CN106821489B - 一种冷冻消融治疗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冷冻消融治疗系统，包括：杜瓦瓶部件、压力容器部件、热交换部件和冷冻单元，所述杜瓦瓶部件接收来自于外部的液态制冷剂；所述压力容器部件被设置在杜瓦瓶部件的内部，接收来自于杜瓦瓶部件的液态制冷剂，在压力容器中，液态制冷剂通过液气转化膨胀原理被转变为具有更高压力和温度的工作流体，并被输送至工作流体管路；所述热交换部件被设置在杜瓦瓶部件的内部，通过工作流体管路与所述压力容器部件连接，所述热交换部件接收来自所述压力容器部件的工作流体并将其转变为工作制冷剂，并将所述工作制冷剂输送至工作制冷剂管路；所述冷冻单元和所述热交换部件连接，用于接收所述工作制冷剂，其远端部分为工作制冷剂的冷源释放区域。

Description

一种冷冻消融治疗系统
技术领域
本发明涉及一种医疗设备，确切的说是涉及一种用来冻死和破坏生物组织的冷冻消融治疗系统。
背景技术
冷冻手术治疗是利用极低温度和所设计的复杂系统适当地冷冻待治疗的目标生物组织。很多这类系统使用的工作流体是从外部高压气罐通过长的柔性的输送管连接到系统。这些气罐通常有较大的内部容积来存放足够多的工作流体，以保证一个典型的冷冻手术过程。气罐通常由壁厚很厚的钢制成，这样能达到耐高压要求，但同时也使气罐非常笨重。.由于较大的尺寸及较高压力，加压气罐一般被放置在冷冻消融单元的外面，所以系统的安装和操作较为复杂。本发明的目的在于去掉外部气罐而开发一种带单一杜瓦瓶的冷冻消融单元，该冷冻消融单元从低压存储罐里接收流体制冷剂并自动地把它转化成所需的消融流体，再将所述消融流体输送到导管的消融组件。导管接收消融流体并把使用过的流体回流到冷冻消融单元。
发明内容
本发明目的是提供一种改进的用来冻死和破坏生物组织的冷冻消融治疗系统。
为实现本发明的上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种冷冻消融治疗系统，包括：
杜瓦瓶部件，所述杜瓦瓶部件接收来自于外部的液态制冷剂；
压力容器部件，所述压力容器部件被设置在所述杜瓦瓶部件的内部，接收来自于所述杜瓦瓶部件的液态制冷剂，在所述压力容器中，所述的液态制冷剂通过液气转化膨胀原理被转变为具有更高压力和温度的工作流体，并被输送至工作流体管路；
热交换部件，所述热交换部件被设置在所述杜瓦瓶部件的内部，通过所述工作流体管路与所述压力容器部件连接，所述热交换部件接收来自所述压力容器部件的工作流体并将其转变为工作制冷剂，并将所述工作制冷剂输送至工作制冷剂管路；
冷冻单元，所述冷冻单元通过所述工作制冷剂管路和所述热交换部件连接，用于接收所述工作制冷剂，所述冷冻单元的远端部分为工作制冷剂的冷源释放区域。
在一个实施方式中，所述冷冻消融治疗系统还包括一个加热器部件和复温通路，所述复温通路和所述压力容器部件连接，所述加热器部件用于加热所述复温管路接收的所述工作流体并将其转变为温度高于室温的复温流体。
在一个实施方式中，所述冷冻消融治疗系统还包括一个回气控制部件，所述回气控制部件用于防止非期望的冷凝和降低排气噪音水平。
在一个实施方式中，所述冷冻消融治疗系统还包括一个控制模块，所述控制模块使整个系统的操作自动化。
在一个实施方式中，从所述杜瓦瓶部件向所述压力容器部件中充装所述液态流体的过程是由所述控制模块驱动和控制的自动化过程。
在一个实施方式中，所述压力容器部件为单级压力容器部件，所述单级压力容器部件的充液过程是由时间控制的，每次充液所设定的充液时间少于五分钟。
在一个实施方式中，所述的冷冻消融治疗系统设置有高压减压阀，所述高压减压阀限定了能允许的最高操作压力水平。
在一个实施方式中，所述高压减压阀设置了所述压力容器的最高额定压力，所述控制模块限制用户输入的压力超过最高额定压力。
在一个实施方式中，所述压力容器利用电加热源使所述压力容器中的流体产生正压力，所述压力的最高额定压力为100bar，其最大公差范围为±10bar。
在一个实施方式中，所述压力容器是一个可变加压系统，所述可变加压系统能根据用户的输入而产生不同的所述工作流体的压力水平。
在本发明的一个实施例中，所述冷冻消融治疗系统被进一步改进为具有多级压力容器。多级压力容器系统可产生连续的工作流体，并且不中断地将工作流体向冷冻单元输送，直到存储器中的液体制冷剂耗尽为止。
在一个实施方式中，所述压力容器部件为多级压力容器部件。
在一个更优选的实施方式中，所述多级压力容器部件包括容积经过优化了的两个压力容器，使得其准备时间小于或等于注液时间。
在一个更优选的实施方式中，所述两个压力容器中的每个压力容器的压力循环和注液循环在时间上是同步的，以便连续地输送工作流体。
在一个更优选的实施方式中，所述压力容器的同步是通过在每个压力循环的开始阶段设置延迟，所述延迟是一个准备时间周期或者一个注液时间周期。
在一个更优选的实施方式中，所述多级压力容器部件包括三个或更多的压力容器。
在一个更优选的实施方式中，所述压力容器的容积是经过优化了的，使其准备时间不必少于或等于注液时间。
在一个更优选的实施方式中，每个所述压力容器的最短注液时间由准备时间除以所述压力容器的数量所得的时间决定。
在一个更优选的实施方式中，每个所述压力容器中的压力循环和注液循环同步进行，来连续地输送所述工作流体。
在一个更优选的实施方式中，多个所述压力容器同步工作，一个所述压力容器的注液循环的开始就是前一个所述压力容器的注液循环的结束。
附图说明
图1示出了本发明所述的冷冻消融系统。
图2是图1所示具有单级压力容器的冷冻消融系统中的消融单元的示意图。
图3是图1中所示的所述冷冻消融系统中的消融单元示意图，此时所述冷冻消融系统的气体回到杜瓦瓶。
图4是图1中所示所述冷冻消融系统中的消融单元示意图，该冷冻消融系统具有两级压力容器。
图5是在两级压力容器中的液体压力循环同步对比图。
图6是在三级压力容器中的液体压力循环同步对比图。
图7是图1所示的冷冻消融系统中的导管的示意图。
具体实施方式
以下对目前本发明的最佳实施方式进行详细描述。此描述仅对本发明实施例的基本原理进行阐述，但本发明不仅仅局限于此描述。本发明的保护范围由后附的权利要求书进行最准确限定。
参见图1，本发明提供了一种冷冻消融系统10，该冷冻消融系统10使用液态制冷剂如氮、氦、氩、氖等将冷的和热的能量输送到冷冻单元200的远端。冷冻消融系统10包括一个冷冻消融单元100来提供工作制冷剂到冷冻单元200。所述冷冻消融单元100包括，杜瓦瓶部件、压力容器部件和热交换部件，所述杜瓦瓶部件接收来自于外部的液态制冷剂；所述压力容器部件被设置在所述杜瓦瓶部件的内部，接收来自于所述杜瓦瓶部件的液态制冷剂，在所述压力容器中，所述的液态制冷剂通过液气转化膨胀原理被转变为具有更高压力和温度的工作流体，并被输送至工作流体管路；所述热交换部件被设置在所述杜瓦瓶部件的内部，通过所述工作流体管路与所述压力容器部件连接，所述热交换部件接收来自所述压力容器部件的工作流体并将其转变为工作制冷剂，并将所述工作制冷剂输送至工作制冷剂管路。所述冷冻单元200通过所述工作制冷剂管路和所述热交换部件连接，用于接收所述工作制冷剂，所述冷冻单元的远端部分为工作制冷剂的冷源释放区域。
参见图2，冷冻消融单元100具有一个设置在绝热存储器或杜瓦瓶中的单级压力容器部件。该冷冻消融单元100包括一个杜瓦瓶部件，一个单级压力容器部件，一个热交换部件，一个加热器部件，一个回气控制部件，一个抽真空部件，所有部件都由软件控制模块(未示出)进行控制，其中所述杜瓦瓶部件用来存储来自外部的液态制冷剂，所述单级压力容器部件接收来自于杜瓦瓶部件的液态制冷剂，并将其转变为工作流体，所述热交换部件再次冷却工作流体使之成为工作制冷剂，所述加热器部件将冷的工作流体转变为复温流体。
所述杜瓦瓶部件包括杜瓦瓶102，顶板104，密封件106，绝热层108，充液阀112，充液管114，排气阀116，排气管124，初级泄压阀118，次级泄压阀120和杜瓦瓶压力传感器122。杜瓦瓶102通过充液阀112和充液管114接收从外部来的液态制冷剂。杜瓦瓶102中的气体通过排气阀116和排气管124进行排气。充液管114的出口设置在接近杜瓦瓶102的底部用来减少充液过程中液态制冷剂的蒸发。排气管124的入口设置在接近杜瓦瓶102的顶部，来限制杜瓦瓶内制冷剂的最高液位110。杜瓦瓶102是一个绝热存储器，其被设计为在外部热源影响下制冷剂的蒸发损失最少。杜瓦瓶流体压力PD的范围通常为5psi到250psi之间。流体由冷冻状态变为气体时，较高压力值的杜瓦瓶能防止更多的流体逃逸或耗尽。但是较高压力值的元件比较昂贵，意味着更高的制造成本。低的杜瓦瓶压力提供较多的优势，例如设备操作起来更安全且成本更低。在本实施例中，优选的杜瓦瓶流体压力PD是10psi。杜瓦瓶部件中的密封件106和顶板104来对杜瓦瓶102进行密封使其内部保持正压。绝缘层108热隔绝顶板104以减慢制冷剂的蒸发。初级泄压阀118维持杜瓦瓶中聚集的压力低于或等于10psi，作为一级安全元件。次级泄压阀120的泄压压力为15psi，作为二级安全元件，以防止杜瓦瓶过压.。杜瓦瓶压力传感器122指示杜瓦瓶内部压力并提供反馈。杜瓦瓶部件包括一个密封的绝热存储器或杜瓦瓶，它用来接收和存储制冷剂并和外界热隔绝来维持一个低的流体压力。杜瓦瓶的流体压力是使液态制冷剂从杜瓦瓶进入后级组件例如压力容器134的驱动力。而且杜瓦瓶102中的液氮用作制冷剂来产生工作制冷剂。
压力容器部件包括压力容器134，压力加热器136，进气管138，进气控制阀126，进气止回阀128，高压减压阀146，压力传感器148，排气阀170，排气消音器172和泄压控制阀178。压力容器134经进气管138、进气控制阀126和进气止回阀128接收从杜瓦瓶102输送过来的制冷剂。杜瓦瓶的流体压力PD提供能量推送液态制冷剂进入压力容器。在充液循环中，蒸发的气体从泄压控制阀178逃逸。从杜瓦瓶102向压力容器134充液的过程是一个由软件控制模块进行控制的自动化的过程。当杜瓦瓶压力传感器122检测到杜瓦瓶流体压力PD后，充液循环开始。如果杜瓦瓶中流体压力低于或等于0psi，系统就会显示“制冷剂压力过低-需要充液(Low Cryogen Pressure-Refill Dewar)”的警告来提示操作者。一旦杜瓦瓶压力PD和压力容器中流体压力PC都大于0psi，排气阀170就会打开来降低压力容器中流体压力PC到0psig或者以下。一旦PC压力达到0psig或者以下，泄压阀178和进气控制阀128就会打开，同时排气阀170就会关闭，重新开始制冷剂充液过程。充液循环周期由充液时间TF决定，压力容器部件设计需权衡充液时间和容积。较大的容积需要较长的充液时间。在相同的时间周期里，较小的容积需要更多的充液循环次数。本发明的目的在于使充液时间TF最小化，每次充液时间TF应少于五分钟。一旦软件时间计数器达到充液时间TF，设备就会认为压力容器已经充满制冷剂，这时候进气止回阀128和泄压控制阀178就会关闭，然后等待下一次加压循环。
压力容器部件利用电加热源使其内的流体产生正压。压力加热器136内部设有热电偶(未示出)来标测压力容器134内部的压力加热器温度TH和流体温度TF。温度读数和来自于压力传感器148的压力读数被用来控制压力加热器136的开合，下面将进一步描述。压力加热器绕压力容器134的外缘放置，输送热的蒸汽将液体制冷剂转变为气态使流体产生正压力。压力容器134的内部压力上限被设计为100bar。压力容器流体压力PC或后面提到的工作流体压力PW有一定的公差范围，在压力下限PL和压力上限PH之间波动。其中，工作流体压力PW允许的最大公差范围为±10bar，压力上限PH会达到100bar。本发明的目的在于设计一个工作流体压力PW可根据用户输入数据来变化的加压系统。该系统允许用户输入期望的压力水平，然后软件控制系统将会自动的产生公差范围在±10bar或更低的范围内的工作流体压力。在压力循环中，软件控制系统产生正压并调节压力容器部件中的该压力。
压力传感器检测到压力容器134中的工作流体压力PW后压力循环就开始了。如果PW高于压力上限PH，排气阀170就会被打开，将部分工作流体排到大气中进行减压，并且压力加热器将会被关闭。当流体压力PW低于压力上限PH时，排气阀就会被关闭。当工作流体压力PW下降到低于压力下限PL时，流体温度TF低于0℃，此时压力加热器的温度TH低于或等于压力加热器的最高额定温度TRH，压力加热器就会被打开加热。如果系统检测到压力加热器的温度高于TRH，压力加热器就会被关掉。当压力容器134中的流体压力在期望的工作流体压力范围内，该工作流体就会用作治疗。当压力容器134用完了内部的流体时，流体温度TF的值就高于或等于0℃，(这时往压力容器中)充液循环就开始了。压力容器中剩余的液体就会被排掉等待新的充液.
当压力容器134中的压力升高时，监控系统连接一级和二级安全元件实时监控避免压力容器过压。压力传感器148采集工作流体压力信息并反馈到软件控制系统。当压力升高超过最高压力上限PH时，排气阀170被触发打开，而当压力降至低于该最高压力时排气阀170被关闭。排气阀170作为一级安全元件用来调节压力上限，起防止过压的安全作用。但是，排气阀170需要电源来使其工作。当冷冻消融单元100脱离电源后，一个通过机械操作的高压减压阀146被用作二级安全元件。高压减压阀只有一个压力设定值，这个值就是压力容器134的额定内部压力值。高压减压阀设定了可允许的最高操作压力水平，软件控制系统限制用户在输入期望的流体压力时超过这个最高额定压力，这能确保高压减压阀能够保护该冷冻消融系统防止过压，且可允许系统在任何期望的流体压力输入值都低于压力容器的额定压力值下操作。
当压力容器134中的流体压力在期望的范围内时，冷冻/消融循环就开始了。在冷冻循环中，工作流体在流进冷冻单元200之前从压力容器部件流进热交换部件中。热交换部件包括一个出气控制阀130，一个可选择的出气止回阀132，热交换进气管140，热交换器144，热交换器出气管142和输送管162。在冷冻循环命令中，出气控制阀130被激活打开，使压力容器134中的工作流体通过出气控制阀130，出气止回阀132和进气管140流进热交换器144中。热交换器利用杜瓦瓶102中的液态制冷剂作为冷冻剂再次冷却工作流体。热交换器部件接收工作流体并将其转变为工作制冷剂，随后将所述工作制冷剂输送至工作制冷剂管路。在一个冷冻循环中，工作制冷剂从热交换器出来进入出气管142，通过输送管162进入冷冻单元200的接头A点，冷冻单元200在接头A点接收工作制冷剂。所述冷冻单元200的远端部分为工作制冷剂的冷源释放区域。
复温通路和所述压力容器部件连接，加热器部件用于加热所述复温管路接收的所述工作流体并将其转变为温度高于室温的复温流体。在一个实施方式中，所述复温通路和所述工作流体管路之间设置有可切换的阀门。在复温循环中，工作流体流进冷冻单元200之前从压力容器部件流进加热器部件。加热器部件接收工作流体后将其转变为复温流体，复温流体温度高于室温。(复温)加热器部件包括复温控制阀150、复温止回阀152、复温加热器154、复温排气阀156、复温压力传感器158和止回阀160。在复温循环命令中，复温控制阀150被激活打开，压力容器134中的工作流体流经复温控制阀150和复温止回阀152进入一个内置的复温加热器154。复温加热器154将工作流体加热至高于室温。流体从复温加热器154出来后变为复温流体，复温流体(的温度)被控制至有一个高的温度上限，这个上限大约等于压力加热器的最高额定温度TRH。但是，出于安全上的考虑，复温流体的温度不要超过对于人体来说不安全的温度。复温加热器集成了热电偶(未示出)来检测复温加热器的温度和复温流体的温度。加热器温度传感器用来确保复温加热器的操作温度要低于压力加热器的最高额定温度TRH，来防止过热。软件控制模块使用复温流体温度传感器来控制加热器的开合，使复温温度维持在室温到TRH·之间。复温排气阀156用于在每个冷冻循环和复温循环结束时排出系统内的流体。复温排气阀156也可作为复温压力传感器158检测过压时的安全元件。
在冷冻消融治疗循环中，工作流体从冷冻单元200(例如导管)回流到冷冻消融单元100中。回气控制部件在A点接收从冷冻单元200流回的流体。回气控制部件包括回气通道164，一个复温热交换器166，一个回气消音器168。回流的流体首先进入回气通道164，然后进入复温热交换器166。在复温热交换器166内部，回气温度升高至接近室温并通过回气消音器168排放到大气中。复温加热器的目的是消除低温导致的冷凝水珠并且使回气有一个缓慢的膨胀而降低压力。回气消音器有助于降低气体排到大气中的噪音。如前所述，还有一个设计方案也可以被整合到设备中代替上述的回气控制部件。参见图3，一条回气通道164A接收从A点来的回气，并将其排到杜瓦瓶102内的气体空间中。这个气体空间在杜瓦瓶102的顶部，这部分空间在排气管124开口的上面，排气管124的开口由所充制冷剂的最高额定液位110限定。这种替代设计方案不需复温热交换器和回气消音器。但是，回气压力高，因此需要杜瓦瓶102和构成杜瓦瓶部件的组件具有更高的额定压力。
虚线176所指的是通过一个可选的真空绝缘部件将冷冻消融流体和其外部环境进行热绝缘，以避免病人的非冷冻消融部分受到损伤。真空绝热系统的真空由超高真空系统174所产生。真空绝热系统绝热保护输送管162、止回阀160、A点、冷冻单元200以及回气管164。从杜瓦瓶102出来的经过二次冷却的流体受到从顶板104到冷冻消融单元100上的A点范围内的绝热保护。工作制冷剂通过输送管162在A点进入冷冻单元200，然后又从A点返回到回气管164。
在一个实施例中，本发明提供了一种通过软件控制的冷冻消融治疗系统，该系统包括冷冻消融单元和导管，所述冷冻消融单元包括一个绝热存储器或杜瓦瓶、一个压力腔体、一个热交换器和加热器、一个真空绝热系统、一个回气次级组件及一个软件控制模块。所述绝热存储器或杜瓦瓶从外界获得流体制冷剂；所述压力腔体从流体制冷剂中产生工作流体；所述热交换器和加热器把工作流体转化成治疗所需的工作制冷剂或复温流体，所述真空绝热系统隔绝工作制冷剂和外界的热传递，保护患者的非冷冻消融区域；所述回气次级组件阻止不需要的冷凝物和降低噪声；所述软件控制模块(未示出)用于自动控制系统的运行。所述导管被连接到冷冻消融单元以接收从冷冻消融单元输送的工作制冷剂，并引导返回的流体回到冷冻消融单元。该导管的远端部分将工作制冷剂输送到人体需要治疗的部位。
所述冷冻消融治疗系统将流体制冷剂从绝热存储器自动灌装到单级压力容器中，然后用热能量使其蒸发转变为具有更高压力和温度的工作流体。软件控制模块控制工作流体流动。在一个冷冻循环中，工作流体流过被浸没在液态制冷剂中的热交换器，被再次冷却，成为工作制冷剂。而在复温循环中，一个内置的加热器用来将工作流体转变为(热的)复温流体。所述软件控制模块自动调节流体压力，监控操作状态，引导流体，并在检测到非安全操作状态后触发急停程序。该冷冻消融单元使用一种类型的制冷剂，优选是液氮。液氮不仅用作工作流体也用作制冷剂。
上述实施例描述了单级压力容器的设计。压力容器中的工作流体能够提供连续的流量直到耗尽。如果在治疗过程中需要不断充液，就需要准备时间或充液时间或加压时间非常短。但是减少准备时间到足够短是很难的。那么，增大压力容器的容积使其容纳足够用于一次冷冻治疗的工作流体似乎是一个不错的选择，但是这将导致整个系统占很大的空间，这对于医院环境来说是不实际的。还有一个选择方案，在本发明的第二个实施例包括了一个多级压力容器设计方案，该设计中有多个小一点的压力容器来克服单级压力容器的缺点。下面将进一步详细描述，在治疗循环中多级压力容器能够在不需要停止和重新充液的情况下连续输送工作流体。
参见图4，一种具有两级压力容器的冷冻消融单元。这个冷冻消融单元在结构上和图2所示的单级压力容器设计相同。区别之处在于它有两个压力容器和相关的零件，如图上标注的后缀A和B。两级压力容器被设计成当一个压力容器充液的时候另一个压力容器正在输送工作流体。两级压力容器的容积比单级压力容器设计的更小一点。小一点的容积需要少的制冷剂填充时间，且在一定的空间可放置更多的压力容器。压力容器的容积是经过优化了的。准备时间为充液时间和加压制冷剂使之变为工作流体的压力水平时所耗费的时间，注液时间为排掉压力容器内每次所充全部工作流体所需的时间。准备时间应该小于或等于注液时间。当注液时间大于或等于充液时间时，压力容器才可同步连续工作来提供连续的工作流体。如图7所示，两级压力容器的充液和压力循环。图5示出了压力容器1和2同步工作，在每个压力循环的开始阶段都有一个延迟，这个延迟是一个准备时间周期或者一个注液时间周期。因为(两个压力容器的)准备时间和注液时间是相同的，所以连续的压力循环，或者说流体的持续流动才成为可能。
同理，多级压力容器系统也可被设计成有三个或更多个压力容器(图上未示出)。在本实例中，压力容器的容积是经过优化的，其中每个容器的准备时间不必小于或等于它的注液时间。反而，每个压力容器的准备时间被压力容器的个数所除，被除数就是一个压力容器的最小注液时间。每个压力容器的注液循环是同步的，来输送连续的流体，如图6所示。对于三级压力容器系统，当确定了每个压力容器的最小注液时间，每个压力容器注液循环的开始就是前一个压力容器注液循环的结束。如果注液时间大于最小值，压力循环同步工作就会相互重叠(注液)，这样确保了所需的工作流体能够连续流动。
以上实施例包括了一个或多个压力容器，这些压力容器都放置在杜瓦瓶102的气体空间中。尽管在优选的实施例中，压力容器也可以被放置在杜瓦瓶102的外面(未示出)或者浸没在接近杜瓦瓶102底部的制冷剂中(未示出)。不管压力容器被放置在哪里，本发明中压力容器都能通过软件控制模块(未示出)或其他控制方式，例如微处理器、嵌入式系统、工控机等控制系统(模块)自动控制和操作。压力容器接收来自杜瓦瓶部件的制冷剂并将其转变为工作流体。冷冻单元连接到冷冻消融单元上，在冷冻循环中所述冷冻单元接收通过热交换器部件后的工作制冷剂或者在复温循环中所述冷冻单元接收通过加热器部件后的复温流体。从冷冻单元排出的流体又回到冷冻消融单元中。整个冷冻消融系统10利用热能从液态制冷剂中产生正压，控制流体温度，并将其输送到冷冻单元200中做治疗用。本发明的冷冻消融治疗系统接收外部充装的液态制冷剂，并将液态制冷剂自动地转变成治疗用的工作流体，而不需要外部气罐提供连续的气体。
冷冻单元
参见图7，一种典型的冷冻单元200的示意图。所述的冷冻单元200优选为导管，冷冻单元在A点连接到冷冻消融系统10上。冷冻单元具有热绝缘段206、冷冻段208以及远端头部210。热绝缘段206包括A点。冷冻单元的输送管202和冷冻单元的回气管204连接到A点。热绝缘段206到与冷冻段208相交处之间的空间由真空系统174抽真空进行热绝缘。
冷冻段208是非绝热段。冷冻单元200通过A点与冷冻通路连接，用于接收工作制冷剂，冷冻能量由输送管和回气管提供，通过所述冷冻单元600的冷冻部分508将工作流体输送到治疗部位，冷冻单元600的远端部分为工作制冷剂的冷源释放区域。冷冻能量要么直接接触需治疗的人体组织，要么通过医用球囊或者其他同等材料包裹着的热传递介质进行接触。热传递介质可以是生理盐水或者其他在室温下不易挥发的生物相容性液体。冷冻单元200的输送管202和回气管204延长超过热绝缘段206进入冷冻段208，并部分进入到头部210。
头部210从冷冻段208延长出去。头端通常被设计的柔软光滑使冷冻单元在不损伤周围组织的情况下能够通过迂回曲折的路径。
以上所述是本发明较佳的具体实施例，我们必须承认在不偏离本发明精神的情况下还有很多替换改进方式，下面的权利要求是为了尽可能地包含落入本发明精神和原则范围内的所有修改方式。

Claims (13)

1.一种冷冻消融治疗系统，包括：
杜瓦瓶部件，所述杜瓦瓶部件接收来自于外部的液态制冷剂；
压力容器部件，所述压力容器部件被设置在所述杜瓦瓶部件的内部，接收来自于所述杜瓦瓶部件的液态制冷剂，所述压力容器部件为包括多个压力容器的多级压力容器部件，所述压力容器部件包括进气管、进气控制阀、进气止回阀、高压泄压阀、泄压控制阀和排气阀，所述压力容器经所述进气管、所述进气控制阀和所述进气止回阀接收从所述杜瓦瓶部件输送过来的所述液态制冷剂，所述杜瓦瓶部件的流体压力提供能量推送液态制冷剂进入所述压力容器，在所述压力容器中，所述的液态制冷剂通过液气转化膨胀原理被转变为具有更高压力和温度的工作流体，并被输送至工作流体管路，所述压力容器的容积是经过优化了的，每个所述压力容器的最短注液时间由准备时间除以所述压力容器的数量所得的时间决定，每个所述压力容器中的压力循环和注液循环同步进行，一个所述压力容器的注液循环的开始就是前一个所述压力容器的注液循环的结束，以便来连续地输送所述工作流体，所述压力容器是一个可变加压系统，所述可变加压系统能根据用户的输入而产生不同的所述工作流体的压力水平；
热交换部件，所述热交换部件被设置在所述杜瓦瓶部件的内部，通过所述工作流体管路与所述压力容器部件连接，所述热交换部件接收来自所述压力容器部件的工作流体并将其转变为工作制冷剂，并将所述工作制冷剂输送至工作制冷剂管路；
冷冻单元，所述冷冻单元通过所述工作制冷剂管路和所述热交换部件连接，用于接收所述工作制冷剂，所述冷冻单元的远端部分为所述工作制冷剂的冷源释放区域；
控制模块，所述控制模块使整个系统的操作自动化，所述注液循环的周期由充液时间决定，一旦软件时间计数器达到所述充液时间，就会认为所述压力容器已经充满制冷剂，这时所述进气止回阀和所述泄压控制阀关闭，等待下一次加压循环，所述控制系统会自动的产生公差范围在±10bar或更低的范围内的工作流体压力，在压力循环中，所述控制模块控制产生正压并调节所述压力容器部件中的所述工作流体压力。
2.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述冷冻消融治疗系统还包括一个加热器部件和复温通路，所述复温通路和所述压力容器部件连接，所述加热器部件用于加热所述复温通路接收的所述工作流体并将其转变为温度高于室温的复温流体。
3.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述冷冻消融治疗系统还包括一个回气控制部件，所述回气控制部件用于防止非期望的冷凝和降低排气噪音水平。
4.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，从所述杜瓦瓶部件向所述压力容器部件中充装所述液态制冷剂的过程是由所述控制模块驱动和控制的自动化过程。
5.根据要求4所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述压力容器部件的充液过程是由时间控制的，每次充液所设定的充液时间少于五分钟。
6.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述的冷冻消融治疗系统设置有高压减压阀，所述高压减压阀限定了能允许的最高操作压力水平。
7.根据要求6所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述高压减压阀设置了所述压力容器的最高额定压力，所述控制模块限制用户输入的压力超过最高额定压力。
8.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述压力容器利用电加热源使所述压力容器中的流体产生正压力，所述压力的最高额定压力为100bar，其最大公差范围为±10bar。
9.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述多级压力容器部件包括容积经过优化了的两个压力容器，使得其准备时间小于或等于注液时间。
10.根据要求9所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述两个压力容器中的每个压力容器的压力循环和注液循环在时间上是同步的，以便连续地输送工作流体。
11.根据要求10所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述压力容器的同步是通过在每个压力循环的开始阶段设置延迟，所述延迟是一个准备时间周期或者一个注液时间周期。
12.根据要求1所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述多级压力容器部件包括三个压力容器。
13.根据要求12所述的冷冻消融治疗系统，其特征在于，所述压力容器的容积是经过优化了的，使其准备时间不必少于或等于注液时间。
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