Sistema generador de ultrasonidos.

Un método de generar una señal ultrasónica que comprende las etapas de realizar una primera exploración de la señal generada sobre una parte predeterminada de la señal

(3); determinar un número de modos de resonancia dentro de la parte predeterminada y las frecuencias de los mismos (22);

caracterizado por seleccionar a partir de dichos modos de resonancia el modo que está en o más cerca de una frecuencia de destino dentro de dicha parte predeterminada de la señal; y establecer los límites de exploración en cada lado del modo de resonancia seleccionado, en el que dichos límites de exploración son una fracción predeterminada de dicha parte predeterminada de la señal.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2002/005546.

Solicitante: SRA DEVELOPMENTS LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Bremridge House, Bremridge, Ashburton New Abbot South Devon TQ13 7JX REINO UNIDO.

Inventor/es: YOUNG, MICHAEL JOHN RADLEY, YOUNG, STEPHEN MICHAEL RADLEY, PEARSE,NEIL CHRISTOPHER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCCION O TRANSMISION DE VIBRACIONES MECANICAS,... > PRODUCCION O TRANSMISION DE VIBRACIONES MECANICAS... > Métodos o aparatos para producir vibraciones mecánicas... > B06B1/02 (que utilizan energía eléctrica (B06B 1/18, B06B 1/20 tienen prioridad))

PDF original: ES-2543193_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema generador de ultrasonidos La presente invención se refiere a un sistema generador de ultrasonidos. Más específicamente, pero no exclusivamente, se refiere a un sistema generador capaz de alcanzar y de mantener una frecuencia de torsión de resonancia que se aplica a una guía de ondas.

Una guía de ondas de torsión tiene un gran número de frecuencias naturales, solo unos pocas de las cuales son 10 útiles. La mayoría de las condiciones resonantes están en un modo de flexión, lo cual no es deseable.

De manera ideal, un circuito de accionamiento convencional podría alimentar a una guía de onda torsionalmente vibrátil delgada y alargada. Sin embargo, existen dificultades cuando se desea usar una resonancia de modo de torsión única puesto que esto necesitaría separarse por una diferencia de frecuencia de al menos 1, 0 kHz de cualquiera de los modos resonantes alternativos para un circuito convencional para ser suficiente. En la práctica, tales guías de onda muestran unos modos resonantes alternativos dentro de unos pocos cientos de Hz de un modo deseado.

Se conoce a partir del documento GB2356311A cómo proporcionar un aparato para controlar un dispositivo 20 ultrasónico que comprende una unidad de microprocesador y un circuito oscilador de barrido.

Se conoce a partir del documento EP1014575A1 cómo proporcionar un método para buscar y establecer una frecuencia de resonancia para una carga impeditiva y un sintonizador para realizar un método de este tipo.

Se conoce a partir de la solicitud de patente europea Nº 1025806A cómo proporcionar un dispositivo quirúrgico ultrasónico en el que la circuitería almacena una frecuencia para una condición de resonancia y restaura la señal a esa condición siempre que detecte un condición de no resonancia.

Esto no es una disposición flexible y no es idealmente adecuado para los modos de vibración de torsión.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema que incluya un circuito de control de generación de frecuencia inteligente.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método de generación de una señal ultrasónica que comprende las etapas de realizar una primera de exploración de la señal generada a través de una parte predeterminada de la señal; determinar el número de modos de resonancia dentro de la parte predeterminada y las frecuencias de los mismos; caracterizado por seleccionar a partir de dichos modos de resonancia, o bien un modo que está a una frecuencia central o a una frecuencia más cercana al centro de la parte predeterminada.

Preferentemente, el método comprende además establecer límites de exploración en cada lado del modo de resonancia seleccionado.

Ventajosamente, dichos límites de exploración abarcan un intervalo de frecuencias sustancialmente más pequeño que dicha parte predeterminada de la señal, opcionalmente menor que un décimo de los mismos.

Cada vez que el generador se activa, el sistema puede realizar una segunda exploración dentro de dichos límites de exploración para seleccionar una frecuencia óptima dentro de los mismos.

Durante el uso del sistema, el modo de resonancia seleccionado puede seguirse dentro de límites estrechos.

Tal seguimiento debería tener en cuenta las derivaciones de frecuencia debidas a los efectos térmicos o a los cambios en la carga aplicada.

El método puede comprender la etapa de detener la generación de la señal en respuesta a una condición de error.

Dicha condición de error puede comprender un cambio discontinuo en la frecuencia del modo de resonancia seleccionado.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema generador de ultrasonidos 60 que comprende unos medios para generar vibraciones ultrasónicas y unos medios de circuito de control para los mismos, caracterizado por que el sistema está adaptado para realizar el método como se ha descrito anteriormente.

Preferentemente, el sistema comprende unos medios de guía de onda para dichas vibraciones ultrasónicas, conectados de manera operativa a dichos medios de generación. 65

Ventajosamente, el sistema comprende medios de alerta para indicar errores en el funcionamiento del sistema a un usuario.

Opcionalmente, los medios de alerta pueden comprender medios de visualización, tales como unos medios de pantalla de cristal líquido.

Como alternativa o adicionalmente, los medios de alerta pueden comprender unos medios de alerta audibles.

Preferentemente, dichas vibraciones ultrasónicas son vibraciones en un modo de torsión.

A continuación, se describirá más específicamente una realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra esquemáticamente un sistema de bloques de una estructura de control que incorpora la invención; La figura 2 muestra esquemáticamente un diagrama de flujo del sistema; La figura 3 muestra esquemáticamente un diagrama de seguimiento del sistema; y La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema que incorpora la invención.

El sistema usa un microprocesador (no mostrado) con diversos puertos A a D de interfaz para monitorizar las formas de onda de corriente, lo que permite la detección de cualquiera de las condiciones de resonancia en el sistema mecánico. Las guías de ondas y los conjuntos transductores acoplados cercanos impulsados por el sistema son bastante reproducibles y cada uno muestra un modo de resonancia no deseado dentro de los 200-400 Hz a ambos lados de la resonancia de modo de torsión de destino. En casi todos los casos, el modo de destino puede reproducirse dentro de los 100-200 Hz entre los sistemas y normalmente tiene modos rechazables a ambos lados.

Con el fin de configurar el sistema, el procesador explora a través de un intervalo de frecuencia preestablecido, tomando nota de la posición de los tres modos de resonancia alrededor de la frecuencia de destino.

A continuación, se selecciona el modo central, o si solo se han encontrado dos modos, se selecciona el más cercano a la frecuencia de destino. A continuación, el sistema establece los límites de exploración a ambos lados de la frecuencia de destino establecida para permitir el control del modo de resonancia elegido. Por lo general, la ventana definida por estos límites de exploración cubre un intervalo de frecuencia mucho más pequeño que la exploración usada para configurar el sistema.

En la presente realización, la guía de onda se usa de forma intermitente, en ráfagas cortas. Esto es usual para hacer funcionar el generador por medio de un interruptor de pedal, aunque pueden usarse otros métodos.

En este caso, en cada operación del interruptor de pedal y de este modo la activación del generador, el sistema realizará una segunda exploración, comprobando solo que existe un modo de resonancia dentro de la ventana especificada por el intervalo de exploración establecido anteriormente. En el caso de que la frecuencia se haya movido ligeramente, se establecerá una nueva frecuencia óptima.

A continuación, el sistema entra en una fase de seguimiento que continuará durante el tiempo que se presione el pedal, o hasta que se descubra un error irremediable. Esto permite al sistema tener en cuenta las desviaciones de frecuencia debidas a los efectos térmicos, o a los cambios en la carga aplicada.

El sistema comprende una LCD (pantalla de cristal líquido) , en la que se muestran los mensajes de estado del sistema y de error. Por ejemplo, si la guía de ondas, que puede ser el auricular de un instrumento quirúrgico, no está conectada correctamente al sistema en el arranque,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de generar una señal ultrasónica que comprende las etapas de realizar una primera exploración de la señal generada sobre una parte predeterminada de la señal (3) ; determinar un número de modos de resonancia dentro de la parte predeterminada y las frecuencias de los mismos (22) ; caracterizado por seleccionar a partir de dichos modos de resonancia el modo que está en o más cerca de una frecuencia de destino dentro de dicha parte predeterminada de la señal; y establecer los límites de exploración en cada lado del modo de resonancia seleccionado, en el que dichos límites de exploración son una fracción predeterminada de dicha parte predeterminada de la señal.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos límites de exploración cubren menos de un décimo del intervalo de frecuencias de dicha parte predeterminada.

3. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que cada vez que se activa el

generador, el sistema realiza una segunda exploración dentro de dichos límites de exploración para seleccionar una frecuencia óptima dentro de los mismos.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modo de resonancia seleccionado se sigue dentro de unos límites estrechos durante el uso del sistema. 20

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que tal seguimiento se tiene en cuenta para las desviaciones de frecuencia debidas a los efectos térmicos.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que tal seguimiento se tiene en cuenta para las desviaciones 25 de frecuencia debidas a los cambios en la carga aplicada.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa de detener la generación de la señal en respuesta a una condición de error.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la condición de error comprende un cambio discontinuo en la frecuencia de los modos de resonancia seleccionados.

9. Un sistema para generar una señal ultrasónica que comprende unos medios para generar vibraciones ultrasónicas y unos medios de circuito de control para los mismos, caracterizado por que el sistema está adaptado 35 para realizar un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

10. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende además unos medios de guía de onda para dichas vibraciones ultrasónicas conectadas de manera funcional a dichos medios de generación.

11. Un sistema de acuerdo con cualquiera de la reivindicación 9 o la reivindicación 10, que comprende unos medios de alerta (44, 45) para indicar a un usuario los errores en el funcionamiento del sistema.

12. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que las vibraciones ultrasónicas son vibraciones en un modo de torsión. 45