ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБКИХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛНОВОДНЫХ СИСТЕМ В МЕДИЦИНЕ И ТЕХНИКЕ
Аннотация
Представлен всесторонний обзор современных и возможных будущих применений гибких ультразвуковых волноводов в медицине и технике. Рассмотрены проблемы расчета, моделирования и производства гибких волноводов. Также представлены некоторые результаты авторов в этой области, в частности методики моделирования, разработанные для расчета гибких волноводов, и ультразвуковые технологии и оборудование для ультразвуковой тромбоэктомии, разогрева замерзшего топлива и ультразвукового сверления хрупких материалов. Описана оригинальная технология производства гибких волноводов, основанная на электролитно-плазменной обработке.
Об авторах
В. Т. Минченя
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Беларусь
Д. А. Степаненко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Беларусь
Список литературы
1. Tschepe, J. Transmission of laser radiation and acoustical waves via optical fibers for surgical therapy / J. Tschepe, K. Desinger, J. Helfmann [and others] // Proc. SPIE. – Vol. 2131. – 1994. – P. 155–166.
2. Tschepe, J. The transmission of high frequency ultrasound in optical fibers / J. Tschepe, K. Desinger, G. Müller [and others] // German-Canadian Workshop „Laser Research & Laser Technology“. – 1995. – P. 157–161.
3. Ngambia Mbamou, D. Übertragung und Wechselwirkung von Laserstrahlung und Ultraschall in Glasfasern: Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur / D. Ngambia Mbamou // Technische Universität Berlin. – 2001. – 245 Р.
4. International application published under PCT WO 94/02074, IPC A61B 17/22, 17/36. Verfahren und Vorrichtung zur invasiven bzw. endoskopischen Therapie mittels Ultraschall und Laser / G. Müller, J. Tschepe. – International application number PCT/EP93/01808; international filing date 10.07.93; international publication date 03.02.94; priority 20.07.92 DE P 42 24 256.8.
5. Патент РБ BY 3806 C1, МПК A61B 17/22, 17/32. Способ разрушения венозных и артериальных тромбов / Л. А. Эмилит, А. Г. Мрочек, И. Э. Адзерихо. – № a19980138; заявл. 12.02.98; опубл. 30.03.2001; приоритет 12.02.98.
6. Moiya, T. Development of flexible transmission line for intravascular ultrasonography / T. Moiya, Z. Hu, Y. Tanahashi // Proc. of the IEEE Ultrasonics Symposium. – Vol. 2. – 2000. – P. 1227– 1230.
7. Gudra, T. Some problems of ultrasonic and laser cutting of biological structures / T. Gudra, S. Muc // The European Physical Journal. Special Topics. – Vol. 154. – 2008. – P. 85 – 88.
8. Qiao, F. Biologisch inspirierte mikrotechnische Werkzeuge für die Mikromontage und die Minimal-Invasive Chirurgie: Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur / F. Qiao // Technische Universität Ilmenau. – 2002. – 120 S.
9. Абакумов, В. Г. О проектировании акустических концентраторов с учетом внутреннего рассеяния энергии / В. Г. Абакумов, К. А. Трапезон // Акустичнй вісник. – Т. 10. – № 1. – 2007. – С. 3–16.
10. Štimac, A. Assessment of the high-power ultrasound point source for the minimally invasive surgery / A. Štimac // World Congress on Ultrasonics. – Paris. – 2003. – P. 217–219.
11. Gavin, G.P. Experimental and numerical investigation of therapeutic ultrasound angioplasty: PhD thesis / G.P. Gavin // Dublin City University – 2005. – 188 p.
12. Патент РБ BY 2413 C1, МПК C21D 8/00, C22F 3/00. Способ инициирования эффекта памяти формы / В.В. Клубович и др. – № 960348; заявл. 05.07.96; опубл. 30.09.98; приоритет 05.07.96.
13. Евразийский патент EA 005704 B1, МПК A61B 17/22, 17/32, C25F 3/16. Волновод для внутрисосудистой тромбоэктомии тромбов и тромбоэмболов и способ его изготовления / А.Г. Мрочек и др. – № 200300259; заявл. 11.02.2003; опубл. 28.04.2005; приоритет 24.01.2003 BY 20030052.
14. Wylie, M. P. A linear finite element acoustic fluidstructure model of ultrasonic angioplasty in vivo / M.P. Wylie, G.B. McGuinness, G.P. Gavin // International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering. – 2010. doi: 10.1002/ cnm.1383.
15. International application published under PCT WO 02/070158, IPC B21C 1/18, 9/00. Apparatus and method for manufacturing small diameter medical devices / R. A. Rabiner, B. A. Hare, J. S. Prasad. – International application number PCT/US02/07135; international filing date 06.03.2002; international publication date 12.09.2002; priority 07.03.2001 US 60/274037.
16. http://epo.metolit.by/ru/dir/index.php/1537
17. Zhou, G. The complex-mode vibration of ultrasonic vibration systems / G. Zhou, Y. Zhang, B. Zhang // Ultrasonics. – Vol. 40. – 2002. – P. 907–911.
18. Zhou, G. The performance and design of ultrasonic vibration system for flexural mode / G. Zhou // Ultrasonics. – Vol. 38. – 2000. – P. 979–984.
19. Bansevečius, R. Investigation of ultrasonic probe for medical purposes / R. Bansevečius // Ultragarsas. – No. 2 (55). – 2005. – P. 44–46.
20. Gavin, G. P. Performance characteristics of a therapeutic ultrasound wire waveguide apparatus / P. Gavin // International Journal of Mechanical Sciences. – Vol. 49. – 2007. – P. 298–305.
21. Минченя, В. Т. Линейные колебания двухступенчатого волновода-концентратора для ультразвукового тромболизиса / В. Т. Минченя, Д. А. Степаненко // Доклады НАН Беларуси. – Т. 53. – № 6. – 2009. – С. 114–119.
22. Stepanenko, D. A. Modeling of flexible waveguides for ultrasonic vibrations transmission: Longitudinal and flexural vibrations of non-deformed waveguide / D.A. Stepanenko, V.T. Minchenya // Ultrasonics. – Vol. 50. – 2010. – P. 424–430.
23. Минченя, В. Т. Анализ резонансных явлений в гибких волноводных системах с применением теорий Эйлера-Бернулли и Тимошенко / В. Т. Минченя, Д. А. Степаненко, Е. Н. Юрчик. // Материалы МНТК «Приборостроение2009». – Минск, 2009. – С. 247–248.
24. Bubulis, A. Semi-automatic modal analysis of flexible ultrasonic waveguides in ANSYS / A. Bubulis, V. T. Minchenya, D. A. Stepanenko // Материалы МНТК «Приборостроение-2009». – Минск, 2009. – С. 145–146.
25. Степаненко, Д. А. Собственные колебания ультразвуковых волноводов для минимально-инвазивной хирургии / Д. А. Степаненко, В. Т. Минченя, А. В. Чигарев // Теоретическая и прикладная механика. – Вып. 25. – 2010. – С. 276–281.
26. Redtenbacher, M. Endarterektomie mit Ultraschall / M. Redtenbacher, H. Karobath, I. Walde // Acta Chirurgica Austriaca. – H. 5. – 1974. – Р. 114–115.
27. Redtenbacher, M. Über die Einwirkung des Ultraschalles auf die Gefäßwand / M. Redtenbacher, Karobath, G. Syré // Acta Chirurgica Austriaca. – H. 6. – 1975. – Р. 125.
28. Николаев, Г. А. Ультразвуковая технология в хирургии / Г. А. Николаев, В.И. Лощилов. – М., 1980. – 272 с.
29. 29. А.с. 680734 СССР, МПК A61B 17/32. Ультразвуковой хирургический инструмент / В. И. Петров, М. Д. Князев, В. И. Лощилов, О. С. Белорусов, Г. В. Саврасов, А. В. Гавриленко. – № 2491413/28-13; заявл. 01.06.77; опубл. 25.08.79; приоритет 01.06.77.
30. 30. А.с. 680734 СССР, МПК A61B 17/32. Ультразвуковой хирургический инструмент для эндартерэктомии / Г. В. Саврасов, В. И. Лощилов, Е. И. Данилин, С. Е. Квашнин, И. И. Затевахин, Л.Б. Шалаев. – № 3303200/28-13; заявл. 09.07.81; опубл. 28.02.83; приоритет 09.07.81.
31. La Rosa, A. Ultrasonic endarterectomy: experimental and initial clinical results in carotid stenosis / A. La Rosa [and others] // Journal of Endovascular Surgery. – Vol. 1. – 1994. – P. 25–30.
32. United States Patent 3352303, Cl. 128-24. Method for blood clot lysis / L.J. Delaney. – Ser. No. 475337; filed 28.07.65; patented 14.11.67.
33. Sobbe, A. Die Ultraschall-Auflösung von Thromben / A. Sobbe [and others] // Klinische Wochenschrift. – B. 52. – 1974. – Р. 1117–1121.
34. Trübestein, G. Die Emboliegefahr bei der Ultraschall-Thrombolyse / G. Trübestein [and others] //Langenbecks Archiv für Chirurgie. – B. 340. – 1976. – S. 199–205.
35. Offenlegungsschrift DT 24 38 648 A1, Int. Cl. A 61 B 17-22. Verfahren zum Entfernen von Thromben / R. Pohlman, U. Stumpff. – Aktenzeichen P 24 38 648.9; Anmeldetag 12.08.74; Offenlegungstag 26.02.76.
36. Stumpff, U. Die Erzeugung und Übertragung von Ultraschalldehnwellen hoher Energiedichte in flexiblen Wellenleitern im 20 kHz-Bereich für therapeutische Anwendungen: Dissertation, RWTH Aachen, 1978.
37. Hallisey, M. J. Ultrasonic energy treatment of deep vein thrombosis / M. J. Hallisey // Endovascular Today. – April 2006. – P. 80–82.
38. Netter Medical Images – Urinary Calculi: Percutaneous Ultrasonic Lithotripsy. Online: http://www.netterimages.com/image/26654.htm.
39. Cyberwand – Dual probe ultrasonic lithotripter system. Online: http://www.cybersonics-inc.com/documents/Cyberwand.pdf.
40. Offenlegungsschrift DE 3726210 A1, Int. Cl. A 61 B 17/22. Steinzertrümmerungsvorrichtung / K. Saito, T. Ootawara. – Aktenzeichen – P 37 26 210.6; Anmeldetag 06.08.87; Offenlegungstag 18.02.88; Unionspriorität 08.08.86 JP P 187100/86.
41. Yamasaki, T. A new, miniature ultrasonic surgical aspirator with a handpiece designed for transsphenoidal surgery / T. Yamasaki [and others] // Journal of Neurosurgery. – 2003. – P. 177–179.
42. Cotter, D. J. 36 kHz ultrasonic surgical horns for endoscopic-nasal approaches to brain tumors. / D. J. Cotter [and others] – Online: http:// www.ultrasonics.org/Proceedings_2007_UIA/Cot- ter 2007 _UIA.pdf.
43. United States Patent Application 20060235305 A1, IPC A61B 8/14. Bone abrading ultrasonic horns / D.J. Cotter, M. Benson, M. Shinopulos, J.P. O’Connor. – Serial No. 404981; filed 14.04.2006; published 19.10.2006; priority 14.04.2006.
44. Ginsberg, H. J. Recanalization of obstructed cerebrospinal fluid ventricular catheters using ultrasonic cavitation / H.J. Ginsberg [and others] // Neurosurgery. – Vol. 59. – 2006. – P. ONS-403ONS-412.
45. Ginsberg, H. J. Recanalization of obstructed cerebrospinal fluid ventricular catheters with ultrasonic cavitation: PhD thesis, University of Toronto, 2001.
46. Пурец, М. Я. Снижение вязкости замерзшего дизельного топлива под действием ультразвука / М.Я. Пурец [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – № 6. – 2003. – С. 25–27.
47. Евразийский патент EA 002460 B1, МПК F02M 31/16, 27/08. Способ и устройство для разогрева дизельного топлива при низких температурах / В.Т. Минченя и др. – № 200100200; заявл. 16.01.2001; опубл. 25.04.2002; приоритет 26.12.2000 BY 20001154.
48. United States Patent 5830127, IPC A61B 1/12. Method and apparatus for cleaning endoscopes and the like / E.A. DeCastro. – Serial No. 689014; filed 05.08.96; published 03.11.98; priority 05.08.96.
49. Вероман, В.Ю. Ультразвуковая обработка материалов / В.Ю. Вероман, А.Б. Аренков. – Л., 1971. – 167 с.
50. Bar-Cohen, Y. Ultrasonic drilling and coring. Online: http://ndeaa.jpl.nasa.gov/nasa-nde/ usdc/ Drill-coring-review.pdf.
Рецензия
Для цитирования:
Минченя В.Т., Степаненко Д.А. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБКИХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛНОВОДНЫХ СИСТЕМ В МЕДИЦИНЕ И ТЕХНИКЕ. Приборы и методы измерений. 2010;(1):6-16.
For citation:
Minchenya V.T., Stepanenko D.A. PROSPECTS FOR APPLICATION OF FLEXIBLE ULTRASONIC WAVEGUIDE SYSTEMS IN MEDICINE AND ENGINEERING. Devices and Methods of Measurements. 2010;(1):6-16. (In Russ.)
Просмотров:
946
Послать статью по эл. почте 