UA75311C2 - Cryoapplicator for freezing biological objects - Google Patents
Cryoapplicator for freezing biological objects Download PDFInfo
- Publication number
- UA75311C2 UA75311C2 UAA200509352A UAA200509352A UA75311C2 UA 75311 C2 UA75311 C2 UA 75311C2 UA A200509352 A UAA200509352 A UA A200509352A UA A200509352 A UAA200509352 A UA A200509352A UA 75311 C2 UA75311 C2 UA 75311C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- ridges
- ribs
- cryoapplicator
- porous structure
- layer
- Prior art date
Links
- 238000007710 freezing Methods 0.000 title claims abstract 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 title claims abstract 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical group [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000315 cryotherapy Methods 0.000 description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 206010060999 Benign neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000003601 intercostal effect Effects 0.000 description 1
- 238000002357 laparoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 210000005075 mammary gland Anatomy 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 1
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до медичної техніки і може бути застосований в практичній хірургії для кріодеструкції 2 біологічних об'єктів або патологічних органів.The invention relates to medical technology and can be used in practical surgery for cryodestruction of 2 biological objects or pathological organs.
Кріодеструкції підлягають доброякісні та злоякісні новоутворення на шкірі, в молочній залозі, в печінці, в підшлунковій залозі, в передміхуровій залозі, в тілі матки, в легенях, в шлунку, в прямій кишці, в мозку та інших органах людини.Benign and malignant neoplasms on the skin, in the mammary gland, in the liver, in the pancreas, in the prostate gland, in the body of the uterus, in the lungs, in the stomach, in the rectum, in the brain and other human organs are subject to cryodestruction.
З міжнародної заявки УМО 00/47121 відомий пристрій (кріоаплікатор), який складається з циліндричного 70 корпусу 1, всередині якого розміщені магістралі прямого 2 та зворотного З потоків кріоагенту. Внутрішня поверхня корпуса 1 виконана у виді поздовжніх ребер, матеріалом корпусу є високо теплопровідна мідь. До гребенів ребер методом дифузійного зварювання приварений кільцеподібний шар поруватої структури 5, виконаний методом дифузійного зварювання розорієнтованих відрізків мідного дроту та спресованих між собою до заданого стану. Ступінь поруватості та розміри пор збільшуються при віддалені від гребенів ребер. 12 Зріджений кріоагент під тиском подається по магістралі прямого потоку 2, кінець якого заглушений, та через бокові радіальні отвори 4, розміщені взаємно перпендикулярно на довжині, яка відповідає довжині робочої поверхні, потрапляє на порувату структуру, захоплюється нею та утримується капіллрними силами до максимального випаровування. Тепло від біологічної тканини поступає через стінки корпусу 1 до місця стикування поруватої структури з гребенями ребер де відбувається перетворення кріоагенту із рідкої фази в газоподібну із поглинанням тепла. Газоподібна фаза по міжреберних каналах поступає в магістраль зворотного потоку і виводиться в атмосферу.From international application UMO 00/47121, a device (cryoapplicator) is known, which consists of a cylindrical 70 body 1, inside of which are placed mains of direct 2 and reverse flows of the cryoagent. The inner surface of the case 1 is made in the form of longitudinal ribs, the material of the case is highly heat-conducting copper. A ring-shaped layer of porous structure 5 is welded to the ridges of the ribs by the diffusion welding method, made by the diffusion welding method of disoriented sections of copper wire and pressed together to a given state. The degree of porosity and the size of the pores increase with distance from the ridges of the ribs. 12 The liquefied cryoagent under pressure is supplied through the direct flow line 2, the end of which is blocked, and through the lateral radial holes 4, placed mutually perpendicularly at a length that corresponds to the length of the working surface, falls on the porous structure, is captured by it and held by capillary forces until maximum evaporation. The heat from the biological tissue flows through the walls of the body 1 to the junction of the porous structure with the ridges of the ribs, where the cryoagent is transformed from a liquid phase into a gaseous phase with heat absorption. The gaseous phase enters the return flow line through the intercostal channels and is discharged into the atmosphere.
Максимальний коефіцієнт тепловіддачі (фіг.1) залежить від кількості тепла, яке підводиться до місця кипіння зрідженого кріоагенту. Як видно із графіку, максимальний коефіцієнт тепловіддачі реалізується в області перехідного кипіння - між бульбашковим та плівковим. Як тільки наступає плівкове кипіння, коефіцієнт с 29 тепловіддачі різко зменшується, тобто різко зменшується швидкість охолодження патологічної області Ге) біологічної тканини, а значить і ефективність кріодії.The maximum heat transfer coefficient (Fig. 1) depends on the amount of heat that is supplied to the boiling point of the liquefied cryoagent. As can be seen from the graph, the maximum heat transfer coefficient is realized in the region of transitional boiling - between bubbling and film boiling. As soon as the film boiling occurs, the heat transfer coefficient c 29 decreases sharply, that is, the cooling rate of the pathological region of the biological tissue decreases sharply, which means that the efficiency of cryotherapy also decreases.
В розглянутому аналогові корпус 1 виконаний із високотеплопровідної міді Як показують результати експериментальних досліджень, перехідний режим кипіння в конструкції аналога реалізується при висоті ребер біля 4-5мм. Такі умови можна реалізувати при діаметрі робочої частини кріоінструменту не менше 20мм. --In the analog case 1 in question, it is made of highly heat-conducting copper. As the results of experimental studies show, the transient mode of boiling in the analog design is realized at a rib height of about 4-5 mm. Such conditions can be implemented when the diameter of the working part of the cryo-instrument is at least 20 mm. --
Кріоінструменти з циліндричною робочою поверхнею використовуються для введення їх безпосередньо в «-- патологічну тканину на глибину робочої частини, тому в реальній медичній практиці можуть застосовуватисьCryo-instruments with a cylindrical working surface are used to insert them directly into "-- pathological tissue to the depth of the working part, so they can be used in real medical practice
Кріоїнструменти діаметром 1О0мм та менше. При таких розмірах висота ребра мідного корпусу буде не більше о 2мм. При такій висоті в поруватій структурі буде реалізовуватись стійке плівкове кипіння, а значить низька ою швидкість відводу тепла і низька ефективність кріодії В ряді областей медицини (нейрохірургія, 3о офтальмологія, урологія та ін.) існують ще більші обмеження щодо діаметру циліндричної робочої частини в кріоїнструменту. Це означає, що конструкція аналога в більшості випадків практичного застосування працює на за задуманим алгоритмом.Cryoinstruments with a diameter of 100 mm and less. With such dimensions, the height of the edge of the copper case will be no more than 2 mm. At such a height, stable film boiling will occur in the porous structure, which means a low rate of heat removal and a low efficiency of cryotherapy. In a number of areas of medicine (neurosurgery, 3o ophthalmology, urology, etc.), there are even greater restrictions on the diameter of the cylindrical working part in the cryoinstrument. This means that the design of the analogue in most cases of practical application works according to the intended algorithm.
Метою даного винаходу є досягнення мінімальної температури на робочій поверхні кріоінструменту, яка має « циліндричну форму та обмежена в розмірах (по діаметру), мінімальних витрат зрідженого азоту, рівномірного З охолодження робочої поверхні кріоінструменту. с В запропонованому винаході ця задача реалізується наступним чином. Корпус кріоінструменту, як і уThe purpose of this invention is to achieve the minimum temperature on the working surface of the cryoinstrument, which has a "cylindrical shape and is limited in size (in diameter), the minimum consumption of liquid nitrogen, uniform cooling of the working surface of the cryoinstrument. c In the proposed invention, this task is implemented as follows. The body of the cryoinstrument, as in
Із» аналога, має циліндричну форму. Внутрішня поверхня корпуса виконана у виді поздовжніх ребер. При цьому, для того, щоб зменшити доступ тепла до поверхні кипіння зрідженого кріоагенту корпус виконується із металу із низькою теплопровідністю, меншою ніж у міді. На внутрішню поверхню гребенів ребер, виконаних не з міді, 49 наноситься тонкий мідний шар, що забезпечує дифузійне зварювання мідної поруватої структури із гребенями 7 ребер. Матеріал корпусу та його геометричні розміри розраховуються виходячи з умови забезпечення на 4! поверхні гребенів ребер режиму перехідного кипіння зрідженого кріоагента.From" analog, has a cylindrical shape. The inner surface of the case is made in the form of longitudinal ribs. At the same time, in order to reduce the access of heat to the boiling surface of the liquefied cryoagent, the body is made of metal with low thermal conductivity, lower than that of copper. A thin copper layer is applied to the inner surface of the ridges of the ribs, which are not made of copper 49, which ensures diffusion welding of the copper porous structure with the ridges 7 of the ribs. The material of the case and its geometric dimensions are calculated based on the condition of provision for 4! surfaces of the crests of the ribs of the transient boiling mode of the liquefied cryoagent.
В іншому варіанті винаходу з метою зменшення притоку тепла до поверхні кипіння зрідженого кріоагенту о корпус виконується мінімально тонким, а на його зовнішню поверхню наноситься шар із матеріалу із мінімальною - 20 теплопровідністю. Товщина шару та його матеріал розраховуються виходячи з умови забезпечення на поверхні гребенів ребер режиму перехідного кипіння зрідженого кріоагента. та Далі суть винаходу буде пояснена більш детально з посиланням на наступні фігури креслень:In another variant of the invention, in order to reduce the flow of heat to the boiling surface of the liquefied cryoagent, the casing is made minimally thin, and a layer of material with a minimum - 20 thermal conductivity is applied to its outer surface. The thickness of the layer and its material are calculated based on the condition of ensuring the transient boiling of the liquefied cryoagent on the surface of the ridges of the ribs. and Next, the essence of the invention will be explained in more detail with reference to the following figure drawings:
Фіг.1. Діаграма залежності коефіцієнта тепловіддачі від температури.Fig.1. Diagram of the dependence of the heat transfer coefficient on temperature.
Фіг.2 Кріоаплікатор в осьовому перерізі 29 Фіг.3 Інший варіант кріоаплікатора в осьовому перерізіFig. 2 Cryoapplicator in an axial section 29 Fig. 3 Another variant of a cryoapplicator in an axial section
ГФ) На фіг.2 зображений кріоаплікатор за даним винаходом, який складається з циліндричного корпусу 1, всередині якого розміщені магістралі прямого 2 та зворотного З потоків крісагенту. Внутрішня поверхня корпуса о 1 виконана у виді поздовжніх ребер. Корпус 1 виконаний із металу із низькою теплопровідністю. На внутрішній поверхні гребенів ребер нанесений тонкий мідний шар б, до якого дифузійним зварюванням приварена 60 приварений кільцеподібний шар поруватої структури 5, виконаний методом дифузійного зварювання розорієнтованих відрізків мідного дроту та спресованих між собою до заданого стану. Ступінь поруватості та розміри пор збільшуються при віддалені від гребенів ребер. Матеріал корпусу та його геометричні розміри розраховуються виходячи з умови забезпечення на поверхні гребенів ребер режиму перехідного кипіння зрідженого кріоагента. В якості зрідженого крідсагента як правило використовують зріджений азот. Для бо виготовлення корпусу використовують неіржавіючу сталь.GF) Fig. 2 shows the cryoapplicator according to the present invention, which consists of a cylindrical body 1, inside which are located the mains of the direct 2 and reverse C flows of cryagent. The inner surface of the body at 1 is made in the form of longitudinal ribs. Body 1 is made of metal with low thermal conductivity. A thin copper layer b is applied to the inner surface of the ridges of the ribs, to which a welded ring-shaped layer of porous structure 5 is welded by diffusion welding 60, made by the method of diffusion welding of disoriented sections of copper wire and pressed together to a given state. The degree of porosity and the size of the pores increase with distance from the ridges of the ribs. The material of the case and its geometric dimensions are calculated based on the condition of ensuring the transient boiling of the liquefied cryoagent on the surface of the ridges of the ribs. Liquid nitrogen is usually used as a liquefied cryagent. Stainless steel is used to make the case.
В іншому варіанті винаходу (фіг.3), кріосаплікатор складається з циліндричного корпусу 1, всередині якого розміщені магістралі прямого 2 та зворотного З потоків крісагенту. Внутрішня поверхня корпуса 1 виконана у виді поздовжніх ребер, матеріалом корпусу є високо теплопровідна мідь. До гребенів ребер методом дифузійного зварювання приварений кільцеподібний шар поруватої структури 5, виконаний методом дифузійного зварювання розорієнтованих відрізків мідного дроту та спресованих між собою до заданого стану.In another variant of the invention (Fig. 3), the cryo-applicator consists of a cylindrical body 1, inside which are placed main lines of direct 2 and reverse flow of the cryoagent. The inner surface of the case 1 is made in the form of longitudinal ribs, the material of the case is highly heat-conducting copper. A ring-shaped layer of porous structure 5 is welded to the ridges of the ribs by the diffusion welding method, made by the diffusion welding method of disoriented sections of copper wire and pressed together to a given state.
Ступінь поруватості та розміри пор збільшуються при віддалені від гребенів ребер. На зовнішню поверхню корпусу 1 нанесений шар 6 із матеріалу із мінімальною теплопровідністю. Товщина шару та його матеріал розраховуються виходячи з умови забезпечення на поверхні гребенів ребер режиму перехідного кипіння 7/о Зрідженого кріоагента. В якості матеріалу для шару 6 можна використовувати титан, хром.The degree of porosity and the size of the pores increase with distance from the ridges of the ribs. A layer 6 of a material with minimal thermal conductivity is applied to the outer surface of the housing 1. The thickness of the layer and its material are calculated based on the condition of ensuring the transient boiling mode of 7/o Liquefied cryoagent on the surface of the ridges of the ribs. As a material for layer 6, you can use titanium, chrome.
Запропонована конструкція дозволяє одержати кріосаплікатори діаметром 3-5мм, що е особливо важливим при кріодеструкції новоутворень в урології, нейрохірургії, лапароскопії, де кріоаплікатор вводиться Через сечовідні канали, та при введенні кріоаплікатора безпосередньо в патологічні тканини.The proposed design makes it possible to obtain cryoapplicators with a diameter of 3-5 mm, which is especially important for the cryodestruction of neoplasms in urology, neurosurgery, laparoscopy, where the cryoapplicator is introduced through the urinary channels, and when the cryoapplicator is introduced directly into pathological tissues.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200509352A UA75311C2 (en) | 2005-10-04 | 2005-10-04 | Cryoapplicator for freezing biological objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200509352A UA75311C2 (en) | 2005-10-04 | 2005-10-04 | Cryoapplicator for freezing biological objects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA75311C2 true UA75311C2 (en) | 2006-03-15 |
Family
ID=37456114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200509352A UA75311C2 (en) | 2005-10-04 | 2005-10-04 | Cryoapplicator for freezing biological objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA75311C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472464C2 (en) * | 2007-12-20 | 2013-01-20 | Валентин Николаевич Павлов | Cryoapplicator for surgical apparatus |
-
2005
- 2005-10-04 UA UAA200509352A patent/UA75311C2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472464C2 (en) * | 2007-12-20 | 2013-01-20 | Валентин Николаевич Павлов | Cryoapplicator for surgical apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6565556B1 (en) | Device for carrying out cryosurgical interventions, especially for treating tumors | |
| US9408655B2 (en) | Cryoablation apparatus with enhanced heat exchange area and related method | |
| JP4572193B2 (en) | Cryotherapy probes and systems | |
| AU660500B2 (en) | Cryosurgical instrument with vent holes and method | |
| Hewitt et al. | A comparative laboratory study of liquid nitrogen and argon gas cryosurgery systems | |
| US9554842B2 (en) | Cryoprobe for low pressure systems | |
| AU740049B2 (en) | Precooling system for joule-thomson probe | |
| JP2012522621A (en) | Single phase liquid refrigerant refrigeration ablation system having a multi-tube distal portion and associated method | |
| US5275595A (en) | Cryosurgical instrument | |
| WO2007145422A1 (en) | Roller type skin treatment device for cryo-surgery and cryo-skin treatment | |
| JP2009545365A (en) | Cryogenic probe for treating enlarged parts of tissue | |
| CN207979766U (en) | A kind of Cryoablation system | |
| US20150126987A1 (en) | Method for feeding a cryogenic agent to a cryogenic instrument and cryosurgical apparatus for implementing same | |
| UA75311C2 (en) | Cryoapplicator for freezing biological objects | |
| US20080114346A1 (en) | Cryosurgical Instrument | |
| KR102564586B1 (en) | Systems and methods for tissue thermal treatment | |
| WO2006009580A3 (en) | A thermally extended spiral cryotip for a cryoablation catheter | |
| US20080119840A1 (en) | Ridged Cryoprobe Tip | |
| Skye et al. | Joule Thomson Cryocoolers and Cryoablation | |
| RU95499U1 (en) | PORTABLE CRYODESTRUCTOR | |
| RU2178999C2 (en) | Cryoprobe end piece | |
| US20110120684A1 (en) | Arrangement introduced in air cooler equipment with self-drying reservoir of condensed water | |
| RU47214U1 (en) | CRYOGENIC DEVICE | |
| RU99317U1 (en) | SUBMERSIBLE CRYOAPPLICATOR | |
| FR2654333A1 (en) | Dressing with a cooling action |