Microsoft Word Пособие Дем-Руб 2010. doc

 
2.2. Применение ультразвука в хирургии. Хирургия с помощью фокусированного 
ультразвука. 
Первое направление связано с использованием традиционных хирургических 
инструментов. Акустическое излучение подается на режущую часть инструмента. В 
качестве 
генератора 
излучения 
используется 
магнитострикционный 
или 
пьезокерамический преобразователь. Под акустическим воздействие лезвие совершает 
микроколебания с амплитудой 1-350 мкм. Частота генераторов выбирается обычно 20-100 
кГц. В зависимости от задач, для которых используется инструмент, направление 
колебаний может быть как продольным, так и поперечным. Таким образом, 
хирургический прибор, совершая колебания, обеспечивает микро разрезание ткани. Так 
же, для решения некоторых задач на конец инструмента помещают волновод – 
дезинтегратор, который позволяет осуществлять разрушение материи при помощи 
ультразвукового воздействия. В целом же, использование ультразвукового излучения в 
хирургических инструментах упрощает работу хирурга, благодаря микро разрезанию 
ткани.

---

22
Рис.2.2.1. Хирургические ножи 
Механизм воздействия инструмента на разрезаемую ткань следующий. При 
взаимодействии инструмента с тканью возникают продольные и поверхностно-сдвиговые 
волны. Причем длина продольных волн, возникающих при частотах, используемых в УЗ 
хирургических инструментах, составляет порядка 2-7,5 см. Градиенты давления, 
возникающие при таких волнах, достаточно малы, поэтому мембраны клеток с размерами 
10
3
-10
4
не разрушаются при взаимодействии с акустическим полем. Гораздо большее 
влияние оказывают поверхностные сдвиговые волны, но они затухают в тонком слове 
вблизи рассекаемой области.
Неразрушающее воздействие акустического излучения на мембрану клетки 
выражается в том, что ее проницательная способность возрастает. Данный факт 
подтверждается экспериментально на модельных опытах с использованием картофеля. 
Клубень картошки надрезался скальпелем с УЗ воздействием различной интенсивности. 
Далее на надрезы помещалось вещество - индикатор. Результаты опыта показали, что 
проницаемость индикатора в клетку растет с увеличением интенсивности акустического 
воздействия.
Градиент давлений, возникающий в тканях, находящихся под действием ультразвука, 
способствует ускорению процесса диффузии различных веществ в клеточную ткань. В 
качестве «различных веществ» обычно выступают антибиотики и антисептики.
Использование ультразвука позволяет упростить процесс санации хирургических 
разрезов за счет следующего эффекта. На границе разреза клеточной ткани и жидкости 
(воды, физ. раствора или раствора антибиотиков) под действие ультразвука возникают 
интенсивные потоки с большими градиентами скоростей. Эти потоки осуществляют смыв 
отмерших частиц тканей и микроорганизмов. При этом болезнетворные микроорганизмы 
и частицы тканей разрушаются в кавитирующей жидкости.

---

23
Последним полезным эффектом, возникающим при использование ультразвука, 
является ускорение полимеризации биологических клеев. Биологические клеи 
используются для склеивания резаных ран и сломанных костей. При этом врачи 
сталкиваются со следующей проблемой: между пленкой клея и тканью начинают 
размножаться болезнетворные микроорганизмы. Использование УЗ позволяет 
осуществить стерилизацию соединения и ускорить процесс засыхания клея. Данный метод 
называется методом ультразвуковой сварки.
Выделим теперь основные преимущества использования УЗ в хирургических 
инструментах. Первым преимуществом можно назвать облегченное рассечение тканей. 
При этом повышается точность наносимых разрезов, и, в тоже время, ощущается 
сопротивление ткани, поэтому хирург может внимательно контролировать процесс 
рассечения. Благодаря последнему факту, УЗ инструменты могут конкурировать с 
существующими лазерными инструментами. 
Другим преимуществом использования таких инструментов является гемостатический 
эффект. Эффект достигается благодаря локальному выделению теплоты на границе ткани 
и режущей кромки инструмента, находящегося под действием акустического 
воздействия. При повышении температуры происходит термокоагуляция (сворачивание) 
крови.
Третьим преимуществом использования УЗ инструментов является анальгетический 
эффект, который связан со следующим свойством УЗ. При малых интенсивностях УЗ 
происходит угнетение способности к генерации потенциалов действия нервных клеток. 
Это приводит к тому, что информация о болевом ощущении не передается по нервной 
системе.
Экспериментальное исследование бактерицидных свойств УЗ хирургических 
инструментов показывает, что число колоний бактерий возникающих в месте контакта УЗ 
инструмента и ткани обратно пропорционально интенсивности акустического излучения, 
подаваемого на лезвие инструмента. Более того, для стерилизации таких инструментов 
достаточно поместить их в раствор дезинфектора и включить их.
Последним преимуществом можно назвать способность к ускорению передачи 
лекарственных средств в ткань.
Благодаря данным свойствам применение ультразвуковых инструментов позволяет 
существенно облегчить проведение операций. Сейчас ультразвуковые инструменты 
нашли свое применение в стоматологии и косметической хирургии.