SU1699439A1

SU1699439A1 - Laser bronchoscope

Info

Publication number: SU1699439A1
Application number: SU894741164A
Authority: SU
Inventors: Борис Николаевич Малышев; Виктор Афанасьевич Салюк; Игорь Леонидович Стецурин; Александр Иванович Лобанов; Юлий Владимирович Фундатор; Маргарита Валентиновна Шестерина; Батырбек Мусаевич Малиев
Original assignee: Научно-исследовательский институт "Полюс"
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1991-12-23

Abstract

Изобретение относитс к медицинской технике и предназначено дл лечени заболеваний легких лазерным излучением. Цель - обеспечение стерилизации оперативной части,предотвращение загр знени оптико- механического блока и обеспечение безопасности при операци х. Дл этого лазерный бронхоскоп содержит оперативный инфракрасный лазер, низкоинтенсивный лазер подсветки, лазерный световод, дымоотсосную турбину и оперативную часть. 8 оперативной части г . Лазерное ишие ое ) щ Падс6еткй(иП) 15 Дымоотск ГК88 О о ю fcb 00 ю Фиг.1The invention relates to medical technology and is intended for the treatment of lung diseases by laser radiation. The goal is to ensure the sterilization of the operative part, to prevent contamination of the optomechanical unit and to ensure safety during operations. For this, the laser bronchoscope contains an operational infrared laser, a low-intensity illumination laser, a laser light guide, a smoke exhaust turbine, and an operational part. 8 operational part of. Lazernye yours) Pads6etky (IP) 15 Dymootsk GK88 About About fcb 00 th Figure 1

Description

расположены опшко-механичеекий блок (0МБ) с телескопической визирной системой 3, жестка бронхоскопическа трубка (БТ) w газова камера (ГК). ГК с помощью шлангов через электромагнитные клапаны соединена с аппаратом искусственной вентил ции легких и дымоотсосной турбиной. 0МБ отделен от газовой камеры ГК заслонкой 10 с двум окнами 11, 12, в одном из которых установлена плоскопараллельна пластинка 14 из прозрачного материала дл видимого спектрального диапазона, а в другом - пластинка 15 из прозрачного материала дл оперативного лазерного излучени . 1 з.п.ф-лы, 3 ил.there is an opsch-mechanical unit (0MB) with a telescopic reticle system 3, a rigid bronchoscopic tube (BT) and a gas chamber (CC). GK with the help of hoses through solenoid valves is connected to a ventilator of the lungs and a smoke exhaust turbine. 0MB is separated from the gas chamber of the Ledger by a flap 10 with two windows 11, 12, in one of which there is a plane-parallel plate 14 made of transparent material for the visible spectral range, and the other one plate 15 of transparent material for operational laser radiation. 1 hp ff, 3 ill.

Изобретение относитс к медицинской технике и предназначено дл использовани при бронхоскопии и операци х на бронхах .The invention relates to medical technology and is intended for use in bronchoscopy and bronchi surgery.

Целью изобретени вл етс обеспечение стерилизации оперативной части, предотвращениезагр знени оптико-механического блока и обеспечение безопасности при операци х.The aim of the invention is to provide sterilization of the operative part, prevent contamination of the optomechanical unit and ensure safety during operations.

На фиг.1 показана конструктивна схема оперативной части лазерного брон- хоскопа; на фиг.2 - пневматическа схема бронхоскопа; на фиг.З - электрическа схема бронхоскопа.Figure 1 shows the constructive scheme of the operational part of the laser bronchoscope; Fig. 2 is a pneumatic diagram of a bronchoscope; FIG. 3 is an electrical diagram of a bronchoscope.

Оперативна часть бронхоскопа включает оптико-механический блок (0МБ), газовую камеру (ГК), жесткую бронхоскопическую трубку (БТ). 0МБ содержит корпус 1, фокусирующую систему 2 дл оперативного лазерного излучени , телескопическую визирную систему 3, оптический шарнир дл перемещени оперативного лазерного излучени , состо щий из клиновидно-шарового зеркала 4, сферических опор 5 и руко тки 6. Кроме того, в состав 0МБ входит оптический узел подсветки, содержащий клиновидное зеркало , конденсаторе, поливолоконный жгутовый световод 9, и заслонка 10 с окнами 11 и 12 и выступом 13. Окно 12 закрыто плоскопараллельной пластинкой 14 из оптического кварца, непрозрачного дл оперативного лазерного излучени дальнего ИК-диапазона, но прозрачного дл видимого излучени подсветки. Окно 11 закрыто плоскопараллельной пластинкой 15 из селенида цинка, прозрачного дл лазерного излучени дальнего ИК-диапазона.The operative part of the bronchoscope includes an optical-mechanical unit (0MB), a gas chamber (CG), and a rigid bronchoscopic tube (BT). 0MB comprises a housing 1, a focusing system 2 for operational laser radiation, a telescopic sighting system 3, an optical hinge for moving operational laser radiation consisting of a wedge-shaped ball mirror 4, spherical supports 5 and a handle 6. In addition, 0MB includes optical node of the backlight containing a wedge-shaped mirror, a capacitor, a polyfiber bundle light guide 9, and a damper 10 with windows 11 and 12 and a protrusion 13. The window 12 is closed by a plane-parallel plate 14 of optical quartz, which is not transparent to operational th laser light far infrared, but transparent to visible illumination radiation. The window 11 is closed by a plane-parallel plate 15 made of zinc selenide, which is transparent to laser radiation in the far-infrared range.

ГК содержит корпус 16, дыхательной канал 17, патрубок 18 дл подачи кислородно-воздушной смеси, патрубок 19 дл удалени газообразных продуктов дыхани , дымососный патрубок 20 дл удалени аэрозол (дыма), образующегос при взаимодействии лазерного излучени с биотканью, узел 21 фиксации бронхоскопической трубки.The HA includes a housing 16, a respiratory channel 17, an inlet 18 for supplying an oxygen-air mixture, an inlet 19 for removing gaseous respiratory products, a smoke exhaust inlet 20 for removing aerosol (smoke) formed by the interaction of laser radiation with a biological tissue, a bronchoscopic tube fixing unit 21.

Пневматическа схема бронхоскопа включает кислородный баллон (Б), редуктор А1, электромагнитный пневмораспредели- тель (ЭВ1), аппарат искусственной вентил иии легких дл бронхоскопии (АИВЛ), пневмокабель(ПК) инжектор вдоха(И), эжектор выдоха (Э) с клапаном выдоха (К), газовую камеру (ГК), бронхоскопическую трубку (ВТ), дымоотсосный шланг (ДШ), т гомерThe pneumatic circuit of the bronchoscope includes an oxygen cylinder (B), a reducer A1, an electromagnetic pneumatic distributor (ЭВ1), an artificial lung ventilator for bronchoscopy (AIVL), a pneumocable (PC) inhaler injector (E), an expiratory ejector (E) with an exhalation valve (K), gas chamber (CC), bronchoscopic tube (W), smoke suction hose (LH), t homer

), вакуумный электромагнитный клапан (ЭВ2), дроссель (ДР), дымоотсосную турбину (ДТ). Инжектор адоха соединен с патрубком ГК, эжектор выдоха - с патрубком 19 ГК, патрубок 20 стыкуетс с дымоотсосным), vacuum solenoid valve (ЭВ2), choke (ДР), smoke exhaust turbine (ДТ). The adoh injector is connected to the GK nozzle, the expiratory ejector is connected to the 19 GK nozzle, the nozzle 20 is joined to the smoke exhaust.

шлангом.hose.

Электрическа схема бронхоскопа содержит излучатель оперативного инфракрасного углекислотного лазера (ИЛ1), систему охлаждени (СО) излучател (ИЛ1),The electrical circuit of the bronchoscope contains the emitter of the operational infrared carbon dioxide laser (IL1), the cooling system (CO) of the radiator (IL1),

блок питани (БПЛ1) излучател лазера (ИЛ1), излучатель низкоинтенсивного Не- Ме-лазера (ИЛ2), блок питани (БПЛ2) излучател лазера (ИЛ2), электромагнитный пневмораспределитель (ЭВ1) и его блок питани (БП1), вакуумный электромагнитный клапан (ЗВ2) и его блок питани (БП2), реле (К1) и его блок питани (БПЗ), микропереключатель (МП), включатель (ВК) и осветитель подсветки (ОП).a power supply unit (LTP1) of a laser emitter (IL1), a low-intensity He-Me laser emitter (IL2), a power supply unit (BPL2) of a laser emitter (IL2), an electromagnetic pneumatic distributor (ЭВ1) and its power supply unit (БП1), a vacuum electromagnetic valve ( ZV2) and its power supply unit (BP2), relay (K1) and its power supply unit (BPZ), microswitch (MP), switch (VK) and illuminator (OP).

Бронхоскоп работает следующим образом .Bronchoscope works as follows.

Включателем включаетс блок питани БПЛ2 и излучатель ИЛ2, система охлаждени , дымоотсосна турбина, блоки питани The switch turns on the power supply unit of the BPL2 and the emitter IL2, the cooling system, a smoke exhaust turbine, power supply units

БП1, БП2 и БПЗ, осветитель подсветки. На выходе излучател ИЛ2 по вл етс красное лазерное излучение, на выходе осветител подсветки - излучение подсветки, которое направл етс на вход поливолоконного жгута 9. При перемещении заслонки 10 до упора влево выступом 13 закрываетс дыхательный канал 17, замыкаютс контакты микропереключател , срабатывает реле К1. замыкаютс контакты К1.1, К1.2 и К1.3,BP1, BP2 and BPZ, backlight illuminator. Red laser radiation appears at the output of the IL2 emitter, and illumination radiation emerges at the output of the illuminator, which is directed to the input of the polyfiber cable 9. When the valve 10 is moved all the way to the left, the respiratory channel 17 closes, the contacts of the microswitch close, the relay K1 is activated. contacts K1.1, K1.2 and K1.3 are closed,

срабатывают электромагнитный пневмораспределитель ЭВ1 и вакуумный электромагнитный клапан Э82, включаютс блок питани БПЛ1 и излучатель И 1 На выходе последнего по вл етс операгизное лазерное излучение, которое направл етс на фо- кусируюидую систему 2, При этом пневмораспределитель ЭВ1 прекращает подачу кислорода в аппарат искусственной вентил ции легких, вакуумный клапан ЭВ2 подключает газовую камеру к дымоотсос- ной турбине, Лазерное излучение проходит через фокусирующую систему 2, отражаетс клиновидно-шаровым зеркалом 4, проходит через отверстие в клиновидном зеркале 7, плоскопараллельную пластинку 15 на вход бронхоскопической трубки, распростран в етс здоль оси трубки и фокусируетс вблизи выходного торца трубки на облучаемой биоткани.the electromagnetic air distributor EV1 and the vacuum electromagnetic valve E82 are activated, the power supply unit of the BPL1 and the emitter I 1 turn on. At the output of the latter, an operative laser radiation appears, which is directed to the focusing system 2, and the air distributor EV1 stops the oxygen supply to the artificial ventilation apparatus light, vacuum valve EV2 connects the gas chamber to the smoke exhaust turbine, Laser radiation passes through the focusing system 2, is reflected by a wedge-shaped ball mirror 4, passing um tapered through hole in the mirror 7, a plane-parallel plate 15 to the input of bronchoscopic tube extends in a tube axis and zdol focused near the output end of the tube on the irradiated biological tissue.

Излучение подсветки проходит через поливолоконный жгутовый световод 9, выходит через его выходной торец и собираетс конденсатором 8 з сход щийс пучок, отражаетс клиновидным зеркалом 7 на вход бронхоскопической трубки, проходит через плоскопараллельную пластинку 15 и бронхоскопическую трубку и освещает биоткань , облученную лазерным излучением. Отраженное от биоткани излучение подсветки проходит черег бронхоскопическую трубку и плоскопараллепьную пластинку 15 в обратном направлении, далее через отверсти в клиновидном зеркале 7 и клиновидно-шаровом 3epKd t 4 попадает в телескопическую визирную систему 3, котора формирует увеличенной изображение облучаемой биоткани в глазе оперирующего врача.The illumination radiation passes through a fiberglass cable bundle 9, exits through its output end and is collected by a capacitor 8 from a converging beam, reflected by a wedge-shaped mirror 7 to the entrance of a bronchoscopic tube, passes through a plane-parallel plate 15 and a bronchoscopic tube, and illuminates the biological tissue irradiated by laser radiation. The radiation reflected from the biological tissue passes through the bronchoscopic tube and plane-parallel plate 15 in the opposite direction, then through the holes in the wedge-shaped mirror 7 and the wedge-shaped ball 3epKd t 4 enters the telescopic sighting system 3, which forms an enlarged image of the irradiated biological tissue in the eye of the operating physician.

При перемещении заслонки 10 до упора вправо открываетс дь хательный канал 17, закрываетс (выступом 13) патрубок 20, размыкаетс микропереключатель,выключаетс реле К1 .размыкаютс контакты К1. 1 ,К1.2 и К1.З.выклю- чаетс электромагнитный пневмораспределитель ЭВ1,выкуумный электромагнитный клапан ЭВ2,вы- ключаетс блок питани лазера БГМ.на выходе излучател ИЛ1 исчезает лазерное излучение.При этом пневмораспределитель ЭВ1 открывает подачу кислорода в аппарат искусственной вентил ции . Вакуумный клапан ЭВ2 отключает газовую камеру от дымоотсосной турбины.When the valve 10 is moved all the way to the right, the arresting channel 17 opens, the nozzle 20 closes (the projection 13), the microswitch opens, the relay K1 turns off. The contacts K1 open. 1, K1.2 and K1. The electromagnetic air distributor EV1 is turned off, the vacuum electromagnetic valve EV2 is turned off, the BGM laser power supply is turned off. At the output of the IL1 radiator, the laser radiation disappears. At the same time, the pneumatic distributor EV1 opens the oxygen supply to the ventilator . Vacuum valve EV2 disconnects the gas chamber from the smoke exhaust turbine.

При поступлении кислорода в аппарат искусственной вентил ции легких он начинает работать в циклическом режиме вдох - выдох. При вдохе поступающий кислород запирает клапан выдоха, проходит через инжектор вдоха и, смешива сь с атмосферным воздухом, подаетс в газовую камеру, а затем через бронхоскопическую трубку в легкие пациента. При выдохе кислород открывает клапан выдоха, проходит через.When oxygen enters the ventilator, it begins to work in a cyclical inhale-exhale mode. When you inhale, the incoming oxygen locks the exhalation valve, passes through the inhalation injector and, mixed with atmospheric air, is fed into the gas chamber and then through the bronchoscopic tube into the patient's lungs. When you exhale, oxygen opens the exhalation valve, passes through.

эжектор выдоха, засасыва из бронхоскопической трубки и газовой камеры газообразные продукты дыхани пациента, и выходитejector exhalation, suction from the bronchoscopic tube and the gas chamber, the gaseous products of the patient's breath, and out

0 через клапан выдоха в атмосферу. При последующих перемещени х заслонки 10 все повтор етс аналогично.0 through the exhalation valve to the atmosphere. In subsequent movements of the shutter 10, everything is repeated in the same way.

Оперативна работа с лазерным брон- хоскопом проводитс следующим образом,Operational work with a laser bronchoscope is carried out as follows.

5 Перед началом работы заслонку 10 бронхоскопа перемещают в крайнее правое положение. При этом автоматически включают аппарат искусственной вентил ции легких. Бронхоскопическую трубку оперативной части лазерного бронхоскоп ввод т через гортань и трахею в бронх пациента и устанавливают над пораженным участком бронхов под визуальным контролем через телескопическую визирную систему 3. Из- лучение низкоинтенсивного He-Ne-лазера навод т качанием руко тки 6 клиновидно- шарового зеркала 4 на выбранный дл лазерной обработки участок биоткани также под визуальным контролем. После этого зэ0 слонку 10 перемещают в крайнее левое положение , при котором аппарат искусственной вентил ции легких автоматически отключаетс , и осуществл ют под визуальным контролем обработку выбранного участка биоткани5 Before starting work, the valve 10 of the bronchoscope is moved to the extreme right position. At the same time, the ventilator is automatically switched on. The bronchoscopic tube of the operative part of the laser bronchoscope is inserted through the larynx and trachea into the patient's bronchus and installed over the affected bronchus area under visual control through a telescopic sighting system 3. The radiation of a low-intensity He-Ne laser causes the handle 6 to swing the wedge-shaped ball mirror 4 The biotissue selected for laser treatment is also under visual control. Thereafter, the cell 10 is moved to the extreme left position, at which the ventilator is automatically turned off, and, under visual control, the selected biological tissue is processed

5 мощным излучением инфракрасного СОг- лазера. Одновременно отсасывают продукты взаимодействи мощного инфракрасного лазерного излучени с биотканью. Зэтем заслонку 10 снова перемещают в крайнее5 powerful radiation infrared CO2 laser. At the same time, the products of interaction of high-power infrared laser radiation with biotissue are sucked off. Zatem valve 10 is again moved to the extreme

0 правое положение, при котором аппарат искусственной вентил ции легких, мощное инфракрасное лазерное излучение и отсос продуктов взаимодействи инфракрасного лазерного излучени с биотканью автомати5 чески выключаютс . Низкоинтенсивное лазерное излучение наводитс на новый участок биоткани. Перемещение заслонки 10 повтор етс столько раз, сколько нужно дл обработки всего пораженного участка0, the right position at which the ventilator, high-power infrared laser radiation and the suction of the products of the interaction of the infrared laser radiation with a biological tissue are automatically turned off. Low-intensity laser radiation is induced in a new portion of the biological tissue. The movement of the valve 10 is repeated as many times as necessary to treat the entire affected area.

0 биоткани.0 biological tissue.

Claims

Claim 1. Laser bronchoscope containing operational infrared laser, low-intensity laser of visible spectral range, laser light guide, smoke exhaust turbine, operational part including body, optical-mechanical unit with sight system, gas chamber with smoke exhaust and breathing channels,

0 a rigid bronchoscopic tube, as well as an inspiratory injector and an expiratory ejector connected to a ventilator, characterized in that, in order to ensure the sterilization of the operative part and to prevent contamination of the optomechanical unit, between

the mobile chamber and the opening-mechanical unit have a movable damper “; two windows, one of which is covered by a plane-parallel plate made of a material that is transparent to radiate the visible spectral range.

2, BpOHxocicori pop, 1. Distinguishing with the fact that, in order to ensure safety during operations, the movable valve

it is equipped with a protrusion to block the smoke duct, and an electromagnetic stump & distributor is controlled at the entrance to the ventilator and is controlled via an operating infrared laser limit switch mounted on the housing of the operating unit.

PC