Радиофизики создали модель ультразвукового хирургического инструмента

Изображение: 
Радиофизики создали модель ультразвукового хирургического инструмента
21 Ноября 2018

Рабочую модель ультразвукового хирургического инструмента для коагуляции (спайки) тканей разработали радиофизики Томского государственного университета. Промышленный партнер проекта АО «НПО «НИКОР» одобрил модель. Следующим шагом станет создание прототипа, который будет готов к 2020 году и запущен на рынок России и ближнего зарубежья.

Сегодня в России не существует отечественного производства ультразвуковых хирургических комплексов, при этом иностранные приборы несовершенны в плане эффективности – потребляют много энергии, перегреваются в руках хирурга. В связи с этим появилась потребность в недорогих отечественных разработках.

Хирургический инструмент для коагуляции создан на основе ультразвукового волновода – это искусственный направляющий канал со звукоотражающими стенками, в котором распространяется волна.

– На пьезоэлемент, присоединенный к волноводу, подается электрическое напряжение, оно возбуждает колебания, и инструмент входит в резонанс, который мы специально рассчитали на основе наших математических моделей. Благодаря этому соединения испытывают минимум нагрузки, не перегреваются, инструмент может служить дольше, – пояснил руководитель проекта, профессор ТГУ Дмитрий Суханов. – Во время работы волновода амплитуда колебаний возрастает, благодаря чему инструмент может воздействовать на материалы и вызывать разные эффекты, в данном случае – коагуляцию тканей или кавитацию в воде [образование пузырьков вакуума в жидкости – прим. ред.].

Дмитрий Суханов

Радиофизики разработают целый ряд хирургических инструментов: помимо инструмента для коагуляции тканей они создадут нож, пилу и ножницы. Ультразвуковые колебания от 10 до 100 кГц и амплитудой 5–50 мкм уменьшат трение между тканями и лезвием, благодаря этому хирург будет тратить меньше усилий, а операция пройдет быстрее и станет безопаснее – сократится кровопотеря, заживление будет происходить быстрее. При помощи ультразвуковых инструментов можно «склеивать» сосуды, удалять тромбы, удалять катаракту глаза и производить другие действия.

Сейчас радиофизики отрабатывают на модели разные режимы работы, проверяют численные модели и проводят эксперименты.

– Пока все совпадает с нашими расчетами, работа идет по графику. Вскоре будем собирать прототип, – рассказал Дмитрий Суханов.

Добавим, что у ультразвуковых инструментов, помимо медицинского, есть и технологическое применение – перемешивание различных веществ, например, масла с водой, резка резины и сварка пластмассы.

Инструмент для коагуляции тканей

Работа выполняется при поддержке Минобрнауки России в рамках проекта «Создание высокотехнологичного комплекса ультразвуковой хирургии» (Уникальный идентификатор проекта RFMEF157517X0163). В ноябре 2018 г. на международном форуме «Интеллектуальные системы 4-й промышленной революции» в Томске радиофизики представят доклад «Ультразвуковой волновод с пьезокерамическим элементом».