СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ ПОРАЖЕННОГО УЧАСТКА ТКАНИ ПРИ ХИРУРГИЧЕСКОМ ВМЕШАТЕЛЬСТВЕ Российский патент 1994 года по МПК A61B17/36 G01N33/483 

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургии, и позволяет при хирургическом вмешательстве оперативно определить ареал и границы расположения различающихся по функциональным свойствам визуально внешне одинаковых биологических тканей.

Известно (1), что биологически здоровые и пораженные ткани, например, опухолевыми процессами, различаются по своему составу содержанием жидкости. Установлено (2) также, что время замерзания здоровой и пораженной опухолью клетки ткани различаются от 4 до 30 раз. Причем, при замораживании ткани опухолевые клетки промерзают более медленно.

Известен способ (3) рассечения биологических тканей криотермокоагулатомом, по которому биологическую ткань сначала замораживают до потеpи чувствительности, а затем рассекают разогретым ножом.

Указанный способ, принятый за прототип, позволяет обеспечить атравматичность, анестезию, гемостатический эффект, но не позволяет идентифицировать границы расположения здоровой и пораженной ткани, что на практике приводит к избыточному удалению ткани для достижения надежного клинического эффекта. Однако, такая практика не всегда оправдана, так как способствует нанесению избыточной травмы и увеличению частоты осложнений.

Цель изобретения - повышение точности способа, а также снижение травматичности за счет уменьшения объема удаляемой ткани.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения границы пораженного участка ткани при хирургическом вмешательстве, включающем рассечение ткани в результате непрерывного циклического воздействия дозированных охлаждений и нагревания, циклическое воздействие осуществляют рабочей кромкой ножа, при этом рассекаемую ткань охлаждают до ее сопротивления 2-3 МОм, а затем, не отрывая рабочей кромки ножа от ткани, разогревают ткань до температуры не менее 400^оС, одновременно с охлаждением регистрируют время промерзания ткани и при изменении его более, чем на 15% между двумя ближайшими циклами, определяют границу зоны пораженного участка.

Таким образом, определение границы пораженного участка тканей, например, наличие опухолевых областей, производится в процессе операции путем измерения времени замораживания ткани в конкретном месте до строго определенного сопротивления, причем при прохождении областей ткани, пораженных опухолями, время промораживания таких тканей существенно увеличивается, о чем хирург получает визуальный и (или) звуковой сигналы. Такой звуковой сигнал (с частотой 100 Гц) вырабатывается устройством0 реализующим способ, при переходе через границы ареала расположения опухолей.

Предложенный способ реализуется с помощью приведенного в заявке устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего заявленный способ.

Устройство содержит электронож 1, соединенный с вторичной обмоткой трансформатора 2, первичная обмотка которого через управляемый ключ 3 (семистор) соединена с источником питания. Выход генератора 4 соединен через стабилизатор 5 со средним выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и через тело пациента с иглой 6, выход которой соединен с входом детектора 7, вход которого через кнопку 8 соединен с выходом стабилизатора 5, который дополнительно через кнопку 9 соединен с входом триггера 10 Шмитта, выходом детектора 7, входом омметра 11, входом первого 12 и второго 13 компараторов, выходы которых соответственно соединены с входами первого элемента И 14, выход которого соединен с входом первого инвертора 15 и первым входом второго элемента И 16, второй вход элемента И 16 соединен с выходом триггера 10 Шмитта, а выход элемента И 16 соединен с входом управления управляемого ключа 3. Выход первого элемента И 14 соединен с первым входом третьего элемента И 17 и непосредственно с входом первого формирователя 18 коротких импульсов и через второй инвертор 19 с входом второго формирователя 20 коротких импульсов. Выход первого инвертора 15 соединен с первым входом четвертого элемента И 21, вторые входы элементов И 17 и И 21 соединены с выходом стабилизатора 5 и первым входом пятого элемента И 22, выход которого соединен с сигнальным индикатором 23. Выход первого формирователя 18 коротких импульсов через первый элемент 24 задержки соединен с входом R первого счетчика 25, информационные выходы которого через первый регистр 26 соединены со входами первого индикатора 27, при этом выход переполнения счетчика 25 соединен с третьим входом второго элемента И 16. Выход третьего элемента И 17 соединен со счетным входом первого счетчика 25, а выход четвертого элемента И 21 соединен со счетным входом второго счетчика 28, информационные выходы которого соединены через второй регистр 29 соответственно с входами третьего регистра 30, второго индикатора 31 и первыми входами блока 32 сравнения, вторые входы которого соединены с выходами третьего регистра 30, третий выход блока 32 сравнения соединен с вторым входом пятого элемента И 22. Выход первого формирователя 18 коротких импульсов соединен со входом запись первого регистра 26, выход второго формирователя 20 коротких импульсов соединен непосредственно с входом С третьего регистра 30 и, через последовательно включенные второй 33 и третий 34 элементы задержки, со входом R второго счетчика 28, а выход второго элемента 33 задержки дополнительно соединен с входом записи второго регистра 29.

Заявленный способ приведенным выше устройством осуществляется следующим образом.

В мягкие ткани пациента вводят иглу 6, приставляют охлажденный нож к кожному покрову и выдерживают в течение 15-20 секунд. При этом область контакта ножа и ткани охлаждается до потери чувствительности, после чего замыкают на короткое время кнопку 9, расположенную на рукоятке ножа (см. прототип). При этом срабатывает триггер 10 Шмитта и через второй элемент И 16 сигнал поступает на ключ 3, включается трансформатор 2 и начинает нагрев ножа 1. Нож за короткое время нагревается до температуры 400-800^оС и прожигает кожный покров. Как только кожный покров разрушится возникает прохождение электрического сигнала между ножом 1 и иглой 6.

Эквивалентное электрическое сопротивление тканей пациента на чертеже обозначено Rx. Электрический сигнал, поступающий от генератора 4 и стабилизированный по амплитуде стабилизатором 5 через иглу 6 поступает на вход детектора 7, который выделяет из переменного сигнала постоянную составляющую, зависящую от электрического сопротивления тканей. Электрический сигнал на выходе детектора 7 отражает состояние ткани. Если ткань не охлаждена, то ее сопротивление мало и величина напряжения первого 12 и второго 13 компараторов на входе максимальна. Когда ткань проморожена, ее сопротивление оказывается равным 2-3 МОм, входной сигнал на входах компараторов невелик. Компараторы настраиваются с помощью омметра 11 и переменных резисторов R1 и R2 по уровню замораживания ткани. Первый компаратор включается, как только сигнал превысит определенный уровень и выключается, когда сигнал опускается еще ниже, второй компаратор включается, как только превысит второй (ниже первого) уровень. Общий алгоритм работы компараторов 12, 13 настроен так, как он описывается таблицей:
Режим Компл. 1 Компл. 2
Охлажд. Включ. Выключ.

Работа Выключ. Выключ.

Промеж. Включ. Включ.

Как только ткань будет заморожена до температуры, например, -10^оС, электрическое сопротивление этого участка, образованного цепью нож - рассеченный участок ткани - игла, становится равным 2-2,5 МОм, электросигнал на входах первого и второго компараторов падает настолько, что они оба выключаются, на выходе элемента И 14 появляется положительный потенциал, который через второй элемент И 15 открывает ключ 3 (семистор), подключая трансформатор 2 к сети переменного тока. При включении трансформатора ток, протекая по рабочей кромке ножа 1, разогревает нож и рассекает ткань, которая при этом резко снижает свое переходное электрическое сопротивление, включается первый, а затем второй компаратор и нагрев ножа прекращается. На выходе элемента И 14 формируются два временных интервала, а именно - время, на которое включен нож, и время между интервалами от включения к включению.

Время включенного состояния ножа измеряется счетчиком 25 с помощью элемента И 17, формирователя 18 коротких импульсов, блока 24 задержки, регистра 26 и индикатора 27. При этом, если время включения ножа 1 будет очень большим, то счетчик 25 переполняется и с помощью элемента И 16 выключается ключ 3 и прекращается нагрев ножа 1. Время паузы между включениями ножа 1 фиксируется счетчиком 28 с помощью инвертора 15, элемента И 21, регистра 29 и индикатора 31. С помощью второго инвертора 19, формирователя 20 коротких импульсов и последовательно включенных двух блоков 33, 34 задержки ранее записанное в регистр 29 переписывается в третий регистр 30 и сравнивается с предыдущим значением, а при их отличии блок 32 сравнения выдает звуковой сигнал. Для регулировки момента срабатывания компараторов нажимается кнопка 8, при этом омметр 11 градуируется в омах в первом положении переключателя П1, в мегомах во втором положении переключателя П1 и с помощью регуляторов напряжения смещения R1 и R2 устанавливаются моменты срабатывания первого 12 и второго 13 компараторов.

Таким образом, предложенная структура устройства реализует заявленный способ и по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: позволяет в ходе хирургической операции по времени замораживания ткани до строго определенного уровня определить границы пораженных рядом расположенных, рассекаемых участков ткани.

(56) Вестник хир. им. Грекова, 1989, т. 142, N 3, с. 103-104.

Использование: медицина, хирургия, определение при хирургическом вмешательстве ареала и границы расположения, различающихся по функциональным свойствам. Цель изобретения - снижение травматизации органов и тканей за счет определения границ расположения пораженной и минимального объема удаляемой ткани. Сущность изобретения: рассеченную ткань в месте контакта с ножом охлаждают и измеряют переходное электросопротивление ткани, по достижении определенных значений которого периодически включают и затем выключают нагрев ножа, производят измерение времени охлаждения заведомо здоровых участков ткани и время охлаждения в каждом из циклов рассечения ткани, сравнивают полученные временные значения и при резком их изменении фиксируют место функционального состояния биологической ткани. 1 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ ПОРАЖЕННОГО УЧАСТКА ТКАНИ ПРИ ХИРУРГИЧЕСКОМ ВМЕШАТЕЛЬСТВЕ, включающий рассечение ткани в результате непрерывного циклического воздействия дозированных охлаждения и нагревания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, а также снижения его травматичности за счет уменьшения объема удаляемой ткани, циклическое воздействие осуществляют рабочей кромкой ножа, при этом рассекаемую ткань охлаждают до ее сопротивления 2 - 3 МОм, а затем, не отрывая рабочей кромки от ткани, разогревают ее до температуры не менее 400^oС, одновременно с охлаждением регистрируют время промерзания ткани и при изменении его более чем на 15% между двумя ближайшими циклами определяют границу зоны пораженного участка.