WO2022260556A2 - Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний - Google Patents
Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022260556A2 WO2022260556A2 PCT/RU2022/000248 RU2022000248W WO2022260556A2 WO 2022260556 A2 WO2022260556 A2 WO 2022260556A2 RU 2022000248 W RU2022000248 W RU 2022000248W WO 2022260556 A2 WO2022260556 A2 WO 2022260556A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- ultrasonic
- signal
- generator
- instrument
- waveguide
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 26
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- VWRKNGCLVDCLRF-UHFFFAOYSA-N n-butyl-n-(4-oxobutyl)nitrous amide Chemical compound CCCCN(N=O)CCCC=O VWRKNGCLVDCLRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000013872 defecation Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 206010000269 abscess Diseases 0.000 description 3
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 238000002690 local anesthesia Methods 0.000 description 3
- 239000003229 sclerosing agent Substances 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 206010002153 Anal fissure Diseases 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 210000002255 anal canal Anatomy 0.000 description 2
- 210000000436 anus Anatomy 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000014617 hemorrhoid Diseases 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 2
- 230000036407 pain Effects 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 2
- 102200075479 rs137854447 Human genes 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 210000001215 vagina Anatomy 0.000 description 2
- LCSKNASZPVZHEG-UHFFFAOYSA-N 3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione;1,4-dioxane-2,5-dione Chemical group O=C1COC(=O)CO1.CC1OC(=O)C(C)OC1=O LCSKNASZPVZHEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000016583 Anus disease Diseases 0.000 description 1
- 208000009531 Fissure in Ano Diseases 0.000 description 1
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 208000031858 Periproctitis Diseases 0.000 description 1
- 208000012287 Prolapse Diseases 0.000 description 1
- 206010038084 Rectocele Diseases 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000008578 acute process Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- SFNALCNOMXIBKG-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol monododecyl ether Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCO SFNALCNOMXIBKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010879 hemorrhoidectomy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000007443 liposuction Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- LOBOFOUJCFGHAP-UHFFFAOYSA-N n-octyl-1-[10-(4-octyliminopyridin-1-yl)decyl]pyridin-4-imine;2-phenoxyethanol;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.OCCOC1=CC=CC=C1.C1=CC(=NCCCCCCCC)C=CN1CCCCCCCCCCN1C=CC(=NCCCCCCCC)C=C1 LOBOFOUJCFGHAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000414 obstructive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003903 pelvic floor Anatomy 0.000 description 1
- 210000002640 perineum Anatomy 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007632 sclerotherapy Methods 0.000 description 1
- 210000001599 sigmoid colon Anatomy 0.000 description 1
- 238000002579 sigmoidoscopy Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000005070 sphincter Anatomy 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/32—Surgical cutting instruments
- A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/32—Surgical cutting instruments
- A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
- A61B2017/320082—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic for incising tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/32—Surgical cutting instruments
- A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
- A61B2017/320089—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic node location
Definitions
- the invention relates to the field of medical technology, namely to a device for operating in conjunction with acoustic nodes - piezoceramic oscillatory systems with waveguides attached to them - instruments (AUVI) - ultrasonic surgical instruments of various types when they are simultaneously connected to perform operations, for example, in proctology for ultrasonic surgical impact on a blood vessel or cavernous body and plastic reconstructive surgical operations in coloproctology, carried out using high-intensity ultrasonic vibrations and with the ability to control parameters in the process.
- AUVI acoustic nodes - piezoceramic oscillatory systems with waveguides attached to them - instruments (AUVI) - ultrasonic surgical instruments of various types when they are simultaneously connected to perform operations, for example, in proctology for ultrasonic surgical impact on a blood vessel or cavernous body and plastic reconstructive surgical operations in coloproctology, carried out using high-intensity ultrasonic vibrations and with the ability to control parameters in
- the device for performing surgical operations consists of a generator of ultrasonic vibrations and simultaneously connected AUVI, which differ in geometry and size and, as a result, have different mechanical resonance frequencies and different electrical capacitance values.
- the need to develop and use such a device is associated with the need to reduce the hardware load of operating rooms, and the need to use several ultrasonic surgical instruments of different types operating at different resonant frequencies and connected to piezoceramic oscillatory systems with different electrical capacitance values during one surgical operation (simultaneous operations) .
- the traditional scheme of generators for powering piezoelectric acoustic units consists of a master square-wave generator, a square-wave power amplifier, an inductive an element connected between the output of the power amplifier and the input of the piezoelectric acoustic unit of the AUVI, the circuit for compensating the electric capacitance of the piezoelectric elements of the ultrasonic oscillatory system, the circuit for phase locked loop (PLL) and the circuit for regulating and maintaining the power level within the required limits.
- the value of the electrical inductance of the inductive element is rigidly related to the value of the electrical capacitance and the value of the mechanical resonance frequency of the AUVI.
- the ratings of the elements of the compensation circuit for the electric capacitance of the piezoelectric elements of the ultrasonic oscillatory system are also rigidly related to the electric capacitance of the connected AUVI. This means that all AUVI connected to the generator in operation must have the same mechanical resonance frequency and the same value of the electrical capacitance of the piezoelectric elements of the ultrasonic oscillatory system.
- a necessary condition for the effective operation of AUVI is the presence of an alternating voltage applied to the electrodes piezoelectric transducer, the frequency of which corresponds to the mechanical resonance frequency of the AUVI.
- the phase of the current in the circuit must coincide with the phase of the applied voltage.
- the value of the frequency of mechanical resonance, the amplitude and phase of the current in the circuit of the acoustic unit is affected by many destabilizing factors. The most significant ones include mechanical and hydrodynamic load (the degree of contact of the working part of ultrasonic surgical instruments with biological tissues), the temperature of ultrasonic surgical instruments and the temperature of the piezoelectric transducer included in the AUVI.
- a device for ultrasonic exposure including an ultrasonic signal generator that provides a signal to a removable ultrasonic surgical instrument containing a removable concentrator-waveguide, (see the description of the invention to patent RU N ° 2214193 "Method, system and tool for ultrasonic impact on a blood vessel or cavernous body”, IPC ⁇ 61 ⁇ 18/00, A61N 7/00, published 10/20/2003).
- the generator of the known device does not allow using it with several AUVI at the same time and, moreover, with AUVI, the value of the electrical capacitance and the value of the mechanical resonance frequency of which are different, which narrows the possibilities of using this device and is its disadvantage.
- the generator does not the possibility of determining the characteristics of a new (third-party) AUVI connected to the generator.
- a device for ultrasonic exposure containing an electrosurgical controller, including a processor, a memory device connected to the processor, a voltage generator functionally connected to the processor, and containing an active terminal for connection via a connector with an ultrasonic surgical instrument (see the description of the invention RU N ° 2657960 " Electrosurgical systems and methods”, IPC A61V 18/12, A61V 17/34, A61M 25/01, publ. 06/18/2018).
- the controller is configured to be connected to a peristaltic pump containing a rotor connected to an electric motor, while the electric motor is operatively connected to the processor.
- the storage device stores a program that, when executed by the processor, causes the processor to perform at least two modes of operation during an electrosurgical operation.
- the generator of the known device does not allow using it with several AUVI at the same time and, moreover, with AUVI, the value of the electrical capacitance and the value of the mechanical resonance frequency of which are different, which narrows the possibilities of using this device and is its disadvantage.
- the generator does not have the ability to determine the characteristics of a new (third-party) AUVI attached to the generator.
- the storage device stores a program that, when executed by the processor, causes the processor to perform at least two modes of operation during an operation.
- the mechanical resonance frequency of piezoelectric acoustic assemblies with interchangeable surgical instruments - waveguides connected to the generator cannot differ by the value at which the matching LC filter provides (without changing the parameters of its constituent elements) the function of extracting a sinusoidal signal corresponding to the first harmonic component of the rectangular signal of the incoming output inverter.
- the mechanical resonance frequency of piezoelectric acoustic assemblies with interchangeable ultrasonic surgical waveguide instruments connected to the generator cannot differ by more than the PLL bandwidth.
- the value of the capacitive component of the impedance of piezoelectric acoustic units connected to the generator cannot differ from the value of the capacitance of the capacitor, which determines the capacitive reactive component of the current flowing through the converter of the oscillatory system, by the value at which, with limiting changes in the acoustic load, the phase difference of the current in the SA circuit and the current flowing through the piezoelectric acoustic assembly will exceed the PLL's capture bandwidth.
- the phase of the current of the reactive capacitive component of the SA remains constant and differs from the phase of the current of the reactive capacitive component of the AUVI.
- an error signal is generated at the output of the PLL circuit, which leads to a change in the oscillation frequency of the master oscillator VCO 2.
- This change leads to the fact that the frequency of the generator output signal begins to differ from the frequency of the mechanical resonance of the piezoelectric acoustic unit.
- the technical task and the result of the invention is to expand the functionality of the device by providing the possibility of simultaneous connection of various acoustic nodes. for carrying out several surgical operations, as well as providing the possibility of increasing the accuracy of maintaining the equality of the frequency and phase of the output signal of the generator to the frequency and phase of the mechanical oscillations of the mechanical resonance of the AUVI in order to increase the efficiency of their work.
- the device for performing surgical operations using ultrasonic vibrations contains a microprocessor control unit, an ultrasonic signal generator that provides a signal through an acoustic unit - an ultrasonic piezoelectric transducer to a removable ultrasonic surgical waveguide-instrument, and provides the ability to compare the current amplitude by means of a circuit comparison with the amplitude of the current set from the control unit and correction of the amplitude of the electrical voltage and frequency applied to the removable ultrasonic surgical waveguide-instrument, signal amplifier, element for initiating the start and end of the operation of the ultrasonic surgical waveguide-instrument and means for supplying a liquid medium with a drive, at the same time, it additionally contains an information display module, an interface module with the possibility of making changes to the operating modes of the generator and acoustic units - ultrasound new piezoelectric transducers, a block for generating supply voltages of a broadband sinusoidal signal amplifier, with the ability to change output voltages under the action of control signals coming from a micro
- the information display module is placed on the outer surface of the device case.
- the removable ultrasonic surgical waveguide-instrument is made in the form of a needle with a channel for introducing a liquid medium or in the form of an end emitter or in the form of a scalpel or in the form of a dissector.
- FIG. 1 is a block diagram of the device generator; in fig. 2 shows a general view of the device, with attached AUVI: a needle with a channel for introducing a sclerosant, a scalpel and a scalpel, an end emitter and a dissector.
- the device for performing surgical operations using ultrasonic vibrations contains a broadband generator, including a supply voltage generation unit 1 (BPPN), the output voltages of which change under the action of control signals coming from the microprocessor control unit 2, a broadband sinusoidal signal amplifier 3, an information display module 4, digital synthesizer 5 of a sinusoidal signal (DSSSF) with the function of controlling the output frequency using digital code and voltage and the function of controlling the phase of the output signal using a digital code, switch 6 of the output signal of a broadband amplifier 3, switch 7, block 8 for generating feedback signals (BFSOS) - a signal proportional to the amplitude of the current in the AUVI circuit and a signal whose phase and frequency coincides with the phase and frequency of the current in the AUVI circuit, the phase comparator 9 (a component of the PLL circuit), the output connector block 10, the interface module 11, designed for the operator to make changes to the generator operating modes, the analog-to-digital converter block 12 (ADC), controlled attenuator 13, several AUVI 141, 142, ...
- the switch 7 is designed to connect storage devices 151, 152...15 structurally integrated into the acoustic nodes 141, 142, ...14p to the microprocessor control unit 2.
- the switch 6 is designed to connect piezoceramic ultrasonic transducers 161, 162, ...16p to the output of a broadband amplifier 3 sinusoidal signal through the BFSOS.
- the device 18 for supplying the liquid phase with a manual drive is installed on the AUVI 141.
- AUVI 141, 142, ...14n differ in geometry and size and, as a result, have different mechanical resonance frequencies and different values electric capacitance characteristic of piezoceramic oscillatory systems and can have any values within the entire frequency range of the generator output signals.
- FIG. 2 general views of the device, as an example, are shown:
- the electrical capacitance of the connected AUVI can vary greatly (for example: 0.6 nF, 1.7 nF, 3.4 nF, 6 nF, 10 nF) and can be any, and is limited only by the maximum power of the generator output signal.
- Information display module 4 and interface module 11, designed for the operator to make changes to the generator operating modes, are placed on the outer surface of the generator housing.
- the proposed generator allows you to: automatically detect resonant frequencies and determine the electrical capacitance connected to the AUVI, record (read) the electrical and physical parameters of the AUVI in a memory device structurally integrated into the acoustic unit, and also record (read) the operational parameters of the AUVI (date of manufacture, time operating hours, recommended and limit values of operating modes) in a storage device 15 structurally integrated into the acoustic unit.
- the proposed device allows you to display the operating modes of the generator and AUVI and change the operating modes of the generator and AUVI.
- a device for performing surgical operations using ultrasonic vibrations operates as follows.
- the microprocessor control unit 2 When the generator is turned on, the microprocessor control unit 2 generates control signals for the switch 7, which through the block 10 output connectors interrogates the memory devices 15, structurally integrated into the AUVI connected to the generator, and reads from the memory devices 15 information (electrical and 25 physical parameters) necessary for the operation of each of the connected AUVI.
- a memory device 15 If a memory device 15 is found, structurally integrated into the acoustic node 14, which does not contain the information necessary for operation (electrical and physical parameters) of the AUVI, then the microprocessor control unit 2 generates signals for the information display module 4. If necessary, further work with this acoustic node 14 , operator via interface module 11 starts the integration procedure (determination of the electrical and physical parameters necessary for operation) of this acoustic node 14.
- the procedure for integrating the acoustic node 14 is as follows.
- the microprocessor control unit 2 through the switch 6 and the block 10 of the output connectors of the generator, connects the piezoceramic ultrasonic transducer 16, which is part of the acoustic unit 14, to the output of the broadband amplifier 3 of the sinusoidal signal through the BFSOS 8 and, according to a certain algorithm, using the TsSSSF 5, the controlled attenuator 13, BFPN 1, using the output signals of BFSOS 8, determines the electrical capacitance of the piezoceramic ultrasonic transducer 16 and writes its value to the memory device 15, structurally integrated into the acoustic node 14.
- the microprocessor control unit 2 After that, the microprocessor control unit 2 generates control signals for BFPN 1 and controlled attenuator 13 and transmits to TsSSSF 5 is a digital code proportional to the phase of the capacitive reactive component of the current (PFERST) flowing through the piezoelectric transducer of the oscillatory system 16.
- the digital code PFERST is the result of mathematical calculations according to a certain algorithm y. The input data for these calculations are the value of the frequency of the signal supplied to the piezoelectric ultrasonic oscillatory system 16, which is included in the acoustic node 14, and the previously measured value of the electrical capacitance of the piezoceramic ultrasonic transducer 16, which is part of the acoustic node 14.
- microprocessor control unit 2 By changing the frequency of the output signal and the value of the digital code PFERST, microprocessor control unit 2 performs frequency scanning in the frequency range defined in the technical characteristics of the generator. During frequency scanning, the microprocessor control unit 2 analyzes the parameters of the incoming signal according to a certain algorithm. with BFSOS 8 by means of an analog-to-digital converter 12 and determines the values of all mechanical resonances of the system detected in the frequency range specified in the technical characteristics of the generator. The microprocessor control unit 2 transmits information about all detected mechanical resonances to the information display module 4 .
- the operator using the interface module 11, selects the value of the mechanical resonance frequency of the system, at which the attached AUVI performs the function of a surgical instrument defined for it, and initiates the procedure for writing to the memory device 15 (included in the acoustic unit 14) the value of the mechanical resonance frequency of the system.
- the integration process of the acoustic node 14 occurs once - when it is first connected to the generator.
- the microprocessor control unit 2 detects the next unidentified acoustic node 14 (several acoustic nodes can be connected to the device for the first time), the integration procedure will be repeated.
- each AUVI recorded in the memory device 15 are stored even when the generator is disconnected from the power supply and when the acoustic unit 14 is disconnected from the generator.
- the microprocessor control unit 2 In operating mode, after the operator selects using the interface module 11 and the module 4 for displaying information of the required acoustic node 14 (from among the output connectors connected to the unit 10), the microprocessor control unit 2 generates control signals for the switch 7 and, through the block 10 of the generator output connectors, reads from memory device 15, structurally integrated into the acoustic node 14, the AUVI parameters (electrical and physical) necessary for the operation of the selected acoustic node 14.
- the microprocessor control unit 2 connects the selected piezoceramic ultrasonic transducer 16 to the broadband amplifier by means of the switch 6 of the output signal and the unit 10 of the output connectors of the generator 3 through BFSOS 8.
- the microprocessor control unit 2 (according to the embedded algorithm) generates control signals for BFPN 1, TSSSF 5 and controlled attenuator 13 based on information read from memory 15 (frequency value mechanical resonance, the value of the electrical capacitance of the piezoceramic ultrasonic transducer 16, the values of the nominal and maximum current in the circuit of the ultrasonic vibrating system with an attached AUVI, the value that determines the resource of the ultrasonic vibrating system).
- the microprocessor control unit 2 sends to the TSSSF 5 the mechanical resonance frequency code read from the memory device 15 and the phase correction code PFERST which is calculated in the microprocessor control unit 2 according to the algorithm.
- the microprocessor control unit 2 sends to the controlled attenuator 13 the code of the value of the output signal level (for the operator, this is the value of the power level of the AUVI, which he sets using the interface module AND and the information display module 4). From now on, the system is in standby mode. After impact on element 17, initiating the start of the AUVI, the microprocessor control unit 4 generates control signals for the BFPN 1 and the piezoceramic ultrasonic transducer 16, which is part of the acoustic unit 14, is supplied with a sinusoidal signal of a given frequency and phase.
- phase comparator 9 one input of which receives a signal from the TSSSF 5, and the other input receives a signal from the BFSOS 8.
- the analog output signal of the phase comparator 9 is fed to the input of the analog control of the output frequency of the TSSSF 5.
- the microprocessor control unit 2 measures the electrical capacitance of the piezoceramic ultrasonic transducer 16, calculates the value of the phase correction PFERST and writes the code for the phase correction PFERST in TsSSSF 5.
- the amplitude of the current in the circuit and, as a result, the amplitude of the working end of the connected AUVI is measured based on the signal from the second output of the BFSOS 8 by means of the block 12 of the analog-to-digital converter.
- the microprocessor control unit 2 (according to the embedded algorithm) generates control signals for the controlled attenuator 13 and BFPN 1, as a result of which an adjustment occurs the amplitude of the current in the circuit, and, as a result, the amplitude of oscillations of the working end of the connected AUVI.
- DS Combined internal hemorrhoids 3 tbsp. Chronic anal fissure at 6 o'clock. On July 2, 2020, a combined intervention was performed under local anesthesia. The anal fissure was excised at 6 o'clock with two arcuate Gabriel incisions by exposing the element that initiates the start of the AUVI operation using an ultrasonic scalpel with a mechanical oscillation frequency of 44 kHz and an electric capacitance of the ultrasonic oscillatory system of -3.4 nF.
- cavitation sclerotherapy was performed using a needle with a channel for introducing a sclerosant, with a frequency of mechanical oscillations of 30 kHz and an electric capacitance of the ultrasonic oscillatory system of 3.4 nF and a solution of Ethoxysclerol 1% -4.0 internal hemorrhoids at 3 and 7 hours.
- an ultrasonic dissector with a mechanical vibration frequency of 56 kHz and an electrical capacitance of the ultrasonic oscillatory system of 1.7 nF
- an open hemorrhoidectomy of the node was performed at 11 o'clock.
- the patient was discharged in a satisfactory condition for outpatient treatment on the day of surgery.
- the period of complete epithelialization of wounds at 6 and 11 hours was 28 days. No strictures of the anal canal were noted. The symptoms are completely relieved.
- Clinical example 2
- the dressing showed significant positive dynamics, the absence of discharge from the postoperative wound, a decrease in infiltration of the soft tissues of the perianal region.
- the patient underwent sigmoidoscopy. Pathology of the rectum and sigmoid colon was not revealed.
- an altered anal sinus with a wide mouth, a cicatricial edge of the entrance and a passage going intrasphincterally and associated with the cavity of a previously opened abscess was noted. Due to the positive dynamics of the treatment of the acute process, the absence of tissue infiltration, a decision was made to conduct a radical treatment.
- excision of the intrasphincteric fistulous tract was performed with two arcuate incisions using an ultrasonic scalpel with a mechanical oscillation frequency of 25 kHz and an electric capacitance of the ultrasonic oscillatory system of 6 nF.
- the postoperative period proceeded smoothly.
- Complete epithelialization was noted on the 30th day.
- DS Pelvic floor muscle insufficiency. Rectocele II degree. Syndrome of obstructive defecation.
- anterior sphincterolevatoroplasty was performed using one U-shaped suture with a variable direction.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к устройству для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний. Устройство содержит микропроцессорный блок управления, генератор ультразвукового сигнала, обеспечивающий подачу сигнала через акустический узел - ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь на съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент, усилитель сигнала, элемент для инициирования начала и окончания работы волновода-инструмента и средство подачи жидкой среды с приводом. Также оно содержит модуль отображения информации, интерфейсный модуль, блок формирования питающих напряжений широкополосного усилителя синусоидального сигнала, коммутатор запоминающих устройств, блок выходных разъемов генератора, аналого-цифровой преобразователь, управляемый аттенюатор и цифровой синтезатор сигнала синусоидальной формы. Достигается расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности одновременного подключения различных акустических узлов для проведения нескольких хирургических операций, а также обеспечение возможности повышения точности поддержания равенства частоты и фазы выходного сигнала генератора частоте и фазе механических колебаний механического резонанса АУВИ с целью повышения эффективности их работы.
Description
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ХИРУРГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройству для работающему совместно с акустическими узлами - пьезокерамическими колебательными системами с присоединяемыми к ним волноводами - инструментами (АУВИ) - ультразвуковыми хирургическими инструментами разного типа при их одновременном подключении для проведения операций, например, в проктологии для ультразвукового операционного воздействия на кровеносный сосуд или кавернозное тело и пластических реконструктивных хирургических операций в колопроктологии, осуществляемых с применением ультразвуковых колебаний высокой интенсивности и с возможностью контроля параметров в процессе работы.
Устройство для проведения хирургических операций состоит из генератора ультразвуковых колебаний и одновременно подключенных АУВИ, отличающихся геометрией и размерами и, как следствие, имеющих различные частоты механического резонанса и различные значения электрической емкости.
Необходимость разработки и применения такого устройства связана с необходимостью снижения аппаратурной загрузки операционных помещений, и необходимостью применения нескольких ультразвуковых хирургических инструментов разного типа, работающих на разных резонансных частотах и подсоединяемых к пьезокерамическим колебательным системам с разным значением электрической емкости в течение одной хирургической операции (симультанные операции).
Традиционная схема генераторов для питания пьезоэлектрических акустических узлов состоит из задающего генератора прямоугольных импульсов, усилителя мощности прямоугольных импульсов, индуктивного
элемента, подключенного между выходом усилителя мощности и входом пьезоэлектрического акустического узла АУВИ, схемы компенсации электрической емкости пьезоэлементов ультразвуковой колебательной системы, схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и схемы регулирования и поддержания уровня мощности в необходимых пределах. Значение электрической индуктивности индуктивного элемента жестко связано со значением электрической емкости и значением частоты механического резонанса АУВИ. Номиналы элементов схемы компенсации электрической емкости пьезоэлементов ультразвуковой колебательной системы так же жестко связаны с электрической емкостью, подключенного АУВИ. Это означает, что все АУВИ, подключаемые к находящемуся в эксплуатации генератору, должны иметь одинаковую частоту механического резонанса и одинаковое значение электрической емкости пьезоэлементов ультразвуковой колебательной системы.
Это значительно ограничивает эксплуатационные возможности потому, что невозможно подключить АУВИ к уже имеющемуся в хирургической операционной генератору, значение электрической емкости и значение частоты механического резонанса которых отличается от тех значений, под которые был изготовлен эксплуатируемый генератор.
Необходимость разработки АУВИ с различной частотой механического резонанса и различной электрической емкостью пьезоэлементов- ультразвуковой колебательной системы диктуется расширением применения ультразвуковых технологий для лечения различных патологий и, как следствие, различными техническими требованиями, основными из которых являются вид ультразвукового воздействия на биологические ткани и массогабаритные характеристики.
Необходимым условием для эффективной работы АУВИ является наличие переменного напряжения, прикладываемого к электродам
пьезоэлектрического преобразователя, частота которого соответствует частоте механического резонанса АУВИ. При этом фаза тока в цепи должна совпадать с фазой прикладываемого напряжения. Одновременно с этим, для управления амплитудой колебаний рабочей части ультразвуковых хирургических инструментов, и, как следствие, интенсивностью хирургического воздействия, необходимо контролировать амплитуду тока в цепи акустического узла и стабилизировать ее в соответствии с установленными медицинским персоналом значениями. На значение частоты механического резонанса, амплитуды и фазы тока в цепи акустического узла оказывают множество дестабилизирующих факторов. К наиболее значимым можно отнести механическую и гидродинамическую нагрузку (степень контакта рабочей части ультразвуковых хирургических инструментов с биологическими тканями), температуру ультразвуковых хирургических инструментов и температуру пьезоэлектрического преобразователя, входящего в АУВИ.
Известно устройство для ультразвукового воздействия, включающего генератор ультразвукового сигнала, обеспечивающий подачу сигнала на съемный ультразвуковой хирургический инструмент, содержащий съемный концентратор-волновод, (см. описание изобретения к патенту RU N°2214193 «Способ, система и инструмент для ультразвукового воздействия на кровеносный сосуд или кавернозное тело», МПК А61В 18/00, A61N 7/00, опубл. 20.10.2003).
Генератор известного устройства не позволяет использовать его с несколькими АУВИ одновременно и, тем более, с АУВИ, значение электрической емкости и значение частоты механического резонанса которых отличаются, что сужает возможности использования этого устройства и является его недостатком. Кроме того, генератор не имеет
возможности определения характеристик нового (стороннего) АУВИ, присоединяемого к генератору.
Известно устройство для ультразвукового воздействия, содержащее электрохирургический контроллер, включающий процессор, запоминающее устройство, соединенное с процессором, генератор напряжения, функционально соединенный с процессором, и содержащий активную клемму для соединения посредством соединителя с ультразвуковым хирургическим инструментом (см. описание изобретения RU N°2657960 «Электрохирургические системы и способы», МПК А61В 18/12, А61В 17/34, А61М 25/01, опубл. 18.06.2018).
Контроллер выполнен с возможностью соединения с перистальтическим насосом, содержащим ротор, соединенный с электродвигателем, при этом электродвигатель функционально соединен с процессором. В запоминающем устройстве хранится программа, которая, при ее исполнении процессором, побуждает процессор осуществлять, по меньшей мере, два режима функционирования в ходе электрохирургической операции.
Генератор известного устройства не позволяет использовать его с несколькими АУВИ одновременно и, тем более, с АУВИ, значение электрической емкости и значение частоты механического резонанса которых отличаются, что сужает возможности использования этого устройства и является его недостатком. Кроме того, генератор не имеет возможности определения характеристик нового (стороннего) АУВИ, присоединяемого к генератору.
Ближайшим к заявляемому техническому решению, принятым в качестве прототипа, является устройство для ультразвукового воздействия, включающего микропроцессорный блок управления, генератор ультразвукового сигнала, обеспечивающий подачу сигнала через акустический узел - ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь на
съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент, и обеспечивающий возможность сравнения амплитуды тока посредством схемы сравнения с амплитудой тока, задаваемой с блока управления, и корректировки амплитуды электрического напряжения и частоты, прикладываемых к съемному ультразвуковому хирургическому волноводу- инструменту, усилитель сигнала, элемент для инициирования начала и окончания работы ультразвукового хирургического волновода-инструмента и средство подачи жидкой среды с приводом, (см. описание изобретения RU No2240073 «Способ управления процессом ультразвуковой липосакции», МПК А61В 18/00, А61В 17/32, опубл. 20.11.2004).
Запоминающее устройство хранит программу, которая, при ее исполнении процессором, побуждает процессор осуществлять, по меньшей мере, два режима функционирования в ходе операции.
Недостатками известного устройства являются:
Частота механического резонанса пьезоэлектрических акустических узлов со сменными хирургическими инструментами - волноводами, подключаемых к генератору не может отличаться на величину, при которой согласующий LC фильтр обеспечивает (без изменения параметров элементов его составляющих) функцию выделения синусоидального сигнала, соответствующего первой гармонической составляющей сигнала прямоугольной формы поступающего выхода инвертора.
Частота механического резонанса пьезоэлектрических акустических узлов со сменными ультразвуковыми хирургическими инструментами-волноводами, подключаемых к генератору не может отличаться на величину превышающую ширину полосы захвата схемы ФАПЧ.
Значение емкостной составляющей импеданса пьезоэлектрических акустических узлов, подключаемых к генератору не может отличаться от значения емкости конденсатора, которая определяет емкостную реактивную составляющую тока, протекающего через преобразователь колебательной системы, на величину, при которой при предельных изменениях акустической нагрузки разность фаз тока в цепи СА и тока протекающего через пьезоэлектрический акустический узел превысит ширину полосы захвата схемы ФАПЧ.
Выполнение условия равенства фазы тока протекающего через АУВИ и фазы тока реактивной емкостной составляющей - СА не может быть выполнено с точностью необходимой для эффективной работы АУВИ. Во время работы АУВИ происходит нагрев элементов его составляющих. Это приводит к изменению значения электрической емкости пьезокерамических элементов, что в свою очередь приводит к изменению фазы тока протекающего через пьезоэлектрический акустический узел.
При этом фаза тока реактивной емкостной составляющей СА остается постоянной и отличается от фазы тока реактивной емкостной составляющей АУВИ. Как следствие на выходе схемы ФАПЧ формируется сигнал рассогласования, который ведет к изменению частоты колебаний задающего генератора ГУН 2. Это изменение приводит к тому, что частота выходного сигнала генератора начинает отличаться от частоты механического резонанса пьезоэлектрического акустического узла. Это приводит к снижению амплитуды колебаний рабочей части АУВИ, что в известном генераторе компенсируется увеличением амплитуды выходного сигнала, что приводит к увеличению нагрева элементов составляющих акустический узел
Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности одновременного подключения различных акустических узлов б
для проведения нескольких хирургических операций, а также обеспечение возможности повышения точности поддержания равенства частоты и фазы выходного сигнала генератора частоте и фазе механических колебаний механического резонанса АУВИ с целью повышения эффективности их работы.
Технический результат достигается тем, что устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний содержит микропроцессорный блок управления, генератор ультразвукового сигнала, обеспечивающий подачу сигнала через акустический узел - ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь на съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент, и обеспечивающий возможность сравнения амплитуды тока посредством схемы сравнения с амплитудой тока, задаваемой с блока управления, и корректировки амплитуды электрического напряжения и частоты, прикладываемых к съемному ультразвуковому хирургическому волноводу-инструменту, усилитель сигнала, элемент для инициирования начала и окончания работы ультразвукового хирургического волновода-инструмента и средство подачи жидкой среды с приводом, при этом оно дополнительно содержит модуль отображения информации, интерфейсный модуль с возможностью внесения изменений в режимы работы генератора и акустических узлов - ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, блок формирования питающих напряжений широкополосного усилителя синусоидального сигнала, с возможностью изменения выходных напряжений под действием управляющих сигналов, поступающих с микропроцессорного блока управления согласно алгоритму, коммутатор с возможностью подключения пьезокерамических ультразвуковых преобразователей к выходу широкополосного усилителя синусоидального сигнала через блок формирования сигналов обратной связи, коммутатор запоминающих устройств, конструктивно интегрированных в акустические узлы с
возможностью подключения к микропроцессорному блоку управления, блок выходных разъемов генератора с возможностью одновременного подключения различных акустических узлов, аналого-цифровой преобразователь, обеспечивающий согласование аналогового сигнала со второго выхода блока формирования сигналов обратной связи с цифровым входом микропроцессорного блока, управляемый аттенюатор, обеспечивающий изменение амплитуды выходного сигнала генератора, под действием управляющих сигналов микропроцессорного блока согласно алгоритму и цифровой синтезатор сигнала синусоидальной формы с функцией управления выходной частотой с помощью цифрового кода и напряжения и функцией управления фазой выходного сигнала с помощью цифрового кода согласно алгоритму. Модуль отображения информации вынесен на внешнюю поверхность корпуса устройства. Съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент выполнен в виде иглы с каналом для введения жидкой среды или в виде - торцевого излучателя или в виде скальпеля или в виде диссектора.
На фиг. 1 представлена блок-схема генератора устройства; на фиг. 2 изображен общий вид устройства, с присоединенными АУВИ: иглой с каналом для введения склерозанта, скальпелем и скальпелем, торцевой излучателем и диссектором.
Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний содержит широкополосный генератор, включающий блок 1 формирования питающих напряжений (БФПН), выходные напряжения которого изменяются под действием управляющих сигналов, поступающих с микропроцессорного блока управления 2, широкополосный усилитель 3 синусоидального сигнала, модуль 4 отображения информации, цифровой синтезатор 5 сигнала синусоидальной формы (ЦСССФ) с функцией управления выходной частотой с помощью
цифрового кода и напряжения и функцией управления фазой выходного сигнала с помощью цифрового кода, коммутатор 6 выходного сигнала широкополосного усилителя 3, коммутатор 7, блок 8 формирования сигналов обратной связи (БФСОС) - сигнала пропорционального амплитуде тока в цепи АУВИ и сигнала, фаза и частота которого совпадает с фазой и частотой тока в цепи АУВИ, фазовый компаратор 9 (составляющая схемы-ФАПЧ), блок 10 выходных разъемов, интерфейсный модуль 11, предназначенный для внесения оператором изменений в режимы работы генератора, блок аналого- цифрового преобразователя 12 (АЦП), управляемый аттенюатор 13, несколько АУВИ 141, 142, ...14п, в состав которых входят запоминающие устройства 151, 152 _ 15п, соответственно, предназначенные для запоминания электрических и физических параметров АУВИ и пьезокерамические ультразвуковые преобразователи 161, 162, ...16п, соответственно, имеющие различные частоты механического резонанса и различные значения электрической емкости и элемент 17, предназначенный для инициирования начала и окончания работы АУВИ, выполненный в виде напольной педали или кнопки. Кнопка может быть расположена, в том числе и в АУВИ (кнопка на чертеже не показана).
Коммутатор 7 предназначен для подключения запоминающих устройств 151, 152...15 конструктивно интегрированных в акустические узлы 141, 142, ...14п к микропроцессорному блоку 2 управления.
Коммутатор 6 предназначен для подключения пьезокерамических ультразвуковых преобразователей 161, 162, ...16п к выходу широкополосного усилителя 3 синусоидального сигнала через БФСОС.
Устройство 18 подачи жидкой фазы с ручным приводом установлено на АУВИ 141.
АУВИ 141, 142, ...14n отличаются геометрией и размерами и, как следствие, имеют различные частоты механического резонанса и различные значения
электрической емкости характерной для пьезокерамических колебательных систем и могут иметь любые значения в пределах всего диапазона частот выходных сигналов генератора.
На фиг. 2 общего вида устройства, в качестве примера, изображены:
- игла с каналом для введения склерозанта, с частотой механических колебаний - 30 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 3,4 нФ (см. п. 141);
- скальпель с частотой механических колебаний - 44 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 3.4 нФ (см. п. 142);
- скальпель с частотой механических колебаний - 25 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 6 нФ (см. п. 143);
- торцевой излучатель, с частотой механических колебаний - 44 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 3,4 нФ (см. п. 144);
- диссектор с частотой механических колебаний - 56 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы -1.7 нФ (см. п. 14п).
В случае практической реализации генератора, например, с диапазоном частот выходных сигналов 20...100 кГц и количеством разъемов для подключения АУВИ равным 10, к генератору могут быть одновременно подключены АУВИ с такими частотами механического резонанса, например, 20 кГц, 22 кГц, 25 кГц, 33 кГц, 44 кГц, 48 кГц, 52 кГц, 56 кГц, 72 кГц, 90 кГц. Электрическая емкость подключенных АУВИ может отличаться в значительной степени (например: 0.6 нФ, 1.7 нФ, 3.4 нФ, 6 нФ, 10 нФ) и может быть любой, и ограничена только максимальной мощностью выходного сигнала генератора.
5 Модуль отображения информации 4 и интерфейсный модуль 11, предназначенный для внесения оператором изменений в режимы работы генератора, вынесены на наружную поверхность корпуса генератора.
Предлагаемый генератор позволяет: автоматически обнаруживать резонансные частоты и определять электрическую емкость, подключенных ю АУВИ, записывать (считывать) электрические и физические параметры АУВИ в запоминающем устройстве, конструктивно интегрированном в акустический узел, а также записывать (считывать) эксплуатационные параметры АУВИ (дату изготовления, время наработки, рекомендуемые и предельные значения режимов эксплуатации) в запоминающем устройстве, 15 конструктивно интегрированном в акустический узел. Кроме того предлагаемое устройство позволяет отображать режимы работы генератора и АУВИ и изменять режимы работы генератора и АУВИ.
Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний работает следующим образом.
20 При включении генератора, микропроцессорный блок 2 управления формирует сигналы управления для коммутатора 7, который через блок 10 выходных разъемов опрашивает запоминающие устройства 15, конструктивно интегрированные в подключенные к генератору АУВИ, и считывает из запоминающих устройств 15 информацию (электрические и 25 физические параметры) необходимую для работы каждого из подключенных АУВИ.
В случае обнаружения запоминающего устройства 15, конструктивно интегрированного в акустический узел 14, не содержащего необходимой для работы информации (электрические и физические параметры) АУВИ, зо микропроцессорный блок 2 управления формирует сигналы для модуля отображения информации 4. При необходимости дальнейшей работы с этим акустическим узлом 14, оператор посредством интерфейсного модуля 11
запускает процедуру интеграции (определение необходимых для работы электрических и физических параметров) данного акустического узла 14.
Процедура интеграции акустического узла 14 состоит в следующем.
Микропроцессорный блок 2 управления посредством коммутатора 6 и блока 10 выходных разъемов генератора подключает пьезокерамический ультразвуковой преобразователь 16, входящий в состав акустического узла 14, к выходу широкополосного усилителя 3 синусоидального сигнала через БФСОС 8 и, по определенному алгоритму, используя ЦСССФ 5, управляемый аттенюатор 13, БФПН 1, используя выходные сигналы БФСОС 8 определяет электрическую емкость пьезокерамического ультразвукового преобразователя 16 и записывает ее значение в запоминающее устройство 15, конструктивно интегрированное в акустический узел 14. После этого микропроцессорный блок 2 управления формирует сигналы управления для БФПН 1 и управляемого аттенюатора 13 и передает в ЦСССФ 5 цифровой код, пропорциональный фазе емкостной реактивной составляющей тока (ПФЕРСТ), протекающего через пьезоэлектрический преобразователь колебательной системы 16. Цифровой код ПФЕРСТ является результатом математических вычислений согласно определенному алгоритму. Входными данными для этих вычислений являются значение частоты сигнала подводимого к пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системе 16, входящей в акустический узел 14 и ранее измеренное значение электрической емкости пьезокерамического ультразвукового преобразователя 16, входящего в состав акустического узла 14. Изменяя частоту выходного сигнала и значение цифрового кода ПФЕРСТ, микропроцессорный блок 2 управления производит частотное сканирование в диапазоне частот определенных в технических характеристиках генератора. Во время частотного сканирования микропроцессорный блок 2 управления по определенному алгоритму анализирует параметры сигнала поступающего
с БФСОС 8 посредством аналого-цифрового преобразователя 12 и определяет значения всех механических резонансов системы, обнаруженных в диапазоне частот, определенных в технических характеристиках генератора. Информацию обо всех обнаруженных механических резонансах микропроцессорный блок 2 управления передает в модуль 4 отображения информации. Оператор, используя интерфейсный модуль 11, производит выбор значения частоты механического резонанса системы, при котором присоединенный АУВИ выполняет определенную для него функцию хирургического инструмента, и инициирует процедуру записи в запоминающее устройство 15 (входящие в акустический узел 14) значения частоты механического резонанса системы.
На этом процесс интеграции акустического узла 14-заканчивается. Процесс интеграции акустического узла 14 происходит один раз - при его первом подключении к генератору.
В случае, если микропроцессорный блок 2 управления обнаружит следующий не идентифицированный акустический узел 14, (к устройству может быть впервые подключено несколько акустических узлов), процедура интеграции повторится.
После того как не останется ни одного не идентифицированного акустического узла 14 на экране модуля 4 отображения информации появится информация обо всех доступных для работы акустических узлах 141, 142, ...14n. С этого момента оператор может выбрать любой из них для применения.
Параметры каждого АУВИ, записанные в запоминающее устройство 15, сохраняются и при отключении генератора от источника электропитания и при отсоединении акустического узла 14 от генератора.
В рабочем режиме после выбора оператором_ с помощью интерфейсного модуля 11 и модуля 4 отображения информации необходимого акустического узла 14 (из числа подключенных к блоку 10 выходных разъемов), микропроцессорный блок 2 управления формирует сигналы управления для коммутатора 7 и через блок 10 выходных разъемов генератора считывает из запоминающего устройства 15, конструктивно интегрированного в акустический узел 14 параметры АУВИ (электрические и физические) необходимые для работы выбранного акустического узла 14. Далее микропроцессорный блок 2 управления посредством коммутатора 6 выходного сигнала и блока 10 выходных разъемов генератора подключает выбранный пьезокерамический ультразвуковой преобразователь 16 к широкополосному усилителю 3 через БФСОС 8. Микропроцессорный блок 2 управления (согласно заложенного алгоритма) формирует сигналы управления для БФПН 1, ЦСССФ 5 и управляемого аттенюатора 13 на основании информации, считанной из запоминающего устройства 15 (значение частоты механического резонанса, значение электрической емкости пьезокерамического ультразвукового преобразователя 16, значения номинального и максимального тока в цепи ультразвуковой колебательной системы с присоединенным АУВИ, значение определяющее ресурс ультразвуковой колебательной системы). Микропроцессорный блок 2 управления отправляет в ЦСССФ 5 код частоты механического резонанса, считанный из запоминающего устройства 15 и код фазовой коррекции ПФЕРСТ который вычисляется в микропроцессорном блоке 2 управления согласно алгоритму.
Микропроцессорный блок 2 управления отправляет в управляемый аттенюатор 13 код значения уровня выходного сигнала (для оператора это - значение уровня мощности АУВИ, который он устанавливает с помощью интерфейсного модуля И и модуля отображения информации 4). С этого момента система находится в режиме ожидания. После воздействия на
элемент 17, инициирующий начало работы АУВИ, микропроцессорный блок 4 управления формирует сигналы управления для БФПН 1 и на пьезокерамический ультразвуковой преобразователь 16, входящий в состав акустического узла 14, подается сигнал синусоидальной формы заданной частоты и фазы.
Мгновенные значения частоты и фазы выходного сигнала корректируются с помощью фазового компаратора 9, на один вход которого поступает сигнал с ЦСССФ 5, а на другой вход - сигнал с БФСОС 8. Аналоговый выходной сигнал фазового компаратора 9 поступает на вход аналогового управления выходной частотой ЦСССФ 5.
Для учета температурных изменений электрической емкости пьезокерамического ультразвукового преобразователя 16 (входящего в состав акустического узла 14) во время работы и корректировки фазы сигнала ПФЕРСТ, протекающего через пьезоэлектрический преобразователь 16, микропроцессорный блок управления 2 по определенному алгоритму, с периодичностью, обусловленной особенностями находящегося в работе АУВИ, измеряет электрическую емкость пьезокерамического ультразвукового преобразователя 16, вычисляет значение фазовой коррекции ПФЕРСТ и записывает код фазовой коррекции ПФЕРСТ в ЦСССФ 5.
Амплитуда тока в цепи и, как следствие, амплитуда рабочего окончания присоединенного АУВИ измеряется на основании сигнала со второго выхода БФСОС 8 посредством блока 12 аналого-цифрового преобразователя. В случае отклонения измеренных значений от установленных оператором или считанных из запоминающего устройства 15, входящего в состав акустического узла 14, микропроцессорный блок 2 управления (согласно заложенного алгоритма) формирует управляющие сигналы для управляемого аттенюатора 13 и БФПН 1, в результате которых происходит корректировка
амплитуды тока в цепи, и, как следствие, амплитуды колебаний рабочего окончания присоединенного АУВИ.
Клинический пример 1
Больной Н., 39 лет, 02.07.2020 года обратился с жалобами на выделение крови при дефекации, выпадение узлов, которые не вправляются самостоятельно, болевой синдром, сохраняющийся в течение 1-2 часов после дефекации. Был произведен осмотр больного.
DS: Комбинированный внутренний геморрой 3 ст. Хроническая анальная трещина на 6 часах. 02.07.2020 года под местной анестезией было выполнено комбинированное вмешательство. Воздействием на элемент, инициирующий начало работы АУВИ, с помощью ультразвукового скальпеля с частотой механических колебаний - 44 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы -3.4 нФ выполнено иссечение анальной трещины на 6 часах двумя дугообразными разрезами по Габриелю. Затем выполнена кавитационная склеротерапия с помощью иглы с каналом для введения склерозанта, с частотой механических колебаний - 30 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 3,4 нФ и раствора Этоксисклерола 1%-4,0 внутренних геморроидальных узлов на 3 и 7 часах. После прошивания сосудистой ножки Z-образным швом нитью Vicryl 0, с помощью ультразвукового диссектора с частотой механических колебаний - 56 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 1.7 нФ была выполнена открытая геморроидэктомия узла на 11 часах. Пациент выписан в удовлетворительном состоянии на амбулаторное лечение в день операции. Период полной эпителизации ран на 6 и 11 часах составил 28 дней. Стриктуры анального канала не отмечено. Симптомы полностью купированы.
Клинический пример 2
Больной Ф., 40 лет, 07.09.2020 года обратился с жалобами на болезненную припухлость в области анального отверстия, сохраняющуюся в течение 3 суток, повышение температуры тела до 38С.Был произведен осмотр больного.
DS: Острый подкожный парапроктит. 07.09.2020 года воздействием на элемент, инициирующий начало работы АУВИ, под местной анестезией в экстренном порядке с помощью ультразвукового скальпеля с частотой механических колебаний - 25 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 6 нФ было выполнено вскрытие гнойника радиальным разрезом кожи длиной 2,0 см. Полость гнойника до 3,0 см в глубину промыта раствором Октенисепта с комбинированной обработкой ультразвуковой торцевым излучателем. Антибактериальная терапия не назначалась, пациент проходил лечение амбулаторно. 08.09.2020 года на перевязке отмечена значительная положительная динамика, отсутствие отделяемого из послеоперационной раны, уменьшение инфильтрации мягких тканей перианальной области. 09.09.2020 на 2е сутки послеоперационного периода пациенту выполнена ректороманоскопия. Патологии прямой кишки и сигмовидной кишки не выявлено. В анальном канале на 9 часах в области зубчатой линии отмечен измененный анальный синус с широким устьем, рубцовым краем входа и ходом, идущим интрасфинктерно и связанным с полостью ранее вскрытого гнойника. В связи с положительной динамикой лечения острого процесса, отсутствием инфильтрации тканей принято решение о проведении радикального лечения. Под местной анестезией после проведения зонда в свищевой ход выполнено иссечение интрасфинктерного свищевого хода двумя дугообразными разрезами с помощью ультразвукового скальпеля с частотой механических колебаний - 25 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 6 нФ.
Послеоперационный период протекал гладко. Полная эпителизация отмечена на 30-е сутки.
Больная О., 38 лет, 02.07.2020 года обратилась с жалобами на затруднения при дефекации, боли, необходимость ручного пособия, чувство неполного опорожнения кишечника. Был произведен осмотр больной.
DS: Недостаточность мышц тазового дна. Ректоцеле II степени. Синдром обструктивной дефекации. 06.04.2020 года была произведена передняя сфинктеролеваторопластика с помощью одного шва П-образной модификации с переменным направлением. Воздействием на элемент, инициирующий начало работы АУВИ, с помощью ультразвукового скальпеля с частотой механических колебаний - 25 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 6 нФ выполнено иссечение треугольного лоскута задней стенки влагалища с основанием на переходной складке и вершиной в верхней трети задней стенки влагалища; ультразвуковым скальпелем с частотой механических колебаний - 44 кГц и электрической емкостью ультразвуковой колебательной системы - 3.4 нФ рассечена фасция Денонвилье по боковым стенкам треугольного доступа. При использовании ультравукового скальпеля не возникла необходимость использования диатермокоагуляции. Затем был наложен П-образный шов переменного направления, при затягивании которого было сформировано новое тело промежности. Наложены отдельные узловые швы на слизистую влагалища. Послеоперационный период протекал гладко. На Зе сутки пациентка выписана на амбулаторное лечение. Через 14 дней сняты швы со слизистой влагалища - заживление первичным натяжением, отмечена удовлетворительная функция сфинктера и леваторов заднего прохода. Отмечается улучшение эвакуаторной функции прямой кишки, подтвержденное опросником Векснера. Симптомы купированы.
Claims
1. Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний, содержащее микропроцессорный блок управления, генератор ультразвукового сигнала, обеспечивающий подачу сигнала через акустический узел - ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь на съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент и обеспечивающий возможность сравнения амплитуды тока посредством схемы сравнения с амплитудой тока, задаваемой с блока управления, и корректировки амплитуды электрического напряжения и частоты, прикладываемых к съемному ультразвуковому хирургическому волноводу-инструменту, усилитель сигнала, элемент для инициирования начала и окончания работы ультразвукового хирургического волновода-инструмента и средство подачи жидкой среды с приводом, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит модуль отображения информации, интерфейсный модуль с возможностью внесения изменений в режимы работы генератора и акустических узлов - ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, блок формирования питающих напряжений широкополосного усилителя синусоидального сигнала с возможностью изменения выходных напряжений под действием управляющих сигналов, поступающих с микропроцессорного блока управления согласно алгоритму, коммутатор с возможностью подключения пьезокерамических ультразвуковых преобразователей к выходу широкополосного усилителя синусоидального сигнала через блок формирования сигналов обратной связи, коммутатор запоминающих устройств, конструктивно интегрированных в акустические узлы с возможностью подключения к микропроцессорному блоку управления, блок выходных разъемов генератора с возможностью одновременного подключения различных акустических узлов, аналого-цифровой преобразователь, обеспечивающий согласование аналогового сигнала со
19
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
второго выхода блока формирования сигналов обратной связи с цифровым входом микропроцессорного блока, управляемый аттенюатор, обеспечивающий изменение амплитуды выходного сигнала генератора под действием управляющих сигналов микропроцессорного блока согласно алгоритму, и цифровой синтезатор сигнала синусоидальной формы с функцией управления выходной частотой с помощью цифрового кода и напряжения и функцией управления фазой выходного сигнала с помощью цифрового кода согласно алгоритму.
2. Устройство для нроведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний по п. 1, отличающееся тем, что модуль отображения информации вынесен на внешнюю поверхность корпуса устройства.
3. Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний по п. 1, отличающееся тем, что съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент выполнен в виде иглы с каналом для введения жидкой среды.
4. Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний по п. 1, отличающееся тем, что съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент выполнен в виде торцевого излучателя.
5. Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний по п. 1, отличающееся тем, что съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент выполнен в виде скальпеля.
6. Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний по п. 1, отличающееся тем, что съемный ультразвуковой хирургический волновод-инструмент выполнен в виде диссектора.
20
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021117271A RU2774586C1 (ru) | 2021-06-11 | Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний | |
| RU2021117271 | 2021-06-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022260556A2 true WO2022260556A2 (ru) | 2022-12-15 |
| WO2022260556A3 WO2022260556A3 (ru) | 2023-02-09 |
Family
ID=84426415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/000248 WO2022260556A2 (ru) | 2021-06-11 | 2022-08-02 | Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2022260556A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115813495A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-21 | 杭州康基医疗器械有限公司 | 一种智能超声高频多频多模集成系统及工作方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU6418394A (en) * | 1993-03-22 | 1994-10-11 | Aziz Yehia Anis | Removal of tissue |
| FR2773709B1 (fr) * | 1998-01-19 | 2000-05-26 | Montana Developments Ltd | Appareil et procede de production de stimuli de points d'acuponcture |
| RU2214193C2 (ru) * | 2001-07-06 | 2003-10-20 | Саврасов Геннадий Викторович | Способ, система и инструмент для ультразвукового воздействия на кровеносный сосуд или кавернозное тело |
| RU2240073C1 (ru) * | 2003-03-13 | 2004-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" | Способ управления процессом ультразвуковой липосакции |
| CN110384552A (zh) * | 2013-03-07 | 2019-10-29 | 亚瑟罗凯尔公司 | 电外科系统和方法 |
-
2022
- 2022-08-02 WO PCT/RU2022/000248 patent/WO2022260556A2/ru unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115813495A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-21 | 杭州康基医疗器械有限公司 | 一种智能超声高频多频多模集成系统及工作方法 |
| CN115813495B (zh) * | 2023-02-10 | 2023-06-20 | 杭州康基医疗器械有限公司 | 一种智能超声高频多频多模集成系统及工作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022260556A3 (ru) | 2023-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5253576B2 (ja) | 超音波手術装置 | |
| US5807285A (en) | Medical applications of ultrasonic energy | |
| JP4282869B2 (ja) | 高周波および超音波組合せ式外科手術装置 | |
| US7871420B2 (en) | Resonant converter tuning for maintaining substantial constant phaco handpiece power under increased load | |
| US9827032B2 (en) | Plasma treatment system | |
| US20030045887A1 (en) | Ultrasonic calculus treatment apparatus | |
| WO2022260556A2 (ru) | Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний | |
| EP0711611A2 (en) | Control system for use in ultrasonic surgical apparatus | |
| US20040068300A1 (en) | Control of pulse duty cycle based upon footswitch displacement | |
| WO2008053532A1 (fr) | Dispositif source d'alimentation électrique haute fréquence pour cautère | |
| JP2007143878A (ja) | 高周波電源装置及び電気手術装置 | |
| WO2001032087A1 (en) | Neurosurgical endoscopic contact ultrasonic probe | |
| RU2774586C1 (ru) | Устройство для проведения хирургических операций с применением ультразвуковых колебаний | |
| KR20030055245A (ko) | 초음파 음장을 이용한 생물조직의 치료방법 및 치료 장치 | |
| US20110112446A1 (en) | Ultrasonic treatment apparatus and ultrasonic treatment method | |
| JP3746631B2 (ja) | 超音波手術装置 | |
| RU2125846C1 (ru) | Способ лечения начальных форм рака шейки матки | |
| RU2788805C1 (ru) | Способ коррекции опущения слизистого слоя прямой кишки | |
| US20240138861A1 (en) | Therapeutic ultrasonic interventional system | |
| RU2192170C2 (ru) | Способ хирургического лечения лимфодемы | |
| US11877953B2 (en) | Phacoemulsification apparatus | |
| JP3315192B2 (ja) | 超音波治療装置 | |
| JP2821175B2 (ja) | 超音波治療装置 | |
| RU2240073C1 (ru) | Способ управления процессом ультразвуковой липосакции | |
| US20230149213A1 (en) | On-the-fly tuning for piezoelectric ultrasonic handpieces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |