Способ и система для разрушения нежелательных образований в теле млекопитающего
Группа изобретений относится к медицине и основана на введении зонда в тело млекопитающего. Указанный зонд электрически соединен с блоком управления, а при приведении зонда в физический контакт с образованием от блока управления на зонд подаются импульсы энергии с целью разрушения образования. Изобретение также включает подсчет числа импульсов, поданных на зонд, и установление остаточного срока службы зонда путем вычитания числа импульсов, поданных на зонд, из числа импульсов, соответствующего изначальному сроку службы зонда. Лечебный сеанс автоматически прекращается, как только число импульсов, поданных на зонд, приближается, по меньшей мере, к некоторой доле установленного остаточного срока службы зонда. Установленный остаточный срок службы зонда сохраняется для нового лечебного сеанса. Доставка импульсов автоматически прекращается, когда оставшийся срок службы истек, а использование такого зонда становится невозможным. Группа изобретений позволяет подать импульс на зонд, рабочая головка которого контактирует с подвергаемым разрушению образованием. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области медицины, а именно к разрушению нежелательных образований в теле млекопитающего, в частности к фрагментированию конкрементов, образующихся в протоках тела человека. Еще точнее, настоящее изобретение относится к фрагментированию при помощи зонда, т.е. литотриптора, содержащего рабочую головку, выполненную с возможностью введения в тело. Настоящее изобретение обеспечивает преимущества, например, при ударно-волновой интракорпоральной литотрипсии, используемой для фрагментирования, разложения или другого вида разрушения таких образований, как камни внутри тела, например желчные камни, почечные камни, цистиновые камни, и других конкрементов, образующихся в желчной и мочевой системах тела человека.
Однако следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено разрушением нежелательных образований, образующихся исключительно в теле человека. Оно также может использоваться для лечения животных.
Кроме того, настоящее изобретение не ограничено разрушением нежелательных образований исключительно неорганической природы, таких как минеральные конкременты, образующиеся в желчной или мочевой системах. Настоящее изобретение также может быть использовано для разрушения других инородных тел и образований, включая тела и образования неорганической и/или органической природы, которые могут появляться в теле млекопитающего. К примерам таких нежелательных образований относятся вызывающая аритмию аномальная ткань, атеросклеротические бляшки человека, полное хроническое закупоривание и т.п.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Лечение методом фрагментирования камней при помощи ударно-волновой литотрипсии включает применение высокоэнергетичных ударных волн для фрагментирования и измельчения конкрементов и может быть разделено на широкие классы в зависимости от характера передачи энергии конкрементам. В связи с этим, литотрипсия может быть разделена на экстракорпоральную и интракорпоральную литотрипсии.
Ударно-волновая экстракорпоральная литотрипсия представляет собой процедуру, в ходе которой энергия, необходимая для фрагментирования камней, передается в виде ударных волн от внешнего источника через телесную ткань к конкрементам. Экстракорпоральная ударно-волновая литотрипсия оказалась эффективной при фрагментировании камней.
Однако поскольку передача энергетических волн является непрямой, для успешного осуществления лечения необходима точная фокусировка энергии при передаче к камню через промежуточную телесную ткань. Неточная фокусировка может привести к повреждениям промежуточных тканей, для устранения которых может потребоваться дополнительное лечение.
В интракорпоральной литотрипсии используется зонд, введенный и размещенный в непосредственной близости от конкремента. Требуемая для фрагментирования энергия передается через зонд конкременту, а процесс лечения можно визуально отслеживать в ходе фрагментирования. Тип передачи энергии может быть различным, в соответствии с чем методы интракорпоральной литотрипсии разделены на следующие группы: ультразвуковые, лазерные, электрогидравлические, электроимпульсные и механического/баллистического воздействия.
Последняя группа включает, например, детонацию взрывчатого вещества вблизи камня, при которой вызванная взрывом ударная волна непосредственно воздействует на камень и дробит его на части. Пример такого способа описан в US 4605003, в котором раскрыт литотриптор, содержащий внутреннюю трубку, вводимую во внешнюю тонкую трубку и снабженную взрывчатым или газогенерирующим слоем. При детонации взрывчатого или газогенерирующего слоя внешняя тонкая трубка соударяется с камнем и разбивает его.
Пример метода механического удара можно найти в US 5448363, в котором раскрыт эндоскопический литотриптор, снабженный молоточным элементом, периодически ударяющим по камню. Молоточный элемент работает пневматически от прямой воздушной струи, заставляющей его колебаться по дуге вокруг точки вращения с целью воздействия на наковальню.
Во многих других патентах, например US 5722980 и US 6261298, раскрыты литотрипторы, работа которых основана на механическом/баллистическом принципе.
Пример лазерного метода описан в US 4308905, в котором раскрыт многофункциональный литотриптор, снабженный проводящими лазерное излучение волокнами, по которым передается требуемая для разрушения камня энергия.
Следует отметить, что лазерная энергия может быть использована не только для литотрипсичекого разрушения камней, но также для разрушения других образований, например аномальных тканей, вызывающих аритмию. Пример этого способа раскрыт в US 6264653.
Ультразвуковой способ является относительно распространенным и широко применяется благодаря своей безопасности и эффективности. Согласно этому способу, ультразвуковой зонд излучает высокочастотную ультразвуковую энергию, оказывающую при прямом воздействии разрушительный эффект на камень.
Прямой контакт между наконечником зонда и камнем является существенным для достижения эффективного действия при ультразвуковой литотрипсии. Этот способ применяется во многих литотрипторах, например, как описано в US 6149656.
Электрогидравлический способ включает использование электрического разряда, образующегося между двумя расположенными внутри зонда электродами и формирующего ударную волну, распространяющуюся по направлению к конкременту через жидкую фазу, окружающую конкремент. В литературе электрогидравлическую литотрипсию называют старейшим видом "энергетической" литотрипсии. Электрогидравлический литотриптор испускает высокоэнергетические импульсные разряды от электрода, расположенного на наконечнике гибкого зонда, размещаемого вблизи камня. Поскольку разряд происходит в жидкой фазе, конкремент разрушается благодаря общей энергии вызванной разрядом ударной волны, гидравлического давления окружающей жидкости и столкновения фрагментов в потоке жидкости.
Ниже приведены ссылки на некоторые интракорпоральные устройства-литотрипторы, использующие электрогидравлический принцип.
Типичный электрогидравлический литотриптор описан в СА 2104414. Это устройство применяется для дробления отложений, таких как конкременты желчной и мочевой систем, а также атеросклеротических бляшек в теле. Литотриптор содержит гибкий удлиненный направляющий элемент, выполненный с возможностью введения в тело, средства подачи рабочей жидкости, полую трубку, закрепленную на удаленном конце зонда, средства формирования искрового разряда внутри полой трубки при помощи внешнего источника энергии, выполненные с возможностью генерации импульсных ударных волн в рабочей жидкости с целью нанесения ударов по камню, и носик, выполненный из ударопрочного и жаропрочного материала и закрепленный на удаленном конце направляющего элемента. Носик может направлять ударные волны в фокальную точку для нанесения ударов по камню. Литотриптор также снабжен оптической системой наблюдения.
В US 2559227 раскрыто устройство для нанесения удара. Устройство содержит усеченный эллипсоидный рефлектор для отражения ударных волн и полость, представляющую собой камеру для отражения ударных волн. Полость имеет такую же усеченную эллипсоидную форму, а одна из двух фокальных точек эллипсоида находится в полости напротив усеченной части. Полость наполнена жидкостью, например маслом, для передачи ударных волн. Устройство снабжено генератором ударных волн, обычно содержащим два электрода, расположенные по меньшей мере частично внутри полости. Два электрода выполнены с возможностью выработки дугового электрического разряда в фокальной точке, расположенной в полости напротив усеченной части. Устройство также снабжено средствами избирательной и мгновенной подачи электрического напряжения на два электрода с обеспечением дугового электрического разряда между ними и, следовательно, генерацией ударных волн, проходящих через содержащуюся в полости жидкость.
Электроды выполнены из высокопроводящего материала, такого как медь или латунь, и закреплены на изоляторе с возможностью корректировки расстояния между ними.
В DE 19609019 описан ударный зонд, снабженный по меньшей мере одним электродом, вводимым в трубку. Электрод воздействует на объект, когда зонд перемещают в продольном направлении по направлению к объекту, например камню. Волна электрогидравлического давления возникает на свободном конце зонда.
В US 5254121 раскрыты способ и устройство для удаления конкрементов в протоках тела человека, например в уретре или почке. Устройство содержит гибкий зонд, выполненный с возможностью введения через проток тела человека таким образом, что наконечник зонда оказывается расположен напротив конкремента. Зонд содержит анод, расположенный коаксиально в канале и заделанный в твердый изолирующий материал. Катод выполнен одинаковым по протяженности с анодом и окружает его снаружи.
Относительно недавно были созданы медицинские литотрипторы, работа которых основана на так называемом электроимпульсном принципе. Этот принцип заимствован из технологии горных работ, в которой он использовался для так называемого высокоэнергетического электроимпульсного разрушения материалов. Этот принцип основан на том, что приложение электрических импульсов с длительностью фронта импульса не более 500 наносекунд к двум электродам, расположенным на погруженном в воду твердом минеральном материале, вызывает формирование разряда, который распространяется не через окружающую жидкую среду, а через объем самого твердого тела. Электроимпульсная технология была разработана в России в конце 50-х годов и с тех пор успешно применяется в таких областях, как разрушение и разложение твердых камней и руды в горной промышленности, разрушение цементных блоков в строительной промышленности, бурение промерзшего грунта и исключительно твердых камней, разрушение различных неорганических материалов и т.д.
Обзор указанной технологии можно найти в монографии "Основы электроимпульсного разрушения материалов", Семкин и др., "Наука", 1993 г.
Согласно указанной технологии по меньшей мере два электрода размещают прямо на поверхности твердого тела (камня) и посылают через них очень короткие импульсы напряжения U (t). Как только возникает электрический пробой между электродами, он возникает в объеме твердого тела и приводит к формированию канала пробойного разряда, который проходит в объеме твердого тела.
В качестве среды распространения электрического пробоя служит само тело, а не окружающая среда. Распространение канала разряда по телу сопровождается механической нагрузкой, растягивающей тело и разрушающей его при превышении предела прочности тела на растяжение.
По сути, в процессе электроимпульсного разрушения возникновение и распространение разряда аналогично микровзрыву внутри тела.
Очевидно, что поскольку прочность камня на растяжение по меньшей мере на порядок ниже, чем его прочность на сжатие, электроимпульсное разрушение требует значительно меньшего количества энергии, чем известное электрогидравлическое разрушение.
Эмпирически установлено, что вероятность распространения пробойного канала в теле выше, если очень короткие импульсы напряжения приложены к электродам, расположенным на твердом теле, погруженном в жидкую среду, так как напряжение, требуемое для пробоя в объеме тела, ниже, чем напряжение, требуемое для пробоя в жидкой среде снаружи тела.
Хотя эта технология существует уже более 40 лет, она в основном использовалась в горном деле и строительной промышленности для разрушения весьма крупных объектов, таких как камни или цементные блоки, например как описано в WO 9710058.
Электроимпульсная технология лишь недавно стала использоваться в медицине для литотрипсического лечения конкрементов, и был создан литотриптор, основанный на этой технологии. Указанный литотриптор производится компанией Lithotech Medical Ltd., Израиль, и может быть приобретен под маркой Urolit. Способ и устройство для электроимпульсной литотрипсии раскрыты в международной заявке PCT/IL03/00191.
Необходимо отметить, что, хотя настоящее изобретение в первую очередь направлено на усовершенствование электроимпульсной литотрипсии, оно также может быть использовано с другими литотрипсическими способами на основе вышеперечисленных принципов.
Одним из недостатков, связанных с работой литотриптора, приводимого в действие пульсовой энергией, является эрозия и механический износ зонда. Когда энергетические импульсы подаются на рабочую головку зонда, его передний конец изнашивается, а изоляция электродов может быть повреждена. Когда повреждения достигают определенного уровня, повторное использование зонда становится неэффективным, а в худшем случае может даже оказаться опасным для рабочего персонала и пациента. Таким образом, срок службы зонда литотриптора не должен быть излишне долгим, и имеется определенный предел, по достижении которого зонд должен быть заменен.
Из уровня техники известны решения, направленные на решение проблемы безопасности, связанной с ограниченным сроком службы зонда литотриптора. Известные решения основаны лишь на продлении срока службы зонда путем использования прочных износостойких материалов для изоляции электродов.
Например, в DE 3927260 раскрыт электрогидравлический зонд, рабочий конец которого выполнен из керамического материала, обладающего высокой механической прочностью.
В US 5254121 раскрыт электрогидравлический зонд, который использует твердую керамическую изоляцию вокруг электродов для снижения скорости износа и рабочая головка которого выполнена таким образом, чтобы уменьшить влияние энергии разряда на электроды.
В JP 3295549 описан электрогидравлический литотриптор, электроды которого изолированы при помощи керамического покрытия.
Еще один подход основан на контроле подачи энергии на зонд для предотвращения достижения определенного заданного предела; если предел превышен, работа системы автоматически прекращается.
В ЕР 467137 раскрыт лазерный литотриптор, в котором вырабатываемая в ходе работы лазера энергия измеряется и контролируется таким образом, что ее значение находится в определенных пределах.
Лазерный литотриптор содержит блок калибровки, блок мониторинга и блок измерения и контроля. На специальном этапе калибровки энергия, излучаемая на удаленном конце зонда, измеряется блоком калибровки и сравнивается с энергией, вырабатываемой лазером и измеряемой блоком мониторинга. На этапе лечения блок измерения и блок контроля контролируют работу лазера на основе значений энергии, определенных и заданных на этапе калибровки, а также на основе текущих значений, определенных блоком мониторинга. В этой системе можно управлять предварительно настроенными рабочими параметрами лазера в ходе текущего сеанса лечения таким образом, что энергия, излучаемая зондом, не превышает определенного значения, установленного на этапе калибровки. Однако указанный принцип работы не подходит для литотрипторов, использующих изнашиваемые зонды, поскольку он не учитывает энергию, поданную в ходе предыдущих сеансов лечения. Энергия, поданная в ходе предыдущих сеансов лечения, могла привести к износу зонда еще до текущего сеанса, и таким образом, ее необходимо учитывать для получения точной оценки остаточного срока службы зонда.
В US 6264653 раскрыт абляционный катетер для выполнения длинных непрерывных лезий на целевых анатомических участках. Катетер снабжен электродами, нагреваемыми импульсной радиочастотной энергией, подаваемой на электроды последовательно или постоянно. Описаны система и способ, позволяющие измерить количество или качество контакта между телесной тканью и по меньшей мере одним электродом путем подсчета числа импульсов, доставленных на отдельный электрод, и сравнения его с числом импульсов, поданных по меньшей мере на еще один электрод.
В случае использования изнашиваемых зондов, в особенности зондов, используемых в электрогидравлических или электроимпульсных литотрипторах, в которых импульсная энергия подается на зонд, необходимо отслеживать срок службы зонда постоянно и оценивать его в зависимости от количества энергии, ранее поданной на зонд. Это позволит определить, достаточно ли оставшегося срока службы зонда для эффективной и безопасной работы в ходе дальнейших лечебных сеансов. Кроме того, такой мониторинг позволит оповещать специалиста и вовремя прекращать работу литотриптора, как только остаточный срок службы зонда достигает определенного заданного предела.
ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы разрушения нежелательных образований в теле млекопитающего, позволяющих преодолеть недостатки решений, известных из уровня техники.
В частности, первой задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпоральной литотрипсии, основанных на подаче импульсной энергии на зонд, рабочая головка которого контактирует с подвергаемым разрушению образованием.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание нового усовершенствованного способа электроимпульсной литотрипсии, подходящего для разрушения конкрементов, образующихся в протоках тела человека.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпоральной литотрипсии, подходящих для непрерывного мониторинга срока службы зонда с целью обеспечения надежной, безопасной и эффективной работы зонда в ходе лечебного сеанса.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпоральной литотрипсии, позволяющих хранить данные о количестве импульсной энергии, поданной на зонд в ходе предыдущих лечебных сеансов, и прекращать работу системы, когда оставшийся срок службы достигает определенного предела.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпоральной литотрипсии, обеспечивающих надежную, безопасную и эффективную работу зонда вне зависимости от его диаметра и параметров поданной на него ранее или подаваемой на него в текущий момент импульсной энергии.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпоральной электроимпульсной литотрипсии, обеспечивающих своевременную замену изнашиваемого зонда, когда его остаточный срок службы достигает определенного предела.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпорального литотрипсического лечения, обеспечивающих уменьшение вероятности нанесения травмы пациенту и/или рабочему персоналу благодаря оповещению рабочего персонала и автоматическому прекращению работы системы, в случае если системный блок управления не заземлен.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание новых усовершенствованных способа и системы интракорпоральной литотрипсии, обеспечивающих отображение текущих рабочих параметров и остаточного срока службы, а также оповещение рабочего персонала о приближении к установленному пределу срока службы зонда.
Вышеуказанные и другие задачи и преимущества настоящего изобретения могут быть решены и обеспечены благодаря нижеследующему сочетанию существенных признаков, описанных со ссылкой на различные варианты реализации изобретения на примере способа интракорпорального разрушения нежелательного образования в теле млекопитающего и на примере системы, позволяющей осуществить указанный способ.
Согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения способ включает этапы, на которых
a) берут зонд, выполненный с возможностью введения в тело млекопитающего и возможностью электрического соединения с блоком управления и имеющий рабочую головку,
b) приводят передний конец рабочей головки в физический контакт с образованием,
c) подают энергетические импульсы от блока управления на зонд в ходе по меньшей мере одного лечебного сеанса,
d) подсчитывают число импульсов, поданных на зонд,
e) определяют остаточный срок службы зонда путем вычитания числа импульсов, поданных на зонд, от числа импульсов, соответствующего изначальному сроку службы зонда,
f) прекращают лечебный сеанс, если число поданных на зонд импульсов близко по меньшей мере к некоторой доле определенного остаточного срока службы зонда,
g) сохраняют данные об определенном остаточном сроке службы зонда.
В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения система для интракорпорального разрушения нежелательного образования в теле млекопитающего путем приложения импульсной энергии к образованию содержит:
зонд, выполненный с возможностью введения в тело млекопитающего,
блок управления, используемый для подачи импульсов на зонд и для мониторинга и контроля за числом поданных импульсов,
кабель для электрического соединения зонда с блоком управления и для подачи импульсов на зонд, соединенный с зондом посредством соединительного устройства с возможностью отсоединения,
причем система снабжена запоминающими средствами, выполненными с возможностью хранения информации, относящейся по меньшей мере к типу зонда и остаточному сроку службы зонда, а между запоминающими средствами и блоком управления обеспечена линия связи.
Настоящее изобретение было описано лишь в виде краткого обобщения. Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также вариантов его выполнения и преимуществ ниже приведено описание со ссылкой на сопутствующие чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1а иллюстрирует общий вид системы для интракорпорального разрушения нежелательного образования в теле млекопитающего.
Фиг.1b иллюстрирует заднюю сторону блока управления, используемого в системе, показанной на фиг.1а.
Фиг.1с иллюстрирует еще один вариант выполнения системы, показанной на фиг.1а.
Фиг.2 иллюстрирует изометрический вид по частям соединительного устройства, соединяющего зонд и блок управления.
Фиг.3 иллюстрирует схематическое сечение кабеля, электрически соединяющего зонд и блок управления.
Фиг.4а представляет собой увеличенное изометрическое изображение охватываемой части соединительного устройства, показанного на фиг.3.
Фиг.4b представляет собой увеличенное изометрическое изображение охватывающей части соединительного устройства, показанного на фиг.3.
Фиг.5 представляет собой блок-схему системы, показанной на фиг.1а.
Фиг.6 представляет собой общую блок-схему блока управления.
Фиг.7 иллюстрирует переднюю панель блока управления.
Фиг.8 представляет собой детализированную блок-схему системы.
Фиг.9 изображает заземляющую управляющую схему.
Фиг.10 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую работу системы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1а показан один из вариантов выполнения системы согласно настоящему изобретению.
Этот вариант выполнения и другие нижеизложенные варианты выполнения относятся к интракорпоральному разрушению таких образований, как конкременты, которые могут находиться, например, в желчной или мочевой системах тела человека. Система работает по электроимпульсному принципу, раскрытому выше и описанному, например, в заявке PCT/IL03/00191, которая включена в тескт настоящей заявки ссылкой. Необходимо отметить, что другие нежелательные образования в различных протоках тела человека также могут быть разрушены при помощи указанной системы.
На фиг.1а изображена система 10, содержащая гибкий зонд 12, имеющий удаленный конец и ближний конец. На удаленном конце зонда размещена рабочая головка 14 зонда. Перед проведением лечебного сеанса головка зонда вводится в проток, в котором находится подлежащее разрушению образование, а передний конец рабочей головки приводится в физический контакт с образованием. Ближний конец зонда соединен с возможностью отсоединения с кабелем 16, который, в свою очередь, электрически соединен с блоком 18 управления, от которого импульсная электрическая энергия доставляется к головке зонда. Блок управления снабжен корпусом 20, в котором размещены компоненты, необходимые для выработки электрических импульсов, определяемых электрическими параметрами, подходящими для эффективного разрушения нежелательного образования, например в ходе электроимпульсной интракорпоральной литотрипсии. Если зонд соединен с кабелем, можно доставлять импульсную энергию от блока управления на рабочкую головку зонда. На практике, при работе системы согласно электроимпульсному принципу подаваемые на головку зонда от системы управления энергетические импульсы определяются продолжительностью не более 5000 не, длительностью фронта импульса менее 50 не, энергией импульса по меньшей мере 0,01 Дж и амплитудой импульса по меньшей мере 2 кВ.
Импульсы предпочтительно имеют прямоугольную форму и могут быть поданы в процессе лечебного сеанса дискретно в виде отдельных импульсов или в виде последовательности повторяющихся импульсов с параметрами, заданными блоком управления.
Блок управления снабжен ножной педалью 22, предпочтительно электрически соединенной с передней стороной блока управления. Нажатие оператора на педаль может приводить к выработке дискретных импульсов или по меньшей мере одной последовательности импульсов и передаче импульсной энергии с требуемыми параметрами на рабочую головку зонда.
Зонд соединен с кабелем с возможностью отсоединения при помощи соединительного устройства С, которое содержит охватываемую часть 24, соединенную с ближним концом зонда, и охватывающую часть 26, соединенную с кабелем. На фиг.1а соединительное устройство изображено в отсоединенном состоянии, т.е. охватываемая часть отсоединена от охватывающей части. Очевидно, что при работе системы охватываемая часть вводится в охватывающую часть с обеспечением соединенного состояния соединительного устройства. Соединительное устройство подробно описано ниже.
Поскольку в ходе лечебного сеанса головка зонда изнашивается, зонд нужно периодически заменять. Более того, иногда может быть необходимо заменять зонды для получения возможности использовать зонды других диаметров. Разъемное соединение блока управления и зонда обеспечивает своевременную, удобную, быструю и простую замену зонда.
На передней стороне корпуса блока управления расположены различные индикаторы и ручки для установки требуемых параметров импульсной энергии, доставляемой зонду. Эти индикаторы и ручки описаны ниже.
Как видно из фиг.1b, на задней стороне 28 корпуса блока управления расположены штепсельная розетка 30 для электрического соединения блока управления с источником напряжения, контакт 32 для заземления корпуса блока управления и вход 340 для электрического соединения блока управления с кабелем 16.
В соответствии с изобретением при соединении зонда с кабелем между зондом и блоком управления образуются силовая и сигнальная линии, и тем самым становится возможной подача импульсной электрической энергии на зонд, а также обмен данными. Силовая линия выполнена в виде высоковольтного коаксиального кабеля, а сигнальная линия может быть выполнена в виде малогабаритного коаксиального кабеля.
Далее в соответствии с изобретением зонд обеспечен запоминающими средствами, которые хранят изначально заданное число импульсов, соответствующее изначальному (полному) сроку службы зонда, а также данные о типе зонда. Благодаря тому что запоминающие средства соединены с блоком управления при помощи сигнальной линии, можно отслеживать число импульсов, доставленных зонду в ходе лечебного сеанса, а также обновлять сохраненное значение остаточного срока службы путем вычитания числа доставленных импульсов. Благодаря этому можно контролировать доставку импульсной энергии зонду в ходе дальнейших лечебных сеансов таким образом, что работа зонда может быть прекращена, как только обновленный остаточный срок службы приближается к определенному заданному пределу. В этом случае оператор оповещается о том, что зонд изношен и должен быть заменен на новый. Благодаря обеспечению возможности своевременной замены зонда работа системы остается эффективной и безопасной.
На фиг.1с изображен еще один вариант выполнения системы, в котором вместо малогабаритного коаксиального кабеля в качестве сигнальной линии использована беспроводная линия между зондом и блоком управления. Эта линия может быть выполнена путем оснащения охватываемой части 24 соединительного устройства передатчиком 32, а блока управления 18 - передатчиком 34, причем указанные передатчики взаимодейтсвуют путем отправления и получения сигналов 38 и 36 соответственно. Например, в качестве передатчика 32 может быть использована программируемая RFID-метка, содержащая идентификационную информацию, связанную с зондом, его диаметром, текущим значением остаточного срока службы, и прочую идентификационную информацию. В качестве передатчика 34 может быть использован подходящий запросчик/считыватель, выполненный с возможностью связи с RFID-меткой. Беспроводная линия связи может включать любой тип линии, например инфракрасную, радиоволновую или микроволновую беспроводную линию связи.
Очевидно, что в случае использования беспроводной связи между зондом и блоком управления кабель 16 обеспечивает лишь силовую линию, по которой импульсная энергия доставляется от блока управления соединительному устройству.
На фиг.2 изображен вид по частям устройства С в отсоединенном состоянии. Соединительное устройство содержит охватываемую часть 24, соединенную с ближним концом зонда 12, и охватывающую часть 26, соединенную с удаленным концом кабеля 16.
Охватываемая часть и охватывающая часть выполнены с возможностью соединения и отсоединения.
Охватываемая часть снабжена корпусом 40, в котором расположены запоминающие средства 42, снабженные парой соединяющих контактов 44, 44'. Охватываемая часть также снабжена высоковольтным изолирующим участком 46, выступающим по направлению к охватывающей части 26. Охватываемая часть снабжена заземляющим контактом 48.
Охватывающая часть снабжена корпусом 50, имеющим продольно ориентированное отверстие 52, в котором оказывается расположен изолирующий участок 46, когда соединительное устройство находится в соединенном состоянии. Охватывающая часть также снабжена штепсельной розеткой 54, в которой оказываются расположены контакты 44, 44', когда соединительное устройство находится в соединенном состоянии.
Высоковольтный изолирующий участок выполнен из диэлектрического материала, подходящего для электроизоляции внутреннего коаксиального электрода соединительного устройства от внешнего коаксиального электрода. Внутренний электрод не показан на фиг.2, но показан на фиг.4а.
Ясно, что когда соединительное устройство находится в соединенном состоянии, т.е. изолирующий участок расположен в отверстии 52, внутренний электрод соединительного устройства электрически соединен с центральным электродом кабеля, соединяющего соединительное устройство с блоком управления, а внешний электрод соединительного устройства электрически соединен с экранирующим электродом кабеля. Благодаря этому обеспечена силовая линия между зондом и блоком управления. В то же время когда контакты 44, 44' расположены в штепсельной розетке 54, обеспечена сигнальная линия между зондом и блоком управления.
Далее на фиг.3 показано сечение кабеля 16, обеспечивающего силовую линию при помощи высоковольтного коаксиального кабеля 56 и сигнальную линию при помощи малогабаритного коаксиального кабеля 58. Кабели 56, 58 расположены внутри общего покрытия 60, выполненного из подходящего пластика, обладающего надлежащими механическими и диэлектрическими свойствами, например тефлона, полиимида, полиуретана и т.д.
Высоковольтный кабель, составляющий силовую линию, представляет собой электрический коаксиальный кабель, снабженный высоковольтным центральным электродом 62, электрически изолированным при помощи изоляции 64 от экранирующего электрода 66. Изоляция выполнена из подходящего диэлектрического материала, например, тефлона, фторированного этилен-пропилена или политетрафторэтилена. Экранирующий электрод покрыт изолирующим кожухом 68, выполненным из диэлектрического материала, например, тефлона, фторированного этилен-пропилена, политетрафторэтилена или любого другого подходящего диэлектрического материала, который также механически устойчив к ударным волнам, возникающим в ходе литотрипсического лечебного сеанса.
В качестве запоминающих средств предпочтительно использован неразрушающаяся программируемая микросхема памяти, например постоянная память, стираемая программируемая постоянная память, электрически стираемая программируемая постоянная память, RFID-метка или флэш-память. Перед эксплуатацией зонда в запоминающие средства загружают идентифицирующие зонд данные, такие как диаметр зонда и изначальный срок службы, которые ранее эмпирически установлены для зонда такого же типа. Значение изначального срока службы устанавливают эмпирически в условиях, при которых импульсы минимальной мощности с частотой 1 Гц доставляются зонду конкретного диаметра. Эти условия выбирают произвольно в зависимости от диаметра зонда. Число импульсов, после которого зонд повреждается, установлено как изначальный (полный) срок службы. Это значение загружают в запоминающие средства и хранят до начала эксплуатации зонда.
В ходе эксплуатации зонда изначальный срок службы обновляют после каждого доставленного импульса, а обновленное значение сохраняют. Когда тот же самый зонд используют для проведения нового лечебного сеанса, сохраненное значение остаточного срока службы принимают в качестве нового изначального значения, которое, в свою очередь, обновляют после каждого доставленного импульса в ходе нового лечебного сеанса.
Перед каждым лечебным сеансом сохраненное в запоминающих средствах значение срока службы корректируется блоком управления с учетом текущих условий лечебного сеанса, выраженных в терминах энергетического уровня и частоты доставляемых импульсов. Затем в ходе лечебного сеанса блок управления постоянно корректирует изначально сохраненный срок службы путем вычитания от сохраненного значения текущего числа доставленных импульсов. Оставшееся в конце лечебного сеанса число импульсов устанавливается блоком управления как остаточный срок службы и хранится в запоминающих средствах для будущего лечебного сеанса.
Далее на фиг.4а показана охватываемая часть 24 соединительного устройства, снабженная корпусом 40, в котором расположен внутренний электрод 70, окруженный изолирующим участком 46. Также показан внешний электрод, заземляющий контакт 48 и пара контактов 44, 44', проходящих от запоминающих средств 42 по направлению к охватывающей части.
На фиг.4b показана охватывающая часть 26 соединительного устройства, снабженная корпусом 50, окружающим заземляющий электрод 560, покрытый изолирующим кожухом 580. Заземляющий электрод разделен на четыре сегмента с образованием продольного отверстия 52, принимающего высоковольтный изолирующий участок 46. Заземляющий электрод 560 электрически соединен с экранирующим электродом кабеля 16. Охватывающая часть снабжена штепсельной розеткой 54, в которой выполнены два углубления 420, 420', принимающие контакты 44, 44' охватываемой части, соответственно.
Конфигурации и размеры охватываемой и охватывающей частей выбраны таким образом, что когда охватываемая часть соединена с охватывающей частью, участок 46 находится внутри отверстия 52, а контакты 42, 42' находятся внутри углублений 420, 420'. Благодаря этому сформированы силовая и сигнальная линии между зондом, кабелем 16 и блоком управления, что обеспечивает подачу импульсной энергии на зонд и отслеживание и контроль блоком управления срока службы зонда.
На фиг.5 показан блок 18 управления, который электрически соединен с охватывающей частью 26 устройства С при помощи коаксиального силового кабеля 56. Блок управления также электрически соединен при помощи коаксиального сигнального кабеля 58 со средствами 42, расположенными в охватываемой части 24 соединительного устройства. Части соединительного устройства изображены схематически как выполненные с возможностью соединения и возможностью отсоединения. В блоке управления расположены различные электронные и электрические компоненты, которые, помимо прочего, позволяют генерировать импульсы, управлять параметрами импульсов, отслеживать остаточный срок службы зонда, вычислять новое значение остаточного срока службы, а также обновлять его в запоминающих средствах. Корпус блока управления снабжен заземлением G, состояние которого автоматически проверяется перед началом лечебного сеанса. Блок управления также снабжен средствами оповещения, которые оповещают оператора, когда остаточный срок службы достигает определенного заданного значения и/или когда срок службы истек.
Одними из важнейших компонентов блока управления являются главный блок 74 управления, дополнительный блок 76 управления и генератор 78 импульсов. Главный блок управления отвечает за проверку заземления и за управление работой генератора импульсов при помощи дополнительного блока 76. Главный блок управления также отвечает за считывание данных, хранящихся в запоминающих средствах, таких как тип зонда и его сохраненный остаточный срок службы. Кроме того, главный блок управления отвечает за вычисление обновленного значения срока службы и его загрузку в запоминающие средства. Главный блок управления также отвечает за вывод параметров доставленной импульсной энергии и остаточного срока службы зонда на дисплей, расположенный на передней стороне корпуса блока управления.
На фиг.6 представлено схематическое увеличенное изображение главного блока управления, имеющего различные входы и выходы для соединения с другими компонентами, требуемыми для правильного выполнения вышеперечисленных задач.
Главный блок 74 снабжен микроконтроллером 80, например, Atmel MEGA32, изготавливаемым Atmel Corporation. Главный блок управления также включает графический пользовательский интерфейс со средствами 82 отображения и средствами 84 ввода, позволяющими устанавливать параметры импульсной энергии. Главный блок управления снабжен цифровым выходом 86 для обмена данными с запоминающими средствами, электрическим выходом 88 для связи с дополнительным блоком 76, электрическим входом 90 для связи с заземляющей схемой и цифровым входом 92 для связи с генератором 78 импульсов, а также для учета числа импульсов, доставленных зонду в ходе лечебного сеанса.
Далее со ссылкой на фиг.7 описаны средства отображения и средства ввода.
На передней стороне корпуса 20 выполнен графический пользовательский интерфейс GUI, включающий различные переключатели, ручки и индикаторы, которые в совокупности формируют средства отображения и средства ввода. Средства ввода, например, включают главный переключатель 94, активирующий систему, и переключатель 96, позволяющий включать и выключать генератор импульсов. Средства отображения включают, помимо прочего, светодиодный индикатор 100, указывающий на состояние заземления, и светодиодный индикатор 102 для проверки состояния ножной педали или ручного переключателя 96.
Кроме того, средства ввода включают ручки 104, 106 для запуска и остановки ручного режима возбуждения импульсов, пару ручек 108 для установки энергетического уровня импульсной энергии, пару ручек 110 для установки частоты импульсной энергии и пару ручек 112 для установки числа импульсов в одной последовательности (если энергия доставляется в виде последовательности импульсов). Справа расположены соответствующие светодиодные индикаторы 114, 116, 118, которые визуально отображают установленные параметры.
Еще одна группа светодиодных индикаторов включает дисплей 120, отображающий диаметр зонда, выраженный в единицах французской шкалы диаметров, дисплей 122, информирующий о числе импульсов, доставленных в ходе лечебного сеанса, и дисплей 124, отображающий остаточный срок службы зонда.
На практике энергия импульса может быть установлена как произвольное число, например в пределах от 1 до 8, что соответствует диапазону энергии, используемому в ходе лечения.
Частота доставляемых в последовательности импульсов может быть установлена в диапазоне, например, от 1 до 10 Гц. Число импульсов в последовательности может быть установлено в пределах от 2 до 99.
Остаточный срок службы зонда может варьироваться от 100% до 0%.
В дополнение к вышеуказанным данным графический пользовательский интерфейс оповещает оператора, если в ходе лечебной процедуры внезапно исчезает электрическое соединение между зондом и кабелем. В этом случае блок управления останавливает генератор импульсов и может посылать звуковой и/или визуальный оповещающий сигнал. Индикатор 120 отображает предупреждение "НЕТ ЗОНДА", а индикатор 122 отображает мигающие символы "00%". Звуковое и/или визуальное оповещение может также быть послано, если замена зонда была по ошибке начата во время работы системы.
Кроме того, главный блок управления может быть выполнен с возможностью прекращения работы системы и предотвращения выработки высоковольтных импульсов, в случае если отсутствует заземление корпуса блока управления.
Ниже со ссылкой на фиг.8 подробно описана блок-схема системы. На блок-схеме показаны средства 42, главный блок 74, дополнительный блок 76 и генератор 78 импульсов. Главный блок управления и дополнительный блок управления выполнены в виде отдельных плат, которые, наряду с другими электронными компонентами, расположены в корпусе блока управления системы.
Главный блок управления включает микроконтроллер 80 и графический пользовательский интерфейс.
Дополнительный блок управления включает низковольтный питающий источник 16 энергии, заземляющую управляющую схему 128, высоковольтный источник 130 энергии, тиратронно-волоконную схему 132 и схему 134 для запуска тиратрона.
Генератор импульсов включает предпочтительно тиратроновые средства 135 переключения, трансформатор 138 для запуска тиратрона, трансформатор 140, высокоомный делитель 142, средства хранения, включающие конденсаторы 144, и выпрямитель 146. Вместо тиратрона можно использовать иные средства переключения, известные специалисту в области управления разрядными промежутками, например транзисторы, тиристоры и т.д.
После включения системы и генератора импульсов микроконтроллер активирует источник 130, а конденсаторы 144 заряжаются до значения, которое было предварительно установлено при помощи ручек 108. При достижении этого значения компаратор напряжения, расположенный в дополнительном блоке управления, посылает сигнал микроконтроллеру, сообщающий о том, что конденсаторы в достаточной мере заряжены. Микроконтроллер вырабатывает сигнал, прекращающий процесс зарядки, и сигнал, запускающий схему 134 и трансформатор 138. Тиратрон вырабатывает импульс, имеющий конкретные требуемые для электроимпульсной литотрипсии параметры, например как указано в упомянутой выше международной заявке PCT/IL03/00191. Импульсы доставляются зонду по кабелю 56. После выработки импульса и разрядки конденсаторов компаратор напряжения посылает соответствующий сигнал микроконтроллеру, который, в свою очередь, подсчитывает число выработанных импульсов и вычисляет остаточный срок службы зонда, как описано ниже.
Вычисленное значение остаточного срока службы отправляется микроконтроллером проводным или беспроводным способом на запоминающие средства и сохраняется там вместо ранее сохраненного значения.
Запускающая тиратрон схема включает микросхему-таймер, соединенную на выходе с силовым ключом (полевым транзистором) для управления тиратронным трансформатором 138. Тиратронно-волоконная схема включает шаговый преобразователь напряжения с изменяемым стабилизатором выходного напряжения и инвертором. Запускающая тиратрон схема соединена с инвертором.
Одной из функций микроконтроллера является управление схемой 128, которая детально изображена на фиг.9. Благодаря этому работа системы более безопасна. Заземляющая управляющая схема 128 может быть выполнена в виде двух высокоомных делителей, включающих резисторы R4, R7, R10 и R5, R8, R11 соответственно, выпрямители VD1 и VD2 соответственно, стабилизаторы VD3 и VD4 соответственно, конденсаторы С7 и С6 соответственно и компараторы DA1.B, DA1.C, DA1.D. Выходы компараторов DA1.C и DA1.D электрически соединены с микроконтроллером 80 при помощи линии 902. Выход компаратора DA1.B электрически соединен с источником 130. Делители электрически соединены как с источником 16, так и с корпусом блока управления системы при помощи линий 906, 908. Фазовая линия первого делителя и нейтральная линия второго делителя соединены с корпусом. Энергия поступает от источника 16, переменное напряжение снижается делителями, выпрямляется, и затем подается на входы компараторов, где как "фазовый", так и "нейтральный" уровни напряжения сравниваются по отношению к корпусу. Корпус блока управления считается заземленным, если не присутствуют оба напряжения. Выходы компараторов DA1.C и DA1.D соединены с линией 902 при помощи логической схемы ИЛИ, и вырабатывают логический сигнал, чтобы микроконтроллер либо пропустил, либо заблокировал импульс.
Компаратор DA1.B также вырабатывает дополнительный сигнал, который может проходить по выделенной линии 904 на источник 130 с целью блокирования его работы. Источник высокого напряжения заряжает конденсаторы 144 до заданного уровня напряжения и может быть выполнен в виде схемы конвертера обратного хода, включающей приводящий микросхему, силовой ключ (полевой транзистор), повышающий трансформатор с выпрямителем и высокоомный делитель с цифровым потенциометром в схеме обратной связи.
Уровень электрического сопротивления цифрового потенциометра устанавливается микроконтроллером. Он также позволяет заряжать конденсаторы путем отправления управляющего сигнала на управляющую микросхему. Компаратор напряжения, параллельно соединенный с управляющей микросхемой, определяет, достаточно ли заряжены конденсаторы. Сигнал, вырабатываемый этим компаратором, представляет собой информационный сигнал микроконтроллеру для отслеживания запуска и остановки источника высокого напряжения, который начинает выработку импульсов и подсчитывает число выработанных импульсов.
Источник 16 активирует все функциональные блоки дополнительного блока управления.
Работа системы и, в частности, способ мониторинга и обновления остаточного срока службы зонда описаны ниже со ссылкой на фиг.10. Изначальный срок службы определяют на основе коэффициента А, относящегося к уровню энергии, и коэффициента В, относящегося к частоте вырабатываемых импульсов. В ходе лечебного сеанса изначальный срок службы пересчитывают путем вычитания числа выработанных и доставленных импульсов из изначального значения. Полученное число импульсов принимают за остаточный срок службы зонда.
Изначальный срок службы выражают в виде NA,В=N1,1×(А×В), где N1,1 - число импульсов, доставленных зонду при минимальном уровне энергии (для зонда данного диаметра) с частотой 1 Гц. Это значение определяют эмпирически для каждого типа зонда при его производстве. Определенное значение сохраняют в запоминающих средствах. Параметры А и В представлют собой безразмерные коэффициенты нормировки, которые зависят от энергетического уровня и частоты и используются для нормировки остаточного срока службы. Эти коэффициенты также устанавливаются эмпирически и хранятся в запоминающих средствах. В нижеприведенных таблицах 1 и 2 представлен список коэффициентов А и В в зависимости от энергетического уровня и частоты. Энергетические уровни произвольно разделены на 8 уровней, от 1 до 8. Частота относится к последовательности импульсов, от 1 до 5 импульсов в одной последовательности.
| Таблица 1 | ||||||
| Коэффициент А в зависимости от энергетического уровня | ||||||
| Энергия | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| А | 1 | 0.8 | 0.8 | 0.6 | 0.6 | 0.5 |
| Таблица 2 | ||||||
| Коэффициент В в зависимости от частоты | ||||||
| Частота, Гц | Дискретный импульс | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| В | 1 | 1 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.8 |
Вычисление изначального срока службы осуществляет микроконтроллер.
Например, для определенного зонда сохраненное значение N1,1 составляет 1000 импульсов, а в ходе лечебного сеанса требуется выработка последовательности импульсов на уровне энергии 8 и с частотой 5 Гц. Число импульсов в последовательности задано оператором. Это число может быть задано заранее в диапазоне от 2 до 99. Система позволяет вырабатывать заданное число импульсов при нажатии на ножную педаль или ручку. Работа системы может быть прекращена посредством возращения педали или ручки в исходное положение. Также система может работать в режиме единичных импульсов, в котором дискретные импульсы вырабатываются при нажатии на педаль или ручку.
Если значения нормировочных параметров А и В равны 0.4 и 0.8 соответственно, то изначальный срок службы при описанных выше условиях составляет N8,5=1000×(0,4×0,8)=320 импульсов. Это означает, что каждые 3.2 импульса уменьшат изначальный срок службы на 1%.
В то же время если зонд вырабатывает импульсы с уровнем энергии 1 и частотой в 1 Гц, исходный срок службы составляет N1,1=1000 импульсов. Это означает, что каждые 10 импульсов уменьшают изначальный срок службы на 1%.
В ходе работы системы микроконтроллер блока 74 подсчитывает выработанные импульсы и вычисляет остаточный срок службы после каждого выработанного импульса с учетом его нормированного веса в зависимости от параметров А и В. Вычисленное значение сохраняется в запоминающих средствах. Это новое значение заменяет ранее сохраненное значение изначального срока службы. Число доставленных импульсов, их параметры и обновленное значение остаточного срока службы, округленное до целого числа процентов, отображаются на передней панели. Основной блок управления прекращает работу системы, когда остаточный срок службы истекает. Микроконтроллер главного блока управления может быть запрограммирован на прекращение работы системы еще до истечения остаточного срока службы. Для этого можно установить определенный предел остаточного срока службы, например 10%. В этом случае как только остаточный срок службы достигает 10%, система останавливается и звуковым и/или визуальным способом оповещает о прекращении своей работы. Система может быть запущена вновь и может работать до момента полного истечения остаточного срока службы. После этого система останавливается и подает оповещение.
Алгоритм, по которому работает система для мониторинга и контроля за остаточным сроком службы, проиллюстрирован на фиг.10. На этапе 1000 система запускается и начинает работу. Это осуществляется путем соединения сетевого соединителя 30 с источником питания и включения главного переключателя 94. На этом этапе микроконтроллер проверяет состояние средств ввода и заземляющей управляющей схемы. Затем, на этапах 1100 и 1200 микроконтроллер проверяет содержимое запоминающих средств, а также проверяет, подключен ли зонд к блоку управления. Микроконтроллер считывает данные, сохраненные в микросхеме запоминающих средств. Если зонд не подключен, блок управления предотвращает начало работы системы. Если зонд подключен, выполняется следующий этап 1300. На этом этапе микроконтроллер проверяет остаточный срок службы зонда. Если этот срок истек, блок управления предотвращает начало работы системы. Если этот срок еще не истек, выполняется следующий этап 1400. На этом этапе устанавливаются требуемые параметры импульса. Это осуществляется при помощи ручек 108, 110, 112. После установки параметров выполняется следующий этап 1500, на котором осуществляют проверку заземления. Этот этап выполняется при помощи заземляющей управляющей схемы 128. В случае отсутствия заземления корпуса блока управления главный блок управления удерживает систему в режиме ожидания и предотвращает выработку импульсов. В случае наличия заземления может быть выполнен следующий этап 1600. На этом этапе главный блок управления проверяет состояние ножной педали 22 и ручки 104.
Если ни педаль, ни ручка не нажаты, система остается в режиме ожидания. Если одна из них нажата, система может выполнять следующий этап 1700, представляющий собой выработку импульсов с параметрами, установленными на этапе 1400. Выработка импульсов происходит, как описано выше, в соединении с главным блоком управления и дополнительным блоком управления.
На следующем этапе 1800 главный блок управления проверяет, доставлен ли импульс зонду. Если импульс не доставлен, систему побуждают вновь выработать импульс. Если импульс доставлен, выполняется следующий этап 1900. Этот этап включает подсчет выработанных и доставленных импульсов, а также пересчет остаточного срока службы зонда. Остаточный срок службы пересчитывается после каждого доставленного импульса микроконтроллером, который использует ранее сохраненное значение остаточного срока службы. Остаточный срок службы пересчитывается для первого лечебного сеанса и каждого следующего лечебного сеанса. Для первого лечебного сеанса микроконтроллер использует сохраненное значение изначального срока службы, нормированное относительно коэффициентов А и В, соответствующих параметрам, установленным на этапе 1400. Для последующих сеансов микроконтроллер пересчитывает остаточный срок службы с использованием текущего сохраненного значения остаточного срока службы. После пересчета новое значение остаточного срока службы сохраняется в запоминающих средствах и отображается на передней панели блока управления. Это происходит на этапе 2000.
Ниже приведены примеры пересчета остаточного срока службы для одного лечебного сеанса и двух последующих лечебных сеансов.
Пример 1
Гибкий зонд с диаметром рабочей головки 2.7 FR (0,9 мм) использовался в электроимпульсной системе Urolit. Изначальный срок службы зонда подобного типа был установлен с помощью дополнительного зонда, на который подавались отдельные импульсы на уровне энергии 1 (0,1 Дж) с частотой 1 Гц. Установленное значение изначального срока службы N1,1 составило 1000 импульсов.
Параметры доставляемых импульсов могли быть установлены следующим образом: выбор режима доставки импульсов (единичные импульсы или последовательность импульсов), уровень энергии в пределах 1-8 (0,1-1,0 Дж), частота в пределах 1-5 Гц, число импульсов в последовательности в пределах 2-99. Коэффициенты А и В, представленные в таблицах 1 и 2, использовались для нормировки изначального срока службы и вычисления остаточного срока службы.
Для одного лечебного сеанса были установлены следующие параметры:
а) уровень энергии - 5
б) частота - 1 Гц.
Таким образом, изначальный срок службы для этого зонда при вышеуказанных условиях составляет
N5,1=1000×(0,6×1)=600 импульсов.
В ходе одного лечебного сеанса было доставлено 12 импульсов с вышеуказанными параметрами, и, таким образом, остаточный срок службы, который будет отображен после завершения сеанса, составит:
[(600-12)/600]×100%=98%.
Пример 2
Зонд с аналогичными параметрами использовался в двух последовательных лечебных сеансах. В ходе первого сеанса было доставлено 20 импульсов с уровнем энергии 8 и с частотой 5 Гц. Изначальный срок службы зонда для лечебного сеанса с указанными выше параметрами импульсной энергии составляет
N8,5=1000×(0,4×0,8)=320 импульсов.
После доставки 20 импульсов, остаточный срок службы в конце первой процедуры составляет [(320-20)/320]×100%=93.75%, а после округления отображаемое значение остаточного срока службы составляет 94%.
После завершения первого лечебного сеанса был проведен второй сеанс, в ходе которого было доставлено 18 импульсов со следующими параметрами:
a) уровень энергии - 6
b) частота - 2 Гц
Изначальный срок службы зонда при указанных параметрах составляет:
N6,2=1000×(0,4×0,9)=360 импульсов
Остаточный срок службы зонда после завершения второго сеанса составляет:
94-(18/360)×100%=89%.
Таким образом, благодаря предлагаемым системе и способу можно легко и удобно отслеживать срок службы зонда и своевременно заменять зонд, что позволяет сделать работу системы более эффективной и безопасной.
Необходимо отметить, что настоящее изобретение не ограничено описанными выше примерами и специалисту могут быть очевидны различные другие варианты реализации, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения, определенного в приложенной формуле.
Таким образом, например, вышеописанный алгоритм, а также конфигурация системы могут быть реализованы в другой системе, работа которой основана на доставки импульсов энергии, но не обязательно согласно электроимпульсному принципу.
Также следует отметить, что отличительные признаки, раскрытые в настоящем описании и/или в нижеследующей формуле изобретения и/или на сопутствующих чертежах, могут быть использованы как отдельно, так и в совокупности исключительно для различных вариантов реализации настоящего изобретения.
В нижеследующей формуле изобретения термины "включает", "содержит", "имеет" и их производные означают "включает без ограничения".
1. Способ лечения нежелательного образования в теле млекопитающего путем электроимпульсного разрушения образования, вызванного высоковольтными импульсами, приложенными к образованию, включающий этапы на которых:
a) используют зонд для лечения для введения в тело млекопитающего, причем зонд для лечения имеет рабочую головку, выполнен с возможностью электрического соединения с блоком управления, выполненным с возможностью создания высоковольтных импульсов, и содержит запоминающие средства,
b) приводят передний конец рабочей головки в физический контакт с образованием,
c) рассчитывают изначальный срок службы зонда для лечения, соответствующий энергии и частоте высоковольтных импульсов, которые выбраны для текущего лечебного сеанса,
d) создают высоковольтные импульсы, определяемые энергией и частотой, выбранными для текущего лечебного сеанса,
e) подают высоковольтные импульсы на рабочую головку посредством коаксиального кабеля и испускают их от переднего конца рабочей головки непосредственно в образовании,
f) подсчитывают число высоковольтных импульсов, поданных на рабочую головку и испущенных из нее в ходе текущего лечебного сеанса, и сохраняют это число в запоминающих средствах зонда для лечения,
g) рассчитывают остаточный срок службы зонда для лечения с использованием изначального срока службы, сохраненного в запоминающих средствах в ходе текущего сеанса лечения,
h) прекращают текущий лечебный сеанс при приближении остаточного срока службы к заданному пределу,
i) сохраняют остаточный срок службы в запоминающих средствах зонда для лечения, при этом изначальный срок службы выражен условием, учитывающим диаметр зонда, энергию и частоту высоковольтных импульсов, которые необходимо подать в ходе текущего лечебного сеанса.
2. Способ по п.1, согласно которому изначальный срок службы рассчитывают по формуле NA,B=N1,1×(A×B), в которой NA,B представляет собой изначальный срок службы, N1,1 представляет собой эмпирический коэффициент, который равен числу высоковольтных импульсов, подаваемых на зонд для лечения с заданным диаметром, причем импульсы имеют энергию 0,1 Дж и частоту 1 Гц, а А и В представляют собой безразмерные коэффициенты, которые соответствуют произвольным уровням энергии и частоты высоковольтных импульсов.
3. Способ по п.1, согласно которому высоковольтные импульсы имеют продолжительность не более 5000 нс, длительность фронта импульса менее 50 нс, энергию импульса по меньшей мере 0,01 Дж и амплитуду импульса по меньшей мере 2 кВ.
4. Способ по п.1, согласно которому в качестве высоковольтных импульсов используют одновременные дискретные импульсы.
5. Способ по п.1, согласно которому в качестве высоковольтных импульсов используют последовательности импульсов.
6. Способ по п.2, согласно которому дополнительно обеспечивают линию связи между зондом для лечения и блоком управления для обмена между ними данными, содержащими изначальный срок службы.
7. Способ по п.1, согласно которому дополнительно обеспечивают разъемное электрическое соединение между зондом для лечения и блоком управления.
8. Способ по п.1, согласно которому дополнительно проверяют состояние заземления блока управления перед подачей высоковольтных импульсов на зонд для лечения, проводят мониторинг состояния заземления и предотвращают создание высоковольтных импульсов при отсутствии заземления.
9. Система для интракорпорального электроимпульсного разрушения нежелательного образования в теле млекопитающего путем приложения высоковольтных импульсов непосредственно к образованию, содержащая:
зонд для лечения, выполненный с возможностью введения в тело млекопитающего, блок управления, подходящий для создания энергетических импульсов и для мониторинга и контроля их числа, энергии и частоты,
силовую линию для электрического соединения зонда для лечения с блоком управления, причем силовая линия подходит для подачи энергетических импульсов от блока управления на зонд для лечения и содержит высоковольтный коаксиальный кабель,
причем система снабжена запоминающими средствами, расположенными в зонде для лечения и выполненными с возможностью хранения информации, относящейся к сроку службы зонда, и параметров энергетических импульсов, приложенных к образованию,
и дополнительно содержит линию связи для обмена информацией между блоком управления и запоминающими средствами при подаче энергетических импульсов в образование.
10. Система по п.9, в которой блок управления выполнен с возможностью подачи энергетических импульсов, имеющих продолжительность не более 5000 нс, длительность фронта импульса менее 50 нс, энергию импульса по меньшей мере 0,01 Дж и амплитуду импульса по меньшей мере 2 кВ.
11. Система по п.9, содержащая соединительное устройство, снабженное охватывающей и охватываемой частями.
12. Система по п.9, в которой в качестве линии связи использована проводная линия.
13. Система по п.12, в которой проводная линия содержит малогабаритный коаксиальный кабель.
14. Система по п.11, в которой запоминающие средства расположены в охватываемой части.
15. Система по п.9, в которой блок управления содержит источник низкого напряжения, заземляющую управляющую схему, источник высокого напряжения и схему для запуска быстродействующих переключающих средств.
16. Система по п.15, в которой быстродействующие переключающие средства содержат тиратрон.
