RU2771876C1 - Криогенный аппарат - Google Patents
Криогенный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771876C1 RU2771876C1 RU2021113106A RU2021113106A RU2771876C1 RU 2771876 C1 RU2771876 C1 RU 2771876C1 RU 2021113106 A RU2021113106 A RU 2021113106A RU 2021113106 A RU2021113106 A RU 2021113106A RU 2771876 C1 RU2771876 C1 RU 2771876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- working gas
- liquid nitrogen
- tank
- cryogenic apparatus
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 140
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001575 pathological Effects 0.000 claims abstract description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 65
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 7
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 claims description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 4
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 210000000214 Mouth Anatomy 0.000 description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 210000004874 lower jaw Anatomy 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- YNHBOQSCVCFXRW-UHFFFAOYSA-N ozone;hydrate Chemical compound O.[O-][O+]=O YNHBOQSCVCFXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000000315 cryotherapy Methods 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 102200030106 COL24A1 A61V Human genes 0.000 description 2
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 2
- 230000001174 ascending Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000591 gum Polymers 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- UELITFHSCLAHKR-UHFFFAOYSA-N Acibenzolar-S-methyl Chemical compound CSC(=O)C1=CC=CC2=C1SN=N2 UELITFHSCLAHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 description 1
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 description 1
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 210000004763 Bicuspid Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 Bone and Bones Anatomy 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 206010018987 Haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 description 1
- 210000002445 Nipples Anatomy 0.000 description 1
- 206010039424 Salivary hypersecretion Diseases 0.000 description 1
- 206010043431 Thinking abnormal Diseases 0.000 description 1
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding Effects 0.000 description 1
- 231100000319 bleeding Toxicity 0.000 description 1
- 230000001055 chewing Effects 0.000 description 1
- 239000009863 chlorophyllypt Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000018984 mastication Effects 0.000 description 1
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000037390 scarring Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к криогенным аппаратам. Криогенный аппарат для криодеструкции патологических тканей с возможностью работы на жидком азоте с охлаждением рабочего газа содержит емкость для жидкого азота с герметизирующей крышкой с каналом отвода излишнего давления азота из емкости, трубку, погруженную в емкость для жидкого азота, внешние концы которой служат для подвода и отвода рабочего газа соответственно, а также съемную насадку на дистальной части трубки отвода рабочего газа. Канал отвода излишнего давления азота из емкости, дополненный патрубком на крышке, соосно соединен с трубкой подвода рабочего газа, выполненной из полимерного материала. Внутри емкости на вертикальном осевом стержне, укрепленном с внутренней стороны крышки, установлен теплообменник из одинаковых секций, каждая из которых содержит многолучевую крестовину и трубку из полимерных материалов, уложенную в однозаходную плоскую спираль Архимеда. В центре крестовины выполнено сквозное отверстие для соединения со стержнем. Трубка отвода рабочего газа помещена в теплоизолирующую трубку большего диаметра, заполненную теплоизоляционным материалом. Достигается повышение стабильности работы криогенного аппарата, а также очищение от паров воды и охлаждение атмосферного воздуха, подаваемого от источника. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к криогенной технике, и может быть использовано в медицине и в ветеринарии для криодеструкции патологических тканей и криотерапии.
Совершенствование аппаратуры криовоздействия для лечения паталогических состояний представляет актуальную задачу.
Известен криогенный аппарат (Пат. 114837, РФ, МПК А61В 18/02, 2011), содержащий емкость для хладагента, герметизирующую головку, каналы подачи и отвода хладагента, канал повышения давления, канал подачи рабочего газа, канюлю с аппликатором. В аппарате в качестве хладагента использован сжиженный азот, а в качестве рабочего газа используют атмосферный воздух, или кислород, или озонированный кислород, которые подают от компрессора, баллона со сжатым кислородом. Канал подачи рабочего газа имеет коаксиальное соединение с канюлей и с Г-образной трубкой подачи хладагента. В емкость для хладагента, заполненную сжиженным азотом, подают через канал повышения давления сжатый воздух, который стимулирует подъем сжиженного азота вверх по Г-образной трубке, где происходит криоконденсация рабочего газа. Азот охлаждает трубку канала подачи рабочего газа, до температуры, позволяющей сжижать газообразный кислород, который конденсируется из рабочего газа. К недостаткам известной полезной модели следует отнести низкую хладопроизводительность, большой расход сжиженного азота из-за того, что воздух в канал повышения давления подается без предварительного охлаждения, вызывая кипение азота в течение всей подачи. Кроме того, при использовании в качестве рабочего газа атмосферного воздуха, не очищенного от влаги, происходит образование кристаллов льда, забивающих трубку, что вызывает сбой в работе аппарата.
Известен Криогенный аппарат по доктору В.И. Коченову (Пат. 2445040, РФ, МПК А61В 18/02, 2009), который содержит теплоизолированную емкость для хладагента, герметизирующую крышку, снабженную кожухом, в котором выполнено отверстие, магистраль подачи хладагента из емкости и канал подъема давления в емкости с раструбом для подсоединения герметизирующей пробки. Под кожухом крышки выполнена осушающая полость из теплопроводного материала, соединенная с теплоизолирующей муфтой с раструбом и каналом подъема давления, выступающего в осушающую полость, часть которого снабжена косо срезанным торцом с направлением среза, противоположным герметизирующей пробке. В известном устройстве в качестве хладагента используется жидкий азот, подача которого к аппликатору канюли осуществляется путем нагнетания атмосферного воздуха, пропущенного через осушающую камеру, в емкость для хладагента. Отмечая несомненную полезность таких технических решений как дополнительное осушение воздуха и охлаждение жидкого азота при транспорте к аппликатору канюли, следует отметить, что из описания известного изобретения неясно, каких отрицательных температур достигают на выходе этого аппарата.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по техническому решению является Криогенный распылитель (Пат. 2580167, РФ, МПК А61В 18/02, 2014), в котором авторы предложили конструкцию аппарата, независимую от системы повышения давления. В известном устройстве в качестве хладагента используется жидкий азот, в качестве рабочего газа, контактирующего с биологической тканью, используется сжиженный кислород или озонкислородная сжиженная газовая смесь.
Криогенный распылитель содержит емкость для жидкого азота с герметизирующей рабочей крышкой, в которой выполнены канал сброса повышенного давления азота и канал подачи хладагента в виде металлической трубки, начальная горизонтальная часть которой жестко закреплена на наружной поверхности герметизирующей крышки и снабжена клапаном контроля подачи и патрубком подачи кислорода или озонкислородной газовой смеси. Дистальная часть трубки снабжена съемной распыляющей насадкой. Клапан контроля подачи имеет пусковой рычаг. Металлическую трубку из горизонтального положения путем изгиба переводят в вертикальное, погружают в емкость для жидкого азота и выводят наружу, при этом нижнюю часть трубки выполняют в виде петли, диаметр которой меньше диаметра горловой части емкости для жидкого азота. В помещенной в жидкий азот петле трубке происходит процесс сжижения газообразного кислорода и под давлением нового, поступающего в канал газообразного кислорода, сжиженный кислород поднимается в восходящую часть трубки и далее в распыляющую насадку. По такому же принципу происходит сжижение озонкислородной газовой смеси. Несомненным достоинством известного аппарата является предложенный принцип работы без источника повышения давления и без нагнетания жидкого азота в рабочий наконечник. К недостаткам устройства относится то, что известное устройство разработано для использования таких рабочих газов, как газообразный кислород или озонкислородная газовая смесь. Можно предположить, что использование иных газов, например, аргона или атмосферного воздуха, из-за их особенностей потребует конструктивных изменений устройства и в металлической трубке, в виде петли вертикально погруженной в жидкой азот, иной рабочий газ не будет охлаждаться достаточно эффективно. Вероятно, что содержание излишней влаги в рабочем газе будет способствовать намораживанию льда и будет сказываться на стабильности работы аппарата. Кроме того, работа с кислородом требует особой осторожности персонала, поскольку кислород пожароопасен и даже взрывоопасен. Недостатком известного устройства является то, что не предусмотрена термоизоляция металлической трубки, подводящей сжиженный рабочий газ к съемной насадке, что приводит к значительным потерям отрицательных температур.
Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование конструкции аппарата для создания минимально возможной отрицательной температуры на наконечнике криоинструмента при работе с такими рабочими газами, как аргон или атмосферный воздух.
Техническим результатом от решения поставленной задачи является повышение стабильности работы криогенного аппарата благодаря последовательному охлаждению рабочего газа, что является препятствием для образования льда в теплообменнике, погруженном в емкость с жидким азотом. Техническим результатом также является очищение от паров воды и охлаждение атмосферного воздуха, подаваемого от источника.
Заявленный технический результат достигается тем, что предлагается Криогенный аппарат, работающий на жидком азоте с охлаждением рабочего газа, содержащий емкость для жидкого азота с герметизирующей крышкой, в которой размещен канал отвода излишнего давления азота из емкости, а также трубку, погруженную в емкость для жидкого азота, внешние концы которой служат для подвода и отвода рабочего газа соответственно, и съемную насадку на дистальной части трубки отвода рабочего газа. Новизна заключается в том, что канал отвода излишнего давления азота из емкости, дополненный патрубком, размещенным на крышке, имеет соосное соединение с трубкой подвода рабочего газа. Трубку подвода и отвода рабочего газа выполняют из полимерного материала. Внутри емкости на вертикальном осевом стержне, укрепленном с внутренней стороны герметизирующей крышки, дополнительно устанавливают теплообменник, состоящий из одинаковых секций. Каждая секция теплообменника содержит многолучевую крестовину и полимерную трубку, уложенную в однозаходную плоскую спираль Архимеда, а в центре крестовины выполняют сквозное отверстие для соединения со стержнем. Трубку отвода рабочего газа помещают в теплоизолирующую трубку большего диаметра, которую заполняют теплоизоляцией. Кроме того, в качестве рабочего газа применяют аргон или атмосферный воздух. В каждом луче крестовины теплообменника выполняют сквозные отверстия, диаметр которых соответствует диаметру трубки. При работе с аргоном теплообменник состоит из 4 секций, причем одну или две секции размешают над жидким азотом, а остальные погружают в жидкий азот.
Кроме того, в Криогенном аппарате для работы с атмосферным воздухом дополнительно в емкости на стержне устанавливают камеру осушения атмосферного воздуха, заполненную гранулами силикагеля, в которую по вертикальной трубке, не достигающей дна камеры осушения, вводят атмосферный воздух. Трубку, выходящую из камеры осушения, закрепляют на наружной поверхности камеры осушения в виде винтовой цилиндрической спирали. Теплообменник содержит одну секцию, размещенную в жидком азоте на дне емкости. Трубку, по которой подают атмосферный воздух в камеру осушения, и трубку, выходящую из камеры осушения, выполняют из металла.
Существенные отличительные признаки заявляемого изобретения заключаются в следующем:
- выполнение канала отвода излишнего давления азота из емкости, дополненного выносным патрубком, соосным с трубкой подвода рабочего газа обеспечивает первичное охлаждение рабочего газа для снижения «кипения» азота, уменьшение расхода азота;
- установка внутри емкости с азотом теплообменника, состоящего из одинаковых секций, где каждая секция содержит многолучевую крестовину и трубку из полимерного материала (тефлон, полиэтилен, ПВХ пр.), уложенную в однозаходную плоскую спираль Архимеда позволяет выполнять последовательное поэтапное охлаждение теплообменника и обеспечивает равномерное охлаждение используемого газа в теплообменнике, не вызывая кипения азота, предотвращая его нерациональный выброс в атмосферу в виде испарения;
- установка трубки отвода рабочего газа в теплоизолирующей трубке большего диаметра, которую заполняют теплоизоляцией, уменьшает потери при доставке сжиженного рабочего газа к биологическому объекту;
- конструктивное выполнение Криогенного аппарата для таких рабочих газов как аргон и атмосферный воздух, учитывающего особенности подаваемых газов, повышает эффективность охлаждения. Например, при работе с аргоном, требующем лишь охлаждение, теплообменник состоит из 4 секций, причем 1 или 2 секции, в зависимости от содержания объемной доли водяных паров, размещают над жидким азотом, а остальные погружают в жидкий азот и трубку полностью выполняют из полимерного материала. При работе с атмосферным воздухом, требующем осушение излишних паров воды, конструкцию дополняют камерой осушения, а теплообменник состоит из одной секции, размещенной в жидком азоте на дне емкости, трубку, по которой подают атмосферный воздух в камеру осушения, и трубку, выходящую из камеры осушения, выполняют из металла;
- дополнение емкости при работе с атмосферным воздухом камерой осушения атмосферного воздуха, заполненной гранулами силикагеля, в которую по вертикальной трубке, не достигающей дна камеры осушения, вводят атмосферный воздух, а трубку, выходящую из камеры осушения, закрепляют на наружной поверхности камеры осушения в виде винтовой цилиндрической спирали, позволяет осушить атмосферный воздух от излишних паров, добиться охлаждения воздуха без образования льда на внутренней поверхности теплообменника и уменьшить кипение хладагента при различной скорости и давлении рабочего газа, повысить стабильность, экономичность и длительность работы.
Проведенные патентные исследования по подклассу МПК А61В 18/02 не выявили технических решений, которым присущи все признаки изобретения, выраженные формулой, и это позволяет сделать вывод о новизне. Признаки, которыми заявленное изобретение, охарактеризовано в независимом пункте формулы, отличаются от наиболее близкого аналога, что свидетельствует об изобретательском уровне изобретения. Предлагаемый аппарат применим в области практической медицины и ветеринарии.
Заявляемое изобретение поясняется описанием и иллюстрациями:
Фиг. 1 - схема криогенного аппарата;
Фиг. 2 - сечение секции теплообменника;
Фиг. 3 - схема криогенного аппарата, дополненного камерой осушения атмосферного воздуха.
Предлагаемая конструкция Криогенного аппарата предполагает использование жидкого азота в качестве хладагента, а в качестве рабочего газа, контактирующего с биологической тканью, используют газ аргон, как более лояльный к живым тканям хладагент, одобренный Министерством здравоохранения (Фиг. 1), или атмосферный воздух, как самый доступный и дешевый (Фиг. 3).
Криогенный аппарат (Фиг. 1) состоит из теплоизолированной емкости 1 для жидкого азота с герметизирующей и теплоизолированной крышкой 2. В крышке 2 выполнен канал отвода излишнего давления азота 3 из емкости 1, дополненный выносным Г-образным патрубком 4, размещенным на крышке 2, а также вывод охлажденного рабочего газа из емкости 1 через штуцер 5. Подвод рабочего газа от источника осуществляют через гибкую трубку 6, которая имеет соосное соединение с патрубком 4. Трубку 6 выполняют из полимерного материала например, тефлона, полиэтилена, ПВХ, устойчивого к действию низких температур для обеспечивания как можно более низких хладопотерь. В емкости 1 трубка 6 поступает на теплообменник 7, который размещен на вертикальном осевом резьбовом стержне 8, жестко укрепленном с внутренней стороны герметизирующей крышки 2. Теплообменник 7 состоит из одинаковых секций. Каждая секция теплообменника 7 (Фиг. 2) состоит из многолучевой крестовины, например, 6-лучевой крестовины 9, и гибкой полимерной трубки 6, уложенной в однозаходную плоскую спираль Архимеда. Для этого в каждом луче крестовины 9 выполняют сквозные отверстия, диаметр которых соответствует диаметру трубки 6. В центре крестовины 9 выполнено сквозное отверстие 10 для соединения со стержнем 8. Вход трубки 6 в секцию теплообменника 7 выполняют на внешнем радиусе спирали Архимеда, а выход трубки 6 из секции теплообменника 7 выполняют из центра спирали Архимеда, таким образом рабочий газ, подаваемый по трубке 6, последовательно проходит все секции теплообменника 7, постепенно охлаждаясь до сжиженного состояния. Затем трубка 6 выходит из емкости 1 через штуцер 5 в хладопровод 11, который состоит из теплоизолирующей гибкой трубки большего диаметра, заполненной теплоизоляцией, например, пенополистирольными шариками с термоизоляционным покрытием, которые имеют широкий диапазон эксплуатационных температур -190°С÷+87°С. По хладопроводу 11 поток рабочего газа через наконечник криоинструмента в виде быстросъемной насадки 12 подается к биологической ткани. При использовании хладопровода 11 длиной 1÷2 м подается газокапельный поток с постоянной температурой -185°С. При использовании хладопровода 11 не более 40 см, подается жидкий аргон в виде непрерывной струи.
Быстросъемная насадка 12 со сменными криохирургическими наконечниками может быть выполнена как криораспылитель (пары и капельки рабочего газа выбрасываются на замораживаемый объект), и как аппарат для аппликационного замораживания (рабочий газ попадает на замораживаемый участок через канюлю). Комплект криозондов и криоаппликаторов, которые можно быстро заменять, обеспечивает наилучшее соответствие форме и местоположению биологической ткани.
Криогенный аппарат, где в качестве рабочего газа используют аргон, работает следующим образом. Теплоизолированную емкость 1 заполняют на 2/3 жидким азотом и закрывают крышкой 2. Рабочий газ - аргон - подают от баллона со сжатым аргоном с содержанием объемной доли водяных паров не более 0,0009% (высший сорт) или 0,001% (первый сорт) через понижающий редуктор и камеру предварительного осушения (не показаны) по трубке 6. Далее трубка 6 входит в патрубок 4 канала отвода излишнего давления азота 3, получая первичное охлаждение аргона до +4°С выходящими парами азота, т.к. поступление более теплого аргона в емкость 1 вызывает «кипение» азота. Аргон по трубке 6 поступает на теплообменник 7, где происходит постепенное его охлаждение на каждой секции теплообменника. Эксперименты, проведенные автором, показали, что для эффективного охлаждения аргона до минимальных температур достаточно использовать 4 одинаковых секций теплообменника 7, причем верхние секции теплообменника 7 размещают над жидким азотом, а остальные погружают в жидкий азот. При прохождении аргона по первой секции происходит понижение температуры газообразного аргона в парах азота и на конце Архимедовой спирали температура аргона составляла -10°С. Затем трубка 6 с аргоном переходит на вторую секцию теплообменника 7 и, после прохождения Архимедовой спирали, происходит понижение температуры аргона до -40°С. После прохождения третьей секции понижение температуры аргона составляло до -95°С в парах аргона, и -140°С при первичном погружении в толщу азота. На четвертой секции, которая располагается на самом дне емкости 1 в толще жидкого азота, аргон охлаждается до -196°С, достигая устойчивой жидкой фазы. Аргон, охлаждаемый постепенно, практически не вызывает «кипения» азота и уменьшается расход азота. Далее сжиженный аргон поднимается по трубке 6 из емкости 1, через штуцерное соединение 5 поступает в хладопровод 11 и поступает в быстросъемную насадку 12, например, канюлю на дистальном конце, где прогревается до -185°С и используется в виде рабочего газопотока. Даже при постепенном использовании жидкого азота в емкости и обнажении второй и третьей секции теплообменника температура сжиженного рабочего газа в емкости 1 оставалась неизменной -196 градусов.
Криогенный аппарат, в котором в качестве рабочего газа используют атмосферный воздух (Фиг. 3), дополняют камерой осушения 13 атмосферного воздуха в виде вертикально расположенного замкнутого цилиндрического сосуда, погруженного в жидкий азот. Камеру осушения 13, выполненную из медного или алюминиевого сплава, заполняют влагопоглощающим адсорбентом, например, гранулами силикагеля, и жестко укрепляют на стержне 8. Трубка 6 до быстроразъемного соединения 14 выполнена из полимерного материала (тефлона, полиэтилена, ПВХ или др. полимеров), а после быстроразъемного соединения 14 применяют металлическую трубку 15, которая входит вертикально в камеру осушения 13, не достигая дна камеры осушения. Осушенный атмосферный воздух из камеры осушения 13 поступает в металлическую трубку 16, уложенную в винтовую цилиндрическую спираль по наружной поверхности камеры осушения 13. Спираль, образованная трубкой 16, имеет жесткое соединение с наружной поверхностью камеры осушения 13. Затем трубка 16, которую после быстроразъемного соединения 17 заменяют на полимерную гибкую трубку, поступает на теплообменник 7, состоящий из одной секции, размещенной в жидком азоте на дне емкости. Экспериментальные исследования, проведенные автором, показали, что для эффективного охлаждения атмосферного воздуха, достаточно использовать одну секцию теплообменника 7 в виде 6-лучевой крестовины 9 и полимерной трубки 6, уложенной в однозаходную плоскую спираль Архимеда. После теплообменника 7, как и в криогенном аппарате работающим с аргоном, трубку 6 выводят из емкости 1 через штуцер 5 в виде хладопровода 8. В нижней части камеры осушения 13 размещают порт 18 с крышкой для загрузки камеры осушения силикагелем.
Криогенный аппарат, в котором в качестве рабочего газа используют атмосферный воздух, работает следующим образом. Атмосферный воздух, используемый для создания рабочего давления, инициирующего работу аппарата, имеет высокую влажность, которая, попадая в охлаждающую емкость конденсируется и замерзает, полностью забивая инеем, замерзшей конденсирующейся влагой. Поэтому атмосферный воздух, подаваемый от компрессора с давлением от 0.5 до 10 атм., поступает в камеру предварительного осушения, состоящую из масловодного фильтра и камеры с силикагелем (на Фиг. 3 не показаны) и после первой ступени водопоглощения и осушения по трубке 6 входит в патрубок 4 канала отвода излишнего давления азота 3, получая первичное охлаждение атмосферного воздуха выходящими парами азота до температуры +4°С. По металлической трубке 15 атмосферный воздух поступает в камеру осушения 13, заполненную крупно-фракционным скалистым силикагелем. После фазы вымораживания (-50°С) и сорбции, очищенный от влаги в камере осушения 13 воздух попадает в металлическую трубку 16, образующую винтовую цилиндрическую спираль на наружной поверхности камеры осушения 13, где очищенный от влаги воздух охлаждается до -100°С. Затем воздух подается на теплообменник 7 охлаждаясь до жидкого состояния, и по восходящей полимерной трубке поступает на выход из емкости 1 к хладопроводу 11, поступая к наконечнику 12 с температурой не менее -185°С.
Проведенные испытания показали, что Криогенный аппарат выходит На рабочую температуру потока -185°С на наконечнике в течение 1.5 секунд и поддерживает эту температуру в течение 9,5 мин. непрерывной работы на каждые 100 мл жидкого азота в виде непрерывного потока, затем температура потока снижается до -100°С и стабильна в течение 20 мин. независимо от первичного объема жидкого азота в рабочей камере, затем каждые 3 мин. снижается на 20°С до температуры потока.
Пример применения заявляемого Криогенного аппарата у кошки при удалении опухолевидного одонтогенного очага в ротовой полости.
12.06.2020 г. ветеринарную клинику БИОН г. Севастополь обратился владелец с жалобами на постоянное слюнотечение и наличие зловонного запаха из ротовой полости у своего питомца, при этом жевательная функция затруднена. Кошка в возрасте 9 лет. При клиническом осмотре ротовой полости установлено: отсутствие премоляров с правой стороны нижней челюсти, при этом в данной области обнаружено опухолевидное разрастание, расположенное как с наружной, так и внутренней стороны нижней челюсти. Размер образования в фаринго-ростральном направлении составлял 35 мм, в латеро-медиальном направлении 45 мм, в дорсо-вентральном направлении 12 мм. Опухолевидное разрастание с тенденцией инфильтрирующего роста в десну и десневой карман и с наличием гнилостного разложения верхнего участка центральной ее части. При надавливании опухоль кровоточит. При рентгенологическом обследовании не отмечено изменений со стороны подлежащей костной основы ветви нижней челюсти. С согласия владельца кошка была наркотизирована. Опухолевидное разрастание было подвергнуто криодеструкции с применением предлагаемого аппарата. Емкость аппарата заполняли на 2/3 жидким азотам, закрывали герметичной крышкой, подсоединяли съемную насадку, трубку подвода рабочего газа соединяли через редуктор с баллоном со сжатым аргоном. Для криодеструкции использовалась насадка в виде зонда 0.6 мм длиной 70 мм. В качестве рабочего газа использовали поток аргона с выходным давлением 5 атм. с газокапельной подачей в криозонд. При проведении манипуляции криозонд вводили в толщу опухоли, после чего подавали поток охлажденного аргона с температурой -185°С. Процедура проводилась в течение 1,5 мин. После образования ледяного шара с пограничной температурой -35°С на уровне 1-3 мм от опухоли (данные с термопары) процедуру прекращали. Работе аппарата в течение 15 мин. ничего не препятствовало, канал подачи сжиженного аргона к обрабатываемой зоне оставался проходимым. Затем проводили отогревание опухоли с последующим повтором процедуры. После повторного охлаждения верхняя часть опухоли была удалена скальпелем без размораживания участка, но с отогреванием окололежащих тканей. После проведения процедуры кровотечение из области операции не отмечали. Ротовая полость после процедуры орошалась масляным раствором хлорофиллипта в течение 7 дней. Назначен курс антибиотиков. Клиническая оценка проводилась на 10-й день. Отмечено углубление в сторону нижней челюсти серо-белого цвета с поверхности, десна вокруг очага с изъязвлениями, резкий запах изо рта не исходит. Оценка на 21 день: отмечено рубцевание участка, участок розового цвета центром 1.5×2 см бело-серого цвета. На 45 день картина та же, центр при этом примерно 0.5×1 см. Период оценки отдаленной ремиссии 7 мес.: углубление оперированного участка вплоть до кости нижней челюсти, участок розового цвета. Далее животное не наблюдали. Применение криогенного аппарата продемонстрировало стабильную способность производить низкие температуры рабочего газа и поддерживать их в ходе проведения криовоздействия.
Claims (9)
1. Криогенный аппарат для криодеструкции патологических тканей, выполненный с возможностью работы на жидком азоте с охлаждением рабочего газа, содержащий емкость для жидкого азота с герметизирующей крышкой, в которой размещают канал отвода излишнего давления азота из емкости, а также трубку, погруженную в емкость для жидкого азота, внешние концы которой служат для подвода и отвода рабочего газа соответственно, а также съемную насадку на дистальной части трубки отвода рабочего газа, отличающийся тем, что канал отвода излишнего давления азота из емкости, дополненный патрубком, размещенным на крышке, имеет соосное соединение с трубкой подвода рабочего газа, трубка для подвода и отвода рабочего газа выполнена из полимерного материала, а внутри емкости на вертикальном осевом стержне, укрепленном с внутренней стороны герметизирующей крышки, дополнительно установлен теплообменник, состоящий из одинаковых секций, причем каждая секция теплообменника содержит многолучевую крестовину и трубку из полимерных материалов, уложенную в однозаходную плоскую спираль Архимеда, а в центре крестовины выполнено сквозное отверстие для соединения со стержнем, кроме того, трубка отвода рабочего газа помещена в теплоизолирующую трубку большего диаметра, которая заполнена теплоизоляционным материалом.
2. Криогенный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что рабочим газом является аргон или атмосферный воздух.
3. Криогенный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в каждом луче крестовины выполнены сквозные отверстия, диаметр которых соответствует диаметру трубки.
4. Криогенный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью использования в качестве полимерного материала для трубки тефлона, полиэтилена, ПВХ.
5. Криогенный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для работы с аргоном теплообменник содержит 4 секции, причем одна секция размещена над жидким азотом, а остальные погружены в жидкий азот, причем последняя секция расположена на дне рабочей камеры.
6. Криогенный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для работы с аргоном теплообменник содержит 4 секции, причем 2 секции размещены над жидким азотом, а остальные погружены в жидкий азот, причем последняя секция расположена на дне рабочей камеры.
7. Криогенный аппарат по п. 1 или 3, отличающийся тем, что для работы с атмосферным воздухом дополнительно в емкости на стержне установлена камера осушения атмосферного воздуха, заполненная гранулами силикагеля, которая выполнена с возможностью введения атмосферного воздуха по вертикальной трубке, не достигающей дна камеры осушения, а трубка, выходящая из камеры осушения, закреплена на наружной поверхности камеры осушения в виде винтовой цилиндрической спирали.
8. Криогенный аппарат по п. 1, или 3, или 7, отличающийся тем, что для работы с атмосферным воздухом теплообменник содержит одну секцию, размещенную в жидком азоте на дне емкости.
9. Криогенный аппарат по п. 7, отличающийся тем, что трубка, выполненная с возможностью подачи атмосферного воздуха в камеру осушения, и трубка, выходящая из камеры осушения, выполнены из металла.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2771876C1 true RU2771876C1 (ru) | 2022-05-13 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2168957C2 (ru) * | 1998-10-26 | 2001-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕДЭЛ" | Криохирургический инструмент |
RU2445040C2 (ru) * | 2009-05-25 | 2012-03-20 | Владимир Иванович Коченов | Криогенный аппарат по доктору в.и. коченову |
RU114837U1 (ru) * | 2011-10-26 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Медкриология" (ООО "Медкриология") | Криогенный аппарат |
CN105228542A (zh) * | 2013-03-13 | 2016-01-06 | 康沣生物科技(上海)有限公司 | 冷冻消融治疗系统 |
RU2580167C1 (ru) * | 2014-09-30 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Медкриология" (ООО "Медкриология") | Криогенный распылитель |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2168957C2 (ru) * | 1998-10-26 | 2001-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕДЭЛ" | Криохирургический инструмент |
RU2445040C2 (ru) * | 2009-05-25 | 2012-03-20 | Владимир Иванович Коченов | Криогенный аппарат по доктору в.и. коченову |
RU114837U1 (ru) * | 2011-10-26 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Медкриология" (ООО "Медкриология") | Криогенный аппарат |
CN105228542A (zh) * | 2013-03-13 | 2016-01-06 | 康沣生物科技(上海)有限公司 | 冷冻消融治疗系统 |
RU2580167C1 (ru) * | 2014-09-30 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Медкриология" (ООО "Медкриология") | Криогенный распылитель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2273416T3 (es) | Dispositivo para la ablacion por pulverizacion criogenica de mucosa gastrointestinal. | |
Yiu et al. | Cryosurgery: a review | |
CN105555215B (zh) | 冷冻治疗系统 | |
US20110152849A1 (en) | Cryogenic System and Method of Use | |
AU2012393931B2 (en) | Apparatus, probe and method for a cryogenic system | |
NZ244240A (en) | Cryogenic surgical instrument with vent holes between refrigerant supply and exhaust channels | |
KR20070073829A (ko) | 극저온 냉각 방법 및 시스템 | |
CN101584602A (zh) | 多级预冷冷冻消融方法与设备 | |
RU2771876C1 (ru) | Криогенный аппарат | |
RU114837U1 (ru) | Криогенный аппарат | |
Torre | Alternate cryogens for cryosurgery | |
ES2290038T3 (es) | Fluido refrigerante evaporativo que comprende hidrofluorocarbonos. | |
RU2414189C2 (ru) | Способ криогенного лечения | |
US11982470B2 (en) | Method and device for supplying cool fluid | |
RU2293538C2 (ru) | Криогенный аппарат | |
RU47214U1 (ru) | Криогенный аппарат | |
EP3173041B1 (en) | A cryogenic system | |
US11439452B2 (en) | Systems and methods to treat wounds | |
JP2022528200A (ja) | 真空駆動の水蒸発に基づく冷却及び冷凍 | |
RU2602795C1 (ru) | Криохирургический аппарат | |
CN2503854Y (zh) | 交替输运高低温工质以实现温度骤然升降的探针式肿瘤治疗仪 | |
RU118856U1 (ru) | Устройство для локального охлаждения биологической ткани | |
RU130835U1 (ru) | Криоаппликатор медицинский | |
CN208927194U (zh) | 一种肝胆外科用引流瓶 | |
Awad | The story behind cryosurgery |