DE3210190A1

DE3210190A1 - SURGICAL ULTRASONIC CRYSTAL INSTRUMENT

Info

Publication number: DE3210190A1
Application number: DE19823210190
Authority: DE
Inventors: Aleksej Ivanovi&ccaron; Dr. &Ccaron;yganov; Aleksandr Nikolaevi&ccaron; &Zcaron;ukov; Eduard Apollinarievi&ccaron; Dr. Bakaj; Jurij Vladimirovi&ccaron; Kiev Golubev; Valerij Ljudvikovi&ccaron; Ku&ccaron;evi&ccaron;; Aleksandr Timofeevi&ccaron; Mar&ccaron;enko; Anatolij Boruchovi&ccaron; Rikberg; Aleksandr Valerianovi&ccaron; Semenov; Aleksandr Ivanovi&ccaron; Kiev Sugloba; Valerij Nikolaevi&ccaron; Dr. Odessa Zaporo&zcaron;an
Original assignee: INST FIZ AKADEMII NAUK UK SSR; KI NII OTOLARINGOLOGII
Current assignee: INST FIZ AKADEMII NAUK UK SSR; KI NII OTOLARINGOLOGII
Priority date: 1982-03-19
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1983-09-29
Also published as: GB2117640B; GB2117640A; DE3210190C2

Description

vw m <Λ vw m <Λ

1. Kievsky nauchno-issledovatelsky institut1. Kievsky nauchno-issledovatelsky institut

otolaringologii imeni professora A.S.Kolomiichenkootolaringologii imeni professora A.S. Kolomiichenko

2. Institut fiziki Akademii Nauk Ukrainskoi SSR2. Institut fiziki Akademii Nauk Ukrainskoi SSR

Kiev, UdSSRKiev, USSR

Chirurgisches Ultraschall-KryoinstrumentUltrasonic surgical cryogenic instrument

Die Erfindung bezieht sich auf die Medizintechnik, und sie betrifft insbesondere Einrichtungen für chirurgische Eingriffe an pathologischen Strukturen von gestreckten oberflächlichen Gewebsabschnitten wie beispielsweise chirurgische Ultraschall-Kryoinstrumente.The invention relates to medical technology, and in particular it relates to surgical devices Interventions on pathological structures of stretched, superficial tissue sections such as ultrasonic surgical cryogenic instruments.

Die Erfindung kann in Kliniken und Ambulanzen für chirurgische Eingriffe an pathologischen Strukturen von örtlichen oberflächlichen Gewebsabschnitten und insbesondere an bösartigen Geschwülsten und präkanzerösen Zuständen eingesetzt werden. Die Instrumente dieses Typs können beispielsweise in der Dermatologie und der kosmetischen Medizin Verwendung finden.The invention can be used in clinics and outpatient departments for surgical interventions on pathological structures local superficial tissue sections and especially on malignant tumors and precancerous conditions can be used. The instruments of this type can be used, for example, in dermatology and cosmetic Medicine find use.

530-(P 89.057-E-61)-Df-E530- (P 89.057-E-61) -Df-E

Das erfindungsgemäße chirurgische Ultraschall-Kryoinstrument dient zur kombinierten Einwirkung von tiefer Temperatur und Ultraschall auf den gewählten Gewebsabschnitt, was eine relativ geringe Traumabildung bei Durchführung der Prozedur, die Erzielung einer starken Heilwirkung, eine einfache Geräteausstattung sowie Zugänglichkeit für Chirurgen mittlerer Qualifikation gewährleistet.The ultrasonic surgical cryo-instrument according to the invention serves for the combined effect of low temperature and ultrasound on the selected Section of tissue, resulting in relatively little trauma when performing the procedure, achieving a strong healing effects, simple equipment and accessibility for surgeons with medium qualifications guaranteed.

Es sei bemerkt, daß die kryogene und Ultraschalltherapieeinwirkung auf Gewebe, die bekannt sind und einzeln zur Anwendung gelangen, in ihrer Heilwirkung der oben genannten kombinierten Einwirkung wesentlich unterlegen sind.It should be noted that the cryogenic and ultrasonic therapy exposure on tissues that are known and used individually, in their healing properties are significantly inferior to the above-mentioned combined action.

Selbst bei einem sehr tiefen Einfrieren bis auf Temperaturen, die sich dem Siedepunkt von flüssigem Stickstoff nähern, können in der Zone der Kryoeinwirkung lebensfähige Zellen zurückbleiben, was die Gefahr eines Rückfalls und bei der Kryochirurgie von bösartigen Geschwülsten die der Metastase in sich birgt.Even with a very deep freezing up to temperatures that are the boiling point of liquid When approaching nitrogen, viable cells may remain in the cryoactive zone, which increases the risk a relapse and in the cryosurgery of malignant tumors that the metastasis harbors.

frfr

Für die Zerstörung von biologischen Geweben mit Ultraschall wird in der Regel eine starke Ultraschallstrahlung benutzt, welche die Widerstandsfähigkeit der Zellen und der extrazellulären Strukturen überschreitet, was sich auf den Organismus selbst negativ auswirken kann.For the destruction of biological tissues with ultrasound, strong ultrasound radiation is usually used used, which exceeds the resistance of cells and extracellular structures, which can have a negative effect on the organism itself.

Außerdem ist in diesem Fall eine restlose Zerstörung der Elemente der pathologischen Strukturen nicht gewährleistet, so daß auch Rückfälle und Metastasen nicht ausgeschlossen sind.In addition, in this case there is no complete destruction of the elements of the pathological structures guaranteed, so that relapses and metastases are not excluded.

Ferner sind für die Durchführung der Ultraschalldestruktion unter den genannten Bedingungen Sonder-Ultraschallgeneratoren und -geber erforderlich, die für einfache Kliniken nicht erwerbbar sind.In addition, special ultrasonic generators are used to carry out ultrasonic destruction under the conditions mentioned and donors are required, which cannot be acquired by simple clinics.

Es sind chirurgische Instrumente bekannt, deren Betrieb auf dem Prinzip der kombinierten Kryogen- und Ultraschalleinwirkung auf Gewebe beruht. Diese Instrumente sichern jedoch keine hohe Destruktionsgeschwindigkeit der pathologischen Gewebsstrukturen, da eine geometrische Überlagerung der Zonen der effektiven Einwirkung jedes der genannten Faktoren ausbleibt.Surgical instruments are known whose operation is based on the principle of the combined cryogenic and Ultrasound exposure is based on tissue. However, these instruments do not ensure a high rate of destruction of the pathological tissue structures, as there is a geometric superposition of the zones of effective action none of the factors mentioned does not materialize.

Es ist ein chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument bekannt (UdSSR-Urheberschein 460 869), das einen Arbeitsteil enthält, der Ultraschallschwingungen ausführt. Dieser Arbeitsteil ist innerhalb einer Einrichtung zur Tiefkühlung auf Kryotemperaturen untergebracht.An ultrasonic surgical cryogenic instrument is known (USSR copyright certificate 460 869) which has one Contains working part that performs ultrasonic vibrations. This work part is within an institution housed for freezing to cryogenic temperatures.

Die Zerstörung der pathologischen Gewebsstruktur wird bei Einsatz des bekannten Instruments durch mechanisches Zerreißen des Gewebes unter Einwirkung der Schwingungen der Spitze des Arbeitsteils (Säge) des Instruments mit Ultraschallfrequenz und großer Amplitude erreicht. Durch die Kühlung werden die im natürlichen Zustand weichen Gewebe eingefroren, was erst ihre Zerstörung auf die erwähnte Weise ermöglicht. Die Formen des Wärme- und des akustischen Feldes unterscheiden sich jedoch stark voneinander und die Zone ihrer gemeinsamen Einwirkung auf das Gewebe ist geringfügig. Ferner sind die Parameter der Ultraschallschwingungen, die für,eine mechanische Zerstörung des Gewebes durch die Säge erforderlich sind, selbst in der Zone eines Zusammenwirkens der genannten Felder wirkungsschwach.The destruction of the pathological tissue structure is caused by mechanical means when using the known instrument Tearing of the tissue under the action of the vibrations of the tip of the working part (saw) of the instrument achieved with ultrasonic frequency and large amplitude. The cooling means that the natural Condition of soft tissue is frozen, which is what makes it possible to destroy it in the aforementioned manner. The forms However, the heat and acoustic fields differ greatly from each other and the zone of their common Effect on the tissue is minor. Furthermore, the parameters of the ultrasonic vibrations that are necessary for, a mechanical destruction of the fabric by the saw is required, even in the zone of interaction of the mentioned fields ineffective.

Ein anderes und aus der US-PS 3 911 924 bekanntes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument enthält einen Kryodestruktor, der mit der Kältemittelquelle verbunden und in einem gemeinsamen Gehäuse damit angeordnet ist, und einen Ultraschallgeber, der mit einem Generator für elektrische Schwingungen mit Ultraschallfrequenz verbunden ist. Der Ultraschallgeber ist in einem Kanal des Kryodestruktors angeordnet.Another known from US Pat. No. 3,911,924 Ultrasonic surgical cryogenic instrument contains a cryodestructor that is connected to the refrigerant source and is arranged in a common housing therewith, and an ultrasonic transducer which is connected to a generator for electrical vibrations with ultrasonic frequency is connected. The ultrasonic transducer is in one Channel of the cryodestructor arranged.

Die Ultraschallbestrahlung der Gewebe, die mit dem bekannten Instrument vorgenommen wird, bezweckt jedoch nicht deren Destruktion, sondern eine Lokalisierung der Einfrierzone, wozu das Ultraschallsignal in Form von Kurzimpulsen erzeugt wird, so daß eine für die kombinierte Einwirkung auf das Gewebe erforderliche. Ultraschallbestrahlungsintensität und -dauer infolge eines großen Impulsverhältnisses sowie wegen einer ebenfalls durch die Lokalisierung verursachte starke Bündelung des Strahlungsdiagrairims nicht erreichbar sind.The ultrasonic irradiation of the tissue, which is carried out with the known instrument, is intended, however not their destruction, but a localization of the freezing zone, including the ultrasonic signal in the form is generated by short pulses, so that one required for the combined action on the tissue. Ultrasonic irradiation intensity and duration due to a large pulse ratio as well as due to one as well strong bundling of the radiation diagram irim caused by the localization cannot be reached.

Auch bei der Erzeugung von Dauerschwingungen des Ultraschallgebers mit erforderlichen Parametern läßt sich das beschriebene Instrument für die Ultrasehall-Kryodestruktion kaum einsetzen, da bei der oben beschriebenen Anordnung des Gebers nur ein geringer Teil der zu zerstörenden Zone mit dem Ultraschallbündel bestrahlt wird.Even with the generation of permanent vibrations of the ultrasonic transducer with the required parameters the described instrument for ultrasound cryodestruction hardly use, since with the arrangement of the encoder described above only a small part of the to destructive zone is irradiated with the ultrasound beam.

Die Zerstörung des Gewebes erfolgt somit hauptsächlich unter der Einwirkung von starker Kälte, wobei die Effektivität der gemeinsamen Einwirkung der beiden genannten Faktoren auf das Gewebe niedrig ist, wodurch die Gewebsreparation in der Nekrosezone verlangsamt und die Operationsdauer vergrößert wird.The destruction of the tissue thus takes place mainly under the action of strong cold, whereby the Effectiveness of the combined action of the two factors mentioned on the tissue is low, thereby the tissue repair in the necrosis zone is slowed down and the duration of the operation is increased.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, den genannten" Nachteil zu beseitigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument zu entwickeln, das durch eine Änderung der gegenseitigen Anordnung des Kryodestruktors und des Ultraschallgebers in der Weise, daß die Zonen der effektiven Einwirkung von Kälte und Ultraschall innerhalb der zu ' zerstörenden Zone maximal zusammenfallen, eine erhöhte Effektivität der Einwirkung auf pathologische Gewebsstrukturen gewährleistet.The invention pursues the aim of eliminating the mentioned "disadvantage. The invention is based on the object to develop a surgical ultrasonic cryo-instrument that works by changing the mutual Arrangement of the cryodestructor and the ultrasonic transducer in such a way that the zones of effective action maximum coincidence of cold and ultrasound within the zone to be destroyed, an increased one Effectiveness of the action on pathological tissue structures guaranteed.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist.The object set is achieved according to the invention by a surgical ultrasonic cryo-instrument, as indicated in claim 1.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Instrument entsprechen die Außenabmessungen des Ultraschallgebers stets der Größe der Kryodestruktxonszone, die die Abmessungen des Arbeitsteils des Kryodestruktors in der Regel um höchstens 2 cm je Seite überschreitet. Deshalb ist im wesentlichen die ganze zu zerstörende Zone der kombinierten Kryogen- und Ultraschalleinwirkung ausgesetzt. In the case of the instrument designed according to the invention, the external dimensions of the ultrasound transducer correspond always the size of the Kryodestruktxonszone, which the dimensions of the working part of the Kryodestruktors in the Usually exceeds this by a maximum of 2 cm per side. Therefore, essentially the entire zone to be destroyed is the exposed to combined cryogenic and ultrasonic effects.

In diesem Fall ist der Effekt der Ultraschall-Kryoeinwirkung auf die pathologischen Gewebsstrukturen höher, was sich erstens in einer Erhöhung des Destruktionsgrades bis auf eine Größe, die ein Zurückbleiben normaler Zellenelemente in der Zone der Ultraschall-Kryonekrose vollkommen ausschließt (bei bekannten Ultraschall-Kryoinstrumenten läßt sich ein solcher Destruktionsgrad nicht erreichen), und zweitens in einer schnelleren Reparation der Gewebe in der Nekrosezone äußert, was außerdem eine Verkürzung der Behandlungsdauer mit sich bringt.In this case, the effect is ultrasonic cryogenic action on the pathological tissue structures higher, which firstly results in an increase in the degree of destruction except for a size that leaves normal cell elements in the ultrasonic cryonecrosis zone completely excludes (with known ultrasonic cryo-instruments such a degree of destruction cannot be achieved), and secondly in a faster repair the tissue in the area of necrosis expresses itself, which also shortens the duration of the treatment.

Die restlose Zellenzerstörung in der Bestrahlungszone wird durch den Austritt der lysosomen und proteolytischen Fermente aus den zerstörten Zellen unterstützt, die ihrerseits die nach der kombinierten Einwirkung zurückgebliebenen Zellen zerstören.The complete cell destruction in the irradiation zone is caused by the leakage of the lysosomes and proteolytic Ferments from the destroyed cells supported, which in turn, after the combined exposure destroy remaining cells.

Ein mittelbares Zeugnis für die Erhöhung der Effektivität der Einwirkung auf das Gewebe durch das Zusammenwirken der Tiefkühlung und der Ultraschallbestrahlung ist die Tatsache, daß in der ersten Periode nach der Ultraschall-Kryoeinwirkung in der dieser Einwirkung ausgesetzten Zone mehr Makrophage entstehen, die das Gewebe durchdringen, als es in derselben Periode nach der Kryoeinwirkung der Fall ist, was bekanntlich von einer hohen Geschwindigkeit und Qualität der anschließenden Regeneration zeugt.An indirect testimony to the increase in effectiveness the effect on the tissue through the interaction of deep-freezing and ultrasound irradiation is the fact that in the first period after the ultrasonic cryo-exposure in the exposed to this exposure More macrophages arise that penetrate the tissue than it did in the same period after the zone Cryogenic action is what is known from a high speed and quality of subsequent Regeneration is evidence.

In den meisten Fällen ist es für die praktische Chirurgie zweckmäßig, den Ultraschallgeber in Form eines Drehkörpers auszuführen. Der Arbeitsteil des Kryodestruktors kann in diesem Fall in der Mittenöffnung des Gebers angeordnet werden.In most cases it is useful for practical surgery to have the ultrasound transducer in the form of a Execute rotating body. The working part of the cryodestructor can in this case in the central opening of the encoder.

In einigen Fällen, beispielsweise beim Einsatz des Instruments in der Dermatologie, ist es empfehlenswert, daß der Ultraschallgeber eine ebene Stirnfläche aufweist, die als Oberfläche für akustischen Kontakt dient. Dabei kann die der genannten Oberfläche für akustischen Kontakt gegenüberliegende Innenfläche des Ultraschallgebers ebenfalls eben ausgeführt sein. Bei einer solchen Ausführung des erfindungsgemäßen Instruments läßt sich mit Hilfe eines Destruktors mit einem mit der Wellenlänge der Ultraschallwelle im Gewebe vergleichbaren Durchmesser die Kryodestruktion eines Ober-In some cases, for example when using the instrument in dermatology, it is advisable to that the ultrasonic transmitter has a flat end face, which acts as a surface for acoustic contact serves. In this case, the inner surface of the opposite of the surface mentioned for acoustic contact Ultrasonic transducer can also be made flat. In such an embodiment of the instrument according to the invention can be compared with the wavelength of the ultrasonic wave in the tissue with the help of a destructor Diameter the cryodestruction of an upper

flächenabschnitts des Gewebes mit einem Durchmesser bis zu 40 mm bei Ultraschalleinwirkung auf die ganze zu zerstörende Zone erzielen.Surface section of the tissue with a diameter of up to 40 mm when exposed to ultrasound on the whole achieve zone to be destroyed.

Ist es aus medizinischen Erwägungen erforderlich, den Außendurchmesser des Gebers zu vermindern und die Ultraschall-Kryodestruktion in einer Zone zu sichern, die größer ist als die Fläche des unmittelbaren akustischen Kontakts, so wird die der Stirnfläche des akustischen Kontakts gegenüberliegende Oberfläche des Ultraschallgebers krummlinig ausgeführt, wobei der Ultraschallgeber eine von der Instrumentenachse zu den Randteilen zunehmende Dicke aufweist, was sowohl durch eine ebene als auch durch eine krummlinige Form der Stirnfläche für akustischen Kontakt erreicht werden kann.Is it necessary for medical reasons to reduce the outer diameter of the encoder and the Secure ultrasonic cryodestruction in a zone that is larger than the area of the immediate acoustic Contact, the surface of the ultrasonic transducer opposite the end face of the acoustic contact becomes Executed curvilinear, the ultrasonic transducer one from the instrument axis to the edge parts having increasing thickness, which is due to both a flat and a curvilinear shape of the end face for acoustic contact can be achieved.

Für mehrere Operationen, insbesondere für gynäkologische Operationen am Ektozervix, ist es zweckmäßig, den Ultraschallgeber so auszuführen, daß dessen Form die geometrische Form des Organs möglichst genau wiederholt, wozu die Stirnfläche für akustischen Kontakt des Ultraschallgebers krummlinig auszuführen ist.For several operations, especially for gynecological operations on the ectocervix, it is advisable to to design the ultrasonic transducer in such a way that its shape repeats the geometrical shape of the organ as precisely as possible, for which purpose the end face for acoustic contact of the ultrasonic transducer is to be designed in a curvilinear manner.

Die maximale Erweiterung des Bündelungsdiagramms des Ultraschallbündels und folglich der geringste Durchmesser des Ultraschallgebers für eine vorgegebene Größe der Bestrahlungszone lassen sich erreichen, wenn die nach außen erhabene Oberfläche für akustischen Kontakt des Ultraschallgebers und dessen dieser Oberfläche gegenüberliegende Innenfläche kugelförmig mit Halbmessern R bzw. r ausgeführt sind, die nach den FormelnThe maximum expansion of the bundling diagram of the ultrasonic beam and consequently the smallest diameter of the ultrasonic transducer for a given size of the irradiation zone can be achieved if the outwardly raised surface for acoustic contact of the ultrasonic transducer and its opposite surface Inner surface is spherical with radius R or r, which according to the formulas

R =R =

2 sin φ
ο2 sin φ
ο

r =r =

- cos φ_ο + sin φ + ctg (φ + 90°)J - t- cos φ _ο + sin φ + ctg (φ + 90 °) J - t

berechnet werden, wobeicalculated, where

V
Φ = 90° - α - arc sin 0,56 °V
Φ = 90 ° - α - arc sin 0.56 °

α = arc sin 0,56^ .
Hierin bedeuten:α = arc sin 0.56 ^.
Herein mean:

D den Durchmesser der Oberfläche für akustischen Kontakt des Ultraschallgebers,D is the diameter of the surface for acoustic contact of the ultrasonic transducer,

t die minimale Dicke des Ultraschallgebers zwischen der Oberfläche für akustischen Kontakt und einer dieser gegenüberliegenden Innenfläche, t is the minimum thickness of the ultrasonic transducer between the surface for acoustic contact and one of these opposite inner surfaces,

λ die Wellenlänge der Ultraschallwelle im bestrahlten Medium,λ is the wavelength of the ultrasonic wave in the irradiated Medium,

V die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle im bestrahlten Medium, undV is the speed of propagation of the ultrasonic wave in the irradiated medium, and

V die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle im Ultraschallgeber.V is the speed of propagation of the ultrasonic wave in the ultrasonic transducer.

Für eine gleichmäßige Ultraschallbestrahlung der gesamten Destruktionszone, insbesondere wenn deren Größe die Abmessungen des Ultraschallgebers überschreitet, ist es zweckmäßig, den Generator für die elektri-For a uniform ultrasound irradiation of the entire destruction zone, especially if its Size exceeds the dimensions of the ultrasonic transducer, it is advisable to use the generator for the electrical

sehen Schwingungen mit ultraschallfrequenz als eine Reihenschaltung aus einem Generator für Sinusschwingungen sowie einem Frequenz- und einem Amplitudenmodulator auszuführen, wobei diese beiden Modulatoren von einem Steuergenerator gesteuert werden.see ultrasonic frequency vibrations as one Series connection of a generator for sinusoidal oscillations as well as a frequency and an amplitude modulator execute, these two modulators being controlled by a control generator.

Dank der dadurch erzielten periodischen Änderung der Frequenz und der Amplitude der Ultraschallschwingungen treten während des Instrumentenbetriebs unterschiedliche Abschnitte des Ultraschallgebers in Resonanz. Dementsprechend werden auch die Konfiguration des Bündelungsdiagramms und die Stärke der Bestrahlung verschiedener Abschnitte der zu zerstörenden Zone geändert, wobei die mittlere Bestrahlungsstärke konstant gehalten wird.Thanks to the resulting periodic change in the frequency and amplitude of the ultrasonic vibrations different sections of the ultrasonic transducer enter into resonance during the operation of the instrument. The configuration of the bundling diagram and changed the intensity of the irradiation of different sections of the zone to be destroyed, the mean irradiance being kept constant.

Für eine Zerstörung von besonders langgestreckten Gewebsabschnitten kann das Instrument mit einem zusätzlichen Ultraschallgeber versehen werden, der am Stirnende des Arbeitsteils des Kryodestruktors angeordnet und vom Haupt-Ultraschallgeber wärmeisoliert ist.For the destruction of particularly elongated tissue sections, the instrument can be equipped with an additional Ultrasonic transducer are provided, which is arranged at the front end of the working part of the cryodestructor and is thermally isolated from the main ultrasonic transducer.

Für eine Zerstörung von Gewebe innerhalb von rohrförmigen Organen und schmalen Höhlen, in die sich der Arbeitsteil des Instruments nicht vollständig einführen läßt, ist es zweckmäßig, den Kryodestruktor in der zentralen öffnung des Ultraschallgebers in Längsrichtung verschiebbar anzuordnen, wodurch die Einführung lediglich des Arbeitsteils des Kryodestruktors in die Höhle ermöglicht wird, während das eingefrorene Gewebe als Ultraschallwellenleiter benutzt wird.For the destruction of tissue within tubular organs and narrow cavities in which the The working part of the instrument cannot be fully inserted, it is advisable to place the cryodestructor in the central To arrange the opening of the ultrasonic transducer displaceably in the longitudinal direction, whereby the introduction only of the working part of the cryodestructor is allowed into the cavity, while the frozen tissue acts as an ultrasonic waveguide is used.

Für die Durchführung von chirurgischen Ultraschall-For performing surgical ultrasound

_λ/~ ··■' ■··'■■■· '-- ----32ΙΟΊ90 _λ / ~ ·· ■ '■ ··' ■■■ · '- ---- 32ΙΟΊ90

Ϊ5Ϊ5

Kryooperationen an Hohlorganen, beispielsweise am Kehlkopf, an der Speiseröhre, sowie bei urologischen Operationen ist es empfehlenswert, den Ultraschallgeber in Form eines Zylinders mit einer Mantelfläche für akustischen Kontakt auszuführen. Es ist ratsam, die zentrale Öffnung des Ultraschallgebers in diesem Fall ebenfalls zylindrisch auszuführen. Ist es erforderlich, die Länge des Ultraschallgebers zu vermindern, können die Oberfläche für akustischen Kontakt und die ihr gegenüberliegende Innenfläche des Ultraschallgebers ballig ausgebildet werden. Bei einer solchen Form des Ultraschallgebers wird die Einführung des Instruments in den Hohlraum erleichtert. Für eine vorgegebene Länge des zu bestrahlenden Abschnitts ist die Länge des Ultraschallgebers minimal, wenn die Dicke der Seitenwand des Ultraschallgebers in Längsrichtung vom Mittenteil zu den Stirnseiten des Ultraschallgebers zunimmt. Es ist ferner zweckmäßig, die oben genannten Oberflächen kugelförmig auszuführen. Cryo operations on hollow organs, for example on the larynx, on the esophagus, as well as in urological operations, it is recommended to use the ultrasound transducer in the form of a cylinder with a lateral surface for acoustic contact. It is advisable to use the In this case, the central opening of the ultrasonic transducer should also be cylindrical. It is necessary, Reducing the length of the ultrasound transducer can reduce the surface for acoustic contact and that of you opposite inner surface of the ultrasonic transducer are formed spherical. With such a form of the Ultrasonic transducer facilitates the introduction of the instrument into the cavity. For a given length of the section to be irradiated, the length of the ultrasonic transducer is minimal if the thickness of the side wall of the ultrasonic transducer increases in the longitudinal direction from the central part to the front sides of the ultrasonic transducer. It is also expedient to make the above-mentioned surfaces spherical.

Für die Durchführung von Operationen an Hohlorganen mit Zerstörung der in der Achse des Instrumentes liegenden Gewebe ist es ratsam, die zentrale Öffnung des Ultraschallgebers als Sackloch auszuführen, wobei mindestens der Bodenteil der Wandung dieser Öffnung gleichzeitig als Arbeitsteil des Kryodestruktors dienen kann.For performing operations on hollow organs with destruction of the tissue lying in the axis of the instrument, it is advisable to open the central opening of the ultrasound transducer run as a blind hole, at least the bottom part of the wall of this opening at the same time can serve as the working part of the cryodestructor.

Es ist ferner eine AusführungsVariante des Instruments möglich, bei der als Oberfläche für akustischen Kontakt die ganze Außenfläche des Ultraschallgebers dient, die aus einer seitlichen Drehfläche und einer Kugelstirnfläche besteht, die allmählich ineinander übergehen. Dadurch läßt sich die Homogenität des Ultraschallfeldes verbessern und der Einsatzbereich des InstrumentsIt is also an embodiment of the instrument possible with the entire outer surface of the ultrasonic transducer as the surface for acoustic contact serves, which consists of a lateral rotating surface and a spherical end face, which gradually merge into one another. This improves the homogeneity of the ultrasound field and the range of application of the instrument

erweitern.expand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind; in dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments which are shown in the drawing are illustrated; in this show:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäß aus- · gebildetes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument in Gesamtansicht,1 schematically shows a surgical ultrasonic cryo-instrument designed according to the invention in general view,

Fig. 2 schematisch den Arbeitsteil eines bis-(a und b) her bekannten chirurgischen Ultraschall-Kryoinstruments, Fig. 2 schematically shows the working part of a bis- (a and b) known surgical ultrasonic cryogenic instruments,

Fig. 3 den Arbeitsteil eines chirurgischen Ultraschall-Kryoinstruments in einer Ausführungsvariante der Erfindung mit einer Stirnfläche als Oberfläche für akustischen Kontakt im Querschnitt,3 shows the working part of a surgical ultrasonic cryo-instrument in one Design variant of the invention with an end face as a surface for acoustic contact in cross section,

Fig. 4 schematisch eine AusführungsVariante4 schematically shows an embodiment variant

für ein erfindungsgemäßes Ultraschall-Kryoinstrument mit einer kugelförmigen Ausbildung einer Stirnfläche für akustischen Kontakt und der dieser gegenüberliegenden Innenfläche des Ultraschallgebers ,for an ultrasonic cryo-instrument according to the invention with a spherical design of an end face for acoustic contact and the opposite one Inner surface of the ultrasonic transducer,

Fig. 5 den Arbeitsteil einer Modifikation für ein erfindungsgemäß ausgebildetes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument nach Fig. 4 im Schnitt,5 shows the working part of a modification for a surgical device designed according to the invention Ultrasonic cryo-instrument according to FIG. 4 in section,

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab den Ultraschallgeber des chirurgischen ültraschall-Kryoinstruments nach Fig. 5,6 shows, on an enlarged scale, the ultrasound transmitter of the surgical ultrasound cryo-instrument according to Fig. 5,

Fig. 7 schematisch eine Ausführungsvariante für ein erfindungsgemäßes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument mit einem Generator für elektrische Ultraschallschwingungen mit periodisch veränderbarer Frequenz und Amplitude,7 schematically shows a variant embodiment for a surgical device according to the invention Ultrasonic cryo-instrument with a generator for electrical ultrasonic vibrations with periodically variable frequency and amplitude,

Fig. 8 schematisch eine AusführungsVariante für ein erfindungsgemäßes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument mit einem zusätzlichen Ultraschallgeber,8 schematically shows an embodiment variant for an inventive surgical ultrasonic cryo-instrument with a additional ultrasonic transducer,

Fig. 9 schematisch eine Ausführungsvariante für ein erfindungsgemäßes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument mit in Längsrichtung verschiebbarem Kryodestruktor,9 schematically shows a variant embodiment for a surgical device according to the invention Ultrasonic cryo instrument with a longitudinally adjustable cryodestructor,

Fig. 10 schematisch eine AusführungsVariante für ein erfindungsgemäßes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument mit einer Seitenfläche für akustischen Kontakt,10 schematically shows an embodiment variant for an inventive surgical ultrasonic cryo-instrument with a Side surface for acoustic contact,

Fig. 11 den Arbeitsteil einer Modifikation des chirurgischen Ultraschall-Kryöinstruments nach Fig. 10,Fig. 11 shows the working part of a modification of the ultrasonic surgical cryo-instrument according to Fig. 10,

Fig. 12 schematisch eine AusführungsVariante für ein erfindungsgemäßes chirurgisches Ultraschall-Kryoinstrument mit einer Oberfläche für akustischen Kontakt, welche die Seiten- und die Stirnfläche des Ul-12 schematically shows an embodiment variant for an ultrasonic surgical cryo-instrument according to the invention with a surface for acoustic contact which covers the side and front surfaces of the ul-

traschallgebers einschließt,includes transducer,

Fig. 13 Diagramme für die Form der Ausgangs-(a bis d) signale der zum Generator für elektrische Schwingungen mit Ultraschallfrequenz gehörenden Baustufen.Fig. 13 Diagrams for the form of the output (a to d) signals to the generator for electrical Vibrations with ultrasonic frequency belonging construction stages.

Das in Fig. 1 dargestellte chirurgische Ultraschall-Kryoinstrument besitzt ein Gehäuse 1, in dem ein als axialsymmetrischer Körper ausgeführter Ultraschallgeber 2 und ein Kryodestruktor 3 angeordnet sind, dessen Arbeitsteil 4 im Ultraschallgeber 2 untergebracht ist.The ultrasonic surgical cryo-instrument shown in FIG. 1 has a housing 1 in which an ultrasonic transducer designed as an axially symmetrical body 2 and a cryodestructor 3 are arranged, the working part 4 of which is housed in the ultrasonic transducer 2.

In Fig. 2 (a und b), wo schematisch der Arbeitsteil eines bisher bekannten chirurgischen Ultraschall-Kryoinstruments zum Vergleich gezeigt ist, ist der Ultraschallgeber mit der Ziffer 2' und der Kryodestruktor, in dem dieser Ultraschallgeber 2' angeordnet ist, mit der Ziffer 3¹ bezeichnet.In Fig. 2 (a and b), where the working part of a previously known surgical ultrasonic cryo-instrument is shown schematically for comparison, the ultrasonic transmitter with the number 2 'and the cryodestructor, in which this ultrasonic transmitter 2' is arranged, with the number 3 ¹ denotes.

Der Ultraschallgeber 2 (Fig. 1) ist mit einem Generator 5 für elektrische Schwingungen mit der Ultraschallfrequenz elektrisch gekoppelt und stellt einen aus piezokeramischem Stoff ausgeführten Wandler dar, der elektrische Schwingungen in mechanische umwandelt. Am zweckmäßigsten ist es, den Ultraschallgeber 2 in Form eines Drehkörpers auszuführen, er kann jedoch im Prinzip auch eine andere Form aufweisen, was hauptsächlich von der Form des zu bestrahlenden Gewebsabschnitts abhängt.The ultrasonic generator 2 (Fig. 1) is equipped with a generator 5 for electrical oscillations at the ultrasonic frequency electrically coupled and represents a transducer made of piezoceramic material, the electrical Converts vibrations into mechanical ones. It is most useful, the ultrasonic transducer 2 in the form of a Execute rotating body, but it can in principle also have a different shape, mainly from the The shape of the tissue section to be irradiated depends.

Die dem zu bestrahlenden Gewebe zugekehrte Oberfläche 6 des Ultraschallgebers 2 bildet die Oberfläche für den akustischen Kontakt mit dem zu bestrahlenden Gewebe. Im dargestellten einfachsten Fall ist diese Ober-The surface 6 of the ultrasound transducer 2 facing the tissue to be irradiated forms the surface for acoustic contact with the tissue to be irradiated. In the simplest case shown, this upper

fläche 6 eine ebene Stirnfläche, welche die Behandlung der Oberflächenabschnitte des Gewebes ermöglicht.surface 6 is a flat end face, which the treatment of the surface sections of the fabric.

Der Kryodestruktor 3 ist in Form eines Stabes ausgeführt und in der zentralen Öffnung 7 des Ultraschallgebers 2 angeordnet. Im Kryodestruktor 3 ist ein Kanal 8 vorgesehen, der mit einer Kältemittelquelle 9 verbunden ist.The cryodestructor 3 is designed in the form of a rod and in the central opening 7 of the ultrasound transmitter 2 arranged. A channel 8 is provided in the cryodestructor 3 and is connected to a coolant source 9 is.

In Fig. 3 ist die Konstruktionszeichnung des Arbeitsteiles eines erfindungsgemäßen chirurgischen Ultraschall-Kryoinstruments dargestellt, bei dem die Oberfläche 6 für den akustischen Kontakt des Ultraschallgebers 2, die wiederum eine Stirnfläche davon ist, krummlinig ausgeführt ist.In Fig. 3 is the construction drawing of the working part of a surgical ultrasonic cryo-instrument according to the invention shown, in which the surface 6 for the acoustic contact of the ultrasonic transducer 2, which in turn is an end face thereof, is made curvilinear.

Die dieser Oberfläche 6 gegenüberliegende Innenfläche 10 des Ultraschallgebers 2 ist ebenfalls krummlinig, wobei die Dicke t des Ultraschallgebers 2 zwischen den Flächen 6 und 10 eine veränderliche Größe ist und von der Mitte bis zu den Randteilen des Drehkörpers, der den Ultraschallgeber 2 darstellt, zunimmt. Dadurch wird die Ultraschall-Kryodestruktion der Abschnitte gesichert, die sowohl unmittelbar unter dem Ultraschallgeber 2 als auch außerhalb der durch die Oberfläche 6 begrenzten Zone liegen.The inner surface 10 of the ultrasonic transducer 2 opposite this surface 6 is also curvilinear, wherein the thickness t of the ultrasonic transducer 2 between the surfaces 6 and 10 is a variable size and of the center to the edge parts of the rotating body, which represents the ultrasonic transducer 2, increases. This will make the Ultrasonic cryodestruction of the sections secured, those bounded by the surface 6 both immediately below the ultrasound transducer 2 and outside the area Zone.

In Fig. 4 ist eine AusführungsVariante des erfindungsgemäßen Ultraschall-Kryoinstruments gezeigt, bei der die beiden Flächen 6 und 10 Kugelflächen sind. Die Fläche 10 kann in diesem Fall als die Oberfläche der ganzen Wandung bzw. des Bodenteils der Wandung der zentralen Öffnung 7, die als Sackloch ausgeführt ist, be-In Fig. 4 is a variant embodiment of the invention Ultrasonic cryo-instrument shown in which the two surfaces 6 and 10 are spherical surfaces. the Surface 10 can in this case as the surface of the entire wall or the bottom part of the wall of the central Opening 7, which is designed as a blind hole,

trachtet werden. Dieser Bodenteil der Wandung dient gleichzeitig als Arbeitsteil des Kryodestruktors 3, da er den über den Kanal 8 mit Kältemittel gefüllten Raum begrenzt.be sought. This bottom part of the wall also serves as the working part of the cryodestructor 3, since it delimits the space filled with refrigerant via channel 8.

Das in dieser Form hergestellte Instrument eignet sich vor allem für die Durchführung von Operationen an Hohlorganen mit Zerstörung der Gewebe, die in der Achse des Instruments liegen. Die Mitten der Kugeln des Halbdurchmessers r für die Fläche 10 und des Halbdurchmessers R für die Fläche 6 können gegeneinander derart versetzt sein, daß die Dicke t des Ultraschallgebers 2 eine veränderliche Größe ist und von der Mitte zu den Randteilen zunimmt, was dieselbe Wirkung hat wie beim Einsatz des in Fig. 3 gezeigten Instruments.The instrument produced in this form is particularly suitable for performing operations Hollow organs with destruction of the tissues that lie in the axis of the instrument. The centers of the balls of the Half diameter r for the surface 10 and the half diameter R for the surface 6 can be against each other be offset so that the thickness t of the ultrasonic transducer 2 is a variable amount and from the center to the edge parts, which has the same effect as when the instrument shown in FIG. 3 is used.

In Fig. 5 ist der Arbeitsteil eines erfindungsgemäßen Instruments gezeigt, das vorwiegend für die Behandlung der Oberflächenabschnitte von Geweben eingesetzt wird, die schwer zugänglich sind, beispielsweise im Kehlkopf, in der Speiseröhre u. dgl.In Fig. 5 is the working part of one according to the invention Instruments shown, which are mainly used for the treatment of the surface sections of tissues that are difficult to access, for example in the larynx, esophagus and the like.

An der kugeligen Innenfläche 10 des Ultraschallgebers 2 ist eine Innenelektrode angeordnet, die zum Anschluß an den Generator 5 bestimmt ist.On the spherical inner surface 10 of the ultrasonic transducer 2, an inner electrode is arranged, which for Connection to the generator 5 is intended.

Eine Außenelektrode ist an der Oberfläche 6 für den akustischen Kontakt zum Behandlungsobjekt angeord'-net, die ebenfalls eine Kugelfläche ist. Die Dicke t des Ultraschallgebers 2 nimmt von der Mitte zu den Randteilen zu.An external electrode is arranged on the surface 6 for acoustic contact with the object to be treated, which is also a spherical surface. The thickness t of the ultrasonic transducer 2 increases from the center to the edge parts to.

Zwecks maximaler Erweiterung des Bündelungsdiagramms der Ultraschallstrahlung sind die Halbdurchmesser r undFor the purpose of maximal expansion of the bundling diagram of the ultrasonic radiation, the half-diameters r and

R der kugeligen Flächen 6 und 10 (Fig. 6) nach den FormelnR of the spherical surfaces 6 and 10 (Fig. 6) according to the Formulas

(1)(1)

2 sini
ο2 sini
ο

r = R £i - cos <f>_o + sin Φ_ο · ctg (Φ_ο + 45°)J - t_Q (2)r = R £ i - cos <f> _o + sin Φ _ο ctg (Φ _ο + 45 °) J - t _Q (2)

berechnet. Hierin bedeuten:calculated. Herein mean:

D den Durchmesser des Ultraschallgebers 2,D the diameter of the ultrasonic transducer 2,

Φ den Neigungswinkel des Randabschnitts der erhabenen Arbeitsfläche gegenüber der Achse des Ultraschallgebers 2,Φ the angle of inclination of the edge section of the raised work surface with respect to the axis of the ultrasonic transducer 2,

t die minimale Dicke des Ültraschallgebers 2.t is the minimum thickness of the ultrasonic transducer 2.

Der Winkel φ wird seinerseits je nach den Abmessuno The angle φ is in turn depending on the dimensions

gen des Ultraschallgebers 2 und den Eigenschaften des Geberwerkstoffes gewählt und beträgtgene of the ultrasonic transducer 2 and the properties of the Encoder material selected and amounts to

. V ' ■ Φ_ο = 90° - α - arc sin 0,56 ψ- (3).. V '■ Φ _ο = 90 ° - α - arc sin 0.56 ψ- (3).

Hierin bedeuten:Herein mean:

α die Winkelbreite des Bündelungsdiagramms,α is the angular width of the bundling diagram,

V die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle im Ultraschallgeber 2.V is the speed of propagation of the ultrasonic wave in the ultrasonic transducer 2.

Der Winkel α wird aus der GleichungThe angle α is derived from the equation

α = arc sin 0,52 ^ (4)α = arc sin 0.52 ^ (4)

ermittelt, worin λ die Wellenlänge der Ultraschallwelle im bestrahlten Medium ist.determines where λ is the wavelength of the ultrasonic wave in the irradiated medium.

Für sämtliche Parameter der Bestrahlungszone beträgt der Winkel ⁰^ etwa 180 , was auf das Zusammenwirken der Oberfläche 6, des Randabschnitts der Geberoberfläche, der gegenüber der Mittenachse des Ultraschallgebers geneigt ist (der Neigungswinkel hängt von der Konvexität der Oberfläche 6 ab), und der Flanke der Ultraschallwelle im Ultraschallgeber 2 zurückzuführen ist, dessen Neigung von der Dickenänderung des Ultraschallgebers 2 zwischen den Flächen 6 und 10 abhängig ist.For all parameters of the irradiation ^{zone, the angle 0} ^ is about 180, which is due to the interaction of the surface 6, the edge section of the transducer surface, which is inclined relative to the center axis of the ultrasonic transducer (the angle of inclination depends on the convexity of the surface 6), and the flank of the ultrasonic wave in the ultrasonic generator 2, the inclination of which is dependent on the change in thickness of the ultrasonic generator 2 between the surfaces 6 and 10.

Bei Nichteinhalten des Verhältnisses zwischen den Halbmessern r und R, das in den Formeln (1) und (2) angeführt ist, wachsen die Verluste bei der Umwandlung elektrischer Schwingungen in mechanische.Failure to comply with the ratio between the radii r and R given in formulas (1) and (2) is, the losses increase when converting electrical vibrations into mechanical ones.

Weichen die Oberflächen 6 und 10 von der Kugelform ab, fällt die Effektivität des Ultraschallgebers 2 wegen der ungleichmäßigen Änderung der Wandlereigenschaften am Durchmesser ab. Es tritt eine Nichtlinearität in der Amplituden-Frequenz-Kennlinie und im Bündelungsdiagramm auf.If the surfaces 6 and 10 deviate from the spherical shape, the effectiveness of the ultrasonic transmitter 2 falls because of the uneven change in the transducer properties on the diameter. A non-linearity occurs in the amplitude-frequency characteristic and in the bundling diagram.

Für eine gleichmäßige Ultraschallbestrahlung der Destruktionszone, insbesondere bei einem breiten Bündelungsdiagramm für den Ultraschallstrahl, das durch die Form des Ultraschallgebers 2 gesichert wird, wird im chirurgischen Ultraschall-Kryoinstrument ein GeneratorFor a uniform ultrasound irradiation of the destruction zone, especially with a broad bundling diagram for the ultrasonic beam, which is secured by the shape of the ultrasonic transducer 2, is im ultrasonic surgical cryogenic instrument a generator

. ::^:·-ϋ-.>·Ο.::. 321Ο19Ο . :: ^- ::> · Ο · -ϋ... 321Ο19Ο

-ZT--ZT-

für elektrische Ultraschallschwingungen mit periodisch veränderbarer Amplitude und Frequenz verwendet, was einen Ausgleich der Ultraschallstrahlungsstärke innerhalb der Destruktionszone ermöglicht. Dieses Instrument ist in Fig. 7 gezeigt.for electrical ultrasonic vibrations with periodic variable amplitude and frequency are used, which compensates for the ultrasonic radiation intensity within the destruction zone. This instrument is shown in FIG.

Der Generator 5 für elektrische Schwingungen enthält in diesem Fall eine Reihenschaltung aus einem Generator 11 für Sinusschwingungen, einem Frequenzmodulator 12 und einem Modulator 13 für die Ultraschallschwingungsamplitude, deren Funktion beliebige an sich bekannte Baustufen entsprechenden Verwendungszwecks erfüllen können. Die Steuereingänge der Modulatoren 12 und 13 sind mit einem Steuergenerator 14 parallel geschaltet, der ein Dreieckimpulsgenerator ist.In this case, the generator 5 for electrical oscillations contains a series circuit of a generator 11 for sinusoidal oscillations, a frequency modulator 12 and a modulator 13 for the ultrasonic oscillation amplitude, the function of which can fulfill any intended use that is known per se. The control inputs of the modulators 12 and 13 are with connected in parallel to a control generator 14 which is a triangular pulse generator.

Eine andere Möglichkeit zur Erweiterung der Zone der Ultraschall-Kryoeinwirkung, die einen unmittelbaren Kontakt mit dem zu zerstörenden Gewebsabschnitt voraussetzt, besteht in der Verwendung eines zusätzlichen Ultraschallgebers 15 gemäß der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsvariante für ein Ultraschall-Kryoinstrument.Another way to expand the zone of the Ultrasonic cryogenic action, which requires direct contact with the tissue section to be destroyed, consists in the use of an additional ultrasonic transmitter 15 according to the variant shown in FIG for an ultrasonic cryogenic instrument.

Im gemeinsamen Gehäuse 1 dieses Instruments sind ein Haupt-Ultraschallgeber 2 in Form eines flachen ringförmigen Piezoelements mit einer Innenelektrode 17 und einer Außenelektrode 18 und in der Ringöffnung der Kryodestruktor 3 angeordnet, an dessen Arbeitsteil 4 auf der Stirnseite ein zusätzlicher Ultraschallgeber 15 befestigt ist, der ein scheibenförmiges Piezoelement mit einer Außenelektrode 18 und einer Innenelektrode 19 darstellt und vom Haupt-Ultraschallgeber 2 durch eine Wärmeisolationsdichtung 20 isoliert ist.In the common housing 1 of this instrument are a main ultrasonic transducer 2 in the form of a flat ring-shaped Piezo element with an inner electrode 17 and an outer electrode 18 and the cryodestructor in the ring opening 3 arranged, attached to the working part 4 on the front side, an additional ultrasonic transducer 15 which represents a disk-shaped piezo element with an outer electrode 18 and an inner electrode 19 and is insulated from the main ultrasonic transducer 2 by a heat insulation gasket 20.

Der Kryodestruktor 3 ist über Kanäle 8 mit einer Kältemittelquelle 9 verbunden. Die Elektroden 16 bis 19 sind mittels einer Steckvorrichtung 21 an den Generator 5 für elektrische Schwingungen mit Ultraschallfrequenz angeschlossen.The cryodestructor 3 is via channels 8 with a Refrigerant source 9 connected. The electrodes 16 to 19 are connected to the generator by means of a plug-in device 21 5 connected for electrical vibrations with ultrasonic frequency.

In der in Fig. 9 gezeigten AusfuhrungsVariante der Erfindung können die Zonen des Wärme- und des aku-? stischen Kontakts in einen Abstand zueinander gelegt werden, was unter Umständen für die Bestrahlung von Geweben nötig ist, die Wände von Hohlräumen bilden, in die das ganze Instrument nicht eingeführt werden kann.In the variant embodiment shown in FIG of the invention, the zones of warmth and acu? static contact are placed at a distance from each other, which may be responsible for the irradiation of Tissues are needed to form the walls of cavities into which the entire instrument cannot be inserted can.

Im Ultraschallgeber 2, der eine konkave sphärische Stirnfläche 6 für den akustischen Kontakt hat, ist eine Durchgangsmittenöffnung 7 ausgeführt, durch die der Arbeitsteil 4 des Kryodestruktors 3 hindurchgeht. Ein Ring 22 aus wärmeleitendem Material sichert den erforderlichen Wärmekontakt zwischen dem Kryodestruktor 3 und dem Ultraschallgeber 2 an der ebenen Innenfläche 10. Der Kryodestruktor 3 ist im Ultraschallgeber 2 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet.In the ultrasonic transducer 2, which has a concave spherical end face 6 for acoustic contact, is one Running center opening 7 carried out through which the working part 4 of the cryodestructor 3 passes. A Ring 22 made of thermally conductive material ensures the required thermal contact between the cryodestructor 3 and the ultrasound transmitter 2 on the flat inner surface 10. The cryodestructor 3 is in the ultrasound transmitter 2 in Arranged longitudinally displaceable.

Eine am Gehäuse 1 befestigte Spannzange 23 mit einer Mutter 24 dient zur Sicherung der gegenseitigen Anordnung des Ultraschallgebers 2 und des Kryodestruktors 3, was durch die Geometrie des Hohlraums bestimmt wird, in dem sich der zu bestrahlende Gewebsabschnitt befindet. A collet 23 attached to the housing 1 with a nut 24 is used to secure the mutual arrangement the ultrasonic transducer 2 and the cryodestructor 3, which is determined by the geometry of the cavity, in which the tissue section to be irradiated is located.

Für die Bestrahlung der Wände eines rohrförmigen Organs kann die Oberfläche 6 für den akustischen Kontakt in Form der Mantelfläche eines Drehkörpers, z. B'. For the irradiation of the walls of a tubular organ, the surface 6 for acoustic contact can be in the form of the lateral surface of a rotating body, e.g. B '.

821019.Ö821019.Ö

eines Zylinders, ausgeführt werden. Diese Ausführungsvariante der Erfindung ist schematisch in Fig. 10 gezeigt. Die Dichtung 25 schützt die in der Achse des Instruments liegenden Gewebe vor Kryoeinwirkung. of a cylinder. This embodiment variant of the invention is shown schematically in FIG. The seal 25 protects the tissues lying in the axis of the instrument from the effects of cryo.

Die krummen Seitenlinien der Oberfläche 6 für den akustischen Kontakt zum Bestrahlungsmedium und der Innenfläche 10 des Ultraschallgebers 2 bieten die Möglichkeit, bei gleicher Ausdehnung der Destruktionszone die Länge des Ultraschallgebers 2 im Vergleich zu der Länge eines Gebers zu vermindern, bei dem die beiden genannten Oberflächen zylindrisch sind (Fig. 11). Aus dieser Sicht ist eine ballige Form des Ultraschallgebers 2 mit kugelförmiger Innen- und Außenfläche und mit einer Wandung von veränderlicher Dicke besonders vorteilhaft, die von der Mitte zu den Stirnseiten hin zunimmt. Hier wirkt derselbe Effekt, der bei der Erläuterung der AusführungsVariante mit einer Stirnfläche für den akustischen Kontakt (Fig. 5) beschrieben wurde. Außerdem läßt sich das Instrument bei dieser Form in ein rohrförmiges Organ leichter einführen.The curved side lines of the surface 6 for the acoustic contact with the irradiation medium and the inner surface 10 of the ultrasonic transducer 2 offer the possibility of with the same extent of the destruction zone to reduce the length of the ultrasonic transducer 2 compared to the length of a transducer in which the two said surfaces are cylindrical (Fig. 11). the end This view is a spherical shape of the ultrasonic transducer 2 with a spherical inner and outer surface and with a wall of variable thickness, which increases from the center to the end faces, is particularly advantageous. The same effect works here that was used in the explanation of the variant with an end face for the acoustic contact (Fig. 5) was described. In addition, the instrument can be used in this form in insert a tubular organ more easily.

Für eine allseitige Bestrahlung der Wände eines Hohlraums kann die Oberfläche 6 für den akustischen Kontakt des Ültraschall-Kryoinstruments sowohl die Seitenais auch die Stirnfläche des Gebers 2 einschließen, die in diesem Fall allmählich ineinander übergehen, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist.For all-round irradiation of the walls of a cavity, the surface 6 can be used for acoustic contact of the ultrasonic cryo-instrument include both the side and the end face of the transducer 2, which in this case gradually merge as shown in FIG.

Die Wirkungsweise des chirurgischen Ültraschall-Kryoinstruments besteht in folgendem. Der Ultraschallgeber 2 (Fig. 1) und der Kryodestruktor 3 werden mit der Oberfläche des zu zerstörenden Gewebes 26 in Berührung gebracht, wobei der Wärmekontakt durch mechanisches Andrücken des Kryodestruktors 3 an das befeuchtete GewebeHow the Ultrasonic Surgical Cryogenic Instrument Works consists in the following. The ultrasonic generator 2 (Fig. 1) and the cryodestructor 3 are with the Surface of the tissue to be destroyed 26 brought into contact, the thermal contact by mechanical pressure of the cryodestructor 3 to the moistened tissue

OQ,OQ,

erreicht wird, während der akustische Kontakt eines gegen starke Temperatursprünge beständigen Kontaktmediums wie Silikonöl bedarf. Danach erfolgt die Kryodestruktion der Gewebe durch Zuführung des Kältemittels, als welches in der Regel flüssiger Stickstoff benutzt wird, von der Kältemittelquelle 9 zum Arbeitsteil 4 des Kryodestruktors 3. Gleichzeitig mit der Kühlung bzw. unmittelbar danach wird das Gewebe der Ultraschalleinwirkung ausgesetzt.is achieved while the acoustic contact of a contact medium resistant to sharp temperature jumps like silicone oil needs. Then the tissue is cryodestructured by supplying the refrigerant, as which as a rule liquid nitrogen is used, from the refrigerant source 9 to the working part 4 of the cryodestructor 3. Simultaneously with the cooling or immediately afterwards, the tissue is exposed to ultrasound exposed.

In Fig. 1 und 2 ist zum einen die Zone der effektiven Kryoeinwirkung und zum anderen die Zone der effektiven Ultraschalleinwirkung gezeigt. Der Überdeckungsbereich ist die Zone des effektiven Zusammenwirkens des Kryo- und des Ultraschallfaktors.In FIGS. 1 and 2, on the one hand, the zone of the effective cryogenic action and, on the other hand, the zone of the effective Ultrasound exposure shown. The coverage area is the zone where the Cryogenic and ultrasonic factors.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß bei der Einwirkung auf das Gewebe 26 mit dem erfindungsgemäßen chirurgischen Ultraschall-Kryoinstrument die effektiven Zonen der Kryo- und der Ultraschalleinwirkung beinahe vollständig zusammenfallen. Sie decken sich lediglich in einem sehr geringen Raum unmittelbar am Stirnende des Kryodestruktors 3 nicht, was bei einem geringen Durch-, messer des letzteren belanglos ist.From Fig. 1 it can be seen that when acting on the tissue 26 with the surgical according to the invention Ultrasonic cryogenic instrument almost completely eliminates the effective zones of cryogenic and ultrasonic effects coincide. They only coincide in a very small space directly at the front end of the Cryodestructor 3 does not, which in the case of a low throughput, knife of the latter is irrelevant.

Das in Fig. 2 gezeigte Bündelungsdiagramm des Ultraschallstrahls des bekannten chirurgischen Ultraschall-Kryoinstruments entspricht dem Fall, daß der Durchmesser D des Arbeitsteils des Ultraschallgebers 2 die Wellenlänge λ der Ultraschallwelle im bestrahlten Medium wesentlich, beispielsweise um das 10-fache, überschreitet (D = 10 λ). Für einen noch größeren Wert von D, d. h. bei D >10 λ, kann die Divergenz des Ultraschallstrahles überhaupt vernachlässigt werden, wobei das Zusammen-The focusing diagram of the ultrasonic beam shown in FIG of the known surgical ultrasonic cryo-instrument corresponds to the case that the diameter D of the working part of the ultrasonic generator 2 is the wavelength λ of the ultrasonic wave in the irradiated medium significantly, for example by 10 times, exceeds (D = 10 λ). For an even larger value of D, i.e. H. at D> 10 λ, the divergence of the ultrasonic beam can be neglected at all, whereby the combined

-ver der effektiven Zonen der Kryo- und der Ultraschalleinwirkung noch unvollständiger wird, als es in Fig. 2a gezeigt ist. -ver of the effective zones of the cryogenic and ultrasonic action becomes even more incomplete than is shown in FIG. 2a.

Ist der Durchmesser D des Arbeitsteils des Ultraschallgebers 2 kleiner bzw. gleich der Wellenlänge λ der Welle im bestrahlten Medium, so stellt der Ultraschallgeber 2 im wesentlichen eine Punktquelle für Ultraschall dar, von der sich eine Kugelwelle (Fig. 2b) ausbreitet. Dabei fällt die Intensität J an der Wellenflanke offensichtlich in Übereinstimmung mit der Gesetzmäßigkeit J=J S /S ab, worin J die vorgegebene Stärke der Ultraschallstrahlung, S = 2ττ r die Fläche der Hemisphäre des Ultraschallgebers mit einem Halbmesser rIs the diameter D of the working part of the ultrasonic transducer 2 less than or equal to the wavelength λ of the wave in the irradiated medium, then the ultrasonic generator 2 essentially represents a point source for Ultrasound, from which a spherical wave (Fig. 2b) propagates. The intensity J falls on the wave flank obviously in accordance with the law J = J S / S ab, where J is the given strength of the ultrasonic radiation, S = 2ττ r the area of the Hemisphere of the ultrasound transducer with a radius r

2
und S = 2 ir R die Hälfte der Fläche der Kugel sind, die von der Wellenflanke gebildet wird.2
and S = 2 ir R are half the area of the sphere that is formed by the shaft flank.

Die durchgeführten Untersuchungen ergaben, daß für die maximale Wellenlänge λ = 0,17 cm im Gewebe der Abfall der Strahlungsintensität bis auf einen Wert, bei dem die Strahlung unwirksam wird, bei einem Abstand von R = 0,38 cm erfolgt, was praktisch ein Ausbleiben, des Ultraschall-Kryoeffekts bedeutet.The tests carried out showed that for the maximum wavelength λ = 0.17 cm in the tissue of the Decrease in radiation intensity down to a value at which the radiation becomes ineffective at a distance of R = 0.38 cm takes place, which practically means that the ultrasonic cryo-effect does not occur.

In allen anderen Fällen, d. h. bei λ< D <10 λ, entspricht das Bündelungsdiagramm des Ultraschallstrahls einem Zwischenfall und fällt mit der Kryodestruktionszone (im erforderlichen Intensitätsbereich) nicht zusammen* In all other cases, i. H. if λ <D <10 λ, corresponds to the convergence diagram of the ultrasonic beam an incident and coincides with the cryodestruction zone (in the required intensity range) not together *

Der Vergleich der effektiven Zonen der Kryogen- und der Ultraschalleinwirkung auf das zu zerstörende Gewebe beim Einsatz des bisher bekannten und des erfindungsgemäßen Ultraschall-Kryoinstruments zeigt somit deutlich, daß die Effektivität der kombinierten Einwir-The comparison of the effective zones of the cryogenic and the action of ultrasound on the tissue to be destroyed when using the previously known and the inventive Ultrasonic cryo-instruments clearly shows that the effectiveness of the combined exposure

kung der Kühlung und des Ultraschalls beim erfindungsgemäßen Instrument wesentlich höher ist, was auf die maximale Überlagerung dieser Zonen zurückzuführen ist.kung of cooling and ultrasound in the instrument according to the invention is much higher, which is due to the maximum overlap of these zones is due.

Es ist zu bemerken, daß in den AusfuhrungsVarianten des Ultraschall-Kryoinstruments nach Fig. 4, 7, 8 und 12 die "tote" Zone, in welcher die Zonen der Kryogen- und der Ultraschalleinwirkung nicht zusammenfallen und die für die Ultraschallgeber mit der Durchgangsmittenöffnung kennzeichnend ist, überhaupt nicht vorhanden ist.It should be noted that in the execution variants of the ultrasonic cryo-instrument according to FIGS. 4, 7, 8 and 12, the "dead" zone in which the zones of the cryogenic and the action of ultrasound do not coincide and those for the ultrasound transducer with the passage center opening is characteristic, does not exist at all.

Wie es in Fig. 7 für die darin dargestellte Ausführungsvariante des chirurgischen Ultraschall-Kryoinstrumentes gezeigt ist, ist die Zone der effektiven Ultraschall-Kryoeinwirkung wesentlich größer und umfaßt auch, die Abschnitte, die nicht mit dem Ultraschallgeber 2 in Berührung stehen.As is the case in FIG. 7 for the variant embodiment of the surgical ultrasonic cryo-instrument shown therein As shown, the zone of effective ultrasonic cryo-exposure is much larger and encompassed also, the sections that are not in contact with the ultrasonic transducer 2.

An den Frequenzmodulator 12 wird vom Ausgang des Generators 11 ein sinusförmiges Ausgangssignal (Fig. 13a) gelegt. Die Frequenzmodulation der Ultraschallspannung wird durch die Dreieckspannung durchgeführt, , die vom Steuergenerator 14 (Fig. 13b) erzeugt und an den Steuereingang des Frequenzmodulators 12 gelegt wird, so daß an dessen Ausgang ein frequenzmoduliertes Signal (Fig. 13c) erscheint, das dem Amplitudenmodulator 13 zugeführt wird.A sinusoidal output signal (Fig. 13a). The frequency modulation of the ultrasonic voltage is carried out by the triangular voltage,, which is generated by the control generator 14 (Fig. 13b) and applied to the control input of the frequency modulator 12, so that at its output a frequency-modulated signal (FIG. 13c) appears, which the amplitude modulator 13 is fed.

Die Amplitudenregelung erfolgt ebenfalls durch die Dreieckspannung (Fig. 13b), die vom Steuergenerator 14 an den Steuereingang des Modulators 13 derart angelegt wird, daß die Schwingungsamplitude bei Zunahme der Frequenz auch zunimmt, um die FrequenzabhängigkeitThe amplitude control is also carried out by the triangular voltage (FIG. 13b), which is generated by the control generator 14 applied to the control input of the modulator 13 in this way is that the oscillation amplitude also increases as the frequency increases, by the frequency dependency

321Ο19Ο321Ο19Ο

der Ültraschalldämpfung auszugleichen. Somit erscheint am Ausgang des Modulators 13 ein amplituden-frequenzmoduliertes Signal (Fig. 13d), das am Ultraschallgeber 2 ankommt.to compensate for the ultrasonic attenuation. Thus appears at the output of the modulator 13 an amplitude-frequency-modulated Signal (FIG. 13d) that arrives at the ultrasonic transducer 2.

Je nach der Änderung von Signalamplitude und -frequenz treten unterschiedliche Abschnitte des Ultraschallgebers 2 zu unterschiedlichen Zeitpunkten in Resonanz bei jeder Frequenz, was eine Änderung des Bündelungsdiagramms vom "gestreckten" an der bestrahlten Oberfläche bei der unteren Betriebsfrequenz bis aufs "zusammengedrängte" in dieser Richtung und gestreckte entlang der Achse des Ultraschallgebers 2 bei der oberen Betriebsfrequenz hervorruft. Somit wird das gesamte vom Kryodestruktor 3 gekühlte Gewebe einer gleichmäßigen (zeitbezogen mittleren) Ultraschalleinwirkung ausgesetzt. Depending on the change in signal amplitude and frequency, different sections of the ultrasonic transducer occur 2 at different times in resonance at each frequency, causing a change in the bundling diagram from the "stretched" on the irradiated surface at the lower operating frequency to the "compressed" in this direction and stretched along the axis of the ultrasonic transducer 2 at the top Operating frequency causes. Thus, the entire from Cryodestructor 3 exposed cooled tissue to a uniform (time-based mean) ultrasound effect.

Bei der Ausführungsvariante des Instruments nach Fig. 8 werden die beiden Ultraschallgeber 2 und 15 mit dem zu zerstörenden Gewebe in Berührung gebracht.For the variant of the instrument according to 8 the two ultrasound transmitters 2 and 15 are brought into contact with the tissue to be destroyed.

Das Kältemittel wird über die Kanäle 8 dem Kryodestruktor 3 zugeführt und das Gewebe wird in einer Zone gekühlt, die durch den Halbmesser begrenzt ist, der um 2 cm größer ist als der Halbmesser des Arbeitsteils 4 des Kryodestruktors 3. Dabei erfolgt die Ultraschalleinwirkung im Bereich des Halbmessers des Arbeitsteils 4 mittels des Ultraschallgebers 15,dessen Durchmesser dem Durchmesser dieses Teils gleich ist, und außerhalb des Bereichs des genannten Halbmessers mittels des Ultraschallgebers 2, der vom Ultraschallgeber 15 zur Verhinderung der Kryodestruktion der Gewebe vom Ultraschaligeber 2 wärmeisoliert ist.The refrigerant is fed to the cryodestructor 3 via the channels 8 and the tissue is in a Zone cooled, which is limited by the radius, which is 2 cm larger than the radius of the working part 4 of the cryodestructor 3. The action of ultrasound takes place in the area of the radius of the working part 4 by means of the ultrasonic transmitter 15, whose Diameter is equal to the diameter of this part, and outside the range of said radius by means of the ultrasonic transmitter 2, which is from the ultrasonic transmitter 15 is thermally insulated from the ultrasonic transducer 2 to prevent cryodestruction of the tissue.

Dank einer solchen Bauweise des Instruments kann der Arbeitsteil 4 des Kryodestruktors 3 eine beliebige vorgegebene Größe haben. Dabei decken sich die Zonen der effektiven Kryogen- und Ultraschalleinwirkung vollständig. Thanks to such a construction of the instrument, the working part 4 of the cryodestructor 3 can be of any desired type have a predetermined size. The zones of the effective cryogenic and ultrasonic action completely coincide.

Die Wirkungsweise des in Fig. 9 gezeigten Instruments kann am Beispiel der Ultraschall-Kryodestruktion von pathologischen Strukturen des Gebärmutterhalses erläutert werden.The mode of operation of the instrument shown in FIG. 9 can be illustrated using the example of ultrasonic cryodestruction of pathological structures of the cervix are explained.

Vor der Zuführung des Kältemittels von der Kältemittelquelle 9 und der Einschaltung des Generators 5 wird der Arbeitsteil 4 des Kryodestruktors 3 über die Stirnfläche 6 des Ultraschallgebers 2 um eine Strecke vorgeschoben, die von der Größe und Lage des pathologischen Abschnitts abhängig ist, wonach der Kryodestruktor 3 durch die Spannzange 23 gesichert wird. Die Arbeitsfläche 4 des Kryodestruktors 3 und die Oberfläche 6 des Ultraschallgebers 2 werden mit dem Gebärmutterhals 27 in Berührung gebracht, wozu der Arbeitsteil 4 des Kryodestruktors 3 in den Cervixkanal 28 eingeführt wird. Die erforderliche Güte des Wärme- und des akustischen Kontakts wird mit Hilfe von Silikonöl oder einer ähnlichen Flüssigkeit gesichert.Before the supply of refrigerant from the refrigerant source 9 and the activation of the generator 5, the working part 4 of the cryodestructor 3 is via the Front face 6 of the ultrasonic transducer 2 advanced by a distance that depends on the size and location of the pathological Depending on the section, the cryodestructor 3 is secured by the collet 23. The work surface 4 of the cryodestructor 3 and the surface 6 of the ultrasound transducer 2 are connected to the cervix 27 brought into contact, for which purpose the working part 4 of the cryodestructor 3 is inserted into the cervical canal 28 will. The required quality of thermal and acoustic contact is achieved with the help of silicone oil or a similar liquid secured.

Danach wird die Kryodestruktion der Gewebe in der Pathologiezone 29 durch Zuführen des Kältemittels von der Kältemittelquelle 9 in den Arbeitsteil 4 des Kryodestruktors 3 vorgenommen. Unter dem Einfluß des Wärmewiderstandes der Gewebe erhält die Zone der Kryodestruktion die Form, die in Fig. 9 gezeigt ist und der Pathologiezone 29 entspricht.Thereafter, the cryodestruction of the tissues in the pathology zone 29 is carried out by supplying the refrigerant the refrigerant source 9 is made in the working part 4 of the cryodestructor 3. Under the influence of thermal resistance the tissue becomes the zone of cryodestruction the shape shown in Fig. 9 and the pathological zone 29 corresponds.

Gleichzeitig mit der Kryodestruktion wird der Gebärmutterhals 27 mit Ultraschall bestrahlt. Der KörperSimultaneously with the cryodestruction, the cervix 27 is irradiated with ultrasound. The body

der Gebärmutter 27 in der Pathologiezone 29 stellt infolge der durch die Kühlung verursachten Erhärtung einen Wellenleiter für die Ultraschallschwingungen dar, in dem der Ultraschall mehrmals reflektiert wird, wodurch das Ultraschallfeld der erforderlichen Stärke in der gesamten Zone der Kryodestruktion erzeugt wird.the uterus 27 in the pathological zone 29 is a result of the hardening caused by the cooling Waveguide for the ultrasonic vibrations, in which the ultrasound is reflected several times, whereby the ultrasonic field of the required strength is generated in the entire zone of cryodestruction.

Die Wirkungsweise des in Fig. 10, 11 und 12 gezeigten Instruments ist der des in Fig. 1 gezeigten Instruments ähnlich mit dem Unterschied, daß die Oberfläche 6 für den akustischen Kontakt bei den in Fig. 10 und 11 gezeigten Instrumenten die Mantelfläche eines Drehkörpers ist, während bei dem Instrument nach Fig. die Oberfläche 6 die Mantel- und die Stirnfläche einschließt, wodurch diese Modifikationen für Operationen an rohrförmigen Organen besonders gut geeignet sind.The operation of that shown in FIGS. 10, 11 and 12 Instrument is similar to that of the instrument shown in Fig. 1 except that the surface 6 for the acoustic contact in the instruments shown in FIGS. 10 and 11, the lateral surface of a Is rotating body, while in the instrument according to Fig. The surface 6 includes the jacket and the end face, whereby these modifications are particularly well suited for operations on tubular organs.

Dabei kann das Instrument nach Fig. 11 eine Länge haben, die kleiner ist als die Länge der Destruktionszone, da die Breite des Bündelungsdiagramms des Ultraschallstrahls größer ist, was vorstehend schon erläutert wurde.The instrument according to FIG. 11 can have a length which is smaller than the length of the destruction zone, since the width of the focusing diagram of the ultrasonic beam is greater, which has already been explained above became.

Die Effektivität der Ultraschal1-Kryoeinwirkung auf pathologische Gewebsstrukturen wird nachstehend an einigen Beispielen für die Behandlung von Tieren erläutert. The effectiveness of ultrasound1 cryogenic action Pathological tissue structures are explained below using a few examples for the treatment of animals.

Für die Versuche wurden vier Gruppen von weißen Ratten genommen. In der ersten Versuchsgruppe wurde nach dem bekannten Verfahren eine Mittenlaparotomie vorgenommen, wonach die Milz herausgenommen und mit anschließendem Zunähen der Operationswunde unter keimfreien Bedingungen wiederum in die Bauchhöhle eingebracht wurde.Four groups of white rats were used for the experiments. In the first experimental group it was performed a mid-laparotomy according to the known method, after which the spleen is removed and followed by Suturing the surgical wound was again introduced into the abdominal cavity under sterile conditions.

ρ2ro 19ορ2ro 19ο

In, der zweiten Versuchsgruppe wurde außer der Laparotomie und Herausnahme der Milz eine Bestrahlung der Milz mit einer ünterschwellendosis von Ultraschallschwingungen im Impulsbetrieb im Verlaufe einer Minute bei 'einer Energiedichte von 2 W/cm unter keimfreien Bedingungen vorgenommen, wonach die Milz anschließend in die Bauchhöhle gebracht und die Operationswunde zugenäht wurde.In the second experimental group, in addition to the laparotomy and removal of the spleen, radiation was carried out the spleen with a sub-threshold dose of ultrasonic vibrations in pulsed operation over the course of one minute at an energy density of 2 W / cm under aseptic Conditions are made, after which the spleen is then brought into the abdominal cavity and the surgical wound is sewn shut became.

Die Bestrahlung wurde mit Hilfe eines industriemäßig hergestellten Ultraschall-Therapiegeräts mit einer Schwingungsfrequenz von 2640 kHz, einer Impulsdauer von 10 iris und einer Impulsfolgefrequenz von 50 Hz durchgeführt. The irradiation was carried out using an industrially manufactured ultrasound therapy device with a Oscillation frequency of 2640 kHz, a pulse duration of 10 iris and a pulse repetition frequency of 50 Hz.

In der dritten Versuchsgruppe wurde die Milz nach der Laparotomie unter keimfreien Bedingungen im Laufe von 1 min bei einer Temperatur von -150 ⁰C mit Hilfe der Einrichtung zum örtlichen Einfrieren biologischer Gewebe nach dem UdSSR-Urheberschein 342 387, die eine Sonde mit einem Durchmesser von 4 mm hat, eingefroren. Als Kältemittel wurde flüssiger Stickstoff verwendet. Danach wurde die Milz in die Bauchhöhle zurückgebracht und die'¹ Operationswunde zugenäht.In the third test group, the spleen was after the laparotomy under aseptic conditions in the course of 1 min at a temperature of -150 ⁰ C with the help of the device for local freezing of biological tissue according to the USSR authorship certificate 342 387, which a probe with a diameter of 4 mm has frozen. Liquid nitrogen was used as the refrigerant. Thereafter, the spleen was returned to the abdominal cavity and sutured the ^'1 surgical wound.

In der vierten (Haupt-)-Versuchsgruppe wurde die nach der Laparotomie herausgenommene Milz im Laufe von 1 min an einem gewählten Abschnitt dem Einfrieren bei einer Temperatur von -150 ⁰C und der Bestrahlung mit einer Unterschwellendosis von UltraschallschwingungenIn the fourth (main -) - experimental group was the removed after laparotomy Spleen in the course of 1 min at a selected portion of the freezing at a temperature of -150 ⁰ C and the irradiation with a subthreshold dose of ultrasonic vibrations

2 im Impulsbetrieb bei einer Energiedichte von 2 W/cm ausgesetzt, wozu ein erfindungsgemäß ausgebildetes Ultraschall-Kryoinstrument eingesetzt wurde.2 in pulse mode with an energy density of 2 W / cm exposed, including an ultrasonic cryo-instrument designed according to the invention was used.

Nach der Behandlung wurde die Milz in die Bauchhöhle zurückgebracht und die Operationswunde zugenäht.After the treatment, the spleen was returned to the abdominal cavity and the surgical wound was sewn up.

In 3, 7 und 10 Tagen nach dem Versuchsbeginn wurde eine gleiche Zahl von Tieren aus jeder Gruppe getötet, seziert und die dabei gewonnenen Milzpräparate wurden morphologischen und histochemischen Untersuchungen unterworfen.In 3, 7 and 10 days after the start of the experiment, an equal number of animals from each group were killed, dissected and the spleen specimens obtained were morphological and histochemical examinations subject.

Die Untersuchungen haben ergeben, daß die Bestrahlung mit Unterschwellendosen von Ultraschall auf das Gewebegefüge so gut wie keinen Einfluß ausübt und daß die einfache Kühlung lediglich eine teilweise Beschädigung der Zellen und Elemente des Bindegewebes hervorrufen kann.The investigations have shown that the irradiation with sub-threshold doses of ultrasound on the tissue structure practically no influence and that the simple cooling only partially damages which can cause cells and elements of connective tissue.

Bei der kombinierten Einwirkung von tiefer Temperatur und Ultraschall in Unterschwellendosen fehlen in der Nekrosezone normale Zellenelemente.With the combined effect of low temperature and ultrasound at sub-threshold doses, normal cell elements are absent in the necrosis zone.

Die Effektivität der Ultraschall-Kryoeinwirkung auf pathologische Gewebsstrukturen bestätigte sich durch die Ergebnisse der Krankenbehandlung. 1978 bis 1979 haben 280 Patienten der Abteilung für Kopf- und Halsgeschwülste des wissenschaftlichen Onkologischen Zentrums, an der Akademie der medizinischen Wissenschaften der UdSSR sowie an der Gebär- und gynäkologischen -klinik am Medizinischen Institut zu Odessa eine Behandlung mit Ultraschall-Kryoeinwirkung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Instruments erhalten.The effectiveness of the ultrasonic cryo-action on pathological tissue structures was confirmed by the results of patient treatment. 1978 to 1979 there were 280 patients in the head and neck cancer department of the Scientific Oncological Center, at the Academy of Medical Sciences of the USSR and at the Maternity and Gynecological Clinic at the Medical Institute in Odessa, a treatment with ultrasound cryogenic action obtained with the aid of the instrument according to the invention.

Als Kältemittel wurde flüssiger Stickstoff (-196 ⁰C) benutzt. Die Frequenz der Ultraschallschwingungen betrugThe refrigerant liquid nitrogen (-196 ⁰ C) was used. The frequency of the ultrasonic vibrations was

880 kHz, die Stärke 0,2 W/cm und die Einwirkzeit 1 bis 5 min in ununterbrochenem Betrieb.880 kHz, the strength 0.2 W / cm and the exposure time 1 to 5 minutes in uninterrupted operation.

Die durchgeführten klinischen Untersuchungen haben ergeben, daß durch die kombinierte Einwirkung von Ultraschall und tiefer Temperatur eine Vergrößerung des Inhalts des Nekrosegewebes, eine Verkürzung der Reparationsdauer um das 2- bis 3-fache und eine Beschleunigung des Heilungsverlaufs um das 1,5- bis 2-fache möglich ist.The clinical investigations carried out have shown that the combined action of ultrasound and low temperature an increase in the content of the necrotic tissue, a shortening of the repair time 2 to 3 times and an acceleration of the healing process by 1.5 to 2 times possible is.

Oben sind nur einige konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung angeführt, welche Änderungen und Ergänzungen zulassen, die für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offenkundig sind. Auch andere Modifikationen der Erfindung sind möglich, wobei der Erfindungstatbestand und -inhalt im Rahmen der beigelegten Patentansprüche erhalten bleiben.Only a few specific exemplary embodiments of the invention are given above, including changes and additions which are obvious to those skilled in the art. Other modifications too of the invention are possible, the facts and contents of the invention being within the scope of the attached claims remain.

Claims

Expectations

.J.- Ultrasonic surgical cryo-instrument with a gene-

rator for electrical oscillations with Uitrascha frequency,

with a cryodestructor, which has a working part with a channel for connection to a refrigerant source , and

with a U ^ razor, which is in a common housing arranged with the working part of the cryodestructor and connected to the generator for electrical oscillations is,

characterized,

that the working part · (4) of the cryodestructor (3) in the Uitrascha ^ giver (2), which is an axially symmetrical body.

2. Surgical ultrasonic cryo-instrument according to claim 1, characterized,

that the Uitrascha ^ giver (2) has the shape of a rotating body with a central opening (7), in which the working part (4) of the cryodestructor (3)! is arranged.

530- (P89.057-E-61J-Df-E

3. Surgical ultrasonic cryo-instrument according to claim 2, characterized,

that the central opening (7) of the ultrasonic generator (2) is designed as a blind hole, of which at least the The bottom part of the wall also serves as the working part (4) of the cryodestructor (3).

4. Ultrasonic surgical cryogenic instrument according to claim Or 3,

characterized,

that an end face (6) of the ultrasound transmitter (2) serves as a contact surface for acoustic contact, and just like the inner surface (10) of the ultrasound transmitter (2) lying opposite it is designed to be curvilinear, the thickness of the ultrasound transmitter (2) between these surfaces (S. , 10) increases from the center to the edge parts.

5. Surgical ultrasonic cryo-instrument according to claim 4, characterized in that

that the end face (6) for the acoustic contact of the ultrasonic transmitter (2) is raised to the outside, wherein this end face (6) and the opposite inner surface (10) spherical surfaces with a radius R and r are those according to the formulas

R = ^D

2 sin φ

= R [~ 1-cos φ + sin φ · ctg (φ + 90 °) Ί - t

■™ Cj Cj Cl ""^ ι■ ™ Cj Cj Cl "" ^ ι

O O O -¹ OOOO - ¹ O

calculated, where

ν Φ _ο = 90 ° - α - arc sin 0.56 φ

α = arc sin 0.52

worm:

D is the diameter of the end face (6) for acoustic contact of the ultrasonic transducer (2),

t is the minimum thickness of the ultrasonic transducer (2)

between this end face and the opposite one Inner surface (10) of the ultrasonic transducer (2),

λ is the wavelength of the ultrasonic wave in the irradiated Medium,

V is the speed of propagation of the ultrasonic wave in the irradiated medium and

V mean the speed of propagation of the ultrasonic wave in the ultrasonic transducer (2).

6. Surgical ultrasonic cryogenic instrument according to claim 5, characterized,

that the generator (5) for electrical ultrasonic vibrations connected in series with a generator for sinusoidal vibrations, a frequency modulator (12) and a modulator (13) for the amplitude of the ultrasonic vibrations, the control inputs of the two modulators (12, 13) are connected to a control generator (14).

-A--A-

7. Surgical ultrasonic cryo-instrument according to claim 2,

characterized,

that an additional ultrasonic transmitter (15) at the front end of the working part (4) of the cryodestructor (3) arranged and thermally insulated from the main ultrasonic transmitter (2) is.

8. Ultrasonic surgical cryo-instrument according to claim

characterized,

that the cryodestructor (3) in the central opening (7) of the ultrasonic transmitter (2) is displaceable in the longitudinal direction is arranged.

9. Surgical cryo-instrument according to claims 2 to 8,

characterized,

that the ultrasonic transmitter (2) is a rotating body with a side surface (6) in acoustic contact with the irradiated medium.

10. Ultrasonic surgical cryogenic instrument according to claim 9,

characterized,

that the surface lines of the side surface (6) and in acoustic contact with the irradiated medium the surface lines of the opposing inner surface (10) of the Ultrasonic transducer (2) are made curvilinear, the thickness of the ultrasonic transducer (2) between them Areas in the longitudinal direction from the center to the front ends of the ultrasonic transducer (2) increases.

11. Ultrasonic surgical cryogenic instrument according to claim 10,

characterized,

that the surface (6) of the ultrasonic transducer (2) in acoustic contact with the irradiated medium is raised to the outside, this surface and the opposite inner surface (10) of the ultrasonic transducer (2) are spherical surfaces.

12. Ultrasonic surgical cryogenic instrument according to claim 5 and 9,

characterized,

that the outer surface of the ultrasonic transducer (2) in its End face gradually merges and with the latter a common surface (6) for acoustic contact forms with the irradiated medium.