Фізичні основи застосуванняультразвуку в хірургії

Основні сфери застосування ультразвуку в хірургії. Ультразвукова діагностика та інструменти. Ультразвуковий комплекс для лапароскопії. Методи хірургічного впливу із застосуванням електрокоагуляційної, лазерної, кріогенної та ультразвукової техніки.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено наhttp://www.allbest.ru/

ДБОУ ВПО «ІЖЕВСЬКА ДЕРЖАВНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ»

МІНІСТЕРСТВА ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я Україна

КАФЕДРА МЕДБІОФІЗИКИ, ІНФОРМАТИКИ, ЕКОНОМІКИ

ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ЗАСТОСУВАННЯ УЛЬТРАЗВУКУ В ХІРУРГІЇ

студентка 1 курсу 103 гр. пед. ф-та Фазулліна А.І.

ст. викладач Рябчикова М.С.

Основні сфери застосування ультразвуку в хірургії

Ультразвуковий комплекс для лапароскопії

Бактерицидні властивості ультразвуку

Мета роботи: виявити основні сфери застосування ультразвуку в оперативній хірургії.

розкрити поняття ультразвуку, ультразвукова діагностика;

встановити фізичні засади застосування ультразвуку;

роль ультразвуку у хірургії.

Актуальність теми: сьогодні ультразвук з успіхом застосовується у низці областей медицини і в першу чергу для лікувальних цілей у терапії, у діагностиці різних захворювань, у хірургічній практиці. За допомогою ультразвуку стерилізують рідини, миють та дезінфікують хірургічні інструменти, руки хірурга, виробляють диспергування та інгаляцію. Використання ультразвуку в медицині ґрунтується на фізичних явищах, що відбуваються в біологічних тканинах: церізне поглинання ультразвуку тканинами, що відрізняються внутрішньою будовою, відображення ультразвукових коливань при переході середовищ різної щільності, утворення під дією ультразвуку тепла в тканинах (збудження в них коливань, розвиток різних потоків біологічних рідин тощо).

Спроби використання ультразвуку з метою медичної діагностики призвели до появи в 1937 одномірної ехоенцефалографії. Однак лише на початку п'ятдесятих років вдалося отримати ультразвукове зображення внутрішніх органів та тканин людини. З цього моменту ультразвукова діагностика стала широко застосовуватися у променевій діагностиці багатьох захворювань та ушкоджень внутрішніх органів.

Основна ідея застосування ультразвуку в хірургії полягає у повідомленні хірургічним інструментам ультразвукових коливань, що суттєво збільшує їх ефективність, полегшує проведення операцій та зменшує травматичні ушкодження навколишніх тканин. У цьому виділяється кілька напрямів: ультразвукове різання м'яких ткачів; ультразвукове різання, свердління, трепанація, зварювання та наплавлення кісткової тканини: ультразвукова ендартеректомія (проведення відновлювальних операцій на уражених атеросклерозом великих судинах).

Можна виділити дві основні сфери використання ультразвуку в оперативній хірургії. Це інструментальна ультразвукова хірургія та локальні руйнування у глибині тканин за допомогою фокусованого ультразвуку.

За останні роки в практику стали широко впроваджуватися фізичні методи хірургічного впливу із застосуванням електрокоагуляційної, лазерної, кріогенної та ультразвукової техніки.

Робоча частина ультразвукового хірургічного ножа має традиційну форму леза скальпеля, з'єднаного хвилеводом з магнітострикційним абоп'єзокерамічним перетворювачем. Робоча частина може мати й іншу форму відповідно до вимог виконуваної операції. Амплітуда коливань ріжучої кромки, залежно від поставленої задачі, може бути змінена від 1 до 350 мкм, а частота вибирається в діапазоні від 20 до 100 кГц. Як відомо, тертя спокою більше, ніж тертя ковзання, тому тертя між двома поверхнями зменшується, якщо одна з них здійснює коливальні рухи. Саме тому робота з ультразвуковими інструментами вимагає від хірурга менших зусиль.

Характер руйнування тканин під дією ультразвукового хірургічного інструменту залежить від будови його робочої частини, амплітуди та напряму коливання. Залежить він і від в'язкопружних властивостей та однорідності тканини. ультразвук хірургія діагностика техніка

При розсіченні м'яких тканин ультразвуковим ножем, лезо якого здійснює поздовжні ультразвукові коливання, взаємодіє з тканиною лише кромка леза, забезпечуючи процес мікрорізання, що істотно посилює ріжучі властивості інструменту. Крім того, у кромки леза інструменту, що коливається, виділяється теплота, локально підвищує температуру тканини і обумовлює гемостатичний ефект в результаті термокоагуляції крові.

Так, застосування ультразвукового скальпеля, амплітуда коливань кромки якого лежить в інтервалі 15. 20 мкм при частоті 44 кГц, в 6-8 разів зменшує кровотечу з дрібних і середніх судин, в 4-6 разів знижує зусилля різання, а також суттєво полегшує строго поділ шкіри, підшкірної жирової клітковини та рубцезміненого хряща. Очевидно, що якщо на інструмент накладені лише поздовжні коливання, його вплив на стінки ранового каналу мінімально.

Для руйнування деяких патологічних утворень використовуютьСпеціальні хвилеводи - дезінтегратори, робочий кінець яких, крім поздовжніх, робить і поперечні коливання. Такі інструменти істотно впливають на навколишні тканини і в міру введення інструменту руйнують їх.

Ультразвукові інструменти мають явні переваги перед електро- або кріохірургічними, тому що не прилипають до тканини і поверхні ранового каналу і не викликають додаткових травм. Ультразвуковий скальпель не поступається часом і лазерному хірургічному інструменту, оскільки, відчуваючи опір тканини під час операції, хірург краще контролює процес її розсічення.

Залежно від поставленого завдання ультразвукові інструменти можуть мати різні розміри і форму.

Щодо операцій, що проводяться на черевній порожнині пацієнта, ефективність досягається завдяки застосуванню методів лапароскопічної (від грец. lapara - пах, черево і skopeo - дивлюся) хірургії. Для лапароскопічних операцій використовуються лапароскоп та спеціальні інструменти, які вводяться по троакар через окремі мініатюрні проколи (не більше 1 см) в черевній порожнині. Невеликі проколи, які виробляються при лапароскопічних хірургічних втручаннях, практично не травмують м'язову тканину.

Однією з основних та найбільш важливою частиною ультразвукового комплексу для лапароскопії є ультразвукова коливальна система (УЗКС), що перетворює електричні коливання ультразвукової частоти на механічні. Від того, наскільки ефективно вона здійснює свою функцію, залежать такі експлуатаційні параметри апарату як: максимальна амплітуда ультразвукових коливань, допустимий час безперервної роботи, розігрів коливальної системи та робочих інструментів.

Коливальна система, як правило, будується занапівхвильової конструктивної схеми, що поєднує в собі електроакустичний перетворювач (п'єзоелектричний) та концентратор.

Для здійснення ультразвукового різання та коагуляції необхідною та достатньою умовою є досягнення амплітуди коливань близько 150 мкм. На жаль, за такого значення амплітуди коливань велика ймовірність виникнення згинальних коливань. У цьому спостерігається руйнація робочого інструмента.

Для виконання різноманітних лапароскопічних операцій застосовується кілька змінних робочих інструментів (до 10 шт.), які відрізняються довжиною, діаметром і формою закінчень. Довжина всіх змінних робочих інструментів вибиралася з умов забезпечення кратності половині довжини хвилі поздовжніх ультразвукових коливань у матеріалі інструменту.

Бактерицидний ефект дозволяє використовувати просту та оригінальну методику самостерилізації хірургічного інструменту. Робочу частину інструменту опускають у розчин дезінфектанту та включають генератор. Ультразвукові коливання викликають інтенсивні мікротечі рідини поблизу інструменту, що очищають його поверхню. Крім того, збільшуючи проникність мембран клітин хвороботворних бактерій по відношенню до дезінфікуючої речовини, ультразвук підвищує ефективність його дії, що дозволяє в 10-100 разів знизити концентрацію цієї речовини в розчині. Якщо, наприклад, лезо ультразвукового скальпеля занурити в бульйон зі стандартною культурою гемолітичного плазмокоагулюючого стафілококу, після цього включений інструмент піддати двохвилинної самостерилізації в розведеному (0,025. 0,5%) розчині діоциду, вимкнути його і привести в соприк виросли мікробних колоній виявиться тим меншим, чим вище була амплітуда коливаньінструменту

На практиці для стерилізації ультразвуковий інструмент, що коливається з максимальною амплітудою, опускають на кілька секунд у посудину з будь-яким розчином дезінфікуючим, наприклад, перикиси водню.

В даний час ультразвуковий метод знайшов широке діагностичне застосування та став невід'ємною частиною клінічного обстеження хворих. За абсолютним числом ультразвукові дослідження в щільну наблизилися до рентгенологічних. Одночасно суттєво розширилися й межі використання ехографії. По-перше, вона стала застосовується для дослідження тих об'єктів, які раніше вважалися недоступними для ультразвукової оцінки (легкі, шлунок, кишечник, скелет), тому в даний час практично всі органи та анатомічні структури можуть бути вивчені сонографічно. По-друге, у практику увійшли интракорпоральные дослідження, здійснювані введенням спеціальних мікродатчиків у різні порожнини організму через природні отвори, пункційним шляхом у судини і серце чи через операційні рани. Цим було досягнуто значного підвищення точності ультразвукової діагностики. По-третє, з'явилися нові напрямки використання ультразвукового методу. Поряд із звичайними плановими дослідженнями, він широко застосовується з метою невідкладної діагностики, моніторингу, скринінгу, контролю за виконанням діагностичних і лікувальних пункцій.

Ультразвук- звукові хвилі мають частоту вище сприймаються людським вухом, як правило, під ультразвуком розуміють частоти вище 20 000 Герц.

Ультразвукова діагностика-метод дослідження людських органів, заснований на здатності ультразвукових хвиль проникати крізь тканини, показуючи картину стану організму на екрані.