устройство для определения механических свойств биологических тканей

Формула изобретения

1. Устройство для определения механических свойств биологических тканей в открытой операционной ране при их сшивании, содержащее корпус и размещенные в нем водило, тарированную пружину, ось, телескопически входящую в водило, потенциометр, движок которого соединен с водилом, и измерительный прибор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено хирургическим зажимом, профилированной опорой, консолью, которая с помощью профилированной опоры закреплена на левом кольце хирургического зажима, тросиком, один конец которого жестко соединен с водилом, а второй свободно перемещается в пазе в верхнем конце консоли, стопором, закрепленным на свободном конце тросика с левой стороны консоли, профилированной крышкой, с помощью которой корпус крепится к правому кольцу хирургического зажима, и полукольцом, жестко соединенным с водилом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный прибор состоит из полумоста, образующего мостовую схему совместно с потенциометром, источника тока с автономным питанием и цифрового вольтметра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности, к устройствам, используемым при хирургических операциях для выбора способа восстановления целостности биологических тканей.

Известно устройство для определения механических свойств биологических тканей Патент РФ N 2061405 A 61 B 5/00 10.06.1996 г. Недостатком устройства является то, что при деформации биоткани меняются ее механические свойства, поэтому необходимо фиксировать усилие, приложенное к ткани. Однако, сама конструкция не позволяет это делать, так как одним фиксатором является биоткань, а другим - рука оператора, то есть тоже биоткань. Кроме того, устройство не позволяет исследовать механические свойства биоткани в открытой ране при ее сшивании.

Наиболее близким решением является устройство по авторскому свидетельству СССР N 921512 A 61 B 5/00 1982 г.

Недостатком устройства является низкая точность измерений, связанная с использованием потенциометрической схемы включения измерительного преобразователя, отсутствие возможности фиксации механического воздействия на биоткань, отсутствие возможности исследовать механические свойства биоткани в открытой ране при ее сшивании.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства при одновременном повышении точности измерения.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство снабжено хирургическим зажимом, профилированной опорой, консолью, которая с помощью профилированной опоры закреплена на левом кольце хирургического зажима, тросиком, один конец которого жестко соединен с водилом, а второй свободно перемещается в пазе в верхнем конце консоли, стопором, закрепленным на свободном конце тросика с левой стороны консоли, профилированной крышкой, с помощью которой корпус крепится к правому кольцу хирургического зажима, полукольцом, жестко соединенным с водилом, а измерительный прибор состоит из полумоста, образующего мостовую схему совместно с потенциометром, источника тока с автономным питанием и цифрового вольтметра.

На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство для определения механических свойств биологических тканей в открытой операционной ране при их сшивании содержит корпус 1 (показан в полуснятом с зажима 2 виде, чтобы была видна крышка 3), хирургический зажим 2, профилированную крышку 3, водило 4, ось 5, тарированную пружину 6, потенциометр 7, полукольцо 8, тросик 9, профилированную опору 10, консоль с пазом 11, стопор 12, источник тока с автономным питанием 13, полумсот 14, электронный вольтметр 15.

Корпус 1 и опора 10 являются съемными, что позволяет дезинфицировать инструмент традиционными способами, а устройство собирать в процессе хирургической операции, либо устройство стерилизуется в собранном виде любыми известными способами, кроме термических.

Опора 10 и крышка 3 имеют фрезерованный профиль кольца и плеча хирургического зажима 2 и посредством соединения типа "ласточкин хвост" прижимают зажим 2 к корпусу 1 и консоли 11. При нажатой кнопке (не показана) на стопоре 12 он может свободно перемещаться вдоль тросика 9. При опущенной кнопке приложение стопора фиксируется.

Устройство работает следующим образом. Большой палец правой руки вставляют в левое кольцо хирургического зажима 2, третий палец левой руки помещают в полукольцо 8.

Заточенными в виде крючков зубчиками, расположенными на рабочей поверхности хирургического зажима 2, захватываются края интересующей ткани в открытой операционной ране.

Края исследуемой биоткани сводятся с помощью хирургического зажима 2, при этом применяемое хирургом усилие через водило уравновешивается пружиной 6. Одновременно водило 4 передвигает движок потенциометра 7 и выводит из состояния равновесия мостовую схему, состоящую из потенциометра 7 и полумоста 14, запитанную от автономного источника тока 13.

Так как цифровой вольтметр 15 также питается от гальванического источника напряжения, то раздельное питание измерительной схемы и электронного вольтметра 15 позволяет повысить точность измерения за счет исключения влияния нестабильности питания цифрового вольтметра 15 на входной сигнал, а также использовать цифровой вольтметр с однополярным питанием, например М 830В.

Как только края раны сомкнутся, хирург передвигает стопор 12 до контакта с консолью 11 и, отпуская кнопку (не показана), фиксирует положение хирургического зажима 2 и считывает показания прилагаемого усилия на дисплее цифрового вольтметра 15. Консоль 11 крепится на левом кольце хирургического зажима 2 с помощью профилированной опоры 10.

Зафиксировав усилие на хирургический зажим 2, хирург перемещает стопор вправо до соприкосновения с консолью и фиксирует его путем освобождения кнопки (не показана). Таким образом, если силы, действующие в краях раны, постоянны, то это обеспечивает статичность конструкции, даже если хирург убирает свой палец с полукольца.

Такая конструкция позволяет имитировать удержание края раны хирургом. Однако хирургу практически невозможно точно выдержать усилие, а такая конструкция позволяет сделать это. Нарушение статичности конструкции связано только с изменением механических свойств биоткани, что и фиксируется с помощью измерительного прибора.

С этого момента хирург не воздействует механически на устройство. Если механические свойства ткани начнут меняться за счет разволокнения и разрыва, что указывает на слишком большую силу натяжения исследуемой ткани, превышающую порог прочности последней, равновесие рычага нарушится и бранши зажима 2 начнут сближаться под действием пружины 6 (стопор 12 не позволяет браншам зажима 2 удаляться друг от друга, но не мешает им сближаться). При этом пружина 6 начнет разжиматься и передвинет движок 7 потенциометра в новое положение, что отразится на показаниях дисплея цифрового вольтметра 15.

Пример конкретного исполнения.

Больная Р. История болезни N 1554 оперируется в БСМП города Курска по поводу послеоперационной вентральной грыжи.

Под интубационным наркозом после иссечения старого послеоперационного рубца, выделения и вскрытия грыжевого мешка, рассечения спаек в брюшной полости и выделения неизменного апоневроза вокруг грыжевых ворот описанным выше способом произведен захват листков "здорового" апоневроза на расстоянии 1,5 см от края, сведение их до соприкосновения с помощью хирургического зажима и фиксированного устройства. Показанная на дисплее до фиксации 62,1 Н. После фиксации показания на дисплее стали изменяться в сторону уменьшения и фиксирования на значении 58,6 Н. Это говорит о том, что в исследуемой ткани в точке приложения усилия идет разволокнение, то есть изменение механических свойств в сторону снижения прочности. Следовательно, для сшивания апоневроза у данной больной необходимо использовать способ пластики, подразумевающий меньшее натяжение сшиваемых тканей. Для этого с целью уменьшения силы натяжения произведены послабляющие разрезы переднего листка влагалища прямых мышц живота.

Повторный замер при тех же условиях дал следующие результаты: до фиксации устройства показания на дисплее были 59,2 Н. Это свидетельствует о том, что сила натяжения, возникающая в апоневрозе белой линии живота у данной больной при сшивании его с формированием дубликатуры шириной до 1,5 см не достигает порога прочности этой ткани, то есть при сшивании апоневроза этим способом создаются благоприятные условия для репаративных процессов.

Больной произведено грыжесечение с пластикой по Сапежко с формированием дубликатуры шириной до 1,5 см. Таким образом, поставленная задача расширения функциональных возможностей устройства при одновременном повышении точности измерений достигнута, так как 1 хирург, используя данное устройство, может судить о прочности сшиваемых тканей независимо от своего воздействия. Использование данного устройства дает возможность интраоперационного, индивидуального для каждого больного моделирования условий ушивания дефектов биологических тканей, исследуя их механические свойства и основываясь на полученных данных выбирать наиболее подходящий способ пластики, прогнозируя состоятельность швов при выбранном способе.