УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к устройствам для рассечения и коагуляции мягких тканей, обработки и удаления инфицированных и патологически измененных биологических тканей, для локального введения лекарственных препаратов и интенсификации их проникновения в лечебную зону, дробления камней при мочекаменных болезнях, разрушения тромбов в сосудах, обработки костных тканей и может быть использована для консервативного и хирургического лечения проктологических, гинекологических, ортопедических, урологических и других заболеваний.
Известен акустический узел, содержащий корпус, размещенный в нем магнитостриктор, соединенный с концентратором, на конце которого посредством резьбового соединения присоединен одно- или многоволновой инструмент, а также установленную по оси узла и припаянную к концентратору металлическую трубку для подачи лекарственных препаратов или отсоса жидкости и мелких фракций (патент RU №2113174, А61В 17/00, 1998).
Устройство позволяет производить подачу растворов антисептических и лекарственных препаратов и отсос мелких разрушенных и отделяемых фракций патологически измененных биологических тканей, кавитацию вводимых жидкостей, отделение мягких тканей острой кромкой инструмента.
Недостатками данного устройства являются:
- низкий кпд и большие габариты магнитостриктора, а также необходимость дополнительного устройства для его охлаждения;
- сложность изготовления, связанная с необходимостью припаивания трубки к концентратору;
- низкая надежность паяного соединения трубки и концентратора в условиях ультразвуковых колебаний из-за различия в модулях упругости сопрягаемых материалов и припоя;
- необходимость стерилизации не только инструмента, который является составной частью устройства, но и акустического блока в целом.
Известен также ультразвуковой хирургический аппарат, содержащий генератор, подключенный к установленному в корпусе (выполненном в форме пистолета) пьезокерамическому ультразвуковому излучателю с прикрепленным к нему волноводом-инструментом (патент RU 2255685, А61В 17/32, 2005).
Данное устройство имеет более высокий кпд, более высокую удельную мощность и соответственно меньшие габариты.
Однако это устройство имеет такие существенные недостатки, как работа генератора на одной фиксированной частоте, равной резонансной частоте применяемого инструмента, что не позволяет использовать сменные инструменты с иными частотами резонанса для выполнения различного вида операций, а также появляется необходимость стерилизации всего инструмента, невозможность быстрой замены инструмента, вышедшего из строя, или замены на инструмент другой конструкции для проведения другого вида операции, что ограничивает возможности его применения.
Целью данной полезной модели является создание конструкции ультразвукового хирургического аппарата, обеспечивающей расширение диапазона его функциональных возможностей и его применения и обеспечение удобства в эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом хирургическом аппарате, содержащем генератор ультразвуковых колебаний, подключенный к установленному в корпусе ультразвуковому пьезокерамическому излучателю с прикрепленным к нему волноводом-инструментом, генератор дополнительно содержит программный блок автоматического поиска резонанса частоты и поддержания найденной частоты и требуемой мощности, светодиод и видеокамеру для улучшения освещенности рабочей зоны и видеомониторинга операционного процесса, а волновод-инструмент выполнен в виде сменной металлической трубки, прикрепленной к ультразвуковому излучателю с помощью конического переходника, при этом рабочий конец трубки имеет скос для прокола и отделения мягких тканей, а также направленного ввода лекарственных препаратов или отсоса жидкости и мелких фракций, а сама трубка прикреплена к коническому переходнику под углом, обеспечивающим свободный выход ее нерабочего конца и присоединение к нему гибких дренажных трубок.
В дальнейшем полезная модель поясняется примерами ее выполнения со ссылкой на чертежи, где фиг.1 - схема предлагаемого аппарата, фиг.2 - блок-схема генератора ультразвуковых колебаний, фиг.3-вариант выполнения волновода-инструмента в виде скальпеля, фиг.4 - вариант выполнения волновода-инструмента в виде стержня.
В соответствии с фиг.1 хирургический аппарат содержит ультразвуковой пьезокерамический излучатель 1, выполненный в форме пистолета, к которому подсоединены акустический блок 2 и устройство подачи или отсоса жидкости 3, например, шприц. К акустическому блоку 2 с помощью конического переходника 4, имеющего резьбовое соединение, подсоединен волновод-инструмент 5, боковой отвод которого соединен гибкой трубкой 6 с устройством подачи или отсоса жидкости 3. В данном варианте волновод-инструмент выполнен в виде иглы, рабочий конец которой имеет скос для эффективного прокола и диссекции мягких тканей и направленного действия ультразвуковых колебаний. Волновод-инструмент может быть также выполнен в виде скальпеля или тонкого стержня, Ультразвуковой излучатель имеет разъем 7 для подсоединения к генератору ультразвуковых колебаний и снабжен осветителем 8, например, светодиодом и видеокамерой 9 для улучшения освещенности рабочей зоны и видеомониторинга операционного процесса.
Конструкция волновода-инструмента в виде иглы имеет следующие преимущества:
- возможность быстрой замены инструмента на аналогичный или другой конструкции;
- возможность стерилизации инструмента, а не ультразвукового излучателя в целом;
- возможность осуществлять диссекцию и коагуляцию мягких тканей и соответственно уменьшить кровопотери при проведении операций и сократить сроки послеоперационной реабилитации;
возможность одновременно с ультразвуковым воздействием подавать лекарственные средства в операционную зону или отводить жидкость и мелкие фракции паталогически измененных тканей;
- за счет ориентации скоса осуществлять направленное воздействие ультразвукового излучения.
На фиг.2 представлена блок-схема генератора ультразвуковых колебаний. Генератор состоит из блока питания (БП), генератора синусоидальных колебаний (Г), согласующего устройства (СУ), выход которого подсоединен к акустическому блоку (АБ), блока подстройки частоты (БПЧ) и программного блока (ПБ).
На фиг.3 представлен вариант выполнения волновода-инструмента в виде скальпеля 12. Отличительной особенностью этой конструкции является то, что режущая кромка 13 скальпеля имеет зубчатую форму, причем расстояние между вершинами зубчиков не превышает половины амплитуды колебаний волновода-инструмента. Такая конструкция позволяет осуществлять эффективный разрез ткани малой протяженности, т.е. без продольного движения всего инструмента в отличие от существующих конструкций и свести к минимуму негативное воздействие на пациента при выполнении хирургических операций. Применение такой конструкции позволяет ускорить как процесс выполнения хирургических операций, так и время заживления тканей.
На фиг.4 волновод-инструмент выполнен в виде тонкого стержня 14 с конусной частью для подсоединения к акустическому блоку, заключенного в полую трубку 15. Отличительной особенностью такой конструкции является то, что она позволяет ограничить амплитуду изгибных колебаний стержня и вследствие этого увеличить его длину, а также амплитуду продольных колебаний и эффективность воздействия на объект, например, разрушение камней в почках или мочевыводящих путях при контактной литотрипсии. Кроме того, такая конструкция позволяет значительно уменьшить диаметр прокола тканей, на практике до 3 мм, в отличие от известных эндоскопических инструментов и, следовательно, снизить степень негативного воздействия на пациента при малоинвазивных операциях. Более того, через полую трубку после извлечения из нее стержня можно производить отсос мелких фракций разрушенных камней или вводить лекарственные препараты в операционную зону. Конструкция также позволяет осуществлять быструю смену инструментов в процессе операции и их эффективную стерилизацию.
Ультразвуковой хирургический аппарат работает следующим образом. После подключения к сети электрический сигнал подается с блока питания (БП) на генератор синусоидальных колебаний (Г), который вырабатывает сигнал в диапазоне частот и амплитуд, задаваемом программным блоком (ПБ), и подает его на согласующее устройство (СУ), к которому подсоединен акустический блок (АБ) ультразвукового излучателя. С согласующего устройства (СУ) сигнал обратной связи поступает на программный блок (ПБ), в котором определяется наиболее эффективный резонанс волновода-инструмента и вырабатывается команда на запоминание и поддержание этого резонанса. Поддержание резонанса в требуемом диапазоне в процессе работы аппарата осуществляется с помощью блока подстройки частоты (БПЧ). Наличие программного блока позволяет использовать инструменты различной конструкции с разными частотами резонанса, производить быструю замену инструментов и настройку их на рабочий режим.