RU2483691C2

RU2483691C2 - Cryosyrgical apparatus

Info

Publication number: RU2483691C2
Application number: RU2011109077/14A
Authority: RU
Inventors: Валентин Николаевич Павлов; Сергей Владимирович Кунгурцев; Дмитрий Валерьевич Кулаков
Original assignee: Валентин Николаевич Павлов; Сергей Владимирович Кунгурцев; Дмитрий Валерьевич Кулаков
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2013-06-10
Also published as: RU2011109077A

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment and can be used in surgery for cryodestruction of pathological neoplasms. Cryosurgical apparatus includes reservoir with liquid nitrogen, thermally insulated tubes of refrigerant supply and removal, working tip and system of gas pump down, made in form of roughing-down pump. Reverse valve is installed on inlet of thermally insulated tube of refrigerant supply, electromagnetic two-way valve with throttle is installed on inlet of forevacuum pump. Cryosurgical apparatus is provided with external system of gas supply and detachable cryoinstrument, on whose distal end working tip is placed.

EFFECT: application of invention makes it possible to force mode of tip warming up.

1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и ориентировано на деструкцию патологических биологических тканей путем их форсированного замораживания до температур, близких к - 208°С. 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, как один из аналогов в своем классе криохирургический аппарат (RU №2301043, 2007), содержащий вакуумно-изолированную емкость для криоагента, разъемно соединенный с нею патрон, Г-образную капиллярную трубку, вертикальная часть которой проходит через патрон и сообщена с криоагентом емкости, а горизонтальная - с наконечником-зондом, магистраль отвода газов, регулятор давления, отличающийся тем, что регулятор давления установлен на патроне и по входу сообщен через него с упомянутой емкостью, а также с отверстием сброса газа, выполненным в корпусе регулятора давления, в корпусе которого размещен также подпружиненный предохранительный клапан, имеющий сквозной осевой канал и конусообразный конец, взаимодействующий с седлом, установленным на входе регулятора давления, кроме того, предохранительный клапан снабжен регулировочной гайкой, регулирующей давление срабатывания предохранительного клапана за счет регулирования силы поджатия регулировочной пружины, при этом положение регулировочной гайки фиксировано контргайкой, в осевом отверстии этих гаек на резьбе пропущен винт, взаимодействующий с рукояткой управления подачей криоагента в наконечник. 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.The invention relates to medical equipment and is focused on the destruction of pathological biological tissues by forced freezing to temperatures close to -208 ° C. Many cryosurgical instruments are known for the manual execution of various operations and hardware systems based on the use of the properties of such used refrigerants as solid carbon dioxide, nitrous oxide and liquid nitrogen - the most effective of all possible refrigerants. It is known, for example, as one of the analogues in its class, a cryosurgical device (RU No. 2301043, 2007), containing a vacuum-insulated container for a cryoagent, a cartridge detachably connected to it, an L-shaped capillary tube, the vertical part of which passes through the cartridge and communicates with the cryoagent of the container, and the horizontal one with a probe tip, a gas exhaust pipe, a pressure regulator, characterized in that the pressure regulator is mounted on the cartridge and communicated through it with the mentioned container, as well as with a gas outlet, mounted in the pressure regulator body, in the body of which there is also a spring-loaded pressure relief valve having a through axial channel and a tapered end interacting with a seat mounted at the pressure regulator inlet, in addition, the pressure relief valve is equipped with an adjusting nut that regulates the pressure of the pressure relief valve by adjusting the preload force of the adjustment spring, while the position of the adjustment nut is fixed by a lock nut, in the axial hole of these nuts on the thread omitted screw cooperating with the feed control handle cryoagent the handpiece. This is a typical analogue of a hand-held cryotool, simplifying the regulation of excess steam pressure in a container with liquid nitrogen and its supply to the tip, with a limited cycle time and spatial manipulation of the cryoapplicator, as it is impossible to transfer the container with liquid nitrogen to the horizontal or upside down position - liquid nitrogen will pour out through the valves. The second disadvantage of this tool is the very high temperature of its tip, which leads to its low cooling capacity; which is a consequence of the accepted method of supplying refrigerant - injection through the capillary into the tip, i.e. inevitable starting overheating of the refrigerant in the tank in order to create the necessary excess vapor pressure of the refrigerant.

Известен также один из наиболее совершенных криохирургических аппаратов - аналогов, выполненный по А.С. СССР №1102096. Этот аппарат содержит криоинструмент, включающий в себя теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, источник хладагента, соединенный с криоинструментом гибкой гидромагистралью и включающий в себя электромагнитные клапаны жидкого и газообразного хладагента, испаритель, клапан регулировки давления и датчик давления, терморегулятор, соединенный непосредственно с задатчиком температуры с реле времени через кнопочный переключатель с измерителем температуры. В этом аппарате поставленная цель стабилизации температуры достигается тем, что он снабжен последовательно соединенным компаратором, блоком управления электромагнитными клапанами жидкого и газообразного хладагента и регулятором давления. Заметим, что этот аппарат особенно полезен в исследовательских задачах практической хирургии, когда регулирование температуры хладагента дает информацию о кинетике процессов замораживания в различных биологических тканях. Однако в криохирургии важнейшим показателем эффективного аппарата является не стабильность задаваемой температуры, а холодопроизводительность процесса замораживания и минимальная температура в наконечнике криоинструмента. По этим показателям аналог превращает изначально жидкий азот в хладагент с худшими свойствами, поскольку подъем давления пара в его герметичной емкости до разрешенных 3,5 атм повышает равновесную температуру кипения жидкого азота почти на 9 градусов, одновременно снижая его скрытую теплоту испарения на 300 джоулей на моль [1] по сравнению с нормальными условиями кипения жидкого азота. Метод нагнетания хладагента в наконечник криоинструмента, принятый в аналоге, является принципиальным ограничением рабочих характеристик практически всех существующих в мире криохирургических аппаратов. К недостаткам аналога относится также недопустимо большая тепловая инерционность подготовки аппарата к работе и его переходных режимов.Also known is one of the most advanced cryosurgical devices - analogues, made according to A.S. USSR No. 1102096. This apparatus contains a cryo-tool, including a heat exchanger, an electric heater and a temperature sensor, a refrigerant source connected to the cryo-tool with a flexible hydraulic line and including solenoid valves for liquid and gaseous refrigerant, an evaporator, a pressure control valve and a pressure sensor, a temperature regulator connected directly to the temperature setpoint with a time relay via a push-button switch with a temperature meter. In this apparatus, the goal of temperature stabilization is achieved by the fact that it is equipped with a serially connected comparator, a control unit for electromagnetic valves of liquid and gaseous refrigerant and a pressure regulator. Note that this apparatus is especially useful in the research problems of practical surgery, when the regulation of the temperature of the refrigerant gives information about the kinetics of the freezing processes in various biological tissues. However, in cryosurgery, the most important indicator of an effective apparatus is not the stability of the set temperature, but the cooling capacity of the freezing process and the minimum temperature at the tip of the cryotool. According to these indicators, the analogue initially turns liquid nitrogen into a refrigerant with worse properties, since raising the vapor pressure in its sealed container to a permitted 3.5 atm increases the equilibrium boiling point of liquid nitrogen by almost 9 degrees, while reducing its latent heat of evaporation by 300 joules per mole [1] compared to normal boiling conditions of liquid nitrogen. The method of injecting refrigerant into the tip of the cryotool, adopted in the analogue, is a fundamental limitation of the performance of almost all cryosurgical devices existing in the world. The disadvantages of the analogue also include the unacceptably large thermal inertia of the preparation of the apparatus for operation and its transitional modes.

Более мощным и богатым по своим методическим возможностям является прототип, защищенный патентом (RU №2053719, 1992). Прототип содержит резервуар с жидким азотом, трубки подвода и отвода хладагента, соединенные с рабочим наконечником открытого типа с расширительной камерой и систему откачки, при этом резервуар с жидким азотом снабжен предохранительным обратным клапаном, трубка подачи хладагента теплоизолирована и снабжена дросселем на входе, а на выходе трубки отвода хладагента установлены электромагнитный затвор, соединенный с реле времени, и система откачки, выполненная в виде форвакуумного насоса, а на наконечнике дополнительно установлена сменная насадка, выполненная в форме тубуса, дистальный конец которой перекрыт мелкоячеистой сеткой. Прототип позволил заменить нагнетание жидкого хладагента в рабочую камеру с наконечником откачкой его пара из этой камеры и, таким образом, сместить термодинамический процесс кипения жидкого азота в сторону уменьшения температуры хладагента почти до тройной точки и повысить скрытую теплоту испарения почти на 300 джоулей на моль хладагента. Кроме того, этот прототип дал впервые возможность выполнять замораживание тканей открытой двухфазной струей переохлажденного жидкого азота при ограничении замораживаемой зоны автоматически присасываемым полым колпачком и полной безопасности операции как для пациента, так и для хирурга. К недостатку прототипа относится невозможность быстрого отъема его рабочего наконечника от замороженной и прилипшей к нему ткани, особенно когда пациента нельзя держать долго в состоянии наркоза.More powerful and rich in its methodological capabilities is the prototype, protected by a patent (RU No. 2053719, 1992). The prototype contains a liquid nitrogen tank, refrigerant inlet and outlet pipes connected to an open type working tip with an expansion chamber and a pumping system, while the liquid nitrogen tank is equipped with a safety non-return valve, the refrigerant supply pipe is thermally insulated and equipped with a throttle at the inlet and at the outlet refrigerant exhaust pipes are equipped with an electromagnetic shutter connected to a time relay, and a pumping system made in the form of a fore-vacuum pump, and an additional I tip made in the shape of a tube, the distal end of which is blocked by fine mesh. The prototype made it possible to replace the injection of liquid refrigerant into the working chamber with a tip by pumping its vapor out of this chamber and, thus, to shift the thermodynamic process of boiling liquid nitrogen to the side of lowering the temperature of the refrigerant to almost a triple point and increase the latent heat of vaporization by almost 300 joules per mole of refrigerant. In addition, this prototype made it possible for the first time to perform tissue freezing with an open two-phase jet of supercooled liquid nitrogen while restricting the frozen zone to an automatically suction hollow cap and complete operation safety for both the patient and the surgeon. The disadvantage of the prototype is the impossibility of quickly removing its working tip from the frozen and adhered tissue, especially when the patient cannot be kept for a long time in anesthesia.

Задачей изобретения является форсирование режима отогрева рабочего наконечника КХА при сохранении методических возможностей аналогов и прототипа. Поставленная задача решается 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. На фигуре 1 показана общая схема КХА, где: 1 - резервуар для жидкого азота, 2 - вакуумно-теплоизолированный сифон, 3 - трубка подвода жидкого азота, 4 - обратный клапан, 5 - боковая трубка, 6 - электронагреватель, 7 - электромагнитный клапан, 8 - разъемный узел, 9 - гибкий шланг, 10 - внешняя система газообеспечения, 11 - гибкий вакуум-провод, 12 - разъемный узел, 13 - электромагнитный двухходовой клапан, 14 - дроссель, 15 - форвакуумный насос, 16 - криоинструмент, 17 - разъемный узел, 18 - трубка отвода хладагента (паропровод), 19 - наконечник (аппликатор). Резервуар 1 для жидкого азота представляет собой сосуд Дьюара, горловина которого всегда открыта в атмосферу, и в него погружена до дна нижняя часть вакуумно-теплоизолированного сифона 2. Внутри сифона 2 проходит трубка подвода 3 жидкого азота, на входе которой установлен обратный клапан 4. Клапан 4 запирает вход трубки 3, если давление хладагента в ней превышает атмосферное и не мешает протоку жидкого азота, если давление падает ниже атмосферного. Трубка подвода 3 жидкого азота соединена на высоте выше уровня жидкого азота в резервуаре 1 через боковую трубку 5 с электронагревателем 6 и через электромагнитный клапан 7 и разъем 8 гибким шлангом 9 с внешней системой газообеспечения 10. Внешняя система газообеспечения 10 состоит из баллона высокого давления со сжатым сухим воздухом, азотом или иным инертным газом с запорным вентилем и редуктором на нем. Электронагреватель 6 для газа из баллона может быть размещен на боковой трубке 5 за электромагнитным клапаном 7 как внутри, так и снаружи вакуумной рубашки сифона 2. Вместо электронагревателя можно применить термостат или водяную баню. Система откачки пара жидкого азота включает в себя вакуум-провод 11, разъемный узел 12, электромагнитный двухходовой клапан 13 с дросселем 14 и форвакуумный насос 15.The objective of the invention is to speed up the heating mode of the working tip KHA while maintaining the methodological capabilities of analogues and prototype. The problem is solved in that in the cryosurgical apparatus, which includes a tank with liquid nitrogen, insulated refrigerant inlet and outlet pipes connected to the working tip, and a pumping system installed at the outlet of the refrigerant exhaust pipe and made in the form of a fore-vacuum pump, and an external system gas supply, a non-return valve is installed at the inlet of the heat-insulated refrigerant supply pipe, and an electromagnetic two-way valve with a throttle is installed at the inlet of the fore-vacuum pump, while working The th tip is made in the form of a removable cryotool. The figure 1 shows the General scheme of KHA, where: 1 - a tank for liquid nitrogen, 2 - a vacuum heat-insulated siphon, 3 - a pipe for supplying liquid nitrogen, 4 - a check valve, 5 - a side pipe, 6 - an electric heater, 7 - an electromagnetic valve, 8 - a detachable assembly, 9 - a flexible hose, 10 - an external gas supply system, 11 - a flexible vacuum wire, 12 - a detachable assembly, 13 - an electromagnetic two-way valve, 14 - an inductor, 15 - a foreline pump, 16 - a cryotool, 17 - detachable node, 18 - refrigerant pipe (steam line), 19 - tip (applicator). The tank 1 for liquid nitrogen is a Dewar vessel, the neck of which is always open to the atmosphere, and the lower part of the vacuum-heat-insulated siphon 2 is immersed into the bottom. Inside the siphon 2 there is a supply pipe 3 of liquid nitrogen, at the inlet of which a non-return valve 4 is installed. Valve 4 closes the inlet of the tube 3 if the refrigerant pressure in it exceeds atmospheric and does not interfere with the flow of liquid nitrogen if the pressure drops below atmospheric. The supply pipe 3 of liquid nitrogen is connected at a height above the level of liquid nitrogen in the tank 1 through a side pipe 5 with an electric heater 6 and through an electromagnetic valve 7 and connector 8 with a flexible hose 9 with an external gas supply system 10. The external gas supply system 10 consists of a high-pressure cylinder with a compressed dry air, nitrogen or other inert gas with a shut-off valve and gearbox on it. An electric heater 6 for gas from a cylinder can be placed on the side tube 5 behind the solenoid valve 7 both inside and outside the vacuum jacket of the siphon 2. Instead of an electric heater, you can use a thermostat or a water bath. The liquid nitrogen vapor pumping system includes a vacuum wire 11, a detachable assembly 12, an electromagnetic two-way valve 13 with a throttle 14, and a fore-vacuum pump 15.

Клапан 13 подключает к вакуум-проводу 11 либо дроссель 14, либо форвакуумный насос 15. Система откачки пара жидкого азота и трубка подвода 3 жидкого азота подключены к криоинструменту 16 через разъемные узлы 17 и соответственно через гибкие участки трубки отвода хладагента 18 (паропровода) и трубки подвода 3 жидкого азота. Соединения криоинструмента 16 в разъемных узлах 17 выполнены герметичными, но с возможностью проскальзывания в них трубок подвода 3 жидкого азота и отвода его пара самого криоинструмента 16, когда потребуется легко поворачивать криоинструмент за счет взаимного перехлеста подключенных к нему их гибких участков. Гибкий шланг 9 и гибкий вакуум-провод 11 должны иметь длину, достаточную для почти полного оборота сифона 2 вокруг вертикальной оси. При выполнении этих двух условий КХА позволит хирургу легко манипулировать криоинструментом в полном сферическом угле. Существенными отличительными признаками такого КХА являются введенные в его принципиальную схему обратный клапан 4, электромагнитный двухходовой клапан 13 и дроссель 14. Именно эти узлы позволяют решить задачу форсирования отогрева криоинструмента КХА за счет подъема плотности и допустимой температуры используемого и нагреваемого дешевого газа, пренебрегая известным решением (SU 1217377 А, 04.06.1984), предлагающим использовать для этой цели дросселирование в криоаппликаторе дорогостоящего или, хуже того, взрывоопасного газа, температура инверсии которого ниже температуры окружающей среды; например, гелия, неона или водорода, априори неприемлемых в практике медицинских центров. Кроме того, КХА по жестким требованиям хирургии должен быть оснащен съемным, стерилизуемым по принятым методикам криоинструментом 16. В качестве форвакуумного насоса может использоваться любой насос с остаточным разрежением не ниже 150 мм ртутного столба и не дающий масляного выхлопа в операционное помещение. Скорость его откачки определит холодопроизводительность и уровень температуры, достигаемые в наконечнике КХА. Управлять криохирургическим аппаратом лучше всего через компьютер с помощью двух измерителей - регуляторов температуры ТРМ 201, принимающих показания двух термопар, одна из которых установлена на трубке подвода 3 жидкого азота в месте ее соединения с боковой трубкой 5, а вторая - на входе паропровода 18. Работает КХА следующим образом. Предварительно стерилизованный криоинструмент 16 присоединяют в разъемных узлах 17 к остальной части аппарата и позиционируют криоинструмент с выбранным наконечником (аппликатором) на конкретном участке опухоли оперируемого пациента. КХА готов к работе, когда: резервуар 1 с жидким азотом всегда открыт на атмосферу, запорный вентиль на баллоне с газом открыт, и вся внешняя система газообеспечения 10 со шлангом 9 заполнена газом при давлении до трех атмосфер вплоть до закрытого электромагнитного клапана 7, клапан 14 находится в обесточенном стартовом состоянии, когда вход в насос 15 закрыт, а пар жидкого азота, поднявшегося в трубке подвода 3 через открытый обратный клапан 4 до его уровня в резервуаре 1, может свободно проходить по всей цепи крио- и газопроводов и выходить в атмосферу через дроссель 14. До начала операции выбирается на компьютере режим охлаждения, и задается нужная экспозиция. При команде «Охлаждение» включается форвакуумный насос 15, одновременно электромагнитный двухходовой клапан 13 открывает вакуум-провод 11, но при этом закрывает проход газа по дросселю 14. Во всей цепи крио- и газопроводов резко понижается давление ниже атмосферного, и под действием отрицательного градиента давления жидкий азот устремляется из резервуара 1 через открытый клапан 4 по трубке подвода 3 в криоинструмент 16 и его наконечник (аппликатор) 19, в котором жидкий азот интенсивно кипит, понижая свою температуру до равновесного значения, определяемого динамическим давлением его пара, и отбирает тепло от ткани через стенку аппликатора (или прямым орошением ткани переохлажденной струей двухфазного хладагента в случае применения аппликатора 19 открытого типа в виде тубуса). По окончании экспозиции компьютер останавливает режим охлаждения; при этом форвакуумный насос 15 выключается, а клапан 13 закрывается, открывая выход остаткам холодного пара азота через дроссель 14 в атмосферу. Хирург может по своему усмотрению вмешаться в ход процесса охлаждения и моментально прервать его или пролонгировать. Переход в режим отогрева также моментальный, но его длительность можно не программировать: для его окончания предусмотрена автоматическая остановка режима, как только температура теплого газа на входе в паропровод 18 превысит установленный допустимый предел для прилегающих к аппликатору тканей. Отогрев протекает следующим образом. При запуске режима «Отогрев» компьютер открывает электромагнитный клапан 7 и одновременно включает электронагреватель 6, при этом газ сухого азота при избыточном давлении в 1-3 атмосферы нагревается в электронагревателе 6 до температуры не выше 100°С и через боковую трубку 5 врывается в трубку подвода 3 жидкого азота. Скачок давления газа в трубке подвода 3 приводит к моментальному захлопыванию обратного клапана 4 и течению горячего газа только в сторону наконечника 19. Отогревая наконечник 19, остывающий газ сбрасывается в атмосферу по паропроводу 18 и вакуум-проводу 11 через дроссель 14. Компьютер ведет также ежесекундную запись обоих режимов работы КХА. Такой криохирургический аппарат изготовлен, прошел технические испытания и (в комплекте с четырьмя криоинструментами с наконечниками от 3 до 8 мм для нейрохирургии) передан в РНЦХ РАМН им. Б.В.Петровского. В одной из моделей КХА на поверхности наконечника криоинструмента в атмосфере получена температура - 207°С. Эллипсоид льда с осями 27 и 22 мм намерзает на наконечнике диаметром 4,5 мм за 5 минут и сваливается с него при отогреве через 2,5 минуты. К настоящему времени проведены пять успешных операций на головном мозге пяти пациентам.The valve 13 connects to the vacuum wire 11 either a throttle 14 or a fore-vacuum pump 15. The liquid nitrogen vapor pumping system and the liquid nitrogen supply pipe 3 are connected to the cryotool 16 through detachable nodes 17 and, accordingly, through flexible sections of the refrigerant pipe 18 (steam line) and pipe supply of 3 liquid nitrogen. The connections of the cryotool 16 in the detachable nodes 17 are sealed, but with the possibility of slipping in them the liquid nitrogen supply tubes 3 and removing its vapor of the cryotool 16 itself, when it is necessary to easily turn the cryotool due to the mutual overlap of their flexible sections connected to it. The flexible hose 9 and the flexible vacuum wire 11 must have a length sufficient for an almost complete revolution of the siphon 2 around a vertical axis. When these two conditions are met, KHA will allow the surgeon to easily manipulate the cryo-tool in full spherical angle. The essential distinguishing features of such a KHA are the check valve 4, the electromagnetic two-way valve 13 and the throttle introduced into its circuit diagram. It is these nodes that allow us to solve the problem of forcing the heating of the KHA cryotool by raising the density and allowable temperature of the used and heated cheap gas, neglecting the known solution ( SU 1217377 A, 06/04/1984), proposing to use for this purpose throttling in the cryoapplicator of an expensive or, worse, explosive gas, the temperature is inver uu is below ambient temperature; for example, helium, neon or hydrogen, a priori unacceptable in the practice of medical centers. In addition, KHA according to strict surgical requirements must be equipped with a removable cryo-instrument 16 that is sterilized according to accepted methods. Any pump with a residual vacuum of at least 150 mm Hg and not giving an oil exhaust to the operating room can be used as a foreline pump. Its pumping speed will determine the cooling capacity and temperature level achieved at the KHA tip. It is best to control the cryosurgical device through a computer using two meters - temperature regulators TPM 201, which take the readings of two thermocouples, one of which is installed on the supply pipe 3 of liquid nitrogen at the junction with the side pipe 5, and the second at the inlet of the steam pipe 18. Works KHA as follows. The pre-sterilized cryotool 16 is connected in detachable nodes 17 to the rest of the apparatus and the cryotool with the selected tip (applicator) is positioned on a specific tumor site of the patient being operated on. KHA is ready to work when: the tank 1 with liquid nitrogen is always open to the atmosphere, the shut-off valve on the gas cylinder is open, and the entire external gas supply system 10 with a hose 9 is filled with gas at a pressure of up to three atmospheres up to the closed solenoid valve 7, valve 14 is in a de-energized starting state, when the inlet to the pump 15 is closed, and the vapor of liquid nitrogen, which has risen in the supply pipe 3 through the open check valve 4 to its level in the tank 1, can freely pass through the entire chain of cryo- and gas pipelines and enter the atmosphere feru through the inductor 14. Before the operation starts, the cooling mode is selected on the computer and the desired exposure is set. With the “Cooling” command, the fore-vacuum pump 15 is turned on, at the same time the electromagnetic two-way valve 13 opens the vacuum wire 11, but at the same time closes the gas passage through the throttle 14. In the entire chain of cryo- and gas pipelines, the pressure drops below atmospheric pressure and under the influence of a negative pressure gradient liquid nitrogen rushes from the tank 1 through an open valve 4 through the supply pipe 3 to the cryotool 16 and its tip (applicator) 19, in which liquid nitrogen boils intensively, lowering its temperature to an equilibrium value, op edelyaemogo dynamic pressure of its vapor, and extracts heat from the tissue through the wall of the applicator (or direct irrigation tissue subcooled refrigerant two-phase stream in the case of an open type applicator 19 in the form of a tube). At the end of the exposure, the computer stops the cooling mode; while the fore-vacuum pump 15 is turned off, and the valve 13 is closed, opening the outlet to the remaining cold nitrogen vapor through the throttle 14 into the atmosphere. The surgeon may, at his discretion, intervene in the course of the cooling process and immediately interrupt or prolong it. The transition to the warm-up mode is also instantaneous, but its duration can not be programmed: to end it, automatic shutdown of the mode is provided as soon as the temperature of the warm gas at the inlet to the steam line 18 exceeds the established allowable limit for the tissues adjacent to the applicator. Heating proceeds as follows. When the "Heating" mode is started, the computer opens the electromagnetic valve 7 and simultaneously turns on the electric heater 6, while the dry nitrogen gas at an overpressure of 1-3 atmospheres is heated in the electric heater 6 to a temperature of no higher than 100 ° C and breaks into the supply tube through the side pipe 5 3 liquid nitrogen. A jump in gas pressure in the supply pipe 3 causes the non-return valve 4 to snap shut and hot gas to flow only towards the tip 19. By heating the tip 19, the cooling gas is discharged into the atmosphere through the steam line 18 and the vacuum wire 11 through the throttle 14. The computer also records every second both modes of operation KHA. Such a cryosurgical apparatus was manufactured, passed technical tests, and (complete with four cryo-instruments with tips from 3 to 8 mm for neurosurgery) was transferred to the RSCH RAMS them. B.V. Petrovsky. In one of the KCA models on the surface of the tip of the cryotool in the atmosphere, a temperature of -207 ° C was obtained. An ice ellipsoid with axes of 27 and 22 mm freezes on a tip with a diameter of 4.5 mm in 5 minutes and falls off it when heated after 2.5 minutes. To date, five successful brain operations have been performed in five patients.

ЛитератураLiterature

1. В.А.Григорьев, Ю.М.Павлов, Е.В.Аметистов.1. V.A. Grigoriev, Yu.M. Pavlov, E.V. Ametistov.

Кипение криогенных жидкостей. М., «Энергия», 1977, с.261.Boiling cryogenic liquids. M., "Energy", 1977, S. 261.

Claims

A cryosurgical apparatus including a tank with liquid nitrogen, insulated refrigerant inlet and outlet pipes connected to a working tip, a gas evacuation system made in the form of a fore-vacuum pump with an electromagnetic valve installed at its inlet, characterized in that at the inlet of a thermally insulated refrigerant supply pipe a non-return valve is installed, an electromagnetic two-way valve with a throttle is installed at the inlet of the fore-vacuum pump, while the cryosurgical unit is equipped with an external system azo supply and a removable cryotool, at the distal end of which there is a working tip.