Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1. Обзор компьютерных технологий в дистанционной хирургии.

Дистанционная хирургия

На сегодняшний день дистанционная хирургия – одно из величайших достижений человечества. В 2001 году была проведена первая в мире операция, когда в роли хирургов служили роботы. Группа французских хирургов, находясь в Нью-Йорке, применила видеотехнологию и телекоммуникации для управления вооруженным скальпелем роботом-манипулятором в страсбургской клинике Франции. Движения рук врачей в точности передавались по оптоволоконной линии, (передача данных совершалась со скоростью 10Мбит/с) на расстояние более 4300 миль, где в городском госпитале 68-летней пациентке нужно было удалить желчный пузырь.

Проведение таких операций до сих пор не представлялось возможным из-за значительной задержки передачи данных. На этот раз операция была завершена успешно, и через 48 часов пациентку уже выписали. Перед тем, как воплотиться в движениях роботов, команды с компьютеров в Нью-Йорке проделывали путь более чем в 8 тысяч миль, а время задержки при этом составляло всего 155мс. Максимально допустимым значением при операции такой сложности является задержка в 350 мс. Таким образом, у хирургов даже оставался запас во времени, что говорит о возможности проведения более сложных операций с дистанционным управлением.

Свое название дистанционная хирургия получила благодаря тому, что вся операция проходит без контакта рук хирурга и операционного поля, а посредством управления роботом.

Хирургический инструмент:

Рис.1

Технология проведения операций на расстоянии в будущем сможет найти применение везде, где могут появиться тяжелые больные, но нет квалифицированного хирурга, например, на космических кораблях. В этом основное достоинство дистанционной хирургии.

В данной курсовой работе я буду рассматривать реализацию обмена данными для дистанционной ультразвуковой хирургии на основе Ethernet-интерфейсов.

Обзор ультразвуковой хирургии.

Инструментальная ультразвуковая хирургия

Ультразвуковые хирургические инструменты состоят обычно из полуволнового магнитострикционного или пьезокерамического преобразователя, связанного с волноводом, имеющим рабочий наконечник, форма которого соответствует выполняемым операциям. Амплитуда колебания наконечника может составлять от 15 до 350мкм, а рабочая частота выбирается из диапазона до 30 кГц. Поскольку трение между двумя поверхностями уменьшается, если одна из поверхностей колеблется, то применение ультразвуковых инструментов для разреза требует меньших усилий по сравнению с традиционными скальпелями. Высокая температура, достигаемая на конце ультразвукового скальпеля, может прижигать сосуд до 2 мм в диаметре. Это уменьшает кровотечение в операционной зоне, и таким образом, облегчает проведение операции.

Преимущество ультразвуковой техники по сравнению с криохирургической состоит в том, что кончик скальпеля не прилипает к ткани, и поверхности разреза не испытывают дополнительных травм.

Ультразвуковые инструменты нашли множество применений в клинике, среди которых можно выделить две большие области:

К первой относится аспирация (удаление) тканей. Здесь наиболее распространенным случаем использования ультразвука является удаление катаракты из хрусталика глаза - факоэмульсификация. Кончик инструмента делается в форме полой трубочки, которая вставляется в небольшое отверстие в глазу. Кончик вибрирует, разрушая хрусталик, и небольшие его фрагменты всасываются через трубочку. Аналогичная методика может быть использована и для уменьшения объема твердой опухоли, например, ректальной.

Ко второй области применения ультразвуковых инструментов относится разрезание тканей. Достоинством здесь являются малые потери крови. Метод успешно применяется на таких богатых сосудами органах, как печень и селезенка. Он используется также при трахеотомии, тонзилэктомии, при операциях на легких, бронхах, грудной клетке и глазе. Для резания кости может применяться ультразвуковая пила. При сравнительном исследовании было найдено, что поверхность разреза, произведенного ультразвуковой пилой, была шероховатее, чем сделанная обычной пилой, однако она не содержала видимых микротрещин. Ультразвуковая пила работает более плавно, и с ее помощью легче осуществлять точную остеотомию.

Использование ультразвука для лечения рака.

Ультразвук достаточной интенсивности может нагреть любую локализованную область ткани до используемых в гипертермии температур (больше 42˚С). С технической точки зрения преимущество ультразвука перед электромагнитным нагревом состоит в том, что выделение энергии в среде может быть лучше локализовано, при необходимости можно использовать фокусировку. Задача состоит в том, чтобы равномерно нагреть весь объем опухоли до некоторой постоянной температуры при условии, чтобы температура нормальной ткани поддерживалась на физиологически приемлемом уровне. Есть указания на то, что кроме чисто температурного действия ультразвук может обладать и некоторым

цитотоксическим эффектом.

Показано, что при облучении ультразвуком in vitro (в пробирке) клетки, процент клеток, потерявших репродуктивную способность при нагревании ультразвуком больший, по сравнению с клетками, нагретыми другим способом. Имеются данные, что использование рентгеновского облучения в комбинации с использованием ультразвука при лечении рака дает больший эффект, по сравнению с теми случаями, когда эти методы использовались по отдельности.

Технологии соединения биологических тканей

Соединительные методы предназначены для искусственного воссоздания целостности органа или отдельных элементов на период естественной регенерации. Соединение биотканей с ис­пользованием присадочного материала (ПМ) отличается тем, что целостность достигается путем мгновенной полимеризации жид­кого мономера под действием ультразвуковых колебаний. Соеди­нение биотканей без присадочного материала основано на фи­зико-химических превращениях в структуре самих биотканей.

Ультразвуковая сварка и наплавка костных тканей

Основой ультразвуковой сварки и наплавки костных тканей (рис. 2, а) является применение для формирования соединений и закрытия дефектов присадочного материала, состоящего из жидкого мономера циакрина, наполнителя на основе костной стружки и различного рода компонентов. Возмущающие ультра­звуковые механические колебания, вводимые в присадочный ма­териал с помощью инструмента, приводят к быстрой полимери­зации мономера и проникновению его в структуру кости с об­разованием твердого костного конгломерата, который в процессе регенерации насыщается новыми живыми костными структурами.

Рис. 2. Ультразвуковая сварка и наплавка костной ткани:

а – схема процесса; б – сварка встык, в – сварка с накладкой;

г – наплавка сплошная; д – наплавка «вязанка хвороста»

Физическая сущность процесса ультразвуковой сварки и на­плавки костных тканей состоит в том, что под действием ульт­развуковых колебаний в жидком мономере (циакрине) образуют­ся вихревые потоки, которые сопровождаются явлениями кавитации, приводящими к повышению химической активности мо­номера, вызывающими диффузионные процессы на границе раз­дела "жидкий мономер" – "костная ткань", ускоряющими поли­меризацию жидкого мономера и сопровождающимися повыше­нием температуры до 50 ... 70 °С. Диффузионные процессы, а также повышение активности самого мономера способствуют взаимодействию с компонентами костной ткани, в частности с коллагеном.

Для формирования соединения применяется присадочный материал, состоящий из жидкого мономера (циакрина) и леги­рующих добавок, которые под действием ультразвука превраща­ются в твердый конгломерат. В качестве основного компонента присадочного материала, кроме циакрина, может быть исполь­зовано любое жидкое вещество, которое способно проводить ультразвуковые колебания, диффундировать в костную ткань с образованием химических связей, затвердевать под воздействием ультразвуковых колебаний, быть биологически приемлемым и не препятствовать естественным процессам регенерации.

Введение в присадочный материал легирующих добавок улуч­шает механические показатели соединения, ускоряет полимери­зацию жидкого мономера, снижает потери на разбрызгивание жидкого мономера и повышает водостойкость конгломерата.

С помощью присадочного материала костные обломки можно соединять встык или угловыми швами приваривать кост­ные накладки-трансплантаты, а также производить наплавку костной ткани при восстановлении удаленных участков или после удаления опухоли с кости (рис. 2, б-д).

Существует два варианта сварки костных обломков встык: сварка встык со съемной подкладкой и с остающейся костной подкладкой. В качестве съемных применяют фторопластовые подкладки с учетом устранения возможности приварки к ним корня стыкового шва. В остающихся используют костные под­кладки, которые приваривают к стыковому шву и вводят в ра­бочие сечения соединения.

Прочность соединений при остающихся подкладках почти в два раза выше, чем при съемных. При остающихся подкладках величина первоначального зазора почти не оказывает влияния на прочность соединений. При съемных подкладках прочность за­метно возрастает с увеличением зазора, что объясняется лучшим заполнением соединения между стыкуемыми костными пластинами. Сварные соединения без подкладок по прочности уступаю даже соединениям со съемными подкладками.

Ультразвуковая сварка и наплавка применяются в клиничес­кой практике при переломах и наличии дефектов кости. Широкое внедрение методов сдерживается нестабильностью скорости ре­генерации кости и наплавленного конгломерата, а также реак­цией растворения конгломерата. Дальнейшие исследования долж­ны быть направлены на разработку новых присадочных матери­алов, отвечающих современным требованиям биологической ре­генерации.

Ультразвуковая сварка мягких биологических тканей

Соединение мягких биологических тканей реализуется по двум вариантам: с применением присадочного материала и без применения присадочного материала.

Существуют различные схемы ультразвуковой сварки тканей с присадочным материалом (ПМ) (рис. 3).

Рис. 3. Ультразвуковая сварка и наплавка мягких

тканей с присадочным материалом

а – наплавка из ПМ; б –промежуточный слой их ПМ;

в – бландаж из ПМ

Сущность метода соединения мягких тканей с накладкой из присадочного материала заключается в нанесении на соединяе­мые биологические ткани жидкого присадочного материала, в который вводят ультразвуковые колебания. В результате приса­дочный материал проникает в мягкие биологические ткани, одно­временно переходя в твердую полимерную массу.

В данном случае присадочный материал исполняет роль свя­зующего, прочно удерживающего края раны на период ее сра­щивания.

Исследование технологических параметров соединения мяг­ких биологических тканей показало, что ультразвуковые колеба­ния целесообразно вводить в присадочный материал не по нор­мали к соединяемым поверхностям (несмотря на большую в 1,5 раза прочность соединения), а по касательной, так как регене­ративные процессы в этом случае развиваются значительно бы­стрее. Этот метод применяют для соединения краев ран при сшивании кожи. Сварка мягких тканей с промежуточным слоем из ПМ заключается во введении ультразвуковых колебаний в жидкий мономер через слой биоткани, что сопровождается де­формацией биоструктур.

Рассматриваемая схема соединения мягких биотканей находит применение в сосудистой хирургии, кардиохирургии и имеет большие перспективы.

При ультразвуковой сварке мягких тканей с бандажом из ПМ постоянная величина зазора между соединяемыми отрезками обеспечивается с помощью приспособления, заполненного при­садочным материалом, который под действием УЗК полимеризуется и образует прочное механическое соединение.

Механизм образования сварного соединения биотканей с ПМ обусловлен сложным комплексом физико-химических процессов, возникающих в зоне соединения и сопровождающихся проник­новением присадочного материала в биоткань (БТ). Процесс про­никновения происходит в гетерогенной системе: ПМ (жидкая фаза) + БТ (твердая фаза). При этом биоткань может рассмат­риваться как капилярно-пористое тело, характеризующееся на­личием микро- и макропор, пространство которого заполнено физиологическими жидкостями.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы