Воздушно-плазменный манипулятор - основной элемент аппарата "ПЛАЗОН"

    При использовании аппарата «ПЛАЗОН» лечебное воздействие осуществляется путем подвода к биологическим тканям газовых потоков различной температуры (от 4000°С до температуры окружающей среды), но с неизменным содержанием в потоке оксида азота (NO). Достигается это путем принудительного прокачивания атмосферного воздуха через рабочий орган аппарата - манипулятор.
    С технической точки зрения все манипуляторы аппарата «ПЛАЗОН» являются генераторами плазмы постоянного тока, выполненными по линейной трехэлектродной схеме. На рисунке представлена конструктивная схема унифицированной генераторной части манипулятора.
    При подключении манипулятора к источнику постоянного и стабилизированного тока между катодом и анодом горит электрическая дуга, геометрически стабилизированная каналом межэлектродной вставки. Атмосферный воздух подается в манипулятор встроенным в аппарат микрокомпрессором, проходит через электрическую дугу, нагревается и укоряется, переходя в плазменное состояние, и через отверстие в аноде истекает из генераторной части манипулятора. Геометрические параметры канала генераторной части, энергетические характеристики электропитания и охлаждения электрической дуги подобраны таким образом, что температура газа в дуге оптимальна для образования оксида азота.
    Анализ состава термодинамически равновесной плазмы воздуха показывает, что при температуре ниже 2000°С концентрация NO в газе не превышает 1%, с ростом температуры она быстро увеличивается и достигает своего максимума (~5%) при температуре 3500-4000°С. Именно этот диапазон температуры является оптимальным для генерации оксида азота. Гамму цепных и разветвленных, обратимых плазмохимических реакций, приводящих к образованию NO, можно выразить одной химической формулой:
N₂ + О₂ <-> 2NO - 180,9 кДж
    В связи с тем, что стабильность молекулы оксида азота при высоких температурах соизмерима со временем ее синтеза, необходимо осуществить быстрое охлаждение реакционной смеси - закалку.
    В случае манипулятора-коагулятора и манипулятора-деструктора нагретый воздушно-плазменный поток (ВПП) истекает непосредственно в окружающее пространство в виде ярко светящегося факела. Закалка оксида азота происходит при торможении истекающего потока в окружающем холодном воздухе. Коагулятор и деструктор отличаются друг от друга только диаметром выходного анодного канала - 1,2 мм и 0,7 мм соответственно. Этим достигается разница в скорости истечения воздушно-плазменной струи - до 200 м/сек для коагулятора и до 600 м/сек для деструктора. Температура ВПП при истечении в окружающее пространство на срезе выходного канала достигает 4000°С, что достаточно для получения хирургических эффектов (коагуляции и деструкции).
    В ряде случаев - при тонком хирургическом вмешательстве, при отсутствии интенсивных кровотечений и непосредственно для проведения сеансов NO-терапии нет необходимости подавать столь горячий поток к тканям. Температуру газового потока необходимо снизить, но не в ущерб содержанию в нем оксида азота. В аппарате «ПЛАЗОН» эта цель достигается путем дополнительного охлаждения потока, истекающего из генераторного узла, что позволяет, с одной стороны, снизить температуру потока вплоть до температуры окружающей среды, а с другой стороны - "заморозить" в нем молекулы оксида азота, рожденные в электрической дуге генераторного узла.
    В аппарате «ПЛАЗОН» реализованы два способа дополнительного охлаждения. Первый - это схема присоединенного к генераторной части дополнительного охладителя, второй - схема со встроенным в сервисный блок аппарата мощным дополнительным охладителем лабиринтного типа.
    Согласно первой схеме, воздушно-плазменный поток из генераторной части манипулятора направляется в канал дополнительного охлаждения, из которого истекает в окружающее пространство. Изменяя длину канала дополнительного охлаждения, можно добиться практически любого снижения температуры потока на выходе из манипулятора. Сконструированный по схеме дополнительного присоединенного охладителя манипулятор получил название стимулятор или стимулятор-коагулятор. Он одинаково удобен как для остановки диффузных кровотечений, так и для проведения сеансов NO-терапии.
    Для получения газового потока, содержащего оксид азота, с комнатной температурой реализована схема дополнительного встроенного охладителя лабиринтного типа.
    Как показано на рисунке, любой манипулятор может быть установлен в специальное гнездо охладителя, расположенное в верхней части аппарата. В результате охлаждения во встроенном охладителе температура потока, генерируемого манипулятором, снижается до комнатной. Подача охлажденного NO-содержащего газового потока (NO-СГП) к объекту осуществляется специальным гибким подводом со сменными наконечниками.