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.].
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 оперативные 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.
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».