超聲乳化儀的原理

1 引言
近年來，超聲乳化技術(shù)已成為現(xiàn)代眼科白內(nèi)障治療的主要手段。簡單來說。超聲乳化治療技術(shù)就是將超聲針頭以每秒上萬次(超聲)頻率反復(fù)錘擊于混濁的晶體核上，使之松動、碎裂。并與眼內(nèi)平衡鹽溶液混合成乳糜狀，再由抽吸系統(tǒng)吸出眼
外，同時(shí)植入1枚人工晶體，使患者的視力得以恢復(fù)。這種方法安全、可靠，手術(shù)時(shí)間短、創(chuàng)傷小，視力恢復(fù)快、術(shù)后散光小，同時(shí)無須等待白內(nèi)障成熟即能手術(shù)，．避免了漫長等待過程中的種種痛苦與不便。因此，超聲乳化技術(shù)已成為目前G際上公認(rèn)的**先進(jìn)、**為可靠的白內(nèi)障治療方法。
2現(xiàn)代超聲乳化儀的組成與原理
超聲乳化設(shè)備的shou要組成部件是超聲波發(fā)生器，超聲在傳播時(shí)，介質(zhì)分子受聲波能量的振動而發(fā)生縱波方向的彈性振動，將會產(chǎn)生一系列的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)、碎裂效應(yīng)闥。當(dāng)然，現(xiàn)代超聲乳化儀不是僅由超聲發(fā)生器構(gòu)成．它是集聲、光、電、機(jī)械于一體的精密手術(shù)操作系統(tǒng)。超聲乳化儀設(shè)備的種類繁多，但基本結(jié)構(gòu)大致相同，通常由超聲系統(tǒng)、液流系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助裝置等幾大部分組成。
2．1 超聲系統(tǒng)
超聲系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)生器、功率放大器、壓電換能器、超聲手柄等組成。眼科超聲乳化設(shè)備的工作頻率常在27～
64 kHz，因手柄的不同，常采用28．5、32、40、48 kHz等頻率，這相對于其他超聲治療類設(shè)備如超聲熱療(1—5 MHz)、超聲理療(0．5～5 MHz)等設(shè)備的頻率較低．主要考慮較低頻率聲波的衰減少、發(fā)熱也較少等因素；功率放大器的作用是將弱電信號進(jìn)行放大．以激勵(lì)壓電換能器產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)(電能到聲能的轉(zhuǎn)變)，當(dāng)交變電場的頻率≥20 kHz時(shí)，壓電換能器就產(chǎn)生超聲波；換能器由壓電晶體(如鋯鈦酸鉛PZT)等構(gòu)成。此類材料經(jīng)過極化處理后，若在極化方向上施以電場，將產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，由此產(chǎn)生的機(jī)械振動放大后**乳化針頭．可在乳化針頭端產(chǎn)生>100 000 psi(約689．5 MPa)的應(yīng)力，此應(yīng)力足以破碎晶核組織閉；超聲手柄是超聲能量輸出的關(guān)鍵部件．一般由振子、配重塊、換能器、針頭及外套組成[4]，手柄集成了灌注、抽吸和乳化3種功能。乳化針頭是特殊形狀的聲幅射頭．為中空管狀，它的作用既能產(chǎn)生很大的超聲能量，同時(shí)又可以將破碎的組織吸除。外套硅膠管一方面要保持灌注通暢．另一方面還要給乳化針頭起冷卻的作用。
2．2液流系統(tǒng)
液流系統(tǒng)也叫注吸系統(tǒng)，主要由泵、管道和手柄組成。隨著超聲乳化儀工作的開始，泵也隨之產(chǎn)生負(fù)壓吸引．通過管道和手柄的傳遞將乳糜狀晶核吸出。調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)流量的大小，以控制負(fù)壓輸出的大小。超聲乳化設(shè)備中使用的泵系統(tǒng)有：蠕動泵、文丘里泵及膜片泵3種，膜片泵現(xiàn)已淘汰。蠕動泵的優(yōu)點(diǎn)是負(fù)壓穩(wěn)定可靠，它的機(jī)理是：依靠滾筒的轉(zhuǎn)動使管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，無論齒輪以什么速度轉(zhuǎn)動。通過管道內(nèi)的液體是恒定的，這就保證了流量的恒定。讓手術(shù)醫(yī)生有足夠的反應(yīng)時(shí)間，從而提高了前房的穩(wěn)定性。它的缺點(diǎn)是乳化頭一定要在有堵塞時(shí)才能夠產(chǎn)生負(fù)壓，因此吸引啟動相對緩慢一些。文丘里泵又稱文氏泵，它能夠提供強(qiáng)大的負(fù)壓吸力，但對于前房的穩(wěn)定性沒有蠕動泵高。文氏泵采用壓縮氣體代替蠕動泵的液體流動產(chǎn)生負(fù)壓，它的機(jī)理是：壓縮氣體經(jīng)過管道產(chǎn)生高速氣流，使容器內(nèi)的空氣被吸出而產(chǎn)生負(fù)壓。進(jìn)而吸出晶體乳化物。它的優(yōu)點(diǎn)是啟動后很快產(chǎn)生高壓吸引。超乳玻切一體機(jī)通常采用文氏泵，因?yàn)樗仨殱M足后節(jié)玻切手術(shù)所需的強(qiáng)大的負(fù)壓。
2．3控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用多個(gè)獨(dú)立的微處理器。分別控制超聲系統(tǒng)、液流系統(tǒng)和界面系統(tǒng)。根據(jù)不同的手柄有多個(gè)乳化模式可選．如扭動模式、射流水乳化模式及傳統(tǒng)乳化模式等：可控制超聲能量的調(diào)制模式，如脈沖模式、爆破模式及冷超乳模式等；可控制抽吸速率O一60 m‰in和負(fù)壓10—650 mmHg(1 mmHg=133．322 Pa)；在用戶界面系統(tǒng)的控制方面，可個(gè)性化設(shè)定手術(shù)步驟和參數(shù)，形象化、圖形化的界面，動畫、語音提示和確認(rèn)；另外，控制系統(tǒng)還具有進(jìn)行無線遙控器手術(shù)的控制等功能。
2．4輔助裝置
電凝手柄和玻璃體切割手柄是超乳輔助裝置的主要部分。電凝(coag)手柄：將一個(gè)隔離開的雙極電流供應(yīng)給導(dǎo)體(如鑷子)來達(dá)到止血的目的。止血的電流強(qiáng)度**關(guān)重要，過低無止血效果，過高將造成組織灼傷。玻切手柄是一種可以往復(fù)式或擺動式玻璃體切除刀，可以提供抽吸和切除功能，該手柄的切除速度可調(diào)，范圍為10～800次，min。切割時(shí)有負(fù)壓吸引。切割頻率、流量、負(fù)壓吸引均可預(yù)先設(shè)定。