Вихревой инсуффлятор
Владельцы патента RU 2695626:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) (RU)
Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для поддержания внутриполостного (абдоминального) давления с целью облегчения визуализации состояния внутренней поверхности и содержимого полости при проведении лапароскопических операций и других медицинских процедур. Инсуффлятор содержит источник газа высокого давления, подсоединенный к редуктору с манометром. Выход редуктора подсоединен ко входу вихревой трубки Ранка-Хилша. Горячий и холодный выходы вихревой трубки Ранка-Хилша соединены с инсуффлируемой полостью и снабжены манометрами для контроля выходного давления. Техническим результатом предлагаемого изобретения является простота конструкции, отсутствие подвижных частей, что повышает надежность и отказоустойчивость модели, а также обеспечение широкого диапазона рабочего давления с возможностью подогрева подаваемого внутрь полости газа. 1 ил.
Вихревой инсуффлятор относится к медицинской технике и предназначен для поддержания внутриполостного давления с целью облегчения визуализации состояния внутренней поверхности и содержимого полости при проведении лапароскопических операций и других медицинских процедур.
Известно также устройство инсуффляции [патент US 5423741 А. Apparatus and method for the insufflation of gas into a body cavity. Milton Frank. МПК A61M 13/003. Дата приоритета: 13.06.1995)], содержащее источник газа высокого давления, линию подвода газа, редуктор высокого давления, предохранительные клапаны, электромагнитный клапан, элемент для управления потоком с электрическим управляемым клапаном, камерой, дроссель с датчиком дифференциального давления для определения наличия истечения газа из вышеуказанного элемента для управления потоком, выходной клапан, а также датчик выходного давления, преобразователь его сигнала, соответствующего внутриполостному давлению, в электрический сигнал, при этом выход преобразователя через микропроцессор соединен с входом электрического управляемого клапана, источник питания, выходную линию подвода газа.
Недостатком данного устройства для инсуффляции газа является, во-первых, недостаточная компенсация паразитных потерь давления газа на линии подачи из-за значительного ограничения давления перед подачей газа в электрический управляемый элемент, а, во-вторых, то, что схема обратной связи от датчика выходного давления через микропроцессор к входу электрического управляемого элемента работает как средство для наполнения камеры заданного объема без учета потерь на элементах линии подачи газа, а затем газ подают через дополнительный электромагнитный клапан в инсуффлируемую полость. Это приводит к невысокой точности поддержания внутриполостного давления вследствие использования конечных определенных объемом камеры порций газа и недостаточной компенсации потерь давления на линии подачи газа. Кроме этого, работа устройства зависит от наличия электроэнергии, обеспечивающей работу клапанов и микропроцессора.
Наиболее близким к предлагаемому инсуффлятору является устройство подачи газа в полость тела [патент на изобретение RU 2175250 С1. МПК А61М 13/00. Заявка: 2000111915/14, 04.05.2000. Опубл.: 27.10.2001 Бюл. №30]. Устройство содержит источник газа высокого давления, редуктор высокого давления, предохранительные клапаны, датчик расхода, датчик стабилизированного давления и линию подвода газа в полость тела.
Недостатками данного устройства являются невысокая надежность процесса инсуффляции из-за того, что в устройстве подачи газа в полость тела не предусмотрена защита от сбоев в работе микропроцессорной системы управления. Микропроцессорная система управления управляет электромагнитным клапаном электроуправляемого редуктора. Поэтому сбой в микропроцессорной системе управления вызывает сбой в работе всего устройства подачи газа в полость тела, что может привести к серьезным последствиям во время хирургических вмешательств или диагностических процедур.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности процесса инсуффляции газа в полость тела во время проведения хирургических вмешательств или диагностических процедур.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является простота конструкции, отсутствие подвижных частей, что повышает надежность и отказоустойчивость модели, а также обеспечение широкого диапазона рабочего давления с возможностью подогрева подаваемого внутрь полости газа.
Указанный технический результат достигается применением в предлагаемом техническом решении вихревой трубки с вихревым эффектом Ранка-Хилша.
Сущность прибора показана на Фигуре 1.
Инсуффлятор состоит из корпуса, внутри которого находится вихревая трубка Ранка-Хилша 5. Вход вихревой трубки соединен с источником используемого газа высокого давления 1 через регулировочный газовый редуктор с манометрами 2 и фильтр для осушения и очистки воздуха 3. Редуктор с манометрами может быть расположен в любом удобном для пользователя месте системы. В данном случае вихревая трубка используется в качестве вакуумного насоса с возможностью подогрева исходящего газа. Горячий выход вихревой трубки через первый контрольный манометр 4 и первый бактериальный фильтр соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой 8, что обеспечивает возможность нагнетания внутрь полости необходимого давления при помощи используемого газа, при этом газ подогревается. Холодный выход вихревой трубки, используемый в данном случае для отсасывания избыточного давления и, возможно, посторонних биологических включений, также может быть соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой 8 через второй контрольный манометр 6 и второй бактериальный фильтр с выходом в приемный сосуд 7.
Вихревой эффект Ранка-Хилша используется для создания рабочего диапазона требуемых давлений и позволяет осуществлять плавную регулировку их путем регулировки давления на входе вихревой трубки через входной воздушный редуктор, а также обеспечивает подогрев поступающего в полость газа.
Вихревой эффект Ранка-Хилша - эффект разделения газа или жидкости на две фракции при закручивании в цилиндрической или конической камере (рабочая камера вихревой трубки Ранка-Хилша). На периферии образуется закрученный поток с большой температурой (до плюс 50°С, а в центре - охлажденный поток (температура до минус 40°С, закрученный в противоположную сторону).
При этом во вращающихся потоках возникает область пониженного давления (вакуум). Благодаря этому вихревая труба при полностью открытом горячем конце засасывает воздух через диафрагму в разреженную центральную зону.
Работе вихревой трубы в таком режиме соответствуют отрицательные значения доли получаемого холодного потока. При таком режиме работы поток из окружающего трубу пространства входит через диафрагму и, смешиваясь с рабочим потоком, поступающим из сопла, выходит из противоположного конца под повышенным давлением.
Вихревые эжекторы такого типа при прочих примерно равных показателях значительно компактнее прямоструйных эжекторов, поскольку последние имеют растянутые по длине камеру смещения и диффузор. В вихревых эжекторах длина сокращается вследствие того, что газовые потоки проходят спиральный путь с небольшим шагом.
Вихревой инсуффлятор, включающий источник газа высокого давления, регулировочный газовый редуктор, отличающийся тем, что в корпусе вихревого инсуффлятора находится вихревая трубка Ранка-Хилша, вход которой соединен с источником газа высокого давления через регулировочный газовый редуктор с двумя манометрами, и фильтр для осушения и очистки воздуха, горячий выход вихревой трубки через первый контрольный манометр и первый бактериальный фильтр соединен полимерной трубкой с оперируемой полостью, а холодный выход вихревой трубки соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой через второй контрольный манометр и второй бактериальный фильтр с выходом в приемный сосуд.
