Способ и устройство управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма

Способ и устройство управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области медицины и предназначено для использования при хирургическом воздействии на ткани человеческого организма и животных плазменным потоком.

Сущность: устройство содержит управляемый напряжением высокочастотный генератор, соединенный с низковольтной обмоткой плазмотрона, индуктивные датчики тока и напряжения переходных процессов в цепи генератор-плазмотрон, схему фильтрации импульсов переходных процессов и преобразование их в управляющее напряжение генератора. Технический результат: заданным уровнем управляющего напряжения высокочастотного генератора задается баланс количества импульсов переходных процессов, возникающих при электрическом разряде в момент рассечения ткани организма, т.е. снимаемая электрическая мощность при рассечении ткани.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для коагуляции тканей, содержащее источник питания из генератора высокочастотного напряжения с регулируемой частотой и подключенного к нему высокочастотного преобразователя, выход которого соединен с плазмотроном в виде игольчатого электрода (патент РФ №2100013).

К недостаткам данного устройства относится отсутствие возможности регулировки подводимой электрической мощности к плазмотрону, регулируемой изменением частоты. Кроме того, отсутствие плавной безынерционной регулировки мощности плазменного потока в момент коагуляции и рассечения ткани в зависимости от отдаваемой энергии коагулятором.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма.

В результате применения предлагаемого изобретения появляется возможность использования в управляющем контуре возникающих переходных процессов в электрической цепи и с применением логической схемы совпадения «И» - возможность безынерционного осуществления процессов управления задаваемой или плавно регулируемой мощности плазмотрона.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма, включающем рассечение и коагуляцию тканей, возникающие переходные процессы в электрической сети снимают индуктивными датчиками напряжения и тока, после преобразования подают на вход логической схемы совпадения «И», накапливают на емкости и затем используют в цепи регулировки мощности плазменного потока на игольчатом электроде плазмотрона с возможностью плавной регулировки для управления плазменным потоком, причем, изменяя напряжение на накопительной емкости, плавно изменяют режим работы генератора и соответственно электрическую мощность, отдаваемую плазмотроном, а для управления режимом работы на вход генератора подают напряжение с накопительной емкости, а управляющий уровень напряжения на накопительной емкости плавно регулируют шунтирующим переменным сопротивлением и на вход генератора подают напряжение с накопительной емкости.

Для выполнения плавной безинерционной регулировки мощности потока плазмы на игольчатом электроде в предлагаемом способе управления плазменным потоком при рассечении и коагуляции тканей энергию импульсов переходных процессов в электрической цепи коагулятора преобразуют дифференциальной цепочкой и схемой совпадения, накапливают на емкости и преобразуют в напряжение, которое подают на вход генератора, причем управляющий уровень напряжения на накопительной емкости плавно регулируют шунтирующим переменным сопротивлением.

Для управления режимом работы на вход генератора подают напряжение с накопительной емкости.

В предлагаемом способе изменяют напряжение на накопительной емкости с возможностью плавного безынерционного изменения режима работы генератора и соответственно электрической мощности, отдаваемой плазмотроном.

Для осуществления способа предложено устройство безынерционного управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма, содержащее генератор высокочастотного напряжения с высокочастотным преобразователем напряжения, соединенный с плазмотроном с игольчатым электродом, в котором на низковольтном выходе генератора установлены индуктивные датчики напряжения и тока, также имеется преобазователь, связанный с входом логической схемы совпадения «И» в цепи регулировки мощности плазменного потока на игольчатом электроде плазмотрона, а выход логической схемы совпадения «И» соединен с накопительной емкостью с возможностью подачи напряжения с нее на вход генератора.

Технический результат достигается за счет использования в контуре обратной связи возникающих импульсов переходных процессов в электрической цепи коагулятора, подаваемых на вход логической схемы «И» для дальнейшего регулирования мощностью плазмотрона.

В электрической цепи коагулятора возникают переходные процессы, мощность которых зависит от мощности плазменного потока при высоковольтном искровом разряде, рассекающем ткани, и коронном разряде - при коагуляции.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 условно показаны на синусоидах высокочастотного генератора разной мощности возникающие переходные процессы по напряжению ΔU_1,2,3,...n и току ΔI_1,2,3,...n. Задаваемый количественный уровень импульсов возникающих переходных процессов в электрической цепи коагулятора используется как способ управляющего воздействия мощности плазмотрона при хирургическом воздействии на ткани организма.

На фиг.2 представлена общая схема устройства управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма.

Устройство содержит источник питания из управляемого генератора 1 высокочастотного напряжения в диапазоне от нуля до максимальной мощности его и подключенного к нему высокочастотного трансформаторного преобразователя 10, низковольтный выход которого соединен с плазмотроном 2, к низковольтному выходу подключены датчик напряжения 3 и датчик тока 4, выпрямительно-дифференцирующие цепочки по напряжению 5 и току 6, логическую схему И 7, накопительную емкость 8, шунтирующее переменное сопротивление 9.

Работает устройство следующим образом.

При электрическом разряде в момент рассечения ткани в электрической цепи генератор-плазмотрон возникают переходные процессы. В зависимости от мощности разряда (глубины рассечения ткани) возникает количественная мощность импульсов переходных процессов. Переходные процессы в электрической цепи снимаются датчиками напряжения 3 и тока 4 через выпрямительно-дифференцирующие цепочки 5 и 6 и подаются на схему совпадения И 7 и затем на накопительную емкость 8, где преобразуются в напряжение. Схема И 7 «улавливает» одновременно провалы по напряжению и всплески по току, т.е. переходные процессы в электрической цепи, тогда как другие случайные изменения по напряжению и току через схему И не пропускаются. Переходные процессы в электрической цепи коагулятора «улавливаются» схемой И как при автономном режиме, так и при сетевом режиме питания коагулятора. Электрические сигналы переходных процессов после схемы И накапливаются на емкости 8, где преобразуются в соответствующий уровень напряжения. Время разряда емкости 8 задается шунтирующим сопротивлением 9. Плавным изменением сопротивления 9 устанавливается необходимый баланс заряда-разряда накопительной емкости 8, т.е. уровень управляющего напряжения генератора 1, питающего плазмотрон 2. Изменением уровня управляющего напряжения смещается рабочая точка при генерации, тем самым изменяется амплитуда генерирования, т.е. изменением режима работы генератора изменяется отдаваемая им мощность, соответственно и снимаемая мощность с высокочастотного трансформаторного преобразователя 10, а затем последовательно и с плазмотрона 2.

Пример выполнения предлагаемого способа.

В случае установленного при хирургическом лечении потребного уровня мощности искрового или коронного разряда плазмы на участке обрабатываемой ткани оператор изменением шунтирующего сопротивления 9 задает условия необходимой мощности плазменного потока, снимаемого с игольчатого электрода плазмотрона 2. Энергия возникающих переходных процессов в электрической цепи коагулятора в момент хирургической обработки после дифференцирующих цепочек 5, 6 через схему совпадения И 7 накапливается на емкости 8. Сопротивлением 9 задается время разряда емкости 8, т.е. уровень напряжения разряда накопленной энергии переходных процессов на емкости 8. Таким образом, задается режим заряда-разряда накопленной емкости 8 от энергии переходных процессов, возникающих в электрической цепи, преобразуемый в уровень управляющего напряжения, подаваемый на вход генератора, который выдает потребной мощности низковольтное напряжение, преобразуемое затем плазмотроном в высоковольтное заданной мощности на игольчатом электроде. Электрическая энергия с игольчатого электрода снимается в форме плазменного потока при обработке ткани.

В другом случае, при возникновении необходимости плавного увеличения или уменьшения мощности в момент воздействия плазменного потока на обрабатываемую ткань, оператор аналогичным способом от нуля до максимума и наоборот плавно изменяет мощность плазменного потока на игольчатом электроде.

Динамический процесс управления снимаемой мощности плазменного потока осуществляется в безынерционном режиме работы устройства, что очень важно при хирургическом воздействии на ткани. Данный способ повышает эффективность и качество лечебного воздействия при коагуляции и позволяет эффективно использовать коагулятор в качестве плазменного скальпеля.

1. Способ управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма путем изменения электрической мощности плазмотрона при изменении подачи напряжения на вход генератора, отличающийся тем, что изменение подачи напряжения на вход генератора проводят плавно и безинерционно посредством подачи и накопления на накопительной емкости электрических сигналов энергии переходных процессов, поступающих от датчиков тока и напряжения, через соответствующие выпрямительно-дифференцирующие цепочки и схему совпадения И, при этом плавным изменением шунтирующего сопротивления задают уровень разряда энергии переходных процессов на накопительной емкости.

2. Устройство управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма, содержащее генератор высокочастотного напряжения с высокочастотным преобразователем напряжения, низковольтный выход которого соединен с плазмотроном, снабженным игольчатым электродом, и логическую схему совпадения И, отличающееся тем, что к низковольтному выходу подключены дополнительно индуктивные датчик напряжения и датчик тока, через выпрямительно-дифференцирующие цепочки связанные с входом логической схемы совпадения И, выход которой соединен с накопительной емкостью, снабженной шунтирующим переменным сопротивлением.