Система коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата

Авторы патента:

Белик Дмитрий Васильевич (RU)

Кустов Илья Николаевич (RU)

A61B18/16 - нулевые или пассивные электроды для заземления

A61B18/12 - пропусканием электрического тока через ткани, подлежащие нагреванию, например высокочастотными токами

A61B17/00 - Хирургические инструменты, устройства или способы, например турникеты (A61B 18/00 имеет преимущество; контрацептивы, пессарии или аппликаторы для них A61F 6/00; глазная хирургия A61F 9/007, хирургия уха A61F 11/00)

Владельцы патента RU 2672376:

Кустов Илья Николаевич (RU)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электрохирургическим аппаратам. Система коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата содержит электрохирургический инструмент, на котором или внутри которого жестко закреплен акселерометр-гироскоп, выполненный по технологии MEMS, ручной электрододержатель. Система коррекции осуществляет автоматическую коррекцию выходной мощности в процессе электрохирургического воздействия в зависимости от скорости перемещения активного электрода в руке хирурга, вычисляемой программным алгоритмом на основе данных, получаемых с акселерометра-гироскопа, что позволяет минимизировать термические поражения биоткани при проведении хирургических операций. 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к электрохирургическим аппаратам. Изобретение предназначено для коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата в зависимости от скорости рассечения биологической ткани (биоткани) с целью снижения объема термически пораженной биоткани в процессе рассечения и коагуляции при проведении хирургических операций.

Уровень техники

В настоящее время в электрохирургических аппаратах широко используются системы обратной связи. Патент СА 2161421 от 22.01.2008 г. «Impedance feedback electrosurgical system» описывает систему обратной связи, основанную на измерении импеданса биоткани в процессе электрохирургического воздействия. Патент US 20150105768 А1 от 16.04.2015 г. «Electrosurgical systems and methods for monitoring power dosage» описывает электрохирургическую систему, изменяющую установленную выходную мощность в зависимости от измеренного значения средней мощности, воздействующей на биоткань. Указанные системы, как и настоящее изобретение, предназначены для коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата в зависимости от измеряемых параметров, но не учитывают скорость перемещения активного электрода в операционном поле, что соответствует скорости рассечения биоткани в процессе электрохирургического воздействия. Так как в результате перемещения активного электрода электрохирургическое воздействие провоиздится на разных биотканях пациента, которые имеют различные свойства, в том числе различный импеданс, при этом снижается достоверность определения измеряемых параметров. Следовательно, поражения биоткани может быть в больших объемах.

Ближайшим аналогом является патент RU 2204353 С2 от 20.05.2003 г., «Электрохирургический аппарат», где описывается электрохирургический аппарат, позволяющий проводить рассечение и коагуляцию биотканей с минимизацией термических поражений благодаря введению в обратную связь значения скорости перемещения активного электрода, как и в настоящем изобретении. Скорость в данном аппарате вычисляется по изменению соотношений токов в цепях пассивных электродов, что является недостаточно достоверным, так как на результат измерения влияют: неоднородность распределения токов в теле пациента, нестабильность электрического контакта между активным электродом и биотканью, расположение и плотность прилегания пассивных электродов. Кроме того, требуется размещение трех пассивных электродов на теле пациента, что может усложнить проведение хирургической операции.

Раскрытие сущности изобретения

Изобретение представляет собой систему коррекции выходной мощности электрохирургического воздействия в зависимости от скорости перемещения наконечника активного электрода в операционном поле. Система является частью электрохирургического аппарата. Техническим результатом изобретения является система коррекции выходной мощности электрохирургического воздействия в зависимости от скорости перемещения активного электрода, находящегося в контакте с биотканью, позволяющая минимизировать термические поражения биоткани при ее использовании в составе электрохирургического аппарата при проведении хирургических операций. По сравнению с ближайшим аналогом, система не усложняет проведение хирургической операции, и эффективность ее работы не зависит от неоднородности биоткани и электрических контактов пассивных электродов с биотканью.

На электрододержателе располагается жестко закрепленный акселерометр-гироскоп, выполненный по технологии PEMS. В процессе электрохирургического воздействия измеряемые данные о проекциях ускорения на три геометрические осям и угловой скорости вращения вокруг осей передаются через кабель активного электрода. На основе этих данных вычисляется скорость перемещения активного электрода электрохирургического аппарата. Для коррекции выходной мощности электрохирургического воздействия используется сигнал обратной связи, по величине обратно пропорциональный рассчитанной скорости перемещения активного электрода.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 - устройство и функционирование системы коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата. 1 - первичный преобразователь, 2 - кабель активного электрода, 3 - блок обработки информации, 4 - цепь обратной связи, 5 - блок генерации высокочастотного напряжения, 6 - электрододержатель активного электрода, 7 - пациент, 8 - пассивный электрод.

Фигура 2 - Ориентация микросхемы 6-осевого акселерометра-гироскопа внутри электрододержателя. а_х, а_у, a_z - положительные направления векторов ускорений по соответствующим осям, w_z, w_x - положительные направления вращения вокруг соответствующих осей, w_z', w_x' - положительные направления скоростей перемещения наконечника активного электрода в результате вращения электрододержателя.

Осуществление изобретения

Устройство и функционирование системы коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата показано на фиг. 1. Цифрой 1 обозначен первичный преобразователь, представляющий собой миниатюрный акселерометр-гироскоп, выполненный по технологии PEMS, жестко закрепленный на электрододержателе (6) или внутри него. Это может быть 6-осевой PEMS акселерометр-гироскоп MPU-6050, или аналогичное ему по назначению устройство. Данные о проекциях ускорения на три геометрические оси и угловой скорости вращения вокруг осей, ориентация которых показана на фиг. 2, передаются в цифровом виде в блок обработки информации (3) через кабель активного электрода (2). PEMS акселерометр-гироскоп, а также провод, использующийся для передачи высокочастотного напряжения к электроду, должны быть экранированы.

В блоке обработки информации, который может быть совмещен с блоком управления электрохирургического аппарата, вычисляется скорость перемещения активного электрода при помощи программного алгоритма, реализующего формулу 1 для ориентации акселерометра-гироскопа согласно фиг. 2, при этом максимально близко к геометрической оси электродержателя.

Где ν - скорость перемещения наконечника электрода, t₀ - время начала подачи высокочастотного напряжения на пациента, t - время окончания подачи высокочастотного напряжения, а_х, а_у, а_z - значения ускорения в м/с, получаемые с модуля акселерометра и гироскопа, вдоль осей х, у и z соответственно, w_z и w_x - значения угловой скорости в °/c, получаемые с модуля акселерометра и гироскопа, вокруг осей z и x соответственно, R - расстояние от наконечника электрода до места расположения центра акселерометра-гироскопа в ручке держателя электрода, согласно фиг. 2.

Программа также может содержать алгоритмы фильтрации сигнала (например, фильтр Калмана), алгоритмы самокалибровки и вычисления поправок к измеряемым значениям ускорения и угловой скорости для повышения помехозащищенности и устранения эффекта накопления ошибки интегрирования. С блока обработки информации через цепь обратной связи (4) в блок генерации высокочастотного напряжения (5) подается сигнал обратной связи, величина которого обратно пропорциональна вычисленному значению скорости. Результирующий выходной сигнал используется для осуществления электрохирургического воздействия на пациента (7) при помощи активного электрода в электрододержателе (6) и пассивного электрода (8).

Система коррекции выходной мощности электрохирургического аппарата, содержащая электрохирургический инструмент, на котором или внутри которого жестко закреплен акселерометр-гироскоп, выполненный по технологии MEMS, отличающаяся тем, что имеет ручной электрододержатель и осуществляет автоматическую коррекцию выходной мощности в процессе электрохирургического воздействия в зависимости от скорости перемещения активного электрода в руке хирурга, вычисляемой программным алгоритмом на основе данных, получаемых с акселерометра-гироскопа.

Похожие патенты:

Электрохирургический аппарат // 2204353

Способ хирургического лечения сперматоцеле // 2672372

Изобретение относится к области медицины, а именно к урологии, и может быть использовано при хирургическом лечении сперматоцеле на ранних стадиях, диаметром не более 20 мм.

Хирургический инструмент с электрододержателем // 2670681

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургическому инструменту для электрохирургического монополярного или биполярного приложения тока к биологической ткани, прежде всего к соединяющему инструменту.

Устройство подачи энергии // 2669745

Группа изобретений относится к медицине. Устройство обнаружения для обнаружения объекта содержит блок обнаружения, блок измерения тока и блок вывода.

Биполярный электрохирургический инструмент для деструкции миокарда предсердий при лечении наджелудочковых аритмий // 2665627

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии. Биполярный электрохирургический инструмент для деструкции миокарда предсердий при лечении наджелудочковых аритмий содержит электроизолированный корпус, имеющий две бранши.

Способ хирургического лечения вторичной легочной гипертензии у пациентов с пороками митрального клапана // 2661710

Изобретение относится к области медицины, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, и касается способа хирургического лечения вторичной легочной гипертензии у пациентов с поражением митрального клапана при кардиохирургических операциях.

Газожидкостный струйный элемент для обработки объектов, средство для локальной абляции и средство для локальной инъекции // 2661557

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен газожидкостный струйный элемент для обработки объектов, средство для локальной абляции и средство для локальной инъекции.

Способ подготовки устройства для обработки тканей, способ обработки ткани организма человека и устройство для обработки тканей с помощью, по крайней мере, электрода, по крайней мере, биполярного, и применение устройства для производства высокочастотных токов // 2661001

Группа изобретений относится к медицине. Способ обработки ткани человека биполярными электродами осуществляют с помощью устройства для обработки ткани человека высокочастотными токами.

Способ лечения хронического гиперпластического ларингита с дискератозом, гиперкератозом слизистой оболочки гортани с помощью холодноплазменной абляции // 2658479

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для лечения хронического гиперпластического ларингита с дисплазией слизистой оболочки гортани.

Электрохирургические системы и способы // 2657960

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам для электрохирургии. Электрохирургическая система содержит электрохирургический контроллер, включающий процессор, запоминающее устройство, генератор напряжения, содержащий активную клемму и соединитель шпателя, выполненный с возможностью соединения с соединителем электрохирургического шпателя, электрохирургический шпатель, содержащий удлиненный стержень, определяющий проксимальный конец и дистальный конец, и первый активный электрод, расположенный на дистальном конце удлиненного стержня.

Катетер с последовательно соединенными сенсорными структурами и способы калибровки и обнаружения // 2655294

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к устройствам определения положения и измерения давления. Катетер для использования с системой катетеризации, имеющей множество внешних генераторов магнитного поля, каждый из которых генерирует магнитное поле для определения данных о положении, содержит гибкую трубку, дистальный отдел, предназначенный для контакта с тканью пациента, который содержит проксимальную часть, дистальную часть и гибкий шарнир между проксимальной и дистальной частями, внутренний генератор магнитного поля, расположенный в одной из проксимальной или дистальной частей, который служит для создания магнитного поля для измерения давления, первое множество измерительных катушек, определяющих давление, и второе множество измерительных катушек, определяющих положение, расположенных в другой из проксимальной и дистальной частей, причем первое множество измерительных катушек, определяющих давление, приспособлено для восприятия магнитного поля для определения данных о давлении и генерирования сигналов, представляющих данные о давлении, оказываемом на дистальный отдел во время контакта с тканью, второе множество измерительных катушек, определяющих положение, приспособлено для восприятия магнитных полей для определения данных о положении и генерирования сигналов, представляющих данные о положении дистального отдела, первый кабель, последовательно соединяющий по меньшей мере одну пару из по меньшей мере одной из первого множества измерительных катушек, определяющих давление, и по меньшей мере одной из второго множества измерительных катушек, определяющих положение, второй кабель, передающий сигнал от по меньшей мере одной пары для обработки сигналов.

Катетер, поддерживающий кровоток шунтированием вены // 2672374

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к катетеру, который дает возможность проводить операции по репарации вен без кровотечения и без препятствия кровотока в венах путем шунтирования кровотока в вене, подлежащей операции, и предотвращает любые нарушения здоровья, вызванные остановкой кровотока в органе, питаемого соответствующей веной, и который поддерживает кровоток посредством шунтирования вены в ходе сосудистых операций, выполняемых для хирургических процессов, связанных с венами в организме человека.

Способ лечения варусного или вальгусного гонартроза методом высокой коррегирующей остеотомии большеберцовой кости при помощи устройства с увеличивающейся высотой // 2672284

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, и предназначено для использования при лечении варусного или вальгусного гонартроза. При варусном гонартрозе операцию выполняют из медиального доступа в проксимальном отделе голени, при вальгусном гонартрозе - из латерального доступа.

Плевральная дренажная система // 2672126

Группа изобретений предназначена для медицинского использования и относится к одноразовой плевральной дренажной системе, которая позволяет всем врачам дренировать воздух (пневмоторакс), кровь (гемоторакс) и все другие жидкости (гидроторакс), накопленные аномально в грудной полости (плевральной полости).

Способ пластики дефекта передней стенки гортани и/или трахеи // 2671871

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии. Выполняют разрез, окаймляющий ларинготрахеальный дефект.

Способ хирургического лечения пациента с хроническим гнойным средним отитом, осложненным развитием мозговой грыжи и холестеатомой // 2671586

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии. Осуществляют расширенную антромастоидотомию до визуализации костного дефекта средней черепной ямки.

Способ костной пластики альвеолярного отростка при непосредственной дентальной имплантации // 2671519

Изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии и стоматологии, и предназначено для использования при удалении зуба(ов) или их корней для проведения реконструктивной пластики альвеолярного отростка челюсти при непосредственной дентальной имплантацией.

Эндопротез сетчатый основовязаный комбинированный для пластики паховых грыж // 2670914

Изобретение относится к хирургии. Эндопротез сетчатый основовязаный комбинированный для пластики паховых грыж имеет мягкую и жесткую зоны из синтетических нитей, мягкая и жесткая зоны выполнены при соотношении ширины 1:2 из синтетических мононитей диаметром 0,120±0,005 мм, причем меньшая зона состоит из поливинилиденфторидных мононитей с жесткостью сетки на изгиб вдоль петельного ряда от 11 сН⋅мм2 до 13 сН⋅мм2 и вдоль петельного столбика от 6 сН⋅мм2 до 8 сН⋅мм2, а большая зона состоит из полипропиленовых мононитей с жесткостью сетки на изгиб вдоль петельного ряда от 32 сН⋅мм2 до 34 сН⋅мм2 и вдоль петельного столбика от 24 сН⋅мм2 до 26 сН⋅мм2.

Эндопротез сетчатый основовязаный комбинированный объемный для пластики паховых грыж // 2670913

Изобретение относится к хирургии. Эндопротез сетчатый основовязаный комбинированный объемный для пластики паховых грыж имеет жесткую и мягкую зоны из синтетических мононитей и выемку для прохождения элементов паховой области, жесткая и мягкая зоны выполнены при соотношении ширины 2:1 из синтетических мононитей 0,120±0,005 мм, причем большая часть состоит из полипропиленовых мононитей с жесткостью сетки на изгиб вдоль петельного ряда от 32 сН⋅мм2 до 34 сН⋅мм2 и вдоль петельного столбика от 24 сН⋅мм2 до 26 сН⋅мм2, в меньшей зоне из поливинилиденфторидных мононитей перпендикулярно длине по середине методом термопластификационного прессования сформирована объемная выемка в виде 1/2 усеченного конуса по высоте, причем малое основание усеченного конуса выполнено с радиусом 8-9 мм и открытое сечение основания усеченного конуса с радиусом 12-13 мм, а высота выемки равна ширине меньшей зоны эндопротеза, при этом у мягкой зоны эндопротеза с выемкой жесткость сетки на изгиб составляет вдоль петельного ряда от 11 сН⋅мм2 до 13 сН⋅мм2 и вдоль петельного столбика от 6 сН⋅мм2 до 8 сН⋅мм2.

Способ устранения деформации костно-хрящевого отдела носа // 2670912

Изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой и пластической хирургии, и может быть использовано для устранения деформации структур носа. Проводят гидропрепаровку кожи в области кончика носа и его скатов.

Способ устранения дефекта нижней челюсти // 2670911

Данное изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и предназначено для использования при устранении дефектов тела нижней челюсти различного происхождения, с возможностью дальнейшей дентальной имплантации в эту область.