本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于將水力空化利用于醫(yī)療中諸如破壞腎結(jié)石或殺死受感染的癌細(xì)胞的設(shè)備。該設(shè)備包括：用作流體容器的水箱；壓縮機，其連接到水箱以便維持流體的輸入壓力；管道，其中液體流過；探針，其中發(fā)生空化；閥，布置在管道內(nèi)并允許流體流動到探針中；過濾器，其定位在管道內(nèi)，防止預(yù)定尺寸微粒流入到探針中；裝配件，其將探針連接到管道；流量計，其測量通過探針的流體的體積流率；影像捕捉單元，其捕捉氣泡成長和氣泡離開探針后的氣泡破裂的連續(xù)影像；定位組件，其調(diào)整介于探針和目標(biāo)表面之間的距離；以及控制器和數(shù)據(jù)采集單元。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種設(shè)備，其用于將水力空化利用于醫(yī)療中，諸如破壞腎結(jié)石、或殺死受感染的癌細(xì)胞。
技術(shù)介紹
在許多國家的預(yù)算中醫(yī)療保健支出占據(jù)了顯著大量的比重，并且經(jīng)費開支遠超過許多國家的國內(nèi)生產(chǎn)總值的4%。應(yīng)明智地管理這些巨大的分配用于醫(yī)療保健支出的預(yù)算，以便為威脅健康的主要疾病找到解決方案。水力空化典型地利用局部靜態(tài)壓力減少到臨界值以下而初始化。許多研究人員已經(jīng)在某些文章和標(biāo)準(zhǔn)化多相教科書中對水力空化在多種渦輪機械中的影響進行了研究。已知的是，一旦觀察到適當(dāng)?shù)目张萘?cavitating flow)條件,則每個液壓裝置容易受到由空化引起的損害。在大多數(shù)情況下，水力空化是不期望的，這是因為其限制了流體系統(tǒng)的性能、導(dǎo)致災(zāi)難性的破壞和流量哽塞、產(chǎn)生噪聲、并降低效率。存在兩種源用于產(chǎn)生空泡流:水力和超聲源。已經(jīng)由各種研究者對超聲空化在癌變組織的超聲治療中的使用進行了研究。此技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于癌癥治療。它是非侵入式治療，其中面臨著某些困難以將治療暴露于期望位置。與加熱和電化學(xué)相關(guān)聯(lián)的超聲空化是昂貴的方法，并且需要大量的能量輸入以初始化氣泡空化和產(chǎn)生微/納米氣泡。美國專利US20080194868已經(jīng)公開了一種方法，其中水力空化用于將組分，特別是活性藥物化合物實現(xiàn)結(jié)晶化。該文獻中所公開的方法用于對化合物進行純化/提純。該方法的應(yīng)用目標(biāo)在于藥物化合物的結(jié)晶化，并且適用于宏觀尺度。美國專利US19995860942已經(jīng)公開了一種通過采用水力空化的牙科水沖洗器。在所述專利技術(shù)中該方法的應(yīng)用在于將牙菌斑(plaque)從牙齒表面移除。水力空化用來產(chǎn)生自由基和水中離子以消除牙齒疾病。美國專利US20060194868已經(jīng)公開了一種通過使用水力空化而在液體中產(chǎn)生微氣泡的裝置和方法。在所述專利技術(shù)中，該方法的應(yīng)用在于礦物恢復(fù)應(yīng)用，用于清潔受污染的地下水，并且處理廢水。該方法通常用于純化/提純。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于獲得一種用于在醫(yī)療中使用水力空化的成本有效率/劃算的設(shè)備。本專利技術(shù)的另一目的在于獲得一種用于在醫(yī)療中使用水力空化的能源有效率的設(shè)備。附圖說明 在附圖中圖釋了用于將水力空化用于醫(yī)療以便實現(xiàn)本專利技術(shù)目的的設(shè)備，附圖中:圖1是該設(shè)備的示意性表示。附圖中所示的元件的附圖標(biāo)記如下:1.用于將水力空化用于醫(yī)療中的設(shè)備2.水箱3.壓縮機4.管道5.探針6.閥7.過濾器8.裝配件9.流量計10.影像捕捉單元11.定位組件12.控制和數(shù)據(jù)采集單元13.溝槽/通道 14.入口區(qū)域15.排出區(qū)域16.條帶17.加熱器18.電源B:氣泡TS:目標(biāo)表面具體實施例方式一種將水力空化用于醫(yī)療治療中的設(shè)備(I)，包括:水箱(2)，用作流體的容器，壓縮機(3)，其連接到水箱⑵以便維持流體的輸入壓力，管道(4)，其中流體流過，探針(5)，其中發(fā)生空化，閥(6)，其布置在管道⑷內(nèi)，允許流體流動到探針(5)內(nèi)，過濾器(7)，其布置在管道(4)內(nèi)，防止預(yù)定尺寸的微粒流進入到探針(5)中，裝配件⑶，其將探針(5)連接到管道⑷，流量計(9)，其測量通過探針(5)的流體的體積流率，影像捕捉單元(10)，捕獲氣泡(B)成長和氣泡(B)離開探針(5)后的氣泡(B)破裂的連續(xù)影像，定位組件(11)，其調(diào)整介于探針(5)和目標(biāo)表面(TS)之間的距離以及，控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)。探針(5)包括了在探針(5)兩端之間延伸的通道/溝槽(13)。所述溝槽(13)包括:入口區(qū)域(14)，在此處流體進入溝槽(13)并通過裝配件⑶以及，排出區(qū)域(15)，在此處由于空化而形成的氣泡⑶從溝槽(13)中排出并暴露到目標(biāo)表面(TS)。在本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例中，溝槽(13)是微米或納米尺度的。在本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例中，微米/納米溝槽(13)具有0.5-250 iim的直徑。具有納米/微米尺寸內(nèi)徑的溝槽(13)具有標(biāo)準(zhǔn)外徑，從而使得它們能夠通過使用標(biāo)準(zhǔn)裝配件(8)而連接到管道(4)。為了制備微米/納米溝槽(13)，通過聚焦離子束或電子放電(EDM)法而鉆出微米/納米尺寸的孔(900nm-150 ii m)。所產(chǎn)生的微米/納米尺寸內(nèi)徑的探針(5)的一端利用小裝配件(8)而結(jié)合到管道(4)上，而另一端則是針對將要暴露給納米/微米尺度氣泡空化的目標(biāo)表面。在制造微米/納米探針(5)后，溝槽(13)被填充了納米流體。在本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例中，使用孔同或鐵基納米流體。探針(5)被焦耳加熱，從而使得納米流體能夠蒸發(fā)。作為蒸發(fā)的結(jié)果，銅或鐵納米顆粒被懸浮在溝槽(13)內(nèi)壁上所沉積的納米流體中。納米/微米溝槽(13)壁上所產(chǎn)生的納米結(jié)構(gòu)便利于空化，從而使得需要更小的入口壓力來用于產(chǎn)生微米/納米尺寸氣泡(B)。在該沉積后，探針(5)在乙醇溶液中清理。利用從多孔納米結(jié)構(gòu)的通道(13)壁出現(xiàn)的這些納米結(jié)構(gòu)和納米/微米氣泡(B)便利了空化。定位組件(11)包括，條帶(16)，其固定在管道⑷的端部處，加熱器(17)，其與條帶(16)相接觸以及電源(18)，其向加熱器(17)提供必要電能。在本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例中，條帶(16)是T型硅條帶(16)，其在兩端處被固定、并接觸著管道(4)，所述管道連接到探針(5)。加熱器(17)沉積到條帶(16)的硅層上。電源(18)向加熱器(17)提供必要的電能。當(dāng)電能從電源(18)提供到加熱器(17)時，硅條帶 (16)由于溫度上升后產(chǎn)生的熱膨脹而彎曲，其導(dǎo)致將管道(4)推向目標(biāo)表面(TS)并因而調(diào)整介于探針(5)與目標(biāo)表面(TS)之間的距離。加熱器(17)測量出所述條帶(16)表面的溫度，并且將包括條帶(16)表面的溫度數(shù)據(jù)的信號傳輸給控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)。控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)連接到影像捕捉單元(10)、加熱器(17)和電源(18)。它(12)從影像捕捉單元(10)接收影像數(shù)據(jù)，并針對目標(biāo)表面(TS)的有效破壞而確定了在探針(5)與目標(biāo)表面(TS)之間所需要的優(yōu)選距離。所述控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)從加熱器(17)接收條帶(16)表面的溫度數(shù)據(jù)。通過影像數(shù)據(jù)的幫助，控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)確定了該距離并且激活/啟動了電源(18)。在電源(18)被激活后，控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)控制所述條帶(16)的彎曲，以便通過使用來自加熱器(17)的溫度輸入而調(diào)整探針(5)與目標(biāo)表面(TS)之間的所述確定的優(yōu)選距離。當(dāng)設(shè)備(I)啟動時，壓縮機(3)使水箱(2)內(nèi)的流體達到預(yù)定壓力。隨后打開閥(6)，并且水箱⑵中的流體開始流入到管道⑷中。在流體進入到溝槽(13)內(nèi)之前，它通過過濾器(7)從具有預(yù)定尺寸的非期望對象而過濾。因而，這防止了由流體內(nèi)的大顆粒所產(chǎn)生的溝槽阻塞。在流體進入到溝槽(13)以后，它流動通過溝槽(13)并且經(jīng)受嚴(yán)重和突然的壓降。因此，流體的局部靜態(tài)壓力減小。如果在合適條件下壓力減小到特定臨界值，氣泡(B)開始在流體內(nèi)形成并且從溝槽(13)壁內(nèi)出現(xiàn)。在溝槽(13)的排出區(qū)域(15)處，觀察到氣泡空化。隨后，氣泡(B)排出溝槽(13)并撞擊所述目標(biāo)表面(TS)。盡管它們從溝槽(13)中排出，但是它們的影像由影像捕捉單元(10)而捕獲以便控制氣泡(B)的尺寸和介于探針(5)與目標(biāo)表面(TS)之間的距離。所捕獲的影像數(shù)據(jù)被發(fā)送給控制器和數(shù)據(jù)采集單元(12)。控制器和數(shù)據(jù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種將水力空化用于醫(yī)療中的設(shè)備，包括：水箱，其用作流體的容器，壓縮機，其連接到水箱以便維持流體的輸入壓力，管道，其中流體流過，探針，其中發(fā)生空化，閥，其定位在管道內(nèi)，允許流體流動到探針內(nèi)，過濾器，其定位在管道內(nèi)，防止預(yù)定尺寸微粒流入到探針中，裝配件，其將探針連接到管道，流量計，其測量通過探針的流體的體積流率，影像捕捉單元，其捕獲氣泡成長和氣泡離開探針后的氣泡破裂的連續(xù)影像，定位組件，其調(diào)整介于探針與目標(biāo)表面之間的距離以及，控制器和數(shù)據(jù)采集單元。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種將水力空化用于醫(yī)療中的設(shè)備，包括: 水箱，其用作流體的容器， 壓縮機，其連接到水箱以便維持流體的輸入壓力， 管道，其中流體流過， 探針，其中發(fā)生空化， 閥，其定位在管道內(nèi)，允許流體流動到探針內(nèi)， 過濾器，其定位在管道內(nèi)，防止預(yù)定尺寸微粒流入到探針中， 裝配件，其將探針連接到管道， 流量計，其測量通過探針的流體的體積流率， 影像捕捉單元，其捕獲氣泡成長和氣泡離開探針后的氣泡破裂的連續(xù)影像， 定位組件，其調(diào)整介于探針與目標(biāo)表面之間的距離以及， 控制器和數(shù)據(jù)采集單元。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述探針包括在探針的兩端之間延伸的溝槽，所述溝槽包括: 入口區(qū)域，其中在此處流體進入溝槽并通過裝配件以及， 排出區(qū)域，其中在此處由于空化而產(chǎn)生的氣泡從溝槽中排出并暴露到目標(biāo)表面。`3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述定位組件包括: 條帶，其固定在管道的端部處， 加熱器，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·科薩，
申請(專利權(quán))人：薩班吉大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：土耳其;TR
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