Криохирургический зонд Советский патент 1988 года по МПК A61B18/02 

1

(Л

Сл:)

о

О5

Изобретение предназначено для криохирургии. Цель изобретения - повышение скорости охлаждения и снижение расхода хладагента. Зонд содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубки, магистрали подвода 3 и отвода 4 хладагента. Полость 6 отва- куумирована и служит надежной теплоизоляцией хладагента. Трубка 7 магистрали 3 входит в корпус наконечника 5. Каналы 8 образуют первую ступень охлаждения и связаны с магистралью 4 через перепускные отверстия 9. Пористость вапатронов 11 изменяется от 30-60% у основания до 80- 85% на вершинах. Боковая поверхность 12 наконечника 5 и поверхность 10, не занятая вапатронами, покрыты пористым слоем, который вместе с вапатронами 11 образует вторую ступень охлаждения. Вапатроны 11 и пористый слой 13 спечены с материалом наконечника 5 и имеют надежный термический контакт и минимальное термическое сопротивление. 2 ил. €

/

/

sl

X

(иг. /

/

ческую плотность теплового потока при кипении азота на гладкой поверхиости. Поэтому с целью создания условий по организации высокоэффективных процессов теплообмена хладагент из первой ступени ох- 5 лаждеиия через перепускные отверстия 9 поступает во вторую ступень охлаждения и впитывается в капиллярно-пористую структу- ру. В результате этого оставшийся тепловой поток отбирается во второй ступени охлажИзобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для криовоздействия на ткани, и может быть использовано при криооперациях.

Цель изобретения - повышение скорости охлаждения и снижение расхода хладагента.

На фиг. 1 изображен криохирургический зонд, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Криохирургический зонд содержит на- ю дения от наконечника 5 за счет реали- ружную 1 и внутреннюю 2 трубки, об- зации высокоэффективного процесса преобразующие корпус, и магистрали подвода 3 и разования теплоносителя в капиллярно-по- отвода 4 хладагента. Наружная и внутрен- ристом покрытии внутренней поверхности на- няя трубки закреплены в рабочем нако- конечника 5, состоящего из пористого слоя 13 нечнике 5. Полость б между трубками 1 и пористых вапатронов 11, обладающих пе- и 2 отвакуумирована и служит надежной 5 ременной пористостью.

теплоизоляцией хладагента циркулирующегоНизкопористая пристенная область вапо магистралям 3 и 4 внутри устройства. патронов 11 и пористого слоя 13 благо- В качестве хладагента может использовать- даря своим структурным характеристикам ся жидкий азот. Магистраль 3 выпол-(эффективному размеру пор и высокой

нена в виде трубки 7, расположенной вдоль п каркасной теплопроводностью) способствует оси корпуса: Магистраль 4 образована внеш- образованию дополнительных центров паро- ней поверхностью трубки 7 и внутренней образования и переносу процесса кипения в поверхностью трубки 2 корпуса. Трубка 7 ма- пористый объем металловолокнистой струк- гистрали 3 подвода хладагента входит в кор- туры, что приводит к затягиванию кризи- пус наконечника 5, где магистраль 3 пе-са теплообмена при кипении и поддержареходит в радиально расположенные кана- 25 нию самого теплообмена при закритических

плотностях теплового потока в высокоинтенсивной области пузырькового режима питания.

лы 8, образующие первую ступень охлаждения и связанные с отводящей магистралью 4 через перепускные отверстия 9. На горизонтальной внутренней поверхности 10 рабочего наконечника 5 равномерно расположены пористые вапатроны 11, представляю- 30 нов вследствие высоких капиллярно-транс- щие собой пористые штыри произвольного портных характеристик служит транспортной

Верхняя высокопористая часть вапатросечения с переменной по высоте пористостью. Пористость вапатронов 11 изменяется от 30-60% у основания до 80-85% на вершинах. Боковая поверхность 12 наконечника 5, а также горизонтальная поверхность 10, не занятая вапатронами, покрыта пористым слоем, который в сочета)ши с пористыми вапатронами 11 образует вторую ступень охлаждения. Пористые покрыартериеи для подачи хладагента, оттесняемого от поверхности 10 нагрева, в пристенные слои капиллярно-пористых структур 13 и 11, а также создает необходимые 35 условия для выхода пара и благодаря высокой каркасной теплопроводности вносит свой вклад в общий теплообмен, осуществляемый как внутри развитой металловолокнистой структуры, так и на поверхности

тия 11 и 13 изготовлены из медных моно- 40 пористых ъапатронов 11. Пар, образовавдисперсных дискретных спеченных волокон диаметром 20-130 мкм. Вапатроны 11 и пористый слой 13 спечены с материалом наконечника 5 и имеют надежный термический контакт и минимальное термическое сопротивление.

Устройство работает следующим образом.

Хладагент по магистрали 3 подвода поступает в первую ступень охлаждения, где за счет вынужденного движения по радиально расположенным каналам 8 отбирает

шиися в результате кипения хладагента в пористом слое 13, поступает в межва- патронное пространство 15, куда поступает пар от боковой поверхности пористых вапатронов 11. Таким образом, межвапатронное 45 пространство 15, соизмеримое с диаметром пузырей, служит для улучшения условий выхода пара в магистраль 4 отвода хладагента, в которую также поступает пар, выходящий из торцовой поверхности вапатронов 11. В результате явления капель- определенную часть теплового потока, посту- ного уноса часть хладагента может в ви- пающего от охлаждаемой ткани 14 к рабо- де капель вместе с паром уноситься в

отводящую магистраль 4. Но при вертикальном расположении криозонда под действием гравитационных сил происходит его воз- систему кровообращения, а следовательно, с врат по стенкам отводящей магистрали и и повышенное тепловыделение, тепловой по- затем быстрое впитывание в капиллярно- ток после первой ступени охлаждения ос- пористые структуры 11 и 13 благодаря тается еще значительным и в удельном от- высокой степени смачиваемости металлово- ношении в 2-3 раза превосходит крити- локнистого материала жидким азотом.

чему наконечнику 5, который обладает высокой теплопроводностью. Однако при крио- воздействии на ткани, имеющие развитую

ческую плотность теплового потока при кипении азота на гладкой поверхиости. Поэтому с целью создания условий по организации высокоэффективных процессов теплообмена хладагент из первой ступени ох- лаждеиия через перепускные отверстия 9 поступает во вторую ступень охлаждения и впитывается в капиллярно-пористую структу- ру. В результате этого оставшийся тепловой поток отбирается во второй ступени охлаждения от наконечника 5 за счет реали- зации высокоэффективного процесса преобразования теплоносителя в капиллярно-по- ристом покрытии внутренней поверхности на- конечника 5, состоящего из пористого слоя 13 и пористых вапатронов 11, обладающих пе- ременной пористостью.

плотностях теплового потока в высокоинтенсивной области пузырькового режима питания.

нов вследствие высоких капиллярно-транс- портных характеристик служит транспортной

вследствие высоких капиллярно-транс- тных характеристик служит транспортной

Верхняя высокопористая часть вапатроартериеи для подачи хладагента, оттесняемого от поверхности 10 нагрева, в пристенные слои капиллярно-пористых структур 13 и 11, а также создает необходимые 35 условия для выхода пара и благодаря высокой каркасной теплопроводности вносит свой вклад в общий теплообмен, осуществляемый как внутри развитой металловолокнистой структуры, так и на поверхности

40 пористых ъапатронов 11. Пар, образовавшиися в результате кипения хладагента в пористом слое 13, поступает в межва- патронное пространство 15, куда поступает пар от боковой поверхности пористых вапатронов 11. Таким образом, межвапатронное 45 пространство 15, соизмеримое с диаметром пузырей, служит для улучшения условий выхода пара в магистраль 4 отвода хладагента, в которую также поступает пар, выходящий из торцовой поверхности вапатронов 11. В результате явления капель- ного уноса часть хладагента может в ви- де капель вместе с паром уноситься в

Применение криохирургического зонда с двуступенчатой системой охлаждения и пористыми вапатронами позволяет значительно сократить начальный малоэффективный режим работы криозонда (до 2-5% от времени криовоздействия), в результате чего в зависимости от условий работы зонда его замораживающая способность может быть увеличена, что, в свою очередь, способствует увеличению зоны замораживания, повышению скорости охлаждения замораживающей ткани и снижению расхода хладагента. Формула изобретения

Криохирургический зонд, содержащий теплоизолированный корпус с магистралями

фиг,. 2

подвода и отвода хладагента, охлаждаемый наконечник с каналами, соединенными с вы- ,ходом магистрали подвода хладагента и припеченной к его внутренней поверхности капиллярно-пористой металловолокнистой структурой, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости охлаждения и снижения расхода хладагента; каналы выполнены закрытыми, на периферийных концах каналов имеются отверстия для выхода парожид- костной смеси на внутреннюю поверхность наконечника, а капиллярно-пористая структура имеет переменную толщину, причем ее пористость на утолщенных участках возрастает от основания к вершине.

//