AT409715B

AT409715B - Device for carrying out cryosurgical interventions, especially for treating tumors, has evaporated cryogenic medium carried away via return flow lines

Info

Publication number: AT409715B
Application number: AT20399A
Authority: AT
Inventors: Nikolai Dr Korpan; Jaroslav Dipl Ing Zharkov
Original assignee: Nikolai Dr Korpan; Jaroslav Dipl Ing Zharkov
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2002-10-25
Also published as: ATA20399A

Abstract

The cryoinstrument has a housing (1) with a line for direct (2) and return (3) flow of a cryogenic medium, e.g. liquid nitrogen, with at least one closed end piece (4) forming a working surface (5) with an exterior side for cooling a tissue and a temperature sensor (7). An element is mounted in the housing with a porous structure (8) with its degree of porosity and pore size increasing from inside to outside so that the capillary forces of the porous structure are greater than the vapor pressure of any cryogenic medium evaporated on ridges (9). The evaporated cryogenic medium is carried away via lines for the return flow, if appropriate in channels (10) between the ridges, so that the liquid phase in the porous layer is unaffected.

Description

       

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   Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kryoapplikator, insbesondere für chirurgische Eingriffe im medizinischen Bereich, mit einem Gehäuse, einer Zufuhrleitung und einer Abfuhrleitung für ein kryogenes Medium, sowie mit einer gut   wärmeleitenden   Platte zur thermischen Behandlung von Gewebe, wobei die Platte an der Innenseite Rippen aufweist, zwischen denen Kanäle zum Durchtritt des verdampften kryogenen Mediums ausgebildet sind und die mit einer Schicht verbunden sind, die eine porige Struktur aufweist, deren   Porositätsgrad   zu den Kanalen hin zunehmend ausgeführt ist
Kryogene Systeme werden vorwiegend   als kryochlrurgische   Gerate fur die Krebsbehandlung erfolgreich eingesetzt.

   Weitere medizinische Anwendungsgebiete sind   Folgende Aiigemeinchirur-   gie, Urologie,   Gynäkologie, HNO- und   Augenkrankheiten, plastische Chirurgie, Kieferchirurgie, Orthopädie, Veterinärmedizin, Phytopathologie und dergleichen. 



   Bekannte Geräte dieser Gattung haben den Nachteil, dass die Stabilisierung sowohl von vorgegebenen Eingaben mit Überdruck eines kryogenen Systems für die kryogene Einwirkung auf das biologische Gewebe als auch die Dosierung des kryogenen Mediums bei verschieden grossen Arbeitsflachen des Kryoinstrumentes nicht genau und kontinuierlich dauernd erreicht werden kann und damit die vorgegebene Temperatur der kryogenen Einwirkung nicht präzise kontinuierlich dauernd beibehalten werden kann, sodass die exakte Kryodestruktion des pathologischen Gewebes, insbesondere des bösartigen Gewebes, nicht gesichert ist und es zu einem Rezidiv (Nachwachstum) des Tumors kommen kann. 



   Die WO 96/17554 zeigt ein kryochirurgisches System mit einem Kryoinstrument, das über eine Leitung mit einem Kryostat verbunden ist. Ein Problem bei einem solchen Kryoinstrument ist, dass die Wärme aus dem Gewebe rasch und mit möglichst geringen Verlusten über das Kryoinstrument abgeführt werden soll, um eine schnelle und vollständige Gewebedestruktion zu erreichen. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, den   Wärmeübergang   zu verbessern, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und die medizinischen Effekte abzusichern. 



   Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass sich die Zufuhrleitung bis unmittelbar zur Schicht hin erstreckt und im Endbereich Ausströmöffnungen für das kryogene Medium aufweist
Durch die erfindungsgemässe Losung wird erreicht, dass ein schneller und vollständiger Wärmeübergang am Kryoapplikator stattfindet, so dass die obigen Aufgaben gelöst werden können. 



   Durch die besondere Ausbildung der Zufuhrleitung kann verhindert werden, dass der Hinstrom und der Rückstrom des kryogenen Mediums interferieren und ein unerwünschter Warmeubergang stattfindet. 



   In der Folge wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten   Ausführungsbeispiels   nä- her erläutert. Die Figur zeigt einen erfindungsgemässen Kryoappiikator im Schnitt. 



   Der Kryoapplikator besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer Zufuhrleitung 2 für das kryogene
Medium und einer Abfuhrleitung 3 für den Rückstrom. Das Gehäuse 1 besteht beispielsweise aus
Metall und kann unterschiedliche Querschnittsformen wie etwa rund aufweisen. Als Endstück ist eine Platte 4 aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus sauerstofffreiem Kupfer vorgesehen, die mit gleichmässig senkrecht an der Innenseite angeordneten Rippen 5 ausgestattet ist. Zwischen den Rippen 5 sind Kanäle 6 ausgebildet, durch die das verdampfte kryogene Medium
In die Abfuhrleitung 3 ruckgeführt wird An der Innenseite der mit den Rippen 5 versehenen Platte 4 ist eine Schicht 7 mit einer porigen Struktur aufgeschweisst. Die Struktur ist mit einem Diffusions- schweissverfahren aufgeschweisst und aus fehlorientierten Kupferdrahtabschnitten aufgebaut.

   Das
Porositätsverhältnis und die Porengrossen sind veränderlich, sie werden kleiner, wenn sie sich der
Rippenkante nähern. Das flüssige kryogene Medium wird der porigen Schicht 7 zugeführt, einge- zogen und in Folge von Kapillarkräfte festgehalten. Das Sieden des flüssigen kryogenen Mediums und die Wärmeabfuhr von dem biologischen Gewebe erfolgen an der Grenze zwischen der porigen
Schicht 7 und der Kanten der Rippen 5. Durch die Wahl des Porositätsgrades sind die kapillaren
Kräfte stärker als der Dampfdruck, so dass ausschliesslich das verdampfte kryogene Medium durch die Kanale 6 zwischen den Rippen 5 in die Abfuhrleitung 3 abgeführt wird. Dadurch wird die   flussl-   ge Phase in der porigen Schicht 7 nicht beeinflusst. 



   Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine erhebliche Steigerung des thermodynamischen Wir- kungsgrades bei Kryoapplikatoren.



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   The present invention relates to a cryoapplicator, in particular for surgical interventions in the medical field, with a housing, a feed line and a discharge line for a cryogenic medium, and also with a heat-conducting plate for the thermal treatment of tissue, the plate having ribs on the inside, between which channels are formed for the passage of the vaporized cryogenic medium and which are connected to a layer which has a porous structure, the degree of porosity of which is increasing towards the channels
Cryogenic systems are mainly used successfully as cryochlorurgical devices for cancer treatment.

   Further medical fields of application are the following general surgery, urology, gynecology, ENT and eye diseases, plastic surgery, maxillofacial surgery, orthopedics, veterinary medicine, phytopathology and the like.



   Known devices of this type have the disadvantage that the stabilization of predetermined inputs with overpressure of a cryogenic system for the cryogenic effect on the biological tissue as well as the dosage of the cryogenic medium cannot be achieved continuously and precisely with different working surfaces of the cryogenic instrument and So that the specified temperature of the cryogenic action cannot be continuously and precisely maintained, so that the exact cryodestruction of the pathological tissue, in particular of the malignant tissue, is not ensured and the tumor can relapse (regrowth).



   WO 96/17554 shows a cryosurgical system with a cryogenic instrument which is connected to a cryostat via a line. A problem with such a cryogenic instrument is that the heat from the tissue should be dissipated quickly and with as little loss as possible via the cryogenic instrument in order to achieve rapid and complete tissue destruction.



   The object of the invention is to improve the heat transfer in order to increase the efficiency and to ensure the medical effects.



   According to the invention, it is provided that the feed line extends directly to the layer and has outflow openings for the cryogenic medium in the end region
The solution according to the invention ensures that rapid and complete heat transfer takes place at the cryoapplicator, so that the above objects can be achieved.



   The special design of the supply line can prevent the upstream and the downstream flow of the cryogenic medium from interfering and an undesired heat transfer taking place.



   The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiment shown in the figure. The figure shows a cryoapplicator according to the invention in section.



   The cryoapplicator consists of a housing 1 with a supply line 2 for the cryogenic
Medium and a discharge line 3 for the backflow. The housing 1 consists of, for example
Metal and can have different cross-sectional shapes such as round. A plate 4 made of a good heat-conducting material, preferably made of oxygen-free copper, is provided as the end piece and is equipped with ribs 5 arranged uniformly vertically on the inside. Between the ribs 5 channels 6 are formed through which the evaporated cryogenic medium
Is led back into the discharge line 3 On the inside of the plate 4 provided with the ribs 5, a layer 7 with a porous structure is welded on. The structure is welded using a diffusion welding process and made up of misoriented copper wire sections.

   The
Porosity ratio and the pore sizes are variable, they become smaller when they change
Approach rib edge. The liquid cryogenic medium is fed to the porous layer 7, drawn in and held in place as a result of capillary forces. The boiling of the liquid cryogenic medium and the heat removal from the biological tissue take place at the boundary between the porous
Layer 7 and the edges of the ribs 5. By choosing the degree of porosity the capillaries are
Forces stronger than the vapor pressure, so that only the evaporated cryogenic medium is discharged through the channels 6 between the ribs 5 into the discharge line 3. This does not affect the flux phase in the porous layer 7.



   The present invention enables a significant increase in the thermodynamic efficiency in cryoapplicators.

Claims

PATENT CLAIM: Cryoapplicator, in particular for surgical interventions in the medical field with a housing (1), a feed line (2) and a discharge line (3) for a cryogenic medium, and with a heat-conducting plate (4) for the thermal treatment of tissue, whereby the plate (4) has ribs (5) on the inside, between which channels are formed for the passage of the vaporized cryogenic medium and which are connected to a layer (7) which has a ponge structure, the degree of porosity of which increasingly increases towards the channels characterized in that the feed line (2) extends directly to the layer (7) and has outflow openings for the cryogenic medium in the end region