CN107929953A - 一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统 - Google Patents

一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，包括：制冷剂储液罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、高压空气储罐和电阻丝加热装置；制冷剂储液罐通过第一软管与第一电磁阀入口端连接，第一喷嘴安装于第一电磁阀的出口端；高压空气储罐通过第二软管和第三软管分别连接第二电磁阀和第三电磁阀；第二电磁阀和第三电磁阀的出口端分别安装有第二喷嘴和第三喷嘴；第二软管靠近第二电磁阀处安装有电阻丝加热装置。本发明能够较好的辅助激光进行治疗，保护皮肤的同时保证了治疗效果。

Description

一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统
技术领域
本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统。
背景技术
太田痣是遗传或某些胎内原因所引起的皮肤黑素细胞分化异常，致面部三叉神经(主要是第1、2分支)分布区皮肤，并常波及巩膜等组织的色素性病变。临床上以眼周围及面部皮肤褐青色斑块或斑片为特征，故又称眼上腭褐青色痣、眼真皮黑素细胞增多症。正常皮肤是少量黑色素均匀分布在皮肤的表皮层，表观表现为肤色均匀一致，不会出现局部加深的现象，而发生太田痣病变的皮肤大量黑素细胞集中分布在真皮中部，可累及真皮上部或皮下组织。黑素细胞数目较多，在病变的隆起处更多，胞体伸长，呈梭形，散在分布于真皮胶原纤维之间。少数病变中可见噬黑素细胞。病变累及眼部者，除皮肤组织外，其他组织包括深部的骨膜，亦可见黑素细胞浸润。色斑不能自行消退，严重影响患者的日常生活。太田痣的治疗较为棘手，目前尚无理想的疗法，主要治疗方法有：①切除植皮，虽可去除病变组织，但皮片存活后色泽常难与周围皮肤协调一致，且有切口瘢痕存在，效果难为患者接受。②冷冻或皮肤磨削加冷冻等疗法，效果也不尽人意。③激光是目前治疗太田痣较好的方法，具有见效快副作用少等优点。
激光治疗太田痣的原理是选择性光热效应，通过选择特定波长的激光，使得黑色素对光吸收较强，并转化为热能破坏病变组织内的黑色素颗粒，而皮肤组织内的其他色基组织(比如血红蛋白)吸收相对较少，避免或者减少激光治疗时对其他正常组织造成热损伤。但是表皮正常组织内也存在黑色素颗粒，无论选择何种波长激光，表皮层内正常黑色素与真皮层内病变的黑色素都对激光进行无差别的吸收，导致两方面的副作用：1)表皮因吸收激光能量温度升高，造成正常组织不可逆的热损伤；2)因表层黑色素的吸收，导致达到真皮内的激光能量较少，不利于治疗。因此，在激光治疗太田痣临床手术中，表皮的空间选择性冷却保护(冷却不影响或者尽可能少地影响真皮层黑色素温度)十分重要。
传统的冷却方式有冰敷、蓝宝石接触冷却、压缩冷空气射流冷却和喷雾冷却等方式。冰敷、蓝宝石冷却都属于接触式冷却，靠热传导带走热量；冷空气射流冷却为气体单相对流冷却，传热系数低，因此二者的热量传递速率慢，冷却效率低，不能实现对表皮组织的空间选择性冷却，并且接触式冷却会妨碍激光的操作，通常只能在术后进行。
制冷剂瞬态喷雾冷却是通过在皮肤表面喷射一定时间的制冷剂，是一种耦合强制对流、沸腾相变与表面蒸发多种传热方式的高效冷却方式，可以实现对表皮的动态性冷却，在激光治疗葡萄酒色斑这种血管性皮肤病临床手术中得到了较好的应用，可以减少激光对表皮的热损伤，提高患者的治愈率。但是这种方式在黑色素含量高的黄色人种患者治疗时也遇到了诸多挑战，冷却能力不足，治疗效果改善的空间还非常大。
激光治疗临床手术中现有制冷剂喷雾冷却一般采用R-134a作为介质，其温室效应比较高(GWP＝1300)、大气寿命长，大量使用会对全球气候变暖有极大影响。此外，值得注意的是，单纯的制冷剂瞬态喷雾冷却并不适合激光治疗太田痣临床手术中的表皮辅助冷却，因为其容易在皮肤表面形成液膜，对于易造成皮肤破碎的太田痣激光治疗，液膜容易与皮肤碎屑混合形成残渣覆盖在皮肤表面，影响激光的穿透，导致后续治疗无法进行。截止目前，市面上还缺乏一种有效的能够用以激光治疗太田痣治疗的冷却装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，包括：制冷剂储液罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、高压空气储罐和电阻丝加热装置；制冷剂储液罐通过第一软管与第一电磁阀入口端连接，第一喷嘴安装于第一电磁阀的出口端；高压空气储罐通过第二软管和第三软管分别连接第二电磁阀和第三电磁阀；第二电磁阀和第三电磁阀的出口端分别安装有第二喷嘴和第三喷嘴；第二软管靠近第二电磁阀处安装有电阻丝加热装置；温控及阀门开闭控制系统用于控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和电阻丝加热装置。
进一步的，第一电磁阀入口端安装有气泡检测传感器；泡检测传感器连接温控及阀门开闭控制系统。
进一步的，电阻丝加热装置出口端与第二电磁阀入口端之设有保温管道；第二电磁阀的入口端安装有用于监控热空气温度的温度传感器；温度传感器连接温控及阀门开闭控制系统。
进一步的，高压空气储罐出口处安装有用于调节空气压力的减压阀。
进一步的，减压阀出口端安装有用于检测空气压力的压力传感器；压力传感器连接温控及阀门开闭控制系统。
进一步的，还包括带有激光治疗仪开关的激光照射探头；激光治疗仪开关连接温控及阀门开闭控制系统。
进一步的，制冷剂储液罐中所装的制冷剂为R-1234yf或R32。
进一步的，制冷剂储液罐置于温度为40℃-50℃的保温箱中。
进一步的，减压阀出口端空气压力控制在0.2-0.5MPa；第二电磁阀入口端热空气温度控制在50-60℃，第三电磁阀入口端冷空气温度与室温相同。
进一步的，第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴与待冷却部位所在表面垂直距离约为20-30mm。
进一步的，使用时：
(1)打开制冷剂储液罐出口的阀门和第一电磁阀进行试喷，通过气泡检测传感器检测使得制第一电磁阀入口处不存在气泡；
(2)开启电阻丝加热装置对第二软管中空气加热，使热空气温度达到预设温度；通过第二电磁阀和对应的第二喷嘴喷射500-1000ms的热空气；
(3)关闭电阻丝加热器和第二电磁阀，停止喷热空气，同时通过第一电磁阀和第三电磁阀分别喷射制冷剂和冷空气，20-100ms后关闭第一电磁阀，通过第三电磁阀继续喷冷空气；
(4)第一电磁阀关闭后，冷空气持续作用至激光作用结束。
进一步的，第一电磁阀关闭20-50ms后启动激光照射探头，期间冷空气持续作用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明在喷射制冷剂前先喷射一定时间的热气流，对皮肤进行预热，提高了表皮与真皮层皮的温度，表皮温度提高可以增强冷却阶段的热流密度，真皮层温度提高可以使黑素细胞膨胀，体积增大有利于对激光的吸收。
2、本发明在喷射制冷剂的同时喷射冷空气有助于加速制冷剂的蒸发，增强换热能力，还可以有效防止冰晶与制冷剂液膜的形成，避免了其对激光的反射，缩短液膜残留时间，增强冷却的空间选择性(即冷却期间不降低或者尽可能少地影响真皮层黑色素温度，以防止黑色素细胞预冷收缩不利于对激光的吸收)。还可以吹走由于吸收激光热量爆破的黑素细胞形成的碎屑，方便观察治疗效果，且为后续激光吸收排除障碍，极大改进治疗效果。
3、本发明中所使用的制冷剂为R-1234yf。R-1234yf作为单一工质制冷剂，具有优异的环境参数，GWP＝4，ODP＝0，寿命期气候性能(LCCP)低于R-134a，大气分解物与R-134a相同。与R-134a相比有明显的环境优势。而且R-1234yf不受职业接触的限制。所使用的R32潜热大，约是R-134a的三倍，且沸点远低于R-134a，可以极大增强冷却能力。
4、本装置操作方便，可以根据病人个人性差异，灵活调节制冷剂、空气喷射压力、流量与温度，并可与任一款激光治疗仪器进行搭配使用，能够较大程度增强对色素性和血管性皮肤病的治疗效果，缩短治疗次数，减轻病人治疗痛苦，减小治疗费用。
附图说明
图1是本发明一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统的结构示意图。
图2是热气流、冷气流和制冷剂电磁阀以及与激光器开启的触发信号关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。
如图1所示，发明提供一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，包括：制冷剂储液罐3、保温箱2、软管7、14、15、电磁阀9、18、19、喷嘴10、20、高压空气储罐11、电阻丝加热装置16、温控及阀门开闭控制系统1。
制冷剂储液罐3置于保温箱2中，通过高压软管7与电磁阀9入口端连接，喷嘴10安装于有电磁阀9的出口端；高压空气储罐11通过软管14、15分别与两个电磁阀18、19入口端连接，两个喷嘴20直接安装于电磁阀18、19的出口端；电阻丝加热器16安装于软管15上，靠近电磁阀19入口端。
一个冷却循环内流程为：治疗开始前先进行试喷，使得制冷剂喷射电磁阀入口处不存在气泡，热空气温度达到预设温度；治疗开始后，先喷射一段时间热空气，关闭热空气开启冷空气，同时喷射一定时间的制冷剂，制冷剂关闭一段时间后开启激光，冷空气持续作用直至激光作用结束。
本发明还包括：安装于制冷剂储液罐3出口的阀门4；检测电磁阀9入口端是否有气泡的气泡检测传感器8，安装于电磁阀9入口端；调节空气压力的减压阀12，安装于高压空气储罐11出口处；检测空气压力的压力传感器13，安装在减压阀12出口端；监控热空气温度的温度传感器17，安装于电磁阀19入口端，以及用于控制各个电磁阀、电阻丝加热装置及激光开关5的温控及阀门开闭控制系统1。
三个喷嘴与太田痣患处21所在表面垂直距离约为30mm。
热空气、制冷剂、冷空气及激光发射方向与患处具有一定角度关系，其中激光探头垂直照射皮肤表面，制冷剂喷射与皮肤法线方向约成30度角，热、冷空气喷射与皮肤法线方向成45度角，保证四者都能有效作用于太田痣患处21。
本发明一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，使用时包括以下操作步骤：
(1)打开阀门4和电磁阀9进行试喷，通过气泡检测传感器8检测使得制冷剂喷射电磁阀9入口处不存在气泡；
(2)开启电阻丝加热器16对软管15中空气加热，使热空气温度达到预设温度；通过电磁阀19和对应的喷嘴20喷射500-1000ms的热空气；
(3)关闭电阻丝加热器16和电磁阀19，停止喷热空气，同时开启制冷剂和冷空气管路，通电磁阀9和电磁阀18分别喷射制冷剂和冷空气，一段时间后(20-100ms)关闭制冷剂管路，通过电磁阀18继续喷冷空气；
(4)制冷剂关闭一段时间后(20-50ms)通过控制系统1控制激光治疗仪开关5打开，启动激光照射探头6，期间冷空气持续作用；
(5)治疗完毕，同时关闭激光照射探头及冷空气。
本系统空气压力控制在0.2-0.5Mpa，热空气温度控制在60℃左右，冷空气温度与室温相同。

Claims (10)

1.一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，包括：制冷剂储液罐(3)、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、高压空气储罐(11)和电阻丝加热装置(16)，以及温控及阀门开闭控制系统(1)；
制冷剂储液罐(3)通过第一软管与第一电磁阀入口端连接，第一喷嘴安装于第一电磁阀的出口端；
高压空气储罐(11)通过第二软管和第三软管分别连接第二电磁阀和第三电磁阀；第二电磁阀和第三电磁阀的出口端分别安装有第二喷嘴和第三喷嘴；
第二软管靠近第二电磁阀处安装有电阻丝加热装置(16)；
温控及阀门开闭控制系统(1)用于控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和电阻丝加热装置(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，第一电磁阀入口端安装有气泡检测传感器(8)；气泡检测传感器(8)连接温控及阀门开闭控制系统(1)。
3.根据权利要求1所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，电阻丝加热装置(16)出口端与第二电磁阀入口端之设有保温管道；第二电磁阀的入口端安装有用于监控热空气温度的温度传感器(17)；温度传感器(17)连接温控及阀门开闭控制系统(1)。
4.根据权利要求1所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，高压空气储罐(11)出口处安装有用于调节空气压力的减压阀(12)；减压阀(12)出口端安装有用于检测空气压力的压力传感器(13)；压力传感器(13)连接温控及阀门开闭控制系统(1)。
5.根据权利要求1所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，还包括带有激光治疗仪开关(5)的激光照射探头(6)；激光治疗仪开关(5)连接温控及阀门开闭控制系统(1)。
6.根据权利要求1所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，制冷剂储液罐(3)中所装的制冷剂为对人体无毒、对臭氧无迫害，且GWP值小于800的制冷剂；制冷剂储液罐(3)置于温度为40℃-50℃的保温箱(2)中。
7.根据权利要求4所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，减压阀(12)出口端空气压力控制在0.2-0.5MPa；第二电磁阀(19)入口端热空气温度控制在50-60℃，第三电磁阀入口端冷空气温度与室温相同。
8.根据权利要求1所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴与待冷却部位所在表面垂直距离范围为20-30mm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，使用时：
(1)将制冷剂储罐置于40-50℃保温箱(2)中预热约30分钟，然后打开制冷剂储液罐(3)出口的阀门和第一电磁阀进行试喷，通过气泡检测传感器检测使得制第一电磁阀入口处不存在气泡；
(2)开启电阻丝加热装置(16)对第二软管中空气加热，使热空气温度达到预设温度；通过第二电磁阀和对应的第二喷嘴喷射500-1000ms的热空气；
(3)关闭电阻丝加热器(16)和第二电磁阀，停止喷热空气，同时通过第一电磁阀和第三电磁阀分别喷射制冷剂和冷空气，20-100ms后关闭第一电磁阀，通过第三电磁阀继续喷冷空气；
(4)第一电磁阀关闭后，冷空气持续作用至激光作用结束。
10.根据权利要求9中任一项所述的一种用于太田痣治疗的冷热双气体耦合制冷剂喷雾冷却系统，其特征在于，第一电磁阀关闭20-50ms后启动激光照射探头(6)，期间冷空气持续作用。
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