УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ФАКОЭМУЛЬСИФИКАТОРА С КРУТИЛЬНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ
ULTRASONIC TORSIONAL VIBRATION INSTRUMENT OF PHACOEMULSIFICATOR

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для экстракции катаракты методом ультразвуковой факоэмульсификации.
Разрушение мутного хрусталика ультразвуком осуществляется с использованием высокотехнологичных устройств-факоэмульсификаторов. Одним из основных элементов факоэмульсификатора является ультразвуковой инструмент, рабочая часть которого в виде полой иглы, окруженной силиконовой манжетой, вводится в переднюю камеру глаза через самогерметизирующийся разрез и осуществляет дробление и аспирацию фрагментов хрусталика, а также подачу ирригационного раствора.
Как правило, ультразвуковой инструмент состоит из волновода, который, в свою очередь, состоит из полой иглы, концентратора ультразвуковых колебаний, парного количества пьезоэлементов и опорной муфты, размещенных в полом корпусе.
Рабочая часть ультразвукового инструмента в виде полой иглы производит ультразвуковые колебания, которые используются для дробления и эмульсификации плотных хрусталиковых масс. Внутренняя полость рабочей иглы является аспирационным каналом для удаления разрушенных фрагментов хрусталиковых масс. Через коаксиально расположенную относительно полой иглы силиконовую манжету производится подача замещающей ирригационной жидкости.
Конструкция большинства ультразвуковых инструментов предусматривает разрушение хрусталика путем продольных ультразвуковых колебаний полой иглы (Kelman C.D., 1967; Seibel B.S. et al., 1999; Packer M. et al., 2005; Fishkind W. et al., 2006). Недостатком подобной системы является присутствие феномена «отталкивания» фрагментов хрусталика от рабочего торца полой иглы под действием ультразвуковых волн, действующих в продольном направлении. Кавитационная составляющая при продольных ультразвуковых колебаниях в момент отталкивания фрагментов хрусталика действует преимущественно на окружающие интраокулярные структуры, увеличивая вероятность их повреждения и развития интра- и послеоперационных осложнений (например, отек роговицы, связанный с ультразвуковым повреждением эндотелия) (Davison J.A. et al., 2008; Zeng M. et al., 2008). Для исключения подобного недостатка важным фактором является «удержание» фрагментов хрусталика (за счет аспирации и частичной или полной окклюзии) на рабочем торце полой иглы.
С целью повышения эффективности эмульсификации хрусталиковых масс предлагается использование крутильных ультразвуковых колебаний рабочей части ультразвукового инструмента, выполненной в виде полой иглы, изогнутой на конце.
Аналогом предлагаемого инструмента является ультразвуковой инструмент OZiL (Alcon Labs, USA) - «ультразвуковой инструмент, имеющий, по крайней мере, одну пару пьезоэлектрических элементов, производящих продольные колебания при возбуждении на соответствующей резонансной частоте. Пьезоэлектрические элементы соединены с ультразвуковым волноводом, к которому присоединяется ультразвуковая игла. Ультразвуковой волновод и/или ультразвуковая игла содержит множество диагональных щелей или борозд. Щели или борозды обеспечивают крутильные колебания ультразвуковой иглы при возбуждении на второй резонансной частоте» (US Patent 20100045 86А1, P.I). Недостатком данной системы является то, что введение диагональных щелей неизбежно сопровождается потерей материала концентратора, что ведет за собой снижение мощности крутильных и продольных колебаний, а также то, что концентраторы подобной конструкции сложны в изготовлении.
Наиболее близким аналогом изобретения является ультразвуковая рукоятка факоэмульсификатора, содержащая корпус с размещенным в ней волноводом, состоящим из концентратора с иглой на рабочем конце, кратного количества пьезоэлементов и муфты, в центре которых проходит канал для аспирации, между корпусом и концентратором имеется полость, выполненная с возможностью омывания ее ирригационным раствором, при этом на наружной поверхности основания выполнены не менее 4 симметрично расположенных относительно оси пропилов шириной не менее 0,5 и не более 1,0 мм (патент RU 2271182, 2006 г.).
Задачей изобретения является повышение эффективности ультразвукового разрушения хрусталика путем создания крутильных колебаний рабочей части ультразвукового инструмента.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является снижение степени выраженности феномена «отталкивания», увеличение времени нахождения фрагментов хрусталика в поле эффективного воздействия ультразвука, а также концентрация кавитационного облака вблизи торца полой иглы и увеличение режущей способности ультразвукового инструмента.
Указанный технический результат достигается тем, что ультразвуковой инструмент факоэмульсификатора, содержащий корпус с размещенным в нем волноводом, состоящим из концентратора ультразвуковых колебаний с иглой на рабочем конце, парного количества пьезоэлементов и опорной муфты, в центре которых проходит канал для аспирации жидкости из глаза, а между корпусом и концентратором имеется полость, выполненная с возможностью ее заполнения ирригационным раствором, согласно изобретению концентратор выполнен из титана и подвергнут крутильной деформации в режиме сверхпластичности с поворотом вокруг оси симметрии на угол от 90 до 570°.
Использование концентратора, выполненного из титана и подвергнутого крутильной деформации в режиме сверхпластичности с поворотом вокруг оси симметрии, вызывает изменение направления кристаллической решетки металла, вследствие этого происходит смещение вектора распространения ультразвуковых колебаний в концентраторе на круговое направление, что вызывает формирование крутильных ультразвуковых колебаний без потерь мощности, вызванных наличием диагональных борозд. Кроме того, при пластической деформации плотность титана увеличивается, что положительно влияет на ультразвуковые свойства материала и повышает коэффициент полезного действия концентратора.
Опытным путем установлено, что оптимальное значение угла поворота при крутильной деформации концентратора находится в промежутке между 90 и 570°, поскольку значение угла меньше 90° и свыше 570° не обеспечивает крутильные колебания достаточной мощности и амплитуды.
Путем выбора различного угла поворота вокруг оси симметрии при крутильной деформации концентратора в режиме сверхпластичности можно получить торсионные колебания различной амплитуды и на различной резонансной частоте (например, 30 кГц±10%).
Сущность изобретения поясняется следующими фигурами.
На фиг.1 изображен ультразвуковой инструмент факоэмульсификатора, содержащий волновод 1, который в свою очередь состоит из полой иглы с изогнутым концом 2 с силиконовой манжетой 3, концентратора 4 ультразвуковых колебаний, подвергнутого крутильной деформации в режиме сверхпластичности с поворотом вокруг оси симметрии на угол 90-570°, пьезоэлементов 5, опорной муфты 6, помещенных в полый корпус 7, в центре которых проходит канал 8 для аспирации жидкости из глаза, а между корпусом и концентратором имеется полость 9, выполненная с возможностью ее заполнения ирригационным раствором.
На фиг 2. изображен волновод 1 ультразвукового инструмента с концентратором 4, подвергнутым крутильной деформации в режиме сверхпластичности с поворотом вокруг оси симметрии на угол 270°.
Использование изобретения происходит следующим образом. Включают и подготавливают факоэмульсификатор к работе. К рабочему концу концентратора присоединяют полую иглу посредством резьбового соединения. Через малый самогерметизирующийся разрез роговицы полую иглу подводят к хрусталику и под воздействием ультразвуковых волн, генерируемых волноводом, разрушают и аспирируют его. За счет использования концентратора, подвергнутого крутильной деформации в режиме сверхпластичности, на рабочей части формируются ультразвуковые крутильные колебания, что повышает эффективность использования ультразвуковой энергии при факоэмульсификации, снижая риск интра- и послеоперационных осложнений, связанных с ультразвуковым повреждением эндотелия роговицы и других интраокулярных структур.
Эффективность предлагаемого ультразвукового инструмента факоэмульсификатора иллюстрируется следующими клиническими примерами.
2
2
Пример 1. Больной З., 76 лет, диагноз: OD: Зрелая возрастная катаракта. Острота зрения до операции: OD - светоощущение с правильной светопроекцией. Плотность эндотелиальных клеток до операции - 2540 кл/мм. Катаракта удалена за 58 секунд с использованием предлагаемого ультразвукового инструмента факоэмульсификатора. Имплантирована гибкая интраокулярная линза. Операция и послеоперационный период протекали без осложнений. Острота зрения OD на следующий день после операции 0,8 без коррекции. Плотность эндотелиальных клеток на 30 день после операции - 2250 кл/ мм, потеря эндотелиальных клеток - 11,4%.
2
2
Пример 2. Больной М., 61 год, диагноз: OS: Неполная осложненная катаракта. Острота зрения до операции OS 0,01, не корригирует. Плотность эндотелиальных клеток до операции - 2760 кл/мм. Катаракта удалена за 40 секунд с использованием предлагаемой ультразвукового инструмента факоэмульсификатора. Имплантирована гибкая интраокулярная линза. Операция и послеоперационный период без осложнений. Острота зрения OS на следующий день 0,9. Плотность эндотелиальных клеток на 30 день после операции - 2502 кл/мм, потеря эндотелиальных клеток - 9,3%.
Клиническое применение предлагаемого ультразвукового инструмента факоэмульсификатора в Центрах восстановления зрения «Оптимед» на 30 глазах показало: за счет повышения эффективности ультразвукового разрушения хрусталика снижается количество интра- и послеоперационных осложнений, связанных с негативным воздействием ультразвука на интраокулярные структуры, в частности послеоперационных отеков роговицы и ожогов зоны тоннельного разреза роговицы.