Устройство для ультразвуковой хирургии

 

О П- И "С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ он774548

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180179 (21) 2714332/28-13 с присоединемием заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано Зц10.80, Бюллетень Ио40

Дата опубликоваии я описания 30.10.80 (53)М. Кл.

A б 1 B 17/3?

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК б1б,471:

:615 ° 844 (088,8) (72) Авторы изобретения

Г,А. Ткаченко и Л.Ф, Вовк (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро при Ростовском заводе Гранит (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ i ХИРУРГИИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам.

Известно устройство для ультразвуковой хирургии, которое состоит из 5 генератора колебаний ультразвуковой частоты, усилителя мощности с измерительной схемой в виде компенсационного моста, образованного двумя ветвями, в одной иэ которых после- 1О довательно соединены электроакустический преобразователь и эталонный резистор, в другой — катушка индуксивности с параллельным ей переменным резистором и переменный резистор,15 формирователя, одновибратора, запускаемого формирователем импульсов, схемы совпадения, соединенной с генератором через генератор тока, интегрирующей цепи, аттенюатора, 20 вход которого соединен с эталонным резистором измерительной схемы через последовательно соединенные усилитель и выпрямительный мост, образующие схему стабилиз ации амплитуды механических колебаний рабочего инструмента (11, Однако известное устройство при смене ин трумента работает беэ дополнительной настройки -..îëüêî в QQ том случае, если частота собственных колебаний сменяемого инструмента попадает в полосу захвата системы автоматической подстройки частоты одного порядка с разбросом собственной частоты колебаний инструментов, образующегося при заточке инструмента перед проведением операции, Следовательно, недостатком такого изобретения является очень узкая полоса частот автоматической настройки прибора. К недостаткам известного устройства следует отнести также отсутствие информации о срыве колебаний инструмента, который происходит из-эа того, что под воздействием перегрузки собственная частота колебаний инструмента изменяется так, что выходит за пределы полосы удержания системы автоматической подстройки частоты, Целью изобретения является обеспечение использования рабочих инструментов с различной частотой резонансных колебаний, а также получение информации о нарушении режима работы рабочего инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена схеме поиска и запоминания резонансной

774548 частоты установленного рабочего инструмента, вход которой соединен с выходом интегрирующей цепи, а выход соединен со вторым входом генератора ультразвуковой частоты, Кроме того, в устройстве имеется источник звукового сигнала, выполненный в виде генератора звуковых частот и ключевого каскада, вход которого соединен с выходом схемы поиска и запоминания резонансной частоты, Кроме того, схема поиска и эапоми ;нания резонансной частоты установленного рабочего инструмента выполнена в виде последовательно соединенных дешифратора, детектора, ключевого каскада и истокового повторителя, причем выход ключевого каскада одновременно соединен со входами дополнительно установленных запоминающего конденсатора и разрядного ключа, 2О

На чертеже изображена структурная схема устройства для ультразвуковой хирургии 4

Устройство содержит генератор 1 ультразвуковой частоты, усилитель 2 д мощности с измерительной схемой в виде компенсационного моста, образованного двумя ветвями, в одной иэ которых последовательно соединены злектроакустический преобразователь

3 и эталонный резистор 4, в другой катушка 5 индуктивности с параллельным ей переменным резистором 6 и переменный резистор 7, Кроме того, устройство содержит управляемай

35 формирователь 8 импульсов, например дифференциальный усилитель в режиме двухстороннего о грани чени я, однов»братор 9, эапускаемай другим форм»рователем 10 импульсов, схему 11 совпадения, соединенную с генератором 40

1 через генератор 12 тока, и интегрирую;ую цепь 13, Аттенюатор 14, включенный выходом к входу усилителя 2, а входом — к выходу генератора 1, ус»я»тель 15 и выпрямительный мост 16 образуют схему стабилизации амплитуды механических колебаний рабочего инструмента, Причем потек-. циально управляемый вход аттенюатора 14 соединен с эталонным резистором

4 измерительной схемы через последовательно соединенные усилитель 15 и мост 16. Схема поиска и запоминания резонансной частоты установленного инструмента состоит иэ последовательно соединенных дешифратора 17, вход которого подсоединен к выходу интегрирующей цепи 13, детектора 18, ключевого каскада 19, составного

»стокового повторителя 20, выход ксторого подсоединен ко второму входу генератора 1 и параллельно включенных ко входу истокового повторителя 20 запоминающего конденсатора 21 и разрядного ключа 22, Кроме того, устройство содержит 65 источник внуково.-o сигнала, состоящий из последовательно включенных ключевого каскада 23,, вход которого соединен с вихсчом »стокового повторителя и генератора 24 звуковых частот. устройство рабо-ает следующим обраэомв

При включении генератора 1 его колебания через аттенюатор 14 схемы стабилизации амплитуды попадают на усилитель 2 мощности и далее на измерительную схему, Частота генератора 1 выбрана заведомо выае частоты электроакустического преобразователя 3 с любым инструментом на выходе интегрирующей цепи 13 напряжение слежения отсутствует, так как частота генератора находится вне полосы захвата системы аьтоматической подстройки частоты.

Запоминающий конденсатор 21 начинает заряжаться через каскад

19, разрядный ключ 22 закрыт, Напряжение запоминания конденсатора

21 через истоковый повторитель 20 попадает на второй управляющий ьход генератора 1 и заставляет перестраивать era по частоте в сторону понижен» я „При совпадении частоты генератора 1 с частотой собстве нных колебаний акустического узла напряжение, поступающее с диагЬнали моста на входы формирователя 8 импульсов„соответствует по фазе току возбуждения акустического узла, Прямоугольные импульсы с выхода формирователя 8 поступают на один иэ входов схемы 11 совпадения, Кроме того, с выхода усилителя 2 мощности напряжение поступает на вход другого формирователя 10, прямоуголь ные импульсы которого э а пуск ают соответствующим фронтом одновибратор 9, Выход»ые импульсы одновибратора поступают на второй вход схемы 11 совпадения, Б схеме совгадения происходит алгебраическое вычлтание входных сигналов и на выходе об1%зуются импульсы, длительность которых пропорциональна фаэовому сдвигу между напряжением и током возбуждения акустического узла, Эти импульсы запускают генератор

12 тока, с выхода которого постоянное напряжение через интегрирующую цепь 13 подается на первый управляющий вход генератора 1, и дополнительно перестраивают его частоту до тех пор, пока длительность импульса. на выходе схемы 11 совпадения не будет минимальной, т,е. будет достигнуто точное соападен»е фаз напряжения и тока акустического узла, что соответствует точному совпадению частоты генератора с частотой собственных колебаний акустического узла, т.е, происходит эахва- частоты, 77<548

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 578065, кл. A 61 B 17/32, 1976 (прототип).

Г1ри этом напряжение на выходе и нтегрирующс.fi цепи 1 3 становится минимальным, а частота генератора 1 начинает повышат ься, что опять приводит к повышению напряжения на выходе интегрирующей цепи и понижению частоты генератора 1 до ñoâëàдения частот генератора и акустического узла. Происходит релаксация частоты генератора вблизи резонансной частоты акустического узла, сопровождающаяся релаксацией напряжения на выходе интегрирующей цепи, Переменная составляющая этого напряжения поступает на вход дешифрара 17, который через детектор 18 закрывает каскад 19, прекращает заряд конденсатора 2l а следовательно и перестройку частоты генератора 1, Ток, проходящии по обмотке магнитострикционного электроакустического преобразователя 3, вызывает колебания преобразователя, пропорциональные величине тока. Напряжение с резистора 4 моста, усиленное усилителем 15, выпрямляется и подается на управляющий вход аттенюатора 14 так, что увеличение тока через преобразователь 3 закрывает аттенюатор 14, Происходит стабилизация тока преобразователя 3, При перегрузке инструмента напряжение н диагонали моста становится ЗО равным нулю (по условиям балансирования), напряжение на ньходе формирователя 8 импульсов отсутствует, что н итоге приводит к исчезновению напряжения на выходе интегри- 35 рующей цепи 13, Дешифратор 17 через детектор 18 открывает каскад 19, через который конденсатор 21 заряжается до напряжения источника ° Это напряжение через истоконый повторитель включает ключевой каскац 23, к которому подключен источник звукового сигнала. Звуковой сигнал информирует хирурга о прекращении колебаний инструмента, которые возобновляются после снятия перегрузки и повторно-о включения генератора, При выключении генератора запоминающий конденсатбр 21 разряжается разрядным ключом 22 и таким образом подготавливает схему к п0вторH0M)7 В ключен ию, Наличие в устройстве схемы поиска и запоминания резонансной частоты акустического узла инструмента 55 расширяет полосу автоматической настройки прибора и обеспечивает непосредственно в ходе операции без подстройки и регулировки смену рабочего инструмента, имеющего 60 широкий разброс по частоте собстненнь:х кс-.лебаний, .< облегчает работу хирурга. Возможность применения рабочего инструмента с более широким разбросом по ч=стоте oобственпых колебаний упрощает и удешевляет их производство °

Сигнглиэате перегрузки своевременно информирует хир рга о срыве колебаний инструмента и совместно со схемой поиска и запоминания частоты ускоряет проведение хирургической операции, позволяет выбрать оптимальный режим работы и нструмент а,.

1, Устройство для ультразвуковой хирургии, содержащее последовательно соединенные генератор ультразвуковой частоты, =хему стабилизации амплитугы механических колебаний рабочего ин струме нта, и э мерит ел ьную схему, Формирователи, однонибратор, emery совпадения, генератор тока и интегрирующую цепь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью использования рабочих инструментов с различной частотой резон нсных колебаний, в него введена схема поиска и запоминания резонансной частоты установленного рабочего инструмента, вход которой соединен с выходом интегрирующей цепи, а выход соединен со нторым входом генератора ультразвуковой частоты, 2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е = я тем, что, с целью получения информации о нарушении режима работы рабочего инструмента, в нем и;:еется источник звукового сигнала, вы опнанный н виде генератора звуковых частот и ключеного каскада, вход которого соединен с выходом схемы поиска и запоминания резонансной частоты.

3. УстроГГстно по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что схема поиска и запоминания резонансной частоты установленного рабочего инструмента нйполнена в виде последовательно соединенных дешифратopa, детектора, ключевого каскада и истокового повторителя, причем выход ключевого каскада одновременно соединен со входом дополнительно установленных =-;à:поминающего конденсатора и разрядного ключа, 774548

Составитель Л, Соловьев

Редакто Г П с

P ° ру ова Техред Е.Гаврилешко Корректор И Коста о

Э

Заказ 7579/3 Тираж 67) Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4