一種提高急性傷口清創效率的超聲波裝置製造方法
2023-09-19 00:23:30
一種提高急性傷口清創效率的超聲波裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種經過改進的超聲波清創治療儀，包括主機(16)、泵(12)、超聲波探頭(1)、探頭前端面(2)、探頭前端面側面(3)、探頭內通孔(4)，特徵在於：所述探頭前端面側面(3)設置若干個齒形錐體(5)，所述齒形錐體的前側面被加工成一個前傾角(9)。本發明與現有技術相比，充分發揮清創刀具的機械碎裂效應，大大提高了清理創傷的效率。
【專利說明】一種提高急性傷口清創效率的超聲波裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高急性傷口清創效率超聲波裝置，屬於超聲醫療設備領域。
【背景技術】
[0002]傷口的有效護理和快速癒合一直是世界醫療界的難題，全球每年用於傷口護理和感染的醫療費用合計超過100億美元。急性傷口，如戰爭、自然災害、車禍、火災等事故造成的傷口，往往存留很多異物，如果消毒，清理不及時，會造成相關組織的潰爛，結痂等。醫護人員對於急性傷口的處理，往往分為兩個步驟，1.對傷口中的異物，潰爛，結痂壞死的組織的清除；2.對傷口中的細菌的滅活。對於第二個步驟，本領域技術人員通常採用超聲波清創裝置，其中的超聲波探頭可以通過和傷口上的藥液發生相互作用，產生空化效應，從而使細菌的細胞膜破裂，導致細菌滅活，然而對於第1個步驟，現有技術往往很難達到理想的效果。此外，現有技術的超聲波清創設備對超聲機械碎裂效應的利用不充分，這些超聲清創裝置的表面都是光滑的，對傷口的壞死組織沒有機械碎裂效應。
[0003]美國專利US7025735和US6916296公開了一種清理創傷的裝置，該裝置通過一個中空的超聲波探頭對急性傷口進行清理，藥液可以通過探頭中間的通孔到達患者的傷口部位，由於該超聲波探頭的前端在裝置中的超聲波換能器推動下，做沿著探頭軸向方向的往復式振動，振動頻率一般為23-30KHZ，振動幅度一般為250-350微米，這樣探頭前端的側面就會和患者的傷口上的組織產生相互摩擦，摩擦作用一段時間後，患者傷口上的異物、潰爛和結痂的壞死組織就會脫落，達到清理傷口的目的，但是諸如US7025735以及US6916296中公布的裝置中超聲探頭前端的側面都是光滑的，所以這種探頭和患者傷口上的異物或者壞死組織的之間的摩擦力就很小，導致其清創效果有限(見圖1)，清理傷口的效率較低，延長了患者的治療時間，增加了患者治療過程中的痛苦。
[0004]針對上述缺陷，現有技術才存在一些針對超聲探頭的改進，比如美國專利US2008/0058775提出了一種改進的用於急性傷口處理的超聲探頭。在該專利中超聲探頭的前端面的側面都加上了滾花(見圖2)，所述專利對「滾花」的描述是:在超聲波探頭的前端面的側面，刻上一些平行的溝槽，溝槽深度小於0.5毫米，通過設置溝槽來增大清理急性傷口時超聲探頭前端面的側面與患者傷口上異物或者壞死組織之間的摩擦力，以達到有效清除患者傷口的目的，但是上述專利所述的平行溝槽一般來說很淺，所以形成的摩擦力是有限的，對於提高傷口清創效率幫助不大，此外，這些溝槽會對超聲波探頭前端面側面的表面材料結構造成影響，超聲波探頭一般由鈦合金材料構成，在工作時，超聲波探頭在超聲波換能器的推動下，沿著超聲波探頭的軸線方向做往復式振動，振動頻率一般為25-40KHz，振動幅度一般為150-200微米，作為超聲波探頭所採用的鈦合金材料，處於工作疲勞狀態下時，鈦合金材料表面的溝槽甚至劃痕，都會導致鈦合金材料表面產生裂紋，這些裂紋會逐漸擴展到材料深層，最終導致超聲波探頭前端斷裂，大大降低其使用壽命。
【發明內容】
[0005]為了克服現有技術相關清創設備的上述缺陷，本發明對超聲清創裝置進行了相關改進，在超聲波探頭前端的側面，加工出一組微小的齒形錐體，這些錐體分布在超聲波探頭前端的側面之上，其高度為0.5-1毫米。一般來說，這些齒形鋸齒可以選擇圓錐型、三稜錐型、四稜錐型等(如圖6)，此外，這些齒形錐體在超聲探頭前端面側面的分布是交錯式的(如圖13)，本發明在每個齒型錐體的前傾角(如圖16)，具體地說，本發明所要解決的技術問題是提供一種經過改進的超聲波清創治療儀，包括超聲波探頭、探頭前端面、探頭前端面側面、探頭內通孔，特徵在於:所述探頭前端面側面設置若干個齒形錐體，所述齒形錐體的前側面被加工成一個前傾角。作為本發明的一種改進，所述齒形錐體為圓錐型。作為本發明的另一種改進，所述齒形錐體為三稜錐型。作為本發明的另一種改進，所述齒形錐體為四稜錐型。作為本發明的另一種改進，所述齒形錐體在超聲探頭前端面側面的分布為交錯式分布。通過本發明的改進設計，避免了現有技術由於設置溝槽而導致探頭使用壽命降低的缺陷，本申請設計的交錯式排布的錐型鋸齒有利於清理患者傷口內的異物或者壞死組織的殘渣通暢排出，在每個齒形錐體的前端加工一個傾角，有利於這些齒形錐體在工作過程中有效刺入患者傷口中的異物或壞死組織中。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0006]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】和【具體實施方式】對本發明做出進一步詳細的說明。
[0007]圖1超聲清創裝置治療患者的傷口 ；
[0008]圖2超聲清創裝置的原理框圖；
[0009]圖3傳統中空式超聲清創探頭；
[0010]圖4利用超聲波的機械碎裂效應切割清理壞死組織；
[0011]圖5傳統的球型清創探頭；
[0012]圖6傳統的圓柱型清創探頭；
[0013]圖7傳統的方柱型清創探頭；
[0014]圖8是傳統的帶滾花的清創探頭；
[0015]圖9位於超聲清創探頭前端頭側面的齒形椎體；
[0016]圖10稜錐形的齒形錐體；
[0017]圖11稜台形的齒形椎體；
[0018]圖12球錐形的齒形錐體；
[0019]圖13改進的帶鋸齒錐體的球形清創探頭；
[0020]圖14改進的帶鋸齒錐體的圓柱形清創探頭；
[0021]圖15改進的帶鋸齒錐體的葫蘆形清創探頭；
[0022]圖16改進的帶鋸齒錐體的馬蹄形清創探頭；
[0023]圖17改進的前端面和側面都帶鋸齒錐體的圓柱形清創探頭；
[0024]圖18改進的帶鋸齒錐體的方柱形清創探頭；
[0025]圖19改進的斜線排列的鋸齒錐體的圓柱形清創探頭；
[0026]圖20改進的直線排列的三稜錐形的鋸齒錐體的圓柱形清創探頭；
[0027]圖21改進的斜線排列的三稜錐形的鋸齒錐體的圓柱形清創探頭；
[0028]圖22改進的交錯排列的鋸齒錐體的清創探頭；
[0029]圖23齒形錐體清除異物和壞死組織示意圖；
[0030]圖24帶有前傾角的齒型錐體；
[0031]圖25現有技術的超聲探頭與本發明提出的改進的超聲探頭清理傷口效率對比曲線。
[0032]圖中符號說明:1_超聲波探頭；2_探頭前端面；3_探頭前端面側面；4_探頭內通孔；5_齒形錐體；6-滾花；7_壞死組織；8_新鮮正常組織；9_前傾角；10_清創刀頭；11_患者傷口 ； 12-泵；13-藥液；14-藥液導管；15_電纜；16_主機；17-壞死組織碎片；18_新鮮正常組織。
【具體實施方式】
[0033]本發明中的帶有鋸齒的刀具工作原理如圖1和圖2，主機16開啟時，灌注泵12將清創用藥液13灌注到超聲波探頭1上，在這些藥液對傷口處理的同時，超聲波探頭前端頭在超聲波換能器的推動下沿軸向做往復運動，探頭1前端側面3上的齒型錐體5刺入陰影部分的壞死組織中，將壞死組織剔除，使用者通過手柄控制超聲波探頭1達到對傷口清創的目的。本發明的進一步改進是，探頭前端側面3上的交錯式分布的齒形錐體5有利於清除患者傷口內的異物或壞死組織7時，殘渣17通暢排出。還有，在每個齒形錐體的前側設置一個前傾角9，有利於發揮超聲波探頭的機械碎裂效應，提高了清理創傷的效率；
[0034]具體實施詳細說明如下:
[0035]如圖1、主機16內含超聲發生器，當超聲發生器在腳踏開關/手控開關的控制下開始工作時，超聲電能量便可通過電纜15傳遞至超聲探頭1，超聲探頭內的超聲換能器將超聲電能量轉換成超聲機械能量傳遞至清創刀頭10，同時主機16上的泵12將存貯在吊瓶中的藥液13按照一定的流量，由藥液管道14輸送至超聲探頭1上的清創刀頭10的前端。一般泵12可以將藥液13通過超聲探頭1的末端(如圖4)或者中間部位或者最前端(如圖3)輸送至清創刀頭10的前端。由於清創刀頭10在超聲探頭1中超聲換能器的驅動下，做往復式超聲震動，因此，清創刀頭10前端的藥液就會被迅速的「空化」，並沿著超聲探頭1的軸向成扇形噴灑到患者的傷口 11上。被「空化」的藥液中含有大量的「空化核」。所謂的「空化核」就是在藥液中的大量微小氣泡在超聲波聲壓的作用下，吸收了超聲波的機械能，這些攜帶能量微小氣泡，稱之為「空化核」，這種現象稱之為「空化效應」。這些「空化核」噴灑在患者的傷口 11上時，會釋放能量，氣泡爆炸、消失，而這些能量足以使患者傷口中的細菌的細胞膜破裂，細菌被大量殺死。這就是通過藥液的超聲波空化效應治療、清理患者傷口的機理。超聲探頭1激發的藥液的空化效應越強烈，殺滅患者傷口中的細菌的效率就越高，並節約患者的治療時間，同時超聲探頭的前端和傷口中的異物或者壞死組織相互作用，利用超聲波的機械碎裂效應，將這些組織碎裂並清除。如圖4，實驗測得，將超聲探頭的前端運動的加速度大於103g(g為重力加速度)時，人體組織(包括軟組織和骨組織)都會被碎裂成碎片17。
[0036]圖2給出了超聲波創口清創裝置的原理框圖。
[0037]圖3是一個傳統式的超聲波清創裝置的探頭，內置超聲換能器3，探頭的前端面是平面型，前端面的側面是光滑的，超聲探頭設有內孔10，清創用的藥液可以送至探頭前端面2。
[0038]如圖5a和圖5b，現有技術中，超聲探頭的前端頭是球形的，整個球形的外表面3都是光滑的，探頭的中心設有通孔4，用來輸送藥液。
[0039]如圖6a和6b，現有技術中，超聲探頭前端頭是圓柱形的，圓柱形前端頭的側面3是光滑的，探頭的中心設有通孔4，用來輸送藥液。
[0040]如圖7a和7b中，現有技術中，超聲探頭前端頭是方柱形的，方柱形前端頭的側面3是光滑的，探頭的中心設有通孔4，用來輸送藥液。
[0041]圖8a和圖8b給出了另一種現有技術，超聲探頭的前端頭是圓柱形的，在圓柱形前端頭的側面3刻有2組彼此平行的凹槽6，一般稱為「滾花」。
[0042]本發明提出的改進在於，在超聲探頭1的前端頭上，設計並實現一定數量的齒形椎體5，這些齒形椎體一般位於超聲探頭前端頭的側面3，一般優選地，取齒形椎體的高度為0.5-1.0毫米。如圖9，這些齒形椎體5的下錐面和超聲探頭的前端頭側面3的表面成為一體，錐頂部分沿超聲探頭前端的徑向指向外側。這樣可以保證超聲探頭前端頭的側面表面無凹槽、溝痕和裂痕。
[0043]如圖10a、19b、10c，本發明提出的齒形椎體是三稜錐、四稜錐、圓錐。
[0044]如圖lla、llb、llc,本發明提出的齒形椎體是三稜台、四稜台、圓臺。
[0045]如圖12a、12b、12c，本發明提出的齒形椎體是三稜球錐、四稜球錐、圓球錐。
[0046]圖13a、13b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為球形。齒形椎體5位於球形探頭1的前端頭側面3上，探頭中心設有通孔4。
[0047]圖14a、14b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為圓柱形。齒形椎體5位於圓柱形探頭1的前端頭側面3上，探頭中心設有通孔4。
[0048]圖15a、15b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為葫蘆形。齒形椎體5位於葫蘆形探頭1的前端頭側面3上，探頭中心設有通孔4。
[0049]圖16a、16b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為馬蹄形。齒形椎體5位於馬蹄形探頭1的前端頭側面3上，探頭中心設有通孔4。
[0050]圖17a、17b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為圓柱形，齒形椎體5位於圓柱形探頭1的前端頭側面3上，探頭中心設有通孔4，而且探頭的軸線垂直的前端面2上也分布有齒形椎體5。
[0051]圖18a、18b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為方柱形，齒形椎體5位於方柱形探頭1的前端頭側面3上，探頭中心設有通孔4。
[0052]圖19a、19b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為圓柱形，齒形椎體5位於圓柱形探頭1的前端頭側面3上，而且齒形椎體5在圓柱形探頭1的前端頭側面3上是按斜線排布的，探頭中心設有通孔4。
[0053]圖20a、20b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為圓柱形，齒形椎體5位於圓柱形探頭1的前端頭側面3上，齒形椎體5為三稜錐，探頭中心設有通孔4。
[0054]圖21a、21b是本發明改進的帶有齒形椎體5的超聲清創探頭，探頭的前端頭為圓柱形，齒形椎體5位於圓柱形探頭1的前端頭側面3上，齒形椎體5為三稜錐，而且齒形椎體5在圓柱形探頭1的前端頭側面3上是按斜線排布的，探頭中心設有通孔4。
[0055]如圖22，本發明在超聲探頭前端頭的側，3上，排布齒形椎體5時，是交錯排列的，也就是說每兩個齒形椎體5是隔行對齊的。
[0056]在本發明中，超聲探頭1的前端頭的分布有齒形椎體5，當超聲探頭的前端頭的側面3和患者傷口中的異物或者壞死組織7相互作用時，這些齒形椎體5，就可以「刺入」到需要清除的異物或者壞死組織7中，如圖23所示，每個齒形椎體5都可以發揮其超聲波碎裂效應，這樣使齒形椎體周圍的異物或者壞死組織7被快速的破裂，從而從正常組織8上脫落。
[0057]如圖24，本發明中的齒形椎體5還可以設計成帶有前傾角9的，前傾角9可以設計在齒形椎體朝向超聲探頭前端最遠端方向的一個稜線上。
[0058]在圖25中，給出了現有技術中光滑的超聲探頭前端頭，現有技術中帶「滾花」的超聲探頭前端頭，以及本發明中改進後的帶有齒形椎體的超聲探頭前端頭，三種不同的實現方法下，分別清理不同面積傷口的所需要的時間曲線圖。其中，圖中橫坐標軸為清理傷口的面積，縱坐標軸為清理一定面積的傷口所需的時間，曲線C3是光滑的超聲探頭前端頭清理傷口面積時間曲線；曲線C2是帶有「滾花」的超聲探頭前端頭清理傷口面積時間曲線；曲線(^是帶有齒形椎體超聲探頭前端頭清理傷口面積時間曲線。從圖25可以看出，帶有齒形椎體的超聲探頭清理創傷的效率大大提聞現有技術。
[0059]上面結合附圖對本發明優選的【具體實施方式】和實施例作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式和實施例，在本領域技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明構思的前提下做出各種不需要本領域技術人員付出創造性勞動的變化，這些變化均在本發明的請求保護範圍內。
【權利要求】
1.一種經過改進的超聲波清創治療儀，包括主機(16)、泵(12)、超聲波探頭(1)、探頭前端面(2)、探頭前端面側面(3)、探頭內通孔(4)，特徵在於:所述探頭前端面側面(3)設置若干個齒形錐體(5)。
2.按照權利要求1所述的超聲波清創治療儀，其特徵在於:所述的超聲探頭前端面側面(3)上設置的齒形錐體(5)為圓錐型。
3.按照權利要求1所述的超聲波清創治療儀，其特徵在於:所述的超聲探頭前端面側面(3)上設置的齒形錐體(5)為三稜錐型。
4.按照權利要求1所述的超聲波清創治療儀，其特徵在於:所述的超聲探頭前端面側面(3)上設置的齒形錐體(5)為四稜錐型。
5.按照權利要求1所述的超聲波清創治療儀，其特徵在於:所述的超聲探頭前端面側面(3)上設置的齒形錐體(5)為圓臺型。
6.按照權利要求1所述的超聲波清創治療儀，其特徵在於:所述的超聲探頭前端面側面(3)上設置的齒形錐體(5)為稜台型。
7.按照權利要求1所述的超聲波清創治療儀，其特徵在於:所述的超聲探頭前端面側面(3)上設置的齒形錐體(5)為稜球型。
8.按照權利要求1-7任一權利要求所述的超聲波清創治療儀，所述齒形錐體(5)在超聲探頭前端面側面(3)的分布為交錯式分布。
9.按照權利要求1-8任一權利要求所述的超聲波清創治療儀，所述齒形椎體的前側面被加工成一個前傾角(9)。
【文檔編號】A61B17/22GK104338246SQ201310315414
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月25日 優先權日:2013年7月25日
【發明者】史文勇 申請人:厚凱(北京)醫療科技有限公司