АППАРАТ ДЛЯ КЛИНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ Российский патент 1996 года по МПК A61B17/22 A61B17/32 

Изобретение относится к медицинской промышленности и может быть использовано в устройствах по восстановлению системы кровообращения при закупорке сосудов, а также в других устройствах, где требуется применение вращающегося инструмента.

Известно устройство для восстановления системы кровообращения при закупорке сосудов, содержащее фрикционный двигатель, выходной вал которого связан с гибким валом, скрепленным с буром. в устройстве предусмотрен контроль числа оборотов двигателя.

Устройство сложно, дорого и не обеспечивает достаточную скорость вращения инструмента, что снижает эффективность его использования и ограничивает его применение.

За прототип выбрана ангиопластическая вращающаяся система для клинических операций, которая содержит цилиндрический корпус, в котором в подвижной капсуле соосно размещены пневмотурбодвигатель с крыльчаткой для привода инструмента и насос для охлаждения и смазки зоны резания. Подвижная капсула в устройстве связана с подвижной рукояткой, которая управляет перемещением инструмента в сосуде пациента и может по ходу операции перемещаться в пределах паза, который выполнен в верхней части корпуса. Инструмент закреплен на гибком валу, который скользит по гайдвайеру. В устройстве средства фиксации гайдвайера перед операцией и средства подачи пневмосигнала на турбодвигатель выполнены независимо.

Таким образом, к недостаткам известного устройства можно прежде всего отнести влияние повышенной вибрации пневмотурбодвигателя на работу инструмента. Это требует вспомогательной защиты от рывков инструмента, которые могут привести к травме тканей.

Используемый пневмотурбодвигатель выполнен на высокоскоростных шариковых подшипниках, которые имеют повышенный износ и недолговечен в работе, а при выходе из строя его элементов или элементов насоса, а также при замене гибкого вала требуется замена капсулы, что дорого и неудобно в эксплуатации.

Кроме того, несогласованность фиксации гайдвайера и подачи пневмосигнала может привести к повреждениям или обрыву гибкого вала или к осложнениям операции. Указанные обстоятельства снижают надежность в работе, удобство в эксплуатации и могут привести к травме тканей.

Целью изобретения является повышение надежности в работе при одновременном повышении удобства в эксплуатации и в исключении травмы тканей.

Это достигается тем, что аппарат для клинических операций снабжен муфтой в виде закрепленной внутри крыльчатки втулки с некругло полостью, в которой с возможностью осевого перемещения размещен ответный полости дополнительный вал, скрепленный с возможностью вращения с насосом, выполненным неподвижным и соединяющим через гибкий вал инструмент с рукояткой, жестко закрепленной на корпусе подвижного насоса, причем управляющий кран снабжен установленными вдоль оси подвижной и неподвижной пластинами с прижимными поверхностями под гайдвайер и двумя ввинченными один в другой винтами, ориентированными перпендикулярно продольной оси в дополнительной неподвижной втулке управляющего крана с возможностью взаимодействия с подвижной пластиной, причем в головке наружнего винта установлен штифт, свободный конец которого размещен в фигурном пазе, выполненном в поворотной втулке управляющего крана.

Кроме того, это достигается тем, что полый вал крыльчатки установлен на воздушных подшипниках, которые образованы установленными на полом валу симметрично с каждой стороны крыльчатки двумя встроенными одна в другую обоймами, в наружных из которых с их внешней стороны установлены герметичные упругие кольца, взаимодействующие с корпусом, между упругими кольцами в наружных обоймах выполнены каналы, сообщенные с каналами сжатого воздуха, которые выполнены во внутренних обоймах, при этом во внутренних обоймах выполнены торцевые и радиальные отверстия, сообщенные с каналами сжатого воздуха внутренних обойм и с зазором у торца крыльчатки. а между корпусом и торцами обойм установлены тарельчатые пружины.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема аппарата; на фиг. 2 - конструкция пневмотурбодвигателя; на фиг. 3 конструкция управляющего втулочного крана; на фиг. 4 конструкция инструмента.

Аппарат предназначен для очистки и восстановления сосудов системы кровообращения и создания для этих целей высокоскоростного вращения инструмента 1 и условий мобильности его положения во время операции с возможностью контроля скорости вращения и подачи охлаждающего и смазывающего раствора к зоне резания.

Он содержит цилиндрический корпус 2, в котором размещен пневмотурбодвигатель 3 с управляющим втулочным краном 4 на входе, насос 5 для охлаждения и смазки зоны резания и проходящий по их оси гайдвайер 6, на который надет наружный гибкий вал 7, скрепленный с инструментом 1. Гибкий вал 7 протянут через катетер 8, который связан с гибким наконечником 9, который связан с корпусом 2. В состав аппарата входит муфта 10 и оптоволоконное контрольное устройство 11.

Пневмотурбодвигатель 3 предназначен для вращения наружнего гибкого вала 7 и связанного с ним инструмента 1 и выполнен на воздушных подшипниках 12 и 13. Корпус 14 пневмотурбодвигателя 3 неподвижно закреплен в корпусе 2 аппарата.

Насос 5 выполнен шестеренным, предназначен для охлаждения и смазки зоны резания и подвижно установлен в корпусе 2, в котором выполнен паз 15. В пазу 15 установлена рукоятка управления 16, которая жестко скреплена с корпусом насоса 5 и перемещается в пределах длины паза 15. которая определяет возможности перемещения наружнего гибкого вала 7 и инструмента 1.

Муфта 10 образована втулкой 17, закрепленной внутри полого вала 18 крыльчатки 19 пневмотурбодвигателя 3 и выполненной с некруглой полостью, и сопряженным с ней валом 20 того же сечения. Один конец вала 20 того же сечения. Один конец вала 20 размещен в полости некруглого сечения втулки 17, а другой конец вала 20 установлен в корпусе насоса 5 на подшипниках 21, а внутри него с помощью цангового зажима 22 закреплен гибкий вал 7.

Управляющий втулочный кран 4 предназначен для сообщения пневмомагистралей питания 23 с пневмотурбодвигателем 3 и выполнен с возможностью фиксации гайдвайера 6 перед подачей пневмосигнала к пневмотурбодвигателю 3. Он содержит поворотную 24 и дополнительную неподвижную 25 втулки и снабжен двумя установленными по оси подвижной пластиной 26 и неподвижной пластиной 27 с прижимными поверхностями соответственно 26', 27' между которыми протянут гайдвайер 6, а также ввинченными один в другой винтами 28 и 29, установленными в неподвижной втулке 25 управляющего втулочного крана 4 перпендикулярно оси с возможностью нажатия внутренним винтом 29 на подвижную пластину 26 и фиксации гайдвайера 6 между пластинами 28 и 27.

В головке наружного винта 28 закреплен штифт 30,свободный конец которого взаимодействует с поверхностью фигурного паза 31, выполненного в поворотной втулке 24. Конфигурация фигурного паза 31 обеспечивает сначала зажатие гайдвайера 6, а затем сообщение пневмомагистралей питания 23 с рабочими пневомагистралями 32.

Пневмотурбодвигатель 3 выполнен на воздушных подшипниках 12 и 13, которые образованы установленными на полом валу 18 симметрично с каждой стороны крыльчатки 19 и встроенными одна в другую обоймами наружными 33 и 34 и внутренними 35 и 36.

В наружных обоймах 333 и 34 с их внешней стороны установлены упругие кольца 37,38,39 и 40, которые отделяют каналы соответственно 41 и 42 от полостей крыльчатки 19. Каналы 41 и 42 сообщены с каналами 43 и 44 внутренних обойм 35 и 36, в которых выполнены радиальные отверстия 45,46,47 и 48 и торцевые отверстия 49 и 50, предназначенные для подачи сжатого воздуха соответственно в рабочие зазоры между полым валом 18 и внутренними обоймами 35 и 36. На торце обойм со стороны корпуса 2 установлены тарельчатые пружины 51 и 52.

Оптоволоконное контрольное устройство 11 образовано контрольными лунками 53 для контроля числа оборотов крыльчатки 19, напротив которых закреплены отражающие и приемные световоды (на чертеже не показаны). Рабочий инструмент 1 выполнен в виде закрепленной на гибком валу 7 проволоки, навитой в форме оливы 54 с абразивным покрытием 56 основание которой охвачено термоусаживающейся трубкой 57 и установлено в катетере 8. Устройство работает следующим образом. Во время операции врач вводит гайдвайер 6 в сосуд пациента, предварительно зафиксировав его. Фиксация гайдвайера 6 производится поворотной втулкой 24 управляющего втулочного крана 4 при ее повороте на угол 60^o, а при дальнейшем повороте на угол 60^o поворотная втулка 24 сообщает магистрали питания 23 с рабочими магистралями 32 пневмотурбодвигателя 3. Это происходит следующим образом. Фигурный паз 31 при повороте поворотной втулки 24 воздействует на свободный конец штифта 30, который при изменении профиля фигурного паза 31 вынужден поворачивать наружный винт 28, установленный в неподвижной втулке 25 и, нажимая на подвижную пластину 26, фиксировать гайдвайер 6, расположенный между прижимными поверхностями 26', 27' соответственно подвижной пластины 26 и неподвижной пластины 28. При дальнейшем повороте втулки 24 предусмотрена подача пневмосигнала на крыльчатку 19. Такая последовательность действий запрограммирована профилем фигурного паза 31 поворотной втулки 24, что необходимо для увеличения удобства эксплуатации, повышения надежности в работе, исключения разрывов и повреждения гибкого вала 7, а также для исключения травмы тканей. После фиксации гайдвайер 6 направляют в место повреждения сосудисто системы, и рабочий инструмент 1, скрепленный с гибким валом 7, скользит по гайдвайеру 6. Смазка и охлаждение зоны резания инструмента 1 производится физиологическим раствором, который подается насосом 5.

После подачи на крыльчатку 19 пневмосигнала она вращается и приводит во вращение втулку 17 с некруглой полостью и размещенный в этой полости вал 20 ответного полости сечения. Гибкий вал 7, зажатый с помощью цангового зажима 22 в отверстии вала 20, приводится во вращение и вращает скрепленный с гибким валом 7 рабочий инструмент 1.

Поступательные перемещения рабочего инструмента 1 в процессе операции выполняются с помощью муфты 10. Для этого рукоятка управления 16, скрепленная с корпусом подвижного насоса 5, перемещается вдоль паза 15 корпуса 2, и вал 20 некруглого сечения вдвигается (или выдвигается) в некруглую полость во втулке 17, обеспечивая поступательные перемещения инструмента через гибки1 вал 7. При этом корпус 14 пневмотурбодвигателя остается неподвижным, что снижает вибрации, передаваемые на инструмент 1 и способствует исключению травмы тканей.

Пневмотурбодвигатель 3 выполнен на воздушных подшипниках 12 и 13, что также исключает рывки инструмента 1, увеличивает долговечность и надежность работы и исключает травму тканей. Сжатый воздух через каналы 41,42,43 и 44 и через радиальные отверстия 45.46.47 и 48 поступает в рабочий зазор крыльчатки 19 между полым валом 18 и внутренними обоймами 35 и 36. В зазоры, образованные торцами обойм 33,34,35 и 36 и торцами крыльчатки 19, сжатый воздух попадает по пневмомагистрали 32. Подпятник надежная опора при осевых нагрузках, образуется подачей сжатого воздуха через торцевые отверстия 49 и 50 на торцы крыльчатки 19. Упругие кольца 37,38,39 и 40 выполняют роль уплотнений и наряду с этим позволяют развивать высокие скорости вращения, поскольку служат амортизаторами. Аналогичную роль, но в осевом направлении выполняют тарельчатые пружины 51 и 52.

Контроль числа оборотов инструмента 1 производится оптоволоконным контрольным устройством 11.

В результате вращения рабочего инструмента 1, выполненного в форме оливы, происходит вырезание закупорки и прочищение сосуда кровеносной системы.

Технико-экономический эффект состоит в увеличении надежности работы аппарата при одновременном повышении удобства эксплуатации и в исключении травмы тканей.

Использование: в хирургии для ангиопластических операций. Сущность изобретения: аппарат для клинических операций содержит цилиндрический корпус 2. по оси которого размещен управляемый втулочным краном 4 неподвижный пневмотурбодвигатель 3 с крыльчаткой 19, скрепленной с полым валом 20, который снабжен оптоволоконным контрольным устройством, насос 5 для охлаждения и смазки зоны резания, гайдвайер 6 с размещенным в катетере 8 наружным гибким валом 7, соединенным с подвижным инструментом 1, который связан с управляющей рукояткой 16, установленной с возможностью перемещения в пазу 15 корпуса 2, муфту 10 в виде закрепленной внутри крыльчатки 19 втулки 17 с некруглой полостью, в которой с возможностью осевого перемещения размещен ответный полости дополнительный вал 20, скрепленный с возможностью вращения с насосом 5, выполненным подвижным и соединяющим через гибкий вал 7 инструмент 1 с рукояткой 16, жестко закрепленной на корпусе подвижного насоса 5, причем втулочный кран 4 снабжен установленными вдоль оси подвижной 26 и неподвижной 27 пластинами с прижимными поверхностями под гайдвайер 6 и двумя ввинченными один в другой винтами 28 и 29, ориентированными перпендикулярно продольной оси в дополнительной неподвижной втулке 25 втулочного крана 4 с возможностью взаимодействия с подвижной пластиной 26, при этом в головке наружного винта 28 установлен штифт 30, свободный конец которого размещен в фигурном пазе 31, выполненном в поворотной втулке 24 втулочного крана 4. Такая конструкция позволяет увеличить надежность работы, удобство эксплуатации и исключить травму тканей. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Аппарат для клинических операций, содержащий цилиндрический корпус, по оси которого размещен управляемый втулочным краном неподвижный пневмотурбодвигатель с крыльчаткой, скрепленный с полым валом, который снабжен оптоволоконным контрольным устройством, насос для охлаждения и смазки резания, гайдвайер с размещенным в катетере наружным гибким валом, соединенным с подвижным инструментом, который связан с управляющей рукояткой, установленной с возможностью перемещения в пазу корпуса, отличающийся тем, что он снабжен муфтой в виде закрепленной внутри крыльчатки втулки с некруглой полостью, в которой с возможностью осевого перемещения размещен ответный полости дополнительный вал, скрепленный с возможностью вращения с насосом, выполненным подвижным и соединяющим через гибкий вал инструмент с рукояткой, жестко закрепленной на корпусе подвижного насоса, причем управляющий кран снабжен установленными оси подвижной и неподвижной пластинами с прижимными поверхностями под гайдвайер и двумя ввинченными один в другой винтами, ориентированными перпендикулярно продольной оси в дополнительной неподвижной втулке управляющего крана с возможностью взаимодействия с подвижной пластиной, причем в головке наружного винта установлен штифт, свободный конец которого размещен в фигурном пазу, выполненном в поворотной втулке управляющего крана. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что полый вал крыльчатки установлен на воздушных подшипниках, которые образованы установленными на полом валу симметрично с каждой стороны крыльчатки двумя встроенными одна в другую обоймами, в наружной из которых с внешней стороны установлены герметизирующие упругие кольца, взаимодействующие с корпусом, между наружными кольцами в наружных обоймах выполнены каналы, сообщенные с каналами сжатого воздуха, которые выполнены во внутренних обоймах, при этом во внутренних обоймах выполнены торцевые и радиальные отверстия, сообщенные с каналами сжатого воздуха внутренних обойм и с зазором у торца крыльчатки, а между корпусом и торцами обойм установлены тарельчатые пружины.