Устройство полуавтоматического манипулирования оптическим световодом для лазерной проктологии

Лазерная хирургия востребована и зачастую незаменима в таких областях медицины как офтальмология, дерматология, эндовидеохирургия, косметология, онкология и многих других. Применяются лазерные хирургические аппараты и в лечении социально значимых заболеваний, являющихся в настоящее время основными причинами инвалидности и смертности населения РФ.
Полезная модель относится к области устройств для лазерной проктологической хирургии и может использоваться для проведения проктологических малоинвазивных лазерных операций сосудистых и онкологических заболеваний.
Известен «Волоконно-оптический инструмент с изогнутой дистальной рабочей частью» [RU 2528655 С1], применяемый во время проведения лазерных хирургических и терапевтических процедур в труднодоступных отделах внутренних органов, в том числе при лазерной вапоризации и коагуляции аденомы предстательной железы. Устройство включает в себя оптическое волокно, оголенный от защитной оболочки дистальный участок оптического волокна, наконечник, зазор между поверхностью дистального участка и внутренней поверхностью наконечника, изогнутый участок наконечника, заваренный участок наконечника, клеевой шов, торец дистального участка оптического волокна, оптически преломляющую поверхность заваренного участка наконечника.
Недостатком данного устройства является монолитность конструкции, в связи с чем все наводящие манипуляции приходится делать вручную, что не исключает колебания в статических положениях, характерных для ручного управления из-за тремора конечностей медперсонала, что снижает точность позиционирования и соответственно качество операции.
Известна «Медицинская манипуляционная система» [«Medical manipulator system» US8409174B2] для проведения лапароскопических операций, содержащая медицинский манипулятор, блок управления для ввода рабочих команд, двигатели для управления рабочим блоком, контроллер привода двигателей на основе рабочих команд, поставляемых с рабочего блока, и светодиод, отображающий рабочее состояние системы. Контроллер осуществляет управление различными режимами системы, в которых проверяется рабочая команда, привод двигателей и режим остановки, в котором двигатели останавливаются независимо от того, присутствует ли команда управления или нет. Состояние подсветки светодиода переключается в зависимости от того, находится ли система в рабочем режиме или в режиме остановки. Светодиод расположен в центре верхней поверхности моста, который соединяет ручку захвата и блок исполнительных механизмов.
Известен «Инструмент с фиксацией» [«Instrument with articulation lock» US 20100041945 A1] для наведения и манипулирования хирургическими или диагностическими инструментами с фиксацией сочленения, включающий в себя проксимальную, центральную и дистальные части, механизм сочленения, первый и второй шарнирные замки. Центральная часть инструмента шарнирно соединена с проксимальной частью, а дистальная часть соединена с возможностью поворота с центральной частью.
Недостатками двух приведенных выше устройств является сложность проведения проктологических малоинвазивных лазерных операций сосудистых и онкологических заболеваний вследствие неприспособленности конструкции для работы с оптическим световодом.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является «Устройство для подведения лазерного излучения к тканям через эндоскоп» [RU 55264 U1].
Устройство предназначено для фиксирования оптического световода в тубусе эндоскопа. Достигается это тем, что с помощью упругих бранш, которые перед вводом в эндоскоп выпрямляются, а после расположения в нем изгибаются и входят в контакт на сравнительно большой поверхности с внутренней поверхностью тубуса эндоскопа, надежно фиксируется рабочий конец оптического световода. После этого лазерное облучение выполняют по известной методике.
Недостатком данного устройства является то, что после фиксации устройства в тубусе эндоскопа изменение направление излучения с помощью устройства невозможно, и для изменения направления излучения необходимо либо переустанавливать устройство на другое место в эндоскопе, либо манипулировать эндоскопом вручную, что не исключает колебания в статических положениях, характерных для ручного управления из-за тремора конечностей медперсонала, что, в свою очередь, снижает точность позиционирования и соответственно качество операции.
Предложено устройство полуавтоматического манипулирования оптическим световодом для лазерной проктологии, состоящее из корпуса, устанавливаемого на проктоскоп, коромысла со сквозным отверстием для оптического световода, винтовой передачи с кулачком на конце для изменения угла коромысла, и модуля линейного перемещения световода с шаговыми приводами, передающими движение по принципу боуден-троса.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является увеличение точности позиционирования световода при проведении проктологических малоинвазивных лазерных операций сосудистых и онкологических заболеваний на основе лазерного коагулятора.
Данная задача решается за счет того, что манипулирование оптическим световодом происходит с помощью устройства с двумя степенями подвижности, надежно зафиксированного в проктоскопе, осуществляющего изменение угла при помощи рычажного механизма, и линейного полуавтоматического движения оптического световода с помощью шаговых приводов. Таким образом, реализуется более тонкое манипулирование оптическим световодом во время операции.
Техническим результатом является повышение точности наведения инструмента на облучаемую поверхность.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид устройства полуавтоматического манипулирования оптическим световодом (с выносным модулем).
На фиг. 2 показано устройство полуавтоматического манипулирования оптическим световодом (вид сверху).
На фиг. 3 показано устройство полуавтоматического манипулирования оптическим световодом (фронтальный вид).
На фиг. 4 показан местный вид А устройства полуавтоматического манипулирования световодом.
На фиг. 5 показан разрез устройства полуавтоматического манипулирования световода.
На фиг. 6 показан разрез выносного модуля линейного перемещения световода.
На фиг. 7 показан выносной модуль линейного перемещения световода (фронтальный вид).
Устройство состоит из корпуса 1, проктоскопа 2 и выносного модуля линейного перемещения оптического световода 3 (фиг. 1), соединенного с корпусом 1 с помощью боуден троса 4. Корпус 1 имеет привал очную поверхность 5 (фиг. 5), эквидистантную поверхности ручки проктоскопа, по которой корпус и проктоскоп соединяются с помощью болтового соединения 6 (фиг. 3).
Приспособление подачи оптического световода 7 (фиг. 2, фиг. 5) обладает двумя степени подвижности - поступательной и вращательной:
1-я, поступательная, степень подвижности - это линейное перемещение оптического световода, обеспечиваемое шаговым двигателем 8 (фиг. 6), расположенным в выносном модуле линейного перемещения оптического световода 3 (фиг. 1). Поскольку модуль линейного перемещения оптического световода вынесен за пределы конструкции, закрепляемой на проктоскопе, передача движения осуществляется с помощью боуден-троса. Управление линейным движением световода в устройстве происходит с помощью кнопок 9-1 и 9-2, находящихся на корпусе устройства (фиг. 3). При нажатии на эти кнопки подается сигнал на управляющую плату (на фигурах не показана), управляющую шаговым двигателем 8, который осуществляет поступательное движение оптического световода. Причем, при нажатии кнопки 9.1 оптический световод двигается вперед, а при нажатии 9.2. - назад. Конструктивно выносной модуль линейного перемещения (фиг. 7) представляет собой корпус 10 с крышкой 11, в котором находится шаговый двигатель 8 (фиг. 6) с валом 12, на конце которого закреплен ведущий ролик 13. К ведущему ролику прижимается ролик 14 на подшипнике 15 с помощью пружины сжатия 16. При повороте ведущего ролика происходит линейная подача оптического световода с помощью системы боуден-троса, элементами которой является штуцер 17 и рубашка 18. Предусмотрена возможность линейной подачи двух типоразмеров оптического волокна.
2-я, вращательная, степень подвижности, а именно поворот оптического световода 7 вокруг оси 19 (фиг. 5), обеспечивается работой рычажного механизма, включающего храповое колесо 20, винтовую передачу 21, шток 22 и коромысло 23 (фиг. 4, фиг. 5). Регулировка угла атаки оптического световода осуществляется вращением храпового колеса 20 (фиг. 3, фиг. 4), приводящего в движение винтовую передачу 21 (фиг. 5). Шток 22 (фиг. 4) на конце имеет шарообразную часть, которая эксцентрично толкает коромысло 23, в котором скользит оптический световод, изменяя его угол. При повороте гайки 24 с помощью храпового колеса шток выдвигается вниз, проворот штока вместе с гайкой исключается штифтовым соединением 25, перемещающимся в выточке по типу кулисного механизма. Посадочное место гайки расположено в выточке корпуса в подшипнике скольжения. Осевые перемещения гайки блокируются крышкой 26 и втулкой скольжения 27. Подшипник и гайка прижимаются к корпусу с помощью пластины 28 винтами. Коромысло подпружинено пружиной сжатия 29 (фиг. 5) для обеспечения постоянного контакта коромысла со штоком. В коромысле посредством винтового соединения крепится штуцер для заделки рубашки оптического волокна. Собачка 30 (фиг. 3) подпружинена пружиной вращения 31 (фиг. 3) и находится на оси 32 (фиг. 2).
Работает устройство следующим образом:
В прямую кишку пациента вводят проктоскоп, после чего медицинский работник поворотом храпового колеса 20, приводящего в движение винтовую передачу 21, настраивает угол атаки световода. Шток 22 на конце имеет шарообразную часть, которая эксцентрично толкает коромысло 23, изменяя его угол. При повороте гайки 24 с помощью храпового колеса шток выдвигается вниз, проворот штока вместе с гайкой исключается штифтовым соединением 25, перемещающимся в выточке по типу кулисного механизма.
Далее медицинский работник осуществляет подачу оптического световода, нажимая на кнопки 9-1 и 9-2, находящиеся на корпусе устройства. При нажатии кнопок подается сигнал на плату (на фиг. не показана), управляющую шаговым двигателем, который обеспечивает поступательное движение оптического световода. Причем, при нажатии кнопки 9.1 оптический световод двигается вперед, а при нажатии 9.2. - назад. Таким образом, медицинский работник подводит оптический световод в требуемую область.
При этом важно заметить, что в ряде случаев требуется подводить оптический световод к сосуду с большой точностью, не протыкая его. В связи с этим большое значение имеет величина дискретности линейного перемещения. Шаговым двигателем SL42STH40, примененным в устройстве, обеспечивается дискретность движения вплоть до 0.2 мм, что при ручном манипулировании сложно достижимо.
Наблюдение за подводом оптического световода осуществляют с помощью ультразвукового датчика, расположенного в теле проктоскопа (на фигурах не показан).
Далее выполняют по известной методике лазерное облучение сосуда. По мере надобности в ходе операции медицинский работник может корректировать место приложения лазерного излучения, изменяя угол атаки оптического световода и осуществляя его линейное перемещение. После завершения операции проктоскоп выводят из прямой кишки.