Способ определения холодопроизводительности криохирургического инструмента Советский патент 1982 года по МПК A61B18/02 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КРИОХИРУРГИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА

1

Изобретение относится к работе с криохирургическими приборами для прижигания а именно к способам определения холодопроизводительности криохирургического инструмента.

Известен способ определения холодопроизводительности криохирургического инструмента, предусматривающий погружения наконечника в емкость с жидкостью, обеспечение принудительной циркуляции хладагента по наконечнику и измерения объема льда, замороженного на рабочую поверхность наконечника за заданный промежуток времени 1.

Для измерения объема льда наконечник с наморож.енным льдом фотографируют без извлечения из воды, объем льда определяют по увеличенным фотоизображениям.

Недостаток способа - низкая точность определения холодопроизводительности, поскольку холодопроизводительности криохирургического инструмента расходуется на намораживание льда на рабочую поверхность наконечника, на переохлаждение льда ниже температуры замерзания и на охлаждение самой жидкости, поскольку перед началом измерений последнюю не термостатируют. Однако учитывают только холодопроизводительность расходуемую на фазовый переход, т. е. на намораживание льда.

Цель изобретения - повышение точности определения холодопроизводительности.

Указанная цель достигается тем, что, согласно способу определения хладопроизводительности криохирургического инструмента, предусматривающему погружение наконечника в емкость с жидкостью, обеспечение принудительной циркуляции хладагента

10 по наконечнику и измерения объема льда, намороженного на рабочую поверхность наконечника за заданный промежуток времени, перед включением принудительной циркуляции хладагента жидкость термостатиру15 ют при температуре замерзания, одновременно с измерением объема намороженного льда измеряют температуру рабочей поверхности наконечника, а холодопроизводительность определяем по формуле ,

,0 о- (tKL-tH 21a}. 20у-

где GI - холодопроизводительность криохирургического инструмента, Вт; Ул - объем намороженного на рабочую поверхность наконечника льда,

j°, - удельная плотность льда, Су -удель ная теплоемкость льда,

Дж/г°-С;

1ц - температура образования льда,°С .пература рабочей поверхности замораживающего наконечника, °С; Еф- удельная теплота фазового пере. хода жидкости в лед, Дж/г; т время работы криохирургического

инструмента, с.

При этом объем намороженного на рабочую поверхность наконечника льда измеряют путем измерения объема вытесненной из емкости жидкости.

На чертеже изображена установка для осуществления способа.

Установка содержит теплоизоляционный кожух 1, емкость 2с двухфазной средой жидкость-лед, измерительную емк©сть 3, электрический нагреватель 4 для уменьщения времени таяния образовавщегося льда, рабочую жидкость 5 (например дистиллированную воду), датчик 6 температуры, герметизирующий фланец 7, заправочную горловину 8, теплоизолирующую крыщку 9 с отверстием для холодопровода 10 криохирургического инструмента, мерный капилляр 11, щтатив 12 для крепления корпуса 13 криоинструмента, измерительный прибор 14, подключенный к датчику 6 температуры секундомер 15.

Способ осуществляют следующим образом. Замораживающий наконечник криохирургического инструмента через отверстие в теплоизолирующей крышке 9 вводят в измерительную емкость 3 и приводят его в контакт с датчиком 6 температуры, после чего с помощью герметизирующего фланца 7 герметизируют место ввода холодопровода 10 криохирургического инструмента в измерительную емкость 3. Затем через заправочную горловину 8 измерительную емкость 3 заполняют рабочей жидкостью 5, например, дистиллированной водой, предварительно охладив ее до температуры, близкой к температуре замерзания. Заправочную горловину после этого закрывают.

С помощью датчика 6 температуры и измерительного прибора 14 контролируют термостатирование рабоче й жидкости при температуре замерзания, т. е. наступление постоянства температуры жидкости в измерительной емкости 3. Отмечают уровень жидкости в мерном капилляре 11. После этого включают принудительную циркуляцию хладагента. При понижении температуры замораживающего наконечника ниже температуры замерзания рабочей жидкости на его рабочую поверхность намораживается лед. По мере намораживания льда происходит вытеснение жидкости в мерный капилляр 11. Через заданный промежуток временит, определяемый по секундомеру 15, измеряют

с помощью мерного капилляра 11 объем вытесненной жидкости Ув.ж.,а с помощью измерительного прибора 14, подключенного к датчику 6 температуры, измеряют температуру рабочей поверхности замораживающего наконечника t н, , т. е. температуру поверхности льда, примыкающей к наконечнику.

Объем намороженного на рабочую поверхность наконечника льда опре-. деляют по измеренному объему вытесненной из емкости жидкости.

,

(1)

где Vgjx - объем вытесненной жидкости, см

Рп удельная плотность льда,

fx. удельная плотность жидкости,

г/см.

Измеренные величины Ул , tH,i подставляют в формулу (1), при этом параметры Pj,, Су, tx,tф, характеризующие соответственно

удельную плотность льда, удельную теплоемкость льда, Дж/г температуру образования льда, °С, удельную теплоту фазового перехода жидкости в лед, Дж/г; для данного вида используемой жидкости

берут из справочных таблиц.

Произведя вычисления по формуле (1), определяют холодопроизводительность криохирургического инструмента Q Вт.

Пример определения холодопроизводительности криохирургического инструмента.

В качестве рабочей жидкости использовалась дистиллированная вода. Ее параметры характеризуются следующими показателями:

удельная плотность льдaJ5| -TW6Tг/см,

удельная плотность жидкой г/см

удельная плотность льда Сд 1,884 Дж/г°С; удельная теплоемкость воды С. 4,186 Дж/г°С;

удельная теплота фазового перехода ф 332,4 Дж/г;

температура образования льда, t,c 0°С.

Согласно известному способу взят со-суд с объемом 100 см с дистиллированной водой при +20°С, За 5 мин на рабочей поверхности наконечники криохирургического инструмента образовалось Vj, 11,6 см льда. При этом температура жидкости понизилась до + 9°С. Количество тепла, выделивщееся за счет фазового перехода в процессе намораживания льда

Рср Ул / ) -Тер 11,6---1--.332,4

3535,03 Дж.

Величина холодопроизводительности криоинструмента согласно известному способу

О - 5535j05 1 1 7Я R-r

Vi-j; - - 11,/e ЬТ.

Для определения холодопроизводительности по описываемому способу изготовлен согласно приведенному чертежу ледяной калориметр, в котором емкость 2- заполнялась двухфазной средой вода-лед, а измерительная емкость 3 заполнялась только водой близкой 0°С. За время 5 мин на наконечнике криоинструмента наморозилось 18,17 см льда. Температура рабочей поверх ности замораживающего наконечника в кон це указанного промежутка времени была t 190°С. . Холодопроизводительность криоинструмента определяют по формуле (1), она соетавляетQ 2 je 1л1± .TsiL .b°loi:lL8 ij o. 2.300 28,3 Вт. Ошибка в определении холодопроизводительности известным способом составляет Н - af-100 58% Таким образом, основным преимуществом предлагаемого способа определения холодопроизводительности криохирургического инструмента по сравнению с известным является повышение точности, что достигается за счет учета всех затрат холодопроизводительности при измерении. Повышение точности определения холодопроизводительности криохирургических ин.струментов позволяет определить оптималь-ные размеры и геометрию наконечников при их разработке, а также оптимизировать режимы их работы при проведении хирургических операций. Формула изобретения 1. Способ определения холодопроизводительности криохирургического инструмента, предусматривающий погружение наконечника в емкость с жидкостью, обеспечение принудительной циркуляции хладагента по наконечнику и измерение объема льда намороженного на рабочую поверхность наконечника за заданный промежуток времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения холедопроиз водительности, перед включением принудительной циркуляции хладагента жидкость термостатируют при температуре замерзания, одновременно с изме;рением объема намороженного льда измеряют температуру рабочей поверхности наконечника, а холодопроизводительность определяют по формуле Q Vл-Pл Cv(tк-tнH2йq, где а - Холодопроизводительность криохирургического инструмента, Вт; Уп - объем намороженного на рабочую поверхность наконечника льда, /л - удельная плотность льда, Су - удельная теплоемкость льда, Дж/г С; t|t -температура образования льда, t н - температура рабочей поверхности замораживающего наконечника, °С; tcp-удельная теплота фазового перехода жидкости в лед, Дж/г; Т -время работы криохирургического инструмента, с. 2. Способ по п. I,,отличающийся тем, что бъем намороженного на рабочую поверхость наконечника льда измеряют путем изерения объема вытесненной жидкости. Источники информации, принятые во вним-ание при экспертизе I. Киневский О. Ф., Трушина В. А., Швеов Ю. А. и Островский Ю. Н. Интенсифиация течтлообмена в криохирургических интрументах. «Холодильная техника, 1978, o 3, с. 31-32.