Устройство для ультразвуковой хирургии

Союз Советсннх Соцнелнстнчесинх Республни(45) Дата опубли йаударстваииыв иаиитвСвавта Ииииатрав СССРвв гаван изабретенийв втиритиа 25,08,77. Бюллетеньовация описании 24,10,77 53) УДК 616,47,615.844: :621.38 (088.8) 72) Авторы изобретеии ман н И, П. Голямина(71) Заявите Ьктовский государственный ме Изобретение относится к медицинской технн. ке, а именно к хирурщческим инструментам, и предназначено для хирургического вмешательства с применениемультразвука,Известно устройство для ультразвуковой хирургии, содержащее генератор, усилитель мощносж, представляющий собой электронный коммута. тор, мостовую схему с электромеханическим преобразователем и датчиком амплитуды, Обмотка апектро механического преобразователя является нагрузкой. усилителя мощности. Наличие положи. тельной обратной связи между выходом датчика амплитуды колебаний и входом усилителя мощности обеспечивает автоколебательный режим возбуждения электромеханического преобразователя на резонансной частоте во всем диапазоне изменений его акустической нагрузки со стороны рабочего ин.струмента 111.Недостатком такого устройства для ультразвуковой хирургии является непрерывный синусои.,дальный режимвозбуждения электромеханичес. кого преобразователя и отсутствие амплитудномодулированного режима возбуждения, который в отличие от непрерывного обеаечивает снижение режущего усилия инструмента, уменьшение даэы воздействии ультразвуковой энергии в процессе операции, а, следовательно, снижение травматичностп обрабатываемой биологической ткани, Крома того, резонансный режим возбуждения электро- механического преобразователя не позволяет обеспечить стабющэацню амплитуды колебаний инструмента, зависящей от мощности, подводимой к преобразователю, и величины акустической нагрузки, изменяющейся в ходе операции (этн изменения 1 О могут быть вызваны изменением степени прижатияинструмента к обрабатываемой ткани, ее разным акустическим импедансом, сменой рабочего инстру.мента и т,д,).Целью изобретения является обеспечение ста билизации амплитуды колебаний электромеханического преобразователя в режиме амплитудно.модулированных колебаний, обеспечивающих уменьшение режущего усилия и травмирования обрабатываемой ткани, ".20 Это достигается тем, .что в предложенномупройстве для ультразвуковой хирургии имеется донолнительная цепь обратной связи, выполненная в виде пос ледовательно соединенных амплитудного детектора, усилителя, выпрямительной схемы и блока стабилиза. М цни, выполненного в виде управляемого источника по.стояиного тока, причем вход амплитудного детектора соединен с выходом мостовой схемы, а выход блока стабилизации - с генератором,На чертеже дана блок. схема устройства для ультразвуковон хирургии,Устройство для ультразвуковой хирургии содержит генератор, выполненный в виде усилителя 1 моирюсти, соединенного с амплитудным модуля. тором 2 низкой частоты, например мупьтивибра. тором. Нагрузкой усилителя 1 мощности служит мостовая схема, одна из ветвей которой образована обмоткой возбуждения электромеханического пре. образователя 3 н эталонным резистором 4, а другаякатушкой 5 индуктивности с параллельно включеннымейпеременным 1 резистором 6 и последовательно - переменным резистором 7, Цепь 8 обрат. ной связи включена между диагональю компенса. щяонной мостовой схемы и модулятором 2 низкой частоты усилителя 1 мощности. Дополнительная обратная связь выполнена в виде последовательно соединенных амплитудного детектора 9, предварительного усилителя 1 О, вьшрямительной схемы 11 и блока 12 стабилизации, который представляет со. бой управляемый источник постоянного тока и включен между выходом мостовой схемы и управляющими входами усилителя 1 мощности и модулятора 2 инэкой частотььУстройство работает в режиь 1 а автоколебаний, который обеспечивается наличием цепи 8 обратной связи, Величина катушки 5 индуктивности мосто( (в 4 эй схемы выбирается равной апатической андуктиьности обмотки возбуждения "заторможенного" электр омеханического преобраэова- теляЗ. Таким образом, напряжение в диагонали моста,.поступаемое на вход цепи обрапюй связи, при условии его баланса по фазе и амплитуде, осуществляемого с помощью переменных резисторов 6 и 7, будет определяться резонансными свойствами преобразоватепа 3, Это напряжение, усиленное в цепи 8 обратной связи, через модулятор 2 низкой частоты поступает на вход усилителя 1 мощности и возбуждает его на резонансной частоте преобразова- теляЗ. Одновременно из-за наличия в этой цепи обратной связи модулятора 2 низкой частоты происходит амплитудная модуляция выходного напря.жения усилителя мощности, подаваемого на обмот.ку возбуждения злектромеханического преобразователя 3,Величина эталонного резистора 4, включенного последовательно с обмоткой возбуждения преобра зователя 3, выбирается значительно меньше 1,поряд. ка О,5 Ом) величины, эквивалентного электричес. кого импеданса преобразователя 3, Поэтому величина напряжения на этом резисторе будет определять ток возбуждения преобразователя 3.Амплитудный детектор 9, на вход которого подается напряжение с эталонного резистора 4, вы.демет низкочастотный сигнал, модулирующий токультразвуковой частоты, протекающий через 4обмотку возбуждения преобразователя 3. При о-стоянном коэффициенте глубины модуляции напряжения возбуждения преобразователя 3 выход.ной сигнал амплитудного детектора 9 пропорци.5онален величине тока через преобразователь 3, Выходной сигнал амплитудного детектора 9 предва.рительно усиливается усилителем 10 и с его выхода поступает на вход выпрямительной схемы 11, Выпрямленное на схеме 11 напряжение, пропорциональное величине тока возбуждения преобразова.10теляЗ, поступает на вход блока 12 стабилизации амплитуды, который может быть выполнен, напри.мер, в виде управляемого источника постоянного тока с широким диапазоном регулированияего 15выходного напряжения, питающего усилитель 1 мощности и модулятор 2 низкой частоты.В соответствии с начальной амплитудой коле.баний злектромеханического преобразователя 3 на холостом ходу регулировкой величины напряжения на управляющем входе блока стабилизации, пода.ваемого с выхода выпрямительной схемы 11, устанавливается необходимый ток возбуждения преобразователя 3, Ври изменении акустической нагруз.кн в щюцессе работы злектуомеханического пре образователя 3 щщиеходит йэменение его эквива.лентного электрического ймпеданса, что приводит к изменению тока возбуждения, т.е, величины напри.жения на резисторе 4, Коьшенсация. этих изменений н стабилизация тока. возбуждения преобразователя 3 осуществляется по цепи дополнительной обратной связи, выполнещюй в виде последовательно соединенных амплитудного детектора 9, усилителя 1 О, выпрямительной схемы 11, путем изменения выходного напряжения блока 12 стабилизации амплитуды, величина которого определяет выход.ное напряжение возбуждения преобразователяЗ, Такая дополнительная обратная связь при условии постоянства коэффициента глубины модуляции ультразвукового напряжения возбуждения пре.образователя 3 обеспечивает надежную стабилн зацию тока.в нем по уровню выделенного низкочастотного,аанала. модуляции, т.е, амплитуды ме.ханнческих, колебащй злектромеханического пре.; образоватеяя.3 в:аьщлитудно.модулированном .режиме его возбуждения.Применение генератора для ультразвуковойхирургии обеспечивает стабилизацию амплитуды колебаний электромеханнческого преобразователя в амплитудно-модулированном режиме его коле.баний, что значительно уменьшает дозу ультразвуковой энергии, вводимой в организм через зону обработки, снижает режущее усилие, приклады.ваемое к хирургическому инструменту, а следовательноснижает степень травматичиости обрабатываемой биологической ткани.Формула изобретенияУстройство для ультразвуковой хирургии, со.держащее генератор, мостс вую схему, электромеха.нический преобразователь и цепь обратной связи,60 отличающееся тем, что, с целью обеспечения569308 Составитель Л. Соловьеор А. Бер Техред 3. Фанта ектор Е. Паип б 7 Закаэ 2885/1 НИИП сударственного к по делам нзобр 3035, Москва, Ж(5 пиал ППП "Патент", г. Ума л. Проектная остабилизации амплитуды колебаний электромеха. ннческого преобразователя в режиме амплитудно. модулированных колебаний, обеспечивающих уменьшение режущего усилия и травмированйя обрабатываемой ткани, в нем имеется дополнитель. ная цепь обратной связи, выполненная в вице последовательно соединенных амплитудного детектора, усилителя, вьптрямительной схемы и блока стабилизации, выполненного в виде управляемого источника постоянного тока, причем вход ампли. тудного детектора соединен с выходом мостовой схемы, а выход блока стабилизации соединен с генератором,.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США Ке 3129366, кл. 318-114, 1960. Подписноеомитета Совета Министров ССтений и открытий5, Раушская наб.л.4