CS211474B1 - Kryochirurgické zařízení - Google Patents

Description

Vynález se týká kryochirurgického zařízení s uzavřeným chladicím okruhem.

V chirurgii nádorových onemocnění se rozšířilo používání kryogenníoh operačních systémů, vyznačovaných často jako kryokautery, které k ochlazování teplého nástroje zavedeného k místu, které mé být operováno, využívají buá expanze některých stlačených plynů, například kysličníku uhličitého CO₂ nebo kysličníku dusnatého NgO, nebo vnitřní cirkulace zkapalněných plynů, nejčastěji dusíku.

Systémy s expanzním chlazením pracují zpravidla s přetlakem okolo 5 MPa, který musí’ být i ve vlastním operačním nástroji, což je poměrně nebezpečné. Systémy s chlazením kryokapalinou jsou zpravidla řešeny buá jako samospádové, kde kapalný dusík stéká ze zásobní nádobky kryokauteru, kam byl nalit v předem odhadnutém množství, izolovanou trubičkou do operačního nástroje, který ochlazuje, a v plynném skupenství jinou trubičkou odchází, nebo tlakové, kde kapalina je dopravováns izolovanou trubičkou pod tlakem ůkolo 0,5 MPa z vnějšího zásobníku do operačního nástroje, kde se zplyní, a zpravidla koaxiálně odchází systémem spojovacích trubic zpět k zásobníku, kde se vypouští do atmosféry.

Samospádové systémy trpí vážnými nedostatky, jako je velmi pomalé prochlazování a nemožnost regulace rozsahu chlazení jinak než předem odhadnutým množstvím chladicí kapaliny naplněné do zásobníku. Dalším jejich omezením je nutnost dodržení stanovené polohy nástroje, aby se kryogenní kapalina nevylila ze zásobníku nádoby během operace.

Systémy tlakové s vnějším zásobníkem kryogeímí kapaliny umožňují sice dávkování chladicího účinku a v některých případech i regulaci teploty, avšak nesou s sebou riziko spojené se značným přetlakem v tenkostěnném systámu nástroje cca 0,5 MPa.

Kromě toho dlouhé spojovací přívodní trubička pro kapalný dusík se při zahájení operace poměrně dlouho prochlazuje a zchlazování tkáně je proto pomalá, zchlazení nástroje v kontaktu s tkání na teplotu pod-150 °C trvá 1 několik minut, což v případě operací nádorových onemocnění vede k nízká účinnosti nekrotlzace buněk nádoru.

Tyto nedostatky odstraňuje nebo alespoň podstatně snižuje kryochirurgieké zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že operační nástroj opatřený aplikátorem s porézním tepelným výměníkem podle čs. autorského osvědčení č. 199 443»a ohřívačem odcházejícího dusíku je vyměnitelně mechanicky a elektricky spojen s rukojelovým zásobníkem kapalného dusíku vybaveným elektrickým topením s ochranným snímačem, hladinoměry, tlakovým indikátorem, vypínačem tlakového zásobníku, pojistným ventilem, regulačním elektromagnetickým ventilem dosedajícím plynotěsně na výstupní nástavec a ovládaný přepínačem funkcí a elektric ky spojen s elektrickou indikační regulační jednotkou.

Příklad kryochirurgického zařízeni podle vynálezu je déle popsán a jeho činnost vysvětlena s pomocí výkresu, na němž je vyznačeno zařízení sestávající z operačního nástroje A, rukovělováho zásobníku B kapalného dusíku, v podélném řezu, a blokově znázorněné elektrické indikační a regulační jednotky C.

Operační nástroj A, který je vyměnitelný, je tvořen aplikátorem 1, který obsahuje porézní tepelný výměník 2 s elektrickými topnými elementy J a teploměrem J podle čs. autorského osvědčeni č. 1994443. '

Vnější průměr aplikétoru 1 bývá zpravidla totožný s vnějším průměrem trubice spojující aplikátor 1 s vakuovým tepelně nevodivým pláštěm 2 vyměnitelného operačního nástroje A, může však být větší nebo menší.

Na aplikátor 1 lze upevnit neznázoměnou výměnnou operační koncovku. Vstupní strana porézního tepelného výměníku 2 je připojena na přívodní trubičku 2 kapalného dusíku lg, výstupní straně na odváděči trubičku 6, kterou se odvádí dusík a kterou jsou vedeny přívody k topným elementům 3 a teploměru 4.

Vakuový pléěl 2 je vyčerpán na tlak nižěí než 10^-2 Fa. Přívodní trubička 2 j® ohnuta a je vedena svislou odbočkou § vakuového pláště 2 do zásobníku 12 kapalného dusíku lg uloženého, jek bude déle popsáno, v rukojalovém zásobníku B.

Ve spodní části zasahující do zásobníku 17 je prostor mezi svislou odbočkou £ vakuového pláště 2 ^a přívodní».trubičkou 2 vyplněna adsorbentem 2, například aktivním uhlím.

Ke spodnímu konci svislé odbočky 8 vakuového pláště 2 j® rozebíratelně připojen vstupní nástavec 11. umožňující stupňovité nastavení horní hranice chladicího příkonu, například nástavec s různými světlostmi vstupní kapiláry, popřípadě vodotěsné a plynotěsné uzavření přívodní trubičky g.

Odváděči trubička 6 je s vakuovým pláštěm 2 vyměnitelného operačního nástroje A spojena vakuotěsně pružným elementem 12, například membránou. S vakuovým pláStěm 2 vyměnitelného operačního nástroje A je plynotěsně spojeno pouzdro 13 s elektrickým konektorem ]_£, elektrickým ohřívačem 16 a výstupním nástavcem 15.

Rukovětový zásobník B se skládá z komory gg, která je přes těsnění, 12 připojena k zásobníku 12, v jehož vakuovém plášti je adsorbent 18. z tlakového indikátoru 21 s vypínačem tlakování 22. z pojistného ventilu 23, pružiny 24, regulačního elektromagnetického ventilu 25. protikusu elektrického konektoru 14 a ručně ovlédeného přepínače funkci 26 v držadle 22.

K rukojelovému zásobníku B dále náleží elektrické topeni s ochranným snímačem 29. a odvarové hladinoměry 32 v zásobníku 17.

Vyměnitelný operační nástroj A je upraven pro spojení s rukojeťovým zásobníkem B, na který se nasune, přičemž svislá odbočka 8 vakuového pláště 2 operačního nástroje A se ponoří do kapalného dusíku 10 a vstupním těsněním 30 uzavře plynotěsně prostor nad hladinou kapalného dusíku 10 v zásobníku 17.

Současně se pouzdro 13 vyměnitelného operačního nástroje A připojí výstupním nástavcem 15 přes výstupní těsnění 31 plynotěsně k regulačnímu elektromagnetického ventilu 25. Kromě toho se do sebe zasunou oba díly konektoru 14 a tím se propojí vyměnitelný operační nástroj A s rukojeťovým zásobníkem £. Spojení s elektrickou indikační a regulační jednotkou C zajišťuje systém vodičů 28. Elektrická indikační a pegulační jednotka C je vybavena snímačem 33 teploty tkáně.

Postup při použití zařízeni podle vynálezu: Vyměnitelný operační nástroj 4 ^Be sej®® z rukojetového zásobníku B a dá se tepelně sterilizovat. Krátce před ukončením sterilizace se otvorem uvnitř vstupního těsnění 30 P^ro svislou odbočku 8 naplní zásobník 17 kapalným dusíkem £0.

Výšku kapalného dusíku £0 indikují odporové hladinoměry £2. Sterilizovaný vyměnitelný operační nástroj A se zasune do rukojeťového zásobníku B tak, že se propojí oba díly elektrického konektoru 14 a vstupní těsnění £0 a výstupní těsnění £1 plynotěsně uzavřou svislou odbočku 8 pláště 2 s rukojeťovým zásobníkem B.

Vnořením svislé odbočky 8 do kapalného dusíku 10 se ochladí sorbent £, čímž se zlepší vakuum v plášti zásobníku £2, a tím i tepelná izolace přívodní a výstupní trubičky £, 6.

Samovolným odpařováním kapalného dusíku £0 ze zásobníku £2 se v prostoru nad hladinou zvyšuje tlak. Zapnutá elektrická indikační a regulační jednotka C napájí elektrická topení s ochranným snímačem 29. čímž se zvyšování tlaku urychlí.

Zvyšováním tlak)» se zvětšuje délka tlakového indikátoru 21 až do polohy, kdy vypínač tlakování 22 přeruší proud ze zdroje elektrické indikační a regulační jednotky C. Pokud se neuvede v činnost chlazení nástroje, roste samovolným odporem tlak nad hladinou kapalného dusíku dále, avšak jen do hodnoty, na kterou je nastaven pojistný ventil 23. Při jejím dosaženi se tento ventil otvírá a další zvyšování tlaku nedovolí.

Pro případ selhání pojistného ventilu 23 slouží bezpečnostní připojení zásobníku 17. zajišťované pružinou 24 volenou tak, Že těsnost připojeni se poruší při překročení určitého

- tlaku v zásobníku 17.

Dokud je regulační elektromagnetický ventil 25 uzavřen, roste s tlakem plynu v zásobníku 17 i tlak plynu na výstupní straně a kapalný dusík nemůže být ze zásobníku 17 vytlačován. Další jištěni proti nežádoucímu přetlaku zabezpečuje tento regulační elektromagnetický ventil 25. jehož přítlačná pružina je volena tak, aby se samovolně otevřel při přetlaku o 10 kPa větším, než na který jsou nastaveny vpředu uvedený pojišťovací ventil 23 a pružina 24.

Od okamžiku zapojení elektrické indikační a regulační jednotky C se automaticky reguluje teplota aplikátoru £ pomocí elektrického teploměru 4 ⁸ regulačních obvodů na teplotu lidského těla 37 °C prostřednictvím elektrických topných elementů £.

Dále je elektrický ohřívač 16 předehříván na hodnotu teploty, které je měřena teplotně závislým odporem, který je v tepélném kontaktu s elektrickým ohřívačem 16. aby se zvětšila počáteční teplota systému ohřevu £6 ještě před začátkem průtoku chladného plynu.

Hodnota této teploty še po sepnuti regulačního elektrického ventilu 25 zvýši.

Stlačením přepínače funkcí 26 v držadle 27 se napětím z elektrické indikační a regulační jednotky C otevře elektromagnetický ventil 25. čímž se otevře cirkulace chladivá a současně se přepne referenční napětí odpovídající teplotě 37 °C na hodnotu odpovídající předvolené nízké teplotě a tím se zároveň vypne topení v elektrickém topném elementu £ až do doby, kdy elektrický teploměr X nebo snímač teploty tkáně 33 indikuje dosažení předvolené teploty, přičemž hodnoty mezních teplot u obou indikátorů mohou být různé.

To je výhodiíé zejména pro možnost práce aplikétorem £ v oblasti nejniŽSlch dosažitelných teplot při zaručené bezpečnosti operace sledováním teploty v onom místě tkáně, kde musí být překročena určité hranice podchlazení.

V průběhu procesu chlazení aplikátoru £ zajištuje tlakový indikátor 21 a vypínač tlakování 22 nadále dvoupolohovou regulaci tlaku nad hladinou kapalného dusíku £0 prostřednictvím elektrického topení s ochranným snímačem 29. který indikuje případné vyčerpání kapalného dusíku 10. takže topný element 2£ nemůže být zničen, ani když operatér přehlédne údaje odporových hladinomérů 32.

Kromě toho v situaci, kdy cirkuluje chladivo při sepnutém přepínači funkcí 26,se reguluje elektrický ohřívač 16 odcházejícího dusíku na vyšší hodnotu pracovní teploty, než jaké odpovídala klidovému stavu, aby byl zajištěn potřebný ohřev vystupujícího plynu nad 0 °C.

Uzavření regulačního elektromagnetického ventilu 25 způsobí okamžité zahájení ohřevu aplikátoru £ pomocí elektrických topných elementů £. Po dosažení teploty 37 °C na aplikátoru £ se operační nástroj A sejme nebo vytáhne z tkáně a pokud je v zásobníku 17 ještě dostatečné zásoba kapalného dusíku £2, což indikují hladinoměry 32. lze nástroj A vyjmout a nahradit jiným operačním nástrojem A, který byl mezitím sterilizován.

Tvar operačního nástroje A a rukojelového zásobníku B je možno měnit tak, že základní přístupový směr k operované t,káni je vodorovný, šikmý nebo i svislý.

Laboratorní model zařízení podle vynálezu byl vyzkoušen ve vaječném bílku termostatovanérn na 37 °C a reprodukovatelně bylo ověřeno, že dobu prochlazeni aplikátoru £ bez nástavné tvarované koncovky na teplotu pod -190 °C z počáteční teploty 37 °C lze měnit velikosti odnímatelného vstupního nástavce 11 podle potřeby od 10 s výše, při použití porézního tepelného výměníku 2 podle čs. autorského osvědčení č. 199 443.

Našroubuje-li se na čelo aplikátoru £ koncovka, prodlouží se doba chlazeni o 10 až 20 s podle tepelné kapacity koncovky. Těohto výsledků bylo dosaženo při pracovním přetlaku v zásobníku 17 v rozmezí 10 až 25 kPa.

Rychlost nárůstu průměru ledového útvaru v bílku še přitom pohybovala od 0,1 do 0,3 mm za sekundu. Ověření provedené na játrech živého králíka ukázalo, že i v silně prokrvené tkáni zůstává zachována rychlost nárůstu průměru ledového útvaru v řádu 0,1 mm za sekundu.

Předností zařízení podle vynálezu je zejména bezpečnost, nebol zařízení, pracuje s velmi malým přetlakem řádu 10 kPa s nezávislými pojistnými prostředky, lékař není omezován v pohybu spojovacími trubicemi a všechny požadované parametry může nastavit na rukojelovém zásobníku B a na indikační a regulační jednotce C.

Claims (3)

1. Kryochirurgické zařízení s uzavřeným chladicím okruhem sestávající z operačního nástroje vybaveného indikačními a topnými elementy, ze zásobníku kapalného dusíku a z elektric ké indikační a regulační jednotky, vyznačené tím, že operační nástroj (A) opatřený aplikátorem (1) s porézním tepelným výměníkem (2) a ohřívačem (16) odcházejícího dusíku je vyměnitelně mechanicky a elektricky spojen s rukoje.lovým zásobníkem (B) kapalného dusíku (10) vybaveným elektrickým topením s ochranným snímačem (29), hladinoměry (32), tlakovým indikátorem (21), vypínačem tlakováni (22) zásobníku (17), pojistným ventilem (23), regulačním elektromagnetickým ventilem (25) dosedajícím plynotěsně na výstupní nástavec (15) a ovládaný přepínačem funkcí (26) a elektricky spojen s elektrickou indikační regulační jednotkou (C).

2. Kryochirurgické zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že elektrický ohřívač (16) odcházejícího dusíku je tvořen tepelným výměníkem vybaveným teplotním snímačem pro regulaci topného výkonu.

3. Kryochirurgické zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že konec přívodní trubičky (5) v zásobníku (17) je opatřen vstupním nástavcem (11).