RU75564U1

RU75564U1 - ULTRASONIC SURGERY

Info

Publication number: RU75564U1
Application number: RU2008113294/22U
Authority: RU
Inventors: Рустем Хусаинович Хафизов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Узмеди" (Ооо "Узмеди")
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2008-08-20

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована в проктологии, гинекологии, ортопедии и малоинвазивной хирургии. Цель: расширение функциональных возможностей и диапазона его применения и обеспечение удобства в эксплуатации. Сущность полезной модели: ультразвуковой хирургический аппарат содержит генератор ультразвуковых колебаний, подключенный к ультразвуковому пьезокерамическому излучателю с прикрепленным к нему волноводом-инструментом. Новым в полезной модели является наличие программного блока автоматического поиска резонанса частоты и поддержания найденной частоты и требуемой мощности, светодиода и видеокамеры для улучшения освещенности рабочей зоны и видеомониторинга операционного процесса. Сменные волноводы-инструменты могут быть выполнены в виде иглы, скальпеля или тонкого стержня. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the field of medical technology and can be used in proctology, gynecology, orthopedics and minimally invasive surgery. Purpose: expanding the functionality and range of its application and ensuring ease of use. The essence of the utility model: an ultrasound surgical device contains an ultrasonic oscillator connected to an ultrasonic piezoceramic emitter with an attached waveguide tool. New in the utility model is the availability of a program unit for automatically searching for frequency resonance and maintaining the found frequency and required power, an LED and a video camera to improve the illumination of the working area and video monitoring of the operating process. Replaceable waveguides-tools can be made in the form of a needle, a scalpel or a thin rod. 2 C.p. fs, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для рассечения и коагуляции мягких тканей, обработки и удаления инфицированных и патологически измененных биологических тканей, для локального введения лекарственных препаратов и интенсификации их проникновения в лечебную зону, дробления камней при мочекаменных болезнях, разрушения тромбов в сосудах, обработки костных тканей и может быть использована для консервативного и хирургического лечения проктологических, гинекологических, ортопедических, урологических и других заболеваний.The utility model relates to devices for dissection and coagulation of soft tissues, treatment and removal of infected and pathologically altered biological tissues, for local administration of drugs and intensification of their penetration into the treatment zone, crushing of stones in urolithiasis, destruction of blood clots in blood vessels, processing of bone tissues and can be used for conservative and surgical treatment of proctological, gynecological, orthopedic, urological and other diseases.

Известен акустический узел, содержащий корпус, размещенный в нем магнитостриктор, соединенный с концентратором, на конце которого посредством резьбового соединения присоединен одно- или многоволновой инструмент, а также установленную по оси узла и припаянную к концентратору металлическую трубку для подачи лекарственных препаратов или отсоса жидкости и мелких фракций (патент RU №2113174, А61В 17/00, 1998).A known acoustic assembly comprising a housing, a magnetostrictor housed in it, connected to a hub, at the end of which a single or multi-wave instrument is connected via a threaded connection, as well as a metal tube mounted along the axis of the assembly and soldered to the hub for supplying drugs or suctioning liquid and small fractions (patent RU No. 2113174, A61B 17/00, 1998).

Устройство позволяет производить подачу растворов антисептических и лекарственных препаратов и отсос мелких разрушенных и отделяемых фракций патологически измененных биологических тканей, кавитацию вводимых жидкостей, отделение мягких тканей острой кромкой инструмента.The device allows for the supply of solutions of antiseptic and medicinal products and the suction of small destroyed and separated fractions of pathologically altered biological tissues, cavitation of injected fluids, and separation of soft tissues with a sharp edge of the instrument.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- низкий кпд и большие габариты магнитостриктора, а также необходимость дополнительного устройства для его охлаждения;- low efficiency and large dimensions of the magnetostrictor, as well as the need for an additional device for its cooling;

- сложность изготовления, связанная с необходимостью припаивания трубки к концентратору;- the complexity of manufacturing associated with the need to solder the tube to the hub;

- низкая надежность паяного соединения трубки и концентратора в условиях ультразвуковых колебаний из-за различия в модулях упругости сопрягаемых материалов и припоя;- low reliability of the soldered connection of the tube and the concentrator in the conditions of ultrasonic vibrations due to differences in the elastic moduli of the mating materials and solder;

- необходимость стерилизации не только инструмента, который является составной частью устройства, но и акустического блока в целом.- the need to sterilize not only the instrument, which is an integral part of the device, but also the acoustic unit as a whole.

Известен также ультразвуковой хирургический аппарат, содержащий генератор, подключенный к установленному в корпусе (выполненном в форме пистолета) пьезокерамическому ультразвуковому излучателю с прикрепленным к нему волноводом-инструментом (патент RU 2255685, А61В 17/32, 2005).An ultrasound surgical device is also known, which contains a generator connected to a piezoceramic ultrasonic transducer mounted in a housing (made in the form of a gun) with a waveguide tool attached to it (patent RU 2255685, АВВ 17/32, 2005).

Данное устройство имеет более высокий кпд, более высокую удельную мощность и соответственно меньшие габариты.This device has a higher efficiency, higher specific power and, accordingly, smaller dimensions.

Однако это устройство имеет такие существенные недостатки, как работа генератора на одной фиксированной частоте, равной резонансной частоте применяемого инструмента, что не позволяет использовать сменные инструменты с иными частотами резонанса для выполнения различного вида операций, а также появляется необходимость стерилизации всего инструмента, невозможность быстрой замены инструмента, вышедшего из строя, или замены на инструмент другой конструкции для проведения другого вида операции, что ограничивает возможности его применения.However, this device has such significant drawbacks as the operation of the generator at one fixed frequency equal to the resonant frequency of the instrument used, which does not allow the use of interchangeable instruments with different resonance frequencies to perform various types of operations, as well as the need to sterilize the entire instrument, the inability to quickly replace the instrument failed, or replacement with a tool of a different design for a different type of operation, which limits the possibilities of its application i.

Целью данной полезной модели является создание конструкции ультразвукового хирургического аппарата, обеспечивающей расширение диапазона его функциональных возможностей и его применения и обеспечение удобства в эксплуатации.The purpose of this utility model is to create the design of an ultrasonic surgical apparatus, providing an extension of the range of its functional capabilities and its application and ensuring ease of use.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом хирургическом аппарате, содержащем генератор ультразвуковых колебаний, подключенный к установленному в корпусе ультразвуковому пьезокерамическому излучателю с прикрепленным к нему волноводом-инструментом, генератор дополнительно содержит программный блок автоматического поиска резонанса частоты и поддержания найденной частоты и требуемой мощности, светодиод и видеокамеру для улучшения освещенности рабочей зоны и видеомониторинга операционного процесса, а волновод-инструмент выполнен в виде сменной металлической трубки, прикрепленной к ультразвуковому излучателю с помощью конического переходника, при этом рабочий конец трубки имеет скос для прокола и отделения мягких тканей, а также направленного ввода лекарственных препаратов или отсоса жидкости и мелких фракций, а сама трубка прикреплена к коническому переходнику под углом, обеспечивающим свободный выход ее нерабочего конца и присоединение к нему гибких дренажных трубок.This goal is achieved by the fact that in an ultrasonic surgical apparatus containing an ultrasonic oscillator connected to an ultrasonic piezoelectric transducer installed in the housing with a waveguide tool attached to it, the generator additionally contains a program unit for automatically searching for frequency resonance and maintaining the found frequency and required power, an LED and a video camera to improve the illumination of the working area and video monitoring of the operational process, and the waveguide instrument NT is made in the form of a replaceable metal tube attached to an ultrasonic emitter using a conical adapter, while the working end of the tube has a bevel for puncture and separation of soft tissues, as well as directed injection of drugs or suction of liquid and small fractions, and the tube itself is attached to a conical the adapter at an angle, providing a free exit of its non-working end and the connection of flexible drainage tubes to it.

В дальнейшем полезная модель поясняется примерами ее выполнения со ссылкой на чертежи, где фиг.1 - схема предлагаемого аппарата, фиг.2 - блок-схема генератора ультразвуковых колебаний, фиг.3-вариант выполнения волновода-инструмента в виде скальпеля, фиг.4 - вариант выполнения волновода-инструмента в виде стержня.In the future, the utility model is illustrated by examples of its implementation with reference to the drawings, where Fig. 1 is a diagram of the proposed apparatus, Fig. 2 is a block diagram of an ultrasonic oscillation generator, Fig. 3 is an embodiment of a waveguide-tool in the form of a scalpel, Fig. 4 - an embodiment of a waveguide tool in the form of a rod.

В соответствии с фиг.1 хирургический аппарат содержит ультразвуковой пьезокерамический излучатель 1, выполненный в форме пистолета, к которому подсоединены акустический блок 2 и устройство подачи или отсоса жидкости 3, например, шприц. К акустическому блоку 2 с помощью конического переходника 4, имеющего резьбовое соединение, подсоединен волновод-инструмент 5, боковой отвод которого соединен гибкой трубкой 6 с устройством подачи или отсоса жидкости 3. В данном варианте волновод-инструмент выполнен в виде иглы, рабочий конец которой имеет скос для эффективного прокола и диссекции мягких тканей и направленного действия ультразвуковых колебаний. Волновод-инструмент может быть также выполнен в виде скальпеля или тонкого стержня, Ультразвуковой излучатель имеет разъем 7 для подсоединения к генератору ультразвуковых колебаний и снабжен осветителем 8, например, светодиодом и видеокамерой 9 для улучшения освещенности рабочей зоны и видеомониторинга операционного процесса.In accordance with figure 1, the surgical device contains an ultrasonic piezoceramic emitter 1, made in the form of a gun, to which an acoustic unit 2 and a device for supplying or sucking a liquid 3, for example, a syringe, are connected. A waveguide tool 5 is connected to the acoustic unit 2 by means of a conical adapter 4 having a threaded connection, the lateral branch of which is connected by a flexible tube 6 to the fluid supply or suction device 3. In this embodiment, the waveguide tool is made in the form of a needle, the working end of which has bevel for effective puncture and dissection of soft tissues and directed action of ultrasonic vibrations. The waveguide tool can also be made in the form of a scalpel or a thin rod, the ultrasonic emitter has a connector 7 for connecting to an ultrasonic oscillation generator and is equipped with a illuminator 8, for example, an LED and a video camera 9 to improve the illumination of the working area and video monitoring of the operating process.

Конструкция волновода-инструмента в виде иглы имеет следующие преимущества:The design of the waveguide tool in the form of a needle has the following advantages:

- возможность быстрой замены инструмента на аналогичный или другой конструкции;- the ability to quickly replace the tool with a similar or other design;

- возможность стерилизации инструмента, а не ультразвукового излучателя в целом;- the ability to sterilize the instrument, and not the ultrasound transducer as a whole;

- возможность осуществлять диссекцию и коагуляцию мягких тканей и соответственно уменьшить кровопотери при проведении операций и сократить сроки послеоперационной реабилитации;- the ability to dissect and coagulate soft tissues and, accordingly, reduce blood loss during operations and reduce the time of postoperative rehabilitation;

возможность одновременно с ультразвуковым воздействием подавать лекарственные средства в операционную зону или отводить жидкость и мелкие фракции паталогически измененных тканей; the ability to simultaneously deliver ultrasound drugs to the operating area or to divert fluid and small fractions of pathologically altered tissues;

- за счет ориентации скоса осуществлять направленное воздействие ультразвукового излучения.- due to the orientation of the bevel, to carry out the directed action of ultrasonic radiation.

На фиг.2 представлена блок-схема генератора ультразвуковых колебаний. Генератор состоит из блока питания (БП), генератора синусоидальных колебаний (Г), согласующего устройства (СУ), выход которого подсоединен к акустическому блоку (АБ), блока подстройки частоты (БПЧ) и программного блока (ПБ).Figure 2 presents a block diagram of a generator of ultrasonic vibrations. The generator consists of a power supply unit (PSU), a sinusoidal oscillation generator (G), a matching device (SU), the output of which is connected to an acoustic unit (AB), a frequency adjustment unit (BPH), and a program unit (PB).

На фиг.3 представлен вариант выполнения волновода-инструмента в виде скальпеля 12. Отличительной особенностью этой конструкции является то, что режущая кромка 13 скальпеля имеет зубчатую форму, причем расстояние между вершинами зубчиков не превышает половины амплитуды колебаний волновода-инструмента. Такая конструкция позволяет осуществлять эффективный разрез ткани малой протяженности, т.е. без продольного движения всего инструмента в отличие от существующих конструкций и свести к минимуму негативное воздействие на пациента при выполнении хирургических операций. Применение такой конструкции позволяет ускорить как процесс выполнения хирургических операций, так и время заживления тканей.Figure 3 shows an embodiment of the waveguide-tool in the form of a scalpel 12. A distinctive feature of this design is that the cutting edge 13 of the scalpel has a toothed shape, and the distance between the tips of the teeth does not exceed half the oscillation amplitude of the waveguide-tool. This design allows an effective incision of tissue of small length, i.e. without longitudinal movement of the entire instrument, unlike existing structures, and to minimize the negative impact on the patient when performing surgical operations. The use of this design allows you to speed up the process of performing surgical operations, and the healing time of tissues.

На фиг.4 волновод-инструмент выполнен в виде тонкого стержня 14 с конусной частью для подсоединения к акустическому блоку, заключенного в полую трубку 15. Отличительной особенностью такой конструкции является то, что она позволяет ограничить амплитуду изгибных колебаний стержня и вследствие этого увеличить его длину, а также амплитуду продольных колебаний и эффективность воздействия на объект, например, разрушение камней в почках или мочевыводящих путях при контактной литотрипсии. Кроме того, такая конструкция позволяет значительно уменьшить диаметр прокола тканей, на практике до 3 мм, в отличие от известных эндоскопических инструментов и, следовательно, снизить степень негативного воздействия на пациента при малоинвазивных операциях. Более того, через полую трубку после извлечения из нее стержня можно производить отсос мелких фракций разрушенных камней или вводить лекарственные препараты в операционную зону. Конструкция также позволяет осуществлять быструю смену инструментов в процессе операции и их эффективную стерилизацию.In Fig.4, the waveguide tool is made in the form of a thin rod 14 with a conical part for connection to an acoustic unit enclosed in a hollow tube 15. A distinctive feature of this design is that it allows you to limit the amplitude of the bending vibrations of the rod and therefore increase its length, as well as the amplitude of longitudinal vibrations and the effectiveness of the impact on the object, for example, the destruction of stones in the kidneys or urinary tract during contact lithotripsy. In addition, this design can significantly reduce the diameter of tissue puncture, in practice, up to 3 mm, in contrast to the known endoscopic instruments and, therefore, reduce the degree of negative impact on the patient during minimally invasive operations. Moreover, through the hollow tube after removing the rod from it, it is possible to suck out small fractions of the destroyed stones or to inject drugs into the operating area. The design also allows for quick change of instruments during surgery and their effective sterilization.

Ультразвуковой хирургический аппарат работает следующим образом. После подключения к сети электрический сигнал подается с блока питания (БП) на генератор синусоидальных колебаний (Г), который вырабатывает сигнал в диапазоне частот и амплитуд, задаваемом программным блоком (ПБ), и подает его на согласующее устройство (СУ), к которому подсоединен акустический блок (АБ) ультразвукового излучателя. С согласующего устройства (СУ) сигнал обратной связи поступает на программный блок (ПБ), в котором определяется наиболее эффективный резонанс волновода-инструмента и вырабатывается команда на запоминание и поддержание этого резонанса. Поддержание резонанса в требуемом диапазоне в процессе работы аппарата осуществляется с помощью блока подстройки частоты (БПЧ). Наличие программного блока позволяет использовать инструменты различной конструкции с разными частотами резонанса, производить быструю замену инструментов и настройку их на рабочий режим.Ultrasonic surgical apparatus operates as follows. After connecting to the network, an electric signal is supplied from the power supply unit (PSU) to a sinusoidal oscillation generator (G), which generates a signal in the frequency and amplitude range specified by the program unit (PB), and feeds it to the matching device (CS) to which it is connected acoustic unit (AB) of the ultrasonic emitter. From the matching device (CS), the feedback signal is fed to the program unit (BOP), in which the most effective resonance of the waveguide-tool is determined and a command is generated to memorize and maintain this resonance. Maintaining the resonance in the required range during the operation of the apparatus is carried out using the frequency adjustment unit (BCH). The presence of a software unit allows the use of instruments of various designs with different resonance frequencies, to quickly replace tools and configure them to the operating mode.

Claims

1. An ultrasonic surgical device containing an ultrasonic oscillator connected to an ultrasonic piezoceramic transducer mounted in a housing with an instrument waveguide attached to it, characterized in that the generator further comprises a program unit for automatically searching for frequency resonance and maintaining the found frequency and required power, an LED and a video camera to improve the illumination of the working area and video monitoring of the operational process, and the waveguide tool is made in the form replaceable metal tube attached to the ultrasonic piezoceramic emitter using a conical adapter, while the working end of the tube has a bevel for puncture and separation of soft tissues, as well as the directional injection of drugs or suction of fluid and small fractions, and the tube itself is attached to the conical adapter at an angle providing a free exit of its non-working end and attachment of flexible drainage tubes to it.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the waveguide tool is made in the form of a scalpel, the cutting edge of which has a toothed shape, while the distance between the tips of the teeth does not exceed half the oscillation amplitude of the waveguide tool.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the waveguide tool is made in the form of a thin rod with a conical part for attachment to an ultrasonic piezoceramic emitter enclosed in a hollow tube.