DE60109801T2

DE60109801T2 - Handsprühgerät zur kryotherapie

Info

Publication number: DE60109801T2
Application number: DE60109801T
Authority: DE
Inventors: Christian Cluzeau; Jacky Desbrosse
Original assignee: Vallourec Composants Automobiles Vitry SA; Cryonic Medical
Current assignee: ArcelorMittal Tubular Products Vitry SAS; Cryonic Medical
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: CN1219495C; WO2002030309A1; ATE291882T1; AU2002210639A1; JP4078204B2; JP2004515270A; EP1328205B1; ES2240529T3; PT1328205E; US20040102768A1; DE60109801D1; CA2425328C; DK1328205T3; FR2815246A1; US6960202B2; CA2425328A1; FR2815246B1; EP1328205A1; CN1474670A

Description

Die Erfindung betrifft ein autonomes, mit einer Hand bedienbares Kryotherapie-Sprühgerät, das bei der Behandlung von Schmerzen, Entzündungen oder auch zur Anregung der Zirkulation besonders wirksam ist: Es ist bekannt, dass Kälte einen vasomotorischen Reflex und eine Intensivierung der Drainagewirkung hervorruft und sogar zu einer Muskelentspannung durch Absenkung des Muskeltonus führt: Es ist bekannt, dass Kälte eine Reflexantwort hervorruft.
In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, dass Kälte sehr viel wirksamer ist als Wärme, insofern die Behandlung mit einer intensiven Kälte erfolgt, die unter anderem einen Temperaturabfall des zu behandelnden Bereichs hervorrufen muss, damit die Epidermis von ihrer normalen Temperatur (ca. 32°C) auf eine Temperatur von 2°C bis 5°C abkühlt, bei der Kälte maximal auf die Hautrezeptoren wirkt. Weiterhin war feststellbar, dass die Effektivität der thermischen Wirkung des in flüssiger Phase versprühten Gases durch die zusätzliche Wirkung des durch den Strom auf die Epidermis ausgeübten Drucks weiterhin erheblich gesteigert wird. Die meisten Kryotherapiegeräte verwenden als Kältequelle entweder gekühlte Luft oder allgemeiner flüssigen Stickstoff, dessen Anwendung vielen Bedingungen unterliegt, die häufig die Mobilität des Behandlungsgeräts einschränken; im Bereich des Sports, wo die Kryotherapie mit am häufigsten eingesetzt wird, werden üblicherweise kleine, unter Niederdruck stehende Gasbomben verwendet, deren Entspannung in unmittelbarer Umgebung eines lokalen Traumas Kälte nicht unter –25°C bei einem Temperaturabfall und einer Abkühlgeschwindigkeit hervorruft, die unzureichend sind.
Aus diesem Grund wurde bereits mit dem europäischen Patent EP 0.633.008 , das auf den Namen des Anmelders angemeldet wurde, vorgeschlagen, als Kältequelle zur Kryotherapie komprimiertes Kohlendioxid (CO₂) zu verwenden, zu dessen immanenten Eigenschaften es gehört, bei atmosphärischem Druck eine Entspannungstemperatur von –78°C zur Verfügung zu stellen. Den Lehren dieses Patents zufolge erlaubt die Verwendung von Kohlendioxid in Form eines Flüssigkeits-Gas-Gemischs, im Behälter während seiner Entleerung einen konstanten Druck aufrechtzuerhalten; dieser Druck, der nichts anders ist als der Sättigungsdampfdruck, hängt direkt von der Temperatur des Behälters ab. Damit befindet sich das Kohlendioxid, wenn es sich bis zum atmosphärischen Druck entspannt, in zwei Phasen: fest und gasförmig. In der festen Phase, auch Trockeneis genannt, wird der Haut des zu behandelnden Patienten ein Maximum an Kalorien entzogen. Das Trockeneis sublimiert sich nämlich im Kontakt mit dieser und zieht so eine große Menge an Wärme ab. Es ist demnach wesentlich, aus dem Behälter die flüssige Phase des Kohlendioxids abzuziehen, um gleichzeitig eine intensive Kälte und einen raschen Temperaturabfall zu erreichen.
Im Patent FR 2.775.589 , das auf den Namen des Anmelders lautet, wurde bereits ein leichtes, tragbares autonomes Gerät vorgeschlagen, das bei einem sehr schnellen Temperaturabfall eine intensive Kälte hervorbringen kann, und das unter Bedingungen höchster thermischer Sicherheit insbesondere die Entspannungstemperatur (in der Größenordnung –78°C bei atmosphärischem Druck) von Kohlendioxid (CO₂) oder eines ähnlichen Gases in der flüssigen/festen Phase verwendet; dafür weist das Gerät einen Druckbehälter für verflüssigtes CO₂ auf, dessen Kopf mit einem System zur Entspannung und zum Ausstoß des flüssigen/festen CO₂ verbunden ist, und Einrichtungen zur Steuerung des Systems zum Ausstoß und zur Temperaturüberwachung im Anwendungsbereich; dieses Gerät ist deswegen bemerkenswert, weil der Kopf des CO₂-Behälters derart auf dem Gerät angeordnet ist, dass während der gesamten Dauer der Anwendung nur der flüssige Teil des im Behälter befindlichen CO₂ in Kontakt mit dem besagten Kopf tritt, um dort entnommen und in Richtung des Anwendungsbereichs getrieben zu werden.
Dieses Gerät wurde für den Gebrauch durch Fachleute konstruiert und hat den Nachteil, dass es von einem Laien in einem familiären Umfeld nicht anwendbar ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich demnach auf ein verbessertes Gerät, das von jedem erwachsenen Anwender einfach und auch unter ungünstigen Bedingungen gefahrlos anwendbar ist.
In diesem Zusammenhang wird erfindungsgemäß ein mit einer Hand bedienbares, autonomes Kryotherapiegerät vorgeschlagen, das die Temperatur und den Entspannungsdruck eines verflüssigten Gases nutzt, wie zum Beispiel CO₂ oder ein ähnliches Gas, das in mindestens teilweise fester Phase auf die Epidermis bzw. Haut eines Menschen oder Tiers gesprüht wird, das unter Druck in einer abnehmbaren Kartusche enthalten ist, deren Entnahmekopf, der über einen Halter mit einem gesteuerten Ausstoß- und Entspannungssystem des verflüssigten Gases verbunden ist, so ausgeführt ist, dass während der gesamten Dauer eines Sprühvorgangs nur der flüssige Teil des Gases im Innern der Kartusche mit dem besagten Entnahmekopf in Kontakt kommt, und dieses Gerät zeichnet sich dadurch aus, dass der Halter der Kartusche und das gesteuerte Ausstoß- und Entspannungssystem etwa in einer Reihe und in der Achse des Geräts angeordnet sind, in einem ergonomischen Gehäuse, dessen Achse der des Geräts entspricht, dessen Mittelteil als Handgriff dient, damit es von der ganzen Hand eines erwachsenen Anwenders umfasst werden kann, und das Steuerorgan des gesteuerten Ausstoß- und Entspannungssystems des Gases aufweist, dessen oberer Teil einen Eingang aufweist, um in seinen Halter die Kartusche einzusetzen, mit dem Kopf nach unten und in der Achse des Gehäuses, und sie aufzuschlagen, oder um sie nach Verwendung abzunehmen, und dessen unterer Teil eine kalibrierte Öffnung aufweist, die einen etwa in der Achse des Gehäuses liegenden Durchgang für das im Sprühen befindliche Gas bildet, und Mittel, um die Ausgangsdüse des gesteuerten Ausstoß- und Entspannungssystems im Verhältnis zum zu behandelnden Hautbereich im erforderlichen Abstand zu halten.
Es handelt sich demnach um ein leichtes und kompaktes Gerät, das, wie einleitend erwähnt, nur dann unter den Bedingungen intensiver Kälte funktionieren kann, wenn es mit der ganzen Hand erfasst und dem Behandlungsbereich gegenüber in einer quasi senkrechten Position angeordnet wird, um eine Projektion des Gases in flüssiger Phase zu erreichen. In diesem Zusammenhang würde jede andere, geneigte Position dazu führen, dass das Gas in gasförmiger Phase versprüht wird, das heißt bei einer Temperatur, die für den Anwender keine Gefahr darstellt.
Mehreren sekundären Merkmalen zufolge, die im weiteren ausführlicher erläutert werden, weist das erfindungsgemäße Gerät außerdem einige Vorrichtungen auf, die maximale Sicherheit bei der Anwendung gewährleisten; hierbei handelt es sich vor allem um die besondere Form des Geräts, das perfekt mit der Handfläche einer geschlossenen Hand im Einklang steht und damit zu einer für die Steuerung des Sprühvorgangs der Kryolinie mittels einer doppelten elektrischen Steuerung, die von zwei verschiedenen Fingern der das Gerät in senkrechter Position haltenden Hand betätigt werden, obligatorischen Position verhilft; ebenfalls mit dem Ziel der Anwendungssicherheit ist einem zweiten wichtigen erfindungsgemäßen Merkmal zufolge eine Vorrichtung vorgesehen, die die Düse zum Ausstoß des Gases in einem korrekten Abstand hält, damit es absolut unmöglich ist, die Haut im Behandlungsbereich unter eine Temperatur von 2°C abzukühlen, auf alle Fälle dann, wenn die Gaskartusche im Gerät nicht vollständig leer ist. Schließlich ist es einem letzten Merkmal zufolge vorgesehen, die vorgenannten Sprühsysteme mit Temperaturfühlern zu ergänzen, die in einer bestimmten Zeit einen Alarm für den Anwender auslösen und/oder den Sprühvorgang abbrechen, wenn zu befürchten ist, dass die Haut vom Absterben bedroht ist, das heißt unter 2°C abgekühlt.
Andere Merkmale und Vorteile ergeben sich noch besser aus der Beschreibung eines erfindungsgemäßen Kryogeräts für den privaten Endverbraucher, die hier nachfolgend als bevorzugtes, aber keinesfalls einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen gegeben wird, auf denen:
1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Geräts darstellt, das senkrecht in der rechten Hand eines Anwenders im richtigen Abstand zu der zu behandelnden Haut gehalten wird,
2 das Gerät in der Vorderansicht und entlang der Linie II/II von 4 im mittigen Aufriss darstellt, wobei die innere Struktur der Einrichtungen sowie deren Positionierung in Bezug zum Gerät gezeigt wird,
3. ein Aufriss und eine perspektivische Ansicht des Geräts ist, von dem eine der die Hülle bildenden Halbschalen entfernt wurde, um die Einrichtungen im Innern zu zeigen, die herausgelöst, aber in relativer Funktionsposition dargestellt sind,
4 eine (proximale) Vorderansicht des montierten Geräts ist,
5 eine (distale) Hinteransicht des montierten Geräts ist,
6 eine teilweise Darstellung der Kryokette in einem größeren Maßstab ist, die die Einzelheiten des Entnahmekopfs einer auf ihrem Halter im Gerät montierten Gaskartusche zeigt, unmittelbar bevor ihr Verschlussorgan durchstoßen wird,
7 der vorhergehenden Darstellung entspricht, nur dass hier die Kartusche, nachdem ihre Öffnung durchstoßen wurde, voll und ganz auf ihrem Halter sitzt.
Bezugnehmend auf die Figuren ist das Kryotherapiegerät 1, das als nicht beschränkendes Beispiel beschrieben werden wird, insbesondere für den Gebrauch innerhalb der Familie gedacht, das heißt durch einen Anwender, der eigentlich kein Fachmann ist.
In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine Gesamtansicht des Geräts 1, so wie es von der rechten Hand 2 eines Anwenders erfasst wird, um ein unter Druck stehendes Gas – vorzugsweise Kohlendioxid (CO₂) – in mindestens teilweiser fester Phase aus einer mit dem Kopf nach unten in einen im oberen Teil des Geräts 1 befindlichen Kartuschenhalter geschraubten Einmal- oder wiederverwendbaren Kartusche auf die Haut 3 eines zu behandelnden Bereichs aufzutragen, wobei ein Verschlussorgan derart gehalten und durchstoßen wird, dass der Inhalt der Kartusche 4 mit der nachfolgend beschriebenen Kryokette in Berührung gebracht wird. Aus Sicherheitsgründen wird die Projektion des Gases auf die Haut 3 durch gleichzeitiges Betätigen eines ersten Schalters 5, der vom Daumen der Hand 2 betätigt wird, und eines zweiten Schalters 6, der vorzugsweise die Form eines Drückers 6 hat und im Bereich des Zeigefingers der Hand 2 angeordnet ist, gesteuert, wenn das Gerät mit der ganzen Hand gehalten wird, so wie auf 1 dargestellt.
Das in flüssiger/fester Phase befindliche CO₂ 7 wird durch eine kalibrierte Öffnung 8 ausgestoßen, die nachfolgend näher beschrieben werden wird und sich im unteren Teil des Geräts und etwa in seiner senkrechten Achse befindet. Aus Sicherheitsgründen und vor allem um zu vermeiden, dass die Temperatur der behandelten Haut 3 unter die kritische Temperatur von 0°C fällt, wodurch das Risiko eines Absterbens der Haut gegeben sein würde, ist es notwendig, zwischen der Gasaustrittsöffnung 8 und der zu behandelnden Haut 3 einen Mindestabstand einzuhalten. Um dies zu bewerkstelligen, ist eine Ausstülpung in Form eines Stützfußes 9 vorgesehen, die sich etwa in der Achse des Geräts nach unten erstreckt und ausreichend lang ist, um einen angemessenen Abstand zwischen dem Ausgang 8 und der Haut 3 zu gewährleisten, wodurch verhindert wird, dass ein kritischer, zum Beispiel auf 2°C festgelegter Temperaturwert erreicht wird, wenn man das gesamte, in der Kartusche 4 enthaltene Gas versprüht. Dabei ist anzumerken, dass das Ende des Stützfußes 9 in vorteilhafter Weise einen Stützschuh 10 aufweist, mit dem der mit dem Gerät auf die Haut des Patienten ausgeübte Druck verteilt und eine Gefahr der Verletzung desselben während der Behandlung vermieden werden kann; weiterhin befindet sich der Stützfuß 9 in vorteilhafter Weise an der proximalen Seite des Geräts, das heißt an der in Richtung des Arms des Anwenders zeigenden Seite, wodurch dieser den Behandlungsbereich während der gesamten Projektion besser beobachten kann.
Einer wesentlichen Konfiguration des erfindungsgemäßen Geräts 1 zufolge ist die auf 2 dargestellte Kryokette etwa in Reihe in einem ergonomischen Gehäuse 11 angeordnet und in seiner Achse, dessen Mittelteil 12 (1) als Handgriff dient, damit es von der ganzen Hand eines erwachsenen Anwenders umfasst werden kann; der Mittelteil 12 des Gehäuses 11 ist nämlich an der proximalen Seite (das heißt an der zum Arm des Anwenders zeigenden Seite) im allgemeinen konvex, um der Krümmung seines Daumens zu folgen; weiterhin erlaubt eine Aussparung 13 im oberen Teil dieser Seite des Gehäuses 11 eine Annäherungs- und Wippbewegung des Daumens des Anwenders, um die Steuerung des Geräts zu betätigen, wie nachfolgend beschrieben werden wird, ohne jedoch den Kontakt der Basis des Daumens mit dem Gehäuse 11 zu unterbrechen; distal (das heißt an der vom Anwender entfernteren Seite) ist der Mittelteil des Gehäuses im allgemeinen konkav, um vollständig von den vier anderen Fingern umfasst zu werden, wodurch das Gerät 1 von einer einzigen Hand 2 des erwachsenen Anwenders richtig gehalten werden und der eine oder andere seiner vier Finger gleichzeitig den Drücker 6 betätigen kann, um die Gasprojektion 7 zu steuern.
Einer bevorzugten Ausführungsform des Geräts zufolge wird das Gehäuse vorzugsweise von zwei identisch geformten Halbschalen 14, 14' gebildet, die gegeneinander in senkrechter mittlerer Ebene des Gehäuses 11 zusammengefügt sind. Die allgemeine Form jeder Halbschale 14, 14' ist von der Innenseite von Gehäuse 11 aus grundrissartig auf 2 dargestellt; die äußere Form jeder Halbschale 14, 14' wird in der Vorderansicht auf 1 und in Seitenansichten auf der 4 gezeigt, wobei 4 eine proximale Ansicht und 5 eine distale Ansicht zeigt.
Einer wichtigen Anordnung des erfindungsgemäßen Geräts zufolge hat der Mittelteil 12 des Gehäuses, das das Organ bildet, an dem das Gerät ergriffen wird, einen mittleren Abschnitt, der perfekt an die Hand eines Erwachsenen angepasst ist, aber umgekehrt nur mit Schwierigkeiten von der Hand eines Kindes gehalten werden kann; damit hat ein Kind Probleme, das Gerät mit einer Hand zu ergreifen, was zusätzlich zu den elektrischen Sicherheiten, die nachfolgend erläutert werden, ein für die Sicherheit von Kindern wichtiges Element darstellt.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 wird jetzt die Kryokette des Geräts 1 näher beschrieben, die etwa in Reihe in der Achse des besagten Geräts angeordnet ist und die dank der in den Halbschalen 14 und 14' vorgesehenen Aufnahmen, in die alle die Kette bildenden Bauteile genau einrasten, in der richtigen Position gehalten wird, so dass nach dem Zusammenfügen der beiden Halbschalen 14, 14' eine absolut stabile Konstruktion entsteht.
Die Kryokette umfasst nacheinander im oberen Teil des Geräts 1 einen Halter 20, der an seiner Oberseite über eine Mutter 22 als Verbindungsteil den Entnahmekopf 21 der Kartusche 4 aufnimmt, und an der anderen Seite eine Mutter 23, die einen Filter trägt, der nachfolgend näher beschrieben werden wird, und ein in Reihe befindliches Elektroventil 24, das dazu bestimmt ist, das Gas in seiner flüssigen Form, so wie es aus der Kartusche 4 austritt, mit dem von einem Rohrstutzen 25 mit einem kleinen Innendurchmesser in der Größenordnung von 0,5 mm gebildeten Gasausstoß- und Entspannungssystem in Verbindung zu bringen. Einem wichtigen Merkmal des erfindungsgemäßen Geräts 1 zufolge ist aus einleitend bereits erörterten Sicherheitsfragen vorgesehen, das versprühte Gas thermisch zu überwachen; um dies zu bewerkstelligen, ist der Rohrstutzen 25 des Ausstoß- und Entspannungssystems mit einer zylindrisch-konischen Hülse 26 verbunden, die auf 2 im Rahmen eines Ausrisses größeren Maßstabs dargestellt ist; die Hülse 26 ist dank einer radialen Verkeilung, die von mindestens drei Flügeln gebildet wird, koaxial montiert, so dass der zylindrische Teil 27, der einen größeren Innendurchmesser hat als der Rohrstutzen 25, einen Luftdurchgang um den besagten Stutzen 25 herum schafft; die Spitze des kegelstumpfartigen Teils 28, die den zylindrischen Teil 27 nach unten verlängert, liegt genau am Ende des Rohrstutzens 25 an, das die Ausstoßdüse 29 bildet, wobei sie für den Luftdurchgang einen kreisförmigen Raum 30 ausbildet, der deutlich kleiner ist als im zylindrischen Teil 27, um durch VENTURI-Effekt Umgebungsluft durch die Schlitze 31, die in die Basis des Gehäuses 11 eingearbeitet sind, anzusaugen und so die Temperatur und den Druck im Bereich der zu behandelnden Haut 3 zu begrenzen.
Einer anderen Ausführungsform der Erfindung zufolgen können die Ausgangstemperatur und der Ausgangsdruck des Ausstoß- und Entspannungssystems des Gases auch dadurch gesteuert werden, indem man der kalibrierten Öffnung 8 im unteren Teil des Gehäuses 11 die allgemeine Form eines Strahlrohrs verleiht, zum Beispiel als in Richtung der Düse 29 erweiterter Trichter, der in derselben Achse in einiger Entfernung angeordnet ist, damit Umgebungsluft, die durch die Schlitze 31 durch VENTURI-Effekt, der durch den Gasvortrieb erzeugt wird, beigemischt werden kann.
Es versteht sich von selbst, dass die beiden beschriebenen Systeme zur Temperaturregulierung kombiniert werden können, um Temperatur und Druck des ausgestoßenen Gases 7 noch feiner zu regulieren.
Jetzt folgt unter Bezugnahme auf die 2, 6 und 7 eine detaillierte Beschreibung der die Kryokette im Gerät bildenden Einrichtungen bzw. Organe.
Die CO₂-Kartusche 4, wobei das Kohlendioxid ggf. medizinischen Zwecken anzupassen ist und unter einem Druck von ca. 50 Bar verflüssigt wird, ist in der Tat eine Kartusche, die klassischerweise einen zylindrisch geformten Metallbehälter aufweist, der an einem Ende geschlossen ist und den Kartuschen, die im veröffentlichen Patent FR 2.775.589 , das bereits zitiert wurde, verwendet wurden, ähnelt, aber kleiner ist; das anderen Ende der Kartusche ist mit einem Entnahmekopf 21 ausgestattet, der so beschaffen ist, dass er mit einem Kartuschenhalter 20 zusammenwirkt. Der Entnahmekopf 21 wird von einem zylindrischen Ansatz mit Außengewinde gebildet, einem Verschlussorgan 401, das dazu bestimmt ist, die Kartusche zu verschließen, bevor sie in das Gerät eingesetzt wird, und einer Mutter 22 mit Innen- und Außengewinde, wobei das Innengewinde der Mutter 22 auf das Gewinde des Ansatzes des Entnahmekopfes 21 geschraubt wird, um das Verschlussorgan 401 an Ort und Stelle zu halten. Die Kartusche 4 ist unter Berücksichtigung ihres besonderen Einsatzes im Prinzip eine Wegwerfkartusche, kann ggf. aber auch wieder befüllt werden; die Kartuschen enthalten CO₂ in einer Menge, die für eine Behandlung von ca. 15 Sekunden ausreicht. Das Entnahmesystem umfasst gemäß dem bekannten Stand der Technik ein System zum automatischen Zünden bzw. Durchstoßen der Kartusche, das die notwendige Dichtigkeit während und nach dem Durchbohren des zum Beispiel aus Bronze gefertigten Verschlussorgans 401 der Kartusche 4 gewährleistet. Auch wurde als Gewindesteigung für die Mutter 22, die auf den Entnahmekopf 21 der Kartusche 4 geschraubt wird, absichtlich eine wenig geläufige Steigung ausgewählt, damit keine nicht konformen Kartuschen verwendet werden können.
Das Zünd- bzw. Durchstoßsystem der Kartuschen 4 ist, wie in den 6 und 7 ersichtlich, in drei Teile gegliedert. In einen zylindrischen Halter 20, der kartuschenseitig eine erste Eingangskammer 201 mit Innengewinde aufweist, wird die Mutter 22 geschraubt, die zuvor auf den mit dem Bronzeverschluss 401 verschlossenen Entnahmekopf 21 montiert wurde; in der Achse dieser ersten Kammer 201 wirkt eine dort einmündende zweite Kammer 202, die einen kleineren Durchmesser hat, mit dem Ende 221 der Mutter 22 zusammen, dessen Durchmessers kleiner ist als der Gewindeteil der besagten Mutter, um mit einem äußeren, an das besagte Ende 221 zwischen der Kartusche und der übrigen Vorrichtung montierten O-Ring 222 absolute Dichtigkeit zu gewährleisten, sobald der Zünder bzw. Schlagbolzen 35 das Verschlussorgan 401 durchstößt. Der Zünder bzw. Schlagbolzen 35, der den zweiten Teil des Systems bildet, besteht aus einer Spitze 36 und ist mit dem Halter 20 verbunden, der in den Teil des hohlen Endes 223 der den Entnahmekopf 21 umgebenden Mutter 22 eingreifen kann, bis ein Kontakt des Verschlussorgans 401 hergestellt ist, sobald der Eingriff der besagten Mutter 22 in den Halter 20 ausreicht, um die Verbindung der Konstruktion zu gewährleisten; in diesem Augenblick berührt die Spitze 36 das Verschlussorgan 401, und der O-Ring 222 berührt die Wände der Kammer 202, wobei deren Dichtigkeit mit dem Entnahmekopf 21 gewährleistet wird; es ist demnach ausreichend, wie auf 7 dargestellt, die Konstruktion Kartusche 4/Mutter 22 weiter in den Halter 20 zu schrauben, um das Verschlussorgan 401 zu durchstoßen; dann kann sich das CO₂ in den dem Halter 20 nachgelagerten Teil entspannen, indem es zunächst einen Längskanal 37 durchquert, der zu diesem Zweck in der Achse des Zünders bzw. Schlagbolzens 35 vorgesehen ist, der in eine dritte koaxiale Kammer 203 des Halters 20 mündet, die zur Platzierung des Zündsystems notwendig ist und im Strömungskanal des flüssigen CO₂ einen Filter 38 hält, der dazu vorgesehen ist, eventuelle Rückstände zurückzuhalten, die in der Kartusche 4 enthalten sind. Der Filter 38 trägt eine Mutter 23, die mit einem Innengewinde der Kammer 203 auf klassische Weise zusammenwirkt. Die Mutter 23 wird axial von einem Kanal 231 durchquert und hat an ihrer stromabwärts gelegenen Seite einen Gewindezapfen, in den der Eingang des Elektroventils 24 eingesetzt werden kann.
Mit diesem Elektroventil, das ein Hochdruck-Elektroventil ist, kann ein axialer Kanal, der den vorgenannten Kanal 231 verlängert, durch einfache Steuerung eines in der Achse des Elektroventils platzieren Elektromagneten geöffnet und geschlossen werden. Am Ausgang des Elektromagneten 24 wird der Entspannungsrohrstutzen 25 montiert, der sich ggf. in die zylindrisch-konische Hülse 27 verlängert, die den CO₂-Strom thermisch überwacht. Weiterhin ist anzumerken, dass das CO₂ bis zum Austritt aus dem Elektroventil flüssig ist und demzufolge kein Trockeneis gebildet wird, das die Zirkulation der Flüssigkeit behindern könnte; um den Ausgangsdurchsatz des flüssigen CO₂ regulieren zu können, wird der Entspannungsrohrstutzen 25 mit einem sehr kleinen Innendurchmesser in einer Größenordnung von 0,5 mm ausgeführt; um die Ausbildung eines Eispfropfens am Ausgang des Entspannungsrohrstutzens zu vermeiden, verwendet man vorzugsweise ein Rohr aus PTFE, und unter Berücksichtigung des Drucks des CO₂ in einer Größenordnung von 50 Bar am Ausgang der Kartusche 4 ist die Fließgeschwindigkeit ausreichend groß, um das Trockeneis in mikronisierten Teilchen nach außen zu befördern.
Wenn die Kartusche 4 ihren gesamten Inhalt in flüssiger Phase abgegeben hat, muss sie ersetzt oder einer anderen Ausführungsform zufolge wiederbefüllt werden. Um dies zu bewerkstelligen, ist die Kartusche 4 von ihrem Halter 20 abzuziehen, wobei das in der Kartusche verbliebene restliche Gas abzulassen ist, bevor die Kartusche vollständig entfernt wird, um unter anderem einen plötzlichen Rückschlag, der von einer Detonation begleitet sein kann, zu vermeiden. Zur Entleerung der Kartusche vor ihrer Entfernung ist eine Ablassöffnung 40 vorgesehen, die die Außenseite der Kammer 202, die am meisten oberhalb zum Halter 20 angeordnet ist, verbindet (das heißt die Kammer, die die Zündvorrichtung 35 nicht umfasst). Diese Ablassöffnung 40 (6) gewährleistet, dass das restliche Gas dann abgelassen wird, wenn man die Kartusche 4 durch Abschrauben der Mutter 22 aus ihrer Aufnahme in der Kammer 201 des Halters 20 entfernt; selbstverständlich ist die innere Geometrie dieser Kammer 201 derart gestaltet worden, dass das restliche Gas, sobald sich der geöffnete Kopf der Kartusche 4 von der durchstoßenden Spitze 36 löst, mit der Ablassöffnung 40 in Berührung kommt, das heißt mit außen, wobei die Länge des Gewindes der Mutter 22, das weiterhin in die Kammer 201 eingreift, noch ausreichend ist, um die Konstruktion festzuhalten und jedweden plötzlichen Rückstoß der von ihrem Halter gelösten Kartusche zu vermeiden; demzufolge ist es ausreichend innezuhalten, sobald das Gas durch die Ablassöffnung 40 zischend entweicht, bis dieses Zischen aufhört, um dann die Mutter 22 weiter abzuschrauben und die Kartusche 4 zwecks Ersatz gefahrlos abzunehmen.
Einem besonders wichtigen sicherheitsrelevanten Merkmal zufolge wird das Elektroventil 24 von Batterien 41 versorgt, die in vorteilhafter Weise in einer Aufnahme 42 (3 und 5) im oberen Teil der distalen Seite des Gehäuses 11 (5) angeordnet sind und durch gleichzeitiges Betätigen der beiden Schalter 5 und 6, die sich in der elektrischen Versorgung in Reihe befinden, das heißt zwischen den Batterien 41 und der Wicklung des Elektroventils 24, gesteuert, das heißt unter Spannung gesetzt werden; wie bereits dargelegt und um jedwede Bedienung vor allem durch Kinder zu vermeiden, sind die beiden Schalter 5 und 6, die aus dem Gehäuse 11 herausragen, so zueinander positioniert, dass, wenn sich der Mittelteil des besagten Gehäuses in der Hand eines Erwachsenen befindet, der erste Schalter 5, der vorzugsweise wie ein Druckknopf ausgebildet ist, im allgemeinen unter dem Daumen des Anwenders liegt, und der zweite Schalter 8, der vorzugsweise wie ein Drücker ausgebildet ist, mit mindestens einem der vier anderen Finger der Hand bedient werden kann. Es wurde bereits gezeigt, dass sich die beiden Schalter 5 und 6 zu diesem Zweck jeweils auf der einen und der anderen Seite des Gehäuses 11 völlig entgegengesetzt in seiner mittleren Ebene befinden.
Einem letzten erfindungsgemäßen Merkmal zufolge kann das soeben beschriebene Gerät 1 in vorteilhafter Weise durch eine ergänzende Einrichtung zur Kontrolle der Temperatur im Anwendungsbereich ergänzt werden, um zu vermeiden, dass das für die Behandlung vorteilhafte Absenken der Temperatur zu einem Absterben von Gewebe führt; zu diesem Zweck und einer besonderen Ausführungsform der Erfindung zufolge ist es vorgesehen, einen Temperatur-Schwellenwertfühler 45 hinzuzufügen, der gemäß den 2 und 3 mit einer Steuerelektronik verbunden ist und ohne den Anwendungs- oder Behandlungsbereich zu berühren aus der Entfernung arbeitet. Als Temperatur-Schwellenwertfühler wurde ein Infrarot-Pyrometer gewählt, das im unteren Teil des Gehäuses 11 platziert ist, damit die Optik des Fühlers 45 in Richtung des Behandlungsbereichs zentriert ist, wobei dieses Pyrometer ebenso wie das Elektroventil 24 vorzugsweise mit 12 Volt Gleichstrom arbeitet; in der Praxis wird die Fokaldistanz der Optik des Pyrometers 45 derart ausgewählt, das das Sichtfeld so vollständig wie möglich mit dem zu messenden Zielbereich auf der Epidermis übereinstimmt, damit die abgelesene Temperatur richtig und genau ist. Zu diesem Zweck ist die Position des Pyrometers 45 so berechnet, dass sein Abstand zum Behandlungsbereich weder zu klein ist, weil dann der Temperaturgradient der Haut so groß wird, dass die Temperatur des Behandlungsbereichs und die Temperatur des vom Pyrometer geprüften Bereichs sehr weit auseinander liegen mit der Folge einer vom Zufall bestimmten Alarmmeldung, noch zu groß, weil das mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit zu einer Überlagerung von Trockeneisstrahl und Infrarotstrahlung führen würde mit der Folge, dass das Pyrometer eher die Temperatur des Strahls als die des zu überwachenden Bereichs erfasst.
Einem Nebenmerkmal zufolge wird der Temperatur-Schwellenwertfühler des Pyrometers 45 auf eine Temperatur in der Größenordnung von 5°C eingestellt, um eine Sicherheitstoleranz zu haben; einer ersten Ausführungsform zufolge wird der Anwender, wenn die Temperaturschwelle des Pyrometers 45 erreicht ist, von der beigeordneten Steuerelektronik durch ein akustisches oder visuelles Signal darauf hingewiesen, dass die Versorgung des Elektroventils 24 eingestellt werden kann, wodurch die Projektion des CO₂ plötzlich eingestellt wird; einer anderen Ausführungsform zufolge kann das Pyrometer 45 ein akustisches oder visuelles Signal aussenden, wenn eine erste Gefahrenschwelle erreicht ist und das Elektroventil 24 unterbrechen, wenn eine zweite Schwelle erreicht ist, zum Beispiel um 2°C.
Das gemäß der einen oder anderen beschriebenen Ausführungsform erfindungsgemäße Gerät 1 ist von jedem beliebigen erwachsenen Anwender und Laien einfach anzuwenden. Dafür ist es ausreichend, den Mittelteil 12 des Gehäuses 11 des Geräts mit der rechten Hand zu ergreifen, in seinen oberen Teil eine neue Kartusche 4 einzuführen und diese in ihren Halter 20 einzuschrauben, bis ihr Verschlussorgan 401 durchstoßen wird; dann ist das Gerät funktionsbereit und der erwachsene Anwender muss es nur noch an die Haut 3 heranführen, auf der eine Kryobehandlung durchgeführt werden soll, wobei es dabei senkrecht zu halten ist, bis das Ende 10 des Stützfußes 9 den Behandlungsbereich berührt; in diesem Augenblick ist es ausreichend, wenn der Anwender, der das Gerät senkrecht hält, den Knopf 5 mit dem Daumen und den Drücker 6 mit seinem Zeigefinder gleichzeitig betätigt, um das Elektroventil 24 und damit die Projektion 7 eines CO₂-Stroms in flüssiger/fester Phase auszulösen. Im Prinzip ist die Kartusche des Geräts für einen einzigen Vorgang vorgesehen, das heiß um den Behandlungsbereich von einer Temperatur von ca. 32°C auf eine Temperatur von 2 bis 5°C zu führen, und zwar in ungefähr 15 Sekunden. Trotz der bereits weiter oben beschriebenen Temperatursicherheiten des Geräts ist anzumerken, dass, wenn das Gerät mit oder ohne Vorsatz schlecht positioniert wird, das heißt wenn es sich nicht mehr in der senkrechten Achse befindet, in der der Stützfuß 9 seine Aufgabe als Abstandhalter voll erfüllen kann, der Durchmesser der Kartusche 4 derart ist, dass der von der Düse 29 des Ausstoß- und Entspannungssystems ausgetriebene Strom sehr schnell gasförmig wird und demzufolge vom thermischen Gesichtspunkt her für die Haut keine Gefährdung darstellt.
Einer einfacheren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts zufolge können schließlich das Elektroventil 24 und seine elektrischen Steuerungen durch eine rein mechanische Vorrichtung vom Typ eines mechanischen Ventils, das manuell bedient wird, ersetzt werden. Diese Ausführungsform, die in den Figuren nicht dargestellt wird, besteht darin, das Elektroventil in der Kältelinie durch ein Ventil mit einem querliegenden Kolben zu ersetzen, der von einem Hebel betätigt wird, der im Griffbereich des Gerätekörpers angeordnet ist; damit ist es ausreichend, auf den Drücker, der in Reichweite der das Gerät haltenden Hand angeordnet ist, zu drücken, um das Kolbenventil zu betätigen, das dann stromaufwärts den Entnahmekopf der Kartusche 4 und stromabwärts das Ausstoß- und Entspannungssystem des verflüssigten Gases in Kontakt bringt.
Bei dieser vereinfachten Version des Geräts versteht es sich von selbst, dass der Entnahmekopf der Kartusche in vorteilhafter Weise durch eine Einschnürung des Endes der Umhüllung der Kartusche mit einem entsprechenden Gewinde ausgebildet werden kann, das direkt in den Kartuschenhalter 20 geschraubt wird, der wie in der vorhergehenden Variante eine Zündvorrichtung 35 aufweist; die derart vereinfachte Kartusche ist natürlich mit einer Verschlussvorrichtung ausgestattet, die wie in der vorhergehenden Variante mit dem besagten Zündorgan zusammenwirkt.
Bei dieser Ausführungsform ist nicht notwendigerweise vorgesehen, die Temperatur des Behandlungsbereichs zu erfassen, weil die in der vereinfachten Kartuschenversion enthaltene Gasmenge derart ist, dass es nicht möglich ist, eine kritische Temperatur zu unterschreiten, selbst wenn der gesamte Inhalt dieser Kartusche ausgestoßen wird.
Einer anderen Anordnung zufolge, die übrigens auf alle Varianten des erfindungsgemäßen Geräts anwendbar ist, kann der Stützfuß 9, der es ermöglicht, die Düse 29 des Ausstoßsystems im richtigen Abstand zu positionieren, durch einen hohlen, zylindrisch geformten, kegelstumpfartigen oder auch pyramidenstumpfartigen Sockel ersetzt werden, der aus dem unteren Teil des Gehäuses 11 herausragt und sich etwa in der Achse des besagten Gehäuses über eine bestimmte Länge nach unten erstreckt, um einen ausreichenden Sicherheitsabstand zu gewährleisten, wie zuvor bei dem Stützfuß 9 erläutert. Diese hohle Sockelvorrichtung hat unter anderem den Vorteil, dem aufliegenden Gerät eine bessere Stabilität zu verleihen, wobei natürlich bei der Positionierung des Geräts über dem Behandlungsbereich jedweder Irrtum vermieden wird.
Da die Funktionsweise des Geräts in seiner vereinfachten mechanischen Version außerordentlich einfach ist, ist diese für eine Verwendung durch den privaten Endverbraucher besonders geeignet.

Claims

Mit einer Hand bedienbares, autonomes Kryotherapiegerät, die Temperatur und den Entspannungsdruck eines verflüssigten Gases nutzend, das in mindestens teilweise fester Phase auf die Haut (3) eines Menschen oder Tiers gesprüht wird, wie zum Beispiel CO₂ oder ein ähnliches Gas, das unter Druck in einer abnehmbaren Kartusche (4) enthalten ist, deren Entnahmekopf (21), der über einen Halter (20) mit einem gesteuerten Ausstoß- und Entspannungssystem des verflüssigten Gases verbunden ist, so ausgeführt ist, dass während der gesamten Dauer eines Sprühvorgangs nur der flüssige Teil des Gases im Innern der Kartusche mit dem besagten Entnahmekopf in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (20) der Kartusche und das gesteuerte Ausstoß- und Entspannungssystem deutlich in einer Reihe und in der Achse des Geräts angeordnet sind, in einem ergonomischen Gehäuse (11), dessen Achse der des Geräts entspricht, dessen Mittelteil als Handgriff dient, damit es von der ganzen Hand (2) eines erwachsenen Anwenders umfasst werden kann, und das Steuerorgan des gesteuerten Ausstoß- und Entspannungssystems des Gases aufweist, dessen oberer Teil einen Eingang aufweist, um in seinen Halter die Kartusche (4) einzusetzen, mit dem Kopf nach unten und in der Achse des Gehäuses (11), und sie aufzuschlagen, oder um sie nach Verwendung abzunehmen, und dessen unterer Teil eine kalibrierte Öffnung (8) aufweist, die einen deutlich in der Achse des Gehäuses liegenden Durchgang für das im Sprühen befindliche Gas bildet, und Mittel (9), um die Ausgangsdüse (29) des gesteuerten Ausstoß- und Entspannungssystems im Verhältnis zum zu behandelnden Hautbereich im erforderlichen Abstand zu halten.
Gerät nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Ausstoß- und Entspannungssystem ein Elektroventil (24) aufweist, dass sich mit einem Rohrstutzen (25) zum Ausstoßen des verflüssigten Gases in einer Reihe befindet.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ zur Steuerung der Öffnung des Elektroventils (24) von zwei Schaltern (5, 6) gebildet wird, die mit der Hand (2) des Anwenders bedienbar und in der elektrischen Versorgung (41) des Elektroventils (24) in Reihe geschaltet sind, wobei zur Betätigung des Elektroventils beide Schalter (5, 6) von der Hand (2) des Anwenders gleichzeitig zu betätigen sind.
Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Position der beiden Schalter (5, 6), die aus dem Gehäuse (11) herausragen, so ist, dass, wenn sich der Mittelteil (12) des besagten Gehäuses in der Hand (2) eines Erwachsenen befindet, der erste Schalter, der zum Beispiel wie ein Druckknopf (5) ausgebildet ist, im allgemeinen unter dem Daumen des Nutzers liegt, und der zweite Schalter, der vorzugsweise wie ein Drücker (6) ausgebildet ist, mit einem oder mehreren der vier anderen Finger der Hand (2) bedient werden kann.
Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mittelteil (12) des Gehäuses (11) dazu eignet, von einem erwachsenen Anwender vollständig mit der Hand umschlossen zu werden, d. h. zur proximalen Seite im allgemeinen konvex ist, um der Krümmung des Daumens zu folgen, wobei eine Aussparung (13) im oberen Teil des Gehäuses (11) die Annäherungsbewegung des Daumens erlaubt, ohne den Kontakt seiner Basis mit dem Gehäuse zu unterbrechen, und zur distalen Seite im allgemeinen konkav ist, um vollständig von den anderen Fingern umfasst zu werden.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Ausstoß- und Entspannungssystem ein manuelles Ventil aufweist, zum Beispiel mit einem Kolben, der quer zur Achse des Geräts angeordnet, das oberhalb an den Entnahmekopf der Kartusche (21) und unterhalb an das Entspannungs- und Ausstoßsystem für das verflüssigte Gas angeschlossen ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (25) des Ausstoß- und Entspannungssystems für das verflüssigte Gas ein Rohr mit einem kleinen Innendurchmesser in der Größenordnung von 0,5 mm ist.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die die Düse (29) des Ausstoßsystems im erforderlichen Abstand zu der zu behandelnden Haut (3) halten, von einer Ausstülpung in der Art eines Stützfußes (9) oder eines hohlen, zylindrischen, kegelstumpfartigen, pyramidenstumpfartigen Sockels gebildet werden, der dazu vorgesehen ist, um den Behandlungsbereich weiträumig abzudecken und aus dem unteren Teil des Gehäuses (11) herausragt und sich deutlich parallel zur Achse des besagten Gehäuses über eine bestimmte Länge nach unten erstreckt, um den erforderlichen Abstand zu halten, wenn das Gerät (1) gegenüber der Haut (3) platziert ist.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (4) einen an einem Ende geschlossenen röhrenförmigen Körper aufweist, der am anderen Ende einen Entnahmekopf (21) hat, der von einem zylindrischen Ansatz mit Außengewinde gebildet wird, einem Verschlussorgan (401), das dazu bestimmt ist, die Kartusche zu verschließen, bevor sie in das Gerät eingesetzt wird.
Gerät nach Anspruch 9 mit einem der Ansprüche 1 bis 5, 7, 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmekopf (21) der Kartusche mit einer Mutter (22) mit Innen- und Außengewinde versehen ist, wobei das Innengewinde der Mutter (22) auf das Gewinde des Ansatzes des Entnahmekopfes (21) geschraubt wird, um das Verschlussorgan (401) an Ort und Stelle zu halten.
Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (4) mit dem Kartuschenhalter (20) im Gerät durch Verschraubung so verbunden ist, dass zunächst das Verschlussorgan (401) mit einer vorzugsweise feststehenden Zündvorrichtung (35) in Berührung kommt, die sich in der Achse des Halters (20) erstreckt, und danach das besagte Verschlussorgan (401) bei Gewährleistung der Dichtigkeit der Montage durchstoßen wird, um das Gas in flüssiger Phase durch einen axialen Kanal (37) abzuziehen, der die Zündvorrichtung vollständig durchquert, die unterhalb ihres freien Endes mit dem gesteuerten Entspannungssystem verbunden ist, wobei zwischen dem Innenraum des Halters (20) und außen eine Ablassöffnung (40) radial in dem Teil des besagten Halters (20) vorgesehen ist, der die Zündvorrichtung (35) zum Ablassen des überschüssigen Gases in der leeren Kartusche während des Abschraubens und bevor sie vollständig vom Gerät gelöst wird, nicht aufweist.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zur Überwachung des gesprühten Gases aufweist, die darin bestehen, dass der Ausgangsstutzen (25) des Ausstoß- und Entspannungssystems von einer zylindrisch-konischen Hülse (26) umgeben wird, die dank einer radialen Fixierung koaxial montiert ist, deren zylindrischer Teil (27) einen größeren Innendurchmesser hat als der Rohrstutzen (25), um einen Luftdurchgang um den besagten Stutzen herum zu schaffen, und deren Spitze des kegelstumpfartigen Teils (28), die den zylindrischen Teil (27) verlängert, genau am Ende des Rohrstutzens (25) anliegt, das die Ausstoßdüse (29) bildet, indem sie für den Luftdurchgang einen kreisförmigen Raum ausbildet, der deutlich kleiner ist als im zylindrischen Teil (27), um durch VENTURI-Effekt Umgebungsluft durch die Schlitze (31), die in die Basis des Gehäuses (11) eingearbeitet sind, anzusaugen und so die Temperatur und den Druck im Behandlungsbereich zu mindern.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zur Überwachung des gesprühten Gases aufweist, die aus der Anordnung der kalibrierten Öffnung (8) im unteren Teil des Gehäuses (11) besteht, die allgemein wie ein trichterförmiger, sich in Richtung der Düse (29) des Rohrstutzens (25) erweiternder Rohrstutzen ausgebildet und in der gleiche Achse in einiger Entfernung von der besagten Düse angeordnet ist, und aus Schlitzen (31), die in die Basis des Gehäuses (11) eingearbeitet sind, so das dem verflüssigten, in Entspannung begriffenen Gas Umgebungsluft beigemischt wird, die durch die Schlitze (31) durch VENTURI-Effekt, der durch den Gasvortrieb erzeugt wird, angesaugt wird.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mittel zur thermischen Überwachung der Haut (3) aufweist, das ein Temperaturfühler (45) der Haut (3) ist, der berührungslos mit dieser funktioniert.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler ein Infrarot-Pyrometer (45) ist.
Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokaldistanz des Infrarot-Pyrometers (45) einerseits so ist, dass es zu keiner gegenseitigen Beeinflussung mit der Pulverisierung des verflüssigten Gases kommt und andererseits, dass eine genaue Temperaturmessung erfolgt, wenn das Gerät (1) in angemessener Entfernung für die beabsichtigte Anwendung positioniert ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarot-Pyrometer (45) mit einem visuellen und/oder akustischen Alarm verbunden ist, wenn die Temperatur im Anwendungsbereich so weit abfällt, dass ein vorher festgelegter Schwellenwert erreicht wird, wobei das Pyrometer (45) dann vorteilhafter-, aber nicht notwendigerweise automatisch die Stromversorgung des Elektroventils (24) unterbrechen kann.