RU2138999C1 - Многофункциональная лазерная хирургическая система - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине, а точнее к медицинской технике, и может быть использована в клиниках лазерной хирургии с несколькими специально оборудованными операционными блоками. Устройство содержит лазерный хирургический аппарат с микропроцессорным блоком управления, оптическим блоком, блоком питания и системой охлаждения, световодный инструмент и оптическую линию связи световодного инструмента с оптическим блоком. Устройство имеет контроллер дистанционного запуска и терминалы дистанционного управления, включающие контроллер, и коннектор стыковки световодного инструмента с оптической линией связи. Оптический блок содержит несколько излучателей, генерирующих излучение в непрерывном или частотном режимах в видимом или инфракрасном диапазонах спектра. Микропроцессорный блок управления, контроллер дистанционного запуска, оптический блок, блок питания и система охлаждения установлены в технологическом помещении. Терминалы и световодный инструмент - в операционных. Терминалы выполнены с возможностью установки на них осветителя, устройства удаления продуктов взаимодействия лазерного излучения с биотканью, устройства для охлаждения световодного инструмента. Магистральные световоды выполнены в виде моноволоконных световодов из кварцевого стекла с пропусканием на всех генерируемых длинах волн. Терминалы установлены на удалении до 50 м от технологического помещения. Система позволяет проводить операции в нескольких операционных с различными параметрами излучения для конкретной хирургической ситуацией. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к медицине, а точнее - к медицинской технике и может быть использовано в клиниках лазерной хирургии с несколькими специально оборудованными операционными блоками.

Известно устройство для лазерной хирургии, которое также используется в специализированных клиниках, содержащее лазерный хирургический аппарат с микропроцессорным блоком управления, оптическим блоком, блоком питания и системой охлаждения, световодный инструмент и оптическую линию связи световодного инструмента с оптическим блоком (1) [ав.св. СССР N 1822805].

Недостатком известного устройства является невозможность его использования для проведения операций в нескольких операционных блоках в силу того, что оно имеет один оптический выход, пригодный для хирургического вмешательства. Кроме того, значительные габариты аппаратуры делают неудобным ее использование непосредственно в операционных.

Технический результат, достижение которого обеспечивает изобретение, заключается в создании многофункциональной лазерной хирургической системы, которая позволяет проводить операции в нескольких операционных с различными параметрами излучения, диктуемыми конкретной хирургической ситуацией.

Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в устройстве для лазерной хирургии, содержащем лазерный хирургический аппарат с микропроцессорным блоком управления, оптическим блоком, блоком питания и системой охлаждения, световодный инструмент и оптическую линию связи световодного инструмента с оптическим блоком, при этом он снабжен контроллером дистанционного запуска, связанным с микропроцессорным блоком управления, и терминалами дистанционного управления, включающими контроллер, связанный с микропроссорным блоком управления и контроллером дистанционного запуска, и коннектор стыковки световодного инструмента с оптической линией связи, выполненной в виде магистрального световода, оптический блок содержит несколько излучателей, генерирующих лазерное излучение в непрерывном или частотном режимах, в видимом или инфракрасном диапазонах спектра, причем микропроцессорный блок управления, контроллер дистанционного запуска, оптический блок, блок питания и система охлаждения установлены в технологическом помещении, а терминалы и световодный инструмент - в удаленных операционных.

Кроме того, терминалы выполнены с возможностью установки на них осветителя, устройства удаления продуктов взаимодействия лазерного излучения с биотканью, устройства для охлаждения световодного инструмента.

Магистральные световоды выполнены в виде моноволоконных световодов из кварцевого стекла с пропусканием на всех длинах волн, генерируемых оптическим блоком.

Терминалы установлены на удалении до 50 м от технологического помещения.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема многофункциональной лазерной хирургической системы с двумя терминалами.

Система содержит лазерный хирургический аппарат 1 с микропроцессорным блоком управления (МБУ) 2, оптический блок 3, блок 4 питания и систему охлаждения, световодный инструмент 5, 6 и оптическую линию связи световодных инструментов с оптическим блоком, выполненную в виде магистральных световодов (МС) 7 и 8. Контроллер дистанционного запуска (КДЗ) 9 связан с МБУ 2 и терминалами 10 и 11 дистанционного управления, включающими контроллеры (КТ) 12 и 13, связанные с микропроссорным блоком управления 2 и контроллером дистанционного запуска 9, и коннекторы 14 и 15 стыковки световодных инструментов 5 и б с магистральными световодами 7 и 8 соответственно.

Оптический блок содержит несколько излучателей (на схеме не показаны), генерирующих лазерное излучение в непрерывном или частотном режимах, в видимом или инфракрасном диапазонах спектра.

Микропроцессорный блок управления 2, контроллер дистанционного запуска 9, оптический блок 3, блок 4 питания и система охлаждения установлены в технологическом помещении, а терминалы 10 и 11 и световодный инструмент 5 и 6 - в удаленных операционных.

Связь между контроллерами, установленными в терминалах с МБУ, осуществляется по специальной линии связи (волоконно-оптическому кабелю либо по гальванически развязанному коаксиальному кабелю).

Оптический блок имеет оптико-механический коммутатор (не показан), осуществляющий связь определенного лазера с магистральным световодом.

Система снабжена средством тестирования МС и корректировки параметров излучателя в зависимости от потерь в МС.

Кроме того, система имеет средство, отключающее аппарат в случае выхода из строя МС или световодного инструмента.

Количество выходов оптического блока в реальных условиях соответствует количеству терминалов.

В магистральных световодах используются моноволоконные световоды из кварцевого стекла с высоким пропусканием на всех длинах волн, генерируемых источниками лазерного излучения оптического блока. На конце каждого магистрального световода размещается специальная микрооптика, обеспечивающая его оптимальное согласование со световодным инструментом.

Световодный инструмент может быть различным: для наружных, внутриполостных, а также эндоскопических вмешательств и позволяет проводить рассечение, поверхностную и объемную коагуляцию тканей.

Размещение блоков многофункциональной лазерной хирургической системы следующее.

Лазерный хирургический аппарат с микропроцессорным блоком управления, контроллером дистанционного запуска, оптическим блоком, блоком питания и системой охлаждения установлены в технологическом помещении, а терминалы и световодный инструмент - в удаленных операционных на расстоянии до 50 м от технологического помещения. Конструкцией терминала предусмотрена возможность размещения оборудования, необходимого для проведения лазерных операций: осветителя, устройства удаления продуктов взаимодействия лазерного излучения с биотканью, устройства для охлаждения световодного инструмента и т.п.

Магистральные световоды и кабели связи трассируются в соответствии с соответствующими стандартами.

Система работает следующим образом.

Система устроена таким образом, что лазерный аппарат может быть приведен в действие с любого терминала, причем включение одного из терминалов блокирует работу остальных. Работающий терминал препятствует управлению аппаратом с других терминалов.

В схеме управления системой задействованы контроллер терминала (КТ), контроллер дистанционного запуска (КДЗ), микропроцессорный блок управления (МБУ).

Контроллер терминала обслуживает клавиатуру, дисплей пульта управления терминала, а также измеритель мощности лазерного излучения на выходе световодного инструмента или магистрального световода. Кроме того, КТ устанавливает и поддерживает связь КДЗ и МБУ.

Использование специального контроллера дистанционного запуска обусловлено требованиями надежности работы аппарата в условиях его включения, сопровождающегося электромагнитными помехами, которые могут приводить к сбоям в работе МБУ. КДЗ обеспечивает дистанционное включение силовых цепей питания аппарата, включение и перевод в дежурный режим системы накачки, необходимую задержку включения МБУ.

МБУ контролирует и управляет работой всех электронных устройств аппарата во всех режимах его работы за исключением режима включения. МБУ устанавливает и поддерживает заданные параметры лазерного излучения и температуру хладоагента в системе охлаждения, отключает аппарат в случае перегрева хладоагента и потери связи с терминалом, а также в случае разрушения магистрального световода или световодного инструмента.

При включении терминала инициируется контроллер терминала, который производит автоматическое тестирование всех электронных устройств терминала.

По завершении тестирования контроллер терминала подает команду на контроллер дистанционного запуска аппарата, который автоматически включает электропитание и охлаждение аппарата, подает подтверждение о включении аппарата на работающий терминал.

Получив подтверждение о включении аппарата, контроллер терминала обращается к пользователю через дисплей и предлагает ему выбрать следующие параметры лазерного излучения:
- длину волны излучения, - среднюю мощность излучения при работе аппарата в режиме непрерывного излучения,
- энергию в импульсе и частоту повторения импульса при работе в импульсно-периодическом режиме,
- длительность воздействия,
- режим воздействия (одиночное воздействие, последовательность воздействий с заданным интервалом).

Получив команду выбора длины волны излучения, КТ подает КДЗ команду включения силового питания соответствующего излучателя аппарата. При этом в излучателе происходит разряд в лампе накачки и переключение его в дежурный режим.

Включив излучатель, соответствующий выбранной длине волны лазера КДЗ производит включение МБУ, передает ему связь с терминалом и отключается. В дальнейшем функцию управления системой берет на себя МБУ, который подает КТ команду, подтверждающую его включение, осуществляет переключение оптико-механического коммутатора оптического блока на оптический разъем МС, соответствующего данному терминалу. Далее МБУ осуществляет тестирование МС, для чего производится включение лазер-пилота и измерение мощности его излучения. Одновременно по МС излучение лазер-пилота передается на измеритель мощности терминала. Измеренное и оцифрованное значение мощности излучения передается для сравнения в МБУ. Сравнивая оба значения мощности МБУ делает вывод о работоспособности МС. В случае работоспособности МС МБУ предлагает пользователю выбрать и подключить к МС необходимый для работы световодный инструмент. Опознав световодный инструмент, МБУ предлагает пользователю направить его на измеритель лазерного излучения, установленный в терминале, и осуществляет автоматическую калибровку системы. Автоматическая калибровка производится на заданной длине волны лазерного излучения с целью внесения в задатчик мощности аппарата поправочных коэффициентов, учитывающих потери излучения в волоконно-оптическом тракте аппарата, магистральном световоде, световодном инструменте и оптических устройствах их соединения. После завершения автокалибровки МБУ посылает КТ сообщение о готовности аппарата к работе. В ответ КТ посылает заданные пользователем значения параметров лазерного излучения.

Получив эту команду, МБУ производит установку заданных параметров с учетом потерь в волоконно-оптическом тракте системы и, закончив установку, посылает об этом сообщение КТ.

Получив подтверждение об установке заданных параметров лазерного излучения, КТ через дисплей пульта управления терминала сообщает пользователю о готовности системы к работе.

В процессе работы пользователь может по своему усмотрению менять временные и энергетические параметры лазерного излучения. Все данные о лазерных воздействиях заносятся в электронный протокол. По окончании работы, кроме заданных, на дисплей может быть выведена следующая информация:
- общее количество лазерных воздействия,
- общая энергия воздействия,
- общая продолжительность работы аппарата,
- количество воздействий с теми или иными параметрами.

Во время работы пользователь по своему усмотрению может переключить аппарат на другую длину волны лазерного излучения. При этом алгоритм автоматического переключения длины волны предусматривает: отключение силового питания излучателя, соответствующего первой длине волны, отключение МБУ, включение КДЗ, включение и перевод в дежурный режим системы накачки излучателя, соответствующего выбранной длине волны, подключение МБУ, отключение КДЗ, автокалибровку аппарата и установку заданных параметров излучения.

На протяжении всего лазерного сеанса между аппаратом и терминалом поддерживается связь. Кратковременная потеря связи приводит к автоматическому переключению аппарата в дежурный режим. Возобновление работы аппарата возможно только после восстановления связи. По окончании работы в данной операционной управление аппаратом без его отключения может быть передано пользователю другого терминала.

Таким образом, предлагаемая многофункциональная лазерная хирургическая система обеспечивает возможность проведения операций в нескольких операционных с различными параметрами излучения, диктуемыми конкретной хирургической ситуацией.

Claims (4)

1. Устройство для лазерной хирургии, содержащее лазерный хирургический аппарат с микропроцессорным блоком управления, оптическим блоком, блоком питания и системой охлаждения, световодный инструмент и оптическую линию связи световодного инструмента с оптическим блоком, отличающееся тем, что оно снабжено контроллером дистанционного запуска, связанным с микропроцессорным блоком управления, и терминалы дистанционного управления, включающими контроллер, связанный с микропроцессорным блоком управления и контроллером дистанционного запуска, и коннектор стыковки световодного инструмента с оптической линией связи, выполненной в виде магистрального световода, при этом оптический блок содержит несколько излучателей, генерирующих лазерное излучение в непрерывном или частотном режимах в видимом или инфракрасном диапазонах спектра, причем микропроцессорный блок управления, контроллер дистанционного запуска, оптический блок, блок питания и система охлаждения установлены в технологическом помещении, а терминалы и световодный инструмент - в удаленных операционных.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что терминалы выполнены с возможностью установки на них осветителя, устройства удаления продуктов взаимодействия лазерного излучения с биотканью, устройства для охлаждения световодного инструмента.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что магистральные световоды выполнены в виде моноволоконных световодов из кварцевого стекла с пропусканием на всех длинах волн, генерируемых оптическим блоком.

4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что терминалы установлены на удалении до 50 м от технологического помещения.