КРИОХИРУРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Криохирургическая система относится к медицинской технике и предназначена для криодеструкции патологически измененных участков биологической ткани.
Известна Криохирургическая установка, в состав которой входят: собственно аппарат с баком для жидкого азота, погружной насос, система вентилей и разъемов, контрольно-измерительные приборы и шесть криозондов с теплообменниками на конце, соединенных с аппаратом с помощью протяженных гибких невакуумно-изолированных шлангов, содержащих трубки подвода и отвода криоагента (жидкого азота и его пара). Благодаря давлению, создаваемому насосом, жидкий азот поступает в криозонды, внедренные в предназначенную для криодеструкции биологическую ткань (Проспект фирмы ERBE).
Недостаток этой установки заключается в следующем. При транспортировке криоагента по трубкам подвода гибких шлангов из-за естественных теплопритоков значительная часть криоагента переходит в газообразную фазу и в теплообменниках криозондов не удается использовать для охлаждения биологической ткани энтальпию парообразования этой части криоагента. Для компенсации отрицательного влияния этого эффекта на хладопроизводительность приходится подавать криоагент с большим избытком. Парообразование в трубках подвода криоагента приводит к дополнительному гидравлическому сопротивлению и вызывает необходимость использования относительно высокого рабочего давления. Поступление большого количества отработавшего газообразного криоагента в операционную вызывает у персонала гипоксию, что отрицательно влияет на работоспособность медицинской бригады.
Известен криохирургический аппарат, который содержит теплоизолированную емкость для криоагента с заливной горловиной, предохранительным и регулировочным клапанами, внутри которой расположена заборная трубка и электропарогенератор, трубку-наконечник (криозонд) с размещенной в ней каналами подвода и отвода криоагента и расширительной камерой (теплообменником) с электронагревателем и установленный на канале отвода электронагреватель отводимого газа и регулятор режима работы в виде золотникового узла, распределительный поршень которого установлен с возможностью перекрытия дополнительного канала (Патент №2033760, RU).
При использовании врач держит этот аппарат в руке, так как его масса не превышает 1,2 кг.
Недостатком этого аппарата является то, что он не предназначен для криодеструкции больших объемов биологической ткани ввиду малой емкости сосуда, содержащего криоагент.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение объема криодеструкции биологической ткани, при сохранении минимального парообразования в потоке криоагента при его транспортировке от сосуда до теплообменника криозонда, и улучшение условий работы медицинского персонала.
Предложена криохирургический система, которая состоит из криогенного блока и держателя. Криогенный блок содержит вакуумно-теплоизолированный сосуд с заливной горловиной для заливки жидкого криоагента, с датчиком давления и электропарогенератор, вакуумно-теплоизолированный криозонд с размещенными в нем заборной трубкой, каналами подвода и отвода криоагента и теплообменником. Кроме того, в состав криогенного блока входят электронагреватель отводимого газа и выходной вентиль, которые установлены на выходном канале.
Держатель криогенного блока может быть изготовлен в виде поворотной консольной стойки, но может иметь и другую форму, например П-образную, арочную и т.д. Криогенный блок и держатель соединены через элементы, обеспечивающие поступательные и вращательные движения блока относительно держателя.
Криогенный блок может быть укреплен на держателе с помощью упругого подвеса, тросов или цепей и т.д.
Криозонд может быть выполнен в виде отдельного элемента. В этом случае он герметично соединяется с сосудом и электронагревателем выходного газа с помощью прижимающего устройства. Один криозонд может быть заменен другим во время операции в соответствии с медицинскими требованиями. В частности, криохирургическая система комплектуется криозондом с цилиндрическим теплообменником, предназначенным для внедрения в биологическую ткань и криозондом с торцевым теплообменником, позволяющим подсоединять аппликаторы (наконечники) различного размера и формы для осуществления поверхностных криовоздействий.
На заливной горловине может быть установлено уплотнение с одной или более коммуникационными трубками для дозаправки блока жидким криоагентом.
Криохирургическая система может быть снабжена уровнемером, который размещен в сосуде.
На держателе могут быть размещены два или более криогенных блоков. В частности, блоки могут быть связаны с держателем через общее соединение и имеют возможность совершения относительно держателя вращательных и поступательных движений.
Совокупность указанных отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу.
На фиг.1 приведена схема криохирургической системы, а на фиг.2 - вид на криогенной блок со стороны, противоположной криозонду.
Криогенный блок содержит вакуумно-изолированный сосуд 1 для жидкого криоагента с заливной горловиной 2, герметично закрываемой
пробкой с предохранительным клапаном 3. Внутри сосуда расположен электропарогенератор 4 и уровнемер 5. Сосуд снабжен регулировочным клапаном для ограничения рабочего давления 6 и датчиком давления 7. На верхнем фланце сосуда установлен электронагреватель 8 отводимого газа и выходной вентиль 9. Криозонд 10 содержит теплообменник 11 с электронагревателем, трубками подвода 12 и отвода 13 криоагента, электрический разъем 14, заборную трубку 15. Внутренняя полость криозонда вакуумировна. С помощью прижима 16 и уплотнения 17 криозонд 10 герметично подсоединен к сосуду 1, а через уплотнение 18 - к электронагревателю 8 отводимого газа.
Для решения некоторых конкретных задач так же, как в прототипе, электронагреватель отводимого газа и выходной вентиль могут быть соединены с регулятором режима работы.
Держатель в данном примере выполнен в виде поворотной консольной стойки. Соединение штанги 19 консольной стойки и криогенного блока включает в себя пружины 20, каретку 21, направляющие 22 и поворотные втулки 23 и 24. Совокупность указанных элементов позволяет осуществлять поступательные и вращательные движения блока относительно штанги.
Криогенный блок с помощью пружин 20 прикреплен к каретке 21, перемещающейся вдоль направляющих 22. Направляющие могут приобретать положение от вертикального до горизонтального благодаря возможности поворота во втулке 23 и могут поворачиваться по отношению к штанге 19 благодаря вращению во втулке 24. Поворот во втулке 23 и перемещение каретки 21 осуществляется с помощью приводов или вручную. Криогенный блок работоспособен при его наклоне +/- 45 градусов вокруг оси 25.
Благодаря возможности движения горизонтальной штанги 19 во втулке 26 и движения последней вдоль вертикальной стойки 27, криогенный блок может перемещаться над операционным столом. Вертикальная стойка 27 опирается на массивную тележку 28.
Блок питания и управления обеспечивает безопасное электрическое питание, контроль основных параметров криохирургической системы и поддержание заданных режимов работы. Блок питания связан с криогенным блоком с помощью электрического кабеля (на рисунке эти узлы не показаны).
В состав системы входит стандартный транспортный сосуд Дьюара емкостью от 6 литров и устройство для заливки жидкого криоагента в сосуд криогенного блока. Криохирургическая система может быть снабжена уплотнением горловины и коммуникационными трубками с гибкими элементами для дозаправки сосуда 1 жидким криоагентом в процессе операции.
Криохирургическая система может быть снабжена игольчатыми термопарами для измерения температуры в биологической ткани в зоне криовоздействия и устройством для вывода показаний термопар на компьютер или другое регистрирующее устройство.
Криохирургическая система работает следующим образом.
Через горловину 2 в сосуд 1 поступает жидкий криоагент (обычно жидкий азот), после чего пробку 3 закрывают. Включают электропарогенератор 4, благодаря чему давление в сосуде поднимется до рабочего значения порядка 3 атм. В исходном состоянии выходной вентиль 9 закрыт и криоагент в теплообменник 11 не поступает.
Криогенный блок перемещают в операционную зону и теплообменник 11 приводят в контакт с той зоной биологической ткани, которая подлежит криодеструкции. Открывание выходного вентиля 9 приводит к тому, что под действием избыточного давления в сосуде 1 поток криоагента через заборную трубку 15 и трубку подвода! 2 поступает к теплообменнику 11, охлаждая его до температуры, близкой к температуре кипения жидкого криоагента. Это приводит к образованию зоны, в которой происходит некроз биологической ткани. Отработавший криоагент по трубке отвода 13 и через уплотнение 12 поступает в элекронагреватель 8 отводимого газа, где подогревается до температуры, близкой к комнатной, и через выходной вентиль 9 поступает в атмосферу.
По исчерпании запаса жидкого криоагента или при решении прервать или завершить криовоздействие закрывают выходной вентиль 9 и одновременно выключают электропарогенератор 4 и электронагреватель 8 отводимого газа. После включения электронагревателя теплообменника 11 и отогрева последнего криозонд может быть отделен от биологической ткани.
Применение держателя позволяет использовать сосуд большего, чем в прототипе, объема что, наряду с вакуумной изоляцией трубок подвода и отвода криоагента в криозонде, а также их небольшой длиной, обеспечивает высокую производительность системы и, как следствие этого, криодеструкцию существенно большего объема биологической ткани. Конструкция соединения криогенного блока со штангой держателя обеспечивает врачу возможность оптимальным образом привести теплообменник криозонда в контакт с телом пациента, а также, благодаря нежесткости этого соединения позволяет исключить затруднения при дыхании пациента.
Несущественность парообразования в потоке криоагента при его транспортировке от сосуда до теплообменника криозонда позволяет подавать криоагент с относительно небольшим, по сравнению с аналогом, расходом, что значительно уменьшает опасность гипоксии для лиц, находящихся в операционной, тем самым улучшая условия работы медицинского персонала.
Использование относительно невысокого рабочего давления в системе делает эксплуатацию аппарата более безопасной.
Применение зондов различной конструкции расширяет лечебные возможности системы.