JP7136495B2 - 超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置 - Google Patents
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Description
前記超音波振動子は、超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサの先端部に固定して接続され、超音波トランスデューサにより入力される振動を振幅調整して伝達するホーンと、を備え、
前記制御基板には、電源、DCDC変換ユニット、主制御ユニット、DCDC電力調整ユニット及びサンプリングユニットが設けられ、前記駆動基板には、駆動ユニット、変圧ユニット及び共振ユニットが設けられ、前記電源は、DCDC変換ユニット及びDCDC電力調整ユニットによって電圧を変換された後、動植物組織アブレーション装置に使用され、主制御ユニットは、第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、変圧ユニットで変圧した後、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた共振ユニットによって共振点を超音波振動子の共振点に調整して、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた超音波振動子を共振状態で動作させ、
前記筐体は手持ち式筐体であり、互いに鈍角をなす第1のセクション及び第2のセクションを備え、第2のセクションから遠い第1のセクションの端部を筐体の先端部とする。
スイッチ制御信号受信端子が主制御ユニットに接続されてスイッチ制御信号を受信するスイッチ制御信号受信回路と、
第1のPWM信号受信端子が主制御ユニットに接続されて第1のPWM信号を受信する第1のPWM信号受信回路と、
主制御ユニットから送信されるスイッチ制御信号及び第1のPWM信号によって電源を調整可能電圧に変換して出力する第4のDCDC変換ユニットと、を備える。
スイッチ制御信号受信回路は、変換後電圧とスイッチ制御信号受信端子との間に直列接続された抵抗器R104及びR105を備え、エミッターが変換後電圧に接続され、ベースが抵抗器R104とR105との間のノードに接続され、コレクタが第4の電圧変換チップU1のイネーブルピンENのトランジスタQ12に接続され、スイッチ制御信号がLであると、トランジスタQ12はオンになり、第4の電圧変換チップU1は動作し、
第1のPWM信号受信回路は、第1のPWM信号を順に処理するRCフィルタ及び第1の電圧フォロワU3Bを備え、第1のPWM信号受信端子によって受信される第1のPWM信号はRCフィルタによってフィルタリングされて第1の電圧フォロワU3Bの非反転入力端子に入力され、第1の電圧フォロワU3Bの出力端子は分圧抵抗器R54を介して分圧抵抗器R32とR47との間のノードに接続される。
前記第1の駆動ユニットはアースと第2のPWM信号受信端子Nとの間に直列接続された抵抗器R10及びR14を備え、ゲートが抵抗器R10とR14との間のノードに接続され、ソースが接地され、ドレインが第1の駆動ユニットの出力端子であり、プッシュプルトランスの一次側の第1のコイルのドット端子の第1の駆動MOSトランジスタQ6に接続され、
前記第2の駆動ユニットはアースと第2のPWM信号受信端子Pとの間に直列接続された抵抗器R5及びR13を備え、ゲートが抵抗器R5とR13との間のノードに接続され、ソースが接地され、ドレインが第2の駆動ユニットの出力端子であり、プッシュプルトランスの一次側の第2のコイルの非ドット端子の第2の駆動MOSトランジスタQ2に接続される。
図1~10に示すように、超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置は、制御基板4及び駆動基板5が設けられた筐体1と、筐体の先端部に固定して接続された超音波振動子とを備え、超音波振動子は、超音波トランスデューサ2と、超音波トランスデューサ2の先端部に固定して接続され、超音波トランスデューサにより入力される振動を振幅調整して伝達するホーン3とを備え、制御基板4は駆動基板5に電気的に接続され、駆動基板5は超音波トランスデューサ2に電気的に接続され、制御基板4にキー6、ディスプレイスクリーン7及び充電インタフェースが接続されており、筐体1は手持ち式筐体であり、互いに鈍角をなす第1のセクション及び第2のセクションを備え、キー6及びディスプレイスクリーン7が筐体の第2のセクションの表面に設けられ、第2のセクションから遠い第1のセクションの端部を筐体の先端部とする。
3.3V電圧とアースとの間に直列接続された分圧抵抗器R82及びR83は電圧サンプリングを行い、第2の比較器U8Bの反転入力端子に入力し、第2の比較器U8Bの出力端子は抵抗器R80を介して主制御ユニットに接続され、抵抗器R81の第2の比較器U8Bの非反転入力端子に接続された他端は、さらに抵抗器R79を介して主制御ユニットに接続され、抵抗器R65及びコンデンサC68はRCフィルタを構成し、収集される電流信号をフィルタリングし、抵抗器R69及びコンデンサC69はRCフィルタを構成し、第2のオペアンプU7Aの出力端子によって出力される信号をフィルタリングし、第2のオペアンプU7Aの反転入力端子に抵抗器R74及びコンデンサC78がさらに直列接続され、第2のオペアンプU7Aの非反転入力端子に直流3.3V電圧がさらに接続され、該直流3.3V電圧は分圧抵抗器R78、R66、R67及びR68によって分圧されて分圧を生成し、第2のオペアンプU7Aの非反転入力端子に入力され、分圧はコンデンサC71によってフィルタリングされ、抵抗器R68は一端が第2のオペアンプU7Aの非反転入力端子に接続され、他端が3.3V電圧端子に直列接続された抵抗器R78及びR66に接続され、抵抗器R67は一端が抵抗器R66とR68との間のノードに接続され、他端が接地され、第2の比較器U8Bの陽極電圧端子は抵抗器R78を介して3.3V電圧に接続され、該3.3V電圧は並列接続されたコンデンサC73及びC74によってフィルタリングされる。
本実施例は、超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置を使用してRNA、DNA又はタンパク質を迅速に抽出する方法を説明し、細胞懸濁液製造ステップAと、RNA、DNA又はタンパク質抽出ステップBと含み、ステップAは、組織サンプルを溶液と混合した後、超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置を使用して超音波アブレーションを行い、細胞懸濁液を得るステップを含む。
実施例2で得た細胞懸濁液は図11に示され、従来の組織ホモジナイザーで得た組織ホモジネート液は図12に示される。図11と図12を比較してわかるように、本発明に係るRNA、DNA又はタンパク質を迅速に抽出する方法で生体組織を処理して細胞懸濁液を得たが、従来の組織ホモジナイザーで得た組織ホモジネートに大量の細胞塊が存在し、明らかなように、本発明に係るRNA、DNA又はタンパク質を迅速に抽出する方法は従来の組織処理方式に比べて、処理速度が速く、十分に単細胞化できる長所を有する。
101-上部ハウジング
102-下部ハウジング
103-第1の係合溝
2-超音波トランスデューサ
3-ホーン
4-制御基板
5-駆動基板
6-キー
7-ディスプレイスクリーン
801-第1の段差
802-第1の係止ブロック
803-第2の係止ブロック
804-第1の固定カバー
805-第2の固定カバー
806-第2の段差
807-第2の係合溝
9-フック
Claims (15)
- 超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置であって、制御基板(4)及び駆動基板(5)が内部に設けられた筐体(1)と、筐体の先端部に固定して接続された超音波振動子と、を備え、
前記超音波振動子は、超音波トランスデューサ(2)と、超音波トランスデューサの先端部に固定して接続され、超音波トランスデューサにより入力される振動を振幅調整して伝達するホーン(3)と、を備え、
前記制御基板には、電源、DCDC変換ユニット、主制御ユニット、DCDC電力調整ユニット及びサンプリングユニットが設けられ、前記駆動基板には、駆動ユニット、変圧ユニット及び共振ユニットが設けられ、前記電源は、DCDC変換ユニット及びDCDC電力調整ユニットによって電圧を変換された後、動植物組織アブレーション装置に使用され、主制御ユニットは、第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、変圧ユニットで変圧した後、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた共振ユニットによって共振点を超音波振動子の共振点に調整して、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた超音波振動子を共振状態で動作させ、
前記筐体は手持ち式筐体であり、互いに鈍角をなす第1のセクション及び第2のセクションを備え、第2のセクションから遠い第1のセクションの端部を筐体の先端部とし、
前記DCDC電力調整ユニットは、スイッチ制御信号受信端子が主制御ユニットに接続されてスイッチ制御信号を受信するスイッチ制御信号受信回路と、
第1のPWM信号受信端子が主制御ユニットに接続されて第1のPWM信号を受信する第1のPWM信号受信回路と、
主制御ユニットから送信されるスイッチ制御信号及び第1のPWM信号によって、電源を調整可能電圧に変換して出力する第4のDCDC変換ユニットと、を備え、
前記第4のDCDC変換ユニットは、電源の電圧を順に処理する第4の電圧入力フィルタ、第4の電圧変換チップU1及び第4の電圧出力フィルタを備え、第4の電圧入力フィルタは電源端子に接続されたフィルタリングコンデンサを備え、第4の電圧変換チップU1の上側トランジスタ駆動信号基準点ピンSWはエネルギー貯蔵インダクタL1を介して調整可能電圧出力端子に接続され、調整可能電圧出力端子に直列接続された分圧抵抗器R32及びR47は電圧サンプリングを行い、第4の電圧変換チップU1の基準電圧ピンFBに入力し、第4の電圧変換チップU1の上側トランジスタ駆動信号基準点ピンSWにフリーホイーリングダイオードD2がさらに接続され、イネーブルピンENに抵抗器R33がさらに接続され、抵抗器タイミング/外部クロックピンRT/CLKに周波数分圧抵抗器R85がさらに接続され、周波数補償ピンCOMPには、ループを調整し電圧出力を安定化させるためのコンデンサC51、C49及び抵抗器R46がさらに接続され、コンデンサC49は直列接続されたコンデンサC51及び抵抗器R46に並列接続され、第4の電圧出力フィルタは調整可能電圧出力端子に接続されたフィルタリングコンデンサを備え、
スイッチ制御信号受信回路は、変換後電圧とスイッチ制御信号受信端子との間に直列接続された抵抗器R104及びR105を備え、エミッターが変換後電圧に接続され、ベースが抵抗器R104とR105との間のノードに接続され、コレクタが第4の電圧変換チップU1のイネーブルピンENのトランジスタQ12に接続され、スイッチ制御信号がLであると、トランジスタQ12はオンになり、第4の電圧変換チップU1は動作し、
第1のPWM信号受信回路は、第1のPWM信号を順に処理するRCフィルタ及び第1の電圧フォロワU3Bを備え、第1のPWM信号受信端子によって受信される第1のPWM信号はRCフィルタによってフィルタリングされて第1の電圧フォロワU3Bの非反転入力端子に入力され、第1の電圧フォロワU3Bの出力端子は分圧抵抗器R54を介して分圧抵抗器R32とR47との間のノードに接続される、
ことを特徴とする超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。 - 超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置であって、制御基板(4)及び駆動基板(5)が内部に設けられた筐体(1)と、筐体の先端部に固定して接続された超音波振動子と、を備え、
前記超音波振動子は、超音波トランスデューサ(2)と、超音波トランスデューサの先端部に固定して接続され、超音波トランスデューサにより入力される振動を振幅調整して伝達するホーン(3)と、を備え、
前記制御基板には、電源、DCDC変換ユニット、主制御ユニット、DCDC電力調整ユニット及びサンプリングユニットが設けられ、前記駆動基板には、駆動ユニット、変圧ユニット及び共振ユニットが設けられ、前記電源は、DCDC変換ユニット及びDCDC電力調整ユニットによって電圧を変換された後、動植物組織アブレーション装置に使用され、主制御ユニットは、第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、変圧ユニットで変圧した後、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた共振ユニットによって共振点を超音波振動子の共振点に調整して、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた超音波振動子を共振状態で動作させ、
前記筐体は手持ち式筐体であり、互いに鈍角をなす第1のセクション及び第2のセクションを備え、第2のセクションから遠い第1のセクションの端部を筐体の先端部とし、
前記駆動ユニットは第1の駆動ユニット及び第2の駆動ユニットを備え、第1の駆動ユニットの第2のPWM信号受信端子Nは主制御ユニットから送信される第1パスの第2のPWM信号を受信し、出力端子は変圧ユニットの一次側コイルのドット端子に接続され、第2の駆動ユニットの第2のPWM信号受信端子Pは主制御ユニットから送信される第2パスの第2のPWM信号を受信し、出力端子は変圧ユニットの一次側コイルの非ドット端子に接続され、第2のPWM信号受信端子Nによって受信される第1パスの第2のPWM信号は第1の駆動MOSトランジスタQ6のオン/オフを制御し、第2のPWM信号受信端子Pによって受信される第2パスの第2のPWM信号は第2の駆動MOSトランジスタQ2のオフ/オンを制御する、
ことを特徴とする超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。 - 前記変圧ユニットはプッシュプルトランスであり、DCDC電力調整ユニットの調整可能電圧出力端子はプッシュプルトランスの一次側の第1のコイルの非ドット端子及び第2のコイルのドット端子に接続され、
前記第1の駆動ユニットはアースと第2のPWM信号受信端子Nとの間に直列接続された抵抗器R10及びR14を備え、ゲートが抵抗器R10とR14との間のノードに接続され、ソースが接地され、ドレインが第1の駆動ユニットの出力端子であり、プッシュプルトランスの一次側の第1のコイルのドット端子の第1の駆動MOSトランジスタQ6に接続され、
前記第2の駆動ユニットはアースと第2のPWM信号受信端子Pとの間に直列接続された抵抗器R5及びR13を備え、ゲートが抵抗器R5とR13との間のノードに接続され、ソースが接地され、ドレインが第2の駆動ユニットの出力端子であり、プッシュプルトランスの一次側の第2のコイルの非ドット端子の第2の駆動MOSトランジスタQ2に接続される、ことを特徴とする請求項2に記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。 - 超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置であって、制御基板(4)及び駆動基板(5)が内部に設けられた筐体(1)と、筐体の先端部に固定して接続された超音波振動子と、を備え、
前記超音波振動子は、超音波トランスデューサ(2)と、超音波トランスデューサの先端部に固定して接続され、超音波トランスデューサにより入力される振動を振幅調整して伝達するホーン(3)と、を備え、
前記制御基板には、電源、DCDC変換ユニット、主制御ユニット、DCDC電力調整ユニット及びサンプリングユニットが設けられ、前記駆動基板には、駆動ユニット、変圧ユニット及び共振ユニットが設けられ、前記電源は、DCDC変換ユニット及びDCDC電力調整ユニットによって電圧を変換された後、動植物組織アブレーション装置に使用され、主制御ユニットは、第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、変圧ユニットで変圧した後、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた共振ユニットによって共振点を超音波振動子の共振点に調整して、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた超音波振動子を共振状態で動作させ、
前記筐体は手持ち式筐体であり、互いに鈍角をなす第1のセクション及び第2のセクションを備え、第2のセクションから遠い第1のセクションの端部を筐体の先端部とし、
前記主制御ユニットは主制御チップU2及び主制御チップ周辺回路を備え、主制御チップU2は第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、
前記主制御ユニットは補助チップU1及び補助チップ周辺回路をさらに備え、主制御ユニットの主制御チップU2は変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、補助チップU1に命令を送信し、補助チップU1は主制御チップU2からの命令を受信し、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力するとともに、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号をさらに主制御チップU2にフィードバックする、
ことを特徴とする超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。 - 超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置であって、制御基板(4)及び駆動基板(5)が内部に設けられた筐体(1)と、筐体の先端部に固定して接続された超音波振動子と、を備え、
前記超音波振動子は、超音波トランスデューサ(2)と、超音波トランスデューサの先端部に固定して接続され、超音波トランスデューサにより入力される振動を振幅調整して伝達するホーン(3)と、を備え、
前記制御基板には、電源、DCDC変換ユニット、主制御ユニット、DCDC電力調整ユニット及びサンプリングユニットが設けられ、前記駆動基板には、駆動ユニット、変圧ユニット及び共振ユニットが設けられ、前記電源は、DCDC変換ユニット及びDCDC電力調整ユニットによって電圧を変換された後、動植物組織アブレーション装置に使用され、主制御ユニットは、第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、変圧ユニットで変圧した後、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた共振ユニットによって共振点を超音波振動子の共振点に調整して、変圧ユニットの出力側回路内に設けられた超音波振動子を共振状態で動作させ、
前記筐体は手持ち式筐体であり、互いに鈍角をなす第1のセクション及び第2のセクションを備え、第2のセクションから遠い第1のセクションの端部を筐体の先端部とし、
前記主制御ユニットは主制御チップU2及び主制御チップ周辺回路を備え、主制御チップU2は第1のPWM信号を出力して、DCDC電力調整ユニットを、調整可能電圧を出力するように制御するとともに、変圧ユニットの出力側回路の電圧及び電流を収集するサンプリングユニットによるフィードバックによって、デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号を駆動ユニットに出力し、
前記デューティ比が相補的となる2つの第2のPWM信号をさらにそれぞれ第1の信号増幅出力回路及び第2の信号増幅出力回路で増幅して駆動ユニットに送信する、
ことを特徴とする超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。 - 前記筐体の先端部に、超音波振動子を固定して接続するための接続孔が設けられ、前記接続孔の内壁に1つ以上の第1の係合溝(103)が設けられ、超音波振動子には、第1の係合溝にマッチングする第1の段差(801)が対応して設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 前記第1の段差の両側にそれぞれ第1の係止ブロック(802)及び第2の係止ブロック(803)が設けられ、第1の係止ブロック及び第2の係止ブロックは第1の段差を第1の係合溝内に係止する、ことを特徴とする請求項6に記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 前記第1の係合溝は環状係合溝であり、第1の段差は環状段差であり、第1の係止ブロック及び第2の係止ブロックはいずれも環状係止ブロックであり、第1の係止ブロック及び第2の係止ブロックはいずれも超音波振動子の外壁に外嵌される、ことを特徴とする請求項7に記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 第1の段差を設けた前記超音波振動子の先端部には、第1の固定カバー(804)がさらに套設され、第1の固定カバーの後端部が第1の係合溝内に係止される、ことを特徴とする請求項6に記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 前記筐体は、互いに係接される上部ハウジング(101)と下部ハウジング(102)を備え、
前記上部ハウジング及び下部ハウジングの先端部に第2の固定カバー(805)がさらに套設され、第2の固定カバーの内壁に第2の段差(806)が設けられ、上部ハウジング及び下部ハウジングの先端部の外壁には、第2の段差にマッチングする第2の係合溝(807)が設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。 - 前記筐体の外壁にフック(9)が設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 前記動植物組織アブレーション装置の電力は50~1000W、超音波周波数は20~200kHzである、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 前記共振ユニットはLC直列共振器であり、LC直列共振器は変圧ユニットの出力側回路内に直列接続されたインダクタT1及びコンデンサC1を備える、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 前記サンプリングユニットは変圧ユニットの出力側回路の電圧を収集する電圧サンプリングユニットと、変圧ユニットの出力側回路の電流を収集する電流サンプリングユニットとを備え、変圧ユニットの出力側回路には、直列接続された複数のサンプリング抵抗器が対応して設けられ、複数のサンプリング抵抗器間のノードに接続される電圧サンプリング端子は電圧信号を収集して電圧サンプリングユニットに送信しフィルタリング及び増幅し、その後、主制御ユニットに送信して共振調整し、変圧ユニットの出力側回路に直列接続された電流サンプリング端子は電流信号を収集して電流サンプリングユニットに送信しフィルタリング及び増幅し、その後、主制御ユニットに送信して共振調整する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
- 主制御チップU2に接続された表示ユニット、キー、充電インタフェース、メモリ、USBインタフェースユニット又は/及びタッチユニットをさらに備え、主制御チップU2にキー及び表示ユニットが接続されている場合、キー及び表示ユニットのディスプレイスクリーンが筐体の第2のセクションの表面に設けられる、ことを特徴とする請求項4又は5に記載の超音波原理に基づく手持ち式動植物組織アブレーション装置。
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