Устройство для ультразвуковой хирургии
Патент 569308
Авторы
Устройство для ультразвуковой хирургии
Иллюстрации
Реферат
оп
Союз Советсннн
Соцналнстнческнх
Реапублни (6l) Дополнительное K авт. саид-ву—
2 (51) М. Кл.
A 61 В 17/32// @
//В 06 В 1/08 (22) Заявлено 27 06.75 (21) 2144502/13 с присоединением заявки № (23} Приоритет (43} Опубликовано 25.08.77. Бюллетень №31 йаудврстввииыв наатвт
Сваата Ииииатрав СССР вв лвввн изабрвтвннй в втнрптнй (53) УДК 616,471,615.844:
:621.38 (088.8) (46} Дата опубликования описании 24,10.77
А. И. Угненко, В. М. Лубэ, Л. А. Феркельман и И, П. Голямина (72) Авторы изобретении (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЕИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ХИРУРГИИ
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирурпиеским инструментам, и предназначено для хирургического вмешательства с применением ультразвука.
Известно устройство для ультразвуковой хирургии, содержащее генератор, усилитель мощносж, представляяаций собой электронный коммутатор, мостовую схему с электромеханическим преобразователем и датчиком амплитуды, Обмотка зпектро механического преобразователя является нагрузкой. усилителя мощности. Наличие положительной обратной связи между выходом датчика амплитуды колебаний и входом усилителя мощности обеспечивает автоколебательный режим возбуждения электромеханического преобразователя на резонансной частоте во всем диапазоне изменений его акустической нагрузки со стороны рабочего инструмента 111 ..
Недостатком такого устройства для ультразвуковой хирургии является непрерывный синусои, дальный режим возбуждения электромеханического преобразователя и отсутствие амплитудномодулнрованного режима возбуждения, который в отличие от непрерывного обеспечивает снижение режущего усилия инструмента, уменьшение дозы воздействии ультразвуковой энергии в процессе операции, а, следовательно, снижение травматичностп обрабатываемой биологической ткани. Крома того, резонансный режим возбуждения электромеханического преобразователя не позволяет обеспечить стабюжзацню амплитуды колебаний инструмента, зависящей от мощности, подводимой к преобразователю, и величины акустической нагрузки, изменяющейся в ходе операции (этн изменения
10 могут быть вызваны изменением степени прижатия инструмента к обрабатываемой ткани, ее разным акустическим нмпедансом, сменой рабочего инструмента и т.д,).
Целью изобретения является обеспечение ста15 билизацин амплитуды колебаний электромеханического преобразователя в режиме амплитудномодулированных колебаний, обеспечивающих уменьшение режущего усилия и травмирования обрабатываемой ткани, "20 Это достигается тем, .что в предложенномуст ройстве для ультразвуковой хирургии имеется донолнительная цепь обратной связи, выполненная в виде пос. ледовательно соединенных амплитудного детектора, усилителя, выпрямительной схемы и блока стабилиза25 цни, выполненного в виде управляемого источника по569308 стояиного тока, причем вход амплитудного детектора соединен с выходом мостовой схемы, а выход блока стабилизации — с генератором .
На чертежа дана блок-схема устройства для ультраэвуковои хирургии.
Устройство для ультразвуковой хирургии содержит генератор, выполненный в виде усилителя 1 моирюсти, соединенного с амплитудным модулятором 2 низкой частоты, например мультивибратором. Нагрузкой усилителя 1 мощности служит мостовая схема, одна из ветвей которой образована обмоткой возбуждения электромеханического преобразователя 3 и эталонным резистором 4, а другая катушкой 5 индуктивности с параллельно вклю-! чаинымайпарамениым1 резистором 6 и посладоватальио — переменным резистором 7. Цепь 8 обратной связи включена между диагональю компенсащкоииой мостовой схемы и модулятором 2 низкой частоты усилителя 1 мощности. Дополнительная обратная связь выполнена в вида последовательно соединенных амплитудного детектора 9, предварительного усилителя 10, выпрямительной схемы 11 и блока 12 стабилизации, который представляет собой управляемый источник постоянного тока и включан между выходом мостовой схемы и управляющими входами усилителя 1 мощности и модулятора 2 ииэкой частотьь
Устройство работает в режиь1а автоколебаний, который обеспечивается наличием цепи 8 обратной связи. Величина катушки 5 индуктивности мосто-! вой cxeMhl выбираатся равной апатической иидуктиьности обмотки возбуждения "заторможенного" злак туомеханического преобразователяЗ. Таким образом, напряжение в диагонали моста,.поступаемое на вход цепи обрапюй связи, при условии его баланса по фазе и амплитуде, осуществляемого с помощью переменных резистоpos 6 и 7, будет определяться резонансными свойствами преобразователя 3. Это напряжение, усиленное в цепи 8 обратной связи, через модулятор 2 низкой частоты поступаат на вход усилителя 1 мощности и возбуждает его на резонансной частоте преобразователи 3. Одновременно из-за наличия в этой цепи обратной связи модулятора 2 низкой частоты происходит амплитудная модуляция выходного напряжения усилителя мощности, подаваемого на обмотку возбуждения электромеханического преобразователя 3.
Величина эталонного резистора 4, включенного последовательно с обмоткой возбуждения преобразователя 3, выбирается значительно меньше (порядка 0,5 Ом) величины, эквивалентного электрического импеданса преобразователя 3. Поэтому величина напряжения на этом резисторе будет определять ток возбуждения преобразователя 3.
Амплитудный детектор 9, на вход которого подается напряжение с эталонного резистора 4, выделает ниэкочастотнын сигнал, модулирующии ток ультразвуковой частоты, протекающий через
4 обмотку возбуждения преобразователя 3. При ло- стоянном коэффициенте глубины модуляции напряжения возбуждения преобразователя 3 выходной сигнал амплитудного детектора 9 пропорционален величине тока через преобразователь 3. Выходной сигнал амплитудного детектора 9 предварительно усиливается усилителем 10 и с его выхода поступает на вход выпрямительной схемы 11. Выпрямленное на схеме 11 напряжение, пропорци10 ональное величине тока возбуждения преобразователя 3, поступает на вход блока 12 стабилизации амплитуды, который может быть выполнен, например, в виде управляемого источника постоянного тока с широким диапазоном регулирования его
15 выходного напряжения, питающего усилитель 1 мощности и модулятор 2 низкой частоты.
В соответствии с начальной амплитудой колебаний злектромеханического преобразователя 3 на холостом ходу регулировкой величины напряжения иа управляющем входе блока стабилизации, подаваемого с выхода выпрямительной схемы 11, устанавливается необходимый ток возбуждения преобразователя 3. Ири изменении акустической нагрузки в щюцесса работы элактуомеханического преобразователя 3 щийыхОдит йэмананиа аго эквивалентного электр!ического ймпадайса, что приводит к изменению тока возбуждения, т.е. величины напряжения нв резисторе 4. Коьшенсация. этих изменений н стабилизация тока возбуждения преобразователя 3 осуществляется по цани дополнительной обратной связи, выполнашюй в вида последовательно соединенных амплитудного детектора 9, усилителя 10, выпрямительной схемы 11, путем изменения выходного напряжения блока 12 стабилизации амплитуды, величина которого определяет выходное напряженна возбуждения преобразователя 3.
Такая дополнительная обратная связь при условии постоянства коэффициента глубины модуляции ультразвукового напряжения возбуждения преобразователя 3 обеспечивает надежную стабили. зацию тока .в, нем по уровню выделенного низкочастотного,сиирла, модуляции, т.е. амплитуды механических, колабащй электромеханического пре; образоватаяя 3 в:аьщлитудно-модулированном .режиме аго возбуждения.
Применение генератора для ультразвуковой хирургии обеспечивает стабилизацию амплитуды колебаний электромеханнческого преобразователя в амплитудно-модулированном режиме его колебаний, что значительно уменьшает дозу ультразвуковой энергии, вводимой в организм через зону обработки, снижает режущее усилие, прикладываемое к хирургическому инструменту, а следовательно„снижает степень травматичиости обрабатываемой биологической ткани.
Формула изобретения
Устройство для ультразвуковой хирургии, содержащее генератор, мостс вую схему, электромеханический преобразователь и цепь обратной связи, ЬО отлича ющ ее с я тем, что, с целью обеспечения
569308
Составитель Л. Соловьев
Техред 3. Фанта
Корректор E. Папп
Редактор А. Бер
Тираж б71 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.л.4/5
Закаэ 2885/1
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная. 4 о стабилизации амплитуды колебаний электромеханнческого преобразователя в режиме амплитудномодулированных колебаний, обеспечивающих уменьшение режущего усилия и травмированйя обрабатываемой ткани, в нем имеется дополнительная цепь обратной связи, выполненная в виде последовательно соединенных амплитудного детектора, усилителя, вьптрямительной схемы и блока стабилизации, выполненного в виде управляемого источника постоянного тока, причем вход амплитудного детектора соединен с выходом мостовой схемы, а выход блока стабилизации соединен с генератором..
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент США М 3129366, кл. 318-114, 1960.