Устройство для ультразвуковой хирургии Советский патент 1980 года по МПК A61B17/32 

t

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам.

Известно устройство для ультразвуковой хирургии, которое состоит из 5 генератора колебаний ультразвуковой частоты,усилителя мощности с измерительной схемой в виде компенсационного моста, образованного двумя ветвями, в одной из которых после- tO довательно соединены электроакустический преобразователь и эталонный резистор, в другой - катушка индуктивности с параллельным ей переменным резистором и переменный р еэистор, 5 формирователя, одновибратора, запускаемого формирователем импульсов, схемы совпадения, соединенной с генератором через генератор тока, интегрирующей цепи, аттенюатора, 20 вход которого соединен с эталонным резистором измерительной схемы через последовательно соединенные усилитель и выпрямительный мост, образуюгдие схему стабилизации ампли- 25 туды механических колебаний рабочего инструмента I ,

Однако известное устройство при смене инструмента работает без дополнительной настройки только в 30

том случае, если частота:СОбственных колебаний сменяемого инструмента попадает в полосу захвата смете-. мы автоматической подстройки частоты одного порядка с разбросом собственной частоты колебаний инструментов, образующегося при заточке инструмента перед проведением операции. Следовательно, недостатком такого изобретения является очень узкая полоса частот автоматической настройки прибора. К недостаткам известного устройства следует отнести также отсутствие информации о срыве колебаний инструмента, который происходит из-за того, что под воздействием перегрузки собственная частота колебаний инструмента изменяется так, что вь ходит за пределы полосы удержания системы автоматической подстройки частоты.

Целью изобретения является обеспечение использования рабочих инструментов с различной частотой резонансных колебаний, а также получение информации о нарушении режима работы рабочего инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена схема поиска и запоминания резонансной

частоты установленного рабочего инструмента, вход которой соединен с. выходом интегрирующей цепи, а выход соединен со вторым входом генератора ультразвуковой частоты.

Кроме того,.в устройстве имеется источник звукового сигнала, выполненный в виде генератора звуковых частот и ключевого каскада, вход которого соединен с выходом схемы поиска и запоминания резонанс™ ной частоты.

Кроме того, схема поиска и запомннания резонансной частоты установленного рабочего инструмента выполкека в виде последовательно соединенных дешифратора, детектора, ключевого каскада и истокового повторителя, причем выход ключевого каскада одновременно соединен со входами дополнительно установленных запоминаиего конденсатора и разрядного ключа

На чертеже изображена структурна схема устройства для ультразвуковой хирургии.

Устройство содержит генератор 1 ультразвуковой частоты, усилитель 2 мошности с измерительной схемой в виде компенсационного моста, образованного двумя ветвями, в одной из которых последовательно соединены электроакустический преобразователь

3и эталонный резистор 4, в другой катушка 5 индуктивности с параллельным ей переменным резистором б и переменный резистор 7, Кроме того,, устройство содержит управляемой формирователь 8 импульсов, например дифференциальный усилитель в режиме двухстороннего ограничения, одновибратор 9, запускаег ий другим формирователем 10 импульсов, схему 11 совпадения, соединенную с генератор 1 через генератор 12 тока, и интегрируюшую цепь 13. Аттенюатор 14, включенный выходом к входу усилителя 2, а входом - к выходу генератора 1, усилитель 15 и выпрямительный мост .16 образуют схему стабилизации амплитуды механических колебаний рабочего инструмента. Причем потекциально управляемый вход аттенюатора 14 соединен с этсшонным резистор

4измерительной схемы через последо тельно соединенные усилитель 15 и мост 16. Схема поиска и запоминания резонансной частоты установленного инструмента состоит из последовательно соединенных дешифратора 17, вход которого подсоединен к выходу интегрирующей цепи 13, детектора 18 ключевого каскада 19, составного истокового повторителя 20, выход которого подсоединен ко второму входу генератора 1 и параллельно включенных ко входу истокового повторителя 20 запоминающего конденсатора 21 и разрядного ключа 22.

Кроме того, устройство содержит

источник звукового сигнала, состоящий из последовательно включенных ключевого каскада 23,, вход которого соедикен с вихсдом истокового повторителя и генератора 24 звуковых частот,

Устройство работает следующим ооразом.

При включении генератора 1 его колебания через аттенюатор 14 схемл стабилизации амплитуды попадают на усилитель 2 мощности и далее на из / ерительную схему. Частота генератора 1 выбрана заведомо вьдие частоты электроакустического преобразователя 3 с любым инструментом, на выходе интегрирующей цепи 13 напряжение слежения отсутствует, так как частота генератора находится вне полосы захвата системы автоматической подстройки частоты.

Запоминающий конденсатор 21 начинает заряжаться через каскад 19, разрядный ключ 22 закрыт. Напряжение запоминания конденсатора 21 через истоковый повторитель 20 попадает ка второй управляющий вход генератора 1 и заставляет перестраивать его по частоте в сторону понижения. При совпадении частоты генератора 1 с частотой собственных колебаний акустического узла напря8жен-ие, поступающее с диагЬнали моста на входы формирователя 8 импульсов , соответствует по фазе току возбуждения акустического узла. Прямоугольные импульсы с выхода

5 формирователя 8 поступают на один кй входов схемь 11 совпадения. Кро-ме того, с выхода усилителя 2 мощности напряжение поступает на вход другого формирователя 10, прямоугольные импульсы которого запускают соответствующим фронтом,одновибратор 9 .

Выходные импульсы одновибратора поступают на второй вход схемы 11 совпадения, В схеме совпадения

5 происходит алгебраическое вычитание входных сигналов и на выходе o6jSkзуются импульсы, длительность которых пропорциональна фазовому сдвигу между напряжением и током возбуждеOния акустического узла.

Эти импульсы запускают генератор 12 тока, с выхода которого постоянное напряжение чеоез интегрирующую цепь 13 подается на первый управляю5щий вход генератора 1, и дополнительно перестраивают его частоту до тех пор, пока длительность импульса на вьжоде схемы 11 совпадения не будет М1 нимальной, TjB. будет достигнуто точное совпадение фаз напряжения и

0 тока акустического узла, что соответствует точному совпадению частоты генератора с частотой собственных колебаний акустического узла, т.е, происходит захват частоты.

При этом напряжение на выходе интегрирующей цепи 13 становится минимальным, а частота генератора 1 начинает повьпиаться, что опять приводит к повышению напряжения на выходе интегрирующей цепи и пониже шю частоты генератора 1 до совпадения частот генератора и акустического узла. Происходит релакса1ДИЯ частоты генератора вблизи резонансной частоты акустического узла, сопровождающаяся релаксацией напряжения на выходе интегрирующей цепи. Переменная составляющая этого напряжения поступает на вход дешифрара 17, который через детектор 18 закрывает каскад 19, прекращает заряд конденсатора 21, а следовательно и перестройку частоты генератора

Ток, проходящий по обмотке магнитострикциоиного электроакустического преобразонателя 3, вызывает колебания преобразователя, пропорциональные величине тока. Напряже ше с резистора 4 моста, усиленное усилителем 15, выпрямляется и подается на управляющий вход аттенюатора 14 так, что увеличение тока через преобразователь 3 закрывает аттенюатор 14, Происходит стабилизация тока преобразователя 3,

При перегрузке инструмента напряжение в диагонали моста становится равным нулю (по условиям балансирования ), напряжение на выходе формирователя 8 иг-шульсов отсутствует, что в итоге приводит к исчезновению напряжения на выходе интегрирующей цепи 13. Дешифратор 17 через детектор 18 открывает каскад 19 через который конденсатор 21 заряжается до напряжения источника,Это напряжение через истоковый повторитель включает ключевой каскад 23, к которому подключен источник звукового сигнапа. Звуковой сигнал информирует хирурга о прекращении колебаний инструмента, которые возобновляются после снятия перегрузки и повторного включения генератора.

При выключении генератора запоминающий конденсатор 21 разряжается разрядным ключом 22 и таким образом подготавливает схему к пбвторному включению.

Наличие в устройстве схемы поиска и запоминания резонансной частоты а.; устического узла инструмента расширяет полосу автоматической настройки прибора и обеспечивает непосредственно в ходе операции без подстройки и регулировки смену рабочего инструмента, имеющего широкий разброс по частоте собственных колебаний, и облегчает работу хирурга. Возможность применения рабочего инструмента с более широким разбросом по частоте собственных колебаний упрощает и удешевляет их производство.

Сигнализатст перегрузки своенременно информирует хирурга о срыве колебания инструмента и совместно со схемой поиска и запоминания частоты ускоряет проведение хирургической операции, позволяет вЕЛбрать оптимальный режим работы инструмента„

5

Формула изобретения

1,Устройство для ультразвуковой хирургии, содержащее последовательно соединенные генератор ультразвуковой частоты, схему стабилизации

0 амплитуды механических колебаний рабочего инструмента, измерительную схему, формирователи, одновнбратор, совпадения, генератор тока и интегрирующую цепь, отли5чающееся тем, что, с целью использования рабочих инструментов с различной частотой резонансных колебаний, з него введена схема поиска и запоминания резонансной

D частоты установленного рабочего инструмента, вход которой создинен

с выходом интегрирующей цепИр а выход соединен со втopiым входом генератора ультразвуковой частоты,

5

2,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения информации о нарушении режима работы рабочего инструмента, в нем и;.:еется источник звукового сигнала, выполкенньзй в виде гене0ратора звуковых частот и ключевого каскада,, вход которого соединен

с выходом схеьы поиска и запоминания резонансной частоты,

3,Устр01;ство по п,1, о т л и5чающееся тем, что схема поиска и запоминания резонансной частоты установленного рабочего инструмента выполнена в виде посл€5довательно соединенных дешифратора,

0 детектора, ключевого каскада и истокового повторителя, причем выход ключевого каскада одновременно соединен со входом дополнительно установленных запоминающего конденса5тора и разрядного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР ; 578065, кл, А 61 В 17/32,

0 1976 (прототип).