Применение ультразвука в терапии и хирургии. Применение ультразвука в хирургии Ускорение регенерации тканей

Введение
В настоящее время имеется четыре способа нарушения довольно прочного кожного покрова: обычное механическое разрезание тканей скальпелем; лазерное, выжигающее остро, как нож, и одновременно стерилизующее; электролитное и ультразвуковое, менее болезненное.
Ультразвук, применяемый в медицине, может быть условно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей (0,125 - 3,0 Вт/см2) - неповреждающий нагрев или какие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях (> 5 Вт/см 2) основная цель - вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях.
Первое направление включает в себя большинство применений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе - ультразвуковую хирургию.
Существуют две основные области применения ультразвука в хирургии. В первой из них используется способность сильно фокусированного пучка ультразвука вызывать локальные разрушения в тканях, а во второй механические колебания ультразвуковой частоты накладываются на хирургические инструменты типа лезвий, пил, механических наконечников.

§1. Применение ультразвука в хирургии
До сих пор высокочастотные звуковые волны применяли в медицине только для диагностики состояния внутренних органов или беременности и для дробления камней в почках. Сейчас они становятся прецизионным инструментом хирурга. С их помощью можно "сваривать" лопнувшие сосуды в глубине тела и разрушать опухоли без наркоза, без единого разреза живых тканей.
Частота, на которой работает режущая головка, - 3-4 МГц. Колебания, производимые пьезоэлектрическим кристаллом, фокусируются в одну точку, где развивается высокая температура. Причем располагается этот фокус не на коже, а глубоко в том органе, которому необходима операция. Идея появилась почти полвека назад, но тогдашний уровень техники не позволил воплотить ее на практике.
В обычных медицинских ультразвуковых установках, используемых при диагностике, плотность энергии составляет всего 1,75 Вт на квадратный сантиметр. Фокусированный ультразвук дает более 17 кВт на см 2 .
Биоинженеры из клиники при университете штата Вашингтон в Сиэтле сваривают разорванные кровеносные сосуды ультразвуком - пока в эксперименте на свиньях. "При дорожных катастрофах, - подчеркивает руководитель экспериментаторов профессор Шахрам Вэзи, - когда у пострадавшего идет внутреннее кровотечение, дорога каждая минута". До сих пор единственная надежда для пациента - быстрая доставка в ближайшую больницу. Группа Вэзи разработала портативный аппарат для ультразвуковой сварки сосудов, которым снабдят бригады "скорой помощи" и военных врачей на поле боя.
В Гарвардском университете проводят ультразвуковые операции под контролем компьютерного томографа . Ультразвуковое сканирование дает недостаточно четкие изображения, по ним нельзя наводить фокус ультразвукового скальпеля, а томограф это позволяет. Например, опухоли матки уничтожают прямо внутри рентгеновского томографа, данные которого автоматически передаются на смонтированный тут же ультразвуковой скальпель. Горячая точка фокусируется на опухоли, и переродившиеся клетки уничтожаются. Пациентка при этом не ощущает ничего. В тот же день она уходит домой.
Для того чтобы исправить различные врожденные и приобретенные деформации костей, специалистам нередко приходится прибегать к остеотомии - операции по рассечению кости. Сейчас все чаще в таких случаях хирург берет в руки не долото и пилу - традиционные инструменты, а ультразвуковой волновод. . И это очень важно - применение его полностью исключает образование костных сколов, мелких отломов. Разрез, произведенный ультразвуком, получается ровным и гладким.
С помощью ультразвука можно не только легко и быстро разрезать кость, но и вновь соединить ее. На опаленные поверхности наносится специальный клей-циакрин и костная щебенка. Затем костные отломки соединяют, и под действием ультразвука специфический "припой" отвердевает, удерживая отломки кости в нужном положении. Прочный и надежный сварной шов постепенно рассасывается, заменяясь живой костной тканью. Ультразвук применяют и тогда, когда послойной наплавкой надо заполнить дефект в кости, сварить отломки кости при многоскольчатых переломах или "наварить" новую суставную головку.
Удаление зубного камня с помощью ультразвуковых инструментов (скалеров) - процедура наименее безболезненная и травматичная для пациента из-за того, что зубной камень имеет твердость меньшую, чем эмаль зуба и ультразвук, проходя через зубной камень, разрушает его в первую очередь, оставляя эмаль зуба в неприкосновенности. Также применение ультразвукового инструмента в наименьшей степени травмирует десну.
Хирургическое вмешательство на открытом сердце весьма опасно. Наиболее перспективный способ удаления тромба - эндоваскулярный. Его суть заключается в механическом проколе тромба специальным приспособлением. Но и этот способ применим лишь в 50-70 проц случаев и нередко вызывает осложнения. Инновационный метод белорусских ученых напоминает по принципу действия эндоваскулярный, однако отличается тем, что вместо механического воздействия на тромб применяется ультразвуковое. Под местным обезболиванием в сосуд на бедре или руке вводится тончайший волновод. Он проводится к месту нахождения тромба и разрушает его при помощи ультразвука. Как показали первые клинические испытания, такая методика наиболее безопасна и эффективна в самых разных случаях сердечно-сосудистых патологий.
Наиболее распространенным случаем использования ультразвука является удаление катаракты из хрусталика глаза - факоэмульсификация
Литотрипсия.
В университетской клинике Вены акустическую хирургию применяют для разрушения опухолей почек и простаты . "Фокусированный ультразвук делает хирургию сверхточной", - говорит руководитель группы профессор Михаэль Марбергер. При удалении опухоли на всякий случай, чтобы не допустить ее возврата, убирают и часть здоровых тканей. Звуковой скальпель позволяет удалить вокруг опухоли слой толщиной в 20 клеток, неразличимый простым глазом. Операциям в Вене подверглись уже около 300 пациентов, и случаев рецидива меньше, чем после обычного лечения. По мнению профессора Марбергера, местный нагрев усиливает иммунную реакцию и оставшиеся единичные раковые клетки уничтожаются здоровыми.
Этим же методом работают урологи в Мюнхене, они избавили от опухолей простаты уже около тысячи человек.
В последние годы значительно расширились показания к резекции почки (РП). Однако ее техника остается далеко несовершенной. По данным литературы, у 8-15% больных после подобной операции возникают различные осложнения: кровотечение, мочевые затеки и свищи, околопочечные гнойники и гнойные свищи, сморщивание культи почки На наш взгляд, основной причиной возникновения этих осложнений является несовершенство существующих методов РП и необходимость наложения на рану почки блоковидных швов.
В клинике общей хирургии им. А. И. Кожевникова Нижегородской областной больницы разработан и успешно применяется способ РП с использованием отечественного (Нижний Новгород) ультразвукового хирургического дезинтегратора-аспиратора (УЗДА) УЗХ- М-21. Этим способом 18 больным произведено 19 РП. Среди больных было 11 мужчин и 7 женщин в возрасте от 23 до 68 лет. Показаниями для операции явились почечно-клеточный рак единственной почки у 1 больного, билатеральный рак -у 2, рак почки в стадии 77 N0 МО -у 8, доброкачественные опухоли -у 4 и солитарные кисты -у 3 пациентов.
Техника операции. Отступя от видимой границы опухоли на 2-3 см электроножом рассекается капсула почки (намечается линия резекции). С использованием УЗДА производится поэтапная деструкция и аспирация паренхимы почки, а выделенные сосуды перевязываются и пересекаются, дефекты чашечно-лоханочной системы ушиваются при наличии качественной их визуализации. Операция проходит в условиях «сухой» раны. С помощью УЗДА из зоны резекции удаляются остатки разрушенной, лишенной кровоснабжения ткани почки. Раневая поверхность органа оставляется «открытой», блоковидные швы не накладываются. Удаляется паранефральная клетчатка. Культя почки фиксируется в заб-рюшинном пространстве.
Осложнений после РП этим способом не было. Наблюдалось гладкое течение послеоперационного периода с первичным заживлением раны. Следует особо отметить, что применение данного способа РП позволило расширить объем операций, так удаление 2/3 почки с сохранением только верхнего полюса на сосудисто-секреторной ножке выполнено 1 больному, удаление 2/3 задней поверхности (фронтальная резекция) - 2, резекция средней 1/3 - /, удаление половины почки - 7 больным. Кроме того, произведено 8 резекций полюсов почек.
Таким образом, при использовании УЗДА на раневой поверхности почки достигается качественный гемостаз и отпадает необходимость наложения на рану органа блоковидных швов. Использование УЗДА позволяет выделять все элементы чашечно-лоханочной системы и надежно ушивать выявленные дефекты. Применение УЗДА при резекции средних сегментов почки предупреждает ранение крупных трубчатых структур ее ворот, что было бы неизбежным при использовании других методов рассечения паренхимы.
За последние годы было разработано специальное оборудование, позволяющее использовать ультразвук и в пластической хирургии.
Липосакция. Этот метод основан на первичном растворении жировых скоплений с помощью ультразвука до состояния эмульсии, которая затем удаляется через тоненькие трубочки. Новаторство пришло на смену механическому удалению жира через толстые трубки без предварительного его разрушения. После такой операции, достаточно болезненной и травматичной, пациент терял трудоспособность на две-три недели и полностью восстанавливался лишь через три-четыре месяца. Ультразвуковое же вмешательство минимально травмирует мягкие ткани: компьютерный контроль за силой излучения исключает травмы сосудов и нервов. Соответственно, исключено образование подкожных рубцов, портящих поверхность кожи после заживления. Кроме того, ультразвук стимулирует сокращение кожи, что уменьшает вероятность возникновения послеоперационных складок. Даже в случае существенного провисания кожи в области живота, бедер или плеч происходит ее подтягивание. Благодаря этой особенности ультразвуковой метод применяется и для подтяжки кожи лица.
Гармоничный ультразвуковой лифтинг лица. После классической подтяжки кожи лица всегда остаются рубцы. Этот негативный момент сдерживает многих потенциальных пациентов на этапе принятия решения "делать или не делать?". Поэтому лифтинг лица без разрезов кожи представляется весьма привлекательной альтернативой. Суть операции заключается в специальной обработке кожи ультразвуком со стороны подкожной клетчатки. Процедура малотравматична, лишена осложнений, характерных для классического лифтиига. Незначительный отек лица проходит за 5-7 дней. У тучных людей ультразвуковая подтяжка кожи лица может сочетаться с растворением и отсасыванием жира - особенно это касается пациентов с большим вторым подбородком. В результате контур лица приобретает более тонкие, изящные черты. Результат ультразвуковой подтяжки кожи лица стойкий и сохраняется в течение многих лет.
Ультразвуковое моделирование формы молочной железы. Эффект сокращения кожи под воздействием ультразвука позволил применить данную технологию также для подтяжки молочной железы. Избыточный жир удаляется через точечные проколы в подмышечной области. Воздействием ультразвука на кожу со стороны жировой клетчатки достигается существенное ее сокращение. В результате происходит умеренное уменьшение объема железы и ее лифтииг. Использование этого метода позволяет в большинстве случаев достичь очень хорошего косметического эффекта и вместе с тем избавить пациента от душевного дискомфорта из-за наличия рубцов на столь важном органе. По аналогичной схеме операция выполняется и у мужчин, страдающих гинекомастией - патологическим увеличением молочных желез. Несмотря на все явные преимущества операций с использованием ультразвука, они не могут во всех без исключения случаях заменить классические пластические операции. Вопрос выбора способа коррекции того или иного косметологического дефекта окончательно решается доктором после осмотра пациента и обсуждения всех существующих альтернативных методов.
Ультразвуковая хирургия имеет некоторые преимущества – хирург, работающий с ультразвуковым ножом-скальпелем, ощущает сопротивление ткани и без труда может контролировать глубину разреза. Уменьшается и кровотечение при операции, поскольку лезвие ультразвукового ножа, колеблясь, повышает температуру у кромки разреза и кровь быстро свертывается. Само по себе ультразвуковое воздействие, как уже было сказано, обезболивает оперируемую ткань.
Гораздо легче обстоит дело и со стерилизацией хирургических инструментов . Когда их опускают в дезинфицирующий раствор, одновременно включают ультразвук, и возникающие микропотоки жидкости хорошо очищают поверхность, а мембраны микробных клеток становятся проницаемыми для дезинфицирующего раствора. Если создать такие микропотоки в растворе антибиотиков, можно стерилизовать и обычные хирургические инструменты, и руки хирурга. Полная стерилизация занимает всего полторы минуты, а дезинфицирующих веществ требуется гораздо меньше.
Обработка ультразвуком используется при склеивании резаных ран , а также, при герметизации швов – она не дает развиваться микрофлоре между хирургическим клеем и больной тканью и ускоряет полимеризацию самого клея. Используется также ультразвуковая сварка мягких тканей с костью – на месте соединения при этом нет рубцов и шрамов.
Нередко успех операции зависит не только от искусства хирурга, а ещё и от того, удалось ли избежать послеоперационных осложнений. Глубокие раны заполняют раствором антибиотика и вводят в них крошечный ультразвуковой волновод диаметром 3 – 5 мм. Ультразвуковые колебания вызывают движение микропотоков жидкости, которые смывают с поверхности раны микробы, омертвевшие клетки, сгустки крови, так что ранастановится практически стерильна. Кроме того, воздействие ультразвука на больной участок, как уже говорилось, усиливает обмен веществ, улучшает кровоснабжение и снимает отёк, что способствует быстрому заживлению. Такую «очистку» производят также при внутриполостных операциях.

§2. Инструментальная ультразвуковая хирургия
Хирургическая техника должна обеспечивать управляемость разрушения тканей, воздействовать только на четко ограниченную область, быть быстродействующей, вызывать минимальные потери крови. Мощный фокусированный ультразвук обладает большинством из этих качеств.
Ультразвуковые хирургические инструменты состоят обычно из полуволнового магнитострикционного или пьезокерамического преобразователя, связанного с волноводом, имеющим рабочий наконечник, форма которого соответствует выполняемым операциям. Амплитуда колебания наконечника может составлять от 15 до 350 мкм, а рабочая частот выбирается из диапазона до 30 кГц.
Поскольку трение между двумя поверхностями уменьшается, если одна из поверхностей колеблется, то применение ультразвуковых инструментов для разреза требует меньших усилий по сравнению с традиционными скальпелями. Высокая температура, достигаемая на конце ультразвукового скальпеля, может прижигать сосуд до 2 мм в диаметре. Это уменьшает кровотечение в операционной зоне, и таким образом, облегчает проведение операции.
Большие надежды "ультразвуковые" хирурги возлагают на разработку так называемых открытых томографов. В обычном томографе пациент лежит в довольно узкой "трубе", где нелегко разместить еще и ультразвуковой аппарат, а манипулировать руками хирург просто не может. Первые образцы открытых томографов, позволяющие оперировать больного под визуальным контролем, уже появились.
Преимущество ультразвукового скальпеля по сравнению с лазерной хирургией заключается в том, что хирург чувствует сопротивление ткани при ее разрезе и поэтому разрушение ткани лучше контролируется.
Ультразвуковые инструменты нашли множество применений в клинике, среди которых можно выделить две большие области. К первой относится аспирация (удаление) тканей. Здесь наиболее распространенным случаем использования ультразвука является удаление катаракты из хрусталика глаза - факоэмульсификация . Кончик инструмента делается в форме полой трубочки, которая вставляется в небольшое отверстие в глазу. Кончик вибрирует, разрушая хрусталик, и небольшие его фрагменты всасываются через трубочку. Аналогичная методика может быть использована и для уменьшения объема твердой опухоли, например, ректальной.
Ко второй области применения ультразвуковых инструментов относится разрезание тканей. Достоинством здесь являются малые потери крови. Метод успешно применяется на таких богатых сосудами органах, как печень и селезенка. Он используется также при трахеотомии, тонзиллэктомии, при операциях на легких, бронхах, грудной клетке и глазе. Для резания кости может применяться ультразвуковая пила. При сравнительном исследовании было найдено, что поверхность разреза, произведенного ультразвуковой пилой, была шероховатее, чем сделанная обычной пилой, однако она не содержала видимых микротрещин. Ультразвуковая пила работает более плавно, и с ее помощью легче осуществлять точную остеотомию.
Ультразвуковой "скальпель" режет ткань на границах контакта клеточных мембран.
Используя ультразвуковой инструмент, можно и рассекать, и соединять почти все живые ткани, Так, ультразвук уже применяется при трепанациях черепа и других костей. Проводятся опыты по ультразвуковой сварке внутренних органов в местах повреждения сердца, легких, печени, селезенки, мочевого пузыря.
Содружество врачей и инженеров привело к появлению еще одного новшества: ультразвуковые инструменты наделили чувствительностью. По цвету больная ткань может не отличаться от здоровой, и хирург всегда рискует захватить лишнее или оставить пораженные клетки. Однако патологическая больная ткань отличается от нормальной по плотности. Это и использовали ученые. Они снабдили скальпель специальным акустическим узлом с блоком регистрации давления. Он звуковым сигналом предупреждает хирурга, если тот прилагает усилие, большее или меньшее, чем требуется в данном случае. Поэтому ультразвуковой инструмент мягко расслаивает ткани, отодвигая сосуды, нервы и здоровые ткани, и как бы вылущивает опухоль вместе с капсулой.

SonoSurg - ультразвуковой скальпель: благодаря революционным технологиям - минимальные кровопотери и, следовательно, хорошая визуализация поля зрения во время всего оперативного вмешательства. Возможность многоразового использования рабочего элемента SonoSurg, делает его применение в хирургии экономически выгодным.
Комплектация :
-G генератор SonoSurg
- ножницы T3000 (многоразовые - до 60 опер.)
Основные преимущества :
- Преобразуя электрическую энергию в ультразвуковые колебания, SonoSurg позволяет рассечь ткань, одновременно коагулируя кровь, и тем самым предотвращает кровопотерю при операции;
- Ультразвуковая вибрация гарантирует немедленный гемостаз и быстрое рассечение тканей;
- Десять различных уровней выходного сигнала позволяют точно контролировать работу SonoSurg ;
- Частота 23,5 кГц обеспечивает эффективную коагуляцию и резание;
- Ротационный инструмент не утомляет руку хирурга, тонкий соединительный кабель не стесняет движений, двух функциональная педаль создает доп. Удобства;
- Безопасность, оптимальный режим работы, экономическая эффективность.

Гармонический скальпель Ультра Сижн - безопасные технологии в хирургии.
Основные преимущества:
- Ультразвуковая энергия, которую использует гармонический скальпель Ультра Сижн, позволяет одновременно выполнять точный разрез и коагулировать сосуды.
- Пресечение сосудов до 3 мм в диаметре без использования клипс и лигатур.- Минимальное повреждение тканей.
- Отсутствие осложнений электрохирургии.
- Уменьшение образования послеоперационных спаечных и рубцовых деформаций.
- Многофункциональные сменные насадки позволяют сократить количество смен инструментов.
- Возможность точного контроля глубины проникновения в ткань.
- Использование в открытой и хирургии.

Лазерно-звуковой скальпель. Принцип работы предлагаемого лазерно-акустического скальпеля (ЛАС) основан на современном использовании лазерного и УЗ воздействия, что существенно повышает эффективность отсечения биотканей. Основные области применения ДАС такие же как и в случае чисто лазерных и УЗ инструментов, рассечение перейхиматозных органов (печень, селезенка), хирургия и коагуляция уровня течений желудочно-кишечного тракта; удаление внутренних и внешних полипов, папиллом и т.п.; реканализация гортани, трахеи, бронхов, пищевода и т.п.; гипертермия и разрушение опухолей; тонзиллоэктомия и гемороидэктония, резка костных тканей и т.п.
ЛАС может работать в различных режимах:
- последовательный - сначала УЗ обработка, затем лазерная и наоборот; сначала лазерная, а затем УЗ обработка
- одновременный, когда УЗ и лазерное воздействие совмещается в одном комбинированном инструменте.
В первом режиме подвод лазерного излучения к УЗ скальпелю позволяет осуществить коагуляцию рассекаемых тканей, а наложение УЗ колебаний на контактный лазерный скальпель, в частности, в виде сапфирового наконечника, позволяет повысить производительность лазерной руки различных тканей, особенно костных. Возможны сочетания различных режимов работы лазерного и УЗ инструментов, например, импульсно- периодического или непрерывного режима работы лазера с определенной временной синхронизацией лазерных и УЗ импульсов. В зависимости от области применения имеется набор УЗ инструмента различной геометрии и оптических насадок с контактными наконечниками нескольких типов из кварца, сапфира и металла.
Технические параметры одного из типов ЛАС

Ультразвуковой деструктор–аспиратор общехирургического назначения
Область применения:
Устройство применимо в весьма широком спектре хирургического лечения, в том числе – раневой хирургии.
Назначение:
Устройство обеспечивает дозированное послойное удаление пораженных тканей организма практически без кровопотери. Сам ультразвуковой инструмент находится в руке оператора. Операция характеризуется как быстрая и щадящая. Помимо деструкции и аспирации пораженной ткани возможно стимулированное ультразвуком внедрение в глубину органа показанных лекарственных веществ. Также выполняется очистка поверхности раны от гноя, некротических тканей, раневого детрита, прочих наслоений.
Создан технологический прототип, производиться мелкосерийный выпуск устройства. Аппарат соответствует требованиям: международного стандарта МЭК 601–1–88 "Изделия медицинские электрические"; ГОСТ Р 50267.0.–92 "Изделия медицинские электрические".
Лабораторный образец включает: ультразвуковой хирургический инструмент; генератор питания с органами управления; системы подачи применяемого раствора и аспирации продуктов деструкции с соответствующими баллонами, насосами и коммуникациями. Данная разработка, позволила в последние два года проводить операционное вмешательство при онкологических заболеваниях в тяжелых и безнадежных стадиях на печени, легких и других органах. Уникальным качеством устройства являются технологические возможности деструктора – аспиратора, которые в целом позволяют кардинально изменить взгляд на проведение операционного вмешательства и существенно сократить послеоперационный период.

Sonotom 110 Ультразвуковой деструктор-аспиратор
Область применения
Общая хирургия : Частичная гепатэктомия (панкреатэктомия или спленэктомия), липомэктомия, резекция лимфатических узлов, холангиома, мукозная проктэктомия, ретальная карцинома, ворсинчатая аденома.
Гинекология: Карцинома яичников, карцинома молочных желез, цервикальная карцинома.
Нейрохирургия : Аденома, астроцитома, слуховая невринома, эпендимома (эпендимоглиома), глиома, глиобластома, краниофарингиома, спинальная карцинома.
Урология : Частичная нефрэктомия, простатэктомия.
Принцип действия, эффекты:
Хирургический ультразвуковой аспиратор Sonotom 110 совмещает в себе высокочастотный генератор с пьезоэлектрическим конвертором для дезинтеграции и хирургический отсос для ирригации и аспирации. Благодаря сочетанию этих функций достигается:
- Селективное воздействие на паренхиматозные органы
- Сохранение структур с высоким содержанием коллагена - сосуды, нервы
- Высокая скорость дезинтеграции и аспирации
и т.д.................

Для разрушения тканей в УЗ-хирургии существуют два метода. Первый из них основан на действии самого ультразвука, второй – на приведении в ультразвуковые колебания хирургического инструмента. Ультразвуком можно рассекать ткани, для чего хирургические инструменты соединяют с магнитострикционными преобразователями. Преимущества этого метода: снижение усилия резания, уменьшение болевого ощущения при операции, кровоостанавливающий и стерилизующий эффект ультразвука.

Ультразвуковой скальпель применяют для рассечения любых мягких тканей, позволяет проводить операции без вскрытия грудной клетки в дыхательных органах, пищеводе, на кровеносных сосудах. УЗ используют для удаления опухолей в мозговой ткани без вскрытия черепной коробки. Вводя ультразвуковой инструмент в вену, можно разрушать холестериновые утолщения. В урологии ультразвук используется для дробления камней в почках и мочевом пузыре.

Ультразвук позволяет не только разрезать, но и сваривать мягкие ткани, поврежденные или трансплантируемые костные ткани (ультразвуковой остеосинтез). Область перелома заполняют костной щебенкой, смешанной и жидкими пластмассами (например, с циакрином), которые под действием ультразвука быстро полимеризуются, создавая прочный шов, который постепенно рассасывается и заменяется костной мозолью.

В фармацевтической промышленности используется способность ультразвука дробить твердые тела в жидкой среде – для получения различных препаратов в виде порошков, суспензий, аэрозолей и т.п. При стерилизации используется способность ультразвука губительно влиять на жизнедеятельность микроорганизмов. Портативные звуковые локаторы способны существенно облегчить слепым ориентирование в пространстве.

5.5.3. Новые направления лечебного использования ультразвука.

В настоящее время в практической медицине расширяется область применения фокусированного ультразвука с целью создания в глубине тканей высокой интенсивности. Медико-биологические аспекты использования фокусированного УЗ состоят в разрушении биологических тканей (нейрохирургия, офтальмология, нефрология, урология); раздражении нервных структур (неврология, аудиологическая диагностика и слухопротезирование), воздействии на биологически активные точки (акупунктура), получении аэрозолей (ультразвуковая аэрозольтерапия), непосредственном воздействии на внутренние органы (внутриорганная УЗ-терапия).

Среди путей оптимизации воздействия УЗ наиболее перспективным представляется путь биоуправления, основанный на использовании обратной связи в системе «пациент - физический фактор». Биосинхронизация - наиболее простой вариант биоуправляемой физиотерапии. В настоящее время проводятся исследования и разработка устройств, позволяющих перестраивать параметры (частоту, интенсивность, скважность) ультразвуковой терапии в соответствии с характером реакции организма и изменением деятельности его систем на лечебное воздействие.

Дальнейшие перспективы расширения медицинских применений ультразвука связано с внедрением новых технологий – таких как ультразвуковая голография, позволяющая получать трехмерные изображения биообъектов в процессе их жизнедеятельности.

5623 0

Хирурги всегда стремились к быстрому удалению некротизированных тканей при лечении инфицированных и гнойных ран. Если при лечении инфицированных ран в большинстве случаев это профилактическое мероприятие применяется как средство, предупреждающее нагноение ран, то при гнойных ранах это один из важных (если не основной) методов лечения.

В естественных условиях некролиз предшествует репаративной регенерации ран и до его завершения восстановительные процессы в ране ограничены, а восстановление тканей в полном объеме невозможно. Для удаления некротизированных тканей предложено множество методов. Виды некрэктомии разделяются по характеру действия и имеют определенные противопоказания.

Различают механическую, физическую, химическую некрэктомию. К механической относят первичную и вторичную хирургическую обработку, вакуумирование ран, использование пульсирующей струи; к физической — ультразвуковую кавитацию, лазерное выпаривание некротизированных тканей, энергию плазмы, криовоздействие; к химической — использование препаратов некролитического действия.

Некрэктомия может быть одномоментной, этапной и пролонгированной или комбинированной, с использованием средств с различной направленностью действия (сочетание механического, физического и химического воздействия на некротизированные ткани).

Дополнение первичной хирургической обработки инфицированных ран ультразвуковой кавитацией значительно повышает ее эффективность.

Во время ранней хирургической обработки наиболее инфицированных ран (размозженных, рваных, ушибленных, скальпированных) комбинированная интраоперационная некрэктомия уменьшает число воспалительных раневых осложнений в 2 раза, а при открытых переломах число нагноений ран, некрозов кожи уменьшается почти в 3 раза.

Отсроченная хирургическая обработка инфицированных ран (через 12-48 ч после травмы) с выраженными явлениями воспаления в ране при комбинированной механической, физической и химической некрэктомии позволяет уменьшить число раневых осложнений до 12 %.

Дополнение хирургической обработки гнойных ран ультразвуковой кавитацией позволяет у каждого 3-го больного закончить операцию наложением первичного шва с дренированием раны, а в 69 % случаев использовать ультразвуковую кавитацию как некрэктомию в послеоперационном периоде во время ежедневных перевязок. После 3—5 кавитаций раны с использованием химических антисептиков у половины больных создаются условия для наложения ранних вторичных швов.

Ультразвуковую обработку гнойных ран проводят с помощью отечественной медицинской установки УРСК-7Н, предназначенной для различных хирургических операций на мягких тканях, костях и внутренних органах.

Обработку осуществляют в режиме «скальпель» с резонансной частотой 26,9 кГц, амплитудой продольных колебаний инструмента 0,060 мм, мощностью 0,2 Вт/см2 и настройкой на частоту рабочего резонанса при силе тока 4-12 мА. Для ультразвуковой обработки применяют 0,5 % раствор хлоргексидина, который подают на раневую поверхность шприцем, омывая торец излучателя.

При этом расстояние между торцом излучателя и поверхностью раны составляет 3-5 мм, а направление инструмента перпендикулярно обрабатываемой поверхности. В ходе ультразвуковой обработки воздействию подвергается вся раневая поверхность, начиная каждый раз от дна и кончая кожей вокруг раны, скорость перемещения излучателя должна быть не менее 1 см/с, что в сочетании с постоянной подачей раствора предохраняет ткани от термического повреждения.

При обработке активно удаляются гной, некротические массы, инородные частицы, из жизнеспособных тканей появляется капиллярное кровотечение, что позволяет более четко дифференцировать нежизнеспособные ткани, имеющие после ультразвуковой обработки тусклый темно-синюшный цвет, и произвести дополнительно их иссечение. В зависимости от размеров очага обработка длится 3-8 мин. Процедуры проводят ежедневно, всего 3—5. При появлении грануляций обработку производят с настройкой в резонанс при силе тока 6—8 мА, чтобы предотвратить повреждение формирующейся грануляционной ткани.

У больных с трофическими язвами ультразвуковую обработку осуществляют с настройкой в резонанс при силе тока 4—6 мА в течение 3—6 мин. Появление активной краевой эпителизации служит показанием к окончанию курса (всего 4—8 сеансов).

Сочетанное применение низкочастотного ультразвука с антисептиками — эффективный способ подготовки гнойных ран и трофических язв к пластическим операциям, что позволяет значительно улучшить результаты и сократить сроки лечения больных.

Ультразвуковая кавитация ран является эффективным средством борьбы с микробной флорой. Эффект ультразвуковой обработки в большой степени зависит от среды озвучивания. При кавитации ран через обычные традиционные растворы антисептиков (фурацилин, этакридина лактат) или же изотонический раствор хлорида натрия обсемененность ран снижается незначительно и составляет в среднем 5,5 х 104. При добавлении в озвучиваемый раствор антибиотиков целенаправленного воздействия (левомицетин, карбенициллин и др.), а также при озвучивании через диоксидин, метронидазол число микроорганизмов уменьшалось в среднем до 1,4 х 10 2 , а в 39 % случаев было ниже 1,0 х 10 2 .

Комплексное лечение гнойных ран мягких тканей и трофических язв низкочастотным ультразвуком с использованием пластических операций значительно улучшает косметические и функциональные результаты и сокращает сроки пребывания больных в стационаре.

Ультразвуковая обработка является эффективным дополнением к хирургической обработке гнойных ран, позволяет шире и с благоприятными исходами использовать первичные швы. Резкое сокращение фазы воспаления позволяет эффективно применять ранние вторичные швы для закрытия раневого дефекта. Активная краевая эпителизация является показанием к окончанию курса ультразвуковой обработки гнойных ран и трофических язв.

Лазерное излучение предусматривает как лазерную некрэктомию, так и стимулирующее влияние расфокусированного лазерного луча. Основой лазерной некрэктомии является выпаривание некротизированных тканей сфокусированным лучом углекислотного лазера.

Для лазерной некрэктомии без повреждения подлежащих здоровых тканей достаточно обработать раневую поверхность сфокусированным лучом при удельной дозе 150-200 Дж/см2. Образующаяся на поверхности раны после такой обработки коагуляционная пленка не замедляет регенерацию. Облучение раневой поверхности расфокусированным лучом при разовой экспозиционной дозе 3,0—4,5 Дж и плотности мощности излучения 0,1—0,5 Вт/см2 значительно стимулирует процессы репаративной регенерации.

Использование углекислотного лазера при лечении гнойных ран способствует одномоментному удалению некротических тканей, ликвидирует бактериальную обсемененность, ускоряет некролиз, появление грануляций и эпителизацию, что приводит к быстрому заживлению и сокращению сроков пребывания больных в стационаре.

При лечении гнойных ран гелий-неоновым, гелий-кадмиевым лазерным излучением наиболее эффективны интенсивность мощности излучения 0,3-0,8 мВт/см2, разовая плотность энергии излучения 0,3-0,45 Дж/см2, курсовая (суммарная) плотность излучения не более 4-5 Дж/см2. Облучение большей суммарной плотностью энергии излучения вызывает угнетение регенеративных процессов, о чем свидетельствует прекращение контракции и эпителизации раны.

Излучение гелий-кадмиевого лазера в большей степени купирует воспаление, нормализует микроциркуляцию, стимулирует пролиферативные процессы, но меньше влияет на эпителизацию раны.

Излучение гелий-неонового лазера больше, чем излучение гелий-кадмиевого лазера, ускоряет контракцию и эпителизацию ран. Лечение гнойных ран наиболее эффективно при применении в фазе воспаления гелий-кадмиевого, а в фазе заживления — гелий-неонового лазерного излучения.

Низкоэнергетическое лазерное излучение купирует воспалительный процесс, нормализует микроциркуляцию, уменьшает микробную обсемененность, ускоряет некролиз, регенерацию и заживление гнойных ран.

Использование энергии плазмы в лечении гнойных ран предусматривает обработку плазменным потоком в режимах «щадящей коагуляции» и «NO-терапию». Содержащий оксид азота газовый поток получается с помощью аппарата «Плазон».

Технические возможности аппарата «Плазон» позволяют обрабатывать раневую поверхность в режиме контактного высокотемпературного воздействия — режим «щадящей коагуляции». Обработку выполняют путем кратковременного однократного контакта высокотемпературного плазменного факела с раневой поверхностью до образования тонкой коагуляционной пленки. NO-терапия предполагает обработку раны охлажденным до +41-43 0 С газовым потоком, содержащим оксид азота. Экспозиция составляет 15—20 с на 10 см2 раневой поверхности в первую фазу раневого процесса и 5—10 с на аналогичную площадь во вторую фазу. NO-терапию проводят ежедневно во время перевязок, процедура не требует дополнительного обезболивания.

Обработка раны предусматривает механическую, хирургическую некрэктомию и затем физическую — с использованием воздушно-плазменного потока в режиме «щадящей коагуляции». На поверхности раны образуется тонкая блестящая коагуляционная пленка. Происходит остановка кровотечения только из самых мелких сосудов. Через сутки после операции экссудация в ране менее выражена, пленка сохраняется. NO-терапия способствует уменьшению раневой экссудации. Выраженные экссудативные явления могут быть обусловлены сохраняющимися некротическими изменениями в тканях, что требует проведения этапной некрэктомии.

Важным клиническим симптомом в первой фазе раневого процесса помимо выраженности экссудации и скорости очищения раны можно считать уменьшение перифокальной воспалительной реакции. Ко 2—3-м суткам после хирургической и физической некрэктомии снижается перифокальное воспаление: почти полностью исчезает гиперемия кожи вокруг раны с умеренно выраженной инфильтрацией кожи и подкожной клетчатки у краев раны.

К 7—8-м суткам полностью стихают перифокальные воспалительные изменения, значительно уменьшается экссудация, отсутствуют гной, фибрин, появляется грануляционная ткань. К 10—14-м суткам рана полностью очищается, ее дно покрыто яркой мелкозернистой грануляционной тканью. Указанные изменения в ране свидетельствуют о переходе раневого процесса во вторую фазу и соответствуют клиническим критериям готовности раны к хирургическому закрытию.

Физическая некрэктомия с использованием NO-потока приводит к десятикратному снижению бактериальной обсемененности ран, уменьшая при этом воспалительную реакцию в целом. В то же время NO-терапия ускоряет пролиферацию сосудов и клеточных элементов, создавая благоприятные условия для формирования и созревания грануляционной ткани, сокращает сроки лечения или подготовки ран к хирургическому закрытию.

Основой патогенетического лечения хронического остеомиелита является радикальная хирургическая операция — удаление патологического очага. Это иссечение свищей с окружающими их рубцами и грануляциями, удаление секвестров, неотторгшейся мертвой костной ткани, вскрытие костных полостей и т.д. Сущность операции не меняется, хотя ее названия могут быть различны: некрэктомия, некрсеквестрэктомия, фистулосеквестрнекрэктомия, радикальная хирургическая обработка остеомиелитического очага и др.

Если вопрос о радикальности операции как этапа хирургического лечения хронического остеомиелита принципиально решен, то варианты некрэктомии, санации кости и мягких тканей обсуждаются до настоящего времени.

Для снижения бактериальной обсемененности костной и мягких тканей ниже критической с целью обеспечения санации послеоперационного костного дефекта и раны мягких тканей при хроническом остеомиелите используют сочетание механической обработки и применения химических антисептиков с ультразвуковой кавитацией или С02-лазерным излучением углекислотного лазера.

Во время операции для санации костной полости и раны мягких тканей используют аппарат УРСК-7Н в режиме «сварка» или «скальпель», рабочая частота 25,5 +7,5 кГц, амплитуда колебания 0,04—0,08 мк при экспозиции 5—10 мин в соответствии с методическими рекомендациями ЦИТО. После механической обработки костной полости фрезами, долотом, обильного промывания раствором антисептика (фурагин калия, хлоргексидин, гипохлорит натрия) рану заполняют раствором антисептика или антибиотика, как правило, с учетом данных микробиологического исследования отделяемого из свищей до операции, и в течение 7—10 мин проводят последовательную ультразвуковую обработку стенок операционной раны кости и мягких тканей.

Ось волновода располагают под углом 90° к обрабатываемой поверхности, не касаясь ее. Из-за нагревания растворы приходится менять каждые 2-3 мин. Обычно используют 2-3 антисептика. Озвучивание проводят в режиме резонанса волновода и аппарата, контроль за резонансной настройкой ведут визуально, по максимуму «вскипания» антисептического раствора во время воздействия ультразвука.

Под воздействием ультразвуковой кавитации, дополняющей механическую и химическую обработку раны, бактериальная обсемененность значительно уменьшается. Роста микрофлоры не отмечено в мягких тканях в 62,2 % наблюдений и в костной в 75 %. Ни в одном наблюдении обсемененность тканей не достигала критического уровня.

В биоптатах мягких тканей отмечается уменьшение микробных ассоциаций, не определяются бактерии рода Proteus и Ps. aeruginosa. В костной ткани прослеживались более выраженные изменения — уменьшение выделения стафилококков в 2 раза, а также бактерий рода Proteus и стрептококков — в 4 раза. Ps. Aeruginosa отсутствует.

Для физической некрэктомии и санации мягких тканей и костной полости используют отечественную лазерную хирургическую установку «Скальпель» на основе углекислотного лазера типа ЛГ-25, генерирующего излучение в инфракрасном диапазоне с длиной волны 10600 нм и выходной мощностью 40 Вт. Облучение послеоперационного костного дефекта и раны мягких тканей проводят расфокусированным лучом с диаметром пятна 8—16 мм и плотностью мощности излучения 300-400 Дж/см2 в течение 15—30 с с движением луча лазера из глубины раны к ее поверхности.

Применение углекислотного лазера с целью санации послеоперационного костного дефекта и раны мягких тканей позволяет добиться снижения бактериальной обсемененности тканей по сравнению с традиционными методами санации.

Роста микрофлоры не было выявлено в мягких тканях у 56,9 %, в костной ткани — у 58,1 % больных. Бактериальная обсемененность мягкой и костной тканей сохранялась выше критического уровня у 8,5 и 2,5 % больных.

Санационный эффект ультразвуковой кавитации выше, чем лазерной обработки костной полости и раны мягких тканей.

В торакальной хирургии при выполнении плеврэктомии рубцово измененную плевру отделяют от грудной стенки в экстраплевральном слое с рассечением складки в месте перехода париетальной плевры в висцеральную. Висцеральную стенку эмпиемного мешка отделяют от легкого непосредственно через плевру в слое между внутренней эластической мембраной, покрывающей легкое, и наружным слоем плевры вместе со швартой. Обязательным условием плеврэктомии является полный пневмолиз, включая и междолевые щели, без этого полное расправление легкого невозможно.

Резко утолщенная, иногда до 2-3 см, париетальная плевра с выраженными грубыми Рубцовыми изменениями требует больших усилий при плеврэктомии и становится источником выраженного кровотечения. Выделение плевры в области купола средостения чревато повреждением сосудов и органов. Ультразвуковые инструменты позволяют легко рассекать рубцово измененные ткани в соответствующем слое, в том числе при выделении висцерального листка плевры. Специальные ультразвуковые инструменты с гибким волноводом позволяют рассекать ткани в труднодоступном месте грудной полости.

Хирургический доступ выполняют обычным скальпелем в зависимости от локализации эмпиемы. При необходимости торакотомию выполняют через ложе резецированного ребра. Ультразвуковым скальпелем постепенно отделяют париетальную плевру от грудной стенки по всему периметру торакотомной раны и вводят ранорасширитель. Рану расширяют по ходу операции и продолжают выделение плевры в подплевральном слое по направлению к позвоночнику и корню легкого до переходной складки.

Плевру широко отделяют в средних отделах легкого, что позволяет затем отделить плевру в области купола и синусов. Аналогичным образом отделяют висцеральную плевру. При работе ультразвуковым скальпелем следует выполнять препаровку короткими движениями, т.к. длительное соприкосновение волновода с тканями гасит колебания.

При случайном или преднамеренном вскрытии эмпиемного мешка полость эмпиемы осушают, проводят ультразвуковую кавитацию с раствором антисептика. Операцию заканчивают ультразвуковой кавитацией полости, образовавшейся после удаления мешка эмпиемы. Использование ультразвукового скальпеля не сокращает время операции, но делает ее более щадящей, уменьшает кровопотерю более чем в 2 раза в результате уменьшения повреждения легкого и тканей грудной стенки.

Использование скальпеля на основе квантовых генераторов основано на коагуляции и бактерицидном действии лазерного луча. Экспериментальные морфологические исследования, проведенные А.Н. Кабановым (1985), по воздействию лазерного луча на легочную ткань выявили определенные специфические изменения. Подтвержден гемостатический эффект лазерного луча. В легочной ткани в месте рассечения лучом выявляют 3 зоны морфологических изменений: зону поверхностного коагуляционного некроза с выпадением тонкого слоя фибрина; зону отека и кровоизлияний с умеренной клеточной инфильтрацией и зону дистрофических изменений в легочной ткани, с ограниченным тромбозом в мелких сосудах.

Все эти изменения выявляются на небольшом протяжении непосредственно вдоль линии разреза ткани. Обработка ткани расфокусированным лучом углекислотного лазера вызывает коагуляционную пленку на поверхности поврежденной легочной ткани с выраженным аэростазом, если поврежденные бронхи диаметром не более 1 мм. Гемостатический эффект, надежный аэростаз играют важную роль при декортикации легкого и плеврэктомии лазерным скальпелем.

При применении лазерного скальпеля высокая температура луча обусловливает выпаривание тканей по линии прохождения. Торакотомию выполняют обычным или лазерным скальпелем, а затем в слое подплевральной клетчатки отслаивают с помощью тупфера париетальную плевру, а фиброзные сращения плевры с мышцами грудной стенки бескровно пересекают лазерным лучом. Таким образом отделяют плевру от переходной складки. Кровотечение из легочной ткани останавливают расфокусированным лазерным лучом, а кровотечение из более крупных сосудов — прошиванием тканей или тампонадой.

Декортикацию легкого А. Н. Кабанов и Л.А. Ситко (1985) выполняют следующим образом. Захватывая и оттягивая щипцами утолщенную плевру, лазерным лучом медленно отделяют висцеральную плевру от легочной ткани. Направление световода устанавливают под острым углом к поверхности легкого. Такими порциями отделяют плевру сфокусированным лучом. Как правило, при этом не нарушается герметизм легочной ткани.

Если все же просачивается воздух, это место облучают расфокусированным лазерным лучом в течение 5—10 с. Коагуляционная пленка, образующаяся на поверхности легкого, обеспечивает хороший аэростаз. Авторы не считают необходимым удалять фиброзную ткань с поверхности легкого при ее глубоком врастании. В этих случаях оставленные участки плевры рассекают в виде сетки (скрайбирование), под ними хорошо расправляются участки легкого.

Использование лазерного луча для плеврэктомии и декортикации легкого наиболее целесообразно при удалении висцеральной плевры, проведении лазерного аэростаза и скрайбирования висцеральной плевры. Применение ультразвуковой и лазерной технологий при плеврэктомии, декортикации легкого при эмпиеме плевры расширяют возможности восстановительных операций.

Бактерицидный эффект при обработке плевры, в том числе и гемоторакса, после резекции легкого получают облучением поверхностных тканей аргоновой плазмой (Котов И.И., 2000). Прямое облучение в течение 3 мин приводит к полной стерильности раны. Бактерицидное действие распространяется на все виды микрофлоры. Применение биомедицинских установок СУПР-М, «Плазма-3», представляющих собой плазмотрон малой мощности, возможно при пневмолизе, плеврэктомии. Факелом плазмотрона пересекают крупные шварты, останавливают кровотечение из мелких сосудов грудной стенки.

Там, где участки эмпиемного мешка удалить невозможно, испаряют пиогенный слой. Кроме плазменного скальпеля, во время операций по поводу гнойных заболеваний легких и плевры используют бактерицидный эффект плазмы: проводят обработку нежизнеспособных тканей, обсемененных микрофлорой из вскрывшихся гнойных очагов, или поверхности париетальной плевры после декортикации легкого. Поверхность обрабатывают лучом плазмы с расстояния 6—8 см сканирующими движениями в течение 2—3 мин на 1 дм2.

Точно также обрабатывают поверхность торакотомной раны перед ее ушиванием. При наложении торакостомы при эмпиеме плевры плазменный скальпель используют для гемостаза и некрэктомии, а в последующем — для этапных некрэктомии, удаления фибринозно-гнойных наложений. Облучение грануляций недопустимо, так как образование на грануляционной поверхности коагуляционного струпа нарушает формирование соединительной ткани.

Фотодинамическая терапия на основе низкоэнергетического лазерного излучения имеет достаточную перспективу в лечении онкологических заболеваний, а в борьбе с бактериальной инфекцией находит все более широкое применение (Странадко Е.Ф., Толстых П.И., Карлоев У.М., 1999; В.П. Жаров и др., 1999), в том числе для профилактики острой послеоперационной эмпиемы плевры (Павлов Ю.В. и др., 2001).

Бактерицидный эффект фотодинамической терапии основан на тропности фотосенсибилизаторов к цитоплазматической мембране и различным внутриклеточным структурам. Бактериальные клетки довольно быстро захватывают и удерживают фотосенсибилизатор. Облученный лазерным лучом, фотосенсибилизатор, захваченный микробной клеткой, приводит к образованию синглетного кислорода и свободных радикалов — высокоактивных биологических окислителей, которые вызывают гибель микроорганизмов.

Такое прямое действие фотодинамической терапии проявляется в отношении грамположительной флоры, грамотрицательные микроорганизмы имеют мощную наружную мембрану, препятствующую проникновению фотомодулятора. Для увеличения проницаемости оболочки микробной клетки проводят предварительную обработку ультразвуковой кавитацией.

После основного этапа операции (лоб-, билоб-, пульмонэктомия, декортикация легкого, плеврэктомия) плевру обрабатывают низкочастотным ультразвуком в сочетании с воздействием фотосенсибилизатора на патогенную микрофлору.

В качестве фотосенсибилизатора используют сульфированный фталоцианин алюминия (ALPcS, фотосене). Для ультразвукового воздействия применяют аппараты УРСК-7Н или УРСК-7Н-22, для лазерного облучения — аппарат КАМИН-ВИДЕО.

После завершения основного этапа операции плевральную полость заполняют раствором антисептика (фурацилин 1:5000, хлоргексидин 0,02 %) до краев раны, вводят 5 мл (10 мг) фотомодулятора и озвучивают полость волноводом ультразвукового аппарата, удерживая волновод на расстоянии 1 см от грудной стенки. После озвучивания антисептик удаляют и поверхность облучают красным светом от установки КАМИН-ВИДЕО в течение 10 мин.

Такая санация с целью профилактики послеоперационной эмпиемы плевры показана больным острыми и хроническими гнойными заболеваниями легких, эмпиемой плевры, у которых риск развития послеоперационной эмпиемы чрезвычайно высок.

Эндобронхиальная фотодинамическая терапия в предоперационном периоде у больных гнойными заболеваниями легких дает противовоспалительный и антибактериальный эффект, ограничивая условия для возникновения гнойно-воспалительных послеоперационных осложнений (гнойный бронхит, пневмонии, несостоятельность культи бронха, плеврит).

Через бронхоскоп бронхи орошают 4-8 мг (2 мг/мл) раствора препарата фотосене, или препарат вводят в аэрозоле (6—8 мг) за сутки до облучения. При бронхоскопии к устью долевых бронхов подводят световод и с помощью аппарата для фотодинамической терапии ЛД-680-2000 (полупроводниковый лазер с длиной волны 0,680 мкм и максимальной мощностью на выходе 2 Вт) проводят облучение по 5 мин правой и левой половины бронхиального дерева с плотностью мощности 0,085 Вт/см2. Сеанс облучения повторяют на следующий день. Оперативное лечение выполняют на 4-7-е сутки после облучения.

На эффективность фотодинамической терапии указывают улучшение проходимости бронхов (противовоспалительное и противоотечное действие), увеличение функциональных показателей (ЖЕЛ). Антибактериальный эффект выражается в достижении стерильности или снижении бактериальной обсемененности бронхов на 3 порядка и более.

Противовоспалительный эффект фотодинамической терапии выражается в снижении активности воспаления — уменьшении гиперемии, отека слизистой оболочки бронхов, уменьшении количества бронхиального секрета. Положительное действие проявляется больше при выраженных исходных признаках воспаления и сопровождается активизацией неспецифического местного иммунитета в виде миграции форменных элементов крови (лимфоцитов, нейтрофилов, плазматических клеток) в толщу слизистой оболочки бронхов. Об активации репаративных процессов в бронхах свидетельствует изменение уровня маркеров пролиферации в слизистой оболочке бронхов.

Фотодинамическая терапия позволяет уменьшить число санационных бронхоскопий при предоперационной подготовке больных.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО «ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАФЕДРА МЕДБИОФИЗИКИ, ИНФОРМАТИКИ, ЭКОНОМИКИ

РЕФЕРАТ

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В ХИРУРГИИ

Выполнила:

студентка 1 курса 103 гр. пед. ф-та Фазуллина А.И.

Проверил:

ст. преподаватель Рябчикова М.С.

Введение

Основные области применения ультразвука в хирургии

Ультразвуковая диагностика

Ультразвуковые инструменты

Ультразвуковой комплекс для лапароскопии

Бактерицидные свойства ультразвука

Заключение

Приложение

Введение

Цель работы : выявить основные области применения ультразвука в оперативной хирургии.

Задачи :

раскрыть понятия ультразвук, ультразвуковая диагностика;

установить физические основы применения ультразвука;

роль ультразвука в хирургии.

Актуальность темы : сегодня ультразвук с успехом применяется в ряде областей медицины и в первую очередь для лечебных целей в терапии, в диагностике различных заболеваний, в хирургической практике. С помощью ультразвука стерилизуют жидкости, моют и дезинфицируют хирургические инструменты, руки хирурга, производят диспергирование и ингаляцию. Использование ультразвука в медицине основано на физических явлениях, происходящих в биологических тканях: это различное поглощение ультразвука тканями, отличающимися внутренним строением, отражение ультразвуковых колебаний при переходе сред разной плотности, образование под действием ультразвука тепла в тканях (возбуждение в них колебаний, развитие различных потоков биологических жидкостей и т.д.).

Ультразвуком называются звуковые колебания, лежащие выше порога восприятия органа слуха человека. Пьезоэффект, благодаря которому получают ультразвуковые колебания, был открыт в 1881 году братьями П. Кюри и Ж.-П. Кюри. Свое применение он нашел во время первой мировой войны, когда К.В. Шиловский и П.Ланжевен разработали сонар, использовавшийся для навигации судов, определения расстояния для цели и поиска подводных лодок. В 1929 году С.Я. Соколов применил ультразвук для неразрушающего контроля в металлургии (дефектоскопия). Этот крупнейший советский физик-акустик явился родоначальником ультразвуковой интроскопии и автором наиболее часто используемых и совершенно различных по своей сути методов современного звуковидения.

Попытки использования ультразвука в целях медицинской диагностики привели к появлению в 1937 году одномерной эхоэнцефалографии. Однако лишь в начале пятидесятых годов удалось получить ультразвуковое изображение внутренних органов и тканей человека. С этого момента ультразвуковая диагностика стала широко применяться в лучевой диагностике многих заболеваний и повреждений внутренних органов.

Основная идея применения ультразвука в хирургии заключается в сообщении хирургическим инструментам ультразвуковых колебаний, что существенно увеличивает их эффективность, облегчает проведение операций и уменьшает травматические повреждения окружающих тканей. При этом выделяется несколько направлений: ультразвуковое резание мягких ткачей; ультразвуковая резка, сверление, трепанация, сварка и наплавка костной ткани: ультразвуковая эндартерэктомия (проведение восстановительных операций на пораженных атеросклерозом крупных сосудах).

Можно выделить две основные области использования ультразвука в оперативной хирургии. Это инструментальная ультразвуковая хирургия и локальные разрушения в глубине тканей с помощью фокусированного ультразвука.

За последние годы в практику стали широко внедряться физические методы хирургического воздействия с применением электрокоагуляционной, лазерной, криогенной и ультразвуковой техники.

Рабочая часть ультразвукового хирургического ножа имеет традиционную форму лезвия скальпеля, соединенного волноводом с магнитострикционным или пьезокерамическим преобразователем. Рабочая часть может иметь и другую форму в соответствии с требованиями выполняемой операции. Амплитуда колебаний режущей кромки в зависимости от поставленной задачи может быть изменена от 1 до 350 мкм, а частота выбирается в диапазоне от 20 до 100 кГц. Как известно, трение покоя больше, чем трение скольжения, поэтому трение между двумя поверхностями уменьшается, если одна из них совершает колебательные движения. Именно поэтому работа с ультразвуковыми инструментами требует от хирурга меньших усилий.

Характер разрушения тканей под действием ультразвукового хирургического инструмента зависит от строения его рабочей части, амплитуды и направления колебании. Зависит он и от вязкоупругих свойств и однородности ткани. ультразвук хирургия диагностика техника

При рассечении мягких тканей ультразвуковым ножом, лезвие которого совершает продольные ультразвуковые колебания, взаимодействует с тканью лишь кромка лезвия, обеспечивая процесс микрорезания, существенно усиливающего режущие свойства инструмента. Кроме того, у кромки лезвия колеблющегося инструмента выделяется теплота, локально повышающая температуру ткани и обусловливающая гемостатический эффект в результате термокоагуляции крови.

Так, применение ультразвукового скальпеля, амплитуда колебаний кромки которого лежит в интервале 15...20 мкм при частоте 44 кГц, в 6-8 раз уменьшает кровотечение из мелких и средних сосудов, в 4-6 раз снижает усилие резания, а также существенно облегчает строго послойное разделение кожи, подкожной жировой клетчатки и рубцовоизмененного хряща. Очевидно, что если на инструмент наложены лишь продольные колебания, то его воздействие на стенки раневого канала минимально.

Для разрушения некоторых патологических образований используют специальные волноводы -- дезинтеграторы, рабочий конец которых, помимо продольных, совершает и поперечные колебания. Такие инструменты оказывают существенное влияние па окружающие ткани и по мере введения инструмента разрушают их.

Ультразвуковые инструменты обладают явными преимуществами перед электро- или криохирургическими, так как не прилипают к ткани и поверхности раневого канала и не вызывают дополнительных травм. Ультразвуковой скальпель не уступает в ряде случаев и лазерному хирургическому инструменту, так как, ощущая сопротивление ткани при операции, хирург лучше контролирует процесс ее рассечения.

В зависимости от поставленной задачи ультразвуковые инструменты могут иметь самые разные размеры и форму.

Применительно к операциям, проводимым на брюшной полости пациента эффективность достигается благодаря применению методов лапароскопической (от греч. lapara -- пах, чрево и skopeo -- смотрю) хирургии. Для лапароскопических операций используются лапароскоп и специальные инструменты, которые вводятся по троакарам через отдельные миниатюрные проколы (не более 1 см) в брюшной полости. Небольшие проколы, производимые при лапароскопических хирургических вмешательствах, практически не травмируют мышечную ткань.

Одной из основных и наиболее важной частью ультразвукового комплекса для лапароскопии является ультразвуковая колебательная система (УЗКС), преобразующая электрические колебания ультразвуковой частоты в механические. От того, насколько эффективно она осуществляет свою функцию, зависят такие эксплуатационные параметры аппарата как: максимальная амплитуда ультразвуковых колебаний, допустимое время непрерывной работы, разогрев колебательной системы и рабочих инструментов.

Колебательная система, как правило, строится по полуволновой конструктивной схеме, сочетающей в себе электроакустический преобразователь (пьезоэлектрический) и концентратор.

Для осуществления ультразвукового резания и коагуляции необходимым и достаточным условием является достижение амплитуды колебаний порядка 150 мкм. К сожалению, при таком значении амплитуды колебаний велика вероятность возникновения изгибных колебаний. При этом наблюдается разрушение рабочего инструмента.

Для выполнения различного рода лапароскопических операций применяется несколько сменных рабочих инструментов (до 10 шт.), которые отличаются длиной, диаметром и формой окончаний. Длина всех сменных рабочих инструментов выбиралась из условий обеспечения кратности половине длины волны продольных ультразвуковых колебаний в материале инструмента.

Бактерицидный эффект позволяет использовать простую и оригинальную методику самостерилизации хирургического инструмента. Рабочую часть инструмента опускают в раствор дезинфектанта и включают генератор. Ультразвуковые колебания вызывают интенсивные микротечения жидкости вблизи инструмента, очищающие его поверхность. Кроме того, увеличивая проницаемость мембран клеток болезнетворных бактерий по отношению к дезинфицирующему веществу, ультразвук повышает эффективность его действия, что позволяет в 10-100 раз снизить концентрацию этого вещества в растворе. Если, например, лезвие ультразвукового скальпеля погрузить в бульон со стандартной культурой гемолитического плазмокоагулирующего стафилококка, после этого включенный инструмент подвергнуть двухминутной самостерилизации в разбавленном (0,025...0,5%) растворе диоцида, выключить его и привести в соприкосновение с поверхностью кровяного агара, то число выросших микробных колоний окажется тем меньшим, чем выше была амплитуда колебаний инструмента

На практике для стерилизации ультразвуковой инструмент, колеблющийся с максимальной амплитудой, опускают на несколько секунд в сосуд с любым дезинфицирующим раствором, например, перикиси водорода.

Заключение

В настоящее время ультразвуковой метод нашел широкое диагностическое применение и стал неотъемлемой частью клинического обследования больных. По абсолютному числу ультразвуковые исследования в плотную приблизились к рентгенологическим. Одновременно существенно расширились и границы использования эхографии. Во- первых, она стала применятся для исследования тех объектов, которые ранее считались недоступными для ультразвуковой оценки (легкие, желудок, кишечник, скелет), так что в настоящее время практически все органы и анатомические структуры могут быть изучены сонографически. Во-вторых, в практику вошли интракорпоральные исследования, осуществляемые введением специальных микродатчиков в различные полости организма через естественные отверстия, пункционным путем в сосуды и сердце либо через операционные раны. Этим было достигнуто значительное повышение точности ультразвуковой диагностики. В-третьих, появились новые направления использования ультразвукового метода. Наряду с обычными плановыми исследованиями, он широко применяется для целей неотложной диагностики, мониторинга, скрининга, для контроля за выполнением диагностических и лечебных пункций.

Приложение

Ультразвук - звуковые волны имеющие частоту выше воспринимаемых человеческим ухом, обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц.

Ультразвуковая диагностика - метод исследования человеческих органов, основанный на способности ультразвуковых волн проникать сквозь ткани, показывая картину состояния организма на экране.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Применение ультразвука с лечебной целью. Механическое, термическое, физическое воздействие ультразвука. Методы ультразвуковой терапии: контактный, ультрафонофорез, рефлексотерапия, интракорпоральный, эндоскопический. Аппараты для ультразвуковой терапии.

презентация , добавлен 05.02.2015


Способы получения и свойства ультразвука. Изображение внутренних органов человека с помощью ультразвуковых волн. Ультразвуковые генераторы (медицинский, школьный). Свойство отражения ультразвуковой волны в медицинской ультразвуковой диагностике.

контрольная работа , добавлен 03.02.2011


Определение и характеристика ультразвука, его основные источники. Действие ультразвука на биологические объекты. Применение ультразвука в диагностике и терапии. Частотная граница между звуковыми и ультразвуковыми волнами. Ультразвуковой свисток Гальтона.

презентация , добавлен 28.04.2016


Физические характеристики звука. Понятие ультразвука и принцип действия электромеханических излучателей. Медико-биологичесике приложения ультразвука. Методы диагностики и исследования: двумерная и доплеровская эхоскопия, визуализация на гармониках.

презентация , добавлен 23.02.2013


Биологические и физические характеристики ультразвука. Механизмы физиологического и лечебного действия (механический, тепловой и физико-химический факторы). Аппаратура, методика и техника ультразвуковой терапии. Показания и противопоказания к лечению.

реферат , добавлен 27.04.2009


Адаптация организма ребенка к условиям внеутробной жизни. Современные методы ультразвуковой диагностики. Современные ультразвуковые приборы. Применение ультразвуковой диагностики. Методика проведения нейросонографии. Дисплазия тазобедренного сустава.

презентация , добавлен 18.09.2013


История сердечно-сосудистой хирургии как отрасли хирургии и медицинской специальности, ее подходы к решению проблем в период первых открытий. Зарождение кардиохирургии как хирургического направления в России. Открытия в области хирургии сердца и сосудов.

реферат , добавлен 22.12.2013


Характеристика и назначение ультразвуковой терапии, ее физическое обоснование и специальная аппаратура. Методика и техника проведения процедур и механизм действия фактора на организм. Показание и противопоказания к использованию ультразвуковой терапии.

реферат , добавлен 23.11.2009


Статистические данные заболеваемости остеопорозом. Опорно-двигательный аппарат человека: остеология, классификация костей. Исследование синовиальной жидкости. Артрография и трепанобиопсия. Радионуклидная диагностика. Биологическое действие ультразвука.

курсовая работа , добавлен 16.12.2012


Сущность ультразвукового метода как принципиально нового способа получения медицинского изображения, его разработка и внедрение в практику. Физические свойства и биологическое действие ультразвука. Преимущества эхографии, ее безопасность, виды датчиков.

Основная идея применения ультразвука в хирургии заключается в сообщении хирургическим инструментам ультразвуковых колебаний, что существенно увеличивает их эффективность, облегчает проведение операций и уменьшает травматические повреждения окружающих тканей. При этом выделяется несколько направлений: ультразвуковое резание мягких ткачей; ультразвуковая резка, сверление, трепанация, сварка и наплавка костной ткани: ультразвуковая эндартерэктомия (проведение восстановительных операций на пораженных атеросклерозом крупных сосудах).

Можно выделить две основные области использования ультразвука в оперативной хирургии. Это инструментальная ультразвуковая хирургия и локальные разрушения в глубине тканей с помощью фокусированного ультразвука.

За последние годы в практику стали широко внедряться физические методы хирургического воздействия с применением электрокоагуляционной, лазерной, криогенной и ультразвуковой техники.

Рабочая часть ультразвукового хирургического ножа имеет традиционную форму лезвия скальпеля, соединенного волноводом с магнитострикционным или пьезокерамическим преобразователем. Рабочая часть может иметь и другую форму в соответствии с требованиями выполняемой операции. Амплитуда колебаний режущей кромки в зависимости от поставленной задачи может быть изменена от 1 до 350 мкм, а частота выбирается в диапазоне от 20 до 100 кГц. Как известно, трение покоя больше, чем трение скольжения, поэтому трение между двумя поверхностями уменьшается, если одна из них совершает колебательные движения. Именно поэтому работа с ультразвуковыми инструментами требует от хирурга меньших усилий.

Характер разрушения тканей под действием ультразвукового хирургического инструмента зависит от строения его рабочей части, амплитуды и направления колебании. Зависит он и от вязкоупругих свойств и однородности ткани. ультразвук хирургия диагностика техника

При рассечении мягких тканей ультразвуковым ножом, лезвие которого совершает продольные ультразвуковые колебания, взаимодействует с тканью лишь кромка лезвия, обеспечивая процесс микрорезания, существенно усиливающего режущие свойства инструмента. Кроме того, у кромки лезвия колеблющегося инструмента выделяется теплота, локально повышающая температуру ткани и обусловливающая гемостатический эффект в результате термокоагуляции крови.

Так, применение ультразвукового скальпеля, амплитуда колебаний кромки которого лежит в интервале 15...20 мкм при частоте 44 кГц, в 6-8 раз уменьшает кровотечение из мелких и средних сосудов, в 4-6 раз снижает усилие резания, а также существенно облегчает строго послойное разделение кожи, подкожной жировой клетчатки и рубцовоизмененного хряща. Очевидно, что если на инструмент наложены лишь продольные колебания, то его воздействие на стенки раневого канала минимально.

Для разрушения некоторых патологических образований используют специальные волноводы -- дезинтеграторы, рабочий конец которых, помимо продольных, совершает и поперечные колебания. Такие инструменты оказывают существенное влияние па окружающие ткани и по мере введения инструмента разрушают их.

Ультразвуковые инструменты обладают явными преимуществами перед электро- или криохирургическими, так как не прилипают к ткани и поверхности раневого канала и не вызывают дополнительных травм. Ультразвуковой скальпель не уступает в ряде случаев и лазерному хирургическому инструменту, так как, ощущая сопротивление ткани при операции, хирург лучше контролирует процесс ее рассечения.