RU2183946C2 - Device for treating biological tissue with plasma - Google Patents
Device for treating biological tissue with plasma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183946C2 RU2183946C2 RU97117778A RU97117778A RU2183946C2 RU 2183946 C2 RU2183946 C2 RU 2183946C2 RU 97117778 A RU97117778 A RU 97117778A RU 97117778 A RU97117778 A RU 97117778A RU 2183946 C2 RU2183946 C2 RU 2183946C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- plasma
- cooling system
- cathode electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности медицинской технике, и касается устройства для воздействия плазмой на биологическую ткань. The invention relates to medicine, in particular medical equipment, and relates to a device for exposure to plasma on biological tissue.
В настоящее время известны устройства для воздействия плазмой на биологическую ткань, которыми весьма ограниченно пользуются в хирургии, например, абдоминальной, торакальной, гнойной, ожоговой, в хирургии печени и селезенки, в урологии и онкохирургии и т.д. в основном для бескровного рассечения биологических тканей, коагуляции обширных диффузно кровоточащих раневых поверхностей, термодеструкции патологически измененных биотканей, стерилизации инфицированных ран и др. Currently known devices for plasma exposure to biological tissue, which are very limitedly used in surgery, for example, abdominal, thoracic, purulent, burn, in liver and spleen surgery, in urology and oncological surgery, etc. mainly for bloodless dissection of biological tissues, coagulation of extensive diffusely bleeding wound surfaces, thermal destruction of pathologically altered biological tissues, sterilization of infected wounds, etc.
Например, известен плазменный дуговой скальпель, предназначенный для рассечения и одновременной коагуляции биологической ткани (см. патент США 3991764). Скальпель содержит цилиндрический корпус с размещенным в нем трубчатым анодом. Внутри анода, концентрично по отношению к нему, расположен катод. Между катодом и анодом имеется оболочка, обеспечивающая протекание охлаждающей жидкости по раздельным каналам для охлаждения последнего. Кроме того, для продольного перемещения катода и приведения его в соприкосновение с анодом предусмотрен плунжер, с помощью которого зажигается электрическая дуга. После зажигания дуги протекающий через нее инертный газ выходит из небольшого анодного отверстия в виде горячей плазменной струи и при этом имеет температуру, достаточную для одновременного рассечения и коагуляции живой биологической ткани. For example, a plasma arc scalpel is known for dissecting and simultaneously coagulating biological tissue (see US Pat. No. 3,991,764). The scalpel contains a cylindrical body with a tubular anode placed therein. Inside the anode, concentric with respect to it, is the cathode. Between the cathode and the anode there is a shell that allows the coolant to flow through separate channels to cool the latter. In addition, for longitudinal movement of the cathode and bringing it into contact with the anode, a plunger is provided with which an electric arc is ignited. After ignition of the arc, the inert gas flowing through it leaves the small anode hole in the form of a hot plasma jet and at the same time has a temperature sufficient for simultaneous dissection and coagulation of living biological tissue.
Однако, вышеописанное устройство вследствие выполнения его по двухэлектродной схеме не в состоянии обеспечить стабильное и воспроизводимое воздействие на биологическую ткань. Неустойчивость истекающего из выходного канала устройства плазменного потока, а часто и полное его исчезновение вследствие шунтирования дуги значительно затрудняет работу хирурга, снижает эффективность плазменного воздействия, а подчас и делает невозможным выполнение операции. Особенного активно процессы шунтирования проявляются при низких расходах плазмообразующего газа, увеличение же его в устройствах хирургического назначения невозможно вследствие повышения вероятности возникновения газовой эмболии, высушивания операционного поля, разбрызгивания крови и т.д. However, the above-described device, due to its implementation according to a two-electrode circuit, is not able to provide a stable and reproducible effect on biological tissue. The instability of the plasma flow flowing from the output channel of the device, and often its complete disappearance due to arc shunting, significantly complicates the surgeon's work, reduces the effectiveness of the plasma exposure, and sometimes makes it impossible to perform the operation. Shunting processes are especially active at low plasma-forming gas consumption, but an increase in it in surgical devices is impossible due to the increased likelihood of a gas embolism, drying of the surgical field, blood spatter, etc.
Кроме того, двухэлектродные плазменные устройства с самоустанавливающейся длиной дуги вследствие низкого КПД не в состоянии обеспечить получение высокоэнтальпийных потоков плазмы, часто необходимых для осуществления эффективного хирургического воздействия. In addition, two-electrode plasma devices with a self-stabilizing arc length due to low efficiency are not able to provide highly enthalpy plasma flows, often necessary for effective surgical intervention.
Использование предложенного устройства в практической медицине требует наличия либо в самой аппаратуре, либо в операционном или предоперационном помещениях как минимум одного баллона с запасом аргона, а также необходимости периодического возобновления запаса расходуемого газа, которым является аргон. Следует отметить, что чем меньше объем сосуда с аргоном, тем чаще требуется его замена. The use of the proposed device in practical medicine requires either in the apparatus itself or in the operating or preoperative rooms at least one cylinder with a supply of argon, as well as the need for periodic renewal of the supply of consumed gas, which is argon. It should be noted that the smaller the volume of the vessel with argon, the more often it needs to be replaced.
Кроме того, использование в качестве рабочего плазмообразующего вещества инертного газа ограничивает или делает невозможным применение предложенного устройства в военно-полевой хирургии и в медицине катастроф. In addition, the use of an inert gas as a working plasma-forming substance limits or makes it impossible to use the proposed device in military field surgery and in disaster medicine.
Известно другое устройство для воздействия плазмой на биологическую ткань (см., например, патент США 3434476). Another device is known for exposing plasma to biological tissue (see, for example, US Pat. No. 3,434,476).
Это устройство содержит цилиндрический корпус, являющийся анодом, на рабочем конце имеющим выходное отверстие, сообщающееся с внутренним каналом, в котором аксиально расположен заостренный центральный электрод, являющийся катодом. Корпус имеет внутренний концентрический канал, в который подается вода для охлаждения анода. Кроме того, устройство снабжено внешней концентричной по отношению к корпусу трубкой (оболочкой), образующей с последним кольцевой канал, заканчивающийся на рабочем конце отверстием, концентричным с выходным отверстием анода. По внутреннему (осевому) каналу подается инертный газ - аргон или гелий, образующий плазменную струю при зажигании электрической дуги между катодом и анодом от источника питания постоянного тока. Для управления формой плазменной струи по внешнему кольцевому каналу подается холодный газ с расходом, обеспечивающим скорость потока на выходе из него больше скорости потока горячего ионизированного аргона или гелия. This device comprises a cylindrical body, which is an anode, at the working end having an outlet opening in communication with an internal channel in which a pointed central electrode, which is a cathode, is axially located. The housing has an internal concentric channel into which water is supplied to cool the anode. In addition, the device is equipped with an external tube (sheath) concentric with respect to the housing, forming with the latter an annular channel ending at the working end with an aperture concentric with the anode outlet. An inert gas is supplied through the internal (axial) channel — argon or helium, which forms a plasma jet when an electric arc is ignited between the cathode and anode from a DC power source. To control the shape of the plasma jet, cold gas is supplied through an external annular channel with a flow rate that provides a flow rate at the outlet of it greater than the flow rate of hot ionized argon or helium.
Поскольку вышеописанная конструкция аналогична конструкции плазменного дугового скальпеля (см. патент США 3991764), то она имеет все недостатки, присущие устройству для воздействия плазмой на биологическую ткань, описанному в патенте США 3991764, а именно, нестабильность воздействующего на ткань плазменного потока (2-электродная схема) и использование в качестве рабочего плазмообразующего вещества инертного газа (аргона или гелия). Заявляемое в патенте использование мантии из холодного газа для управления формой плазменной струи не устраняет отмеченные недостатки устройства, а, напротив, лишь усугубляет их вследствие повышения риска возникновения газовой эмболии. Because the design described above is similar to the design of a plasma arc scalpel (see US Pat. No. 3,991,764), it has all the drawbacks inherent in the plasma tissue application apparatus described in US Pat. No. 3,991,764, namely, the instability of the plasma flow acting on the tissue (2-electrode scheme) and the use of an inert gas (argon or helium) as a working plasma-forming substance. The use of a cold gas mantle claimed in the patent for controlling the shape of a plasma jet does not eliminate the noted drawbacks of the device, but, on the contrary, only exacerbates them due to an increased risk of gas embolism.
Таким образом, в настоящее время ни одно из известных устройств для воздействия плазмой на биологическую ткань вследствие использования, во-первых, несовершенных (неоптимальных) технических решений и, во-вторых, использования в качестве рабочего плазмообразующего газа инертных газов, являющихся расходуемыми компонентами, не нашли широкого применения в практической медицине, в частности, хирургии. Thus, at present, none of the known devices for plasma exposure to biological tissue due to the use, firstly, of imperfect (non-optimal) technical solutions and, secondly, the use of inert gases, which are consumable components, as a working plasma-forming gas, found wide application in practical medicine, in particular surgery.
Задачей настоящего изобретения является создание такого устройства для воздействия плазмой на биологическую ткань, которое за счет конструктивного выполнения катодного узла позволило бы использовать в качестве рабочего плазмообразующего газа атмосферный воздух и одновременно значительно повысить стабильность воздействующего на ткань плазменного потока. The present invention is the creation of such a device for plasma exposure to biological tissue, which due to the structural design of the cathode assembly would allow the use of atmospheric air as a working plasma-forming gas and at the same time significantly increase the stability of the plasma flow acting on the tissue.
Эта задача решается тем, что в устройстве для воздействия плазмой на биологическую ткань, содержащем анодный узел, выполненный в виде полого цилиндра, являющегося корпусом всего устройства, с выходным каналом на его рабочем конце; катодный узел, имеющий держатель, выполненный в виде полого цилиндра из электропроводящего материала, коаксиально установленного в корпусе с помощью изолирующих вставок, и электрод, закрепленный на его рабочем конце; источник питания, к которому подключены оба узла, и систему охлаждения, причем межэлектродное пространство, образованное катодным электродом и анодом на его рабочем конце, связано посредством магистрали с источником рабочего плазмообразующего газа, согласно изобретению, катодный электрод представляет собой термохимический катод, запрессованный заподлицо в держатель, выполненный из теплопроводящего и электропроводящего материала, а в качестве рабочего плазмообразующего газа использован воздух. This problem is solved in that in a device for plasma exposure to biological tissue containing an anode assembly made in the form of a hollow cylinder, which is the body of the entire device, with an output channel at its working end; a cathode assembly having a holder made in the form of a hollow cylinder of an electrically conductive material coaxially mounted in the housing using insulating inserts, and an electrode fixed to its working end; a power source to which both nodes are connected, and a cooling system, wherein the interelectrode space formed by the cathode electrode and the anode at its working end is connected via a line to a source of working plasma-forming gas, according to the invention, the cathode electrode is a thermochemical cathode, pressed flush into the holder made of heat-conducting and electrically conductive material, and air is used as a working plasma-forming gas.
Такая конструкция термохимического электрода позволяет использовать в качестве рабочего плазмообразующего газа обычный атмосферный воздух, в результате чего отпадает необходимость в баллонах для хранения инертного газа, периодическом восполнении расходуемого рабочего вещества, что приводит, в свою очередь, за счет автономности устройства к повышению удобства и экономичности его эксплуатации и возможности эффективного использования устройства в военно-полевой хирургии и медицине катастроф. This design of the thermochemical electrode allows the use of ordinary atmospheric air as the working plasma-forming gas, as a result of which there is no need for cylinders to store inert gas, periodically replenishing the spent working substance, which, in turn, due to the autonomy of the device to increase its convenience and economy operation and the possibility of effective use of the device in field surgery and disaster medicine.
Система охлаждения катодного и анодного узлов может содержать радиатор для отвода тепла, выполненный в виде втулки, установленной коаксиально в корпусе между изолирующими вставками и охватывающей катододержатель в непосредственной близости от катодного электрода, а также цилиндрический экран, выполненный из изолирующего материала и расположенный между радиатором и корпусом. The cooling system of the cathode and anode assemblies may include a heat sink that is made in the form of a sleeve mounted coaxially in the housing between the insulating inserts and covering the cathode holder in the immediate vicinity of the cathode electrode, as well as a cylindrical screen made of insulating material and located between the radiator and the housing .
Целесообразно, в непосредственной близости от внутренней поверхности этой втулки выполнить по меньшей мере два сквозных канала либо две продольные лыски, образующие с экраном каналы, предназначенные для циркуляции охлаждающей жидкости. It is advisable, in the immediate vicinity of the inner surface of this sleeve, to carry out at least two through channels or two longitudinal flats forming channels with the screen for circulating coolant.
Такая конструкция системы охлаждения катодного узла обеспечивает эффективный отвод тепла от катододержателя и нормализацию температурного состояния электрода, что приводит к существенному снижению скорости эрозии катода, исключает возможность перехода в режим с интенсивной эрозией катодной вставки, позволяет гидравлически объединить системы охлаждения анода и катодного узла, что, в свою очередь, приводит к уменьшению поперечного размера всего устройства. This design of the cooling system of the cathode assembly provides efficient heat removal from the cathode holder and normalization of the temperature state of the electrode, which leads to a significant decrease in the rate of erosion of the cathode, eliminates the possibility of switching to a mode with intense erosion of the cathode insert, and allows hydraulically combining the cooling systems of the anode and cathode assembly, which, in turn, reduces the transverse size of the entire device.
Устройство может быть снабжено межэлектродной вставкой, выполненной в виде втулки, установленной коаксиально в корпусе в межэлектродном пространстве между катодным электродом и анодом и электрически изолированной от них, причем межэлектродную вставку целесообразно снабдить собственной системой охлаждения, гидравлически связанной с системой охлаждения катодного и анодного узлов. The device can be equipped with an interelectrode insert made in the form of a sleeve mounted coaxially in the housing in the interelectrode space between the cathode electrode and the anode and electrically isolated from them, and it is advisable to provide the interelectrode insert with its own cooling system hydraulically connected to the cooling system of the cathode and anode assemblies.
Межэлектродная вставка обеспечивает устойчивое горение электрической дуги в межэлектродном промежутке, что дает возможность получать стабильный во времени и пространстве воздушно-плазменный поток, воздействующий на биологическую ткань, практически при любых и, что особенно важно, малых расходах рабочего газа - атмосферного воздуха, что, в свою очередь, снижает до минимума риск возникновения газовой эмболии. The interelectrode insert provides stable burning of the electric arc in the interelectrode gap, which makes it possible to obtain an air-plasma stream that is stable in time and space, acting on biological tissue, at almost any and, most importantly, low consumption of working gas - atmospheric air, which, in in turn, minimizes the risk of gas embolism.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что устройство для воздействия плазмой на биологическую ткань, содержащее анодный узел, выполненный в виде полого цилиндра, являющегося корпусом всего устройства, с выходным каналом на его рабочем конце, катодный узел, имеющий держатель, выполненный в виде полого цилиндра из электропроводящего материала, коаксиально установленного в корпусе с помощью изолирующих вставок, и катодный электрод, закрепленный на его рабочем конце, источник питания, к которому подключены анодный узел и катодный узел, и систему охлаждения, причем межэлектродное пространство, образованное катодным электродом и анодом на его рабочем конце, связано посредством магистрали с источником рабочего плазмообразующего газа, в соответствии с изобретением, дополнительно содержит межэлектродную вставку, выполненную в виде втулки, установленной коаксиально в корпусе в межэлектродном пространстве между катодным электродом и анодом и электрически изолированной от них, катодный электрод представляет собой термохимический катод, запрессованный заподлицо в держатель, выполненный из теплопроводящего и электропроводящего материала, в качестве рабочего плазмообразующего газа использован воздух, система охлаждения, обеспечивающая охлаждение катодного и анодного узлов, содержит радиатор для отвода тепла, выполненный в виде втулки, установленной коаксиально в корпусе между изолирующими вставками и охватывающей катододержатель в непосредственной близости от катодного электрода, а также цилиндрический экран, выполненный из изолирующего материала и расположенный между радиатором и корпусом. The above technical result is also achieved by the fact that the device for plasma exposure to biological tissue containing an anode assembly made in the form of a hollow cylinder, which is the body of the entire device, with an output channel at its working end, a cathode assembly having a holder made in the form of a hollow cylinder from an electrically conductive material coaxially mounted in the housing using insulating inserts, and a cathode electrode fixed to its working end, a power source to which the anode connection is connected l and the cathode assembly and the cooling system, the interelectrode space formed by the cathode electrode and the anode at its working end being connected via a line to a source of working plasma-forming gas, in accordance with the invention, further comprises an interelectrode insert made in the form of a sleeve mounted coaxially in case in the interelectrode space between the cathode electrode and the anode and electrically isolated from them, the cathode electrode is a thermochemical cathode, pressed up to the holder made of heat-conducting and electrically conductive material, air is used as the working plasma-forming gas, the cooling system that provides cooling of the cathode and anode assemblies contains a heat sink that is made in the form of a sleeve mounted coaxially in the housing between the insulating inserts and covering the cathode holder in the immediate vicinity of the cathode electrode, as well as a cylindrical screen made of insulating material and located between the radiator and body.
При этом втулка может иметь по меньшей мере две продольные лыски, образующие с внутренней поверхностью экрана каналы, или по меньшей мере два сквозных продольных канала, предназначенных для циркуляции охлаждающей жидкости и проходящих в непосредственной близости от ее внутренней поверхности, причем межэлектродная вставка может быть снабжена собственной системой охлаждения, гидравлически связанной с системой охлаждения катодного и анодного узлов. In this case, the sleeve may have at least two longitudinal flats forming channels with the inner surface of the screen, or at least two through longitudinal channels designed to circulate the coolant and passing in the immediate vicinity of its inner surface, and the interelectrode insert may be provided with its own a cooling system hydraulically connected to the cooling system of the cathode and anode assemblies.
Устройство в обоих вариантах его осуществления может быть снабжено съемным стерильным чехлом, полностью охватывающим корпус устройства. The device in both variants of its implementation can be equipped with a removable sterile cover that completely covers the body of the device.
Такой чехол, стерилизуемый традиционными методами отдельно от устройства и надеваемый на него непосредственно перед операцией, обеспечивает соблюдение требований асептики при работе хирурга. Such a case, sterilized by traditional methods separately from the device and worn on it immediately before surgery, ensures compliance with aseptic requirements during the operation of the surgeon.
В дальнейшем изобретение поясняется на примере предпочтительного варианта его осуществления, иллюстрируемого чертежами, на которых представлено следующее:
на фиг.1 - схематичное изображение заявляемого устройства для воздействия плазмой на биологическую ткань, общий вид, продольный разрез;
на фиг.2 - разрез по линии II-II на фиг.1;
на фиг.3 - разрез по линии III-III на фиг.1;
на фиг.4 - вид сверху устройства по фиг.1;
на фиг.5 - разрез по линии V-V на фиг.1.The invention is further illustrated by the example of a preferred embodiment, illustrated by the drawings, which show the following:
figure 1 - schematic representation of the inventive device for exposure to plasma on biological tissue, General view, a longitudinal section;
figure 2 is a section along the line II-II in figure 1;
figure 3 is a section along the line III-III in figure 1;
figure 4 is a top view of the device of figure 1;
figure 5 is a section along the line VV in figure 1.
Патентуемое устройство для воздействия плазмой на биологическую ткань содержит анодный узел 1 (фиг.1) и катодный узел 2, подключаемые соответственно к положительному и отрицательному выводам источника питания 3. A patented device for plasma exposure to biological tissue contains an anode assembly 1 (Fig. 1) and a
Анодный узел 1 выполнен в виде цилиндрического корпуса 4 с рабочим коническим окончанием 5, внутри которого размещен собственно анод 6 с выходным цилиндрическим каналом 7. The
Катодный узел 2 расположен коаксиально в корпусе 4 и представляет собой цилиндрический держатель 8, на рабочем конце которого размещен собственно электрод 9, запрессованный заподлицо в держатель 8 и выполненный из электро- и теплопроводящего материала, например, меди. Внутри держателя 8 имеется цилиндрический канал 10, с одной стороны соединенный посредством магистрали 11 с источником рабочего плазмообразующего газа (на фигурах не показан), в качестве которого использован атмосферный воздух, а с другой стороны - сообщающийся посредством радиальных каналов 12 с межэлектродным пространством 13. Катодный электрод 9 представляет собой термохимический катод, выполненный из материала IV группы периодической системы, подгруппы титана IV В, например, из гафния. The
Катодный узел 2 установлен коаксиально в цилиндрическом корпусе 4 анодного узла 1 с помощью цилиндрических изолирующих вставок 14 и 15, выполненных из диэлектрического материала, например, оргстекла, на каждой из которых имеются две диаметрально противоположно расположенные лыски 16, 16' и 17, 17', соответственно, (фиг. 2 и фиг.3), образующие каналы 18, 18', 19, 19', предназначенные для циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения анода 6, подвод и отвод которой осуществляется через цилиндрические каналы 20 и 20' (фиг.3 и фиг.4). В качестве охлаждающей жидкости в простейшем случае может быть использована вода. The
В корпусе 4 (фиг. 1) анодного узла 1 коаксиально между изолирующими вставками 14 и 15 установлен радиатор, служащий для отвода тепла от катододержателя 8, выполненный в виде втулки 21 из теплопроводящего материала, например, меди, и охватывающий цилиндрическую поверхность катододержателя 8 в непосредственной близости от катодного электрода 9 с минимальным радиальным зазором для обеспечения оптимального теплового контакта между ними. Для предотвращения электрического контакта между радиатором (21), находящимся под потенциалом катода, и корпусом 4, находящимся под потенциалом анода, в устройстве предусмотрен цилиндрический экран 22, изготовленный из диэлектрического материала, например оргстекла, и установленный коаксиально между радиатором (21) и корпусом 4. На наружной цилиндрической поверхности втулки 21 (фиг.5) имеются две диаметрально противоположно расположенные лыски 23 и 23', образующие с внутренней поверхностью экрана 22 каналы 24 и 24', предназначенные для циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения катодного узла 2. In the housing 4 (Fig. 1) of the
Втулка 21 может иметь два диаметрально противоположно расположенных продольных канала, проходящих в непосредственной близости от ее внутренней поверхности, предназначенных для циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения катодного узла 2. Этот вариант выполнения охлаждения катодного узла на фигурах не показан. The
В межэлектродном пространстве 13 (фиг.1 и фиг.3) коаксиально между катодным узлом 2 и анодным узлом 1 размещена межэлектродная вставка 25, выполненная в виде втулки из электро- и теплопроводящего материала, например, меди, электрически изолированная от них с помощью изолирующей вставки 15, цилиндрического экрана 22 и высокотемпературного уплотнения 26, изготовленного, например, из кремнийорганической резины. In the interelectrode space 13 (Fig. 1 and Fig. 3), an
На наружной цилиндрической поверхности межэлектродной вставки 25 имеются диаметрально противоположно расположенные лыски 27 и 21' (фиг.3), образующие с внутренней поверхностью экрана 22 каналы 28 и 28', предназначенные для циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения межэлектродной вставки 25. On the outer cylindrical surface of the
Системы охлаждения межэлектродной вставки 25, катодного узла 2 и анода 6 гидравлически связаны друг с другом посредством каналов 20, 18, 19, 24, 28 и 20', 18', 19', 24', 28', циркуляция охлаждающей жидкости по которым обеспечивается кольцевой полостью 29 (фиг.1 и фиг.3) вокруг анода 6. The cooling systems of the interelectrode insert 25, the
Для соблюдения требований асептики патентуемое устройство снабжено легко снимаемым и надеваемым стерильным чехлом 30 (фиг.1), выполненным в виде тонкостенной цилиндрической трубки 31 с коническим окончанием 32 и отверстием 33 в нем, полностью закрывающим наружную поверхность анодного узла 1, причем чехол 30 может быть как одноразового, так и многоразового использования. Для упрощения чертежей чехол 30 показан только на фиг.1. To comply with aseptic requirements, the patented device is equipped with an easily removable and put on sterile cover 30 (Fig. 1), made in the form of a thin-walled cylindrical tube 31 with a conical end 32 and an opening 33 in it, completely covering the outer surface of the
Устройство для воздействия плазмой на биологическую ткань, изображенное на фиг.1-5, работает следующим образом. The device for exposure to plasma on biological tissue, shown in Fig.1-5, works as follows.
Перед началом эксплуатации устройство подключают к гибким электро-гидрогазовым магистралям, коммутирующим его с системами электропитания, охлаждения и подачи рабочего плазмообразующего газа, в качестве которого используется атмосферный воздух (эти коммуникации на фигурах не показаны). Перед началом работы - хирургической операции - на устройство надевают стерильный чехол 30 и закрепляют на нем таким образом, чтобы торцевые поверхности конического окончания 5 анодного узла 1 и конического окончания 32 чехла 30 находились на одном уровне (в одной плоскости), а наружная поверхность цилиндрического корпуса 4 была бы полностью закрыта цилиндрической трубкой 31 чехла 30, что обеспечивает соблюдение требований асептики при работе хирурга. Before starting operation, the device is connected to flexible electro-gas lines, switching it with power supply, cooling and plasma working gas supply systems, which use atmospheric air (these communications are not shown in the figures). Before starting work - a surgical operation - a sterile cover 30 is put on the device and fixed on it so that the end surfaces of the conical end 5 of the
Далее производят подачу охлаждающей жидкости, которая через каналы 20 и 18 поступает в канал 24, по которому протекает вдоль радиатора (21), охлаждает его и по каналу 19 поступает в канал 28, по которому протекает вдоль межэлектродной вставки 25, охлаждает ее и попадает в кольцевую полость 29 вокруг анода 6, охлаждает его и выводится из устройства по диаметрально противоположно расположенным каналам 28', 19', 24', 18' через цилиндрический канал 20'. Next, coolant is supplied, which through
Объединение систем охлаждения межэлектродной вставки 25, катодного 2 и анодного 1 узлов в единую, гидравлически связанную систему позволяет при минимальном поперечном габарите устройства и небольшом расходе охлаждающей жидкости осуществлять эффективный отвод тепла от всех упомянутых элементов конструкции, что обеспечивает большой ресурс их работы, а также поддерживать "комфортную" для руки хирурга температуру наружной поверхности корпуса 4 всего устройства. The combination of cooling systems of the
При исправности (герметичности) системы охлаждения производят подачу рабочего плазмообразующего газа - атмосферного воздуха и одновременно включают систему электропитания устройства. When the cooling system is in good condition (tightness), a working plasma-forming gas is supplied - atmospheric air and at the same time the device’s power supply system is turned on.
Плазмообразующий газ по магистрали 11 через цилиндрический канал 10, радиальные каналы 12 катодного узла 2 поступает в межэлектродное пространство 13 и оттуда в выходной цилиндрический канал 7 анода 6. Plasma-forming gas through
Одновременно с подачей плазмообразующего рабочего газа от источника 3 электропитания на анодный узел 1 и катодный узел 2 подают напряжение питания устройства. Между торцом держателя 8 с запрессованным в него катодом 9 и внутренней цилиндрической поверхностью выходного канала 7 анода 6 инициируется вспомогательный импульсный разряд высокого напряжения, стимулирующий поджиг основной дуги между термохимическим катодом 9 и анодом 6. Межэлектродная вставка 25, являясь по существу третьим электродом, находящимся под "плавающим" потенциалом, фиксирует среднюю длину дуги, обеспечивая таким образом стабильную работу устройства при длине дуги, большей самоустанавливающейся, и исключает развитие процесса шунтирования, обеспечивая устойчивое горение дуги при малых (практически любых) расходах рабочего газа и стабильное во времени и пространстве истечение из выходного канала 7 воздушно-плазменной струи с необходимыми для хирургического воздействия параметрами плазменного потока при невысоких рабочих токах разряда и высоком электрическом КПД устройства. Simultaneously with the supply of a plasma-forming working gas from the power supply 3,
Таким образом, впервые в отечественной и мировой практике создано устройство для воздействия плазмой на биологические ткани, которое за счет своей конструкции и использования в качестве плазмообразующего газа атмосферного воздуха позволяет не только устранить препятствия, стоящие на пути развития традиционной "плазменной" хирургии, связанные с использованием технически несовершенных 2-х электродных устройств или требующих для своей работы расходуемых рабочих веществ - инертных газов, но и существенно расширить применение плазменных устройств в медицине, в частности, в военно-полевой хирургии и медицине катастроф. Thus, for the first time in domestic and world practice, a device has been created for plasma exposure to biological tissues, which due to its design and use of atmospheric air as a plasma-forming gas allows not only to remove the obstacles that stand in the way of the development of traditional "plasma" surgery associated with the use of technically imperfect 2 electrode devices or requiring consumable working substances - inert gases for their work, but also significantly expand the use of plasma devices in medicine, in particular in field surgery and disaster medicine.
Опытные образцы патентуемого устройства успешно прошли клинические испытания в отделениях торакальной, абдоминальной, гнойной хирургии, в травматологических отделениях гражданских и военных лечебных учреждений, а также в специализированных онкологических клиниках, подтвердивших его высокие эксплутационные качества. Prototypes of the patented device have successfully passed clinical trials in the departments of thoracic, abdominal, purulent surgery, in the trauma departments of civil and military medical institutions, as well as in specialized oncology clinics, which confirmed its high performance.
Отмечено, что устройство надежно обеспечивает генерацию стабильного во времени и пространстве воздушно-плазменного потока при любых и, что особенно важно, малых расходах рабочего газа, что исключает возникновение газовой эмболии, высушивание операционного поля, разбрызгивание крови и т.д., позволяет эффективно выполнять бескровное рассечение биологических тканей, коагуляцию обширно кровоточащих раневых поверхностей, деструкцию патологически измененных тканей, стерилизацию инфицированных ран. Кроме того, при клинических испытаниях устройства обнаружен новый эффект плазмо-динамической немедикаментозной стимуляции репаративной регенерации, приводящий к ускоренному заживлению осложненных ран практически любого происхождения. It is noted that the device reliably provides the generation of a stable air-plasma flow in time and space at any and, most importantly, low working gas flow rates, which eliminates the occurrence of gas embolism, drying of the surgical field, blood spatter, etc., allows you to effectively perform bloodless dissection of biological tissues, coagulation of extensively bleeding wound surfaces, destruction of pathologically altered tissues, sterilization of infected wounds. In addition, in clinical trials of the device, a new effect of plasma-dynamic non-drug stimulation of reparative regeneration was discovered, leading to accelerated healing of complicated wounds of almost any origin.
Особенно следует отметить небольшие габариты и массу аппаратуры, простоту эксплуатации и обслуживания, безопасность для пациента и персонала. Of particular note is the small size and weight of the equipment, ease of operation and maintenance, safety for the patient and staff.
Клиническая апробация патентуемого устройства проведена при лечении огнестрельных ранений в условиях Медицинского отряда специального назначения (696 МОСН, г. Моздок). Устройство рекомендовано для принятия на снабжение Вооруженных сил РФ и организации серийного производства. Clinical testing of the patented device was carried out in the treatment of gunshot wounds in the conditions of the Special Medical Unit (696 MOSN, Mozdok). The device is recommended for adoption for the supply of the Armed Forces of the Russian Federation and the organization of mass production.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97117778A RU2183946C2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Device for treating biological tissue with plasma |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97117778A RU2183946C2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Device for treating biological tissue with plasma |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97117778A RU97117778A (en) | 1999-07-10 |
RU2183946C2 true RU2183946C2 (en) | 2002-06-27 |
Family
ID=20198433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97117778A RU2183946C2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Device for treating biological tissue with plasma |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2183946C2 (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7589473B2 (en) | 2007-08-06 | 2009-09-15 | Plasma Surgical Investments, Ltd. | Pulsed plasma device and method for generating pulsed plasma |
US7928338B2 (en) | 2007-02-02 | 2011-04-19 | Plasma Surgical Investments Ltd. | Plasma spraying device and method |
US8105325B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-01-31 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device, plasma surgical device, use of a plasma-generating device and method of generating a plasma |
US8109928B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-02-07 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device, plasma surgical device and use of plasma surgical device |
US8613742B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-12-24 | Plasma Surgical Investments Limited | Methods of sealing vessels using plasma |
US8735766B2 (en) | 2007-08-06 | 2014-05-27 | Plasma Surgical Investments Limited | Cathode assembly and method for pulsed plasma generation |
US9089319B2 (en) | 2010-07-22 | 2015-07-28 | Plasma Surgical Investments Limited | Volumetrically oscillating plasma flows |
RU167392U1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАЗМОПРОМ" | RAS PLASMA TREATMENT DEVICE |
RU2610338C1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-02-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Тверской ГМУ Минздрава России) | Method of safe gas-plasma contact monopolar electrocoagulation of organs and tissues of small rodents in experimental surgery and veterinary science |
WO2017204682A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Александр Иннокентьевич ЛАЖЕНИЦЫН | Device for plasma treatment of wounds |
US10201067B2 (en) | 2005-07-08 | 2019-02-05 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device, plasma surgical device and use of a plasma surgical device |
US11882643B2 (en) | 2020-08-28 | 2024-01-23 | Plasma Surgical, Inc. | Systems, methods, and devices for generating predominantly radially expanded plasma flow |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3434476A (en) * | 1966-04-07 | 1969-03-25 | Robert F Shaw | Plasma arc scalpel |
US3991764A (en) * | 1973-11-28 | 1976-11-16 | Purdue Research Foundation | Plasma arc scalpel |
SU1473930A1 (en) * | 1983-07-26 | 1989-04-23 | 2-й Московский государственный медицинский институт им.Н.И.Пирогова | Plasma-arc cutting device |
RU2070073C1 (en) * | 1993-05-26 | 1996-12-10 | Козлов Николай Николаевич | Device for ionic-radiation therapy |
-
1997
- 1997-10-15 RU RU97117778A patent/RU2183946C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3434476A (en) * | 1966-04-07 | 1969-03-25 | Robert F Shaw | Plasma arc scalpel |
US3991764A (en) * | 1973-11-28 | 1976-11-16 | Purdue Research Foundation | Plasma arc scalpel |
SU1473930A1 (en) * | 1983-07-26 | 1989-04-23 | 2-й Московский государственный медицинский институт им.Н.И.Пирогова | Plasma-arc cutting device |
RU2070073C1 (en) * | 1993-05-26 | 1996-12-10 | Козлов Николай Николаевич | Device for ionic-radiation therapy |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10201067B2 (en) | 2005-07-08 | 2019-02-05 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device, plasma surgical device and use of a plasma surgical device |
US8105325B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-01-31 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device, plasma surgical device, use of a plasma-generating device and method of generating a plasma |
US8109928B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-02-07 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device, plasma surgical device and use of plasma surgical device |
US8337494B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-12-25 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device having a plasma chamber |
US8465487B2 (en) | 2005-07-08 | 2013-06-18 | Plasma Surgical Investments Limited | Plasma-generating device having a throttling portion |
US12075552B2 (en) | 2005-07-08 | 2024-08-27 | Plasma Surgical, Inc. | Plasma-generating device, plasma surgical device and use of a plasma surgical device |
US7928338B2 (en) | 2007-02-02 | 2011-04-19 | Plasma Surgical Investments Ltd. | Plasma spraying device and method |
US8030849B2 (en) | 2007-08-06 | 2011-10-04 | Plasma Surgical Investments Limited | Pulsed plasma device and method for generating pulsed plasma |
US8735766B2 (en) | 2007-08-06 | 2014-05-27 | Plasma Surgical Investments Limited | Cathode assembly and method for pulsed plasma generation |
US7589473B2 (en) | 2007-08-06 | 2009-09-15 | Plasma Surgical Investments, Ltd. | Pulsed plasma device and method for generating pulsed plasma |
US8613742B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-12-24 | Plasma Surgical Investments Limited | Methods of sealing vessels using plasma |
US10492845B2 (en) | 2010-07-22 | 2019-12-03 | Plasma Surgical Investments Limited | Volumetrically oscillating plasma flows |
US10463418B2 (en) | 2010-07-22 | 2019-11-05 | Plasma Surgical Investments Limited | Volumetrically oscillating plasma flows |
US10631911B2 (en) | 2010-07-22 | 2020-04-28 | Plasma Surgical Investments Limited | Volumetrically oscillating plasma flows |
US12023081B2 (en) | 2010-07-22 | 2024-07-02 | Plasma Surgical, Inc. | Volumetrically oscillating plasma flows |
US9089319B2 (en) | 2010-07-22 | 2015-07-28 | Plasma Surgical Investments Limited | Volumetrically oscillating plasma flows |
RU2610338C1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-02-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Тверской ГМУ Минздрава России) | Method of safe gas-plasma contact monopolar electrocoagulation of organs and tissues of small rodents in experimental surgery and veterinary science |
WO2017204682A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Александр Иннокентьевич ЛАЖЕНИЦЫН | Device for plasma treatment of wounds |
RU167392U1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАЗМОПРОМ" | RAS PLASMA TREATMENT DEVICE |
US11882643B2 (en) | 2020-08-28 | 2024-01-23 | Plasma Surgical, Inc. | Systems, methods, and devices for generating predominantly radially expanded plasma flow |
US12058801B2 (en) | 2020-08-28 | 2024-08-06 | Plasma Surgical, Inc. | Systems, methods, and devices for generating predominantly radially expanded plasma flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2183946C2 (en) | Device for treating biological tissue with plasma | |
US9827033B2 (en) | Instruments and methods for thermal tissue treatment | |
US7498000B2 (en) | Method and device for forming an no-containing gas flow for affecting a biological object | |
ES2207640T3 (en) | DEVICE TO STOP THE HEMORRAGIES OF THE LIVING FABRICS OF HUMAN BEINGS AND ANIMALS. | |
RU2603296C2 (en) | System and method for electrosurgical conductive gas cutting for improving eschar, sealing vessels and tissues | |
US3991764A (en) | Plasma arc scalpel | |
KR101657762B1 (en) | Plasma Jet Devices with Electric Safty and Heat-Dissipation | |
KR19990028364A (en) | Electrosurgical instruments | |
CN112703034B (en) | Electro-medical device for treatment of blood clots and ulcers and other skin lesions in human and animal patients | |
BR112020002309A2 (en) | diffusive applicator for cold atmospheric plasma system | |
RU2234881C2 (en) | Plasmotron device for cutting biological tissues and coagulating blood vessels | |
CN107847269B (en) | Portable equipment special for electric flash method and electric drying method | |
RU2040216C1 (en) | Microplasma radiation scalpel | |
RU2195226C2 (en) | Method for high-frequency electrosurgical action on biologic tissues | |
RU167392U1 (en) | RAS PLASMA TREATMENT DEVICE | |
RU191942U1 (en) | Portable Microsurgical Plasma Scalpel Coagulator | |
RU62009U1 (en) | PLASMOTRON FOR CUTTING LIQUID TISSUES AND COAGULATION OF VESSELS | |
BG113296A (en) | Hybrid plasma pen for ablation and sterilization of tissues through low temperature plasma | |
SU1319838A1 (en) | Diatherocoagulator | |
CZ35024U1 (en) | Equipment for producing plasma with nitric oxide | |
WO2022146359A1 (en) | A surgical device used in spinal discectomy operations | |
SK9012Y1 (en) | Nitric oxide plasma production device | |
HK40049656A (en) | Electromedical device for blood clotting and treatment of ulcers and other skin injuries in human and animal patients | |
Desinger | 39 invasive radiofrequency | |
Agrawal et al. | Diathermy and lasers |