RU2080096C1

RU2080096C1 - Medical cryoapplicator

Info

Publication number: RU2080096C1
Application number: RU95105582A
Authority: RU
Inventors: С.А. Дашков; В.В. Малоземов; В.В. Шафранов; Е.В. Курчина; И.И. Богатырева
Original assignee: Дашков Сергей Алексеевич; Малоземов Владимир Викторович
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1997-05-27
Also published as: RU95105582A

Abstract

FIELD: medical engineering, cryptoapplicators for local freezing of body tissues. SUBSTANCE: cryoapplicator comprises casing which houses coolant-filled vessel and cannula. Lower axial end of cannula is provided with plug with removable head piece, and its tip is disposed inside cannula. Tip is made tapering towards its free end and has capillary-porous coating. Structure of tip makes it possible to increase refrigerating power of cryoapplicator due to increased heat flux and to optimize liquid supply and steam discharge. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для локального криовоздействия на ткани, и может быть использовано в хирургии, детской хирургии, дерматологии, дерматоонкологии, стоматологии, а также в других областях медицины. The invention relates to medical equipment, and in particular to devices for local cryotherapy on tissues, and can be used in surgery, pediatric surgery, dermatology, dermatology, dentistry, and also in other fields of medicine.

Известен медицинский криоаппликатор, содержащий корпус из теплоизоляционного материала, внутри которого расположены заполненный жидким азотом сосуд и сообщающаяся с ним канюля. На нижнем торце канюли установлена заглушка с наконечником, расположенным внутри ее полости и имеющим зазор относительно ее боковых стенок. В нижний конец заглушки ввинчивается съемная насадка [1]
В известном криоаппликаторе наконечник имеет цилиндрическую форму, обеспечивающую одинаковый кольцевой зазор между наконечником и боковыми стенками канюли по всей длине наконечника.A medical cryoapplicator is known, comprising a body of heat-insulating material, inside of which there is a vessel filled with liquid nitrogen and a cannula communicating with it. At the lower end of the cannula, a plug is installed with a tip located inside its cavity and having a gap relative to its side walls. A removable nozzle is screwed into the lower end of the plug [1]
In the known cryoapplicator, the tip has a cylindrical shape, providing the same annular gap between the tip and the side walls of the cannula along the entire length of the tip.

Это приводит к "запариванию" в кольцевом зазоре, то есть к созданию паровой области, что резко увеличивает термическое сопротивление передачи тепла в радиальном направлении. This leads to "steaming" in the annular gap, that is, to create a vapor region, which sharply increases the thermal resistance of heat transfer in the radial direction.

Выполнение наконечника в известном устройстве не позволяет создать высокую холодильную мощность вследствие значительных термических сопротивлений теплоотдаче при кипении азота. The implementation of the tip in the known device does not allow you to create high refrigeration capacity due to significant thermal resistance to heat transfer during boiling nitrogen.

Задачей изобретения является увеличение холодильной мощности криоаппликатора и, как следствие, уменьшение необходимого времени экспозиции при локальном замораживании (охлаждении) патологической ткани при одной заправке аппарата жидким азотом по сравнению с аналогом [1]
Поставленная задача достигается за счет того, что геометрия и качество теплоотдающей поверхности со стороны кипящего азота выполнены оптимальным образом, а именно: наконечник выполнен сужающемся по направлению к свободному концу и имеет капиллярно-пористое покрытие толщиной 0,1 0,5 мм с диаметром пор 0,05 0,35 мм.The objective of the invention is to increase the refrigeration power of the cryoapplicator and, as a result, to reduce the required exposure time when locally freezing (cooling) the pathological tissue during one filling of the apparatus with liquid nitrogen compared to the analogue [1]
The problem is achieved due to the fact that the geometry and quality of the heat transfer surface from the side of boiling nitrogen are optimally implemented, namely: the tip is made tapering towards the free end and has a capillary-porous coating with a thickness of 0.1-0.5 mm with a pore diameter of 0 05 0.35 mm.

Наличие капиллярно-пористого покрытия обеспечивает увеличение теплового потока, а выполнение наконечника сужающимся позволяет предотвратить "запаривание" в зазоре между наконечником и боковой стенкой канюли. The presence of a capillary-porous coating provides an increase in heat flow, and the execution of the tip tapering helps to prevent "steaming" in the gap between the tip and the side wall of the cannula.

Все это приводит к улучшению теплообмена и увеличению холодильной мощности криоаппликатора. All this leads to improved heat transfer and increased refrigeration capacity of the cryoapplicator.

На чертеже изображен медицинский криоаппликатор, его продольный разрез. The drawing shows a medical cryoapplicator, its longitudinal section.

Криоаппликатор содержит корпус 1 из теплоизоляционного материала с крышкой 2, в которой выполнен канал 3 для отвода паров азота. В корпус 1 вмонтирован сосуд 4 из тонкой металлической трубы, который жестко соединен с канюлей 5, представляющей собой тонкостенную трубку из нержавеющей стали, сообщающуюся с сосудом 4, заполняемым хладоагентом. В нижний торец канюли вмонтирована заглушка 6 с наконечником 7, расположенным внутри полости канюли 5 с зазором относительно ее боковых стенок. В наружную поверхность заглушки 6 по резьбе ввинчивается насадка 8, которая служит для непосредственного контакта с патологической тканью. Поверхность наконечника 7, имеющая контакт с жидким азотом, покрыта металлизированным капиллярно-пористым покрытием, которое может быть выполнено из меди или латуни и имеет толщину 0,1-0,5 мм, при этом диаметр пор составляет 0,05-0,35 мм. The cryoapplicator comprises a housing 1 of heat-insulating material with a cover 2, in which a channel 3 is made for the removal of nitrogen vapor. A vessel 4 from a thin metal pipe is mounted in the housing 1, which is rigidly connected to the cannula 5, which is a thin-walled stainless steel tube communicating with the vessel 4 filled with a refrigerant. A plug 6 is mounted in the lower end of the cannula with a tip 7 located inside the cavity of the cannula 5 with a gap relative to its side walls. A nozzle 8 is screwed into the outer surface of the plug 6 through a thread, which serves for direct contact with pathological tissue. The surface of the tip 7 in contact with liquid nitrogen is coated with a metallized capillary-porous coating, which can be made of copper or brass and has a thickness of 0.1-0.5 mm, while the pore diameter is 0.05-0.35 mm .

Наконечник 7 выполнен сужающимся по направлению к его свободному концу. Он может иметь в осевом сечении форму параболы, геометрия которой позволяет осуществить оптимальным образом отвод паров азота. При этом капиллярно-пористое покрытие обеспечивает передачу максимального теплового потока. The tip 7 is made tapering towards its free end. It can have in the axial section the shape of a parabola, the geometry of which allows optimal removal of nitrogen vapor. In this case, the capillary-porous coating ensures the transfer of maximum heat flow.

Криоаппликатор работает следующим образом. The cryoapplicator works as follows.

Перед работой сосуд 4 криоаппликатора заполняют жидким азотом через отверстие, образовавшееся при снятии крышки 2. После захолаживания сосуда 3 и полной его заправки его закрывают крышкой 2. Before work, the cryoapplicator vessel 4 is filled with liquid nitrogen through the hole formed when the lid 2 is removed. After cooling the vessel 3 and filling it completely, it is closed with the lid 2.

Насадку 8, предварительно ввинченную в заглушку 6, приводят в контакт с патологической тканью, тепло от которой передается жидкому азоту в месте контакта с капиллярно-пористым покрытием 9. Образовавшиеся за счет подвода тепла со стороны патологической ткани пары азота отводятся через канал 3, сделанный в крышке 2. Жидкий азот интенсивно подводится к поверхности стержня 5 капиллярными силами покрытия 9. The nozzle 8, previously screwed into the plug 6, is brought into contact with a pathological tissue, heat from which is transferred to liquid nitrogen at the point of contact with the capillary-porous coating 9. Nitrogen vapors formed by supplying heat from the pathological tissue are removed through a channel 3 made in cover 2. Liquid nitrogen is intensively supplied to the surface of the rod 5 by capillary forces of the coating 9.

Механизм усиления теплоотдачи при кипении жидкого азота и, как следствие, увеличение холодильной мощности криоаппликатора состоит в следующем. The mechanism for enhancing heat transfer during the boiling of liquid nitrogen and, as a consequence, an increase in the refrigeration capacity of the cryoapplicator is as follows.

Покрытие капиллярно-пористой структурой стержня наконечника 5, контактирующего с жидким азотом, создает за счет капиллярных сил интенсивный подвод жидкости к поверхности, через которую отводится тепло от ткани человека. Coating the capillary-porous structure of the rod of the tip 5 in contact with liquid nitrogen creates an intense supply of liquid to the surface through which capillary forces transfer heat from human tissue.

Это позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи в несколько раз по сравнению с использованием наконечника, имеющего гладкую поверхность. This allows you to increase the heat transfer coefficient by several times compared to using a tip having a smooth surface.

Капиллярное покрытие создает сеть каналов, по одной части которых к теплоподводящей поверхности нагрева подходит жидкость, а по другой отводятся образовавшиеся пары азота. The capillary coating creates a network of channels, along one part of which a liquid approaches the heat-supplying heating surface, and on the other, the generated nitrogen vapors are discharged.

Толщина покрытия и средний диаметр пор отражают оптимальное сочетание каналов, подводящих жидкость и отводящих пар, создавая тем самым увеличение холодильной мощности криоаппликатора. The thickness of the coating and the average pore diameter reflect the optimal combination of channels supplying liquid and exhaust steam, thereby creating an increase in the cooling capacity of the cryoapplicator.

Форма наконечника 7, имеющего вид параболы, обеспечивающая расширяющийся зазор между наконечником и стенкой канюли позволяет осуществлять подвод жидкости и отвод пара оптимальным образом. The shape of the tip 7, having the form of a parabola, providing an expanding gap between the tip and the wall of the cannula allows the supply of fluid and the removal of steam in an optimal way.

Claims

A medical cryo-applicator comprising a body of heat-insulating material, inside of which there is a vessel filled with refrigerant and a cannula communicating with it, at the lower end of which there is a plug with a tip located inside the cannula cavity with a gap relative to its side walls, and a removable nozzle fixed to the outer surface of the plug, characterized in that the tip is made tapering towards its free end and has a capillary-porous coating with a thickness of 0.1 to 0.5 mm with a pore diameter of 0.05 to 0.35 m.