Устройство для ультразвуковой хирургии

О П ИС А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ оц 774548 Союз Советских Социалистических Республик(53)М. Кл,з А б 1 В 17/3 Государственный комитет СССР оо делам изобретений н открытий(71) Заявитель Особое конструкторское бюро при Ростовском заводеГранит(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОИ 1 ХИРУРГИИ Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам,Известно устройство для ультразвуковой хирургии, которое состоит из 5генератора колебаний ультразвуковойчастоты,усилителя мощности с измерительной схемой в виде компенсационного моста, образованного двумяветвями, в одной иэ которых после" 1 Одовательно соединены электроакустический преобразователь и эталонныйрезистор, в другой - катушка индуксивности с параллельным ей переменным резистором и переменный резистор,15формирователя, одновибратора, запускаемого формирователем импульсов,схемы совпадения, соединенной сгенератором через генератор тока,интегрирующей цепи, аттенюатора, 20вход которого соединен с эталоннымрезистором измерительной схемы через последовательно соединенныеусилитель и выпрямительный мост,образующие схему стабилизации амплитуды механических колебаний рабочего инструмента (11,Однако известное устройство присмене инструмента работает беэдополнительной настройки только в ЗО том случае, если частота собственных колебаний сменяемого инструмента попадает в полосу захвата системы автоматической подстройки частотыодного порядка с разбросом собственной частоты колебаний инструментов,образующегося при заточке инструмента перед проведением операции, Следовательно, недостатком такого изобретения является очень узкая полосачастот автоматической настройки прибора, К недостаткам известного устройства следует отнести также отсутствие информации о срыве колебанийинструмента, который происходитиз-эа того, что под воздействиемперегрузки собственная частота колебаний инструмента изменяется так,что выходит за пределы полосыудержания системы автоматическойподстройки частоты,Целью изобретения является обеспечение использования рабочих инструментов с различной частотой резонансных колебаний, а также получение информации о нарушении режимаработы рабочего инструмента.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введена схемепоиска и запоминания резонанснойчастоты установленного рабочегоинструмента, вход которой соединенс выходом интегрирующей цепи, авыход соединен со вторым входом генератора ультразвуковой частоты,Кроме того, в устройстве имеетсяисточник звукового сигнала, выполненный в виде генератора звуковых частот и ключевого каскада,вход которого соединен с выходомсхемы поиска и запоминания резонансной частоты,Кроме того, схема поиска и запоми,нания резонансной частоты установленного рабочего инструмента выполрека в виде последовательно соединенных дешифратора, детектора, ключевого каскада и истокового повтори"теля, причем выход ключевого каскада одновременно соединен со входамидополнительно установленных запоминающего конденсатора и разрядного ключа, 2 ОНа чертеже изображена структурнаясхема устройства для ультразвуковойхирургии 4Устройство содержит генератор 1ультразвуковой частоты, усилитель 2 дмощности с измерительной схемой ввиде компенсационного моста, образованного двумя ветвями, в одной иэкоторых последовательно соединенызлектроакустический преобразователь3 и эталонный резистор 4, в другойкатушка 5 индуктивности с параллельным ей переменным резистором 6 ипеременный резистор 7, Кроме того,устройство содержит управляемлй35Формирователь 8 импульсов, напримердифференциальный усилитель в режимедвухстороннего ограничения, одновибратор 9, эапускаемй другим Формирователем 10 импульсов, схему 11совпадения, соединенную с генератором 401 через генератор 12 тока, и интегрирующую цепь 13, Аттенюатор 14,включенный выходом к входу усилителя 2, а входом - к выходу генератора 1, усилитель 15 и выпрямительныймост 16 образуют схему стабилизацииамплитуды механических колебаниЯрабочего инструмента, Причем потекциально управляемый вход аттенюатора 4 соединен с эталонным резистором4 измерительной схемы через последовательно соединенные усилитель 15 имост 16. Схема поиска и запоминаниярезонансной частоты установленногоинструмента состоит иэ последовательно соединенных дешифратора 17,вход которого подсоединен к выходуинтегрирующей цепи 13, детектора 18,ключевого каскада 19, составногоистокового повторителя 20, выходксторого подсоединен ко второмувходу генератора 1 и параллельновключенных ко входу истокового повторителя 20 запоминающего конденсатора 21 и разрядного ключа 22,Кроме того, устройство содержит 65 источник звукового сигнала, состоящий из последовательно включенныхключевого каскада 23 вход которогосоединен с выходом истокового повторителя и генератора 24 звуковыхчастот,устройство работает следующимобраэомфПри включении генератора 1 егоколебания через аттенюатор 14 схемыстабилизации амплитуды попадают наусилитель 2 мощности и далее наизмерительную схему, Частота генератора 1 выбрана заведомо видечастоты электроакустнческого преобразователя 3 с любым инструментом,на выходе интегрирующей цепи 13 напряжение слежения отсутствует,так как частота генератора находится вне полосы захвата системы аьтоматической подстройки частоты,Запоминающий конденсатор 21начинает заряжаться через каскад19, разряд.:ый ключ 22 закрыт, Напряжение запоминания конденсатора21 через истоковый повторитель 20попадает на второй управляющийьход генератора 1 и заставляет перестраивать его по частоте в сторону понижения При совпадении частотыгенератора 1 с частотой собственныхколебаний акустического узла напряжение, поступающее с диагЬналимоста на входы Формирователя 8 импульсов соответствует по Фазе токувозбуждения акустического узла,Прямоугольные импульсы с выходаформирователя 8 поступают на одиниВ входов схемы 11 совпадения, Кроме того, с выхода усилителя 2 мощности напряжение поступает на входдругого Формирователя 10, прямоугольные импульсы которого запускаютсоответствующим Фронтом одновибратор 9,Быходные импульсы одновибраторапоступают на второй вход схемы 11совпадения, Б схеме совгаденияпроисходит алгебраическое вычитаниевходных сигналов и на выходе об%зуются импульсы, длительность которых пропорциональна фаэовому сдвигумежду напряжением и током возбуждения акустического узла,Эти импульсы запускают генератор12 тока, с выхода которого постоянное напряжение через интегрирующуюцепь 13 подается на первый управляющий вход генератора 1, и дополнительно перестраивают его частоту до техпор, пока длительность импульса. навыходе схемы 11 совпадения не будетминимальной, т,е. будет достигнутоточное совпадение фаз напряжения итока акустического узла, что соответствует точному совпадению частоты генератора с частотой собственных колебаний акустического узла,т,е, происходит захват частоты, 774548Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 578065, кл. А 61 В 17/32,1976 (прототип). При этОм напряжение на ВыхОДЯинтегрирующс и цепи 13 становитсяминимальным, а частота геератора 1начинает повышаться, что опять приводит к повышеню напряжения навыходе интегрирующей цепи и понижеию частоты генератора 1 до совпадения частот генератора и акустического узла, Происходит релаксация частоты генератора вблизи резонансной частоты акустического узла,сопровождающаяся релаксацией напряжения на выходе интегрирующей цепи,Переменная составляющая этого напряжения поступает на вход дешифрара 17, который через детектор )8закрывает каскад 19, прекращает заряд конденсатора 2), а следовательно и перестройку частоты генератора 1,Ток, проходящии по обмотке магнитострикционного электроакустического преобразователя 3, вызывает колебания преобразователя, пропорциональные величине тока, Напряжениес резистора 4 моста, усиленноеусилителем 15, выпрямляется и подается на управляющий вход аттенюатора 14 так, что увеличение токачерез преобразователь 3 закрываетаттенюатор 14, Происходит стабилизация тока преобразователя 3,При перегрузке инструмента напряжение в диагонали моста становится ЗОравным нулю (по условиям балансирования), напряжение на вь 1 ходе формирователя 8 импульсов отсутствует,что н итоге приводит к исчезновению напряжения на выходе интегрирующей цепи 13, Дешифратор 17 через детектор 18 открывает каскад 19,через который конденсатор 21 заряжается до напряжения источника,Этонапряжение через истоконый повторитель включает ключевой каскац 23,к которому подключен источник звукового сигнала. Звуковой сигналинформирует хирурга о прекращенииколебаний инструмента, которые возобновляются после снятия перегрузки и повторного включения генератора,При выключении генератора запоминающий конденсатбр 21 разряжаетсяразрядным ключом 22 и таким обра- Ызом подготавливает схему к пОвторному включению,Наличие в устройстве схемы поиска и запоминания резонансной частоты а)акустического узла инструмента 55расширяет полосу автоматическойнастройки прибора и обеспечиваетнепосредственно в ходе операциибез подстройки и регулировки сменурабочего инструмента, имеющего 60широкий разброс по частоте собстненньх колебаний, и облегчает работухирурга, Возможность применениярабочего инструмента с более широкимразбросом по ч .стоте собстненыхколебаний упрощает и удешевляетих производство,Сигнглиэатеэ перегрузки своевременно информирует хир рга о срывеколебаний инструмента и совместносо схемой поиска и запоминаниячастоты ускоряет проведеие хирургической операции, позволяет выбрать оптимальный режим работыинструмента 1, Устройство для ультразвуковойхирургии, содержащее последовательно соединенные генератор ультразвуковой частоты, :хему стабилизацииамплитугы механических колебанийрабочего инструмента, измерительную схему, Формирователи, однонибратор, схему совпадения, генератортока и интегрирующую цепь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюиспользования рабочих инструментовс различной частотой резон"нсныхколебаний, н него нведена схемапоиска и запоминания резонанснойчастоты установленного рабочего инструмента, вход которой соединенс выходом интегрирующей цепи, авыход соедиен со нторым входомгенератора ультразвуковой частоты,2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюполучения информации о нарушениирежима работы рабочего инструмента, в нем и еется источник звуковогосигнала, ны.,опнанный н виде генератора звуковых частот и ключеногокаскада, вход которого соединенс выходом схемы поиска и запоминания резонансной частоты,3, Устрь.ство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что схемапоиска и запоминания резонанснойчастоты установленного рабочегоинструмента н 14 полнена н виде последовательно соединенных дешифратора,детектора, ключевого каскада и истокового повторителя, причем выходключевого каскада одновременно соединен со входом дополнительно установленных запоминающего конденсатора и разрядного ключа,774548 Составитель Л, СоловьевРедакто Г П ср , ру ова Техред Е.Гаврилешко Корректор И КастоЭЗаказ 7579/ 67 оно 5 Филиал ПП 3тент , г. Ужгород, ул, Проектная,3 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, ЖПод о комитета СССР и открытий ушская наб д.