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Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Sonde zur kältechirurgischen
Behandlung lebender Organe und Gewebe, bestehend aus einem Gehäuse und einer aus
diesem herausragenden Sonde aus zwei von einem Kühlmittel nacheinander durchströmten
konzentrischen Rohren, die durch eine geschlossene Sondenspitze verbunden sind,
und mit einer Drosseleinrichtung mit nachgeschalteter Sammelkammer zur isenthalpischen
Expansion des bei Raumtemperatur in das Gehäuse eintretenden und unter Druck stehenden
Kühlmittels.
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Derartige medizinische Sonden finden Verwendung bei Operationen,
bei denen Körpergewebe nicht durch die üblichen chirurgischen Techniken entfernt,
sondern vereist werden; so beispielsweise bei sehr heiklen Gehirn- oder Augenoperationen,
oder bei weniger heiklen Hautoperationen, bei denen etwa Schönheitsfehler od. dgl.
entfernt werden sollen.
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Es gibt bereits (USA.-Patentschrift 2 319 542) eine Kühlsonde zur
örtlichen Kühlung von Gewebe, die aus zwei konzentrischen Rohren besteht, wobei
das äußere Rohr am freien Ende länger ist als das innere und zu einer Kühlspitze
bzw. zu einem Sondenkopf geschlossen ist. Aus einer getrennt angeordneten Kammer
wird ein Kältemittel durch einen Schlauch vermittels Pumpenwirkung zum rückwärtigen
Ende des inneren Sondenrohres gedrückt, wo es dann in den vom äußeren Rohr gebildeten
Sondenkopf hineinexpandiert und die angestrebte Kühlwirkung ausübt.
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Weiterhin ist eine Kühlsonde vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift
1 278 068), bei der die beiden die Kühlsonde bildenden Rohre ebenfalls konzentrisch
zueinander angeordnet sind und in einem gemeinsamen, als Expansionskammer dienenden
Sondenkopf enden, wobei das äußere Rohr mit einem Anschlußstutzen zur Zuführung
ungekühlten, unter Druck stehenden flüssigen Kühlmittels verbunden ist.
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In der Nähe des Sondenkopfes vor dem Ende des inneren Rohres ist eine
drosselartige Verengung des Strömungsquerschnittes vorgesehen. Gleichzeitig ist
der Strömungsquerschnitt des dem Rücklauf des expandierten Kältemittels dienenden
inneren Rohres durch ein an seinem rückwärtigen Ende angeordnetes Regelventil einstellbar.
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Bei beiden Vorrichtungen ist es nachteilig, daß nur mäßig tiefe Temperaturen
erreicht werden. Die erste Vorrichtung ist außerdem sehr sperrig, während bei der
zweiten die Kühlmitteldosierung und damit die Temperaturregelung nur durch schwierig
zu handhabende Drehhebel am rückwärtigen Ende der Sonde kontrolliert werden, was
die Brauchbarkeit bzw. die Handhabung des Gerätes bei schwierigen Operationen erschwert.
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Unabhängig von den genannten medizinischen Sonden ist es bekannt,
eine Vorkühlung eines Kühlmittels in einem Wärmetauscher im Gegenstromverfahren
mit dem expandierten Kühlmittel vorzunehmen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine kompakte und
zugleich handliche medizinische Sonde zur kältechirurgischen Behandlung vorzusehen,
mit der sehr tiefe Temperaturen erreicht werden können. Die Sonde soll den Bedürfnissen
der Praxis weitgehend entgegenkommen und soll vom Chirurgen bequem gehandhabt und
manipuliert werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittel
vor der in dem Gehäuse
untergebrachten Drosseleinrichtung mit nachgeschalteter Sammelkammer
in einem im ebenfalls im Gehäuse untergebrachten Wärmetauscher im Gegenstromverfahren
vorgekühlt wird.
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Durch diese Ausbildung der Sonde wird eine beträchtlich tiefere Temperatur
erreicht, als es bisher der Fall war, wobei gleichzeitig die Handlichkeit des Gerätes
dadurch gewährleistet wird, daß sämtliche wichtigen Bauelemente im Gehäuse bzw.
Handgriff der Sonde untergebracht sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drosseleinrichtung
eine Expansionsöffnung und ein Kapillarrohr auf, das in der Sammelkammer endet.
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Vorteilhafterweise steht das innere der in der nicht isolierten Sondenspitze
endenden konzentrischen Rohre mit der Sammelkammer in Verbindung, wodurch der kälteste
Teil der Kühlmittelströmung möglichst weit von der Sondenoberfläche entfernt ist.
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Eine weitere Verbesserung der Sonde besteht darin, daß ein Ventil
die Kühlmittelströmung aus der Sammelkammer durch die hohle Sondenspitze leitet.
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Durch dieses Ventil wird der Chirurg in die Lage versetzt, den Kühlmittelstrom
nach seinem Gutdünken zu beeinflussen. Außerdem ist das Ventil in eine Rohrleitung
geschaltet, die vom äußeren der konzentrischen Rohre in die Umgebungsluft führt.
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Eine weitere vorteilhafte Verbesserung ist eine Heizeinrichtung zum
raschen Erhitzen der Sondenspitze, wodurch ein gelegentliches Festfrieren der Sonde
am behandelten Gewebe vermieden und ein Ablösen der Sonde ermöglicht wird. Außerdem
wird dadurch eine bessere Steuerung der Temperatur ermöglicht.
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Vorteilhaft sind die wärmeren und kälteren Strömungspfade im Wärmetauscher
wendelartig ausgebildet und jeweils miteinander abwechselnd angeordnet.
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Schließlich ist ein Mittel zum Messen der Temperatur der Sondenspitze
vorgesehen, um jene besser kontrollieren zu können.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In den Zeichnungen ist F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
erfindungsgemäßen chirurgischen Vereisungsgerätes, F i g. 2 ein vergrößerter Teilschnitt
des Kaltspritzenteiles des in F i g. 1 dargestellten Gerätes durch die Mittellinie
des Gerätes, F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht seines Umgehungsventils
durch die Mittellinie dieses Ventils, F i g. 4 eine schematisch dargestellte Ansicht
einer Anlage für das Vereisungsgerät, F i g. 5 eine Vorderansicht einer anderen
Ausführung des Gerätes, F i g. 6 ein Schnitt auf der Mittellinie der in F i g. 5
dargestellten Ausführung, in deren Gehäuse eine Miniatur-Kühlvorrichtung angeordnet
ist, F i g. 7 ein auf der Mittellinie des in F i g. 5 dargestellten Gerätes verlaufender
Schnitt durch das in F i g. 6 dargestellte, von den übrigen Bauteilen jedoch freie
Gehäuse, F i g. 8 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Teiles des in
F i g. 5 dargestellten Gerätes, und zwar den Kern der Wärmeaustauschvorrichtung,
F i g. 9 ein Schnitt durch die Wärmeaustauschvorrichtung und die Entspannungskühlvorrichtung
der in F i g. 8 dargestellten Ausführung,
Fig. 10 eine teilweise
geschnittene Ansicht des Sondenteils der in Fig. 5 dargestellten Ausführung; Fig.
11 ein vergrößerter, auf einer Mittelebene durch die Mittellinie des Gerätes gelegter
Schnitt durch den Kaltspitzenteil mit einer Einrichtung zum abnehmbaren Befestigen
eines anderen chirurgischen Ansatzes, Fig. 12 ein auf einer senkrechten Ebene durch
die Mittellinie des Gerätes gelegter vergrößerter senkrechter Schnitt durch eine
andere Ausführung der Kaltspitze, Fig. 13 ein senkrechter Mittelschnitt durch eine
andere Ausführung der Kaltspitze, Fig. 14 ein senkrechter Mittelschnitt durch das
abgeänderte Gehäuse des Gerätes, Fig. 15 ein Schnitt durch eine Miniatur-Kühlvorrichtung,
die in das in Fig. 14 dargestellte Gehäuse eingebaut wird, Fig. 16 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht eines Teiles der in F i g. 15 dargestellten Ausführung
mit einer abgeänderten Sonde, die die Kaltspitze und die zugehörende Heizvorrichtung
enthält; Fig. 17 ist eine vergrößerte Teilseitenansicht der Ausführung nach Fig.
16 mit dem Heizdraht und den Thermoelementdrähten, die frei von den übrigen Teilen
des Gerätes dargestellt sind, und die Fig. 18 ist eine schematische Darstellung
des Strömungsverlaufs bei den Ausführungsformen der Erfindung nach den Fig. 5 bis
13.
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Das in F i g. 1 dargestellte Vereisungsgerät hat ein Gehäuse 20,
das gleichzeitig als Handgriff dient und eine isolierte Vakuumkammer bildet, die
einen Wärmeaustauscher 32 und eine später noch näher beschriebene Kühlvorrichtung
umgibt.
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Der Wärmeaustauscher 22 hat eine wärmere Bahn mit einem Einlaß 24
und einen Auslaß 26 und hat eine kühlere Bahn mit einem Einlaß 28 und einen Auslaß
30.
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Der Einlaß 24 ist mit dem Kühlmittelvorratsbehälter 82 (F i g. 4)
über die Zuführleitung 32 verbunden. Der Auslaß 26 der wärmeren Bahn des Wärmeaustauschers
22 steht mit der Entspannungskammer 34 (F i g. 1) über einen Entspannungskühlabschnitt
in Form eines kapillaren Verengungsrohres 36 in Verbindung, in welchem das Abkühlen
auf Grund einer isenthalpischen Ausdehnung des gasförmigen Kühlmittels bei seinem
Durchstrom durch das Rohr 36 erfolgt.
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Die Entspannungskammer 34 fördert das ausgedehnte und gekühlte Gas
zur kälteren Bahn des Wärmeaustauschers über den Einlaß 28. Der Auslaß 30 der kälteren
Bahn ist mit der Außenluft über die Auslaßöffnung 38 verbunden.
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Eine chirurgische Sonde 40 (F i g. 2) hat eine nichtisolierte Kaltspitze
42. Der obere Abschnitt 44 der Sonde 40 ist im unteren Abschnitt des Gehäuses 20
befestigt. Die Sonde 40 mit Ausnahme der Kaltspitze 42 ist von einem durch ein Vakuum
isolierten Mantel 48 vollständig umgeben.
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Die Kaltspitze 42 der Sonde 40 (F i g. 1 und 2) steht mit der Entspannungskammer
34 über ein Umgehungsrohr 50, das in seinem Ende einen V-förmig gefrästen Einschnitt
52 hat, in Verbindung. Ein konzentrisches Auslaßrohr 54, das einen Teil des Umgehungsrohres
50 umgibt, führt von der Kaltspitze 42 zu einer Ausströmkammer 56. Ein Ausströmrohr
58 verbindet die Ausströmkammer 56 mit einer Ausströmöffnung 60, die durch ein Umgehungsventil
62
geregelt wird. Das Regel- oder Umgehungsventil 62 (F i g. 3) ist in der Ausströmöffnung
60 in der Wand des Gehäuses 20 mit Gewinde 64 eingeschraubt.
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Ein beweglicher Ventilkolben 66 wird von einer Feder 68, die zwischen
dem Gehäuse 20 und einem Innenende 72 des Ventilkolbens 66 angeordnet ist, nach
außen gedrückt und wird von einem Dichtring 74 gedichtet, der zwischen dem Innenende70
und einer Schulter 76 angeordnet ist. Ein Einwärtsdruck auf die den Ventilkolben
66 betätigende Scheibe 78 verbindet die Ausströmöffnung 60 über die Durchlässe 80
mit der Außenluft.
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In Fig.4 ist das Strömungsbild des Kühlmittels durch das Vereisungsgerät
hindurch schematisch dargestellt.
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Ein Druckzylinder 82, der ein gasförmiges cryogenisches Kühlmittel,
z. B. Stickstoff, bei Umgebungs-Temperatur und unter hohem Druck enthält, ist mit
clem Wärmeaustauscher 22 über das Einlaßrohr 32 nnd ein Strömungsregelventil 84,
das den Kühlgasstrom regelt, verbunden. Das Kühlmittel strömt in den Einlaß 24 des
Wärmeaustauschers 22 und fließt über die wärmere Bahn 86 zum Auslaß 26. Das Kühlmittel
strömt dann in das Kapillarrohr36, das mit der Entspannungskammer 34 verbunden ist.
Beim Einströmen des Kühlmittels in das Kapillarrohr 36 wird das Kühlmittel durch
isenthalpische Ausdehnung gekühlt. Das gekühlte Stickstoffgas verläßt die Kammer
34 über den Einlaß 28 zur kälteren Bahn 88 des Wärmeaustauschers 22, strömt in Wärmeaustausch
mit dem zuströmenden Kühlmittel der wärmeren Bahn 86 und verläßt das Gehäuse 20
über den Auslaß 30 und die Ausströmöffnung 38.
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Bei geöffnetem Umgehungsventil 62 wird ein Teil des Stickstoffstromes
aus der Entspannungskammer 34 über das Umgehungsrohr 50 zur Kaltspitze 42 und aus
der Spitze 42 über das konzentrische Außenrohr 54 zur Ausströmkammer 56 abgezweigt.
Aus der Ausströmkammer 56 wird der abgezweigte Teil des Stickstoffgases über das
Ausströmrohr 58, Ausströmöffnung 60 und Umgehungsventil 62 zur Außenluft abgeleitet.
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Bei der Benutzung des Gerätes öffnet der Arzt das Ventil 84, und
nach einer Vorkühlung von etwa 5 Minuten Dauer stellt das Kühlmittel ein Gleichgewicht
mit beispielsweise den in F i g. 4 angegebenen Temperaturen her.
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Der Arzt setzt nun die Spitze 42 auf das zu vereisende Gewebe und
hält dabei den Handgriff oder das Gehäuse 20 in einer solchen Stellung, daß das
Ventil 62 leicht geöffnet werden kann, damit Kühlmittel in die Spitze 42 strömt.
In annähernd 10 bis 30 Sekunden erreicht die Spitze 42 die gewünschte Temperaturvon
annähernd - C, wie Fig.4zeigt.
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Nachdem der Arzt das lokale Vereisen der Gewebefläche erreicht hat,
wird das Ventil 62 freigegeben, wodurch der Umlauf des Kühlmittels durch die Spitze
42 verringert wird.
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Erfolgt die Operation an kritischen Teilen des Körpers, z. B. am
Gehirn oder am Auge, dann muß der Arzt so lange warten, bis die Temperatur der Kaltspitze
42 auf einen Sicherheitspegel gestiegen ist, um eine unbeabsichtigte Beschädigung
eines das vereiste Gewebe umgebenden Gewebes zu verhüten. Daher ist in der Spitze
42 ein Thermoelement angeordnet, dessen Drähte 90 und 92 von der Spitze 42 zu einer
Meßvorrichtung 94 führen. Der Arzt kann also ständig die Temperatur der Kaltspitze
ablesen.
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Die die Sonde 40 umgebende Vakuum-Luftkammer 48 verhindert, daß der
gesamte Außenabschnitt der Sonde, mit Ausnahme des Spitzenteiles, kalt wird. Hierdurch
wird die Kühlwirkung des Kühlmittels auf die Spitze 42 konzentriert und außerdem
eine unbeabsichtigte Beschädigung des Gewebes in der Operationsfläche verhütet,
die gegebenfalls in Berührung mit der oberhalb der Spitze 42 gelegenen langen Sonde
40 kommt.
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Die in den F i g. 5 bis 13 dargestellte Ausführung, deren Strömungsverlauf
in der F i g. 18 dargestellt ist, hat in Gehäuse 120, das eine von dem Vakuum-Luftraum
124 umgebene Kammerl22 enthält und einen abnehmbaren oberen Verschluß 134 hat, der
in die Mündung 128 der Kammer 122 paßt. Ein Abstandsring 130 ist am oberen Außenabschnitt
der Kammer 122 befestigt, um den Luftraum 124 von der Außenluft abzudichten.
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Der Luftraum 124 wird über ein Rohr 132 evakuiert, das eine Bohrung
des Abstandsringes 130 durchsetzt und dicht in dieser Bohrung liegt. Nach dem Luftleermachen
des Laufraumes 134 wird das Rohr 132 an seinem oberen Ende gedichtet, um das Vakuum
im Raum 124 aufrecht zu halten.
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Der obere Verschluß 134 (F i g. 6) ist in der Mündung 128 abnehmbar
angebracht und wird von mehreren im Abstand voneinander stehenden Klemmschrauben
126 gehalten. Der Verschluß 134 weist ferner einen Gewindeteil 138 auf. Der Verschluß
134 ist mit einer Bohrung 140, einer Einlaßöffnung 182 und einem Steckeranschluß
oder einer Steckdose 184 versehen, wie dies später noch näher beschrieben ist.
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Eine Schutzhülse 136 wird über den unteren Teil des Gehäuses 120
geschoben und auf den Gewindeteil 138 des Verschlusses 134 aufgeschraubt. Die Hülse
136 weist mehrere Auslaßöffnungen 188 auf, die mit der Bohrung 140 in Verbindung
stehen.
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Das Gehäuse 120 enthält ferner eine Sonde142, die auf ihrer gesamten
Länge, mit Ausnahme der Kaltspitze 144, durch den Vakuumluftraum 124 vollkommen
isoliert ist.
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In der Kammer 122 ist über die Mündung 129 eine Miniatur-Kühlvorrichtung
146 (F i g. 6, 8 und 9) auswechselbar eingesetzt. Diese Kühlvorrich tung 146 enthält
einen Wärmeaustauscher 148 und eine Entspannungskühlvorrichtung in Form eines Kapillarrohres
158.
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Der Wärmeaustauscher 148 besteht aus einem Kern 154 und einem Rohr
150, von dem ein Teil spiralförmig auf den Kern 154 aufgewickelt ist. Das Rohr 150
hat zur Vergrößerung der Wärmeaustauschflächen spiralförmig gewickelte Rippen 149
rechteckigen Formates.
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Der obere Abschnitt des Rohres 150 ist vakuumdicht mit der Öffnung
182 verbunden. Auf diese Weise ist eine wärmere Bahn 151 des Wärmeaustauschers 148
vorhanden, sobald das Kühlmittel in die Öffnung 182 und durch das Rohr 150 hindurch
strömt.
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Das untere Ende des Rohres 150 ist mit dem Kapillarrohr 158 verbunden.
Sobald gasförmiges Kühlmittel in das Rohr 158 einströmt, erfolgt eine Kühlung durch
eine isenthalpische Entspannung des Gases. Der obere Abschnitt des Kapillarrohres
158 ist spiralförmig um den unteren Teil des Kernes 154 gewickelt und ragt dann
nach unten durch die eine Öffnung von mehreren in einer Bohrungl70 vorhandenen Öffnungen
171 hindurch. Die Öffnungen
171 und die Bohrung 170 befinden sich im Kern 154.
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Das Rohr 158 durchsetzt die Bohrung 170 und eine im unteren Teil
der Kammer 122 vorhandene Öffnung 160, und erstreckt sich über die gesamte Länge
der Sonde 142, um in einer in der Kaltspitze 144 (F i g. 10) vorhandenen Bohrung
166 zu enden.
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Die Öffnung 160 ist in einem vorzugsweise aus einem Isoliermaterial
bestehenden Führungsring 162, dessen Innenflansch 164 vakuumdicht an der Innenwand
156 befestigt ist, geformt.
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Ein Auslaßrohr 168 (F i g. 6 und 10) umgibt konzentrisch den unteren
Teil des Rohres 158 und steht mit der Bohrung 166 und der Bohrung 170 in Verbindung.
Der oberste Teil des Auslaßrohres 168 ist mit dem Flansch 164 vakuumdicht verbunden.
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Ebenso ist der unterste Teil des Auslaßrohres 168 mit der Kaltspitze
144 vakuumdicht verbunden.
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Die Bohrung 170 (Fig. 9) steht mit der kälteren Bahn 153 des Wärmeaustauschers
148 über die Öffnungen 171 in Verbindung. Die kältere Bahn 153 bildet sich, wenn
das gekühlte Kühlmittel das Rohr 150 und die Rippen 149 zwischen den Innenwänden
158 umströmt. Eine Packung 155 unterstützt die Bildung einer abgegrenzteren Strömungsbahn
für die kältere Bahn 153.
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Die Kaltspitzel44 (Fig. 10 bis 13) enthält eine ringförmige Rippe172,
einen Fußteil 174 und eine Ausbohrung 166.
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Das untere Ende des Auslaßrohres 168 ist vakuumdicht mit der Innenseite
der Rippe 172 verbunden und liegt auf einer Schulterl76 auf. Das Außengehäuse der
Sonde 142 ist in ähnlicher Weise mit der Außenseite der Rippe 172 verbunden und
liegt auf der Schulter 178 auf. Das obere Ende des Rohres 168 ist mit dem Flansch
164 verbunden und steht mit der Bohrung 170 über die Öffnung 160 in Verbindung.
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Zum Messen der Temperatur der Kaltspitze 144 dient ein Thermoelement
(Fig. 10), das Leitungsdrähte 180 aufweist, die mit einer Isolierschicht versehen
und mit der Rippe 172 verbunden sind. Die Drähte 180 sind schraubenlinienförmig
auf das Auslaßrohr 168 aufgewickelt und dienen gleichzeitig als Abstandshalter für
diesen Teil des Vakuumluftraumes 124 in der Sonde 142. Die Drähte 180 durchsetzen
die gesamte Länge des Raumes 124 und erstrecken sich über eine im Abstandsring 130
vorhandene Öffnung in den oberen Verschluß 134, wo sie mit den Steckdosenbüchsen
184 verbunden sind. Die Drähte 180 sind in dieser Öffnung gedichtet, um das Vakuum
im Raum 124 aufrecht zu halten. Über die Steckdose 184 werden die Leiter eines Meßgerätes
in üblicher Weise mit den Thermoelementdrähten 180 verbunden.
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In den Fig. 10, 12 und 13 sind zwei abgeänderte Formen der Kaltspitze
144 dargestellt. F i g. 12 zeigt eine Kaltspitze, deren Fuß 174 eine flache, aber
schräg gerichtete Bodenfläche hat. Fig. 13 zeigt einen Fuß 174 b mit einer halbkugelförmigen
Bodenfläche. Die Form und die Größe der Kaltspitze 144 kann sich entsprechend den
jeweiligen Erfordernissen der chirurgischen Anwendung, für die das Gerät gebraucht
werden soll, ändern. Die Verwendung kann beispielsweise bei sehr heiklen Gehirn-
und Augenoperationen erfolgen, oder das Gerät kann bei weniger heiklen Hautoperationen
verwendet werden, bei denen beispielsweise Schönheitsfehler oder dergleichen entfernt
werden sollen. Die Form und Größe
der Kaltspitze wird entsprechend
entworfen. Der obere Teil der beiden Formen hat die gleiche Ausführung und wird
an der Sonde 142 in der bereits beschriebenen Weise angebracht.
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In Fig. 11 ist eine abgeänderte Form der Kaltspitze 144 dargestellt,
die mit der Sonde 142 in der gleichen Weise wie bereits beschrieben verbunden ist.
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Der Fuß 174 a trägt jedoch ein Gewinde 175, auf das ein in gestrichelten
Linien dargestellter Ansatz 177 abnehmbar aufgeschraubt ist. Der Ansatz kann verschiedene
Formen haben und kann beispielsweise halbkugelförmig, stumpf, messerkantenförmig
sein oder kann einen abgesetzten oder einen bogenförmigen Abschnitt haben. Die Form
und die Größe hängt von dem jeweiligen Erfordernis der chirurgischen Operation ab.
Bei der in Fig. 13 dargestellten abgeänderten Form der Kaltspitze ist nur ein einziges
neues Gerät für viele Operationszwecke notwendig, so daß die Anschaffungskosten
wesentlich verringert werden, wenn mehrere Operationen zu erwarten sind.
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Der Ansatz soll nicht lang sein, sondern soll eine Länge von vorzugsweise
12 bis 25 mm haben, damit eine höchste Kühlung erfolgt. Der Ansatz kann aber für
bestimmte chirurgische Operationen, bei denen eine höhere Arbeitstemperatur genügt,
auch länger sein.
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Bei der Benutzung des Gerätes wird ein gasförmiger Kühlmittelvorrat
(in der Fig. 18 bei 82 dargestellt), z. B. Stickstoff, mit der in dem Verschluß
134 vorhandenen Öffnung 182 verbunden, die mit dem Einlaßrohr 150 in Verbindung
steht. Ein Meßinstrument wird an die Steckdose 184 des Verschlusses 134 angeschlossen.
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Der Arzt öffnet dann das Ventil 84 (F i g. 18) zum Gasvorrat, so
daß das gasförmige Kühlmittel das Rohr 150 durchströmt, das die wärmere Bahn 151
des Wärmeaustauschers 148 bildet. Das fKühlmittel strömt dann in das Kapillarrohr
158, in welchem infolge der isenthalpischen Entspannung oder Ausdehnung des gasförmigen
Kühlmittels ein Entspannen erfolgt. Der Gasstrom strömt weiterhin über das Rohr
158 zum Auslaß in der Bohrung 166 der Kaltspitze 144. Das Kühlmittel strömt dann
in das Auslaßrohr 168, das in der Bohrung 170 mündet, die wiederum mit der kälteren
Bahn 153 durch die Öffnungen 171 hindurch in Verbindung steht. Der die kältere Bahn
153 durchströmende Gasstrom steht in Wärmeaustausch mit dem zufließenden Kühlgasstrom
in der wärmeren Bahn 151. Die kältere Bahn 153 mündet über. die Bohrung 140 und
die in dem Verschluß 134 vorhandenen Öffnungen 188 bzw. über die Hülse 136 in die
Außenluft.
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Die Kaltspitze 144 erreicht schnell eine Temperatur von beispielsweise
1000 C, nachdem der Umlauf des Kühlmittels auf die Dauer von .5 bis 8 Minuten fortgesetzt
worden ist.
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Genügt beim Beginn der Operation eine Temperatur von weniger als
- 1000 C, dann kann die Umlaufzeit des Kühlmittels verringert werden.
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Die zum Erreichen einer Operationstemperatur von 1000 C notwendige
Umlaufzeit des Kühlmittels kann auf zehn bis dreißig Sekunden gekürzt werden, damit
das Gerät bei bestimmten chirurgischen Operationen verwendet werden kann, wenn die
Sonde so warm sein muß, daß sie gute Gewebe nicht zerstört, die beim Einführen der
Sonde in den Operationsraum berührt werden müssen. Diese verkürzte Um-
laufzeit wird
dadurch erreicht, daß der Umlauf des Kühlmittels für 5 bis 10 Minuten zugelassen
wird, um die Temperatur auf annähernd l003 C zu erzielen. Dann wird die Gaszufuhr
abgeschaltet und das Erwärmen der Kaltspitze 144 auf eine Temperatur zugelassen,
in der eine sichere Berührung mit Körpergewebe erfolgen kann, ohne daß das Gewebe
beschädigt wird. Sobald die Sicherheitstemperatur erreicht ist, wird die Kaltspitze
144 auf die zu vereisende Fläche gelegt, und die Gaszufuhr wird eingeschaltet, so
daß wieder ein Kühlen erfolgt. Bei Anwendung dieses Verfahrens werden Operationstemperaturen,
die nahe -1000C liegen, in annähernd 10 bis 30 Sekunden erreicht.
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Sobald die Operation beendet ist, wird lediglich die Zufuhr des Kuhlmittels
abgeschaltet. In sehr kurzer Zeit ist die Kaltspitze 144 so warm, daß sie von dem
Körpergewebe, an dem die Operation ausgeführt worden ist, abgehoben werden kann,
ohne daß die Gefahr besteht, daß das umgebende Körpergewebe unbeabsichtigterweise
beschädigt wird.
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Der kleine Wärmeaustauscher 148 erzeugt eine sehr wirkungsvolle Kühlung.
Der Kern 154 besteht vorzugsweise aus einem Material sehr geringer Wärmeleitfähigkeit,
und hat einstückige Rippen 157, die mit der Packung 155 die Bildung eines begrenzten
Durchlasses für die kältere Bahn 153 unterstützen, um einen wirksameren Wärmeaustausch
zwischen dem Kühlmittel in der wärmeren Bahn und der kälteren Bahn zu sichern.
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Der obere Verschluß 134 und die Kühlvorrichtung 1J6 können aus dem
Gehäuse 120 leicht dadurch herausgenommen werden, daß die Hülse 136 abgeschraubt
und entfernt und dann die Klemmschrauben 128 herausgeschraubt wird. Der Verschluß
134 und die Küñtvorrichtung 146 können dann als ein einheitlicher Bauteil aus dem
Gehäuse 120 herausgezogen werden.
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Die in den F i g. 14 bis 17 dargestellte abgeänderte Ausführung weist
eine Einrichtung zum schnellen Erwärmen der Kaltspitze 190 auf. Diejenigen Bauteile
dieser Ausführung, die mit den Bauteilen der Ausführung nach den Fig. 5 bis 13 den
gleichen Aufbau oder die gleiche Ausführung haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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Wird die Kaltspitze erwärmt, dann kann die Kaltspitze von dem Körpergewebe,
an dem die Operation ausgeführt worden ist, schneller abgehoben werdene, so daß
infolgedessen die Gesamtzeit der Operation bis zu 5 Minuten verkürzt wird.
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Die in den Fig. 16 und 17 dargestellten abgeänderte Kaltspitze 190
hat eine ringförmige Rippe 192, die wesentlich länger ist als die in den bereits
beschriebenen Ausführungen erwähnte Rippe 172.
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Der oberste Abschnitt der Rippe 192 hat eine Schulter 194, an der
das Auslaßrohr 168 in der bereits beschriebenen Weise befestigt ist.
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Die isolierten Thermoelementdrähte 180 (F i g. 17), die vorzugsweise
ein Konstantan-Kupfer-Thermoelement sind, erstrecken sich parallel mit einem isolierten
Heizdraht 196, der zu einer Schleife 198 geformt ist. Die parallel zueinander liegenden
Drähte 196 und 180 sind um die Rippe 192 gewickelt, wobei nahe dem Boden mit der
Wicklung begonnen und die Wicklung im wesentlichen über die gesamte Länge dieser
Rippe fortgesetzt wird. Die Isolation ist von dem Thermoelementdrähten 180, die
vorzugsweise aus Kupfer und Konstantan destehen, an dem unteren
Ende
entfernt, und diese blanken Enden 193 sind dann an einer Schulter 200 angelötet,
die sich auf der Spitze 190 befindet, um die Thermoelementdrähte 180 leitend mit
der Kaltspitze 190 zu verbinden.
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Die Drähte 180 und 196 erstrecken sich weiterhin nach oben aus der
Kaltspitze 190 und sind um das Auslaßrohr 168 gewickelt, so daß die Drähte als Abstandshalter
dienen, die das Rohr 168 innerhalb der Sonde 142 in einem richtigen Abstand halten.
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Die Drähte 196 und 180 durchsetzen dann den Vakuumluftraum 124 und
den Abstandsring 130 in der gleichen Weise wie die Thermoelementdrähte 180 bei den
bereits beschriebenen Ausführungen.
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Von dem Abstandsring 130 ragen die Drähte 180 und 196 in den oberen
Verschlußl34 und sind in dem Verschluß mit einer Steckdose 184-A verbunden, die
vier Steckhülsen (nicht dargestellt) enthält.
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Über die Steckdose 184-A werden die Leiter eines Meßgerätes mit den
Drähten 180 und der Heizdraht 196 mit einer Spannungsquelle (nicht dargestellt)
verbunden.
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Das abgeänderte Vereisungsgerät wird in der gleichen Weise verwendet
wie das in den F i g. 5 bis 12 dargestellte Gerät. Der einzige Unterschied liegt
in der Verwendung der Heizvorrichtung nach Beendigung der Operation. Nach dem Einschalten
der Heizvorrichtung kann der Arzt die Kaltspitze von dem Körpergewebe eher abheben,
ohne daß die Gefahr einer Beschädigung dieses Gewebes besteht.
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In ihrer einfachsten Form wird die Spannungsquelle, die an der Steckdose
184-A mit dem Heizdraht 196 verbunden ist, eingeschaltet, um einen elektrischen
Strom durch den Heizdraht 196 zu senden und den um die Rippe 192 gewickelten Abschnitt
des Heizdrahtes 196 zu erwärmen, so daß die erzeugte Wärme auf die Kaltspitze 190
übertragen wird und ein schnelles Auftauen des von der Kaltspitze vereisten Gewebes
erzeugt.
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Die Heizvorrichtung für die Kaltspitze ist besonders wichtig, beispielsweise
bei Operationen am Auge oder Oberflächenverletzungen, in denen eine verhältnismäßig
lange Zeit verstreichen muß, ehe die Kaltspitze der Sonde so hoch erwärmt ist, daß
die Spitze von dem vereisten Gewebe ohne Beschädigung abgenommen werden kann. Diese
lange Auftauzeit ist stets dort vorhanden, wo eine größere Masse aus warmem Körpergewebe,
das die Kaltspitze umgibt, fehlt. Die Auftauperiode in diesen besonderen Operationen
wird um mehr als fünf Minuten durch die Verwendung des beschriebenen Heizdrahtes
verkürzt.
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Jedoch ist bei allen chirurgischen Operationen die Verkürzung der
»Tauperiode« sehr erwünscht und erstrebt.
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Es können aber auch andere Vorrichtungen zum Erwärmen der Kaltspitze
verwendet werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Ferner können mit dem neuen Gerät verschiedene automatische Regelvorrichtungen
verwendet werden,
z. B. ein Solenoidventil, das automatisch die Heizvorrichtung einschaltet,
und ein den Kühlmittelstrom regelndes Regelventil, das die Temperatur der Kaltspitze
innerhalb eines vorherbestimmten Temperaturbereiches regelt.