КРИОХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к медицинской технике и ориентировано на деструкцию патологических биологических тканей путем их форсированного замораживания до температур, близких к -208°C. Известно много криохирургических инструментов для ручного выполнения различных операций и аппаратных систем, основанных на использовании свойств таких применяемых хладагентов, как твердая углекислота, закись азота и жидкий азот - самый эффективный из всех возможных хладагентов.
Известен, например, криохирургический аппарат (КХА) (RU 2301043, 2007). Это типичный аналог ручного криоинструмента, упрощающий регулирование избыточного давления пара в емкости с жидким азотом и его подачу в наконечник, с ограниченными длительностью цикла работы и пространственным манипулированием криоаппликатором, т.к. нельзя перевести емкость с жидким азотом в горизонтальное или вверх дном положение - польется жидкий азот наружу через клапаны. Вторым недостатком этого инструмента является весьма высокая температура его наконечника, которая приводит к его низкой холодопроизводительности; что есть следствие принятого способа подачи хладагента - нагнетания по капилляру в наконечник, т.е. неизбежного стартового перегрева хладагента в емкости с целью создания необходимого избыточного давления пара хладагента.
Известен также аналог, защищенный патентом (RU 2053719, 1992). К недостатку этого аппарата относится невозможность быстрого отъема его рабочего наконечника от замороженной и прилипшей к нему ткани, особенно когда пациента нельзя держать долго в состоянии наркоза.
Наиболее совершенным из аналогов криоаппаратов является прототип (RU 2483691, 2011), в котором была решена задача форсирования режима отогрева рабочего наконечника КХА при сохранении методических возможностей аналогов и прототипа. Поставленная задача решена тем, что в криохирургический аппарат, включающий в себя резервуар с жидким азотом, теплоизолированные трубки подвода и отвода хладагента, соединенные с рабочим наконечником, и систему откачки, установленную на выходе трубки отвода хладагента и выполненную в виде форвакуумного насоса, и внешнюю систему газообеспечения, на входе теплоизолированной трубки подвода хладагента установлен обратный клапан, а на входе форвакуумного насоса установлен электромагнитный двухходовой клапан с дросселем, при этом рабочий наконечник выполнен в виде съемного криоинструмента.
Однако, к существенным недостаткам прототипа относятся: применение форвакуумного насоса и внешней системы газообеспечения, состоящей из баллона высокого давления со сжатым сухим воздухом, азотом или иным инертным газом с запорным вентилем и редуктором на нем. Наличие этих систем увеличивает объем работ при эксплуатации (необходимы: дополнительная смена баллона с сухим газом и контроль наличия газа в баллоне); уменьшает надежность работы криоинструмента и аппарата в целом из-за возможной задержки и замерзания в криоинструменте масла, механических примесей и влаги, содержащихся в сухом газе внешней системы газоообеспечения, что может приводить к невозможности дальнейшего функционирования аппарата при проведении операции; а также увеличивает стоимость аппарата, усложняет его конструкцию, увеличивает количество расходных материалов.
Задачей полезной модели является повышение надежности аппарата, упрощение конструкции аппарата и снижения его себестоимости при сохранении методических возможностей аналогов и прототипа. Техническая задача решается тем, что в криохирургическом аппарате, включающем в себя резервуар с жидким азотом, трубки подвода и отвода хладагента, соединенные со съемным криоинструментом, на горловине резервуара закреплена герметичная крышка, на которой размещены аварийный разрывной клапан, стравливающий электромагнитный клапан рабочего давления, электромагнитный клапан подачи газообразного азота, на наружной нижней части трубки подвода хладагента установлены электронагреватель (испаритель) и электромагнитный клапан.
Существенными отличительными признаками такого КХА являются исключение из конструкции аппарата форвакуумного насоса, внешней системы газообеспечения состоящей из баллона высокого давления со сжатым сухим воздухом, азотом или иным инертным газом с запорным вентилем и редуктором на нем.
На фиг. 1 показана общая схема криохирургического аппарата (КХА), где 1 электронагреватель (испаритель), 2 электромагнитный клапан подачи жидкого азота, 3 резервуар для жидкого азота, 4 аварийный клапан разрывного типа, 5 стравливающий электромагнитный клапан выравнивания рабочего давления, 6 электронагреватель криоагента, 7 электромагнитный клапан подачи газообразного азота, 8 жидкий азот, 9 герметичная крышка резервуара для жидкого азота, 10 трубка подвода азота к инструменту. Герметичная крышка 9, электронагреватель (испаритель) 1, аварийный разрывной клапан 4, электромагнитные клапаны; стравливающий 5 и подачи газообразного азота 7 позволяют упростить конструкцию аппарат и повысить его надежность.
Горловина резервуара 3 закрыта герметичной крышкой 9. На крышке 9 размещены аварийный разрывной клапан 4, электромагнитные клапаны соответственно стравливающий 5 и подачи газообразного азота 7. В резервуар 3 через крышку 9 погружена до дна нижняя часть трубки 10 подвода азота к инструменту.
В нижней части резервуара 3 на наружной части трубки 10 расположен электронагреватель (испаритель) 1. На входе нижней части трубки 10 установлен клапан 2. Клапан 2 пропускает жидкий азот в трубку 10 в рабочем режиме, и запирает вход трубки 10 в режиме отогрева криоинструмента.
В целях недопущения разрушения резервуара 3 и обеспечения безопасности медперсонала и пациента от несанкционированного повышения давления в резервуаре предусмотрен аварийный разрывной клапан 4. Электромагнитный стравливающий клапан 5 обеспечивает рабочее давление в резервуаре 3. Если давление газообразного азота в резервуаре выше нормального рабочего, кратковременно срабатывает стравливающий клапан и происходит снижение давления до нормального значения.
Трубка 10 соединена на высоте выше крышки 9 через боковую трубку подачи азота в газообразном состоянии с электромагнитным клапаном 7. На трубке 10 выше места присоединения боковой трубки или в криоинструменте размещен электронагреватель 6, который служит для подогрева азота, подаваемого в газообразном состоянии в режиме работы отогрева криоинструмента криохирургического аппарата.
Управлять криохирургическим аппаратом лучше всего через блок управления с помощью термопар, установленных на трубке подвода 10 жидкого азота в месте ее соединения с боковой трубкой и на выходе отвода в атмосферу газообразного азота из криоинструмента.
Работает КХА следующим образом.
До начала операции выбирается на блоке управления режим охлаждения, и задается нужная экспозиция.
КХА готов к работе, когда в резервуаре 3 под действием электронагревателя (испарителя) 1 создается избыточное рабочее давление паров криоагента (жидкого азота).
По команде «Охлаждение» открывается электромагнитный клапан подачи жидкого азота 2 и под действием избыточного рабочего давления паров азота внутри резервуара 3 в трубку 10 поступает жидкий азот 8, движущийся в направлении криоинструмента, в котором жидкий азот интенсивно кипит, понижая свою температуру до равновесного значения, определяемого динамическим давлением его пара, и отбирает тепло от биоткани через стенку аппликатора криинструмента.
По окончании экспозиции блок управления останавливает режим охлаждения: при этом клапан 2 закрывается, прекращая поступление жидкого азота 8 в криоинструмент.
При запуске режима «Отогрев» блок управления, обеспечивает закрытое состояние клапана 2, открывает электромагнитный клапан 7 и одновременно включает электронагреватель 6.
Газообразный азот, находящийся над поверхностью жидкого азота 8 при избыточном давлении движется к криоинструменту через клапан 7 и боковую трубку, нагреваясь в электронагревателе 6 до заданной блоком управления температуры, отогревает наконечник криоинструмента. Остывающий газ сбрасывается из криоинструмента через трубку, расположенную коаксиально с наружной частью трубки 10 в атмосферу.