Излучатель микроволнового скальпеля Советский патент 1991 года по МПК A61B18/18 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам, и может быть использовано в хирургии для резекции мягких тканей, в том числе паренхиматозных (печень, селезенка и т.д.), с одновременной коагуляцией краев разреза ткани с целью уменьшения потери крови.

Цель изобретения - увеличение эффективности передачи микроволновой энергии в ткань.

На фиг.1 схематически изображен общий вид одного из вариантов излучателя микроволнового скальпеля; нафиг.2-тоже, вид излучателя с частичным вырезом; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - поперечный срез излучателя в увеличенном масштабе.

Излучатель микроволнового скальпеля представляет собой отрезок полосковой симметричной линии передачи, внешние металлические проводники 1 и 2 и диэлектрик 3 которой выполнены в виде пластин. Край пластин параллелен наружному краю

внутреннего проводника 4 и отстоит от последнего на расстояние, равное ширине внутреннего проводника, которая составляет в данном случае 2 мм. Внутренний проводник 4 изогнут в виде дуги с параллельными концами 5, соединенными один - с СВЧ генератором, другой - с согласованной балластной нагрузкой (на фиг.1 не показано). Участок внутреннего проводника, частично включающий изгиб, а также часть одного из прямолинейных концов расширены в сторону ближнего края диэлектрика. При этом край линии в месте расширения внутреннего проводника имеет двухсторонний срез под углом о. не менее 15° и не более 25° (например, 20°) к плоскости симметрии излучателя до обнажения края внутреннего проводника, выполненного в виде режущей кромки 6 так, что отношение ширины а внутреннего проводника в месте среза к толщине b диэлектрика равно

а (1 +И . с

b 2 tg a b

С/)

С

о о ю ел ю

где с - ширина режущей кромки, равная 0,5 -1,0 мм;

k 0,3-0,5.

В частности ширина с может быть равна 0,7 мм, вся ширина а внутреннего проводника в месте среза - 4,5 мм, ширина его части d, не выступающая за края внешних проводников, - 1,1 мм, толщина b диэлектрика, выполненного из керамики, - 2 мм.

Двухсторонний срез края линии в месте расширения внутреннего проводника увеличивает эффективность передачи микроволновой энергии в ткань и позволяет коагулировать оба края разреза. При этом срез под углом а менее 15° ухудшает диаграмму направленности излучателя и умень- шает эффективность передачи микроволновой энергии в ткань. Увеличение угла среза более 25° ухудшает режущие свойства скальпеля и эффективность передачи микроволновой энергии из-за плохого прилегания разрезаемой ткани к срезанному краю излучателя.

Экспериментально установлено, что при k менее 0,3 ухудшается согласование волновых сопротивлений излучателя и подводящей линии, а при k более 0,5 уменьшается коэффициент передачи микроволновой энергии в ткань.

Увеличение эффективности передачи микроволновой энергии в ткань достигается также тем, что в излучателе микроволнового скальпеля, выполненного в виде отрезка заполненной диэлектриком закрытой линии передачи, частично открытой за счет среза, с внутренним проводником, изогнутым в виде дуги с параллельными концами, соединенными один - с СВЧ генератором, а другой - с согласованной балластной нагрузкой, длина режущей кромки внутреннего проводника - не менее четверти и не более одной с половиной длины волны в разрезаемой ткани, а расстояние между параллельными концами внутреннего проводника - не менее одной и не более двух ширин проводника.

Длина режущей кромки внутреннего проводника может, например, составлять 17 мм, что равно длине волны в ткани печени при частоте 2450 МГц. Расстояние между параллельными концами внутреннего проводника I составляет 3 мм. что равно 1,5 ширины внутреннего проводника.

Как показывают проведенные экспериментальные исследования, уменьшение длины режущей кромки менее четверти длины волны в разрезаемой ткани существенно уменьшает коэффициент передачи микроволновой энергии в ткань. Увеличение длины режущей кромки более одной с

половиной длины волны в ткани ведет к усилению излучения в окружающее пространство при работе скальпеля из-за неполного погружения режущей кромки в ткань.

Сокращение расстояния между параллельными концами внутреннего проводника менее одной ширины проводника ведет к уменьшению коэффициента передачи микроволновой энергии в разрезаемую ткань и

увеличению потерь энергии в излучателе из- за усиления взаимосвязи между проводниками. Увеличение расстояния между параллельными концами внутреннего проводника более двух ширин проводника ведет к неоправданному увеличению ширины излучателя, что создает трудности в работе с микроволновым скальпелем при проведении криволинейных разрезов.

Излучатель микроволнового скальпеля

работает следующим образом.

При погружении в ткань, часть СВЧ энергии, проходящей через полосковую линию от генератора в согласованную нагрузку, передается в ткань по обе стороны от

режущей кромки в области, прилегающей к плоскостям среза. Нагрев ткани приводит к ее коагуляции с двух сторон разреза и остановке кровотечения.

Формула изобретения

Излучатель микроволнового скальпеля, выполненный в виде отрезка заполненной диэлектриком закрытой линии передачи, частично открытой за счет среза, с внутренним проводником, изогнутым в виде дуги с

параллельными концами, один из которых соединен с СВЧ-генератором, а другой - с согласованной балластной нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности передачи микроволновой

энергии в ткань, линия передачи выполнена в виде отрезка полосковой симметричной линии передачи, внешние проводники и диэлектрик которой представляют собой пластины, край которых параллелен наружному

краю внутреннего проводника, являющегося режущим лезвием, и отстоит от последнего на расстояние не менее ширины внутреннего проводника, причем проводник имеет участок частично или полностью

включающий изгиб, а также часть одного из прямолинейных концов, расширенный в сторону ближнего края диэлектрика, при этом край линии в месте расширения внутреннего проводника имеет двусторонний

срез под углом а не менее 15° и не более 25° к плоскости симметрии излучателя до обнажения края внутреннего проводника, выполненного в виде режущей кромки так, что отношение ширины а внутреннего проводника в месте среза к толщине b диэлектрика равно

причем длина режущей кромки внутреннего . проводника равна не менее четверти и не более одной с половиной длины волны в разрезаемой ткани, а расстояние между па- где с - ширина режущей кромки, равная 0,5 5 раллельными концами внутреннего провод- -1,0мм; ника составляет не менее одной и не более

к 0,3 - 0,5,двух ширин этого проводника.

а(1 +k) с b 2 tg a b

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургии для резекции мягких тканей с одновременной коагуляцией краев разреза. Цель изобретения - увеличение эффективности передачи микроволновой энергии в ткань. Излучатель выполнен в виде симметричной линии передачи, край которой имеет двухсторонний срез под углом не менее 15 и не более 25° к плоскости симметрии излучателя до обнажения края внутреннего проводника, выполненного в виде режущей кромки. Использование предлагаемого излучателя позволит проводить коагуляцию двух краев разрезаемой ткани при большей эффективности передачи микроволновой энергии в ткань. 4 ил.

d)U2.3

./i--5

fJ-5

Фиг. 2