[发明专利]一种鹿角状结石的破碎装置

说明书

技术领域

本发明属于医学结石破碎领域，具体是一种利用高电压脉冲放电对鹿角状结石进行破碎装置。

背景技术

鹿角形肾结石是指充满肾盂和至少1个肾盏的结石。部分性鹿角状结石仅仅填充部分集合系统，而完全性鹿角状结石则填充整个肾集合系统。在泌尿外科结石治疗中鹿角状肾结石的治疗是一个难题。目前选择经皮肾镜取石术和ESWL较多，但是一般医院的医疗设备条件简陋，多数不能进行以上方法对此类结石病进行治疗。利用高电压脉冲放电法对鹿角状结石进行破碎是针对大块结石破碎的新方法。

发明内容

本发明的目的，是提供一种用于鹿角状结石破碎的装置，利用高电压脉冲放电方法对鹿角状结石进行有效破碎。

采用的技术方案是：

一种鹿角状结石的破碎装置，包括高压脉冲发生器、微钻头。其特征在于：

利用微钻头在鹿角状结石表面钻一个微小的孔，把高压脉冲发生器的脉冲输出电极放入孔内，对结石进行破碎。

高压脉冲发生器包括整流单元、充电单元、高压输出单元和频率控制单元，具体结构框图如图2所示。

整流单元，包括桥式整流器DV、第一电位器W₁、第二电位器W₂和电容C1；第一电位器W₁串接在经桥式整流器整流后的供电电路的正压端，第二电位器W₂则串接在经桥式整流器整流后的供电电路的负压端。电容器C1的一端与第一电位器W₁连接，其另一端则与第二电位器W₂连接。整流后的电压为200-350V。

充电电路，包括上级开关VT1、下级开关VT2、二极管VD1、电感L和电容C2。

上级开关VT1、二极管VD1、电感L和变压器T的初级线圈串联后，经下级开关VT2接地。电容C2的一端与电感L和变压器T初级线圈连线上的任意一点连接，电容C2的另一端接地。

高压输出单元，主要为高压脉冲变压器T。变压器T的次级线圈的正压输出端为双绞线。高压脉冲变压器T的输出端通过双绞线传输到结石上，对其进行破碎，如图1所示。

上述VT1、VT2为绝缘栅型场效应管（增强型）。

对本发明的元器件的作用做进一步详细说明：

图3（a）显示了控制频率输入（F）和电压输入（U），上级开关（H，VT1）和下级开关（L，VT2）控制输出口；图3（b）是对应工作状态参数随时间的变化图。从图3（b）中可以看出，改变上级开关（H，VT1）的接通时间状态，从30微秒到150微秒变化，能够改变储存电容（C2）的电压从200伏特到600-680V变化。

如图4所示，断开上级开关VT1后，通过“停歇”时间（约1微秒）后接通下级开关VT2，经过变压器T产生高电压脉冲，同时经过双绞线传输对结石进行破碎。变压器初级线圈上的电压和电容C2上的电压相同，幅值为600-680V。通过变压器把初级线圈上的电压进行提升，电压耦合到次级线圈。

脉冲变压器次级线圈上的电压，采用“双绞线”型传输线进行传输。

在具体实验实施时，把结石放在盐水环境内进行破碎。盐水用于模拟人体内的液体环境，同时由水绝缘的理论可知，当脉冲电压的上升沿小于500ns时，水的绝缘强度大于岩石的绝缘强度，结石的电物理特性和岩石相近，则此理论同样适用于水和结石。所以当上升沿小于500ns时，盐水的绝缘强度大于结石，则在结石内部发生放电击穿。

如图5所示，为本发明所述高功率气体开关触发系统的电压、电流输出波形图，其中绿色为电流波形图，黄色为电压波形图。图5中波形图的横向每格代表500ns，纵向每格代表50kV，周期为3-5微秒，上升沿为100ns左右。

本发明具有如下优点：

1）本发明的设备总体简单费用低，相比较那些价格高昂的设备更容易在一般医院普及使用。

2）本发明所使用的高电压脉冲发生器相比于其他研究具有更高的输出频率，最高可达10KHz。

3）本发明的传输线采用经济性好双绞线作为传输线，并兼顾电极的作用。这更节约成本，同时使得发生器的总体结构更简单。

4）本发明利用高电压脉冲对结石进行破碎，其破碎效果更好。

附图说明

图1为本发明破碎鹿角状结石方法的原理图。

图2为高压脉冲发生器的框图。

图3为高压脉冲发生器频率控制单元原理图。

图4为高压脉冲发生器电路图。