Устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела при малотравматичных операциях

 

Изобретение используется в медицине, в частности в малоинвазивных, лапароскопических операциях, в общей хирургии к предназначено для определения местоположения инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей и органов человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов. Устройство состоит из феррозондового датчика, содержащего металлический немагнитный защитный корпус, в котором установлены на неметаллической панели чувствительные полуэлементы в виде катушек с пермаллоевыми сердечниками. Полуэлементы расположены ортогонально продольной оси датчика, параллельно и ортогонально друг другу. Их обмотки соединены между собой градиентометрически и подключены к электроизмерительному блоку прибора. Полуэлементы дополнительно снабжены световой индикацией, выполненной на лицевую панель. В стенке защитного корпуса выполнены отверстия, центры которых совпадают с магнитными осями чувствительных полуэлементов. Полуэлементы установлены с зазором от стенки защитного корпуса до одного из своих концов. Устройство обеспечивает получение однозначного сигнала при определении местоположения инородного ферромагнитного тела за счет однонаправленности конструкции датчика и дополнительной световой индикации. 1 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к малоинвазивным, лапароскопическим операциям, к общей хирургии, и предназначено для определения местоположения инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей и органов человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов.

Проникающие ранения, связанные с внедрением инородных тел в ткани и органы человека, требуют оперативного хирургического вмешательства. В этой связи основное значение приобретает точность определения местоположения инородного тела, а известные методы уточняющей диагностики (рентгеновский, ультразвуковой и др.) чаще всего оказываются недостаточными, т.к. кровоизлияние, размещение инородного тела глубоко в тканях и органах человека, смещение его из-за подвижности тканей как до, так и во время операции, ставят хирурга в затруднительное положение. Поэтому хирургическое вмешательство, как бы хорошо оно ни было подготовлено, вследствие неоправданно глубокого или широкого рассечения тканей, разнообразных уточняющих манипуляций хирургическим инструментом и других ошибок, связанных с определением места расположения инородного тела, являются нередкой причиной операционной травматичности и послеоперационных осложнений. В свете изложенного на современном этапе решающим в хирургической операции становится уже не сам факт удаления инородного тела, а удаление его с наименьшим повреждением тканей и органов человека.

Одно из таких направлений в хирургии, позволяющее проводить малотравматичные операции при удалении инородного ферромагнитного тела из тканей человека, связано с феррозондовой диагностикой, при этом отметим, что успешное проведение операции во многом зависит от конструкции, параметров и характеристик датчика феррозондового прибора. Существующие на сегодняшний день конструкции феррозондовых датчиков при своих достоинствах далеки от совершенства, а в ряде случаев не обеспечивают достаточно точной локализации инородного тела; неприемлемы для успешного проведения операции.

Малотравматичные операции требуют применения новой конструкции феррозондового датчика, что и предлагается в заявляемом изобретении.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является известное устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела в живых тканях и органах человека (Михеева Е.Г. и др. Применение феррозондового полюсоискателя при удалении инородных тел из полости глаза. Вестник офтальмологии, N 2, 1983, с. 52-53).

Устройство выполнено в виде феррозондового датчика, состоящего из металлического немагнитного корпуса c размещенными (соосно, вдоль продольной оси датчика) на определенном расстоянии друг от друга двух чувствительных феррозондовых полуэлементов, которые состоят из пермаллоевых сердечников и катушек, соединенных между собой градиентометрически и выполняющих функции обмоток возбуждения и измерительной, катушки подключены к электроизмерительному блоку, а феррозонд установлен в ручке датчика.

В практическом применении, наиболее распространенными оказались феррозондовые датчики с продольным размещением чувствительных элементов, так как согласно диаграмме направленности феррозонда, наибольшая чувствительность дифференциального феррозонда проявляется при продольном размещении феррозондовых сердечников (т.е. вдоль продольной оси феррозондового датчика).

Однако известное устройство-прототип обладает существенными недостатками, снижающими эффективность его применения.

1. Конструкция датчика не обеспечивает определения местоположения инородного ферромагнитного тела, расположенного глубоко в тканях и органах человека, вследствие ограниченной чувствительности датчика. В случае применения этого датчика для определения местоположения инородного тела, расположенного глубоко в тканях человека, необходимы при широком рассечении тканей сложные технические приемы и манипуляции, которые приводят к излишне необоснованной операционной травматичности, к послеоперационным осложнениям, к удлинению периода выздоровления.

2. В случае расположения инородного тела сбоку (от рабочего конца датчика) от одного из чувствительных полуэлементов или между полуэлементами, появляется сигнал, не позволяющий сделать однозначный вывод о месте расположения этого инородного тела. В результате неточного определения местоположения инородного тела неопытный хирург может произвести ложный разрез тканей, а это ведет к дополнительной операционной травматичности, к недоверию к феррозондовым приборам.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства для определения местоположения инородного ферромагнитного тела, расположенного глубоко в тканях и органах человека, при одновременном повышении точности определения местоположения инородного тела и эффективности применения феррозондовых датчиков, снижении операционной травматичности.

Поставленная задача достигается за счет технического результата, который может быть получен при осуществлении изобретения, а именно - получение однозначного сигнала при определении местоположения инородного ферромагнитного тела в горизонтальной плоскости и вертикальной за счет однонаправленности конструкции датчика и дополнительной световой индикации.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для определения местоположения инородного ферромагнитного тела, содержащем феррозондовый датчик, включающий металлический немагнитный защитный корпус, в котором размещены чувствительные полуэлементы в виде катушки с пермаллоевыми сердечниками, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и подключены к электроизмерительному блоку прибора, полуэлементы установлены на неметаллической панели параллельно и ортогонально друг другу и ортогонально продольной оси датчика, снабжены световой индикацией, выведенной на лицевую панель, в стенке защитного корпуса выполнены отверстия, центры которых совпадают с магнитными осями чувствительных полуэлементов, при этом полуэлементы установлены с зазорами от стенки защитного корпуса до одного из своих концов.

Изобретение поясняется чертежом, где изображено предлагаемое устройство.

Устройство выполнено в виде феррозондового датчика и содержит металлический немагнитный защитный корпус 1, в котором установлены на немагнитной панели 2 в горизонтальной плоскости Y и вертикальной Z, ортогонально продольной оси X датчика, параллельно друг другу, чувствительные полуэлементы 3 и 4, 5 и 6 (катушки с пермаллоевыми сердечниками), обмотки которых соединены между собой градиентометрически и подключены к электроизмерительному блоку прибора, причем полуэлементы 3 и 4, 5 и 6 дополнительно снабжены световой индикацией, выведенной на лицевую панель прибора, в стенке защитного корпуса 2 выполнены отверстия 7, 8 (для повышения чувствительности путем снижения влияния вихревых токов на полуэлементы), центры которых совпадают с магнитными осями (сердечниками) полуэлементов 5 и 6, аналогично выполнены отверстия и для полуэлементов 3, 4, при этом полуэлементы 3 и 4, 5 и 6 установлены с зазором от стенки защитного корпуса 2 до одного из своих концов.

Устройство работает следующим образом.

Феррозондовый датчик помещают в силиконовую трубку и вводят в небольшой разрез тканей человека с последующим перемещением. При пропускании по обмоткам возбуждения чувствительных полуэлементов 3 и 4, 5 и 6 переменного тока с определенной частотой создается переменное магнитное поле, периодически доводящее сердечники полуэлементов 3 и 4, 5 и 6 до насыщения. Когда на полуэлементы 3 и 4, 5 и 6 действует только однородное магнитное поле (например, поле Земли), то ЭДС, наводимые в измерительных обмотках полуэлементов 3 и 4, 5 и 6, взаимно компенсируются, и выходной сигнал, фиксируемый стрелочным индикатором прибора, будет отсутствовать. При поднесении конца датчика к неоднородности магнитного поля (к инородному ферромагнитному телу, имеющему остаточную намагниченность) на один из полуэлементов 3, 5 будет действовать магнитное поле, большее по величине, чем на другой. В результате этого ЭДС, наводимые в измерительных обмотках полуэлементов 3, 5, будут отличаться друг от друга. Разница величин ЭДС, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор прибора, и является мерой неоднородности магнитного поля (создаваемого инородным ферромагнитным телом), действующего на один из чувствительных полуэлементов 3, 5, установленных в горизонтальной плоскости и вертикальной, ортогонально продольной оси датчика, т.е. величина сигнала является мерой продольного градиента поперечной компоненты магнитного поля относительно продольной оси датчика.

Установленная на лицевой панели прибора дополнительная световая индикация указывает в какой плоскости находится инородное ферромагнитное тело, а так как полуэлементы 3, 5 установлены с зазором от стенки защитного корпуса 1 с одной стороны, а полуэлементы 4, 6 также с другой стороны, то с одной стороны корпуса от одного из полуэлементов 3, 5 будет поступать наибольший по величине сигнал, с противоположной стороны этого же полуэлемента (3) - меньший и обратный по знаку полярности. Такой же по величине сигнал и такой же по знаку полярности, будет поступать от другого полуэлемента (6), если перемещать датчик в плоскости, в которой было локализовано инородное тело (например, горизонтальной). С противоположной же стороны полуэлемента (6), где нет зазора, величина сигнала будет наибольшей, равной по величине и по знаку полярности сигналу, который поступал от другого полуэлемента (3). Сравнение величин сигнала показывает, с какой стороны корпуса датчика (полуэлементов) находится инородное тело, причем максимум величины сигнала показывает, что инородное тело расположено на одном уровне (линии) с магнитной осью (сердечника) одного из полуэлементов.

Итак, световая индикация позволяет определять, в какой плоскости находится инородное тело, а сравнение величин сигнала позволяет однозначно определять, с какой стороны корпуса и вблизи какого полуэлемента находится это инородное тело.

Таким образом, предлагаемое устройство, благодаря новой конструкции феррозондового датчика, позволяет, с одной стороны, определять местоположение инородного ферромагнитного тела, расположенного глубоко в тканях и органах человека, с другой стороны, повысить точность определения местоположения инородного тела за счет световой индикации, указывающей, в какой плоскости находится инородное тело, и сравнения величин сигнала, которое показывает, с какой стороны корпуса и вблизи какого полуэлемента находится это инородное тело. Все это ведет к повышению эффективности применения феррозондовых датчиков и снижению операционной травматичности.

Формула изобретения

Устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела при малотравматичных операциях, содержащее феррозондовый датчик, включающий металлический немагнитный защитный корпус, в котором размещены чувствительные полуэлементы в виде катушек с пермаллоевыми сердечниками, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и подключены к электроизмерительному блоку, отличающееся тем, что чувствительные полуэлементы установлены на неметаллической панели, параллельно и ортогонально друг другу и ортогонально продольной оси датчика, снабжены световой индикацией, выведенной на лицевую панель, в стенке защитного корпуса выполнены отверстия, центры которых совпадают с магнитными осями чувствительных полуэлементов, которые установлены с зазором от стенки защитного корпуса до одного из своих концов.

РИСУНКИ

Рисунок 1