Belik


Классификация медицинских систем и приборов.
Медицинские системы и приборы для хирургии и реанимации классифицируются:
- по способам физических воздействий на организм человека (пациента) в конкретных медицинских технологиях;
- по физическим принципам работы (физические факторы, используемые для диагностики или лечения).
В конкретных технологиях.
Медицинская технология – это основа (закон) действий врача для излечения больного в зависимости от заболевания и возможностей лечебного учреждения, в котором используется эта медицинская технология.
В состав медицинской технологии входят в зависимости от заболевания или травмы: последовательность действий врача, который юридически отвечает за ее итог, и обслуживающего персонала, медицинские системы, приборы, оборудование и инструменты, лекарственные средства, необходимые в приложении к данной медицинской технологии, резервные медицинские системы и приборы, необходимые при неблагоприятных вариантах развития событий во время проведения хирургического вмешательства, реанимационных процедур, интенсивной терапии и замещения органов организма человека.
Чаще всего, медицинские системы, приборы и оборудование группируются в лечебных учреждениях определенного профиля в зависимости от систем организма, на которых они применяются.
В конкретной медицинской технологии, для примера, приведу коронографию. Необходимы: аппарат анестезии, зонд, имеющий возможность проникновения через клапан в сердце, красящее вещество, которое подается в кровь (оно рентгеноконтрастно) и биплановый рентгеновский аппарат, дающий возможность провести сканирование сердца с рентгеноконтрастным веществом, вместе со специальной ЭВМ, обеспечивающей возможность оценки коронарных сосудов (они питают само сердце). Кроме того, должны быть медицинское оборудование, обеспечивающие стерильность проводимых процедур.
Диагностика.
Набор медицинских систем, приборов, обеспечивающих медицинские технологии, включает в себя медицинские системы и приборы определенной точности измерения характеристик состояния организма человека. От точности их работы зависит правильность постановки диагноза и дальнейшего лечения.
К диагностическим медицинским системам и приборам относятся:
- рентгеновское – для обнаружения различных патологий в тканях и вообще организме человека (рентгенография);
- ультразвуковое (УЗИ) оборудование;
- ЯМР томограф;
- лабораторное оборудование (анализ крови, мочи и т.д.);
- эндоскопическое;
- тепловизионное;
- электрокардиографическое;
- электроэнцефалографическое;
- измерение давления и температуры;
- реографическое;
- для определения газового состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха;
- офтальмологическое
- и другое.
После диагностики, учитывая то, что чаще всего больной обращается в лечебное учреждение уже с запущенной болезнью, пациент очень часто направляется на плановую хирургическую операцию.
Медицинские системы, приборы, оборудование и инструменты для хирургических медицинских технологий.
Вообще, хирургия делится на:
- кардиохирургию;- гинекологическую;
- онкохирургию; - стоматологическую (челюстно-лицевую);
- абдоминальную (брюшную);- сосудистую;
- урологическую;- пластическую;
- нейрохирургию;- глазную;
- гнойную;- остеотравматологическую (позвоночника, в том числе);
- проктологическую;- торокальную (легкие)
- и другие направления, но в основном перечисленные.
К аппаратуре для хирургии относятся:
- медицинские системы наркозно-дыхательные для анестезии (обезбаливания);
- медицинские системы и приборы хирургического воздействия (крио-, электрохирургические аппараты, лазерные, ультразвуковые, плазменные) для рассечения, коагуляции и удаления патологических биотканей;
- Медицинские системы, приборы и оборудование поддержки хирургических медицинских технологий (операционный стол, светильник, стерилизационное оборудование и др.);
- медицинские системы и приборы отсоса, ирригации, асептики;
- медицинские системы и приборы слежения состояния пациента (ИВЛ, пульсоксиметры – измерители давления, измерители СО2 и О2, кардиомониторы);
- медицинские системы и приборы специальные: биплановый рентген при агнио- и кардиохирургии, искусственное сердце, почка и другие медицинские системы по замещению органов;
- инструменты механические (скальпель, зажимы, ранорасширители и т.д.);
- медицинские системы и приборы наблюдения при лапароскопических и эндоскопических операциях;
- дефибриллятор и др.
После проведения операционных медицинских технологий пациент переводится в отделение реанимации и интенсивной терапии.
Медицинские системы и приборы для реанимации (с лат. – вновь оживляю) и интенсивной терапии. Он включает в себя:
- мониторы жизненных функций (кардио-, дыхательная и др. аппаратура);
- медицинские системы искусственной вентиляции (ИВЛ);
- устройства замещения органов (при отказе почки, сердца);
- дефибриллятор;
- специальные устройства, например, кровати для ожоговых больных;
- лабораторное оборудование для оценки состояния показателей крови, лимфы, мочи и т.д.;
- наркозно-дыхательные медицинские системы и приборы;
- медицинские системы и приборы контроля ЦНС, электроэнцефалографии;
- кардиостимуляторы для работы на открытом сердце и чрезпищеводные;
- медицинские системы охлаждение тела (гипотермия);
- медицинские системы нагревание тела (гипертермия);
- медицинские системы и приборы гемосорбции (очистки крови) – гемодиализ;
- медицинские системы и приборы для насыщения крови организма определенным составом газов – барокамеры.
После восстановления всех функций организма и заживления операционных ран пациент направляется на физиопроцедуры.
Медицинские системы для физиотерапии:
- использующие гальванический ток (электрофорез);
- импульсный постоянный, импульсный переменный ток;
- использующие токи высокой частоты f = 1 – 1,5 МГц (сотни вольт напряжения);
- использующие нагревающие токи ВЧ, нагревающие токи ФУКо f = 13,6 МГц;
- использующие токи УВЧ: 30 – 300 МГц;
- использующие микроволновые электромагнитные колебания;
- использующие магнитные составляющие электромагнитного излучения (индуктотерапия);
- использующие метод франклинизации;
- ИК, ультрафиолетовые лучи (светолечение);
- ультразвуковые воздействия;
- баротерапия;
- аэрозолетерапия;
- массаж (вибро- и т.д.);
- водолечение (грязи, минеральные соли, подводный массаж и т.д.);
- спелеолечение (эффект пещеры);
- и т.д.
По уровню оснащения, лечебные учреждения имеют разный уровень наличия медицинских систем и приборов:
1 уровень – лечебные центры федерального значения (часто специализированные по медицинским технологиям);
2 уровень – столичные центры и больницы, чаще универсальные с множеством медицинских технологий;
3 уровень – областные и городские больницы субъектов федерации, чаще всего не имеют универсальные и специализированные;
4 уровень – центральные районные больницы (универсальные);
5 уровень – участковые – для оказания консервативной помощи.
По физическим принципам работы.
Природные факторы, преобразованные в определенные показатели назначения или характеристики, дают положительный медицинский эффект. Лечебный фактор – показатель назначения медицинской системы или прибора – должен лечить, прежде всего, с минимальным побочным эффектом. Для выяснения оптимальных характеристик воздействия на организм человека, их величин, мы должны изучить фоновые значения электромагнитных, магнитных, радиоактивных, гравитационных, ионизирующих излучений и других, которые естественным «фоном» воздействуют на человека в процессе его жизни на Земле.
Криодеструкторы. Устройство. Основные медико-технические характеристики.
Лечебные свойства холода, известные со времен древности, использовались для уменьшения местного воспаления и создания анестезии. Описания эти можно найти в древних книгах. Местное прикладывание льда, холодной воды и поныне остается каждодневной процедурой в лечебной практике. Криохирургия ставит своей задачей глубокое охлаждение (замораживание) определенных участков тканей с целью их разрушения.
Аппараты обеспечивают полный некроз тканей при температурах, доходящих до −196ºC в зависимости от используемого хладагента.
Общая схема криодеструктора приведена на рис. 7.
хладагент
рабочий орган

Сосуд Дьюора
Рис. 7.
Корпус криодеструктора состоит из двух цилиндров: наружного и внутреннего. Пространство между ними заполнено теплоизолирующим материалом. С помощью резьбовых соединений к корпусу присоединяют: подводящую трубку и, через уплотнительную прокладку, соответствующую сменную канюлю. В канюлю вставляют выбранный крионаконечник. Сверху криодеструктор закрывают крышкой.     Жидкий азот из заправочной емкости попадает во внутреннюю полость крионаконечника по подводящей трубке и охлаждает его до рабочей температуры -190ºС или, в случае криомассажа, до иной - в зависимости от выбранного режима. В рабочем состоянии (после заливки жидкого азота) прочное, герметичное соединение крионаконечника с канюлей обеспечивается конструктивно и свойствами материалов.       Постоянная рабочая температура наконечника криодеструктора -190ºС в контакте с биологической тканью исключает примораживание наконечника к ткани за счет появления на нем плёнки сжиженного воздуха. 
− ºC
− 196
− 30
− 79,5
− 89
фреон
углекислота
закись азота
жидкий азот
Применяемые хладагенты и их температурный фактор изображены на нижеприведенной шкале:
Рис. 8.
tC
tкристал-лизация
стадия переохлаждения
твердое состояние
(разрушение клеток)
− 22
− 28
− 40
− 50
0

Рис. 9.
Клетка остается жидкой структурой до − 20 ºC. Кровообращение при этой температуре прекращается. Для защиты от замораживания соседних с удаляемой структурой биотканей применяется глицерин.
Криодеструктор «КриоИней».

Криодеструктор КриоИней - портативный автономный криохирургический аппарат с вакуумной теплоизоляцией и регулируемой подачей жидкого азота.
Наименование Комплектность Технические характеристики Область применения
КриоДеструктор КриоИнейтм
 
Модели
- КИ-401 (гинекология)
- КИ-402 (дерматология и общая хирургия) 1. Аппарат КриоИнейтм
- 1 шт.
2. Сменные Операционные наконечники – 10 шт.
3. Фторопластовая шайба – 2 шт.
4. Фторопластовая конусообразная прокладка – 2 шт.
5. Стальной тросик для прочистки капиллярных каналов – 1 шт. Криоагент – жидкий азот.
Рабочие температуры – от -90˚C до -170˚C.
Рабочее давление – 0.3х105 Па.
Время выхода на режим рабочей температуры – 1 мин.
Время непрерывной работы при однократной заправке криоагентом – 5 мин.
Габариты аппарата:
- высота – 284 мм.
- длина: 280 мм (КИ-401);  165 мм (КИ-402)    Гинекология
   Онкология
   Урология
   Нейрохирургия
   Дерматология
   Косметология
   Общая хирургия
Криодеструктор КриоИнейпредназначен для разрушения патологически измененных тканей путем их локального замораживания до сверхнизких температур (170°С).
Криохирургический аппарат КриоИней с вакуумной изоляцией корпуса относится к системам расходного типа с разомкнутым контуром циркуляции жидкого азота, что обечпечивает наибольшие показатели холодопроизводительности.
Аппарат состоит из двух основных сборочных единиц: резервуара для жидкого азота и криозонда. Дозированная подача азота осуществляется с помощью плавного хода рукоятки. Аппарат снабжен набором сменных операционных наконечников.
Два типоразмера криозонда, вариативные формы и размеры наконечников обеспечивают возможность лечения патологических очагов различной локализации.
Криодеструктор успешно применяется в:
 Гинекологии для лечения патологий шейки матки: эктопий, лейкоплакий, дисплазий;
 Дерматологии и косметологии для лечения множественных кондилом, сенильных и себорельных кератом, для удаления бородавок, папиллом;
 Проктологии для лечения герорроя и трещин в области ануса;
 Онкологии для лечения новообразований различного происхождения.
Преимущества криохирургии:
 Минимальные болевые ощущения.
 Полная безопасность, исключающая травму пациента.
 Нет потребности в анестезии.
 Амбулаторное лечение из за простоты метода.
 Отсутствие кровотечения.
Прекрасный косметический эффект - заживление операционной раны без образования рубцов.
Технические характеристики
Криоагент жидкий азот
Минимальная температура наконечника -170°СЕмкость резервуара 450 мл.
Рабочее избыточное давление 300 мм. рт. ст.
Высота 280 ммДлина 350 мм (КИ-401)210 мм (КИ-402)
Масса криодеструктора, не более 950 г (КИ-401)950 г (КИ-402)
Количество сменных наконечников универсальный комплект (10 шт.)
Электрическое питание не требуется
Ультразвуковые хирургические аппараты. Принципы построения. Основные медико - технические характеристики.
Принцип «высокочастотного» тензовоздействия большой мощности на биоткани человеческого организма позволяет реализовывать медицинские технологии малокровной хирургии, хирургии в травматологии, а также в хирургии на паренхиматозных органах, печени и селезенки.
В ультразвуковых хирургических аппаратах применяется ультразвук с частотой f от 20 кГц до 1000 МГц. Большинство серийных ультразвуковых аппаратов работает на частотах от 22 кГц до 2 МГц.
Разрушающее действие ультразвуковых волн обусловлено кавитацией (cavum – полость). Под кавитацией понимается разрыв среды (жидкости) с образованием полостей в местах разряжения.
Общая схема хирургического ультразвукового аппарата представлена на рис. 10.
Генератор
УЗ колебаний
Излучатель
Волновод
ультразвуковой

Рис. 10.
Ультразвуковой хирургический аппарат применяется для резания биотканей, в том числе, эффективен при резке костей. Часто он применяется в совокупности с электрохирургическими системами.
Структурная схема аппарата УЗТ представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема аппарата УЗТ
Генератор высокочастотный создает немодулированные электрические колебания с частотой 2,64 МГц. Усиление мощности этих колебаний происходит в выходном усилителе, к которому подключается один из ультразвуковых излучателей, преобразующий электрические колебания в механические. Модулятор предназначен для получения импульсного режима при трех длительностях импульсов — 2, 4 и 10 мс и постоянной частоте следования — 50 Гц. Блок питания обеспечивает питание постоянным напряжением цепей модулятора и генератора.
Основная идея применения ультразвука в хирургии заключается в сообщении хирургическим инструментам ультразвуковых колебаний, что существенно увеличивает их эффективность, облегчает проведение операций и уменьшает травматические повреждения окружающих тканей. При этом выделяется несколько направлений: ультразвуковое резание мягких ткачей; ультразвуковая резка, сверление, трепанация, сварка и наплавка костной ткани: ультразвуковая эндартерэктомия (проведение восстановительных операций на пораженных атеросклерозом крупных сосудах).
Метод ультразвуковой резки мягких тканей основан на том, что на лезвие режущего инструмента, которому хирургом сообщается поступательное движение, накладываются продольные ультразвуковые колебания с частотой, лежащей в пределах 22 - 44кГц. с амплитудой не более 45мкм. Под действием УЗ-колебаннй. налагаемых на инструмент, скорость относительных продольных перемещений увеличивается, относительно поступательного перемещения лезвия, в несколько раз. При этом за счет разрушении под воздействием кавитации клеточной структуры прилегающих к лезвия слоев ткани, сухое трение переходит в полусухое или даже жидкостное. Это приводит к существенному уменьшению как нормального, так и тангенциального усилия резания. Ультразвуковые колебания возбуждаются магнитостриктором и с помощью концентратора передаются к режущему инструменту. Магнитостриктор изготовляют либо из ферритового броневого цилиндрического магнптопровода, в полость которого закладывается обмотка, либо набирается из Ш - образных пластин из никелевого сплава, на центральный стержень которых наматывается обмотка. При перемагннчивании материала возникает явление магнитострикции, вследствие которого продольные размеры стержней колеблются с частотой перемагничивающего тока. Чтобы избежать удвоения частоты механических колебаний сердечник магнитостриктора подмагничивается постоянным током практически до насыщения.
К магнитостриктору приклеивается конически-цилиндрический концентратор. Длина концентратора выбирается равной половине длины волны ультразвука на рабочей частоте. К концентратору, с помощью резьбы, присоединяют сменный инструмент, также имеющий форму полуволнового концентратора, у которого сечение сужается к инструменту по экспоненте. Благодаря уменьшению сечения конической части концентратора и инструмента, и работе их в резонансном режиме происходит усиление амплитуды УЗ-колебаний в несколько раз, при их прохождении от магнитостриктора до режущей части инструмента.
Конструкция акустического узла приведена на рисунке 5. Магнитостриктор 1 с приклеенным к нему концентратором 2 образует акустическую головку, которая с помощью демпфирующих резиновых колец 6 закрепляется в цилиндрическом кожухе 4.

Ультразвуковой хирургический аппарат «ЯРУС».
Показания для применения аппарата:
- ультразвуковая чистка поверхности костного ложа и технологических отверстий перед цементированием;
- ультразвуковая высокоточная обработка кости (прошивка отверстий в дне впадины, проксимальном отделе бедра и т.д.)
- профилактическое насыщение толщи губчатой кости растворами антибиотиков или антисептиков;
- создание защитного аэрогидродинамического приповерхностного слоя в губчатой кости;
- ультразвуковой гемостаз;
- контактное локальное дренирование за счёт обратного ультразвукового капиллярного эффекта с ультразвуковой сушкой;
- нормализация биоэлектрических характеристик поверхности кости;
- удаление костного цемента при ревизионном протезировании.
Многофункциональность аппарата обеспечивается наличием различных по своему предназначению инструментов. Весь инструмент изготовлен из материалов устойчивых к средствам дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации, имеющих положительные токсикологические заключения.
Технические характеристики Ультразвукового хирургического аппарата ЯРУС:
- Рабочая частота 40±2 кГц
- Амплитуда смещения рабочего торца волновода-инструмента (в зависимости от типа) 15-50 мкм
- Режим работы положительный повторно-кратковременный
- Длительность работы одного акустического узла 10 мин. работы
- 3 мин. перерыв
- Количество акустических узлов 1
- Время установления рабочего режима 5 с- Корректированный уровень звуковой мощности 60 дБа
Режим питания:
- переменное напряжение 220 В, 50 Гц
- Потребляемая мощность 250 ВА
Габариты:
- генератора 330х330х135 мм
- акустического узла 200х170х110 мм
Масса в комплекте: 7,5 кг, в том числе генератора 4 кг, акустического узла 1,5 кг.
Могут быть в комплектации скальпель, зонд, скребок костный и распатор изогнутый.
Электрохирургические аппараты и системы. Основные технические характеристики. Медицинское назначение и технологии применения.
Самые распространенные медицинские системы для хирургических воздействий – это электрохирургические аппараты, которые широко применяются в лечебных учреждениях различного профиля.
Предназначены для проведения хирургических вмешательств в различных областях медицины:
- в абдоминальной хирургии;
- в онкохирургии;
- в нейрохирургии;
- в гинекологии и т.д.
Основное преимущество – резание тканей с минимальными кровопотерями. Сочетание: цена и эффект снижения кровопотерь в 100 раз, позволяет говорить о массовом использовании в клиниках и хирургических отделениях больниц. В каждом среднем таком отделении 3 – 4 таких аппарата.
Оснащаются электрохирургические аппараты различными электродами:
- БИ пинцетами (проблема пригорания, бириллевая бронза – подбор материалов);
- для гинекологии и проктологии;
- для хирургии общего плана;
- для эндоскопической хирургии (лапароскопической);
- для стоматологии и т.д.
При вскрытии кожного покрова эквивалентная схема внутренних тканей может быть представлена как схема, состоящая из активной и емкостной составляющих. Их можно оценить лишь в эксперименте, поскольку они соответствуют сумме электрических характеристик клеток тканей, которые, как известно, окружены мембранами, растворами, субъективными компонентами, макромолекулярными образованиями и т.д. Расчетным путем получить импеданс любой ткани не представляется возможным.
Влияние на измерения импеданса оказывают также индивидуальные особенности тканей, кровенаполнение, солевой состав, межклеточная жидкость.
Далее перейдем к следующему параметру для функционирования обратной связи «ткань – электрохирургический аппарат» — к возможности автоматического выставления мощности на выходе электрохирургического аппарата, которая была бы достаточной для резания и коагуляции и, в то же время, ограниченной сверху, для исключения ожогов, несанкционированных действий на ткань, чтобы гемостаз был оптимальным.
Определение оптимальной мощности для различных тканей в режимах «резание» и «коагуляция» проводилось по схеме рис.3.24 .

Рис.3. 24 Схема определения оптимальной мощности электрохирургического воздействия
В схеме на рис. 3.24 измеряется выходное напряжение вольтметром. Затем к тем же электродам (АЭ, ПЭ) вместо ткани подсоединяется резистор типа ТВО, который подбирается до тех пор, пока на вольтметре не появится напряжение, равное напряжению, измеряемому при наличии ткани.
При достижении оптимального гемостаза, например, ткани печени, мощность, при которой он достигнут, заносилась в таблицу. Затем делался срез образца печени и под микроскопом определялась величина слоев деструкции и гемостаза.
Все вышеперечисленные исследования проводились автором совместно с сотрудниками кафедры гистологии Новосибирского медицинского института, сотрудниками Института физиологии СО РАМН, а также во время клинических испытаний электрохирургических аппаратов в базовых клиниках Минздрава РФ.
Поскольку печень также имеет сложную структуру и состоит из капсулы (волнистая соединительная ткань), вен и печеночных артерий сосудов, печеночных долек междольковых трабекулл и т.д., то количество таких таблиц только для печени должно быть около 10, а количество измерений около 200. Обобщив эти экспериментальные таблицы в общий график, были получены значения мощности для оптимального режима при хирургических вмешательствах на печень.
Далее должна быть решена одна из проблем по исключению перегрева ткани больного после того, когда гемостаз уже оптимален. Установлено, что обугленная поверхность ткани имеет сопротивление, колеблющееся от 3 до 4 кОм. При электрохирургическом воздействии немаловажную роль играет время нахождения активного электрода в конкретной точке ткани. При этом необходимо учитывать, что карбонизированный слой, достигнув толщины 200 – 300 мкм, определяет степень допустимого ожога ткани в раневой поверхности.
Первоначальная зона рассечения или коагуляции структур биоткани образуется в околоэлектродной области и определяется концентрацией высокочастотного тока, при этом обезвоживание и обугливание биоткани распространяется в направлении и в глубину, в зависимости от маршрута операции, заданного хирургом. Толщина каждого из поврежденных слоев определяется мощностью, выставленной хирургом перед проведением электрохирургического вмешательства. При недостаточной мощности рассечение биоткани не происходит и поврежденные слои минимальны.
При рассечении биотканей желудка или любой другой биоткани, в условных точках времени воздействия происходит изменение мощности электрохирургического аппарата, что объясняется переходом активного электрода от одного вида биоткани к другому, имеющим разные импедансы.
При изотропной структуре биоткани с постоянными электрическими и теплофизическими характеристиками, а также при обычном их рассечении во время хирургического вмешательства, под действием высокочастотного тока, нагрев в месте касания активного электрода происходит, как показано на рис. 3.13.
ПЭ
АЭ
Пациент
ЭХА
ЭХВ–1
ЭХВ–2
ЭХВ–3

Рис. 3.13. Прохождение тепловой энергии электрохирургического воздействия через тело
где:АЭ — активный электрод ЭХА;
ПЭ — пассивный электрод ЭХА;
Зона ЭХВ–1 — приэлектродная зона воздействия;
Зона ЭХВ–2 — внеэлектродная зона;
Зона ЭХВ–3 — периферическая зона.
Максимально деструктивная зона термического поражения структур биоткани образуется в околоэлектродной зоне воздействия, или рассечения, — ЭХВ–1, при этом температура в ней растет со скоростью около 1000С за 0,1 сек, что показано на графике рис. 3.14, при этом мощность электрохирургического аппарата должна быть номинальной, а плотность тока в месте касания активного электрода не менее 0,1 А/мм2.
Указанная зависимость в зонах ЭХВ–1, ЭХВ–2, ЭХВ–3, иллюстрирует не только подъем температуры, но и ее спад после отключения импедансного электрохирургического аппарата по достижении импеданса значения 2 кОм, за счет чего исключается перегрев и значительная несанкционированная деструкция массива клеток биоткани, прилегающих к месту электрохирургического воздействия.
При температуре 45 — 600С, которая получена в эксперименте, динамика ее роста в однородной биоткани приостанавливается, т.к. в последней происходит свертывание (денатурация) белков, которое протекает с поглощением тепловой энергии. Далее, при достижении температуры более 1000С, происходит закипание межклеточной жидкости, разрыв мембран клеток с поглощением тепловой энергии.
При температуре более 1000С в процессе электрохирургического воздействия происходит рассечение биоткани и высушивание жидкости на данном участке биоткани. При этом согласно рис. 3.15, наблюдается рост импеданса высушенных структур до установленной в эксперименте величины, при которой фактически происходит рассечение биоткани, а также процесс закупорки мелких кровеносных и лимфатических сосудов в полости рассечения.
Скорость нагрева биоткани как правило зависит от следующих основных факторов:
мощности, подаваемой в место электрохирургического воздействия;
теплоемкости активного электрода, т.е. его конструкции, конфигурации, материала, из которого он изготовлен;
скорости теплового излучения приэлектродной зоны ЭХВ-1 внутрь биоткани;
скорости испарения межклеточной и клеточной жидкости из зоны электрохирургического воздействия;
энергетических затрат на свертывание белков в зоне электрохирургического воздействия;
возможностей поглощения тепла током крови и лимфы в зоне электрохирургического воздействия;
скорости движения активного электрода по биоткани.
На этом основании, для оценки тепловой энергии, выделяемой при электрохирургическом воздействии, предложена формула 3.11 теплового баланса, включающая основные составляющие теплового процесса [87, 88].
(3.11)

Энергия денатурации (свертывания белков) в зоне ЭХВ–1, 2 имеет небольшую величину и может не учитываться в формуле теплового баланса, т.к. энергетический баланс при свертывании структур белков может состоять из тепла, поглощенного для разрыва внутри и межмолекулярных связей, и тепла, выделенного при образовании новых связей белков, так что в сумме может получиться малое изменение этого баланса в сторону поглощения тепла.Таким образом, нами выявлены следующие основные компоненты, составляющие некую идеальную конструкцию:
Электрохирургический аппарат должен отслеживать изменения импеданса биотканей в процессе хирургического вмешательства и поддерживать на выходе щадящую выходную мощность, обеспечивающую оптимальный гемостаз;
Электрохирургический аппарат должен снижать количество микроискр на выходе при прикосновении активным электродом к биотканям и удалении его от биоткани;
Электрохирургический аппарат должен учитывать пульсовую волну в системе кровоснабжения пациента для обеспечения стабильного гемостаза при работе на органах с обильным кровоснабжением и в режиме глубокой коагуляции;
Электрохирургический аппарат должен иметь значительный запас по мощности для обеспечения областичности, т.е. предотвращения распространения патологических клеток, что часто используется в паллиативных онкологических операциях;
Электрохирургический аппарат должен иметь набор различных активных электродов с различными площадями для электрохирургического воздействия, как для рассечения, так и для коагуляции крупных и мелких сосудов;
Электрохирургический аппарат должен иметь надежное положение пассивного электрода на пациенте, чтобы исключить ожоги и другие нежелательные последствия;
Электрохирургический аппарат должен иметь возможность достоверно удалять пораженные или некротизированные ткани, а также злокачественные и доброкачественные опухоли;
Электрохирургический аппарат в процессе электрохирургического воздействия должен отслеживать изменение скорости движения активного электрода и поддерживать необходимую мощность на выходе, исключая таким образом неравномерность термического поражения клеточных массивов, т.е. увеличения объемов некротизированных тканей;
Мощность электрохирургического аппарата, передаваемая тканям, находящимся в зоне воздействия, должна определяться с учетом тепловых потерь, возникающих при передаче энергии от генератора высокочастотной мощности к активному электроду, и далее через биоткани пациента на пассивный электрод.
Часть требований, специфичных на наш взгляд для рассматриваемого универсального импедансного электрохирургического комплекса:
выходная мощность должна быть не менее 350 вт.
режимы работы:
«резание» (рассечение биотканей), с основной частотой 440 кгц;
«коагуляция» (обеспечение стабильного гемостаза), с дополнительной модуляцией, частотой 22 кгц;
«смешанный» (обеспечение стабильного гемостаза и рассечение биотканей), с дополнительной модуляцией, частотой 66 кгц.
диапазон измерения импеданса на основной частоте от 0,5 до 4 ком.
комплекс должен обеспечивать остановку кровотечений при включенной выходной мощности не более, чем за 1 с.
комплекс должен обеспечивать измерение скорости движения активного электрода по биоткани от 0,1 до 50 мм/ с.
комплекс должен иметь систему определения некротизированных биотканей злокачественных и доброкачественных опухолей через коэффициент поляризации, который должен измеряться от 5 до 1.
частота повторения импульсов подачи мощности должна быть в пределах от 0 до 100 гц.
ПЗУ комплекса должен иметь объем для загрузки не менее 200 характеристик соотношения мощности и импеданса.
комплекс должен проводить самотестирование всех систем после включения в сеть в течение не более 10 с.
вся информация о работе универсального импедансного электрохирургического комплекса должна быть отражена на мониторе слежения.
комплекс должен регистрировать минимум пульсовой волны в точке прикосновения активного электрода к кровеносному сосуду или кровенаполненной биоткани органа.
комплекс должен иметь набор различных активных и биактивных электродов.
5. Лазерные хирургические системы и приборы. Основные медико-технические характеристики.
Лазерные хирургические системы и приборы довольно широко применяются при хирургических вмешательствах. Данные системы довольно легко проводят резание и коагуляцию биотканей при операциях на различных органах человеческого организма, но требуют мер защиты обслуживающего персонала при работе с ними. Хирургам нужен особый навык дозирования лазерного излучения в операционной ране, чтобы не нанести вред соседним органам и сосудам при операциях.
Воздействие сфокусированного лазерного излучения большой мощности на живую ткань приводит к быстрой коагуляции крови в месте разреза. Это свойство позволило создать лазерный скальпель, обеспечивающий проведение хирургических бескровных операций, уменьшение боли, сокращение времени операций и послеоперационного периода. В настоящее время создано несколько типов таких установок с выходной мощностью 20 – 100 Вт.Важнейшей особенностью этих установок является отсутствие прямого контакта с биотканью и опасности инфицирования оперируемых органов.
Возможность достижения необходимого эффекта воздействия зависит от энергетических параметров лазерного пучка, времени воздействия, теплофизических характеристик биоткани и ее объема, в котором поглощается энергия излучения. Объем ткани, в котором поглощаетсяэнергия лазерного излучения, определяется глубиной проникновения в ткань светового потока, что, в свою очередь, определяется длиной волны излучения. Излучение лазеров с длиной волны 0,6 – 1,5 мкм глубоко проникает в биоткань и используется для терапевтического воздействия. В этом диапазоне работают гелий-неоновые лазеры, используемые для физиотерапевтического облучения, и лазеры на алюмоиттриевом гранате ((=1,06 мкм), излучение которых проникает в биоткань на глубину до 10 мм и используется для прекращения кровотечения и коагуляции патологических образований.
Лазеры видимого и близкого инфракрасного спектра представляют большой интерес для медицины, поскольку для них созданы гибкие кварцевые световоды малого диаметра (10 – 100 мкм), позволяющие канализировать энергию лазерного излучения во внутренние органы без хирургического вмешательства.
Основными узлами лазерных медицинских установок любой конструкции являются:- блок генерации излучения; содержит один или несколько лазерных излучателей. Здесь же может располагаться дополнительный источник видимого лазерного излучения малой мощности, служащий для наведения рабочего излучения на облучаемый объект. Этот блок обычно располагается на собственном основании, поскольку имеет значительные размеры.
- блок питания излучателя; служит для возбуждения генерации в активной среде и может быть выполнен в виде отдельного устройства или компоноваться на одном основании с блоком излучателей.
- система подведения и наведения лазерного излучения к объекту; поскольку для целей медицины используются различные лазерные излучатели, то и системы подвода излучения различны. Анализ показывает, что при разработке медицинских установок на лазерах, излучающих в видимом и близком инфракрасном диапазонах спектра, имеет место тенденция к применению волоконных кварцевых световодов. При разработке установок на основе твердотельных импульсных лазеров, излучающих в дальнем инфракрасном диапазоне, применяются многоколенные зеркальнолинзовые или призменные световоды.
- устройство управления и контроля параметров излучения и выбора режима облучения; предназначено для включения и выключения излучения, выбора, изменения и контроля режимов и параметров излучения. В ряде случаев для выбора режима воздействия излучения на биологические объекты используются микрокомпьютеры.
На рис. Изображена общая схема работы лазерной хирургической системы.
Генератор

волновод


3 – 5 м

(изгиб до 105º)

Рис.
Используются твердотельные лазеры:
- диодные или на базе редкоземельных кристаллов граната;
- неодим - алюмоиттриевых (Nd : YAσ) и др.Реже используются аргоновые и углекислые лазеры. (Твердотельные лазеры имеют высокую долговечность – от 10 до 30 тыс. часов, газовые через 2000 часов надо менять). Но по цене аргоновые лазеры дешевле.
Мощность генератора от 1 до 20 Вт, есть от 50 до 1500 Вт (max – 2500 Вт).
Длина волн, нм: 10600; 532; 486; 1064, от зеленого до инфракрасного.
Лазерные аппараты могут работать в двух режимах:
- резание (контактно) и
- коагуляция (бесконтактно).
Охлаждение воздушное и водовоздушное.
Наиболее перспективными для использования в качестве хирургического "скальпеля" оказались лазерные установки на углекислом газе (CO2-лазеры), с длиной волны излучения 10,6 мкм и выходной мощностью 25-300 Вт, типа "Скальпель-1", "Ромашка-2", ЛГМ-2 "Разбор" и др. (таблица).
Основные технические характеристики отечественных хирургических СО2-лазеров.
Наименование лазерной установки Длина волны,
мкм Мощность непрерывного лазерного излучения, ВтМинимальный диаметр лазерного луча на выходе, ммПлощадь, занимаемая установкой, кв. м Масса установки, кг1 2 3 4 5 6
«Скальпель-1» 10,6 не менее 20 0,25 0,5 460
«Скальпель-2» 10,6 20 0,15 0,63 390
«Ромашка-1» 10,6 80 1,5 0,6 720
«Ромашка-2» 10,6 15 1,5 0,5 360
ЛГМ-2 «Разбор» 10,6 до 300 0,3 0,65 700
«Радуга» 10,6 до 90 0,1 0,47 160
«Саяны-МТ» 10,6 35 0,1 1,6 350
Как показала медицинская практика, хирургические установки на основе CO2-лазеров, работающих в непрерывном режиме, перспективны для применения в онкологической, ожоговой и гнойной хирургии и при операциях желудочно-кишечного тракта. При проведении операций на жировых и костных тканях эти установки малоэффективны, что объясняется низкой теплопроводностью этих тканей, которые под действием лазерного излученияразрушаются (обугливание, «взрыв», испарение, разрыв и т.п.). Исследования показали, что для обработки таких тканей целесообразно использовать CO2-лазеры, работающие в комбинированных режимах: непрерывном и импульсном. На основе такого лазера созданаэкспериментальная хирургическая установка «Радуга».
6. Радиологические системы. Устройство. Принципы применения в медицинских технологиях.
Медицинская радиология делится на рентгенодиагностику (рентгенодиагностика – распознавание заболеваний на основе данных рентгенологических исследований - рентгеноскопии, рентгенографии) и рентгенотерапию (применение рентгеновского излучения для лечения опухолевых и др. заболеваний).
Рентгенодиагностика – распознавание болезней при помощи рентгеновских лучей. Рентгенодиагностика осуществляется двумя основными способами – рентгеноскопией и рентгенографией. Проходя через человеческое тело, рентгеновы лучи не в одинаковой степени поглощаются и ослабляются тканями различной плотности и дают поэтому тени неодинаковой интенсивности. Рентгенодиагностика построена на учете этого неоднородного теневого изображения.
Для рентгенодиагностики некоторых органов и систем (костей, сердца, легких) имеются естественные условия контрастности, другие же системы и органы человеческого тела могут стать объектом рентгенодиагностики лишь при условии создания искусственных контрастов, путем введения в эти органы специальных контрастных сред или веществ. Рентгеноконтрастные средства – различные химические вещества, которые при введении в организм улучшают изображение исследуемого объекта (увеличивая или уменьшая поглощение рентгеновских лучей и создавая контрастность рентгеновского изображения. Наряду с «тяжелыми» (сульфат бария – для заболеваний желудка и кишок, препараты йода) применяются «легкие» вещества (воздух, кислород и др. газы).Рентгеноскопия – один из основных методов рентгенодиагностики, заключающийся в получении (обычно на рентгеновском экране) и изображения исследуемого объекта. Она основана на проникающей способности рентгеновских лучей и их свойстве вызывать видимое в темноте свечение (флюоресценцию) химического вещества (например, платиносинеродистого бария или сульфида цинка), нанесенного тонким слоем на просвечивающий (флюоресцирующий) экран. При рентгеноскопии больного помещают между источником возникновения рентгеновских лучей (в рентгеновской трубке) и просвечивающим экраном, на котором в затемненном рентгеновском кабинете появляется теневое рентгеновское изображение исследуемых органов (например, легких, сердца и др. при рентгене грудной клетки).
Рентгеноскопия незаменима при рентгенологическом исследовании внутренних органов, т.к. обеспечивает возможность непосредственного зрительного определения физиологических явлений (пульсация сердца и крупных сосудов; дыхательные смещения ребер и диафрагмы; сокращения стенок пищевода, желудка и кишок). Рентгеноскопия также необходима для точного выяснения отношения болевых точек к тому или иному органу (например, при язве двенадцатиперстной кишки или желудка) и в особенности для распознавания опухолевых образований желудка, кишечника или других органов.
Рентгенография – метод рентгенодиагностики, заключающийся в получении фиксированного теневого изображения (снимка) объекта (какого-нибудь органа или части тела) на фотоматериале (рентгеновской пленке) при прохождении через них рентгеновских лучей. Больной располагается так, чтобы снимаемый объект находился между рентгеновской трубкой и алюминиевой кассетой, в которую помещается рентгеновская пленка. По сравнению с рентгеноскопией, рентгенография имеет те преимущества, что выявляет тончайшие подробности в рентгеновской картине снимаемой области человеческого тела; больной при этом подвергается значительно меньшему облучению. Частным случаем рентгенографии является флюорография – получение косвенного уменьшенного теневого рентгеновского изображения на пленке малых размеров при помощи фотографирования рентгеновской картины органов человеческого тела на флюоресцирующем экране. Это – метод массового рентгенологического исследования больших контингентов населения для выявления ряда скрыто протекающих болезненных состояний и заболеваний.
Чтобы получать рентгеновское излучение за счет взаимодействия электронов с веществом, нужно иметь источник электронов, средства их ускорения до больших скоростей и мишень, способную выдерживать электронную бомбардировку и давать рентгеновское излучение нужной интенсивности. Такое устройство называется рентгеновской трубкой. В газоразрядных трубках содержится небольшое количество газа, и когда на электроды трубки подается большая разность потенциалов, атомы газа превращаются в положительные и отрицательные ионы. Положительные движутся к отрицательному электроду (катоду) и, падая на него, выбивают из него электроны, а они, в свою очередь, движутся к положительному электроду (аноду) и, бомбардируя его, создают поток рентгеновских фотонов.В рентгеновской трубке (Рис. 1), источником электронов является вольфрамовый катод, нагреваемый до высокой температуры. Электроны ускоряются до больших скоростей высокой разностью потенциалов между анодом (или антикатодом) и катодом. Поскольку электроны должны достичь анода без столкновений с атомами, необходим очень высокий вакуум, для чего нужно хорошо откачать трубку. Электроны фокусируются на аноде с помощью электрода особой формы, окружающего катод. Этот электрод называется фокусирующим и вместе с катодом образует «электронный прожектор» трубки. Подвергаемый электронной бомбардировке анод должен быть изготовлен из тугоплавкого материала, поскольку большая часть кинетической энергии бомбардирующих электронов превращается в тепло. Кроме того, желательно, чтобы анод был из материала с большим атомным номером, т.к. выход рентгеновского излучения растет с увеличением атомного номера. В качестве материала анода чаще всего выбирается вольфрам, атомный номер которого равен 74.
Для комплексного лечения злокачественных новообразований в настоящее время используют проникающее излучение—рентген и гамма-излучение. Структурная схема терапевтических аппаратов аналогична рентгенодиагностическим. Аппарат состоит из генераторного устройства, пульта управления, штатива с рентгеновской трубкой и стола для размещения пациента. Аппараты оснащаются рентгеновскими излучателями (трубками для терапии). Трубка может, перемещаться относительно штатива и относительно стола. Помещение, в котором находится аппарат, должно обеспечивать надежную защиту от рентгеновских лучей, поэтому оно строится с учетом такой защиты.
Радиологические аппараты имеют то же назначение, что в рентгеновские, однако диапазон их применения значительно шире, так как лечение радиоизотопами дает более широкие возможности, в том числе и применение внутриполостного облучения, что невозможно осуществить с помощью рентгеновских лучей. Источником излучения во всех гамма-терапевтических аппаратах служит заряд радиоактивного кобальта.
Гамма-терапевтические аппараты делятся на два вида, существенно отличающиеся по мощности заряда:
— аппараты гамма-терапевтические ротационные для наружного облучения, например «АГАТ-Р»;
— аппараты гамма-терапевтические шланговые для внутриполостного облучения, например «АГАТ-В».
Аппарат «АГАТ-Р» имеет заряд, дающий мощные дозы —-2,58.10-4 А/кг (1 Р/с).
Стол аппарата, на котором располагается пациент, приспособлен для осуществления различных продольных и поперечных наклонов и может перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Это необходимо для того, чтобы возможно более точно направить пучок гамма-лучей на облучаемую опухоль. В качестве радионуклидных источников излучения для дистанционной гамма-терапии чаще всего используют 60Co. Источник помещают внутрь радиационной головки гамма-аппарата, которая создает надежную защиту в нерабочем состоянии. Источник имеет форму цилиндра. Корпус аппарата изготавливают из нержавеющей стали, внутри помещают активную часть источника в виде набора дисков. Радиационная головка обеспечивает выпуск, формирование и ориентацию пучка γ-излучения в рабочем режиме. Аппараты создают значительную мощность дозы на расстоянии десятков сантиметров от источника. Поглощение излучения вне заданного поля обеспечивается диафрагмой специальной конструкции. Дистанционные аппараты бывают статические (например, «Агат-С»), ротационные («Агат-Р», «Агат-Р1», «Агат-Р2» - секторное и круговое облучение) и конвергентные («Рокус-М», источник одновременно участвует в двух согласованных круговых движениях во взаимно перпендикулярных плоскостях)
Аппарат «АГАТ-В» предназначен для лучевого лечения злокачественных новообразований, локализованных в естественных полостях тела человека, и применяется в гинекологии и проктологии.
Для облучения в полость вводят специальный наконечник. Наконечник полый и заряд в него подается по шлангу из хранилища после того, как наконечник введен в полость и укреплен в ней. Подача заряда из хранилища, проведение облучения и возврат заряда в хранилище осуществляются автоматически по заданной программе с помощью пневматики. Мощность заряда в таких аппаратах значительно меньше, чем в ротационных (более чем в 1000 раз). Аппарат состоит из хранилища, станции воздухоснабжения, перезарядного контейнера и пульта управления, а также укладки с комплектом лечебных наконечников. Хранилище имеет три транспортирующих шланга длиной по 2 м.
Для лучевого лечения небольших по размеру первичных опухолей и метастазов в головном мозге уже много лет используется наружное радиохирургическое воздействие. Оно осуществляется с помощью дистанционного гамма-терапевтического аппарата «Гамма-нож», позволяющего подвести очаговую дозу, эквивалентную СОД 60-70 Гр за 1-5 фракций. Основа точного наведения - стереотаксическая рама, которая фиксируется на голове пациента в самом начале процедуры.
Метод применяется при наличии патологических очагов размером не более 3-3,5 см. Обусловлено это тем, что при больших размерах лучевая нагрузка на здоровую мозговую ткань, а следовательно, и вероятность развития постлучевых осложнений становятся чрезмерно высокими. К преимуществам применения «Гамма-ножа» относятся: неинвазивное вмешательство, минимизация побочных эффектов в послеоперационном периоде, отсутствие наркоза, возможность в большинстве случаев избежать лучевого повреждения здоровой мозговой ткани вне видимых границ опухоли.
30 радиационных источников кобальта~60 равномерно распределены в сложной структуре цилиндра и по поверхности сферы. Тысячи гамма лучей фокусируются с помощью вращающегося фокуса и многоступенчатой коллимации для стереотактической терапии головы/тела и радиотерапии спиральным разрезом. Каждый отдельный луч проходит через тело с безопасной дозой. Высокая доза в центре фокуса приводит к полному разрушению поврежденных тканей за один раз. Это удовлетворительный результат для безопасной радиотерапии.
Основные технические параметры:
Описываемая модель Цилиндрическая спиральная неэквидистантная фокусирующаяся модель
Коэффициент дозы фокусирования (первоначально установленного источника) более 3.3 гр./мин.
Коэффициент дозы, фокусируемый на коже 1000:1
Спецификации коллиматора Ф4-φ50, итого 7 групп
Площадь лечения
X ось (ширина) 360 мм.
Y ось (высота) 200 мм.
Z ось (глубина) 1700 мм.
Точность фокусирования на теле 150 кгТочность фокусирования на голове менее 0,5 ммНагрузка на стол менее 2.5 ммМаксимальный коэффициент дозы на поверхности корпуса гамма - ножом
copnvca гамма ~ ножом менее 100 µ Sv/h
Электропитание 220V/50Hz или 110V/60Hz
Принцип действия радиологических аппаратов основан на уничтожении клеток, из которых состоит патологический очаг, например, опухоль. Первичной причиной «гибели» клеток, под которой подразумевают не непосредственно распад (см. некроз, апоптоз), а инактивацию (прекращение деления), считают нарушение их ДНК. Нарушение ДНК может быть следствием как непосредственно разрушения молекулярных связей вследствие ионизации атомов ДНК, так и опосредованно — через радиолиз воды, основного компонента цитоплазмы клетки. Ионизирующее излучение взаимодействует с молекулами воды, формируя пероксид и свободные радикалы, которые и воздействуют на ДНК. Из этого следует важное следствие, подтверждаемое в эксперименте. Чем активнее клетка делится, тем более сильное повреждающее воздействие оказывает на неё радиация. Раковые клетки являются активно делящимися и быстро растущими; в норме схожей активностью обладают клетки костного мозга. Соответственно, если раковые клетки более активны, чем окружающие ткани, то и повреждающее действие излучения причинит им более серьёзный вред.
7. Медицинские системы по удалению камней в почках. Основные медико – технические характеристики.
Открытая хирургия. С учетом развития современного оборудования и технологий необходимость в открытых операциях возникает редко, не более 5% всех операций по поводу мочекаменной болезни. К операции, как правило, приходится прибегать в особо сложных случаях и недоступности или неэффективности других менее инвазивных методов лечения.
Лапароскопическая хирургия. Лапароскопическое удаление камней лоханки и мочеточников является современным и малотравматичным методом. Данный подход в целом ряде случаев обеспечивает отличные результаты при минимальном риске осложнений и быстром восстановлении после операции. Преимущества лапароскопии в том, что она позволяет через несколько кожных проколов сделать тот же объем работы, что и при большой "полостной" операции с поясничным разрезом длиной 15-20 см.
Дистанционное дробление камней – ударно-волновая литотрипсия. Этот способ получил широкое распространение в связи с тем, что является наиболее щадящим. Принцип этого метода лечения мочекаменной болезни заключается в использовании ударных волн для разрушения камней. Это позволяет раздробить камень на более мелкие фрагменты, которые могут легче выйти через мочеточник или же раствориться.
В настоящее время существуют различные аппараты для литотрипсии с различными источниками генерации ударных волн (электрогидравлический, электромагнитный и пьезокерамический).
Наведение на конкремент (фокусировка) может осуществляться либо с помощью рентгена (при контрастных камнях), либо с помощью ультразвука. Процедура дистанционной литотрипсии малоболезненная, поэтому, как правило, общего обезболивания (наркоза) не требуется.
Возможные осложнения: формирование гематомы в почке, обструкция мочеточника фрагментами («каменная дорожка»), появление кровоизлияний в месте дробления.
Контактная уретеролитотрипсия (КЛТ) заключается в разрушении с помощью сжатого воздуха, ультразвука или лазера и извлечении конкрементов из мочевых путей с помощью специального эндоскопического инструмента (уретероскопа) через мочеиспускательный канал (уретру) без разрезов. К преимуществам метода контактной литотрипсии относится высокая эффективность (75-100%), возможность избавиться от нескольких камней за одну процедуру, малая травматичность (можно вернуться к обычному образу жизни на следующий день). Недостатки - необходимость проведения анестезии, возможность развития осложнений: повреждения мочеточников, кровотечение, формирование стриктур мочеточников, инфекционные осложнения.
Чрескожная (перкутанная) нефролитотрипсия. Применяется при больших (более 2 см) почечных камнях. Разрушение и удаление камней из почки через небольшой разрез в поясничной области. По направлению к камню создается туннель, через который с помощью специального эндоскопического инструмента (нефроскоп) камень разрушается (ультразвуком, лазером или пневматически) и извлекается наружу.
Все аппараты для разрушения камней, или литотриптеры, состоят из следующих компонентов:
· Генератор ударных волн
· Система фокусировки
· Механизм сопряжения
· Система локализации
Электрогидравлические литотрипторы создают высоковольтный подводный электрический разряд, который фокусируется эллипсоидным рефлектором (рисунок 1). Фокусное давление может меняться за счет изменения вольтажа искрового разряда.

Рис. 1
F1, источник ударной волны (межэлектродный зазор); F2, второй фокус на камне.
Электрогидравлический способ обладает самым высоким коэффициентом полезного действия преобразования электрической энергии в ударно-волновую и вследствие этого имеет наибольший ресурс генератора (до 3 млн. импульсов). Пожалуй, это единственный способ, который дает возможность варьировать ударно-волновой импульс (за счет изменения величины зазора между электродами, емкости конденсатора, поперечного размера фокального пятна F2).
Пьезоэлектрические литотрипторы вызывают одновременную активацию массива пьезокерамических кристаллов, расположенных на сфероидальной чаше. Пьезоэлектрический способ также относится к «бесшумным», реализует фокусировку сферическим рефлектором, на поверхности которого размещено достаточно большое количество «пластинок» пьезоэлектрической керамики излучающих ударно-волновой импульс.
Поперечный размер пучка в фокусе при этом достаточно мал (около 2,5–3 мм), что весьма эффективно для дробления небольших камней (5–10 мм). При этом снижается качество дробления средних (около 10–15 мм) и крупных (более 20 мм) конкрементов (значительна вероятность раскола камня на крупные фрагменты) и из-за этого требуется большее (по сравнению с другими способами) количество повторных сеансов.
Применяется высоковольный электрический ток, который приводит к деформации кристаллов и к образованию вогнутой ударной волны. Она сходится к центру сфероидальной поверхности, на которой расположены кристаллы (рисунок 2).

Рис.2
В цельном металлическом зонде образуются продольные вибрации, за счет прохождения высокоэнергетичного тока через пьезокерамическое вещество. В результате этого активированные кристаллы образуют ультразвуковую волну (20-27 кГц), которая воздействует на стальной зонд, образуя высокочастотные синусоидальные вибрации. За счет этих вибраций зонд воздействует на камень как «отбойный молоток», разрушая его в точке воздействия. Зонд охлаждается за счет ирригации жидкости, фрагменты камня удаляются через полость трубки за счет использования всасывающего насоса.
В электромагнитных литотрипторах (EMSE) ток направляется на электромагнитную спираль, которая индуцирует противоположные магнитные поля между спиралью и прилежащей металлической мембраной. Мембрана откланяется от спирали, что генерирует ударный импульс, который идет через воду и фокусируется двояковогнутой акустической линзой (рисунок 3).

Рис.3
Электромагнитный способ практически «бесшумный», но поперечный размер пучка в фокусе на используемых зарубежных аппаратах почти не поддается регулировке.
Электромагнитный метод позволяет осуществлять фокусировку либо линзой (излучатель — плоская катушка с мембраной), либо параболическим рефлектором (излучатель — цилиндрическая катушка с мембраной).
Лазерные литотрипторы.
Импульсный лазер на красителе. Краситель необходим для создания определенной длины волны лазерного излучения. Энергия лазера с длиной волны 520 нм передается через кварцевое волокно и поглощается камнем. Это техника недостаточно эффективна по отношению к цистиновым камням и камням из моногидрата оксалата кальция, так как они плохо поглощают лазер с такой длиной волны. В месте воздействия образуются плазменные пузырьки, которые, увеличиваясь и схлопываясь, образуют волну акустического давления, ударную волну.
Гольмиевый лазер. Гольмиевый лазер на иттриево-алюминиевом гранате приводит к вапоризации при прямом контакте волокна с камнем. Этот полупроводниковый лазер передает энергию длиной 2100 нм через кварцевое волокно низкой плотности диаметром 200-1000 мкм. В результате образуется ударная волна за счет увеличения и затухания плазменных пузырьков, так как жидкость, находящаяся в фокусе системы, испаряется во время лазерного импульса. Дальнейшая передача энергии происходит через эти полости с паром, что называется эффектом Мозеса. Эта энергия поглощается водными компонентами камня, что приводит к температурной дезинтеграции. Очень высокая температура поверхности камня может приводить к термическим повреждениям мочеточника. Однако это свойство можно использовать для удаления переходно-клеточных опухолей или доброкачественной гиперплазии предстательной железы, что делает лазер пригодным для многоцелевого использования в урологии.
8. Приборы, системы и оборудование, применяемые для обслуживания хирургических технологий.
Это столы операционные, светильники, отсасыватели хирургические, ирригаторы операционных полостей.
Операционный стол — специальное медицинское оборудование для проведения оперативного лечения в операционном блоке (оперблоке). Пациент укладывается на операционный стол перед операцией. Различают два вида операционных столов: мобильные и стационарные. В настоящее время наиболее совершенными столами считаются системные операционные столы, представляющие собой систему колонны операционного стола, сменных столешниц и транспортной системы.
Разнообразные конструкции операционных столов предусматривают возможность придания больному различных положений (в зависимости от области операции, ее характера, этапа) с целью обеспечения оперирующему свободного доступа к необходимым участкам тела и органам. Вместе с тем придаваемое больному положение не должно отрицательно влиять на функции организма, особенно на дыхание и кровообращение.
Универсальный операционный стол состоит из массивного основания (7) с тремя ножками, снабженными вращающимися роликами для передвижения стола. Эти ролики закрепляются опусканием стопорных рычажков (10). Внутри основания стола размещен масляный компрессор с педалями: большой (8) для подъема стола, средней (9) для его опускания и малой (11) для запирания круговых вращений стола на ножке. Ножка стола связана с доской (панелью) стола (1—3 и 5), состоящей из соединенных шарнирами несъемных (спинная и тазовая) и съемных (головная и ножная) секций. Положение доски стола изменяют с помощью расположенных на его нижней поверхности ручек. На универсальном операционном столе возможны несколько основных положений больного. Наиболее частое — горизонтальное положение. Оно придается больному при большинстве операций: на лице, шее, груди, органах брюшной полости, при ампутациях конечностей и др. Разновидностями его являются полусидячее положение с приподнятыми верхней частью туловища и головой, положение на спине с запрокинутой головой, положение на животе, на боку с перегибом в поясничной области и ряд других.Более совершенными являются универсальные операционные столы с автоматическим управлением. Изменение положения стола производится с помощью гидравлического насоса, приводимого в действие электродвигателем. Управление этим столом сосредоточено на пульте, расположенном у головного конца стола, ведает им анестезиолог. 
Уход за операционным столом: после каждой операции поверхность операционного стола протирают дезинфицирующим антисептическим раствором (например, раствором сулемы) и застилают стерильной простыней. Особенно тщательно обрабатывают операционный стол после гнойных операций. В конце рабочего дня для предохранения от засорения подвижных частей О. с. его накрывают марлей или простынями.
Операционный светильник — медицинское оборудование для обеспечения необходимого уровня освещения операционного поля на операционном столе. Важнейшими свойствами операционного светильника являются: минимизация теней в области операционного поля, возникающих из-за нахождения в зоне рук хирурга и инструментов, цветопередача, отсутствие нагрева операционного поля (фильтрация ИК-излучения), длительный срок службы, аварийная лампа при выходе из строя основной, минимизация турбуленции ламинарного потока куполом лампы, удобность уборки и сервисной поддержки.
Основные виды операционных светильников: галогеновые, газоразрядные и светодиодные. Последние считаются в настоящее время самыми высокотехнологичными на рынке.
Операционный светильник может комплектоваться видеокамерой, которая позволяет проводить он-лайн трансляцию оперативного вмешательства (система телемедицины) и архивировать всю информацию на носителях. Современные операционные светильники комплектуются сменными стерильными ручками, а также регуляторами яркости, для повышения удобства работы хирурга.
Наиболее совершенные операционные светильники в настоящее время имеют специальные датчики, определяющие положение головы хирурга и отключающие соответствующие зоны для лучшего комфорта при длительных операциях (предотвращение перегрева головы хирурга). При этом другие области светильника корректируют уровень светового потока для сохранения необходимого уровня освещения операционного поля.
Хирургический отсасыватель (аспиратор) – это оборудование, которое непременно должно быть в арсенале любого оперблока или реанимационного отделения. При этом прибор используется не только для непосредственно хирургических вмешательств, но и для аспирации при определенных гинекологических процедурах, а также для отсасывания септических жидкостей. Существует две основные его разновидности – стационарные и переносные приборы. Последние часто используют бригады скорой помощи и экстренной медицины.
Хирургический отсасыватель предназначен для выведения из организма не только жидкостей, но и газов, и частиц ткани. Например, его используют для вытягивания из дыхательных путей секрета во время наркоза. С той же целью его можно применять при отсутствии у больного кашлевого рефлекса или при дыхательном параличе. Также электрический хирургический отсасыватель можно использовать для промывания желудка, для очистки дыхательных путей, для обработки ран.
Существуют различные модели отсасывателей. По принципу управления их делят на ручные и электрические, по предназначению – на детские (отдельно выделяются для новорожденных) и универсальные. В отдельную категорию следует выделить стоматологические хирургические аспираторы, предназначенные для отсасывания слюны из ротовой полости. Преимущественно работают по принципу электровакуумных насосов. Отдельные модели могут как отсасывать, так и нагнетать жидкости, то есть работать в режиме ирригации.

9. Приборы и системы наблюдения, применяемые в хирургических технологиях. Функциональные системы и устройство.
Основные приборы и системы.
ограф1.Кардиоскоп
монитор слежения
Пульсоксиметр
ЭнцефалографИзмеритель давления
Приборы для оценки гемодинамики
Анализаторы вдыхаемых и выдыхаемых газов.
Кардиограф – регистрирующий прибор для измерения зависимости разности биопотенциалов электрического поля, генерируемого мышцами сердца в процессе их деятельности, на бумажную ленту с помощью принтера, обычно 12 отведений. Это информативный и доступный тест, позволяющий собрать много информации о работе сердца путем регистрации его электрической активности. Запись при электрокардиографии производится с поверхности тела человека (грудная клетка, нижние и верхние конечности). Для этого наклеиваются 10 штук электродов либо манжеты и специальные присоски. На съемку сердечной деятельности методом ЭКГ уходит 5-10 минут. Электрокардиография является ценным диагностическим инструментом, по ней можно определить регулярность и частоту сердечных сокращений, источник ритма.
-12319097155Трехканальный электрокардиограф SCHILLER CARDIOVIT AT-1. Компактный микропроцессорный электрокардиограф позволяет снимать ЭКГ одновременно по 12 стандартным отведениям, как в автоматическом, так и в ручном режиме. Удобен при любых обстоятельствах. Аппарат позволяет проводить измерения параметров ЭКГ (интервалы, амплитуды, оси), а также усреднение комплексов с дополнительным наложением реперных точек. Управление работой прибора осуществляется при помощи клавиатуры с резиновыми кнопками. Регистрация результатов обследования производится на Z-сложенной термобумаге шириной 90 мм при помощи встроенного печатающего устройства с разрешающей способностью 8 точ./мм. Скорость подачи бумаги может быть изменена - 5, 25, 50 мм/с. Электропитание от сети или перезаряжаемых батарей. Время подзарядки 3 часа, что обеспечивает непрерывную работу на 2 ч.
Размеры: 290 х 210 х 69 мм. Вес: 2.9 кг.
Варианты электрокардиографа: CARDIOVIT AT-1 - без измерений; CARDIOVIT AT-1М - с измерениями.
Кардиоскоп – это медицинский прибор для наглядного отображения динамики деятельности сердца.
Одноканальный кардиоскоп SCHILLER MINISCOPE MS-3 9207583185Портативный микропроцессорный электрокардиограф с тремя встроенными электродами позволяет оперативно снимать и просматривать на большом встроенном жидкокристаллическом экране ЭКГ по 3-м или 5-ти отведениям. Удобен в критических ситуациях. Прибор позволяет также проводить мониторинг сердечного ритма (пульса). Память прибора рассчитана на 30 мин. записи ЭКГ по одному отведению либо на 10 мин. по трем отведениям. Запись кардиосигнала может быть повторена в режиме просмотра, а также передана на другой компьютерный электрокардиограф для обработки, анализа и вывода на печать. Размеры: 77 х 126 х 20 мм. Вес: 250 г (включая батареи).
Система Холтера. Суточное мониторирование ЭКГ и АД – широко распространенный метод функциональной диагностики. Такой метод электрофизиологической инструментальной диагностики носит название холтеровское мониторирование, так как его в свое время предложил американский биофизик Норман Холтер. Суточное мониторирование ЭКГ и АД представляет собой регистрацию электрокардиограммы, проводимой непрерывно за 24, 48 и 72 часа. Запись осуществляется при помощи портативного аппарата – рекордера, его обычно носят на поясе или ремне через плечо. При этом во время исследования по Холтеру пациент живет обычной жизнью (работает, гуляет, кушает и т.п.). Суточное мониторирование подразумевает обязательное ведение пациентом дневника, в котором он указывает все жалобы, самочувствие, вид деятельности, прием лекарственных препаратов, физические нагрузки, время сна и бодрствования. Через сутки мониторирования прибор снимается и в дальнейшем специалистом на компьютере проводится анализ суточной записи ЭКГ.
Кардиомонитор - комплекс приборов и аппаратов, обеспечивающих возможность продолжительного непрерывного наблюдения за сердечной деятельностью у больного, сигнализацию о нарушениях сердечного ритма, а также возможность электрической стимуляции сердца. Кардиомониторы должны с высокой надежностью обнаруживать особо опасные аритмии, при этом число ложных тревог должно сводиться к минимуму. Сигнализация тревоги в КМ должна быть дифференцирована по степени опасности для больного и различаться характером звука и цветом табло. Уровень помех в ЭКС должен контролироваться и при повышении им допустимого предела индицироваться на передней панели КМ.
Хирургические КМ применяются во время операций на сердце и сосудах и в послеоперационных палатах. В отличие от остальных типов КМ измеряют ряд дополнительных параметров кровообращения и дыхания (систолическое, среднее и диастолическое кровяное давление; минутный объем сердца; периферический пульс; температуру тела; газовый состав и т. д.). Особенностью хирургических КМ является использование в основном прямых методов измерения параметров. 
Пульсоксиметр – это современный контрольно-диагностический медицинский прибор, предназначенный для  измерения насыщения гемоглобина артериальной капиллярной крови кислородом (сатурации). Сердечно-сосудистая система и легкие человека беспрерывно работают с одной целью – насытить кислородом артериальную кровь. Есть ряд заболеваний, сопровождающихся хроническим недостатком кислорода (гипоксией), при которых этот показатель требует постоянного контроля и достоверных данных, неполучение которых значительно усложняет лечение.
Являясь несложным в использовании, пульсоксиметр является сегодня незаменимым прибором для осуществления как однократного измерения, так и для длительного мониторинга (постоянного контроля) уровня сатурации и частоты сердечных сокращений (пульса).
 Прибор имеет периферический датчик, микропроцессор и дисплей, на который выводится кривая пульса, его частота и показатель сатурации. Все аппараты оснащены звуковым сигналом, пропорционально отражающим уровень сатурации. Датчик, оснащенный двумя светодиодами, накладывается чаще всего на палец, реже на мочку уха или крыло носа. В датчике находится источник света. Свет, который проходит через капилляры тканей к фотодетектору, частично поглощается мягкими тканями и кровью. Степень поглощения зависит от того, насколько гемоглобин крови насыщен кислородом.  Фотодетектором регистрируются изменения цвета крови в зависимости от этого показателя. Полученные данные высвечиваются на дисплее.
Оценка пульса – 90 ÷ 100 в минуту (норма).
Пульсоксиметр ARGUS OXM plus. Компактная прикроватная конфигурация; память данных на 72 часа; встроенный аккумулятор; механизм фиксации датчика; звуковые и визуальные сигналы тревоги; выход RS-232 (принтер или коммуникация).
Электроэнцефалограф – это прибор для регистрации биопотенциалов электрического поля, генерируемого структурами возбужденного мозга. ЭЭГ позволяет:
установить участки мозга, участвующие в провоцировании приступов;
следить за динамикой действия лекарственных препаратов;
оценить степень нарушения работы мозга;
исследовать функциональное состояние мозга у людей, у которых структурные методы исследования показывают, что мозг «нормален», но дисфункция мозга очевидна клинически.
В состав электроэнцефалографа входят: - комплект ЭЭГ-электродов; - шлем для крепления электродов; - многоканальный ЭЭГ-усилитель; - коммутационное устройство; - фотостимулятор или фото-фоностимулятор; - регистрирующее устройство или компьютер.
Приборы для оценки гемодинамики. Для проведения исследования могут быть использованы, например, специализированные аппараты "BPLab" (Россия) и "Mobilograph" (Германия), "АВРМ-2" (Венгрия) и др., которые позволяют использовать осциллометрический метод измерения АД и соответствующую их программную обработку. Манжета с датчиками устанавливается на предплечье пациента. В манжету нагнетается воздух до давления на 20-30 мм рт.ст. выше систолического и затем медленно, ступенчато снижает его ниже диастолического. Аппарат помещается в футляр и крепится на пациенте при помощи лент. Перед установкой аппарат подключается к персональной ЭВМ и программируется на заданный режим работы (устанавливается частота измерений, с учетом дневного и ночного интервалов времени между измерениями, нормативное время и т.п.). После завершения исследования аппарат снимается с пациента и также подключается к персональной ЭВМ, которая считывает и обрабатывает информацию с помощью программ, составленных в соответствии с нижеприведенным алгоритмом.
В процессе проведения исследования в заданный промежуток времени определяют систолическое (АДсист), диастолическое (АД диаст) артериальное давление и частоту сердечных сокращений (ЧСС), по которым определяют показатели сердечного индекса (СИ) и общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС), а по упомянутым показателям судят о типе гемодинамики пациента. 
Анализаторы вдыхаемых и выдыхаемых газов. Это автоматизированное устройство непрерывного действия, предназначаемое для определений концентраций кислорода, наркотических газов (к которым можно отнести закись азота, ксенон, гелий) и температур вдыхаемых газовых смесей, формируемых дыхательными контурами аппаратов ИН, а также концентраций кислорода, формируемых в контурах аппаратов искусственной вентиляции легких. 


Приложенные файлы

  • docx 15846079
    Размер файла: 208 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий