Криохирургический инструмент Советский патент 1985 года по МПК A61B18/02 

2.Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в пористой вставке выполнен по крайней мере один лабиринтный канал для подвода паровой фазы хладагента к каналу для отвода хладагента.

3.Инструмент по п. 2, отличающийся :Тем, что лабиринтный канал выполнен в виде полости в пористой вставке,

4. Инструмент по п. 2, отличающийся тем, что лабиринтный канал выполнен в виде канавки на боковой поверхности пористо} вставки.

. 5. Инструмент по п. 2, о т л и чающийся тем, что лабиринтный канал выполнен на торцевой поверхности пористой вставки, обращенной к рабочей поверхности наконечника.

1. КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий теплоизолированный корпус с наконечником, каналы для подвода иотвода хладагента, размещенные в корпусе и пористую вставку, расположенную.между внутренней стенкой наконечника и наружной стенкой канала для подвида хладагента, отличающийся тем, что, с целью увеличения замораживакицей способности инструмента и скорости замораживания, между наружной стенкой канала для подвода хладагеьта и пористой вставкой образована кольцевая полость, соединенная с каналом для отвода хладагента, а пористая вставка выполнена селективно-проницаемой.

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для использования в клинической и экспериментальной хирургии.

Известен криохирургический зонд, содержащий теплоизолированный корпус, подводящую и отводящую хладагент магистрали и теплообменник, выполненный в виде охлаждаемого наконечника с размещенными на его внутренней поверхности ребрами, соприкасающимися своими вершинами со стенками подводящей магистрали с образованием каналов в теле охлаждаемого наконечника l3.

В данной конструкции подводящая хладагент магистраль нагружена интенсивными тепловыми потоками со стороны ребер теплообменника, в связи с чем в рабочую часть наконечника поступает перегретая криогенная жидкость . газожидкостная смесь), что приводит к снижению замораживающей способности криоинструмента и скорости замораживания. Кроме того, большая часть объема охлаждаемого наконечника инструмента заполнена относитейьно массивными элементами конструкции имеющими значительную теплоемкость, .что существенно снижает скорость замораживания биологической ткани и увеличивает пoтpeблeниe хладагента.

Необходимо отметить также, что большая тепловая инерционность устройств данного типа делает невозможным применение их в сочетании с системами электронного управления режимами криовоздействия и стабилиза. ции температуры, что весьма актуально для повьш1ения повторяемости резултатов .

, Известен также криохирургический инструмент, содержащий теплоизолированный корпус с наконечником, каналы для подвода и отвода хладагента, размещенные в корпусе и пористую вставку, расположенную между внут15ённей стенкой наконечника и наружной стенкой канала для поДвода хладагента.

В известной конструкции увеличение хладопроизводительности обеспечивается тем, что парожидкостная смесь под давлением в две атмосферы продавливается через пористую прокладку,состоящую из пористого теплопроводного материала с большой суммарной поверхностью теплообмена 2.

Однако такая организация теплообмена также обладает рядом недостатков препятствующих получению высокой замораживающей способности и высокой скорости замораживания, так как в двухфазной смеси жидкость - пар, продавливаемой через пористый материал прокладки, часть жаркого хладагента не вскипает на пористой прокладке, поскольку капли жидкости захватываются и уносятся потоком пара из зоны наконечника, участвующей в теплообмене с замораживаемой биологической тканью, в зону с более низким давлением, находящуюся за пределами рабочей области наконечника и за пределами пористой прокладки. Вследствие этого эффективно используется не вся энергия фазового перехода жидкость пар, что приводит к существенному снижению замораживающей способности . криохирургического инструмента и ско рости замораживания, а также к непроизводительному расходу хладагента. На,31

конец, пористая прокладка является тепловой нагрузкой на подаклцую хладагент магистраль с отрицательными последствиями на параметры криоинструмента.

Указанные недостатки известной конструкции также ограничивают возможности программного регулирования температуры и других параметров криовоздействия.

Целью изобретения является увеличение замораживающей способности инструмента и скорости замораживания.

Указанная цель достигается тем, что в криохирургическом инструменте, содержащем теплоизолированный корпус с наконечником, каналы для подвода и отвода хладагента, размещенные в Корпусе, и пористую вставку, расположенную между внутренней стенкой наконечника и наружной стенкой канала для подвода хладагента, между наружной стенкой канала для подвода хладагента и пористой вставкой образована кольцевая полость, соединенная с каналом для отвода хладагента, а сама пористая вставка выполнена селективно-проницаемой.

Кроме того, в пористой вставке выполнен по крайней мере один лабиринтный канал для подвода паровой фазы хладагента к каналу для отвода хладагента.

При этом лабиринтный канал- выполнен в виде полости в пористой вставке, либо в виде канавки на боковой поверхности пористой вставки, либо на торцевой поверхности пористой вставки, обращенной к рабочей поверхности наконечника.

На фиг. 1 изображен криохирургический инструмент, в котором между наружной стенкой канала для подвода хладагента и пористой вставкой образована кольцевая полость; на фиг.2 криохирургический инструмент, в пористой вставке которого выполнен лабиринтньй канал, причем канал выполнен в виде полости в пористой вставке i на фиг. 3 - криохирургический инструмент, в котором лабиринтный канал вьтолнен в виде канавки на боковой поверхности пористой вставки; на фиг. 4 - криохирургический инструмент (аппликатор) , в котором лабиринтный канал выполнен на торцевой поверхности пористой вставки, обра407784

щенной к рабочей поверхности наконечника.

Криохирургический инструмент содержит каналы 1 и 2 для подвода и отвода хладагента, размещенные в теплоизолированном корпусе 3, охлаждаемый наконечник 4 пористую вставку 5, расположенную между внутренней стенкой наконечника 4 и наружной стенко

10 канала 1 для подвода хладагента. Между наружной стенкой канала для подвода, хладагента и пористой вставкой образована кольцевая полость 6, соединенная с каналом 2 для отвода хладагента, а сама пористая вставка 5 вьтолнена селективно-проницаемой по отношению к жидкостной и паровой фазам хладагента. Пористая вставка 5 укреплена на выходном конце канала

0 1 для подвода хладагента и контактирует со стенками наконечника 4 (фиг.1).

В пористой селективно-проницаемой- вставке 5 вьтолнены лабиринтные каналы 7, 8 или 9 для подвода паровой фазы хладагента к каналу 2 для отвода хладагента. Лабиринтный канал выполнен в виде полости 7 (фиг.2) в пористой вставке 5, например, винтовой формы или в виде канавки 8

(фиг. 3) на боковой поверхности пористой вставки, а стенки канала являются составными - с одной стороны они образованы поверхностью вставки 5, с другой - внутренней поверхностью охлаждаемого наконечника 4. В криохирургическом инструменте аппликационного типа (фиг. 4) имеет преимущество лабиринтный канал 9, расположенный на торцевор поверхности пористой вставки 5, обращенной к стенке охлаждаемого наконечника 4, контактирующей с замораживаемой биологической тканью. В пористой вставке 5 (фиг.. 14) предусмотрен распределительный объем 10, в который поступает хладагент из канала 1 для подвода хладагента.

Криохирургический инструмент рабо|тает следующим образом. Из подводящего канала 1 в распре;делительный объем 10 вставки 5 поступает хладагент (например, жидкий азот), который за счет капиллярного , эффекте пропитывает весь объем пористой вставки 5. На хорошо развитой поверхности пористого материала вставки 5 жидкий хладагент вскипает. В результате парообразования в кащшлярных каналах пористого материала позьшается давление, и вследствие наличия перепада давления между подводящим и отводящим каналами 1 и 2, пары хладагента поступают в. кольцеву полость 6 и каналы 7-9 и продвигаютс в сторону меньшего давления, т.е. за область пористой.вставки 5 по направлению к отводящему каналу 2. При этом жидкость за cleT капиллярного эффекта проникает в объем пористой вставки 5, заполняет капиллярные каналы и вьщавливает паровую фазу в кольцевую полость 6 и лабиринтные каналы 7-9 для выхода хладагента.Вследствие суммарного воздействия этих двух эффектов создаются условия для циркуляции жидкой фазы внутри пористой вставки 5 по капиллярным каналам образованным между частичками пористого материала, а паровая фаза через поверхность стенок кольцевой полости 6 и каналов 7-9 беспрепятственно выводится из капилляров пористого материала вставки 5 к отводящему каналу 2.

Лабиринтная форма выходных каналов, например винтовая форма, форма спирал и т.п., обеспечивающая наиболее развитую поверхность стенок каналов 7-9«при минимальной величине рабочего объема наконечника, приводит также к тому, что капли жидкости, имеющиеся в потоке паровой фазы в каналах, за счет действия сил инерции оседают на стенках каналов 7-9 и за счет капиллярного эффекта возвращаются обратно в пористый материал вставки 5, т.е. возвращаются в зону теплообмена, а паровая фаза хладагента уходит вотводящий канал 2.

При такой организации теплообмена в рабочей части охлаждаемого наконечника 4 происходит разделение ф.аз жидкость - пар таким образом, что жидкостная фаза циркулирует в объеме пористой вставки 5, а паровая фаза хладагента беспрепятственно выводится в кольцевую полость-6 и лабиринтные каналы 7-9 и далее пррходит в

отводящий канал 2, чем обеспечивается наиболее полное использование энергии фазового перехода жидкое-: ь - пар непосредственно в зоне охлаждаемого наконечника 4, контактирующей с замораживаемой тканью.

Наличие кольцевой полости 6 обеспечивает также циркуляцию паровой фазы хладагента вблизи стенок подводящего канала 1 и существенно улучшает теплоизоляцию канала 1, что снижает тепловую нагрузку на последний, препятствует вскипанию хладагента еще в подающем канале и, следовательно, также повыщает скорость замораживания, особенно на начальном, наиболее важном с точки зрения биологических, концепций этапе криовоздействия, и уменьшает расход хладагента.

Таким образом, в предложенной конструкции криоцнструмента увеличивается замораживающая способность (хладопроизводительность) , повьш1ается скорость замораживания биологической ткани, уменьшается расход хладагента и тепловая инерционность наконечника, что, в свою очередь, улучшает условия регулирования процесса криовоздействия, повьшая эффективность лечения и , повторяемость результатов.

Сопоставление основных технических характеристик предлагаемого криохирургического инструмента с характеристиками известного по результатам исп|ыч ний показывает, что он превосходна известньй по времени выхода на рабочий режим и оазмесу зоны замораживани при одновременном снижении расхода хладагента и уменьшении массы теплообменника.

Улучшенные параметры конструкции приводят при использовании к следующим преимуществам: снижению показаний к повторным операциям, сокращению сроков лечения и времени проведения одной операции, снижению расхода хладагента для проведения одной операции, расширению круга задач, решаемых криохирургией, и обеспечению возможности использования электронных систем управления криовоздействием.

иг.З