Устройство для криоультразвукового хирургического воздействия

 

Изобретение относится к медицинской криоультразвуковой хирургической аппаратуре с использованием в глубине трубчатых органов, в других стесненных, недоступных для прямого визуального контроля операционных полях. Цель изобретения - повышение точности ориентации рабочей части криоультразвукового инструмента путем измерения модуля или фазы комплексного сопротивления пьезопреобразователя. Устройство содержит криоультразвуковой инструмент и подключенный к нему источник хладагента, генератор ультразвукового сигнала , формирователь спектра, через блок контроля положения криоультразвукового инструмента подключенный к криоультразвуковому инструменту, блок управления, первым выходом подключенный к источнику хладагента, вторым выходом - к второму входу блока контроля положения, а третьим выходом - к входу формирователя спектра, многоканальный измеритель разности фаз, регулятор сопротивления через многоканальный измеритель разности фаз, подключенный к блоку индикации. Набор резисторов, соединенных с первым входом коммутатора, многоканальный вольтметр, соединенный с входом блока индикации. Устройство обеспечивает автоматизацию контроляположенияплоскости криоультразвукового аппликатора к поверхности биоткани. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 В 17/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР имсюю,.;=—

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4496268/14 (22) 21.10.88 (46) 30.09.91. Бюл. hh 36 (71) Киевский научно-исследовательский институт отоларингологии им. проф. Коломийченко А.И. (72) А.И. Суглоба, В,Л. Куцевич, В.Е. Гарцтроп, А.В. Семенов, А.Т. Марченко, Т.П. Птуха, С.Н. Сокол-Черниловский и А,Н. Жуков (53) 615.475(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1266533, кл. А 61 В 17/36, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРИОУЛЬТРАЗВУКОВОГО ХИРУРГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к медицинской криоультразвуковой хирургической аппаратуре с использованием в глубине трубчатых органов, в других стесненных, недоступных для прямого визуального контроля операционных полях. Цель изобретения — повышение точности ориентации рабочей части криоультразвукового инструмента путем измерения модуля или фазы комплексного соИзобретение относится к медицинской криоультразвуковой хирургической аппаратуре при использовании в глубине трубчатых органов, в других недоступных для прямого визуального контроля операционных полях.

Цель изобретения — повышение точности ориентации рабочей части криоультразвукового инструмента путем измерения модуля и фазы комплексного сопротивления пьезопреобразователя.

„„SU „„1680109 А1 противления пьезопреобразователя. Устройство содержит криоультразвуковой инструмент и подключенный к нему источник хладагента, генератор ультразвукового сигнала, формирователь спектра, через блок контроля положения криоультраэвукового инструмента подключенный к криоультраэвуковому инструменту, блок управления, первым выходом подключенный к источнику хладагента. вторым выходом — к второму входу блока контроля положения, а третьим выходом — к входу формирователя спектра, многоканальный измеритель разности фаэ, регулятор сопротивления через многоканальный измеритель разности фаз, подключенный к блоку индикации. Набор резисторов, соединенных с первым входом ф коммутатора, мно гока нал ьн ый вол ьтметр, соединенный с входом блока индикации. Устройство обеспечивает автоматизацию кон- троля положения плоскости

° » криоультраэвукового аппликатора к поверхности биоткани. 3 э.п. ф-лы, 4 ил.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства;.на фиг. 2 — структурная схема блока контроля положения криоультразвукового инструмента (КУЗИ); на фиг. 3— структурная схема регулятора сопротивления; на фиг. 4 — вариант структурной схемы блока контроля положения КУЗИ с многоканальным вольтметром.

Устройство содержит КУЗИ 1 и подключенный к нему источник 2 хладагента, генератор 3 ультразвукового сигнала, 1680109 формирователь 4 спектра, через блок 5 контроля положения подключенный к КУЗИ 1, блок 6 управления, первым выходом подключенный к источнику 2 хладагента, вторым выходом — к второму входу блока 5 контроля положения КУЗИ, а третьим выходом — в ходу формирователя 4 спектра, многоканальный измеритель 7 разности фаз, регулятор 8 сопротивления, через многоканальный измеритель 7 разности фаз подключенный к блоку 9 индикации, набор 10 резисторов, соединенных с первым входом коммутатора 11, многоканальный вольтметр 12, соединенный с входом блока 9 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно перед практическим использованием устройство (фиг. 1) подвергается калибровке.

Калибровку проводят на модельной среде, близкой по своим акустическим характеристикам к биологической ткани (например, 1,5 -ный раствор желатины в воде). Перед проведением калибровки включают устройство и ориентируют акустическую ось пьезопреобразователя в составе КУЗИ 1 по нормали к поверхности раствора. Далее погружают рабочую поверхность КУЗИ 1 в модельную среду и производят измерение комплексного сопротивления пьеэопреобразователя или параметров его составляющих. При этом в акустическом контакте со средой не должны находиться периферийные участки пьезопреобразователя.

При проведении измерений устройство (фиг. 1) работает следующим образом, flo команде блока 6 управления формирователь 4 спектра преобразует широкополосный сигнал на выходе генератора 3 ультразвукового сигнала таким образом, что из него последовательно во времени выделяются сигналы участка необходимых частот и подаются на пьезопреобразователь

КУЗИ 1. Их длительность определяется временем преобразования блока 5 контроля положения КУЗИ в операционном поле и временем переходного процесса в пьезопреобразователе и должна быть больше их суммы. Частоты возбуждающих сигналов выбирают такими, что на одной из них максимальна чувствительность выбранного параметра пьезопреобразователя к механической нагрузке по всей рабочей его поверхности, а на другой — только по периферийной его части. Блоком 5 контроля положения КУЗИ в операционном поле синхронно с изменением частоты измеряют и индицируют параметры комплексного сопротивления пьезопреобразователя. Их величину фиксируют в паспорте устройства, До проведения криоультразвукового воздействия КУЗИ 1 устанавливают в one5 рационном поле и проводят режим "Контроль". При этом врач, изменяя (вслепую) его положение относительно нормали к поверхности биологической ткани (покачивая влево-enpaso, вперед-назад) и степень де10 формации биоткани (усилением или ослаблением режима), стремится добиться таких значений показаний блока 5 контроля положения КУЗИ в операционном поле, какие зафиксированы в паспорте. Устройство для

15 криоультразвукового хирургического воздействия при этом работает так же, как при калибровке, Положение КУЗИ 1 фиксируют и переходят в рабочий режим. По команде блока 6 управления из источника 2 хлада20 гента в полость КУЗИ 1 поступает хладагент, а формирователь 4 спектра преобразует сигнал генератора 3 ультразвукового сигнала таким образом, что его мощность увеличивается, а частотный диапазон ее

25 спектральной плотности совпадает с полосой рабочих частот пьеэопреобразователя.

При этом в биологической ткани формируется ультразвук терапевтической интенсивности (0,4-05 Вт/см ) и наращивается зона г

30 замораживания.

Блок 5 контроля положения КУЗИ работает следующим образом.

По команде блока 6 управления регулятор 8 сопротивления устанавливает опреде35 ленное значение своего сопротивления и подключает через него выход формирователя 4 спектра к пьезопреобразователю КУЗИ

1 и параллельно к входу многоканального измерителя 7 разности фаз. После установ40 ления переходного процесса в пьеэопреобразователе измеряется угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи пьезопреобразователя. Измеренная величина, пропорциональная углу комплексного со45 противления пьезопреобразователя КУЗИ

1, индицируется индикатором 9 угла сдвига фаз. После окончания измерения по команде блока 6 управления регулятор 8 сопротивления изменяет свое сопротивление, 50 формирователь 4 спектра перестраивает частоту ультразвукового сигнала и аналогичным образом производят повторное измерение и индикацию угла сдвига фаэ.

При этом на индикаторе 9 индицируются

55 уже две величины. Одна из них несет информацию о положении КУЗИ 1 в операцйанном поле, а вторая — о площади теплоакустического контакта рабочей поверхности инструмента 1 с биологической тканью. Далее осуществляется возврат к

i 680109 предыдущей частоте и т.д. При установке инструмента 1 в операционном поле измерения производится непрерывно. Изменяя угол наклона поверхности инструмента 1 относительно нормали к поверхности био- 5 ткани, а также степень ее деформации, врач стремится добиться определенных показаний индикатора 9 угла сдвига фаз, оговоренных в паспорте. После установки инструмент 1 фиксируют и переходят в ра- 10 бочий режим. При этом по команде блока 6 управления регулятор 8 сопротивления подключает выход формирователя 4 спектра к пьезопребраэователю непосредственно. 15

Регулятор 8 сопротивления работает следующим образом, При установке инструмента 1 в операционном поле коммутаторе 11 (фиг. 3) по. команде блока 6 управления подключает 20 выход формирователя 4 спектра к пьезапреобразователю через один из резисторов. В рабочем режиме выход формирователя 4 спектра подключается к пьезопреобразавателю непосредственно. Если для удобства 25 пользования электроды пьезопреобразователя секционированы, то коммутатор 11 регулятора 8 сопротивления последовательно во времени (в соответствии с командами блока 6 управления) подключает к выходу 30 формирователя 4 спектра каждую секцию пьезопреобраэователя. При этом, ориентируясь по показаниям индикаторэ, врач мажет определить направление изменения

КУЗИ 1. 35

Как вариант блока 3 контроля положения КУЗИ в операционном поле может быть выполнен на базе многоканального вольтметра 12 (фиг. 4). Работа его аналогична основному варианту, однако измеряется и 40 индуцируется индикатором 9 при этом напряжение а пьезопреобразователе, т.е. параметр, пропорциональный модулю комплексного сопротивления.

Формула изобретения 45

1, Устройство для криоультразвукового хирургического воздействия, содержащее криоультразвуковой инструмент и подключенный к нему источник хладагента, генера- 50 тор ультразвукового сигнала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности ориентации рабочей части криоультразвукового инструмента путем измерения моду55 ля и фазы комплексного сопротивления пьезапреобрэзавателя, в нега дополнительно введен формирователь спектра, через блок контроля палажени=: криаультрэзвуковаго инструмента, подключенный к криоультразвукаваму инструменту, блок управления, первым выходом подключенный к источнику хладагента, вторым выходом — к второму входу блока контроля положения криаультразвукового инструмента, а третьим выходом — к входу формирователя спектра, втарсй вход которого соединен с выходом генератора ультразвукового сигнала.

2. Устройство по и. 1, а т л и ч э ю щ е ес я тем, чта блок контроля положения криоультрэзвуковага инструмента содержит многоканальный измеритель разности фаз, соединенный с блоком индикации, второй выход регулятора сопротивления является выходом блока контроля положения, а первый вход является вторым входам блока контроля положения и параллельно соединен с вторым входом многоканального измерителя разности фаз, третий вход которого является первым входом блока контроля положения и параллельно соединен с втарь.м входом регулятора сопротивления, 3. Устройство па и. 1, о т -, и ч а ю щ е ес я тем, что регулятор сопротивления выполнен в виде набора параллельна соединенных с одной стороны резисторов и являющихся перв;: .v и втарь;м входами блока контрол- . " .çæåния, э с,другой стороны резисторы соединены " коммутационными первыми входэмл коммутатора, второй выход коммутатора является первым выходом регулятора сс пратлвления, а третий выход — выходом блока контроля положения, второй вход коммутатора является вторым входом блока контроля положения.

4, Устройства по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок контроля положения криоультразвукового инструмента содержит регулятор сопротивления, через многоканальный вольтметр соединенный с блоком индикации, второй выход регулятора сопротивления является выходом блока контроля положения, а первый вход — вторым входом блока контроля положения и параллельно соединен с вторым входом многоканального вольтметра, второй вход регулятора сопротивления является первым входом блока контроля положения, 1680109

0m дыхода щормиродаюе

Опекала

I(пьезопреобразобатепк) юли /

1680109

0m дло га 6 ра длдиаЯ снопу изменосгаи абаз

Кпьезапреобраьобателю

УУЗИ 1

Составитель В. Швыдкая

Редактор В. Аниськин Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 3253 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0m джюса форииродат

Ф Cheempa

0m дыход форгшро8а

4:cnermpn

Р5 зопреодразо ашепю И УЗУ1