Інструмент для зовнішньої трансмуральної радіочастотної абляції збудливих зон міокарду

Узнать стоимость написания работы

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ,
СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ

ДР – дипломна робота;

ДРВП – диференційні рівняння у власних похідних;

МСЕ – метод скінченних елементів;

НДР – науково-дослідна робота;

НІССХ ім. М.М. Амосова – Національний інститут серцево-судинної хірургії;

НТУУ «КПІ» - національни технічний університет України «Київський політехнісний інститут»;

РЧА – радіочастотна абляція;

РЧГ – радіочастотний генератор;

ФБМІ – факультет біомедичної інженерії;

ФП – фібриляція передсердь.

Оглавление

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ.. 1

ВСТУП.. 5

1 РАДІОЧАСТОТНА КАТЕТЕРНА АБЛЯЦІЯ У ЛІКУВАННІ ПОРУШЕНЬ РИТМУ СЕРЦЯ. ПРОБЛЕМИ МЕТОДУ. 6

1.1 Принципи РЧ абляції і її фізичні засади. 7

1.2 Фактори, що визначають процедуру радіочастотної абляції 11

1.3 Залежність розміру пошкодження радіочастотною енергією від типу аритмії і ділянки, що підлягає деструкції 12

1.4 Змінні параметри радіочастотної абляції, що впливають на результат. 15

1.5 Альтернативні методи для досягнення ефекту абляції 16

1.6 Варіації інструментів для радіочастотної абляції 18

1.7 Технології модернізації інструментів для абляції. 22

2 МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ.. 29

2.1 Склад, матеріали, будова системи Estech Cobra Revolution. 30

2.1.1 Внутрішня і зовнішня будова електроду Estech Cobra Revolution. 32

2.1.2 Будова губок Estech Cobra Revolution. 35

2.1.3 Застосування Estech Cobra в операційній практиці 37

2.1.4 Експериментальні дослідження роботи приладу Estech Cobra Revolution 38

2.2 Склад, матеріали, будова системи для зварювання живих тканин «ПАТОНМЕД». 41

2.2.1 Особливості електрохірургічних технологій зварювання живих тканин. 41

2.2.2 Принцип дії і будова системи для зварювання живих тканин «ПАТОНМЕД». 42

2.2.3. Інструменти для зварювання живих тканин. 45

2.2.4 Експериментальне дослідження доцільності застосування аппарату «ПАТОНМЕД» для абляції. 47

2.3 Констроювання власного експериментального зразка зажимного губкового електроду. 48

2.3.1 Склад, матеріали, будова експериментального зразка. 50

2.3.2 Побудова зажиму експериментального зразка. 51

2.3.4 Експериментальне дослідження абляційних властивостей розробленого експериментального інструменту. 53

4 ОХОРОНА ПРАЦІ 56

ВСТУП

На сучасному етапі розвитку медицини фібриляція передсердь є однією з головних проблем, з якою стикається сучасна охорона здоров’я. Окрім того, що симптоми, які спостерігаються під час фібриляції передсердь викликають дискомфорт і призводять до певного погіршення якості здоров’я і життя, ФП супроводжується збільшенням ризику тромбоемболічних ускладнень серцевої недостатності і серцево-судинної смертності. На протязі багатьох років фармакотерапія залишалась єдиним інструментом, який дозволяв контролювати динаміку здоров’я і симптоми у пацієнтів з ФП. Проте досвід клінічних операцій і досліджень, а також час, протягом якого ці маніпуляції велися дозволили скласти враження, що застосування анти-аритмічних препаратів не завжди дозволяє добитися бажаного і необхідного ефекту і реакції, у зв'язку з чим робилися все нові і нові, часто невдалі, спроби створення якісно нових методів лікування. Актуальність: нажаль, вітчизняних абляційних інструментів з зажимними губками не існує, а ті, що закуповуються за кордоном є одноразовими і досить дорогими. Тому досить актуальним є питання розробки власного приладу, що буде багатофункціональним і багаторазовим. У відділенні електрофізіології НІССХ ім. М.М. Амосова АМНУ почали проводити операції на відкритому серці за допомогою новітнього електрода Estech Cobra Revolution для абляції з губками. Цей електрод є досить дорогим до того ж потребує власного генератора, який потрібно докуповувати. Проблема у тому, що без роботи у комплекті з генератором, який відповідає електроду, не буде реалізований зворотній зв’язок. До того ж електрод не є багаторазовим і перестає працювати при стерилізації, що унеможливлює його використання у подальших операціях. Досить схожий інструмент використовується в інституті Патона, тому є можливість адаптувати вітчизняну більш дешеву модель під потреби електрофізіології і проведення абляції на відкритому серці.

Таким чином є необхідність розробки вітчизняного інструменту, що не буде поступатися закордонному і буде стійким до стерилізації.

Мета роботи: експериментальним шляхом встановити доцільність використання зварювальної системи, що складається з генератора і електрода, для абляції міокарду. На основі отриманих результатів зробити висновок щодо доцільності розробки власного електроду, що буде симбіозом зарубіжного разового губкового електроду Еstech Cobra і апарату для зварки живих тканин «Патонмед». При цьому необхідно встановити чи є результати абляції зварювальним апаратом наближеними до необхідної величини впливу. При доцільності модернізації системи «ПАТОНМЕД» - провести комплекс апаратних і механічних заходів, що дозволять удосконалити прилад і застосовувати для безпечної клінічної практики з якісним, корисним і точним впливом на тканину серця.

Завдання: Проаналізувавши проблеми, якими займається НІССХ ім. М.М. Амосова АМНУ, було сформовано тему практики і дипломної роботи «Інструмент для зовнішньої трансмуральної радіочастотної абляції збудливих зон міокарду». Базуючись на обраній тематиці постали наступні завдання: аналіз фізичних засад абляції міокарда з застосуванням радіочастотної енергії; вивчення будови і принципу роботи існуючого абляційного електроду Estech Cobra; вивчення параметрів роботи щипців для сварки живих тканин; проведення експерименту щипцями для сварки з застосуванням радічастотної абляції, порівняння експериментальних даних при абляції електродом Estech і абляції з застосуванням щипців для сварки живих тканин, встановлення доцільності і наявних можливостей для розробки власного електроду, створення експериментального зразка, проведення дослідження розмірів деструкції за допомогою застосування експериментального зразка.

1 РАДІОЧАСТОТНА КАТЕТЕРНА АБЛЯЦІЯ У ЛІКУВАННІ ПОРУШЕНЬ РИТМУ СЕРЦЯ. ПРОБЛЕМИ МЕТОДУ.

Абляційні методи є високоефективними методами лікування, що застосовуються в якості альтернативи хірургічним розрізам. Окрім того ці методи є малоінвазивними, більш швидкими і надають повний доступ до цільової тканини у порівнянні з іншими методами. В наш час існує великий спектр абляційних технологій, які застосовуються для високоефективного і безпечного проведення лікування. Вони включають в себе нагрів тканини радіочастотною енергією, мікрохвилями, лазерним випромінюванням і ультразвуком. Треба зазначити, що абляція, як метод, включає в себе набагато більший спектр методів впливу на тканину. Радіочастотна абляція здобула широкого розповсюдження у клінічних практиках і використовується найбільш активно через те, що є досить дешевою і простою.

1.1 Принципи РЧ абляції і її фізичні засади.

Принцип дії РЧ абляції базується на проходженні високочастотного струму по колу, що складається з наступних елементів (рисунок1.1): генератору РЧ (джерело РЧ струму), кабелю і абляційного катетеру (проводить РЧ струм від генератору до абляційного електроду), абляційного електроду (підводить РЧ струм до тканин міокарда), тканини міокарда і тіло пацієнта, нейтрального електроду (накладки на шкіру) та його кабелю (замикає коло на генератор).

Рисунок 1.1 – Принцип дії і складові елементи апаратури для РЧ абляції

Ефект від РЧА досягається за рахунок біоелектричної різниці потенціалів

між електродами, що перебувають у контакті з тканиною. Мета методу полягає у тому, щоб згенерувати напрямлений потік радіочастотної енергії через клітини-мішені для викликання підвищеної температури у зоні контакту «електрод-тканина» за рахунок коливання молекул води. В ідеалі, вплив радіочастотною енергією повинен призвести до утворення надійного рубця, що не буде розсмоктуватись з часом. При цьому дуже важливо не перегріти тканину і не викликати некроз зони впливу і оточуючої тканини. Частота коливань напруги вибирається згідно потребам хірурга і характеристикам тканини встановлюючись в діапазоні від 50 до 500 кГц. У цьому діапазоні частот фізична дія радіочастотної енергії на тканину нагадує протікання постійного струму через резистивний елемент, тобто нагрів тонкого дроту, що підключений до джерел живлення. При цьому треба враховувати що тканина, як і дріт, чинить опір потоку. Робота, що виконується і перетворюється в тепло прямо пропорційна добутку квадрату струму і опору. Враховуючи прикладену напругу, швидкість нагріву обчислюється досить просто, так як струм можна вважати постійним по всьому однорідному елементу. Процес резистивного нагріву тканини відбувається дещо складніше: тканина уявляється як трьохвимірна площина, границі якої проходять далеко за межами фізичних розмірів електроду. Таким чином потік енергії не є просторово однорідним і в значній мірі залежить від розмірів, форми, розташування і близькості електродів один до одного. В класифікації РЧА було виділено два широких класи орієнтації і типів електродів: монополярний і біполярний. Монополярний електрод потребує площинний електрод-приймач, що, частіше за все, розміщується на попереку пацієнта, або ж просто симетрично відносно електроду, яким відбувається вплив. Площа такого площинного (заземлюючого) електроду, як і відстань до маніпуляційного електроду, є досить великою. Розповсюдження енергії від передатчика до приймача відбувається радіально в усіх напрямках і проходить по шляху найменшого супротиву.

Рис. 1.2 - Маршрут протікання струму в монополярній системі.

Біполярна конфігурація електродів навпаки використовує електроди, розміри яких лежать у відносній близькості. Нагрів відбувається рівномірно в безпосередній близькості від кожного з електродів.

Рис. 1.3 - Маршрут протікання струму в біполярній системі.

На рисунку 1.4 показано загальну схему РЧА тканин міокарда серця. Коло складають радіочастотний генератор (РЧГ), кабелі, поверхневий референтний електрод, тіло пацієнта і основний складовий елемент, що поєднує в собі змінний абляційний електрод, контакт електрод-тканина, контакт електрод-кров.

Рисунок 1.4 – Схема РЧА тканин міокарда серця [1].

Під час РЧ абляції, проходить утворення пошкодження тканини у наслідок двох видів нагрівання:

- резистивне нагрівання - при проходженні РЧ струму через тканину міокарда виникає нагрів. Резистивне нагрівання локалізовано у невеликому об’ємі тканини, що безпосередньо дотичним до абляційного електроду (рисунок 1.5.а);

- провідне нагрівання — нагрівання, що створюється резистивним нагрівом розповсюджується на суміжну тканину міокарда і абляцій ний електрод за рахунок теплопровідності (рисунок 1.3.б).

Коли температура тканини досягне 50 градусів за Цельсієм, відбувається протеїнова денатурація, яка тягне за собою формування пошкодження тканини.

а) б)

Рисунок 1.5 – Нагрів тканини: а) резистивний, б) провідний (кондуктивний)

Існує два важливих фактори, що впливають на утворення пошкодження – це потужність, що підводиться до тканини і тривалість її дії.

Енергія, що передана тканині, визначає температуру тканини. В свою чергу, температура тканини визначає розміри пошкодження. Відповідно, більша потужність, що підводиться, збільшує температуру тканини, яка і створює більші пошкодження. Найбільша частка пошкоджень формується у перші 30 секунд РЧ впливу, але пошкодження можуть продовжувати збільшуватись до 180 секунд впливу [2].

1.2Фактори, що визначають процедуру радіочастотної абляції

При проведенні абляції треба пам’ятати, що це операція, а тому треба враховувати всі змінні для отримання позитивного результату без порушень. Радіочастотна абляція залежить як від фізіологічних параметрів і самого протікання процесу, так і від електричних характеристик обладнання. А саме від параметрів радіочастотної енергії, які встановлюються лікарем і генеруються радіочастотним генератором. Також абляція залежить від форми і розмірів електроду. За доцільним буде розділити залежність РЧА від різних впливів на класи:

-Залежність радіочастотної абляції від параметрів енергії впливу, форми і матеріалів електродів.

Перш за все це залежність радіочастотної абляції від рівня радіочастотної енергії, що характеризується такими параметрами і показниками як вихідна потужність, температура абляційного електроду (мається на увазі як температура кінчику так і температура самого корпусу електроду, що нагрівається внаслідок теплепередачі від кінчику), тривалість аплікації, розмірів абляційного електроду, імпедансу, щільності струму.

- Залежність радіочастотної абляції від оточуючих систем.

Як зазначалось раніше, процес абляції залежить не тільки від технічних параметрів і фізичних характеристик електроду, але й від фізичних явищ у самому середовищі, контакту між електродом і тканиною, від штучного(зрошувальна система) і природного(омивання кров’ю) охолодження, сили контакту між електродом і тканиною, а саме від сили притискання поверхні електроду до тканини. Також треба враховувати не тільки відстань електрод-тканина, а й площу контакту, яка в певній мірі залежить від типу і форми електроду.

- Залежність радіочастотної абляції від параметрів тканини.

Під параметрам тканини міокарду маються на увазі її гістологічні характеристики, таких як швидкість нагріву тканини, швидкість віддачі теплоти оточуючому середовищу, тобто відведенню теплоти а також від швидкості крові в тканині

Ступінь впливу на тканину радіочастотною енергією в великій мірі залежить від параметрів тканини, на яку відбувається вплив. Наприклад опір тканини залежить від типу тканини, її вологості, товщини та стану. Також треба враховувати те, що тканина може бути не однорідною. Так як тканина в більшості випадків не є однорідною, то треба враховувати щільність струму і опору в певній локальній площині. Змінні параметри тканини є дуже важливими саме тому, що від них залежить швидкість нагріву до необхідної температури. Якщо нагрів буде недостатній, то рубець, що утворився, з часом буде розсмоктуватись. Це призведе по повторення патології і необхідності повторного втручання.

1.3 Залежність розміру пошкодження радіочастотною енергією від типу аритмії і ділянки, що підлягає деструкції

Також треба враховувати, що у різних відділеннях серця показники тканини різні, що обумовлено наявністю жирового прошарку а також різною товщиною зони міокарду. Структура м’язового волокна і ступінь омивання ділянки кров’ю значною мірою впливають на абляцію, тому ці данні теж треба враховувати. Кожній аритмії відповідає своя аритмогенна ділянка серця з різними морфометричними параметрами: синдрому Вольфа-Паркінсона-Вайта (ВПВ) – передсердно-шлуночкова борозна, в області мітрального і трикуспідального клапанів, додатковий шлях проведення (1-8 мм); атріовентрикулярній вузловій реципрокній тахікардії (АВУРТB) BB– праве передсердя, «повільний шлях» АВ-вузла (довжина 5-6 мм, ширина 2-4 мм, товщина 1,5 мм); передсердній тахікардії (ПТ), тріпотінню передсердь (ТП) – праве передсердя, кава-трікуспідальний перешийок (товщина стінки 2-3 мм); фібриляції передсердь (ФП) – ліве передсердя, гирла легеневих вен (товщина стінки 1-3 мм); шлуночковій тахікардії (ШТ), екстрасистолії (ШЕ) – правий і лівий шлуночки (товщина стінки 4-6 мм та 9-11 мм). Виконане дослідження дає змогу оптимізувати застосування різних за довжиною абляційного електроду катетерів: 4 мм – для правого передсердя та шлуночків, 8 мм – для кава-трикуспідального перешийка, 3,5 мм, 17 мл/хв. – для лівого передсердя.

Таблиця 1.1–Залежність між типом аритмії і розмірами пошкодження

Тип аритмії

Зона радіочастотного впливу

Розміри

Синдром Вольфа-Паркінсона-Вайта (ВПВ)

Передсердно-шлуночкова борозна, навколо мітрального та трікуспідального клапанів, додатковий шлях проведення

1-8 мм

Атріовентрикулярна вузлова реципрокна тахікардія (АВВРТ)

“Повільний шлях” АВ з’єднання

довжина 5-6 мм, ширина 2-4 мм, товщина 1,5 мм

Тріпотіння передсердь (ТП)

Праве передсердя, кава-трікуспідальний перешийок

товщина стінки 2-3 мм

Фібриляція передсердь (ФП), передсердяна тахікардія (ПТ)

Ліве передсердя, гирла лененевих вен

товщина стінки 2-3 мм

Шлуночкова тахікардія (ШТ), екстрасистолія (ШЕ)

Правий та лівий шлуночок

Товщина стінки 4-6 мм та 9-11 мм

Рисунок 1.6 – Залежність між зоною в серці і характерним типом аритмії

Таблиця 1.2 –Залежність між зоною впливу і вибором параметрів РЧА

Тип аритмії

Потужність, Вт

Температура, 0С

Тип електроду

РЧА(ТП)

50±16 Вт

47±8 °С

електрод 8 мм

РЧА(ВПВ)

30±10 Вт

48±7 °С

електрод 4 мм

РЧА(АВВРТ)

24±7 Вт

44±5 °С

електрод 4 мм

РЧА (ФП)

30±8 Вт

45±8 °С

електрод з охол. 17 мл/хв

РЧА (ШТ, ШЕ)

50±15 Вт

46±10 °С

електрод 4 мм

Те, що потужність і температура задані не точними показниками (табл. 1.2) свідчить про те, що абляція є складною системою, яка залежить від багатьох параметрів, про які говорилось вище. Тому сказати точну потужність і температуру дуже важко, так як у кожного свої фізіологічні особливості і омивання кров’ю електроду у кожний проміжок часу і на кожній зоні локалізації може значно відрізнятися. З рисунку очевидно(рис. 1.11), що у кожної зони серця може спостерігатися свій тип порушення ритму, що пов’язано з особливістю тканини у цій зоні, він загрузки на цю зону, еластичності міокарду а також омивання кров’ю. Тому треба дуже обережно відноситись до параметрів РЧА при проведенні операції, щоб не тільки завдати корисного клінічного впливу, але й не викликати про палення обвуглення і перегрів тканин. Застосування розробленої нами моделі є доцільним саме тому, що вона дозволяє швидко змінювати усі ці параметри, які впливають на РЧА і роздивлятись розмір пошкодження, ступінь нагріву і глибину проникнення не проводячи дорогих і довгих МРТ. Проте я вважаю, що доцільним буде розглянути процес МРТ як метод аналізу ступеню пошкодження для того, щоб показати недоліки цього методу. Даний метод, на разі з картинами, отриманими під час моделювання і експериментами, поставленими на свинному серці будуть розглянуті у наступному розділі.

1.4 Змінні параметри радіочастотної абляції, що впливають на результат.

Треба враховувати те, що зв’язок між електричними параметрами є оберненим і не є статичним: зміна температура тканини викликає і зміну провідних властивостей в той самий час вплив струму викликає нагрів тканини, тому представити цей процесс за допомогою набору простих формул буде помилково, адже треба враховувати багато змінних параметрів. Саме тому на бакалаврському етапі розробки моїм колегою створено модель в середовищі Comsol, що дозволяє враховувати усі змінні, що впливають на процес абляції. При створенні моделі враховувалось, що тканина, на яку відбувається вплив містить у собі неоднорідності і включення, які несуттєво впливають на процес абляції. До того ж неоднорідності настільки маленькі, що не впливають значною мірою на заміри, тому тканину ми вважали гладкою і однорідною по всьому об’єму.

Зміни в тканинах, які відбуваються вже початку впливу радіочастотною енергією суттєво впливають на їх пропускну здатність. Так висихання тканини призводить до того, що струм буде змінювати свій напрям поширення протікаючи по шляху найменшого опору (найменшим опором є зони з високою вологістю), що призводить до розширення зони впливу. Генератор РЧ сприймає тканину як ізолюючий елемент і при перегріві вимикається. Температура, при якій спостерігається автоматичне вимкнення подачі енергії називається температурою відсічки. Більшість сучасних електродів оснащені температурним датчиком і володіють властивістю саморегулювання, що дозволяє вимірювати температуру в місці контакту, і при необхідності – вимикати подачу енергії. Найбільш сприятлива температура, для утворення надійного рубця лежить в межах від 60 до 80 0С.

1.5 Альтернативні методи для досягнення ефекту абляції

Інші методи, що застосовуються для отримання схожого ефекту використовують кардинально відмінні критерії для оцінки ступеню успішності. Досить яскравим прикладом є використання вузьких лінійних пошкоджень, що здійснюються за допомогою надрізів тканини. Ця процедура була розроблена доктором Джеймс Коксом і успішно впроваджена в 1987 році. Вона носить назву «Кокс-лабіринт» і являє собою смугу з рубця, що утворився в результаті затягування і рубцювання штучно пошкодженої тканини. Така процедура дозволяє отримати рубець без температурного впливу на тканину, тим самим змінивши напрям електричних імпульсів, порушення розповсюдження яких викликає фібриляцію передсердь. Після двох доробок процедури цей метод впливу на тканину став золотим стандартом при лікуванні фібриляції передсердь. «Кокс-лабіринт» може бути виконана як супровід при операції на відкритому серці або виконуватись у вигляді автономної процедури.

Не дивлячись на те, що дана процедура має високий коефіцієнт успішності, вона є досить трудомісткою і займає багато часу, до того ж потребує надзвичайно висококваліфікованого хірурга, адже є ризик розрізу не в тому місці і надмірному пошкодженні тканини,включаючи прокол камери.

Монополярний інструмент, що застосовується для радіочастотної абляції також має свої переваги і недоліки. Перевагою є те, що уніполярні інструменти є досить рухомими і не потребують спеціалізованого доступу, окрім як через берцеву вену. В той самий час такий вид впливу потребує рентгену, як інструменту, що використовується для моніторингу поточного стану. До того ж при закритій операції майже неможливо контролювати ступінь ураження і величину випромінюваної енергії, що часто призводить до утворення «недогріву» або перепалювання тканини з супроводжуючим перегрів мікровибухом рідини. Саме тому біполярна радіочастотна абляція є більш контрольованим процесом, при цьому вона потребує впливу на відкрите серце, а значить розріз грудної клітини і прямий доступ до тканини є необхідністю. Суттєвою перевагою також є те, що зажим типу «сандвіч» гарантує більш глибокий вплив на ділянку тканини і зменшує шанс розсмоктування рубця з плином часу. До того ж є можливість візуального контрою утвореного рубця, що дозволяє впливати на тканину повторно, при недостатньому ступеню впливу або переривати абляцію при появі ознак перегріву і обвуглення. Останні розробки в області радіочастотної абляції стосуються дозування енергії і припиненні випромінювання на основі підвищення імпедансу тканини.

Дослідження Вашингтонського університету стверджують, що пацієнти, які зазнали радіочастотного впливу на відкритому серці за допомогою біполярного інструменту в 91% випадків звільняються від фібриляції передсердь на строк від 6 місяців і більше, і тільки 10 паціентів з 40 потребують анти аритмічної терапії після процедури.

Алгоритми РЧ імпедансу на основі тканинного опору можуть бути застосовані як додатковий метод контролю. Досить розповсюдженою є клінічна практика, в якій вплив на одну й ту ж зону відбувається декілька разів для підвищеної гарантії утворення ізоляційного рубця. Контролюючи опір зони, генератор здатний встановлювати чи досяг вплив енергії необхідного рівня, а це означає, що моніторинг опору може використовуватись для скорочення часу процедури. В той же час таким метод контролю запобігає перегріву і обвугленню тканини в супроводі з некрозом прилягаючих тканин. Контроль імпедансу є більш надійним у порівнянні з контролем температури, так як прогрів зони впливу частіше за все відбувається нерівномірно, а тепловідвід може бути більш швидким, ніж того потребує процедура.

1.6 Варіації інструментів для радіочастотної абляції

Інструменти, що застосовуються для абляції мають безліч дизайнів і варіацій. Деякі з най розповсюджених - це точковий електрод у вигляді ручки, зажимний губковий електрод і катетерний електрод, що вводиться в порожнину серця . Всі ці види інструментів мають одну спільну рису – вони усі мають електрод або електроди, що випромінюють радіочастотну енергію.

Затискачі, завдяки притаманній їм конструкції, є біполярними і служать джерелом випромінювання,одночасно утримуючи тканину. Ці два активні електроди представлені гнучкими або жорсткими губками. Частіше за все одну з губок роблять динамічною, а іншу – статичною. Така варіація інструменту для абляції стала застосовуватись відносно нещодавно, тому вони заслуговують підвищеної уваги і відкривають широкі перспективи з модернізації будови.

Рисунок 1.7 – Схема затиску тканини при застосуванні губкового затискача.

Якщо відобразити схему «затискачі-тканина» під час впливу радіочастотною енергією, то вона буде звужуватись до середини, тим самим нагадуючи пісочний годинник(рис 1.7). Таке звуження пояснується висиханням тканини, що зазнає найбільшого впливу саме між двома випромінюючими губками. Вплив за допомогою зажимів забезпечує утворення рубця, що починає зароджуватись зсередини тканини і росходиться до її країв. Таким чином забезпечується максимально надійний вплив з унеможливленням подального розсмоктування пошкодження.

Рисунок 1.8 – Термограмма розповсюдження теплового впливу при застосуванні губкових затискачів.

При застосуванні дуже важливо надмірно не пережимати тканину, для запобігання механічних пошкоджень, що можуть викликати некроз. Потужність, з якою працюють, застосовуючи даний вид інструменту варіюється від 5 Вт і досягає 30Вт. При підборі потужності необхідно також враховувати, що джерелом випромінювання слугують обидві губки, тому дуже легко визвати мікровибух або надмірний перегрів. сучасні зажимні інструменти оснащені системою орошення, що подає фізрозчин на зону контакту, запобігаючи перегріву прилягаючої до губок тканини. Річ у тому, що резистивний нагрів тканини викликає і побічний нагрів губок, що при тривалому впливі (15-60с) можуть викликати опіки і обвуглення. Сучасні зажими дозволяють в режимі реального часу регулювати потужність, тим самим збільшуючи або зменшуючи поточну дозу радіочастотної енергії з огляду на параметри і ступінь необхідного остаточного впливу

Ручки, як інструмент для радіочастотної абляції, являють собою монополярні і біполярні системи (в залежності від конфігурації і будови електродів), за допомогою яких забезпечується точковий вплив. При цьому джерелом випромінювання радіочастотної енергії виконує ручка, а площинний електрод, що розміщується під спиною пацієнта, або додатковий електрод біля активного, слугує приймачем радіочастотного струму, тим самим забезпечується потік через тканини людини, де ширина тіла слугує резистивним елементом.

Рисунок 1.9 – Приклад ручкового електроду

Наприклад система AtriCure Transpolar Pen містить два активні електроди, що розміщені на відстані 3мм один від одного. Ця система є біполярною і працює в режимах радіочастотного струму. Такі системи часто обладнані круговою системою орошення, що забезпечує більш глибоке проникнення радіочастотної енергії до зони впливу. При цьому виді впливу захвату тканини не відбувається. Вплив з застосуванням ручки потребує операції на відкритому серці.

Рисунок 1.9 - Модель двохелектродного інструменту для абляції AtriCure Transpolar Pen.

Негативною стороною такого інструменту є те, що контролювати глибину ураження досить важко, адже не існує нижньої губки, яка б обмежувала радіочастотний вплив. Це може викликати пошкодження тканини або органів, які того не потребують. До того ж струм буде йти по шляху найменшого супротиву, тому проблематично встановити його шлях поширення серед неоднорідних тканин і прошарків. В результаті отриманної моделі в середовищі Comsol є змога, при необхідності, моделювання будови і принципів впливу такого виду інструменту для запобігання небажаних ефектів при застосуванні електроду, а також його точного налаштування.

Катетери відрізняються від ручок тим, що мають рухливий дріт, що уможливлює застосування їх на закритому серці, а також наконечник представлений системою електродів (до 20 електродів) кожен з яких є джерелом випромінювання і може працювати як окремо, так і у комплексі. Ці особливості значно скорочують час процедури і не потребують вскриття грудної тканини.

Рисунок 1.10 – Модель проведення абляції при застосуванні катетерного електроду.

Треба відмітити, що даний інструмент у більшій мірі призначений для впливу на ендокард. Негативною стороною є те, що для процедури необхідні додаткові засоби контролю, такі як рентген, так як візуально спостерігати пошкодження ми не можемо, до того ж є шанс закупорки вени, пошкодження стінок судини і стримування кровяного потоку через наявність у бедренній вені рухливого дроту. частіше за все такі системи є моно полярними і складаються з пасивного і активного електроду. Активним електродом виступає точковий електрод, що вводиться у порожнину серця. Пассивним виступає площинний електрод, що поміщується під пацієнта і слугує приймачем. Так як вплив є точковим, то необхідно створювати смугу ізоляції за допомогою точкового впливу радіочастотною енергією (у випадку заживного – необхідно здійснювати лише одну процедуру випромінювання). Після проведення операції чекають від 30 хв до 2 год для встановлення ступеню надійності рубця. При необхідності(при розсмоктуванні рубця або коли порушення ритму не зникає) абляцію повторюють. Застосування такого виду інструменту потребує точного і обережного проведення у необхідну камеру серця. Даний вид впливу з системою орошення і без був змодельований у системі Comsol. Результати розповсюдження енергії і термограми були максимально наближені до реальних результатів, що підверджує порівняння з експериментальними данними, яке було виконано під час бакалаврського диплому. Модель призвана полегшити роботу хірурга, так я допомагає у підборі потужності і часу впливу з огляду на глибину проникнення, а також граничну температуру розігріву тканини і фізіологічні параметри тканини.

1.7 Технології модернізації інструментів для абляції.

Процес абляції починається з випромінювання енергії у зоні контакту «електрод-тканина» і розповсюдження енергії в середину зони впливу, не дивлячись на те, монополярна система чи біполярна. Модернізація доставки енергії для отримання більш задовільної зони ураження-актуальне питання, яке варто розглядати комплексно і глобально, починаючи від дози випромінювання і закінчуючи здатністю до поглинання тканиною-мішенью.

Іншими словами: швидкість поглинання і ступінь поглинання і утримання енергії і теплоти тканиною потрібно контролювати щоб забезпечити максимальну надійність і користь процедури. Оптимальна продуктивність забезпечується грамотним підбором двох змінних: дози випромінювання і величиною поглинання. Швидкість поглинання енергії, а бо питомий коефіцієнт поглинання є функцією електропровідності в тканині, щільністю тканини і прикладеного електричного поля, що й виражається наступною формулою: питомий коефіцієнт поглинання =σ/ρ*Е2 , де σ-електропровідність тканини, ρ-щільність тканини, Е-величина електричного поля, що генерується радіочастотною системою. Таким чином, для оптимізації продуктивності абляції система повинна задіяти зміну обох змінних тканини (σ, ρ) шляхом регулювання електричних параметрів. Абляційні сучасні системи використовують різноманітні методи для подолання абляційних обмежень, таких як швидка зміна імпедансу тканини(падіння провідності тканини), надмірний нагрів тканин у зоні взаємодії «електрод-тканина», що може створювати бар’єр для радіочастотної енергії і швидке розсіювання теплоти в суміжних тканинах, які не потребують радіочастотного впливу. Прикладами таких оптимізацій є постійне регулювання рівня енергії у режимі реального часу, орошення зони контакту, різке охолодження за допомогою кріогенних систем, пульсуюче випромінювання енергії.

Сухі електродні системи

Більшість пристроїв для радіочастотної абляції працюють без додаткового охолодження. наприклад інструменти для абляції на закритому серці її не потребують, так як зона контакту омивається кров’ю. Як було перевірено експериментальним шляхом, наявність оходжуючої системи при операціях на відкритому серці конче необхідна, так як такий додаток забезпечує більш точну локалізацію випромінювання з більш глибоким проникненням енергії до серцевої тканини.

Рисунок 1.11 – Термограмма сухого впливу на тканину, змодельована в середовищі Comsol.

З іншого боку: сухий вплив зменшує похибку при замірі опору і електропровідності тканини, дозволяючи більш точно підбирати параметри абляції. В результаті впливу на однорідну речовину (наприклад, міокард) густина току і температура в зоні контакту може бути під жорстким контролем. Прикладом систем, що працюють без додаткового охолодження є ізолятор AtriCure. Провідність тканини контролюється зажимами кожні 20 мілісекунд, що дозволяє коректувати підбір потужності з високою точністю(потужність коректується за допомогою закладеної в прилад автоматичної програми). З іншого боку, якщо при відсутності охолодження ми не використовуємо засоби точного контролю стану і провідності, то є великий ризик небажаних наслідків, таких як перепалювання і обвуглення тканини. Це виникає внаслідок недостатнього тепловідводу від зони контакту «тканина-електрод». Тому використання штучного орошення і пульсації радіочастотної енергії при подачі є доцільним заходом для підвищення безпеки процедури.

Ірригаційні електродні системи

Як вже було відмічено, наявність охолоджувальної системи дозволяє більше часу тримати температуру зони контакту у межах допустимої, тим самим збільшуючи глибину проникнення радіочастотної енергії. В сучасній клінічній практиці використовується два методи охолодження зони контакту: ззовнішнє і внутрішнє орошення. При зовнішньому орошенні фізрозчин викидується за допомогою манжети, що знаходиться під тиском, тим самим забезпечується виштовхувальна сила. Основним недоліком використання фізрозчину є те, що він є струмопровідним, а значить впливає на імпеданс тканини і розповсюдження енергії не лише за необхідним напрямом. Системи з внутрішнім охолодженням у більшості випадків використовують дистильовану воду (із-за відсутності домішок і солей вона погано проводить струм). В системах з внутрішнім охолодженням рідина не покидає меж системи і циркуляція виконується лише у електродах, зменшуючи їх температуру

розігріву.

Рисунок 1.12 - Модель іригаційного електроду для охолодження зони контакту.

Плюсом цієї системи є те, що прилад потребує лише 30 мл рідини для успішного охолодження. Ще одною перевагою є те, що рідина не контактуючи з тканиною, не змінює її імпеданс, а значить це дозволяє використовувати засоби точного контролю стану(контроль густини струму, провідності, температури). Таке охолодження дозволяє оптимізувати доставку енергії у необхідну локацію з високою точністю, проте виникають ризики, про які говорилось раніше. Не дивлячись на усі останні розробки і модернізації, остаточний вердикт успішності процедури все ж таки виносить хірург, візуально оцінюючи надійність утвореного рубця, тому повністю автоматизованим дана процедура поки що не стане. При операціях на закритому серці частіше за все зона контакту охолоджується потоком крові, тому не всі сучасні системи обладнані функцією штучного охолодження.

Рисунок 1.13 - Термограмма системи з омиванням зони контакту потоком крові. Comsol.

Вакумно-допоміжна система для абляції

Одним із новітніх способів покращення контакту між електродом і тканиною є створення від’ємного тиску. За допомогою «всмоктування» тканини забезпечується більш щільна зона контакту, що дозволяє не змінювати форму і вигин губок під кожен окремий випадок. Така модернізація системи дозволяє більш точно керувати щільністю струму. Також розтяг тканини робить її менш щільною, що полегшує проникнення енергії вглиб зони. Вакуумний вплив у більшості випадків використовує механізм зворотного зв’язку для контролю температури. Це обумовлено тим, що із-за щільності прилягання тканини і електроду, досить часто виникає надмірний нагрів металу, що призводить до відомих негативних наслідків(обвуглення, мікровибухи, перепалювання). Негативною стороною модернізації є те, що контроль температури можливий лише у зоні контакту і неможливий на глибині. До того ж зміна тиску може викликати розтяги камери, що непередбачено відобразиться на ритмі серця.

Імпульсні абляційні системи

Інший спосіб підтримання електропровідності тканини на належному рівні – імпульсне постачання енергії у зону впливу. При подачі імпульсної енергії між дозами виникає час простою. В цей період тканина встигає охолодитись на незначний показник, але цього показника достатньо, щоб вплив був більш корисний і більш безпечний. Величина охолодження залежить від часу, що проходить між двома сусідніми імпульсами радіочастотної енергії. Таким чином температура тканини наближується до природної, що допомагає зберегти електропровідність тканини на необхідному рівні(висушування тканини відбувається не так інтенсивно). Також такий вид впливу дозволяє запобігти перегріву інструменту і спрямувати енергію якомога глибше до тканини. Цей вид впливу особливо ефективний при роботі з достатньо товстими і широкими зонами, де важко досягти надійного внутрішнього рубця. Негативною стороною такої подачі є те, що процедура займає набагато більше часу у порівнянні зі звичайною непереривною абляцією. До того ж досить проблематично підібрати частоту, період, дозу таким чином, щоб охолодження тканини не переважало над корисним впливом. Іншими словами: неможна поступатися надійністю впливу радіочастотною енергію з оглядом на холодження, інакше рубець буде розсмоктуватися з плином часу. Данний вид впливу використовуюється як і на сухих системах, так і на системах з штучним орошенням зони впливу.

Мультиелектродні пульсуючі системи

На відміну від звичайних заживних губкових біполярних електродів, данні системи використовують випромінюваня почергово. На кожній губці міститься по два активних електроди, кожен з яких зв’язаний з симетричним йому на іншій губці. Таким чином кожна пара електродів працює у тандемі. Спочатку дозу радіочастотної енергії випромінює лів пара на губках, після того в них наступає період релаксації з супроводжуючим процесом охолодження. Поки ліва пара системи перебуває у стані спокою, права губка випромінює енергію. Такий вид впливу забезпечує постійний і рівномірний нагрів тканини з обох боків і глибоке проникнення енергії при відсутності перегріву губок і зони контакту «губка-тканина».

а) б)

Рисунок 1.13 – Випромінювання енергії парами електродів в пульсуючій системі: а) траєкторія поширення пульсуючої енергії; б) термограмма попарного випромінювання.

Таким чином імпульсна подача енергії створює ефект постійного пливу( Рис. 1.13) і запобігає перегрівам, що виникають при безперервному випромінюванні енергії. В результаті впливу виникає два «столиця» ураження, що в наслідок накладання формують загальну, більш обширну і надійну зону ураження. Негативною стороною є те, що реалізація такої системи потребує складного алгоритму і застосування передових і досить дорогих технологій.

2 МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Під час виконання роботи, практична частина дослідження була поділена на три поетапних розділи:

1. Дослідження будови і принципів дії сучасної передової системи для абляції Cobra Estech. Побудова 3D моделі будови губок і місткості корпусу для встановлення приницпу роботи аппарату і перенесення її найкращих характеристик на власну модель, при необхідності її розробки.

2. Дослідження доцільності застосування системи для сварки живих тканин і судин «ПАТОНМЕД» для проведення радіочастотної абляції на серці.

3. Необхідність розробки власної системи або модернізації системи «ПАТОНМЕД» під потреби електрофізіологічної операційної згідно результатів першого експериментального етапу.

При виконанні першого етапу було проведенні детальне вивчення будови апарату. Мета вивчення – перевірка на наявність систем, яких не передбачено у системі «ПАТОНМЕД» для встановлення можливості використання зварювавальної системи в абляції.

В результаті було встановлено, що генератор Estech, використовує частоту від 350 до 750 к Гц, і потужність від 20 до 40 Вт, тобто відповідає рекомендованим параметрам для проведення абляції. Генератор «ПАТОНМЕД ЕКВ3-300» працює в двох частотних режимах: 66 кГц і 440 кГц і може працювати на потужностях до 300 Вт. Таким чином частота генератору «ПАТОНМЕД ЕКВ3-300» в 440 кГц може використовуватись для проведення абляції, так як є рекомендованою для даної процедури і лежить у межах частотного діапазону генератора Estech. До того ж потужність від 20 до 40 Вт лежить у межах налаштування системи. Таким чином це уможливлює використання генератору «ПАТОНМЕД ЕКВ3-300» для наших експериментальних потреб.

2.1 Склад, матеріали, будова системи Estech Cobra Revolution

Біполярна хірургічна система Estech Cobra приззначена для використання при операціях на відкритому серці. Вона дозволяє проводити коагуляцію крові і м’яких тканин, включаючи поперечно-смугасту, серцеву, гладку мускулатуру. Система Estech Cobra revolution представлена біполярним затискачем з інтегрованим кабелем і генератором. Генератор ESU Cobra автоматично регулює потужність для досягнення і підтримки ефективної температури абляції і безпеки операції. Таким чином запобігається обвуглення тканини, а рубець, що утворюється є оптимальним і не розсмоктується з часом. Генератор отримує зворотній зв’язок від кожного електроду 50 разів у секунду, щоб забезпечити необхідний рівень температури. Досить доступна система управління, що потребує мінімальних навичок роботи з генераторами для абляції.

Рисунок 1.14 – Генератор для радіочастотної абляції COBRA ESU.

Недоліком цього пристрою є його висока ціна, та інструкція лише на англійському, що трохи ускладнює процес вивчення роботи і будови для лікарів і персоналу.

Біполярний електрод Estech Cobra складається з двух компонентів: вкладишів Кобра біполяр і Кобра біполярного зажиму. Зажим розроблений в узгодженні з вкладишами і забезпечує повний контакт з тканиною таким чином, що постійний дотик продовжується протягом усієї процедури абляції.

Вкладиші Кобра мають гнучку дистальну секцію. Вона розроблена з урахуванням відповідності анатомії коагулюючих областей тканини вибраному зажиму. Дистальна секція Вкладишів має два RF електроди, розташованих на відстані 2 мм і один повертаючий електрод, що вставляється в канавку кожної бранші зажиму. Вкладиші розроблені для одноразового застосування і знаходяться в стерильному стані, поки не пошкоджена упаковка.

Вкладиші Кобра Біполяр підключаються до генератора за допомогою спеціального кабелю.

Зажим Кобра розроблений з урахуванням відповідності анатомії коагулюємих областей тканини. Зажими використовуються багаторазово і є нестерильними.

Рисунок 1.15 – Зажим і вкладиші Estech Cobra Revolution.

2.1.1 Внутрішня і зовнішня будова електроду Estech Cobra Revolution

Загальна будова приладу відповідає потребам хірурга і останнім розробкам в області абляційних електродів. Система Cobra Revolution має складну будову, у порівнянні з точковими електродами, де рухливість накінечника є забезпеченою, а механізм контролю температури реалізований простіше або не реалізований взагалі. Прилад має зворотній зв’язок з генератором і датчик температури, що допомагає запобігти утворенням некрозу і перегріву тканини. При досягненні температури в 100 відбувається автоматичне вимкнення електроду. На основі розбору електроду і вивчення вн. Будови було виконано схематичний малюнок, що допоможе розповісти про переваги приладу.

Рисунок 1.16 – Схематична зовнішня будова приладу Estech Cobra Revolution.

При розгляді активної частини, було встановлено, що верхня губка 1 є статичною і змінює лише кут повороту самого серпантинового електроду при натисканню на бокові кнопки. Губка 1 и 2 виготовлені з гуми, що запобігає нагріванню оточуючої тканини, нагрів якої не потребується. Також гума перешкоджає механічним пошкодженням електроду та механічному травмуванню середовища людини. Серпантиновий електрод виконаний з нержавіючої сталі, що забезпечує швидкий тепловідвід і запобігає обвугленою тканини в зоні контакту. Губка 2 є динамічною і позволяє корегувати розмір «захвату». Будова губки 2 є ідентичною: вона також має бокові кнопки для регулювання нахилу електроду. Пола трубка 3 виготовлена зі сталі. Довжина трубки забезпечує зручне і комфортне проведення маніпуляцій. Корпус електроду 4 виготовлений з пластмаси і містить у собі усю електронну частину а також передаючу систему. Форма розроблена таким чином, щоб контакт з рукою хірурга був найповнішим. Така будова запобігає зісковзуванню інструменту з рук, а також дозволяє нахиляти маніпуляційний прилад під необхідним кутом. Зона 5 є зоною кріплення утримувача до корпусу. Ізоляційний провід 6 є достатньо довгим, щоб розташувати генератор подалі, від пацієнта. Довжина дроту 6 складає 2 м. Зовнішня ізоляція проводу 6 виготовлена з гнучкої гуми. Натискач або кнопка 7 дозволяє коректувати підняття або опускання нижньої динамічної губки 2. Кнопка є досить великою і покрита ребристою поверхнею для того, щоб запобігти зісковзуванню пальця. Кнопка виготовлена з гуми і нажимається досить плавно.

На основі дослідження електроду, а також його розбирання було побудовано 3д модель в середовищі 3D’s max. Так як прилад досить великий по габаритам( 28 см у довжину), то зображення моделі було розділено на побудову моделі губок і моделі внутрішнього середовища ручки.

Рисунок 1.17 – Загальний вигляд електроду, змодельований в середовищі 3D’s max

Ручка електроду всередині містить плату контролю температури, а також зворотнього зв’язку з генератором. Сигнал від губок передається на плату, що оброблює його і передає на генератор. Бокові пружини відповідають за стабілізацію ручки. Велика центральна пружина відповідає за нажимання кнопки в основі електроду і тим самим-за підняття і опускання нижньої «губки».

Рисунок 1.18 – Внутрішня будова електроду ESTECH COBRA REVOLUTION

Рисунок 1.19 – Проміжний етап побудови 3D моделі.

На основі розбирання приладу а також побудованих моделей можна зробити висновок, що не зважаючи на механізм зворотнього зв’язку, реалізація електроду як моделі не є дуже важкою справою, а значить застосування апарату для сварки живих тканин є досить прийнятним рішенням в експериментальних дослідженнях. Такий розгляд внутрішної будови уможливлює створення власного електроду у перспективі виконання дослідницьких і наукових робіт.

2.1.2 Будова губок Estech Cobra Revolution

Важливою особливістю адаптації інструмента під умови є гнучка нижня губка. За допомогою симетричних нажимів в основі цієї губки можно гнути активну частину, тим самим забезпечуючи найбільш повний контакт з тканиною.

Рисунок 1.20 – Інструкція зі згину губок інструменту.

Переваги таких «губок» над звичайним інструментом з статичним зажимом:

· Реверсивні щелепи дозволяють швидко і точно налаштувати інструмент до роботи без зайвих зусиль

· Звичний дизайн і гумова основа губок дозволяє досить зручно згинати їх навіть у гумових рукавицях. Матеріал забезпечує надійне зчеплення.

· В губки вмонтований датчик температури, який подає сигнал на плату при перегріві. Це дозволяє запобігти обвугленою тканини і контролювати хід операції.

· Рухомість нижної губки дозволяє застосовувати інструмент на тканинах будь-якої товщини

· Серпантиновий електрод забезпечує максимальний захват тканини і дозволяє впливати радіочастотної енергією рівномірно на всі ділянки тканини.

На основі розгляду електроду було також змодельовано губки електроду Estech Cobra, що дає змогу більш точно розглянути будову губок і вивчити їх механізм вплив, а також застосовувати про подальшій роботі при розробці власного приладу. Досить точна модель дає змогу розглянути серпантиновий електрод більш детально та вивчити такі параметри як товщину дроту та радіус згину. Вивчення будови може допомогти при проектуванні власних губок або при суміщенні(утворенні гібриду) електроду Estech з «патонівським» приладом.

Рисунок 1.21 – Будова губок(затискачів) змодельована в середовищі 3d’s Max.

2.1.3 Застосування Estech Cobra в операційній практиці

Система Cobra Revolution і відповідний генератор були прийняті на експлуатації в електрофізіологічній операційній інституту ім.М.Амосова. Застосування даного інструменту є не частим, бо частіше за все операції проводяться на закритому серці за допомогою катетерного електрода, що вводиться через стегнову вену. Такий вид абляції відрізняється тим, що маніпуляційна тканина постійно омивається кров’ю, що забезпечує додатковий вид охолодження. Не зважаючи на це, дана система пройшла перевірку практикою на відкритому людському серці і показала задовільні результати, що робить систему прийнятною для подальших операцій і досліджень.

Рисунок 1.22 – Застосування системи ESTECH COBRA REVOLUTION на практиці

2.1.4 Експериментальні дослідження роботи приладу Estech Cobra Revolution

Так як ставити досліди на людині ми не маємо ні морального ні законного права, а роботу по порівнянню є необхідною для подального дослідження, то було прийнято рішення проводити эксперимент на свиному серці. Воно найбільш наближене по фізіологічним показникам до людского, має схожу будову, розміри і щільність тканини. Головне, на що треба звернути увагу: умови тестування роботи приладу Estech Cobra Revolution і системи для сварки живих тканин «ПАТОНМЕД» повинні бути найбільш ідентичні. Тільки при дотриманні однакових умов середовища (також електричних і фізіологічних показників), можна запобігти великим похибкам і отримати данні, наближені до достовірних. Точність роботи приладу Estech Cobra не визиває сумнівів, так як даний прилад був успішно застосований на практиці, але порівнювати розміри деструкції з людського серця і з серця свині ми не можемо, тому буде доцільно виконати експеримент обома системами на подібній тканині, щоб полегшити процес порівняння і отримання данних, наближенних до достовірних.

Таблиця 3. Глибина ураження(мм) Біполярної системи COBRA REVOLUTION при потужності 40W. Данні з паспорту інструмента.

ТЕМПЕРАТУРА

ЧАС

700С

800С

900С

950С

10 секунд

2.1

2.2

5.1

6.1

20 секунд

3.6

8.4

6.9

6.7

30 секунд

7.1

8.3

8.8

9.8

60 секунд

9.2

9.4

9.8

10.0

Для проведення эксперименту було простерілізовано губковий електрод Estech Cobra, що йде у коплекті з генератором і є одноразовим (знаходиться у пластиковій упаковці). Також було підготовлено свинне серце, яке напередодні эксперименту було поміщено в льод з 1%-ого фізрозчину. Дана процедура виуконувалась для збереження тканинних властивостей і фізіологічних показників органу, таких як густина, насиченість кровью, тепло і електропровідність. Усі умови эксперименту були наближенні до реальних умов, яких дотримуються при проведенні абляції на відкритому серці. Після підготовки інструменту було налаштовано генератор на частоту в 440кГц і виставлено мінімальний режим потужності. Завдяки шприцу виконувалось штучне охолодження зони контакту фізрозчином, що набирався з кюветки, в якій лежало серце. Таким чином температура фізрозчину для омивання і температура серця були ідентичні. Слід відмітити що перед провденням процедури був витриманний час для нагріву тканин серця до температури оточуючого середовища, яка дорівнювала 20 0C. Эксперимент виконувався для 10 режимів з кроком потужості в 30Вт. Такий крок обумовленний налаштуванням генератору «ПАТОНМЕД», зміна кроку в якому здійснюється лише программно і є недоступною звичайному користувачеві. При витримці такого кроку можна буде порівняти результати тестування обох систем, хоча прилад і використовують лише на потужності в 10-50 Вт. Кожні 10 впливів(згідно режиму потужності) виконувались по 4 часвим відсічкам(5с, 10с, 15с, 30с). Подача енергії відбувалась за допомогою нажимної педалі, яка замикала електричний ланцюг. Після провдення процедури абляції встановлювалась товщина абляційного рубця шляхом горизонтального розрізу тканини. До заміру витримувалась пауза в 10 секунд для остаточного охолодження тканини до температури середовища. Після заміру по одній часовій відсічці кожного рубця(замір відбувався за допомогою лінійки), виконувався перевід таймера і прцедура повторювалась на більшому часовому проміжку.

Вибраний електрод був активований натисканням на вимикач на ESU. Подача електроенергії також зупиняється за допомогою цієї кнопки.

Дослідження проводилось по декільком показникам:

· Час, сек

· Початкова ширина тканини,мм

· Потужність, W

· Глубина ураження, мм

2.2 Склад, матеріали, будова системи для зварювання живих тканин «ПАТОНМЕД».

Етапи, матеріали та методи роботи. В інституті електрозварки імені Е.О. Патона є досить зручний інструмент-затискач, але він застосовується лише для зварювання судин і тканин. Будова цього інструменту дуже схожа на будові зарубіжних губкових інструментів для абляції. При цьому прилад підключається до генератору «ПАТОНМЕД ЕКВ3-300». Даний генератор працює в двох режимах: на частоті 66 кГц і 440 кГц. Частота в 440 кГц є сприятливою для утворення рубця в радіочастотній абляції, тому параметри і будова комплексу, що складається з генератора і зажиму для сварки, уможливлює дослідження застосування зварювальної системи для проведення абляції на серці. Треба відмітити, що генератор «ПАТОНМЕД ЕКВ3-300» працює на потужності від 0 до 300 Вт, а сприятлива потужність для абляції лежить в цьому діапазоні і складає від 20 до 40 Вт, що є ще одним вагомим аргументом для дослідження можливості застосування цієї системи для радіочастотної абляції.

2.2.1 Особливості електрохірургічних технологій зварювання живих тканин

Особливістю методу є його тканинозберігаючі особливості, а саме: - тканини по лінії розрізу мають звичайне забарвлення без ознак крововиливів, некротизованих ділянок та чорного струпу; - тканина в місці накладення електродів має однорідну будову та світло коричневе забарвлення, у цьому разі здійснюється з'єднання тканин.

Апарат має можливості впровадження Технологій у таких режимах:

- РІЗАННЯ;

- КОАГУЛЯЦІЯ;

- АВТОМАТИЧНЕ ЗВАРЮВАННЯ – 1;

- АВТОМАТИЧНЕ ЗВАРЮВАННЯ – 2.

2.2.2 Принцип дії і будова системи для зварювання живих тканин «ПАТОНМЕД».

Завдяки застосуванню електрозварювальної технології вдається швидко та безкровно здійснювати розділення тканин, мобілізацію органів та судин, видалення пухлин. Вплив на тканини здійснюється тільки між електродами інструменту, без пошкодження прилеглих тканин та органів. Ці властивості технології дозволяють проводити складні оперативні втручання в зонах з багатим кровопостачанням, в умовах тісного прилягання органів одного до другого, наявності запальних змін або рубців після попередніх оперативних втручань, при порушенні згортання крові, а також у ослаблених хворих, особливо похилого віку, у яких мінімальна травматичність втручання має принципове значення.

Суть способу ВЧ-електрозварювання - створення умов регульованого і контрольованого енергетичного впливу на ушкоджену живу тканину, в результаті чого відбуваються структурні зміни в зварюваної тканини зі створенням загального білкового простору. При цьому за рахунок швидкоплинних процесів регенерації пошкоджена тканина в місці ВЧ-електрозварювання заміщається здоровою тканиною.

Встановлено, що електрозварний шов стійкий до ферментативного розсмоктування, залишається в тканинах тривалий період часу, достатній для успішної регенерації тканин. В той же час, у відповідь на наявність зварного шва в організмі не виникають імунопатологічні процеси ні на загальному, ні на місцевом урівні. Розкрите структурне підґрунтя абластичної, гемостатичної та асептичної дії електричного струму, що лягло в основу сформульованої концепції виключної доцільності застосування електрозварювальних

технологій при проведенні онкологічних операцій, операцій на багатих кровоносними судинами органах і тканинах, як засобу зменшення крововтрати, метастазування та інфекційних ускладнень.

Використання електрозварювання підвищує абластичність виконання онкологічних операції, оскільки лімфатичні вузли навколо пухлини можна видалити шляхом акуратного відділення їх від оточуючих тканин, а капсула вузлів під впливом електричного струму набуває додаткової міцності, що запобігає розсіюванню ракових клітин в операційному полі. Під час видалення лімфатичних вузлів заварюються лімфатичні судини, завдяки чому не утворюються скупчення лімфи (лімфоми) в післяопераційному періоді.

Рисунок 1 – Інформаційна панель електронного блоку

1- Знак для товарів і послуг (Товарний знак ВИРОБНИКА); 2 - Найменування апарату; 3 - Позначення апарату; 4 – Пломба; 5 - Кнопка переключення режимів роботи ВИБІР; 6 - Індикатор режиму АВТОМАТИЧНЕ ЗВАРЮВАННЯ - 2 (помаранчевий); 7 - Індикатор режиму АВТОМАТИЧНЕ ЗВАРЮВАННЯ -1 (зелений); 8 - Індикатор режиму КОАГУЛЯЦІЯ (блакитний); 9 - Індикатор режиму РІЗАННЯ (жовтий); 10, 13 - Кнопки вибору; 11 - Дисплей № 1; 12 - Індикатор робочого процесу у режимі реального часу РЕЖИМ (зелений); 14, 17 - Кнопки вибору значення; 15 - Індикатор режиму програмування (зелений); 16 - Дисплей № 2; 18,19,20,21 - Кнопки програмування; 22 - Інформаційна панель.

Рисунок 2 - Панель підключення

1 - Вмикач напруги мережі; 2 - Роз’єднувачі для підключення інструменту 1; 3 - Індикатор включення інструменту 1 (зелений); 4 - Перемикач підключення інструменту; 5- Індикатор включення інструменту 2 (зелений); 6 - Роз’єднувачі для підключення інструменту 2; 7 - Роз’єднувач для підключення педалі; 8 - Панель підключення.

2.2.3. Інструменти для зварювання живих тканин

Обладнання, як правило, комплектується базовим набором інструментів (пінцети і затиски). Замовникам пропонуються багато типів інструментів для відкритої і лапраскопіческой хірургії (див. На звороті), включаючи спеціальні, наприклад, для оториноларингології або офтальмології. ЕКВЗ-300 працює з усіма інструментами для ВЧ СЖТ, створеними в ІЕЗ ім. Є.О.Патона на сьогоднішній день. Можлива адаптація і використання інструментів інших виробників. Передбачено одночасне підключення двох інструментів за вибором хірурга.

За основу в розробці губкового зажиму «ПАТОНМЕД» взяті хірургічні ножиці і хірургічні зажими. Так як нас цікавить лише зажим, адже він найбільш наближений до абляційного двохгубкового інструменту, то розглядати будемо саме його.

Зажимний інструмент «Патонмед» призначений для утримування судин і м’яких тканин зустрічним рухом робочих частин. Робочі частини представлені двома плоскими тупими стальними або титановими губками. Матеріалом для виготовлення хірургічних зажимів такого типу служить вуглецева сталь марки У8А, У10А або нержавіюча сталь 40Х13, для гвинтів - сталь 20Х13. Інструмент є тупокінечним. Загальний провід є двохжильним і розгалужується при наближенні до активних частин. За його допомогою відбувається підвід струму на кожну з губок, завдяки чому інструмент є двополярним. Замок є коробковим або гвинтовим, завдяки чого забезпечується симетричне розташування губок одна відносно одної з перекосом не більше 0,1мм. Матеріал виготовлення підібраний таким чином, щоб не зазнавати окислення і не перегрівати губки при процедурі. Тепловідвід також допомагає вберегти від нагріву ручок, за які інструмент утримується рукою хірурга.

2.2.4 Експериментальне дослідження доцільності застосування аппарату «ПАТОНМЕД» для абляції.

Процедура виконання експерименту булла ідентична до експерименту з системою Estech. Для проведення эксперименту було простерілізовано зажимний електрод, що йде у коплекті з генератором.Серце, на якому виконувались досліди, було те ж саме, що й при тестуванні попередньої системи, тому електрофізіологічні показники були однакові. В паузі між експериментами відбувалось рошення фізрозчином бля збереження вологості серця для наступних впливів. Усі умови эксперименту були наближенні до реальних умов, яких дотримуються при проведенні абляції на відкритому серці. Після підготовки інструменту було налаштовано генератор на частоту в 440кГц і виставлено нульовий режим потужності, що відповідає 30 Вт. Завдяки шприцу виконувалось штучне охолодження зони контакту фізрозчином, що набирався з кюветки, в якій лежало серце. Таким чином температура фізрозчину для омивання і температура серця були ідентичні. Слід відмітити що перед провденням процедури був витриманний час для нагріву тканин серця до температури оточуючого середовища, яка дорівнювала 20 0C. Эксперимент виконувався для 10 режимів з кроком потужості в 30Вт. Кожні 10 впливів(згідно режиму потужності) виконувались по 4 часвим відсічкам(5с, 10с, 15с, 30с). Подача енергії відбувалась за допомогою нажимної педалі, яка замикала електричний ланцюг. Після провдення процедури абляції встановлювалась товщина абляційного рубця шляхом горизонтального розрізу тканини. До заміру витримувалась пауза в 10 секунд для остаточного охолодження тканини до температури середовища. Після заміру по одній часовій відсічці кожного рубця(замір відбувався за допомогою лінійки), виконувався перевід таймера і прцедура повторювалась на більшому часовому проміжку.

Дослідження проводилось по декільком показникам:

· Час, сек

· Глибина початкова,мм

· Потужність, W

· Глубина ураження, мм

2.3 Констроювання власного експериментального зразка зажимного губкового електроду.

На основі будови і переваг кожної з систем було прийнято рішення створення власного абляційного зажимного інструменту. Таким чином вдалось обійти одноразовість абляційного електроду Estech Cobra Revolution і перенести його особливості на власну модель (саме унікальна і передова будова губок). За основу для виготовлення інструменту було взято хірургічний зажим «ПАТОНМЕД», який був розглянутий у минулому розділі. Таким чином інструмент, що було виготовлено не потребує використання генератору Estech, що є досить дорогим. Сконструйований інструмент дозволяє використовувати генератор «ПАТОНМЕД ЕКВ№-300», так як роз’єм змінено не було. Прилад бул виготовлено на базі кабінету для обслуговування медичних приладів і систем в інституті Амосова суто власними зусиллями. Слід наголосити на тому, що інструмент є тільки першим експериментальним зразком, тому йде мова не о впровадженні його у хірургічну практику, а тільки про перевірку можливості подальшої розробки інструменту, що був виготовленний за допомогою інтеграції одного приладу в інший. На початковому етапі відбувалось відокремлення губок від металічного каркасу електрода Estech Cobra. Горизонтальними зрізом і технічними кусачками було проведено зняття активної частини. Наступним єтапом булла підготовка зварювального електроду до наживлення губок. Виконано зачисту інструменту від іржі і протерто активні поверхні 96% розчином спирту для знежирення поверхні. Після підготовки площини було виконано нанесення термостійкого клею. Ціанокрилатний клей був вибранний як з’єднуючий матеріал так як надійно закріпити гуму на сталі досить важко, використовуючи інші варіанти кріплення. До того ж він володіє наступними перевагами:

· Найкраща адгезія до металів

· Час склеювання до 10 секунд

· Низька ціна

· Міцність 300 кгс / см2

· Робоча температура до 200ºС

· низька в'язкість

Після нанесення клею було виконано накладання губок і проведена фіксація шляхом тугого зажиму і притискання. Проміжним етапом виконувалась відцентровка губок до застигання клею. Після витримки в 10 хв під притиском для надійної фіксації виконувалось припаювання волокон активної частини губок, які з’єднують головний провід з серпантиновою поверхнею. Відгалуження волокон нагадує шітку і із-за близькості одне до одного ускладнює процес пайки, тому було прийнято рішення про проведення мікропайки волокон і звичайної пайки для загального кабелю. Провід, що підводився до кожної з активних губок електроду для зварювання був від’єднаний і залуджений. Після цього відбувалась пайка розігрітим паяльником з жалом, товщиною в 3 мм. Для з’єднання використовувався припій марки Aksline ПОС-61, 3мм, 100гр, (183°C), а також каніфольна смола. Наступним етапом було встановлення запобіжників в основі ручки для запобігання перегіву кабелю і ручок утримки. Завершуючим етапом було фіксація дротів на корпусі електроду і обмотка ручок ізоляційним матеріалом.

2.3.1 Склад, матеріали, будова експериментального зразка

Біполярна експериментальна система призначена для використання при операціях на відкритому серці. Система преставлена генератором «ПАТОНМЕД ЕКВ3-300» і розробленим застискачем. Вона дозволяє проводити абляцію м’яких тканин, включаючи поперечно-смугасту, серцеву, гладку мускулатуру. Система представлена модернізованим хірургічним затискачем з вуглецевої сталі марки У8А. Перевагою матеріалу є те, що він досить швидко відводить теплоту, до того ж він не ржавіє, не окислюється і є стійким до вигину. Вигин утримувача обумовлений необхідністю зручності і відсутності зісковзування у руках хірурга. Дріт, що з’єднує генератор і активну частину інструменту є двожильним і захищеним гумовою ізоляцією, для запобігання ураження токм і перегріву. Для того, щоб провід не заважав під час процедури, він фіксується зажимами до тіла інструменту. Також це запобігає перегину і перебиття проводу.

2.3.2 Побудова зажиму експериментального зразка

Особливістю апарату є наявність унікального для абляції зажиму. Данний зажим був перенесений з апарату Estech Cobra Revolution. Він побудований за допомогою серпантинової активної поверхні, яка є джерелом радіочастотного випромінювання. Така будова позволяє оптимізувати глибину і ширину ураження тканини. Таким чином кожна ділянка тканини, яка підпадає під вплив радічастотної енергії зазнає однакових уражень. Це забезпечує рівномірний рубець, що не буде розсмоктуватися з часом. Особливістю даного приладу є те, що він є біполярним, тобто обидві «губки» зажиму випромінюють енергію, що дозволяє тканині пропікатися не тільки на зовнішній поверхні, але й всередині тканини.

Рисунок 6. – Зажим Cobra revolution

Губки виготовлені таким чином, щоб активна поверхня охоплювала як можна більше тканини. Верхня губка є статичною і не переміщується. Нижня губка є «плаваючою» і може зближуватись і віддалятись від верхної. Така будова робить інструмент досить універсальним і дозволяє працювати з тканиною досить великого діапазону товщини. Верхня губка виступає плюсом, а нижня –мінусом.

Рисунок 7.-Траекторія руху нижньої губки.

Серпантинова спіраль виготовлена з нержавіючого металу, що запобігає окисленню і забезпечує досить швидкий тепловідвідті теплопередачу. Нижня губка контролюється нажимом, розташованим внизу інструменту.

Переваги таких «губок» над застосуванням звичайного зварювального інструменту:

· Реверсивні щелепи дозволяють швидко і точно налаштувати інструмент до роботи без зайвих зусиль

· Гума захищає корпус електроду від нагріву і дозволяє охолоджувати сам серпантиновий електрод

· Гума захищає від ураження електричним струмом, так як ручка електроду є металевою.

· Довжина губок і ширина серпантину дзволяє збільшити активну поверхню у порівнянні зі звичайними заживними абляцій ними інструментами і щіпцями для зварювання живих тканин.

· Серпантиновий електрод забезпечує максимальний захват тканини і дозволяє впливати радіочастотної енергією рівномірно на всі ділянки тканини.

· Максимальне прилягання забезпечує проникнення енергії на більшу глибину, що позитивно відображається на надійності рубця.

2.3.4 Експериментальне дослідження абляційних властивостей розробленого експериментального інструменту.

Процедура виконання експерименту булла ідентична до експерименту з системою Estech. Для проведення эксперименту було простерілізовано зажимний електрод, що йде у коплекті з генератором.Серце, на якому виконувались досліди, було те ж саме, що й при тестуванні попередньої системи, тому електрофізіологічні показники були однакові. В паузі між експериментами відбувалось рошення фізрозчином бля збереження вологості серця для наступних впливів. Усі умови эксперименту були наближенні до реальних умов, яких дотримуються при проведенні абляції на відкритому серці. Після підготовки інструменту було налаштовано генератор на частоту в 440кГц і виставлено нульовий режим потужності, що відповідає 30 Вт. Завдяки шприцу виконувалось штучне охолодження зони контакту фізрозчином, що набирався з кюветки, в якій лежало серце. Таким чином температура фізрозчину для омивання і температура серця були ідентичні. Слід відмітити що перед провденням процедури був витриманний час для нагріву тканин серця до температури оточуючого середовища, яка дорівнювала 20 0C. Эксперимент виконувався для 10 режимів з кроком потужості в 30Вт. Кожні 10 впливів(згідно режиму потужності) виконувались по 4 часвим відсічкам(5с, 10с, 15с, 30с). Подача енергії відбувалась за допомогою нажимної педалі, яка замикала електричний ланцюг. Після провдення процедури абляції встановлювалась товщина абляційного рубця шляхом горизонтального розрізу тканини. До заміру витримувалась пауза в 10 секунд для остаточного охолодження тканини до температури середовища. Після заміру по одній часовій відсічці кожного рубця(замір відбувався за допомогою лінійки), виконувався перевід таймера і прцедура повторювалась на більшому часовому проміжку.

Дослідження проводилось по декільком показникам:

· Час, сек

· Глибина початкова,мм

· Потужність, W

· Глубина ураження, мм

4 ОХОРОНА ПРАЦІ

Дану дипломну роботу виконано на базі ДУ «НІССХ ім. М. М. Амосова» НАМНУ.

В даному розділі розглядаються норми та заходи з охорони праці й техніки безпеки в приміщені операційного блоку, які будуть направлені на усунення потенційно шкідливих і небезпечних виробничих факторів, що при певних умовах можуть негативно вплинути на організм людини в процесі використання результатів даної дипломної роботи.

4.1 План операційної відділення електрофізіології

На рис. 4.1 наведено план операційного блоку. Він складається з двох об’єднаних приміщень, а саме передопераційної і операційної. Параметри приміщення: довжина – 11 м, ширина - 8.3 м, висона – 4м, загальна площа - 91,3 м2, об’єм – 365,2 м3. В приміщенні одночасно працює четверо людей, три лікарі (хірург, медсестра і анестезіолог) та інженер по обладнанню, пацієнт перебуває в операційній.

Таблиця 4.1 – Найменування плану операційної відділення електрофізіології.

Назва елементу

Характеристика

Номер позиції на схемі

Батарея (3 шт)

Чавунний радіатор МС-140, Тепловий потік - 160 Вт

14

Вішалка

0,5 м 0,2 м

11

Захисне скло

6 м 3 м

12

Монітор (4 шт)

Hewlett Packard M7721

8

Навісна консоль з моніторами

1,5 м 1 м

4

Навісна консоль з обладнанням (2 шт)

0,8 м 0,8 м

2

Операційний комп’ютер (2 шт)

Hewlett Packard M7721, 220-240 В / 50 Гц, 40 Вт

9

Освітлювальна лампа (8 шт)

ПВЛМ-Р, ЛДЦ 20, Освітленість 820 лк, Потужність 20 Вт

13

Стерильний перевізний стіл

0,8 м 0,8 м

1

Стіл

1,5 м 0,7 м

7

Стіл з рентген установкою, що обертається

Toshiba Infinix CC-I, 220-380 В / 50 Гц, 80/65 кВт

3

Стілець-крісло (3 шт)

0,5 м 0,5 м

10

Стілець хірурга

0,5 м 0,5 м

5

Шафа з ліками

1 м 0,7 м

6


Рис.4.1 - План операційного блоку

Таблиця 4.2 – Засоби для продуктивної роботи операційної

Засіб

Відстань

Нормативна

Реальна

Стіна - Навісна консоль з обладнанням

> 1,5 м

2 м

Стіна - Навісна консоль з моніторами

> 1,5 м

1.8 м

Стіна - Стіл

> 1,5 м

2 м

Навісні консолі - Стіл з рентген установкою, що обертається

> 0,5 м

0.5 м

Підлогу виготовлено з нестійкого лінолеуму, для легкої дезінфекції і точної роботи обладнання.

4.2 Оцінка небезпечних і шкідливих виробничих факторів

Небезпечні та шкідливі фактори, які присутні в операційному блоці наведені в таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 – Небезпечні та шкідливі виробничі фактори

Фізичні фактори

Мікроклімат

Освітлення

Шум

Рентгенівське випромінення

Хімічні фактори

Аерозолі

Біологічні фактори

Патогенні мікроорганізми

4.2.1 Мікроклімат

Джерелом вологості і тепла в приміщені є зовнішні погодні умови та працівники операційного блоку. Дана інформація вказана в таблицях 4.4 та 4.5 Категорія робіт, що виконуються Легка Іа.

Таблиця 4.4. - Оптимальні та реальні параметри мікроклімату

Період року

Температура повітря, 0С

Відносна вологість, %

Швидкість руху, м/с

Оптимальна

Реальна

Оптимальна

Реальна

Оптимальна

Реальна

Холодний

22-24

22

50-60

55

0,15

0,15

Теплий

23-25

24

30-50

45

0,15

0,15

Таблиця 4.5. – Заходи підтримки оптимального мікроклімату

Період року

Характеристика

Захід

Теплий

Температура

Кондиціювання згідно з СНиП II-69-78

Холодний

Три батареї із 4 секцій радіаторів М-140

Вологість

Встановлена проточно-витяжна вентиляція з 4-х кратним обміном повітря за годину;

У даному приміщенні забезпечені нормативні метрологічні умови, параметри мікроклімату у відповідності з вимогами РТМ 42-2-4-80 та СНиП II-69-78.

4.2.2 Освітлення

Для забезпечення продуктивної роботи персоналу в лабораторії використовують природне і штучне освітлення, див. табл. 4.6.

Таблиця 4.6 - Характеристика освітлення приміщення

Тип освітлення

Характеристика

Природне освітлення

Орієнтація вікон у північно-західному напрямку, вікна обладнані жалюзі, для можливості регулювання освітлення

Штучне освітлення

Загальне

Вісім світильників типу ПВЛМ-Р (СНиП II-69-78)

Місцеве

Операційна лампа PAX-F500L

Освітлення в операційній відділення електрофізіології відповідає вимогам нормативних документів (ДБН В.2.5-28-2006 та СНиП II-69-78).

4.2.3 Шум

Рівень шуму у відділенні електрофізіології змінюється не більше ніж на 9 дБА протягом дня.

Джерелами шуму виступають: зовнішній шум, рентгенівський апарат і РЧГ.

Таблиця 4.7 – Реальні та нормативні значення для звуку та шуму

Показники

Реальні значення

Нормативні значення

Середній рівень шуму від обладнання

39 дБА

50 дБА

Таблиця 4.8 - Заходи безпеки

Вид захисту

Засоби подолання небезпеки

Технічні заходи

- блоки живлення закриті спеціальними шумопоглинаючими кожухами;

- встановлення метало пластикових вікон

Організаційні заходи

- очищення охолоджуючих елементів пристроїв

ЗІЗ

- непередбачені

Рівень звуку у приміщенні не перевищує встановлених норм за ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» (табл. 4.7).

4.2.4 Радіаційна безпека при роботі з рентгенологічним комплексом

В відділенні електрофізіології для проведення РЧА використовують рентгенівський комплекс Toshiba Infinix CC-I, 220-380 В / 50 Гц, 80/65 кВт. При його роботі опромінюються не лише пацієнти, а й персонал, в тому числі і інженер по обладнанню.

Таблиця 4.9 – Характеристика параметрів випромінювання та захисних параметрів в операційній

Параметр

Реальні знач.

Нормативні значення

Категорія А. Особи, що працюють в операційній, мР/год

1,3

не більше 1,3

Категорія Б. Особи, що працюють в суміжних з операційною приміщеннях, мР/год

0,325

не більше 0,325

Товщина перекриттів, м

0,35

не менше 0,3

Товщина захисту із свинцю, мм

3,5

не менше 2

Розрахуємо коефіцієнт ослаблення рентгенівського випромінювання за формулою (4.1):

(4.1)

Таблиця 4.9 – Свинцевий еквівалент захисту в залежності від коефіцієнту ослаблення рентгенівського випромінювання

К

Товщина свинцевого шару, мм

50 000

2,9

100 000

3,2

Відповідно до розрахованого коефіцієнта обираємо захисні параметри в операційній.

Таблиця 4.10 – Заходи захисту при роботі з рентген установкою

Вид захисту

Захід

Технічні заходи

- екранування приміщення;

- козирки з просвинцьованого скла;

Організаційні заходи

- захист відстанню;

- захист часом;

- інструктажі;

- контроль допустимої дози.

ЗІЗ

- про свинцьовані накидки на шию;

- просвинцьовані фартухи, рукавички, спіднички.

Відповідно до нормативних значень, показники захисту відповідають необхідним, проте при умові застосування свинцевих накидок і фартухів.

4.2.6 Біологічні джерела небезпечних і шкідливих виробничих факторів

В відділенні електрофізіології завжди необхідно проводити дезінфекцію, оскільки через безпосередній контакт, чи верхні дихальні шляхи можуть поширюватись різноманітні інфекції. Засоби стосовно дезінфекції приміщення наведені в табл.4.11.

Таблиця 4.11 – Забезпечення біологічних факторів

Технічні засоби захисту

Знезараження повітря бактерицидним випромінювачем ОБН-200

Вентиляція повітря за допомогою кондиціонеру

Організаційні засоби захисту

Вологе прибирання з застосуванням 1% розчину хлораміну та 3% розчину перекису водню

ЗІЗ

Маски медичні, тришарові, виготовлені з високоякісного нетканого матеріалу та рукавички латексні, щільні, не опудренні Ambulance PF (High-Risk)

У операційній проводяться необхідні заходи для усунення біологічних шкідливих факторів згідно ГОСТ 12.0.003-74.

4.2.7 Небезпека враження електричним струмом

В відділенні електрофізіології при необхідності відновлення функціонування серцево-судинної системи використовують дефібрилятор Fukuda Denshi FC-200, його характеристики в таблиці 4.12.

Таблиця 4.12 – Умови експлуатації дефібрилятора Fukuda Denshi FC-200

Напруга живлення від мережі

220-224 В

Частота

50-60 Гц

Температура

від -10 °С до 40°С

Час накопичення заряду

12 сек

Для запобігання враженням електричним струмом вжито заходи вказані в таблиці 4.13.

Таблиця 4.13 – Заходи та засоби запобігання ураження електричним струмом.

Вид захисту

Засоби подолання небезпеки

Технічні заходи

- приховані провідники;

- все обладнання вмикається в мережу через спеціальні розетки з заземленням ИРДП.468829.001;

- підлога покрита антистатичним ліноліумом

Організаційні заходи

- всі працюючі ознайомлені з правилами техніки безпеки

ЗІЗ

- непередбачені

4.2.8 Пожежна безпека в операційному блоці в умовах надзвичайної ситуації

Таблиця 4. 14 – Основні джерела та причини пожежної небезпеки

Джерела

Причини

- шафи з анестезією та ліками;

- система подачі кисню;

- дефібрилятор, рентген апарат.

- коротке замикання мережі;

- недотримання норм експлуатації електрообладнання.

Таблиця 4.17 – Характеристика пожежної небезпеки

Категорія небезпеки

А (вибухопожежонебезпечне) – горючі гази (кисень), горючі рідини ( спирт) , тверді і волокнисті матері­али – дерево, тканина

Клас вибухонебезпечної зони

Клас П-І

Таблиця 4.18 – Параметри приміщення відповідно до будівельних норм

Параметр

Операційний блок

Нормативне значення

Висота дверного проходу, м

2

2

Ширина дверного проходу, м

1.2

1.2

Відкриття дверей

Назовні

Назовні

Сходова клітка

Бетон

Бетон

Таблиця 4.19 – Заходи пожежної безпеки

Вид захисту

Засоби подолання небезпеки

Технічні заходи

- Стаціонарна установка автоматичного пожежогасіння СПД-3,4;

- вогнегасники ОП-10

Організаційні заходи

- всі працюючі ознайомлені з правилами пожежної безпеки;

- план евакуації при пожежі

ЗІЗ

- непередбачені

Таблиця 4.20- Короткі характеристики датчика пожежної небезпеки

Тип датчика

Спрацьовування

Покриваюча площа

Гучність сирени

Безпровідний

- наявність диму;

- температура більше 60 °С

20 м2

85 дБ

.

Рис.4.2 План евакуації на випадок пожежі з приміщень лабораторії електрофізіологічних, гемодинамічних та ультразвукових методів дослідження з рентген операційною

Відповідно до будівельних норм та правил СНІП 2.09.02-85, шляхи евакуації людей при пожежі для даного приміщення відповідають встановленим нормам.

Висновки до розділу 4

В цьому розділі розглянуто план операційної відділення електрофізіології. Описувались такі розділи, як: засоби для ефективної роботи операційної, мікроклімат, освітлення, шум, небезпека враження електричним струмом та пожежна безпека, розроблено план евакуації. Виходячи з аналізу отриманих даних помітно, що усі показники мікроклімату відповідають нормам. Освітлення та температурні умови коректуються з допомогою штучних джерел при необхідності. Згідно випромінювання розраховано необхідну товщину свинцевого шару.

Можна зробити висновок, що операційна відділення електрофізіології відповідає нормам з охорони праці.

Источник: портал www.KazEdu.kz

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info