Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Нормальное усилие Р, изменялось путем перемещения груза через систему рычагов. Использование подшипников качения и смазки подвижных деталей в конструкции опорного стола, на котором крепились костные образцы, уменьшали минимум прогрешности при измерении усилий резания Р, и Р . Исследование температурного эффекта при способе ультразвуковой трепанации костных тканей проводилось с помощью термопар группы хромель-копелыр= =0,1 мм с записью изменения температуры и времени на осциллографе Н-700.
Вращение акустического узла осуществлялось при помощи двигателя постоянного тока. Производительность процесса ультразвуковой трепанации тЧ (ммз1об) определялась объемом костной ткани, выбранной за один оборот трепана. С учетом анализа сил трения, возникающих при ультразвуковой трепанации, уменьшения теплового эффекта, а также хорошего стружкоудаления инструменту-трепаку в рабочей части придана обратная конусность, исключающая боковое трение о кость. Изменение переднею угла у от — 45' до +5' способствует лучшему внедрению зуба трепана в костную ткань.
Это увеличивает толщину снимаемого слоя кости и вызывает рост окружного усилия Рт и производитель.. ности процесса трепанации % в 2 раза при постоянном значении усилия нормального давления Р, (рис. 81). Дальнейшее увеличение угла у приводит к уменыпенню угла заострения (1, а это может оказать влияние на прочность зуба и эффективность процесса колебаний Падение амплитуды колебаний при увеличении нормального усилия учитывалось специальным тарированием.
Оно заключалось в поддержании амплитуды в зависимости от статического нагружения и подводимой электрической мощности. Увеличение амплитуды колебаний инструмента-трепана способствует снятию болыпего слоя костной ткани и, как следствие, росту производительности процесса. Повышение энергии, затрачиваемой на преодоление упруго- пластической деформации слоя кости, способствует росту 183." 7, 'С Гпп Глава 13 гп Типы тканей Термопара Р н и и е Пайенетры ткани )й,нне)об т ес е и г7 330 1,57 1,61 1,45 1,59 2,15 1,36 1,25 0,93 1,68 1,67 6,2 1,71 1,5 1,07 1,05 1.09 1,9+ +6.1 3,02 аа Козфсрициеит поглоеце!!.:,::,, ".
иия ультразвуковых ко- ".1"'-'з' лебаннй (а), см — ' Глубина проникновения Н-1/а, см 0,2 0,02 0,5 0,13 гп 5,0 2 0,33 7,7 3330 рна ау Еп йу га гу я„мнм' ю гп Зп лп уп -еп -гп -гп -~а О та гп Рис. 81. Влияние переднего угла у на процесс. Рис. 82. Влияние амплитуды колебаний инструмента-трепана на па раметры процесса трепанации. ;-";~,,':=,::;,;;:,~,',;:температур (рис. 82).
Анализ кривой развития темпера:;,';:;:;:.,;;;:,,;:;::::~ры в процессе ультразвуковой трепанации позволяет '",и'',',":-':,;::;:;::;,::.ПрЕдПОЛОТКИтсь Чтп ПОВЫШЕНИЕ аМПЛИтудЫ КОЛЕбаНИй бО! „,".:-, 'Лее 60 мкм вызывает дальнейший рост температуры, что .',-' ':;: Выходит за зону допускаемых физиологических темпера- .,Г;-;:у тур, Оптимальными параметрами процесса ультразвуко' Вой трепанации являются: амплитуда колебаний 35— 55 мкм, нормальное усилие Р,— 1 — 2 кг, передний угол ;.:1, '-зуба трепана У=5', частота 1=22 — 265 кГц. СПОСОБ РАССЕЧЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОМ МЯГКИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ Различныс мягкие ткани значительно отличаются друг от друга по своим акустическим свойствам (табл. 8).
Таблица 8 :Ъ~!:... Характеркстики акустических свойств мягких тканей при частоте колебаний 1Ое Гц 156) Скорость распростране ния ультразвуковых ко лебаиий Х10' см(с Акустическое сопротив ление, Х10' г/см' с Плотность, г1сма Параметром, определяющим биологический эффект, является интенсивность колебаний, измеряемая количеством ватт на 1 смй. К воздействию ультразвуковых колебаний наиболее Чувствительными являются патологически измененные 'клетки. Кавитация в мягких тканях, в противополож.ность жидкости, под действием ультразвуковых колебаний уменьшается из-за большой их вязкости. Порог интенсивности воздействия ультразвуковых колебаний именуется слабым„если он меньше 1 Вт/см' и интенсивным, если он болыпе 5 Вт/сма.
Различают следующие типы тканей: Эпителиальная. Эпителий выстилает поверхность тела, серозные оболочки, внутреннюю поверхность полых органов, а также образует большинство желез организма. Ткань характеризуется наличием клеток и межклеточного вещества, состоящего из волокон и основного вещества. К соединительным тканям относятся: собственно соединительная ткань, а также хрящевая н костные ткани. Мышечные ткани — гладкая и поперечно-полосатая. Нервная ткань, состоящая из нейроглии и нервных клеток, воспринимающих раздражение и возбуждение.
вырабатывающих и проводящих нервный импульс. Прочность кожи зависит от направления коллагеновых волокон, от возраста и пола человека. Средние зна-чения пределов прочности кожных тканей 120 †300к/ /сма при весьма больших удлинениях в процессе разрыва, достигающих 66 — 1304/с. Прочность сухожилий в большой степени зависит от возраста человека и колеблется в пределах от 200 †6 кгс/см', Коллагеновые волокна в мягких тканях имеют модуль упругости В=0,6— 1,0 104 кгс/см', что значительно меньше, нежели у коллагеиовых волокон в костных тканях. Прочностные характеристики мягких тканей,как правило, на один, а иногда на 2 порядка ниже прочностных характеристик костных.
Для разрезания мягких тканей применяются при операциях скальпели и ножи. Для остановки кровотечения используется коагуляция крови при помощи высокочастотного аппарата, обеспечивающего модулирование колебаний при напряжениях 60 — !00 в и токе 0,3 — 0,4 А и другие приемы (тампонада, лигирование и т. д.). Эффект действия токов высокой частоты основан на выделении джоулевого тепла, проникающего в тело на незначительную глубину. Электрохирургический аппарат, предназначенный для резки главным образом поверхностных мягких тканей, имеет некоторыс недостатки, в частности налипание разрезаемой ткани на режущие грани 486 Рис.
83. Схема усилий при резании. и — усилие хирурга; Ис,г — Радиус скальпеля; тгп — снорость движения скальпеля; Фп — угол наклона реаавия; ап — угол скальпеля; Н вЂ” нормальное давленв» на грань; р — сила трения на грани; Хр — нормальное давление иа острой грани скальпели; п — глубина погружения в ткань; Ь вЂ” и~крива рс. ванна. ,:.:::;,:,. электродов, образование термонекроза ткани, малая скорость процесса разделения. Основой режущего инструмента (скальпель, нож) яв! '::-"., ' ляется его рабочая часть, имеющая в своем поперечном сечении форму клина.
Скальпель имеет острое лезвие и малые углы заострения о„около 10'. Скальпель внедряется в разрезаемую ткань на глубину и под действием силы давления Р. Обозначим: )х)р — давление острой грани лезвия на ткань с учетом реального затупления, И вЂ” сила нормального давления грани скальпеля на ткань, 14 — коэффициент трения скальпеля о грань.
Усилие хирурга: Р=/4/р+2Р/ (и'и ~~ +Р созф) (84) Распределение усилия между Ир и И не может быть определено, так как упругие свойства мягкой ткани„ в которую погружается скальпель в каждом конкретном случае, не известны (рис. 83). При поступательном движе- где У,— переменная величина скорости перемещения скальпеля.„ӄ— постоянная составляющая скорости, не зависящая от ультразвуковых колебаний. Полная величина скорости резания: Ур =У (1+К,) соя ср (87) В процессе резания периодически меняется и глубина погружения скальпеля в ткань Ьп (рис. 84).
й, =Ь„.,+6/г, (88) где ЛЬ зависит от амплитуды ультразвуковых колебаний. Примем в частном случае / = 22 000 Гц, 30 мм/с; ср=30 . При этом Максимальная полная скорость резания: У =30(1+206) 30'=5300 мм/с. нии скальпеля усилия Рг уменьшаются' за счет вертикальной составляющей силы трения 1, Сила трения может быть уменьшена полировкой скальпеля 1311, что и рекомендуется выполнять. Это способствует росту Мр. Под действием ультразвуковых колебаний сухое трение переходит в полусухое и даже жидкостное (гидродинамическое) . Скорость резания под воздействием ультразвуковых колебаний становится величиной переменной.
Следовательно, переменным становится и процесс выделения тепла. При возбуждении колебаний вдоль продольной оси скальпеля скорость резания выражается соотношением: У, = Ав (соа в/+ ср), (85) где в=-2л1 — круговая частота колебаний; 1 — частота колебаний (число колебаний в секунду); ср — начальная фаза; 1 — время; А — амплитуда колебаний инструмента; У, „— максимальная скорость, =Ав. Характерной величиной является параметр: Ав К»= 1с ь К»п1ак (86) п п дьО еаапия.
ильсальиое ворпальвое дав иие волокон ткали. ика а р ин ого от ется он. сд нческои величиращается в исокна изгибаютиии имеет мещие по бокам е. Их следует крит возв и вол значе твую жени 1ВВ Лг дг а д 'пд::.'"" Рис В4 Эпюра процесса р в в рсилвс дорьсальпого давлеиии равно О; а — пи левис; в — усилие, определиипсее пересе»с , "$':::;",' Максимальная скорость пересечений коллагеновых У „„=с30(1+206).30'=3100 мм/с. Таким образом, скорость резания при ультразвуке в Ф-..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
