устройство для воздействия на миокард с помощью лазерного излучения

Формула изобретения

Устройство для воздействия на миокард с помощью лазерного излучения, включающее лазерную установку, шарнирный манипулятор, фокусирующее устройство, отличающееся тем, что лазерная установка является многоканальной, генерирующей систему параллельных пучков света, а фокусирующая система состоит из двух последовательно расположенных частей с возможностью изменения расстояния между ними, одна из этих частей является съемной многосегментной линзовой или зеркальной системой, каждый сегмент которой, фокусирует пучки света в отдельности, а другая часть фокусирует всю систему пучков в целом.

Описание изобретения к патенту

Устройство для лазерного воздействия на миокард относится к области лазерной медицинской техники и может быть применено при лечении ишемической болезни сердца, а именно при операции трансмиокардиальной реваскуляризации.

Известное устройство - установка для трансмиокардиальной реваскуляризации [1] включает мощный CO₂ лазер, который синхронизируется с биениями сердца пациента с помощью ЭКГ. Импульс излучения генерируется лазером сразу же после достижения зубца R и перед началом зубца T. Луч CO₂ лазера, который подается к сердцу через длинный шарнирный манипулятор, заканчивающийся линзовым объективом и подвижным наконечником, выпаривает в миокарде отверстие диаметром около 1 мм практически без омертвления ткани. Таким образом, в объеме миокарда последовательно пробивается 30-40 сквозных отверстий (каналов). Входное отверстие канала, лежащее на эпикардинальной поверхности миокарда, во время операции находится в контакте с воздухом и герметизируется свернувшейся кровью. Остальная часть отверстия под давлением заполняется кровью из желудочков сердца. Тем самым обеспечивается частичное питание кровью и питательными веществами мышцы миокарда.

Данное устройство, необходимое для операции трансмиокардиальной реваскуляризации [1, 2,], наиболее близко по выполнению к предлагаемому изобретению и принято нами за прототип.

К недостаткам данного устройства необходимо отнести относительно большую продолжительность проводимой операции. Это связано с тем, что отверстия в миокарде пробиваются последовательно, одно за другим. Для пробивки канала в миокарде требуется время на подвод длинного шарнирного механизма к месту пробивки, обязательная синхронизация импульса лазера с прохождением R и T зубцов ЭКГ пациента, контроль ультразвуком каждого пробиваемого канала. Кроме этого после каждого лазерного импульса необходимо выждать время, необходимое для контроля реакции миокарда на лазерный импульс, для того, чтобы исключить возможную аритмию работы мышцы сердца, вызванную выпариванием в его объеме отверстия.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, является расширение эксплуатационных возможностей устройства для операции воздействия на миокард с помощью лазерного излучения, сокращение времени проведения операции на сердце, а также снижение степени риска проведения операции.

Вышеуказанные задачи решаются тем (фиг. 1), что воздействие лазерным излучением на миокард ведут мощным многоканальным лазером, в одной точке схождения лучей 4 с дальнейшим расхождением лучей 5 в толще миокарда 6, при этом энергия импульса излучения и его длительность зависят от необходимой длины канала в миокарде. Длина каналов различна из-за того, что пучки лазерного излучения падают на миокард под разными углами. Чем больше угол падения пучка на эпикардиальную поверхность, т.е. чем длиннее канал, тем большая энергия должна содержаться в пучке для сквозной пробивки миокарда.

Использование многоканального воздействия лазерного излучения на мышцу миокарда позволит резко сократить время на проведение вышеупомянутой операции, что существенно может сказаться на снижении степени риска проводимой операции.

Схождение лучей на эпикардинальной поверхности миокарда с дальнейшим их расхождением внутри миокарда (фиг. 1) дает существенные преимущества в случаях с низкой сворачиваемостью крови (количество внешних отверстий резко уменьшается по сравнению с прототипом и, следовательно, уменьшается потеря крови при операции).

Схождение лучей на эндокардинальной поверхности миокарда (фиг. 3) дает существенные преимущества в тех случаях, когда, наоборот, у больного повышенная сворачиваемость крови и существует опасность образования сгустков крови (тромбов) в момент полной пробивки миокарда и выхода излучения внутрь сердца, в этом случае количество отверстий на эндокардиальной (внутренней) поверхности миокарда резко уменьшается по сравнению с прототипом.

При нормальной сворачиваемости крови сочетание точек схождения лучей на эпикардинальной поверхности и на эндокардинальной поверхности мышцы миокарда позволяет значительнее наполнить объем миокарда кровью и тем самым обеспечить максимально возможный эффект от проведенной операции (фиг. 3).

Возможен также вариант, когда насквозь пробивается только один канал большего диаметра и имеется множество более тонких каналов, образованных за один импульс с точкой схождения внутри миокарда, причем расположенной на оси канала большого диаметра. Поскольку сеть тонких каналов несквозная, при этом центральный и тонкие периферийные каналы герметизируются на эпикардинальной поверхности, то кровь от желудочка будет поступать через центральный канал в периферийные, реализуя тем самым кровеносную систему, аналогичную существующей природной (см. фиг. 4).

Отметим, что реализация пересекающихся каналов в миокарде согласно предложенному устройству для лазерного воздействия на миокард достаточно проста. Для этого необходимо одновременно с помощью линзы или зеркального объектива сфокусировать световой пучок из нескольких или даже десятков параллельных пучков, излучаемых многоканальным лазером. Такие лазеры хорошо известны, например многоканальный мощный CO₂ лазер МТЛ-2, имеющий 61 канал.

Однако в этом, самом простом случае (фиг. 1), каждый составляющий пучок 1 фокусируется в той же плоскости, что и весь пучок 4 в целом. Однако для того чтобы обеспечить пробивание канала максимальной глубины, необходимо фокусировать каждый составляющий пучок на внешней эпикардиальной поверхности миокарда, даже если общая точка схождения всех пучков лежит в толще миокарда (фиг. 2) или на эндокардиальной поверхности (фиг. 3). Поэтому необходимо осуществить раздельную фокусировку каждого составного пучка и, кроме того, суммарного пучка.

Устройство для воздействия на миокард с помощью лазерного излучения выглядит следующим образом (фиг. 2).

Многоканальная, лазерная установка, генерирующая систему параллельных пучков 1, имеет фокусирующую систему, состоящую из двух последовательно расположенных частей 2 и 3 с возможностью изменения расстояния между ними, причем часть 2 является съемной многосегментной линзовой или зеркальной системой, каждый сегмент которой фокусирует каждый пучок света в отдельности, а другая часть 3 фокусирует всю систему пучков в целом.

Устройство для воздействия на миокард с помощью лазерного излучения работает следующим образом.

Каждый пучок 1 многоканального лазера фокусируется последовательно многосегментной линзовой системой 2 и общей линзой 3. При изменении расстояния между многосегментной линзовой системой 2 и общей линзой 3 изменяется также и расстояние между точкой пересечения всех пучков 4 и точками фокусировки каждого пучка 7. Для того чтобы формировались прямые узкие отверстия - каналы необходимо плоскость фокусировки каждого пучка совместить с эпикардиальной поверхностью миокарда.

Литература

1. G. Rudco, Lee Hibbs. Fundamentals of TMR and the Heart Laser, TMR Clinical Reports, PLC Medical Systems Inc, Milford, Ma.

2. О.К.Скобелкин и др. Применение лазеров при реваскуляризации миокарда, в сб. Лазеры в хирургии, под ред. О.К.Скобелкина. - М.: Медицина, 1989, с. 230-238.