RU2157133C2 - Cryosurgical apparatus - Google Patents
Cryosurgical apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157133C2 RU2157133C2 RU98121241/14A RU98121241A RU2157133C2 RU 2157133 C2 RU2157133 C2 RU 2157133C2 RU 98121241/14 A RU98121241/14 A RU 98121241/14A RU 98121241 A RU98121241 A RU 98121241A RU 2157133 C2 RU2157133 C2 RU 2157133C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- cryogenic
- cryo
- refrigerant
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 30
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000315 cryotherapy Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000002681 cryosurgery Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для криовоздействия на биоткани, и может быть использовано при криооперациях. The invention relates to medical equipment, in particular to devices for cryotherapy on biological tissues, and can be used in cryooperations.
Известно устройство для криохирургии, содержащее нагреватель и средство подачи хладагента, соединенное с криоинструментом, компаратор, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный текущей температуре криоинструмента, второй вход связан с выходом задатчиков температуры, скорости охлаждения и времени экспозиции, а выход подключен ко входу регулирующего органа (блока срабатывания), реализующего релейный закон регулирования, по командам которого попеременно (противофазно) включаются либо средство подачи хладагента, либо нагреватель [SU 660672 A, 1979). A device for cryosurgery is known, comprising a heater and a refrigerant supply means connected to a cryo-instrument, a comparator, to the first input of which a signal is proportional to the current temperature of the cryo-instrument, the second input is connected to the output of temperature adjusters, cooling speed and exposure time, and the output is connected to the input of the control body (actuation unit) that implements the relay regulation law, by the commands of which alternately (out of phase) either the means of supplying the refrigerant are switched on, or revatel [SU 660 672 A, 1979).
Недостатком известного криоаппарата является низкая точность регулирования температуры рабочей поверхности криоинструмента, обусловленная использованием компаратора, определяющего только знак рассогласования между заданной и текущей температурой, и регулирующего органа, реализующего релейный закон регулирования. A disadvantage of the known cryoapparatus is the low accuracy of controlling the temperature of the working surface of the cryotool, due to the use of a comparator that determines only the sign of the mismatch between the set and current temperature, and the regulatory body that implements the relay regulation law.
Ближайшим техническим решением к заявляемому является криохирургический аппарат (US 4946460 A, 1990), содержащий криоинструмент, включающий в себя адаптер, нагреватель, датчик температуры; источник хладагента, соединенный гидромагистралью с криоинструментом; электромагнитный клапан, регулирующий подачу хладагента к адаптеру; блок управления режимами криовоздействия, который управляет работой клапана и нагревателя с помощью соответствующих ПИ-регуляторов. Нагреватель в криоинструменте расположен на входе канала обратного потока хладагента из адаптера. The closest technical solution to the claimed is a cryosurgical apparatus (US 4946460 A, 1990), containing a cryo-instrument, including an adapter, heater, temperature sensor; a refrigerant source connected by a hydraulic line to a cryo-instrument; solenoid valve that regulates the flow of refrigerant to the adapter; cryo-exposure mode control unit, which controls the operation of the valve and heater using the corresponding PI controllers. The heater in the cryotool is located at the inlet of the return channel of the refrigerant from the adapter.
Известный криоаппарат работает следующим образом. В режиме охлаждения хладагент подается через клапан по гидромагистрали к адаптеру криоинструмента. Сигнал с датчика температуры криоинструмента усиливается, преобразуется в цифровую форму и поступает на один из входов компаратора, на другой вход которого поступает сигнал, соответствующий текущему значению температуры (например, заданной кривой охлаждения или температуре криовоздействия). Компаратор вырабатывает сигнал, пропорциональный величине и знаку рассогласования и поступающий на входы ПИ-регуляторов. В конечном итоге на электромагнитный клапан приходит управляющий импульсный сигнал, ширина импульса которого является результатом ПИ-алгоритма преобразования сигнала рассогласования. Управляющий сигнал с ПИ-регулятора управления нагревателем осуществляет его периодическое включение и отключение. Таким образом, управление температурой крионаконечника обеспечивается совместной работой двух каналов. Known cryoapparatus works as follows. In cooling mode, the refrigerant is fed through the valve via a hydraulic line to the cryotool adapter. The signal from the temperature sensor of the cryotool is amplified, converted to digital form and fed to one of the inputs of the comparator, the other input of which receives a signal corresponding to the current temperature value (for example, a given cooling curve or cryogenic temperature). The comparator produces a signal proportional to the magnitude and sign of the mismatch and fed to the inputs of the PI controllers. Ultimately, a control pulse signal arrives at the solenoid valve, the pulse width of which is the result of the PI algorithm for converting the error signal. The control signal from the heater control PI-controller periodically turns it on and off. Thus, the cryo-tip temperature control is ensured by the joint operation of two channels.
Как известно, в криохирургии нашли применение два типа криоинструментов, отличающиеся способами нагрева теплообменников. As is known, in cryosurgery two types of cryo-instruments have found application, differing in the methods of heating heat exchangers.
Первый тип криоинструментов характеризуется расположением нагревателя в канале подачи хладагента, при этом происходит косвенный (конвективный) нагрев теплообменника парами хладоносителя, нагреваемого в подводящем канале. Такой способ нагрева получил название "калориферного" и предполагает прохождение порции хладоносителя по подводящему каналу в момент подачи импульса мощности на нагреватель. Второй тип криоинструментов отличается тем, что нагреватель располагается в самом теплообменнике, осуществляя тем самым его прямой, непосредственный нагрев. Достоинством первого способа является возможность использования криоинструмента с набором сменных адаптеров-теплообменников, обеспечивающих оперативный подбор теплообменников требуемой формы для проведения криоопераций на образованиях различной формы и размеров. К недостаткам можно отнести больший расход хладагента, из-за необходимости подачи порций хладагента для эффективной работы нагревателя, и повышенную инерционность в процессе регулирования температуры, обусловленную меньшим коэффициентом теплоотдачи конвективного теплообмена по сравнению с прямым, непосредственным нагревом. Среди достоинств второго способа - невысокая энергоемкость и малая инерционность нагрева, а недостаток - практически исключается использование сменных адаптеров, вызванное сложностью обеспечения надежного электрического контакта с нагревательным элементом, расположенным в сменном адаптере. The first type of cryotools is characterized by the location of the heater in the refrigerant supply channel, with indirect (convective) heating of the heat exchanger by the vapor of the coolant heated in the supply channel. This method of heating is called the "caloriferous" and involves the passage of a portion of the coolant through the inlet channel at the time of applying a power pulse to the heater. The second type of cryotools is characterized in that the heater is located in the heat exchanger itself, thereby realizing its direct, direct heating. The advantage of the first method is the possibility of using a cryo-tool with a set of interchangeable heat exchanger adapters, which provide prompt selection of heat exchangers of the required shape for cryo-operations on formations of various shapes and sizes. The disadvantages include a greater consumption of refrigerant, due to the need to supply portions of refrigerant for efficient operation of the heater, and increased inertia in the process of temperature control, due to the lower heat transfer coefficient of convective heat transfer compared with direct, direct heating. Among the advantages of the second method are low energy consumption and low inertia of heating, and the disadvantage is that the use of removable adapters is practically excluded, due to the difficulty in ensuring reliable electrical contact with the heating element located in the removable adapter.
Недостатки известного криоаппарата заключаются в следующем. The disadvantages of the known cryoapparatus are as follows.
В известном криоаппарате не может быть реализован "калориферный" нагрев по двум причинам: во-первых - отсутствует необходимая синхронизация в управлении клапаном и нагревателем; во-вторых,невозможно обеспечить требуемый режим работы нагревателя и нагрев теплообменника в случае, если не формируются импульсы управления клапаном, другими словами, поток хладоносителя через нагреватель отсутствует, что также может привести к выходу из строя нагревателя. In the known cryoapparatus “caloriferous” heating cannot be realized for two reasons: firstly, there is no necessary synchronization in the control of the valve and heater; secondly, it is impossible to provide the required mode of operation of the heater and heating of the heat exchanger if valve control pulses are not generated, in other words, there is no coolant flow through the heater, which can also lead to failure of the heater.
Кроме того, использование в известном криоаппарате ПИ-регулятора для управления нагревателем не обеспечивает высокой точности поддержания температуры, поэтому требуется более сложный закон регулирования, нежели пропорционально-интегральный. In addition, the use of a PI controller in a well-known cryoapparatus for controlling a heater does not provide high accuracy of temperature maintenance, therefore a more complex control law is required than a proportional-integral one.
Задача, решаемая изобретением - расширение функциональных возможностей криохирургического аппарата и повышение точности регулирования и поддержания температуры теплообменника криоинструмента. The problem solved by the invention is to expand the functionality of the cryosurgical apparatus and increase the accuracy of regulation and maintenance of the temperature of the cryotool heat exchanger.
Указанная задача решается тем, что криохирургический аппарат, содержащий криоинструмент, включающий теплообменник, электронагреватель и датчик температуры, и соединенный криотрубопроводом с устройством дозированной подачи хладагента от источника хладагента и блок управления режимами криовоздействия, содержит блок управления режимами криовоздействия, состоящий из усилителя, вход которого соединен с датчиком температуры, а выход - с первым входом устройства формирования сигнала рассогласования, ко второму входу которого подключен выход устройства задания температурного режима, а к выходу - вход пропорционально-интегрального регулятора, связанный выходом с первым входом первого формирователя управляющего сигнала, и первый вход пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента передачи, а выход - с первым входом второго формирователя управляющего сигнала, синхрогенератора, выход которого подключен ко вторым входам первого и второго формирователей управляющего сигнала и входу генератора импульсов косвенного нагрева, выход которого соединен со вторым входом логического элемента "И", при этом задатчик типа криоинструмента подсоединен ко входу задатчика коэффициента передачи и первому входу логического элемента "И", третий вход которого, так же как и вход электронагревателя, соединен с выходом второго формирователя управляющего сигнала, а выход подключен к первому входу логического элемента "ИЛИ", соединенного вторым входом с выходом первого формирователя управляющего сигнала и выходом - с устройством дозированной подачи хладагента. This problem is solved in that the cryosurgical apparatus containing a cryo-instrument, including a heat exchanger, an electric heater and a temperature sensor, and connected by a cryotubing to a dosed refrigerant supply device from a refrigerant source and a cryobactivation mode control unit, contains a cryomobility mode control unit, consisting of an amplifier, the input of which is connected with a temperature sensor, and the output - with the first input of the device for generating the error signal, to the second input of which is connected to the course of the temperature setting device, and the output is the input of the proportional-integral controller connected by the output to the first input of the first driver of the control signal, and the first input of the proportional-integral-differential controller, the second input of which is connected to the output of the gear ratio setter, and the output to the first input of the second driver of the control signal, a clock generator, the output of which is connected to the second inputs of the first and second drivers of the control signal and the input of the impu indirect heating, the output of which is connected to the second input of the logical element "And", while the cryo-instrument type adjuster is connected to the input of the gear coefficient setter and the first input of the logical element "I", the third input of which, like the input of the electric heater, is connected to the output the second driver of the control signal, and the output is connected to the first input of the logical element "OR", connected by the second input to the output of the first driver of the control signal and the output to the dosed supply device agent.
Кроме того, задатчик типа криоинструмента выполнен с возможностью размещения его в криоинструменте. In addition, the cryo-tool type adjuster is configured to be placed in the cryo-tool.
Сущность заявляемого изобретения заключается в обеспечении синхронизации подачи хладагента и управлении нагревателем и принудительной подачи порций азота для реализации калориферного режима, что позволяет использовать в известном криоаппарате криоинструменты различных типов - с прямым и косвенным нагревом теплообменника. The essence of the claimed invention is to provide synchronization of refrigerant supply and control of the heater and forced supply of portions of nitrogen for the implementation of the calorifer regime, which allows the use of various types of cryo-instruments in the well-known cryoapparatus - with direct and indirect heating of the heat exchanger.
На чертеже приведена функциональная схема криохирургического аппарата. The drawing shows a functional diagram of a cryosurgical apparatus.
Криохирургический аппарат включает источник хладагента 1, например сосуд Дьюара, гибкий криотрубопровод 2, устройство дозированной подачи хладагента 3, криоинструмент 4 с каналами для подвода и отвода хладагента и содержащий теплообменник 5, нагреватель 6, датчик температуры 7, задатчик типа криоинструмента 8 и блок управления режимами криовоздействия 9. The cryosurgical device includes a source of refrigerant 1, for example, a Dewar vessel, a flexible cryotube 2, a metering device for refrigerant 3, a cryotool 4 with channels for supplying and removing refrigerant and containing a heat exchanger 5, a heater 6, a temperature sensor 7, a cryotooling unit 8 and a mode control unit cryotherapy 9.
Блок управления режимами криовоздействия 9 содержит нормирующий усилитель 10, вход которого подключен к датчику температуры 7, а выход - к первому входу устройства формирования сигнала рассогласования 11, ко второму входу которого подключен выход устройства задания температурного режима 12; пропорционально-интегральный регулятор 13, соединенный входом с выходом устройства формирования сигнала рассогласования 11, первый формирователь управляющего сигнала 14, первый вход которого соединен с выходом регулятора 13, а выход - с первым входом логического элемента "ИЛИ" 15, выход которого связан с устройством дозированной подачи хладагента 3; пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор 16, соединенный первым входом с выходом устройства формирования сигнала рассогласования 11, второй формирователь управляющего сигнала 17, соединенный первым входом с выходом ПИД-регулятора 16, а выходом - с нагревателем 6; генератор синхроимпульсов 18, выход которого подключен ко вторым входам формирователей 14 и 17, и входу генератора импульсов косвенного нагрева 19, логический элемент "И" 20, первый вход которого соединен с выходом задатчика типа криоинструмента 8, второй вход соединен с выходом генератора импульсов косвенного нагрева 19, третий вход с выходом формирователя 17, а выход подключен ко второму входу логического элемента "ИЛИ" 15; задатчик коэффициента передачи 21, вход которого соединен с выходом задатчика типа криоинструмента 8, а выход подключен ко второму входу регулятора 16. The cryo-exposure mode control unit 9 contains a normalizing amplifier 10, the input of which is connected to the temperature sensor 7, and the output to the first input of the device of the mismatch signal 11, to the second input of which the output of the temperature setting device 12 is connected; proportional-integral controller 13, connected to the output of the device for generating the error signal 11, the first driver of the control signal 14, the first input of which is connected to the output of the controller 13, and the output to the first input of the OR gate 15, the output of which is connected to the dosed device refrigerant supply 3; proportional-integral-differential controller 16, connected by the first input to the output of the device for generating the error signal 11, the second driver of the control signal 17, connected by the first input to the output of the PID controller 16, and the output to the heater 6; a clock generator 18, the output of which is connected to the second inputs of the shapers 14 and 17, and the input of the impulse generator of indirect heating 19, a logical element "I" 20, the first input of which is connected to the output of the setter type cryotool 8, the second input is connected to the output of the pulse generator of indirect heating 19, the third input with the output of the driver 17, and the output is connected to the second input of the logical element "OR" 15; gear ratio adjuster 21, the input of which is connected to the output of the adjuster type cryotool 8, and the output is connected to the second input of the regulator 16.
Устройство задания температурного режима 12 содержит задатчики скорости охлаждения, температуры криовоздействия, скорости отогрева, таймер и схему управления. The temperature mode setting device 12 includes adjusters of the cooling rate, cryogenic temperature, heating rate, timer and control circuit.
Устройство дозированной подачи хладагента 3 может быть выполнено, например, в виде электромагнитного или пневматического клапана с импульсным управлением и размещено в источнике хладагента 1. The dosed supply of refrigerant 3 can be performed, for example, in the form of an electromagnetic or pneumatic valve with pulse control and placed in the source of refrigerant 1.
Работа криохирургического аппарата включает три этапа: охлаждение, стабилизация постоянной температуры, отогрев. The operation of the cryosurgical apparatus includes three stages: cooling, stabilization of a constant temperature, heating.
Перед проведением процесса криовоздействия на задатчике 8 устанавливается тип используемого криоинструмента (с прямым или косвенным нагревом теплообменника), на задатчиках скорости охлаждения и отогрева, рабочей температуры теплообменника и таймере устройства 12 - требуемые параметры криовоздействия. Before carrying out the cryotherapy process on the setter 8, the type of cryo-tool used (with direct or indirect heating of the heat exchanger) is established, on the setters for cooling and heating rate, operating temperature of the heat exchanger and timer of the device 12, the required parameters of cryotherapy are set.
Подача хладагента к теплообменнику 5 осуществляется устройством дозированной подачи 3, работающим в импульсном режиме. The supply of refrigerant to the heat exchanger 5 is carried out by the metering device 3, operating in a pulsed mode.
Управление режимами криовоздействия (законом изменения температуры теплообменника 5) происходит следующим образом. Management modes of cryotherapy (the law of temperature change of the heat exchanger 5) is as follows.
На этапах криодеструкции контроль температуры теплообменника 5 осуществляется по сигналу датчика температуры 7, который усиливается нормирующим усилителем 10 и приходит на первый вход устройства формирования сигнала рассогласования 11, в котором сравнивается с сигналом, поступающим с выхода устройства задания температурного режима 12 и соответствующим заданному значению температуры. Сигнал ΔТ, пропорциональный разности текущей и заданной температуры, с выхода устройства 11 поступает на входы регуляторов 13 и 16. At the stages of cryodestruction, the temperature of the heat exchanger 5 is controlled by the signal of the temperature sensor 7, which is amplified by the normalizing amplifier 10 and arrives at the first input of the device of the mismatch signal 11, which is compared with the signal from the output of the temperature setting device 12 and corresponding to the set temperature value. The signal ΔТ, proportional to the difference between the current and the set temperature, from the output of the device 11 is fed to the inputs of the regulators 13 and 16.
В соответствии с применяемым криоинструментом на выходе задатчика 8 формируется сигнал: логической "1", если используется криоинструмент с косвенным нагревом теплообменника, или логический "0", если используется криоинструмент с прямым нагревом теплообменника, который определяет задатчику 21 необходимые коэффициенты передачи звеньев ПИД-регулятора, и одновременно поступая на первый вход элемента "И" 20, разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 19. На второй вход элемента 20 подается импульсный сигнал малой длительности с выхода генератора импульсов косвенного нагрева 19, запускаемого выходным сигналом синхрогенератора 18. Выходной сигнал ПИ-регулятора 13 поступает на первый вход формирователя 14, который вырабатывает на выходе последовательность импульсов с широтно-импульсной модуляцией, при этом длительность импульса определяется ПИ-алгоритмом преобразования сигнала рассогласования по температуре Δ Т. С выхода формирователя 14 через логический элемент "ИЛИ" 15 управляющий сигнал поступает на устройство дозированной подачи хладагента 3, регулируя время его срабатывания и соответственно порцию хладагента, подаваемую на теплообменник 5. In accordance with the cryotool used at the output of the setter 8, a signal is generated: a logical "1" if a cryotool with indirect heating of the heat exchanger is used, or a logical "0" if a cryotool with direct heating of the heat exchanger is used, which determines the necessary transfer coefficients of the PID controller links , and simultaneously entering the first input of the element "And" 20, allows the passage of pulses from the output of the generator 19. At the second input of the element 20 a pulse signal of short duration from the output r the indirect heating pulse generator 19, which is triggered by the output signal of the clock generator 18. The output of the PI controller 13 is supplied to the first input of the driver 14, which generates a pulse sequence with pulse-width modulation at the output, and the pulse duration is determined by the PI algorithm for converting the temperature error signal Δ T. From the output of the shaper 14 through the logic element "OR" 15, the control signal is supplied to the device for the dosed supply of refrigerant 3, adjusting its response time washing and, accordingly, a portion of the refrigerant supplied to the heat exchanger 5.
При использовании криоинструмента с косвенным нагревом необходимо выполнить следующие условия: во-первых, обеспечить поступление импульсов хладагента на нагреватель для эффективной работы последнего в ситуациях, когда импульсы с выхода формирователя 14 отсутствуют; во-вторых, синхронизировать подачу импульсов хладагента и мощности на нагреватель. Функции синхронизации реализует синхрогенератор 18, сигнал с которого поступает на формирователи 14, 17 и генератор импульсов косвенного нагрева 19. Последний предназначен для формирования импульсов, которые и обеспечивают поступление минимальных порций хладагента для эффективной работы нагревателя. Элемент "И" 20 выполняет функции логического ключа, разрешающего прохождение импульсов с генератора 19 только в том случае, если установлен криоинструмент с косвенным нагревом (сигнал логической "1" с выхода задатчика 8) и работает нагреватель (формируются импульсы управления нагревателем). Это обуславливает наличие на входе устройства управления дозированной подачей хладагента 3 управляющих импульсов, а следовательно, и поступление порций хладагента в подводящий канал в моменты работы нагревателя 6, даже в том случае, когда ПИ-регулятор 13 выдает нулевой выходной сигнал и отсутствуют управляющие импульсы с формирователя 14, и одновременно запрещает прохождение импульсов с генератора импульсов косвенного нагрева 19 при отсутствии управляющих сигналов с выхода формирователя 17. When using a cryotool with indirect heating, it is necessary to fulfill the following conditions: firstly, to ensure the supply of refrigerant pulses to the heater for the latter to work effectively in situations where there are no pulses from the output of the former 14; secondly, to synchronize the supply of refrigerant pulses and power to the heater. The synchronization functions are provided by the synchro-generator 18, the signal from which is supplied to the formers 14, 17 and the impulse generator of indirect heating 19. The latter is designed to generate pulses, which provide the receipt of the minimum portions of the refrigerant for efficient operation of the heater. The AND element 20 functions as a logical key allowing the passage of pulses from the generator 19 only if a cryotool with indirect heating is installed (a logical signal “1” from the output of the setter 8) and the heater is working (heater control pulses are generated). This leads to the presence of control pulses 3 of control pulses at the input of the dosed refrigerant control device, and, consequently, portions of refrigerant to the supply channel at the moments of heater 6 operation, even when the PI controller 13 gives a zero output signal and there are no control pulses from the shaper 14, and simultaneously prohibits the passage of pulses from the pulse generator of indirect heating 19 in the absence of control signals from the output of the shaper 17.
В регуляторе 16 реализован ПИД-закон регулирования для управления работой нагревателя. На его первый вход (сигнальный) поступает сигнал с выхода устройства формирования сигнала рассогласования 10, на второй вход (вход управления) - выходной сигнал с задатчика 21, изменяющего коэффициенты передачи звеньев. В результате на выходе ПИД-регулятора 16 формируется сигнал, управляющий работой формирователя 17, который в свою очередь вырабатывает последовательность импульсов с регулируемой длительностью для управления работой нагревателя 5. The controller 16 implements the PID control law to control the operation of the heater. At its first input (signal), a signal is received from the output of the device for generating the mismatch signal 10, and at the second input (control input), an output signal from the master 21, which changes the transmission ratios of the links. As a result, at the output of the PID controller 16, a signal is generated that controls the operation of the driver 17, which in turn generates a sequence of pulses with an adjustable duration to control the operation of the heater 5.
Необходимость использования регулятора с ПИД-законом регулирования объясняется тем, что введение дифференциального звена позволяет компенсировать инерционность регулирования температуры наконечника и уменьшить ошибку в процессе перерегулирования по температуре, и, следовательно, повысить точность поддержания температуры на теплообменнике криоинструмента. Включение в блок управления режимами крио-воздействия задатчика коэффициента передачи звеньев ПИД-регулятора обусловлено различием термодинамических процессов, протекающих при прямом и косвенном нагреве, что в свою очередь требует изменения передаточных характеристик ПИД-регулятора, как элемента системы автоматического регулирования температуры. The need to use a controller with a PID control law is explained by the fact that the introduction of a differential link allows one to compensate for the inertia of the tip temperature control and reduce the error during temperature overshoot, and, therefore, increase the accuracy of maintaining the temperature on the cryotool heat exchanger. The inclusion in the control unit of the cryo-exposure modes of the setpoint transfer coefficient of the PID controller links is due to the difference in the thermodynamic processes that occur during direct and indirect heating, which in turn requires a change in the transfer characteristics of the PID controller as an element of the automatic temperature control system.
При использовании криоинструмента с прямым нагревом теплообменника на выходе задатчика 8 появляется сигнал, определяющий через задатчик 21 соответствующую настройку ПИД-регулятора 16. В данном режиме нет необходимости в поступлении хладоносителя в моменты подачи импульсов мощности на нагреватель, поэтому сигнал логического "0" с выхода задатчика 8 приходит на первый вход элемента "И" 20 и запрещает прохождение на элемент "ИЛИ" 15 импульсов с генератора 19, а следовательно, и на устройство управления дозированной подачей хладагента 3. Далее работа аппарата с использованием криоинструмента с прямым нагревом теплообменника по этапам криовоздействия аналогична работе с криоинструментом косвенного нагрева. When using a cryotool with direct heating of the heat exchanger, a signal appears at the output of the setter 8, which determines through the setter 21 the corresponding setting of the PID controller 16. In this mode, there is no need for the coolant to arrive at the moments when power pulses are supplied to the heater, therefore, the logic signal is “0” from the setpoint output 8 comes to the first input of the AND element 20 and prohibits the passage of 15 pulses from the generator 19 to the OR element, and, therefore, to the dosed refrigerant control device 3. Further, This apparatus using a cryo-tool with direct heating of the heat exchanger according to the stages of cryotherapy is similar to working with a cryo-tool of indirect heating.
Технико-медицинский результат, который может быть получен при использовании изобретения:
- снижение материальных затрат на приобретение криоаппаратуры для работы с криоинструментами различных типов;
- повышение оперативности криохирургического вмешательства за счет сокращения межоперационных потерь времени при замене криоинструментов;
- усиление корреляции между прогнозируемыми и реальными результатами криовоздействия.The technical and medical result that can be obtained using the invention:
- reduction of material costs for the purchase of cryo-equipment for working with cryo-instruments of various types;
- increasing the efficiency of cryosurgical intervention by reducing interoperational time losses when replacing cryotools;
- increased correlation between predicted and actual results of cryotherapy.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98121241/14A RU2157133C2 (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Cryosurgical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98121241/14A RU2157133C2 (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Cryosurgical apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98121241A RU98121241A (en) | 2000-09-10 |
| RU2157133C2 true RU2157133C2 (en) | 2000-10-10 |
Family
ID=20212659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98121241/14A RU2157133C2 (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Cryosurgical apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2157133C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2251988C1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-05-20 | Открытое акционерное общество "Елатомский приборный завод" | Cryogenic apparatus |
| RU2293538C2 (en) * | 2005-01-24 | 2007-02-20 | Юрий Владимирович Королев | Cryogenic apparatus |
| RU185641U1 (en) * | 2018-07-28 | 2018-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "КРИОМЕД" | Local air contact cryotherapy device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4946460A (en) * | 1989-04-26 | 1990-08-07 | Cryo Instruments, Inc. | Apparatus for cryosurgery |
-
1998
- 1998-11-27 RU RU98121241/14A patent/RU2157133C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4946460A (en) * | 1989-04-26 | 1990-08-07 | Cryo Instruments, Inc. | Apparatus for cryosurgery |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Практическая криомедицина. /Под ред. В.И.ГРИЩЕНКО и др. - Киев: Здоровья, 1987, с.71-73. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2251988C1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-05-20 | Открытое акционерное общество "Елатомский приборный завод" | Cryogenic apparatus |
| RU2293538C2 (en) * | 2005-01-24 | 2007-02-20 | Юрий Владимирович Королев | Cryogenic apparatus |
| RU185641U1 (en) * | 2018-07-28 | 2018-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "КРИОМЕД" | Local air contact cryotherapy device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2013536539A5 (en) | ||
| US5349167A (en) | Induction heating apparatus with PWM multiple zone heating control | |
| RU2157133C2 (en) | Cryosurgical apparatus | |
| ATE207710T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE CONTINUOUS PASTEURIZATION OF PRODUCTS | |
| WO2004078537A3 (en) | Fluid heater temperature control apparatus and method | |
| US7164703B2 (en) | Temperature control systems for excimer lasers | |
| EP1029625A3 (en) | Muffle convection brazing and annealing system and method | |
| CN201191069Y (en) | water heating device | |
| ZA202300429B (en) | Control method for dispensing a hot fluid and device for dispensing a hot fluid | |
| JP3507026B2 (en) | Work temperature control device | |
| RU2212597C2 (en) | Method of enhancing efficiency of cavitation-type heat generator | |
| SU1723157A1 (en) | System for automatic control of thermal duty of heating furnace | |
| SU1470792A1 (en) | Method of controlling metal-heating | |
| JP2517818B2 (en) | Method of controlling treatment liquid temperature and control device thereof | |
| JP2001033001A (en) | Steam supply system with set-up time calculation device | |
| JPH03468A (en) | Method for realizing time lapse of target value temperature of molten metal | |
| SU1097261A1 (en) | Apparatus for for automatic controlling of sterilization when making preseres | |
| ATE40227T1 (en) | METHOD OF CONTROLLING ENERGY SUPPLY AND DISTRIBUTION. | |
| SU1321395A1 (en) | Pasteurizer | |
| RU2063589C1 (en) | Device for maintaining desired liquid temperature in cryostat | |
| RU2110830C1 (en) | Method for control of freezing of food in rotor mechanism and device which implements said method | |
| KR950003801A (en) | Fluid temperature control device | |
| RU2019131178A (en) | DEVICE FOR PREPARING BEVERAGE AND METHOD OF CONTROL OF DEVICE FOR THERMAL CONDITIONING OF SUCH DEVICE FOR PREPARING BEVERAGE | |
| RU98121241A (en) | CRYOSURGICAL APPARATUS | |
| SU725277A1 (en) | Method and device for control of thermal mode of induction holding equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051128 |