專利名稱：多級預(yù)冷冷凍消融方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用多個預(yù)冷換熱器使制冷劑達到最終低溫的的方法， 具體涉及一種多級預(yù)冷冷凍消融的方法；本發(fā)明還涉及實施上述方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
冷凍消融系統(tǒng)可用于切除病灶或修復(fù)身體上的缺陷，以恢復(fù)和改善身體 的功能。其在外科的許多部門中應(yīng)用，如耳鼻喉部位腫瘤，婦科的宮頸瘤、 乳腺瘤、泌尿科的前列腺瘤等，還有用于切除胃瘤、肝瘤、腦瘤等。此外， 冷凍消融還可用于美容、皮膚病治療、扁桃體切除、痔瘡切除、白內(nèi)障的摘 除等。與一些其它手術(shù)方法相比，冷凍消融療法具有下列較明顯的優(yōu)越性
(1) 低溫可使血管收縮甚至凝結(jié)，有很好的止血作用，可大大減少手術(shù)出血量。
(2) 低溫對神經(jīng)末梢具有麻痹作用，可減少病人的疼痛。許多冷凍消融手術(shù)可 在不麻醉的情況下進行。(3)冷凍手術(shù)有利于防止癌細胞的擴散。(4)冷凍有 殺菌作用，手術(shù)的無菌條件好，能防止術(shù)后感染。(5)冷凍手術(shù)后的血栓形成 和可能產(chǎn)生的免疫效應(yīng)，有利于進一步殺傷病灶細胞。(6)冷凍手術(shù)可和放療、 化療相結(jié)合，取得更好的療效。目前應(yīng)用的冷凍消融系統(tǒng)主要有兩種液氮 系統(tǒng)和氬氦系統(tǒng)。
液氮系統(tǒng)是利用物質(zhì)由液體變成氣體時需要吸收大量氣化潛熱的原理來 使組織溫度迅速降低。手術(shù)中將液氮通入冷凍探針內(nèi)，當(dāng)其接觸組織時氣化 吸熱，即可使治療探針的溫度迅速降低，使組織快速降溫、凍結(jié)，然后在探 針內(nèi)通以常溫或加熱的空氣使組織復(fù)溫，經(jīng)過多次凍融循環(huán)將腫瘤殺死。氬 氦刀是利用氣體的絕熱節(jié)流效應(yīng)完成降溫和復(fù)溫的治療過程，壓力較高的氣 體流經(jīng)小孔絕熱節(jié)流時，隨著壓力的下降溫度往往會發(fā)生變化，有些氣體溫度下降，而有些氣體溫度上升，絕熱節(jié)流效應(yīng)也稱為焦耳一湯姆遜效應(yīng)。當(dāng) 冷凍探針內(nèi)循環(huán)氬氣時，氬氣在刀尖急速膨脹，在很短的時間內(nèi)冷凍病變組 織在零下140度，復(fù)溫時，氦氣在刀尖急速膨脹，急速加熱處于超低溫狀態(tài) 的病變組織，冷熱交替使腫瘤細胞破裂死亡。
而對于液氮系統(tǒng)來說，其最大的優(yōu)點是能提供更低的制冷溫度，但其也
存在很大的局限性，即(1)冷凍探針直徑較大， 一般在5mm以上，產(chǎn)生的 創(chuàng)傷大，不便于插入到人體。因為液氮在到達冷凍探針頭處發(fā)生相變時，會 產(chǎn)生大量氣體，產(chǎn)生的壓力會減慢液氮流速。冷凍探針直徑越小，流動的氮 氣流越容易阻塞在冷凍探針里面，導(dǎo)致制冷性能越差。因此，為保證制冷效 果， 一般冷凍探針的直徑很難做到3mm以下。(2)冷凍探針的降溫速度相對 較慢，預(yù)冷時間相對較長，不利于殺死病變組織細胞。(3)液氮冷療設(shè)備涉 及液氮的儲存、輸出、循環(huán)和回收，要使設(shè)備正常使用，這一循環(huán)過程不能 有任何障礙。另外，由于液氮溫度很低，而設(shè)備溫度相對較高，為防止液氮 汽化，設(shè)備上往往都帶有額外的絕熱層以免設(shè)備從外界吸熱，因而液氮冷凍 設(shè)備一般體積較大。
氬氦刀雖然降溫升溫速度快，但制冷功率不是很大，而且由氦氣節(jié)流產(chǎn) 生的復(fù)溫效果非常有限，在實際的手術(shù)中不一定能達到預(yù)期的效果。另一方 面，氬氣氦氣用量較大且來源困難，高純度氬氣價格不菲，做一次手術(shù)對于 患者來說都是不小的負擔(dān)。而且，這套設(shè)備使用時壓力較大， 一般在25—40Mpa 范圍內(nèi)，這么大的壓力下管路容易發(fā)生泄漏，且對各種閥的要求大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有液氮系統(tǒng)和氬氦刀兩大冷凍治療 系統(tǒng)的上述不足，提出了一種多級預(yù)冷冷凍消融的方法。該方法通過應(yīng)用多 個預(yù)冷換熱器，不但保證了制冷量，加快了制冷速度，而且 分地利用了制 冷劑回劑的冷量，大大提高了制冷效率，使得治療變得快速，有效。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提出實施上述多級預(yù)冷冷凍消融方法 的設(shè)備。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的多級預(yù)冷冷凍消融方法，包括如 下步驟
A. 通過壓力源提供壓力為0. lMPa 50MPa的制冷劑；
B. 應(yīng)用第1級預(yù)冷換熱器使得制冷劑回劑開始冷卻制冷劑；
C. 應(yīng)用制冷設(shè)備使得制冷劑在第2級預(yù)冷換熱器中被制冷設(shè)備冷卻；
D. 應(yīng)用在輸送管路和手柄中的第3級預(yù)冷換熱器使得制冷劑被逆流制冷 劑回劑進一步冷卻；
E. 應(yīng)用冷凍探針或?qū)Ч苤械牡?級預(yù)冷換熱器使得制冷劑被制冷劑回劑 充分冷卻；
F. 被連續(xù)預(yù)冷的制冷劑在冷凍探針或?qū)Ч芗舛伺蛎洝⒄舭l(fā)對病變組織冷 卻消融；
G. 在冷凍探針或?qū)Ч芗舛伺蛎洝⒄舭l(fā)后的制冷劑作為制冷劑回劑，依次 經(jīng)過第4、 3、 2、 l級預(yù)冷換熱器來起到預(yù)冷作用。
本發(fā)明提出的實施上述多級預(yù)冷冷凍消融方法的設(shè)備，壓力源與進氣管
路相連，進氣管路與出氣管路構(gòu)成第1級預(yù)冷換熱器；進氣管路與制冷設(shè)備
的管路構(gòu)成第2級預(yù)冷換熱器；進氣管路與輸送管路及手柄相連，輸送管路
及手柄與出氣管路構(gòu)成第3級預(yù)冷換熱器；第3級預(yù)冷換熱器與冷凍探針或
導(dǎo)管相接；冷凍探針或?qū)Ч芗舛藶橹委煻?，其中包含有?級預(yù)冷換熱器以
及膨脹裝置，氣體經(jīng)過第4級預(yù)冷換熱器后通過膨脹裝置從出氣管路中排出。 本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，可以使制冷劑被充分冷卻，達到最終的
低溫，并在冷凍探針或?qū)Ч芗舛苏舭l(fā)、膨脹，以此冷凍消融耙向生物組織，
如腫瘤、心血管組織或其他病變組織。這種方法可大大提高制冷效率和制冷功率，使治療變得方便、快捷。


圖1為本發(fā)明多級預(yù)冷冷凍消融方法與設(shè)備的系統(tǒng)圖。
圖2為本發(fā)明多級預(yù)冷冷凍消融方法與設(shè)備的線路構(gòu)造圖。
其中l(wèi)為第l級預(yù)冷換熱器；2為第2級預(yù)冷換熱器；3為第3級預(yù)冷
換熱器；4為第4級預(yù)冷換熱器；5為壓力源；6為進氣管路；7為制冷設(shè)備; 8為輸送管路及手柄；9為冷凍探針或?qū)Ч?；IO為膨脹裝置；ll為治療端。
具體實施例方式
為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明 的較佳實施例進行詳細描述。
如圖1-2所示，本發(fā)明一較佳實施例的多級預(yù)冷冷凍消融設(shè)備由第1級 預(yù)冷換熱器l、第2級預(yù)冷換熱器2、第3級預(yù)冷換熱器3、第4級預(yù)冷換熱 器4、壓力源5、進氣管路6、制冷設(shè)備7、輸送管路及手柄8、冷凍探針或?qū)?管9、膨脹裝置10和治療端11構(gòu)成，其中壓力源5為裝有0. lMPa 50MPa 壓力制冷劑的氣瓶，第l、 2、 3、 4級預(yù)冷換熱器1、 2、 3、 4為自制的管式 換熱器或板式換熱器；制冷設(shè)備7為液氮設(shè)備或壓縮式制冷設(shè)備，或市售常 見的其他能降溫到300K至0K的設(shè)備(如美國REVCO公司生產(chǎn)的，型號為 Ultima-IITM的超低溫冰箱)。
壓力源5與進氣管路6相連，通過進氣管路6向系統(tǒng)提供制冷劑，進氣 管路6與出氣管路構(gòu)成第1級預(yù)冷換熱器1，包含于第1級預(yù)冷換熱器1中。 進氣管路6與制冷設(shè)備7的管路構(gòu)成第2級預(yù)冷換熱器2。進氣管路6與輸送 管路及手柄8相連，輸送管路及手柄8與出氣管路構(gòu)成第3級預(yù)冷換熱器3。 第3級預(yù)冷換熱器3與冷凍探針或?qū)Ч?相接。冷凍探針或?qū)Ч?尖端為治 療端11，其中包含有第4級預(yù)冷換熱器4以及膨脹裝置10，氣體經(jīng)過第4級 預(yù)冷換熱器4后通過膨脹裝置10從出氣管路中排出。下面結(jié)合

本發(fā)明的多級預(yù)冷冷凍消融方法。
如圖l-2所示，冷凍消融系統(tǒng)中單一組分制冷劑，如&、 02、 &、 C02，或 多組分的制冷劑，如氮氣與垸烴類氣體的混合物，從壓力源5出來后與通過 壓縮的方式循環(huán)進入壓力源5的制冷劑回劑在進氣管路6處的第1級預(yù)冷換 熱器l進行熱交換，制冷劑溫度被預(yù)冷至2(TC至一7(TC，然后與制冷設(shè)備7 在第2級預(yù)冷換熱器2處預(yù)冷，制冷劑溫度被預(yù)冷至15"C至一27(TC，進入輸 送管路及手柄8后與較低溫的制冷劑回劑在第3級預(yù)冷換熱器3處完成再次 預(yù)冷，制冷劑溫度被預(yù)冷至0"C至一27(TC，最后在冷凍探針或?qū)Ч?中與第 4級預(yù)冷換熱器進行最后一級預(yù)冷，制冷劑溫度被預(yù)冷至一1(TC至一273。C， 充分預(yù)冷后的制冷劑經(jīng)過膨脹裝置10后對治療端11進行冷凍消融。在冷凍 探針或?qū)Ч芗舛伺蛎?、蒸發(fā)后的制冷劑作為制冷劑回劑，依次經(jīng)過第4、 3、 1 級預(yù)冷換熱器來起到預(yù)冷作用。
本實施例通過在4個預(yù)冷換熱器中制冷劑被充分預(yù)冷卻，達到最終的低溫， 并在冷凍探針或?qū)Ч?尖端蒸發(fā)、膨脹，以此冷凍消融靶向生物組織，如腫 瘤、心血管組織或其他病變組織。
本實施例中，制冷劑回劑還可直接排放至大氣或收集。 以上已對本發(fā)明進行了具體說明，但本發(fā)明并不限于所述實施例，熟悉 本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同的變型 或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種多級預(yù)冷冷凍消融方法，其特征在于，包括如下步驟A.通過壓力源提供壓力為0.1MPa～50MPa的制冷劑；B.應(yīng)用第1級預(yù)冷換熱器使得制冷劑回劑開始冷卻制冷劑；C.應(yīng)用制冷設(shè)備使得制冷劑在第2級預(yù)冷換熱器中被制冷設(shè)備冷卻；D.應(yīng)用在輸送管路和手柄中的第3級預(yù)冷換熱器使得制冷劑被逆流制冷劑回劑進一步冷卻；E.應(yīng)用冷凍探針或?qū)Ч苤械牡?級預(yù)冷換熱器使得制冷劑被制冷劑回劑充分冷卻；F.被連續(xù)預(yù)冷的制冷劑在冷凍探針或?qū)Ч芗舛伺蛎?、蒸發(fā)對病變組織冷卻消融；G.在冷凍探針或?qū)Ч芗舛伺蛎?、蒸發(fā)后的制冷劑作為制冷劑回劑，依次經(jīng)過第4、3、2、1級預(yù)冷換熱器來起到預(yù)冷作用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級預(yù)冷冷凍消融方法，其特征在于，壓力為 0. lMPa 50MPa的制冷劑通過對氣體進行壓縮獲得。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級預(yù)冷冷凍消融方法，其特征在于，壓力源 為裝有壓力為0. lMPa 50MPa的制冷劑的氣瓶。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級預(yù)冷冷凍消融方法，其特征在于，制冷劑 為&、 02、 Ar或C02，或氮氣與烷烴類氣體的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級預(yù)冷冷凍消融方法，其特征在于，制冷劑 回劑可排放至大氣或收集。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級預(yù)冷冷凍消融方法，其特征在于，制冷劑回劑通過壓縮的方式循環(huán)進入壓力源。
7、 實施權(quán)利要求l-7中任何一項多級預(yù)冷冷凍消融方法的設(shè)備，其特征是，壓力源與進氣管路相連，進氣管路與出氣管路構(gòu)成第1級預(yù)冷換熱器； 進氣管路與制冷設(shè)備的管路構(gòu)成第2級預(yù)冷換熱器；進氣管路與輸送管路及 手柄相連，輸送管路及手柄與出氣管路構(gòu)成第3級預(yù)冷換熱器；第3級預(yù)冷 換熱器與冷凍探針或?qū)Ч芟嘟?；冷凍探針或?qū)Ч芗舛藶橹委煻?，其中包含有?級預(yù)冷換熱器以及膨脹裝置，氣體經(jīng)過第4級預(yù)冷換熱器后通過膨脹裝置從出氣管路中排出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，第1、 2、 3、 4級預(yù)冷換 熱器為管式換熱器或板式換熱器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，制冷設(shè)備為液氮設(shè)備或壓 縮式制冷設(shè)備，或能降溫到300K至0K的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級預(yù)冷冷凍消融的方法。該方法中，制冷劑在多個預(yù)冷換熱器中被充分冷卻，達到最終的低溫，并在冷凍探針或?qū)Ч芗舛苏舭l(fā)、膨脹，以此冷凍消融靶向生物組織，如腫瘤、心血管組織或其他病變組織。本發(fā)明方法可大大提高制冷效率和制冷功率，使治療變得快速，有效。本發(fā)明還公開了實施上述多級預(yù)冷冷凍消融方法的設(shè)備。
文檔編號A61B18/02GK101584602SQ20081004337
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者穎 于, 何耀宗, 呂坤勇, 常兆華, 戴海雄, 雷 李, 楊鵬飛, 趙慶孝 申請人:上海導(dǎo)向醫(yī)療系統(tǒng)有限公司