Устройство для деструкции и резекции биологических тканей

(71) Киевский научститут нейрохирурцентр научно-технлодежи "Прогресс%42но-исс ледовательский инКиевский городской ого творчества мозуля и А.Т.Марченство СССР36, 1971.ДЕСТРУКЦИИ ИЕСКИХ ТКАНЕЙится к медицине ино для деструкциии и других патологиечни- ультвого а 10,телч 4 струи жи ка 5, струйногоразвуковых ко преобразовате лазера 11,дкости, с енотсоса 6, ге лебаний, у ля 8, корпуса ного након нератора 7льтразвуко 9,световод ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетель М 570233, кл. А 61 В 17/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕКЦИИ БИОЛОГИЧ (57) Изобретение относ может быть использова или резекции опухолево 3Изобретение относится к медицине и может быть использовано для деструкции или резекции опухолей и других патологических тканей, расположенных в труднодоступных и функционально важных зонах различных органов, особенно головного мозга. Устройство может найти широкое применение в нейрохирургии, онкологии, отоларингологии, гинекологии, дерматологии ит,д,Цель изобретения - снижение травматичности.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из ресивера 1 высокого давления рабочей жидкости, регулятора 2 давления с предохранительным клапаном, магистрали 3 высокого давления с системой пассивной защиты, формирова 1690717 А ческих тканей, расположенных в труднодоступных и функционально важных зонах различных органов, особенно головного мозга, Цель изобретения - снижение травматичности. В изобретении использован эффект разрушения (резки) тканей за счет кинетической энергии струи жидкости с одновременной коагуляцией места резки с помощью лазерного излучения, распространяющегося в струе за счет эффекта полного внутреннего отражения. В устройстве использован ультразвуковой преобоазователь 8, который формирует продольные ультразвуковые колебания водяной струи, обеспечивая снижение давления струи жидкости без ухудшения характеристики рассечения тканей. 1 ил,Ресивер 1 высокого дав тор 2 давления с предохрани ном, магистраль 3 высок формирователь 4 струи жидк наконечник 5 соединены по Струйный отсос 6 жидкости стию сменного наконечника соединен с корпусом 9 фо струи жидкости. Генератор вых колебаний электрически тразвуковым преобразовате оптически связан со световод конец которого через корпус ления, регулятельным клапа ого давления, ости, сменный следовательно.ссосен отвери мехачически рмиравателя 4 7 ультразвукосоединен с ульлем 8, лазер 11 ом 10, рабочий 9 и формирова 1690717тель 4 струи жидкости введен в отверстие сменного наконечника 5.Ресивер 1 вь.сокого давлений представляет собой емкость, предназначенную для заполнений рабочей жидкостью под давлением до 100 МПа, Регулятор 2 давления с предохранительньнл клаганом представляет сооой известное устройство, используемое о газовых и Гидравлических системах длй понижения давлений. и 1 агистраль 3 высокого давления с системой ассивоЙ защитц представляет собой витую спираль иэ прочнОЙ Грубки, выдержива 5 ощей давление до 100 ЛПа.оследовательно с которой соединяется система дросселей, Ограничивающая давление в случае разрыва магистрали. Формирователь 4 струи жидкости служит для с "5 ласования дВижущВГося потока жидкости с пространсто 8 ннОЙ конфигурацией ультразвукового преобразователя 8 и может быть выполнен, например, в виде конуса. Сменный наконечник 5 выполнен в виделинейного дросселя, обладающего линейной зависимостью расхода от перепада давления на входе,и Выходе наконечника, Лейа заисос расхода От перепада может быть реализована только при ламинарном характере теч 8 ний жидкО- сти через наконечник 5, При ламинарном течении потери характеризуются главным Образом трение о сГенки, пОэтОму Дроссели, в которых реалзовано такое течение, имеют обычно длинные и узкие каналц. Струйный отсос 6 жидкости представляет собой трубопровод, соединенный с откачивающим насосом и входным отверстием, конфиГураций которОГО Определйется конкретным типом выполняемой хирургической операции, Генератор 7 ультразвуковых колебаний йвля 8 тсЯ станДартным, исполь.;уется, например, в серийно выпускаемом приборе "Криотон-лор 2", Ультразвуковой преобразователь 8 представляет собой изВестную конструкцию, состоящуО, напри; мер, из собственно пьезокерамического возбудителя колебаний и механического концентратора для фокусирования ультразвуковой волны. Форма концентратора должна быть аналогична форме канала формирователя 4 струи,Устройство работает следующим образом.Сначала устанавливается требуемая Глубина разреза путем пер 8 мещений струйного Отсоса 6 вдоль корпуса 9 формирователя 4 сруи жидкости. Величину давления струи жидкости устанаВливают в зависимости от режима работы устройст ва с помощью Оегулятооа 2 давлений с поецохранитльным клапаном50 тот выбраны исходя иэ следуощих соображений: нижняя частота соответстоуеГ нлжнему пределу частот, при которых еще наблюдается выраженный эффект ускорения заживления Оиотканей пои действииультразвука, верхняя граничная частота лежит в диапазоне частот терапевтического действий ультразвука и Выбрана исходя из значений деформаций биотканей, Достигающих при интенсивности 5-10 Б Г/см велиг чин межклеточных расстоянлй. При таких деформациях участков биотканей межклеточные расстояния увеличиваются ДО удвоенных значений, что позволяет отсепаЖидкость поступает по магистрали 3высокого давления в полость формирователя 4 струи жидкости и через сменный наконечник 5, В котором усаноено калиброванное сопло требуемой конфигурации, выхоДИТ из формирователй 4 в виде Сру жидкости с высокой кинетической энергией.Вь 1 ходное излучение лазера 11 через светоВод 10 поступает в водяную струю, форми 10 руемую сменным наконечником 5, и за счет эффекта полного внутрв него отражения награница раздела жидкость - воздух распространяется по струе жидкости, а затем поступает в приемное отверстие струйного отсоса 6, Рассечение ткани осуществля 1 от после введений закругленного конца струйного отсоса 6 жидкости в межслоевой промежуток 12 под рассекаемыл слой 13, Корпус струйного отсоса 6 при этом предохраняет от повреждения водяной струей высокого (15100) РлПа давления слой ткани 14. Коагуляция осуществляется подачей по струе жидкости в зону резания излучения вдиапазоне 0,41,1 мкм мощностью от 0,5 до 25 10 Вт. Поглощенное биотканью лазерноеизлучение коагулиру 81 биоткань на глубину от 0,2 до 1 мм В заоисимости От устанавливаемой мощности Выходного излучения лазера 11. Избыточная тепловая энергия 30 снимается с поверхности биоткани струейжидкости. Для снижения величины давления в струе жидкости, необходимого для рассечения биоткани и одновременноГо ускорения процесса регенерации, зов 35 ну разреза подвергают воздействию ультразвукового излучения, формируемОГО пьезокерамическим или магнитострикционным ультразвуковым преобразорателем, который возбуждается напряжением, поступаю щим от генератора 7 ультразвуковьхколебаний. Озвучивание ткани производят с параметрами т = 10 - 10 КГц; Р =г з=5 10 Вт/смг. Ультразвуковые колебания распространяются по корпусу 9 и по водй ной струе поступают В зону разделения.Пределы рабочих ультразвуковых час 1690717рировать клетки струей жидкости с давлени-. ем до 50 МПа беэ повреждения основных структур ткани. Интенсивность ультразвука соответствует величине, достаточной.для отсепарирования клеток (сверху) и для вы раженного терапевтического эффекта (снизу),Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить режим разделения мягких и костных тканей с 10 использованием кинетической энергии струи жидкости, Лазерное излучение, распространяющееся в струе, обеспечивает коагуляцию кровеносных сосудов непосредственно в месте разделения тканей, а 15 также освещение поля зрения. Изменением давления в струе жидкости можно выбрать режим послойного разделения патологического новообразования и его последующего отсоса без нарушения целостности сосудов, 20 что особенно важно при операциях на головном мозге. Ввод и распространение в струе жидкости ультразвуковых колебаний позволяет снизить усилие резания и одновременно обусловливает улучшение после дующей регенерации ткани. Устройство обладает повышенной стерильностью, так как может не находиться в контакте с биоткань 1 о во время процесса разделения. При-. менение устройства позволит резко 30 повысить эффективность хирургического лечения за счет снижения травматичности тканей и замены режима резания на послойное разделение, ускорить заживаемость за счет терапевтического действия ультразву ка, реализации бескровного разреза и освещения рабочего поля.Положительный хирургический эффект,. кроме того, обеспечивается изменением диаметра и профиля сопла сменного наконец ника; регулированием геометрических размеров эоны воздействия; изменением мощности выходного излучения лазера, ч. о позволяет наряду с изменением давления в струе жидкости перестраивать режимы разделения новообразований, испарения, коагуляции.Кроме того, изменением давления струи жидкости обеспечивается необходимая глубина проникновения струи жидкости в биологическую ткань в зависимости от ее структуры,Режим разделения биотканей может найти самое широкое применение в хирургической поактике как для обеспечения доступа, так и для самостоятельных реконструктивных операций, обеспечивая значительно более быстрое заживление и высокое качество послеоперационного рубца,Формула изобретения УстройствО для деструкции и резекции биологических тканей, содержащее лазер и связанный с ним гибкий светоьод, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения травматичности, оно снабжено генератором ультразвуковых колебаний, связанным с ультразвуковым преобразователем, последовательно соединенным ресивером высокого давления рабочей жидкости, регулятором давления с предохранительным клапаном, магисгралью высокого давления с системой пассивной защиты, формирователем струи жидкости и сменным наконечником, закрепленным на формирователе струн струйным отсосом, входное отверстие которого соосно отверстию сменного наконечника, при этом ультразвуковой преобразователь механически связан с Формирователем струи жидкости, а рабочий конец световода расположен в сменном наконечнике.Составитель Ю.Коноплянниковедактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор О,КундрикЗаказ 3874 Тираж Подписное ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101