Устройство для локального охлаждения биологической ткани Советский патент 1984 года по МПК A61B18/02 

Изобретение относится к медицинским хирургическим инструментам, в частности к устройствам для гипотермии или криодеструкции биологической ткани, и может быть применено, например, в стоматологии, оториноларингологии, дерматологии.

Известно криобиологическое устройство, включающее баллон со сжатым газом и теплоизолированный зонд с охлаждающим наконечником, содержащий теплообменнид,

камеру расп:ирения, подключенную к баллону трубку подачи газа, разделенную на два, проходящих через два теплообменника, потока, один из которых выведен в камеру расщирения и на конце снабжен дроссельным отверстием, а второй - в охлаждающий наконечник. В этом устройстве один поток газа предназначен для получения охлаждающего эффекта Джоуля-Томсона, второй поток, охлаждающийся за счет теплообмена с первым, направляется для охлаждения биологической ткани 1.

Недостатком этого устройства является невозможность регулирования температуры и расхода хладагента в щироком диапазоне.

Известно также устройство для локального охлаждения ткани, содержащее источник сжатого газа, сообщенный с охлаждающим наконечником через теплообменник, помещенный в корпусе, несущем охлаждающий наконечник, и камеру расщирения, соединенную с теплообменником, при этом теплообменник смонтирован в корпусе с образованием полости между его днищем и наконечником, и эта полость соединена посредтством клапана с камерой расширения и каналом подвода хладагента. Это устройство снижает потери холода в окружающую ереДУ 2.Однако и это устройство не позволяет регулировать температуру и расход хладагента в щироком диапазоне.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для локального охлаждения биологической ткани, содержащее охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной жидкости с источником газообразного и жи/я кого хладагента, и регулятор температуры хладагента. Данное устройство позволяет регулировать температуру хладагента в щироком диапазоне, а также отличается высокой экономичностью, поскольку работа устройства осуществляется от Источника сжатого газообразного хладагента, а жидкий хладагент расходуется только для охлаждения теплообменника, который расположен в камере с криогенной жидкостью с возможностью перемещения в ней вдоль ее оси 3.

Недостатком данного устройства являются эксплуатационные трудности, заключающиеся в необходимости тщательной очистки газа, поступающего от источника газообразного хладагента наконечнику, от примесей, примерзающих к внутренней поверхности теплообменника и перекрывающих при длительной работе отверстие для подачи хладагента к наконечнику.

Цель изобретения - повыщение надежности эксплуатации устройства за счет исключения примерзания примесей, перекрывающих отверстие для подачи хладагента к наконечнику.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для локального охлаждения биологической ткани, содержащем охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной жидкости с источниками газообразного и жидкого хладагента, и регулятор температуры хладагента, камера для криогенной жидкости выполнена в виде смесителя, состоящего из двух цилиндров, расположенных концентрично с зазором и образующих полости, одна из которых подсоединена к источнику газообразного, а другая - к источнику жидкого хладагента, при этом внутренний цилиндр имеет боковые отверстия и служит коллектором, к которому подсоединен охлаждающий наконечник.

Такая конструкция устройства позволяет регулировать в широком диапазоне температуру и расход хладагента и в то же время нет необходимости в установке дополнительных фильтров для очистки газа, поступающего к охлаждающему наконечнику, от примесей, дальнейщей регенерации этих фильтров или их замены, как этого требовало известное устройство. Указанная проблема в завляемом объекте рещена путем установки смесителя для газообразного и жидкого хладагентов.

На чертеже приведен вариант исполнения предлагаемого устройства..

Устройство содержит охлаждающий наконечник 1, соединенный посредством крана 2 со смесителем 3, который состоит из двух цилиндров, расположенных концентрично и с зазором один относительно другого и образующих полости, одна из которых подсоединена трубопроводом 4 к источнику жидкого хладагента, например, сосуду Дьюара 5, а другая - трубопроводом 6 через редуктор 7 к источнику газообразного хладагента, например, баллону 8. Внутренний цилиндр 9 смесителя 3 имеет боковые отверстия 10 и является коллектором 11 для рабочей смеси из жидкого и газообразного хладагентов, поступающей в охлаждающий наконечник 1. К, сосуду Дьюара 5 с криогенной жидкостью подключен предохранительный клапан 12. Регулятор температуры 13 хладагентов установлен на линии связи смесителя 3 с источником жидкого хладагента 5 и выполнен, например, в виде игольчатого клапана.

Устройство для локального охлаждения ткани работает следующим образом.

Криогенная жидкость из сосуда Дьюара 5 по трубопроводу 4 через регулятор температуры 13 подается в смеситель 3, а именно в полость, образованную стенками смесителя 3 и внутреннего цилиндра 9. Одновременно сжатый газ из баллона 8 через редуктор 7 по трубопроводу 6 поступает в коллектор 11, где происходит смешение жидкого и газообразного хладагентов. Затем рабочая смесь с заданной температурой через запорный кран 2 и охлаждающий наконечник 1 направляется на участок биологической ткани.

Устройство по сравнению с базовым объектом не требует очистки газообразного хладагента, поступающего от источника высокого давления, обеспечивает при более стабильной температуре охлаждения практически неограниченный ресурс работы.

Известно, что все технические газы содержат примеси до 1%, которые вымерзают на внутренней поверхности теплообменника в базовом устройстве, ухудшая теплообмен, и в связи с уменьшением по этой причине поперечного сечения растет гидравлическое сопротивление, что приводит к переменному расходу хладагента и повышению его температуры. Для устранения этого недостатка необходимы дополнительные установки для очистки охлаждающего газа от примесей различными методами: осушки, адсорбции, промывки и др. Эксплуатация систем очистки требует дополнительно обслуживающего персонала для регенерации, фильтров и их обслуживания.

Устройство для локального охлаждения биологической ткани обеспечивает, как и базовое, возможность регулирования температур в широком диапазоне, но не нуждается в системах очистки и обслуживающем персонале при более высоком ресурсе непрерывной работы, постоянном расходе и температуре хладагента.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ, содержапдее охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной жидкости с источниками газообразного и жидкого хладагента, и регулятор температуры хладагента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации устройства за счет исключения примерзания примесей, перекрывающих отверстие для подачи хладагента к наконечнику, камера для криогенной жидкости выполнена в виде смесителя, состоящего из двух цилиндров, расположенных концентрично с зазором и образующих полости, одна из которых подсоединена к источнику газообразного, а другая - к источнику жидкого хладагента, при этом внутренний цилиндр имеет боковые отверстия и служит коллектором, к которому подсоединен охлаждающий наконечник. 5S сл ел со