【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗设备，具体涉及一种用于冷冻治疗的多级节流的冷冻治疗设备及冷冻治疗系统。
技术介绍
1、近年来，冷冻治疗技术在人类疾病治疗上有了很大的发展。低温手术器械，如冷冻治疗设备，可适用于肿瘤科、介入科、骨科、普通外科、皮肤科、胸外科、耳鼻喉科、妇产科、泌尿科、神经科等不同科室对病灶组织进行低温冷冻手术治疗。如治疗心房颤动(af)的某些形式的心律失常、在癌症治疗中消融肿瘤，以及用于皮肤病、产科手术、支气管活检等。冷冻治疗技术创伤小，并发症少，患者接受治疗时疼痛感低，目前已是临床上相对成熟的治疗手段。现代科学技术中，利用冷冻治疗技术杀伤/提取异常组织时，常用的降温原理主要为焦耳-汤姆逊效应，基于这个原理研制出不同类型的低温治疗器械。如专利号cn 106687058b公开的用于治疗房颤(af)的冷冻消融方法和系统，利用对医疗装置热处理元件的温度控制，使冷冻消融流体在2秒至40秒之间的时间段内，保持在-20℃和-25℃之间的范围内温度，来延长冷冻消融手术的融化期。
2、虽然，相对前期技术，此专利通过延长流体的融化期对于治疗房颤有了一定的改进，但在实际的临床诊疗过程中，利用此技术实现对多种疾病的有效治疗仍存在诸多困难。通过分析发现，现有技术的每一次冷冻治疗，制冷气体都是在冷冻单元内，特别是冷冻导管的头端，完成一级节流，通过蒸发吸热，带走组织热量，使目标治疗部位温度降低，异常细胞组织遭到破坏，从而达到冷冻治疗的目的。而现有技术采用一级节流主要存在以下四个弊端。
3、一、不能提供足够低的冷冻治疗温度。在本领域中
4、二、不能提供足够快的降温速率。在本领域中已知的是，降温速率越快，对靶组织的冷冻杀伤效果越好，一级节流可实现的降温速率有限，为了提高冷冻杀伤效果，一般采用增加冷冻次数和冷冻时间或降低冷冻温度来实现，而增加冷冻次数和冷冻时间就相应增加了对正常组织冷冻损伤的风险。降低冷冻温度又受到单级节流的理论极限限制。
5、三、冷冻导管直径过大，限制了导管介入治疗的通过性。由于不同血管、呼吸道、消化道等解剖结构不同，所适用的介入导管直径不同。部分支气管和冠脉血管等器械通道的最小通过直径只有1mm左右，所以对介入的冷冻导管的直径要求极为苛刻。利用现有技术，已证明提供同时满足小尺寸且具有足够制冷量的冷冻导管相当困难。
6、四、进入人体的探头末端压力过高，存在安全风险和技术限制。按现有技术采用一级节流，节流前后维持高压差可以产生更低的冷冻温度，然而进入探头的制冷剂压力过高存在很大安全风险。为解决这一问题，多数国外企业采用高压球囊，而因为材质及加工精密性等原因，短时间内限制了国内医疗器械企业在这一领域的突破。
7、五、单台设备不能提供宽范围的冷冻治疗温度，现有技术鲜有实现一机多能。因为治疗不同病灶适用的温度不同，比如治疗房颤的冷冻温度范围一般在-40℃至-50℃，而肿瘤治疗的冷冻温度范围要低的多，一般为-40℃至-196℃。现有技术基本是同一冷冻治疗设备针对同一病灶，根本原因在于系统冷冻温度不可精确调节，这种现象造成了很大的资源浪费，也给医护者使用学习带来不必要的麻烦。
8、基于上述现有技术的不足，本专利技术实际要解决的问题是：
9、1、如何获取更低治疗温度、更快的降温速率和更大的冷冻杀伤范围，缩短治疗时间，降低手术风险；
10、2、如何提供一种单位直径限制下的高冷冻能量输出密度、小直径的冷冻导管，以实现对通过性具有苛刻要求的特殊位置病灶的治疗；
11、3、如何提供一种方案，可降低现有技术冷冻单元内节流前后制冷剂压力高的问题，甚至可以适用低压球囊，降低手术风险，突破技术壁垒；
12、4、如何提供较宽范围可调节的冷冻治疗温度，以实现同一设备对不同病灶的冷冻治疗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术仅一级节流的不足，提供一种冷冻治疗设备和冷冻治疗系统，该系统包括集成多级节流机构的冷冻治疗设备和集成多级节流机构的冷冻导管。本专利技术解决现有技术问题的实施方案是在冷冻治疗系统内配置多个节流机构，节流级数为若干级。在实际操作过程中，通过调整各级节流之间的配合关系，提高冷量输出密度、降低工作温度以及提高降温速率和冷冻范围，从而提高对病灶组织的冷冻深度，在此基础上实现组织冷冻杀伤范围大小及冷冻深度的有效控制。并且最小化所需制冷剂流体的量，该方案有效降低冷冻导管的直径，减小了冷冻导管内部压力，避免出现操作困难，冷冻单元内节流前后制冷剂压力高，存在安全风险、治疗温度不稳定等问题。
2、为了解决现有技术存在的问题，一方面，本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现。
3、一种冷冻治疗设备，包括：气源模块，所述气源模块通过管路与冷源接头连通，所述冷冻治疗设备通过所述冷源接头与冷冻导管连接，所述气源模块通过所述冷源接头向所述冷冻导管的远端输送制冷剂，在所述气源模块和所述冷源接头之间的所述管路上设置有节流模块，所述节流模块的一端与所述气源模块连通，所述节流模块的另一端通过所述冷源接头与所述冷冻导管连通，所述节流模块内设置有n个节流机构，n大于或等于1，
4、冷冻流体经过所述节流模块内设置的n个节流机构,并在所述冷冻导管内完成最后一次节流后构成n+1级节流的冷冻治疗系统,所述冷冻治疗系统经多级节流获得的冷量与采用传统单级节流获得的冷量的比符合下列公式：
5、
6、其中：为冷量比，f(pt0，tt0)为在传统单级节流冷冻导管内完成单级节流后流体的能量值，f(pt[n+1]，tt[n+1])为流体经n+1多级节流后的能量值；f(pe，te)为流体多级节流膨胀吸热至饱和态的能量值，f(pf，tf)为流体单级节流膨胀吸热至饱和态的能量值。
7、本专利技术的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：
8、在冷冻治疗设备的一个实施例中，所述的冷冻治疗设备还设置有控制模块和人机交互模块，所述的控制模块与人机交互模块电连接。
9、在冷冻治疗设备的一个实施例中，所述的冷冻治疗设备还设置有采集模块，所述采集模块分别与所述控制模块和所述人机交互模块电连接。
10、在冷冻治疗设备的一个实施例中，在所述节流模块内设置有一个或多个旁通管路，所述旁通管路的两端分别与所述节流机构的入口和出口连通，在所述旁通管路上设置有电磁阀和止回阀，使得所述冷冻治疗设备的节流级数可调节。优选的，所述电磁阀为与连接管路等通径的三线两控的电动球阀。
11、在冷冻治疗设备的一个实施例中，所述冷冻治疗设备的节流级数通过多级节流的各本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冷冻治疗设备，包括气源模块，所述气源模块通过管路与冷源接头连通，所述冷冻治疗设备通过所述冷源接头与冷冻导管连接，所述气源模块通过所述冷源接头向所述冷冻导管的远端输送制冷剂，其特征在于，在所述气源模块和所述冷源接头之间的所述管路上设置有节流模块，所述节流模块的一端与所述气源模块连通，所述节流模块的另一端通过所述冷源接头与所述冷冻导管连通，所述节流模块内设置有N个节流机构，N大于或等于1，
2.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述的冷冻治疗设备还设置有控制模块、人机交互模块，所述的控制模块与人机交互模块电连接。
3.根据权利要求2所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述的冷冻治疗设备还设置有采集模块，所述的采集模块与所述控制模块、所述人机交互模块电连接。
4.根据权利要求1或3所述的冷冻治疗设备，其特征在于，在所述节流模块内设置有一个或多个旁通管路，所述旁通管路的两端分别与所述节流机构的入口和出口连通，在所述旁通管路上设置有电磁阀和止回阀，使得所述冷冻治疗设备的节流级数可调节。
5.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其
6.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述节流机构为节流阀、毛细管、变径管、孔板、喷嘴的至少一种。
7.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，在所述节流模块内设置一个或多个预冷模块。
8.根据权利要求7所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述预冷模块与冷量供给模块连接，所述预冷模块的预冷温度可调节。
9.根据权利要求8所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述预冷模块为换热器，所述换热器包括顺流换热器、逆流换热器、翅片换热器、套管式换热器、沉浸式换热器中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷量供给模块包括微型半导体制冷预冷模块、蓄冷预冷模块、节流预冷模块、相变预冷模块中的至少一种。
11.根据权利要求7所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷冻治疗设备的预冷级数在预冷过程中可调节。
12.根据权利要求7所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷冻治疗系统内制冷剂经多级节流前后的干度符合下式关系：
13.一种冷冻治疗系统，包括：冷冻治疗设备、冷冻导管，所述冷冻导管通过冷源接头与所述冷冻治疗设备机械连接，
14.根据权利要求13所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述冷冻治疗设备的节流模块被设置在所述气源模块和所述冷源接头之间的所述管路上。
15.根据权利要求13所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述冷冻导管的节流模块被设置在所述进气通路上，所述节流模块的一端通过所述冷源接头与所述气源模块连通，所述节流模块的另一端与所述冷冻单元连通，向所述冷冻导管的远端输送制冷剂。
16.根据权利要求13所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述节流机构为节流阀、毛细管、变径管、孔板、喷嘴的至少一种。
17.根据权利要求13所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述冷冻治疗设备还设置有控制模块、采集模块、人机交互模块，所述控制模块和人机交互模块电连接，所述采集模块与所述控制模块电连接。
18.根据权利要求17所述的冷冻治疗系统，其特征在于，在所述节流模块内设置有一个或多个旁通管路，所述旁通管路的两端分别与所述节流机构的入口和出口连通，在所述旁通管路上设置有电磁阀和止回阀。
19.根据权利要求13或17所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述冷冻治疗系统的节流级数，通过多级节流的各级节流后产生的流体状态及多级节流后可以产生的总制冷量Q进行确定，多级节流后的流体可产生的最大制冷量Qt可表示如下：
20.根据权利要求13所述的冷冻治疗系统，其特征在于，在所述冷冻治疗设备的所述节流模块内和/或在所述冷冻导管的所述节流模块内设置一个或多个预冷模块。
21.根据权利要求20所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述预冷模块与冷量供给模块连接，所述预冷模块的预冷温度可调节。
22.根据权利要求20或21所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述预冷模块为换热器，所述换热器包括顺流换热器、逆流换热器、翅片换热器、套管式换热器、沉浸式换热器中的至少一种。
23.根据权利要求21所述的冷冻治疗系统，其特征在于，所述冷量供给模块包括微型半导体制冷预冷模块、蓄冷预冷模块、节流预冷模块、相变预冷模块、回流预冷模...
【技术特征摘要】
1.一种冷冻治疗设备，包括气源模块，所述气源模块通过管路与冷源接头连通，所述冷冻治疗设备通过所述冷源接头与冷冻导管连接，所述气源模块通过所述冷源接头向所述冷冻导管的远端输送制冷剂，其特征在于，在所述气源模块和所述冷源接头之间的所述管路上设置有节流模块，所述节流模块的一端与所述气源模块连通，所述节流模块的另一端通过所述冷源接头与所述冷冻导管连通，所述节流模块内设置有n个节流机构，n大于或等于1，
2.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述的冷冻治疗设备还设置有控制模块、人机交互模块，所述的控制模块与人机交互模块电连接。
3.根据权利要求2所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述的冷冻治疗设备还设置有采集模块，所述的采集模块与所述控制模块、所述人机交互模块电连接。
4.根据权利要求1或3所述的冷冻治疗设备，其特征在于，在所述节流模块内设置有一个或多个旁通管路，所述旁通管路的两端分别与所述节流机构的入口和出口连通，在所述旁通管路上设置有电磁阀和止回阀，使得所述冷冻治疗设备的节流级数可调节。
5.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷冻治疗设备的节流级数通过多级节流的各级节流后产生的流体状态及多级节流后可以产生的总制冷量q进行确定，多级节流后的流体可产生的最大制冷量qt可表示如下：
6.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述节流机构为节流阀、毛细管、变径管、孔板、喷嘴的至少一种。
7.根据权利要求1所述的冷冻治疗设备，其特征在于，在所述节流模块内设置一个或多个预冷模块。
8.根据权利要求7所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述预冷模块与冷量供给模块连接，所述预冷模块的预冷温度可调节。
9.根据权利要求8所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述预冷模块为换热器，所述换热器包括顺流换热器、逆流换热器、翅片换热器、套管式换热器、沉浸式换热器中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷量供给模块包括微型半导体制冷预冷模块、蓄冷预冷模块、节流预冷模块、相变预冷模块中的至少一种。
11.根据权利要求7所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷冻治疗设备的预冷级数在预冷过程中可调节。
12.根据权利要求7所述的冷冻治疗设备，其特征在于，所述冷冻治疗系统内制冷剂经多级节流前后的干度符合下式关系：
13.一种冷冻治疗系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵奎文，
申请(专利权)人：北极沣生物科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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