RU2068662C1 - Ultrasonic tool for curing myopia and glaucoma - Google Patents
Ultrasonic tool for curing myopia and glaucoma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2068662C1 RU2068662C1 SU5065386A RU2068662C1 RU 2068662 C1 RU2068662 C1 RU 2068662C1 SU 5065386 A SU5065386 A SU 5065386A RU 2068662 C1 RU2068662 C1 RU 2068662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- vibrator
- equal
- length
- grooves
- Prior art date
Links
- 208000001491 myopia Diseases 0.000 title claims description 10
- 230000004379 myopia Effects 0.000 title claims description 10
- 208000010412 Glaucoma Diseases 0.000 title claims description 8
- 210000004240 ciliary body Anatomy 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 210000003786 sclera Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 206010030348 Open-Angle Glaucoma Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в офтальмологии. The invention relates to medical equipment and can be used in ophthalmology.
Известен ультразвуковой инструмент для воздействия на биологическую ткань, содержащий источник возбуждения продольных механических УЗК, трансформатор колебательной скорости и волноводный инструмент экспоненциальной формы с витыми канавками с переменным шагом, уменьшающимся в сторону рабочего наконечника, выполненного в виде съемного конического рабочего раструба с кольцевидным основанием (а. с. N 1066583 от 15. 01. 84 (бюл. N 2, 1984 г. ). A known ultrasonic tool for influencing biological tissue, containing a source of excitation of longitudinal mechanical ultrasonic testing, an oscillating speed transformer and an waveguide tool of exponential shape with twisted grooves with a variable pitch decreasing towards the working tip, made in the form of a removable conical working bell with a ring-shaped base (a. S. N 1066583 dated 15. 01. 84 (bull.
Сложность расчета и технологического изготовления витой части волновода, использование малоэффективных ферромагнитных источников возбуждения, их соединение с трансформаторами колебательной скорости с помощью клея снижает надежность работы инструментов и ограничивает область их применения. Кроме того, низкая эффективность преобразования продольных УЗ колебаний в комплексные, сложность волноводного согласования источника возбуждения с рабочими волноводными наконечниками из-за отсутствия возможности механической настройки снижает в конечном счете эффективность лечения. The complexity of the calculation and technological manufacturing of the twisted part of the waveguide, the use of ineffective ferromagnetic excitation sources, their connection with transformers of vibrational speed with glue, reduces the reliability of the tools and limits their scope. In addition, the low efficiency of converting longitudinal ultrasonic vibrations into complex ones, the complexity of the waveguide matching of the excitation source with the working waveguide tips due to the lack of the possibility of mechanical tuning ultimately reduces the effectiveness of the treatment.
Целью изобретения является повышение эффективности преобразования продольных ультразвуковых колебаний в комплексные со значительным преобладанием крутильной (сдвиговой) составляющей, расширение функциональных возможностей инструмента за счет использования его для лечения не только глаукомы, но и близорукости при одновременном упрощении конструкции, технологии изготовления и технической настройки и достигается тем, что в ультразвуковом инструменте для лечения глаукомы и близорукости, включающем скрепленные цилиндрические вибратор и волновод, содержащий рабочий наконечник в виде раструба с кольцевым основанием и несколько равномерно удаленных друг от друга и размещенных под углом к образующей пазов, выполнены полыми, вибратор с элементом обратной связи и волновод с элементом преобразования продольных УЗ колебаний в крутильное (сдвиговое), одновременно выполняющий функцию концентратора с перемычкой между раструбом и остальной частью волновода, при этом длина раструба равна (1/4+2n/4)λкр,, где n целое число 0, 1, 2. λкр длина волны крутильных колебаний, длина остальной части волновода с наклонными пазами равна (1/4)λпр, где λпр. длина продольной упругой волны, наклон пазов выполнен в диапазоне от 30o до 45o, a расстояние между перемычкой и пазами равно (1/4)λкр, торец волновода со стороны вибратора выполнен посадочным и центрирующим, а вибратор и волновод стянуты шпилькой, установленной в резьбовых соединениях перемычки волновода и узла крепления вибратора, при этом на свободном конце шпильки на расстоянии (1/4)λкр со стороны узла крепления размещена тарировочная масса. При этом внешний диаметр кольцевого рабочего основания раструба для лечения близорукости равен диаметру склеральной проекции цилиарного тела, а для лечения глаукомы равен диаметру лимбальной области.The aim of the invention is to increase the efficiency of converting longitudinal ultrasonic vibrations into complex ones with a significant predominance of torsional (shear) component, expanding the functionality of the instrument by using it to treat not only glaucoma, but also myopia while simplifying the design, manufacturing technology and technical settings and is achieved by in an ultrasound instrument for the treatment of glaucoma and myopia, including bonded cylindrical vibrates the Ohr and the waveguide, containing a working tip in the form of a bell with an annular base and several evenly spaced from each other and placed at an angle to the generatrix of the grooves, are hollow, a vibrator with a feedback element and a waveguide with an element for converting longitudinal ultrasonic vibrations into torsional (shear), simultaneously performing the function of a hub with a jumper between the bell and the rest of the waveguide, while the length of the bell is (1/4 + 2n / 4) λ cr , where n is an
На фиг. 1 изображен ультразвуковой инструмент для лечения глаукомы без защитного корпуса, на фиг. 2 и 3 конструктивные особенности инструментов для лечения близорукости с защитным корпусом, механически закрепленным в узловой точке на фланце (на фиг. 2 с бесступенчатым вибратором, а на фиг. 6 со ступенчатым малым перепадом диаметра на длине (1/4)λпр.; на фиг. 3 изображено распределение узлов и пучностей сдвиговой (крутильной) составляющей комплексных УЗК инструмента, на фиг. 4 распределение узлов и пучностей продольной компоненты комплексных УЗК; на фиг. 5 распределение узлов и пучностей на стяжной волноводной шпильке.In FIG. 1 shows an ultrasound instrument for treating glaucoma without a protective body; FIG. 2 and 3 design features of tools for the treatment of myopia with a protective case mechanically fixed at a nodal point on the flange (in Fig. 2 with a stepless vibrator, and in Fig. 6 with a stepwise small diameter difference in length (1/4) λ ave ; in Fig. 3 shows the distribution of nodes and antinodes of the shear (torsional) component of complex ultrasonic testing tools, in Fig. 4 the distribution of nodes and antinodes of the longitudinal component of complex ultrasonic testing; in Fig. 5 the distribution of nodes and antinodes on the tie-rod waveguide hairpin.
Пример конструктивного исполнения ступенчатого пьезоэлектрического вибратора с элементами 14 и 15 обратной связи показан на фиг. 7 а (вверху), где черной жирной линией отмечены места (изоляции) снятия поверхностного напыления при нанесении токопроводящего слоя на внешней поверхности вибратора 1. Внутренняя часть токопроводящего слоя вибратора 1 остается без изменения. An example of the construction of a stepped piezoelectric vibrator with
Токопроводящая полоска 14 по длине вибратора 1 совместно с токопроводящим ободком 15 в верхней части вибратора совместно с общей внутренней токопроводящей поверхностью (обкладкой) образуют датчик обратной связи для регистрации резонансной частоты и амплитуды УЗ колебаний. The
Ультразвуковой инструмент для физико-терапевтического лечения глаукомы и близорукости содержит (см. фиг. 1, фиг. 2 и 6) пьезоэлектрический источник возбуждения вибратор 1 продольных УЗК, выполненный в виде полого цилиндра размером 10•6•37 волноводной длиной . Волновод 2, выполняющий одновременно функции трансформатора колебательной скорости и преобразователя продольных колебаний в крутильные, включающий в себя и конструктивно выполненный, как одно целое: рабочий наконечник с кольцевидным основанием, выполненный в виде полого цилиндра 3 или раструба 4 длиной торсион 5 с наклонными пазами 6 под углом 30o-45o к образующей и длиной , перемычку (фланец) 7, расположенный в узловой точке с внешней резьбой (М16•0,75) для крепления корпуса 8 и внутренней - (М3•0,75) для стяжной шпильки 9. Инструмент содержит также шайбу 10 и стяжную гайку 11, а также тарированную массу, выполненную в виде диска 12 с контргайкой 13 и установленную на расстоянии , где ; ;
где Ссд скорость распространения упругой волны сдвига,
Сcж скорость распространения волны сжатия в материале,
F резонансная частота пьезоэлектрического источника возбуждения продольных УЗ колебаний (вибратора 1).An ultrasound instrument for the physicotherapeutic treatment of glaucoma and myopia contains (see Fig. 1, Figs. 2 and 6) a piezoelectric excitation source, a
where C sd is the propagation velocity of the elastic shear wave,
Cf the velocity of propagation of the compression wave in the material,
F resonant frequency of the piezoelectric source of excitation of longitudinal ultrasonic vibrations (vibrator 1).
Работа ультразвукового инструмента поясняется чертежами (фиг. 1 5) и заключается в следующем: при подаче переменного выходного напряжения УЗ генератора на внешнюю и внутреннюю обкладки пьезоэлектрического источника возбуждения вибратора 1 последний возбуждается на собственной резонансной частоте , где Ссж скорость распространения упругой волны сжатия в материале пьезоэлектрического вибратора, λпр длина упругой волны сжатия в данном материале, преобразовывая энергию электрических колебаний УЗ генератора в энергию механических продольных УХ колебаний вибратора 1. Продольные механические колебания УЗ частоты от вибратора 1 передаются для усиления и преобразования волновода 2 в комплексные, включающий в себя: волноводный рабочий наконечник с кольцевидным основанием, выполненный в виде полого цилиндра 3 (см. фиг. 1) для лечения глаукомы или раструба 4 (фиг. 2) для лечения близорукости, торсион 5 с наклонными пазами 6 под углом 30o-45o к образующей, преобразующий продольные колебания вибраторов в крутильные (сдвиговые) колебания на рабочих наконечниках, перемычку фланец 7, расположенный в узловой точке для обеспечения механического резьбового соединения всех элементов УЗ инструмента в единую электромеханическую систему с помощью стяжной шпильки 9 и шайбы 10 и гайки 11, заключенную в корпус 8. Механическое крепление с помощью стяжной шпильки 9, шайбы 10 и гайки 11 к перемычке 7 волновода 2 обеспечивает надежный акустический контакт в переходных зонах между вибратором 1 и торсионом 5 как для крутильной (фиг. 3), так и для продольной (фиг. 4) компонент, составляющих комплексных УЗ колебаний кольцевидного основания рабочих наконечников. Резьбовые соединения с помощью стяжной шпильки 9 и механизма крепления 10, 11 обеспечивают необходимый натяг в указанных зонах стыка (в отличие от клеевого соединения), а также упрощают инструмент в техническом исполнении и сам процесс его настройки, ремонта, что имеет немаловажное значение при серийном выпуске и в процессе их эксплуатации.The operation of the ultrasonic tool is illustrated by drawings (Fig. 1 5) and consists in the following: when applying an alternating output voltage of the ultrasonic generator to the external and internal plates of the piezoelectric excitation source of the
Для повышения эффективности лечения, исключения кавитационных явлений при физиотерапевтическом лечении глаукомы, близорукости колебания на кольцевидном основании рабочего инструмента 3 (фиг. 1) и 4 (фиг. 2 и 6) должны быть разных векторных направлений с преобладанием крутильной составляющей. To increase the effectiveness of treatment, the exclusion of cavitation phenomena in the physiotherapeutic treatment of glaucoma, myopia, fluctuations on the ring-shaped base of the working tool 3 (Fig. 1) and 4 (Fig. 2 and 6) should be in different vector directions with a predominance of torsion component.
Указанное преобразование продольных УЗК от вибратора 1 в комплексные осуществляется торсионом 5 с наклонными пазами 6, расположенными на волноводе 2 со стороны крепления. Чем больше наклонных пазов, тем эффективнее процесс преобразования. Однако увеличение числа пазов приводит к уменьшению устойчивости к изгибным колебаниям, динамической жесткости и прочности перемычек. Поэтому за оптимальное значение берут 6-8 пазов в зависимости от диаметра и "живого" сечения стенок волновода 2. The specified conversion of longitudinal ultrasonic testing from
Для удобства работы инструментом волноводную длину l1 рабочего наконечника 3 и 4 выбирают равной , где n=0, 1, 2 целое число, λкр длина волны сдвиговых упругих волн, , т.е. , , где Сcд. скорость распространения упругой волны сдвига в материале, например, из титана для Kт-7, у которого Сож 4,9•106 мм/с и Ссд 2,83•106 мм/с, тогда при n=0 на частоте возбуждения F=44,5 кГц, l1=15,8 мм, а при n=1 на той же частоте F= 44,5 кГц l1=47,6 мм. В обоих случаях длину l1 цилиндрической части торсиона 5 выбирают равной , являющейся входной частью волновода 2, одновременно выполняющей функции трансформатора колебательной скорости сдвиговых волн. Для обеспечения условия согласования продольной компоненты комплексных УЗК общую длину l2 волновода 2 и входной части трансформатора сдвиговых волн выбирают равными: ; . Для приведенного примера на частоте возбуждения 44,5 кГц, l2=26 мм, .For the convenience of the tool, the waveguide length l 1 of the working tip 3 and 4 is chosen equal to where n = 0, 1, 2 is an integer, λ cr the wavelength of the shear elastic waves, , i.e. , where ccd. the propagation velocity of an elastic shear wave in a material, for example, from titanium for K t -7, for which Sozh 4.9 • 10 6 mm / s and Ssd 2.83 • 10 6 mm / s, then at n = 0 at the excitation frequency F = 44.5 kHz, l 1 = 15.8 mm, and for n = 1 at the same frequency F = 44.5 kHz l 1 = 47.6 mm. In both cases, the length l 1 of the cylindrical part of the
На фиг.5 в качестве примера приведен характер распределения узлов и пучностей на стяжной шпильке 9 продольных УЗК по отношению к точке возбуждения 8 со стороны узла механического крепления вибратора 1. Figure 5 shows, by way of example, the nature of the distribution of nodes and antinodes on the
На основе характера распределения узлов и пучностей по длине всего инструмента (фиг. 3 5) для различных компонентов комплексных Уз колебаний, а также согласно законам классической нелинейной акустики, изменение резонансной длины l1 oCl4 составляющих элементов инструмента приводит к изменению характера приведенного к источнику возбуждения 1 входного акустического сопротивления Zвх.мех. Если изменение длины l лежит в области , то входное акустическое сопротивление носит массовый характер или жесткостный при
Zвх.мех.JW•M, если
Zвх.мех.1/JWX•M если
, где М масса, W циклическая частота, K жесткость.Based on the nature of the distribution of nodes and antinodes along the length of the entire instrument (Fig. 3 5) for various components of complex Oscillations, as well as according to the laws of classical nonlinear acoustics, a change in the resonant length l 1 o Cl 4 of the constituent elements of the instrument leads to a change in the nature of the
Z in. fur.JW • M if
Z in. mech.1 / JWX • M if
where M is mass, W is cyclic frequency, K is stiffness.
В этой связи для механической точной волноводной настройки введена тарированная масса, выполненная в виде диска 12, перемещающегося по резьбе шпильки 9 на длину с последующей фиксацией с помощью контргайки 13.In this regard, for a precise mechanical waveguide tuning, a calibrated mass is introduced, made in the form of a
Точная настройка путем перемещения тарированной массы 12 создает дополнительный момент инерции, увеличивающий нагрузочную способность волноводного инструмента и его добротность, как механического избирательного контура одного из элементов единой электромеханической резонирующей системы ультразвукового инструмента в целом. Fine tuning by moving the
Изобретение позволяет реализовать физиотерапевтический метод лечения открытоугольной глаукомы и детской близорукости, исключающий травматичность тканей глаза благодаря контуру автоматического управления акустическим режимом работы ультразвукового инструмента и временем воздействия ультразвуковых колебаний по сигналу обратной связи. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 ЫЫЫ4 ЫЫЫ5 ЫЫЫ6 The invention allows to implement a physiotherapeutic method of treating open-angle glaucoma and childhood myopia, eliminating the invasiveness of eye tissues due to the automatic control of the acoustic mode of operation of an ultrasonic instrument and the exposure time of ultrasonic vibrations by feedback signal. YYY1 YYY2 YYY3 YYY4 YYY5 YYY6
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5065386 RU2068662C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ultrasonic tool for curing myopia and glaucoma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5065386 RU2068662C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ultrasonic tool for curing myopia and glaucoma |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2068662C1 true RU2068662C1 (en) | 1996-11-10 |
Family
ID=21614760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5065386 RU2068662C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ultrasonic tool for curing myopia and glaucoma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2068662C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2177285C1 (en) * | 2001-01-09 | 2001-12-27 | Должич Галина Ивановна | Method for treating the cases of glaucoma |
| RU2509544C2 (en) * | 2012-05-10 | 2014-03-20 | ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ОПТИМЕДСЕРВИС" (ЗАО "Оптимедсервис") | Ultrasonic torsional vibration instrument of phacoemulsificator |
-
1992
- 1992-07-02 RU SU5065386 patent/RU2068662C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1066583, кл. A 61 B 17/24,1984. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2177285C1 (en) * | 2001-01-09 | 2001-12-27 | Должич Галина Ивановна | Method for treating the cases of glaucoma |
| RU2509544C2 (en) * | 2012-05-10 | 2014-03-20 | ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ОПТИМЕДСЕРВИС" (ЗАО "Оптимедсервис") | Ultrasonic torsional vibration instrument of phacoemulsificator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103908321B (en) | Ultrasonic transducer system | |
| US6068590A (en) | Device for diagnosing and treating hearing disorders | |
| US6402769B1 (en) | Torsional ultrasound handpiece | |
| JP2001178736A (en) | Ultrasonic surgical hand-piece | |
| US4907573A (en) | Ultrasonic lithotresis apparatus | |
| RU2000103178A (en) | NEUROSURGICAL ULTRASONIC DEVICE | |
| RU2180274C2 (en) | Apparatus for exciting electroacoustic converter | |
| JPS6243692B2 (en) | ||
| WO2009022273A3 (en) | Apparatus and method for ultrasound treatment | |
| RU2068662C1 (en) | Ultrasonic tool for curing myopia and glaucoma | |
| JPH02198675A (en) | Screening device | |
| KR100462351B1 (en) | Method for activating a sieve frame with ultrasounds | |
| US6653760B1 (en) | Ultrasonic transducer using third harmonic frequency | |
| KR102420176B1 (en) | Ultrasonic Oscillation Probe of generating Multi-frequency Ultrasonic | |
| Shuyu | Vibration analysis and frequency equation for an ultrasonic transducer consisting of a longitudinal vibrator and a flexural circular plate | |
| US10064641B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic treatment instrument | |
| SU633615A1 (en) | Ultrasonic oscillation system | |
| SU814625A1 (en) | Ultrasonic welding unit | |
| SU1525455A1 (en) | Method of determining the change of physico-mechanical properties of materials by thickness | |
| SU1729672A1 (en) | Ultrasonic machining apparatus | |
| Snook et al. | High-frequency transducers for medical ultrasonic imaging | |
| SU721285A1 (en) | Ultrasonic treatment apparatus | |
| JP3976871B2 (en) | Ultrasonic beauty equipment | |
| SU845129A1 (en) | Acoustic transducer | |
| RU96119369A (en) | METHOD OF PHONOPUNCTURE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |