Глава XII. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОХЛАЖДАЮЩИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ

§ 1. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КРИОЭКСТРАКТОР КАТАРАКТЫ

Катаракта — помутнение хрусталика глаза — является одной из самых частых причин полной потери зрения у людей пожилого возраста. Различные формы катаракты встречаются у больных и других возрастных групп, включая врожденную катаракту у детей.

Впервые об этом заболевании упоминается в ассирийских трактатах, датированных III веком до н. э. С того времени ученые всего мира изыскивают наиболее рациональные способы удаления серого катарактального диска, расположенного против зрачка и мешающего проникновению света в глаз. Древние окулисты научились различными механическими способами сталкивать помутневший хрусталик в сторону от зрачка. Этот метод получил название «снятие пелены». Однако через некоторое время хрусталик занимал первоначальное положение и больной вновь лишался зрения.

В 1752 г. французскому врачу Давиелю впервые удалось через разрез роговицы тонким пинцетом извлечь помутневший хрусталик из глаза. За прошедшие более чем 200 лет операция экстракции катаракты претерпела ряд усовершенствований как в части создания соответствующих инструментов, так и в отработке техники выполнения операции. В настоящее время единственным способом лечения катаракты является хирургическое удаление помутневшего хрусталика с последующей компенсацией его оптических свойств очками.

Несмотря на столь широкое распространение, операция экстракции катаракты еще имеет ряд слабых мест, устранению которых посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных авторов.

В современной офтальмохирургической практике существуют четыре способа извлечения хрусталика:

1) механический захват хрусталика специальными пинцетами либо присосками с последующим извлечением его через операционную рану в роговице;

2) выдавливание хрусталика через операционную рану;

3) комбинация способов извлечения и выдавливания;

4) использование специальных химических веществ, разрушающих циновые связки, удерживающие хрусталик в глазу.

Механические методы захвата и удаления хрусталика не дают гарантии успешного выполнения операции, поскольку местом приложения инструмента является капсула хрусталика, обладающая незначительной толщиной и прочностью. До последнего времени удаление помутневшего хрусталика в капсуле представляет значительные технические трудности и доступно только офтальмохирургам высокой квалификации. В связи с этим операция интеркапсулярной экстракции часто заменяется операцией экстракапсулярной экстракции, т. е. удалением хрусталика по частям. Однако при этом в глазу остается часть капсулы хрусталика (задний листок), а нередко и катарактальная масса, которые служат субстратом для формирования пленки — вторичной катаракты.

Метод выдавливания хрусталика связан с опасностью выпаде-ния стекловидного тела, что приводит к полной гибели глаза.

Химическое воздействие на циновые связки, удерживающие хрусталик в глазу, лишь частично облегчают удаление хрусталика; однако используемые для этой цели химические вещества воздействуют также на окружающие ткани глаза, что приводит к многочисленным осложнениям.

Статистические данные, имеющиеся в распоряжении глазных клиник Советского Союза, говорят, что при использовании, описанных выше методов экстракции катаракты только 30-40% больных благополучно переносят операцию, 60—70% больных получают послеоперационные осложнения, требующие повторной госпитализации и лечения.

В 1961 г. польским офтальмологом Крвавичем был предложен новый метод экстракции катаракты — криоэкстракция. Суть этого метода заключается в следующем.

Массивный металлический «карандаш» с шариком на конце — криоэкстрактор — погружается в смесь твердой углекислоты с метиловым спиртом. Охлажденный до температуры —78° инструмент своим узким концом вводится в операционную рану до соприкосновения с хрусталиком. Хрусталик примерзает к криоэкстрактору и затем извлекается из глаза. Однако инструмент Крвавича обладает рядом существенных недостатков, ограничивающих его широкое использование. К этим недостаткам следует отнести следующие.

1. Непостоянство температуры на острие криоэкстрактора. В момент извлечения из охлаждающей смеси температура инструмента слишком низка, а затем она быстро повышается за счет теплопритока из окружающего воздуха и тканей глаза. Вследствие этого часто упускается момент достижения оптимальной температуры.

2. В случае прикосновения криоэкстрактора к роговице, радужной оболочке либо другим тканям глаза происходит их примораживание, что вызывает тяжелые послеоперационные осложнения.

3. Относительная дефицитность и дороговизна твердой углекислоты и трудности ее транспортировки ограничивают использование метода Крвавича только глазными клиниками крупных городов.

В 1963 г. был создан прибор, предназначенный для интеркапсулярной экстракции катаракты, основанный на методе криоэкстракции, но лишенный недостатков, присущих прибору Крвавича.

В предложенном приборе было использовано явление термоэлектрического охлаждения, позволяющее получить на рабочей части прибора заданную температуру, поддерживаемую на требуемом уровне неограниченное время. В случае необходимости переключением рукоятки на пульте управления прибором охлаждаемый наконечник может быть быстро нагрет до температуры 20°.

Термоэлектрический криоэкстрактор катаракты представляет собой холодильник, выполненный в виде миниатюрной рукоятки, в торце которой расположен охлаждающий полупроводниковый термоэлемент, на который навинчивается рабочий наконечник в виде конуса со смещенной удлиненной вершиной. Питание термоэлемента осуществляется от специального малогабаритного вылрямителя, снабженного элементами автоматики и блокировки, исключающими неправильную эксплуатацию прибора.

Съем тепла от термоэлемента производится проточной водой водопровода, подводимой к криоэкстрактору по двум резиновым шлангам, в которых помещены токоподводящие шины. Рациональная конструкция криоэкстрактора, пульта управления и токоподводящей системы делают аппарат компактным, удойным и безотказным в работе. Способ применения термоэлектрического криоэкстрактора катаракты заключается в том, что охлажденным до —30 —35° наконечником прикасаются к обнаженному оперативным путем хрусталику. Последний в течение 2—3 сек. прочно примораживается к наконечнику и легко выводится из глаза. Зона примораживания захватывает не только капсулу хрусталика, но частично проникает и в объем, что предотвращает разрыв капсулы и связанные с этим осложнения.

Опытные образцы термоэлектрического криоэкстрактора катаракты были изготовлены в Институте полупроводников Академии наук СССР и переданы для клинических испытаний в ряд ведущих глазных клиник Советского Союза. По официальным отзывам клиник и оперирующих врачей, применение термоэлектрического криоэкстрактора катаракты значительно упрощает технику интеркапсулярной экстракции катаракты. Благодаря использованию этого прибора экстракция катаракты перестает быть

уделом только избранных офтальмохирургов и оказывается доступной врачам средней квалификации.

Проведенные операции на большом количестве больных практически не дали ни одного случая послеоперационного осложнения, и всем больным было возвращено зрение.

Собственно криоэкстрактор (рис. 90) состоит из дюралюминиевого корпуса 8, в торцовой части которого помещается два изолированных друг от друга и от корпуса красномедных полуцилиндра 6 и 7, образующих основание, на котором монтируется термоэлектрический элемент. Электроизоляция полуцилиндров от корпуса прибора осуществляется эпоксидной смолой. Для съема тепла, выделяющегося на термоэлементе, детали основания имеют внутри каналы, соединенные с двумя красномедными трубками 9, по которым протекает снимающая тепло вода. Термоэлемент, состоящий из двух полупроводников 4 и 5, обладающих электронной и дырочной проводимостями, напаивается на теплоотводящее основание. На коллектор холодного спая термоэлемента 2 навинчивается рабочий наконечник 1, изготовленный из хромированной меди и имеющий форму удлиненного конуса со смещенной вершйной.

Рис. 90. Разрез термоэлектрического криоэкстрактора катаракты

В приборе использована комбинированная система токоподвода, что обеспечивает легкость манипулирования рукояткой криоэкстрактора во время проведения операции. Эта система состоит из двух резиновых шлангов 10 диаметром 7x5 мм, длиной 1300 мм. Внутри шлангов проходят токовые шины 11

электропитапия термоэлемента диаметром 2.5 мм, изготовленные из гибкого красномедного кабеля во фторопластовой изоляции. Таким образом, токовые шины непрерывно омываются водой, в результате чего, несмотря на значительный ток, проходящий через шины, их сечение удалось сделать достаточно малым. Подключение воды к прибору осуществляется через комбинированные узлы 12.

Для герметизации прибора, что необходимо при его стерилизации во время подготовки к операции, термоэлемент эакрывается защитным колпачком 3 из молочного плексигласа и герметизируется эпоксидной смолой.

Рис. 91. Принципиальная схема блока питания и управления термоэлектрического криоэкстрактора катаракты.

Управление работой криоэкстрактора сосредоточено в едином блоке управления, в котором смонтирован выпрямитель для питания термоэлемента, а также элементы автоматики и блокировки.

Принципиальная электрическая схема блока управления приведена на рис. 91.

Выпрямитель, питающий термоэлемент, собран по двухполупериодной схеме и состоит из силового трансформатора двух германиевых диодов (типа и дросселя фильтра Выпрямленное напряжение после дросселя имеет величину пульсации 5—7%, что не сказывается на работе термоэлемента. Первичная обмотка силового трансформатора рассчитана на включение прибора в сеть 220/127 в через переключатель напряжения сети

Выпрямленное напряжение поступает на термоэлемент через сильноточный переключатель который реверсирует ток на нагрузке и тем самым переводит термоэлемент из режима охлаждения в режим нагрева. Для предотвращения перегрева рабочего наконечника криоэкстрактора в режиме «нагрев» в блоке управления имеется биметаллическое тепловое реле которое отключает питание сети через 20—25 сек.

Гидрореле помещенное в разрыве сети, исключает возможность включения прибора без предварительной подачи воды.

Рис. 92. Общий вид термоэлектрического криоэкстрактора катаракты с блоком питания и управления.

Сигнальные лампочки установленные на передней панели блока управления, сигнализируют о включении сети и работе прибора в режиме «охлаждение» либо «нагрев». Сигнальные лампочки включены в схему через реле которое защищает их от перенапряжения экстратоком в момент переключения полярности тока. Сопротивление служит для исключения попадания напряжения на криоэкстрактор в аварийном случае, если произойдет пробой между первичной и вторичной обмотками силового трансформатора.

В термоэлектрическом криоэкстракторе катаракты температура рабочего наконечника зависит от температуры воды в системе теплосъема. Но даже при температуре воды 20° (летнее время для

южных районов страны) температура наконечника равна —21°, что вполне достаточно для нормальной работы с прибором.

Основные паспортные данные криоэкстрактора катаракты приводим ниже.

(см. скан)

Общий вид термоэлектрического криоэкстрактора катаракты с блоком управления представлен на рис. 92.