RU144996U1

RU144996U1 - CRYOSURGICAL APPARATUS

Info

Publication number: RU144996U1
Application number: RU2014115592/14U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Кунгурцев; Александр Викторович Гагиев; Антон Игоревич Орешкин; Николай Павлович Локтев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Инновационная Компания Биомедстандарт" (ЗАО "ИК Биомедстандарт")
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2014-09-10

Abstract

Криохирургический аппарат, включающий в себя резервуар с жидким азотом, трубки подвода и отвода хладагента, соединенные со съемным криоинструментом, отличающийся тем, что на горловине резервуара закреплена герметичная крышка, на которой размещены аварийный разрывной клапан, стравливающий электромагнитный клапан рабочего давления, электромагнитный клапан подачи газообразного азота, при этом на наружной нижней части трубки подвода хладагента установлены электронагреватель (испаритель) и электромагнитный клапан.A cryosurgical device, including a tank with liquid nitrogen, refrigerant supply and exhaust pipes connected to a removable cryo-instrument, characterized in that a sealed cap is attached to the neck of the tank, on which an emergency burst valve is placed, which relieves the operating pressure electromagnetic valve, and a gaseous gas supply valve nitrogen, while an electric heater (evaporator) and an electromagnetic valve are installed on the outer lower part of the refrigerant supply pipe.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и ориентировано на деструкцию патологических биологических тканей путем их форсированного замораживания до температур, близких к -208°C. Известно много криохирургических инструментов для ручного выполнения различных операций и аппаратных систем, основанных на использовании свойств таких применяемых хладагентов, как твердая углекислота, закись азота и жидкий азот - самый эффективный из всех возможных хладагентов.The utility model relates to medical equipment and is focused on the destruction of pathological biological tissues by forced freezing to temperatures close to -208 ° C. Many cryosurgical instruments are known for the manual execution of various operations and hardware systems based on the use of the properties of such used refrigerants as solid carbon dioxide, nitrous oxide and liquid nitrogen - the most effective of all possible refrigerants.

Известен, например, криохирургический аппарат (КХА) (RU 2301043, 2007). Это типичный аналог ручного криоинструмента, упрощающий регулирование избыточного давления пара в емкости с жидким азотом и его подачу в наконечник, с ограниченными длительностью цикла работы и пространственным манипулированием криоаппликатором, т.к. нельзя перевести емкость с жидким азотом в горизонтальное или вверх дном положение - польется жидкий азот наружу через клапаны. Вторым недостатком этого инструмента является весьма высокая температура его наконечника, которая приводит к его низкой холодопроизводительности; что есть следствие принятого способа подачи хладагента - нагнетания по капилляру в наконечник, т.е. неизбежного стартового перегрева хладагента в емкости с целью создания необходимого избыточного давления пара хладагента.Known, for example, cryosurgical apparatus (KHA) (RU 2301043, 2007). This is a typical analogue of a manual cryotool, simplifying the regulation of excess steam pressure in a container with liquid nitrogen and its supply to the tip, with a limited cycle time and spatial manipulation of the cryoapplicator, as it is impossible to transfer the container with liquid nitrogen to the horizontal or upside down position - liquid nitrogen will pour out through the valves. The second disadvantage of this tool is the very high temperature of its tip, which leads to its low cooling capacity; which is a consequence of the accepted method of supplying refrigerant - injection through the capillary into the tip, i.e. inevitable starting overheating of the refrigerant in the tank in order to create the necessary excess vapor pressure of the refrigerant.

Известен также аналог, защищенный патентом (RU 2053719, 1992). К недостатку этого аппарата относится невозможность быстрого отъема его рабочего наконечника от замороженной и прилипшей к нему ткани, особенно когда пациента нельзя держать долго в состоянии наркоза.Also known is the analogue protected by patent (RU 2053719, 1992). A disadvantage of this apparatus is the impossibility of quickly removing its working tip from frozen and adhering tissue, especially when the patient cannot be kept in anesthesia for a long time.

Наиболее совершенным из аналогов криоаппаратов является прототип (RU 2483691, 2011), в котором была решена задача форсирования режима отогрева рабочего наконечника КХА при сохранении методических возможностей аналогов и прототипа. Поставленная задача решена тем, что в криохирургический аппарат, включающий в себя резервуар с жидким азотом, теплоизолированные трубки подвода и отвода хладагента, соединенные с рабочим наконечником, и систему откачки, установленную на выходе трубки отвода хладагента и выполненную в виде форвакуумного насоса, и внешнюю систему газообеспечения, на входе теплоизолированной трубки подвода хладагента установлен обратный клапан, а на входе форвакуумного насоса установлен электромагнитный двухходовой клапан с дросселем, при этом рабочий наконечник выполнен в виде съемного криоинструмента.The most advanced of the analogues of cryo devices is the prototype (RU 2483691, 2011), in which the task of forcing the heating mode of the working tip of the KHA was solved while maintaining the methodological capabilities of the analogues and the prototype. The problem is solved in that in the cryosurgical unit, which includes a tank with liquid nitrogen, insulated refrigerant inlet and outlet pipes connected to the working tip, and a pumping system installed at the outlet of the refrigerant exhaust pipe and made in the form of a fore-vacuum pump, and an external system gas supply, a check valve is installed at the inlet of the heat-insulated refrigerant supply pipe, and an electromagnetic two-way valve with a throttle is installed at the inlet of the fore-vacuum pump, while akonechnik configured as a removable cryoinstrument.

Однако, к существенным недостаткам прототипа относятся: применение форвакуумного насоса и внешней системы газообеспечения, состоящей из баллона высокого давления со сжатым сухим воздухом, азотом или иным инертным газом с запорным вентилем и редуктором на нем. Наличие этих систем увеличивает объем работ при эксплуатации (необходимы: дополнительная смена баллона с сухим газом и контроль наличия газа в баллоне); уменьшает надежность работы криоинструмента и аппарата в целом из-за возможной задержки и замерзания в криоинструменте масла, механических примесей и влаги, содержащихся в сухом газе внешней системы газоообеспечения, что может приводить к невозможности дальнейшего функционирования аппарата при проведении операции; а также увеличивает стоимость аппарата, усложняет его конструкцию, увеличивает количество расходных материалов.However, the significant disadvantages of the prototype include: the use of a fore-vacuum pump and an external gas supply system, consisting of a high-pressure cylinder with compressed dry air, nitrogen or other inert gas with a shut-off valve and a gearbox on it. The presence of these systems increases the amount of work during operation (necessary: additional change of the dry gas cylinder and control of gas in the cylinder); reduces the reliability of the cryotool and the apparatus as a whole due to the possible delay and freezing in the cryotool of oil, mechanical impurities and moisture contained in the dry gas of the external gas supply system, which may lead to the impossibility of further functioning of the apparatus during the operation; and also increases the cost of the apparatus, complicates its design, increases the number of consumables.

Задачей полезной модели является повышение надежности аппарата, упрощение конструкции аппарата и снижения его себестоимости при сохранении методических возможностей аналогов и прототипа. Техническая задача решается тем, что в криохирургическом аппарате, включающем в себя резервуар с жидким азотом, трубки подвода и отвода хладагента, соединенные со съемным криоинструментом, на горловине резервуара закреплена герметичная крышка, на которой размещены аварийный разрывной клапан, стравливающий электромагнитный клапан рабочего давления, электромагнитный клапан подачи газообразного азота, на наружной нижней части трубки подвода хладагента установлены электронагреватель (испаритель) и электромагнитный клапан.The objective of the utility model is to increase the reliability of the apparatus, simplify the design of the apparatus and reduce its cost while maintaining the methodological capabilities of analogues and prototype. The technical problem is solved in that in a cryosurgical apparatus including a tank with liquid nitrogen, refrigerant supply and exhaust pipes connected to a removable cryotool, a sealed cap is fixed on the neck of the tank, on which an emergency burst valve is placed, which relieves the working pressure electromagnetic valve, electromagnetic nitrogen gas supply valve; an electric heater (evaporator) and an electromagnetic valve are installed on the outer lower part of the refrigerant supply pipe.

Существенными отличительными признаками такого КХА являются исключение из конструкции аппарата форвакуумного насоса, внешней системы газообеспечения состоящей из баллона высокого давления со сжатым сухим воздухом, азотом или иным инертным газом с запорным вентилем и редуктором на нем.Significant distinguishing features of such a KHA are the exclusion from the design of the apparatus of the fore-vacuum pump, an external gas supply system consisting of a high-pressure cylinder with compressed dry air, nitrogen or another inert gas with a shut-off valve and a gearbox on it.

На фиг. 1 показана общая схема криохирургического аппарата (КХА), где 1 электронагреватель (испаритель), 2 электромагнитный клапан подачи жидкого азота, 3 резервуар для жидкого азота, 4 аварийный клапан разрывного типа, 5 стравливающий электромагнитный клапан выравнивания рабочего давления, 6 электронагреватель криоагента, 7 электромагнитный клапан подачи газообразного азота, 8 жидкий азот, 9 герметичная крышка резервуара для жидкого азота, 10 трубка подвода азота к инструменту. Герметичная крышка 9, электронагреватель (испаритель) 1, аварийный разрывной клапан 4, электромагнитные клапаны; стравливающий 5 и подачи газообразного азота 7 позволяют упростить конструкцию аппарат и повысить его надежность.In FIG. 1 shows a general diagram of a cryosurgical apparatus (KHA), where 1 electric heater (evaporator), 2 liquid nitrogen solenoid valve, 3 liquid nitrogen tank, 4 burst type emergency valve, 5 bleed solenoid valve for equalizing the working pressure, 6 cryoagent electric heater, 7 electromagnetic nitrogen gas supply valve, 8 liquid nitrogen, 9 tight cover of the tank for liquid nitrogen, 10 tube for supplying nitrogen to the tool. Sealed cover 9, electric heater (evaporator) 1, emergency bursting valve 4, solenoid valves; bleeding 5 and the supply of gaseous nitrogen 7 can simplify the design of the apparatus and increase its reliability.

Горловина резервуара 3 закрыта герметичной крышкой 9. На крышке 9 размещены аварийный разрывной клапан 4, электромагнитные клапаны соответственно стравливающий 5 и подачи газообразного азота 7. В резервуар 3 через крышку 9 погружена до дна нижняя часть трубки 10 подвода азота к инструменту.The neck of the tank 3 is closed by a sealed cover 9. An emergency bursting valve 4 is placed on the cover 9, solenoid valves are respectively bleed 5 and nitrogen gas supply 7. The lower part of the nitrogen supply pipe 10 to the bottom is immersed into the tank 3 through the cover 9.

В нижней части резервуара 3 на наружной части трубки 10 расположен электронагреватель (испаритель) 1. На входе нижней части трубки 10 установлен клапан 2. Клапан 2 пропускает жидкий азот в трубку 10 в рабочем режиме, и запирает вход трубки 10 в режиме отогрева криоинструмента.An electric heater (evaporator) 1 is located in the lower part of the tank 3 on the outer part of the tube 10. At the inlet of the lower part of the tube 10, a valve 2 is installed. Valve 2 passes liquid nitrogen into the tube 10 in the operating mode and closes the inlet of the tube 10 in the cryotool heating mode.

В целях недопущения разрушения резервуара 3 и обеспечения безопасности медперсонала и пациента от несанкционированного повышения давления в резервуаре предусмотрен аварийный разрывной клапан 4. Электромагнитный стравливающий клапан 5 обеспечивает рабочее давление в резервуаре 3. Если давление газообразного азота в резервуаре выше нормального рабочего, кратковременно срабатывает стравливающий клапан и происходит снижение давления до нормального значения.In order to prevent the destruction of the tank 3 and to ensure the safety of the medical staff and the patient from unauthorized increase in pressure in the tank, an emergency burst valve 4 is provided. An electromagnetic bleed valve 5 provides a working pressure in the tank 3. If the nitrogen gas pressure in the tank is higher than the normal working pressure, the bleed valve will briefly operate and there is a decrease in pressure to a normal value.

Трубка 10 соединена на высоте выше крышки 9 через боковую трубку подачи азота в газообразном состоянии с электромагнитным клапаном 7. На трубке 10 выше места присоединения боковой трубки или в криоинструменте размещен электронагреватель 6, который служит для подогрева азота, подаваемого в газообразном состоянии в режиме работы отогрева криоинструмента криохирургического аппарата.The tube 10 is connected at a height above the cover 9 through the side nitrogen supply tube in the gaseous state to the solenoid valve 7. On the tube 10 above the point of connection of the side tube or in the cryotool, an electric heater 6 is installed, which serves to heat the nitrogen supplied in the gaseous state in the heating operation mode cryosurgical unit cryosurgery.

Управлять криохирургическим аппаратом лучше всего через блок управления с помощью термопар, установленных на трубке подвода 10 жидкого азота в месте ее соединения с боковой трубкой и на выходе отвода в атмосферу газообразного азота из криоинструмента.It is best to control the cryosurgical device through the control unit using thermocouples installed on the tube for supplying 10 liquid nitrogen at the junction with the side tube and at the outlet of the discharge of gaseous nitrogen into the atmosphere from the cryotool.

Работает КХА следующим образом.KHA works as follows.

До начала операции выбирается на блоке управления режим охлаждения, и задается нужная экспозиция.Before the operation, the cooling mode is selected on the control unit and the desired exposure is set.

КХА готов к работе, когда в резервуаре 3 под действием электронагревателя (испарителя) 1 создается избыточное рабочее давление паров криоагента (жидкого азота).KHA is ready for operation when an excess working pressure of the cryoagent vapor (liquid nitrogen) is created in the tank 3 under the action of an electric heater (evaporator) 1.

По команде «Охлаждение» открывается электромагнитный клапан подачи жидкого азота 2 и под действием избыточного рабочего давления паров азота внутри резервуара 3 в трубку 10 поступает жидкий азот 8, движущийся в направлении криоинструмента, в котором жидкий азот интенсивно кипит, понижая свою температуру до равновесного значения, определяемого динамическим давлением его пара, и отбирает тепло от биоткани через стенку аппликатора криинструмента.By the command “Cooling”, the electromagnetic valve for supplying liquid nitrogen 2 is opened and, under the action of excessive working pressure of nitrogen vapor inside the tank 3, liquid nitrogen 8 enters the tube 10, moving in the direction of the cryotool, in which liquid nitrogen is boiling intensively, lowering its temperature to an equilibrium value, determined by the dynamic pressure of its steam, and removes heat from the biological tissue through the wall of the applicator of the cryotool.

По окончании экспозиции блок управления останавливает режим охлаждения: при этом клапан 2 закрывается, прекращая поступление жидкого азота 8 в криоинструмент.At the end of the exposure, the control unit stops the cooling mode: while the valve 2 closes, stopping the flow of liquid nitrogen 8 into the cryotool.

При запуске режима «Отогрев» блок управления, обеспечивает закрытое состояние клапана 2, открывает электромагнитный клапан 7 и одновременно включает электронагреватель 6.When you start the "Heating" mode, the control unit ensures the closed state of valve 2, opens the electromagnetic valve 7 and at the same time turns on the electric heater 6.

Газообразный азот, находящийся над поверхностью жидкого азота 8 при избыточном давлении движется к криоинструменту через клапан 7 и боковую трубку, нагреваясь в электронагревателе 6 до заданной блоком управления температуры, отогревает наконечник криоинструмента. Остывающий газ сбрасывается из криоинструмента через трубку, расположенную коаксиально с наружной частью трубки 10 в атмосферу.Gaseous nitrogen located above the surface of liquid nitrogen 8 at excess pressure moves to the cryotool through valve 7 and the side tube, heating in the electric heater 6 to the temperature set by the control unit, heats the tip of the cryotool. The cooling gas is discharged from the cryotool through a tube located coaxially with the outside of the tube 10 into the atmosphere.

Claims

A cryosurgical device including a liquid nitrogen tank, refrigerant inlet and outlet pipes connected to a removable cryo-instrument, characterized in that a sealed cap is fixed on the neck of the tank, on which an emergency burst valve is placed, which relieves the operating pressure electromagnetic valve, and a gaseous gas supply valve nitrogen, while an electric heater (evaporator) and an electromagnetic valve are installed on the outer lower part of the refrigerant supply pipe.