Криохирургический аппарат Советский патент 1988 года по МПК A61B18/02 

вижные электроды которых соединены с первым и вторым пороговым элемен-том, третье плечо образует постоянный резистор, а четвертое - ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с регулятором температуры.

t. КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ, содержащий криоинструмент, включачающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенней с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя электромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенный непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температуры, с реле времени и через кнопочный переключатель с измерителем температуры, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной температуры криоинструмента при операции на органе, обильно снабжаемом кровью или на больших зонах органов и тканей, он снабжен последовательно соединенными компаратором, блоком управления электромагнитными клапанами жидкого и газообразного хладагента и регулятором давления хладагента, причем входы компаратора соединены .с выходом терморегулятора и выходом задатчика температуры, выходы блока управления соединены с соответствующим электромагнитным клапаном, первьй вход регулятора давления соединен с выходом терморегулятора, второй вход с датчиком давления, а выходы с испарителем и клапаном регулировки давления. 2. Криохирургический аппарат по п. 1, о т ли чающийся тем, что регулятор давления хладагента вьтолнен в виде задатчика давления, выходы которого соединены с первыми входами первого порогового элемента и второго порогового.элемента, вторые входы которых соединены с выходом датчика давления, выход первого порогового элемента соединен с клапаном . регулировки давления, выход второго порогового элемента соединен с испа(Л рителем, а вход задатчика соединен с выходом терморегулятора. 3. Криохирургический аппарат по п. 1, о т ,л и ч а ю щ и и с я тем, что блок управления выполнен в виде первого ключа и последовательно соединенных инвертора и второго ключа, причем входы первого ключа и инверго тора соединены с выходом компаратора, выход первого ключа соединен с электромагнитным клапаном газообраз ного хладагента, выход второго ключа соединен с электромагнитным клапаном жидкого хладагента, а управляющие входы ключей соединены с источником опорного напряжения. 4. Криохирургический аппарат по п. 2, отличающийся тем, что задатчик Давления выполнен в виде мостовой схемы, одна диагональ которой соединена с выходом источника опорного напряжения, а вторая замкнута накоротко, причем два плеча моста образуют Потенциометры, под

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при криохирургических операциях. Известно устройство для криогенной хирургии, содержащее криоинструмент, включающий в себя теплообменник электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенньй с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя элект ромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенный непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температуры, с реле времени и через кнопочный переключатель с измерителем температуры.Известное техническое решение не обеспечивает поддержания температуры криовоздействия при увеличений тепловой нагрузки на криоинструмент, что имеет место при операции на органах. обильно снабжаемых кровью, например пе чени, поджелудочной железы (-),а также при замораживании больших зон органо и таканей. Поскольку при проведении криохирургической операции тепловая нагрузка на криоинструмент зависит о многих факторов - степени снабжения органа кровью, площади контакта инст румента с тканью, велйичны разности температур между поверхностью инстру мента и поверхностью ткани, необходи МО регулировать холодопроизводительность не только в сторону уменьшения (это делает нагреватель криоинструмента), но и в сторону увеличения, используя более эффективное охлаждение рабочей части. Этого можно достигнуть, регулируя давление в сосуде с хладагентом и соответственно скорость потока хлад агента, причем поток хладагента должен быть минимальным в режиме стабилизации температуры криоинструмента и максимальным в режиме охлаждения. Целью изобретения, является обеспечение стабильной температуры крифинструмента при операции на органах, обильно снабжаемых кровью, или на больших зонах органов и тканей. Поставленная цель обеспечивается тем, что в криохирургическом аппарате, содержащем криоинструмент, включающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенный с криоинструментом гибкой гидромагистральш и включакэдий в себя электромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан -регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенньй непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температурры, с реле времени и через кнопочный переключатель с измерителем температуры, имеются последовательно соединенные компаратор, блок управления электромагнитными . клапанами жидкого и газообразного хладагента и регулятор давления хладагента, причем входы компаратора соединены с выходом терморегулятора и выходом задатчика температуры, а выходы блока управления соединены с соответствующим электромагнитным клапаном, первый вход регулятора давления соединен с выходом терморегулятора, второй вход - с датчиком давления, а выходы - с испарителем и клапаном регулировки давления. Кроме того, в аппарате регулятор давления хладагента вьшолнен в виде задатчика давления, выходы которого соединены с первыми входами первого порогового элемента и второго порогового элемента, вторые входы которых соединены с выходом датчика давления, выход первого порогового элемента соединен с клапаном регулировки давления, выход второго порогового элемента соединен с испарителем, а вход задатчика соединен с выходом терморегулятора. Еще одним отличием аппарата явдяется то, что блок управления выполне в виде первого ключа и последователь но соединенных инвертора и второго ключа, причем входы первого ключа и инвертора соединены с выходом компаратора, выход первого ключа соединен с электромагнитным клапаном газообразного .хладагента, выход второго ключа соединен с электромагнитным клапаном жидкого хладагента, а управ ляннцие входы ключей соединены с источником опорного напряжения, задатчик давления выполнен в виде мостово схемы, одна диагональ которой соединена с выходом источника опорного напряжения, а другая замкнута накоротко, причем два плеча моста образуют потенциометры, подвижные электроды которых соединены с первым и вторым пороговым элементом, третье плечо образует постоянный pe3HCTOpj а четвертое - ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с регулятором температуры. На фиг i 1 показано устройство Криохирургического аппарата; на фиг. 2 - схема задатчика давления. Криохирургический аппарат включает криохирургический инструмент 1, включаниций темлообменник 2 р датчико 3 температуры и элekтpoнaгpeвaтeль 4. Теплообменник соединен через магистраль 5 подачи хладагента и элект ромагнитные клапаны жидкого 6 и газообразного 7 хладагента с источником хладагента 8. Аппарат имеет такг же терморегулятор 9, входы которого соединены с датчиком 3 температуры криоинструмента, задатчиком 10 температуры криовоздействия, реле 11 времени, а выходы - с электронагревД телем 4 криоинструмента, регулятором 12 давления хладагента, блок 13 управления клапанами ЖИДкого и га зообразного хладагента,компаратор 14 Кроме того, источник 8 хладагента содержит испаритель 15, клапан 16 регулировки давления, датчик 17 давления, измеритель 18 температурь, соединенный через контакт (кнопку) Кн с датчиком 3 температуры в рабоче режиме или с задатчиком 10 темпера- ,туры в процессеустановки температуры, измеритель 19 уровня жидкого хладагента, механический предохранительный клапан 20. Теплообменник 2 ключает магистраль 21 отвода отработанного хладагента в атмосферу. Регулятор давления 12 включает задатчик 22 давления, вход которого соединен с выходом терморегулятора 9, первый выход задатчика 22 давления подключен к первому входу первого порогового элемента 23, а второй выход з атчика 22 подключён к первому входу второго порогового элемента 24, при этом вторые входы первого и второго noporoBbix элементов подключены к датчику давления 17, а выход первого порогового элемента соединен с входом клапана 16 регулировки давле ния, выход второго порогового элемента соединен с входом испарителя 1,5 хладагента. Блок 13 управления клапанами яотдкого и газообразного хладагента включает инвертор .25 и первый ключ 26, входы которых подключены к выходу компаратора 14, а также второй ключ 27, вход которого соединен с выходом инвертора 25, а выход подключен к входу клапана 6 подачи жидкого хладагента, выход первого ключа 26 подключен ко входу клапана 7 подачи газообразного хла,цагента, при этом первый 26 и второй 27 ключи подключены к клемме источника опорного напряжения Е. Задатчик 22 давления представляет собой мостовую схему в виде регулируемых делителей напряжения -пере-. менных pe3HCTOFfoB 28, 29, включенных в цепь Опорного напряжения Е последовательно с постоянным резистором 30. Параллельно резистору 30 подключен третий ключ 31, которьй управляется перепадом т апряжения, поступающим с выхода регулятора температуры 9. Устройствоработает следующим образом. Перед проведением процесса криовоздействия в зависимости от характера операции устанавливают: на реле 11 времени - необходимое время криовоздействия, задатчиком 22 давления рабочее давление в источнике 8 хладагента и задатчиком 10 температуры по измерителю 18 при нажатой кнопке Кц - рабочую температуру. Затем переводят регулятор 12 дав ления в режим стабилизации давления (режим подготовки). При этом электромагнитный клапан 16 и механический клапан 20 закрьгоаются, а испаритель 15 включается, происходит испарение жидкого хладагента и давление в источнике хладагента повьшается. Стабилизация давления осуществляется переключением испарителя 15 и клапана 16. При увеличении сигнала датчика 17 давления относительно сигналов задатчика 22 давления срабатывает пороговый элемент 23 и включает клапан 16, испаритель 15 отключается, при уменьшении сигнала датчика 17 относительно сигналов задатчика 22 срабатывает пороговый элемент 24 и включает испаритель 15, клапан 16 отключается. Регулятор 9 температуры может быт переведен в режим охлаждения и стабилизации температуры криоинструмента 1.только после повышения давления в источнике 8 хладагента до рабочей величины. В зависимости от уста новленной температуры, охлаждение криоинструмента 1 осуществляется газообразным или жидким хладагентом, который поступает через соответствующий электромагнитный клапан 7 или 6 из источника 8 хладагента по магистрали 5 в теплообменник 2, а затем выводит ся в виде отработанного газа по магистрали 21 в атмосферу. Использование хладагента различного агрегатного состояния на различ ных температурных уро&нях. криовоздей ствия обеспечивает устойчивую стабилизацию температуры криоинструмента в интервале от О до минус с точностью +3°С. Подключение,в режиме охлаждения и стабилизации температуры клапана 7 или 6 к источнику напряжения Е„ осуществляется соответственно ключами 26 и 27 блока 13 управления. Ключ 26 открывается перепадом напряжений, которое поступает с выхода компаратора 14 при сигнале задатчика 10 температуры на входе компаратора, соответствующем-установленной рабочей температуре от О до минус . Ключ .27. открывается пер падом напряжений, который поступает с выхода компаратора 14 через:инвер тор 25 при сигнале задатчика температуры, соответствзгющем установленной температуре от минус 70 до минус . В процессе стабилизации температуры криоинстр5гмента 1 регулятор 9 температуры управляет нагревателем 4 электромагнитным клапаном 7 или 6 и задатчиком 22 давления. Сигнал датчика 3 температуры, контролируемый измерителем 18, сравнивается на входе регулятора 9 температуры с сигналом задатчика 10. Если сигнал датчика 3 уменьшается относительно сигнала задатчика 10, что соответствует понижению температуры криоинструмента, включается нагреватель 4, если увеличивается - включается клапан 7 или 6. Кроме того, в зависимости от температуры криоинструмента 1 изменяются величины сигналов на первом и втором выходах задатчика 22 давления, что приводит к изменению давления в источнике 8 хладагента. Таким образом, при различной температуре криоинструмента хладагент поступает на теплообменник 2 под оптимальным давлением, и тем самым обеспечивается необходимая холодопроизводительность на данном температурном уровне. Время криовоздействия отсчитывается реле М времени. По окончании криовоздействия с выхода реле времени поступает сигнал, который переводит регулятор 9 температуры в режим нагрева криоинструмента 1. При этом включается клапан 7 и нагреватель 4. Криоинструмент нагревается до температуры нагретым газообразным хладагентом, который поступает от источника 8 хладагента через клапан 7 по-магистрали 5 через нагреватель 4 на теплообменник 2. Криохирургический аппарат выполнен в виде 1мал.огабаритной стойки, в которой расположены источник 8 хладагента (криоблок), соединенный со сменным криохирургическим инструментом 1 гибким теплоизолированным шлангом, и блок управления. Пример конкретного исполнения криохирургической установки. Источник 8 хладагента (криоблок) выполнен из нержавеющей стали теплоизоляция высоковакуумнай. В криоблоке размещены: емкостный измеритель 19 уровля жидкого хладагента, испаритель 15, представляющий собой электрический проволочный нагреватель, вьшолненный на диэлектрическом каркасе, предназначен для создания избыточного давления паров в криоблоке за счет преобразования жидкого хладагента в газообразный, электромагнитные клапаны 6, 7, 16 представляют собой исполнительные элементы в виде управляемых электромагнитным приводом клапанных устройств. В качестве указанных клапанов могут быть использованы, например, клапана по патентам США № 4119296, № 4220312, работающие при криогенных температурах. Шланг выполнен из гибкого гофрированного металлорукава, внутри которого коаксиально расположены трубки прямого и обратного потоков хладагентов. Непос.редственно в ручке щланга расположен нагреватель 4, предназначенный для на грева газообразного хладагента пу1168 тем пропускания его через электронагреватель с развитой поверхностью с целью отогрева криохирургического инструмента и регулирования его температуры в процессе криовоздействия. Теплообменник 2 сменных криохирургических инструментов выполнен методом порошковой металлургии, что в значительной мере улучшает процессы теплопередачи на граннице биологическая ткань - металл - хл адагент. Управление работой установки осуществляется с помощью пульта управ,ле:ния, на передней панели которого находятся измеритель 18 температуры рабочей поверхности криоинструмента временной задатчик 10 криовоздействия, а также элементы управления и индикации режимов. t)

s

К пороеобоми п дстроа- -

2У) / У стоу(23)

От peey/tam

31 pa тем-пературы 9}

Фиг.2.

25 п/ порогобомц

К 7 yUCfnpQO

/стбу(2)

/ 1 ./

0

Т