Si on applique à un élément transducteur une rampe de tension
de temps de montée T égale au temps de vol des ultrasons, ce transducteur va générer
une onde de pression ressemblant à une sinusoïde amortie de pseudo-période 2T. La
fréquence de résonance de ce transducteur est définie par F = 1/(2T).
T = e / c = 1/(2.F)
avec c = ZT / r vitesse du son dans le matériau
e = épaisseur de l'élément
piézoélectrique
Un
matériau piézo-électrique de fréquence de résonance F = 720kHz stimulé par une rampe
de tension E = 4kV pendant un temps de montée T = 700ns générera une onde de pression
de durée 1,4ms
d'amplitude
PM = 3Mpa. (Fig. VIII.2.a et b)
Les éléments piézoélectriques qui équipent les lithotriteurs
actuels, sont excités par décharge capacitive qui, pendant un temps très court, peut
être assimilée à une rampe de tension.
Seule la première phase de compression générée à la surface
du transducteur, participe à la génération de l'onde de choc.
L'amplitude de pression PM et la durée de cette
onde de pression 2T sont les deux paramètres principaux qui déterminent le pouvoir de
fragmentation d'un lithotriteur.
La fréquence de répétition des tirs intervient également sur
la pression maximale au point focal. Au-delà de 20Hz cette pression diminue et la douleur
devient très importante.
Un traitement moyen, basé sur 10000 tirs, nécessitera donc une
dizaine de minutes.
La pression maximale mesurée au point focal peut atteindre 120Mpa
pour une tache focale de quelques millimètres carrés. Un calcul de 1cm de diamètre,
représentant une section d'aire égale à 80mm2 environ, ne sera donc
pas totalement englobé dans le volume focal d'un générateur piézoélectrique. Ces
générateurs sont donc mieux adaptés aux calculs de petites dimensions.
Les générateurs électro-hydrauliques ont un volume focal plus
important et sont capables de traiter des
calculs de plus grandes dimensions, mais seront plus douloureux lors du traitement de petits calculs.
Deux sociétés commercialisent
des lithotriteurs piézoélectriques:
-
Technomed Medical Systems (TMS)
(France) Lithotriteurs LT-01 et LT-02
-
Richard WolF GmbH (Allemagne)
Lithotriteur Piezolith 3000
Caractéristiques
du lithotriteur Piezolith 3000-001
Les lithotriteurs actuels sont équipés d'éléments en
céramique piézoélectrique type PZT. L'utilisation
de nouveaux matériaux piézo-composites devrait permettre d'améliorer de façon
importante l'efficacité des lithotriteurs. Ceux-ci autorisent en effet des pressions de
surface deux fois supérieures à celles obtenues avec des PZT.
Lithotriteur
avec système de localisation radiographique et ultrasonique
