Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 33
Текст из файла (страница 33)
ем/смэ. В настоящее время при рассечении грудины применя1отся проволочные пилы Джигли, ножн-долота, стерното'-:.: мы и др. Последние представляют собой ножницы, имеютпие подвижной нож и опорную пластину корпуса с п1елью для яропускания ножа при окончании хода. Применяются также электрофрезы, обеспечивающие доста'хцчяо хорошую производительность процесса.
Общим недостатком указанных методов разрезания 119, 36) является: значительный нагрев при применении механических и электрофрез, недостаточно хорошая маневренность, смятне (сдавление) тканей грудины и т. д. Применение ультразвука значительно повышает производительность разрезания н обладает рядом преимуществ по сравнению с применяемыми методами: возможность получения реза грудины по любому контуру, получение чистых кромок, уменьшение кровотечения, а в ряде случаев временное понижение болевых ощущений в первые дни после операции.
Оборудование для ультразвуковой резки костных тканей, инструменты были описаны в главе 17-й. Механизм разрезания хрящевого слоя грудины сушественно отличается от разрезания плотного кортикального слоя. Это отличие определяется большой разницей упругих свойств указанных материалов с учетом того, что модуль упругости хряща составляет '/15 модуля упругости кортикального слоя. При ультразвуковом разделении плотного слоя, как было указано в главе б-й, его рассечение происходит за счет эффекта скалывающих напряжений кости от сил Р направленных вдоль оси разрезания.
При ультразвуковой резке хряща процесс скалывания выражен незначительно, так как амплитуда ультразвуковых колебаний существенно меньше упругопластических деформаций, соответствуютцих разрушению. Разрушению предшествует многократное циклическое деформнрование хряща, а это резко снижает производительность процесса. Это требует также увеличения прикладываемых усилий и в то же время ухудшает качество разрезаемой поверхности.
Наиболее рационально ультразвуковое пересечение хрящевых волокон острой гранью инструмента. Таким инструментом мог бы быть скальпель. Тем не менее скальпель, выполняющий разрезание мягких тканой, не вполне удовлетворяет требованиям резки хрящевых тканей. Требуется приложение повышенного усилия к инструменту, а это вызывает утомление хирурга, с одной стороны, и уменьшение амплитуды колебаний, с другой. Понижение амплитуды колебаний снижает производительность.
На основе указанных соображений МВТУ им. Н. Э. Баумана был предложен инструмент, у которого режущая часть имеет треугольное очертание с волно- 202 ввис й4. рассечение хрящевой ткани ультразвуковым волнообразным инструментом. Рт Рз, Фе йго О Гз аа5 и г 4 5 ч В З, дни „Рис, %. Влияние радиуса выступа К и шага вслиеобразиай насечки на усилия резания Р, и Рт.
образными выступами (рис. 94), которые при уменьшепни общей площади контакта концентрируют усилия на "::Режущей грани. Эксперименты по резке хряща в МВТУ им. Н. Э. Баумана проводились на специальной лабораторной установке, на плоских образцах 5Х15Х40 мм, вырезанных из хряща трупа, при одновременном опреде,лении величин усилий резания и термографировании. На рис.
95 показана зависимость величин горизонтально составляющих режущего усилия Р, и вертикально составляющих Р, в зависимости от радиуса выступа й. Как и следовало ожидать, давление Рт растет с увеличением радиуса, напротив, срезывающне составля>ощие Р уменьшаются. Следует отметить„что возрастание усилий Рт на инструмент после некоторого предела (0,2 кг) вызывает уменьшение амплитуды колебаний А (рис. 96), что нерационально.
Нерационально так>хе применение на инструменте выступов с радиусом закругления меньше 1 мм, так как прн этом Р, постепенно растет и вызывает не резание, а рассечение хрящевой ткани подобно пиле. Это понижает производительность процесса. Производительность разрезания хрящевой ткани ультразвуковым инструментом оказывается наиболее высокой при приложении усилия Р =0,09 кг, при радиусе. равным 1,5 — 2 мм, шаге 4 — 5 мм. С увеличением шага насечки инструмента на 1 мм горизонтальные усилия Р, растут, а вертикальные Рг снижа1отся 1971. Зависимость в этом случае обратная той которая имела место при определении влияния на величины Р, и Рт радиусов насечки. Производительность резки указанной ткани ультразвуковыми волнообразными инструментами больше в 2 л раза производительности резки пилой, а также скальп- еем.
Описанная технология разрезания ультразвуком остается неизменной вне зависимости от возраста человека На рис. 97 приведена сравнительная производительность рассечения хрящевой ткани в 1 сма/с в зависимости от применения типа инструмента. Грудина состоит не только из хрящевой ткани, но и костной, из кортикальных слоев и губчатой массы. Поэтому целесообразно применение для разрезания указанных частей грудины инструментов двух видов. Еще более целесообразным является объединение в одном инструменте двух типов режущих кромок. Конструкция универсального инструмента для резки грудины снабжена зубцами в верхней кромке.
Она предназначена для разрезания твердого кортикального слоя, нижняя волнообразная †д рассечения хрящевой ткани. На рнс. 98 показаны величины температуры рабочей части инструмента в процессе резки. По оси абсцисс 204 " ~"'-Фас>. 96 свлиянне усилия ре "",:~~~Ейнтя Ря' на амплитуду коенебаний инструмента. ЩО ОО ~ 'я. '", ОО , ч Оl ОГ ОД ОЕ б,вяс к м>таус Р>1с. 97. Влияние вида инст- ! румента на производительность. процесса рассечения хрящевой ткани. 1.— оллв: а-скяльнель;  — ввя- нооарвянмя ннствтмент. отложены участки инструмента 0,251.; 0,501.
и т. д. Экс- , . периментально установлено, что наибольшая температу::: ра имеет место у основания рабочей части инструмента. :,' Амплитуда, напротив, растет с увеличением расстояния '.:,' от основания и достигает максимума на расстоянии боль'ше 0,51. На рис.
98 приведены характеристики процессов спустал1,5 мин после возбУждениЯ в инстРУменте УльтРазвУ- 903 о о 075 г г,мы ГО ВО 50 40 50 Врон, с Рнс. 98. Распределение температуры и амплитуды колебаний по дли- не рабочей часта инструмента волновода. ковых колебаний. Измерения температуры производились оптическим методом. В наибольшей степени температура развивается в кортикальном слое, что объясняется, по-видимому, малым коэффициентом теплопроводности; в наименьшей степени — в губчатой массе, очевидно, вследствие тепло- отдачи в прилегающую область. Кривые на рис.
98 иллюстрируют температуру при резке грудины спустя 15 с на расстоянии, равному 1 мм от линии реза. Регистрация температуры производилась хромель-копелевыми термопарами с записью показаний на осциллографе. Было показано, что распределение температуры при резке целой грудины отличается от температуры при разрезании образцов из разных ее отделов.
Температура повышалась в хрящевой части и понижалась в кортикальном н губчатом слоях по сравнению с температурой, наблюдаемой в вырезанных образцах. техническая характеристика ВРРГ 2 скорость перемещения акустического узла, см/с частота ультразвуковых колебаний, Гц напряжение электродвигателя, В масса, г следующая: — 3 — 6 — 26 ООΠ— 27 — 960 В последующем ставилась задач создания установок для разрезания ультразвуком грудины, обеспечивающей стабилизацию технологического процесса, возможность при помощи применения обратных связей регулировать 297 51кспериментами было показано,что зона некроза при езке в условиях правильно подобранных режимов не евышает 0,25 мм.
Было показано, что выделенное при ';,:, превышает, м -, ультразвуковой резке тепло вызывает а 1 к стические течения, набухание коллагеновых волокон. . Все это способствует кровоостанавливающему эффекту. В этом отношении разрезание грудины с помощью ультразвука отличается в положительную сторону от применения других инструментов. ,71ля рассечения грудины в МВТУ им. Н. Э, ау была разработана полуавтоматическая установка .
'=;.'ПУРГ-2, состоящая из акустического узла, режущего инструмента, микроэлектромотора с редуктором, штанги с защитной подкладкой. Последняя подводится хирургом под нижнюю поверхность грудины после разрезания мягких тканей и надкостницы и создания туннеля в загрудинном пространстве. Для обеспечения времени е рения зубцов в биоткань предусмотрена задержка внед включения электродвигателя относительно в ключения ультразвукового генератора. П и ассечении хряща н костной части производится поворот инструмента на 180 с поворотом в л ри ра ность привода 2 Вт, ток постоянный, кулачок преобразует энергию двигателя в возвратно-поступательное движение инструмента. Хирург перемешает полуавтомат снизу вверх до полного разделения грудины, Замедление возвратно-поступательного движения инструмента достигается изменением силы тока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
