Специфические особенности ультразвука

 

Применение ультразвука в хирургии

 

Поиск и разработка методов  снижения травматичности, кровопотери и болевые ощущений при хирургических операциях, методом, позволяющих ускорить заживление, послеоперационных ран и рассасывание рубцов, а также методом, облегчающих труд хирурга-оператора, важные задачи современной хирургии, решению которых способствует применение ультразвука.

Можно выделить две основные области использование ультразвука  в оперативной хирургии. Это инструментальная ультразвуковая хирургия и локальные  разрушения в глубине тканей с  помощью фокусированного ультразвука.

За последние годы в практику стали широко внедряться физические методы хирургического воздействия  с применением электрокоагуляционной, лазерной, криогенной и ультразвуковой техники.

Рабочая часть ультразвукового  хирургического ножа имеет традиционную форму лезвия скальпеля, соединенного волноводом с магнитострикционным  или пьезокерамическим преобразователем. Рабочая часть может иметь  и другую форму в соответствии с требованиями выполняемой операции. Амплитуда колебаний режущей кромки в зависимости от поставленной задачи может быть изменена от 1 до 350 мкм, а частота выбирается в диапазоне от 20 до 100 кГц. Как известно, трение покоя больнее, чем трение скольжения, поэтому трение между двумя поверхностями уменьшается, если одна из них совершает колебательные движения. Именно поэтому работа с ультразвуковыми инструментами требует от хирурга меньших усилий.

Характер разрушения тканей под действием ультразвукового  хирургического инструмента зависит  от строения его рабочей части, амплитуды  и направления колебании. Зависит  он и от вязкоупругих свойств и  однородности ткани.

При рассечении мягких тканей ультразвуковым ножом, лезвие которого совершает продольные ультразвуковые колебания, взаимодействует с тканью лишь кромка лезвия, обеспечивая процесс  микрорезания, существенно усиливающего режущие свойства инструмента. Кроме того, у кромки лезвия колеблющегося инструмента выделяется теплота, локально повышающая температуру ткани и обусловливаю­щая гемостатический эффект в результате термокоагуляции крови.

Так, применение ультразвукового  скальпеля, амплитуда колебании  кромки которого лежит в интервале 15…20 мкм при частоте 44 кГц, в 6-8 раз  уменьшает кровотечение из мелких и  средних сосудов, в 4-6 раз снижает  усилие резания, а также существенно  облегчает строго послойное разделение кожи, подкожной жировой клетчатки  и рубцовоизмененного хряща. Очевидно, что если на инструмент нало­жены лишь продольные колебания, то его воздействие на стенки раневого канала минимально.

Для разрушения некоторых  патологических образовании используют специальные волноводы - дезинтеграторы, рабочий конец которых помимо продольных совершает и поперечные колебания. Такие инструменты оказывают существенное влияние па окружающие ткани и по мере введения инструмента разрушают их.

Ультразвуковые инструменты  обладают явными преимуществами перед  электро или криохирургическими, так как не прилипают к ткани и поверхности раневого канала и не вызывают дополнительных травм. Ультразвуковой скальпель не уступает в ряде случаев и лазерному хирургическому инструменту, так как, ощущая сопротивление ткани при операции, хирург лучше контролирует процесс ее рассечения.

В зависимости от поставленной задачи ультразвуковые инструменты  могут иметь самые разные размеры  и форму.

Применительно к операциям, проводимым на брюшной полости пациента эффективность достигается благодаря применению методов лапароскопической (от греч. lapára - пах, чрево и skopéö - смотрю) хирургии. Для лапароскопических операций используются лапароскоп и специальные инструменты, которые вводятся по троакарам через отдельные миниатюрные проколы (не более 1 см) в брюшной полости. Небольшие проколы, производимые при лапароскопических хирургических вмешательствах, практически не травмируют мышечную ткань.

Одной из основных и наиболее важной частью ультразвукового комплекса  для лапароскопии является ультразвуковая колебательная система (УЗКС), преобразующая  электрические колебания ультразвуковой частоты в механические. От того, насколько эффективно она осуществляет свою функцию, зависят такие эксплуатационные параметры аппарата как: максимальная амплитуда ультразвуковых колебаний, допустимое время непрерывной работы, разогрев колебательной системы и рабочих инструментов.

Колебательная система, как правило, строится по полуволновой конструктивной схеме, сочетающей в  себя электроакустический преобразователь (пьезоэлектрический) и концентратор.

Для осуществления ультразвукового  резания и коагуляции необходимым  и достаточным условием является достижение амплитуды колебаний  порядка 150 мкм. К сожалению, при таком  значении амплитуды колебаний велика вероятность возникновения изгибных колебаний. При этом наблюдается  разрушение рабочего инструмента.

Для выполнения различного рода лапароскопических операций применяется несколько сменных рабочих инструментов (до 10 шт.), которые отличаются длиной, диаметром и формой окончаний. Длина всех сменных рабочих инструментов выбиралась из условий обеспечения кратности половине длины волны продольных ультразвуковых колебаний в материале инструмента

 

 

Ультразвуковая липосакция

 

Уже более 40 лет для  липосакции используют устройства, обеспечивающие удаление подкожных жировых отложений через проколы в коже (внутренняя липосакция). Такие устройства постоянно совершенствуются и кульминацией их развития стало применение для удаления подкожно-жировой клетчатки устройств, использующих ультразвуковые колебания высокой интенсивности

Применение ультразвуковых колебаний для удаления подкожно-жировой  клетчатки позволило интенсифицировать  процесс и сделать липосакцию безопасной операцией в сравнении с применявшимися ранее устройствами для механического разрушения и вакуумного отсоса жира.

Для создания и введения ультразвуковых колебаний высокой интенсивности в области человеческого тела, где необходимо удалить излишки подкожно-жировой клетчатки, применяются специальные устройства, основу которых составляют ультразвуковые колебательные системы, содержащие закрепленный в корпусе пьезоэлектрический преобразователь и сменный ультразвуковой хирургический инструмент, соединенный и акустически связанный с преобразователем. Пьезоэлектрический преобразователь обеспечивает преобразование электрических колебаний в ультразвуковые.

Сменный ультразвуковой хирургический инструмент вводится в тело пациента на необходимую глубину  и обеспечивает передачу ультразвуковых колебаний от пьезоэлектрического  преобразователя в подкожно –  жировую клетчатку.

Ультразвуковая колебательная  система для внутренней липосакции.

Сменный ультразвуковой хирургический инструмент вводится в тело пациента на необходимую глубину  и обеспечивает передачу ультразвуковых колебаний от пьезоэлектрического  преобразователя в подкожно –  жировую клетчатку. Сменный ультразвуковой хирургический инструмент выполняется  в виде полого стержня переменного  сечения, на конце которого имеется рабочее окончание

 Аппарат для внешней ультразвуковой липосакции

Колебательная система  устройства ультразвуковой внешней  липосакции содержит закрепленный в корпусе пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде последовательно размещенных на соединительном стержне и акустически связанных между собой цилиндрической тыльной частотнопонижающей резонансной накладки, кольцевых пьезоэлектрических элементов и цилиндрической частотнопонижающей излучающей накладки.

Для преобразования электрических  колебаний, поступающих от электронного генератора, в механические колебания  ультразвуковой частоты применяются  две пары кольцевых пьезоэлектрических элементов, диаметр которых соответствует  диаметрам симметрично расположенных  относительно них тыльной частотнопонижающей и рабочей излучающей накладок. Колебательная система может иметь максимальный размер в поперечном сечении равный 60 мм, что, с точки зрения эргономических требований (удобство работы оператора), считается наиболее приемлемым.

Суммарная длина пьезоэлектрического  преобразователя колебательной  системы соответствует половине длины волны на рабочей частоте 40 кГц и это позволяет формировать  резонансные продольные колебания  на рабочей частоте и обеспечивать их введение в тело человека через  излучающую поверхность рабочей  накладки.

Технические характеристики известного устройства для внешней ультразвуковой липосакции:

Максимальная выходная мощность – 30 Вт;

Рабочая частота – 40 кГц;

Излучающая поверхность  диаметром – 50…60 мм;

При проведении внешней  липосакции эффект получается равномерным, отсутствуют гематомы мягких тканей и нет необходимости ношения компрессионного белья. А особая физиология жировой ткани позволяет гарантировать, что на месте удаленных избытков жира проблема не возникнет повторно. Результат виден после первой процедуры. Например, в области талии женщины теряют от 4 до 7 см в течении 12 дней. В области галифе сбросить 5 см тоже не составляет никакого труда. У кого то эффект более заметен, у кого-то чуть меньше, но результат есть у всех и это без операции, без боли. Женщина не испытывает вообще никакого дискомфорта и значительно экономит свое драгоценное время.

 

Ультразвуковые ингаляционные  аппараты

 

Ингаляционные аппараты предназначены для индивидуального  применения лицами, страдающими отоларингологическими  заболеваниями, с целью лечения  и профилактики заболеваний верхних  дыхательных путей и легких, аэрозолями жидких лекарственных веществ (минеральных  вод, водных растворов солей, отваров  лекарственных трав и т.д.). Так  же их применение может быть эффективно для ароматизации и/или очистки  помещений от вредных для здоровья веществ и микроорганизмов путем  распыления дозированных, порций жидкостей  по заданной программе.

В связи с этим существует потребность в ультразвуковых ингаляторах, характеризующихся высокой надежностью, малыми габаритами, весом и стоимостью, высокой производительностью, полным использованием лекарственных препаратов и пригодных для профилактики и лечения дыхательных органов  мелкодисперсными аэрозолями, как в  лечебных учреждениях, так и в  домашних условиях.

Рассмотрим несколько  конструкций ультразвуковых ингаляторов (ингалятор для лечебных учреждений «Муссон» и ингалятор индивидуального применения «ИНАЛ» и модификацию ингалятора «ИНАЛ-М» для групповой аэрозоль терапии), отличающихся простотой в изготовлении и настройке, малой стоимостью, отсутствием дефицитных комплектующих, высокой надежностью и эффективностью.

Отличительной особенностью разработанных ингаляторов является наличие системы автоматического  отслеживания уровня распыляемой жидкости относительно области фокусирования  ультразвука, что обеспечивает, с  одной стороны, ее полное расходование, а с другой высокую стабильность дисперсного состава аэрозоля и  его плотности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Использованная литература.

 

 И.П. Голямина. Ультразвук. – М.: Советская энциклопедия, 1979.

 И.Г. Хорбенко. В мире неслышимых звуков. – М. : Машиностроение, 1971.

 В.П. Северденко, В.В. Клубович. Применение ультразвука в

 промышленности. – Минск : Наука и техника, 1967.

Оржешковский В. В., Оржешковский Вас. В. Бишофитотерапия//Вестник физиотерапии и курортологии.-2005

http://ru.wikipedia.org/wiki/Ультразвук

http://rybinskmed.ru/uzi/124.html