Введение к работе
Актуальность работа. Одной из важнейших проблем в хирургии является остановка кровотечения при проведении операций. Возникающее при рассечении живых тканей кровотечение ухудшает обзор операционного поля, снижает точность в работе хирурга и часто, вынуждает прибегать к сложным и ненрямнм мэтодам хирургических вмешательств. Обширное кровотечение может привести к серьезному обескровливанию организма и даже смерти. Установлено, что примерно 85$ времени, затрачиваемого на операцию, уходит на борьбу с кровотечением. Особенно остро стоит эта задача при рассечении тканей, содержащих большое количество кровеносных сосудов, таких кав печень, селезенка, почка, легкие. Достижение гемостаза (остановки кровотечения) в них весьма затруднительно без применения. специальных средств, а такой оргш, как селезенка, даже при незначительных повреждениях приходится; удалять ввиду невозможности остановки кровотечения.
В настоящее время с цельв уменьшения кровопотери при проведении хирургических операций используют целый ряд технических средств: электрокоагуляция, криохирургия, ультразвуковой и лазерный скальпели. Однако они имеют ряд недостатков. Основным недостатком при электроноагудяции а в криохирургии являются значительная глубина омертвления ткани и невозможность контроля за ней во время операций. Применение ультразвукового и лазерного скальпелей характеризуется низкой производительностью процесса.
Наиболее эффективно в последнее время применение для остановки кровотечения энергии высокотемпературной плазменной струи. Такой источник с высокой концентрацией энергии позволяет быстро и надежно коагулировать (заваривать) кровеносные сосуды диаметром до 3 ил и обеспечивать малую глубину травматизацаи ткани.
Однако, существунцие медицинские ыикроплазшннне устройства не полностью соответствуют медико-биологическим требованиям. Наиболее полно им удовлетворяет установка типа СУПР-М, которая позволяет одновременно рассекать ткани на глубину до 10 мм и коагулировать сосуды диаметром до 6 мл. Недостатком данного устройства является неустойчивое горение дуги в канале сопла при малых расходах плазмосбразувдего газа, необходимых для медицини. При проведении операций на органах большой толщины, например, печени, недостаточной является глубина прорезания ткани. Не исследованы возможности применения генерируемой микроплазмзн-
ной струи в таких областях медицины, как онкология, физиотерапия.
Актуальность данной работа состоит в создании высокопроизводительной, надежной медицинской установки многоцелевого назначения и разработке оптимальных режимов обработки биологических тканей и проведения бескровных хирургических операций.
Целыз работы является обеспечение требуемого медико-биологического воздействия, микроплазмекной струи на биоткань.
Основными задачами, которые при этом долкны быть решены, являются:
анализ различных способов получения шжроплазменных струй и обоснование оптимальной конструкции плазмотрона для применения в медицине;
определение параметров конструкции плазмотрона, обеспечивающих получение устойчиво горящей дуги без продуктов разрушения катода и анода при малых расходах плазыообразующего газа;
исследование влияния конструкции плазмотрона и технологических параметров на эффективность воздействия микропдазыенной струи на биоткань;
исследование физических свойств микроплазменной струи при различных технологических режимах;
оптимизация процесса ыикроплазменной резки и коагуляции биоткани с учетом комплексного влияния технологических и конструкционных параметров; .
разработка рекомендаций по выбору необходимых режимов при различных требованиях к воздействию на биоткань.
Научная новизна работа.
-
Установлены условия устойчивого горения дуги баз продуктов разрушения катода и анода, обеспечивающие стабильное протекание процесса при малых расходах плазмообразувдего газа в медицинском минроплазменном плазмотрона косвенного действия, основными из которых является применение требуемых величин диаметра катодного торда, вылета электрода и размеров камеры горения дуги, выбираемых в зависимости от рабочего тока.
-
На основании исследования энергетических и кинетических характеристик микроплазменной струи и оптимизации процесса ее воздействия на биоткань установлены соотношения меаду основными конструкционными параметрами плазмотрона косвенного действия в
зависимости от технологических режимов, обеспечнвапцие максимальную эффективность резки и наиболее энергетически выгодный режим работы.
3. Исходя из шдино-биологаческих требований определены основные параметры конструкции плазмотрона и технология воздействия минроплазмешой струи на раэличяыэ биоткани, позволяющие получить необходимый уровень их обработки при заданных показателях.
Драктнчеокая значимость работа и реализация результатов:
установленные соотношения между конструкционными параметрами плазмотрона в зависимости от рабочих режимов позволили рассчитать основные элементы конструкции плазмотрона различной мощности для требуемого рода воздействия на биоткань и изготовить набор сменных сопел к установка СУПР-М, который зходит в комплект к плазмотрону;.
разработаны рекомендации по выбору режимов резки и коагуляции различных тканей, в результате чего скорость рассечения тканей повншена в 2 раза, глубина реза увеличена в 1,5 раза;
разработано руководство по применению микроплазменной установки в онкологии для иссечения опухолей и в физиотерапии для обработки ран.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:
научном семинаре зо Всесоюзном научно-исследовательском г испытательном институте медицинской тахники, 1987 г.;
научном семинаре в Государственной академии нефти и газа им.И.М.Губннна, 1991 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из четырех глаз, содержат /ОС страниц машинописного текста, ^/2. рисунков, 6 таблиц. Список использованной литературы включает J//T найменований.