195134. lajstromszámú szabadalom • Nagyteljesítményű ultrahang generátor
195134 1 A találmány tárgya nagyteljesítményű ultrahang generátor, amelyet — kimenőjelét folyadékban továbbítva — szilárd struktúrák szétroncsolására lehet használni. Ilyen struktúrák lehetnek speciálisan a vese- vagy epekövek, vagy ciszták. Az ultrahangos eljárásnak biológiai szöveteknél történő felhasználhatóságához szükség van arra, hogy a hullámot egy pontosan meghatározott pontban fókuszálják, hogy ezzel minimalizálják az adott kezelendő zónán kívüleső területekre jutó energiasűrűséget és csökkentsék annak a veszélyét, hogy a hullám roncsolja azokat a szöveteket, amelyeken áthalad. Ismeretes, hogy a fókuszpont mérete arányos a rugalmas hullám hullámhosszával, így a hullámíront szélességével is. Ennélfogva feltétlenül szükség van arra, hogy a fókuszolás hatékony legyen, és nagyon meredek, mikroszekundum nagyságrendű hullámfrontokkal kell dolgozni. Ebben az esetben az energiát például egy 3 mm nagyságrendű átmérőjű körbe lehet koncentrálni. A nagyon meredek hullámírontok előállításával kapcsolatban felmerült problémák megoldására az ismert megoldások szerint vagy tűhegy formájú rugalmas hullámforrások, vagy elosztott források alkalmazását javasolták. A tűhegy formájú forrásokat vagy úgy alakították ki, hogy a vízben mikrotöltéseket robbantottak fel, amelyeknek robbanásával gömbhullámokat keltettek, vagy pedig villamos ívkisülést hoztak létre két darab, a folyadékba bemerített elektróda között. Az előállított gömbhullámokat mindkét esetben elliptikus tükörrel koncentrálták. Ilyen megoldás esetén az előállított hullám teljesítményét és alakját nem lehetett megfelelő módon szabályozni, és a hullámok előállításához használt eszközök gyorsan tönkrementek. A módszer megbízhatósága kicsi, mivel a tűhegy források szintjén a nagyon nagy intenzitás zavaró jelenségek fellépését idézi elő. Az elosztott források területe nagy, amelynek minden pontja azonos fázisban rezeg úgy, hogy lapos hullámot állítanak elő, amelyet vagy egy akusztikai lencsével fókuszálnak, vagy pedig magát a forrást képezik ki gömbsüveg formájúként. Az elosztott források előnye, hogy igénybevételük korlátozott, mivel a forrás felületén ;z energiasürűség sokkal kisebb, mint a fókuszpontban. A találmány tárgya egy olyan eszköz, ami ebbe a kategóriába tartozik. Ismeretesek olyan nagyteljesítményű elosztott forrásokkal kialakított generátorok, amelyekben a forrást piezoelektromos elemekből kialakított mozaikkal valósítják meg. Ezek hátránya, hogy területük jelentős nagyságú kell legyen, mivel az egyes elemek által szolgáltatott teljesítmény viszonylag kicsi, és mivel az elemek gerjesztéséhez szükséges 2 2 villamos generátoroknak megawatt nagyságú p llanatnyi teljesítményt kell elérniük, aminek következtében a költségek magasak lesznek. A találmány célja olyan nagyteljesítményű u trahang generátor kialakítása, amelynek felépítése az ismert generátorokénál sokkal egyszerűbb. A találmány szerint a kitűzött célt olyan nagyteljesítményű ultrahang generátor kialakításával értük el, amely lapos fókuszált rugalmas impulzusokból álló hullámok előállítására és azok folyadékban való fókuszálására szolgál, amely egymással fázisban rezgethető pontokat magábafoglaló emissziós felülettel rendelkezik, egy vagy több akusztikus lencsével van ellátva, mely (ek) az emiszsziós felülettel csatolásban áll (nak), vagy maga az emissziós felület görbült alakú. A találmány lényege abban van, hogy a generátor forrását egy üllő és egy kalapács képezi, melyeknek egymással párhuzamos, egymás felé forduló felületei vannak, az üllőiek az ütköző felülettől különálló emissziós fe ülete van, a kalapács egy néhány milliméter vastag ütköző elemből és azzal rugalmas réteg, illetve rugalmas ütköző közbeiktatásával merev darabbal, illetve merev, mozgó hengerei darabbal egy közös tengelyt alkotó rúdon, ilhtőleg magon helyezkedik el. Az így kialakí'ott nagyteljesítményű ultrahang generátorban a kalapácsot néhány m/sec-os sebességgé oda-vissza mozgatva a felületeket egymással érintkezésbe lehet hozni, illetve el lehet választani egymástól. A mozgató eszköz és a -calapács ügy van kialakítva, hogy egy első fokozatban az ütköző elemmel elegendő kinetikai energiát közlünk, miközben az érintkező felületek egymástól egy kis légréssel el vannak választva, és egy második, az elsőnél sokkal rövidebb fokozatban az ütköző elemet az energia szempontjából leválasztjuk az előremozgató eszközről, és az összegyűjtött kinetikai energiájának hatására a légrésen keresztül továbbhaladva nekiütközik az üllőnek. A találmány szerinti nagyteljesítményű ultrahang generátor egy további jellemzője, hogy érzékelőket tartalmaz, amelyek az üllő kibocsátó vagy emissziós felületének perifériájánál elosztott megfelelő pontokon detektáljál a nyomáshullám frontokat; továbbá tartalmaz egy eszközt, amely méri a megfelelő érzékelők által vett hullámfrontok közötti időeltolódásokat, és egy eszközt, amely a mért időeltolódások függvényében az üllő lejtését be; llító csavarokat beállítja, mely csavarok az üllőt körülvevő gallér felett, attól bizonyos távolságban, térközzel elosztott pontoknál, a megfelelő érzékelőkkel szemben vannak elrendezve. A találmány szerinti nagyteljesítményű ult ahang generátort az alábbiakban kiviteli pél ia kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán a találmány szerinti nagyteljesítményű ultrahang generátor első kiviteli alakja látható; a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
