Способ изготовления хирургических инструментов со светодиодным освещением Российский патент 2024 года по МПК A61B1/06 A61B1/32 A61B17/02 

Изобретение относится к медицине, в частности к хирургическим инструментам, и может быть использовано для улучшения освещенности при открытых оперативных вмешательствах в труднодоступных местах грудной и брюшной полостей.

Известен хирургический светодиодный светильник (RU № 188259, опубл. 04.04.2019), содержащий в качестве источников света светодиоды белого света и цветные светодиоды с различным цветом излучения, имеющем тарельчатую форму, включающем горизонтально ориентированную центральную часть и боковую поверхность, образованную расположенными под углом к горизонту и распределенными по периметру центральной части периферийными светодиодными модулями, каждый из которых имеет пластинчатое основание, на котором установлены светодиоды, при этом светильник снабжен системой регулирования, управляющей спектральными характеристиками цветных светодиодов. Техническим результатом полезной модели является обеспечение основного освещения рабочего поля белым светом при возможности создания на нем локальной световой зоны заданного цвета.

Недостатком известной полезной модели является слабая освещенность труднодоступных мест грудной и брюшной полостей.

Известен ретрактор-осветитель (RU № 2286727, опубл. 10.11.2006), включающий держатель, лопатку и блок, содержащий размещенный в корпусе световод и узел фиксации положения световода,

Недостатком данного технического решения являются, во-первых, малая зона освещения. Во-вторых, нецелесообразной фиксацию этого типа осветителей на гибко-упругую рабочую часть хирургических ретракторов.

Известно Почечное зеркало (RU № 193406, опубл. 28.10.2019) содержащее рабочую часть в виде изогнутой лопатки и рукоятку, причем на рукоятке с помощью скоб закреплен двужильный электрический провод, на одном конце которого закреплена светодиодная лента в герметичной силиконовой капсуле, расположенной на передней поверхности изогнутой лопатки, а на втором конце расположен штекер.

Недостатком данного решения является способ фиксации осветительных элементов к светодиодной ленте.

Задачей изобретения является способ позиционирования осветительных элементов на светодиодной ленте и ее фиксации к рабочей поверхности хирургических инструментов.

Технический результат изобретения улучшение освещенности труднодоступных мест брюшной и грудной полостей и исключение зрительного дискомфорта от попадания прямого светового потока в обзор хирурга.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого Способ изготовления хирургических инструментов со светодиодным освещением включающий светодиодную ленту в герметичной силиконовой капсуле, причем вначале на рабочей поверхности инструмента намечают контур крепления силиконовой капсулы в пределах которого производят обработку гладкой поверхности пескоструйным методом до появления шероховатости и, в пределах этого контура, наносят отметки для крепления светодиодной ленты LED ip 20 12 v snd 3014 24 w/m 240 led/m 4000K 10mm к которой подключают питающий провод ПЭЛ 31, покрытый медицинской резиной, после чего светодиодную ленту фиксируют клеем 88 к рабочей поверхности инструмента, затем удаляют все осветительные элементы и обратно припаивают под заранее рассчитанными углами, далее по контуру места фиксации силиконовой капсулы устанавливают стеклянную опалубку с отверстием для питающего провода, на опалубку наносят разделительный слой из парафина, после чего ее заливают силиконом до верхнего уровня и помещают в вакуумную камеру на 5 минут для удаления воздуха, а через 96 часов, после застывания силикона, выполняют контрольную зачистку всей поверхности капсулы и рабочей части инструмента, кроме того, для инструментов, не имеющих площадки для фиксации капсулы вначале изготавливают металлическую мастер-модель наносят на нее разделительный слой из парафина после чего вокруг нее выстраивают стеклянную опалубку и заливают силиконом до верхней границы, через 24 часа разбирают опалубку, полученную силиконовую форму разрезают вдоль на две части и извлекают мастер-модель, далее отпаивают от светодиодной ленты все осветительные элементы и обратно припаивают под заранее рассчитанными углами, затем светодиодную ленту фиксируют к опоре, выполненной из 2-х скоб из медицинской стали диаметром 0.8 см, и помещают в силиконовую форму, обработанную парафином, затем заливают силиконом, через 96 часов, после застывания силикона, удаляют полученную силиконовую капсулу из формы и фиксируют к инструменту контактной сваркой, зачищают все острые грани.

Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является оптимальный, заранее рассчитанный угол фиксации осветительных элементов на светодиодной ленте, их количество и расположение на рабочей поверхности медицинского инструмента, исключающем попадание прямого светового потока в обзор хирурга.

Использование предлагаемого способа позволит изготавливать медицинский инструмент, позволяющий при его использовании улучшить освещенность отлогих, труднодоступных мест грудной и брюшной полостей не только в зонах максимальной освещенности, но и в точках крайнего отдаления, к латеральным границам анатомической области, снизить вероятность возникновения интраоперационных, ятрогенных ошибок, исключить зрительный дискомфорт.

Способ поясняется чертежами:

Фиг. 1 - изображен угол фиксации осветительных элементов к светодиодной ленте, расположенной на рабочей части почечного зеркала.

Фиг. 2 - изображен угол пересечения светового потока и оси операционного действия.

Фиг. 3 - рабочая часть почечного зеркала с намеченными осветительными элементами.

Фиг. 4 - двухмерная виртуальная модель рабочей части почечного зеркала с намеченными осветительными элементами.

Фиг. 5 - рабочая часть почечного зеркала со сфокусированными световыми потоками в заданной точки наилучшего освещения.

Фиг. 6 - виртуальная двухмерная модель рабочей части почечного зеркала со сфокусированными световыми потоками в заданной точки наилучшего освещения.

Фиг. 7 - хирургический инструмент - почечное зеркало со светодиодным осветителем на рабочей части.

Фиг. 8 - изображен угол фиксации осветительных элементов к светодиодной ленте на рабочей части проволочного ретрактора.

Фиг. 9 - металлическая мастер-модель.

Фиг. 10 - хирургический инструмент проволочный ретрактор со светодиодным осветителем на рабочей части.

Способ осуществления изобретения.

Перед началом изготовления изделия выполняется чертеж хирургического инструмента. Полученные данные оцифровываются с помощью компьютерной обработки в программе AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL 2020, тем самым воспроизводится виртуальная двухмерная модель.

Заявленный производителем угол половинной яркости составляет 120 градусов, однако по данным ряда авторов (Рылько, Н. М. Исследование основных параметров искусственного освещения / Н. М. Рылько. - Текст: непосредственный // Молодой ученый. - 2020. - № 31 (321). - С. 7-10. - URL: https://moluch.ru/archive/321/72943/ и Чуракова, Д. К. Исследование характера изменения КСС светодиодов с различными углами излучения / Д. К. Чуракова //. - 2015. - Т. 3, № 3. - С. 64-67. - EDN VCQQHH), зона наилучшего освещения располагается в диапазоне от 45 до 135 градусов, поэтому при проектировании учитывали данный интервал. По всей площади рабочей части хирургического инструмента наносятся осветительные элементы, в местах их будущего расположения. Задается наиболее оптимальная точка на плоскости (зона наилучшего освещения), от которой проводятся перпендикуляры к осветительным элементам соответствующие центральному, наиболее яркому световому пучку и высчитывается угол их фиксации к светодиодной ленте, исключающий пересечение этих пучков с последующими осветительными элементами (Фиг. 1), что позволяет улучшить освещенность труднодоступных мест брюшной и грудной полостей. После чего, удаляются все светодиоды, у которых угол между световым потоком и осью операционного действия более 90 градусов (должна быть перпендикулярна к дну операционной раны по А. Ю. Созон-Ярошевичу (Созон-Ярошевич А.Ю. Анатомо-хирургическое обоснование хирургических доступов к внутренним органам. Л.: Медгиз; 1954. 180 с. ), что исключает зрительный дискомфорт от попадания прямого светового потока в обзор хирурга (Фиг. 2).

Согласно полученному чертежу на рабочей поверхности инструмента намечается контур крепления силиконовой капсулы, в пределах которого производится обработка отполированной, гладкой, блестящей поверхности пескоструйным методом до появления шероховатости для улучшения фиксации, и наносятся отметки для крепления светодиодной ленты (LED ip 20 12 v snd 3014 24 w/m 240 led/m 4000K 10mm). К которой подключается питающий провод (ПЭЛ 31, покрытый медицинской резиной), после чего она фиксируется (клеем 88) к инструменту. Выполняется модернизация светодиодной ленты путем удаления всех осветительных элементов с помощью промышленного фена при температуре в 190 градусов Цельсия и обратного припаивания под заранее рассчитанными углами, согласно полярности. Далее по контуру места фиксации силиконовой капсулы устанавливается стеклянная «опалубка» с отверстием для питающего провода, обрабатывается разделительным слоем из парафина. Следующим этапом получившаяся конструкция заливается силиконом до верхнего уровня «опалубки» и помещается в вакуумную камеру на 5 минут для удаления воздуха. Через 96 часов, после застывания силикона, выполняется контрольная зачистка всей поверхности капсулы и рабочей части инструмента.

Для инструментов, не имеющих площадки фиксации капсулы (например, проволочный ретрактор для отведения сердца), она заготавливается до фиксации к инструменту, для чего изначально изготавливается металлическая мастер-модель (Фиг. 9) на которую наносят разделительный слой из парафина. После чего вокруг нее выстраивается стеклянная опалубка и заливается силиконом до верхней границы. Следующим этапом выполняется подготовка и модернизация светодиодной ленты описанным ранее способом, фиксация питающего провода (ПЭЛ 31). Изготавливается опора из 2-х скоб из нержавеющей стали диаметром 0.8 см путем соединения их между собой контактной сваркой. Далее эта опора обматывается хлопчатобумажной нитью виток к витку (для лучшей фиксации светодиодной ленты и в качестве диэлектрика) и закрепляется по краям светодиодной ленты (клеем 88). Через 24 часа разбирается опалубка, полученная силиконовая форма разрезается на две части и извлекается мастер-модель. Форма обрабатывается 2 слоями парафина с интервалом в 5 мин., после чего помещается в нее заготовленная конструкция, из светодиодной ленты и опоры, и заливается силиконом. Через 96 часов, после застывания силикона, удаляется капсула из формы и фиксируется на хирургический инструмент, используя контактную сварку. Зачищаются все острые грани.

Пример 1.

Для изготовления почечного зеркала со светодиодным освещением изготавливается металлическая основа из медицинской стали. Далее она перемещается на разметочную бумагу и выполняется чертеж, который переносится в программу AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL 2020, тем самым воспроизводится виртуальная двухмерная модель.

По всей площади рабочей части хирургического инструмента наносятся осветительные элементы, в местах их будущего расположения (Фиг. 3 и Фиг. 4). Задается наиболее оптимальная точка на плоскости (зона наилучшего освещения), от которой проводятся перпендикуляры к осветительным элементам соответствующие центральному, наиболее яркому световому пучку и высчитывается угол их фиксации к светодиодной ленте, исключающий пересечение этих пучков с последующими осветительными элементами. После чего, удаляются все светодиоды, у которых угол между световым потоком и осью операционного действия более 90 градусов (Фиг. 5 и Фиг. 6).

Согласно полученному чертежу (Фиг. 1) на рабочей поверхности инструмента намечается контур крепления силиконовой капсулы, в пределах которого производится обработка отполированной, гладкой, блестящей поверхности пескоструйным методом до появления шероховатости для улучшения фиксации, и наносятся отметки для крепления светодиодной ленты (LED ip 20 12 v snd 3014 24 w/m 240 led/m 4000K 10mm). К которой подключается питающий провод (ПЭЛ 31, покрытый медицинской резиной), после чего она фиксируется (клеем 88) к инструменту. Выполняется модернизация светодиодной ленты путем удаления всех осветительных элементов с помощью промышленного фена при температуре в 190 градусов Цельсия и обратного припаивания под заранее рассчитанными углами, согласно полярности. Далее по контуру места фиксации силиконовой капсулы устанавливается стеклянная «опалубка» с отверстием для питающего провода, обрабатывается разделительным слоем из парафина. Следующим этапом получившаяся конструкция заливается силиконом до верхнего уровня «опалубки» и помещается в вакуумную камеру на 5 минут для удаления воздуха. Через 96 часов, после застывания силикона, выполняется контрольная зачистка всей поверхности капсулы и рабочей части инструмента (Фиг. 7).

Пример 2.

Для изготовления проволочного ретрактора со светодиодным освещением изготавливается металлическая основа из медицинской стали с использованием 3D-принтера. Далее она перемещается на разметочную бумагу и выполняется чертеж, который переносится в программу AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL 2020, тем самым воспроизводится виртуальная двухмерная модель (Фиг. 8).

Изначально изготавливается металлическая мастер-модель на которую наносят разделительный слой из парафина (Фиг. 9). После чего вокруг нее выстраивается стеклянная опалубка и заливается силиконом до верхней границы. Следующим этапом выполняется подготовка и модернизация светодиодной ленты описанным ранее способом, фиксация питающего провода (ПЭЛ 31). Изготавливается опора из 2-х скоб из нержавеющей стали диаметром 0.8 см путем соединения их между собой контактной сваркой. Далее эта опора обматывается хлопчатобумажной нитью виток к витку (для лучшей фиксации светодиодной ленты и в качестве диэлектрика) и закрепляется по краям светодиодной ленты (клеем 88). Через 24 часа разбирается опалубка, полученная силиконовая форма разрезается на две части и извлекается мастер-модель. Форма обрабатывается 2 слоями парафина с интервалом в 5 мин., после чего помещается в нее заготовленная конструкция, из светодиодной ленты и опоры, и заливается силиконом. Через 96 часов, после застывания силикона, удаляется капсула из формы и фиксируется на хирургический инструмент, используя контактную сварку. Зачищаются все острые грани (Фиг. 10).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет выработать универсальный метод оптимального позиционирования осветительных элементов на светодиодной ленте и ее размещение на рабочих поверхностях хирургических инструментов, используемых во время оперативного лечения, улучшает освещенность труднодоступных мест грудной и брюшной полостей за счет минимизации потерь светового потока и устраняет зрительный дискомфорт от его прямого попадания в обзор хирурга.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способу изготовления хирургического инструмента со светодиодным освещением. Способ изготовления хирургического инструмента со светодиодным освещением, включающий прикрепление к инструменту светодиодной ленты в герметичной силиконовой капсуле, при котором на рабочей поверхности инструмента намечают контур крепления силиконовой капсулы, в пределах которого производят обработку гладкой поверхности пескоструйным методом до появления шероховатости, и в пределах этого контура наносят отметки для крепления светодиодной ленты LED IP20 12 V SMD 3014 24 W/m 240 LED/m 4000K 10 mm, к которой подключают питающий провод, покрытый медицинской резиной, после чего светодиодную ленту фиксируют клеем к рабочей поверхности инструмента, затем удаляют все осветительные элементы и обратно припаивают под заранее рассчитанными углами, далее по контуру места фиксации силиконовой капсулы устанавливают стеклянную опалубку с отверстием для питающего провода, на опалубку наносят разделительный слой из парафина, после чего ее заливают силиконом до верхнего уровня и помещают в вакуумную камеру на 5 минут для удаления воздуха, а через 96 часов, после застывания силикона, выполняют контрольную зачистку всей поверхности капсулы и рабочей части инструмента. Во втором варианте выполнения способ изготовления хирургического инструмента со светодиодным освещением, включающий прикрепление к инструменту светодиодной ленты в герметичной силиконовой капсуле, при котором изготавливают металлическую мастер-модель, наносят на нее разделительный слой из парафина, после чего вокруг нее выстраивают стеклянную опалубку и заливают силиконом до верхней границы, через 24 часа разбирают опалубку, полученную силиконовую форму разрезают вдоль на две части и извлекают мастер-модель, далее отпаивают от светодиодной ленты все осветительные элементы и обратно припаивают под заранее рассчитанными углами, подключают к светодиодной ленте питающий провод, затем светодиодную ленту фиксируют к опоре, выполненной из двух скоб из медицинской стали диаметром 0.8 см, и помещают в силиконовую форму, обработанную парафином, затем заливают силиконом, через 96 часов, после застывания силикона, удаляют полученную силиконовую капсулу из формы и фиксируют к инструменту контактной сваркой, зачищают все острые грани. Использование изобретений позволяет обеспечить улучшение освещенности труднодоступных мест брюшной и грудной полостей и исключение зрительного дискомфорта от попадания прямого светового потока в обзор хирурга. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ изготовления хирургического инструмента со светодиодным освещением, включающий прикрепление к инструменту светодиодной ленты в герметичной силиконовой капсуле, отличающийся тем, что на рабочей поверхности инструмента намечают контур крепления силиконовой капсулы, в пределах которого производят обработку гладкой поверхности пескоструйным методом до появления шероховатости, и в пределах этого контура наносят отметки для крепления светодиодной ленты LED IP20 12 V SMD 3014 24 W/m 240 LED/m 4000K 10 mm, к которой подключают питающий провод, покрытый медицинской резиной, после чего светодиодную ленту фиксируют клеем к рабочей поверхности инструмента, затем удаляют все осветительные элементы и обратно припаивают под заранее рассчитанными углами, далее по контуру места фиксации силиконовой капсулы устанавливают стеклянную опалубку с отверстием для питающего провода, на опалубку наносят разделительный слой из парафина, после чего ее заливают силиконом до верхнего уровня и помещают в вакуумную камеру на 5 минут для удаления воздуха, а через 96 часов, после застывания силикона, выполняют контрольную зачистку всей поверхности капсулы и рабочей части инструмента.

2. Способ изготовления хирургического инструмента со светодиодным освещением, включающий прикрепление к инструменту светодиодной ленты в герметичной силиконовой капсуле, отличающийся тем, что изготавливают металлическую мастер-модель, наносят на нее разделительный слой из парафина, после чего вокруг нее выстраивают стеклянную опалубку и заливают силиконом до верхней границы, через 24 часа разбирают опалубку, полученную силиконовую форму разрезают вдоль на две части и извлекают мастер-модель, далее отпаивают от светодиодной ленты все осветительные элементы и обратно припаивают под заранее рассчитанными углами, подключают к светодиодной ленте питающий провод, затем светодиодную ленту фиксируют к опоре, выполненной из двух скоб из медицинской стали диаметром 0.8 см, и помещают в силиконовую форму, обработанную парафином, затем заливают силиконом, через 96 часов, после застывания силикона, удаляют полученную силиконовую капсулу из формы и фиксируют к инструменту контактной сваркой, зачищают все острые грани.