Плазмовий хірургічний інструмент

1 Плазмовий хірургічний інструмент, що містить анод із соплом, катод, проміжний анод, електроізольовании від анода і катода, електрично підключений до анода корпус із виконаними в ньому каналами охолодження анода водою і каналом підводу газу до катода, анода і проміжного анода, який відрізняється тим, що сопло виконане у вигляді декількох, принаймні трьох, рівномірно розташованих по окружності отворів однакового діаметра і нахилених до повздовжньої осі корпуса під однаковим кутом від 2 до 10° з перетинанням їхніх осей на відстані від 6 до 12 мм від місця виходу з зовнішньої поверхні анода 2 Плазмовий хірургічний інструмент за п 1, який відрізняється тим, що ззовні анода виконаний конус, твірна якого є продовженням лінії контуру отворів, розташованої на найменшій відстані від повздовжньої осі корпуса Винахід відноситься до медицини, а більш конкретно до хірургічних інструментів, які використовуються у плазмовій хірурги для проведення широкого кола хірургічних операцій, включаючи розсічення і деструкцію біологічних тканин і коагуляцію раневих поверхонь Крім того винахід може бути використано й в галузях техніки, зв'язаних із застосуванням високотемпературної (до 12000К) плазми, наприклад для плазмохімічної обробки поверхонь матеріалів, плазмохімічного одержання абразивів, плазмового різання матеріалів, у плазмовій металургії В даний час у плазмовій хірурги використовуються два типи плазмових хірургічних інструментів деструктор - для розсічення і деструкції біологічних тканин і коагулятор - для припинення кровотечі на поверхні рани Обидва типи інструментів містять анод із соплом для подачі плазмообразуючого газу на біологічну тканину, катод, проміжний анод, електроізольований від катода й анода, корпус з каналами в ньому для подачі охолоджувальної води до анода і відводу и в систему охолодження, а також канал для подачі газу в порожнину між катодом і анодами Катод і обидва аноди підімкнуті ВІДПОВІДНО ДО негативного і позитивного полюсів джерела енергії Як у деструкторі, так і в коагуляторі сопло виконане в основному аноді у виді одного отвору по центрі Конструктивно деструктор і коагулятор від різняються тільки діаметром отвору в соплі анода для виходу газу Як правило, діаметр каналу для виходу газу в коагуляторі в 3 рази більше, ніж у деструкторі Так, ВІДПОВІДНО до книги П Г Брюсова і Б П Кудрявцева «Плазменная хирургия», Москва, 1995р , діаметр отвору сопла деструктора повинний складати 0,6мм, а коагулятора - 2мм ВІДПОВІДНО до міжнародної заявки №WO96/06572 від 7 03 96р, заявленою фірмою NIKVAL INTERNATIONAL AB, Goteborg, діаметр каналу деструктора для розсічення тканин повинний складати 0,4 - 0,6мм, а для коагулятора - 1,5мм Зазначена різниця в діаметрах визначена експериментальним шляхом і обумовлена різноманітним функціональним призначенням інструментів У деструкторі необхідно зменшення діаметра плазмового струменя для концентрації максимуму м енергії на одиницю площі з метою ефективного розсічення біологічних тканин і деструкції нежиттєздатних тканин мінімального розміру Для коагулятора не потрібно високої концентрації енергії струменя, а важливо мати малу швидкість обдува раневої поверхні щоб уникнути газової емболії (проникнення газу в кровоносні судини) і велику площу поперечного перетину струменя для прискорення коагуляції великих поверхонь Недоліком існуючих плазмових хірургічних інструментів є відсутність єдиного інструмента, який сполучає функції деструктора і коагулятора, тому що необхідність у двох інструментах дуже усклад О СО 00 (О ю 56183 урахуванням збільшення діаметра плазмового нює конструкцію плазмового хірургічного апарата і струменя після його виходу з отвору в аноді, конроботу хірурга, який гає час і увагу на зміну інцентрація енергії в зоні перетинання струменів струментів Другий недолік полягає в неможливосбуде трохи нижче, проте значно перевищувати ті зменшення діаметра плазмового струменя дезначення, яке досягається для сопла з одиночним структора менше 0,4мм у зв'язку з незмінністю струменем в традиційному деструкторі В остаточтиску на вході в деструктор і коагулятор від єдиної ному підсумку це призводить до збільшення глисистеми подачі газу Це виключає можливість побини розрізування тканин, і скороченню часу на дальшого збільшення концентрації енергії плазмодеструкцію нежиттєздатних тканин вого струменя на одиницю її поперечного перетину, що дозволило б зменшити витрату газу, енергії Кут нахилу осей отворів а до подовжньої осі і збільшити глибину розрізування біологічних ткакорпуса і відстань від місця виходу газу з анода до нин, що зараз не перевищує 1 мм точки перетинання осей отворів до повздовжньої осі корпуса визначаються зручністю роботи з інЗ відомих плазмових хірургічних інструментів струментом при максимальному використанні ененайбільше близьким по технічній сутності до заргії плазми При куті нахилу більш 10° і відстані від пропонованого є інструмент по авторському посвімісця виходу до точки сходження плазмових струдченню СРСР №1317712, МПК А61В17/36 (протоменів менше 6мм обмежується зона видимості тип) Він МІСТИТЬ анод із сопловим насадком, оброблюваної ділянки біологічної тканини внаслікатод, циліндричний корпус з електроізольованидок його загородження анодом Крім того, як поками каналами охолодження анода водою і подачі зали розрахунки, при куті нахилу більш 10° відхидо нього газу, а також уперше уведений проміжний лення від точки сходження струменів на ± 1мм анод, електроізольований від корпуса і катода У уздовж подовжньої осі корпуса призводить до сопловому насадці для подачі плазмового потоку зниження концентрації енергії плазми на одиницю на біологічні тканини виконаний один циліндричплощі оброблюваної поверхні до 4 разів у порівний отвір уздовж осі корпуса Таким чином цей нянні з максимальним значенням у точці перетипрототип не має принципових відмінностей від нання Підтримка відстані до оброблюваної поверзазначених вище аналогів і має ті ж недоліки хні з більш високою точністю, чим ± 1 мм практично У основу винаходу поставлені дві задачі виключено При куті нахилу отворів до подовжньої створення уніфікованого хірургічного інструмента, осі корпуса в 2° чотириразове зменшення конценщо дозволяє здійснювати функції як деструктора, трації енергії плазми на одиницю поверхні відбутак і коагулятора, і підвищення концентрації енергії вається при ЗМІНІ відстані від точки перетинання в плазмового струменя в режимі деструкції, розв'ямежах ± 5мм і не викликає труднощів у роботі хізуваних шляхом виконання в аноді декількох, ріврурга норозташованих по окружності отворів для виходу газу, осі яких нахилені в нормованих межах під Максимальна відстань від виходу струменів з гострим кутом до подовжньої осі корпуса і пересічанода до точки їх перетинання обмежено втратою ні з нею в одній точці, розташованої від анода на СВІТНОСТІ плазми при довжині плазмового потоку нормованій відстані, а також шляхом виконання на понад 10 - 12мм У цьому випадку температура зовнішньої поверхні анода конуса, твірна якого є плазми за світною частиною падає з 10000 продовженням лінії контуру отворів, розташованої 12000К до 3000 - 1000К (див наприклад згадану на найменшій відстані від подовжньої осі корпуса книгу «Плазменная хирургия») У зв'язку з низькою ефективністю розрізування і деструкції тканин при Для пояснення конструкції і принципу дії інтемпературах нижче 3000К гранична відстань від струмента додається фігуга Інструмент містить місця виходу плазмових струменів з анода до точкатод 1, циліндричний корпус 2, електрично сполуки їх перетинання визначене в 12мм При куті начений з анодом 3 і проміжний анод 4, електроізохилу отворів до подовжньої осі корпуса в 2° і менльований від корпуса втулкою 5 і від анода - проше ця відстань у 12мм забезпечується при кладкою 6 У втулці 5 виконаний канал П для розташуванні отворів в аноді на гранично досяжпідводу охолоджувальної води у внутрішню пороному для практики діаметрі 0,8мм При розташужнину анода і канал В для її відводу в систему ванні осей отворів по більшому діаметрі точка їх охолодження Плазмоутворючий газ необхідного перетинання буде відстояти від анода на відстані, тиску подається в порожнину Г між катодом 1 і що перевищує гранично припустиме значення, яке проміжним анодом 4 і далі до анода 3 Сопло в дорівнює 12мм аноді 3 виконано у виді декількох, принаймні трьох, отворів С однакового діаметра й однаково На підставі викладеного кут нахилу отворів з нахилених до повздовжньої осі корпуса 2 під гостанода визначений у межах а = 2 - 10° і точка перерим кутом а У зв'язку з цим перетинання осей тинання їхніх осей визначена на відстані Ф = 6 нахилених отворів із повздовжньою віссю корпуса 12мм від місця виходу з анода, а оптимальна зона відбувається в одній точці Я Виготовлення сопла Д розсічення і деструкції тканин визначена в 12мм, у виді декількох отворів, рівновеликих по сумарній із них - 4мм убік анода і 8мм від анода площі поперечного перетину з одиночним отвором На відміну від однострумного деструктора зау традиційному деструкторі дозволяє підвищити пропонований інструмент крім деструкції забезпеконцентрацію енергії в зоні перетинання плазмочує можливість коагуляції біологічних тканин Так, вих струменів за рахунок ефекту фокусування якщо в однострумному коагуляторі зменшення Якщо прийняти однаковість діаметрів окремих швидкості потоку для вилучення газової емболії струменів на виході з анода й у зоні їх перетинандосягається за рахунок збільшення діаметра отвоня, то концентрація енергії в цій зоні буде пропорру сопла до розміру ~ у 3 рази більшого, ніж у деційна КІЛЬКОСТІ окремих струменів Насправді, з структора, то в даному інструменті зменшення швидкості уздовж осі корпуса забезпечується за рахунок утворення конусоподібного потоку за точкою перетинання струменів Таким чином за зоною деструкції (див фігуру) розташована зона коагуляції - К с більш низькими температурами плазми за рахунок и остигання випромінюванням, перемішування з повітрям і конусоподібним розширенням потоку Довжина цієї зони в даному варіанті не буде відрізняться від традиційної, характерної для однострумного інструмента, і буде складати К = 10 - 40мм, як це обговорено в згаданій книзі «Плазменная хирургия» Для обмеження охолодження плазмових струменів атмосферним повітрям у центрі анода виконаний виступаючий за його контур конус Б, твірна якого є продовженням лінії Е контуру отворів, розташованої на найменшій відстані від повздовжньої осі корпуса При відсутності конуса в придонній частині анода створюється зона розрідження, у яку надходить атмосферне повітря, що інтенсивно перемішується з плазмовими струменями й охолоджує їх Наявність конуса в значній мірі зменшує охолодження струменів атмосферним повітрям Перед початком роботи інструмента від системи охолодження в канал П подається вода, що омиває внутрішню порожнину анода 3 і по каналу В відводиться знову в систему охолодження Потім ВІД системи подачі газу в порожнину Г подається газ під необхідним тиском Через додатковий анод 4 газ надходить у похилі отвори С анода 3 і у вигляді окремих струменів витікає в навколишній простір, перетинаючись на подовжній осі корпуса 2 у точці Я Частково розширенню струменів і їхньому перемішуванню з повітрям перешкоджає конус Б на торці анода З Від джерела електроживлення до катода 1 подається негативна, а до проміжного анода 4 пози5 2 3 56183 тивна напруга, у результаті чого між ними виникає проміжна електрична дуга Потім до анода 3 підводиться позитивна напруга, а з проміжного анода 4 вона знімається Між катодом 1 і анодом 3 виникає основна електрична дуга з утворенням плазми Охолодження основного анода 3 і проміжного анода 4 проводиться водою, що надходить в отвір П Плазмові струмені, які витікають з нахилених отворів С, перетинаються на відстані Ф від торця анода 3 на подовжній осі корпуса 2 Це призводить до фокусування енергії плазмового потоку в ядрі точці Я, де досягається максимальна енергія на мінімальній площі Після точки Я плазмові струмені конусподібно розширюються і, за рахунок випромінювання і перемішування з повітрям, плазмовий потік охолоджується Деструкція і розсічення тканин проводиться в зоні Д, де енергія і температура плазмового потоку максимальні, а припинення кровотечі з кровоносних судин і коагуляція раневих поверхонь виробляється в зоні К, де температура і швидкість потоку значно менше Після закінчення операції напруга з катода 1 і анода 3 знімається й електрична дуга між ними зникає Потім припиняють подачу газу й охолоджувальної води Перша перевага даного плазмового хірургічного інструмента перед існуючими полягає в його універсальності, що полягає в можливості застосування як для деструкції і розсічення тканин, так і для припинення кровотечі з кровоносних судин і коагуляції раневої поверхні з метою зменшення и мікробного зараження Друга перевага полягає в підвищенні концентрації енергії плазмового потоку на одиницю оброблюваної поверхні в зоні розрізування і деструкції тканин за рахунок фокусування в ній нахилених до подовжньої осі корпуса плазмових струменів, що витікають з анода $ Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24