КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2001 года по МПК A61B18/02 

Заявляемое изобретение относится к медицинской технике, в частности к конструкции криохирургических инструментов, и может быть использовано в клинической и амбулаторной практике для лечения путем разрушения патологически измененных структур с помощью локального замораживания.

Важным направлением в развитии современной медицинской аппаратуры является создание криохирургических инструментов, позволяющих маневрировать криозондом при криооперациях в закрытых полостях, труднодоступных зонах и каналах сложного профиля, что является особенно важным, в частности, в онкологии для разрушения опухолей, расположенных в глубине органов и тканей, без травматичных хирургических доступов.

Известно устройство для локального замораживания биологических тканей, содержащее трубки подвода и отвода хладагента, теплоизолированную ручку-резервуар с введенной трубкой-капилляром, гибкий переливной сифон и подвижное ложе с прикрепленным к нему цанговым зажимом (SU, 1572569, 1990). Конструктивное решение известного устройства обеспечивает подвижность криодеструктора, позволяет вращать его вокруг собственной оси и изменять прицельный угол.

Недостаток известного устройства - невозможность использования для замораживания биологических тканей, расположенных в закрытых полостях, труднодоступных зонах и каналах сложного профиля.

Известен криохирургический инструмент, содержащий каналы подвода и отвода хладагента, адаптер, выполненный в виде свитых в спираль трубок из высокотеплопроводного и пластичного материала, размещенный на конце адаптера направляющий элемент и нагреватель (SU 1209185, 1986).

Недостаток известного криоинструмента обусловлен тем, что выполнение только его рабочего органа - адаптера - в виде спирали цилиндрического и конического профиля ограничивает область использования известного криоинструмента операциями преимущественно на неглубоких внутренних каналах органов, так как жесткий корпус инструмента с вакуумной теплоизоляцией лишен гибкости. Несменный рабочий адаптер предполагает необходимость большого набора криоинструментов с необходимой формой и размером наконечника, что требует увеличения материальных затрат на их приобретение.

Ближайшим техническим решением к заявляемому является криохирургический инструмент, включающий корпус, магистрали для подвода и отвода хладагента, рабочую головку и механизм измерения угла наклона рабочей головки, выполненный в виде гофрированной трубки и тoлкaтеля (SU 1683704, 1991). Кoнcтpукция известного криоинструмента позволяет изменять угол наклона головки от 0 до 15 град.

Недостатком известного криоинструмента является небольшой диапазон изменения прицельного угла рабочей головки, что снижает свободу маневрирования криоинструментом в операционной зоне сложного профиля и повышает вероятность травматичности окружающих тканей при криогенных операциях. Кроме того, рабочая головка также является несменной.

Задача, решаемая изобретением - повышение свободы маневрирования криоинструментом в операционной зоне сложного профиля и снижение травматичности окружающих тканей при криогенных операциях.

Указанная задача решается тем, что в криохирургическом инструменте, содержащем в наружной оболочке коаксиально расположенные магистрали подвода и отвода хладагента и рабочую головку на дистальном конце, магистраль отвода размещена между проволочными спиралями магистрали отвода и магистрали подвода хладагента, заключенными в слои теплоизоляции, при этом между наружной оболочкой из упругого эластичного полимера и проволочной спиралью магистрали отвода, закрепленных на установочных втулках, снабженных отверстиями для отвода хладагента, установлен электрический нагреватель, а спираль магистрали подвода хладагента закреплена в патрубках установочных втулок.

Проволочная спираль магистрали подвода хладагента соединена с выходами источника электропитания. Наружная оболочка может быть изготовлена, например, из фторопласта 4МБ, полиамида 6 или пластиката поливинилхлоридного гранулированного медицинского.

Технико-медицинский результат, который может быть получен при использовании изобретения, - расширение области применения криоинструмента, который может свободно проходить искривления канала органа, принимая его осевую конфигурацию за счет гибкости конструкции. Кроме того, возможность применения сменных рабочих головок различных размеров и использующих многие виды теплообменников (капиллярные, пористые, оребренные и т.д.) повышает универсальность предложенного инструмента. Это, в свою очередь, позволит более эффективно и широко использовать предлагаемый криохирургический инструмент для воздействия на доброкачественные и злокачественные опухоли различных органов и тканей при операциях в закрытых полостях, труднодоступных зонах и каналах сложного профиля.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематически показан заявляемый криохирургический инструмент.

Криохирургический инструмент состоит из коаксиально расположенных проволочной спирали 1 магистрали отвода хладагента, заключенной в слой герметичной (для жидкостной и газовой фазы хладагента) теплоизоляции 2, наружной оболочки 3 в виде трубки из упругого эластичного полимера, причем между оболочкой 3 и слоем теплоизоляции 2 размещен электрический нагреватель 4 (провода подвода электрической мощности не показаны), магистрали подвода хладагента, стенки которой образует проволочная спираль 5. заключенная в слой герметичной теплоизоляции 6, сменной рабочей головки 7, установочных втулок 8 и 9. Магистраль отвода хладагента из рабочей головки 7 размещена между теплоизолированной спиралью 1 и теплоизолированной спиралью 5 магистрали подвода хладагента.

Установочные втулки 8 и 9 являются соединительными элементами, на которых закреплены проволочная спираль 1 магистрали отвода хладагента в слое теплоизоляции 2, наружная оболочка 3 и, посредством патрубков 10 и 11, магистраль подвода хладагента. На втулке 9, расположенной на дистальном конце криоинструмента, закреплена сменная рабочая головка 7. Для отвода из внутренней полости рабочей головки 7 отработанной смеси хладагента во втулках 8 и 9 сделаны отверстия 12 и 13. При помощи патрубка 10 осуществляется соединение магистрали подвода хладагента с питающим криотрубопроводом (на чертеже не показан).

Магистраль подвода хладагента ввиду того, что ее стенки образованы проволочной спиралью, обладает хорошей осевой гибкостью. Аналогичное качество имеют магистраль отвода хладагента и наружная оболочка. Поскольку магистрали подвода и отвода хладагента и наружная оболочка расположены коаксиально, то и в целом конструкция криоинструмента сохраняет гибкость. Установочные втулки 8 и 9 в силу их небольшого продольного размера не ограничивают гибкие свойства криоинструмента.

Проволочная спираль 5 и электрический нагреватель 4 изготовлены из высокоомного провода (например, нихрома) в теплостойкой изоляции и подсоединены к выходам источника электропитания (на чертеже не показан). Таким образом, проволочная спираль 5 образует гибкий нагреватель, обеспечивающий калориферный режим отогрева рабочей головки 7. При подаче электрического напряжения на спираль 5 проволока быстро нагревается, вступает в контакт с хладагентом, проходящим по магистрали подвода, и способствует испарению жидкой фазы и повышению температуры газовой фазы. Это свойство может быть использовано для отогрева рабочей головки 7 с целью отсоединения от примороженной к ней биологической ткани и применения спирали-нагревателя 5 как регулирующего органа в системе автоматического управления температурой рабочей головки 7. Эффективность спирали 5 как нагревателя обеспечивается временем взаимодействия источника тепла и нагреваемого потока хладагента и, следовательно, протяженностью канала подачи хладагента.

Электрический нагреватель 4 служит для обеспечения тепловой развязки между полимерной трубкой 3, которая может вступать в контакт с окружающими область криовоздействия тканями, и магистралью отвода хладагента, по которой из внутренней полости рабочей головки 7 движется парожидкостная фаза хладагента, имеющая температуру, близкую к температуре кипения хладагента, и являющаяся источником холода. При подключении нагревателя 4 к источнику электрической мощности высокоомная проволока нагревается и поддерживает температуру наружной поверхности полимерной трубки в пределах 30-35^oC, что позволяет исключить вакуумную теплоизоляцию, которая в условиях многоразовой работы на изгиб является недостаточно надежной.

Полимерная трубка 3 может быть изготовлена, например, из фторопласта 4МБ, поливинилхлоридного гранулированного медицинского пластиката или полиамида 6. Все указанные материалы обладают высокой эластичностью и характеризуются отсутствием вредных воздействий на организм человека.

Герметичная теплоизоляция 2 и 6 состоит из чередующихся слоев фторопластовой пленки, алюминизированного лавсана и стекловуали и исключает попадание (поступление) жидкостной фазы хладагента из магистрали подвода в магистраль отвода и далее под наружную оболочку 3, обеспечивая нормальную работу криоинструмента. Рабочая головка 7 криоинструмента может быть выполнена, например, из меди.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Криоинструмент вводят в полость тела пациента и фиксируют его положение. За счет гибкости конструкции криоинструмент плавно обходит все искривления канала органа и принимает его пространственную конфигурацию. Этим при введении достигается снижение травмирования здоровой ткани канала пищевода, уретры, бронхов, прямой кишки.

После размещения рабочей головки 7 в требуемом положении через патрубок 10 по магистрали подвода хладагента во внутреннюю полость рабочей головки 7 подается жидкий криоагент. Происходит быстрое охлаждение рабочей головки 7 и находящейся с ней в контакте биоткани. Отработанный хладагент выводится через отверстия 12 и 13. Электрический нагреватель 4 включен и обеспечивает поддержание температуры наружной оболочки 3 на уровне температуры окружающей среды (30...35^oC).

После окончания криовоздействия спираль 5 подключается к источнику электрической мощности, в результате чего происходит разогрев ее и криоагента, который протекает по магистрали и поступает во внутреннюю полость головки 7. В результате происходит отогревание головки 7 и отсоединение от деструктируемой ткани. Гибкость конструкции криоинструмента при выводе из операционной зоны обеспечивается восстановлением подвижности всех ее элементов. Во-первых, спираль 5, выполняя функции нагревателя, повышает температуру и одновременно возвращает эластичные свойства теплоизоляционного покрытия магистрали. Во-вторых, наружная оболочка ввиду того, что она имеет температуру 30. . .35^oC, которая поддерживается нагревателем 4. Кроме того, нагреватель 4 совместно с теплым потоком криоагента из внутренней полости рабочей головки 7, нагретого спиралью 5 магистрали подвода, восстанавливают прежнюю гибкость теплоизолированной проволочной спирали 1. Это позволяет удалить криоинструмент из операционной зоны без травмирования здоровых тканей.

Использование заявляемого криохирургического инструмента позволит увеличить при криооперациях пространство операционного поля и, как следствие этого, повысить эффективность криохирургического воздействия, что особенно важно в общей онкологии, эндоскопической криохирургии.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, предназначенным для проведения криохирургических операций в клинической и амбулаторной практике путем разрушения патологически измененных структур с помощью локального замораживания. Криохирургический инструмент состоит из коаксиально расположенных магистралей подвода и отвода хладагента в наружной оболочке и рабочей головки на дистальном конце. Магистраль отвода размещена между проволочными спиралями, заключенными в слои теплоизоляции. Между наружной оболочкой из упругого эластичного полимера и проволочной спиралью магистрали отвода, закрепленных на установочных втулках, размещен электрический нагреватель. Спираль магистрали подвода хладагента закреплена в патрубках установочных втулок. Изобретение позволяет повысить свободу маневрирования криоинструментом в операционной зоне сложного профиля и снизить травматичность окружающих тканей при криогенных операциях. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Криохирургический инструмент, содержащий коаксиально расположенные магистрали подвода и отвода хладагента в наружной оболочке и рабочую головку на дистальном конце, отличающийся тем, что магистраль отвода размещена между проволочными спиралями магистрали отвода и магистрали подвода хладагента, заключенными в слои теплоизоляции, при этом между наружной оболочкой из упругого эластичного полимера и проволочной спиралью магистрали отвода закрепленных на установочных втулках, снабженных отверстиями для отвода хладагента, размещен электрический нагреватель, а спираль магистрали подвода хладагента закреплена в патрубках установочных втулок. 2. Криохирургический инструмент по п.1, отличающийся тем, что проволочная спираль магистрали подвода хладагента соединена с выходами источника электропитания. 3. Криохирургический инструмент по п.1, отличающийся тем, что наружная оболочка выполнена из фторопласта 4 МБ. 4. Криохирургический инструмент по п.1, отличающийся тем, что наружная оболочка выполнена из полиамида 6. 5. Криохирургический инструмент по п.1, отличающийся тем, что наружная оболочка выполнена из пластиката поливинилхлоридного гранулированного медицинского.