Вакуумный криотермозонд для деструкции злокачественных опухолей

Abstract

Разработано, изготовлено и испытано несколько конструкций вакуумного криотермозонда, предназначенного для разрушения опухолей путём двух- или трёхкратного замораживания с использованием жидкого азота и последующего активного отогрева до 40°С. Игла криотермозонда имеет длину от 100 до 200 мм и наружный диаметр от 1,5 до 2 мм. Внутри иглы коаксиально расположены две трубки с зазорами между ними, а также пространство для вакуумной термоизоляции, каналы для подачи жидкого азота в периферическую часть иглы и возврата газообразного азота. Концевая часть иглы на протяжении около 20 мм лишена вакуумной термоизоляции и может охлаждаться жидким азотом или нагреваться нагретыми парами азота, при этом температура остальной наружной части иглы отличается от температуры окружающей среды незначительно. Для подачи жидкого и газообразного азота в криотермозонд используется криостат ёмкостью 10 л. Благодаря тому, что криостат может размещаться на расстоянии 0,5–1 м от пациента, гидравлическое сопротивление трубопроводов, соединяющих криостат с криозондом, значительно снижено, и для эффективного охлаждения зонда достаточно поддерживать в криостате давление 2–4 атм.

Розроблено, виготовлено та досліджено декілька конструкцій вакуумного кріотермозонда, пристосованого для руйнування пухлин шляхом дво- або трикратного заморожування з використанням рідкого азоту та наступного активного відігрівання до 40°С. Голка кріотермозонда має довжину від 100 до 200 мм і зовнішній діаметр від 1,5 до 2 мм. Всередині голки коаксіально розташовано дві трубки з проміжками між ними, а також простір для вакуумної термоізоляції, канали для постачання рідкого азоту в периферійну частину голки і повернення газоподібного азоту. Кінцева частина голки на відстані біля 20 мм не має вакуумної термоізоляції і може охолоджуватися рідким азотом або нагріватися нагрітими парами азоту, при цьому температура решти зовнішньої частини голки відрізняється від температури оточуючого середовища незначно. Для постачання рідкого та газоподібного азоту в кріотермозонд використовується кріостат об’ємом 10 л.Завдяки тому, що кріостат може бути розміщено на відстані 0,5–1 м від пацієнта, гідравлічний опір трубопроводів, які з’єднують кріостат з кріозондом, значно знижено, і для ефективного охолодження зонда достатньо підтримувати в кріостаті тиск 2–4 атм.

The authors have designed, manufactured and tested several constructions of vacuum cryo-thermal probe intended for abalation of tumors by two- or three-fold freezing using liquid nitrogen and the following active heating up to 40°C. Needles of cryo-thermal probes are of 100 to 200 mm and from 1.5 to 2 mm outer diameter. The needle has two tubes coaxially arranged inside with the gaps in between, as well as the space for vacuum thermoisolation, channels for supply of liquid nitrogen into peripheral part of needle and retrace of nitrogen vapors. The end of needle is deprived of vacuum thermoisolation over a length of 20 mm and may be cooled by liquid nitrogen or heated by warmed nitrogen vapors, herewith the temperature of the remaining outer part of needle differs insignificantly from the room temperature. Cryostat of 10 l is used to supply liquid and nitrogen vapors into cryo-thermal probe. Due to the fact that cryostat may be placed in 0.5–1 m from a patient the hydraulic resistance of pipeline connecting the cryostat with cryo-thermal probe is significantly decreased, and for effective cooling of probe it is sufficient to maintain the pressure of 2–4 Bar in cryostat.