Существуют два основных способа применения ультразвука в хирургии. В первом из них используется способность сильно фокусированного пучка ультразвука вызывать локальные разрушения в тканях – это ультразвуковой скальпель. Операции проводились на мозге, печени, почках, глазе.

Во втором случае механические колебания ультразвуковой частоты накладываются на хирургические инструменты типа лезвий, пил, механических наконечников. Такие инструменты называются ультразвуковая пила, ультразвуковая бормашина.

1. Ультразвук в физиотерапии.

Одно из наиболее распространенных применений ультразвука в физиотерапии – это ускорение регенерации тканей и заживления ран. Рубцовая ткань, сформировавшаяся при воздействии ультразвука, прочнее и эластичнее по сравнению с "нормальной" рубцовой тканью.

Лечение трофических язв.

Ускорение рассасывания отеков.

Заживление переломов, ускорение выздоровления.

4.2. Светолечение.

Светолечение - это метод физиотерапии, заключающийся в дозированном воздействии на организм больного инфракрасного, видимого или ультрафиолетового излучения.

4.3. Аэроионотерапия отрицательными зарядами электричества.

Исследования показали, что наиболее благотворно влияют на здоровье легкие отрицательные ионы кислорода воздуха. Аэроионы влияют на работу нервной системы, кровяное давление, тканевое дыхание, обмен веществ, температуру тела, кроветворение, при их воздействии изменяются физико-химические свойства крови, содержание сахара в крови, электрокинетический потенциал эритроцитов.

Положительные аэроионы действуют в противоположном направлении.

Давно замечено, что в душных непроветриваемых помещениях человек испытывает различного рода дискомфортные состояния: вялость, усталость, потерю аппетита, головную боль, бессонницу, слабость, головокружение, ослабление памяти и др. Это приводит к недомоганию, способствует падению защитных сил организма и предрасполагает к его преждевременному изнашиванию и старению. Было обнаружено, что в подобных помещениях имеет место избыток положительных и недостаток отрицательных аэроионов. На состоянии организма сказывается также погода: в дождливую туманную погоду, особенно осенью, когда число отрицательных аэроионов в воздухе понижается до минимального предела, чаще возникают инфекционные заболевания, обостряются хронические недуги, ухудшается состояние духа человека; настроение становится меланхоличным. Было установлено, что именно аэроионы положительной полярности оказывают крайне неблагоприятное действие на лиц слабого телосложения, стариков, ревматиков, неврастеников, вызывая у них ощущения боли, слабости, озноба.

Именно большой концентрацией легких отрицательных ионов кислорода обязаны своими лечебными свойствами курорты высокогорья, морского побережья и хвойных лесов. Применение аэроионотерапии в медицинской практике в России применяется с 1959 года. На протяжении ряда лет промышленностью выпускались бытовые аэроионизаторы.

4.4. Электролечение.

Для иллюстрации рассмотрим следующие виды электролечения:

1. Гальванизация.

Гальванизация - применение с лечебной целью непрерывного постоянного

электрического тока малой силы (до 50 мА) и низкого напряжения (30 - 80 В).

2. Ионогальванизация (электрофорез).

Ионогальванизация - метод сочетанного одновременного воздействия на

больного постоянного тока и определенного лекарственного вещества, вводимого в ткани при помощи тока.

3. Фарадизация.

Фарадизация - применение с лечебной целью переменного тока низкой частоты.

4. Дарсонвализация.

Дарсонвализация - применение с лечебной целью переменного тока высокой частоты, высокой интенсивности и небольшой силы.

5. Диатермия.

Диатермия - применение с лечебной целью переменного тока высокой частоты (500000 - 2000000 периодов), небольшого напряжения (сотни вольт) и

большой силы (до нескольких ампер).

6. Франклинизация.

Франклинизация - применение для лечебных целей статического электричества.

7. УВЧ – терапия.

УВЧ - терапия - метод лечения, при котором на определенный участок тела больного воздействуют непрерывным или импульсным электрическим полем ультравысокой частоты.

8. Электропунктура.

Электропунктура - метод воздействия на биологически активные точки

организма определенными видами токов низкой частоты.

9. Магнитотерапия

Магнитотерапия - использование переменного низкочастотного, пульсирующего и постоянного магнитного поля с лечебной целью.

Список используемой литературы

1.Иванов В.А.”Лазер”

2.Кондарев С.В. ”Лечение УВЧ”

3.Самойлов Д.М. “Магнитотерапия”

4.Заявлова С.А. “Светолечение”

Для разрушения тканей в ультразвуковой хирургии существуют два метода. Первый из них основан на действии самого-ультразвука, а второй – на приведении в ультразвуковые колебания хирургического инструмента.

С 1954 г. проводятся операции по удалению опухолей в мозговой ткани без вскрытия черепной коробки. Несколько излучателей, укрепленных на голове пациента, испускают пучки ультразвука, фокусирующиеся на опухоли. Интенсивность каждого пучка такова, что он не приводит к повреждению здоровой ткани, но в том месте, где все пучки сходятся, интенсивность возрастает и опухоль разрушается под действием кавитации и выделяющегося тепла. Излучателями служат вогнутые пьезокерамические пластинки, резонансные частоты которых выбирают в диапазоне от 0,5 до 4 МГц при интенсивности порядка 0,1·10 4 Вт/м 2 . Фокусированный ультразвук применяют также для изучения роли отдельных областей головного мозга. Разрушая у подопытных животных некоторые области мозга, можно выяснить, как они влияют на жизнедеятельность животного.

Ультразвуком можно также рассекать ткани, для чего хирургические инструменты (скальпели, пилки, иглы) соединяют с магнитострикционными преобразователями. Амплитуда колебаний режущего инструмента при частоте от 20 до 50 кГц обычно составляет 10–50 мкм. Преимущества этого метода: снижение усилия резания, уменьшение болевого ощущения при операции, кровоостанавливающий и стерилизующий эффекты ультразвука. Ультразвуковую резку применяют для рассечения любых мягких тканей. Ультразвуковые скальпели различной формы позволяют проводить операции без вскрытия грудной клетки в дыхательных органах, пищеводе, на кровеносных сосудах. Вводя длинный и тонкий ультразвуковой инструмент в вену, можно разрушать холестериновые утолщения в этих сосудах. Ультразвук позволяет не только разрезать, но и «сваривать» мягкие ткани. Если сложить два разрезанных кровеносных сосуда и прижать их друг к другу, то после облучения образуется сварной шов, который не уступает по прочности шву, сделанному нитками.

Ультразвук используют в костной хирургии для сварки костей. Область перелома заполняют костной щебенкой, смешанной с жидкими пластмассами (например, с циакрином), которые под действием ультразвука быстро полимеризуются, создавая прочный сварной шов, который постепенно рассасывается и заменяется костной мозолью.

Первые успешные операции с ультразвуком были проведены в 60-х годах. Ультразвуком можно рассекать и соединять почти все живые ткани, причем с большим удобством, стерильностью и с меньшими болевыми ощущениями, чем при обычной хирургии.

Стерилизация. Губительное действие УЗ на микроорганизмы используется для стерилизации.

Основная идея применения ультразвука в хирургии заключается в сообщении хирургическим инструментам ультразвуковых колебаний, что существенно увеличивает их эффективность, облегчает проведение операций и уменьшает травматические повреждения окружающих тканей. При этом выделяется несколько направлений: ультразвуковое резание мягких ткачей; ультразвуковая резка, сверление, трепанация, сварка и наплавка костной ткани: ультразвуковая эндартерэктомия (проведение восстановительных операций на пораженных атеросклерозом крупных сосудах).

Метод ультразвуковой резки мягких тканей основан на том, что на лезвие режущего инструмента, которому хирургом сообщается поступательное движение, накладываются продольные ультразвуковые колебания с частотой, лежащей в пределах 22 - 44кГц. с амплитудой не более 45мкм. Под действием УЗ-колебаннй. налагаемых на инструмент, скорость относительных продольных перемещении увеличивается, относительно поступательного перемещения лезвия, в несколько раз. При этом, за счет разрушении под воздействием кавитации клеточной структуры прилегающих к лезвия слоев ткани, сухое трение переходит в полусухое или даже жидкостное. Это приводит к существенному уменьшению как нормального, так и тангенциального усилия резания. Ультразвуковые колебания возбуждаются магнитострикторрм и с помощью концентратора передаются к режущему инструменту. Магнитостриктор изготовляют либо из ферритового броневого цилиндрического магнптопровода, в полость которого закладывается обмотка, либо набирается из Ш - образных пластин из никелевого сплава, на центральный стержень которых наматывается обмотка. При перемагннчивании материала возникает явление магнитострикции, вследствие которого продольные размеры стержней колеблются с частотой перемагничивающего тока. Чтобы избежать удвоения частоты механических колебаний сердечник магнитостриктора подмагничивается постоянным током практически до насыщения.

К магнитостриктору приклеивается конически-цилиндрический концентратор. Длина концентратора выбирается равной половине длины волны ультразвука на рабочей частоте. К концентратору, с помощью резьбы, присоединяют сменный инструмент, также имеющий форму полуволнового концентратора, у которого сечение сужается к инструменту по экспоненте. Благодаря уменьшению сечения конической части концентратора и инструмента, и работе их в резонансном режиме происходит усиление амплитуды УЗ-колебаний в несколько раз, при их прохождении от магнитостриктора до режущей части инструмента.

Конструкция акустического узла приведена на рисунке 5. Магнитостриктор 1 с приклеенным к нему концентратором 2 образует акустическую головку, которая с помощью демпфирующих резиновых колец 6 закрепляется в цилиндрическом кожухе 4.

Рисунок 5 - Конструкция акустического узла для резки мягких тканей.

Наличие сменных инструментов - насадок 4 различной конфигурации приводит к тому, что их резонансные частоты отличаются друг от друга. Чтобы обеспечить резонансные эффекты используют генератор с подстройкой частоты в диапазоне +-2% от номинальной.

Ручная подстройка осуществляется при смене насадок, для чего с ответствующие приборы снабжаются индикаторами резонанса, которые фиксируют максимум тока нагрузки выходного каскада усилителя мощности генератора. При работе с инструментом, при изменении нагрузки, резонансная частота поддерживается автоматически, схемой автоматической подстройки частоты. На рисунке 6 приведена структурная схема хирургического УЗ-аппарата.

Рисунок 6 - Схема УЗ-аппарата с автоматической подстройкой частоты

При операциях ил внутренних органа для удлинения инструмента используют составные многозвеньевые концентраторы, свинчивающиеся между собой.

УЗ-аппараты со структурой рисунка 6 могут использоваться не только для резки мягких тканей, но и для их сварки, а также для резки сварки и наплавки костных тканей.

В качестве примера универсальных хирургических УЗ-аппаратов можно назвать аппараты УСКР-7Н УРСК-2Н. УРСК-18.

На основе использования универсальных аппаратов для ультразвуковой хирургии разработаны методики ультразвуковом обработки поверхности ран, включающих раны послеоперационные, обеспечивающие очистку поверхности ран от некротической и поврежденной ткани, быструю диффузию дезинфинирующих и лекарственных веществ, растворяемых в жидкостях и активизацию защитных регенерационных возможностей организма.

В таблице 2 приведены основные технические характеристики ряда отечественных ультразвуковых хирургических аппаратов.

Таблица 2 Характеристика отечественных УЗ хирургических аппаратов

Введение
В настоящее время имеется четыре способа нарушения довольно прочного кожного покрова: обычное механическое разрезание тканей скальпелем; лазерное, выжигающее остро, как нож, и одновременно стерилизующее; электролитное и ультразвуковое, менее болезненное.
Ультразвук, применяемый в медицине, может быть условно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей (0,125 - 3,0 Вт/см2) - неповреждающий нагрев или какие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях (> 5 Вт/см 2) основная цель - вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях.
Первое направление включает в себя большинство применений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе - ультразвуковую хирургию.
Существуют две основные области применения ультразвука в хирургии. В первой из них используется способность сильно фокусированного пучка ультразвука вызывать локальные разрушения в тканях, а во второй механические колебания ультразвуковой частоты накладываются на хирургические инструменты типа лезвий, пил, механических наконечников.

§1. Применение ультразвука в хирургии
До сих пор высокочастотные звуковые волны применяли в медицине только для диагностики состояния внутренних органов или беременности и для дробления камней в почках. Сейчас они становятся прецизионным инструментом хирурга. С их помощью можно "сваривать" лопнувшие сосуды в глубине тела и разрушать опухоли без наркоза, без единого разреза живых тканей.
Частота, на которой работает режущая головка, - 3-4 МГц. Колебания, производимые пьезоэлектрическим кристаллом, фокусируются в одну точку, где развивается высокая температура. Причем располагается этот фокус не на коже, а глубоко в том органе, которому необходима операция. Идея появилась почти полвека назад, но тогдашний уровень техники не позволил воплотить ее на практике.
В обычных медицинских ультразвуковых установках, используемых при диагностике, плотность энергии составляет всего 1,75 Вт на квадратный сантиметр. Фокусированный ультразвук дает более 17 кВт на см 2 .
Биоинженеры из клиники при университете штата Вашингтон в Сиэтле сваривают разорванные кровеносные сосуды ультразвуком - пока в эксперименте на свиньях. "При дорожных катастрофах, - подчеркивает руководитель экспериментаторов профессор Шахрам Вэзи, - когда у пострадавшего идет внутреннее кровотечение, дорога каждая минута". До сих пор единственная надежда для пациента - быстрая доставка в ближайшую больницу. Группа Вэзи разработала портативный аппарат для ультразвуковой сварки сосудов, которым снабдят бригады "скорой помощи" и военных врачей на поле боя.
В Гарвардском университете проводят ультразвуковые операции под контролем компьютерного томографа . Ультразвуковое сканирование дает недостаточно четкие изображения, по ним нельзя наводить фокус ультразвукового скальпеля, а томограф это позволяет. Например, опухоли матки уничтожают прямо внутри рентгеновского томографа, данные которого автоматически передаются на смонтированный тут же ультразвуковой скальпель. Горячая точка фокусируется на опухоли, и переродившиеся клетки уничтожаются. Пациентка при этом не ощущает ничего. В тот же день она уходит домой.
Для того чтобы исправить различные врожденные и приобретенные деформации костей, специалистам нередко приходится прибегать к остеотомии - операции по рассечению кости. Сейчас все чаще в таких случаях хирург берет в руки не долото и пилу - традиционные инструменты, а ультразвуковой волновод. . И это очень важно - применение его полностью исключает образование костных сколов, мелких отломов. Разрез, произведенный ультразвуком, получается ровным и гладким.
С помощью ультразвука можно не только легко и быстро разрезать кость, но и вновь соединить ее. На опаленные поверхности наносится специальный клей-циакрин и костная щебенка. Затем костные отломки соединяют, и под действием ультразвука специфический "припой" отвердевает, удерживая отломки кости в нужном положении. Прочный и надежный сварной шов постепенно рассасывается, заменяясь живой костной тканью. Ультразвук применяют и тогда, когда послойной наплавкой надо заполнить дефект в кости, сварить отломки кости при многоскольчатых переломах или "наварить" новую суставную головку.
Удаление зубного камня с помощью ультразвуковых инструментов (скалеров) - процедура наименее безболезненная и травматичная для пациента из-за того, что зубной камень имеет твердость меньшую, чем эмаль зуба и ультразвук, проходя через зубной камень, разрушает его в первую очередь, оставляя эмаль зуба в неприкосновенности. Также применение ультразвукового инструмента в наименьшей степени травмирует десну.
Хирургическое вмешательство на открытом сердце весьма опасно. Наиболее перспективный способ удаления тромба - эндоваскулярный. Его суть заключается в механическом проколе тромба специальным приспособлением. Но и этот способ применим лишь в 50-70 проц случаев и нередко вызывает осложнения. Инновационный метод белорусских ученых напоминает по принципу действия эндоваскулярный, однако отличается тем, что вместо механического воздействия на тромб применяется ультразвуковое. Под местным обезболиванием в сосуд на бедре или руке вводится тончайший волновод. Он проводится к месту нахождения тромба и разрушает его при помощи ультразвука. Как показали первые клинические испытания, такая методика наиболее безопасна и эффективна в самых разных случаях сердечно-сосудистых патологий.
Наиболее распространенным случаем использования ультразвука является удаление катаракты из хрусталика глаза - факоэмульсификация
Литотрипсия.
В университетской клинике Вены акустическую хирургию применяют для разрушения опухолей почек и простаты . "Фокусированный ультразвук делает хирургию сверхточной", - говорит руководитель группы профессор Михаэль Марбергер. При удалении опухоли на всякий случай, чтобы не допустить ее возврата, убирают и часть здоровых тканей. Звуковой скальпель позволяет удалить вокруг опухоли слой толщиной в 20 клеток, неразличимый простым глазом. Операциям в Вене подверглись уже около 300 пациентов, и случаев рецидива меньше, чем после обычного лечения. По мнению профессора Марбергера, местный нагрев усиливает иммунную реакцию и оставшиеся единичные раковые клетки уничтожаются здоровыми.
Этим же методом работают урологи в Мюнхене, они избавили от опухолей простаты уже около тысячи человек.
В последние годы значительно расширились показания к резекции почки (РП). Однако ее техника остается далеко несовершенной. По данным литературы, у 8-15% больных после подобной операции возникают различные осложнения: кровотечение, мочевые затеки и свищи, околопочечные гнойники и гнойные свищи, сморщивание культи почки На наш взгляд, основной причиной возникновения этих осложнений является несовершенство существующих методов РП и необходимость наложения на рану почки блоковидных швов.
В клинике общей хирургии им. А. И. Кожевникова Нижегородской областной больницы разработан и успешно применяется способ РП с использованием отечественного (Нижний Новгород) ультразвукового хирургического дезинтегратора-аспиратора (УЗДА) УЗХ- М-21. Этим способом 18 больным произведено 19 РП. Среди больных было 11 мужчин и 7 женщин в возрасте от 23 до 68 лет. Показаниями для операции явились почечно-клеточный рак единственной почки у 1 больного, билатеральный рак -у 2, рак почки в стадии 77 N0 МО -у 8, доброкачественные опухоли -у 4 и солитарные кисты -у 3 пациентов.
Техника операции. Отступя от видимой границы опухоли на 2-3 см электроножом рассекается капсула почки (намечается линия резекции). С использованием УЗДА производится поэтапная деструкция и аспирация паренхимы почки, а выделенные сосуды перевязываются и пересекаются, дефекты чашечно-лоханочной системы ушиваются при наличии качественной их визуализации. Операция проходит в условиях «сухой» раны. С помощью УЗДА из зоны резекции удаляются остатки разрушенной, лишенной кровоснабжения ткани почки. Раневая поверхность органа оставляется «открытой», блоковидные швы не накладываются. Удаляется паранефральная клетчатка. Культя почки фиксируется в заб-рюшинном пространстве.
Осложнений после РП этим способом не было. Наблюдалось гладкое течение послеоперационного периода с первичным заживлением раны. Следует особо отметить, что применение данного способа РП позволило расширить объем операций, так удаление 2/3 почки с сохранением только верхнего полюса на сосудисто-секреторной ножке выполнено 1 больному, удаление 2/3 задней поверхности (фронтальная резекция) - 2, резекция средней 1/3 - /, удаление половины почки - 7 больным. Кроме того, произведено 8 резекций полюсов почек.
Таким образом, при использовании УЗДА на раневой поверхности почки достигается качественный гемостаз и отпадает необходимость наложения на рану органа блоковидных швов. Использование УЗДА позволяет выделять все элементы чашечно-лоханочной системы и надежно ушивать выявленные дефекты. Применение УЗДА при резекции средних сегментов почки предупреждает ранение крупных трубчатых структур ее ворот, что было бы неизбежным при использовании других методов рассечения паренхимы.
За последние годы было разработано специальное оборудование, позволяющее использовать ультразвук и в пластической хирургии.
Липосакция. Этот метод основан на первичном растворении жировых скоплений с помощью ультразвука до состояния эмульсии, которая затем удаляется через тоненькие трубочки. Новаторство пришло на смену механическому удалению жира через толстые трубки без предварительного его разрушения. После такой операции, достаточно болезненной и травматичной, пациент терял трудоспособность на две-три недели и полностью восстанавливался лишь через три-четыре месяца. Ультразвуковое же вмешательство минимально травмирует мягкие ткани: компьютерный контроль за силой излучения исключает травмы сосудов и нервов. Соответственно, исключено образование подкожных рубцов, портящих поверхность кожи после заживления. Кроме того, ультразвук стимулирует сокращение кожи, что уменьшает вероятность возникновения послеоперационных складок. Даже в случае существенного провисания кожи в области живота, бедер или плеч происходит ее подтягивание. Благодаря этой особенности ультразвуковой метод применяется и для подтяжки кожи лица.
Гармоничный ультразвуковой лифтинг лица. После классической подтяжки кожи лица всегда остаются рубцы. Этот негативный момент сдерживает многих потенциальных пациентов на этапе принятия решения "делать или не делать?". Поэтому лифтинг лица без разрезов кожи представляется весьма привлекательной альтернативой. Суть операции заключается в специальной обработке кожи ультразвуком со стороны подкожной клетчатки. Процедура малотравматична, лишена осложнений, характерных для классического лифтиига. Незначительный отек лица проходит за 5-7 дней. У тучных людей ультразвуковая подтяжка кожи лица может сочетаться с растворением и отсасыванием жира - особенно это касается пациентов с большим вторым подбородком. В результате контур лица приобретает более тонкие, изящные черты. Результат ультразвуковой подтяжки кожи лица стойкий и сохраняется в течение многих лет.
Ультразвуковое моделирование формы молочной железы. Эффект сокращения кожи под воздействием ультразвука позволил применить данную технологию также для подтяжки молочной железы. Избыточный жир удаляется через точечные проколы в подмышечной области. Воздействием ультразвука на кожу со стороны жировой клетчатки достигается существенное ее сокращение. В результате происходит умеренное уменьшение объема железы и ее лифтииг. Использование этого метода позволяет в большинстве случаев достичь очень хорошего косметического эффекта и вместе с тем избавить пациента от душевного дискомфорта из-за наличия рубцов на столь важном органе. По аналогичной схеме операция выполняется и у мужчин, страдающих гинекомастией - патологическим увеличением молочных желез. Несмотря на все явные преимущества операций с использованием ультразвука, они не могут во всех без исключения случаях заменить классические пластические операции. Вопрос выбора способа коррекции того или иного косметологического дефекта окончательно решается доктором после осмотра пациента и обсуждения всех существующих альтернативных методов.
Ультразвуковая хирургия имеет некоторые преимущества – хирург, работающий с ультразвуковым ножом-скальпелем, ощущает сопротивление ткани и без труда может контролировать глубину разреза. Уменьшается и кровотечение при операции, поскольку лезвие ультразвукового ножа, колеблясь, повышает температуру у кромки разреза и кровь быстро свертывается. Само по себе ультразвуковое воздействие, как уже было сказано, обезболивает оперируемую ткань.
Гораздо легче обстоит дело и со стерилизацией хирургических инструментов . Когда их опускают в дезинфицирующий раствор, одновременно включают ультразвук, и возникающие микропотоки жидкости хорошо очищают поверхность, а мембраны микробных клеток становятся проницаемыми для дезинфицирующего раствора. Если создать такие микропотоки в растворе антибиотиков, можно стерилизовать и обычные хирургические инструменты, и руки хирурга. Полная стерилизация занимает всего полторы минуты, а дезинфицирующих веществ требуется гораздо меньше.
Обработка ультразвуком используется при склеивании резаных ран , а также, при герметизации швов – она не дает развиваться микрофлоре между хирургическим клеем и больной тканью и ускоряет полимеризацию самого клея. Используется также ультразвуковая сварка мягких тканей с костью – на месте соединения при этом нет рубцов и шрамов.
Нередко успех операции зависит не только от искусства хирурга, а ещё и от того, удалось ли избежать послеоперационных осложнений. Глубокие раны заполняют раствором антибиотика и вводят в них крошечный ультразвуковой волновод диаметром 3 – 5 мм. Ультразвуковые колебания вызывают движение микропотоков жидкости, которые смывают с поверхности раны микробы, омертвевшие клетки, сгустки крови, так что ранастановится практически стерильна. Кроме того, воздействие ультразвука на больной участок, как уже говорилось, усиливает обмен веществ, улучшает кровоснабжение и снимает отёк, что способствует быстрому заживлению. Такую «очистку» производят также при внутриполостных операциях.

§2. Инструментальная ультразвуковая хирургия
Хирургическая техника должна обеспечивать управляемость разрушения тканей, воздействовать только на четко ограниченную область, быть быстродействующей, вызывать минимальные потери крови. Мощный фокусированный ультразвук обладает большинством из этих качеств.
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 350 мкм, а рабочая частот 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.
Большие надежды "ультразвуковые" хирурги возлагают на разработку так называемых открытых томографов. В обычном томографе пациент лежит в довольно узкой "трубе", где нелегко разместить еще и ультразвуковой аппарат, а манипулировать руками хирург просто не может. Первые образцы открытых томографов, позволяющие оперировать больного под визуальным контролем, уже появились.
Преимущество ультразвукового скальпеля по сравнению с лазерной хирургией заключается в том, что хирург чувствует сопротивление ткани при ее разрезе и поэтому разрушение ткани лучше контролируется.
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, тонзиллэктомии, 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.
Ультразвуковой "скальпель" режет ткань на границах контакта клеточных мембран.
Используя ультразвуковой инструмент, можно и рассекать, и соединять почти все живые ткани, Так, ультразвук уже применяется при трепанациях черепа и других костей. Проводятся опыты по ультразвуковой сварке внутренних органов в местах повреждения сердца, легких, печени, селезенки, мочевого пузыря.
Содружество врачей и инженеров привело к появлению еще одного новшества: ультразвуковые инструменты наделили чувствительностью. По цвету больная ткань может не отличаться от здоровой, и хирург всегда рискует захватить лишнее или оставить пораженные клетки. Однако патологическая больная ткань отличается от нормальной по плотности. Это и использовали ученые. Они снабдили скальпель специальным акустическим узлом с блоком регистрации давления. Он звуковым сигналом предупреждает хирурга, если тот прилагает усилие, большее или меньшее, чем требуется в данном случае. Поэтому ультразвуковой инструмент мягко расслаивает ткани, отодвигая сосуды, нервы и здоровые ткани, и как бы вылущивает опухоль вместе с капсулой.

SonoSurg - ультразвуковой скальпель: благодаря революционным технологиям - минимальные кровопотери и, следовательно, хорошая визуализация поля зрения во время всего оперативного вмешательства. Возможность многоразового использования рабочего элемента SonoSurg, делает его применение в хирургии экономически выгодным.
Комплектация :
-G генератор SonoSurg
- ножницы T3000 (многоразовые - до 60 опер.)
Основные преимущества :
- Преобразуя электрическую энергию в ультразвуковые колебания, SonoSurg позволяет рассечь ткань, одновременно коагулируя кровь, и тем самым предотвращает кровопотерю при операции;
- Ультразвуковая вибрация гарантирует немедленный гемостаз и быстрое рассечение тканей;
- Десять различных уровней выходного сигнала позволяют точно контролировать работу SonoSurg ;
- Частота 23,5 кГц обеспечивает эффективную коагуляцию и резание;
- Ротационный инструмент не утомляет руку хирурга, тонкий соединительный кабель не стесняет движений, двух функциональная педаль создает доп. Удобства;
- Безопасность, оптимальный режим работы, экономическая эффективность.

Гармонический скальпель Ультра Сижн - безопасные технологии в хирургии.
Основные преимущества:
- Ультразвуковая энергия, которую использует гармонический скальпель Ультра Сижн, позволяет одновременно выполнять точный разрез и коагулировать сосуды.
- Пресечение сосудов до 3 мм в диаметре без использования клипс и лигатур.- Минимальное повреждение тканей.
- Отсутствие осложнений электрохирургии.
- Уменьшение образования послеоперационных спаечных и рубцовых деформаций.
- Многофункциональные сменные насадки позволяют сократить количество смен инструментов.
- Возможность точного контроля глубины проникновения в ткань.
- Использование в открытой и хирургии.

Лазерно-звуковой скальпель. Принцип работы предлагаемого лазерно-акустического скальпеля (ЛАС) основан на современном использовании лазерного и УЗ воздействия, что существенно повышает эффективность отсечения биотканей. Основные области применения ДАС такие же как и в случае чисто лазерных и УЗ инструментов, рассечение перейхиматозных органов (печень, селезенка), хирургия и коагуляция уровня течений желудочно-кишечного тракта; удаление внутренних и внешних полипов, папиллом и т.п.; реканализация гортани, трахеи, бронхов, пищевода и т.п.; гипертермия и разрушение опухолей; тонзиллоэктомия и гемороидэктония, резка костных тканей и т.п.
ЛАС может работать в различных режимах:
- последовательный - сначала УЗ обработка, затем лазерная и наоборот; сначала лазерная, а затем УЗ обработка
- одновременный, когда УЗ и лазерное воздействие совмещается в одном комбинированном инструменте.
В первом режиме подвод лазерного излучения к УЗ скальпелю позволяет осуществить коагуляцию рассекаемых тканей, а наложение УЗ колебаний на контактный лазерный скальпель, в частности, в виде сапфирового наконечника, позволяет повысить производительность лазерной руки различных тканей, особенно костных. Возможны сочетания различных режимов работы лазерного и УЗ инструментов, например, импульсно- периодического или непрерывного режима работы лазера с определенной временной синхронизацией лазерных и УЗ импульсов. В зависимости от области применения имеется набор УЗ инструмента различной геометрии и оптических насадок с контактными наконечниками нескольких типов из кварца, сапфира и металла.
Технические параметры одного из типов ЛАС

Ультразвуковой деструктор–аспиратор общехирургического назначения
Область применения:
Устройство применимо в весьма широком спектре хирургического лечения, в том числе – раневой хирургии.
Назначение:
Устройство обеспечивает дозированное послойное удаление пораженных тканей организма практически без кровопотери. Сам ультразвуковой инструмент находится в руке оператора. Операция характеризуется как быстрая и щадящая. Помимо деструкции и аспирации пораженной ткани возможно стимулированное ультразвуком внедрение в глубину органа показанных лекарственных веществ. Также выполняется очистка поверхности раны от гноя, некротических тканей, раневого детрита, прочих наслоений.
Создан технологический прототип, производиться мелкосерийный выпуск устройства. Аппарат соответствует требованиям: международного стандарта МЭК 601–1–88 "Изделия медицинские электрические"; ГОСТ Р 50267.0.–92 "Изделия медицинские электрические".
Лабораторный образец включает: ультразвуковой хирургический инструмент; генератор питания с органами управления; системы подачи применяемого раствора и аспирации продуктов деструкции с соответствующими баллонами, насосами и коммуникациями. Данная разработка, позволила в последние два года проводить операционное вмешательство при онкологических заболеваниях в тяжелых и безнадежных стадиях на печени, легких и других органах. Уникальным качеством устройства являются технологические возможности деструктора – аспиратора, которые в целом позволяют кардинально изменить взгляд на проведение операционного вмешательства и существенно сократить послеоперационный период.

Sonotom 110 Ультразвуковой деструктор-аспиратор
Область применения
Общая хирургия : Частичная гепатэктомия (панкреатэктомия или спленэктомия), липомэктомия, резекция лимфатических узлов, холангиома, мукозная проктэктомия, ретальная карцинома, ворсинчатая аденома.
Гинекология: Карцинома яичников, карцинома молочных желез, цервикальная карцинома.
Нейрохирургия : Аденома, астроцитома, слуховая невринома, эпендимома (эпендимоглиома), глиома, глиобластома, краниофарингиома, спинальная карцинома.
Урология : Частичная нефрэктомия, простатэктомия.
Принцип действия, эффекты:
Хирургический ультразвуковой аспиратор Sonotom 110 совмещает в себе высокочастотный генератор с пьезоэлектрическим конвертором для дезинтеграции и хирургический отсос для ирригации и аспирации. Благодаря сочетанию этих функций достигается:
- Селективное воздействие на паренхиматозные органы
- Сохранение структур с высоким содержанием коллагена - сосуды, нервы
- Высокая скорость дезинтеграции и аспирации
и т.д.................

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ЭТТ

"Аппарат для ультразвуковой терапии: обобщенная структура, применение ультразвука в хирургии"

МИНСК, 2008

Аппарат для ультразвуковой терапии.

Аппарат предназначен для лечения акушерско-гинекологических заболеваний, но применяется также в оториноларингологии, стоматологии, дерматологии и в других областях медицины.

Основные технические данные аппарата: частота ультразвуковых колебаний 2,64 МГц ±0,1%; интенсивность ультразвуковых колебаний регулируется четырьмя ступенями 0,05; 0,2; 0,5 и 1,0 Вт/см 2 ; эффективная площадь большого излучателя 2 см 2 , малого - 0,5 см 2 ; предусмотрен импульсный режим работы при длительности импульсов 2, 4 и 10 мс, частоте следования 50 Гц; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В ±10%; потребляемая мощность не более 50 ВА; по защите от поражения электрическим током аппарат выполнен по классу I; габаритные размеры 342×274×142 мм; масса (с комплектом) не более 10 кг.

Структурная схема аппарата УЗТ представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема аппарата УЗТ

Генератор высокочастотный создает немодулированные электрические колебания с частотой 2,64 МГц. Усиление мощности этих колебаний происходит в выходном усилителе, к которому подключается один из ультразвуковых излучателей, преобразующий электрические колебания в механические. Модулятор предназначен для получения импульсного режима при трех длительностях импульсов - 2, 4 и 10 мс и постоянной частоте следования - 50 Гц. Блок питания обеспечивает питание постоянным напряжением цепей модулятора и генератора.

Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема аппарата УЗТ-31

Блоквысокочастотногогенератора (рисунок 3) включает в себя автогенератор, буферный каскад и усилитель.

Автогенератор (транзистор VT 1 ) собран по осцилляторной схеме с кварцевой стабилизацией. С выхода автогенератора высокочастотное напряжение подается на буферный каскад, представляющий собой эмиттерный повторитель (транзистор VT 3 ). В эмиттерной цепи повторителя включены контакты кнопочного переключателя S 1 , коммутирующие делитель на резисторе 9 и потенциометрах 10 - 13 . Кнопки переключателя выведены на панель управления аппарата ("Интенсивность, Вт/см 2 "). При нажатии одной из кнопок в эмиттерную цепь включается соответствующий потенциометр, с движка которого напряжение через разделительный конденсатор 11 подается на усилитель. С помощью потенциометров 10 - 13 производится регулировка интенсивности на каждой ступени при производстве аппарата или его ремонте.

Усилитель (транзистор VT 4 ) имеет на выходе четырехполюсник (конденсаторы 13 - 17 и катушка индуктивности 3 ), согласующий выходное сопротивление транзистора VT 4 со входным сопротивлением выходного усилителя.

В блоке генератора находится также оконечный каскад (транзистор VT 2 ) импульсного модулятора. Каскад работает в ключевом режиме по параллельной схеме. При подаче на его вход прямоугольного импульса (через контакты 11 - 12 вилки X 1 ) транзистор VT 2 открывается, шунтируя вход буферного усилителя и создавая тем самым паузу в генерации ультразвуковых колебаний.

Рисунок 3 – Принципиальная электрическая схема высокочастотного генератора аппарата УЗТ-31

Обобщенная структура аппарата для ультразвуковой терапии.

Для проведения УЗ-процедуры очевидными являются наличие высокочастотного генератора ч пьезоэлектрических преобразователей, формирующих соответствующие ультразвуковые волны.

Проведение УЗ-процедуры возможно двумя основными способами:

1. При непосредственном контакте УЗ-излучателя с облучаемымучастком тела.

2. Косвенным контактом через иммерсионную жидкость, осуществляемым с помощью водяной панны или водяной подушки (пузыря из тонкой резины, наполненного водой).

При использовании первого способа необходимо исключить наличие воздушной прослойки между излучателем и поверхностью тела, поскольку даже тончайший слой воздуха приведет, практически, к полному отражению УЗ-волны от поверхности тела. Поэтому, перед сеансом поверхность кожи облучаемого участка тщательно смазывается вазелиновым маслом или специальной смазкой на основе парафинов.

При использовании косвенного контакта может использоваться как непрерывный, так и импульсный режим излучения, при неподвижном и подвижном излучателях.

При использовании водяной ванны можно производить облучение как прямым, так и наклонным лучом, что удобно при облучении суставов и участков тела с неровной поверхностью.

Аппараты УЗ-терапии могут быть стационарными и портативными. универсальными и специализированными. Типовая структура терапевтического ультразвукового аппарата представлена на рисунке 4.

Автогенератор АГ генерирует в непрерывном режиме колебания УЗ-частоты. Через модулятор М (управляемый ключ) У3-колебания передаются на предварительный усилитель ПУ со ступенчатой регулировкой коэффициента усиления и далее. через выходной усилитель, на излучатель ИЗ и индикатор ИНД, показывающий наличие переменного сигнала УЗ-частоты на выходе усилителя. Модулятор управляется генератором импульсов регулируемой длительности ГИ. Все регулировки осуществляются с помощью пульта управления снабженного процедурными часами ПЧиПУ, которые отключают блок питания БП по истечении установленного времени длительности процедуры.

Рисунок 4 – Структурная схема аппарата ультразвуковой терапии

Перед сеансом УЗ-терапии производят проверку исправности аппарата. Простейший способ проверки наличия генерации ультразвука состоит в том. что излучатель окунают в стакан с водой и. при наличии колебаний, наблюдают эффект дегазации (выделения пузырьков воздуха). С повышением интенсивности излучения газовыделение возрастает.

Периодически проводят проверку градуировки шкалы интенсивности генерируемого ультразвука. Для этой цели Используются специальные измерители мощности ультразвука, например, типа ИМУ-2 (3).

Для предохранения рук оператора от воздействия ультразвука, он должен работать в тонких нитяных перчатках, поверх которых надеты резиновые. Сохраняемый пол слоем резины слой воздуха отражает УЗ-колебания. предохраняя руки от воздействия ультразвука.

В таблице 1 приведены некоторые основные характеристики отечественных терапевтических УЗ-аппаратов.

Таблица 1 Характеристики отечественных терапевтических УЗ – аппаратов.

Интересным представляется воздействие ультразвуковыми волнами на биологически активные точки (БАТ) с целью достижения определенных терапевтических эффектов, называемое фонотерапией. Фонотерапия осуществляется с помощью терапевтических УЗ-аппаратов, позволяющих генерировать ультразвук малой интенсивности (0,05Вт/см в кв) и снабженных излучателями с малой площадью активной, поверхности (от 0,2 до 1см в кв), например, "ЛОР-3", "УЗТ-102", "УЗ-Т10" и др.

Применение ультразвука в хирургии.

Основная идея применения ультразвука в хирургии заключается в сообщении хирургическим инструментам ультразвуковых колебаний, что существенно увеличивает их эффективность, облегчает проведение операций и уменьшает травматические повреждения окружающих тканей. При этом выделяется несколько направлений: ультразвуковое резание мягких ткачей; ультразвуковая резка, сверление, трепанация, сварка и наплавка костной ткани: ультразвуковая эндартерэктомия (проведение восстановительных операций на пораженных атеросклерозом крупных сосудах).

Метод ультразвуковой резки мягких тканей основан на том, что на лезвие режущего инструмента, которому хирургом сообщается поступательное движение, накладываются продольные ультразвуковые колебания с частотой, лежащей в пределах 22 - 44кГц. с амплитудой не более 45мкм. Под действием УЗ-колебаннй. налагаемых на инструмент, скорость относительных продольных перемещении увеличивается, относительно поступательного перемещения лезвия, в несколько раз. При этом, за счет разрушении под воздействием кавитации клеточной структуры прилегающих к лезвия слоев ткани, сухое трение переходит в полусухое или даже жидкостное. Это приводит к существенному уменьшению как нормального, так и тангенциального усилия резания. Ультразвуковые колебания возбуждаются магнитострикторрм и с помощью концентратора передаются к режущему инструменту. Магнитостриктор изготовляют либо из ферритового броневого цилиндрического магнптопровода, в полость которого закладывается обмотка, либо набирается из Ш - образных пластин из никелевого сплава, на центральный стержень которых наматывается обмотка. При перемагннчивании материала возникает явление магнитострикции, вследствие которого продольные размеры стержней колеблются с частотой перемагничивающего тока. Чтобы избежать удвоения частоты механических колебаний сердечник магнитостриктора подмагничивается постоянным током практически до насыщения.