RU2820569C2 - Biological tissue coagulation probe - Google Patents
Biological tissue coagulation probe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820569C2 RU2820569C2 RU2021102085A RU2021102085A RU2820569C2 RU 2820569 C2 RU2820569 C2 RU 2820569C2 RU 2021102085 A RU2021102085 A RU 2021102085A RU 2021102085 A RU2021102085 A RU 2021102085A RU 2820569 C2 RU2820569 C2 RU 2820569C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- probe
- light
- endoscope
- light guide
- distal end
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 241
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 44
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 20
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims description 15
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 2
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012277 endoscopic treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 230000008029 eradication Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000002977 hyperthermial effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 208000037816 tissue injury Diseases 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к хирургическим инструментам для ввода в рабочий канал эндоскопа, в частности к зонду для коагуляции биологической ткани посредством ввода в рабочий канал эндоскопа, содержащему устройство для определения положения зонда относительно эндоскопа.The present invention relates to surgical instruments for insertion into the working channel of an endoscope, in particular to a probe for coagulating biological tissue by insertion into the working channel of an endoscope, containing a device for determining the position of the probe relative to the endoscope.
Из публикации DE 4139029 С2 известно устройство для коагуляции биологической ткани, в частности в гастроинтестинальном (желудочно-кишечном) тракте, содержащее соединительную линию для подключения к источнику высокочастотного напряжения, находящуюся в рабочем канале эндоскопа. Через рабочий канал подается ионизируемый газ, например аргон, который выходит на дистальном конце рабочего канала. На пути движения потока газа перед его выходом из выходного отверстия предусмотрен электрод, который служит для ионизации газа и подачи коагуляционного потока. В ионизируемом газе между электродом и поверхностью ткани может возникать искровой пробой (световая дуга), причем за счет выделяющейся при этом теплоты на больной ткани образуется корка глубиной до нескольких миллиметров.From the publication DE 4139029 C2 a device is known for coagulation of biological tissue, in particular in the gastrointestinal (gastrointestinal) tract, containing a connecting line for connection to a high-frequency voltage source located in the working channel of the endoscope. An ionizable gas, such as argon, is supplied through the working channel, which exits at the distal end of the working channel. An electrode is provided along the path of the gas flow before it exits the outlet, which serves to ionize the gas and supply a coagulation flow. In the ionized gas, a spark breakdown (light arc) can occur between the electrode and the surface of the tissue, and due to the heat released, a crust up to several millimeters deep is formed on the diseased tissue.
В этом известном устройстве для аргоноплазменной коагуляции (АПК) активный электрод неподвижно расположен на заданном расстоянии от конца эндоскопа. Это исключает возможность чрезмерного теплового нагружения конца эндоскопа выделяющейся теплотой. Вместе с тем также известны устройства для АПК с подвижным АПК-зондом как зондом, вводимым в рабочий канал эндоскопа и продвигаемым в этом рабочем канале до надлежащего рабочего положения, в котором активный электрод незначительно выступает за дистальный конец эндоскопа. Важно, чтобы между электродом и дистальным концом эндоскопа существовало некоторое минимальное расстояние, позволяющее избежать недопустимо высокого теплового нагружения выделяющейся при АПК теплотой и повреждения дистального конца эндоскопа и закрепленных на нем компонентов, например оптической системы для наблюдения или ПЗС-камеры, подсвечивающего устройства для подсветки подвергаемой воздействию области и т.п. С этой целью полезно использовать устройство для определения положения электрода относительно конца эндоскопа.In this known device for argon plasma coagulation (APC), the active electrode is stationary at a predetermined distance from the end of the endoscope. This eliminates the possibility of excessive thermal loading of the endoscope end by the generated heat. However, devices for APC are also known with a movable APC probe as a probe inserted into the working channel of the endoscope and advanced in this working channel to the proper working position, in which the active electrode protrudes slightly beyond the distal end of the endoscope. It is important that there is a certain minimum distance between the electrode and the distal end of the endoscope to avoid unacceptably high thermal loading from the heat generated during APC and damage to the distal end of the endoscope and components attached to it, for example, an optical system for observation or a CCD camera, an illumination device for illuminating the subject influence of the area, etc. For this purpose, it is useful to use a device to determine the position of the electrode relative to the end of the endoscope.
Определение положения зонда также может быть полезным и в других случаях применения эндоскопии с использованием вводимого в эндоскоп зонда, содержащего оптическое волокно, например для оптической эмиссионной спектроскопии (ОЭС), видеоэндоскопии, для жестких лапароскопов, бороскопов, фиброскопов и других эндоскопов для введения инструментов внутрь человеческого тела, чтобы, например, позиционировать оптическое волокно на требуемом расстоянии от дистального конца эндоскопа и избегать загрязнения оптического волокна жидкостью, кровью или остаточными частицами ткани при контакте с тканью, например со слизистой оболочкой полого органа. Подобное загрязнение оптического волокна может приводить к рассеянию, поглощению света или ухудшению его пропускания и таким образом может отрицательно сказываться на результатах эндоскопического сеанса или лечения.Determining the position of the probe can also be useful in other endoscopy applications using a probe containing an optical fiber inserted into the endoscope, for example for optical emission spectroscopy (OES), video endoscopy, for rigid laparoscopes, borescopes, fiberscopes and other endoscopes for inserting instruments into the human body. body, for example to position the optical fiber at the required distance from the distal end of the endoscope and to avoid contamination of the optical fiber by liquid, blood or residual tissue particles when in contact with tissue, such as the mucosa of a hollow organ. Such contamination of the optical fiber may result in light scattering, absorption, or reduced transmission and thus may adversely affect the results of the endoscopic session or treatment.
Из публикации DE 19731931 А1 известен эндоскоп с вставляемым в него зондом для аргоноплазменной коагуляции, перемещаемым вместе с электродом внутри эндоскопа. Для того чтобы использовать зонд как для контактной коагуляции, так и для бесконтактной коагуляции и/или для резания и при этом уменьшить опасность травмирования или изменения имеющейся ткани, в области дистального конца предусмотрен датчик, следящий за тем, находится ли активный электрод зонда внутри или снаружи катетера эндоскопа. В качестве такого датчика может использоваться микровыключатель с подпружиненным контактом на дистальном конце зонда, миниатюрный оптический датчик, световой поток в котором прерывается в присутствии активного электрода, или плоский, коаксиальный или цилиндрический конденсатор, на диэлектрик которого влияет присутствие активного электрода. Бесконтактный режим активируется только тогда, когда активный электрод находится внутри катетера эндоскопа.From publication DE 19731931 A1, an endoscope is known with a probe inserted into it for argon plasma coagulation, which is moved together with the electrode inside the endoscope. In order to use the probe for both contact coagulation and non-contact coagulation and/or cutting and at the same time reduce the risk of injury or alteration of existing tissue, a sensor is provided in the area of the distal end that monitors whether the active electrode of the probe is located inside or outside endoscope catheter. Such a sensor can be a microswitch with a spring-loaded contact at the distal end of the probe, a miniature optical sensor in which the light output is interrupted in the presence of the active electrode, or a flat, coaxial or cylindrical capacitor whose dielectric is affected by the presence of the active electrode. Non-contact mode is only activated when the active electrode is inside the endoscope catheter.
Определение положения требует использования дополнительных компонентов, предусматриваемых на дистальном конце зонда, соединений с дистальным концом, для подачи к датчику электрических или оптических измерительных сигналов, и соответствующей оценки выдаваемых датчиком сигналов. Затраты на реализацию устройства и оценку информации при этом значительны.Position determination requires the use of additional components provided at the distal end of the probe, connections to the distal end to provide electrical or optical measurement signals to the sensor, and appropriate evaluation of the signals produced by the sensor. The costs of implementing the device and evaluating information are significant.
В публикации DE 102004039202 В3 описано устройство для измерения относительного положения хирургического зонда, причем определение положения осуществляется посредством измерения комплексного сопротивления между зондом и рабочим каналом эндоскопа или, в качестве альтернативы, посредством пневматической или акустической измерительной системы. Для измерения комплексного сопротивления эндоскоп или по меньшей мере его рабочий канал должен быть выполнен электропроводным. Для акустического или пневматического измерения измерительный сигнал должен вырабатываться в виде звукового сигнала или сигнала постоянного или переменного давления газа, вводиться либо в рабочий канал эндоскопа, либо в просвет зонда и регистрироваться в другом месте, нежели рабочий канал и просвет зонда, посредством электромеханического преобразователя или приемника давления. Это может быть относительно сложным в техническом отношении.DE 102004039202 B3 describes a device for measuring the relative position of a surgical probe, the position being determined by measuring the complex resistance between the probe and the working channel of the endoscope or, alternatively, by means of a pneumatic or acoustic measuring system. To measure complex resistance, the endoscope, or at least its working channel, must be electrically conductive. For acoustic or pneumatic measurement, the measurement signal must be generated in the form of an audio signal or a constant or variable gas pressure signal, introduced either into the working channel of the endoscope or into the probe lumen, and recorded at a location other than the working channel and probe lumen, by means of an electromechanical transducer or receiver. pressure. This can be relatively technically challenging.
Таким образом, по-прежнему существует потребность в простом решении по определению положения зонда относительно рабочего канала эндоскопа, в который зонд вводится.Thus, there remains a need for a simple solution to determine the position of the probe relative to the working channel of the endoscope into which the probe is inserted.
Исходя из этого, задачей настоящего изобретения является создание устройства для определения относительного положения хирургического зонда, т.е. положения хирургического зонда относительно рабочего канала эндоскопа, при помощи простых технических средств и при малых затратах на реализацию устройства и оценку информации.Based on this, the object of the present invention is to provide a device for determining the relative position of a surgical probe, i.e. the position of the surgical probe relative to the working channel of the endoscope, using simple technical means and at low costs for the implementation of the device and evaluation of information.
В частности, задача изобретения заключается в том, чтобы при помощи простых технических средств и при малых затратах на реализацию устройства и оценку информации создать хирургический зонд для ввода в рабочий канал эндоскопа с возможностью перемещения указанного зонда в рабочем канале эндоскопа, содержащий устройство для определения положения зонда относительно эндоскопа, позволяющее регулировать требуемое для соответствующего применения положение зонда относительно эндоскопа, чтобы исключить или по меньшей мере сильно уменьшить тепловое воздействие на дистальный конец эндоскопа, загрязнение оптического волокна и/или опасность для пациента или пользователя.In particular, the objective of the invention is to create a surgical probe for insertion into the working channel of an endoscope with the ability to move said probe in the working channel of the endoscope, containing a device for determining the position of the probe, using simple technical means and at low cost for implementing the device and evaluating information relative to the endoscope, allowing adjustment of the position of the probe relative to the endoscope required for the respective application in order to eliminate or at least greatly reduce thermal effects on the distal end of the endoscope, contamination of the optical fiber and/or danger to the patient or user.
Для решения этой задачи в соответствии с изобретением предложен хирургический зонд, охарактеризованный признаками пункта 1 формулы изобретения.To solve this problem, in accordance with the invention, a surgical probe is proposed, characterized by the features of
Предлагаемый в изобретении зонд предназначен для коагуляции биологической ткани посредством ввода в рабочий канал эндоскопа с возможностью перемещения зонда в этом рабочем канале и содержит:The probe proposed in the invention is intended for coagulation of biological tissue by insertion into the working channel of the endoscope with the possibility of moving the probe in this working channel and contains:
- трубку, выполненную в виде гибкого рукава из неэлектропроводного материала с возможностью подачи через рукав инертного газа,- a tube made in the form of a flexible hose made of non-electrically conductive material with the possibility of supplying inert gas through the hose,
- электрод, расположенный на дистальном конце трубки и питаемый высокочастотным током для ионизации газа,- an electrode located at the distal end of the tube and powered by a high-frequency current to ionize the gas,
- устройство для определения положения зонда относительно эндоскопа, причем устройство определения положения содержит световод, закрепленный на зонде и выполненный с возможностью поступления в него света, окружающего зонд у его дистального конца, и посредством поступающего в световод света способно определять положение зонда относительно эндоскопа.- a device for determining the position of the probe relative to the endoscope, wherein the position determining device contains a light guide mounted on the probe and configured to receive light surrounding the probe at its distal end, and by means of the light entering the light guide is capable of determining the position of the probe relative to the endoscope.
В основу изобретения положена та идея, что световод можно вмонтировать в зонд и закрепить на нем таким образом, что при вводе зонда в рабочий канал эндоскопа световод будет входить в рабочий канал и перемещаться в нем вместе с зондом, причем световод расположен таким образом, чтобы непосредственно или опосредованно принимать на дистальном конце свет, посредством которого можно определять относительное положение зонда. По виду, силе, частоте, присутствию и/или отсутствию поступающего в световод света можно определять то, вставлен ли зонд в рабочий канал эндоскопа, а возможно и то, насколько далеко зонд введен в этот рабочий канал, а также то, достиг ли зонд требуемого рабочего положения. Определение положения зонда осуществляется бесконтактно и без необходимости использования на дистальном конце эндоскопа каких-либо особых электрических или механических компонентов, в частности контактных выключателей. Для обеспечения возможности оценки относительного положения зонда также не требуется специально генерировать особые измерительные сигналы, например сигналы тока, сигналы напряжения, оптические, звуковые или пневматические сигналы, и направлять эти сигналы через зонд. Не требуется и модификация эндоскопа.The invention is based on the idea that a light guide can be mounted into a probe and fixed on it in such a way that when the probe is inserted into the working channel of the endoscope, the light guide will enter the working channel and move in it together with the probe, and the light guide is located in such a way that directly or indirectly receive light at the distal end, by which the relative position of the probe can be determined. By the type, strength, frequency, presence and/or absence of light entering the light guide, it is possible to determine whether the probe is inserted into the working channel of the endoscope, and possibly how far the probe is inserted into this working channel, as well as whether the probe has reached the required working position. The position of the probe is determined without contact and without the need for any special electrical or mechanical components, in particular contact switches, at the distal end of the endoscope. To be able to estimate the relative position of the probe, it is also not necessary to specifically generate special measurement signals, such as current signals, voltage signals, optical, audio or pneumatic signals, and route these signals through the probe. No modification of the endoscope is required.
Напротив, световод можно просто расположить на зонде таким образом, чтобы положение световода, определяемое посредством поступающего в него света, характеризовало положение зонда.Alternatively, the light guide may simply be positioned on the probe such that the position of the light guide, as determined by the light entering it, is representative of the position of the probe.
Световод предпочтительно может содержать недорогое оптическое волокно, в частности стекловолокно или оптическое волокно на основе синтетического материала, например полимерное оптическое волокно.The light guide may preferably comprise an inexpensive optical fiber, in particular a glass fiber or an optical fiber based on a synthetic material, for example a polymer optical fiber.
Световод может проходить от места, находящегося у дистального конца зонда, до проксимального конца зонда для передачи поступающего в световод света к проксимальному концу зонда для оценки этого света.The light guide may extend from a location at the distal end of the probe to the proximal end of the probe to transmit light entering the light guide to the proximal end of the probe for evaluation of that light.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения зонд содержит трубку, в частности жесткую трубку или - предпочтительно - гибкий рукав, которая(-ый) при необходимости, но не обязательно, может состоять светонепроницаемого материала, причем устройство определения положения имеет поверхность ввода света, расположенную на наружной стороне трубки и выполненную с возможностью бокового захвата света, окружающего дистальный конец зонда. Благодаря этому во внутреннем пространстве рабочего канала эндоскопа достигается, по меньшей мере, почти полное затемнение до тех пор, пока из него не выйдет зонд, что обеспечивает хорошие условия для обнаружения выхода зонда из рабочего канала.In preferred embodiments of the invention, the probe comprises a tube, in particular a rigid tube or - preferably - a flexible sleeve, which may optionally, but not necessarily, consist of an opaque material, wherein the position determining device has a light input surface located on the outer side tube and configured to laterally capture light surrounding the distal end of the probe. Thanks to this, at least almost complete darkness is achieved in the internal space of the working channel of the endoscope until the probe leaves it, which provides good conditions for detecting the exit of the probe from the working channel.
В качестве альтернативы боковому захвату света, свет в принципе также можно захватывать в осевом направлении, однако боковой, т.е. ориентированный в поперечном направлении, захват света обеспечивает более простое, лучше настроенное и более точное определение положения.As an alternative to lateral light capture, light can in principle also be captured in the axial direction, but lateral, i.e. Laterally oriented, light capture provides easier, better tuned and more accurate position detection.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения световод, например оптическое волокно, проходит во внутреннем канале (просвете) трубки зонда в основном вдоль ее продольной протяженности, причем поверхность ввода света образована торцевой поверхностью световода, выведенной из трубки вбок. Такая реализация проста, а световод проложен внутри трубки с обеспечением его защиты. В предпочтительном случае световод может свободно проходить во внутреннем канале трубки или может быть закреплен, по меньшей мере на отдельных участках, на внутренней стороне внутреннего канала.In a preferred embodiment of the invention, a light guide, for example an optical fiber, runs in the internal channel (lumen) of the probe tube generally along its longitudinal extent, with the light input surface formed by the end surface of the light guide extending sideways from the tube. This implementation is simple, and the light guide is laid inside the tube to ensure its protection. In the preferred case, the light guide can pass freely in the inner channel of the tube or can be fixed, at least in certain areas, on the inner side of the inner channel.
В еще одном варианте осуществления изобретения световод закреплен в основном на наружной стороне трубки и проходит вдоль ее продольной протяженности от дистального конца до проксимального конца трубки. Поверхность ввода света может образована скошенной торцевой поверхностью световода (фацетной поверхностью волокна). Такая реализация также является простой, причем крепление световода, например оптического волокна, на наружной стороне трубки осуществляется проще.In yet another embodiment of the invention, the light guide is secured substantially to the outside of the tube and extends along its longitudinal extent from the distal end to the proximal end of the tube. The light input surface may be formed by a beveled end surface of the light guide (beveled surface of the fiber). This implementation is also simple, and the attachment of a light guide, for example an optical fiber, to the outside of the tube is simpler.
В еще одном варианте осуществления изобретения поверхность ввода света образована продолговатым стеклянным стержнем, отдельным от световода. Стеклянный стержень, предпочтительно состоящий из силикатного стекла или акрилового стекла, закреплен на наружной стороне трубки и имеет определенную длину, превышающую его ширину. Длина стеклянного стержня может быть больше половины длины вылета дистального конца зонда в надлежащем рабочем положении. Стеклянный стержень служит для захвата окружающего света на наружной стороне и направления захваченного света в световод, связанный с концом стеклянного стержня, обращенным от дистального конца зонда, для приема и передачи света.In yet another embodiment of the invention, the light input surface is formed by an elongated glass rod separate from the light guide. A glass rod, preferably consisting of silicate glass or acrylic glass, is fixed on the outside of the tube and has a certain length greater than its width. The length of the glass rod may be greater than half the length of the extension of the distal end of the probe in the proper operating position. The glass rod serves to capture ambient light on the outer side and direct the captured light into a light guide connected to the end of the glass rod facing away from the distal end of the probe to receive and transmit light.
Благодаря увеличенному удлинению стеклянного стержня в продольном направлении трубки можно захватывать окружающий свет в различных количествах или с различной интенсивностью в зависимости от того, как далеко стеклянный стержень выступает наружу за дистальный конец эндоскопа и насколько он таким образом экспонирован для света, т.е. освещается светом. Это делает возможным точное определение положений зонда.Due to the increased extension of the glass rod in the longitudinal direction of the tube, it is possible to capture ambient light in different amounts or with different intensities depending on how far the glass rod extends outward beyond the distal end of the endoscope and how much it is thus exposed to light, i.e. illuminated by light. This makes it possible to accurately determine the positions of the probe.
В каждом из вариантов осуществления изобретения световод еще при экструзии ПТФЭ-рукава зонда может быть заделан в этот рукав по выбору на внутренней и наружной стороне рукава или может быть внедрен в стенку рукава.In each of the embodiments of the invention, the light guide, even during the extrusion of the PTFE probe sleeve, can be embedded into this sleeve, optionally on the inner and outer side of the sleeve, or can be embedded in the wall of the sleeve.
Независимо от того или иного варианта осуществления изобретения предлагаемое в изобретении устройство определения положения, за исключением световода, а возможно также отдельного от него светозахватывающего элемента, такого, например, как стеклянный стержень, не содержит линз, зеркал или прочих оптических элементов для перенаправления луча света, захваченного радиально или поперек (сбоку) относительно продольной оси зонда, в проходящий вдоль зонда световод. Таким образом, устройство определения положения может быть реализовано малыми средствами, относительно простыми и недорогими, что делает его пригодным и для рабочих инструментов, таких, например, как эндоскопические зонды, рассчитанных на однократное применение и подлежащих утилизации после использования.Regardless of one or another embodiment of the invention, the position detection device proposed in the invention, with the exception of the light guide, and possibly also a light-capturing element separate from it, such as a glass rod, does not contain lenses, mirrors or other optical elements for redirecting the light beam, captured radially or transversely (sideways) relative to the longitudinal axis of the probe, into a light guide running along the probe. Thus, the position determination device can be implemented in a small, relatively simple and inexpensive manner, which makes it also suitable for working instruments, such as endoscopic probes, designed for single use and subject to disposal after use.
Хирургический зонд также может содержать устройство обработки данных, подключаемое или подключенное к проксимальному концу зонда и выполненное с возможностью приема и оценки поступающего в световод и направляемого по нему света для определения относительного положения зонда.The surgical probe may also include a processing device coupled to or coupled to the proximal end of the probe and configured to receive and evaluate light entering and directed through the light guide to determine the relative position of the probe.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения устройство обработки данных может содержать оптический спектрометрический узел, выполненный с возможностью разделения поступающего света на его спектральные составляющие, чтобы обеспечить возможность определения спектра входящего света, т.е. интенсивности света в определенном диапазоне световых частот или на определенных дискретных частотах. Спектрометрический узел может быть построен, например, на базе светопреломляющей призмы или дифракционной решетки. Устройство обработки данных также может содержать электрооптический преобразователь, матрицу фотодиодов или иной подходящий прибор для преобразования света, разделенного на спектральные составляющие, в соответствующие электрические сигналы, поддающиеся оценке или анализу, чтобы определить частотный спектр поступающего светового сигнала. Анализ частотного спектра также может осуществляться, например, при помощи анализа Фурье. Можно получать непрерывный частотный спектр по существу для всей области частот поступающего света, только в отдельных полосах частот или же только на заданных дискретных частотах.In preferred embodiments of the invention, the data processing device may comprise an optical spectrometer assembly configured to separate the incoming light into its spectral components to enable the spectrum of the incoming light to be determined, i.e. light intensity in a certain range of light frequencies or at certain discrete frequencies. The spectrometric unit can be built, for example, on the basis of a light-refracting prism or a diffraction grating. The processing device may also include an electro-optical converter, photodiode array, or other suitable device for converting the light, separated into spectral components, into corresponding electrical signals that can be evaluated or analyzed to determine the frequency spectrum of the incoming light signal. Frequency spectrum analysis can also be carried out, for example, using Fourier analysis. It is possible to obtain a continuous frequency spectrum for essentially the entire frequency range of the incoming light, only in certain frequency bands, or only at specified discrete frequencies.
Устройство обработки данных также может содержать узел анализа спектра, выполненный таким образом, чтобы сравнивать интенсивность света, полученную в определенном диапазоне световых частот или на определенных дискретных частотах, с хранящимися в памяти значениями интенсивности эталонных спектров и на основании этого сравнения классифицировать или идентифицировать поступающий в световод свет.В частности, можно предварительно сохранять в памяти эталонный спектр подсвечивающего света эндоскопа, например источника холодного света, чтобы использовать его при оценке, выполняемой узлом анализа спектра. Кроме того, может быть задан и сохранен в памяти по меньшей мере один общий эталонный спектр для окружающего света в лечебном помещении, в котором используется эндоскоп с хирургическим зондом. Кроме того, при первоначальном включении, калибровке или обслуживании хирургического устройства существует возможность регистрации фактического окружающего света в лечебном помещении, преобразования его в соответствующий эталонный спектр и сохранения в памяти для последующих сеансов анализа устройством обработки данных. В любом случае можно определять соотношения интенсивностей поступающего в световод света в различных характерных частотных областях, в частотных полосах или на различных частотных линиях в сравнении с заданными сохраненными в памяти эталонными спектрами.The data processing device may also include a spectrum analysis unit configured to compare the intensity of light obtained in a certain range of light frequencies or at certain discrete frequencies with stored reference spectra intensities and, based on this comparison, classify or identify the light entering the light guide. light. In particular, a reference spectrum of an endoscope illumination light, such as a cold light source, can be previously stored in memory for use in the evaluation performed by the spectrum analysis unit. In addition, at least one common reference spectrum for the ambient light in the treatment room in which the endoscope with the surgical probe is used can be set and stored in memory. In addition, when a surgical device is initially turned on, calibrated, or maintained, it is possible to record the actual ambient light in the treatment area, convert it to an appropriate reference spectrum, and store it in memory for subsequent analysis sessions by the processing device. In any case, it is possible to determine the ratios of intensities of light entering the light guide in various characteristic frequency regions, in frequency bands or on various frequency lines in comparison with specified reference spectra stored in memory.
В этом случае узел анализа спектра может быть выполнен с возможностью проведения различия по меньшей мере между окружающим светом в лечебном помещении, регистрируемым при нахождении хирургического зонда вне эндоскопа, по меньшей мере почти полной темнотой, регистрируемой после ввода хирургического зонда в рабочий канал эндоскопа, но до выдвижения хирургического зонда своим дистальным концом из рабочего канала эндоскопа, и рабочим или операционным светом из эндоскопа, регистрируемым тогда, когда дистальный конец зонда выступает из рабочего канала эндоскопа в подвергаемую воздействию область организма пациента на столько, что через поверхность ввода света и световод поступает и регистрируется исходящий от эндоскопа рабочий или операционный свет.In this case, the spectrum analysis unit can be configured to distinguish between at least the ambient light in the treatment room, recorded when the surgical probe is outside the endoscope, and at least almost complete darkness, recorded after the surgical probe is inserted into the working channel of the endoscope, but before extension of the surgical probe with its distal end from the working channel of the endoscope, and the working or surgical light from the endoscope, registered when the distal end of the probe protrudes from the working channel of the endoscope into the exposed area of the patient's body so much that light enters and is registered through the input surface and the light guide working or surgical light emanating from the endoscope.
Таким образом, узел анализа спектра может быть выполнен с возможностью проведения различия между несколькими источниками света, в частности источником холодного света эндоскопа, окружающим светом, а при необходимости - и светом, излучаемым плазмой при коагуляции. Если длины волн окружающего света находятся в видимой области, т.е. примерно между 400 и 800 нм, то рабочий свет от источника холодного света эндоскопа в общем случае будет иметь характерный спектр в области 400-700 нм, тогда как излучаемый плазмой свет имеет характерные спектральные составляющие между 200 и 400 нм, но также и составляющие в видимой области частот. Различия в специфических спектральных характеристиках, спектральных составляющих или спектральных линиях обеспечивают надежное различение узлом анализа спектра регистрируемых видов света.Thus, the spectrum analysis unit can be configured to distinguish between several light sources, in particular the cold light source of the endoscope, ambient light, and, if necessary, light emitted by the plasma during coagulation. If the wavelengths of ambient light are in the visible region, i.e. between approximately 400 and 800 nm, then the operating light from an endoscope's cold light source will generally have a characteristic spectrum in the region 400-700 nm, while plasma emitted light has characteristic spectral components between 200 and 400 nm, but also components in the visible frequency areas. Differences in specific spectral characteristics, spectral components or spectral lines ensure that the spectrum analysis unit can reliably distinguish between the recorded types of light.
Устройство обработки данных также может содержать детекторный узел, выполненный таким образом, чтобы при вводе зонда в рабочий канал эндоскопа распознавать ситуации, когда поверхность ввода света, относящаяся к устройству определения положения, обращена в окружающее пространство лечебного помещения, когда она входит из окружающего пространства в проксимальный конец рабочего канала или когда она выходит из рабочего канала в подвергаемую воздействию область организма, и на основании результатов этого распознавания генерировать соответствующие сигналы определения положения. Эти сигналы определения положения затем могут передаваться для дальнейшей обработки в устройство управления более высокого уровня, используемое для управления хирургическим зондом и/или эндоскопом.The data processing device may also include a detector assembly configured to detect, when the probe is inserted into the working channel of the endoscope, situations where the light input surface associated with the position determination device faces the surrounding space of the treatment room, when it enters from the surrounding space into the proximal end of the working channel or when it exits the working channel into the affected area of the body, and based on the results of this recognition, generate appropriate position determination signals. These position determination signals can then be transmitted for further processing to a higher level control device used to control the surgical probe and/or endoscope.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, характеризующемся очень низкой сложностью, устройство обработки данных содержит детекторное устройство, выполненное таким образом, чтобы определять, поступает ли или не поступает в световод свет минимальной интенсивности, и на этом основании генерировать соответствующие сигналы определения положения, которые могут свидетельствовать о том, что дистальный конец зонда находится снаружи или внутри рабочего канала эндоскопа. Для этого устройство обработки данных может содержать средство для преобразования поступающего светового сигнала в электрический сигнал, например фотодиод, и детекторный узел (детектор освещенности или темноты), способный сравнивать силу электрического сигнала, например, с заданным порогом для определения того, характеризует ли этот сигнал освещенность или темноту. Регистрироваться может смена освещенности на темноту или наоборот. Это позволяет устройству управления более высокого уровня или пользователю на основании своих знаний о мгновенном состоянии рабочего процесса констатировать, что зонд находится в окружающем пространстве лечебного помещения, в рабочем канале эндоскопа или в надлежащем рабочем положении. При помощи датчика освещенности или темноты можно очень просто автоматизировать определенные функции зонда, например, включать подачу слабого потока инертного газа (например аргона) во время введения зонда в эндоскоп с целью поддержания чистоты или блокировать подачу высокочастотных сигналов до тех пор, пока зонд не окажется в правильном положении. Анализ спектра и определение положения с повышенной точностью для этого не требуются.In a particularly preferred embodiment of the invention, characterized by very low complexity, the data processing device comprises a detector device configured to determine whether light of minimum intensity is entering or not entering the light guide, and on this basis generating corresponding position determination signals that can indicate that the distal end of the probe is located outside or inside the working channel of the endoscope. To this end, the data processing device may include means for converting the incoming light signal into an electrical signal, such as a photodiode, and a detector assembly (light or dark detector) capable of comparing the strength of the electrical signal, for example, with a predetermined threshold to determine whether the signal is indicative of illumination or darkness. A change from illumination to darkness or vice versa can be registered. This allows a higher-level control device or user to determine, based on its knowledge of the instantaneous state of the work process, that the probe is in the surrounding area of the treatment room, in the working channel of the endoscope or in the proper working position. Using a light or darkness sensor, you can very easily automate certain functions of the probe, for example, turning on a low flow of inert gas (such as argon) during insertion of the probe into the endoscope to maintain cleanliness, or blocking high-frequency signals until the probe is in correct position. Spectrum analysis and position determination with increased accuracy are not required for this.
В особенно предпочтительных частных вариантах осуществления изобретения устройство обработки данных, построенное на основе датчика освещенности или темноты, может быть встроено в интегральный соединитель, штепсель или штепсельное гнездо, расположенный(-ое) на проксимальном конце зонда и предусмотренный(-ое) для подключения к внешнему блоку управления, и может непосредственно выдавать в такой блок управления электрические сигналы, которые могут использоваться для автоматизированного управления. Этот вариант осуществления изобретения хорошо подходит, в частности, для одноразовых зондов, поскольку устройство обработки данных может быть реализовано с очень небольшими затратами и может утилизироваться вместе с зондом после однократного использования.In particularly preferred particular embodiments of the invention, a data processing device based on a light or darkness sensor can be built into an integral connector, plug or socket located at the proximal end of the probe and provided for connection to an external control unit, and can directly provide electrical signals to such a control unit, which can be used for automated control. This embodiment of the invention is particularly suitable for disposable probes, since the data processing device can be implemented at very low cost and can be disposed of together with the probe after a single use.
Если устройство обработки данных имеет более сложное исполнение и содержит спектрометрический узел и узел анализа спектра, оно также может быть реализовано на базе процессора. При этом некоторые функциональные части устройства обработки данных, такие, например, как детекторный узел, могут быть смонтированы в соединителе хирургического зонда, который служит интерфейсом между хирургическим зондом и блоком управления более высокого уровня, тогда как другие функциональные части, касающиеся, например, сохранения и оценки данных или сигналов, могут быть встроены во внешний блок управления.If the data processing device has a more complex design and contains a spectrometric unit and a spectrum analysis unit, it can also be implemented on a processor. In this case, some functional parts of the data processing device, such as, for example, a detector assembly, can be mounted in a surgical probe connector, which serves as an interface between the surgical probe and a higher-level control unit, while other functional parts, related to, for example, storage and evaluation of data or signals can be built into an external control unit.
В любом случае для зонда и/или эндоскопа может быть предусмотрено дополнительное устройство управления, связанное или связываемое с устройством обработки данных и выполненное таким образом, чтобы на основании передаваемых детекторным узлом сигналов определения положения (в простейшем случае - сигналов датчика освещенности или темноты) автоматически реализовывать определенные меры. Например, при приеме первого сигнала определения положения, характеризующего начало ввода зонда в эндоскоп, такое устройство управления может разрешать подачу инертного газа, например аргона, к зонду для поддержания его чистоты, если это является желательным или необходимым. Кроме того, на этой стадии может выполняться предварительная активация, при которой хирургический аппарат параметризуется для последующих операций. Например, при использовании хирургического зонда для коагуляции могут заранее выбираться требуемое высокочастотное напряжение и коагуляционный ток, а у эндоскопа может включаться используемая для лечения или операции подсветка. Предпочтительно задействуется блокировка активации, предотвращающая ненамеренное зажигание плазменного разряда для ионизации газовой струи, а значит препятствующая ненамеренное возникновение электрического пробоя, до тех пор, пока хирургический зонд не окажется в надлежащем рабочем положении относительно эндоскопа. Это позволяет исключить ситуацию, когда из-за непосредственной близости конца эндоскопа к поверхности подвергаемой воздействию ткани электрический пробой происходит еще при нахождении электрода зонда внутри рабочего канала эндоскопа или при лишь небольшом выступании из него, поскольку выделяющаяся при этом теплота может повредить корпус и другие компоненты эндоскопа, такие, например, как устройства наблюдения и подсветки.In any case, an additional control device may be provided for the probe and/or endoscope, connected or linked to the data processing device and designed in such a way that, based on the position determination signals transmitted by the detector unit (in the simplest case, signals from the light or darkness sensor), it automatically implements certain measures. For example, upon receiving a first position detection signal indicating the start of insertion of a probe into the endoscope, such a control device may allow an inert gas, such as argon, to be supplied to the probe to maintain its cleanliness if desired or necessary. In addition, pre-activation can be performed at this stage, in which the surgical device is parameterized for subsequent operations. For example, when using a surgical coagulation probe, the required high-frequency voltage and coagulation current can be selected in advance, and the endoscope can turn on the illumination used for treatment or surgery. Preferably, an activation lock is engaged to prevent unintentional ignition of the plasma discharge to ionize the gas jet, and thus prevent unintentional electrical breakdown, until the surgical probe is in the proper operating position relative to the endoscope. This eliminates the situation when, due to the close proximity of the endoscope tip to the surface of the exposed tissue, an electrical breakdown occurs while the probe electrode is still inside the working channel of the endoscope or only protrudes slightly from it, since the heat generated in this case can damage the body and other components of the endoscope , such as monitoring and lighting devices.
Если устройство управления примет от детекторного узла еще один сигнал определения положения, указывающий, что дистальный конец зонда, например с электродом, достиг надлежащего рабочего положения, т.е. выдвинулся на требуемое для воздействия расстояние относительно дистального конца эндоскопа, устройство управления может автоматически снять блокировку активации и затем обеспечить приложение к электроду необходимого высокочастотного напряжения и подачу необходимого коагуляционного тока, подачу инертного газа под необходимым давлением, если этого еще не произошло, регулирование расхода среды или управление иными параметрами работы зонда и/или эндоскопа.If the control device receives another position determination signal from the detector assembly indicating that the distal end of the probe, such as the electrode, has reached the proper operating position, i.e. has advanced to the distance required for exposure relative to the distal end of the endoscope, the control device can automatically remove the activation lock and then ensure that the required high-frequency voltage is applied to the electrode and the required coagulation current is supplied, the supply of inert gas under the required pressure, if this has not already happened, the regulation of the flow of the medium or control of other parameters of the probe and/or endoscope.
В предпочтительном варианте применения предлагаемый в изобретении зонд представляет собой зонд для аргоноплазменной коагуляции (АПК), используемый для высокочастотной коагуляции биологической ткани посредством гибкого эндоскопа. В этом случае зонд содержит трубку, выполненную в виде гибкого рукава из неэлектропроводного материала, например из политетрафторэтилена (ПТФЭ), с возможностью подачи через рукав инертного газа, в частности аргона, и расположенный на дистальном конце трубки электрод, питаемый для ионизации газа высокочастотным коагуляционным током, подаваемым по соединительной линии, проходящей во внутреннем канале трубки.In a preferred embodiment, the probe of the invention is an argon plasma coagulation (APC) probe used for high frequency coagulation of biological tissue through a flexible endoscope. In this case, the probe contains a tube made in the form of a flexible sleeve made of non-electrically conductive material, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), with the possibility of supplying an inert gas, in particular argon, through the sleeve, and an electrode located at the distal end of the tube, powered to ionize the gas with a high-frequency coagulation current , supplied through a connecting line passing in the internal channel of the tube.
Хирургический зонд может быть выполнен с возможностью его применения и по другим связанным с эндоскопией назначениям, например диагностическим назначениям, для видеоскопов, эндоскопов, гастроскопов, бронхоскопов, колоноскопов, гистероскопов, цистоскопов, артроскопов, сердечных катетеров, бороскопов, фиброскопов, лапароскопов и т.п., а также для гипертермических применений и т.д., причем устройство определения положения всегда позволяет позиционировать головку на дистальном конце зонда во время лечения, операции или сеанса в надлежащем положении относительно эндоскопа.The surgical probe can be configured to be used for other endoscopy-related purposes, for example diagnostic purposes, for videoscopes, endoscopes, gastroscopes, bronchoscopes, colonoscopes, hysteroscopes, cystoscopes, arthroscopes, cardiac catheters, borescopes, fiberscopes, laparoscopes, etc. ., as well as for hyperthermic applications, etc., and the position determination device always allows the head on the distal end of the probe to be positioned during treatment, surgery or session in the correct position relative to the endoscope.
Также может быть предусмотрено устройство индикации, выполненное таким образом, чтобы оптическим, акустическим, тактильным или иным образом выводить оператору выдаваемые детекторным узлом сигналы определения положения, чтобы показывать оператору соответствующее положение зонда. В этом случае оператор может вручную принимать меры, необходимые для управления работой зонда или эндоскопа.An indication device may also be provided so as to optically, acoustically, tactilely, or otherwise provide position detection signals generated by the detector assembly to the operator to indicate to the operator the appropriate position of the probe. In this case, the operator can manually take the measures necessary to control the operation of the probe or endoscope.
Изобретение позволяет простым образом, при невысокой конструктивной и вычислительной сложности определять положение хирургического зонда относительно эндоскопа, чтобы, например, избегать повреждений эндоскопа во время коагуляции, соблюдать допустимые термические нагрузки на дистальном конце как зонда, так и эндоскопа и/или избегать контакта с подвергаемой воздействию тканью с загрязнением оптического волокна. Благодаря направлению света по световоду и относительно быстрой оценке сигналов времена запаздывания весьма невелики. Применяются недорогие компоненты, которые, в частности при использовании смонтированного в соединителе детекторе освещенности или темноты, особенно подходят и для одноразовых зондов. Для осуществления изобретения не требуется использовать контактные выключатели, оптические датчики, прочие средства, к которым нужно целенаправленно подавать измерительные сигналы, и шунтовые сопротивления в измерительной схеме.The invention makes it possible in a simple manner, with low structural and computational complexity, to determine the position of the surgical probe relative to the endoscope, in order, for example, to avoid damage to the endoscope during coagulation, to comply with permissible thermal loads at the distal end of both the probe and the endoscope and/or to avoid contact with the subject cloth contaminated with the optical fiber. Due to the direction of the light along the optical fiber and the relatively fast evaluation of the signals, the delay times are very short. Inexpensive components are used which, in particular when using a light or dark detector mounted in the connector, are particularly suitable for disposable probes. To implement the invention, it is not necessary to use contact switches, optical sensors, other means to which measuring signals must be purposefully applied, and shunt resistances in the measuring circuit.
Другие предпочтительные частные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения, на чертежах, а также в соответствующем разделе описания. Далее изобретение подробнее описывается со ссылкой на чертежи, показывающие примеры осуществления изобретения, ни в коем случае не ограничивающие возможностей осуществления изобретения, причем на всех чертежах для обозначения одинаковых элементов используются одинаковые ссылочные номера. На чертежах показано:Other preferred particular embodiments of the invention are described in the dependent claims, in the drawings, as well as in the corresponding section of the description. The invention is further described in more detail with reference to the drawings, which show examples of embodiments of the invention, without in any way limiting the possibilities for carrying out the invention, the same reference numerals being used throughout the drawings to designate the same elements. The drawings show:
на фиг. 1 перспективное изображение медицинского аппарата, содержащего эндоскоп и введенный в него предлагаемый в изобретении зонд в сильно схематизированном представлении;in fig. 1 is a perspective view of a medical apparatus containing an endoscope and a probe according to the invention inserted into it in a highly schematized representation;
на фиг. 2 - перспективное изображение отдельно взятого зонда, показанного на фиг. 1, в сильно схематизированном представлении;in fig. 2 is a perspective view of a single probe shown in FIG. 1, in a highly schematized representation;
на фиг. 3 упрощенный вид зонда, показанного на фиг. 1 и 2, в продольном разрезе;in fig. 3 is a simplified view of the probe shown in FIG. 1 and 2, in longitudinal section;
на фиг. 4а и 4б - упрощенные структурные схемы вариантов выполнения устройства обработки данных для зонда, показанного на фиг. 1-3;in fig. 4a and 4b are simplified block diagrams of embodiments of the data processing device for the probe shown in FIG. 1-3;
на фиг. 5а-5в упрощенные схематические изображения эндоскопа и зонда, находящихся в различных взаимных положениях, т.е. положениях относительно друг друга, для иллюстрации принципа работы;in fig. 5a-5c are simplified schematic images of the endoscope and the probe, located in different mutual positions, i.e. positions relative to each other to illustrate the principle of operation;
на фиг. 6 еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении зонда в сильно схематизированном продольном разрезе; иin fig. 6 is another embodiment of the probe according to the invention in a highly diagrammatic longitudinal section; And
на фиг. 7а и 7б - еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении зонда в сильно схематизированных продольных разрезах и в различных положениях относительно эндоскопа.in fig. 7a and 7b show another embodiment of the probe according to the invention in highly schematic longitudinal sections and in different positions relative to the endoscope.
На фиг. 1 в сильно схематизированном представлении показана эндоскопическая система 1 в одном варианте осуществления изобретения, содержащая гибкий эндоскоп 2, вставленный в эндоскоп 2 зонд 3 и блок 4 управления. В рассматриваемом примере эндоскопическая система 1 предусмотрена для проведения аргоноплазменной коагуляции (АПК) с целью остановки кровотечений из пораженных участков (повреждений) ткани, в частности желудочно-кишечного тракта, но вместе с тем изобретение может найти применение и в других медицинско-эндоскопических системах. Если, например, в данном случае показан гибкий эндоскоп 2, в других случаях применения может использоваться и жесткий эндоскоп 2. Предлагаемая в изобретении эндоскопическая система может использоваться для множества других видов лечения или операций, например для десикации поверхности ткани, для эрадикации остатков после полипэктомии, для отделения струпьев опухоли или для термической маркировки тканей.In fig. 1 shows in a highly schematic representation an
Эндоскоп 2 в данном случае содержит продолговатую поддающуюся изгибу трубку или гибкий рукав 6 из подходящего биосовместимого гибкого материала, в частности из полимерного материала, такого, например, как политетрафторэтилен (ПТФЭ), пригодного для использования внутри организма человека. Рукав 6 образует рабочий канал 7, в который могут вводиться различные зонды. Например, в данном случае в рабочем канале 7 эндоскопа 1 помещается с возможностью перемещения хирургический зонд 3, который выступает из рабочего канала 7, выдаваясь наружу из дистального конца 8 эндоскопа 2, предназначенного для введения в тело пациента. На дистальном конце 8 также выведен еще один, опциональный, рабочий канал 9, который при необходимости может использоваться для других зондов.The
Также на дистальном конце 8 эндоскопа 2 расположен объектив (линза) или наблюдательное устройство 11, которое может содержать камеру на приборах с зарядовой связью (ПЗС-камеру) или может быть связано посредством стекловолоконного жгута с не показанным на чертежах окулярным устройством.Also located at the
Кроме того, эндоскоп 2 содержит подсвечивающее устройство 12, содержащее осветительные средства, выдающиеся наружу на дистальном конце 8 эндоскопа 1 и связанные посредством световода с источником света, предпочтительно с источником холодного света, чтобы во время работы принимать свет высокой интенсивности в видимой области спектра и направлять этот свет в не показанную на чертежах область воздействия или операции внутри организма пациента. Это позволяет наблюдать за областью воздействия или операции посредством наблюдательного устройства 11, в том числе снимать изображения ПЗС-камерой, в то время как использование холодного света позволяет избежать выделения теплоты, как это происходит при использовании обычных источников света.In addition, the
Зонд 3 можно вводить в проксимальный конец 13 эндоскопа 2 до тех пор, пока зонд, как показано на фиг. 1, не выйдет из дистального конца 8 рабочего канала 7. В этом положении дистальный конец 14 зонда 3 находится в поле зрения наблюдательного устройства 11 эндоскопа 2, освещаемом подсвечивающим устройством 12.The
Проксимальный конец 16 зонда 3 посредством соединителя или штепселя 15 подключен к блоку 4 управления. Соединитель 15 содержит линию 17 подачи газа, сообщающую зонд 3 с устройством 18 снабжения газом, входящим в состав блока 4 управления. Устройство 18 снабжения газом связано с источником газа, например с содержащим аргон газовым баллоном, и выполнено таким образом, чтобы подавать к зонду 3 газ, например аргон, с заданным давлением, подходящим для соответствующего воздействия (лечения).The
Соединитель 15 также содержит электрическую соединительную линию 19, посредством которой зонд 3 электрически связан с высокочастотным генераторным устройством 21 блока 4 управления для получения от этого генераторного устройства высокочастотного напряжения, необходимого для зажигания плазменного разряда с целью ионизации инертного газа, например аргона, для подачи в ткань коагуляционного тока. Для этого на дистальном конце 14 зонда 3 предусмотрен электрод 22, подключенный к соединительной линии 19. Электрод 22 в данном случае представлен в виде стержневидного или трубчатого поджигающего электрода, но может принимать любые формы, например форму пластинчатого поджигающего электрода. Электрод 22 также может быть расположен в насадке или головке зонда 3, на чертежах не показанной, которая может быть выполнена, например, из керамики, чтобы во время работы противостоять тепловому воздействию от зажженного плазменного разряда.The
На фиг. 2 приведено перспективное изображение отдельно взятого хирургического зонда 3 в упрощенном представлении, а на фиг. 3 зонд показан в схематизированном продольном разрезе. Как видно на этих чертежах, зонд 3, также называемый зондом, содержит трубку 23, которая в данном случае выполнена в виде гибкого рукава из соответствующего биосовместимого материала, пригодного для рассматриваемых в данном описании применений, в частности из ПТФЭ. В случае жесткого эндоскопа может использоваться и жесткая трубка 23. Трубка 23 имеет стенку 24, образующую по существу цилиндрический внутренний канал 26, также называемый просветом, через который к дистальному концу 14 зонда 3 подается газ, например аргон. Во внутреннем канале 26 также проложена соединительная линия 19, проходящая от проксимального конца 16 зонда 3 до его дистального конца 14 и там соединенная с электродом 22.In fig. 2 shows a simplified perspective view of a single
При проведении аргоноплазменной коагуляции важно позиционировать электрод 22 используемого зонда 3 в надлежащем положении относительно эндоскопа 2. В частности, электрод 22 должен располагаться на некотором минимальном расстоянии от дистального конца 8 эндоскопа 2, чтобы после зажигания плазменного разряда, когда ионизированный газ служит проводником для подачи коагуляционного тока, выделяющаяся при этом теплота не повреждала эндоскоп 2. Например, зонд 3 может быть рассчитан на однократное применение, вследствие чего он является относительно недорогим в производстве и после эндоскопического лечения или эндоскопической операции выбрасывается. Эндоскоп же со своими компонентами является относительно дорогостоящим и рассчитан на многократное применение. Поэтому компоненты, расположенные, в частности, на дистальном конце 8 эндоскопа 2, такие, например, как наблюдательное устройство 11, подсвечивающее устройство 12 и т.п., должны быть защищены от повреждения выделяющейся во время работы теплотой. Для этого, например, в случае АПК-зонда 3 с наружным диаметром около 2-5 мм необходимо выдерживать минимальное расстояние между рабочим концом АПК-зонда с электродом 22 и дистальным концом 14 эндоскопа 2, составляющее по меньшей мере около 10 мм.When carrying out argon plasma coagulation, it is important to position the
И наоборот, электрод 22 не должен выдаваться из рабочего канала 7 эндоскопа 2 слишком далеко, чтобы во время работы электрод находился в поле подсветки подсвечивающего устройства 12 и в поле зрения наблюдательного устройства 11, а также чтобы исключить возможность нежелательных прикосновений электрода 22 к поверхности подвергаемой воздействию ткани с соответствующим риск травмирования ткани.Conversely, the
Есть и другие варианты применения, в которых рабочий конец зонда нужно надлежащим образом позиционировать относительно конца эндоскопа, чтобы, например, обеспечить эффективность проведения эндоскопического лечения или сеанса или избегать нежелательного контакта оптики или зонда на рабочем конце зонда с тканью.There are other applications in which the working end of the probe must be properly positioned relative to the end of the endoscope to, for example, ensure the effectiveness of an endoscopic treatment or session or to avoid unwanted contact of the optics or probe at the working end of the probe with tissue.
Для обеспечения возможности надлежащего позиционирования зонда 3 относительно эндоскопа 2 и контроля положения активного электрода 22 предусмотрено устройство 27 определения положения. Если снова обратиться к фиг. 2 и 3, устройство 27 определения положения содержит световод 28, закрепленный на зонде 3 и выполненный с возможностью поступления в него света, окружающего зонд 3 у его дистального конца 14, и посредством поступающего в световод 28 света способно определять положение зонда 3 относительно эндоскопа 2.To enable proper positioning of the
Световод 28 неподвижно закреплен на зонде 3 таким образом, что он вместе с зондом 3 может вводиться в рабочий канал 7 эндоскопа 1 с возможностью перемещения в нем. При этом световод может проходить от места, находящегося у дистального конца 14 зонда 3, до проксимального конца 16 для направления поступающего из окружающего пространства света к проксимальному концу зонда 3 для оценки этого света. Световод 28 может содержать любое оптическое волокно, например стекловолокно или, предпочтительно, полимерное оптическое волокно. На рынке доступны относительно недорогие оптические волокна, пригодные для выполнения рассматриваемой функции определения положения зонда, для реализации которой не требуется захватывать и передавать свет с наивысшим качеством и абсолютно без потерь.The
Если снова обратиться к фиг. 2 и 3, световод 28 в представленном варианте осуществления изобретения размещен в значительной мере во внутреннем канале 26 зонда 3. Световод 28 имеет первый конец 29, прикрепленный к трубке 23 зонда 3, второй конец 31, выведенный за проксимальный конец 16 трубки 23, и проходящий между ними средний участок 32 световода, размещенный в основном во внутреннем канале 26. Первый конец 29 световода 28 проходит насквозь через стенку 24 трубки 23 и имеет торцевую поверхность 33, обращенную наружу радиально или вбок (поперек) относительно не показанной на чертежах продольной оси зонда 3. Торцевая поверхность 33 образует поверхность ввода света для захвата наружного света на наружной стороне трубки 23 и направления этого света в световод 28. Захватываемый таким образом свет передается по среднему участку 32 световода ко второму концу 31 световода 28.Referring again to FIG. 2 and 3, the
Первый конец 29 световода 28 плотно посажен в отверстие 34, выполненное в гибкой трубке 23, и может быть дополнительно зафиксирован в этом отверстии, например при помощи клея. Торцевая поверхность 33 световода 28, служащая поверхностью ввода света, предпочтительно расположена по существу заподлицо с наружной стороной трубки 23. Сама трубка 23 состоит из непрозрачного материала.The
Второй конец 31 световода 28 связан с устройством 36 обработки данных, подключаемым или подключенным к проксимальному концу 16 зонда 3 и выполненным с возможностью приема поступающего в световод 28 света и его оценки для определения относительного положения зонда 3. Варианты выполнения устройства 36 обработки данных представлены на упрощенных структурных схемах, приведенных на фиг. 4а и 4б.The
Как показано на фиг. 4а, в первом варианте своего выполнения устройство обработки данных может содержать спектрометрический узел 37, электрооптический преобразователь 38, узел 39 формирования сигналов, узел 41 анализа спектра, запоминающее устройство 42, детекторный узел 43, устройство 44 вывода и интерфейс 46. Хотя узлы 37-46 представлены на схеме в виде отдельных блоков, они представляют собой лишь функциональные узлы, которые могут содержаться в одном или нескольких физических блоках, могут быть распределены по различным блокам, могут быть реализованы аппаратными и/или программными средствами и по меньшей мере частично могут быть воплощены в логике, которая может быть реализована в виде кода, выполняемого в не показанном на чертежах процессоре, для выполнения функции устройства 36 обработки данных по оценке принимаемого световодом 28 света и определению положения зонда 3.As shown in FIG. 4a, in the first embodiment, the data processing device may contain a
Спектрометрический узел 37 связан со световодом 28 для приема поступающего из него света и делит свет по спектру на отдельные частотные составляющие. Спектрометрический узел 37 может содержать, например, светопреломляющую призму или дифракционную решетку. Получаемый в результате свет перед его подачей в электрооптический преобразователь 38 при необходимости можно пропускать через фильтр. Электрооптический преобразователь 38, который также может представлять собой фотодиодную матрицу, преобразует спектрально разделенный свет в соответствующие электрические сигналы для последующей оценки и анализа, чтобы определить частотный спектр поступающего светового сигнала. Полученные электрические сигналы можно усиливать в узле 39 формирования сигналов, отфильтровывать от помеховых сигналов, например, пропускать через фильтр нижних частот или полосовой фильтр, и формировать иным образом для дальнейшей обработки.The
Узел 41 анализа спектра выполнен таким образом, чтобы оценивать электрические сигналы, представляющие спектрально разделенные составляющие света, для определения спектральных составляющих света, или интенсивностей света, в различных диапазонах частот света или на определенных дискретных частотах и их сравнения с хранящимися в памяти эталонными спектрами, чтобы на основании этого сравнения классифицировать или идентифицировать поступающий в световод свет. Эталонные спектры можно заранее определять и сохранять в запоминающем устройстве 42. В памяти может быть сохранен эталонный спектр для холодного света эндоскопа 3, для окружающего света в рабочем помещении, а также для света плазмы, возникающего от искрового разряда при АПК-коагуляции. Все эти источники света имеют характерные спектры, отчетливо различающиеся в отношении соответствующего частотного диапазона и значений интенсивности в нем. Например окружающий свет в рабочем помещении будет иметь длины волн в области 300-1100 нм с характерным первым распределением интенсивности, тогда как рабочий свет от источника холодного света эндоскопа в общем случае находится в диапазоне длин волн 400-700 нм или в содержащемся в нем поддиапазоне и имеет второе характерное распределение интенсивности, а свет, излучаемый плазмой, имеет характерные составляющие как в видимом диапазоне длин волн, так и в диапазоне 200-400 нм с другим, третьим распределением интенсивности.The
Один или несколько этих видов света, а именно окружающего света, холодного света эндоскопа и/или излучаемого плазмой света, также можно регистрировать экспериментально, чтобы на этом основании определять и сохранять в памяти соответствующие эталонные спектры. В качестве альтернативы такому подходу в качестве эталонных спектров также можно использовать репрезентативные частотные спектры, получаемые производителями соответствующих осветительных приборов или устройств, или смоделированные спектры света. В любом случае узел 41 анализа спектра способен путем сравнения значений интенсивности определенных дискретных частотных линий или частотных диапазонов в различных полосах частот определять, поступил ли свет через световод 28, и если да, то идет ли при этом речь о холодном свете подсвечивающего устройства 12 эндоскопа 2, об окружающем свете смотрового или лечебного помещения или о световом сигнале, обусловленном искровым разрядом.One or more of these types of light, namely ambient light, cold endoscope light and/or plasma emitted light, can also be detected experimentally in order to determine and store corresponding reference spectra. As an alternative to this approach, representative frequency spectra obtained by manufacturers of the relevant lighting fixtures or devices, or simulated light spectra, can also be used as reference spectra. In any case, the
Детекторный узел 43 контролирует вид света, идентифицированный узлом анализа спектра, и выполнен таким образом, чтобы при вводе зонда 3 в рабочий канал 7 эндоскопа 2 определять ситуации, когда поверхность ввода света, в частности торцевая поверхность 33 световода 28, обращена в окружающее пространство лечебного помещения, когда она входит из окружающего пространства в проксимальный конец 13 рабочего канала 7 или когда она выходит из рабочего канала 7 в подвергаемую воздействию область организма. На основании результата этого определения детекторный узел 43 генерирует соответствующие сигналы определения положения, которые, например, характеризуют начало ввода зонда 3 в рабочий канал 7 или указывают, что дистальный конец 14 зонда 3 выступает за дистальный конец 8 эндоскопа 2 на требуемое расстояние, которое соответствует расстоянию между дистальным концом 14 зонда 3 и поверхностью 33 ввода света.The
Опциональное устройство 44 вывода может быть связано с детекторным узлом 43 для приема от него сигналов определения положения и их преобразования в сигналы оптической, звуковой или тактильной индикации, которые могут восприниматься оператором хирургического зонда 3. Таким образом оператор может узнать, когда зонд 3 окажется в надлежащем рабочем положении относительно эндоскопа 2.An
В качестве альтернативы или дополнения детекторный узел 43 может быть связан посредством интерфейса 46 с блоком 4 управления эндоскопической системы 1, который может принимать от детекторного узла 43 сигналы определения положения и на их основании автоматически инициировать принятие соответствующих мер, например осуществлять блокировку активации, предварительную активацию, параметризацию и/или управление работой зонда 3 и/или эндоскопа 2.As an alternative or addition, the
На фиг. 4б показан еще один, особенно предпочтительный, вариант выполнения устройства 36` обработки данных, реализованный на очень малом уровне сложности с возможностью сильно упрощенной оценки поступающего в световод 28 света для грубого определения положения. В частности, устройство 36` обработки данных может обеспечивать лишь возможность определения присутствия и отсутствия поступающего света, т.е. проведения различия между освещенностью и темнотой. Как видно на фиг. 4б, в этом случае устройство 36` обработки данных может содержать средство 40 преобразования поступающего светового сигнала в электрический сигнал, в частности фотодиод, и детекторный узел 43`, представляющий собой детектор освещенности или темноты. Детекторный узел 43` предпочтительно может сравнивать силу электрического сигнала, генерируемого фотодиодом или иным аналогичным средством, с заданным порогом, для определения того, имеет ли свет, поступающий в световод 28, минимальную интенсивность, и на основании этого сравнения может генерировать сигналы определения положения, свидетельствующие о том, что дистальный конец 14 зонда 3 освещается светом (состояние освещенности) или нет (состояние темноты), т.е. о том, находится ли он вне или внутри рабочего канала 7 эндоскопа 2. Таким образом можно также регистрировать переходы от освещенности к темноте или от темноты к освещенности. В этом случае оператор или устройство управления более высокого уровня, реализованное во внешнем блоке 4 управления, может по этому мгновенному рабочему состоянию определять, в каком приблизительном относительном положении находится зонд 3. Дифференциация различных видов света и более точное определение положения в данном случае не требуются. Соответственно в данном случае функциональные узлы 37-41 для определения и анализа частотного спектра могут отсутствовать. Интерфейс 44, 46, дополнительно представленный на фиг. 4б, в простейшем случае может представлять собой соединительную линию, штепсельный штифт или штепсельное гнездо.In fig. 4b shows another particularly preferred embodiment of the data processing device 36', implemented at a very low level of complexity with the ability to greatly simplified evaluation of the light entering the
Принцип работы описанной эндоскопической системы 1 предлагаемой в настоящем изобретении, рассматривается ниже с дополнительной ссылкой на фиг. 5а-5в, на которых отдельно показаны рабочие процессы при соответствующих положениях зонда 3 относительно эндоскопа 2. Эндоскопическая система 1 функционирует следующим образом:The operating principle of the described
Если необходимо провести аргоноплазменную коагуляцию, оператор может посредством блока 4 управления выбрать нужный режим, в результате чего могут активироваться компоненты эндоскопической системы 1, в том числе устройство 27 определения положения. Устройство 27 определения положения на основании поступающего в световод 28 света после его оценки устройством 36, 36` обработки данных определяет, что зонд 3 еще находится вне эндоскопа 2, как это показано на фиг. 5а, и освещается окружающим светом в лечебном помещении. Детекторный узел 43 определяет, например, что полученный частотный спектр поступающего в световод света по меньшей мере на определенных дискретных частотах совпадает с эталонным спектром окружающего света, но в любом случае явно отличается от эталонных спектров источника холодного света эндоскопа 2 и излучаемого плазмой светового сигнала, и отправляет через интерфейс 44, 46 соответствующий сигнал положения. В качестве альтернативы детекторный узел 43`, предусмотренный для определения состоянии освещенности и темноты, отправляет сигнал освещенности. Когда речь идет о сигналах положения, к таким сигналам также следует относить сигналы освещенности или темноты, генерируемые детекторным устройством 40, 43`, предусмотренным для определения состояний освещенности или темноты.If it is necessary to carry out argon plasma coagulation, the operator can select the desired mode through the
Когда оператор затем вводит зонд 3 в проксимальный конец 13 эндоскопа 2, и торцевая поверхность 33 световода 28 входит в рабочий канал 7, как это показано на фиг. 5б, интенсивность поступающего в световод 28 света довольно резко снижается. Внутри рабочего канала 7 господствует практически абсолютная темнота. Прекращение поступления светового сигнала может быть быстро и надежно распознано устройством 36, 36` обработки данных, после чего детекторный узел 43, 43` может выдать в устройство 44 вывода и/или в блок 4 управления соответствующий сигнал темноты. Затем блок 4 управления может произвести - если этого еще не произошло - предварительную активацию эндоскопической системы 1, включая параметризацию высокочастотного генераторного устройства 21, включение подсвечивающего устройства 12 и предварительную настройку управляющих клапанов для подачи газа. В некоторых вариантах применения подача инертного газа может начинаться еще при обнаружении ввода зонда 3 в рабочий канал 7, чтобы в процессе этого ввода сохранять зонд 3 в чистоте.When the operator then inserts the
Как только дистальный конец 14 зонда 3 выйдет из дистального конца 8 эндоскопа 2 на столько, что торцевая поверхность 33 световода 28 покинет рабочий канал 7, как это показано на фиг. 5в, торцевая поверхность 33 захватит рабочий свет, излучаемый подсвечивающим устройством 12 на дистальном конце 8 эндоскопа 2 для освещения подвергаемой воздействию или оперируемой области. Этот свет подводится от соответствующего источника 47 холодного света, который, например, может быть встроен в блок 4 управления или же может быть внешним источником света. Устройство 36, 36` обработки данных, входящее в состав устройства 27 определения положения, принимает по световоду 28 световой сигнал и обнаруживает резкую смену отсутствия светового сигнала его присутствием. Например, детектор 43` освещенности или темноты обнаруживает переход из темноты в освещенность и снова сообщает о поступлении сигнала освещенности. В качестве альтернативы, узел 41 анализа спектра, входящий в состав устройства 36 обработки данных, может определять частотный спектр поступающего света и путем обращения к хранящимся в запоминающем устройстве 42 эталонным спектрам устанавливать, что поступающим в световод светом является рабочий свет, т.е. холодный свет эндоскопа 2. Тогда детекторный узел 43, 43` посредством устройства 44 вывода может выдать соответствующий сигнал определения положения оператору, который таким образом может узнать, что рабочий конец зонда с электродом 22 достиг надлежащего заданного положения, и продвигать зонд 3 дальше уже не нужно.As soon as the
В качестве альтернативы или дополнения, сигнал определения положения может быть передан посредством интерфейса 46 в блок 4 управления, который в ответ на это может снять блокировку активации для высокочастотного электрического сигнала, а также может автоматически приступить к управлению работой зонда 3. Например, если этого еще не произошло, может автоматически инициироваться подача к зонду 3 ионизируемого газа, например аргона, и разблокироваться зажигание плазменного разряда электродом 22. Таким образом, высокочастотное генераторное устройство 21 может подавать по соединительной линии 19 к электроду 22 сигнал высокочастотного напряжения, необходимый для зажигания плазменного разряда и ионизации газа, после чего образовавшаяся аргоновая плазма используется в качестве проводника для передачи коагуляционного тока на подвергаемую воздействию ткань. Посредством оптической системы 11, например ПЗС-камеры, подвергаемую воздействию область можно снимать, передавая сигналы изображения по световоду 48 в узел 49 обработки изображений, входящий в состав блока 4 управления, чтобы выводить их для оператора на дисплей, на чертежах не показанный.Alternatively or in addition, the position determination signal can be transmitted via
Если оператор случайно или специально втянет зонд 3 обратно на столько, что торцевая поверхность 33 световода 28 окажется в рабочем канале 7, это будет распознано узлом 36, 36` обработки данных, входящим в состав устройства 27 определения положения. Тогда блок 4 управления может автоматически остановить работу зонда 3 и включить блокировку активации, чтобы прервать подачу газа и/или высокочастотного напряжения, что позволяет погасить искровой разряд и предотвратить повреждение эндоскопа 2.If the operator accidentally or deliberately retracts the
Неоднократное втягивание зонда 3 в рабочий канал 7 и выдвижение зонда 3 из рабочего канала 7 также может выполняться оператором целенаправленно для точного нахождения места, в котором зонд 3 занимает надлежащее рабочее положение. В этой ситуации активацию или снятие блокировки активации можно задержать на время, пока оператор выполняет регулировку.Repeated retraction of the
Изобретение может быть реализовано во множестве модификаций. Так, устройство 36, 36` обработки данных может быть размещено в отдельном от зонда 3 блоке, например в блоке 4 управления. В качестве альтернативы такому расположению, одни части устройства 36, 36` обработки данных, например части, реализуемые аппаратными средствами, могут быть размещены в соединителе 15, образующем интерфейс сопряжения с внешним блоком 4 управления, тогда как другие части устройства 36, 36` обработки данных, например части, реализуемые программно-аппаратными или программными средствами, могут быть реализованы, например, в блоке 4 управления или в другом внешнем устройстве.The invention can be implemented in many modifications. Thus, the
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, представленном на фиг. 3 прерывистыми линиями, устройство 36` обработки данных, показанное фиг. 4б, с детекторным устройством, образованным фотодиодом 40 и детектором 43` освещенности или темноты, полностью размещено в соединителе 15, который расположен на проксимальном конце 16 зонда 3 и служит для подключения к блоку 4 управления. Это позволяет создать довольно компактный, практически автономный блок, состоящий из зонда 3 и относящегося к нему устройства 27 определения положения и хорошо подходящий для применения в качестве одноразового зонда, поскольку несложное и относительно недорогое детекторное устройство 40, 43` можно утилизировать после однократного использования вместе с зондом.In a particularly preferred embodiment of the invention shown in FIG. 3 in broken lines, the
В еще одной модификации встроенное в соединитель 15 детекторное устройство для распознавания освещенности или темноты, входящее в состав показанного на фиг. 4б устройства 36` обработки данных, может содержать только фотодиод 40 или иное средство для преобразования поступающего света в электрический сигнал. Тогда электрический сигнал можно передавать посредством интерфейса 46 во внешний блок 4 управления для пороговой фильтрации и/или оценки. Функциональность показанного на фиг.46 детекторного узла 43` для распознавания освещенности или темноты можно переместить в блок 4 управления, что дополнительно упрощает и удешевляет смонтированное в соединителе 15 устройство 36` обработки данных.In yet another modification, a detector device for recognizing lightness or darkness built into the
Другие варианты выполнения предлагаемого в изобретении устройства 27 определения положения показаны на фиг.6, 7а и 7б. В части, касающейся совпадения этих вариантов с рассмотренными выше в отношении конструкции и/или принципа работы, можно сослаться на приведенное выше описание с учетом идентичности ссылочных обозначений, относящихся к одинаковым элементам.Other embodiments of the
На фиг. 6 показан вариант, в котором световод 28 расположен не во внутреннем канале 26 трубки 23 зонда 3, а на наружной стороне 51 стенки 24. Световод 28 может иметь скошенную торцевую поверхность или фацетную поверхность 52 волокна, служащую поверхностью ввода света, для захвата окружающего света на дистальном конце 14 зонда 3 и его ввода в средний участок 32 световода, передающий свет для его оценки далее к проксимальному концу 16 зонда 3. Скошенная торцевая поверхность 52 обращена как радиально или вбок наружу, так и в продольном направлении зонда 3, предпочтительно - к его дистальному концу 14. Средний участок 32 световода 28 проходит от косой торцевой поверхности 52 по существу прямолинейно вдоль трубки 23 по ее наружной стороне 51 и может быть закреплен на этой наружной стороне 51, например при помощи клея. В принципе световод 28 также можно расположить по существу заподлицо с наружной стороной 51 трубки 23, внедрив оптическое волокно в рукав 23 зонда 3 еще при его экструзии. Независимо от того, как именно световод 28 крепится на наружной стороне стенки 24 рукава 23, такое крепление на наружной стороне проще по сравнению с размещением во внутреннем канале 26 зонда 3. Принцип работы устройства 27 определения положения в показанном на фиг.6 варианте соответствует принципу работы, описанному выше со ссылкой на фиг. 1-5.In fig. 6 shows an embodiment in which the
На фиг. 7а и 7б показан еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении устройства 27 определения положения, причем в данном случае поверхность ввода света для захвата света, окружающего зонд 3, образована отдельным световводящим элементом, а именно - в рассматриваемом примере -продолговатым стеклянным стержнем 53. Стеклянный стержень 53, который может быть выполнен из силикатного стекла или акрилового стекла, расположен на наружной стороне 51 трубки 23 и прикреплен к ней и/или внедрен в нее. В любом случае продолговатый стеклянный стержень 53 имеет длину, превышающую его ширину и ориентированную вдоль продольной протяженности зонда 3. Длина стеклянного стержня 53 может быть любой, предпочтительно - большей половины длины вылета дистального конца 14 зонда 3 в надлежащем рабочем положении или большей расстояния между дистальным концом 14 зонда 3 и дистальным концом стеклянного стержня 53. Наружная поверхность 54 стеклянного стержня 53, обращенная радиально или вбок наружу, служит поверхностью ввода света. Торец 56 стеклянного стержня 53, обращенный от дистального конца 14 зонда 3, т.е. противоположный ему, связан с торцом 57 световода 28, вследствие чего свет, поступающий в стеклянный стержень 53, направляется в световод 28 и передается по нему далее к проксимальному концу 16 зонда 3.In fig. 7a and 7b show another embodiment of the
Принцип работы зонда 3 и устройства 27 определения положения в показанном на фиг. 7а, 7б варианте осуществления изобретения практически соответствует принципу работы описанных выше вариантов осуществления изобретения, но в данном случае обеспечивается более точное определение положения зонда 3 относительно эндоскопа 2. Например, на фиг. 7а показано состояние надлежащего позиционирования зонда 3, в котором дистальный конец 14 зонда 3 вышел из рабочего канала 7 на столько, что электрод 22 находится на требуемом расстоянии от дистального конца 8 эндоскопа 2. В этом случае стеклянный стержень 53 также полностью выдвинут из рабочего канала 7, в результате чего в световод 28 поступает световой сигнал высокой интенсивности, направляемый в устройство 27 определения положения. Устройство 36, 36` обработки данных распознает этот световой сигнал максимальной интенсивности, например по максимальному из нескольких порогов, и в ответ на это генерирует сигнал определения положения, указывающий на то, что зонд 3 находится теперь в надлежащем рабочем положении.The operating principle of the
На фиг. 7б показано состояние, в котором расстояние от дистального конца 14, или от электрода 22, зонда 3 до дистального конца 8 эндоскопа 2 меньше надлежащего расстояния. Это состояние может иметь место либо при вводе зонда 3 в рабочий канал 7 при подготовке к АПК-коагуляции или иному эндоскопическому воздействию или исследованию, либо во время работы, если оператор, например по недосмотру, по меньшей мере частично втянул зонд 3 обратно в рабочий канал 7. В этом случае трубка 6 эндоскопа 2 закрывает по меньшей мере один участок наружной поверхности 54 стеклянного стержня 53, в результате чего стеклянным стержнем 53 захватывается и вводится в световод 28 меньшее количество света. Устройство 36, 36` обработки данных распознает уменьшенную интенсивность поступающего света и в этом случае может, например, инициировать или сохранить блокировку активации во избежание повреждения эндоскопа 2 или его компонентов при зажигании плазменного разряда ввиду близости электрода 22 к концу эндоскопа.In fig. 7b shows a state in which the distance from the
Раскрыт хирургический зонд 3, вводимый в рабочий канал 7 эндоскопа 2 и помещающийся в нем с возможностью перемещения. Предложено устройство 27 для определения положения зонда 3 относительно эндоскопа 2, выполненное таким образом, чтобы оптически определять достижение дистального конца 8 рабочего канала 7 дистальным концом 8 зонда 3 оптического определения. Устройство 27 определения положения содержит световод 28, закрепленный на зонде 3 и выполненный с возможностью поступления в него света, окружающего зонд 3 у его дистального конца 14, и посредством поступающего в световод 28 света способно определять положение световода 28, а значит и зонда 3, относительно эндоскопа 2.A
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20155627.1 | 2020-02-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021102085A RU2021102085A (en) | 2022-07-29 |
| RU2820569C2 true RU2820569C2 (en) | 2024-06-05 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19731931A1 (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-11 | Erbe Elektromedizin | Flexible endoscopy device |
| RU2684021C2 (en) * | 2013-03-14 | 2019-04-03 | Этикон Эндо-Серджери, Инк. | Sensor arrangement for absolute positioning system for surgical instruments |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19731931A1 (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-11 | Erbe Elektromedizin | Flexible endoscopy device |
| RU2684021C2 (en) * | 2013-03-14 | 2019-04-03 | Этикон Эндо-Серджери, Инк. | Sensor arrangement for absolute positioning system for surgical instruments |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7649150B2 (en) | Surgical Instrument with Position Sensing Device | |
| US11944274B2 (en) | Endoscopic system for enhanced visualization | |
| CA2322768C (en) | Optical biopsy system and methods for tissue diagnosis | |
| RU2445041C2 (en) | Estimation of tissue modification with application of fibre optic device | |
| US20180206703A1 (en) | Systems and methods for preventing laser fiber misfiring within endoscopic access devices | |
| US20180014773A1 (en) | Falloposcope and method for ovarian cancer detection | |
| EP2223646A1 (en) | Biological observation apparatus and endoscopic apparatus | |
| EP2719316A1 (en) | Insertion inlet fitting | |
| WO2017019805A1 (en) | Systems and methods for a short wave infrared device | |
| CN110403561A (en) | Sterile endoscope sheath | |
| WO2016178355A1 (en) | Endoscope system | |
| US6694176B1 (en) | Method and apparatus for detecting fluorescence used for determining conditions of tissue | |
| JPH10308114A (en) | Light source equipment | |
| CN116829924A (en) | Raman spectroscopy probes, Raman spectroscopy devices including Raman spectroscopy probes, and elongated components | |
| RU2820569C2 (en) | Biological tissue coagulation probe | |
| JP5298257B1 (en) | Optical measuring device and probe | |
| CN116075849A (en) | Identify the composition of anatomical targets | |
| CA3187783A1 (en) | Catheter and catheter kit including such catheter | |
| EP1182963B1 (en) | Optical biopsy system | |
| US20260033708A1 (en) | Devices, systems, and methods for autofluoresence imaging | |
| RU2813711C2 (en) | Device for biological tissue coagulation | |
| JP2013244313A (en) | Light measuring apparatus | |
| JP2008086680A (en) | Endoscope for PDT | |
| JP2006141733A (en) | Endoscope system | |
| RU2021102085A (en) | SURGICAL INSTRUMENT WITH A DEVICE FOR DETERMINING ITS POSITION |