液电效应在体外碎石方面的应用分析

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1、液电效应在体外碎石方面的应用分析作者：牛一博摘要本文叙述了液电效应的原理，介绍了体外碎石的发展历史和应用现状，以及分析了液电效应在体外碎石方面的应用。通过对水中脉冲放电进行实验分析进而得出放电时的电压、电流和压力的关系，分析了液电冲击波电极电弧放电的三个过程，得出了关于液电效应如何更好的应用在体外碎石方面的结论。关键词；液电效应;体外碎石;电弧放电;AbstractThispaperdescribestheprincipleofelectro-hydrauliceffect，introducesthedeve

2、lopmenthistoryandapplicationstatusofinvitrorubble,andanalyzestheapplicationofelectro-hydrauliceffectinvitrorubble.Experimentalanalysisiscarriedoutbypulseddischargeinwaterandthendrawsthevoltage，currentandpressuredischarge.Itanalyzesthethreephasesoftheelectro

3、hydraulicshockwavearcdischargeelectrodesandconcludesthattheapplicationtoelectro-hydrauliceffectbetterinvitrorubbleaspects.Keywords:electro-hydrauliceffect;vitrorubble;arcdischarge;目录礙IAbstractImII1体外碎石11.1体外冲击波碎石机11.2体外冲击波碎石机的分类及比较11.3碎石机定位系统类型21.4碎石机的充放电回路

4、22液电效应的应用32.1液电效应原理32.2液电式ESWL的机理33水屮脉冲电晕放电实验43.1高速摄影43.2电磁兼容控制53.3测量技术54液电冲击波电极电弧放电过程分析64.1水间隙击穿接通74.2电容器电能向水间隙通道电弧放电74.3放电后期的汽泡脉动阶段75液电冲击波的均一性分析7组仑8參考文91体外碎石1.1体外冲击波碎石机体外冲击波破碎机（ESWL）的优点在于它的治疗过程基本是非侵人性的，患者易于接受，而且它的治疗成功率高，对人体组织的损伤较少，目前在临床上已得到广泛的应用。体外碎石机的发明源

5、自一个意外现象的启示。六十年代初，两德道尼尔航空公司的科技人员发现当雨滴落在超咅速飞行的飞机上吋，反弹的压强（可达16000MPa）可产生一种冲击波，并会传播到离原撞击点很远的地方使其产生裂缝，使飞机内部的器件受损，而飞机的外壳却完好无损。这一现象引起了物理学家的重视。1963年，该公司成立了冲击波研究室。1969年，联邦德W道尼尔（Domier）幵始研制体外冲击波碎石机，1980年，第一台体外冲击波碎石机应用于临床，使尿石症的非手术治疗成为可能，成为八十年代医疗技术的一项重大突破,成为泌鉍外科学发展的里程碑

6、。现在，冲击波碎石术是A前临床上常用的远程碎石技术［3］。1.2体外冲击波碎石机的分类及比较体外冲击波碎石设备的开发是基于一个假设，它是基于在人体组织内的声音特性类似于在水屮的声音特性［4］。这类仪器按其震波源的不同一般分为三种：液电式、电磁式和压电式。液电式应用较早，于1980年2/32日在德国慕尼黑首次使用于临床。这种碎石机是用水下电极的尖端通过瞬间高压放电产生冲击波，毫微秒级的强脉冲放电产生的液电效应，冲击波经半椭圆球反射体聚焦后，通过水的传播进入人体，其能量作用于第二焦点，结石在冲击波的拉应力和压应力

7、的多次联合作用下粉碎。压电式是由许多安装在约50cm球冠上的陶瓷晶体元件，在电脉冲作用下产生压电效应，使晶体快速变形产生机械振动，即电效应转变为机械效应，振动产生冲击波到达球心聚焦进行碎石。电磁式碎石机是通过高压电容器对一个线圈放电，放电产生的脉冲电流形成一很强的脉冲磁场，引起机械振动并在介质中形成冲击波，经声透镜聚焦得到增强而粉碎结石。液电式冲击波波源是最早使用的波源，发展时间长，技术也比较成熟，已广泛应用于临床，其冲击波能量大，但噪声也较大，消耗电极。液电式的冲击波属球面波，对组织的损伤较压电式和电磁式稍

8、大。压电式和电磁式冲击波能量不如液电式，但噪声较小，压电式的噪声更小，都有不需消耗电极和治疗成本低的优点O从碎石效果来看，液电式产生的能量较强，可调范围大，效果较好。压电式产生的是窄脉冲冲击波，功率较小；但波长短，结石粉碎的颗粒小，可以成细砂状粉末，有利于排出体外。电磁式每次转换的能量有一定损失，但能量稳定和重复性较好，能达到较好的碎石效果，其产生的冲击波属平面波，避免厂直达波的损伤。就人体的安全来