专利名称：体外压电冲击波治疗头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医用体外冲击波碎石机(即体外冲击波治疗机)，特别涉及该碎 石机治疗头中产生冲击波的一种压电式冲击波源。
背景技术：
冲击波聚焦以及由此产生的体外冲击波碎石技术(extracorporeal shockwave lithotripsy, ESWL)，是20世纪末医疗技术的重大发展，被誉为20世纪医疗界三大新技术 (CT、MRI [核磁共振],ESffLt体外冲击波碎石])之一。这项在20世纪80年代才诞生的医 疗技术，在其后短短几年内，由于疗效显著、损伤较轻，彻底改变了治疗结石病症主要依赖 传统的开放式手术的方法，在当时ESWL被公认为治疗结石病症的首选方法。今天这项技术 仍在不断发展和完善之中。体外冲击波碎石机的核心技术是冲击波发生波源，它的性能好坏直接决定着治疗 效果。据申请人了解，目前国内生产的体外冲击波碎石机均采用液电式和电磁式两种冲击 波发生波源。尽管这两种冲击波发生波源的碎石机目前在临床医疗上普遍使用，但都存在 一些不足。如液电式体外冲击波波源经常需要更换电极；使用时噪音大；龟裂式碎石，可能 扩大病情等。而电磁式体外冲击波波源焦点大，波形差；噪音也大；也是龟裂式碎石。因此， 如何设计一种全新的压电式冲击波治疗头是本实用新型研究的课题。
发明内容本实用新型提供一种全新的压电式冲击波治疗头，旨在克服液电式和电磁式两种 冲击波发生波源的不足，推动体外冲击波碎石技术不断向前发展。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种体外压电冲击波治疗头，所 述治疗头中的冲击波发生波源由压电式冲击波发生器构成，该压电式冲击波发生器由压电 晶体片在空间形成球冠构成，压电晶体片从截面看由位于球冠外侧的外金属镀层、位于球 冠内侧的内金属镀层和位于外金属镀层与内金属镀层之间的压电陶瓷层组成，外金属镀层 引出第一电极，内金属镀层引出第二电极，第一电极与第二电极在脉冲电压的驱动下，形成 球冠的压电晶体片产生机械震动并发出聚焦冲击波，该聚焦冲击波的聚焦点为球冠所对应 的球心。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述“压电晶体片在空间形成球冠”可以由一片整体形成，也可以 由几片拼接形成球冠，甚至还可以由多片拼布形成球冠形状。本实用新型压电式冲击波发生器的原理是因电场作用而引起压电晶体发生机械 伸缩，这种效应称为逆压电效应。本实用新型利用这一原理，通过压电晶体片将电能转换为 机械能，并且产生冲击波。再应用球冠将冲击波聚焦到球心形成具有一定能量的聚焦冲击 波。这种聚焦冲击波可以应用于体外碎石，治疗人体结石病症。人体结石是一种脆性物质， 其抗压强度约为IX IO4Pa,而抗张强度仅为IX IO3Pa,当冲击波在结石前后界面产生的压
3力和张力分别大于结石的抗压强度和抗张强度时，就可以使结石碎裂。而人体软组织能够 承受更高的冲击波压力(即其抗压强度和抗张强度远大于结石)而不致损伤。这就是冲击 波碎石而又不明显损伤人体软组织受损的主要原因。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、压电式冲击波发生器碎石更安全。液电式、电磁式冲击波碎石是龟裂式，往往将 一块大结石碎成几块小结石，也就是说本来一块结石，治疗后变成几块结石，可能会扩大患 者病情。而压电式冲击波碎石是表面剥落式，结石会逐步减小，相比之下更安全。2、液电式冲击波碎石机、电磁式冲击波碎石机碎石时有较高的噪音。压电式冲击 波碎石机碎石无噪音。3、压电式冲击波波长短，碎石粒度小，而且压电式冲击波频率单纯，杂波少，对患 者组织损伤较轻。4、本实用新型治疗定位方便、操作快捷、准确。5、本实用新型压电式冲击波传导简单、有效。
附图1为本实用新型体外压电冲击波治疗头实施例结构示意图；附图2为本实用新型压电晶体片截面剖视图；附图3为实施例1压电式冲击波发生器结构示意图；附图4为实施例2压电式冲击波发生器结构示意图；附图5为实施例3压电式冲击波发生器结构示意图；附图6为实施例4压电式冲击波发生器结构示意图；附图7为实施例5压电式冲击波发生器结构示意图；附图8为实施例6压电式冲击波发生器结构示意图。以上附图中1、压电式冲击波发生器；2、治疗头筒；3、水囊；4、定位筒；5、水囊夹 圈；6、定位圈；7、定位圈架；8、定位筒架；9、定位关节；10、中心轴；11、定位轴；12、B超探 头；13、压电陶瓷层；14、外金属镀层15、内金属镀层；16、第一电极；17、第二电极。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例1 一种体外压电冲击波治疗头如图1所示，该治疗头主要由冲击波发生波源、冲击波传导装置和冲击波定位装 置三部分组成。其中，冲击波发生波源由压电式冲击波发生器1构成，压电式冲击波发生器 1固定在治疗头筒2的下端口处；冲击波传导装置由水囊3构成，水囊3通过水囊夹圈5安 装在治疗头筒2下端，即压电式冲击波发生器1前向；冲击波定位装置由定位圈6、定位圈 架7、定位关节9、B超探头12、定位筒4和定位筒架8组成，治疗头筒2通过定位圈6定位， 定位圈6与定位圈架7连接，定位圈架7与定位关节9连接，使压电式冲击波发生器1发 出冲击波的聚焦点0可以根据实际需要进行调整和定位。B超探头12定位安装在定位筒4 中，定位筒4连接定位筒架8，定位筒架8与定位关节9连接，使B超探头12可以根据实际 需要进行调整和定位。
4[0027]本实施例压电式冲击波发生器1如图3所示，由压电晶体片在空间形成球冠构成， 压电晶体片为一片，形状为球冠(见图1)。压电晶体片如图2所示，从截面看由位于球冠外 侧的外金属镀层14、位于球冠内侧的内金属镀层15和位于外金属镀层14与内金属镀层15 之间的压电陶瓷层13组成，外金属镀层14引出第一电极16，内金属镀层15引出第二电极 17。工作时，第一电极16与第二电极17在脉冲电压的驱动下，球冠形状的压电晶体片产生 机械震动并发出聚焦冲击波，该聚焦冲击波通过水囊3储存的水介质传导，最后聚焦在球 冠所对应的球心上(聚焦点0)。治疗时结石的定位通过调整冲击波定位装置，结合使用B 超仪来实现，使中轴线10、聚焦点0交与结石处。本实施例中，压电陶瓷层13可以采用PZT-8材料制作。外金属镀层14和内金属 镀层15可以采用镀银。水囊3储存的水介质为去气水。治疗中使用B超定位，B超探头通 过定位筒4定位，使得定位轴11与中心轴10交于一点，该点是压电式冲击波聚焦点0，定 位后也是结石之位置。球冠的开口尺寸在0 500mm范围内选择，球冠的高度尺寸在0 200mm。水囊3由硅胶作透声材料或乳胶作透声材料。定位圈6可绕中心轴10旋转，旋转 的角度是0° 360°。定位筒架8可以通过定位关节9旋转，旋转的角度是0° 180°。 定位筒4可以在定位筒架8上下移动，移动的距离是0 400mm。定位筒4可绕定位筒架8 定位轴11旋转，旋转的角度是0° 360°。实施例2 —种体外压电冲击波治疗头本实施例与实施例1的不同之处在于压电晶体片的球冠顶部设有通孔，见图4所 示。其他与实施例1相同，这里不再重复描述。实施例3 —种体外压电冲击波治疗头本实施例与实施例1的不同之处在于压电晶体片为四片，形状为西瓜皮瓣，这四 片压电晶体片在空间拼接成球冠，见图5所示。其他与实施例1相同，这里不再重复描述。实施例4 一种体外压电冲击波治疗头本实施例与实施例1的不同之处在于压电晶体片为四片(也可以是六片或八片 等)，形状为瓦瓣，这四片压电晶体片在空间拼接成顶部带通孔的球冠，见图6所示。其他与 实施例1相同，这里不再重复描述。实施例5 —种体外压电冲击波治疗头本实施例与实施例1的不同之处在于压电晶体片为五片，其中，四片的形状为瓦 瓣，一片的形状为球盖，这五片压电晶体片在空间拼接成球冠，见图7所示。其他与实施例 1相同，这里不再重复描述。实施例6 —种体外压电冲击波治疗头本实施例与实施例1的不同之处在于压电晶体片由十五片形状为圆形的分片组 成，这些分片在空间拼布成球冠形状，见图7所示。其他与实施例1相同，这里不再重复描 述。从实施例2 6可以看出，压电式冲击波发生器1中的压电晶体片的数量和形状 具有一定变化，但其实质仍然是在空间形成球冠。本领域技术人员根据上述技术启示可以 想象出其他一些变化形式，这里不再一一举例。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。
5凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求一种体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述治疗头中的冲击波发生波源由压电式冲击波发生器构成，该压电式冲击波发生器由压电晶体片在空间形成球冠构成，压电晶体片从截面看由位于球冠外侧的外金属镀层、位于球冠内侧的内金属镀层和位于外金属镀层与内金属镀层之间的压电陶瓷层组成，外金属镀层引出第一电极，内金属镀层引出第二电极，第一电极与第二电极在脉冲电压的驱动下，形成球冠的压电晶体片产生机械震动并发出聚焦冲击波，该聚焦冲击波的聚焦点为球冠所对应的球心。
2.根据权利要求1所述的体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述压电晶体片为一 片，形状为球冠。
3.根据权利要求1所述的体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述压电晶体片为一 片，形状为顶部带通孔的球冠。
4.根据权利要求1所述的体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述压电晶体片为四 片，形状为西瓜皮瓣，这四片压电晶体片在空间拼接成球冠。
5.根据权利要求1所述的体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述压电晶体片为四 片，形状为瓦瓣，这四片压电晶体片在空间拼接成顶部带通孔的球冠。
6.根据权利要求1所述的体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述压电晶体片为五 片，其中，四片的形状为瓦瓣，一片的形状为球盖，这五片压电晶体片在空间拼接成球冠。
7.根据权利要求1所述的体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述压电晶体片由十 片以上形状为圆形或矩形的分片组成，这些分片在空间拼布成球冠形状。
专利摘要一种体外压电冲击波治疗头，其特征在于所述治疗头中的冲击波发生波源由压电式冲击波发生器构成，该压电式冲击波发生器由压电晶体片在空间形成球冠构成，压电晶体片从截面看由位于球冠外侧的外金属镀层、位于球冠内侧的内金属镀层和位于外金属镀层与内金属镀层之间的压电陶瓷层组成，外金属镀层引出第一电极，内金属镀层引出第二电极，第一电极与第二电极在脉冲电压的驱动下，形成球冠的压电晶体片产生机械震动并发出聚焦冲击波，该聚焦冲击波的聚焦点为球冠所对应的球心。本方案克服了液电式和电磁式两种冲击波发生波源的不足，推动了体外冲击波碎石技术不断向前发展。
文档编号B06B1/06GK201664326SQ20102016149
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者孙正, 沈玉莲 申请人:沈玉莲;孙正