СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО NO-СОДЕРЖАЩЕГО ГАЗОВОГО ПОТОКА ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ
METHOD AND DEVICE FOR FORMING HIGH-SPEED NO-CONTAINING GAS FLOW FOR ACTION ON BIOLOGICAL OBJECT

Изобретение относится к медицинской технике, более конкретно к средствам для обеспечения воздействия на биологический объект газовыми смесями, содержащими оксид азота. Изобретение может быть использовано для лечения различных патологических процессов в общей, абдоминальной, торакальной, гнойной, сосудистой и реконструктивно-пластической хирургии, онкологии, гинекологии, урологии, комбустиологии, стоматологии, офтальмологии, нейрохирургии и других областях медицины.
Известны:
1. Устройство для формирования NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект, содержащее корпус, по меньшей мере два электрода, размещенные внутри упомянутого корпуса таким образом, что между упомянутыми электродами имеется межэлектродное пространство для формирования дугового разряда постоянного тока, причем упомянутые электроды электрически изолированы друг от друга, средство для подачи на упомянутые электроды напряжения, обеспечивающего формирование и поддержание между электродами дугового разряда постоянного тока, причем на один из электродов, являющийся анодом, подается положительный потенциал, а на другой из электродов, являющийся катодом, подается отрицательный потенциал, впускной канал, сообщенный с межэлектродным пространством и обеспечивающий поступление в это пространство исходного газа, содержащего по меньшей мере кислород и азот, канал для вывода NO-содержащего газового потока из межэлектродного пространства и направления указанного NO-содержащего потока для воздействия на биологический объект, причем указанный NO-содержащий газовый поток формируется из упомянутого исходного газа под действием упомянутого дугового разряда постоянного тока, и средство для охлаждения упомянутого канала для вывода и по меньшей мере одного из упомянутых анода или катода.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагнетатель для подачи исходного газа во впускной канал.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один из упомянутых каналов расположен внутри упомянутого корпуса.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что по меньшей мере часть упомянутого канала для вывода выполнена непрямолинейной.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что упомянутая непрямолинейная часть канала имеет форму, выбранную из группы, включающей в себя лабиринтную, спиралеобразную и улиткообразную.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что канал для вывода имеет переменную площадь поперечного сечения.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что канал для вывода содержит по меньшей мере одну перегородку с отверстием, причем площадь этого отверстия существенно меньше площади поперечного сечения канала для вывода.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что катод установлен в катододержателе, причем упомянутый впускной канал выполнен в упомянутом катододержателе.
9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что анод выполнен с отверстием, через которое канал для вывода сообщается с межэлектродным пространством.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что между анодом и катодом расположен электрод для стабилизации упомянутого дугового разряда, имеющий сквозное отверстие, соосное с катодом и отверстием в аноде, причем указанный электрод для стабилизации дугового разряда электрически изолирован от упомянутых анода и катода.
11. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что упомянутый корпус выполнен из электропроводящего материала и электрически соединен с анодом.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что электрод для стабилизации дугового разряда установлен с зазором относительно катода и изолирован от корпуса и от анода с помощью экрана из диэлектрического материала и с помощью диэлектрического уплотнения соответственно.
13. Устройство по п. 11 или 12, отличающееся тем, что катододержатель установлен в корпусе с помощью вставки из диэлектрического материала.
14. Устройство по любому из пп. 8-13, отличающееся тем, что внутри корпуса размещен радиатор для отвода тепла от катододержателя, причем радиатор по меньшей мере частично охватывает наружную поверхность катододержателя и изолирован от электрода для стабилизации дугового разряда.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что радиатор выполнен из меди, при этом между радиатором и корпусом установлен экран из диэлектрического материала.
16. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что упомянутый корпус выполнен из диэлектрического материала и дополнительно содержит вставку из теплопроводящего и электропроводящего материала, в которой выполнен упомянутый канал для вывода NO-содержащего газового потока, причем упомянутая вставка электрически соединена с анодом.
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что электрод для стабилизации дугового разряда установлен с зазором относительно катода и изолирован от анода с помощью диэлектрического уплотнения.
18. Устройство по любому из пп. 16 и 17, отличающееся тем, что внутри корпуса размещен радиатор для отвода тепла от катододержателя, причем радиатор по меньшей мере частично охватывает наружную поверхность катододержателя и изолирован от электрода для стабилизации дугового разряда.
19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что радиатор выполнен из меди.
20. Устройство по любому из пп. 1-19, отличающееся тем, что упомянутое средство для охлаждения содержит образованные в корпусе каналы для циркуляции охладителя.
21. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагнетатель для принудительной циркуляции охладителя.
22. Устройство по любому из пп. 10-21, отличающееся тем, что катод и отверстия в аноде и в электроде для стабилизации дугового разряда выполнены цилиндрическими, причем диаметр отверстия в электроде для стабилизации дугового разряда больше или равен диаметру катода и меньше или равен диаметру отверстия в аноде.
23. Устройство по любому из пп. 8-22, отличающееся тем, что катододержатель выполнен из меди.
24. Устройство по любому из пп. 8-23, отличающееся тем, что катод является термохимическим и запрессован в катододержатель.
25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что термохимический катод выполнен из материала IV группы Периодической системы химических элементов.
26. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что термохимический катод выполнен из гафния.
27. Устройство по любому из пп. 10-26, отличающееся тем, что электрод для стабилизации дугового разряда выполнен из меди.
28. Устройство по любому из пп. 1-27, отличающееся тем, что в качестве исходного газа использован атмосферный воздух, а в качестве охладителя использована смесь дистиллированной воды и этилового спирта.
29. Способ формирования NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект, включающий в себя следующие этапы: обеспечивают корпус по меньшей мере с двумя электродами, размещенными внутри упомянутого корпуса, причем упомянутые электроды электрически изолированы друг от друга и между электродами обеспечено межэлектродное пространство, обеспечивают канал для вывода газового потока из межэлектродного пространства и направления указанного NO-содержащего потока для воздействия на биологический объект, охлаждают упомянутый канал для вывода газового потока и по меньшей мере один из упомянутых электродов, подают исходный газ, содержащий по меньшей мере кислород и азот, в межэлектродное пространство и формируют, и поддерживают дуговой разряд постоянного тока между упомянутыми по меньшей мере двумя электродами в межэлектродном пространстве для образования NO-содержащего газового потока, для фиксации содержания оксида азота в NO-содержащем газовом потоке и охлаждения до температуры, пригодной для воздействия на биологический объект, обеспечивают прохождение NO-содержащего газового потока по упомянутому каналу для вывода газового потока.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что для формирования дугового разряда между электродами на этих электродах обеспечивают постоянное напряжение холостого хода и формируют по меньшей мере один высоковольтный импульс, при котором между электродами возникает искровой разряд, причем величину напряжения холостого хода выбирают такой, чтобы обеспечить переход искрового разряда в стационарный дуговой.
31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что напряжение холостого хода выбирают равным по меньшей мере 400 В, а высоковольтное импульсное напряжение выбирают равным по меньшей мере 5 кВ.
32. Способ по п. 29, отличающийся тем, что стационарный дуговой разряд постоянного тока поддерживают током, равным по меньшей мере 2,3 А. (Патент РФ на изобретение №2183474, м. кл. А61М 11/00, опубл. 20.06.2002).
Недостатком известного способа и устройства является недостаточная скорость NO-содержащего потока, не обеспечивающая эффективность воздействия NO-содержащего потока на биологический объект.
Целью изобретения является разработка способа и устройства для формирования высокоскоростного NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект. Это осуществляется путем смешения высокоскоростного воздушного потока с низкоскоростным NO-содержащим потоком.
Технический результат по способу достигается тем, что способ формирования высокоскоростного NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект включает формирование высокоскоростного воздушного потока, путем создания в камере высокого давления, определенного избыточного давления воздуха и осуществлении его истечения, через формирующее поток сопло, при этом смешивание высокоскоростного воздушного потока и NO-содержащего газового потока осуществляется в смесительной камере, через которую проходит высокоскоростной воздушный поток и поступает NO-содержащий газовый поток с контролем его поступления.
Технический результат по устройству достигается тем, что устройство для формирования высокоскоростного NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект включает индикатор давления и последовательно соединенные камеру высокого давления, формирующее поток сопло и смесительную камеру, причем вход камеры высокого давления подключается к выходу компрессора, а вход смесительной камеры соединен с индикатором давления и выходом устройства для формирования NO-содержащего газового потока, выход смесительной камеры является выходом устройства.
На чертеже приведена структурная схема устройства для формирования высокоскоростного NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект, где: 1 - индикатор давления; 2 - камера высокого давления; 3 - формирующее поток сопло; 4 - смесительная камера.
Устройство для формирования высокоскоростного NO-содержащего газового потока для воздействия на биологический объект включает индикатор 1 давления и последовательно соединенные камеру 2 высокого давления, формирующее поток сопло 3 и смесительную камеру 4, причем вход камеры 2 высокого давления подключается к выходу компрессора, а вход смесительной камеры 4 соединен с индикатором 1 давления и выходом устройства для формирования NO-содержащего газового потока, выход смесительной камеры 4 является выходом устройства.
Устройство функционирует следующим образом. Сжатый компрессором воздух, поступает в камеру 2 высокого давления. Формирующее поток сопло 3 создает высокоскоростной воздушный поток, который, через смесительную камеру 4, поступает на выход устройства. Скорость воздушного потока регулируется давлением в камере 2 высокого давления. NO-содержащий газовый поток, от устройства для формирования NO-содержащего газового потока, поступает в смесительную камеру 4, где смешивается с высокоскоростным воздушным потоком и поступает на выход устройства. Индикатор 1 давления индицирует факт поступления в смесительную камеру 4, NO-содержащего газового потока.
На выходе устройства формируется высокоскоростной NO-содержащий газовый поток для воздействия на биологический объект.