АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для локального охлаждения биологических тканей с медицинской целью, в частности для криодеструкции ограниченного объема патологических тканей человека с медицинской целью при лечении поверхностных и внутриполостных онкологических новообразований, в урологии, гинекологии, нейрохирургии, офтальмологии, дерматологии, отоларингологии. Этот метод обладает широким спектром лечебных эффектов и, в частности, позволяет осуществить эффективное разрушение патологических узлов, стимулирует регенерацию тканей, активизирует местный иммунитет, оказывает обезболивающее, противовоспалительное, кровоостанавливающее действие.
Автономные устройства для локального охлаждения биологической ткани включают теплоизолированный цилиндрический герметичный корпус, содержащий герметичную металлическую колбу и теплоизолирующую оболочку, затвор, магистраль подвода криоагента и рабочий наконечник. Теплоизолирующая оболочка может быть выполнена металлической с вакуумной теплоизоляцией, либо из материала с низкой теплопроводностью, например, из пенополиуретана.
Теплопритоки через теплоизоляцию рабочего корпуса устройства должны быть минимальные, чтобы наружная поверхность устройства не была холодной и не запотевала, по крайней мере, в местах, к которым в процессе медицинской процедуры прикасаются руки персонала, мебель, оборудование операционной, и чтобы избежать непроизводительных потерь жидкого азота до начала и в процессе процедуры. Однако поскольку эффективность локального охлаждения биологической ткани в процессе криовоздействия определяется интенсивностью потока жидкого азота, которая связана со скоростью испарения жидкого азота и давлением его паров в колбе. А эти параметры, в свою очередь, зависят от тепловыделения в жидком азоте за счет теплопритоков, поскольку в автономном устройстве нет специальных источников тепловыделения. Поэтому в процессе криопроцедуры теплопритоки должны быть достаточно большими.
Известное автономное устройство для локального охлаждения биологической ткани [Патент на полезную модель №118856, оп. 10.08.2012], которое является наиболее близким аналогом, имеет примерно равную по толщине и удельным теплопритокам постоянную во времени теплоизоляцию. Теплопритоки через эту теплоизоляцию не зависят от того, находится ли заправленное жидким азотом устройство в режиме ожидания на вспомогательном столике для инструментария (при подготовке криопроцедуры) или процедура в настоящий момент уже проводится. Поэтому для обеспечения надлежащего давления в колбе толщина пенополиуретанового слоя выбрана так, что теплопритоки постоянно являются достаточно большими. Это приводит к избыточному расходу (испарению) жидкого азота. Корпус такого устройства постоянно имеет температуру существенно ниже комнатной. Все это существенно ухудшает эксплуатационные и эргономические характеристики устройства для локального охлаждения биологической ткани.
Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных и эргономических характеристик устройства для локального охлаждения биологической ткани за счет оптимального распределения теплопритоков по поверхности устройства, обеспечивающего снижение теплопритоков в режиме ожидания на вспомогательном столике для инструментария (при подготовке криопроцедуры) и их повышения при проведении процедуры.
Задача решается тем, что в автономном устройстве для локального охлаждения биологической ткани, включающем теплоизолированный цилиндрический герметичный корпус, содержащий герметичную металлическую колбу и теплоизолирующую оболочку из пенополиуретана, затвор, магистраль подвода криоагента и рабочий наконечник, теплоизолирующая оболочка из пенополиуретана имеет углубление в центральной части дна корпуса, толщина пенополиуретана между углублением и центром дна герметичной металлической колбы составляет 0,2-0,5 от толщины пенополиуретановой теплоизоляции в цилиндрической части корпуса.
Задача решается также тем, что углубление в центральной части дна корпуса имеет вид усеченного конуса с диаметром большого основания в пределах 60-70 мм и плоским малым основанием.
Задача решается также тем, что углубление в центральной части дна корпуса имеет вид усеченного конуса с диаметром большого основания в пределах 60-70 мм и выпуклым малым основанием.
Задача решается также тем, что толщина пенополиуретана между углублением и центром дна герметичной металлической колбы лежит в пределах 2-5 мм.
Задача решается также тем, что автономное устройство для локального охлаждения биологической ткани дополнительно снабжено подставкой в виде плоского диска с выступом из пенополиуретана, входящим в углубление теплоизолирующей оболочки из пенополиуретана в центральной части дна корпуса.
Задача решается также тем, что подставка укреплена на плоском диске из материала с высокой плотностью, например, металла.
Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1. Использованы следующие обозначения:
1 - теплоизолированный цилиндрический герметичный корпус,
2 - герметичная металлическая колба,
3 - теплоизолирующая оболочка,
4 - затвор,
5 - магистраль подвода жидкого азота,
6 - рабочий наконечник,
7 - жидкий азот,
8 - углубление,
9 - подставка.
Автономное устройство для локального охлаждения биологической ткани содержит теплоизолированный цилиндрический герметичный корпус 1, содержащий герметичную металлическую колбу 2 и теплоизолирующую оболочку 3 из пенополиуретана, затвор 4, магистраль 5 подвода жидкого азота 7 и рабочий наконечник 6, теплоизолирующая оболочка имеет углубление 8. Устройство снабжено подставкой 9 в виде плоского диска с выступом.
За счет того, что в центральной части пенополиуретановой теплоизоляции дна колбы выполнено углубление в виде усеченного конуса с диаметром большого основания в пределах 60-70 мм и плоским либо слабовыпуклым малым основанием, толщина слоя пенополиуретана между углублением и центром дна металлической колбы с жидким азотом оказывается меньше половины толщины теплоизоляции цилиндрической части корпуса. Оптимальная толщина слоя пенополиуретановой теплоизоляции лежит в пределах 2-5 мм.
При таких соотношениях геометрических размеров слоя теплоизоляции обеспечивается минимальные теплопритоки через боковую поверхность, а температура боковой поверхности и горловины прибора практически не меняются при заливке в колбу жидкого азота, что важно для удобства эксплуатации и безопасности персонала. При этом основные теплопритоки к колбе с жидким азотом определяются толщиной слоя теплоизоляции между углублением и центром дна металлической колбы, а также условиями теплообмена в этом углублении. Когда устройство находится в руках врача (то есть при выполнении врачом криопроцедуры), к нижней поверхности устройства обеспечивается свободный доступ воздуха, и в углублении осуществляется конвективный теплообмен. При этом теплопритоки возрастают, в колбе быстро возрастает давление жидкого азота и интенсивность азотной струи при нажатии курка. Если же заправленное азотом устройство стоит на поверхности, например, столика для инструментария, то конвективный теплообмен значительно уменьшается, в результате чего уменьшаются теплопритоки, испарение азота и его давление в колбе устройства. При этом в процессе использования устройства персонал не соприкасается с донной поверхностью в углублении и, соответственно, не испытывает дискомфорта.
В межпроцедурном режиме устройство устанавливается на специальную подставку из пенополиуретана, форма которой сопрягается с дном устройства (плоский диск с выступом из пенополиуретана, входящим в углубление теплоизолирующей оболочки устройства). Это дополнительно улучшает теплоизоляцию дна и позволяет снизить межоперационные потери жидкого азота. Подставка для удобства и устойчивости может быть укреплена на плоском диске из материала с высокой плотностью, например, металла.