[go: up one dir, main page]

RU2239383C2 - Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery - Google Patents

Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery Download PDF

Info

Publication number
RU2239383C2
RU2239383C2 RU2002135760/14A RU2002135760A RU2239383C2 RU 2239383 C2 RU2239383 C2 RU 2239383C2 RU 2002135760/14 A RU2002135760/14 A RU 2002135760/14A RU 2002135760 A RU2002135760 A RU 2002135760A RU 2239383 C2 RU2239383 C2 RU 2239383C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
smooth transition
concentrating
surgical instrument
piezoelectric
Prior art date
Application number
RU2002135760/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002135760A (en
Inventor
В.Н. Хмелев (RU)
В.Н. Хмелев
Р.В. Барсуков (RU)
Р.В. Барсуков
С.Н. Цыганок (RU)
С.Н. Цыганок
А.Н. Сливин (RU)
А.Н. Сливин
А.В. Шалунов (RU)
А.В. Шалунов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова"
Priority to RU2002135760/14A priority Critical patent/RU2239383C2/en
Publication of RU2002135760A publication Critical patent/RU2002135760A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2239383C2 publication Critical patent/RU2239383C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering.
SUBSTANCE: device has piezoelectric transducer enclosed in casing as back frequency-reducing resonant cover, ring-shaped piezoelectric members and frequency-reducing concentrating cover arranged in series on connective rod and acoustically linked to each other. Revolution body generatrix of the piezoelectric transducer is continuous piecewise smooth curve. The revolution body has the first and the second cylindrical portions joined by an area of smooth transition. Central through canal is available in connection rod and concentrating cover connected and acoustically linked to the piezoelectric transducer. Ultrasonic surgical instrument is manufactured as hollow rod having the first and the second cylindrical portions joined by an area of smooth transition. Hollow working tip having rounded edges is available on rod end. The piezoelectric members are arranged on the first cylindrical segment in the area where oscillation amplitude is not less than 30% of maximum reached on resonant cover back side. Two canals for supplying irrigation liquid are arranged symmetrically relative to the central canal in tie rod and concentrating cover. The canals are connected to inlet tube with one end and the other end having exit to concentrating overlay surface in the smooth transition segment of the piezoelectric transducer. The second cylindrical segment length is selected so that total length of the surgical instrument is equal to 0.55 or 1.1 or 1.65 or 2.2 times ultrasonic oscillation wavelength at the smooth transition part. The working end is shaped as truncated cone having internal conic or spherical recess which bell mouth allows ultrasonic radiation propagation to be directed along acoustic axis.
EFFECT: enhanced effectiveness in converting electric oscillations into ultrasonic ones; optimum coordination of transducer and surgical instrument operation; increased emitting surface without changes in working end cross-section area.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, связанной с разработкой и применением ультразвуковых (УЗ) аппаратов для пластических хирургических операций, а именно к устройствам ультразвуковых колебательных систем, предназначенных для интенсификации процесса удаления подкожных жировых отложений, и может быть использовано для создания современной материально-технической базы пластической хирургии.The invention relates to the field of medical equipment related to the development and use of ultrasound (ultrasound) devices for plastic surgical operations, and in particular to devices of ultrasonic oscillatory systems designed to intensify the process of removing subcutaneous fatty deposits, and can be used to create a modern material and technical base plastic surgery.

Пластическая хирургия, уже около 40 лет, использует метод липосакции через проколы в коже. В настоящее время методом липосакции выполняется более половины всех пластических операций, проводимых хирургами в мире.Plastic surgery, for about 40 years, has been using liposuction through punctures in the skin. Currently, more than half of all plastic surgeries performed by surgeons in the world are performed by liposuction.

Метод липосакции постоянно совершенствуется и кульминацией его развития стало применение для удаления подкожно-жировой клетчатки ультразвуковых колебаний высокой интенсивности [1].The method of liposuction is constantly being improved and the culmination of its development was the use of high-intensity ultrasonic vibrations to remove subcutaneous fat fiber [1].

Применение ультразвуковых колебаний для удаления подкожно-жировой клетчатки позволило не только интенсифицировать процесс, но и сделать липосакцию доступной и безопасной операцией.The use of ultrasonic vibrations to remove subcutaneous fat allowed us not only to intensify the process, but also to make liposuction an affordable and safe operation.

Для создания и введения УЗ-колебаний высокой интенсивности в области человеческого тела, где необходимо удалить излишки подкожно-жировой клетчатки, применяются специальные ультразвуковые колебательные системы для пластической хирургии, содержащие закрепленный в корпусе пьезоэлектрический преобразователь и сменный ультразвуковой хирургический инструмент, соединенный и акустически связанный с преобразователем. Пьезоэлектрический преобразователь обеспечивает преобразование электрических колебаний в ультразвуковые. Сменный ультразвуковой хирургический инструмент вводится в тело пациента на необходимую глубину и обеспечивает передачу ультразвуковых колебаний от пьезоэлектрического преобразователя в подкожно-жировую клетчатку [2].To create and introduce high-intensity ultrasonic vibrations in the area of the human body where it is necessary to remove excess subcutaneous fat, special ultrasonic vibrating systems for plastic surgery are used, containing a piezoelectric transducer fixed in the housing and a replaceable ultrasonic surgical instrument connected and acoustically connected to the transducer . The piezoelectric transducer provides the conversion of electrical vibrations into ultrasonic. A replaceable ultrasound surgical instrument is inserted into the patient’s body to the required depth and ensures the transfer of ultrasonic vibrations from the piezoelectric transducer to subcutaneous fat [2].

Сменный ультразвуковой хирургический инструмент выполняется в виде полого стержня переменного сечения, на конце которого имеется рабочее окончание [3]. Центральный сквозной канал в колебательной системе обеспечивает откачивание получаемой жировой эмульсии при помощи вакуумного насоса в процессе проведения операции.Replaceable ultrasonic surgical instrument is made in the form of a hollow rod of variable cross section, at the end of which there is a working end [3]. The central through channel in the oscillatory system provides the pumping of the resulting fat emulsion using a vacuum pump during the operation.

Для эффективного эмульгирования жировых клеток ультразвуковая колебательная система обеспечивает введение в подкожно-жировую клетчатку ультразвуковых колебаний с амплитудой до 90…150 мкм (в зависимости от участка проводимой операции).For effective emulsification of fat cells, the ultrasonic oscillatory system provides the introduction of ultrasonic vibrations into the subcutaneous fat tissue with an amplitude of up to 90 ... 150 microns (depending on the area of the operation).

В современной пластической хирургии наибольшее распространение получила ультразвуковая колебательная система фирмы "MENTOR", принятая за прототип [4]. Ультразвуковая колебательная система для пластической хирургии [4] содержит закрепленный в корпусе пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде последовательно размещенных на соединительном стержне и акустически связанных между собой тыльной частотно-понижающей резонансной накладки, кольцевых пьезоэлектрических элементов и частотно-понижающей концентрирующей накладки, при этом образующая тела вращения пьезоэлектрического преобразователя выполнена в виде непрерывной кусочно-гладкой кривой, тело вращения включает первый и второй цилиндрические участки с расположенным между ними участком плавного перехода, а в соединительном стержне и концентрирующей накладке выполнен центральный сквозной канал, соединенный и акустически связанный с пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковой хирургический инструмент, выполненный в виде полого стержня, включающего первый и второй цилиндрические участки и участок плавного перехода между ними, на конце стержня имеется рабочее окончание, выполненное полым со скругленными краями.In modern plastic surgery, the most widespread ultrasonic oscillatory system of the company "MENTOR", adopted as a prototype [4]. The ultrasonic vibrating system for plastic surgery [4] contains a piezoelectric transducer fixed in the housing, made in the form of a rear frequency-decreasing resonant plate, ring piezoelectric elements and frequency-lowering concentrating plate, which are acoustically connected to each other on a connecting rod and frequency-lowering concentrating plate, while forming a body the rotation of the piezoelectric transducer is made in the form of a continuous piecewise smooth curve, the rotation body includes the first th and second cylindrical sections with a smooth transition section between them, and in the connecting rod and concentrating pad there is a central through channel connected and acoustically connected to the piezoelectric transducer by an ultrasonic surgical instrument made in the form of a hollow rod, comprising the first and second cylindrical sections and section smooth transition between them, at the end of the rod there is a working end made hollow with rounded edges.

Для преобразования электрических колебаний, поступающих от электронного генератора, в механические колебания ультразвуковой частоты применяются две пары кольцевых пьезоэлектрических элементов диаметром 18 мм, размещенные симметрично между тыльной частотно-понижающей накладкой и частотно-понижающей концентрирующей накладкой. Диаметр второго цилиндрического участка преобразователя и диаметр первого цилиндрического участка ультразвукового хирургического инструмента равен 12 мм. Колебательная система имеет максимальный размер в поперечном сечении, равный 44 мм, что, с точки зрения эргономических требований (удобство работы хирурга), считается наиболее приемлемым.To convert electrical vibrations coming from an electronic generator into mechanical vibrations of ultrasonic frequency, two pairs of ring piezoelectric elements with a diameter of 18 mm are used, placed symmetrically between the back frequency-lowering pad and the frequency-lowering concentrating pad. The diameter of the second cylindrical portion of the transducer and the diameter of the first cylindrical portion of the ultrasonic surgical instrument is 12 mm. The oscillation system has a maximum cross-sectional size of 44 mm, which, from the point of view of ergonomic requirements (the convenience of the surgeon), is considered the most acceptable.

Анализ конструктивных особенностей и функциональных возможностей ультразвуковой колебательной системы позволил выявить следующие существенные недостатки:Analysis of the design features and functionality of the ultrasonic oscillatory system revealed the following significant disadvantages:

1. Низкую эффективность ультразвуковой колебательной системы, обусловленную симметричным размещением кольцевых пьезоэлектрических элементов между тыльной частотно-понижающей резонансной накладкой и частотно-понижающей концентрирующей накладкой. В этом случае на пьезоэлектрические элементы действуют максимальные механические разрывные напряжения [5]. Поскольку пьезокерамические материалы имеют ограниченную механическую прочность [6], при определенном напряжении питания они разрушаются.1. The low efficiency of the ultrasonic oscillatory system, due to the symmetrical placement of the ring piezoelectric elements between the rear frequency-lowering resonant plate and the frequency-lowering concentration plate. In this case, the maximum mechanical breaking stresses act on the piezoelectric elements [5]. Since piezoceramic materials have limited mechanical strength [6], they break down at a certain supply voltage.

Таким образом, ограниченная механическая прочность пьезокерамики (не превышающая при растяжении 20...30 МПа [7]), ограничивает удельную излучаемую механическую мощность ультразвуковых колебаний.Thus, the limited mechanical strength of piezoceramics (not exceeding tensile 20 ... 30 MPa [7]) limits the specific radiated mechanical power of ultrasonic vibrations.

2. Низкое качество операции и возможность ожогов пациента, обусловленные тем, что пьезоэлектрический преобразователь колебательной системы для пластической хирургии в области размещения пьезоэлектрических элементов и тыльной накладки не охлаждается (поскольку физиологический раствор подается только на концентрирующую накладку).2. The poor quality of the operation and the possibility of burns to the patient, due to the fact that the piezoelectric transducer of the oscillatory system for plastic surgery in the field of placement of the piezoelectric elements and the back lining is not cooled (since physiological saline is supplied only to the concentrating lining).

В процессе длительной работы (при проведении многочасовой операции) температура ультразвуковой колебательной системы постоянно увеличивается. Увеличение температуры приводит к снижению коэффициента преобразования электрических колебаний в ультразвуковые, увеличению диэлектрических потерь в пьезокерамических элементах и, соответственно, к дополнительному повышению их температуры, а также к изменению собственной электрической емкости пьезокерамических элементов [8].During long-term operation (during a multi-hour operation), the temperature of the ultrasonic oscillatory system is constantly increasing. An increase in temperature leads to a decrease in the coefficient of conversion of electric vibrations into ultrasonic, an increase in dielectric losses in piezoelectric ceramics and, accordingly, to an additional increase in their temperature, as well as to a change in the intrinsic electric capacitance of piezoelectric ceramics [8].

В результате разогрева колебательной системы ограничивается удельная излучаемая мощность ультразвуковых колебаний и снижается эффективность эмульгирования жира, ухудшаются условия согласования колебательной системы с электронным генератором, что также приводит к снижению излучаемой мощности и делает возможными ожоги пациента.As a result of heating the oscillatory system, the specific radiated power of ultrasonic vibrations is limited and the efficiency of emulsification of fat is reduced, the conditions for matching the oscillatory system with an electronic generator are worsened, which also leads to a decrease in the radiated power and makes patient burns possible.

3. Колебательная система, принятая за прототип, обеспечивает низкую производительность операции липосакции. Обусловлено это малым выходом энергии ультразвуковых колебаний, поскольку рабочие окончания сменных инструментов имеют цилиндрическую форму, выполнены диаметром 5 мм с внутренним отверстием диаметром 2,5 мм. Вывод ультразвуковой энергии в подкожно-жировую клетчатку происходит через малую излучающую поверхность рабочего окончания (0,15 см2), поэтому для обеспечения необходимой для эмульгирования энергии увеличивают подводимую к пьезопреобразователю дополнительную энергию от электронного генератора (500 Вт и более). Увеличение подводимой к преобразователю энергии увеличивает тепловые потери как в преобразователе, так и в сменном ультразвуковом хирургическом инструменте. Таким образом, даже в случае использования специальных методов охлаждения хирургического инструмента (металлические чехлы и ирригационная жидкость) происходят ожоги тканей пациента.3. The oscillation system, adopted as a prototype, provides low productivity liposuction operations. This is due to the small energy output of ultrasonic vibrations, since the working ends of interchangeable tools are cylindrical in shape, made with a diameter of 5 mm and an inner hole with a diameter of 2.5 mm. The output of ultrasonic energy into the subcutaneous fat occurs through a small emitting surface of the working end (0.15 cm 2 ), therefore, to provide the energy necessary for emulsification, the additional energy supplied to the piezoelectric transducer from the electronic generator (500 W or more) is increased. An increase in the energy supplied to the transducer increases the heat loss both in the transducer and in a replaceable ultrasound surgical instrument. Thus, even in the case of using special methods of cooling the surgical instrument (metal covers and irrigation fluid), patient tissue burns occur.

4. Низкая эффективность колебательной системы и ультразвукового воздействия обусловлена также тем, что основная зона кавитационного разрушения подкожно-жировой клетчатки расположена в непосредственной близости от излучающей поверхности торцевого окончания инструмента. При этом кавитационные пузыри формируются на излучающей поверхности, что приводит к ее кавитационному разрушению. Кроме того, существование вблизи малой поверхности излучения двух противоположных потоков (кавитационного и потока отсасываемой эмульсии с кусочками подкожно-жировой клетчатки) не позволяет обеспечить стабильность сопротивления излучения колебательной системы. При этом режим согласования электронного генератора с колебательной системой становится неоптимальным (не совпадают резонансная частота колебательной системы с рабочей частотой генератора). Автоматическая подстройка рабочей частоты генератора не позволяет полностью исключить влияние изменяющегося сопротивления излучения.4. The low efficiency of the oscillatory system and ultrasonic exposure is also due to the fact that the main zone of cavitation destruction of subcutaneous fat is located in close proximity to the radiating surface of the end end of the instrument. In this case, cavitation bubbles form on the radiating surface, which leads to its cavitation destruction. In addition, the existence of two opposite flows (a cavitation and a stream of suction emulsion with pieces of subcutaneous fat) near a small surface of radiation does not allow ensuring the stability of the radiation resistance of the oscillatory system. In this case, the matching mode of the electronic generator with the oscillatory system becomes non-optimal (the resonant frequency of the oscillatory system does not coincide with the operating frequency of the generator). Automatic adjustment of the operating frequency of the generator does not completely eliminate the influence of a changing radiation resistance.

5. Ограниченная производительность операции липосакции обусловлена, также, неоптимальным соотношением размеров ультразвуковых хирургических инструментов в сравнении с преобразователем. Для согласования пьезоэлектрического преобразователя и хирургических инструментов различной длины, в прототипе, общая длина ультразвуковых хирургических инструментов выбрана равной 0,5, или 1,0, или 1,5, или 2,0 длинам волн УЗ-колебаний на участке плавного перехода, в зависимости от глубины введения инструментов. Опыт эксплуатации колебательных систем для пластической хирургии свидетельствует о том, что эффективность колебательной системы не является максимальной в случае, когда частота преобразователя соответствует частоте инструмента, причем, при увеличении длины инструмента - эффективность падает. Наличие такой зависимости обусловлено различными потерями энергии в материалах преобразователя и инструментов.5. The limited performance of liposuction surgery is also due to the non-optimal size ratio of ultrasonic surgical instruments compared to the transducer. To coordinate the piezoelectric transducer and surgical instruments of different lengths, in the prototype, the total length of the ultrasonic surgical instruments is chosen equal to 0.5, or 1.0, or 1.5, or 2.0 wavelengths of ultrasonic vibrations in the smooth transition section, depending from the depth of introduction of tools. The operating experience of oscillatory systems for plastic surgery indicates that the efficiency of the oscillatory system is not maximum when the frequency of the transducer corresponds to the frequency of the instrument, and, with an increase in the length of the instrument, the efficiency decreases. The presence of such a dependence is due to various energy losses in the materials of the transducer and tools.

6. Кроме основных недостатков, ультразвуковая колебательная система, принятая за прототип, имеет еще несколько недостатков:6. In addition to the main disadvantages, the ultrasonic oscillatory system adopted for the prototype has several more disadvantages:

- Подача физиологического солевого раствора осуществляется по специальной трубке над поверхностью пьезоэлементов. Кроме того, что это исключает возможность использования физиологического раствора для охлаждения преобразователя, такая подача представляет реальную угрозу воздействия электрического тока на пациента, при нарушении герметичности трубки, проходящей над поверхностью электродов пьезоэлементов.- The supply of physiological saline is carried out through a special tube above the surface of the piezoelectric elements. In addition to the fact that this excludes the possibility of using physiological saline to cool the transducer, such a supply poses a real threat of electric current to the patient in case of a violation of the tightness of the tube passing over the surface of the piezoelectric electrodes.

- Кроме того, такое конструктивное исполнение канала подачи физиологического раствора обуславливает увеличение габаритных размеров всего инструмента. Поскольку этот размер не должен превышать 44 мм, то использование внешнего канала подачи раствора в рассматриваемой конструкции приводит к необходимости уменьшения диаметра используемых пьезоэлектрических элементов (до 18 мм) и снижению мощности излучения.- In addition, such a design of the physiological saline feed channel leads to an increase in the overall dimensions of the entire instrument. Since this size should not exceed 44 mm, the use of an external solution supply channel in the structure under consideration leads to the need to reduce the diameter of the used piezoelectric elements (up to 18 mm) and reduce the radiation power.

Все вышеперечисленные недостатки снижают эффективность ультразвуковой колебательной системы, принятой за прототип, обуславливают снижение производительности операции ультразвуковой липосакции, а в некоторых случаях делают ее опасной для жизни пациентов.All of the above disadvantages reduce the effectiveness of the ultrasonic oscillatory system, adopted as a prototype, cause a decrease in the performance of the operation of ultrasonic liposuction, and in some cases make it life-threatening for patients.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков существующих ультразвуковых колебательных систем для пластической хирургии, создание ультразвуковой колебательной системы для пластической хирургии, способной обеспечить повышение эффективности ультразвукового воздействия, повышение качества и производительности операций липосакции, исключить опасность ожогов для пациентов. Кроме того, разработанная и практически реализованная ультразвуковая колебательная система способна обеспечить повышение привлекательности операции и снижение ее стоимости.The proposed technical solution is aimed at eliminating the shortcomings of the existing ultrasonic vibrational systems for plastic surgery, creating an ultrasonic vibrational system for plastic surgery, which is able to increase the efficiency of ultrasonic treatment, improve the quality and productivity of liposuction operations, and eliminate the risk of burns for patients. In addition, the developed and practically implemented ultrasonic oscillatory system is capable of increasing the attractiveness of the operation and reducing its cost.

Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что в известной ультразвуковой колебательной системе для пластической хирургии, содержащей закрепленный в корпусе пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде последовательно размещенных на соединительном стержне и акустически связанных между собой тыльной частотно-понижающей резонансной накладки, кольцевых пьезоэлектрических элементов и частотно-понижающей концентрирующей накладки, при этом образующая тела вращения пьезоэлектрического преобразователя выполнена в виде непрерывной кусочно-гладкой кривой, тело вращения включает первый и второй цилиндрические участки, с расположенным между ними участком плавного перехода, а в соединительном стержне и концентрирующей накладке выполнен центральный сквозной канал, соединенный и акустически связанный с пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковой хирургический инструмент, выполненный в виде полого стержня, включающего первый и второй цилиндрические участки и участок плавного перехода между ними. На конце стержня имеется рабочее окончание, выполненное полым, со скругленными краями, пьезоэлектрические элементы расположены на первом цилиндрическом участке в области, где амплитуда колебаний составляет не менее 30% от максимальной на тыльной стороне резонансной накладки, в стягивающем стержне и концентрирующей накладке симметрично, относительно центрального канала, выполнены два канала для подачи ирригационной жидкости, соединенные одной стороной с подводящим патрубком, а со второй - имеющие выход на поверхность концентрирующей накладки на участке плавного перехода пьезоэлектрического преобразователя, длину второго цилиндрического участка хирургического инструмента выбирают с возможностью получения общей длины хирургического инструмента равной 0,55, или 1,1, или 1,65, или 2,2 длины волны ультразвуковых колебаний на участке плавного перехода, а рабочее окончание выполнено в виде усеченного конуса с внутренним конусным или сферическим углублением, раскрыв которого выбран с возможностью направления ультразвукового излучения вдоль акустической оси.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that in the well-known ultrasonic oscillatory system for plastic surgery containing a piezoelectric transducer fixed in the housing, made in the form of a rear frequency-lowering resonant lining, ring piezoelectric elements acoustically connected to each other, ring piezoelectric elements and frequency - lowering concentrating pads, while forming a body of rotation of the piezoelectric transducer it is a continuous piecewise-smooth curve, the body of revolution includes the first and second cylindrical sections, with a smooth transition section between them, and a central through channel is made in the connecting rod and the concentrating pad, and an ultrasonic surgical instrument is connected and acoustically connected to the piezoelectric transducer by in the form of a hollow rod, including the first and second cylindrical sections and a smooth transition section between them. At the end of the rod there is a working end made hollow, with rounded edges, the piezoelectric elements are located on the first cylindrical section in the region where the oscillation amplitude is not less than 30% of the maximum on the back of the resonant plate, in the tightening rod and concentrating plate symmetrically, relative to the central channel, two channels for supplying irrigation fluid are made, connected on one side to the inlet pipe, and on the other side having access to the surface of the concentrating masonry on the smooth transition section of the piezoelectric transducer, the length of the second cylindrical section of the surgical instrument is selected with the possibility of obtaining a total length of the surgical instrument equal to 0.55, or 1.1, or 1.65, or 2.2 wavelengths of ultrasonic vibrations on the smooth transition section, and the working end is made in the form of a truncated cone with an internal conical or spherical recess, the opening of which is selected with the possibility of directing ultrasonic radiation along the acoustic axis.

Предлагаемое техническое решение поясняется фиг.1а, б.The proposed technical solution is illustrated figa, b.

На фиг.1а представлена ультразвуковая колебательная система для пластической хирургии, содержащая закрепленный в корпусе 1 пьезоэлектрический преобразователь 2, выполненный в виде последовательно размещенных на соединительном стержне 3 и акустически связанных между собой тыльной частотно-понижающей резонансной накладки 4, кольцевых пьезоэлектрических элементов 5 и частотно-понижающей концентрирующей накладки 6, при этом образующая тела вращения пьезоэлектрического преобразователя выполнена в виде непрерывной кусочно-гладкой кривой, тело вращения включает первый 7 и второй цилиндрические участки 8 с расположенным между ними участком плавного перехода 9, а в соединительном стержне и концентрирующей накладке выполнен центральный сквозной канал 10, соединенный и акустически связанный с пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковой хирургический инструмент 11, выполненный в виде полого стержня, включающего первый 12 и второй цилиндрические участки 13 и участок 14 плавного перехода между ними, на конце стержня имеется рабочее окончание 15, выполненное полым, со скругленными краями, пьезоэлектрические элементы расположены на первом цилиндрическом участке в области, где амплитуда колебаний составляет не менее 30% от максимальной на тыльной стороне резонансной накладки, в стягивающем стержне и концентрирующей накладке симметрично, относительно центрального канала, выполнены два канала 16 для подачи ирригационной жидкости, соединенные одной стороной с подводящим патрубком 17, а со второй - имеющие выход 18 на поверхность концентрирующей накладки на участке плавного перехода пьезоэлектрического преобразователя. Длину второго цилиндрического участка 13 хирургического инструмента выбирают с возможностью получения общей длины хирургического инструмента, равной 0,55, или 1,15, или 1,65, или 2,2 длины волны ультразвуковых колебаний на участке плавного перехода, а рабочее окончание (см. фиг.1б) выполнено в виде усеченного конуса с внутренним конусным 19 или сферическим углублением 20, раскрыв которого выбран с возможностью направления ультразвукового излучения вдоль акустической оси.On figa presents an ultrasonic oscillatory system for plastic surgery, containing a piezoelectric transducer 2 mounted in the housing 1, made in the form of a rear frequency-lowering resonant lining 4, annular piezoelectric elements 5 and frequency-frequency, acoustically interconnected on the connecting rod 3 lowering the concentrating lining 6, while forming a body of revolution of the piezoelectric transducer is made in the form of a continuous piecewise smooth curve , the rotation body includes first 7 and second cylindrical sections 8 with a smooth transition section 9 located between them, and a central through channel 10 is made in the connecting rod and the concentrating pad, which is connected and acoustically connected to the piezoelectric transducer by an ultrasonic surgical instrument 11 made in the form of a hollow rod comprising the first 12 and second cylindrical sections 13 and the smooth transition section between them 14, at the end of the rod there is a working end 15 made hollow, with a round With these edges, the piezoelectric elements are located on the first cylindrical section in the region where the oscillation amplitude is at least 30% of the maximum on the back side of the resonance plate, symmetrically relative to the central channel, there are two channels 16 for supplying irrigation liquid in the tightening rod and the concentrating plate, connected on one side to the inlet pipe 17, and on the other side having an outlet 18 to the surface of the concentrating lining on the smooth transition section of the piezoelectric transducer Vatel. The length of the second cylindrical section 13 of the surgical instrument is selected with the possibility of obtaining a total length of the surgical instrument equal to 0.55, or 1.15, or 1.65, or 2.2 wavelengths of ultrasonic vibrations in the smooth transition section, and the working end (see figb) is made in the form of a truncated cone with an inner conical 19 or spherical recess 20, the opening of which is selected with the possibility of directing ultrasonic radiation along the acoustic axis.

Преобразователь электрических колебаний в упругие механические колебания ультразвуковой частоты выполнен по полуволновой схеме в виде тела вращения и объединяет собственно пьезопреобразователь и ступенчато-экспоненциальный концентратор. Наличие протяженного участка плавного перехода приводит к тому, что коэффициент усиления системы снижается не более чем на 20% по сравнению с коэффициентом усиления ступенчатого концентратора. Однако при таком выполнении преобразователя зависимость собственной частоты колебательной системы от изменяющейся акустической нагрузки (сопротивления излучения) становится минимальной, приближающейся к зависимости, характерной для классического экспоненциального концентратора [5]. С пьезоэлектрическим преобразователем, посредством резьбового соединения, соединяется ультразвуковой хирургический инструмент.The transducer of electrical vibrations into elastic mechanical vibrations of ultrasonic frequency is made according to a half-wave scheme in the form of a body of revolution and combines the piezoelectric transducer itself and a step-exponential concentrator. The presence of an extended section of a smooth transition leads to the fact that the gain of the system is reduced by no more than 20% compared with the gain of a step concentrator. However, with such a converter, the dependence of the natural frequency of the oscillatory system on the changing acoustic load (radiation resistance) becomes minimal, approaching the dependence characteristic of a classical exponential concentrator [5]. An ultrasonic surgical instrument is connected to the piezoelectric transducer by means of a threaded connection.

Пьезоэлектрические элементы расположены на первом цилиндрическом участке в области, где амплитуда колебаний составляет не менее 30% от максимальной амплитуды на тыльной стороне резонансной накладки 4. Такое размещение пьезоэлектрических элементов обеспечивает уменьшение действующих на пьезокерамические элементы разрывных напряжений, по сравнению с прототипом, не менее чем на 30%, что существенно облегчает режим их работы.The piezoelectric elements are located on the first cylindrical section in the region where the oscillation amplitude is at least 30% of the maximum amplitude on the back of the resonant plate 4. This arrangement of the piezoelectric elements reduces the tensile stresses acting on the piezoelectric ceramic, in comparison with the prototype, by no less than 30%, which greatly facilitates their mode of operation.

Известно [см., например: Ю.В.Холопов. Оборудование для ультразвуковой сварки. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд., 1985, с.58-64], что в многослойных преобразователях с частотно-понижающими накладками, толщины которых неодинаковы, удельная излучаемая механическая мощность ультразвуковых колебаний зависит от соотношения размеров накладок и пьезоэлементов, их акустических характеристик (скорости ультразвука и плотности) и площади излучающей поверхности. При этом максимальная удельная излучаемая мощность достигается при различающихся продольных размерах частотно-понижающих накладок.It is known [see, for example: Yu.V. Kholopov. Equipment for ultrasonic welding. - L .: Energoatomizdat, Leningradskoe Otdel, 1985, p. 58-64], that in multilayer transducers with frequency-reducing plates, the thicknesses of which are not the same, the specific radiated mechanical power of ultrasonic vibrations depends on the ratio of the sizes of the plates and piezoelectric elements, their acoustic characteristics (ultrasound velocity and density) and the area of the radiating surface. In this case, the maximum specific radiated power is achieved with different longitudinal sizes of the frequency-lowering pads.

Предлагаемая колебательная система обеспечивает наилучшее согласование преобразователя с жировой эмульсией за счет оптимизации коэффициента усиления всей колебательной системы равным 15…17 [7] и максимизации излучаемой мощности. Это достигается выбором диаметров цилиндрических участков накладок и диаметра пьезоэлементов. Выбор этих поперечных размеров (в частности, площади излучающей поверхности и длины участка плавного перехода) определяет продольные размеры частотно-понижающих накладок и, соответственно, место размещения пьезоэлектрических элементов.The proposed oscillatory system provides the best matching of the converter with the fat emulsion due to optimization of the gain of the entire oscillatory system equal to 15 ... 17 [7] and maximization of the radiated power. This is achieved by choosing the diameters of the cylindrical sections of the pads and the diameter of the piezoelectric elements. The choice of these transverse dimensions (in particular, the area of the radiating surface and the length of the smooth transition section) determines the longitudinal dimensions of the frequency-lowering plates and, accordingly, the location of the piezoelectric elements.

Экспериментальные исследования пьезоэлектрического преобразователя предложенной колебательной системы показали, что выбрана оптимальная область размещения пьезоэлектрических элементов, поскольку такое размещение пьезоэлементов обеспечило не только снижение механических напряжений в области их размещения, но и позволило увеличить коэффициент электромеханического преобразования до 70% (в прототипе был не более 50%).Experimental studies of the piezoelectric transducer of the proposed oscillatory system showed that the optimal placement region of the piezoelectric elements was chosen, since such a placement of the piezoelectric elements not only reduced mechanical stresses in the area of their placement, but also allowed to increase the electromechanical conversion coefficient to 70% (in the prototype it was no more than 50% )

Таким образом, требуемая амплитуда колебаний рабочего окончания (150 мкм) достигается при снижении энергопотребления генератором с 500 до 50 Вт (в 10 раз). Уменьшение электрического напряжения, подаваемого от генератора на электроды пьезоэлементов, позволило повысить надежность защиты от поражения электрическим током, снизило потери в материале пьезоэлементов.Thus, the required oscillation amplitude of the working end (150 μm) is achieved by reducing the power consumption of the generator from 500 to 50 W (10 times). A decrease in the electric voltage supplied from the generator to the electrodes of the piezoelectric elements made it possible to increase the reliability of protection against electric shock and reduced losses in the material of the piezoelectric elements.

В соединительном стержне и частотно-понижающей концентрирующей накладке выполнены три сквозных канала. Центральный канал предназначен для удаления получаемой жировой эмульсии. Симметрично, относительно центрального канала, выполнены два канала для подачи ирригационной жидкости, соединенные одной стороной с подводящим патрубком, а со второй - имеющие выход на поверхность концентрирующей накладки на участке плавного перехода в зоне минимальной амплитуды механических колебаний. Это способствует улучшению условий охлаждения преобразователя и уменьшению габаритов корпуса. Кроме того, такое выполнение каналов подачи ирригационной жидкости позволяет исключить движение физиологического солевого раствора над поверхностью электродов пьезоэлементов, где присутствуют большие напряжения.Three connecting channels are made in the connecting rod and the frequency-lowering concentrating pad. The central channel is designed to remove the resulting fat emulsion. Symmetrically, relative to the central channel, two channels for irrigation fluid supply are made, connected on one side to the inlet pipe, and on the other side having access to the surface of the concentrating lining in the smooth transition area in the zone of minimum amplitude of mechanical vibrations. This helps to improve the cooling conditions of the converter and reduce the dimensions of the housing. In addition, this embodiment of the irrigation fluid supply channels makes it possible to exclude the movement of physiological saline solution above the surface of the piezoelectric electrodes, where high voltages are present.

Для согласования пьезоэлектрического преобразователя и рабочих инструментов различной длины использованы известные теоретические и экспериментальные результаты [11] по оптимальному согласованию преобразователя с рабочим инструментом. В этих исследованиях показано, что наибольшая эффективность колебательной системы обеспечивается в случае, когда частота преобразователя на несколько килогерц выше частоты инструмента, а не при условии равенства частот. Наличие такой зависимости обусловлено потерями энергии в материалах преобразователя и инструмента (от их соотношения). Эти зависимости качественно подтверждены в экспериментальных исследованиях с полуволновыми магнитострикционными преобразователями и полуволновыми инструментами.To coordinate the piezoelectric transducer and working tools of various lengths, the known theoretical and experimental results [11] on the optimal matching of the transducer with the working tool are used. These studies showed that the greatest efficiency of the oscillatory system is provided in the case when the frequency of the converter is several kilohertz higher than the frequency of the instrument, and not subject to equal frequencies. The presence of such a dependence is due to energy losses in the materials of the transducer and tool (on their ratio). These dependences are qualitatively confirmed in experimental studies with half-wave magnetostrictive transducers and half-wave instruments.

Проведенные исследования позволили установить, что оптимальное согласование пьезоэлектрического преобразователя с хирургическими инструментами различной длины в предложенной колебательной системе (обеспечение максимальной амплитуды колебаний рабочего окончания) обеспечивается в случаях, когда общая длина хирургического инструмента составляет 0,55, или 1,1, или 1,65, или 2,2 длины волны УЗ-колебаний на участке плавного перехода [12].The studies carried out allowed us to establish that the optimal coordination of the piezoelectric transducer with surgical instruments of various lengths in the proposed oscillatory system (ensuring the maximum amplitude of oscillations of the working end) is provided in cases where the total length of the surgical instrument is 0.55, or 1.1, or 1.65 , or 2.2 wavelengths of ultrasonic vibrations in the smooth transition section [12].

Полученные экспериментальные результаты позволили выбрать длины хирургических инструментов для комплектации предложенной колебательной системы равными 115, 240, 350, 470 мм.The obtained experimental results made it possible to choose the lengths of surgical instruments for equipping the proposed oscillatory system equal to 115, 240, 350, 470 mm.

Изготовление ультразвуковых хирургических инструментов различной длины позволило подтвердить правильность полученной методики выбора размеров инструментов и создать комплект инструментов для предлагаемой колебательной системы. Ультразвуковые хирургические инструменты представлены на фото фиг.2а.The manufacture of ultrasonic surgical instruments of various lengths made it possible to confirm the correctness of the obtained methodology for selecting instrument sizes and to create a set of instruments for the proposed oscillatory system. Ultrasonic surgical instruments are presented in the photo figa.

Предложенное конструктивное решение позволило оптимально согласовать преобразователь с ультразвуковыми хирургическими инструментами. Это привело к увеличению амплитуды механических колебаний не менее чем на 20% по сравнению с колебательной системой, принятой за прототип, где собственные резонансные частоты самого преобразователя и инструментов совпадают.The proposed constructive solution made it possible to optimally coordinate the transducer with ultrasonic surgical instruments. This led to an increase in the amplitude of mechanical vibrations by at least 20% compared with the oscillatory system adopted as a prototype, where the natural resonant frequencies of the transducer and the instruments coincide.

Рабочие окончания сменных инструментов выполнены в виде усеченного конуса с внутренним конусным или сферическим углублениями. Такие рабочие окончания ультразвукового хирургического инструмента обеспечивают поверхность излучения УЗ-колебаний более 1,5 см2.The working ends of interchangeable tools are made in the form of a truncated cone with an internal conical or spherical recesses. Such working endings of an ultrasonic surgical instrument provide a radiation surface of ultrasonic vibrations of more than 1.5 cm 2 .

Сложная форма поверхности рабочего окончания хирургического инструмента позволила обеспечить высокую эффективность ультразвукового воздействия на жировую эмульсию. Это объясняется тем, что внутренняя поверхность рабочего окончания обеспечивает направленное излучение ультразвуковых колебаний вдоль акустической оси. Основная зона кавитационного разрушения подкожно-жировой клетчатки отделена от излучающей поверхности рабочего окончания инструмента. При этом создаются интенсивные гидродинамические потоки, обеспечивая интенсивный массообмен в среде.The complex shape of the surface of the working end of the surgical instrument made it possible to ensure high efficiency of the ultrasonic effect on the fat emulsion. This is because the inner surface of the working end provides directional radiation of ultrasonic vibrations along the acoustic axis. The main zone of cavitation destruction of subcutaneous fat is separated from the radiating surface of the working end of the instrument. In this case, intense hydrodynamic flows are created, providing intensive mass transfer in the medium.

Внешняя поверхность усеченного конуса рабочего окончания инструмента обеспечивает излучение ультразвуковых колебаний в обратном направлении в обрабатываемую среду, под углом к акустической оси. Форма поверхности рабочего окончания и формируемые гидродинамические потоки от поверхности за счет изгибных высокочастотных колебаний поверхности исключают задерживание кавитационных пузырьков на поверхности рабочего окончания. Это обеспечивает стабильность сопротивления излучения и сводит к минимуму кавитационные разрушения материала рабочего окончания хирургического инструмента. Поэтому ультразвуковой хирургический инструмент становится более долговечным.The outer surface of the truncated cone of the working end of the tool provides radiation of ultrasonic vibrations in the opposite direction into the medium being processed, at an angle to the acoustic axis. The surface shape of the working end and the generated hydrodynamic flows from the surface due to bending high-frequency surface vibrations exclude the retention of cavitation bubbles on the surface of the working end. This ensures stability of the radiation resistance and minimizes cavitation damage to the material of the working end of the surgical instrument. Therefore, an ultrasound surgical instrument becomes more durable.

Дополнительная особенность усеченного конусного окончания с внутренним конусным или сферическим углублениями заключается в том, что создается избыточное давление в эмульсии перед конусным окончанием и происходит движение эмульсии в центральный сквозной канал, без дополнительного вакуумирования (эффект ультразвукового насоса). Это ускоряет процесс удаления жировой эмульсии.An additional feature of a truncated conical end with an internal conical or spherical recesses is that an excess pressure is created in the emulsion before the conical end and the emulsion moves into the central through channel without additional vacuuming (ultrasonic pump effect). This speeds up the process of removing the fat emulsion.

Наличие эффекта насоса в конусном окончании и дополнительное эмульгирование поступающего в канал жира позволило уменьшить диаметр канала до 2 мм (вместо 2,5 у прототипа) без потери производительности отбора эмульсии. Уменьшение внутреннего диаметра повысило прочность хирургического инструмента и позволило увеличить амплитуду колебаний до 250 мкм (вместо 150 у прототипа) без снижения надежности и долговечности инструментов.The presence of the pump effect in the conical end and additional emulsification of the fat entering the channel made it possible to reduce the channel diameter to 2 mm (instead of 2.5 for the prototype) without loss of emulsion extraction performance. Reducing the inner diameter increased the strength of the surgical instrument and allowed to increase the amplitude of oscillations to 250 μm (instead of 150 of the prototype) without compromising the reliability and durability of the instruments.

Коэффициент трансформации скорости механических колебаний (коэффициент усиления), равный 15…17, достигнут за счет увеличения диаметра пьезоэлементов до 30 мм, обеспечившего коэффициент усиления преобразователя не менее 6 и коэффициент усиления ультразвукового хирургического инструмента не менее 2,5. Оптимальное согласование колебательной системы с обрабатываемой средой позволило увеличить выход энергии ультразвуковых колебаний в обрабатываемую среду не менее чем в 10 раз.The transformation coefficient of the speed of mechanical vibrations (gain), equal to 15 ... 17, was achieved by increasing the diameter of the piezoelectric elements up to 30 mm, which provided a gain of the transducer of at least 6 and a gain of an ultrasonic surgical instrument of at least 2.5. Optimal matching of the oscillatory system with the medium being processed made it possible to increase the energy output of ultrasonic vibrations into the medium being processed by at least 10 times.

Технический результат изобретения выражается в повышении эффективности ультразвукового воздействия на подкожно-жировую клетчатку за счет увеличения амплитуды колебаний рабочего окончания хирургического инструмента, увеличения энергии УЗ-колебаний, вводимых в обрабатываемую среду, снижения энергозатрат, уменьшения нагрева колебательной системы и улучшения условий согласования колебательной системы с электронным генератором при изменениях акустической нагрузки.The technical result of the invention is expressed in increasing the efficiency of ultrasonic treatment of subcutaneous fat by increasing the amplitude of oscillations of the working end of the surgical instrument, increasing the energy of ultrasonic vibrations introduced into the medium, reducing energy consumption, reducing heating of the oscillatory system and improving the conditions for matching the oscillatory system with electronic generator when the acoustic load changes.

В результате реализации предлагаемого технического решения оптимизирована конструкция колебательной системы для пластической хирургии с точки зрения обеспечения максимальной эффективности преобразования энергии электрических колебаний в ультразвуковые, оптимального согласования с жидкой средой, увеличения площади излучающей поверхности для обеспечения вывода максимально возможной энергии без изменения поперечного размера рабочего окончания инструмента, уменьшения нагрева преобразователя и сменных хирургических инструментов.As a result of the implementation of the proposed technical solution, the design of the oscillatory system for plastic surgery has been optimized in terms of ensuring maximum efficiency of converting the energy of electrical oscillations into ultrasonic, optimal matching with a liquid medium, increasing the area of the emitting surface to ensure the output of the maximum possible energy without changing the transverse size of the working end of the tool reduce heating of the transducer and interchangeable surgical instruments .

Разработанная в лаборатории акустических процессов и аппаратов Бийского технологического института Алтайского государственного технического университета ультразвуковая колебательная система для пластической хирургии (см. фиг.2б) прошла лабораторные и медико-технические испытания. Максимальная амплитуда колебаний составила 250 мкм, время одной процедуры липосакции на максимальной мощности не более 40 минут (вместо 2 часов), при этом корпус колебательной системы не нагревался свыше 40-45°С.Developed in the laboratory of acoustic processes and apparatuses of the Biysk Technological Institute of Altai State Technical University, the ultrasonic oscillatory system for plastic surgery (see fig.2b) passed laboratory and medical-technical tests. The maximum amplitude of the oscillations was 250 μm, the time of one liposuction procedure at a maximum power of not more than 40 minutes (instead of 2 hours), while the body of the oscillatory system did not heat above 40-45 ° C.

В настоящее время Бийским технологическим институтом ведется подготовка к серийному производству предложенных ультразвуковых колебательных систем. Они будут использоваться в составе аппаратов для ультразвуковой липосакции. Мелкосерийное производство начато в 2003 году.Currently, Biysk Institute of Technology is preparing for mass production of the proposed ultrasonic oscillatory systems. They will be used as part of ultrasonic liposuction devices. Small-scale production began in 2003.

Источники информацииSources of information

1. Technische Weiterentwicklung und klinische Evaluierung. Michele L., Zocchi, MD, PhD, CLINICS IN PLASTIC SURGERY JAHRGANG 23, NUMMER 4, OKTOBER 1996.1. Technische Weiterentwicklung und klinische Evaluierung. Michele L., Zocchi, MD, PhD, CLINICS IN PLASTIC SURGERY JAHRGANG 23, NUMMER 4, OKTOBER 1996.

2. Ronald R. Manna, Vaclav Podany. Ultrasonic lipectomy probe and metod for manufacture. Patent US №5527273.2. Ronald R. Manna, Vaclav Podany. Ultrasonic lipectomy probe and metod for manufacture. US Patent No. 5527273.

3. Henry Nita. Ultrasound transmission member having improved longitudinal transmission properties. Patent US №5380274.3. Henry Nita. Ultrasound transmission member having improved longitudinal transmission properties. US Patent No. 5380274.

4. Vaclav О., Bollinger; Stephen A. Ultrasonic assisted liposuction system. Patent US №6013048 (прототип).4. Vaclav O., Bollinger; Stephen A. Ultrasonic assisted liposuction system. US Patent No. 6013048 (prototype).

5. Казанцев В.Ф. расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок. - М.: Машиностроение, 1980.5. Kazantsev V.F. calculation of ultrasonic transducers for technological installations. - M.: Mechanical Engineering, 1980.

6. Теумин И.И. Ультразвуковые колебательные системы. - М.: ГНТИ машиностроительной литературы, 1959.6. Theumin II Ultrasonic oscillatory systems. - M.: GNTI engineering literature, 1959.

7. Агранат Б.А., Башкиров В.И., Китайгородский Ю.И., Хавский Н.Н. Ультразвуковая технология. М., 1974.7. Agranat B.A., Bashkirov V.I., Kitaygorodsky Yu.I., Khavsky N.N. Ultrasonic technology. M., 1974.

8. Хмелев В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве. Монография/ Алт. гос. техн. ун-т им И.И.Ползунова - Барнаул: изд. АлтГТУ, 1997. - 168 с.8. Khmelev V.N., Popova O.V. Multifunctional ultrasonic devices and their application in small industrial, agricultural and household conditions. Monograph / Alt. state tech. University I.I.Polzunova - Barnaul: ed. Altai State Technical University, 1997 .-- 168 p.

9. Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н. Ультразвуковая размерная обработка материалов: Монография/ Алт. гос. техн. ун-т им И.И.Ползунова - Барнаул: изд. АлтГТУ, 1999. - 120 с.9. Khmelev V.N., Barsukov R.V., Tsyganok S.N. Ultrasonic dimensional processing of materials: Monograph / Alt. state tech. University I.I.Polzunova - Barnaul: ed. Altai State Technical University, 1999 .-- 120 p.

10. Барсуков Р.В., Хмелев В.Н., Цыганок С.Н. Ультразвуковая колебательная система. Патент РФ №2141386.10. Barsukov R.V., Khmelev V.N., Tsyganok S.N. Ultrasonic oscillatory system. RF patent No. 2141386.

11. Купенко И.Н., Макаревич А.Б., Рыжкин Ю.А. Об условиях оптимального согласования магнитострикционного преобразователя и волновода. Труды Акустического института, Изд. АКИН АН СССР, выпуск VIII, 1969, с.104-109.11. Kupenko I.N., Makarevich A.B., Ryzhkin Yu.A. On the conditions for optimal matching of a magnetostrictive transducer and a waveguide. Proceedings of the Acoustic Institute, Ed. AKIN, USSR Academy of Sciences, issue VIII, 1969, pp. 104-109.

12. Хмелев В.Н., Цыганок С.Н., Барсуков Р.В., Сливин А.Н., Шалунов А.В. Аппарат для ультразвуковой липосакции. Межвузовский сборник “Измерения, автоматизация и моделирование в промышленных и научных исследованиях”. - Бийск, АлтГТУ, 2002. - С.196-202.12. Khmelev V.N., Tsyganok S.N., Barsukov R.V., Slivin A.N., Shalunov A.V. Apparatus for ultrasonic liposuction. Interuniversity collection “Measurements, automation and modeling in industrial and scientific research”. - Biysk, AltSTU, 2002. - S.196-202.

Claims (1)

Ультразвуковая колебательная система для пластической хирургии, содержащая закрепленный в корпус пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде последовательно размещенных на соединительном стержне и акустически связанных между собой тыльной частотно-понижающей резонансной накладки, кольцевых пьезоэлектрических элементов и частотно-понижающей концентрирующей накладки, при этом образующая тела вращения пьезоэлектрического преобразователя выполнена в виде непрерывной кусочно-гладкой кривой, тело вращения включает первый и второй цилиндрические участки с расположенным между ними участком плавного перехода, а в соединительном стержне и концентрирующей накладке выполнен центральный сквозной канал, соединенный и акустически связанный с пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковой хирургический инструмент, выполненный в виде полого стержня, включающего первый и второй цилиндрические участки и участок плавного перехода между ними, на конце стержня имеется рабочее окончание, выполненное полым со скругленными краями, отличающаяся тем, что пьезоэлектрические элементы расположены на первом цилиндрическом участке в области, где амплитуда колебаний составляет не менее 30% от максимальной на тыльной стороне резонансной накладки, в стягивающем стержне и концентрирующей накладке симметрично относительно центрального канала выполнены два канала для подачи ирригационной жидкости, соединенные одной стороной с подводящим патрубком, а второй - имеющие выход на поверхность концентрирующей накладки на участке плавного перехода пьезоэлектрического преобразователя, длину второго цилиндрического участка хирургического инструмента выбирают с возможностью получения общей длины хирургического инструмента равной 0,55 или 1,1 или 1,65 или 2,2 длины волны ультразвуковых колебаний на участке плавного перехода, а рабочее окончание выполнено в виде усеченного конуса с внутренним конусным или сферическим углублением, раскрыв которого выбран с возможностью направления ультразвукового излучения вдоль акустической оси.An ultrasonic oscillating system for plastic surgery, comprising a piezoelectric transducer fixed in the housing, made in the form of a rear frequency-lowering resonance plate, ring piezoelectric elements and frequency-lowering concentrating plate acoustically connected to each other on the connecting rod, while forming a piezoelectric rotation body the transducer is made in the form of a continuous piecewise smooth curve, the body of rotation includes the first the first and second cylindrical sections with a smooth transition section between them, and in the connecting rod and the concentrating pad a central through channel is made, which is connected and acoustically connected to the piezoelectric transducer by an ultrasonic surgical instrument made in the form of a hollow rod, including the first and second cylindrical sections and the section smooth transition between them, at the end of the rod there is a working end made hollow with rounded edges, characterized in that the piezo The electric elements are located on the first cylindrical section in the region where the oscillation amplitude is at least 30% of the maximum on the back of the resonance plate, two channels for supplying irrigation fluid are made symmetrically with respect to the central channel in the pulling rod and the concentrating plate, connected to one side of the inlet pipe and the second - having access to the surface of the concentrating lining on the smooth transition section of the piezoelectric transducer, the length of the second cylinder of the surgical section of the surgical instrument is chosen with the possibility of obtaining a total length of the surgical instrument equal to 0.55 or 1.1 or 1.65 or 2.2 wavelengths of ultrasonic vibrations in the smooth transition section, and the working end is made in the form of a truncated cone with an internal conical or spherical a recess, the opening of which is selected with the possibility of directing ultrasonic radiation along the acoustic axis.
RU2002135760/14A 2002-12-30 2002-12-30 Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery RU2239383C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135760/14A RU2239383C2 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135760/14A RU2239383C2 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002135760A RU2002135760A (en) 2004-08-10
RU2239383C2 true RU2239383C2 (en) 2004-11-10

Family

ID=34310250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002135760/14A RU2239383C2 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2239383C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2043740A2 (en) * 2006-07-21 2009-04-08 Cardiac Pacemakers, Inc. Ultrasonic transducer for a metallic cavity implanted medical device
US8277441B2 (en) 1997-12-30 2012-10-02 Remon Medical Technologies, Ltd. Piezoelectric transducer
US8340778B2 (en) 2007-06-14 2012-12-25 Cardiac Pacemakers, Inc. Multi-element acoustic recharging system
CN103071613A (en) * 2013-01-27 2013-05-01 苏州科技学院 Longitudinal bending composite ultrasonic vibration focalizer
US8744580B2 (en) 2004-11-24 2014-06-03 Remon Medical Technologies, Ltd. Implantable medical device with integrated acoustic transducer
US8825161B1 (en) 2007-05-17 2014-09-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Acoustic transducer for an implantable medical device
RU191815U1 (en) * 2019-06-28 2019-08-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации DEVICE FOR HYDROPREPARATION OF SOFT TISSUES AND REMOVAL OF SUBCUTANOUS FAT CELL
RU2801272C1 (en) * 2020-01-17 2023-08-04 Пласере Drive handle for a liposuction device and a medical device containing it

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1331496A1 (en) * 1984-07-06 1987-08-23 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Ultrasonic surgical instrument
US4920954A (en) * 1988-08-05 1990-05-01 Sonic Needle Corporation Ultrasonic device for applying cavitation forces
US5419761A (en) * 1993-08-03 1995-05-30 Misonix, Inc. Liposuction apparatus and associated method
RU2092120C1 (en) * 1992-07-14 1997-10-10 Галина Борисовна Кривцова Ultrasound surgical instrument
US6013048A (en) * 1997-11-07 2000-01-11 Mentor Corporation Ultrasonic assisted liposuction system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1331496A1 (en) * 1984-07-06 1987-08-23 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Ultrasonic surgical instrument
US4920954A (en) * 1988-08-05 1990-05-01 Sonic Needle Corporation Ultrasonic device for applying cavitation forces
RU2092120C1 (en) * 1992-07-14 1997-10-10 Галина Борисовна Кривцова Ultrasound surgical instrument
US5419761A (en) * 1993-08-03 1995-05-30 Misonix, Inc. Liposuction apparatus and associated method
US6013048A (en) * 1997-11-07 2000-01-11 Mentor Corporation Ultrasonic assisted liposuction system

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8277441B2 (en) 1997-12-30 2012-10-02 Remon Medical Technologies, Ltd. Piezoelectric transducer
US8647328B2 (en) 1997-12-30 2014-02-11 Remon Medical Technologies, Ltd. Reflected acoustic wave modulation
US8744580B2 (en) 2004-11-24 2014-06-03 Remon Medical Technologies, Ltd. Implantable medical device with integrated acoustic transducer
EP2043740A2 (en) * 2006-07-21 2009-04-08 Cardiac Pacemakers, Inc. Ultrasonic transducer for a metallic cavity implanted medical device
US8548592B2 (en) 2006-07-21 2013-10-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Ultrasonic transducer for a metallic cavity implanted medical device
US8825161B1 (en) 2007-05-17 2014-09-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Acoustic transducer for an implantable medical device
US8340778B2 (en) 2007-06-14 2012-12-25 Cardiac Pacemakers, Inc. Multi-element acoustic recharging system
US9731141B2 (en) 2007-06-14 2017-08-15 Cardiac Pacemakers, Inc. Multi-element acoustic recharging system
CN103071613A (en) * 2013-01-27 2013-05-01 苏州科技学院 Longitudinal bending composite ultrasonic vibration focalizer
RU191815U1 (en) * 2019-06-28 2019-08-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации DEVICE FOR HYDROPREPARATION OF SOFT TISSUES AND REMOVAL OF SUBCUTANOUS FAT CELL
RU2801272C1 (en) * 2020-01-17 2023-08-04 Пласере Drive handle for a liposuction device and a medical device containing it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204601410U (en) Multifrequency ring battle array probe and comprise its ultrasonic physiotherapy table
CA3141016C (en) Method and system for generating mechanical pulses
US4920954A (en) Ultrasonic device for applying cavitation forces
US6350245B1 (en) Transdermal ultrasonic device and method
EP1182976B1 (en) Ultrasonic medical device operating in a transverse mode
US20060184072A1 (en) Ultrasonic medical treatment device with variable focal zone
WO1997045078A1 (en) Ultrasonic handpiece with multiple piezoelectric elements and heat dissipator
JP2005516512A (en) Method and apparatus for focusing ultrasonic energy
RU2239383C2 (en) Ultrasonic oscillation system applied in plastic surgery
US9763684B2 (en) Devices and methods for removing occlusions from a bodily cavity
CN219000464U (en) An ultrasonic ablation catheter and an ultrasonic ablation device
CN104001277A (en) Complex frequency ultrasonic tumor treatment head
US4840166A (en) Shock wave source with increased degree of effectiveness
US7666152B2 (en) Focusing electromagnetic acoustic wave source
CN203874298U (en) Multi-frequency ultrasonic tumor treatment head
CN204484293U (en) Based on the high voltage pulse calculosis therapy system of plasma
WO2010103508A1 (en) Method and system for generating local heat
RU2547793C1 (en) Ultrasonic waveguide for surgical applications
Desinger et al. New application system for laser and ultrasonic therapy in endoscopic surgery
CN106137320A (en) A kind of it is applied to internal ultrasound lithotripter
CN114533386B (en) Phacoemulsification needle, phacoemulsification handle and phacoemulsification needle manufacturing method
KR102280904B1 (en) Focused extracorporeal shock wave therapy apparatus using electromagnetic coil
CN119924939B (en) Shock wave guide wire and method of using the same
CN202538187U (en) Focused ultrasound equipment for blocking sympathetic plexus of renal artery
Woodacre et al. A 5 mm× 5 mm square, aluminum lens based histotripsy transducer: Reaching the endoscopic form factor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121231