Криохирургический зонд

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнн

Социалистические

Республик (1П839516 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 07. 78 (21) 2643057/28-13 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

А 61 В 17/36

Гееудеротеенный комитет

СССР

Опубликовано 23. 06. 81. Бюллетень М 23 до делан изобретений и отнрытий (53) УДК615.475 (088. 8) Дата опубликования описания 23.06. 8 1

)

Ф

) е с (72) Авторы изобретения

И. Г. Семена, А. И. Левтеров, А. С. Савченко .

f и Ю. Е. Николаенко и (71) заявители (54) КРИОХИРУРГЦЧЕСКИИ ЗОНД

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для криовоздействия на ткани, и может быть использовано при криооперациях.

Известно устройство для локального охлаждения тканей, содержащее корпус, подводящий и отводящий хладагент каналы и рабочую часть внутрення поверхность которой покрыта слоем малотеплопроводного материала, например фторопласта, что позволяет несколько увеличить диаметр эоны замораживания ткани (lj.

Однако известное устройство не обеспечивает необходимой зоны замораживания ткани иэ-за недостаточной интенсивности процесса теплоотдачи в рабочей части устройства вследствие высокого термического сопротивления стенки рабочей части и неорганизованного потока хладагента.

Известно также криохирургическое устройство, содержащее корпус, накопечник и каналы для подвода и отвода хладагента.Канал для подвода хладагента выполнен в виде осевой трубки.

Для повышения интенсивностИ процесса теплоотдачи между осевой трубкой и корпусом устройства расположена пористая прокладка, через которую продавливается паро-жидкостная смесь хладагента из рабочей зоны наконечника в отводящий канал $2).

Недостатком указанного устройства является низкая замораживающая способность.

Известен криохирургнческий зонд, содержащий корттус, наконечник, подводящую и отводящую хладагент магистрали. Корпус состоит из наружной и внутренней трубок, которые образуют между собой полость, в которой поддерживается высокий вакуум, обеспечивающий надежную теплоизоляцию хладагента, циркулирующего по коаксиально расположенным каналам для подвода к наконечнику и отвода от

3 839 него хладагента. На внутренней поверхности наконечника имеются ребра, выполненные либо вдоль подводящей магистрали, либо по одно в или многозаходной спирали и вершинами плотно прилегающие к стенке подводящей магистрали и образующие изолированные друг от друга каналы, соединяющиеся через отверстия подводящей и отводящей магистралей )3).

Недостатками известного устройства являются недостаточно высокая замораживающая способность, маленькая эона замораживания и большой расход хладагента, что обусловлено невозможностью избежать пленочного кипения на внутренней поверхности наконечника из-за больших тепловых пото:;ов, поступающих из ткани. При сохранении пленочного кипения на части внутренней поверхности наконечника образуется смешанный ре ким кипения, средняя интенсивность теплоотдачи при котором намного ниже, чем при пузырьковом

516 4

3О

35 кипении.

Цель изобретения — повышение замораживающей способности устройства, увеличения зоны замораживания и уменьшение расхода хладагента.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем подводящую и отводящую хладагент магистрали, помещеннь.й в теплоизолированный корпус охлаждаемый наконечник с размещенными на его внутренней поверхности ребрами, соприкасающими— ся своими вершинами со стенкой подводящей магистрали с образованием каналов в теле наконечника для выхода парожидкостной смеси хладагента в отводящую магистраль, поверхность стенок каналов и верхняя торцовая поверхность ребер покрыта слоем капиллярно-пористого материала, состоящего из спеченных металлических волокон..

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, в разрезе; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.l.

Криохирургический зонд содержит наружную трубку ) и внутреннюю труб ку 2, образующие корпус, подводящую магистраль 3, отводящую магистраль 4 и рабочий наконечник 5. Наружная и внутренняя трубки закреплены в наконечнике 5. В образовавшейся между трубками l и 2 полости

)о

4О

50 55

6 поддерживается высокий вакуум, обеспечивающий надежную теплоизоляцию хладагента, циркулирующего по магистралям 3 и 4 внутри устройства. В качестве хладагента может использоваться жидкий азот. Подводящая магистраль 3 выполнена в виде трубки 7, расположенной вдоль оси корпуса.Отводящая магистраль 4 образована внешней поверхностью трубки 7 и внутренней поверхностью внутренней трубки 2 корпуса. На внутренней поверхности рабочего наконечника 5 имеются ребра 8, выполненные вдоль подводящей ,магистрали 3. Ребра 8 своими вершинами 9 плотно прилетают к стенке подводящей магистрали 3 и образуют изолированные друг от друга каналы

10;.соединяющиеся между собой только через отверстия )1 и 12 магистралей

3 и 4. Стенки каналов !О и торцовая поверхность )3 ребер 8 покрыты слоем

)4 материала, имеющего капиллярнопористую структуру, спеченного из медных монодисперсных дискретных волокон диаметром 20 — 130 мкм и длиной 3 — 6 мм. Пористость такого слоя

14 может достигать 96Х. Слой )4 капиллярно-пористого материала спечен с материалом наконечника. 5, что обеспечивает минимальное термическое сопротивление контакта.

Устройство работает следующим образом.

В каналы 10 рабочего наконечника

5 из подводящей магистрали 3 поступает жидкий хладагент, например жидкий азот, который насыщает поры капиллярно-пористого слоя 14. При со— прикосновении рабочего наконечника

5 с охлаждаемой тканью 15 из-за разности температур между тканью и хладагентом в наконечнике тепловой поток из ткани передается к рабочему наконечнику, а от него — к хладагенту. Вследствие высокой теплопроводности материала наконечника 5 и достаточного поперечного сечения ребер 8 тепловой поток одинаково быстро передается к капиллярно-пористому слою 14,расположенному как на поверхности стенок каналов 10, так и на торцевой поверхности 13 ребер 8. Под воздействием выделяемого охлаждаемой тканью

15 тепла происходит кипение хладагента на пористой поверхности стенок каналов 10 и торцов ребер 8. Этот

83951 ход е

40 процесс протекает очень интенсивно, поскольку образование и рост пузырей пара происходит как на внутренней поверхности стенки наконечника,так и Внутри капиллярно-пористои структуры, где пузыри окружены высокою, теплопроводным скелетом слоя 14, имеющим температуру, близкую к температуре внутренней стенки наконечника 5. Образовавшаяся паро-жид- io костная смесь по разделенным каналам

10 отводится в отводящую магистраль

4. Такое разделение движения хладагента по .отдельным каналам способствует гидродинамическому воздей- is ствию на пузыри пара, обеспечивая быстрый их укос, что препятствует образованию паровой пленки на пористой поверхности каналов. Поступающий в каналы хладагент впитывается за з0 счет капиллярных сил в пористую структуру слоя 14 по всей внутренней поверхности рабочего наконечника 5, независимо от его диаметра, контактируя непосредственно с поверхностью г5 теплоотдачи, что обеспечивает рациональный расход хладагента. Вследствие контакта с холодной стенкой подводящей магистрали 3 вершины 9 ребра 8 имеют более низкую температуру,чем 30 контактная зона наконечника 5.

Таким образом, при определенных температурах вблизи вершины ребра происходит быстрый переход от пленочного режима кипения к пузырьковому, который по мере охлаждения ребра распространяется на остальную поверхность теплоотдачи, что увеличивает замораживающую способность наконечника устройства.

При вертикальном расположении устройства капли жидкого хладагента из его паро-жидкостной смеси, поступающей вверх по отводящей магистра-. ли 4, под действием сил гравитации 4s стекают вниз, йа пористую торцовую поверхность 13 ребер 8, где также происходит ее интенсивное кипение, повышая тем самым замораживающую способность устройства и обеспечивая более эффективное использование хладагента.

Изобретение позволяет повысить замораживающую способность устройства и скорость замораживания, увеличить диаметр зоны замораживания благода6 б ря интенсификации процесса теплоотдачи с внутренней оребренной поверхности наконечника, вследствие равномерного распределения хладагента по теплоотдающей поверхности независимо от диаметра наконечника и существенного увеличения числа активных центров преобразования.Все это достигается путем покрытия теплоотдающей поверхности наконечника слоем материала с капиллярно-пористой структурой, обладающим высокой эффективной теплопроводностью.

Кроме того, покрытие торцов ребер пористым слоем позволяет получить более полное использование жидкого хладагента, включая поступающий из паро-жидкостной смеси, движущейся по отводящей магистрали, и уменьшить тем самым необходимый его расФормула изобретения

Криохирургический зонд, содержащий подводящую и отводящую хладагент магистрали, помещенный в теплоизолированный корпус охлаждаемый наконечник с размещенными íà его внутренней поверхности ребрами, соприкасающимися своими вершинами со стенкой подводящей магистрали с образованием каналов в теле наконечника для выхода парожидкостной смеси хладагента в отводящую магистраль, отличающийся тем, что, с целью повышения замораживающей способности, увеличения зоны замораживания и уменьшения расхода хладагента, поверхность стенок каналов

1 и верхняя торцовая поверхность ребер покрыта слоем капиллярно-пористого материала, состоящего из спеченных металлических волокон.

Источники информации, принятые во внимание при э.кспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М -449716, кл. Ь 61 В 17/36, 1975 °

2. Патент США У 3537458, кл. А 61 В 17/36, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

У 556797, кл. А 61 В 17/36, 1977 (прототип).

839516 г

Составитель Н. Алексеева

Редактор О. Черниченко Техред М.Табакович Корректор В.Синицкая

Заказ 4583/4 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4