Ультразвуковой нейрохирургический аспиратор

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к нейрохирургическим устройствам для создания локальных разрушений в глубинных структурах головного мозга. Ультразвуковой нейрохирургический аспиратор содержит ультразвуковой генератор, первый электроакустический излучатель с экспоненциальным концентратором ультразвука, трубку, соединенную с вакуумным устройством, при этом ультразвуковой генератор, генератор модулирующих импульсов и переключатель последовательно соединены. Первый и второй выходы переключателя соединены с первым и вторым электроакустическими излучателями, выходные концы которых вставлены в первый и второй отводы трубки из полихлорвинила или латекса. Третий отвод трубки подключен к вакуумному устройству, а выход выполнен с возможностью введения в полость черепа. Рабочую частоту первого электроакустического излучателя f_возд, устанавливает из условия: где Е_mрmp,_mp - соответственно модуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность материала трубки, а, - соответственно радиус и толщина трубки, - превышение рабочей частоты над критической частотой волноводного распространения ультразвука в трубке, 0,1<0,99. Рабочую частоту второго электроакустического излучателя f_м.в выбирают из условия Изобретение позволяет повысить эффективность проведения нейрохирургической операции за счет режимов ультразвукового воздействия, при которых снимается уплотнение больных тканей и откачивается кровь и опухолевая ткань. 2 ил.

Изобретение относится к медицине, конкретнее к электроакустической медицинской технике.

При тяжелой черепно-мозговой травме и гипертензии онкологического и сосудистого генеза в полости черепа наблюдается кровь - гематома, опухоль, абсцесс. Необходимо лечение, а в некоторых случаях удаление этих образований из вещества мозга (А.И.Арутюнов. Вопросы нейрохирургии. - М.: 1967, вып.5).

Известно устройство для нейрохирургии (И.Н.Иргер. Нейрохирургия.- М.: Медицина, 1971), когда с помощью фрезы или буравчика сверлят кость, пунктируют мозговое вещество, вставляя полихлорвиниловую или латексную трубочку с внутренним диаметром 2а (обычно до 2 мм) при наружном диаметре 2а+2, где - толщина трубочки, а - внутренний радиус трубочки, и осуществляют отсос крови, опухоли или ликвора.

Недостатком устройства является отсутствие в ряде случаев возможности выполнить отсос из-за уплотнения больных тканей (Н.Н.Бурденко. Собрание сочинений, т. IV.- M.: Медицина, 1950, с.29-41).

Ближайшим аналогом является "Устройство для обработки послеоперационных полостей среднего уха" (RU 2076750 С1, 10.04.1997), в котором имеется ультразвуковой генератор, электроакустический излучатель с экспоненциальным концентратором, вакуумное устройство, соединенное с каналом для аспирации и выходным концом трубки.

Недостатками устройства-прототипа являются недостаточно эффективно воздействие на патологические ткани и невозможность откачки крови, опухолевой ткани из мозга человека из-за уплотнение больных тканей.

Предлагаемый ультразвуковой нейрохирургический аспиратор содержит ультразвуковой генератор, первый электроакустический излучатель с экспоненциальным концентратором ультразвука и трубку, соединенную с вакуумным устройством, отличающийся тем, что ультразвуковой генератор, генератор модулирующих импульсов и переключатель последовательно соединены, а первый и второй выходы переключателя соединены с первым и вторым электроакустическими излучателями соответственно, выходные концы которых вставлены в первый и второй отводы трубки, выполненной из полихлорвинила или латекса, третий отвод которой подключен к вакуумному устройству, а выход выполнен с возможностью введения в полость черепа, при этом рабочую частоту первого электроакустического излучателя f_воздвозд выбирают из условия: , где E_mp, _mp,_mp - соответственно модуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность материала трубки; a, - соответственно радиус и толщина трубки; - превышение рабочей частоты над критической частотой волноводного распространения ультразвука в трубке, 0,1 < <0,99, а рабочую частоту второго электроакустического излучателя f_м.в м.в. выбирают из условия:
Техническим результатом предлагаемого устройства является создание условий, при которых обеспечивается работа аспиратора при уплотнении больных тканей. За счет ультразвуковых воздействий, как известно из работ (например, под ред. К.Хилла. Применение ультразвука в медицине. Физические основы. М.: Мир, 1989. -568 с; Л.Р.Гаврилов, Е.М.Цирюльников. Фокусированный ультразвук в физиологии и медицине. Л. : 1989. -179 с; И.Э.Адзерихо. Эффективность ультразвукового тромборазрушения. Материалы второй международной научно-технической конференции "Ультразвуковая техника и технология". - Минск.: 1999 и др.), происходит размягчение уплотненных тканей.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства.

На фиг. 2 приведено пояснение к соединению ультразвуковых излучателей и трубки.

Ультразвуковой нейрохирургический аспиратор содержит последовательно соединенные ультразвуковой генератор 1, генератор модулирующих импульсов 2, переключатель 3, первый и второй электроакустические излучатели 4 и 5, у которых выходные концы концентраторов введены в первый и второй входы трубки 6, выход которой введен в полость черепа 7, а выход трубки подсоединен к вакуумному устройству 8.

Работа ультразвукового нейрохирургического аспиратора осуществляется следующим образом. Осуществляют сверление костей черепа больного 7 и пунктируют патологическую ткань в мозге, вставляя полихлорвиниловую или латексную трубку 6. Выходные концы первого и второго электроакустических излучателей вставляют в первый и второй отводы трубки 6. Третий отвод трубки 6 подключают к вакуумному устройству 8. Выход трубки, как уже отмечалось, введен в полость черепа 7.

После этого включают ультразвуковой генератор 1 и генератор модулирующих импульсов 2 с помощью переключателя 3 и подается напряжение, возбуждающее первый электроакустический излучатель 4, выходной конец концентратора которого введен в первый вход трубки 6, так как аспирация не наблюдается из-за загустения мозгового вещества, выбирают рабочую частоту первого электроакустического излучателя f_возд из условия (1). При этом обеспечивается волноводное распределение звука при заполнении трубки воздухом (Л.П.Лепендин. Акустика. -М.: Высшая школа, 1978, с.329-334) на частотах более высоких, чем критическая частота.

После того, как произошло разрушение плотной патологической ткани в веществе мозга с помощью переключателя 3, отключают первый ультразвуковой излучатель 4 и включают второй ультразвуковой излучатель 5, выбирая рабочую частоту из условия (2). При этом в отсасываемом больном веществе мозга в трубке 6 наблюдается волноводное распространение звука и, следовательно, ультразвуковое воздействие на отсасываемое вещество.

Таким образом, предлагаемое устройство успешно решает поставленную задачу.

Блоки предлагаемого устройства известны из ультразвуковой практики медицинских электроакустических устройств. Их создание не нуждается в изобретательском творчестве.

Формула изобретения

Ультразвуковой хирургический аспиратор, содержащий ультразвуковой генератор, первый электроакустический излучатель с экспоненциальным концентратором ультразвука и трубку, соединяющую с вакуумным устройством, отличающийся тем, что ультразвуковой генератор, генератор модулирующих импульсов, переключатель последовательно соединены, а первый и второй выходы переключателя соединены с первым и вторым электроакустическими излучателями, соответственно, выходные концы которых вставлены в первый и второй отводы трубки, выполненной из полихлорвинила или латекса, третий отвод которой подключен к вакуумному устройству, а выход выполнен с возможностью введения в полость черепа, при этом рабочую частоту первого электроакустического излучателя f_возд выбирают из условия

где Е_mр, _mp, _mp - соответственно модуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность материала трубки;

а, - соответственно радиус и толщина трубки;

- превышение рабочей частоты над критической частотой волноводного распространения ультразвука в трубке, 0,1<0,99,

_м.в выбирают из условия

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2