Криохирургический аппарат

 

t. КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ, содержащий криоинструмент, включачающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенней с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя электромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан регулировки давления и датчик давления , терморегулятор, соединенный непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температуры , с реле времени и через кнопочный переключатель с измерителем температуры, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной температуры криоинструмента при операции на органе, обильно снабжаемом кровью или на больших зонах органов и тканей, он снабжен последовательно соединенными компаратором, блоком управления электромагнитными клапанами жидкого и газообразного хладагента и регулятором давления хладагента, причем входы компаратора соединены .с выходом терморегулятора и выходом задатчика температуры, выходы блока управления соединены с соответствующим электромагнитным клапаном , первьй вход регулятора давления соединен с выходом терморегулятора , второй вход с датчиком давления , а выходы с испарителем и клапаном регулировки давления. 2. Криохирургический аппарат по п. 1, о т ли чающийся тем, что регулятор давления хладагента вьтолнен в виде задатчика давления, выходы которого соединены с первыми входами первого порогового элемента и второго порогового.элемента, вторые входы которых соединены с выходом датчика давления, выход первого порогового элемента соединен с клапаном . регулировки давления, выход второго порогового элемента соединен с испа (Л рителем, а вход задатчика соединен с выходом терморегулятора. 3. Криохирургический аппарат по п. 1, о т ,л и ч а ю щ и и с я тем, что блок управления выполнен в виде первого ключа и последовательно соединенных инвертора и второго ключа, причем входы первого ключа и инверго тора соединены с выходом компаратора , выход первого ключа соединен с электромагнитным клапаном газообраз ного хладагента, выход второго ключа соединен с электромагнитным клапаном жидкого хладагента, а управляющие входы ключей соединены с источником опорного напряжения. 4. Криохирургический аппарат по п. 2, отличающийся тем, что задатчик Давления выполнен в виде мостовой схемы, одна диагональ которой соединена с выходом источника опорного напряжения, а вторая замкнута накоротко, причем два плеча моста образуют Потенциометры, под

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРС ПЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3571336/28-13 (22) 11.01.83 (46) 15.02.88. Бюл. № 6 (72) Ю.Н.Муськин, Я.В.У(арков, В.С.Земсков, Ю.И.Сапсай и А.А.Смехнов (53) 615.475(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 610524, кл. A 61 F 7/00, 1972. (54) (57 } 1. КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ содержащий криоинструмент, включачающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенный с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя электромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенный непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температуры, с реле времени и через кнопочный переключатель с измерителем температуры, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной температуры криоинструмента при операции на органе, обильно снабжаемом кровью или на больших зонах органов и тканей, он снабжен последо". вательно соединенными компаратором, блоком управления электромагнитными клапанами жидкого и газообразного хладагента и регулятором давления хладагента, причем входы компаратора соединены с выходом терморегулятора и выходом задатчика температуры, выходы блока управления соединены с соответствующим электромагнитным клапаном, первый вход регулятора давле„„SU„„1102096 A (51)4 А 61 В. 17 36 ния соединен с выходом терморегулятора, второй вход с датчиком давления, а выходы с испарителем и клапаном регулировки давления.

2. Криохирургический аппарат по п. 1, отличающийся .тем, что регулятор давления хладагента выполнен в виде задатчика давления, выходы которого соединены с первыми входами первого порогового эламента и второго порогового элемента, вторые входы которых соединены с выходом датчика давления, выход первого поро-. гового элемента соединен с клапаном регулировки давления, выход второго порогового элемента соединен с испарителем, а вход задатчика соединен с выходом терморегулятора.

3. Криохирургический аппарат по п. 1, отличающийся тем, что блок чнравления выполнен в виде первого ключа и последовательно соединенных инвертора и второго ключа, причем входы первого ключа и инвертора соединены с выходом компаратора, выход первого ключа соединен с электромагнитным клапаном газообраз" ного хладагента, выход второго ключа соединен с электромагнитным клапаном жидкого хладагента, а управляющие входы ключей соединены с источником опорного напряжения.

4. Криохирургнческий аппарат по и. 2, отличающийся тем, что задатчик давления выполнен в виде мостовой схемы, одна диагональ которой соединена с выходом источника опорного напряжения, а вторая замкнута накоротко, причем два плеча моста образуют потенциометры, под1102096 вижные электроды которых соединены с первым и вторым пороговым элемен-том, третье плечо образует постоян1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при криохирургических операциях.

Известно устройство для криогенной хирургии, содержащее криоинструмент, включающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенный с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя элект ромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенный непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температуры, с реле времени и через кнопочный переключатель с измерителем температуры.

Известное техническое решение не обеспечивает поддержания температуры криовоздействия при увеличении тепло-. вой нагрузки на криоинструмент, что имеет место при операции на органах, обильно снабжаемых кровью, например печени, поджелудочной железы (-), а также при замораживании больших зон органов и таканей. Поскольку при проведении криохирургической операции тепловая нагрузка на криоинструмент зависит от многих факторов — степени снабжения органа кровью, площади контакта инструмента с тканью, велиичны разности температур между поверхностью инструмента и поверхностью ткани, необходимо регулировать холодопроизводительность не только в сторону уменьшения (это делает нагреватель криоинструмента), но и в сторону увеличения, используя более. эффективное охлаждение рабочей части.

Этого можно достигнуть, регулируя давление в сосуде с хладагентом и соответственно скорость потока хладагента, причем поток хладагента должен быть минимальным в режиме стабиный резиатор, а четвертое — ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с регулятором температуры.

2 лизации температуры криоинструмента и максимальным в режиме охлаждения.

Целью изобретения. является обеспечение стабильной температуры криеинструмента при операции на органах, обильно снабжаемых кровью, или на больших зонах органов и тканей.

Поставленная цель обеспечивается тем, что в криохирургическом аппарате, содержащем криоинструмент, включающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенный с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя электро,магнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан .регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенный непосредственно с датчиком температуры криоинструмента, с задатчиком температуры, с реле времени и через кнопочный переключатель с из2 мерителем температуры, имеются последовательно соединенные компаратор, блок управления электромагнитными . клапанами жидкого и газообразного хладагента и регулятор давления хладагента, причем входы компаратора соединены с выходом терморегулятора и выходом задатчика температуры, а выходы блока управления соединены с соответствующим электромагнитным клапаном, первый вход регулятора давления соединен с выходом терморегулятора, второй вход - с датчиком давления, а выходы — с испарителем и клапаном регулировки давления. Кроме того, в аппарате регулятор давления хладагента выполнен в виде задатчика давления, выходы которого соединены с первыми входами первого порогового элемента и второго порогового элемента, вторые входы которых соедине45 ны с выходом датчика давления, выход первого порогового элемента соединен

1102096 с клапаном регулировки давления, выход второго порогового элемента соединен с испарителем, а вход задатчика соединен с выходом терморегулято- " ра.

Еще одним отличием аппарата является то, что блок управления выполнен в виде первого ключа и последовательно соединенных инвертора и.второго 10 ключа, причем входы первого ключа и . инвертора соединены с выходом компаратора, выход первого ключа соединен с электромагнитным клапаном газообразного .хладагента, выход второго, 15 ключа соединен с электромагнитным клапаном жидкого хладагента, а управ- ляющие входы ключей соединены с источником опорного напряжения, задатчик давления выполнен в виде мостовой2О схемы, одна диагональ которой соединена с выходом источника опорного напряжения, а другая замкнута накоротко, причем два плеча моста образуют потенциометры, подвижные элект- 25 роды которых соединены с первым и вторым пороговым элементом, третье плечо образует постоянный резистор, а четвертое — ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с регулятором температуры.

На фиг. 1 показано устройство криохирургического аппарата; на фиг. 2 — схема задатчика давления.

Криохирургический аппарат включает криохирургический инструмент 1, включающий темлообменник 2 с датчиком

3 температуры и электронагреватель

4. Теплообменник соединен через магистраль 5 подачи хладагента и электромагнитные клапанй жидкого 6 и газообразного 7 хладагента с источни- ком хладагента 8. Аппарат имеет также терморегулятор 9, входы которого соединены с датчиком 3 температуры криоинструмента, эадатчиком 10 температуры криовоздействия, реле 11 времени, а выходы — с электронагревателем 4 криоинструмента, регулятором

12 давления хладагента, блок 13 управления клапанами жидкого и газообразного хладагента,компаратор 14.

Кроме того, источник 8 хладагента содержит испаритель 15, клапан 16 регулировки давления, датчик 17 давления, измеритель 18 температуры, соединенный через контакт (кнопку)

Кн с датчиком 3 температуры в рабочем режиме или с задатчиком 10 температуры s процессе установки температуры, измеритель 19 уровня жидкого хладагента, механический предохранительный клапан 20. Теплообменник 2 ключает магистраль 21 отвода отработанного хладагента в атмосферу.

Регулятор давления 12 включает задатчик 22 давления, вход которого соединен с выходом терморегулятора

9, первый выход задатчика 22 давления подключен к первому входу первого порогового элемента 23, а второй выход. задатчика 22 подключен к первому

Ф т входу второго. порогового элемента 24, при этом вторые входы первого и вто1 рого пороговых элементов подключены к датчику давления 17., а выход первого порогового элемента соединен с входом клапана 16 регулировки давления, выжд второго порогового элемента соединен с входом испарителя 1,5 хладагента.

Блок 13 управления клапанами жидкого и газообразного,хладагента включает инвертор 25 и первый ключ 26, входы которых подключены к выходу компаратора 14, а также второй ключ

27, вход которого соединен с выходом инвертора 25, а выход подключен к входу клапана 6 подачи жидкого хладагента, выход первого ключа 26 подключен ко входу клапана 7 подачи газообразного хладагента, при этом первый 26 и второй 27 ключи подключе-. ны к клемме источника опорного нап-. ряжения Е„.

Задатчик 22 давления представляет собой мостовую схему в виде регули- руемых делителей напряжения — пере-. менных резисторов 28, 29, включенных в цепь опорного напряжения Е„ последовательно с постоянным резистором

30. Параллельно резистору 30 подключен третий ключ 31 который управляется перепадом .напряжения, поступающим с выхода регулятора температуры

9.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением процесса криовоздействия в зависимости от характера операции устанавливают: на реле

11 времени — необходимое время криовоздействия, эадатчиком 22 давлениярабочее давление в источнике 8 хладагента и задатчиком 10 температуры по измерителю 18 при нажатой кнопке

К» — рабочую температуру.

11020

Затем переводят регулятор 12 дав ления в режим стабилизации давления (режим подготовки). При этом элект ромагнитный клапан 16 и механический клапан 20 закрываются, а испаритель

15 включается, происходит испарение жидкого хладагента и давление в источнике хладагента повышается. Стабилизация давления осуществляется переключением испарителя 15 и кланана 16. При увеличении сигнала датчика t7 давления относительно сигналов задатчика 22 давления срабатывает пороговый элемент 23 и включает клапан 16, испаритель 15 отключается, при уменьшении сигнала датчика 17 относительно сигналов задатчика 22 срабатывает пороговый элемент 24 и включает испаритель. 15, клапан 16 2О

1отключается.

Регулятор 9 температуры может быть . переведен в режим охлаждения и стабилизации температуры криоинструмента 1.только после повышения давления 25 в источнике 8 хладагента до рабочей величины. В зависимости от установленной .температуры,:охлаждение криоинструмента 1 осуществляется газообразным или жидким хладагентом, который поступает через соответствующий электромагнитный клапан 7 или 6 из источника 8 хладагента по магистрали

5 в теплообменник 2, а затем выводится в виде отработанного газа по магистрали 21 в атмосферу.

Использование хладагента различного агрегатного состояния на различных температурных уровнях. криовоздействия .обеспечивает устойчивую стаби" лиэацию температуры криоинструмента в интервапе от 0 до минус. 190 С с точностью +3 С. Подключение,в режиме охлаждения и стабилизации температуры клапана 7 или 6 к источнику напряжения Е„ осуществляется соответственно ключами 26 и 27 блока 13 управления.

Ключ 26 открывается перепадом напряжения, которое поступает с выхода компаратора 14 при сигнале задатчика 10 температуры на входе компаратора, соответствующем-установленной рабочей температуре от 0 до минус 70 С. Ключ,27.открывается перенадом напряжения, который поступает с выхода компаратора 14 через.инвертор 25 при сигнале задатчика температуры, соответствующем установлен96 6 ной температуре от минус 70 до минус 190 С.

В процессе стабилизации температуры криоинструмента 1 регулятор 9 температуры управляет нагревателем

4 электромагнитным клапаном 7 или 6 и задатчиком 22 давления. Сигнал датчика 3 температуры, контролируемый измерителем 18, сравнивается на входе регулятора 9 температуры с сигналом задатчика 10. Если сигнал датчика 3 уменьшается относительно сигнала задатчика 10, что соответствует понижению температуры криоинструмента, включается нагреватель 4, если увеличивается — включается клапан 7 нли 6. Кроме того, в зависимости от температуры криоинструмеита

1 изменяются величины сигналов на первом и втором выходах задатчика 22 давления, что приводит к изменению давления в источнике 8 хладагента.

Таким образом, при различной температуре криоинструмента хладагент поступает на теплообменник 2 под оптимальным давлением, и тем самым обеспечивается необходимая холодопро« изводительность на данном температурном уровне.

Время криовоздействия отсчитывается реле 11 времени. По окончании криовоздействия с выхода реле времени поступает сигнал, который переводит регулятор 9 температуры в режим нагрева криоинструмента 1. При этом включается клапан 7 и нагреватель 4.

Криоинструмент нагревается до температуры 5-100С нагретым газообразным хладагентом, который поступает от источника 8 хладагента через клапан

7 по .магистрали 5 через нагреватель

4 на теплообменник 2.

Криохирургический аппарат выполнен в виде |малогабаритной стойки, в которой расположены источник 8 хладагента (криоблок), соединенный со сменным криохирургическим инструментом 1 гибким теплоизолированным шлангом, и блок управления.

Пример конкретного исполнения криохирургической установки. Источник 8 хладагента (криоблок). выполнен из нержавеющей стали, теплоизоляция высоковакуумная. В криоблоке размещены: емкостный измеритель 19 уровня жидкого хладагента, испаритель 15, представляющий собой электрический проволочный нагреватель, выполненный

1102096 на диэлектрическом каркасе, предназначен для создания избыточного давления паров в криоблоке за счет преобразования жидкого хладагента в ra5 зообразный, электромагнитные клапаны 6, 7, 16 представляют собой испол- . нительные элементы в виде управляемых электромагнитным приводом клапанных устройств. В качестве указанных кла- 10 панов могут быть использованы, например, клапана по патентам США

9 4119296, У 4220312, работающие при криогенных температурах. Шланг выполнен из гибкого гофрированного металлорукава, внутри которого коаксиально расположены трубки прямого и обратного потоков хладагентов. Непосредственно в ручке шланга расположен нагреватель 4, предназначенный для 20 нагрева газообразного хладагента путем пропускания его через электронагреватель с развитой поверхностью с целью отогрева криохирургического инструмента и регулирования его температуры в процессе криовоэдействия.

Теплообменник 2 сменных криохирургических инструментов выполнен методом порошковой металлургии, что в значительной мере улучшает процессы теплопередачи на граннице биологическая ткань — металл — хладагент.

Управление работой установки осуществляется с помощью пульта управ,ления, на передней панели которого находятся измеритель 18 температуры рабочей поверхности криоинструмента временной задатчик 10 криовоздействия, а также элементы управления и индикации режимов.

1102096

ТехРед Д.Олийнык . Корректор M. Пджо

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 655 Подписнбе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3$, Раушская наб., д.. 4/5

Заказ 771

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

К Nop08 дстрЮсто(2

Отрюу

РО ЯВИ" авралу

oaodnprу

gmg08