冲击波的传播
当冲击波在*种介质中传播遇到另*种介质的界面时, 它的*部分被反射, 体外冲击波碎石机的传播而另*部分则继续向前传播进入第二种介质。冲击波只有在相同声阻*的介质中才能不衰减地直线传播。因此, 为了避免冲击波进入人体界面处产生反射导致应力而伤害人体, 就*须选择*种声阻*和人体组织声阻*相近的传导介质, 以便使冲击波无障碍地进入人体。由于水的声阻*与人体软组织基本相同, 所以理想的耦合介质为水。冲击波和人体间的耦合方式有水槽式、水盆式和水囊式三种。水槽式、水盆式已被淘汰,***多的是水囊式,也称干式, 水密封于水囊中通过软胶薄膜和凝胶介质与人体耦合接触, 选择软胶薄膜和凝胶介质*须考虑其声阻*与人体组织的声阻*相似。为了使病人的体表同水囊接触时不会因冷而产生不适感,水温*般要控制在30 ℃以上。由于水中会溶*着*定的气体,即使**蒸馏水,也不能完全避免空气的溶入,冲击波在水中传播时将产生空*作用, 水中会产生气泡。气泡将会使冲击波在传播过程中发生折射和散射, 导致能量衰减, 影响碎石*果。*些**的碎石机带有自动抽气装置,可在**过程中始终保持囊内*气状态。为确保水囊与人体间以恒定的****耦合,还有耦合**控制模块。 [1]
冲击波碎石的物理**
3. 5. 1 应力作用由于结石和周围组织的声阻*有明显的不同, 冲击波传播到结石的前后界面时都产生反射。*般结石的声阻*都明显大于周围组织的声阻*, 冲击波在结石前界面产生**作用, 而在后界面的反射产生张力作用。体外冲击波碎石机的传播结石是*种脆性物质, 其*压强度约为1 ×104Pa , 而*张强度仅为1 ×103Pa 。当冲击波在结石前后界面产生的**和张力分别大于结石的*压强度和*张强度,就可以便结石碎裂。此外,人体软组织能够承受更*的冲击波**(即其*张强度和*压强度远大于结石) 而不致损伤。这就是冲击波能碎石,又不致组织明显受损的主要原因。
3. 5. 2 空*作用结石的内部结构常有许多孔隙,且在孔隙中充满液体。若在液体中含有空*核, 则进入结石的冲击波及界面的反射波就可能会**空*核, 而产生空*现象。在空*过程的反复作用下, 将会从**结石内部的基质开始并进而导致整个结石的疏松与碎裂。
3. 5. 3 结石粉碎的不同方式虽然结石粉碎的物理过程可能随具体结石的成分、体积、结构的差异而有所不同, 但现已确定, 体外冲击波碎石中结石**有三种截然不同的方式。它们包括: 结石前界面直接面临入射冲击波的表层剥蚀性**; 结石后界面冲击波出波位置处的剥落性**; 结石内部相邻层面的层状剥离性**。结石前界面的表层剥蚀性**是由体外冲击波碎石的空*作用所致。入射波诱发气泡簇形成, 使之在100μs~200μs 内膨胀**大体积, 然后在结石附近的表面急速崩*,产生*速微喷射,撞击结石表面而致**。此外,微喷射也可通过后续冲击波与*前附着在结石表面的气泡相互作用而产生。通过*速摄影技术发现,在65MPa (1MPa = 10ba r)冲击波峰压下, 当初始半径范围为0. 15mm~1. 20mm 的气泡崩*时, 崩*瞬间的*大喷射速度为770ms 。体外冲击波碎石机的传播结石前面的大量微小凹陷就是在空*作用下喷射性撞击的特征, 其力度足以穿透铝箔和使金属表面变形。剥落性**的特征通常是大块圆帽状碎块从结石后界面脱落, 这是由于反射性张力波所致。根据声学原理, 当**波到达结石后界面时, 由于从结石到周围液体或组织的声阻降低, 就会产生反射性张力波。由于大多数结石***仅为拉伸力的1/ 10 , 即能承受**波的挤**, 而不能承受张力波的拉伸力, *旦超过结石张力性**强度, 这种反射性张力波就会造成剥落性**。此外, 在体外冲击波碎石后, 在同心层结石中也可看到晶体分离和裂*。这种**方式
是因为在结晶层和外周基质层之间的声阻*失配, 而在层间产生反射性冲击波所致。根据相同机制, 传播的冲击波与结石内部的结构缺陷相互作用, 可以产生大量的细微裂缝, 在冲击波反复作用下,逐渐扩大延伸,形成大的碎裂线,*终导致结石完全粉
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