DD140419A1

DD140419A1 - DEVICE FOR CRYOSURGERY

Info

Publication number: DD140419A1
Application number: DD20893678A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Guendel; Bernd Jonas; Kurt Soisson
Original assignee: Wolfgang Guendel; Bernd Jonas; Kurt Soisson
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1980-03-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kryochirurgie und hat den Zweck, eine hohe Kühlwirkung bei leichter Bedienbarkeit zu erzielen. Es besteht die Aufgabe, ein Verdampfen des Kältemittels in der Zuleitung zur Sonde zu vermeiden. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß alle zur Steuerung und Messung des Kältemittels erforderlichen Bauelemente, wie Magnetventil und Meßfühler, im zentralen Teil des Vorratsbehälters angeordnet sind. Die Heizelemente zum Druckaufbau im Vorratsgefäß und die Meßfühler sind in einem wärmeisolierten Rohr untergebracht, welches senkrecht im·· Vorratsgefäß angeordnet ist. Die Einrichtung dient vorzugsweise zur Operation in der'Tiefe des Gehirns mit dünnen Sonden. - Figur -The invention relates to a device for cryosurgery and has the purpose to provide a high cooling effect with ease of use achieve. It is the task of evaporating the refrigerant in to avoid the supply to the probe. The solution of the task is that all for controlling and measuring the refrigerant required components, such as solenoid valve and sensor, in central part of the reservoir are arranged. The heating elements to build up pressure in the storage vessel and the sensors are in one thermally insulated pipe, which is vertical in ·· Storage vessel is arranged. The device is preferably used for operation in the depth of the brain with thin probes. - Figure -

Description

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Einrichtung für die KryochirurgieDevice for cryosurgery

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kryochirurgie, insbesondere den Vorratsbehälter für das als Kältemittel dienende Flüssiggas. Die Erfindung findet vorzugsweise für Einrichtungen mit dünnen Sonden, wie für Operationen in der Tiefe des Gehirn's benötigt, .Anwendung«,The invention relates to a device for cryosurgery, in particular the reservoir for serving as a refrigerant LPG. The invention is preferably used for devices with thin probes, as needed for operations in the depth of the brain, "application",

Chjtraktjeria^ik^ der^ bekannten technischen LOa₁₁Ungen.Chjtraktjeria ^ ik ^ the ^ known technical LOa ₁₁ Ungen.

Die bekannten Einrichtungen zur Kryochirurgie besitzen einen thermisch isolierten Vorratsbehälter, in dem sich das Kältemittel, vorzugsweise flüssiger Stickstoff, befindet, das aus dem Vorratsbehälter mittels Überdruck durch einen- flexiblen Verbindungsschlauch und geeignete Steuerarmaturen einer Sonde zugeführt wird, in der das Kältemittel verdampft und dabei der Umgebung der Sonde über die Sondenspitze-Wärmeenergie.entzieht* Der Verbindungsschlauch besteht im allgemeinen aus drei konzentrisch angeordneten Rohren, wovon das innerste Rohr das Kältemittel vom Vorratsbehälter zur Sonde leitet, während das mittlere Rohr der Rückführung des verdampften Kältemittels diente Das äußerste Rohr dient der Wärmeisolation» Zur Gewährleistung einer optimalen Punktion der Einrichtung ist es erforderlich, daß das Kältemittel erst in der Sondenspitze zum Verdampfen kommt, da durch die teilweise Verdampfung des Kältemittels in der Rohrleitung der Strömungswiderstand sehr stark ansteigt und die Punktion der Einrichtung gestört ist«, Bei Verwendung dünner Sonden für besondere Einsatzgebiete, z. B,'fürThe known devices for cryosurgery have a thermally insulated reservoir in which the refrigerant, preferably liquid nitrogen, is located, which is supplied from the reservoir by means of positive pressure-flexible connection hose and suitable control valves a probe in which the refrigerant evaporates and the The probe tube is exposed to heat from the probe tip. * The connecting tube generally consists of three concentrically arranged tubes, the innermost tube of which carries the refrigerant from the reservoir to the probe, while the middle tube serves to return the vaporized refrigerant. The outermost tube is used for thermal insulation »To ensure an optimal puncture of the device, it is necessary that the refrigerant evaporates only in the probe tip, since the partial evaporation of the refrigerant in the pipeline, the flow resistance is very strong a rises and the puncture of the device is disturbed «, When using thin probes for special applications, eg. B, 'for

Operationen in der .Tiefe des Gehirns, kann der Strömungswiderstand so groß werden, daß die Sondenspitze kein flüssiges Kältemittel erhält und damit funktions.untüchtig ist*Operations in the depth of the brain, the flow resistance can be so large that the probe tip does not receive liquid refrigerant and is thus functional unsuccessful *

Es ist bekannt, diesen Mangel durch ein Kurzschlußventil, welches zeitweilig geöffnet wird, zu beseitigen (DD-PS 106 134)ο Diese Maßnahme ist jedoch nur zu Beginn des Kühlzyklus optimal wirksam, dagegen ist die Betätigung des Kurzschlußventils während der Operation oft nicht möglich, so daß dann im Kältemittel mitgeführte Gasblasen die Punktion der Sonde beeinträchtigen könnenoIt is known to remedy this shortcoming by a short-circuit valve, which is temporarily opened (DD-PS 106 134) ο This measure is optimally effective only at the beginning of the cooling cycle, however, the operation of the short-circuit valve is often not possible during the operation, so that then entrained in the refrigerant gas bubbles can affect the puncture of the probeo

Zi eI₁ der Er.findungZi eI _{1 of} the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Mangel des Standes der Technik zu beseitigen und eine Einrichtung mit hoher Kühlwirkung und leichter Bedienbarkeit bei den vom Anwender gewünschten Abmessungen zu-schaffen»The object of the invention is to eliminate the deficiency of the prior art and to provide a device with high cooling efficiency and ease of use at the dimensions desired by the user »

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Kryochirurgie zu schaffen, bei /ler nach Abkühlung der das Kältemittel zur Sonde führenden Leitung ein weiteres Verdampfen des Kältemittels in der Leitung vermieden wird«The invention has for its object to provide a device for cryosurgery, in / ler after cooling the refrigerant leading to the probe line further evaporation of the refrigerant is avoided in the line «

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Vorratsbehälter für flüssiges Gas, der zwischen dem evakuierten Außenmantel einen Zwischenraum aufweist, in dem sich flüssiges Gas unter Normaldruck befindet, und.der mittels eines Verbindungsschlauches aus drei konzentrisch angeordneten Kanälen mit der Sonde verbunden ist, dadurch gelöst, daß alle zur Steuerung des Kältemittelstromes und Messung des Kältemittelfüllstandes erforderlichen Bauelemente im zentralen Teil des Vorratsbehälters angeordnet sind ο Im Vorratsbehälter herrscht in bekannter Weise Überdruck» Die Heizelemente zum Druckaufbau und die Meßfühler zur Füllstandsmessung sind in einem senkrechten wärmeisolierten' Rohr angeordnet, so daß die Heizleistung bevorzugt an dasAccording to the invention the object with a reservoir for liquid gas, which has a gap between the evacuated outer shell, in which liquid gas is under normal pressure, and.der is connected by means of a connecting tube of three concentrically arranged channels with the probe, achieved in that All components necessary for controlling the refrigerant flow and measuring the refrigerant charge level are arranged in the central part of the reservoir. ο The reservoir is pressurized in a known manner to the

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kleine Kältemittelvolumen im wärmeisolierten Rohr abgegeben und eine Wärmeabgabe an das übrige Kältemittel durch Konvektion niedrig gehalten wird·delivered small refrigerant volumes in the heat-insulated tube and a heat transfer to the remaining refrigerant is kept low by convection ·

Durch Anordnung des Magnetventileinlasses dicht über dem Behälterboden gelangt Kältemittel in die Leitung, das der Siedepunkt temperatur des Kältemittels bei Normaldruck entspricht und daher auf dem Weg vom Magnetventil bis zur Sondenspitze trotz Druckverlust und Wärmezufuhr nicht zum Sieden kommt»By arranging the solenoid valve inlet just above the tank bottom refrigerant enters the line, which corresponds to the boiling point temperature of the refrigerant at atmospheric pressure and therefore does not boil on the way from the solenoid valve to the probe tip despite pressure loss and heat supply »

Es ist vorteilhaft, wenn die Heizelemente zum Druckaufbau im Vorratsbehälter zugleich zur Messung des Füllstandes ausgebildet sind und durch elektronische Schaltungsmaßnahmen gewährleistet wird, daß die Füllstandsmessung auch dann erfolgt, wenn die Meßfühler gleichzeitig für den Druckaufbau geheizt werdenοIt is advantageous if the heating elements are designed for pressure build-up in the reservoir at the same time for measuring the level and is ensured by electronic circuit measures that the level measurement also takes place when the probe are heated simultaneously for the pressure build-on

Ausführungsbeispiel .Embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung ist ein Vorratsbehälter im Schnitt dargestellteIn the accompanying drawing, a reservoir is shown in section

Der Vorratsbehälter 1 besteht aus drei ineinanderliegenden Gefäßen, dem eigentlichen Vorratsgefäß 2, in dem sich als Kältemittel flüssiger Stickstoff unter Überdruck befindet, der durch ein Gaspolster über dem Kältemittel hervorgerufen wird, einem Mantelgefäß 3, in dem sich ein Flüssiggas als Kühlmittel unter Normaldruck befindet, und der Außenhülle 4, die mit dem Mantelgefäß 3 einen geschlossenen Hohlraum bildet, der zur Wärmeisolierung evakuiert ist* In das Vorratsgefäß 2 ragt ein Stützrohr 5 hinein, an dessen unterem Ende das Magnetventil 6 zur Steuerung des Kältemittelflusses befestigt ist« Unmittelbar über der tiefsten Stelle des Vorratsgefäßes 2 befindet sich die Einlaßöffnung 7 für die Kältemittelentnahme· Vom Magnetventil 6 aus fließt das Kältemittel durch die Kältemittelzuleitung über den aus drei konzentrisch angeordneten Kanälen .bestehenden Verbindungsschlauch 8 bis in die Kryosonde (nicht gezeichnet), in der das Kältemittel verdampft. Das nunmehr gas-The reservoir 1 consists of three nested vessels, the actual storage vessel 2, in which liquid nitrogen is under excess pressure as a refrigerant, which is caused by a gas cushion over the refrigerant, a jacket vessel 3, in which a liquefied gas is present as a refrigerant under atmospheric pressure, and the outer shell 4, which forms a closed cavity with the jacket vessel 3, which is evacuated for thermal insulation * In the storage vessel 2 projects into a support tube 5, at the lower end of the solenoid valve 6 is fixed to control the flow of refrigerant «Immediately above the lowest point From the solenoid valve 6, the refrigerant flows through the refrigerant supply line via the connecting tube 8 consisting of three concentrically arranged channels to the cryoprobe (not shown) in which the refrigerant evaporates. The now gas

förmige Kältemittel strömt zum Vorratsbehälter 1 zurück und tritt an dem Abgasstutzen 9 aus_o Über dem Magnetventil 6 ist am Stützrohr 5 seitlich ein beiderseits offenes, thermisch isoliertes Rohr 10 angebracht, in dem sich die Meßfühler 11 zur Füllstandsmessung befinden, die gleichzeitig als Heizer zum Druckaufbau dienen»shaped refrigerant flows back to the reservoir 1 and exits at the exhaust port 9 _o above the solenoid valve 6 is on both sides open, thermally insulated tube 10 is mounted on the side, in which the sensors 11 are for level measurement, which also serves as a heater to build up pressure serve"

Durch die Anordnung der. wärmeabgebenden Bauelemente, dem Magnetventil 6 und den Meßfühlern 11, im mittleren Teil des Vor— ratsgefäßes 2 und die Kühlung der Gefäßwandung durch das im Mantelgefäß 3 befindliche Kühlmittel kommt es zu einer Tempe-.raturschichtung im Kältemittel des Vorratsgefäßes 2 in der Art, daß in der Nähe der Wandbereiche, die außen vom Kühlmittel im Mantelgefäß 3 umspült werden, das Kältemittel die tiefste Temperatur im Vorratsgefäß 2 hat, während sich das Kältemittel mit der höchsten"Temperatur an der Grenzfläche zum Gaspolster und in der Umgebung der wärmeabgebenden Bauelemente befindet» Zur Verdeutlichung der Temperaturschichtung sind in das Kühlmittel im Vorratsgefäß 2 einige Isothermen 12 (Linien gleicher Temperatur) eingezeichneteBy the arrangement of. heat-emitting components, the solenoid valve 6 and the sensors 11, in the middle part of the storage vessel 2 and the cooling of the vessel wall by the coolant contained in the shell vessel 3, there is a Tempe-.raturschichtung in the refrigerant of the storage vessel 2 in the way that in near the wall areas that are surrounded by the coolant outside in the jacket vessel 3, the refrigerant has the lowest temperature in the storage vessel 2, while the refrigerant with the highest "temperature at the interface to the gas cushion and in the vicinity of the heat-emitting components is located." For clarity the temperature stratification are drawn in the coolant in the storage vessel 2 some isotherms 12 (lines of the same temperature)

Die Stromversorgung für das Magnetventil 6 erfolgt über Zuleitungen, die am Stützrohr 5 entlanglaufen, ebenso wie die Anechlußdrähte für die Meßfühler 11» . "The power supply for the solenoid valve 6 via leads that run along the support tube 5, as well as the Anechlußdrähte for the probe 11 ». "

Claims

9 · ~ 5 invention claim. ,

1 »device for cryosurgery, consisting of a storage vessel, which is surrounded by a jacket vessel with liquid coolant, which encloses an evacuated outer shell, a connecting line with three concentric channels leading to the probe, and components' for solving control and Measuring tasks in the refrigerant, characterized in that these components, in particular solenoid valve (6) and sensor (11) in the central part of the storage vessel (2) are arranged, and that heating elements for pressure build-up and the sensor (11) for PüllStandsmessung in a vertically mounted , heat-insulated tube (10) are arrangedV

2 »device for the cryosurgery according to item 1, characterized in that the sensor (11) at the same time sindo the heating elements for the pressure build-up

For this 1 sheet drawings