一种低温冷冻消融装置的制作方法

本实用新型涉及冷冻消融领域，特别地涉及一种低温冷冻消融装置。

背景技术：

冷冻消融利用冷冻效应杀死肿瘤细胞，达到消融治疗组织的目的。

典型的冷冻消融技术方案是先向消融针内输入低温工质，也称为冷工质(例如液氮)，待消融部位形成理想冷冻区后，再向消融针内输入热工质(例如无水乙醇饱和蒸汽)实现快速复温。基于实际需求，冷冻消融治疗设备需要配置专用的无水乙醇储罐且储罐内设置有加热器，能在较短时间内将无水乙醇加热并维持在一定工作压强。从使用角度而言，通常希望无水乙醇储罐体积尽量大，减少用户添加无水乙醇的频率，但这将导致配置的加热器功率相对较大，且无水乙醇高液位状态加热时间较长而低液位状态下加热时间过短，影响冷冻治疗设备的稳定性和用户体验。另一个问题是，为减少无水乙醇蒸汽排放和无水乙醇大量浪费，当冷冻治疗设备停止后，随着无水乙醇蒸汽冷却，体积缩小，储罐将长时间处于负压状态，有吸入大量湿空气的风险，使得后续无水乙醇蒸汽中的水蒸汽含量过高，由于水蒸汽在此种情况下使用时容易结冰，则复温时存在堵塞消融针的风险，此外，下一次治疗设备启动时，无水乙醇从负压状态加热达到预定压强的时间也将延长。

技术实现要素：

基于背景技术中出现的问题，本实用新型提供一种低温冷冻消融装置，用于解决热工质大量浪费以及治疗前加热热工质的时间过长的技术问题。

本实用新型提供一种低温冷冻消融装置，包括：冷冻消融部、复温部、以及分别与所述冷冻消融部和所述复温部连接的消融针，其中，所述消融针用于对患者的病灶部进行治疗；

所述冷冻消融部包括：冷罐，其用于承载冷工质；以及

相分离器，所述冷罐的输出侧与所述相分离器的输入侧相连；所述相分离器的其中一个输出端与所述消融针连接；

所述复温部包括：

热罐，所述热罐的输出侧与所述消融针连接，所述热罐用于加热热工质；

储液罐，所述储液罐用于回收所述消融针中完成治疗后的热工质；以及

连接所述热罐和所述储液罐的管道，所述热工质通过所述管道可选择性地由所述热罐输入至所述储液罐或由所述储液罐输入至所述热罐以实现热工质的自循环；

所述储液罐内设置有与所述消融针相连的换热装置，所述换热装置用于使其中的冷工质与所述储液罐中的热工质进行热量交换。

可选地，所述管道包括：第一管道和第二管道，满足第一条件时，所述第一管道将所述储液罐中的热工质输入所述热罐中，所述第一管道上设置有处理器，

满足第二条件时，所述第二管道将所述热罐中的热工质输入所述储液罐中，所述第二管道上设置有卸流阀，其中，所述处理器用于去除热工质中的杂质和水分。

可选地，所述相分离器的另一个输出端与收集管连接，所述收集管与所述换热装置相连，用于将所述相分离器中的冷工质收集至所述换热装置中。

可选地，还包括与所述消融针连接的回流管以及并联设置的回流热管和回流冷管；

所述回流热管和所述回流冷管的其中一端均通过收集管与所述回流管相连，所述回流热管的另一端与储液罐相连，所述回流冷管的另一端与所述换热装置相连。

可选地，所述热罐的输出侧通过进流管与消融针相连，所述热罐和进流管之间设置有热阀。

可选地，所述热罐上设置有第一压力传感器。

可选地，所述冷罐上设置有增压阀。

可选地，所述相分离器的其中一个输出端与所述消融针之间设置有冷阀，所述收集管上设置有相分离阀。

可选地，所述回流热管上设置有回流热阀；所述回流冷管上设置有回流冷阀。

可选地，还包括：

回热器，所述回热器通过第三管道与所述回流冷管的输出端连接，所述第三管道上设置有冷调节阀，

所述回热器通过第四管道与所述换热装置的输出端相连，所述第四管道上设置有第二压力传感器和泄放阀，

其中，所述第三管道和第四管道并联。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)将现有的加热罐变为热罐和储液罐，并通过管道将两者连接，实现了热工质在热罐和储液罐之间的循环，并且相同储量情况下，由一个容器变为两个容器，必然会减少热罐的容积，使得热工质的加热时间减少；

(2)在储液罐内部独立设置换热装置，可对储液罐中的热工质实现预冷。对换热装置内流动的冷工质实现预热，最终有利于回收后的冷、热工质接近常温状态；

(3)在管道上设置了处理器，方便处理热工质中的少量杂质和水分；

(4)系统停机后将热罐内蒸气导入储液罐，可保持热罐和储液罐的微正压，减少外界湿空气吸入热罐的风险，进而减少系统再次复温时因水蒸汽凝固而产生的堵针风险。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。

图1是本实用新型的低温冷冻消融装置的结构示意图。

附图标记：1-热罐，2-储液罐，3-换热装置，4-第一管道，5-第二管道，6-供给泵，7-补液阀，8-处理器，9-卸流阀，10-进流管，11-热阀，12-消融针，13-第一压力传感器，14-冷罐，15-相分离器，16-冷阀，17-回流热管，18-回流冷管，19-回流热阀，20-回流冷阀，21-第三管道，22-第四管道，23-冷调节阀，24-第二压力传感器，25-泄放阀，26-回流管，27-回热器，28-增压阀，29-相分离阀，30-收集管,31-支管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的低温冷冻消融装置包括：冷冻消融部，复温部，以及与冷冻消融部和复温部连接的消融针12，冷冻消融部包括冷罐14和相分离器15，其中，冷罐14内部储存的冷工质通过相分离器15输入消融针12中，用来对患者的病灶部进行治疗。

复温部包括热罐1、储液罐2以及连接两者的第一管道4和第二管道5，第一管道4上依次设置有供给泵6、补液阀7和处理器8，第二管道5上设置有卸流阀9。其中，热罐1可以对罐内的热工质进行加热和储存，当热罐1内压力过大时(例如热罐1内压力大于预设值，即满足第二条件)，打开第二管道5上卸流阀9，将热工质输入储液罐2中，以降低热罐1内的压力，并防止当温度降低时，热罐1内出现负压，导致外界空气进入；当热罐1内热工质量过少时(例如热罐1内的热工质的液位低于预设值时，即满足第一条件)，打开第一管道4上的供给泵6以及补液阀7将储液罐2中的热工质输入至热罐1中，同时，由于第一管道4和第二管道5连接热罐1和储液罐2，使得热工质在热罐1和储液罐2内形成了循环，其中供给泵6为热工质从储液罐2补充至热罐1中提供动力，处理器8将热工质中的杂质和水分去除。处理器具体可以是分子筛，也可以是其他，本实用新型在此不做限定。

这样将现有的加热罐变为热罐1和储液罐2，并通过管道将两者连接，使得热工质可以循环使用，并且相同储量情况下，由一个容器变为两个容器，必然会减少热罐1的容积，使得热工质的加热时间减少。

可选地，储液罐2内设置有换热装置3，即换热装置3独立地设置在储液罐2中，其用于将流经换热装置3内部的冷工质与储液罐2内的热工质进行热量交换。具体地，换热装置3可以是螺旋管换热器，还可以是其他换热装置，本实用新型在此不做限定。

可选地，热罐1的另一端与进流管10连接，热罐1和进流管10之间设置有热阀11，热阀11可控制进流管10的通断。

可选地，进流管10的另一端与消融针12连接，当热阀11打开时，热罐1中的热工质经由进流管10流入消融针12中。

可选地，热罐1上设置有第一压力传感器13，第一压力传感器13用于感应热罐1内的压力，当压力过大时，打开卸流阀9释放压力。

可选地，本实用新型的低温冷冻消融装置还包括：冷罐14、相分离器15、回流管26和回热器27。

具体来说，冷罐14，其用于承载冷工质，其输出侧与相分离器15连接。

冷罐14的输出侧与相分离器15的输入侧相连；相分离器15的其中一个输出端与消融针12连接，主要作用是为消融针12提供液态冷工质，相分离器15的另一个输出端通过回流冷管18与换热装置3相连，主要作用是将气态冷工质分离并在后续进入换热装置3进行冷量回收。

可选地，本实用新型的低温冷冻消融装置还包括与所述消融针12连接的回流管26以及回流热管17和回流冷管18。

具体地，回流热管17的输入端通过收集管30与回流管26相连，回流热管17的输出端插入储液罐2底部；回流冷管18的输入端通过收集管30与回流管26相连。

可选地，相分离器15的其中一个输出端与消融针12之间设置有冷阀16，所述收集管30上设置有相分离阀29。

可选地，回流热管17上设置有回流热阀19；回流冷管18上设置有回流冷阀20。

可选地，本实用新型的低温冷冻消融装置还包括：回热器27，回热器27通过第三管道21与回流冷管18的输出端相连，第三管道21上设置有冷调节阀23。

回热器27通过第四管道22与换热装置3的输出端相连，第四管道22上设置有支管31，支管31安装在储液罐2的顶部，支管31上设置有第二压力传感器24和泄放阀25，

其中，第三管道21和第四管道22并联。

当本实用新型提出的低温冷冻消融装置工作时，其包括以下过程：

1)冷冻治疗过程

开启与冷罐14相连的增压阀28，启动自增压过程。当冷罐14内的压强达到设定值后，依据消融针12的使用情况，打开冷阀16，低温工质(下文以液氮为例)自冷罐14内被压出，通过相分离器15进行气液分离，相分离器15上端出口工质(第一路冷氮气)通过相分离阀29后流入收集管30，相分离器15下端出口工质(液氮)流经冷阀16，再进入消融针12内释放冷量后蒸发变成第二路冷氮气，从消融针12流出的第二路冷氮气通过回流管26汇流入收集管30，进入收集管30内的第一路冷氮气和第二路冷氮气流经回流冷阀20后进入储液罐2内的换热装置3，换热装置3内的冷氮气释放一定冷量后进入回热器27复温，复温后的氮气温度基本接近常温，可集中处理或是直接向大气排放，至此完成冷冻过程。

为调节储液罐2内部的换热装置3内的冷氮气流量，在回流冷阀20的下游设置有冷调节阀23，当有需要时，可通过冷调节阀23引流一部分冷氮气直接进入回热器27，则可对换热量进行调节。

换热装置3换热过程中，冷氮气释放的冷量被换热装置3本身以及储存在储液罐2内的热工质(下文以无水乙醇为例)吸收，因而可对储液罐2内的无水乙醇温度进行降温调节。

2)复温过程

在复温程序启动前，密闭在热罐1内的无水乙醇被加热至饱和状态，当启动复温时，打开热阀11，热罐1顶部无水乙醇饱和蒸汽通过热阀11进入消融针12内释放热量后变成无水乙醇液体，液态无水乙醇自消融针12流出通过回流管26汇流入收集管30，收集管30内无水乙醇流经回流热阀19后进入储液罐2内储存，至此复温过程完成。

热罐1内的压强由第一压力传感器13监测，当热罐1压强过高时，卸流阀9开启，无水乙醇蒸汽流入储液罐2内。

复温时收集管30内的无水乙醇温度偏高，进入储液罐2之后与已存储在储液罐2内的温度较低的无水乙醇混合后可降低温度，减少无水乙醇的蒸发。当储液罐2内无水乙醇蒸汽过多时，可通过泄放阀25泄放，最终流经回热器27后排出至废液罐中(此图未画出废液罐)。

3)无水乙醇补液过程

当热罐1内的无水乙醇存量不多时，打开补液阀7，开启供给泵6，储液罐2内的无水乙醇经处理器8去除杂质及水分后被泵送至热罐1内，实现补液过程。

4)停机泄压过程

当治疗过程结束，卸流阀9打开，热罐1内剩余的大量无水乙醇饱和蒸汽流入储液罐2内与已有温度较低的无水乙醇液体混合并冷却，因而无水乙醇饱和蒸汽得以充分回收，且热罐1的压强大大降低，最终降低形成负压所带来的风险，而储液罐2内的液态无水乙醇温度变化引起的体积变化很小，不会对储液罐2内的压强造成明显波动。

需要说明的是，上述液氮以及无水乙醇仅为冷工质和热工质的示例，本实用新型并不限定于此。

可选地，本实用新型所述的冷工质还可以是液氧、液态甲烷、液氩、液氖、液氦、液化亚氮、液化二氧化碳及氟氯昂等单一物质，可也是上述物质的混合物。

可选地，本实用新型所述的热工质可以是水蒸汽、甲醇蒸汽、甲酸蒸汽、乙酸蒸汽、乙酯蒸汽、丙醇蒸汽、丙酸蒸汽、丙脂蒸汽等单一物质，也可是上述物质的混合物。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

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