DE1906298A1

DE1906298A1 - Method and device for generating cold in a cooling probe for cold surgery

Info

Publication number: DE1906298A1
Application number: DE19691906298
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Wolfgang Guendel
Original assignee: INST TECHNOLOGIE DER GESUNDHEI
Current assignee: INST TECHNOLOGIE DER GESUNDHEI
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1969-02-08
Publication date: 1969-09-25

Description

Vorfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Käklte in einer Kühlsonde für die Kältechirurgie Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zugehörige Einrichtung zur Erzeugung von Kälte in einer Kühl sonde für die Kältechirurgie mittels flüssiger Gase.Ancestors and device for generating cold in a cooling probe for cryosurgery The invention relates to a method and the associated device for generating cold in a cooling probe for cold surgery using liquid Gases.

Es ist bekannt, als Kältemittel, welches die Zellen einfriert, um diese irreversibel funkt;ionsunfähig zu machen, oder aber den gefrorenen Zellenverband leicht und ohne Abschwemmung von Zellen resizieren zu können, verflüssigtes Gas, vorzugsweise flüssigen Stickstoff, zu verwenden. Das Kältemittel befindet sich im Vorratsbehälter und wird bei den bekannten Einrichtungen durch Druckerzeugung, z.B.It is known to act as a refrigerant which freezes the cells in order making these irreversibly inoperable, or else the frozen cell structure to be able to resect easily and without washing away cells, liquefied gas, preferably liquid nitrogen to be used. The refrigerant is in the Storage container and is in the known devices by pressure generation, e.g.

durch linleiten eines Gases in den Vorratsbehälter, üher eine Verbindungsleitung in die Kühl sonde gedrückt. Die Leistung dieser Geräte, d.h. die pro Zeiteinheit dem einsufrierenden Gewebe entzogene Wärmemenge, ist im wesentlichen vom Widerstand, den im wesentlichen der Durchmesser der Kühlsonde bestimmt, in welcher der verflüssigte Stickstoff an das Operationsgebiet herangebracht wird, und dem Druck im Vorratsbehälter bzw. der Druckdifferenz zwischen dem Vorratsbehälter und der Ausströmöffnung an der Kühlsonde abhängig. Der Durchmesser der KühaaJonde kann jedoch nicht beliebig groß gemacht werden, damit keine Schädigung des Gewebes am Einführungskanal, z.B. im Gehirn, erfolgt. Andererseits muß der Druck im Verratsbehälter niedrig gehalten werden, da der Siedepunkt der verflüssigten Gase druckabhängig ist und mit steigendem Druck abenfalls ansteigt.by linleiten a gas in the storage tank, via a connecting line pressed into the cooling probe. The performance of these devices, i.e. the per unit of time The amount of heat withdrawn from the tissue to be frozen in is essentially due to the resistance, which essentially determines the diameter of the cooling probe in which the liquefied Nitrogen is brought to the operating area, and the pressure in the reservoir or the pressure difference between the reservoir and the outflow opening depending on the cooling probe. However, the diameter of the KühaaJonde cannot be arbitrary can be made large so as not to damage the tissue at the insertion channel, e.g. in the brain. On the other hand, the pressure in the storage container must be kept low because the boiling point of the liquefied gases depends on the pressure and increases with it Pressure rises if not.

Die zur Anwendung kommenden Vorratsbehälter, die durch einen Vakuummantel isoliert sind, haben den Nachteil, daß das verflüssigte Gas im Vorratsbehälter bald die Temperatur des dem Druck entsprechenden Biedepunktes annimmt und somit bei der Entspannung inder Verbindungsleitung zwischen dem Vorratsbehälter und der Kühlsonde, also noch vor Erreichen der Kühlsonde im Gewebe, verdampft, da dem dort herrßchenden niederen Druck ein tieferer Siedepunkt entspricht.The storage container used, which is protected by a vacuum jacket are isolated have the disadvantage that the liquefied gas in the storage container soon assumes the temperature of the boiling point corresponding to the pressure and thus at the Relaxation in the connection line between the storage tank and the cooling probe, that is, before reaching the cooling probe in the tissue, evaporates, because the prevailing there lower pressure corresponds to a lower boiling point.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Mängel des Standes der Technik zu beseitigen und eine Einrichtung für die Kältechirurgie mit großer Leistung zu schaffen.The purpose of the invention is to address the shortcomings of the prior art Eliminate technology and a facility for cold surgery with great performance to accomplish.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung für die Kältechirurgie zu schaffen, die es gestattet, eine Kühlsonde mit kleinstem Durchmesser zu benutzen und im Vorratsbehälter hohen Druck des Kühlmittels zu erzeugen, damit eine größere Wärmeübertragungsleistung erreicht wird. Das flüssige Gas darf beim Ausströmen aus dem Vorratsbehälter in der Verbindungsleitung durch die Entspannung nicht vorzeitig verdampfen.The invention is based on the object of a method and a device to create for cryosurgery, which allows a cooling probe with the smallest To use diameter and to generate high pressure of the coolant in the storage tank, so that a greater heat transfer capacity is achieved. The liquid gas is allowed when flowing out of the reservoir in the connecting line due to the expansion do not evaporate prematurely.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das in einem Vorratsbehälter befindliche unter Druck stehende flüssige Gas für die Kühlsonde, vorzugsweise flüssiger Stickstoff, mittels einem flüssigen Kühlgas gleicher oder anderer Art so abgekühlt wird, daß dieses die gleiche oder annähernd die gleiche Temperatur des Kühlgases annimmt. Das flüssige Gas wird dadurch auf einer Temperatur gehalten bzw. auf eine solche abgekühlt, die niedriger ist, als die, die dem Siedepunkt des flüssigen Gases bei erhöhtem Druck entspricht, ehe es in die Kühisonde über die Verbindungsleitung strömt.According to the invention the object is achieved in that the in one Reservoir of pressurized liquid gas for the cooling probe, preferably liquid nitrogen, by means of a liquid cooling gas the same or other type is cooled so that this is the same or approximately the same Temperature of the cooling gas assumes. The liquid gas becomes thereby kept or cooled to a temperature that is lower, than that which corresponds to the boiling point of the liquid gas at elevated pressure before it flows into the cooling probe via the connecting line.

Das Kühlgas kann sich unter atmosphärischem Druck befinden oder auch einem Unterdruck ausgesetzt sein letzteres dann, wenn eine Abkühlung des flüssigen Gases unter den normalen Siedepunkt bei Atmosphärendruck gefordert wird.The cooling gas can be under atmospheric pressure or else the latter can be exposed to negative pressure when cooling the liquid Gas is required below the normal boiling point at atmospheric pressure.

Es bestehen die Möglichkeiten, den erforderlichen Druck zur Förderung des flüssigen Gases in die Kühlsonde durch die Einleitung eines Gases von außen oder durch Verdampfung einer kleinen Menge flüssigen Gases oder durch Verkleinerung des Raumes, z.B. durch Eindrücken eines Kolbens, zu erzeugen.There is a possibility of applying the necessary pressure to promote it of the liquid gas into the cooling probe by introducing a gas from the outside or by evaporation of a small amount of liquid gas or by reduction in size of the space, e.g. by pressing in a piston.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch .aus, daß der Vorrat sbehäit er für das flüssige Gas in bekannter Weise über eine Verbindungsleitung mit der Kühl sonde verbunden ist und sich in. einem üblichen vakuumisolierten, doppelwandigen Kühlbehälter befindet, In dem Kühlbehälter befindet sich das flüssige Kühlgas. In dem.The device for carrying out the method is characterized by this . From that the supply sbehäit he for the liquid gas in a known manner via a Connection line is connected to the cooling probe and is in. A usual vacuum-insulated, double-walled cooling container is located, In the cooling container is located the liquid cooling gas. By doing.

Kühlgas ist ein Wärmeaustauscher angeordnet, der einerseits an der Verbindungsleitung und andererseits am Vorratsbehälter angeschlossen ist.Cooling gas is a heat exchanger arranged on the one hand on the Connection line and on the other hand is connected to the storage container.

Wird der Druck zum Strömen des fliiaaigen Gases in die Kühlsonde von außen erzeugt, so kann sich der Vorratsbehälter im Kühlgas befinden. Wird dagegen der Druck duroh-Wärmezufuhr und Verdampfung erzeugt, so ist der Vorratsbehälter im Kühlbehälter über dem Kühlgas oder auch außerhalb des Vorratsbehälters angeordnet.If the pressure to flow the liquid gas into the cooling probe of generated externally, the storage container can be located in the cooling gas. Will against it the pressure duroh heat input and evaporation produces, so is that Storage container in the cooling container above the cooling gas or outside the storage container arranged.

Der Wärmeaustauscher ist ein an sich bekanntes, vorzugsweise spiralförmig gewundenes Rohr.The heat exchanger is known per se, preferably in a spiral shape spiral pipe.

Es ist auch vorteilhaft, als Wärmesustauscher einen Sumpf zu verwenden, der sich unten an den Vorratsbehälter anschließt und im Kühlgas befindet. Vom Boden den Sumpfes wird ein isoliertes Rohr durch den Vorratsbehälter geführt, an welches außerhalb des Kühlgefäßes die Verbindungsleitung angeschlossen ist. Zweckmäßig ist dieses Rohr doppslwandig und vakuumisoliert, damit das aufsteigende flüssige Gas vor Wärme zufuhr gut geschützt ist.It is also advantageous to use a sump as a heat exchanger, which connects to the storage tank at the bottom and is in the cooling gas. From the ground the sump, an insulated pipe is passed through the storage tank to which the connection line is connected outside the cooling vessel. Is expedient this pipe is double-walled and vacuum-insulated to prevent the rising liquid gas is well protected from the supply of heat.

Die technisch-ökonomischen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß nach dem Verfahren das flüsige Gas genügend gekühlt zur Kühisonde gelangt, ohne vorzeitig zu verdampfen.The technical and economic advantages of the invention are that after the process the liquid gas reaches the cooling probe sufficiently cooled without to evaporate prematurely.

Die verwendeten Kühlsonden können sehr dünn sein, ohne daß dadurch die Wärmeübertragungsleistung vermindert wird, Die Einrichtung gewährleistet, daß der apparative Aufwand nicht erheblich größer wird.The cooling probes used can be very thin without this the heat transfer efficiency is reduced, the device ensures that the outlay on equipment is not significantly greater.

An Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung ziegen: Fig. 1: eine Einrichtung mit dem Vorratsbehälter im Kühlgas, Fig. 2: eine Einrichtung mit dem Vorratsbehälter über dem Kühlgas, Fig. 3: einen Vorratsbehälter mit Sumpf.The invention is to be described in more detail using exemplary embodiments. Goat in the accompanying drawing: Fig. 1: a device with the storage container in the cooling gas, Fig. 2: a device with the storage container above the cooling gas, Fig. 3: a storage tank with a sump.

Wird der erforderliche Druck zur Förderung des' verflüssigten Gases 1 von außen, z.B. durch Binleitung eines Gases mit dem Druck p, erzeugt, so kann sich der Vorratsbehälter 2, wie in Pig. 1 dargestellt, direkt in dem zur Kühlung vorhandenen $verflüssigten Kühlgas 3 im Kühlbehälter 4 befinden, aber er kann auch außerhalb angeordnet sein.Is the pressure required to deliver the 'liquefied gas 1 generated externally, e.g. by the introduction of a gas with the pressure p, so can the reservoir 2, as in Pig. 1 shown directly in the one for cooling existing $ liquefied cooling gas 3 are located in the cooling container 4, but it can also be arranged outside.

Das verflüssigt. Gas 1 wird vom Druck p über in als Wärmeaustauscher ausgebildetes Rohr 9 gedrückt und gelangt ai Anschluß 6 in die Verbindungsleitung 7 und weiter in die Eishlsollde 8. Der zweckmäßig durch einen Vakuummantel isolierte Kühlbehälter 4 enthält das zur Kühlung erforderliche verflüssigte Kühlgas 3. Pr kann so ausgebildet werden, daß in ihm ein Unterdruck erzeugt werden $kann, der eine Senkung des Siedepunktes und der Temperatur des Kühlgases 3 unter den normalen Siedepunkt ermöglicht.That liquefies. Gas 1 is from the pressure p via in as a heat exchanger formed tube 9 is pressed and reaches ai connection 6 in the connecting line 7 and further into the Eishlsollde 8. The suitably isolated by a vacuum jacket Cooling container 4 contains the liquefied cooling gas 3 required for cooling. Pr can be designed so that a negative pressure can be generated in it, the a decrease in the boiling point and the temperature of the cooling gas 3 below normal Boiling point allows.

Wird der erforderliche Druck zur Förderung des verflüssigten Gases 1 von innen, d.h. durch Wärmezufuhr und Verdampfung einer gewissen Menge verflüssigten Gases 1, erzeugt, so muß der Vorratsbehälter 2, wie in Fig. 2 gezeigt, außerhalb des Kühlgases 3 angeordnet sein. Entsprechend desim Vorratsbehälter 2 herrschenden Druckes p wird das verflüsaigto Gas 1 bei Wärmzufuhr zunächst den dem herrschenden Druck entsprechenden höheren Siedepunkt annehmen und erst dann bei weiterer Wärmezufuhr verdampfen. Fließt das verflüssigte Gas 1 aus dem Vorratsbehälter 2 durch den Wärmeaustausoher, welcher sich im verflüssigten, unter Atmosphärendruck oder Unterdruck stehenden Kühlgas 3 befindet, so wird es abgekühlt und dadurch ein Sieden ohne Wärmezufuhr bei der Druckentspannung verhindert. Der Vorratsbehälter 2 kann im Kühlbehälter 4, aber außerhalb des Kühlgases 3, oder sogar auch außerhalb des Kühlbehälters 4 angeordnet sein.Is the pressure required to convey the liquefied gas 1 from the inside, i.e. liquefied by the addition of heat and evaporation of a certain amount Gas 1, generated, the reservoir 2, as shown in Fig. 2, outside of the cooling gas 3 can be arranged. According to the prevailing in the storage container 2 At pressure p, the liquefied gas 1 is initially equal to the prevailing heat when heat is supplied Assume pressure corresponding higher boiling point and only then with further supply of heat evaporate. If the liquefied gas 1 flows out of the storage container 2 through the heat exchanger, which in the liquefied cooling gas under atmospheric pressure or negative pressure 3 is located, it is cooled and thereby a boiling without supply of heat at the Pressure release prevented. The storage container 2 can be in the cooling container 4, but arranged outside the cooling gas 3, or even outside the cooling container 4 be.

Ja ist auch möglich und in manchen Fällen konstruktiv vor- -teilhaft, die in Fig. 3 gezeigte Anordnung zu wählen. Hier erfolgt der Wärmeaustausch in dem an den Vorratsbehälter 2 sich anschließenden Sumpf 9. Ein Rohr 10, dessen Öffnung sich im unteren Teil des Sumpfes 9 befindet, besitzt eine Isolierung, vorzugsweise einen Vekuummantel, damit das aufsteigende verflüssigte Gas vor Wärmezufuhr aus dem Vorratsbehälter 2 gesehützt wird. Das Eohr 10 ist isoliert bis aus dem Vorratsbehälter 2 bzw. dem Kühlgefäß 4 ge sitzt den Anschluß 6 für die Verbindungsleitung 7.Yes is also possible and in some cases structurally advantageous to choose the arrangement shown in FIG. Here the heat exchange takes place in the to the reservoir 2 adjoining sump 9. A pipe 10, the opening of which is located in the lower part of the sump 9, has insulation, preferably a vecu jacket to keep the ascending liquefied gas from heating up the reservoir 2 is protected. The Eohr 10 is isolated up from the reservoir 2 or the cooling vessel 4 ge sits the connection 6 for the connecting line 7.

Claims

P a t e n t a s p r ü c he:

1. Process for generating cold in a cooling probe for cold surgery by means of liquid gases, characterized in that the liquid, under pressure Gas, preferably liquid nitrogen, by means of a liquid cooling gas, preferably of the same type, is cooled so that it is the same or approximately the same temperature of the cooling gas and thus at a lower temperature than the boiling point of the liquid gas at elevated pressure, is held before it enters the Cooling probe flows.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Cooling gas is under normal atmospheric pressure or to lower it Temperature is exposed to a negative pressure, whereby a temperature decrease of the Cooling gas takes place below the temperature of the normal boiling point of this gas.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure required to convey the liquid gas into the cooling probe from the outside by introducing a substance in a gaseous state or from within by means of heat supply and evaporation of a certain amount of liquid gas or mechanically Reduction of the space, preferably by pressing in a piston, is generated.

4. Device for performing the method according to claim 1 to 3, consisting of a storage container for the liquid gas, which is connected via a connecting line is connected to the cooling probe, indicating that the storage container (2) with the liquid gas (1) in or outside of a known vacuum-insulated, double-walled cooling container (4), which is filled with a liquid cooling gas (3) is filled, is arranged and the connecting line (7) to the cooling probe (8) is connected to a heat exchanger (5) located in the cooling gas (3).

5. Device according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the storage container (2) in the cooling gas (3) itself or above the cooling gas (3) is arranged in the cooling container (4).

6. Device according to claim 4 and 5, d a d u r c h g e k e n n z E i c h n e t that the heat exchanger (5) is preferably a spiral wound Pipe is.

7. Device according to claim 4 and 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a sump (9) at the bottom of the storage container for heat exchange (A) is connected and the connecting line as a din insulated pipe (10) on The bottom ends in the sump (9) and is led to the outside through the storage container (2).

8. Device naoh claim 7, characterized in that the tube (10) from its end in the sump (9) to from the storage container (2) through a double jacket is vacuum insulated.