BG67604B1

BG67604B1 - Хибридна плазмена писалка

Info

Publication number: BG67604B1
Application number: BG113296A
Authority: BG
Inventors: Борис Коцев; Георгиев Коцев Борис
Original assignee: Георгиев Коцев Борис
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2024-01-31
Also published as: BG113296A

Abstract

Изобретението се отнася до хибридна плазмена писалка, която ще намери приложение в медицината и козметиката, като по-специално ще послужи за аблация и стерилизация на тъкани при извършване на медицински и козметични процедури като дезинфекция и стимулиране на заздравителния процес на рани, тъканна аблация, резекция, електрохирургия и други. Хибридната плазмена писалка включва корпус (1), в който са интегрирани източник на захранване (13), който през стабилизатор на напрежение (14) е свързан към програмируем процесор (16), който е свързан с възможност за контролиране на работни режими чрез подаване на сигнали към високоволтов радиочестотен генератор (17). Високоволтовият радиочестотен генератор (17) е пряко свързан към специализирано гнездо (12) за приемане на електродна глава (22). Високоволтовият радиочестотен генератор (17) включва високоволтов трансформатор (18) с намотки (19), които са свързани към специализираното гнездо (12), включващо букса (21) за споменатата електродна глава (22) и сонда (20) за свързване към споменатите намотки (19).

Description

(54) ХИБРИДНА ПЛАЗМЕНА ПИСАЛКА

Област на техниката

Изобретението се отнася до хибридна плазмена писалка, която ще намери приложение в медицината и козметиката, като по-специално ще послужи за аблация и стерилизация на тъкани при извършване на медицински и козметични процедури като дезинфекция и стимулиране на заздравителния процес на рани, тъканна аблация, резекция, електрохирургия и други.

Предшестващо състояние на техниката

Областта на електрохирургията включва редица слабо свързани хирургични техники, които имат общо приложение на електрическата енергия за промяна на структурата или целостта на човешката тъкан. Електрохирургичните процедури обикновено действат, чрез прилагане на много високочестотни токове и заряди за изрязване или аблация на тъканите, като операцията може да бъде монополярна или биполярна. Монополярните техники разчитат на отделен електрод за връщане на тока, който се поставя далеч от третираното място и хирургичното устройство определя само един електроден полюс, който осигурява хирургическия ефект. Биполярните устройства съдържат два или повече електроди на една и съща опора за прилагане на ток между техните повърхности.

Електрохирургичните процедури и устройства са особено изгодни, тъй като те обикновено намаляват кървенето и травмата, свързани с традиционалните методи на рязане. Освен това някои електрохирургични процедури за аблация не могат да бъдат заменени с алтернативен метод.

Радиочестотната (RF) енергия се използва в широк спектър от хирургични процедури, тъй като осигурява ефективна резекция и коагулация на тъканите и относително лесно достига до прицелните тъкани, чрез прецизен връх. Конвенционалните монополярни високочестотни електрохирургични устройства обикновено работят, чрез създаване на разлика в напрежението между активния електрод и целевата тъкан, което води до образуване на електрическа дъга през физическата междина между електрода и тъканта. В точката на контакт на електрическите дъги с тъкан се получава бързо нагряване на тъканите поради високата плътност на тока между електрода и тъканта. Тази висока плътност на тока кара клетъчните течности да се преобразуват в пара, като по този начин се изпаряват и произвеждат ефект на „аблация“ по пътя на локализираното нагряване на тъканите.

Към днешна дата се усеща необходимостта от намеса и подобрение на лечението в патологията, при която се използват електрохирургични устройства. В първоначалното състояние на техниката на електрическия каутер, не е възможно реализирането на преносимо устройство, поради нуждата от външно снабдяване с газове като Хелий и Аргон. Този тип плазмени устройства за коагулация/аблация на тъкани обикновено използват радиочестотни генератори, които са големи, тежки и не са преносими. Поради размерите си пациентите биха могли да се възползват само от настоящите плазмени технологии за коагулация/аблация, като пътуват до болница или клиника, за да получат лечението. Това ограничение прави подобни лечения скъпи и често ограничава или възпрепятства достъпа на пациента до неговите ползи. Впоследствие с развитието на технологиите е избегната нуждата от допълнително осигуряване на газ, но въпреки това устройството остава със значително голям и непрактичен размер. За по-лесна експлоатация електрическия каутер е разделен на два модула. Първият модул е много компонентен радиочестотен преобразувател на високо напрежение, като той е със сложна структура, кабели за захранване на 220V, охладителна система и ръчен регулатор на напрежение. В резултат на това много пациенти нямат достъп до тази скъпа и ограничена, но полезна технология, която може да се прилага само в болници и клиники. Вторият модул е накрайник, електрически свързан посредством кабели, които прехвърлят високото напрежение към прецизния връх на накрайника. Има дръжка от изолационен материал за удобство и безопасност по време на работа. Въпреки тези удобства устройството не е пригодено за масова експлоатация. Има недостатъци, като сложна многокомпонентна структура, кабели, висока консумация на електроенергия и възможност от прегряване. Освен това е трудно и непрактично ръчното регулиране на напрежение, като грешна сила на тока протичаща към тъканта, може да доведе до нежелателни изгаряния и увреждания на здрава тъкан.

Последните нововъведения в областта представляват електрически каутери под формата на плазмени писалки. Те са преносими устройства с опростена структура, лишени от кабели и нужда от външно добавяне на газове. Състоят се от дръжка, батерия, трансформатор на високо напрежение и накрайник.

При прилагането известните устройства пригодени за аблация на тъкани, повечето се представят неуспешно както термично, така и електрически. Тези два фактора винаги са били пречка за перфектното изпълнение на най-често срещаните дерматологични интервенции, тъй като диатермалният ток следва най-краткия и обикновено нежелан електрически път. Също така, радиочестотната енергия има няколко ограничения, включително и бързото разсейване на напрежението в повърхностните тъкани, което води до плитки изгаряния и невъзможност за достъп до по-дълбоки видове тъкани. Друго ограничение на радиочестотните аблационни системи е тенденцията за образуването на есхар и образуване на съсиреци върху проводящите напрежение електроди, което ограничава по-нататъшното правилно разпределение на електрическото напрежение.

Съществуващите устройства за аблация на тъкани имат ограничение във времето им за експлоатация поради факта, че за генерирането на плазмения връх към тъканта се изисква голямо напрежение и голям трансформатор на високо напрежение. Обикновено издържат при постоянен режим на работа до 1 h, което само по себе си предразполага постоянното зареждане на електрическия каутер. Това се характеризира и с голяма консумация на електроенергия. Имат еднотипен накрайник, което затруднява обработката, спрямо всяка една индивидуална ситуация. При различно подадено напрежение към един и същи накрайник, и лош контрол на импулса, възможността за нежелателно изгаряне на здравата околна тъкан се увеличава многократно.

Същата композиция и конструкция на устройствата за аблация на тъкани, състоящи се от трансформатор на DC захранване към високо напрежение, генериращо плазма предназначена за аблация на тъкани, посредством трансформатор на високо напрежение, може да бъде пригодена за изцяло различно приложение. Чрез промяна на честотата, импулса и електродния накрайник се променя изцяло същността на изобретението. Чрез промяната на дадени характеристики, устройството може да се използва като генератор на плазма, служещ за стерилизация на рани и тъкани.

Множество медицински изследвания доказват, че плазмата в комбинация с озон и ултравиолетови лъчи, генерирани от плазмения заряд, имат добър стерилизиращ ефект. Също така могат ефективно да убиват вируси, спори, гъби и бактерии, като Ентерококус фекалис, които са изключително устойчиви на антибиотици.

Плазменото лечение след тъканно увреждане предотвратява вторичната инфекция на тъканите поради стерилизиращото си действие и се оказва ефективно при зарастването на рани с бързо хемостатично действие. Ако плазменото лечение на венозна язва се повтаря в продължение на 2 min на ден, заздравителния процес се повишава многократно. След 11 обработки на мястото на раната, не се откриват бактерии [Gregory, Plasma Chem Plasma Process 26, 2006].

Периодичното третиране c плазма върху кожата, също така стимулира кожните клетки да повишат колагена в дермалния слой и поради повишената секреция на СЕРФ (Съдов Ендотелен Растежен Фактор), новите кръвоносни съдове отговарят за подхранването на новите клетки и по този начин може да се очаква антиейдж ефект. Следователно, плазмата може да бъде много полезна за подобряване на заздравителния процес, както при здрави пациенти, така и при пациенти c кръвни болести [Heilin, J Dtsch Dermatol Ges 8, 2010].

Последни проучвания също отразяват, че плазмата може ефективно да разгради липидния слой на кожата, което насърчава абсорбцията на други медикаменти през нея. Това позволява приложението на подобна технология и в областта на козметиката.

Също като устройствата за аблация на тъкани, съществуващите методи и устройства за стерилизация на рани и тъкани, далеч не отговарят на нуждите на определени ситуации. Традиционните методи за стерилизация имат дефекти, като:

• Ограничен ефект на стерилизация - като при ултразвуковата техника за стерилизация • Унищожаване на стерилизиращите вещества - като при нагряване и техники за стерилизация с висока температура • Твърде високи разходи - като при ултра импулсно стерилизиране с високо напрежение на електрическото поле • Сложен процес - като при радиационната техника за стерилизация.

Като пример, патент CN 101732091 описва коагулационно устройство, което използва микровълнов резонатор за генериране на плазма, при който обаче за генерирането на плазма, се изисква инертен газ и устройството не може да се направи преносимо.

Съществуващото общо достъпно плазмено оборудване обикновено е обемисто и се нуждае от сравнително голямо електрическо захранване. При определени ситуации, е необходимо и допълнително осигуряване на редки газове като аргон и хелий, за да се намалят външните фактори за генериране на плазма. Това ограничава масовото използване и приложение на този тип устройства в медицинската и козметичната сфера.

Техническа същност на изобретението

Задачата на настоящото изобретение е да се осигури преносимо нискотемпературно плазмено устройство, което да преодолее гореописаните недостатъци, свързани с двете технологии, като също така ги обедини в едно устройство. Чрез генерираната плазма устройството трябва да позволи простия и ефикасен разрез, чрез аблация на различните видове тъкани, като не наранява здравата околна тъкан. В същото време, то трябва да може да се използва за убиване на вируси, спори, гъби и бактерии и стерилизация на рани, като стимулира заздравителния процес. Устройството трябва да е преносимо и компактно, без нужда от допълнителни редки газове. Също така, трябва да включва възможно най-малко кабели, за пренасяне на радиочестотната енергия. Да се характеризира с ниска консумация на електроенергия и дълга издръжливост на батерията, и въпреки това да има достатъчна мощност за образуване и поддържане на плазма спрямо работния режим. Също така трябва да има възможност за прилагане и експлоатиране на различни електродни глави, спрямо всяка една индивидуална ситуация.

Задачата е решена чрез създаване на хибридна плазмена писалка, която включва източник на захранване, който през стабилизатор на напрежение е свързан към програмируем процесор, който е свързан с възможност за контролиране на работни режими чрез подаване на сигнали към високоволтов радиочестотен генератор. Високоволтовият радиочестотен генератор е пряко свързан към специализирано гнездо за приемане на електродна глава. Високоволтовият радиочестотен генератор включва високоволтов трансформатор с намотки, които са свързани към специализираното гнездо, включващо букса за споменатата електродна глава и сонда за свързване към споменатите намотки. Източникът на захранване, програмируемият процесор, високоволтовият радиочестотен генератор и специализираното гнездо са интегрирани в издължен корпус от медицинска пластмаса. В горния край на корпуса са изведени LCD - дисплей, бутони за управление и букса за зареждане, която през контролер на зареждане е свързана с източника на захранване. Долният край на корпуса е оформен като конусен участък, във върха на който е изведена букса на специализираното гнездо. Над като конусния участък е изведен бутон за импулси.

В един вариант на изпълнение, съгласно настоящото изобретение, високоволтовият радиочестотен генератор има изходна честота от 200 до 300 kHz и напрежение от 15 до 20 kV, докато в друг вариант на изпълнение, съгласно настоящото изобретение, високоволтовият радиочестотен генератор има изходна честота от 66 до 70 kHz и напрежение от 15 до 20 kV.

В още един вариант на изпълнение, съгласно настоящото изобретение, източникът на захранване е акумулаторна батерия.

В допълнителен вариант на изпълнение, съгласно настоящото изобретение, бутоните за управление са съответно бутон за централно захранване, бутон за ръчно намаляване степента на импулса, бутон за ръчно увеличаване степента на импулса и бутон за ръчна смяна на работния режим.

В следващ вариант на изпълнение, съгласно настоящото изобретение, споменатият LCD - дисплей има индикатор за състоянието на батерията в проценти, индикатор за работния режим на устройството и индикатор за работната степен.

В следващ вариант на изпълнение, съгласно настоящото изобретение, електродната глава е сребърна.

Хибридната плазмена писалка служи основно за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма без нужда от външно подаване на редки газове и има ниска консумация на ток, висока ефективност и малък обем, което е основно постигнато чрез особения тип използван високоволтов радиочестотен генератор, който многократно намалява консумацията на електроенергия нужна за генерирането на плазма. Липсата на кабели и дългата издръжливост на батериите, позволява практична и удобна експлоатация в различни сфери. Това само по себе си осигурява по-продължителна работа на акумулаторната батерия и в същото време редуцира тежестта и обема на устройството. Смяната на електродните глави е лесна и се извършва ръчно, като се закрепят в специализираното гнездо, което спомага за автоматично разпознаване от програмируемия процесор на типа електродна глава. Хибридната плазмена писалка има два работни режима, както следва - режим А, който е за качествено ефективно изпълнение на прецизна аблация, без нараняване или изгаряне на околните тъкани и режим В за премахване на девитализирана тъкан, премахване на бактериалния биофилм, контрол на бактериално натоварване и стимулиране на заздравителния процес на раната, чрез насърчаване на пролиферацията на дермални клетки, синтеза на колаген и епидермалната регенерация. Работният режим може да се контролира и ръчно, като има различни степени, които променят дължината и паузата между импулсите. Управлението на целия работен процес се извършва от предварително програмиран процесор, който позволява регулирането на промяната в плътността, дължината и отстоянието на импулса. Чрез разликата в импулса и честотата се променя силата на тока, който преминава през електродната глава, като при приложението на всяка глава се използват различни характеристики. Хибридната плазмена писалка предоставя възможност за работа и приложение на различни електродни глави, спрямо спецификата на ситуацията, като тяхната смяна е бърза и лесна. Освен това предоставя възможност за работа със специализирани сребърни електродни глави, което при генерирането на плазма през накрайника освобождава и сребърни йони, които допълнително усилват и подобряват заздравителния процес. Прецизно програмиран процесор гарантира ефективната дълбочина на разреза при аблация или равномерна и плавна стерилизация, спрямо размера и вида на травмата. Автоматично настройване и разпознаване на различните електродни глави. Корпуса на устройството е изработен от висококачествена медицинска пластмаса, което увеличава ефективността и общата безопасност на устройството. По време на аблация се избягват възможни електрически разряди поради преминаването на ток към пациента. Поради тези причини изобретението се оказва идеалният инструмент за лечение на чувствителни зони. Например, като околоочната зона, при извършване на блефаропластика, без риск от увреждане на зрителния нерв. Обработената част се охлажда самостоятелно, чрез изпаряване на лезийните течности по време на хирургическа намеса, без да прегрява околните тъкани. По време на стерилизация плазмата действа директно върху раната, което усилва стерилизиращия ефект, докато електрическото поле с високо напрежение стимулира повърхността на раната да ускори локалното кръвообращение, като по този начин улеснява зарастването на раната. По време на стерилизация плазмата е с температура под 40°С, което е напълно безопасно за човешкото тяло и може да бъде в пряк контакт с кожата.

Пояснение на приложените фигури

Примерно изпълнение на хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма, обект на настоящото изобретение е показано на приложените фигури, които само го поясняват, но не го ограничават, където:

фигура 1 изобразява предния план на хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма;

фигура 2 изобразява страничния общ вид на хибридната плазмена писалка;

фигура 3 представлява надлъжен разрез на хибридната плазмена писалка;

фигури 4 и 5 представят разновидни накрайници на електродните глави, които могат да бъдат сребърни;

фигура 6 дава примерно приложение на хибридната плазмена писалка.

Примерно изпълнение на изобретението

За да се разберат предимствата, съществото и характеристиките на настоящото изобретение, са предоставени подробно описание и метод на изпълнение, които са дадени като пример, а не като ограничение по отношение на фигурите. Въпреки, че някои изпълнения са показани и описани в детайли, трябва да се разбере, че могат да бъдат направени различни промени и модификации, без да се излиза от обхвата на приложените претенции. Обхватът на изпълнение на настоящото изобретение по никакъв начин няма да бъде ограничен до броя на съставящите го компоненти, техните материали, техните форми, относителното им разположение и т.н.

Настоящото изобретение се отнася до хибридна плазмена писалка, която в един конкретен вариант на изпълнение (показан на приложените фигури от 1 до 6), служи за стерилизация на тъкани и стимулиране на заздравителния процес, като насочва плазма към определена зона на човешкото тяло. Плазмата се генерира с помощта на високоволтов радиочестотен генератор 17 и специализирана електродна глава 22, насочена към човешкото тяло. Човека се явява като „маса“ или земя, а електродната глава 22 се явява източник на високо честотно напрежение. По време на третиране на тъкан, от плазмата се генерират хиперзаредени йони, ултравиолетови лъчи и озон. Тези три елемента сами по себе си имат добър стерилизиращ ефект, а при използването на сребърни електродни глави 22, също така се отделят и сребърни йони, които допълнително усилват ефекта от изобретението, което води до премахване на дигитализирана тъкан, премахване на бактериалния биофилм и контрола на бактериално натоварване, многократно подобряване и стимулиране на заздравителния процес на тъканта. Използваният високоволтов радиочестотен генератор 17 е от типа “push-pull” генератор на високо напрежение. Този тип генератор използва високоволтов трансформатор 18 и намотки 19, което многократно намалява консумацията на електроенергия нужна за генерирането на плазма. Това само по себе си осигурява по продължителна работа на източника на захранване 13 от типа на акумулаторната батерия и в същото време редуцира тежестта и обема на устройството. Смяната на електродните глави 22 е лесна и се извършва ръчно, като се закрепят в специализирано гнездо 12, което автоматично разпознава типа електродна глава 22.

Хибридната плазмена писалка включва най-общо корпус 1, в който са интегрирани източник на захранване 13, стабилизатор на напрежение 14, програмируем процесор 16, високоволтов радиочестотен генератор 17 и специализирано гнездо 12, пригодено за различни електродни глави 22. Корпусът 1 е издължен и е изграден от медицинска пластмаса. Източникът на захранване 13 на предложеното изобретение може да бъде акумулаторна батерия, например литиево -йонна батерия, която е свързана със стабилизатор на напрежение 14 и контролер за зареждането, които също са интегрирани в корпуса 1. В горния край отвън на корпус 1 са изведени и бутоните за управление 7, 8, 9 и 10, LCD - дисплей 3 и букса за зареждане 2 на акумулаторната батерия, която през контролер на зареждане е свързана с източника на захранване 13. Споменатият LCD - дисплей 3 може да има индикатор за състоянието на батерията в проценти 4, индикатор за работния режим на устройството 6 и индикатор за работната степен 5. Бутоните за управление могат да бъдат съответно бутон за централно захранване 7, бутон за ръчно намаляване степента на импулса 8, бутон за ръчно увеличаване степента на импулса 9 и бутон за ръчна смяна на работния режим 10. Захранването от източника на захранване 13 минава през стабилизатора на напрежение, като прецизно програмираният процесор 16 задава характеристиките на тока спрямо всяко индивидуално и специфично приложение на устройството. Програмируемият процесор 16 представлява предварително програмиран блок за управление, имащ микроконтролер, като е свързан с възможност за контролиране на работни режими чрез подаване на сигнали към високоволтовия радиочестотен генератор 17, като регулира плътността, дължината и паузата между импулсите от генератора 17 и чрез тях честотата на тока. Това определя работния режим на устройството, като следва режим А е за прецизна аблация, без нараняване или изгаряне на околните тъкани, а режим В за премахване на девитализирана тъкан, премахване на бактериалния биофилм, контрол на бактериално натоварване и стимулиране на заздравителния процес на раната, чрез насърчаване на пролиферацията на дермални клетки, синтеза на колаген и епидермалната регенерация. Високоволтовият радиочестотен генератор 17 е пряко свързан към специализираното гнездо 12 за приемане на електродна глава 22. Високоволтовият радиочестотен генератор 17 включва високоволтов трансформатор 18 с намотки 19, които са свързани към специализираното гнездо 12. Специализираното гнездо 12 има сонда 20 за свързване към споменатите намотки 19 и букса 21 тип „банан“ за приемане на споменатата електродна глава 22. Електродната глава 22 има работен елемент във вид на накрайник 23, изолационна капачка и накрайник във вид на щекер 24, който е предвиден за закрепване в споменатата букса 21. Щекерът 24 и буксата 21 могат да бъдат от тип „банан“, за които е характерна висока надеждност и осигуряват лесна и бърза смяна на електродната глава 22. Източникът на захранване 13, процесорът за контролиране на работните режими 16, високоволтовият радиочестотен генератор 17 и специализираното гнездо 12 са интегрирани в издължен корпус 1 от медицинска пластмаса. Долният край на корпуса 1 е оформен като конусен участък, във върха на който е изведена буксата 21 на специализираното гнездо 12. Над конусния участък е изведен бутон за импулси 11. Същността на това изобретение е, че се нуждае от много малко постояннотоково захранване с максимален ток от 0,5 А, а самото устройство има много прецизен процес на насочване. Ефективността и прецизността са постигнати чрез комбинацията от непрекъснат искров разряд и топлинна енергия. По време на аблация, накрайникът 23 с непрекъснат искров разряд е тесен и концентриран, което осигурява неповредените околни и здрави тъкани, около района на третиране. Самият искров разряд образува плазмата, която възниква поради високото напрежение, което варира от 15 до 20 kV.

Позовавайки се по-специално на чертежите по референтни знаци, фигура 1 разкрива общия външен вид на хибридната плазмена писалка, на която е показан корпуса 1 от висококачествена медицинска пластмаса, която увеличава ефективността и общата безопасност на устройството. В горната част на корпуса 1 на хибридната плазмена писалка е разположен LCD - дисплей 3, разделен на индикатор за състоянието на батерията 4 в проценти, индикатор за степента на импулса 5 и индикатор за режима на работа 6, чрез които се следи състоянието на батерията в проценти, работният режим на устройството и степента, на която оперира устройството. Под дисплея са разположени бутони за ръчно управление на процесора. Най-горният е бутон за централно захранване 7, като успоредно и симетрично на него е разположен бутон за ръчна смяна на работния режим 10. Останалите два бутона на корпуса 1 са бутон за ръчно намаляване и повишаване на степента на импулса 8 и 9. Различните степени и работен режим се определят спрямо индивидуалния случай и съответната електродна глава 22, която се използва. Основната разлика в двата работни режима е характеристиката на честотата, дължината и паузата между импулса и силата на тока от високоволтовия радиочестотен генератор 17. Бутонът за подаване на импулс към тъканта 11 e разположен в долната част на корпуса 1, което предоставя възможност за удобно държане и контролиране на генерираната плазма по време на експлоатация. В едно изпълнение хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма може да има изходна честота 200-300 kHz и напрежение от 15 до 20 kV, като не се нуждае от допълнително охлаждане, докато в друго изпълнение на изобретението може да има изходна честота от 66 - 70 kHz и напрежение от 15 до 20 kV.

На фигура 2 се изобразява страничния общ вид на хибридната плазмена писалка, където корпусът 1 е изтънен в горната част и леко удебелен в долната, с цел по-удобно държане по време на експлоатация. В дясно от LCD - дисплея 3 се намира буксата за зареждане 2, която може да бъде стандартизирана букса, тъй като е съвместима с повечето зарядни устройства, което предразполага универсална употреба и поголяма надеждност за крайния потребител.

Същността на устройството е изобразена на фигура 3, представляваща надлъжен разрез на хибридната плазмена писалка и която показва цялото устройство, което в случая се захранва от литиевойонна батерия 13, например от 4400 mAh. Батериите се захранват например през букса тип “micro-USB”, като тяхната издръжливост зависи от режима им на работа и електродната глава 22, която се използва. След включване на устройството с бутона за централно захранване 7, устройството преминава в работен режим. Всичките компоненти са разположени върху основната платка 15, като един от най-значителните елементи се явява прецизно програмируем процесор 16. Процесорът 16 има възможност за автоматично разпознаване на електродните глави 22. Това гарантира, че честотата и дължината на импулса ще бъдат правилно конфигурирани спрямо индивидуалната ситуация, следователно няма да има нежелателни последствия, свързани с ръчните настройки на устройството. Сондата 20 не само осигурява правилна посока на тока, но и следи дължината на „банан“ щекера 24 на електродната глава 22. Спрямо дължината, процесорът 16 разпознава електродната глава 22 и подава нужният сигнал. Въпреки автоматизацията на процеса, устройството разполага и с ръчен режим на управление. Бутонът за смяна на работния режим 10 определя честотата и енергията на тока, докато бутоните за ръчно намаляване и повишаване на степента на импулса 8 и 9 определят не само дължината и силата на импулса, но и паузата между импулсите. Чрез тях се контролира силата на тока, преминаваща към тъканта. Напрежението от 5V подадено от стабилизатора на напрежение 14 е константно и не повлиява върху силата, вида и състоянието на генерираната плазма, тези характеристики се контролират изцяло от сигналите, подадени от процесора 16. Сигналът от процесора се подава директно на генератора 17, който образува високото напрежение на принципа на „push-pull“ генератор, базиран на феритен трансформатор и полеви транзистори. Това увеличава коефициента на полезно действие (КПД) и намалява размера на изходния трансформатор и характеризира устройството с повишена енергийна ефективност при ниско захранващо напрежение, а оттам намалява размера на батериите и самото устройство. Също така отпада необходимостта от радиатори за крайните транзистори, с което също се намалява размера на устройството. Високоволтовият трансформатор 18 реализира непрекъснат и стабилен разряд за генерирането на плазмата при нормална температура. Генерираното високоволтово електричество от генератора 17 се предава през намотките 19 към сондата 20, която го предава към съответната закрепена електродна глава 22 в специализираното гнездо 12.

Същността на хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма е да генерира и предава енергия към проводящ елемент, така че проводящият елемент да провежда и концентрира енергията, образувайки плазма. Като примерно изпълнение се използват електродни глави 22, за предпочитане изцяло от сребро. При наличието на плазма се образуват хиперзаредени йони, озон и ултравиолетови лъчи. Прилагайки сребърни електродни глави 22, също така се отделят и сребърни йони. Електродните глави 22 за приложение с хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма, изобразени на фигура 4, имат различно приложение, като основно се различават по размер, диаметър и/или форма. Всяка една от тях е персонализирана да третира определена част от тялото, вид тъкан или вид рана. Благодарение на програмируемия процесор 16, електродните глави 22 се разпознават автоматично, като сондата 20 разпознава накрайника спрямо дължината на „банан“ щекера 24. Електродната глава 22 трябва да влезе плътно, докато изолационната капачка не опре в корпуса 1. По този начин се гарантира правилно разпознаване на електродната глава 22 и евентуалното неконтролирано/нежелателно прескачане на искров заряд. По-големите и плътни накрайници 23, изобразени на фигура 5, се използват в режим на стерилизация на тъканта, докато по-тънките накрайници 23, изобразени на фигура 4, се използват в режим на аблация на тъкани. Програмируемият процесор 16 определя характеристиките на тока и подава нужния сигнал към високоволтовия радиочестотен генератор 17. Програмируемият процесор 16 предлага и ръчен метод на управление, чрез бутон за промяна на работния режим 10, както и от бутоните за повишаване или намаляване 8 на степента на импулса 8 и 9.

На фигура 5 е изобразена блок схемата на устройството за аблация и последователността на различните модули, а на фигура 6 е изобразено примерно приложение върху кожата на хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма. Заздравяването на рани включва сложен и динамичен процес на ангиогенеза, клетъчна пролиферация, отлагане на извънклетъчен матрикс и свиване на раната. В този процес девитализираната тъкан действа като физическа бариера за реепителизация и предотвратява директно контактуването на приложените локални терапевтични средства с целевата тъкан, за да осигури нейните полезни свойства. Като пример за девитализирана тъкан, наличието на некротична тъкан в средата на раната предотвратява ангиогенезата, образуването на гранулационна тъкан, епидермалната регенерация и образуването на нормална извънклетъчна матрица (ЕСМ). Освен това, девитализираната тъкан може да служи като хранителен източник за бактериите, които подпомагат формирането на биофилми и устойчивостта към антибиотици. Това прави стерилизирането на тъканта важна стъпка в лечението на рани и подготовката на прицелната тъкан за реепителизация.

Настоящото изобретение включва преносима система за лечение и стерилизация на рани. Характеризира се с това, че е преносима, малка по размер, удобна за експлоатация, без нужда от външен инертен газ, висока енергийна ефективност и следователно голяма издръжливост на акумулаторната батерия. Също така генерира нискотемпературна плазма под въздействието на нормално атмосферно налягане. Чрез използването на работен режим В се осигурява стерилизация на прицелна тъкан, за да се стимулира по този начин заздравяването на рани и да се улесни отстраняването на девитализирана тъкан и бактериалния биофилм. Също така да контролира бактериалното натоварване. Освен стерилизацията, също така се стимулира и заздравителния процес и ускорява затварянето на раната, чрез насърчаване на пролиферацията на дермални клетки, синтеза на колаген и епидермалната регенерация.

Съответно изобретението е преносимо устройство за стерилизация на рани и аблация на тъкани, както е описано по-горе и позволява на пациенти да получат базирано на плазма лечение. Като хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма може да се използва за насърчаване на контрола върху бактериалното натоварване, реепителиза цията, неоваскуларизацията и в крайна сметка, води до по -ранно заздравяване и затваряне на рани. Клинични проучвания показват успешно лечение на хронична язва посредством нискотемпературна плазма. В допълнение, преносимата система за лечение на рани може да осигури токова коагулация и/или аблация на целева тъкан и доброкачествени кожни образувания, като: Кератози, Фибром, Верока, Телеангиатезия, Карциом на базална основа и други. За аблация се използва работния режим А. Размерите и теглото на устройството позволяват неговата масова експлоатация, като не се изисква пациента да пътува до болница или клиника.

В едно примерно приложение изобретението може да генерира радиочестотна енергия, през електропроводим елемент, като генерира плазма. Този елемент може да бъде монополярна електродна глава 22 и като пример може да се използва за аблация на органични тъкани, като: кожа, лигавици, мастна тъкан, епител и съединителна тъкан. Когато високото напрежение се генерира, то се концентрира върху прицелната тъкан посредством електродна глава 22. Плазмената искра (разряд) произведена от силно енергизираните йони, е достатъчно силна за да разруши молекулярните връзки в меките тъкани, за да предизвика тяхната аблация. Съответно хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма може да премахва или аблира микроскопични образувания и растежи на тумори върху кожата и лигавиците с помощта на нискотемпературна плазма, водеща до минимално или никакво странично увреждане на здравата околна тъкан.

Както е описано по-горе, устройството за стерилизация на прицелна тъкан и стимулиране по този начин заздравителния процес, чрез образуване на плазмено поле между електродната глава 22 и тъканта. Енергията в образуваното плазмено поле е достатъчно силна, за да разруши органичните молекулярни връзки в меките тъкани, за да предизвика по този начин нейното затваряне. Съответно хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма е в състояние също да извършва аблация на органична тъкан, благодарение на прецизно програмирания процесор 16, който определя честотата и тока, като енергията се концентрира към целевата тъкан без директен контакт между проводящия елемент - накрайника 23 и тъканта на човека.

Хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма ще намери своето приложение в различни медицински области, особено за лечение на патологично променени тъкани. Може да се използва в дерматологията, стоматологията, хирургията, гинекологията, проктологията, урологията, отоларингологията и други области, в които трябва да се отстранява патологична тъкан или унищожи клетка чрез електродиране. Изобретението използва плазма за концентрирана или периферна аблация на прицелна тъкан в различни дълбочини, като по напълно доброкачествен начин може да реформира епитела. В допълнение аблацията може да се използва за лечение/абсцедиране на доброкачествен и злокачествен растеж на тъканта. Силата на тока и начина на лечение може да се регулира в зависимост от вида на тъканта и желаната дълбочина на аблация. Работният режим за аблация може да се използва не само за лечение на езофагуса на Барет и дисплазия на хранопровода, полипи на дебелото черво, стомашно-чревно кървене, аблация на ендометриума, белодробна аблация, но също така и за лечение на всякакви лигавични, субмукозни или периферни лезии като възпалителни лезии тумори, полипи и съдови лезии.

Горните изпълнения се използват само за илюстриране на общото приложение, характер и същност на настоящото изобретение. Хибридната плазмена писалка за аблация и стерилизация на тъкани чрез нискотемпературна плазма не се ограничава до описаното тук изпълнение и всякакви несъществени промени и замествания, направени от специалистите в областта, базирани на настоящото изобретение, принадлежат на обхвата на заявеното изобретение.

Claims

Патентни претенции

1. Хибридна плазмена писалка, характеризираща се с това, че включва източник на захранване (13), който през стабилизатор на напрежение (14) е свързан към програмируем процесор (16), който е свързан с възможност за контролиране на работни режими чрез подаване на сигнали към високоволтов радиочестотен генератор (17), който е пряко свързан към специализирано гнездо (12) за приемане на електродна глава (22), при което високоволтовият радиочестотен генератор (17) включва високоволтов трансформатор (18) с намотки (19), които са свързани към специализираното гнездо (12), включващо букса (21) за споменатата електродна глава (22) и сонда (20) за свързване към споменатите намотки (19), при което източникът на захранване (13), програмируемият процесор (16), високоволтовият радиочестотен генератор (17) и специализираното гнездо (12) са интегрирани в издължен корпус (1) от медицинска пластмаса, като в горния край на корпуса (1) са изведени LCD - дисплей (3), бутони за управление (7, 8, 9, 10) и букса за зареждане (2), която през контролер на зареждане е свързана с източника на захранване (13), а долният край на корпуса (1) е оформен като конусен участък, във върха на който е изведена буксата (21) на специализираното гнездо (12), като в долния край на корпуса (1) над конусния участък е изведен бутон за импулси (11).
2. Хибридна плазмена писалка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че високоволтовият радиочестотен генератор (17) има изходна честота от 200 до 300 kHz и напрежение от 15 до 20 kV.
3. Хибридна плазмена писалка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че високоволтовият радиочестотен генератор (17) има изходна честота от 66 до 70 kHz и напрежение от 15 до 20 kV.
4. Хибридна плазмена писалка съгласно претенции от 1 до 3, характеризираща се с това, че източникът на захранване (13) е акумулаторна батерия.
5. Хибридна плазмена писалка съгласно претенции от 1 до 4, характеризираща се с това, че бутоните за управление (7, 8, 9, 10) са съответно бутон за централно захранване (7), бутон за ръчно намаляване степента на импулса (8), бутон за ръчно увеличаване степента на импулса (9) и бутон за ръчна смяна на работния режим (10).
6. Хибридна плазмена писалка съгласно претенции от 1 до 5, характеризираща се с това, че споменатият LCD - дисплей (3) има индикатор за състоянието на батерията в проценти (4), индикатор за работния режим на устройството (6) и индикатор за работната степен (5).
7. Хибридна плазмена писалка съгласно претенции от 1 до 6, характеризираща се с това, че електродната глава (22) е сребърна.