УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СИСТЕМА

1. Ультразвуковая система (1), содержащая:
средство (2) генерации ультразвуковых микроколебаний;
волноводное средство (4), соединенное со средством (2) генерации и проходящее от него так, чтобы по меньшей мере частично изгибаться;
рабочий элемент (6), соединенный со стационарным узлом (8) изгиба волноводного средства (4) так, чтобы изгибные микроколебания передавались волноводным средством (4) на рабочий элемент (6) в виде знакопеременных крутильных или изгибных микроколебаний;
указанное средство (2) генерации содержит по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь (16, 74), расположенный соосно с преобладающим направлением (Z) волноводного средства (4),
при этом дистальный участок указанного волноводного средства (4) вытянут вдоль направления волноводного средства (4), определяющего ось (Z или D) волноводного средства;
указанный рабочий элемент (6), присоединенный к стационарному узлу (8) изгиба волноводного средства (4), вытянут вдоль направления, определяющего вторичную или третичную ось (Y или X);
указанная ось (Z или D) волноводного средства и указанная вторичная или третичная ось (Y или X) по существу являются перпендикулярными и пересекающимися и определяют единственную плоскость (P или S);
указанная ось (D) волноводного средства и указанная вторичная или третичная ось (Y или X) пересекаются друг с другом и образуют угол от 85 градусов до 125 градусов, предпочтительно 90 градусов; и
указанные оси (Y или X, Z, D) рабочего элемента (6), средства (2) генерации и волноводного средства (4) находятся в одной плоскости.
2. Ультразвуковая система (1) по п. 1, в которой
средство (2) генерации выполнено с возможностью изгибать волноводное средство (4) в единственной плоскости (P) колебаний посредством стационарных ультразвуковых микроколебаний; и/или
указанная ось (Z или D) волноводного средства и указанная вторичная или третичная ось (Y или X) являются перпендикулярными друг к другу и пересекающимися в указанном стационарном узле (8) изгиба волноводного средства (4).
3. Ультразвуковая система (1) по п. 2, в которой рабочий элемент (6) сформирован за пределами плоскости (P) колебаний, так что изгибные микроколебания передаются в указанный элемент (6) в виде крутильных микроколебаний; и/или
указанное волноводное средство (4) по меньшей мере частично изгибается в плоскости (P) колебаний; и
указанная ось (Z или D) волноводного средства и указанная вторичная ось (Y) по существу являются перпендикулярными и пересекающимися друг с другом и определяют единственную плоскость (S), перпендикулярную указанной плоскости (P) колебаний.
4. Ультразвуковая система (1) по п. 2, в которой рабочий элемент (6) сформирован в плоскости по существу параллельной или совпадающей с плоскостью (P) колебаний, так что изгибные микроколебания передаются в указанный рабочий элемент (6) в виде изгибных микроколебаний; и/или
указанное волноводное средство (4) по меньшей мере частично изгибается в плоскости (P) колебаний; и
указанная ось (Z или D) волноводного средства и указанная третичная ось (X) по существу являются перпендикулярными и пересекающимися друг с другом и определяют единственную плоскость (P), совпадающую с указанной плоскостью (P) колебаний.
5. Ультразвуковая система (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой средство (2) генерации и волноводное средство (4) лежат по существу полностью в плоскости (P) колебаний и выровнены вдоль преобладающего направления (Z) волноводного средства (4); и/или
указанное волноводное средство (4) или его волноводный корпус (10) содержит наклонную секцию (94), которая вытянута вдоль наклонного направления (D), с предварительно заданным углом (α) наклона относительно преобладающего направления (Z); и/или
указанный угол наклона составляет от 5 градусов до 45 градусов, предпочтительно 30 градусов; и/или
в указанном волноводном средстве (4) или волноводном корпусе (10) указанная наклонная секция (94) соединена в точке, соответствующей стационарному узлу изгиба волноводного средства (4) или волноводного корпуса (10).
6. Ультразвуковая система (1) по п. 1, в которой средство (2) генерации выполнено с возможностью генерировать продольные микроколебания, передаваемые вдоль волноводного средства (4) в преобладающем направлении (Z); или
средство (2) генерации содержит по меньшей мере два пьезоэлектрических элемента (18), которые повернуты на 90° друг относительно друга вокруг преобладающего направления/оси (Z), при этом рабочий элемент (6) соединен с волноводом (4) в стационарном узле изгиба, причем ось средства (2) генерации или волновода (4) перпендикулярна оси рабочего элемента (6).
7. Ультразвуковая система (1) по п. 6, в которой волноводное средство (4) дистально содержит корпус-несущий элемент (72), соединенный с рабочим элементом (6), и по меньшей мере одну направляющую петлю (28), которая разворачивается радиально относительно указанного преобладающего направления (Z), выполненное с возможностью преобразовывать продольные микроколебания в крутильные микроколебания рабочего элемента (6).
8. Ультразвуковая система (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой рабочий элемент (6) жестко соединен с корпусом (10; 72) волноводного средства (4) в стационарном узле (8) изгиба.
9. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, в которой
рабочий элемент (6) представляет собой деталь, отделенную от корпуса (10; 72) волноводного средства (4); и/или
рабочий элемент (6) соединен с корпусом (10; 72) волноводного средства (4) с возможностью отсоединения в указанном стационарном узле (8) изгиба волноводного средства (4).
10. Ультразвуковая система по любому из пп. 1-3, 5-9, в которой рабочий элемент (6) вытянут вдоль вторичного направления (Y), пересекающего или по существу перпендикулярного плоскости (P) колебаний, причем указанное вторичное направление (Y) образует ось симметрии указанного рабочего элемента (6).
11. Ультразвуковая система по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 6, 8 или 9, в которой рабочий элемент (6) сформирован по меньшей мере частично вдоль третичного направления (X), по существу параллельного плоскости (P) колебаний, необязательно, лежащего в плоскости (P) колебаний, причем указанное третичное направление (X) образует ось симметрии указанного рабочего элемента (6).
12. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, в которой рабочий элемент (6) соединен с волноводным средством (4) или корпусом (10, 72) указанного средства (4) через по меньшей мере один передающий корпус (14), интегрированный в рабочий элемент (6) или прикрепленный к рабочему элементу (6), причем указанный передающий корпус (14) выполнен с возможностью усиления или гашения микроколебаний и/или настроен для усиления или гашения микроколебаний, получаемых от средства (2) генерации.
13. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, в которой рабочий элемент (6) проходит от волноводного средства (4), или рабочий элемент (6) и передающий корпус (14) проходят от волноводного средства (4), на длину (L), находящуюся в окрестности (I) четверти длины волны (λ) крутильных или изгибных микроколебаний, создаваемых в рабочем элементе (6), или ее кратного целого числа (n), причем указанная окрестность (I) меньше или равна λ/10; и/или
рабочий элемент (6) проходит от волноводного средства (4), или рабочий элемент (6) и передающий корпус (14) проходят от волноводного средства (4), на длину (L), находящуюся в окрестности (I) четверти длины волны (λ) крутильных или изгибных микроколебаний, создаваемых в рабочем элементе (6), или ее кратного целого числа (n), причем указанная окрестность (I) меньше или равна λ/40;
14. Ультразвуковая система по любому из пп. 1-3, 5-10, 12, 13, в которой рабочий элемент (6) содержит спиральный шток (38), который проходит по спирали вдоль вторичного направления (Y), пересекающего плоскость (P) колебаний или по существу перпендикулярного плоскости (P) колебаний, так что дистальный участок (6') рабочего элемента (6) чувствителен к колебаниям при соударениях, с продольной компонентой движения, в дополнение к крутильным колебаниям, возвратно-поступательной вдоль указанного вторичного направления (Y).
15. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, в которой средство (2) генерации содержит по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь (16), содержащий пьезоэлектрические элементы (18), расположенные в электрическом контакте по меньшей мере с одной парой контактных электродов (20, 22), причем каждый пьезоэлектрический элемент (18) содержит пару полуэлементов (24, 26) с взаимно противоположными направлениями поляризации, расположенных бок о бок в плоскости (P) колебаний, так что при подаче переменного электрического напряжения на контактные электроды (20, 22), попеременно один полуэлемент (24, 26) расширяется, а другой полуэлемент (26, 24) пары сжимается, чтобы генерировать изгибные микроколебания в средстве (2) генерации и в волноводном средстве (4).
16. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, в которой дистальный конец (4') волноводного средства (4) ограничивает одно или более радиальных соединительных гнезд (30, 32) для присоединения рабочего элемента (6); или
волноводное средство (4) ограничивает два радиальных соединительных гнезда (30, 32), ориентированных таким образом, что третичное направление (X) рабочего элемента (6) в гнезде (30) находится под углом или по существу ортогонально относительно вторичного направления (Y) рабочего элемента (6), установленного в другом гнезде (32); и/или
каждое соединительное гнездо (30, 32) выполнено с возможностью разъемного присоединения независимого рабочего элемента (6) к ультразвуковой системе (1).
17. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, в которой рабочий элемент (6) содержит буровую головку (34), резак (36) для удаления материала, (полу)сферический элемент, расширитель или режущий элемент.
18. Ультразвуковая система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она представляет собой хирургический элемент, например, костную дрель или стоматологический инструмент.
19. Ультразвуковая система по предыдущему пункту, содержащая средство (90) управления средством (2) генерации, выполненное с возможностью управления частотой ультразвуковых микроколебаний указанного средства (2), устанавливая такие значения, чтобы микроколебания рабочего элемента (6) находились в диапазоне частот от 20 до 60 кГц, например, от 20 до 36 кГц, чтобы выборочно удалять по меньшей мере часть минерализованных структур, например, зубов или костей, сохраняя целостность тканей, имеющих более низкую плотность, например, мягких тканей.
20. Устройство для оральной и/или дентальной, и/или костной хирургии, содержащее ультразвуковую систему (1) по любому из предыдущих пунктов.
21. Ультразвуковая система по любому из пп. 5-15, в которой одно или более соединительных гнезд содержат полость (88) гнезда, которая проходит внутрь волноводного корпуса (10), в которой расположено сопряженное резьбовое соединение (12).