ПЛАЗМОТРОН ДЛЯ РЕЗКИ БИОТКАНЕЙ И КОАГУЛЯЦИИ СОСУДОВ

Полезная модель относится к медицинской технике и используется при проведении хирургических операций.
В процессе предварительного патентного поиска по фонду отечественных описаний изобретений к авторским свидетельствам и патентам выявлен прототип заявляемому техническому решению по патенту РФ №2234881 (Опубл. 27.08.2004. - Бюл. №24).
Известно устройство для плазменно-дуговой резки биотканей по А.С. 1473930, которое позволяет применять силу тока дуги 30 и 60 А в гелиевой плазмообразующей среде. Это устройство имеет лучшие режущие и коагулирующие свойства, сила тока увеличена до 60 А, а в качестве плазмообразующего газа используют гелий, а не аргон. Гелиевая плазма, по сравнению с аргоновой, при одинаковой силе тока дуги обладает большим теплосодержанием, поэтому лучшими режущими и коагулирующими свойствами, но снижает термическую стойкость анода и катода, быстрее приводит к их разрушению и необходимости замены. Кроме этого, к недостаткам этого устройства относятся случаи нарушения герметичности и течи охлаждающей жидкости через герметизирующую прокладку стыковки плазмообразующего сопла с анодным узлом. Камера горения дуги и канал формирования струи сменного плазмообразующего сопла расположены вдоль оси плазмотрона. Это создает неудобства при выполнении хирургических операций в труднодоступных местах.
Задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются: создание малогабаритного и удобного плазмотрона с высокими режущими и коагулирующими свойствами, с максимальной термической стойкостью камеры горения дуги и канала формирования плазменной струи; устранение возможности появления течи охлаждающей жидкости через герметизирующую прокладку; использование в качестве плазмообразующего газа как аргона, так и гелия; обеспечение высокой термической стойкости вольфрамового электрода.
Поставленные задачи решаются таким образом, что плазмотрон имеет катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа в зону горения электрической дуги, вольфрамовый электрод, фиксирующийся цангой относительно камеры горения дуги и канала формирования плазменной струи, а камера горения плазменной дуги и канал формирования плазменной струи выполнены непосредственного в анодном узле, а не в сменном плазмообразующем сопле. При этом диаметр камеры горения и ее длина обеспечивают при силе тока дуги 30-60 А, минимальном и максимальном расходе аргона или гелия плотность тока в камере горения не более 5-10 А/мм2, а диаметр канала формирования и его длина гарантируют получение оптимально высоких режущих и коагулирующих свойств плазменной струи.
На чертеже показан плазмотрон для резки биотканей и коагуляции сосудов.
Плазмотрон включает анодный узел 1 (см. чертеж), в котором выполнены камера горения дуги 2 и канал формирования плазменной струи 3, газовая камера 4, канал охлаждения 5, перегородка 6, трубки 7 и 7а подачи охлаждающей воды в канал
охлаждения 5, катодный узел 8, в который ввинчивают цангу 9, имеющую газовую камеру 10 и разрезанные лепестки 11, которые, в свою очередь, при ввинчивании цанги 9 фиксируют вольфрамовый электрод 12 относительно плазмообразующего канала 2.
Катодный узел 8 изолируют от анодного керамическим изолятором 13 и силиконовым 14. В катодном узле выполняют охлаждающий канал 15, в который через водяную трубку 16 подают охлаждающую воду. В катодном узле имеются водяная перегородка 17, внешние изоляторы 18, 19, 20 и ручка-изолятор 21.
Плазмотрон работает следующим образом. После подачи охлаждающей воды и плазмообразующего газа - аргона или гелия - осциллятором пробивают и ионизируют газовый промежуток между вольфрамовым электродом и цилиндрической поверхностью камеры горения анода. Одновременно с этим на электрод и анод подают напряжение от силового источника питания электрической дуги. Дугу первоначально зажигают на меньшем токе и меньшем расходе газа (сила тока дуги 30 А, а давление подачи плазмообразующего газа 0,2 атм). Это позволяет избежать выплеска вольфрама с конца электрода, его прогрева и образования в плазмообразующем канале анода анодного пятна по всей окружности камеры горения дуги. После этого плазмотрон выводится автоматически на рабочий режим с силой тока 60 А и расходом плазмообразующего газа при давлении в газовой сети 0,2 атм. Затем дистанционно (педалью) устанавливают режим с необходимыми для определенного вида операции режущими и коагулирующими свойствами плазменной струи.
При необходимости изменяют силу тока дуги и расход плазмообразующего газа. При этом при увеличении силы тока и расхода газа увеличиваются режущие и коагулирующие свойства плазменной струи, и наоборот, при уменьшении силы тока и расхода плазмообразующего газа уменьшаются длина струи, ее температура, а следовательно, и режущие, и коагулирующие свойства.