электрокоагулятор

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР, содержащий пьезоэлектрический трансформатор с рабочим электродом, усилитель мощности, управляемый генератор, с входом которого через выпрямитель и первый элемент сравнения соединен выход пьезоэлектрического трансформатора, отличающийся тем, что он снабжен модулятором, интегрирующим элементом, вторым элементом сравнения, источником опорного напряжения и индуктивно-накопительным элементом, причем выход управляемого генератора через последовательно соединенные модулятор и усилитель мощности подключен к входу пьезоэлектрического трансформатора, выход которого через индуктивно-накопительный элемент подключен к рабочему электроду, второй выход усилителя мощности через интегрирующий элемент соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, к которому также подключен вход первого элемента сравнения, а выход второго элемента сравнения соединен с управляющим входом модулятора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, для рассечения тканей, мышц и сосудов с одновременным коагулированием и может быть использовано в стоматологии и косметологии.

Известен коагулятор, в котором для поверхностной обработки применяется модулированное высокочастотное колебание, а для рассечения тканей используется высокочастотный сигнал с постоянной амплитудой (патент США N 3707149, кл. А 61 В 17/36, 1972). Работа коагулятора связана с воздействием больших токов на пациента, что вызывает глубокий некроз биологических тканей.

Известны лазерные скальпели-коагуляторы, у которых рассечение тканей с одновременным коагулированием обеспечивается при воздействии на пациента мощного лазерного излучения, управление которым осуществляется сложной оптической системой. Указанный лазерный скальпель обеспечивает эффективное рассечение любых видов биологических тканей, но воздействие мощного лазерного излучения дает глубокий термический некроз, что вызывает выраженную перифокальную тканевую реакцию и в дальнейшем приводит к возникновению грубых рубцов. Кроме того, лазерные хирургические установки габаритны, дорогостоящи и требуют при использовании в клинических условиях соблюдения специальным мер техники безопасности (Скобелкин О. Г. Лазеры в медицине. Москва, Медицина, 1981 г). Аналогичные явления наблюдаются и при криовоздействии, кроме того, криогенная техника неудобна в эксплуатации. Большие сложности возникают с плазменными установками, с одновременной сложностью фокусировки струи ионизированного газа. Встречающиеся в печати сообщения о применении в хирургии СВЧ и ультразвукового излучений показывают, что эти методы хирургического воздействия также не лишены указанных выше недостатков.

Известен также электрокоагулятор, содержащий пьезоэлектрический трансформатор, соединенный с электродом, и схему возбуждения, в состав которой входят импульсный и управляемый генераторы, усилитель, соединенные последовательно, выпрямитель, выход которого через схему сравнения подключен к второму входу управляемого генератора (авт. св. N 1128944, кл. А 61 В 17/36, 1981).

Схема электрокоагулятора обеспечивает функционирование пьезоэлектрического трансформатора в строго определенной точке его амплитудно-частотной характеристики, в которой соблюдаются необходимые условия рассечения тканей с коагулированием. Указанный электрокоагулятор принят за прототип.

Недостатком этого электрокоагулятора является то, что регулирование рабочей точки пьезотрансформатора производится по постоянному току, поэтому при изменениях нагрузки в различных режимах работы (поверхностное рассечение кожи, рассечение мышц или сосудов) рабочий ток пьезотрансформатора значительно уменьшается, что существенно снижает функциональные возможности электрокоагулятора - практически исключается возможность эффективного глубокого рассечения биологических тканей, рассечение мышц и других объектов возможного хирургического воздействия, за исключением поверхностного рассечения кожного покрова.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей электрокоагулятора - обеспечение эффективного рассечения всех видов биологических тканей на любую глубину без увеличения глубин некроза тканей.

Поставленная цель достигается тем, что в электрокоагулятор, содержащий схему возбуждения, состоящую из управляемого генератора усилителя, выпрямителя, элемента сравнения, введены дополнительно модулятор, усилитель мощности, интегрирующий элемент, схема сравнения, источник опорного напряжения, при этом выход управляемого генератора соединен с входом модулятора, который через усилитель мощности подключен к входу пьезоэлектрического трансформатора, второй выход усилителя мощности через интегрирующий элемент подсоединен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход соединен с управляющим входом модулятора.

Указанные отличительные признаки являются существенными, так как из других технических решений они не известны, а в заявленном устройстве создают новое свойство, заключающееся в обеспечении работы вблизи вершины амплитудно-частотной характеристики пьезотрансформатора независимо от величины тока нагрузки, т. е. от режима работы электрокоагулятора, что расширяет функциональные возможности электрокоагулятора - появляется возможность рассечения всех видов тканей на любую глубину без увеличения глубины некроза.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Электрокоагулятор содержит пьезоэлектрический трансформатор 1, рабочий электрод 2, выпрямитель 3, первый элемент сравнения 4, управляемый генератор 5, модулятор 6, усилитель мощности 7, интегрирующий элемент 8, второй элемент сравнения 9, источник опорного напряжения 10, индуктивно-накопительный элемент 11, причем управляемый генератор 5 соединен через модулятор 6 и усилитель мощности 7 с входом пьезоэлектрического трансформатора 1, к выходу которого через индуктивно-накопительный элемент 11 подключен рабочий электрод 2, а выход пьезоэлектрического трансформатора 1 соединен через выпрямитель 3 и первый элемент сравнения 4 с управляющим входом управляемого генератора 5, при этом второй выход усилителя мощности 7 через интегрирующий элемент 8 подключен к первому входу второго элемента сравнения 9, к второму входу которого подсоединен первый выход источника опорного напряжения 10, а выход второго элемента сравнения 9 соединен с управляющим входом модулятора 6. Второй выход источника опорного напряжения 10 соединен с вторым входом первого элемента сравнения 4.

Работает устройство следующим образом. Для возбуждения пьезоэлектрического трансформатора используется управляемый генератор 5, сигнал с которого подается через модулятор 6 и усилитель мощности 7 на вход пьезоэлектрического трансформатора 1, с выхода которого снимается высокое напряжение, которое через индуктивно-накопительный элемент 11 подается на рабочий электрод 2. Выход пьезоэлектрического трансформатора 1 через выпрямитель 3 соединен с первым элементом сравнения 4. Выход первого элемента сравнения соединен с входом управляемого генератора 5.

При функционировании электрокоагулятора возможны изменения условий, связанные с различными свойствами рассекаемых биологических тканей. При этом происходит изменение нагрузки и, следовательно, режима работы пьезоэлектрического трансформатора 1, которое выражается в изменении тока, протекающего через цепь нагрузки усилителя мощности 7. Для стабилизации работы при изменениях нагрузки напряжение, снимаемое с второго выхода усилителя мощности 7, пропорциональное току, протекающему в цепи нагрузки, преобразуется в постоянный по уровню сигнал с помощью интегрирующего элемента 8 и сравнивается с опорным напряжением от источника опорного напряжения 10 на втором элементе сравнения 9. Сигнал рассогласования с выхода второго элемента сравнения 9 управляет скважностью импульсов модулятора 6. Тем самым обеспечивается работа пьезоэлектрического трансформатора 1 вблизи вершины амплитудно-частотной характеристики независимо от величины нагрузки - в нашем случае от режима нагрузки, т. е. вида рассекаемой биологической ткани и глубины проникновения рабочего электрода 2 в ткань. Применение индуктивно-накопительного элемента 11, представляющего собой длинный высоковольтный кабель, для соединения выхода пьезоэлектрического трансформатора 1 с рабочим электродом 2 позволяет расширить функциональные возможности хирургического инструмента в целом, появляется возможность осуществлять хирургическое воздействие с одновременным коагулированием в трудно доступных внутренних полостях пациента.

Таким образом, предлагаемый электрокоагулятор позволяет обеспечить эффективное рассечение биологических тканей на любую глубину при минимальной глубине некроза не только на открытых поверхностях, но и в трудно доступных полостях.

При клинических испытаниях установлено, что электрокоагулятор обеспечивает эффективное рассечение всех видов биологических тканей (кожи, мышц, сосудов) на любую глубину с поверхностным некрозом в виде узкой полосы, без клеточной реакции. Наблюдалась также поверхностная коагуляция тканей без сосудисто-тканевой реакции. Ширина разреза ткани определяется геометрией сменного рабочего электрода.

Особенно следует отметить возможность применения предложенного электрокоагулятора в онкологической практике - при операциях практически исключается возможность разноса злокачественных клеток за пределы операционного поля.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1128944, кл. А 61 В 17/36, 1981.