Разрядник литотриптера

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для электрогидравлического дробления камней в почках и мочеточниках человека. Разрядник литотриптера включает корпус с укрепленным внутри него через изолятор анодом, выполненным в виде латунного стержня с закрепленным на его конце наконечником и резиновыми герметизирующими элементами, и связанную с корпусом металлическую кассету с оголовком, в котором укреплен катод с наконечником. Наконечники закреплены в аноде и катоде с возможностью съема, выполнены составными, в виде стальных корпусов с жестко укрепленными в них вольфрамсодержащими вставками, снабженными демпфирующими устройствами, и оснащены демпфирующим средством в местах закрепления, кассета выполнена в виде двух массивных стержней, соединенных с одной стороны с оголовком, а с другой стороны - с резьбовой втулкой, снабженной демпфирующим средством. Изобретение позволяет повысить ресурс работы разрядника и снизить материалоемкость дорогостоящих металлов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и может быть использовано в устройствах для электрогидравлического дробления камней в почках и мочеточниках человека.

Дробление камней в почках осуществляют с помощью сфокусированной электрогидравлической волны, возникающей при электрическом разряде в воде в промежутке между катодом и анодом (Эффект Юткина).

Известен разрядник литотриптера [Проспект фирмы "Technomed International" (Paris, Fr), 1988 г.], включающий корпус, с залитым внутри в пластмассовую изолирующую оболочку массивным латунным анодом диаметром 10 мм с укрепленным на конце вольфрамсодержащим (W≥70%) наконечником, весом ≈ 2,65 грамм. Разрядник включает также металлическую многостержневую кассету с оголовком, куда вварен массивный наконечник катода, выполненный из того же сплава и имеющий такой же вес, что и наконечник анода. Кассета выполнена из тонких стержней для снижения сопротивления при прохождении через них ударной волны. Наконечники анода и катода образуют между собой разрядный промежуток, внутри которого периодически происходит электрический разряд, генерирующий гидравлические волны, фокусируемые на разрушаемом камне.

Однако ресурс работы этого разрядника ограничен из-за электрической эрозии наконечников анода и катода и частой поломки тонких стержней кассеты ввиду неравномерного распределения нагрузки на них во время разряда. Кроме того, наличие большого количества вольфрама и цветных металлов (латуни) делает этот разрядник дорогостоящим. При этом следует учесть, что большая часть дорогостоящего материала (свыше 98,5%) не используется (идет на металлолом), так как в результате электрической эрозии нерегулируемый разрядный промежуток увеличивается до 3-4 мм, а затем разряд прекращается в виду увеличения электрического сопротивления разрядного промежутка и требуется замена разрядника. Неэффективное использование материалов разрядника и его малый производственный ресурс увеличивают затраты на разрушение камней в почках.

Известен также разрядник литотриптера фирмы "Дирекс" [Проспект фирмы "Еkоnоlitх" (US), 1990 г.], включающий корпус с залитым внутри него в пластмассовую изолированную оболочку небольшим латунным анодом, диаметром 6,5 мм, с массивным наконечником, выполненным из аналогичного вольфрамового сплава (весом не менее 3,3 г). Разрядник включает также катод, вваренный в оголовок кассеты, жестко соединенной с корпусом. Кассета выполнена в виде двух массивных металлических стержней.

Уменьшение веса анода позволило снизить содержание цветных металлов в разряднике, а выполнение кассеты в виде двух массивных стержней позволило повысить надежность разрядника в части поломки стержней за счет более равномерного распределения нагрузки между последними и снижения напряжений в стержнях за счет увеличения их сечений.

Однако такая конструкция предусматривает однократное использование разрядника и, следовательно, низкий его ресурс, ввиду эрозии наконечников, разрядник так же часто приходится менять с большим остатком неиспользованного вольфрама (≈99% вольфрама не используется), что не позволяет снизить затраты на изготовление разрядника, а следовательно, и затраты на разрушение камней в почках.

Известен разрядник литотриптера "Урат-П" [Техническое описание лечебного комплекса "Урат-П", ШРПИ, 941139.ОО1 ТО, 1989 г.], включающий корпус, с залитым внутри в пластмассовую изолированную оболочку анодом, внутри которого выполнены механизм зажима тонкого (диаметром ≈1,2 мм) вольфрамсодержащего наконечника, механизм регулировки разрядного промежутка и узел герметизации анода. Наконечник анода закреплен в цанге и опирается на подвижный упор, регулирующий вылет анода, герметизация обеспечивается резиновой втулкой, сжимаемой резьбовой заглушкой. Разрядник содержит также кассету, жестко соединенную с корпусом и состоящую из двух массивных стержней, и оголовок с кольцевым проволочным катодом из вольфрам-молибденового сплава, установленным с возможностью поворота и фиксации в оголовке кассеты по мере его износа.

Этот разрядник в отличие от известных и является разрядником многократного использования, что повышает его ресурс, и эффективность использования вольфрамсодержашего сплава (не более 0,2 г на одного больного), что ведет к снижению расходов на цветные и вольфрамсодержащие материалы.

Однако конструкция его сложна и ненадежна в процессе эксплуатации, в связи с частой поломкой цанговых зажимов. Кроме того, литотриптер с таким разрядником требует специальной дорогостоящей оптической аппаратуры для настройки вылета анода, что повышает затраты на его производство.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является разрядник литотриптера ["Медстоун" Меdstоnе sts ^Tn Litotechnikal Manual PLH - 0003, Revision NC. Created by Hank Bames, Medstone International Inc.,100 Columbia Suite 100 Aliso Viejo Ca 92656, April 1, 1994], включающий корпус, с укрепленным внутри него через изолятор анодом в виде латунного стержня малого диаметра (не более 6,5 мм) с резиновыми герметизирующими кольцам и запрессованным в нем массивным (весом ≥5,45 г) вольфрамсодержащим наконечником. Разрядник содержит также укрепленную на корпусе многостержневую металлическую кассету с оголовком, в котором укреплен катод с таким же массивным вольфрамсодержащим наконечником.

Этот разрядник также является разрядником многократного использования, его конструкция проще, чем конструкция разрядника литотриптера "Урат-П", так как не требуется специальных механизмов, встроенных в анод и дорогостоящей оптической оснастки для его настройки. Стабильность фокусировки разряда обеспечивается технологической точностью изготовления деталей разрядника. Содержание цветных металлов снижено за счет использования анода малого диаметра.

Многократное использование повышает ресурс разрядника, однако частая поломка тонких стержней кассеты из-за неравномерного распределения внутреннего напряжения между этими стержнями во время разряда (стойкости кассеты хватает на 1-2 больных), ведет к снижению ресурса разрядника.

Наконечники анода и катода запрессованы в последних для исключения возможности смещения этих наконечников относительно корпусов анода и катода в момент воздействия ударного импульса, возникающего при разряде, и при неоднократной замене наконечников, путем периодической распрессовки, посадочные гнезда изнашиваются и не могут быть использованы для дальнейшей работы, что также снижает ресурс работы.

Кроме того, большая часть (свыше 99,5%) вольфрамсодержащего материала массивных наконечников не используется из за их повреждения вследствие электрической эрозии, что, несмотря на повышение ресурса разрядника за счет многократного использования, делает затраты на разрядник неэффективными.

В основу изобретения положена задача повышения ресурса работы разрядника литотриптера, при снижении материалоемкости дорогостоящих металлов.

Поставленная задача решается тем, что в разряднике литотриптера, содержащем корпус, с укрепленным внутри него через изолятор анодом, выполненным в виде латунного стержня с закрепленным на его конце наконечником и резиновыми герметизирующими элементами, и связанную с корпусом металлическую кассету с оголовком, в котором укреплен катод с наконечником, согласно изобретению наконечники закреплены в аноде и катоде с возможностью съема, выполнены составными, в виде стальных корпусов с жестко укрепленными в них вольфрамсодержащими вставками, снабженными демпфирующими устройствами, и оснащены демпфирующим средством в местах закрепления, кассета выполнена в виде двух массивных стержней, соединенных с одной стороны с оголовком, а с другой стороны - с резьбовой втулкой, снабженной демпфирующим средством.

При этом: демпфирующее устройство выполнено в виде кольца из сплава висмут-олово, охватывающего цилиндрическую часть вставки;

демпфирующее устройство выполнено в виде латунного кольца, коаксиально расположенного на цилиндрической части вставки,

наконечники закреплены в аноде и катоде посредством резьбового соединения;

вес вольфрамсодержащих вставок не превышает 0,4 грамма;

на цилиндрической части вставок выполнены продольные риски глубиной 0,1-0,15 мм;

демпфирующим средством является силиконовый герметик, нанесенный на резьбовые соединения.

Выполнение наконечников катода и анода составными в виде корпусов из обычной недорогой стали с малогабаритными вольфрамсодержащими вставками, позволило снизить материалоемкость дорогостоящих металлов, используемых в разряднике, по сравнению с прототипом более чем в 13 раз. Выполнение кассеты в виде двух массивных стержней, соединенных с одной стороны с оголовком, внутри которого закреплен наконечник катода, а с другой стороны - с резьбовой втулкой, с помощью которой она соединена с корпусом разрядника, позволило увеличить надежность работы разрядника за счет снижения напряжения в ее массивных стержнях из-за увеличения площади поперечного сечения и более равномерного распределения нагрузок при работе, а разъемное выполнение кассеты позволило менять только составные наконечники катода и анода при их эрозийном разрушении, используя разрядник многократно.

Демпфирующее устройство, установленное на цилиндрической части вставки и выполненное из сплава висмут-олово, позволило за счет упругого сцепления с корпусом устранить возможность смещения вставки относительно корпуса в момент воздействия ударного импульса, возникающего при разряде.

Все это позволило увеличить ресурс разрядника при снижении расхода дорогостоящих материалов.

На фиг.1 представлен продольный разрез разрядника литотриптера; на фиг.2 - фрагмент наконечника анода.

Разрядник литотриптера состоит из латунного корпуса 1 с укрепленным внутри него через пластмассовый изолятор 2 анодом 3, выполненным в виде латунного стержня с резиновыми герметизирующими кольцами 4, с закрепленным на его конце составным наконечником 5, выполненным в виде стального корпуса с жестко укрепленной в нем вольфрамсодержащей вставкой 6. Наконечник 5 укреплен в аноде 3 с помощью резьбового соединения. На цилиндрической поверхности вставки 6 выполнена продольная риска 7, глубиной 0,1-0,15 мм. На цилиндрической поверхности вставки 6 установлено демпфирующее устройство в виде кольца 8, выполненного из сплава висмут-олово или латуни, охватывающего ее цилиндрическую часть.

На корпусе 1 посредством резьбового соединения укреплена кассета 9, выполненная в виде двух массивных стержней, соединенных с одной стороны с оголовком 10, а с другой - с резьбовой втулкой 11, снабженной демпфирующим средством (на чертеже не показано). В оголовке 10 также с помощью резьбы и гайки 12 закреплен катод 13, с составным наконечником 5, выполненным аналогично составному наконечнику 5 анода 3, с жестко укрепленной в нем вольфрамсодержащей вставкой 6, с продольной риской 7 на цилиндрической части вставки 6 глубиной 0,1–15 мм и установленным на цилиндрической поверхности вставки 6 кольцом 8. В местах соединения изолятора 2 с корпусом 1 и анодом 3 установлены стальные кольца 14 и 15 соответственно. Между вольфрамсодержащими вставками 6 наконечников 5 расположен разрядный промежуток 16. На резьбовые элементы наконечников 5 и кассеты 9 в местах закрепления нанесен тонкий слой 17 силиконового герметика, исполняющего роль демпфирующего средства и предотвращающего раскручивания при работе разрядника. Вес вольфрамсодержащих вставок 6 не превышает 0,4 грамма.

Разрядник работает следующим образом. Корпус 1 устанавливают в рефлекторе литотриптера (на чертеже не показан) так, чтобы стержни кассеты 9 располагались в вертикальной плоскости, а разрядный промежуток 16 - в фокусе этого рефлектора.

В рефлектор с находящимся в нем разрядником заливают дистиллированную воду, при этом больного с помощью центрирующих рентгеновских аппаратов располагают относительно чаши таким образом, чтобы электрогидравлическая волна, генерируемая при разряде, фокусировалась на камне в почке, подлежащем разрушению. На анод 3 подается высоковольтный импульс электрического тока, в разрядном промежутке 16 возникает электрический пробой, вода при этом быстро испаряется, пары ионизируются, превращаясь в плазменный сгусток, он при своем образовании генерирует ударную электрогидравлическую волну высокого давления, которая с помощью рефлектора, фокусирующего эту волну, фиксируется на разрушаемом камне. С частотой примерно 1 Гц, после 2000-3000 ударов камень, как правило, разрушается, при этом в результате электрической эрозии вольфрамсодержащие вставки 6 наконечников 5 выгорают, разрядный промежуток 16 увеличивается до 3-4 мм, его сопротивление также увеличивается, разряд прекращается, и для дальнейшей работы требуется замена наконечников 5 анода 3 и катода 13 соответственно.

Разрядник извлекают из литотриптера, разъединяют резьбовое соединение корпуса 1 и кассеты 9, освобождая стопорное кольцо 14, вынимают анод 3, заменяют наконечники 5, после чего анод 3 устанавливают в пластмассовый изолятор 2 и фиксируют стопорным кольцом 14, затем на корпусе 1 закрепляют кассету 9 с новым наконечником анода 5. Перед установкой анода 3 на резьбовые элементы наконечников 5 и кассеты 9 наносят слой 17 силиконового герметика. Разрядник готов к работе.

Таким образом, увеличивается ресурс работы разрядника, заменяют только быстроизнашивающиеся составные наконечники с малым содержанием вольфрамсодержащих материалов, что значительно снижает стоимость лечения больного.

1. Разрядник литотриптера, содержащий корпус с укрепленным внутри него через изолятор анодом, выполненным в виде латунного стержня с закрепленным на его конце наконечником и резиновыми герметизирующими элементами, и связанную с корпусом металлическую кассету с оголовком, в котором укреплен катод с наконечником, отличающийся тем, что наконечники закреплены в аноде и катоде с возможностью съема, выполнены составными в виде стальных корпусов с жестко укрепленными в них вольфрамсодержащими вставками, снабженными демпфирующими устройствами, и оснащены демпфирующим средством в местах закрепления, кассета выполнена в виде двух массивных стержней, соединенных с одной стороны с оголовком, а с другой стороны - с резьбовой втулкой, снабженной демпфирующим средством.

2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде кольца из сплава висмут-олово, охватывающего цилиндрическую часть вставки.

3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде латунного кольца, коаксиально расположенного на цилиндрической части вставки.

4. Разрядник по п.2 или 3, отличающийся тем, что наконечники закреплены в аноде и катоде посредством резьбового соединения.

5. Разрядник по п.4, отличающийся тем, что вес вольфрамсодержащих вставок не превышает 0,4 г.

6. Разрядник по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что на цилиндрической части вставок выполнены продольные риски глубиной 0,1-0,15 мм.

7. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что демпфирующим средством является силиконовый герметик, нанесенный на резьбовые соединения.