【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冷冻消融，涉及一种用于冷冻消融系统的超临界流体输出装置及方法。
技术介绍
1、冷冻消融是一种应用低温冷冻工质冷冻或破坏异常细胞或病变组织的过程，用于治疗各种肿瘤和心律失常，心房颤动是目前最常见的心律失常之一，随着药物及导管消融技术的发展，心房颤动逐渐成为可控、可治愈的疾病。冷冻消融技术使用的冷冻工质包括气相工质和液相工质，其中气相工质使用时，冷冻消融系统的工作压力很高，对介入耗材的设计有较为苛刻的限制条件，因而目前优先选择的通常是液相冷冻工质。
2、冷冻球囊消融用于治疗阵发性心房颤动时，冷冻控制仪将液态冷冻工质通过注射管路输送至冷冻球囊内，与球囊外壁的肺静脉周围组织热交换时气化，从而带走大量热量，使组织产生冷冻损伤，达到肺静脉隔离效果。目前使用的液相冷冻工质中，主要有液态一氧化二氮和液氮，前者温度无法降至足够低，携带冷量有限，所需消融的时间较长，增加了射线曝光量，后者虽能够提供较高的冷量，但受热容易气化从而发生气塞现象，导致系统无法正常工作，因而目前有研究者尝试采用超临界流体，利用其兼具气体的黏度和液体的密度的特性，提高系统运行的安全性。
3、目前采用冷冻工质进行冷冻消融时，通常无法控制和调节输出的冷量，而不合适的冷量不仅会增加心房肌损伤，甚至会增加手术并发症的概率。cn107307901a公开了一种冷冻消融系统，包括导管、流体输送单元以及控制单元；其中所述导管包括中心腔室和位于导管远端的球囊，在中心腔室内设有供冷却流体输入球囊的输入通道和供冷却流体从球囊流出的流出通道；所述流体输送单元供应
4、cn 102310516a公开了一种超临界流体注入装置，该装置由气体冷却预压部分，超临界流体形成部分，以及压力温度流量反馈部分与控制部分组成，压力流量温度反馈部分由两个压力传感器、两个温度传感器和一个计数器组成，压力温度流量控制部分由微控制器和固态继电器组成。该装置重点介绍的是超临界流体的形成过程，其压力与流量是在超临界流体形成过程中的控制，并未再对超临界流体的状态进行调节，使之用于冷冻消融时冷量能够可控，自然也不涉及相关设备的使用及连接。
5、综上所述，对于将超临界流体作为冷冻工质用于冷冻消融过程的应用，需要根据所用冷冻工质的超临界流体特性，设计合适的装置使其能够实现超临界冷冻工质流量、压力等参数的可控输出，使之能够适用于不同的工作场合，并保证治疗过程的安全稳定。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于冷冻消融系统的超临界流体输出装置及方法，所述输出装置通过储存容器中多条并联支路的设计，在将液氮形成超临界流体后调节流体的温度，实现其压力、流量的可控调节与输出，用于冷冻消融时可满足不同应用场景下的工作模式，在安全前提下达到更好的治疗效果。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种用于冷冻消融系统的超临界流体输出装置，所述输出装置包括液氮储存容器以及设置于液氮储存容器中的至少两条并联设置的超临界流体输出支路，并联设置的超临界流体输出支路在液氮储存容器外汇合形成超临界流体输出干路；每条输出支路均包括依次连接的输送设备、发生器和换热器，所述发生器内设有加热装置。
4、本专利技术中，将超临界流体用于冷冻消融领域，通过对超临界流体特性的利用，既能够提供充足的冷量，又不会造成气塞现象；本专利技术通过对超临界流体的输出装置进行结构设计，在液氮储存容器内设置多条并联支路，并在支路上设置发生器、换热器等设备，将液氮密闭条件下加热气化，从而提高压力形成超临界流体，并通过换热降低温度，保证其能够提供的冷量；通过多条支路的设计，对超临界流体的输出压力、流量进行可控调节，以满足不同的应用及需求，用于冷冻消融时冷冻工质的用量便于调节，安全性高，治疗效果好。
5、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
6、作为本专利技术优选的技术方案，所述超临界流体输出支路设有2～4条，例如2条、3条或4条，优选为2条。
7、优选地，所述输送设备为微量泵。
8、本专利技术中，所述采用微量泵，能够对液氮的输送量进行准确计量，同时避免占用储存容器过大的体积，提高储存容器的空间利用率；同时，本专利技术中采用的是低压微量泵，扬程压力稍高于液氮储存容器内的压力即可满足需求。
9、优选地，所述输送设备和发生器之间还设有第一单向阀。
10、作为本专利技术优选的技术方案，所述发生器的壁面内设有真空绝热层。
11、优选地，所述真空绝热层的厚度为0.1～3mm，例如0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地，所述真空绝热层两侧的材质包括不锈钢或铝合金。
13、本专利技术中，所述发生器设置真空绝热层，可以将发生器内部与液氮储存容器进行隔热，有效减小两者之间的热交换，提高加热装置的能量利用率。
14、优选地，所述加热装置包括电阻丝或电磁感应加热器。
15、本专利技术中，所述加热装置选择电阻丝时，直接与流体接触，将电能转换为热能；也可采用电磁感应加热的方式，将电磁能转换为电能，电能转换为热能实现加热。
16、优选地，所述发生器内还设有温度传感器。
17、作为本专利技术优选的技术方案，所述换热器呈盘管结构或翅片管结构。
18、优选地，所述换热器后的管路上依次设有第二单向阀和三通电磁阀，所述三通电磁阀位于液氮储存容器外部。
19、本专利技术中，三通电磁阀根据支路工作状态开启，两个出口中一个连接至超临界流体输出干路，另一个出口在超临界流体输出支路输出结束之后，可将发生器内的残余气体释放。
20、优选地，所述超临界流体输出干路上设有压力传感器。
21、另一方面，本专利技术提供了一种采用上述超临界流体输出装置输出超临界流体的方法，所述方法包括以下步骤：
22、(1)将液氮输送至发生器加热汽化，膨胀加压后形成液氮超临界流体；
23、(2)将步骤(1)得到的液氮超临界流体输送至换热器，与液氮储存容器中的液氮进行换热，得到降温后的超临界流体，引入超临界流体输出干路；
24、(3)控制不同超临界流体输出支路的开闭，以调节超临界流体输出干路的流量和压力。
25、本专利技术中，以液氮为原料，通过对液氮的超临界性质进行研究，以此为为临界液氮的制备提供依据，所述液氮的超临界压力-温度相图如图1所示，其描述了整个系统中压力和温度的状态变化；由图1可知，液氮的临界压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于冷冻消融系统的超临界流体输出装置，其特征在于，所述输出装置包括液氮储存容器以及设置于液氮储存容器中的至少两条并联设置的超临界流体输出支路，并联设置的超临界流体输出支路在液氮储存容器外汇合形成超临界流体输出干路；每条输出支路均包括依次连接的输送设备、发生器和换热器，所述发生器内设有加热装置。
2.根据权利要求1所述的超临界流体输出装置，其特征在于，所述输送设备和发生器之间还设有第一单向阀。
3.根据权利要求1或2所述的超临界流体输出装置，其特征在于，所述发生器的壁面内设有真空绝热层；
4.根据权利要求1-3任一项所述的超临界流体输出装置，其特征在于，所述换热器呈盘管结构或翅片管结构；
5.一种采用权利要求1-4任一项所述的超临界流体输出装置输出超临界流体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述液氮为常压液氮，储存于液氮储存容器中；
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述液氮超临界流体与液氮换热后降温至-196～-170
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述超临界流体输出支路至少有两支，所述输出支路同时开启或部分支路交替开启；
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，多支超临界流体输出支路交替开启的工作模式，适合用于一次性运行无法完成治疗的情形，控制流体的流量趋于恒定或交替变化；
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述超临界流体输出支路设置三支时，其中一种工作模式包括：两条支路同时开启，输出干路降低至监测压力时，关闭其中一条支路，开启剩余的另一条支路，以此循环，维持输出流量恒定；
...【技术特征摘要】
1.一种用于冷冻消融系统的超临界流体输出装置，其特征在于，所述输出装置包括液氮储存容器以及设置于液氮储存容器中的至少两条并联设置的超临界流体输出支路，并联设置的超临界流体输出支路在液氮储存容器外汇合形成超临界流体输出干路；每条输出支路均包括依次连接的输送设备、发生器和换热器，所述发生器内设有加热装置。
2.根据权利要求1所述的超临界流体输出装置，其特征在于，所述输送设备和发生器之间还设有第一单向阀。
3.根据权利要求1或2所述的超临界流体输出装置，其特征在于，所述发生器的壁面内设有真空绝热层；
4.根据权利要求1-3任一项所述的超临界流体输出装置，其特征在于，所述换热器呈盘管结构或翅片管结构；
5.一种采用权利要求1-4任一项所述的超临界流体输出装置输出超临界流体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：许虎，代聪育，陈磊，张冬博，徐阳，
申请(专利权)人：上海圣达济医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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