PL187177B1

PL187177B1 - Vibratory microscalpel

Info

Publication number: PL187177B1
Application number: PL98326580A
Authority: PL
Inventors: Antoni Latuszek
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2004-05-31
Also published as: PL326580A1

Abstract

Mikroskalpel wibracyjny, zawierający kapilary metalowe połączone trwale z generatorami fal podłużnych zawierającymi przetworniki piezoelektryczne, znamienny tym, że dwie cienkościenne metalowe równoległe do siebie kapilary (1, 1') są połączone ze sobą poprzez znajdującą się między nimi kulkę (2), przy czym koniec kapilary (1) ma krawędź zaostrzoną, zaś koniec kapilary (1') ma krawędź zaokrągloną, a kulka (2) znajduje się w odległości od końców obu kapilar (1, 1') o około 1/4 długości fali giętnej wytworzonej w ściankach kapilar.Vibrating microscalpel containing metal capillaries permanently connected to longitudinal wave generators containing piezoelectric transducers, characterized in that two thin-walled metal capillaries parallel to each other (1, 1 ') are connected to each other by a ball (2) situated between them, the end of which the capillaries (1) has a pointed edge, and the end of the capillary (1 ') has a rounded edge, and the ball (2) is spaced from the ends of both capillaries (1, 1') by about 1/4 of the bending wavelength produced in the capillary walls .

Description

Mikroskalpel według wynalazku usuwa te ograniczenie.The microscalpel according to the invention overcomes this limitation.

Istota mikroskalpela polega na tym, że dwie cienkościenne równolegle położone metalowe kapilary są połączone ze sobą poprzez położoną między nimi kulkę, umieszczoną w odległości od końców tych kapilar o około 1/4 długości fali giętnej wytworzonej w ściankach tych kapilar.The essence of the microscale is that two thin-walled parallel metal capillaries are connected to each other by a ball placed between them, placed at a distance from the ends of these capillaries by about 1/4 of the bending wavelength generated in the walls of these capillaries.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku w ujęciu schematycznym.The subject of the invention has been shown in a schematic drawing in an exemplary embodiment.

Mikroskalpel składa się z dwóch metalowych kapilar 1 i 1', oddalonych od siebie o średnicę kulki 2, do której są one przylutowane. Kulka 2 jest przylutowana w odległości około 1/4 długości fali giętnej od roboczego, tj. zaostrzonego końca kapilary 1 i zaokrąglonego końca kapilary 1'. Przeciwne końce kapilar są połączone z generatorami elektrycznymi 3 i 3' zawierającymi przetworniki piezoelektryczne. Te generatory służą do wzbudzania drgań podłużnych niskiej częstotliwości (wibracyjnych) rozprzestrzeniających się wzdłuż ścianek tych kapilar 1 i 1'. Te kapilary są przedłużone za pomocą wężyków 4 i 4'. Generatory 3 i 3' są zamknięte w rączce 5. Długość kapilar może wynosić w zależności od potrzeb od kilku centymetrów do 100 cm i więcej.The microscalpel consists of two metal capillaries 1 and 1 'spaced apart by the diameter of a ball 2, to which they are soldered. The ball 2 is soldered approximately 1/4 of the bending wavelength from the working, i.e., pointed end of the capillary 1 and the rounded end of the capillary 1 '. The opposite ends of the capillaries are connected to electric generators 3 and 3 'containing piezoelectric transducers. These generators serve to induce low-frequency longitudinal (vibrational) vibrations propagating along the walls of these capillaries 1 and 1 '. These capillaries are extended with 4 and 4 'tubing. Generators 3 and 3 'are closed in a handle 5. The length of the capillaries may vary, depending on the needs, from a few centimeters to 100 cm and more.

W pewnym momencie drgania wytworzone przez generator 3' przesuwa kapilarę 1' ku górze (jak wskazuje strzałka ciągła), a generator 3 kapilarę 1 ku dołowi, gdyż generatory te drgają w fazach przeciwnych. Kapilary 1 ii' złączone kulką 2 nie mogą się przemieszczać w miejscu złączenia. Powstaje wtedy para sił, powodująca wygięcie się kapilar 1 i 1' w lewą stronę (jak wskazuje strzałka ciągła). Zatem w miejscu złączenia obu kapilar następuje konwersja drgań podłużnych kapilar 1 i 1' na drgania giętne tych kapilar. Częstotliwość drgań generatorów 3 i 3' dobieramy tak, aby w miejscu złączenia kapilar za pomocą kulki 2 znajdował się węzeł drgań W, a na końcu kapilar była strzałka S drgań giętnych. Odległość od węzła W do strzałki S fali giętnej wynosi 1/4 długości fali giętnej. Amplituda drgań giętnych kapilar 1 H' w strzałce S jest znaczna, tak iż ostrze kapilary 1 skutecznie ścina warstwy tkanki miękkiej 6. Ściętą tkankę 6 usuwa się za pomocą pompy próżniowej przez elastyczny wężyk 4 połączony do kapilary 1, natomiast ciecz i powietrze są doprowadzane do kapilary 1' przez elastyczny wężyk 4'.At some point, the vibrations produced by the generator 3 'move the capillary 1' upwards (as indicated by the continuous arrow), and the generator 3 the capillary 1 downwards, as these generators vibrate in opposite phases. The capillaries 1 and 2 'joined by the ball 2 cannot move at the junction. A pair of forces then arises, causing the capillaries 1 and 1 'to bend to the left (as indicated by the continuous arrow). Thus, at the junction of both capillaries, the longitudinal vibrations of the capillaries 1 and 1 'are converted into bending vibrations of these capillaries. The vibration frequency of generators 3 and 3 'is selected so that in the place where the capillaries join with the ball 2 there is a vibration node W, and at the end of the capillaries there is an arrow S for bending vibrations. The distance from node W to the bending wave arrow S is 1/4 of the bending wavelength. The amplitude of the bending vibrations of the capillaries 1 H 'in the arrow S is significant, so that the tip of the capillary 1 effectively cuts the layers of soft tissue 6. The cut tissue 6 is removed by means of a vacuum pump through a flexible tube 4 connected to the capillary 1, while the liquid and air are supplied to the capillary. capillaries 1 'through flexible tubing 4'.

Ciecz wypływająca z kapilary 1' służy do usuwania ściętej tkanki 6, natomiast powietrze dostarczane kapilarą 1' chroni kapilarę 1 przed zatkaniem się lepką tkanką 6.The liquid flowing from the capillary 1 'serves to remove the truncated tissue 6, while the air supplied through the capillary 1' protects the capillary 1 from clogging with sticky tissue 6.

Urządzenie znajdzie zastosowanie w nowoczesnej mikrochirurgii (w operacjach na mózgu, oku, wątrobie itp.).The device will find application in modern microsurgery (operations on the brain, eye, liver, etc.).

Claims

Vibrating microscalpel containing metal capillaries permanently connected to longitudinal wave generators containing piezoelectric transducers, characterized in that two thin-walled metal capillaries parallel to each other (1, 1 ') are connected to each other by a ball (2) situated between them, the end of which the capillaries (1) has a pointed edge, and the end of the capillary (1 ') has a rounded edge, and the ball (2) is spaced from the ends of both capillaries (1.1') by about 1/4 of the bending wavelength produced in the capillary walls .

Ultrasonic microscalpels are known for the removal of certain parts of the soft tissue, e.g. the eye (often called a desitegrator). The blade of these scalpels makes microscopic movements under the influence of a longitudinal ultrasound wave and, upon contact with the tissue, crushes a certain layer of this tissue, because the acceleration of the blade is enormous. Since in these solutions the piezoelectric transducer generating the ultrasonic longitudinal wave must be placed close to the blade, it is not possible to significantly miniaturize the microscale.