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低溫微創(chuàng)手術(shù)高真空絕熱治療探桿研制
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
隨著低溫治療的推廣應(yīng)用,低溫治療已由淺表治療向人體臟器深部微創(chuàng)手術(shù)發(fā)展,如泌尿外科的前列腺增生,婦科的功能性子宮出血,肛腸科的直腸癌,神經(jīng)外科丘腦的低溫治療等.用于內(nèi)臟深部的低溫探桿與淺表治療的低溫探桿制作要求有很大的差別[1-5].前者要求探桿直徑小,且具有良好的絕熱性能;后者則無(wú)此要求.如低溫治療前列腺增生,探桿需經(jīng)尿道推入增生處,在冷凍過(guò)程中探頭要達(dá)到足夠低的溫度(-180℃左右),以破壞增生組織[4].由于尿道組織比較脆弱,在治療過(guò)程中探桿外表面必須始終保持常溫.低溫冷凍微創(chuàng)手術(shù),探桿直徑一般為6~8 mm,有的甚至只有3~4 mm,絕熱要求比較高,如果不能保證探桿絕熱性能,探桿表面會(huì)產(chǎn)生結(jié)露和結(jié)霜現(xiàn)象[4,8,9],可導(dǎo)致并發(fā)癥產(chǎn)生.我們?cè)谘兄浦胁捎昧烁哒婵战^熱探桿(真空度為1×10-4Pa左右),在臨床中取得了滿(mǎn)意的效果.
1探桿結(jié)構(gòu)
探桿采用三根不同直徑的不銹鋼管用聚四氟乙烯支架套接而成,根據(jù)不同需求,外管直徑為3~8 mm,壁厚為0.25~0.5 mm;中間管直徑為1.5~3 mm壁厚為0.25 mm;這兩層之間為真空絕熱層,內(nèi)管直徑為0.8~1.6 mm,壁厚0.1~0?2 mm.液氮通過(guò)內(nèi)管輸送到汽化腔,汽化后的氣氮經(jīng)內(nèi)管與中間管夾層流至回氣管排出,其流向與液氮流向相反,這樣氣氮對(duì)內(nèi)管的液氮起到保護(hù)層的作用,有效減少液氮的汽化損失.中間管和外管間隙抽成1×10-4Pa高真空.以保證探桿具有良好的絕熱性能.
2探桿制作
高真空絕熱探桿制作需要進(jìn)行清洗;鍍鎳層及焊接;檢漏;抽真空四個(gè)過(guò)程.
2.1清洗
2.1.1真空橡皮管和墊圈等天然橡膠制品用水沖洗后放進(jìn)5%~15%的氫氧化鈉溶液中煮沸洗凈,用清水沖洗,再用熱的蒸餾水洗凈并吹干,不要用酒精和丙酮等有機(jī)溶劑清洗.
2.1.2玻璃部件水沖洗后再用熱水加洗衣粉或洗滌劑去油,然后用酸洗液浸泡.例如,沒(méi)有水銀污染的玻璃可用鉻酸,有水銀存在時(shí),則要先去除水銀,否則會(huì)凝結(jié)出難以去除的殘?jiān)?酸洗后接著用自來(lái)水,然后蒸餾水沖洗,放在烘箱中烘干.玻璃表面的潤(rùn)滑脂也可用有機(jī)溶劑除去,隨即用酒精擦洗后吹干.
2.1.3非金屬部件先去除油污,然后用汽油和苯清洗,最后用酒精把殘留的汽油或苯去除,熱風(fēng)吹干.要求高時(shí),部件要依次進(jìn)行機(jī)械清洗、酸洗、去油等.
2.1.4金屬部件冷凍治療探桿均采用不銹鋼材料.為了便于焊接及減少材料放氣,所以金屬部件的清洗是一個(gè)重要的環(huán)節(jié):第一步堿洗去油.將各種不同規(guī)格的不銹鋼放入質(zhì)量濃度為20%的NaOH溶液中浸泡,煮沸5 min后,取出用清水漂洗.第二步酸洗去氧化層.將堿洗后的不銹鋼管放入酸溶液中(濃硫酸10%,濃鹽酸10%,水80%),加熱到55℃~60℃,浸泡2~3 min后,取出用清水充分漂洗,熱風(fēng)吹干[6].
2.2鍍鎳層及焊接
對(duì)于薄壁不銹鋼的焊接,用一般的乙炔加熱銀釬焊,會(huì)使材料變形和污染,造成焊接失敗,故我們采用氫氣保護(hù)下高頻加熱的釬焊方式,在焊接前,先將清洗后的不銹鋼管放入電拋光液的糟中,負(fù)極接槽中的鉛板,正極接在不銹鋼管上,通電5 min后取出用清水沖洗,然后立即放入沖鎳液槽中,負(fù)極接不銹鋼管,正極接鎳板,通電5 min后取出用清水沖洗干凈,最后將不銹鋼管放入鍍鎳液槽中進(jìn)行鍍鎳處理.在鍍鎳液中,負(fù)極接不銹鋼管,正極接鎳板,通電30 min(ID=10 mA/cm2)后取出清水沖洗,再用無(wú)水乙醇脫水即可焊接.
焊接時(shí),將液氨通過(guò)制氫爐,分解成氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w,氣體通入鐘罩內(nèi)保護(hù)被焊部位不受氧化.焊料采用72Ag―Cu焊絲,把絲固定在焊接處,這時(shí)用高頻感應(yīng)爐加熱焊接部位,使焊絲熔化流入焊縫,保溫半分鐘后降溫冷卻,便完成焊接.
2.3檢漏
在抽真空過(guò)程中,如果機(jī)械泵發(fā)出一種抽氣量較大時(shí)特有的聲音,則該系統(tǒng)必定有較大的漏孔,需要立即檢漏.當(dāng)系統(tǒng)低真空能抽上去時(shí),擴(kuò)散泵便可以開(kāi)始工作;若經(jīng)過(guò)2 h還抽不到10-2~10-3Pa,則該系統(tǒng)可能有小漏孔,或系統(tǒng)不干凈,有較嚴(yán)重的放氣.兩者必須加以區(qū)分.檢漏采用氦質(zhì)譜檢漏儀:
2.3.1氦質(zhì)譜檢漏儀氦質(zhì)譜檢漏儀是最常用、靈敏度最高的檢漏儀器.真空系統(tǒng)中剩余氣體被加速的電子碰撞而形成正離子,氦質(zhì)譜檢漏儀能測(cè)出其中所含氦離子的數(shù)目.選用氦氣作為試驗(yàn)氣體的原因是,氦氣在空氣中含量極小,只要有少量氦氣漏入就會(huì)引起讀數(shù)很大的變化[7].氦原子較小,可通過(guò)小漏孔而產(chǎn)生較高漏率,而別的氣體的離子不可能會(huì)產(chǎn)生被誤解為氦指示.這樣可區(qū)分是否有漏氣或僅僅只是放氣.如果僅是放氣而真空度抽不高,則氦質(zhì)譜檢漏儀中氦的原子數(shù)的讀數(shù)會(huì)不斷下降,即使系統(tǒng)為氦氣所污染,開(kāi)始讀數(shù)很大,但抽了一段時(shí)間后讀數(shù)仍繼續(xù)下降,最后到達(dá)較低的數(shù)值.如有漏氣,則讀數(shù)下降到一定程度就會(huì)穩(wěn)定下來(lái),此時(shí)抽氣和漏率相等.根據(jù)穩(wěn)定值的讀數(shù),可粗略估計(jì)漏孔的大小.
用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏,一般的做法是將檢漏儀用波紋軟管接到待檢系統(tǒng)上,抽到氦本底讀數(shù)盡可能低時(shí),用細(xì)的氦氣流吹入可疑處,吹到漏孔處時(shí),氦氣進(jìn)入系統(tǒng),質(zhì)譜儀讀數(shù)大大增加,并發(fā)出響聲,用記錄儀將讀數(shù)隨時(shí)間的變化記錄下來(lái),以幫助分析.由于氦氣較輕,檢漏應(yīng)從頂部開(kāi)始,如發(fā)現(xiàn)漏孔,應(yīng)在漏孔修補(bǔ)后重檢,直到質(zhì)譜儀中氦本底讀數(shù)很低(如小于2×10-9L/s),檢查不出有泄漏為止.對(duì)待檢系統(tǒng)進(jìn)行檢漏前,應(yīng)先檢查一下所有的金屬波紋軟管、接頭等氣密性是否可靠.
如果這些零件及連接處有漏孔,在待檢系統(tǒng)進(jìn)行檢漏時(shí),氦氣會(huì)逸到連接件的漏孔處,以致造成難以判斷的現(xiàn)象.除用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏外,還可用氣泡法、火花法、鹵素檢漏儀檢漏.
系統(tǒng)的檢漏是很麻煩的事.因此,設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真對(duì)待密封問(wèn)題.加工制作要嚴(yán)格規(guī)范,盡可能在安裝前對(duì)各部件進(jìn)行氣密性檢查.
2.4抽真空
把焊接后的冷凍治療探桿接到高真空機(jī)組上,先用機(jī)械泵抽氣,使其真空度達(dá)到1×10-1Pa.由于機(jī)械泵的極限真空度還達(dá)不到我們所要求的真空度1×10-4Pa,故用油擴(kuò)散泵來(lái)獲得.當(dāng)油擴(kuò)散泵抽到真空度為5×10-5Pa時(shí),需維持12 h左右.為了對(duì)夾層材料進(jìn)行除氣,通常在抽氣過(guò)程中同時(shí)對(duì)冷凍探桿進(jìn)行加熱烘烤,一般烘烤溫度為400℃左右,真空抽畢后用封口鉗將冷凍治療探桿封口并從真空機(jī)組上取下.
2.4.1抽氣速率對(duì)真空系統(tǒng)的第二個(gè)基本要求是,對(duì)真空室要有所需的抽氣速率(簡(jiǎn)稱(chēng)抽速).為了提高有效抽速,首先應(yīng)盡可能加大管道流導(dǎo),其次要選用抽速大的泵.由于冷凍治療探桿的被抽裝置需要較高的真空度,但抽氣量并不大,故不需要很大的抽速.
2.4.2吸附劑在真空夾層中放置吸附劑(例如5A分子篩、活性炭和硅膠等),可以降低對(duì)漏孔的許可漏率的要求.由于吸附劑的吸附能力在低溫下大大增加[10],這樣,吸附劑本身就相當(dāng)于一個(gè)低溫真空泵,從而使夾層真空度有所改善.
2.4.3除氣對(duì)被抽夾層必須進(jìn)行認(rèn)真的除氣,否則夾層真空封死后器壁仍會(huì)逐漸釋放出較多的氣體,盡管夾層中備有活性炭,真空度仍難以維持.通常采用加熱烘烤和長(zhǎng)時(shí)間抽真空的方法來(lái)除氣,烘烤溫度為400℃左右.
一般來(lái)說(shuō),抽夾層真空時(shí)一直要抽到這樣的程度,即停抽一段時(shí)間之后仍能維持1×10-4Pa的真空度,才能認(rèn)為除氣充分,可以封口.
3結(jié)語(yǔ)
高真空絕熱低溫微創(chuàng)治療探桿的制作,加工工藝要求比較高,制作過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格保證質(zhì)量,簿壁套管的焊接密封以及套管夾層之間的真空度獲取和保持是制作成功與否的關(guān)鍵.高真空絕熱低溫微創(chuàng)治療探桿對(duì)臨床拓寬低溫治療的應(yīng)用范圍,提高低溫治療的可靠性和安全性.具有實(shí)際意義.
摘自：中國(guó)計(jì)量測(cè)控網(wǎng)
