устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в тканях и органах человека

Формула изобретения

Устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в тканях и органах человека, содержащее феррозондовый датчик, включающий ручку и металлический немагнитный корпус, в котором размещены в одной плоскости и параллельно друг другу катушки с пермаллоевыми сердечниками, подключенные к электроизмерительному блоку через градиентометрическую схему, отличающееся тем, что катушки с пермаллоевыми сердечниками установлены на неметаллической панели, ортогонально продольной оси датчика, а на рабочем конце защитного корпуса выполнены отверстия, центры которых совпадают с магнитными осями пермаллоевых сердечников.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к общей хирургии и предназначено для локализации инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов.

Наиболее частыми и тяжелыми видами повреждений живых тканей и органов человека являются проникающие ранения, которые в 40-60% осложняются внедрением инородного тела в эти ткани и органы. В подавляющем большинстве внедренные инородные тела являются ферромагнитными. На современном этапе решающим для функционального и жизненно важного исхода хирургического вмешательства является удаление инородного тела с наименьшим повреждением структур живой ткани и органов человека. В этой связи основное значение приобретает максимально точная локализация инородного тела, а для достижения этой цели предварительное рентгеновское обследование чаще всего оказывается недостаточным, т.к. инородное тело, вследствие подвижности живых тканей, способно перемещаться как до, так и во время операции. Поэтому задача повышения точности локализации извлекаемых из живых тканей и органов человека инородных ферромагнитных тел является актуальной на сегодняшний день в медицинской практике.

Из всех известных способов и устройств, используемых в медицине для локализации инородных металлических тел, наиболее результативной является феррозондовая диагностика, которая позволяет проводить малотравматичные операции. Залогом успешного проведения таких операций является конструкция феррозондового датчика. Хотя в настоящее время конструкции феррозондовых датчиков и обладают рядом достоинств, которые позволяют условно проводить локализацию извлекаемых инородных ферромагнитных тел, однако в случаях сложного размещения инородных тел в тканях и органах человека их применение или не обеспечивает достаточно точной локализации инородных тел, или невозможно.

Такого рода операции требуют применения новой конструкции феррозондового датчика, что и предлагается в заявляемом изобретении.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является известное устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела в живых тканях и органах человека (Медицинская техника, N 4, 1992, с. 19-22).

Устройство выполнено в виде феррозондового датчика, состоящего из металлического немагнитного корпуса с размещенными (соосно, вдоль продольной оси датчика) на определенном расстоянии друг от друга двух чувствительных феррозондовых полуэлементов, которые состоят из пермаллоевых сердечников и катушек, соединенных между собой градиентометрически и выполняющих функции обмоток возбуждения и измерительной, катушки подключены к электроизмерительному блоку, а феррозонд установлен в ручке датчика.

Однако это известное устройство-прототип обладает существенными недостатками, снижающими эффективность его применения.

1. Наиболее точная локализация инородного ферромагнитного тела осуществляется тогда, когда инородное тело расположено на одной линии с продольной осью датчика. Поэтому рабочий конец датчика всегда направлен вертикально к поверхности человеческого тела и его поступательно перемещают по этой поверхности. При затруднении локализации инородного ферромагнитного тела в предоперационном периоде (например, при расположении инородного тела на значительной глубине) в области предполагаемой локализации инородного тела производят довольно широкий разрез тканей человека для введения рабочего конца датчика. Такой прием ведет к дополнительной травме тканей тела человека, к послеоперационным осложнениям, к удлинению периода выздоровления.

2. Существенные трудности возникают у хирурга в случае, когда в результате неточного разреза тканей (не над инородным телом) инородное ферромагнитное тело оказывается в стороне от введенного в разрез рабочего конца датчика - необходимо дополнительно производить уточняющие разрезы или изменять угол наклона рабочего конца датчика так, чтобы инородное тело оказалось на одной линии с продольной осью датчика.

3. В случае глубокого разреза тканей человека, когда локализация осуществлена, а инородное ферромагнитное тело может быть расположено сбоку от одного из чувствительных полуэлементов (от рабочего конца датчика) или между чувствительными полуэлементами, хирург, недостаточно подготовленный для работы с феррозондовыми приборами, может сделать разрез тканей без уточнения местоположения инородного тела, а это ведет к операционной травматичности, к недоверию к феррозондовым приборам.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства для локализации инородного ферромагнитного тела в живых тканях и органах человека с повышением точности локализации инородных ферромагнитных тел при одновременном повышении эффективности применения феррозондовых датчиков и снижении операционной травматичности.

Поставленная задача достигается за счет технического результата, который может быть получен при осуществлении изобретения, а именно получение однозначного сигнала при определении местоположения инородного ферромагнитного тела за счет однонаправленности конструкции датчика.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для локализации ферромагнитного тела в тканях и органах человека феррозондовый датчик, включающий ручку и металлический немагнитный защитный корпус, в котором размещены в одной плоскости и параллельно друг другу пермаллоевые сердечники с катушками, подключенными к электроизмерительному блоку прибора через градиентометрическую схему, пермаллоевые сердечники с катушками установлены на немагнитной панели, ортогонально продольной оси датчика, на рабочем конце защитного корпуса выполнены отверстия, центры которых совпадают с магнитными осями установленных пермаллоевых сердечников.

Изобретение поясняется чертежом, где изображено предлагаемое устройство.

Устройство выполнено в виде феррозондового датчика, содержащего ручку 1, металлический немагнитный защитный корпус 2, в котором установлены на неметаллической панели 3 в одной плоскости, ортогонально продольной оси датчика, параллельно друг другу, пермаллоевые сердечники 4, 5 с катушками 6, 7, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной, при этом на конце стенки защитного корпуса 2 выполнены отверстия 8, 9 (для повышения чувствительности путем снижения влияния вихревых токов на сердечники), центры отверстий совпадают с магнитными осями установленных сердечников.

Устройство работает следующим образом.

При пропускании по обмоткам возбуждения 6, 7 переменного тока с определенной частотой (от генератора возбуждения) создается переменное магнитное поле, периодически доводящее сердечники 4, 5 до насыщения. Когда на феррозондовые пермаллоевые сердечники 4, 5 действует только однородное магнитное поле (например, поле Земли), то ЭДС, наводимые в измерительных обмотках катушек 6, 7, взаимно компенсируются, и выходной сигнал, фиксируемый стрелочным индикатором прибора, будет отсутствовать. При поднесении рабочего конца датчика к неоднородности магнитного поля (к ферромагнитному телу, имеющему остаточную намагниченность) на один из пермаллоевых сердечников 4 будет действовать магнитное поле, большее по величине, чем на другой. В результате этого ЭДС, наводимые в измерительных обмотках 6, 7, будут отличаться друг от друга. Разница величин ЭДС, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор прибора и является мерой неоднородности магнитного поля (создаваемого инородным ферромагнитным телом), действующего на один из чувствительных полуэлементов 4,6, установленных ортогонально продольной оси датчика, т.е. величина сигнала является мерой продольного градиента поперечной компоненты магнитного поля относительно продольной оси датчика.

Таким образом, предлагаемое устройство благодаря новой конструкции феррозондового датчика позволяет, с одной стороны, эффективным образом уточнять местоположение инородного тела путем малотравматичного разреза или прокола тканей человека и введения рабочего конца датчика с перемещением в вертикальной плоскости на глубину, достаточную для получения наибольшей величины сигнала, с другой стороны, получение однонаправленной конструкции датчика позволяет однозначно определять местоположение инородного тела, т.к. наибольшая величина сигнала соответствует расположению инородного тела на одном уровне (на одной линии) с осью пермаллоевого сердечника (чувствительного полуэлемента), установленного на самом конце защитного корпуса датчика, при этом глубина введения рабочего конца датчика дополнительно информирует о глубине расположения инородного тела. Все это ведет к повышению точности локализации инородных ферромагнитных тел при одновременном повышении эффективности применения феррозондовых датчиков и снижении операционной травматичности.