Наконечник эндоскопического зонда для контактной лазерной литотрипсии

Устройство относится к области медицинской техники и может быть использовано для защиты тканей организма человека при дроблении конкрементов методом контактной лазерной литотрипсии в мочевых, желчных протоках и в протоке поджелудочной железы.
В настоящее время получили широкое распространение заболевания, обусловленные ухудшением проходимости протоков поджелудочной железы (вирсунголитиаз), связанные с образованием в протоках конкрементов. Эти заболевания оказывают серьезное влияние на здоровье и при длительном их протекании могут перейти в онкологические. Возникновение этих заболеваний связано с патологией и нарушением химического состава секрета поджелудочной железы. Их лечение на сегодняшний день представляет серьезную проблему и, в основном, решается путем оперативного вмешательства, сопровождающегося высоким травматизмом и длительным реабилитационным периодом, а зачастую, и летальным исходом.
По этой причине актуальной на данный момент времени является разработка эндоскопических миниинвазивных методов разрушения конкрементов внутри протоков и внедрение их в медицинскую практику. Одним из таких методов является метод контактной лазерной литотрипсии. В этом методе на конкремент, находящийся в жидкой среде, воздействуют ударно-волновые процессы от световых импульсов, вызывающие его разрушение. При этом необходимо не допустить травмирование стенки протока при подводе эндоскопического зонда с лазерным оптоволокном (световодом) к конкременту и защитить стенки протока от гидроудара и летящих фрагментов разрушенного конкремента.
Известен наконечник эндоскопического зонда для контактной лазерной литотрипсии (патент RU 2004202 С1 «Устройство для извлечения и дробления камнеобразований в организме человека», опубл. 15.12.1993). Наконечник содержит гибкую полимерную оболочку с четырьмя боковыми каналами эллипсной формы и расположенную внутри спираль с замкнутыми витками из упрочненной стальной ленты. Внутри оболочки размещено средство для захвата конкрементов в виде корзинки из четырех тяг (упрочненных стальных лент), расположенных в боковых каналах оболочки. На проксимальном конце зонда размещена рукоятка с механизмом управления и фиксации средства захвата камнеобразований (конкрементов). Внутри оболочки имеется канал для подвода средства дробления камней, например, световода для проведения лазерного излучения. Цель этого изобретения - повышение маневренности средства захвата камней. Задача защиты стенки протока от летящих фрагментов разрушенного конкремента решается косвенно, а именно: частичным торможением фрагментов полимерной оболочкой.
Недостатком устройства является то, что гибкая оболочка не защищает стенки протока от давления гидроудара при лазерной литотрипсии. Также оно применяется только для дробления камнеобразований, не вросших в стенки протока (вросшие камни невозможно захватить корзинкой).
Известно также устройство для уменьшения разлета фрагментов конкремента при лазерной литотрипсии в виде сжимаемого мягкого наконечника, содержащего цилиндрический трубчатый элемент, который прикрепляется к дистальному концу эндоскопического зонда, по которому идет оптоволокно (заявка US 2020/0054397 A1 OPTICAL INTEGRITY INC [US] «Method of reducing stone fragments to dust during laser lithotripsy», «Метод измельчения фрагментов камня в пыль при лазерной литотрипсии», опубликован 20.02.2020). Данное устройство является наиболее близким аналогом предлагаемого устройства.
В патенте показана конструкция мягкого наконечника, установленного на эндоскопический зонд, для улавливания фрагментов конкремента во время процедуры импульсной лазерной литотрипсии. При воздействии на конкремент лазерным импульсом через оптоволокно он разрушается на фрагменты, которые вследствие своей малой массы разлетаются во все стороны.
При этом под воздействием энергии лазерного импульса наконечник расширяется в направлении от дистального конца оптоволокна и предохраняет окружающие ткани от воздействия разлетающихся осколков конкремента. Кроме этого, мягкий наконечник снижает травмирование стенки протока организма человека при продвижении эндоскопического зонда к конкременту.
Недостатки защитного наконечника в патенте US 2020/0054397 А1 состоят в том, что он из-за своей эластичности не защищает стенки протока от гидроудара и в процессе литотрипсии может оторваться от эндоскопического зонда из-за своей относительно большой длины, что повлечет необходимость извлечения из протока не только фрагментов конкремента, но и достаточно большого по размеру наконечника. Кроме этого, при расширении наконечника в узком протоке, он может разрушить и стенки протока.
Решаемой технической задачей является создание устройства, позволяющего защитить стенки протока от давления гидроудара при лазерной литотрипсии.
Достигаемым техническим результатом является снижение степени травмирования стенки протока давлением гидроудара и фрагментами конкремента при лазерной литотрипсии.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве наконечника эндоскопического зонда для контактной лазерной литотрипсии, содержащим цилиндрический трубчатый элемент, который одним концом жестко закреплен на дистальном конце зонда, новым является то, что трубчатый элемент выполнен комбинированным из двух патрубков, один из которых прочный, а другой эластичный, установленные так, что эластичный патрубок надет с натягом на прочный и выступает от его свободного торца на длину, равную 0,2-0,3d, где d - диаметр прочного патрубка наконечника.
Прочный патрубок служит для гашения гидроудара, возникающего при лазерной литотрипсии и торможения фрагментов разрушенного конкремента, эластичный - для предохранения стенки протока от травм при доставке эндоскопа, а также для обеспечения плотного прилегания наконечника к конкременту. Диаметр протока поджелудочной железы человека составляет 4-5 мм. В частности, при d=5 мм эластичный патрубок выступает на 1-1,5 мм относительно прочного. Относительно малая длина выступающей (консольной) части эластичного патрубка (0,2-0,3d) способствует уменьшению изгибающего момента от гидроудара и вероятности ее отрыва при литотрипсии. Материал прочного патрубка выбирается таким, чтобы возникающее в нем напряжение от гидроудара не превышало предел упругости. Прочный патрубок может быть изготовленным из стали, эластичный - из силикона или резины.
Устройство отличается от прототипа тем, что состоит из двух элементов, обладающих различной прочностью.
На фиг. 1 изображено заявляемое устройство, где 1 - прочный патрубок наконечника; 2 - эластичный патрубок наконечника; 3 - эндоскопический зонд. На фиг. 2 - сечение А-А устройства. На фиг. 3 показано устройство при проведении литотрипсии, где 1 - прочный патрубок наконечника; 2 - эластичный патрубок наконечника; 3 - эндоскопический зонд; 4 - стенка протока; 5 - конкремент; 6 - фрагменты конкремента; 7 - канал визуализации; 8 - световод; 9 - канал для подачи охлаждающей жидкости. На фиг. 4 - сечение А-А устройства при проведении литотрипсии, где 10 - канал подачи охлаждающей жидкости; 11 - канал откачки охлаждающей жидкости; 12 - канал подсветки.
Устройство работает следующим образом (см. фиг. 3 и 4): при продвижении эндоскопического зонда по протоку поджелудочной железы, эластичный патрубок наконечника свободно скользит по стенке протока, не травмируя его. Перед началом литотрипсии эластичный патрубок наконечника свободным торцом плотно прижимается к конкременту, образуя замкнутый объем между конкрементом и торцом эндоскопического зонда. Этот объем через каналы зонда (поз. 10, 11) промывается охлаждающей жидкостью. Возникающие в процессе литотрипсии ударные волны воздействуют на конкремент и на внутреннюю поверхность прочного патрубка наконечника. Благодаря достаточной прочности этого патрубка, он защищает стенку протока от давления гидроудара и от летящих фрагментов конкремента. После окончания литотрипсии фрагменты конкрементов, находящиеся в наконечнике, извлекаются из протока вместе с зондом, не травмируя проток.
Экспериментально установлено, что заявляемое устройство при дроблении имитаторов конкрементов из газобетона в протоке модели поджелудочной железы, изготовленной из студня водного раствора желатина с пределом прочности на сжатие 0,07 МПа, защищает стенки протока от гидроудара и фрагментов конкремента.