Криохирургический зонд

 

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 отвакуумирована 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. €

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1377061 (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3922961/28-14 (22) 01.07.85 (46) 29,02.88. Бюл. № 8 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) М. Г. Семена, А. И. Левтеров и А. С. Савченко (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 839516, кл. А 61 В 17/36, 1981. (54) КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ ЗОНД (57) 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 отвакуумирована 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 !О, 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.

1377061

Изобретение 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 хл ада re нта.

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

Криохирургический зонд содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубки, образующие корпус, и магистрали подвода 3 и отвода 4 хладагента. Наружная и внутренняя трубки закреплены в рабочем наконечнике 5. Полость 6 между трубками 1 и 2 отвакуумирована и служит надежной теплоизоляцией хладагента циркулирующего . по магистралям 3 и 4 внутри устройства.

В качестве хладагента может использоваться жидкий азот. Магистраль 3 выполнена в виде трубки 7, расположенной вдоль оси корпуса. Магистраль 4 образована внешней поверхностью трубки 7 и внутренней поверхностью трубки 2 корпуса. Трубка 7 магистрали 3 подвода хладагента входит в корпус наконечника 5, где магистраль 3 переходит в радиально расположенные каналы 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, представляющие собой пористые штыри произвольного сечения с переменной по высоте пористостью. Пористость вапатронов 11 изменяется от 30 — 60Я 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 сочетании с пористыми вапатронами 11 образует вторую ступень охлаждения. Пористые покрытия 11 и 13 изготовлены из медных монодисперсных 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 определенную часть теплового потока, поступающего от охлаждаемой ткани 14 к рабочему наконечнику 5, который обладает высокой теплопроводностью. Однако при криовоздействии на ткани, имеющие развитую систему кровообращения, а следовательно, и повышенное тепловыделение, тепловой поток после первой ступени охлаждения остается еще значительным и в удельном отношении в 2 — 3 раза превосходит критиВерхняя высокопористая часть вапатронов вследствие высоких капиллярно-транспортных характеристик служит транспортной артерией для подачи хладагента, оттесняемого от поверхности 10 нагрева, в пристенные слои капиллярно-пористых структур

13 и 11, а также создает необходимые

З 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 вапатронов 11. Пар, образовавшийся в результате кипения хладагента в пористом слое 13, поступает в межвапатронное 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 валатронов 11. В результате явления капель50 ного уноса часть хладагента может в виде капель вместе с паром уноситься в отводящую магистраль 4. Но при вертикальном расположении криозонда под действием гравитационных сил происходит его возврат по стенкам отводящей магистрали и затем быстрое впитывание в капиллярнопористые структуры 11 и 13 благодаря высокой степени смачиваемости металловолокнистого материала жидким азотом.

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

Низкопористая пристенная область вапатронов 11 и пористого слоя 13 благодаря своим структурным характеристикам (эффективному размеру пор и высокой каркасной теплопроводностью) способствует образованию дополнительных центров парообразования и переносу процесса кипения в пористый объем металловолокнистой структуры, что приводит к затягиванию кризиса теплообмена при кипении и поддержанию самого теплообмена при закритических плотностях теплового потока в высокоинтенсивной области пузырькового режима питания.

1377061

Составитель Л. Гохштейн

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 512/6 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

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

4 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 парожид10 костной смеси на внутреннюю поверхность наконечника, а капиллярно-пористая структура имеет переменную толщину, причем ее пористость на утолщенных участках возрастает от основания к вершине.