RU2204326C2 - Method and acoustic catheter for carrying out acoustic therapy - Google Patents
Method and acoustic catheter for carrying out acoustic therapy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204326C2 RU2204326C2 RU2000103177/14A RU2000103177A RU2204326C2 RU 2204326 C2 RU2204326 C2 RU 2204326C2 RU 2000103177/14 A RU2000103177/14 A RU 2000103177/14A RU 2000103177 A RU2000103177 A RU 2000103177A RU 2204326 C2 RU2204326 C2 RU 2204326C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catheter
- sound
- speed
- rubber
- concentrator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а более конкретно к ультразвуковой терапии. The invention relates to medicine, and more particularly to ultrasound therapy.
Требуемым результатом является повышение эффективности лечения болезней мочеполовой системы человека. The desired result is to increase the effectiveness of the treatment of diseases of the genitourinary system of a person.
Известен способ лечения больных хроническим циститом, цисталгией, простатитом, нарушений иннервации мочеполовой системы с помощью ультразвука. При этом способе создаются ультразвуковые колебания в области мочевого пузыря через кожные и жировые покровы [В.Т. Карпинский, Н.И. Нестеров, Д.Л. Роман. Ультразвуковая терапия больных хроническим простатитом. - Вопр. курортологии. -1977, 3, - с.75-77]. A known method of treating patients with chronic cystitis, cystalgia, prostatitis, disorders of the innervation of the genitourinary system using ultrasound. With this method, ultrasonic vibrations are created in the area of the bladder through the skin and fat integument [V.T. Karpinsky, N.I. Nesterov, D.L. Novel. Ultrasound therapy of patients with chronic prostatitis. - Q. balneology. -1977, 3, p. 75-77].
Недостатком способа-аналога является недостаточная эффективность лечения. The disadvantage of the analogue method is the lack of treatment effectiveness.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, описанный в книге под ред. проф. В.М. Богомолова. Техника и методики физиотерапевтических процедур. Справочник. - М.: Медицина, 1983, - с. 243, второй абзац сверху. Согласно этому способу при лечении заболеваний мочевого пузыря создаются ультразвуковые колебания на частоте 880 кГц; воздействие ими производят на живот в надлонной области; интенсивность выбирают в 0,2-0,6 Вт/см-2, режим непрерывный или импульсный, методика лабильная, способ контактный. Продолжительность процедуры 5-10 мин ежедневно или через день, на курс лечения 8-10 процедур.Closest to the proposed method is the method described in the book under the editorship of prof. V.M. Bogomolova. Technique and methods of physiotherapeutic procedures. Directory. - M .: Medicine, 1983, - p. 243, second paragraph above. According to this method, in the treatment of diseases of the bladder, ultrasonic vibrations are created at a frequency of 880 kHz; the effect they produce on the abdomen in the supral region; the intensity is selected at 0.2-0.6 W / cm -2 , continuous or pulsed mode, labile technique, contact method. The duration of the procedure is 5-10 minutes daily or every other day, for the course of treatment is 8-10 procedures.
Недостатком способа-прототипа является его недостаточная эффективность при лечении заболеваний мочевого пузыря. The disadvantage of the prototype method is its lack of effectiveness in the treatment of diseases of the bladder.
Известен ультразвуковой инструмент (SU 1507352 А1, 15.09.1999 г.), содержащий последовательно соединенные генератор высокочастотных электрических колебаний, высокочастотный излучатель с торцом которого механически соединен концентратор и установленный на нем гибкий волновод в виде катетера. A known ultrasonic instrument (SU 1507352 A1, 09/15/1999), containing a series-connected generator of high-frequency electric oscillations, a high-frequency emitter with the end of which is mechanically connected to a hub and mounted on it a flexible waveguide in the form of a catheter.
Недостатком устройства-прототипа является недостаточная эффективность его применения. The disadvantage of the prototype device is the lack of effectiveness of its use.
Задачей изобретения является повышение эффективности лечебного воздействия ультразвука на больные ткани мочевого пузыря пациента. При использовании изобретения ультразвуковое излучение производится непосредственно в мочевом пузыре пациента путем трансформации внутрь мочевого пузыря акустических колебаний по ультразвуковому волноводу, в качестве которого используется катетер. The objective of the invention is to increase the effectiveness of the therapeutic effects of ultrasound on diseased tissue of the patient's bladder. When using the invention, ultrasonic radiation is produced directly in the patient’s bladder by transforming acoustic vibrations into the bladder through an ultrasonic waveguide, which uses a catheter.
Предлагаемый способ акустотерапии при заболеваниях мочевого пузыря, как и способ-прототип, содержит создание ультразвукового колебания с интенсивностью Jo= 0,2-0,6 Вт/см2 в непрерывном режиме с курсом лечения 8-10 процедур. В способ введены следующие дополнительные операции: введение в мочевой пузырь катетера, заполнение катетера либо мочой, либо лечебной жидкостью, осуществление внутри катетера волноводного распространения ультразвуковых колебаний при возбуждении этих колебаний с наружной стороны катетера с продолжительностью процедур от 1 до 5 мин при 8-10 процедур на курс, причем, если скорость звука в резине катетера больше скорости звука в среде, то ультразвуковое возбуждение осуществляют на частоте fo, ограничено неравенством
где ρo, Со - плотность и скорость звука в жидкости, заполняющей катетер соответственно,
α - радиус катетера,
ρрез - плотность резины, из которой выполнен катетер,
hрез - толщина резиновой стенки трубки катетера,
если скорость звука в резине катетера меньше скорости звука в среде, то рабочая частота fo ограничена неравенством
где Е и Y - модули Юнга и Пуассона в материале катетера.The proposed method of acoustic therapy for diseases of the bladder, as well as the prototype method, includes the creation of ultrasonic vibrations with an intensity of J o = 0.2-0.6 W / cm 2 in a continuous mode with a treatment course of 8-10 procedures. The following additional operations are introduced into the method: insertion of a catheter into the bladder, filling the catheter with either urine or treatment fluid, performing waveguide propagation of ultrasonic vibrations inside the catheter when these vibrations are excited from the outside of the catheter with a duration of 1 to 5 minutes during 8-10 procedures per course, moreover, if the speed of sound in the rubber of the catheter is greater than the speed of sound in the medium, then ultrasonic excitation is carried out at a frequency f o , limited by the inequality
where ρ o , With about the density and speed of sound in the fluid filling the catheter, respectively,
α is the radius of the catheter,
ρ res - the density of the rubber from which the catheter is made,
h cut - the thickness of the rubber wall of the catheter tube,
if the speed of sound in the rubber of the catheter is less than the speed of sound in the medium, then the operating frequency f o is limited by the inequality
where E and Y are Young and Poisson modules in the catheter material.
Акустический катетер так же, как и устройство-прототип, содержит последовательно соединенные высокочастотный ультразвуковой излучатель, концентратор механически соединен с катетером. An acoustic catheter, like a prototype device, contains a high-frequency ultrasonic emitter connected in series, the concentrator is mechanically connected to the catheter.
Рабочую частоту генератора fo выбирают в пределах неравенства (1) при скорости звука в резине катетера больше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер, и в пределах неравенства (2) при скорости звука в резине катетера меньше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер. Концентратор выполнен с цилиндрическими стержнями, при этом длину более тонкого цилиндра l1 выбирают по длине вводного наружного конца катетера и его поперечного сечения S1 = πα2, а длину более толстого цилиндра l2 выбирают из условия
где V - скорость звука в материале концентратора,
S2 - площадь поперечного сечения цилиндра рассчитывается по формуле:
где ξкер - колебательная скорость торца излучателя,
Jo - терапевтическая интенсивность ультразвукового воздействия.The operating frequency of the generator f o is chosen within the inequality (1) when the speed of sound in the catheter rubber is greater than the speed of sound in the fluid filling the catheter, and within the inequality (2) when the speed of sound in catheter rubber is less than the speed of sound in the fluid filling the catheter. The concentrator is made with cylindrical rods, while the length of the thinner cylinder l 1 is chosen along the length of the inlet outer end of the catheter and its cross section S 1 = πα 2 , and the length of the thicker cylinder l 2 is chosen from the condition
where V is the speed of sound in the material of the concentrator,
S 2 - the cross-sectional area of the cylinder is calculated by the formula:
where ξ ker is the vibrational velocity of the end face of the emitter,
J o - therapeutic intensity of ultrasonic exposure.
На фиг.1 приведена блок-схема акустического катетера. Figure 1 shows a block diagram of an acoustic catheter.
На фиг 2 приведено схематическое изображение стержневого ультразвукового излучателя с концентратором и катетером. Figure 2 shows a schematic representation of a rod ultrasonic emitter with a concentrator and catheter.
Акустический катетер содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор (1), высокочастотный ультразвуковой излучатель (2), концентратор 3 механически соединен с катетером (4). Рабочую частоту fo генератора 1 выбирают в пределах неравенства (1) при скорости звука в резине катетера 4 больше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер, и в пределах неравенства (2) при скорости звука в резине катетера 4 меньше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер, концентратор 3 выполнен с цилиндрическими стержнями, при этом длину более тонкого цилиндра l1 выбирают по длине вводного наружного конца катетера 4 и его поперечного сечения S1 = πα2, а длину более толстого цилиндра l2 выбирают из условия (3), площадь поперечного сечения более толстого цилиндра рассчитывается по формуле 4.An acoustic catheter contains a series-connected high-frequency generator (1), a high-frequency ultrasonic emitter (2), a
Работа акустического катера осуществляется следующим образом. Высокочастотный генератор 1 создает электрические колебания на частоте fo, выбранной согласно неравенству (1). Эти колебания по высокочастотному кабелю 6 поступают на высокочастотный ультразвуковой стержневой излучатель 2, колебания которого возбуждают концентратор 3, который в свою очередь возбуждает жидкость в волноводе катетера 4. Ультразвуковые колебания через волновод катетера 4 поступают в мочевой пузырь.The operation of the acoustic boat is as follows. The high-frequency generator 1 creates electrical vibrations at a frequency f o selected according to inequality (1). These oscillations are transmitted through a high-
При использовании катетера 4 в качестве волновода, передающего ультразвуковые колебания в мочевой пузырь от находящегося снаружи высокочастотного ультразвукового излучателя 2, необходимо обеспечить, чтобы распространение волны в нем не зависело бы от того, прямая его ось или изогнутая. Такое явление наблюдается только в узких в акустическом плане трубках, в которых во всех случаях давление и скорость частиц остается практически постоянным по всему сечению узкой трубы и зависят только от одной координаты - расстояния, отсчитываемого вдоль узкой трубы. When using a
Круговая труба радиуса α<0,61χ,
где χ - длина волны в жидкости, заполняющей узкую трубу.Circular pipe of radius α <0.61χ,
where χ is the wavelength in the fluid filling the narrow pipe.
Следовательно, рабочая частота fo должна удовлетворять условию
где Со - скорость звука в жидкости, заполняющей трубу.Therefore, the operating frequency f o must satisfy the condition
where C o is the speed of sound in the fluid filling the pipe.
В трубах с податливыми стенками акустическое давление вызовет не только сжатие среды, но и изменения сечения трубы. In pipes with ductile walls, acoustic pressure will cause not only compression of the medium, but also changes in the cross section of the pipe.
Для резиновых труб целесообразно рассмотреть два случая:
1) для резин, в которых скорость волн в резине больше скорости звука в жидкости, заполняющей трубу;
2) для резин, в которых скорость волн в резине меньше скорости звука в жидкости, заполняющей трубу
Если скорость волн в материале трубы больше скорости звука в среде, заполняющей трубу, то распространение звука в такой трубе возможно не на всех частотах: ниже критической частоты волна неоднородная, экспоненциально меняющаяся вдоль волновода, и колебания в ней происходят синфазно во всех точках. При частотах выше критической волна распространяется.For rubber pipes, it is advisable to consider two cases:
1) for rubbers in which the wave velocity in the rubber is greater than the speed of sound in the fluid filling the pipe;
2) for rubbers in which the speed of waves in rubber is less than the speed of sound in the fluid filling the pipe
If the wave velocity in the pipe material is greater than the speed of sound in the medium filling the pipe, then the propagation of sound in such a pipe is not possible at all frequencies: below the critical frequency, the wave is inhomogeneous, changing exponentially along the waveguide, and the oscillations in it occur in phase at all points. At frequencies above the critical wave propagates.
В критической точке фазовая скорость бесконечно и затем монотонно уменьшается по мере увеличения частоты, стремясь к скорости звука в неограниченной среде Со [М.А. Исакович. Общая акустика. - М.: Наука, 1973.-С.202-220].At the critical point, the phase velocity is infinite and then monotonically decreases with increasing frequency, tending to the speed of sound in an unlimited medium С о [M.A. Isakovich. General acoustics. - M .: Nauka, 1973.-S.202-220].
Таким образом, второе ограничение на рабочую частоту fo имеет вид
Теперь рассмотрим случай выполнения катетера 4 из резины, скорость волны в которой меньше скорости звука в среде, заполняющей трубку.Thus, the second limitation on the operating frequency f o has the form
Now we consider the case of a
Для такой трубки диапазон частот, при которой трубу можно считать узкой, будет лежать радиальный резонанс трубы, при котором проводимость стенок обращается в бесконечность. For such a tube, the frequency range at which the tube can be considered narrow will be the radial resonance of the tube at which the wall conductivity goes to infinity.
При частотах ниже резонансных проводимость будет иметь характер упругости, а при частотах выше резонансных - характер массы. At frequencies below resonance, the conductivity will have the character of elasticity, and at frequencies above resonance it will have the character of mass.
При радиальных колебаниях трубы под действием гармоничного внутреннего давления Р боковые стенки трубы можно считать колебательной системой, в которой элементом массы является масса самой стенки, а упругая сила создает растяжение оболочки при изменении ее радиуса. В этом случае рабочая частота fo лежит для катетера 4 из резины со скоростью звука меньшей, чем в среде, в пределах
Требуется обеспечить заданную интенсивность Jo при радиусе трубки α, т. е. на площади So = πα2. Тогда, чтобы обеспечить заданную интенсивность требуется создать колебательную скорость
где ξo - колебательная скорость в среде катетера.With radial vibrations of the pipe under the influence of harmonious internal pressure P, the side walls of the pipe can be considered an oscillatory system in which the mass of the wall is the mass element, and the elastic force creates a tensile shell with a change in its radius. In this case, the operating frequency f o lies for a
It is required to provide a given intensity J o with the tube radius α, i.e., on the area S o = πα 2 . Then, in order to ensure a given intensity, it is necessary to create an oscillatory velocity
where ξ o is the vibrational velocity in the catheter.
Увеличение колебательной скорости достигнуто с помощью концентратора 3 ступенчатого типа с помощью двух соединенных стержней с площадями поперечных сечений S1 и S2.The increase in vibrational speed was achieved using a
При разных длинах l1 и l2, если l2 выбрано из соображений построения акустического катетера 4, то
на частоту fo [Н.Н, Теумин. Ультразвуковые колебательные системы, - М.: Машиздат,-1959. - С.217].For different lengths l 1 and l 2 , if l 2 is chosen for reasons of constructing an
on the frequency f o [N.N, Teumin. Ultrasonic oscillatory systems, - M .: Mashizdat, -1959. - S.217].
Как известно, коэффициент усиления для амплитуды колебательной скорости
Для обеспечения терапевтической интенсивности Jo необходимо, чтобы
Следовательно, необходимо выбрать
Были проведены клинические исследования, которые показали, что у пациентов после курса лечения наблюдается снятие болевого синдрома, происходило уменьшение воспалительных и спастических явлений, восстанавливался диурез, улучшался состав мочи.As is known, the gain for the amplitude of the vibrational velocity
To ensure therapeutic intensity J o it is necessary that
Therefore, you must choose
Clinical studies were carried out, which showed that in patients after the course of treatment, pain was relieved, inflammatory and spastic phenomena decreased, diuresis was restored, and urine composition improved.
Таким образом, способ акустотерапии и акустический катетер решают требуемую задачу изобретения. Thus, the acoustotherapy method and the acoustic catheter solve the required problem of the invention.
Построение генератора 1 известно из практики акустических измерений. Построение ультразвуковых стержневых излучателей 2 известно из практики гидроакустики (см. , например, Подводные электроакустические преобразователи. Расчет и проектирование.: Справочник (В.В. Богородицкий и др. -Л.: Судостроение, 1983, 248 с., с.97-100)). Ультразвуковые концентраторы 3 известны, например, из книги Н.Н. Теумин. Ультразвуковые колебательные системы. - М.: Машиздат, -1959. - 331 с. Катетер 4 используется серийно выпускаемый. The construction of generator 1 is known from the practice of acoustic measurements. The construction of
Claims (2)
а при скорости звука в резине катетера меньше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер, fо выбирают в пределах неравенства
где ρo, Со - плотность и скорость звука в жидкости, заполняющей катетер соответственно;
α - радиус катетера;
ρрез - плотность резины, из которой выполнен катетер;
hрез - толщина резиновой стенки трубки катетера;
Е и Y - соответственно модули Юнга и Пуассона материала, из которых выполнен катетер.1. The method of acoustic therapy for diseases of the bladder, comprising creating ultrasonic vibrations with an intensity of J o = 0.2-0.6 W / cm -2 in continuous mode with a course of treatment of 6-10 procedures, characterized in that a catheter is inserted into the bladder , they wait for the catheter to be filled with urine, or fill it with a treatment fluid, perform waveguide distribution of ultrasonic vibrations in the fluid, exciting them from the outside of the catheter with a duration of 1 to 5 minutes with an operating frequency f o , which is greater at the speed of sound in the catheter’s rubber the speed of sound in the fluid filling the catheter is chosen within the inequality
and when the speed of sound in the rubber of the catheter is less than the speed of sound in the fluid filling the catheter, f about choose within the inequality
where ρ o , With about the density and speed of sound in the fluid filling the catheter, respectively;
α is the radius of the catheter;
ρ res - the density of the rubber from which the catheter is made;
h rez - thickness of the rubber wall of the catheter tube;
E and Y are respectively Young's and Poisson's modules of the material from which the catheter is made.
при скорости звука в резине катетера больше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер, и в пределах неравенства
при скорости звука в резине катетера меньше скорости звука в жидкости, заполняющей катетер, концентратор выполнен с цилиндрическими ступенями, при этом длину более тонкого цилиндра 11 выбирают по длине вводного наружного конца катетера и его поперечное сечение S1 = πα2, а длину более толстого цилиндра l2 выбирают из условия
где V - скорость звука в материале концентратора;
S2 - площадь поперечного сечения более толстого цилиндра рассчитывают по формуле
где ξкер - колебательная скорость торца излучателя;
Jo - терапевтическая интенсивность ультразвукового воздействия.2. An acoustic catheter containing a series-connected high-frequency generator, a high-frequency ultrasonic emitter, a concentrator mechanically connected to the catheter, characterized in that the operating frequency of the generator f o is chosen within the inequality
when the speed of sound in the rubber of the catheter is greater than the speed of sound in the fluid filling the catheter, and within the inequality
when the speed of sound in the rubber of the catheter is less than the speed of sound in the fluid filling the catheter, the concentrator is made with cylindrical steps, the length of the thinner cylinder 1 1 being chosen along the length of the inlet outer end of the catheter and its cross section S 1 = πα 2 , and the length of the thicker cylinder l 2 choose from the condition
where V is the speed of sound in the material of the concentrator;
S 2 - the cross-sectional area of a thicker cylinder is calculated by the formula
where ξ ker is the vibrational velocity of the end face of the emitter;
J o - therapeutic intensity of ultrasonic exposure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103177/14A RU2204326C2 (en) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Method and acoustic catheter for carrying out acoustic therapy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103177/14A RU2204326C2 (en) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Method and acoustic catheter for carrying out acoustic therapy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000103177A RU2000103177A (en) | 2001-11-20 |
RU2204326C2 true RU2204326C2 (en) | 2003-05-20 |
Family
ID=20230414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000103177/14A RU2204326C2 (en) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Method and acoustic catheter for carrying out acoustic therapy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2204326C2 (en) |
-
2000
- 2000-02-08 RU RU2000103177/14A patent/RU2204326C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техника и методика физиотерапевтических процедур. Справочник. - М.: Медицина, 1983, с.243. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240050774A1 (en) | Apparatuses and systems for generating high-frequency shockwaves, and methods of use | |
RU2201169C2 (en) | Ultrasonic device for carrying out neurosurgical treatment | |
KR101358374B1 (en) | A sonotrode | |
Cleveland et al. | Physics of shock‐wave lithotripsy | |
Zocchi | Basic physics for ultrasound-assisted lipoplasty | |
RU2204326C2 (en) | Method and acoustic catheter for carrying out acoustic therapy | |
JP2003116869A (en) | Ultrasonic curing apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus | |
CN105615942B (en) | A kind of fixed point lithotripsy apparatus and breaking method | |
CN117982167A (en) | Second harmonic focuser based on micron contrast agent | |
Park et al. | Root canal irrigation system using remotely generated high-power ultrasound | |
Sarvazyan | Acoustic properties of tissues relevant to therapeutic applications | |
CN107655969A (en) | A kind of acoustic contrast agent absorption coefficient measuring method | |
RU2160081C2 (en) | Photopuncturing device | |
Pahk | Mechanical ablation using high-intensity focused ultrasound | |
Shvetsova et al. | New techniques and designs of focusing piezoelectric transducers for ultrasonic diagnostics and therapy | |
Caskey et al. | On the oscillations of microbubbles in tubes with diameters as small as 12 microns | |
RU2350287C1 (en) | Device for crushing of stones in ureter | |
JP3068730B2 (en) | Ultrasound therapy equipment | |
Bansevičius et al. | Investigation of ultrasonic probe for medical purposes | |
RU2000103177A (en) | METHOD OF ACOUSTOTHERAPY AND ACOUSTIC CATHETER | |
RU2185218C2 (en) | Ultrasonic urological apparatus | |
Tachibana et al. | A study for propagating ultrasound through transmission line based on cascade-connection resonator model | |
SU633617A1 (en) | Ultrasonic radiator | |
RU28605U1 (en) | Neurosurgical Ultrasound Device | |
Moriya et al. | Thermal therapy using flexible fibers as transmission line (SoFT) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040209 |