Ультразвуковая технология (подробнее)

Ультразвуковая технология

Пьезокерамический преобразователь в ручке инструмента преобразует вырабатываемый ультразвуковым генератором электрический сигнал заданной частоты в механические колебания такой же частоты (25, 35 или 55 кГц).
Эти колебания передаются волноводу (рабочей части инструмента), и он колеблется в аксиальном направлении с заданной генератором постоянной частотой. Амплитуда колебаний составляет от 10 до 300 мкм и зависит от типа подключенного инструмента, а также установленного на лицевой панели генератора значения мощности.
Возможна ступенчатая установка - 4 запрограммированные ступени на 20%, 40%, 60% и 80% от максимального значения мощности и плавная установка от 1 до 100% с шагом изменения 3%. Пользователям предлагается несколько видов ультразвуковых систем, предназначенных для применения в различных областях хирургии, и обладающих различными наборами функций:

• 25 кГц - аппарат Sonoca 185 (аппарат для лечения ран и их глубокой бактерицидной очистки)
• 25, 55 кГц - аппарат Sonoca 190 (резка и коагуляция ультразвуком, возможность применять инструменты для лечения ран)
• 25, 35 и 55 кГц - аппарат Sonoca 300 (резка и коагуляция ультразвуком, селективная деструкция опухолевых образований и паренхиматозных органов, лечение ран)
• 25, 35 и 55 кГц - аппарат Sonoca 400 (обладает всеми возможностями аппарата Sonoca 300, дополнительно к ним имеет функцию ультразвуковой липосакции)
• 25 кГц - аппарат Sonoca Lipo (ультразвуковая липосакция, возможность применять инструменты для лечения ран)

Все инструменты многоразового применения, наконечники (волноводы) инструментов изготовлены из легированного титана и имеют большой ресурс использования.
Все функции аппаратов управляются и наблюдаются микропроцессором. Частота, на которой работает инструмент определяется аппаратом и не подлежит изменению. При подключении инструмента аппарат автоматически распознает его и устанавливает базовые значения поддерживаемых инструментом параметров - мощности ультразвука, производительности ирригационного и аспирационного насосов. В процессе работы возможно изменять эти параметры, достигая оптимальных значений для каждого конкретного хирургического вмешательства.

Деструкция ткани

Селективное воздействие ультразвука частотой 25 и 35 кГц базируется на эффекте кавитации:
В жидкости, находящейся в биологических тканях человека, под воздействием ультразвуковых колебаний волновода возникает эффект кавитации, который оказывает селективное разрушающее воздействие на биологическую ткань. При превышении порога возникновения кавитации в жидкости (эквивалентного подаче мощности 30 мВт/мм²), в паренхиматозных тканях образуются газовые микропузырьки, которые лопаются вследствие низкого давления пара в них и подводимой энергии ультразвуковых колебаний (воздействие ультразвукового давления в ограниченном пространстве). Освобождающаяся при этом кинетическая энергия оказывает разрушительное действие на клетки паренхимы. Интенсивность разрушения ткани ультразвуком зависит от частоты и амплитуды подводимых ультразвуковых колебаний. Из-за быстрого рассеивания кавитационной ударной волны и упругого поглощения вибраций волновода участками тканей с более плотной структурой (стенки кровеносных сосудов, нервные волокна, фасции) в них невозможно создать однородное звуковое поле достаточной для их разрушения интенсивности. Это означает, что энергия не проходит в глубь ткани. На этом основан принцип селективного воздействия ультразвука.

Применение ультразвукового диссектора-аспиратора Sonoca в хирургии

В основу работы ультразвукового диссектора-аспиратора положен принцип селективности ультразвука по отношению к паренхиматозной ткани. Под ультразвуковой диссекцией-аспирацией понимают разрушение ткани богатой жидкостью (паренхиматозная ткань) и ее удаление при помощи отсоса. Разрушение происходящее под действием кавитации подача жидкости и аспирация ткани происходят одномоментно, благодаря конструктивной особенности наконечника и аппарата. Ткани обедненные жидкостями (сосуды и нервы) не разрушаются под действием ультразвука. Благодаря этому операции проводятся с минимальной потерей крови, а также с минимальным повреждением здоровой ткани органа. Основные применения ультразвуковой диссекции-аспирации в общей и абдоминальной хирургии (по материалам статей). Возможны и лапароскопические вмешательства.
1. Холецистэктомия; щадящее выделение структур треугольника Калло из жировой ткани.
2. Холецистэктомия; щадящее выделение желчного пузыря из ложа.
3. Резекция печени с минимальной кровопотерей.
4. Ультразвуковая диссекция при хроническом перикардите.
5. Ультразвуковая диссекция щитовидной железы; щадящее выделение N. laryngeus reccurens и сосудов; сохранение функционально важных частей щитовидной железы; уменьшение длительности операции, уменьшение кровопотери.
6. Удаление пищевода, гемиколэктомия, ректопексия при пролапсе выделение сосудисто-нервных пучков.
7. Удаление поджелудочной железы, кисты поджелудочной железы.
8. Применение ультразвуковой диссекции при выделении основания аппендикса; мезентериальных сосудов; при выделении спаек.
9. Абдоминоперинеальная резекция прямой кишки; язвенные колиты.
10. Лапароскопические операции при грыжах и на толстом кишечнике (мукозэктомия при сохранении субмускулярных и субмукозальных слоев)
11. Резекция почек
12. Резекция селезенки
13. Опухоли поджелудочной железы
Использование ультразвуковой кавитации в хирургии (лечения ран при условии использования специальных наконечников)
1. Лечение трофических язв различного генеза и ?диабетической стопы?.
2. Панариции, лимфадениты, маститы.
3. Нагноение послеоперационных ран.
4. Некрэктомия при панкреонекрозах; инфекции брюшной полости
5. Ожоги


Пример операции с применением ультразвукового диссектора 35кГц ? резекция печени:



Ультразвук 35 кГц в нейрохирургии:

Лечение ран

Лечение ран и трофических язв на современном уровне невозможно без применения физических методов воздействия. Одним из таких методов, воздействующим на многие, основные патогенетические звенья гнойно-некротических процессов является низкочастотное ультразвуковое воздействие. Низкочастотная ультразвуковая обработка патологического очага через акустическую среду обладает всеми необходимыми терапевтическими свойствами: механически разрушает некротизированные ткани, дезинтегрирует и инактивирует макромолекулы протеаз на поверхности язв и гнойных ран, разрушает клетки микроорганизмов, кроме этого, улучшает микроциркуляцию посредством микромассажа тканей в зоне воздействия.

Области примения аппаратов с функцией лечения ран (25 кГц) SONOCA 300, SONOCA 400, SONOCA LIPO, SONOCA 185

Область применения	Показания	Рекомендованный инструментарий	Рекомендованные установки
Торакальная хирургия	1.Санация при эмпиеме плевры	Торакоскопический инструмент "двойной шарик"	Max. 10% 1-2 Капли в сек
Общая хирургия	1. Синдром "диабетической стопы" 2.Лимфаденит, мастит 3. Абсцессы и флегмоны мягких тканей. Анаэробные флегмоны 4. Пулевые, минновзрывные ранения 5.Остеомиелиты, оститы, свищевые ходы 6. Вялогранулирующие раны 7. Панкреатит 8. Парапроктит, перипроктит 9. Абсцессы брюшной полости	97-002 97-002 97-002; 97-003 97-003; 97-002 Двойной шарик 170mm 97-003; 97-002 97-002; 97-003 97-002 Длинный лапароскопический ?двойной шарик?	60-80% 60-80% 60-80% 20-80% 20-40% 40-80% 60-80% 20-40% 20-40% 10-80%
Пластическая и реконструктивная хирургия	1.Ожоги 2.Обморожения 3. Подготовка к пластическим операциям	97-003; 97-002 97-002; 97-003 97-003; 97-002	10-80% 80-100%
Гнойная хирургия, сосудистая хирургия. Дерматология. Травматология	1.Трофические артериальные и венозные язвы, пролежни. 2.Осложненные переломы костей, остеомиелиты, гнойные раны	97-002; 97-003; 97-004	60-80% В зависимости от состояния раны, стадии воспаления и т.д.

Пример операции с применением ультразвукового инструмента - ультразвук 25 кГц в комбустиологии

Иссечение и коагуляция

Исссечение и коагуляция ткани ультразвуком -55 кГц происходит за счет трех основных механизмов:
1. Кавитация характеризуется образованием в жидкости микропузырьков, наполненных газом. При разрыве этих пузырьков во внутриклеточной жидкости, происходит разрушение ткани.
2. Механическое разрезание с помощью аксиально направленной вибрации рабочей части инструмента
3. Температурное воздействие. Повышение температуры связано с трением инструмента о ткань. Выделение тепла зависит от частоты колебаний в единицу времени.
При передаче энергии от ультразвукового инструмента в течение долгого времени на один и тот же участок ткани, возникает локальный подъем температуры, ведущий к денатурации белка и, соответственно, к коагуляции. При этом температура может достигать максимально 100 С. Соотношение резания и коагуляции определяется правилом: скорость резания обратно пропорциональна плотности ткани, а коагуляционный эффект обратно пропорционален скорости резания.

Пример операции с применением ультразвуковых ножниц 55 кГц - аппендэктомия

Факторами, определяющими эффективность коагуляции и рассечения являются:

Уровень мощности. Чем больше установленная мощность (и, следовательно, амплитуда), тем более выражен рассекающий эффект, и тем меньше представлен коагулирующий. Чем меньше мощность, тем слабее разрезание и сильнее эффект коагуляции.
Натяжение ткани. Натяжение (тракция) ткани на рабочей поверхности ножа позволяет ускорить рассечение захваченной ткани. Меньшее натяжение усиливает эффект коагуляции.
Поверхность рабочей части. Чистая поверхность бранжи ножниц или крючка позволяет инструменту развивать установленную мощность.
Усилие на рукоятке (опосредованное давление на ткань). Сильное давление увеличивает рассекающую способность и уменьшает коагуляционный эффект. Слабое сжатие рукояток инструмента ослабляет режущее действие и усиливает коагуляционный эффект. Для предотвращения чисто механического иссечения ткани на инструменте ?ультразвуковые ножницы? встроен ограничитель.

Каждый инструмент закодирован на определенную частоту, которая ?узнается? аппаратом, и аппарат автоматически выдает сохраненные в памяти рабочие параметры, используемые при последнем применении инструмента.

Преимущества применения ультразвуковых инструментов

• Селективная и атравматичная деструкция ткани
• Снижение кровопотери при операциях
• Отсутствие дыма
• Эндоскопическая мобилизация органов без легирования
• Надежный гемостаз- ?заваривание? сосудов до 3мм
• Точная глубина разреза
• Выигрыш во времени и удобство в работе
• Воздействие тепла не распространяется в глубину ткани (отсутствие осложнений электрохирургии)
• Отсутствие нейромускулярной стимуляции
• Отсутствие токов через тело пациента

Противопоказания

В настоящее время противопоказания для использования ультразвуковых инструментов неизвестны.
При работе с низкочастотным ультразвуком, воздействие на ткань осуществляется только при прямом контакте рабочей части инструмента с тканью. Даже в этом случае речь идет об акустической (механической) энергии, но, ни в коем случае об электрической энергии. Ультразвуковые ножницы безопасны для персонала операционной и избавляют больного от обычных осложнений характерных для электрохирургии. Ультразвуковые ножницы являются методом выбора при проведении операций у пациентов с ИВР.

Работа ультразвуковыми инструментами

Все инструменты S?ring имеют следующие особенности:

• керамические трансдьюсеры с неограниченным сроком работы
• охлаждения не требуется
• автоклавируемы до 300 раз в автоклаве при 134° C

Графическое изображение принципа селективного воздействия ультразвука на паренхиму:



Управляемый микропроцессором ультразвуковой генератор позволяет создать ультразвуковой сигнал частотой 25 или 35 кГц, который преобразуется (пьезостриктивный принцип) в инструменте в механические колебания. Возникающий при этом эффект кавитации вызывает селективное воздействие на слабые, насыщенные влагой структуры (деструкция) и оставляет не тронутыми ткани, имеющие более плотную коллагеновую структуру (сосуды, нервы, соединительная ткань).

Эффект резки и коагуляции на ультразвуковых ножницах

1. Резка и коагуляция осуществляются следующим образом: - Для активации ножниц используется сдвоенная ножная педаль, красная педаль= 100 % / черная педаль = установленное врачом значение (напр. 50%) 2. Эффекта резки можно усилить натяжением ткани на активированном ноже. 3. Быстрая резка, малый эффект коагуляции достигается при мощности 100% с одновременной усиленной тракцией. - Медленная резка с усиленным эффектом коагуляции достигается при мощности от 60 % с одновременной легкой тракцией. 4. Коагуляционный эффект достигается в случае, если ткань зафиксирована под легким давлением, но тракции не производится. - Необходимый эффект коагуляции достигается при мощности от 40 до 60 % (нажимается черная педаль). - Легкое аксиальное изменение положения инструмента на ткани, увеличивает эффект коагуляции. Коагуляция происходит за счет термического воздействия.
При этом нельзя избежать дополнительно возникающего замедленного режущего эффекта.

Пример эффекта резки и коагуляции на ножницах:



Ткань фиксируется, затем активируется ультразвук. Ткань подвергается тракции. Установка мощности 100%. Активация через красную педаль.

Коагуляционный эффект:



Ткань фиксируется под небольшим давлением, затем активируется ультразвук, ткань не подвергается тракции. Установка мощности 40-60%. Активация через черную педаль. Если коагуляция становится видна, можно перейти в модуль резки (красная педаль), чтобы пересечь ткань.