Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии

УДК 615.837.3.03: 617 Г. А. НИКОЛАЕВ, В. И. ЛОШИЛОВ. Ультразвуковая технология в хирургяи.— Мл Медицина, 1980, 272 с. В книге рассматриваются научные решения технических аспектов проблемы применении уаьтразвука дан разделения, соединения н обработки биологических тканей, используемых в клинической практяке в нашей стране и за рубежом. Достигнутые успехи в разработке ультразвуковых методов н их внедрение в клиническую практику обусловлены тесным содружеством врачей и инженеров.

Большой вклад в развитие этих медико-технических проблем оказали акад. Б. В. Петровский, акад. М. В. Волков, член-корр. АМН СССР В. И. Петров, проф. докт. мед. наук В, А. Поляков, кана. мед. наук Г. Г. Чемянов и др. В работе рассматриваются общие понятия об ультразвуковых колебательных системах, генераторах и акустических узлах и инструментах. Изучаются физико-механические показателе костной ткани человека, приведен фактический материал по определению собственных напряжений в костях человека и животных. Приводятся методики экспериментального и теоретического исследований. Па основе разработанных процессов предложены основы проектирования специального ультразвукового оборудования Даются рекомендации по выбору параметров, материалов и особенностям процессов.

Монография предназначена хирургам и инженерам по ультразвуковому медицинскому оборудованиго. Рецензент: Г. Д. Никифоров, доктор технических наук, профес- сор, заведующий кафедрой МАТИ им. К. Э. 11иолковского Н 275 — 80. 4101000000 50103 †3 039(01) — 80 8в' Издательство «Медицина» Москва, 1980 ПРЕДИСЛОВИЕ Успехи советской медицины за последнее десятилетие в значительной мере обязаны привлечению к ней ряда фундаментальных наук — прикладной математики, физики, химии, электроники, развитию новых направлений биологии, биофизики, биохимии и др., а также использованию достижений технических наук. В нашей стране в период последних двух десятилетий ультразвуковые колебания стали применять для соединения и рассечения биологических тканей в хирургической практике.

Достигнутые успехи в разработке ультразвуковых методов и их внедрение в клиническую практику обу'словлены тесным содружеством врачей и инженеров. Большой вклад в развитие этих проблем внесли акад. Б. В. Петровский„ проф. докт. мед. наук В. А. Поляков и доцент канд. мед, наук Г. Г. Чемянов (ЦОЛИУВ), акад. АМН СССР М. В. Волков и проф. И. С. Шепелева 1ПИТО им. Н. Н.

Приорова), член-корр. АМН СССР В. И. Петров (1 МОЛМИ им. И. М. Сеченова) и др. Клиническому внедрению способствовал серийный выпуск специальных ультразвуковых хирургических установок на Ульяновском приборостроительном заводе, Созданная ультразвуковая аппаратура н ультразвуковые методы обработки биологических тканей в течение ряда лет используются в клиниках Москвы, Ленинграда, Ростова, Риги, Львова, Ульяновска, Челябинска, Астрахани, а также в ГДР, ФРГ, Югославии, Испании и других странах. Проведенные в МВТУ им. Н. Э. Баумана экспериментальные .и теоретические разработки в области применения технических средств в хирургии дают основания развитию нового направления, условно именуемого «ультразвуковая хирургия». Г л а в а 15.

Способ ультразвуковой эндартерзктомнн. В. И. Лощ'. в Глава 16. Метод ультразвуковой обработки биологических тканей с помощью различных лекарственных веществ, В. И. Лощилов Глава 17. Основы проектирования оборудОвания для ультразвуковой хирургии и характеристики имеющегося оборудования.

В. И. Лощилов „,...,..., 244 Список литературы ИБ ЗЗ 1620 Георгий Алексиггурович Николаев Владимггр Иванович Лощилов ультрдзвукоадя технология в хирургии Рецзктор Ю. А. Топоров Художественный редактор О. С. Шанечкпб Переплет художника А. Пастухова Технический редактор Т. А. Калинпка Корректор Т. Т. Засмюгнна Сдано в набор 23.07.80. Подписано к печати 26А1.80. 2-18868 Формат 6Умаги 84Х!08Чн. НУм. тип. № 2, ЛитеРат.

гаРн. Печать высокап. 3'сл. печ. л. !4,28. Уч.- зд. л. !4,0. тираж ВИЮ зкз. заказ Тбб. Цеиа 2 р. 80 к. Ордена трудового Красного Знамени издательство «Медицина», Москва. Петравернгскнй пер., 6/В. Московская типография № !1 Союзполиграфпрома при Государственном «омнтете СССР на делам издательств. полиграфии и книжной торпжли. Москва, 113106. Нагатинская ул.. д. !. В процессе 15-летней работы ученых Высшего технического училища совместно с медиками и заводами были подготовлены ультразвуковые генераторы с частотой 26,6 кГц, работающие с обратной связью, а также различные инструменты для остсосинтеза обработки костей, свсрления, трепанирования, разделения костных тканей, разработаны инструменты для рассечения и соединения мягких тканей, технология использования присадочного материала циакрина для медико-биологических целей, изучены процессы ультразвуковой обработки инфицированных ран.

Впервые создана ультразвуковая аппаратура для отсечения атеросклеротических отложений в артериальных сосудах длиной до 450 мм. Изучены физико-механические свойства костных и мягких тканей, а также вскрыто наличие собственных напряжений в скелете человека. Подробно исследованы прочностные свойства соединения биологических тканей, их .изменение в функции времени, введено новое понятие механико-биологической прочности. Показано, что техническими средствами возможно осуществление лишь временных соединений, безвредных для организма, обеспечивающих достаточную прочность на время естественной регенерации ткани.

Определены температурные эффекты в процессе соединения и особенно разделения костной ткани, процессы затухания ультразвуковых колебаний и совместно с медиками установлена их безвредность для здоровья человека. Проблемы, затронутые в настоящей монографии, подробно рассматривались на Президиуме АН СССР, Президиуме АМН СССР, Ученом совете Министерства здравоохранения СССР, многочисленных научных конференциях, а также на периодических семинарах, организуемых Научно-исследовательским ннстутутом на общественных началах при МВТУ им. Баумана по применению ультразвука в хирургии. Все критические замечания с благодарностью будут приняты авторами. Глава 1 КРАТКИЙ ОБЗОР И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА Сегодня ультразвук с успехом применяется в ряде областей медицины и в первую очередь для лечебных целей в терапии, в диагностике различных заболеваний, в хирургической практике.

С помощью ультразвука стерилизуют жидкости, хирургические инструменты, руки хирурга и операционных сестер, производят дисцергирование и ингаляцию. Ипымп словами, применение ультразвука в медицинской практике расширяется. Использование ультразвука в медицине основано на физических явлениях, происходящих в биологических тканях: это различное поглощение ультразвука тканями, отличающимися внутренним строением, отражение ультразвуковых колебаний при переходе сред разной плотности, образование под действием ультразвука тепла в тканях, возбуждение в них,колебаний, развитие различных потоков биологических жидкостей и т. д.

Под ультразвуком сегодня понимают колебания материальной среды с частотой, превышающей 16 000 Гц. Колебательная энергия татсих частот, разной амплитуды и интенсивности и применяется сегодня в медицине. В диагностичесигх исследованиях медицинская техника .использует ультразвуковые колебания высокочастотного диапазона (до 20 МГц) небольших интенсивностей (0,01 —:0,08 Вт/смз), обеспечивающих практическое отсутствие какого-либо вредного влияния на изучаемые объекты. С помощью направленного узкого пучка ультразвуковых волн диагностируют многие заболевания внутренних органов, определяют положение опухолей, местонахождение камней и инородных тел, участок кровоизлияний мозга при повреждениях головы, положение хрусталика и т. и. В медицинской диагностике получили распространение ультразвуковые устройства, основанные на эффекте Допплера, заключающемся в сдвиге частоты при относительном перемещении источника и приемника звука.

Такая методика позволяет следить за развитием плода в утробе матери, определяет число зародышей, констатирует смерть плода, дает функциональную оценку работы сердца, измеряет кровоток крупных сосудов и отделов сердца. В настоящее время разрабатываются устройства для визуальных наблюдений с помощью ультразвука. Видимые картины — томограммы, в отличие от рентгенограмм дают полную картину структуры среза ткани. Ультразвуковая томография в результате воспроизводства объекта на экране электронно-лучевой труоки позволяет непосредственно следить за объектом в процессе исследования. С помощью ультразвуковой томографии можно получить трехмерную картину, дающую более объемную информацию о структуре исследуемого объекта.

С учетом безвредности и широких возможностей ультразвуковая диагностика нашла применение там, где рентгепологические исследования либо неэффективны, либо просто недопустимы. Сегодня круг направлений применения ультразвуковой диагностик~и в медицине очень широк. К ним относятся обшая хирургия, онкология, травматология, нейрохирургия, офтальмология и т. д. Не менее широко ультразвук используется в терапии при заболеваниях различных органов организма. В основе лечения ультразвуком лежит комплекс факторов, которые вследствие теплового, механического н химического воздействия вызывают противовоспалительные, обезболивающие и стимулирующие реакции в обрабатываемых тканях. Тактика ультразвуковой терапии предусматривает два метода: непосредственное облучение области заболевания и:косвенное облучен|не. В ряде случаев для получения наибольшего лечебного эффекта ультразвуковая терапия применяется в сочетании с другими видами физиотерапии (УВЧ, ионофорез) или в комбинации с лекарственными веществамн (фонофорез).

Прн ультразвуковой терапии используются ультразвуковые колебания с частотой 800 —:3000 кГц. Лечебная доза определяется по величине интенсивности ультразвука, которая не превышает 1,5 —:2,0 Вт1смэ. Ультразвук, применяемый в хирургии, основывается на двух принципах. В одном случае используется свойство ультразвуковых волн при значительной интенсивности воздействовать разрушающе на озвучиваемые объекты при одновременном проникновении в глубину живых тканей без повреждения их. Концентрация ультразвукового пучка интенсивностью в сотни Вт/см' на малом участке (доли кубического миллиметра) достигается путем фокусирования колебательной энергии.