Разработка обратной акустической связи для управления амплитудой колебаний
волновода-инструмента акустического узла при осуществлении ультразвуковой
обработки раны
Объектом исследования являются аппарат ультразвуковой
низкочастотный хирургический «Кавитон» (предприятие разработчик и
производитель ООО «НПП «Метромед», г. Омск»).
Цель работы - разработка обратной акустической связи для управления
амплитудой колебаний волновода-инструмента акустического узла при
осуществлении ультразвуковой обработки раны.
В процессе исследования проводились обзор литературы по принципу
работы ультразвукового аппарата « Кавитон», а также изучение метода
ультразвуковой кавитации при лечении ран. На основе обзора проведен анализ
и построение наиболее экономически и энергетически выгодной схемы
обратной акустической связи, способной решать задачи, поставленные в
техническом задании.
В результате исследования: разработана обратная акустическая связь для
управления амплитудой колебания волновода-инструмента при осуществлении
ультразвуковой обработки раны, ее структурная и принципиальная схема, а
также проведен расчет приемника.
Область применения: аппарат применяется при лечении ран в
клинических и в поликлинических условиях.
Экономическая эффективность/значимость работы: расчеты
эффективности проекта показали, что проект имеет средний уровень научнотехнического эффекта, однако, вполне оправдывает экономические затраты.
В будущем планируется доработка схемы и внедрение обратной связи
по частоте.
Введение
Современное использование достижений технических, биоинженерных
и медицинских наук, позволило создать новые направления борьбы с
хирургической инфекцией, использующие физические и физико-химические
факторы, такие как электрические и магнитные поля, лазерное излучение,
ультразвук и прочее.
Это связано с тем, что широкое и бессистемное применение антибиотиков
к настоящему времени привело к развитию резистентности бактериальной
микрофлоры и возрастанию частоты хирургической инфекции.
В настоящее время ультразвук с успехом применяется в ряде областей
медицины для лечебных целей в терапии, хирургии, а так же в диагностике
различных заболеваний.
В то же время, можно выделить все более широкое применение энергии
низкочастотного ультразвука (НчУЗ), используемого в трех основных
направлениях хирургии и консервативной терапии: сварка (соединение),
наплавка (воссоздание) и обработка биологических тканей.
Основной целью нашей работы является совершенствование методов
обработки биоткани с применением энергии НчУЗ.
Сущность метода ультразвуковой обработки через лекарственные
растворы заключается в том, что полость очага инфекции заполняется
раствором лекарственного препарата с осуществлением, как правило, его
проточной циркуляции, после чего в рану вводится волновод-инструмент и
после включения ультразвука осуществляется озвучивание волноводоминструментом раневой полости с достижением санации раны от раневого
содержимого. В процессе ультразвуковой обработки через промежуточный
лекарственный препарат осуществляется качественная очистка раневой
поверхности от раневого содержимого и инородных включений с
одновременным введением лекарственного вещества вглубь тканей раневой
поверхности, обеспложивание патогенной микрофлоры и её эвакуация из
раневой полости с достижением ускорения процессов репаративной7
регенерации. Данный метод нашел достаточно широкое применение в
клинической практике при обработке инфицированных ран [1].
В основе метода ультразвуковой обработки ран через промежуточный
лекарственный раствор лежит инициирование интенсивных акустических
течений (потоков), кавитации, переменного звукового давления,
звукохимических, звукокапиллярных и иных процессов, способствующих
протеканию в ране сложного комплекса физико-химических и биологических
процессов [2].
Так, имеют место выраженные процессы массопереноса и массообмена,
как в лекарственном растворе, так и границе «лекарственный раствор –
инфицированная биоткань раневой полости». Как указывалось ранее, это
приводит к очистке поверхности раны от гнойно-некротического содержимого,
раневого детрита и иных наслоений, а также интенсификация введения
лекарственного вещества вглубь ткани раневой полости. В случае
поверхностных ран или повреждений они отграничиваются специальными
раноограничителями, позволяющими создания слоя жидкости над
поверхностной раной.
