醫用超聲波衝洗機的製作方法

2023-09-14 00:08:45 1

專利名稱：醫用超聲波衝洗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療儀器，尤其是醫用超聲波衝洗機。
目前，對傷口的衝洗主要採用倒水法、高壓衝洗等。倒水法使用方便，但對組織衝擊力小，去除細菌和異物的作用有限，使用時常結合術中刷洗傷口，易造成組織損傷；高壓衝洗以及高壓脈衝衝洗法，去除細菌和異物的能力較倒水法強，但由於衝洗液壓力高(5-30g/mm2)，有將傷口表面細菌帶入組織深層的報告，同時高壓衝洗有可能損傷衝洗組織。
八十年代國外有報告，將手掌、足掌等部位的傷口直接浸泡於超聲波加載處於靜態的溶液中，利用超聲波的「空化」效應去除傷口的細菌，該方法去除細菌效果可靠，對組織損傷輕，但存在僅限於衝洗能浸泡衝洗槽中的部位，且衝洗部位始終浸泡於被衝洗下細菌汙染的衝洗液中。
本發明的目的是提供一種利用壓力衝洗與超聲波之長處，以超聲波加載於噴射流的形式衝洗傷口的醫用超聲波衝洗機。
本發明的具體方案是包括衝洗液容器，其特徵在於衝洗液容器通過衝洗液控制器與超聲噴頭的進水嘴相連；超聲波發生器經導線與超聲噴頭內的壓電陶瓷片相連，壓電陶瓷片與變幅杆緊密相連。
本發明與現有技術相比具有如下優點(1)、採用變幅杆進行能量轉換，可把機械振動放大10-16倍，並把超聲能量集中在變幅杆輸出端面的較小面積上，與國外直接用換能器發射超聲波相比，明顯提高電-聲轉換效率。
(2)、超聲波是以流動的液體作為傳導介質作用於目標物體，細菌及髒物可隨衝洗液流走；而國外的「水浴式」超聲波清創衝洗機將目標物浸泡於溶液中，通過靜態液體傳遞超聲波，細菌及髒物滯留於溶液中。
(3)、超聲變幅杆置於噴頭內，可隨噴頭隨意移動，對任意部位的傷口都可進行清創衝洗；而國外「水浴式」超聲清創衝洗機只局限於對手、足表淺創傷的處理。
(4)、利用增壓泵控制噴頭液體的壓力5g/mm2左右，以避免過大的壓力對組織造成損傷。
(5)、採用微波加熱使衝洗液溫度保持在37℃，有助於改善清創效果。
用本發明-醫用超聲波衝洗機對200例動物(兔、大鼠)汙染傷口進行了加載超聲中洗和單純衝洗液衝洗的對照實驗，其結果表明超聲組細菌清除率為75％，對照組細菌清除率為33％，衝洗後72小時超聲組傷口滲出液中細菌數明顯少於對照組。超聲組肌組織光鏡下可見肌纖維少許變性，腫脹、壞死組織少。間質僅見少量紅細胞和瘀血，炎細胞浸潤少。對照組肌組織光鏡下可見大量肌纖維變性、腫脹、壞死，染色變淺且不均勻，胞核減少甚至消失；大量的炎細菌浸潤。由此可見，超聲波衝洗對汙染傷口細菌具有明顯的清除作用，可有效地促進傷口癒合，且對傷口周圍組織損害輕，它是一種實用價值較高的衝洗方法。
本發明-醫用超聲波衝洗機在重慶大坪醫院急診科、創傷科進行了臨床驗證，共對100例傷者的傷口進行衝洗，結果發現95％傷口比普通衝洗癒合效果好，且縮短癒合時間5-7天(參看「UWI型醫用超聲波衝洗機臨床應用病例」)。
下面結合附圖及實施例對本發明進一步說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；圖2是圖1中超聲噴頭7的剖視圖；圖3是本發明的電路結構圖；圖1、圖2、圖3也是本發明的一種實施例。
請看圖1，本發明主要由超聲波發生器1、衝洗液控制器22(即電磁閥2、增壓泵3、微波加熱器4、進液管9、出液管10)、衝洗液容器5和6、超聲噴頭7、手把8、導線21組成，本發明的結構特徵是衝洗液容器5、6通過衝洗液控制器22與超聲噴頭7的進水嘴14相連；超聲波發生器1經導線21與超聲噴頭7內的壓電陶瓷片15相連，壓電陶瓷片15與變幅杆13緊密相連。
如圖1所示衝洗液控制器22由電磁閥2、增壓泵3、微波加熱器4、進液管9、出液管10組成，電磁閥2一頭經進液管9與衝洗液容器5、6連接，另一頭通過增壓泵3與出液管10連接，在增壓泵3與出液管10之間設置有微波加熱器4，出液管10伸入超聲噴頭7的手把8中與進水嘴14連接。
如圖2所示超聲噴頭7由噴嘴11、外殼12、變幅杆13、進水嘴14、壓電陶瓷片15、散熱塊16、墊圈17、螺栓18、蓋帽19和彈簧20組成；其中外殼12的前端為噴嘴11，後端為蓋帽19，蓋帽19經彈簧20與散熱片16接觸，散熱塊16通過墊圈17和螺栓18與壓電陶瓷片15及變幅杆13緊密相連；該變幅杆13伸入噴嘴11內，壓電陶瓷15位於散熱片16和變幅杆13之間，且與外殼12相連。圖2中，噴嘴11內腔呈梯形，其徑端為前端，在前端埠處開有噴射小孔。
從圖3可看出超聲波發生器1由振蕩控制電路、功率放大電路、開關控制電路、電源電路組成；其中電源電路包括高壓電源、開關電源和泵電源，高壓電源的輸出端與功率放大電路中的耦合變壓器T1的初級輸入端相連，開關電源的輸出端分別與振蕩控制電路中的集成電路U1和功率放大電路中的光電耦合器U2相連，泵電源輸出端與增壓泵3的輸入端相連；開關控制電路包括固態繼電器JIDQ、場效應管Q1和開關J3，開關J3與場效應管Q1及固態繼電器JIDQ同時並接在振蕩控制電路中集成電路U1的第9腳上，振蕩控制電路中集成電路U1的第6腳與功率放大電路中的光電耦合器U2的輸入端連接，功率放大電路中的高頻變壓器T1輸出端與壓電陶瓷15相連。
結合圖1、圖3可知在開關控制電路中場效應管Q1與增壓泵3相連，可控制增壓泵3的開關；固態繼電器JIDQ的輸出端與電磁閥2相連，用於控制電磁閥2；開關J3安裝在手把8上，它是衝洗機的總開關。
如圖3所示電源電路包括高壓電源、開關電源和泵電源，其中高壓電源的輸入端分別開關J3和泵電源的變壓器T2初級相連，高壓電源的輸出端與開關電源集成塊的7、8腳相連，開關電源集成塊的1腳與泵電源的地線連接。高壓電源採用橋式整流電路，它所產生的400V電壓供給功率放大部分耦合變壓器T1的初級。泵電源由變壓器T2和橋式整流電路組成，產生24V直流電供給增壓泵3。開關電源產生5V和12V直流電分別作為集成電路U1和光電耦合器U2的工作電壓。
振蕩控制電路由超聲控制專用集成電路U1及其外圍電路組成，產生40kHz(壓電陶瓷的諧振頻率)的正弦波信號與光電耦合器U2相連。此外可通過調節RW平調整輸出正弦波的頻率。
功率放大及控制電路由光耦合器U2、場效應管Q2、高頻變壓器T1以及電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6組成。光電耦合器U2的輸入端與集成電路U1的輸出端相連，它不僅將正弦波信號耦合到場效應管Q2，並能實現強弱電的隔離。場效應管Q2和變壓器T1起功率推動及放大作用，輸出電壓幅值可達200V-400V。電阻R2的作用是過流保護，電阻R3的作用是輸出短路保護，電阻R4、R5、R6用於功率控制，通過調節其電阻值可改變輸出功率的大小。變壓器T1的次級輸出幅值為200V-400V的正弦波作為壓電陶瓷的激勵源，該正弦波信號與壓電陶瓷相連。
權利要求
1．一種醫用超聲波衝洗機，包括衝洗液容器(5、6)，其特徵在於衝洗液容器(5、6)通過衝洗液控制器(22)與超聲噴頭(7)的進水嘴(14)相連；超聲波發生器(1)經導線(21)與超聲噴頭(7)內的壓電陶瓷片(15)相連，壓電陶瓷片(15)與變幅杆(13)緊密相連。
2．根據權利要求1所述的醫用超聲波衝洗機，其特徵在於超聲噴頭(7)由噴嘴(11)、外殼(12)、變幅杆(13)、進水嘴(14)、壓電陶瓷片(15)、散熱塊(16)、墊圈(17)、螺栓(18)、蓋帽(19)和彈簧(20)組成；其中外殼(12)的前端為噴嘴(11)，後端為蓋帽(19)，蓋帽(19)經彈簧(20)與散熱片(16)接觸，散熱塊(16)通過墊圈(17)和螺栓(18)與壓電陶瓷片(15)及變幅杆(13)緊密相連；該變幅杆(13)伸入噴嘴(11)內，壓電陶瓷(15)位於散熱片(16)和變幅杆(13)之間，且與外殼(12)相連。
3．根據權利要求1所述的醫用超聲波衝洗機，其特徵在於衝洗液控制器(22)由電磁閥(2)、增壓泵(3)、微波加熱器(4)、進液管(9)、出液管(10)組成，電磁閥(2)一頭經進液管(9)與衝洗液容器(5、6)連接，另一頭通過增壓泵(3)與出液管(10)連接，在增壓泵(3)與出液管(10)之間設置有微波加熱器(4)，出液管(10)伸入超聲噴頭(7)的手把(8)中與進水嘴(14)連接。
4．根據權利要求1所述的醫用超聲波衝洗機，其特徵在於超聲波發生器(1)由振蕩控制電路、功率放大電路、開關控制電路、電源電路組成；其中電源電路包括高壓電源、開關電源和泵電源，高壓電源的輸出端與功率放大電路中的耦合變壓器(T1)的初級輸入端相連，開關電源的輸出端分別與振蕩控制電路中的集成電路(U1)和功率放大電路中的光電耦合器(U2)相連，泵電源輸出端與增壓泵(3)的輸入端相連；開關控制電路包括固態繼電器(JIDQ)、場效應管(Q1)和開關(J3)，開關(J3)與場效應管(Q1)及固態繼電器(JIDQ)同時並接在振蕩控制電路中集成電路(U1)的第9腳上，振蕩控制電路中集成電路(U1)的第6腳與功率放大電路中的光電耦合器(U2)的輸入端連接，功率放大電路中的高頻變壓器(T1)輸出端與壓電陶瓷(15)相連。
5．根據權利要求3所述的醫用超聲波衝洗機，其特徵在於在開關控制電路中場效應管(Q1)與增壓泵(3)相連，固態繼電器(JIDQ)的輸出端與電磁閥(2)相連，開關(J3)安裝在手把(8)上。
6．根據權利要求1所述的醫用超聲波衝洗機，其特徵在於噴嘴(11)內腔呈梯形，其小徑端為前端，在前端埠處開有噴射小孔。
全文摘要
一種用於傷口衝洗治療的醫用超聲波衝洗機，其特徵是衝洗液容器5、6通過衝洗液控制器22與超聲噴頭7的進水嘴14相連；超聲波發生器1經導線21與超聲噴頭7內的壓電陶瓷片15相連，壓電陶瓷片15與變幅杆13緊密相連。該發明採用超聲波加載於噴射流對傷口進行衝洗，不僅除菌效果明顯，對衝洗組織損害輕，衝洗傷口癒合快；而且超聲噴頭可隨意移動，對任意部位的傷口都可進行清創衝洗。
文檔編號A61M3/02GK1317346SQ01108459
公開日2001年10月17日 申請日期2001年5月23日 優先權日2001年5月23日
發明者賴西南, 陳菁 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學野戰外科研究所