CN113616313B - 一种多通道冷冻消融系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道冷冻消融系统，使用高压氮气作为气源，该系统包括气体主管路、复温管路、冷冻高压管路、冷冻低压管路，所述气体主管路上设有气源输入口，所述复温管路连通所述气体主管路，所述复温管路分为N路复温分支通道；所述冷冻高压管路连通所述气体主管路，所述冷冻低压管路连通所述气体主管路，并且，所述冷冻低压管路与所述与冷冻高压管路后段共同一段供气通路，该供气通路连通至N路冷冻分支通道；N路通道管路，每路通道管路的一端用于连接一消融针，另一端用于连接一路冷冻分支通道和/或一路复温分支通道；其中，N为大于等于2的正整数。

Description

一种多通道冷冻消融系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种使用高压氮气作为气源的多通道冷冻消融系统，及在该系统上实施的多通道冷冻消融控制方法。
背景技术
冷冻消融术作为微创靶向手术，具有创伤小、毒副作用小、疗效确切的特点，而且还具有消融冰球边界清楚、能够参与激活机体肿瘤免疫功能、不损伤大血管、没有明显疼痛等优势，这使得肿瘤的超低温靶向冷冻和热疗成为现实。近年来，冷冻手术已广泛应用于对转移性肝癌、前列腺癌、肾癌等的治疗。
多通道冷冻消融系统具备多个消融针联合使用的功能。由于单个消融针在人体肿瘤组织所形成的冷冻区域是有限的，当肿瘤组织体积较大时，多个消融针联合使用可扩大冷冻区域，有效覆盖较大的肿瘤组织。冷冻消融系统设计为具备多个通道，可连接多个消融针，通过消融针数量的组合，即可消融不同体积肿瘤组织，使设备的适用性更强。
目前市场上主流的多通道冷冻消融系统有以下两种：
氩氦低温系统，相关的专利文献例如CN208756146U，它公开了一种低温手术系统，使用3000psi的氩气作为冷冻气源；
液氮冷冻消融系统，相关的专利文献例如CN210582629U，它公开了一种冷冻消融系统，其使用低温液氮作为冷冻源。
目前尚未出现使用高压氮气作为气源的多通道冷冻消融装置或系统。
发明内容
本发明提供一种多通道冷冻消融系统及控制方法，适合于使用高压氮气作为气源。
本发明的技术方案如下：
一种多通道冷冻消融系统，使用高压氮气作为气源，其包括：
气体主管路，所述气体主管路上设有气源输入口、第一压力测量装置、气体总阀，其中所述气源输入口用于连接高压氮气气源，所述第一压力测量装置用于获取所述高压氮气气瓶的气体压力，所述气体总阀能够实现所述主管路内高压氮气的通/断；
复温管路，所述复温管路连通所述气体主管路；所述复温管路上设有第一气体输出压力调节装置、第二压力测量装置、复温管路总阀，所述第一气体输出压力调节装置能够调节所述复温管路的气体输出压力，所述第二压力测量装置用于获取所述第一气体输出压力调节装置的输出压力，所述复温管路总阀能够实现所述复温管路内高压氮气的通/断；所述复温管路在所述复温管路总阀之后分为N路复温分支通道，每路复温分支通道上设有实现气路通/断的分支通道阀；
冷冻高压管路和冷冻低压管路，所述冷冻高压管路、所述冷冻低压管路分别连通所述气体主管路；其中，所述冷冻高压管路上设有第二气体输出压力调节装置、第三压力测量装置、冷冻高压管路总阀，所述第二气体输出压力调节装置能够调节所述冷冻高压管路的气体输出压力，所述第三压力测量装置用于获取所述第二气体输出压力调节装置的输出压力，所述冷冻高压管路总阀能够实现所述冷冻高压管路内高压氮气的通/断；所述冷冻低压管路上设有第三气体输出压力调节装置、第四压力测量装置、冷冻低压管路总阀，所述第三气体输出压力调节装置能够调节所述冷冻低压管路的气体输出压力，所述第四压力测量装置用于获取所述第三气体输出压力调节装置的输出压力，所述冷冻低压管路总阀能够实现所述冷冻低压管路内高压氮气的通/断；并且，所述冷冻低压管路在冷冻低压管路总阀之后的部分与所述与冷冻高压管路在所述冷冻高压管路总阀之后的部分共同一段气体通路，并且该气体通路连通至N路冷冻分支通道，每路冷冻分支通道上设有实现气路通/断的分支通道阀；
N路通道管路，每路通道管路的一端用于连接一消融针，另一端用于连接一路冷冻分支通道和/或一路复温分支通道；每路所述通道管路上还设有第五压力测量装置、管道排气孔及用于控制所述管道排气孔开闭的阀门；每个所述消融针连接有出气孔或具有出气孔；
其中，N为大于等于2的正整数。当N为等于2的正整数时，该多通道冷冻消融系统为二通道冷冻消融系统。以此类推。
在一优选的实施方式中，N为大于等于3的正整数。当N为等于3的正整数时，该多通道冷冻消融系统为三通道冷冻消融系统。以此类推。
在一优选的实施方式中，所述气体总阀、复温管路总阀、冷冻高压管路总阀、冷冻低压管路总阀为电磁阀，所述分支通道阀为电磁阀，用于控制所述管道排气孔开闭的所述阀门为电磁阀。选择电磁阀方便通过控制模块进行自动控制。
在一优选的实施方式中，所述第一/第二/第三气体输出压力调节装置为减压阀。所述减压阀可以为手动调节的减压阀或者通过控制模块进行自动控制的减压阀。
在一优选的实施方式中，所述消融针上还设有电气接口，所述电气接口包括温度测量装置线、复温热电阻线、识别接口线；所述多通道冷冻消融系统还包括控制模块，所述控制模块包括压力测量模块、温度测量模块、开关模块、消融针锁紧模块、消融针识别模块，其中，所述控制模块通过所述压力测量模块获取全部的压力测量装置的数据，通过所述温度测量模块获取全部的消融针温度，通过所述开关模块控制电磁阀和消融针复温电源的开关，通过所述消融针锁紧模块来锁紧所述消融针与所述通道管路的气体接口，通过所述消融针识别模块来识别消融针。如此设置使得多通道冷冻消融系统自动化程度高。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种多通道冷冻消融控制方法，能够在以上任一所述的多通道冷冻消融系统内实施，所述方法包括：
消融针准备：在控制模块中将每个消融针被标记为已准备或未准备，其中，标记消融针已准备需满足消融针锁紧接口已锁紧、消融针温度可被采集到、复温电源可用、及消融针识别接口可用，以上任一条件不满足，则相应消融针被标记为未准备；
冷冻高压管路与冷冻低压管路的选择：在控制模块中，根据消融针准备阶段已准备的消融针数量来确定选择冷冻高压管路或冷冻低压管路；其中，使用三个以上消融针时，选择冷冻高压管路，使用少于三个消融针时，选择冷冻低压管路；
消融针的使用：进行选定的一个或多个消融针的冷冻、消融、复温；其中，在每个消融针的冷冻、消融、复温过程的某一阶段控制气路的通断时，需要根据使用同一管道的其余消融针的治疗所在阶段对气路的要求进行气体总阀、复温管路总阀、冷冻高压管路总阀及冷冻低压管路总阀的开闭。
在一优选的实施方式中，所述控制方法还包括如下排气方法：在进行消融针气体接口的解锁操作前，进行排气。
在一优选的实施方式中，所述控制方法还包括如下排气方法：在消融针的冷冻功能或复温功能完成后，执行一个排气操作。
在一优选的实施方式中，所述控制方法还包括：当第一压力测量装置检测到气瓶压力值低于预设的下限压力值时，发出提示信号。
在一优选的实施方式中，手动调节第一/第二/第三气体输出压力调节装置的输出压力，当第一/第二/第三气体输出压力调节装置调节完成后，控制模块根据此压力值判断所述第一/第二/第三气体输出压力调节装置的输出压力是否在预定范围，进而判断所述第一/第二/第三气体输出压力调节装置的故障情况。
在一优选的实施方式中，所述控制方法还包括：控制模块根据每路所述通道管路上的第五压力测量装置测得的压力值判断气体是否到达该处。
在一优选的实施方式中，所述控制方法还包括：当执行消融针的排气功能时，如控制模块收到所述通道管路上的第五压力测量装置测得的压力值接近0的信息，则判断为所述通道管路上的排气管道内气体已排尽。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种多通道冷冻消融系统，使用高压氮气作为气源，其包括：
气体主管路，所述气体主管路上设有气源输入口,所述气源输入口用于连接高压氮气气源；所述气体主管路分别连接并连通至少一路复温管路和至少一路冷冻管路；其中，
每个所述复温管路上设有一第一气体输出压力调节装置，所述第一气体输出压力调节装置能够调节相应所述复温管路的气体输出压力；每个所述复温管路在所述第一气体输出压力调节装置之后分为N路复温分支通道，每路所述复温分支通道上设有一分支通道阀，该分支通道阀能够实现所述复温分支通道内高压氮气的通断；
每个所述冷冻管路上设有一第二气体输出压力调节装置，所述第二气体输出压力调节装置能够调节所述冷冻管路的气体输出压力；每个所述冷冻管路在所述第二气体输出压力调节装置之后分为N路冷冻分支通道，每路所述冷冻分支通道上设有一分支通道阀，该分支通道阀能够实现所述冷冻分支通道内高压氮气的通断；
N路通道管路，每路通道管路的一端用于连接一消融针，另一端用于连接一路冷冻分支通道和/或一路复温分支通道；
其中，N为大于等于2的正整数。
对于本发明的上述多通道冷冻消融系统而言，冷冻管路的数量可以是一路、两路、三路或更多。采用一路还是多路冷冻管路是根据系统的设计通道数量和实际使用通道数量决定的，比如多通道冷冻消融系统设置三个通道，则需区分高压/低压管路，如果多通道冷冻消融系统仅设计了两个通道，那么管路就仅有低压管路，无高压管路；而如果设计了三个通道，实际使用时仅用其中的两个通道，就只需使用低压管路；而实际使用三个通道，就需使用高压管路。如果通道足够多，比如多于三路通道，则可能需设置冷冻高压/中压/低压管路。
在一优选的实施方式中，所述的多通道冷冻消融系统包括两路以上冷冻管路，其中，各冷冻管路内压力相互不同。其中，两路冷冻管路结构中，各冷冻管路内的气体压力值不同，可称之为冷冻高压管路和冷冻低压管路；三路冷冻管路结构中，各冷冻管路内的气体压力值不同，可称之为冷冻高压管路、冷冻中压管路和冷冻低压管路。
对于存在两路以上冷冻管路的多通道冷冻消融系统而言，各路冷冻管路可以分别设置冷冻分支通道，但更优选地，两路以上冷冻管路可设计为复用结构，至少两路冷冻管路在各自的第二气体输出压力调节装置之后共用一段管路，该段共用的管路能够连通至各冷冻分支通道。冷露以上冷冻管路设计为复用结构，可以大幅度节省冷冻分支通道的数量，降低了成本和设备安装复杂度。
在一优选的实施方式中，每个所述复温管路上设有复温管路总阀，所述复温管路总阀能够实现所述复温管路内高压氮气的通断；每个所述冷冻管路上设有冷冻管路总阀，所述冷冻管路总阀能够实现所述冷冻管路内高压氮气的通断。上述各管路上总阀的设置能够使得各管路上的气路控制更加可靠。
在一优选的实施方式中，所述气体主管路上设有气体总阀，所述气体总阀能够实现所述主管路内高压氮气的通断。气体总阀的设置能够使得气体主管路上的气路控制更加可靠。
在一优选的实施方式中，还包括设在所述气体主管路上的所述第一压力测量装置，所述第一压力测量装置用于测量所述高压氮气气瓶的气体压力。设置第一压力测量装置，可根据其压力测量结果与预先设定的下限值判断气源是否可用。
在一优选的实施方式中，每个所述复温管路上设有一第二压力测量装置，所述第二压力测量装置用于获取所述第一气体输出压力调节装置的输出压力；每个所述冷冻管路上设有一第三压力测量装置，所述第三压力测量装置用于获取所述第二气体输出压力调节装置的输出压力。设置以上各压力测量装置，则可以根据各自测得的压力值判断相应减压阀的输出压力是否在预定范围，进而判断减压阀是否存在故障。
在一优选的实施方式中，每路所述通道管路上还设有压力测量装置。这样实现了：当执行消融针的冷冻、复温功能时，压力测量装置测得的压力值可判断相应通道管路上气体是否到达此处，如通道管路与气源之间的管道发生堵塞，则气体可能达到不了此处。此外，当执行排气功能时，当此压力测量装置测得的压力值接近0时，可知排气管道内的气体已排尽。
以上压力测量装置可为压力传感器。
在一优选的实施方式中，每路所述通道管路上还设有管道排气孔及用于控制所述管道排气孔开闭的阀门；每个所述消融针连接有出气孔或具有出气孔。这样的设置实现了通道管路及消融针的排气。
在一优选的实施方式中，管路中使用的所有执行通断功能的阀门为电磁阀。选择电磁阀方便通过控制模块进行自动控制。
在一优选的实施方式中，所述第一/第二气体输出压力调节装置为减压阀。所述减压阀可以为手动调节的减压阀或者通过控制模块进行自动控制的减压阀。
在一优选的实施方式中，所述消融针上设有电气接口，所述电气接口包括温度测量装置线、复温热电阻线、识别接口线；所述多通道冷冻消融系统还包括控制模块，所述控制模块包括压力测量模块、温度测量模块、开关模块、消融针锁紧模块、消融针识别模块，其中，所述控制模块通过所述压力测量模块获取全部的压力测量装置的数据，通过所述温度测量模块获取全部的消融针温度，通过所述开关模块控制电磁阀和消融针复温电源的开关，通过所述消融针锁紧模块来锁紧所述消融针与所述通道管路的气体接口，通过所述消融针识别模块来识别消融针。
以上，符号“/”代表“和/或”、“和”、或“或”。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明首次提供了一种使用高压氮气作为气源的多通道冷冻消融系统及控制方法，使得高压氮气在多通道系统中使用成为可能，从而能够利用高压氮气制冷量高、气源更加廉价易取等优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例的多通道冷冻消融系统的气路管路示意图；
图2为本发明实施例的多通道冷冻消融系统的通道管路及消融针电气接口的示意图；
图3为本发明实施例的多通道冷冻消融系统的控制模块的硬件结构图；
图4为本发明实施例的多通道冷冻消融控制方法中，消融针准备流程图；
图5为本发明实施例的多通道冷冻消融控制方法中，消融针41使用的参考图；
图6为本发明实施例的多通道冷冻消融控制方法中，电磁阀控制流程图。
具体实施方式
虽然现有技术中已经存在使用氩气或低温液氮作为冷源的多通道冷冻消融系统，但冷源的改变会导致整个装置或系统设计的考虑因素发生变化，因此，在设计使用高压氮气作为气源的多通道冷冻消融装置或系统时，并不能简单、直接地借鉴现有的使用氩气或低温液氮作为冷源的多通道冷冻消融系统，而是需要重新根据高压氮气的使用特点建立整体的设计理论进行技术方案的设计和开发。
本发明提供的多通道冷冻消融系统是使用高压氮气作为气源，经主机预冷后再到刀头节流的低温冷冻治疗系统，其制冷量高，气源更加廉价易取。在本发明的多通道冷冻消融系统中，使用高压氮气作为气源，解决了在使用较多通道和较少通道完成手术，所需的气源可用压力范围不同时，氮气气源的使用问题；还解决了存在多个消融针通道，且每个均有冷冻、复温、排气等功能时，各通道有独享的装置，也有共用的结构，通道间隔离和对单一资源的互斥性访问的问题；也解决了存在多个通道，每个通道均可插入消融针，多个通道的消融针识别和状态判断的问题。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本发明的多通道冷冻消融系统的气体管路包括用于连接氮气气瓶的气源输入口、多个压力传感器、多个电磁阀、多个减压阀、多个管道排气孔、多个消融针出气孔、多个与消融针连接的通道管路。以下将结合图1、以三通道冷冻消融系统为例，进行气体管路的说明，在本发明公开了三通道冷冻消融系统的前提下，本领域技术人员能够很容易的得到二通道、四通道等其他通道数量的冷冻消融系统的具体结构，这些变形实施例均在本发明的保护范围内。
请参见图1，其展示了本实施例的多通道冷冻消融系统的气体管路，其中，氮气气瓶20通过气源输入口接通至气体主管路，压力传感器11用于获取氮气气瓶20的气体压力，电磁阀21是气体总阀，能够通过控制实现气体主管路中高压氮气的通断。
气体主管路随后接通至复温管路、冷冻高压管路、冷冻低压管路，其中，
在复温管路中，减压阀31用于控制复温管路中气体输出压力，压力传感器12用于获取减压阀31的输出压力，电磁阀22是复温管路总阀，能够通过控制实现复温管路内高压氮气的通断，复温管路在电磁阀22之后分为三路复温分支通道，电磁阀25、26、27分别是复温管路的三路复温分支通道上的分支通道阀；在其他实施例中，有几路通道即对应设置几个分支通道阀；
在冷冻高压管路中，减压阀32用于控制冷冻高压管路的输出压力，压力传感器13用于获取减压阀32的输出压力，电磁阀23是冷冻高压管路总阀，能够通过控制实现冷冻高压管路内高压氮气的通断；
在冷冻低压管路中，减压阀33用于控制冷冻低压管路的输出压力，压力传感器14用于获取减压阀33的输出压力，电磁阀24是冷冻低压管路总阀，能够通过控制实现冷冻低压管路内高压氮气的通断；
在图1中，冷冻高压管路和冷冻低压管路复用，即，冷冻高压管路和冷冻低压管路在电磁阀23、24之后共用一段管路，该管路可连通至三路冷冻分支通道，电磁阀28、29、210分别作为三路冷冻分支通道上的分支通道阀。
图1所示的多通道冷冻消融系统的气体管路还包括三路通道管路，三路通道管路即三路连接消融针的管路，三路通道管路在结构配置上是相同的，每一路通道管路的一端分两支，分别连接复温管路的复温分支通道的一路通道阀和冷冻管路(冷冻高压管路与冷冻低压管路复用)的冷冻分支通道的一路通道阀，每一路通道管路还连接一支路管道排气电磁阀和管道排气孔，每一路通道管路还连接有压力传感器，每一路通道管路的另一端连接消融针，消融针连接有出气孔或具有出气孔。具体地，第一路通道管路的左侧与电磁阀27、28连接，右侧与消融针41连接，消融针41连接出气孔51或具有出气孔51，此外，第一路通道管路还连接有一支路，该支路设有用于管道排气的电磁阀211和管道排气孔61，第一路通道管路还连接有压力传感器15；第二路通道管路的左侧与电磁阀26、29连接，右侧与消融针42连接，消融针42连接出气孔52或具有出气孔52，此外，第二路通道管路还连接有一支路，该支路设有用于管道排气的电磁阀212和管道排气孔62，第二路通道管路还连接有压力传感器16；第三路通道管路的左侧与电磁阀25、210连接，右侧与消融针43连接，消融针43连接出气孔53或具有出气孔53，此外，第三路通道管路还连接有一支路，该支路设有用于管道排气的电磁阀213和管道排气孔63，第三路通道管路还连接有压力传感器17。
如果进行第一路通道管路(接入消融针41)的高压冷冻，氮气从氮气气瓶20流经电磁阀21、减压阀32、电磁阀23、电磁阀28到达消融针41，再经消融针出气管到达出气孔51排出。
如果进行第一路通道管路(接入消融针41)的复温，氮气从氮气气瓶20流经电磁阀21、减压阀31、电磁阀22、电磁阀27到达消融针41，再经消融针出气管到达出气孔51排出。
如果进行第二/三路通道管路的高压/低压冷冻、复温，则参考图1可得到与上述类似的氮气流动路径。
以上所有压力传感器统称为压力传感器1，所有电磁阀统称为电磁阀2。
图2展示了其中一路通道管路与消融针连接的细节图，该路通道管路通过锁紧机构与消融针内的管路(出气管和进气管)相连。消融针还包括电气接口，所述电气接口具体可包括温度传感器线、复温热电阻线、识别接口线等。
在本实施例中，多通道冷冻消融系统还包括控制电路板，请结合参考图3，并以图1所展示的三通道冷冻消融为例，控制电路板7通过压力测量模块71获取全部压力传感器1测得的全部的压力数据，通过温度测量模块72获取全部的温度传感器8测得的消融针温度数据，通过开关模块73控制电磁阀2和消融针复温电源9的开关，通过消融针锁紧模块74来锁紧消融针与对应通道管路的气体接口，通过消融针识别模块75来识别每个消融针。在本实施例中，图1中的所有减压阀是手动调节的，此外，所有管道排气孔和出气孔均不需要使用控制模块进行控制。
以下举例说明使用上述的多通道冷冻消融系统进行冷冻消融治疗的控制方法，主要分为以下几个步骤：
第一、消融针准备
在正式进行冷冻消融之前，需准备好消融针，准备好消融针指的是消融针被控制电路板识别为可用。在消融针准备之前，首先根据肿瘤组织的体积决定需要使用的消融针数量。
在此步骤中，每个消融针的准备是各自独立的，多个通道的消融针在准备的步骤不会相互干扰。
此步骤需要如下对应的硬件：对于3个消融针而言，需要配备3个各自独立的消融针识别接口，3个各自独立的消融针锁紧接口，3个各自独立的消融针复温电源接口，3个各自独立的温度测量接口。其中，消融针识别接口，即是通过此接口设备可读取消融针的ID等信息，控制电路板中的软件可利用ID信息识别对应的消融针；消融针锁紧接口，是消融针与多通道冷冻消融系统中相应设备的气体接口，由于流过消融针的气体压力高，需要使用锁紧结构将接口锁紧，防止通气时消融针被冲出；复温电源接口是消融针内复温热电阻线与设备内复温电源输出线的接口；温度测量接口是消融针内温度传感器与设备内测温模块的接口。
如图4，经过消融针准备的步骤后，每个消融针在软件内被标记为已准备或未准备。消融针准备流程包括判断气体接口是否已锁紧、消融针温度是否可采集到、复温电源是否可通、ID识别是否可用，控制电路板经过以上判断后标记消融针为已准备完毕或者未准备。其中，消融针标记为已准备完毕需满足气体接口已锁紧、消融针温度可被采集到、复温电源可通、ID识别可用，以上任一条件不满足，则此消融针被标记为未准备。在图4中，以上各条件的判断顺序仅为举例说明，实现本发明并不需要一定尊从图4的判断流程所示的顺序，只要完成对上述四个条件的判断，就能够得出消融针的标记结果，四个条件的判断先后顺序本发明不进行限定。
在手术阶段，需根据消融针温度完成冷冻复温控制，因此，在消融针准备时，其温度应能被采集到。若消融针内的温度传感器故障，则控制电路板的温度测量模块无法通过温度测量接口采集到消融针的温度或采集的温度值异常，此时将消融针标记为未准备，能够有效避免后续的操作风险。
在复温阶段，控制电路板内的软件开启消融针的复温电源，消融针复温。消融针使用复温热电阻线加热复温，完成此功能前提是该热电阻丝完好未断线。在消融针准备时，控制电路板的开关模块可检测消融针的热电阻线的通断，从而提前排除可能的风险。
每个消融针的准备都可以参考上述方法步骤进行，但并不是每一次都需要进行所有消融针的准备，需要进行准备的消融针的数量可以是根据肿瘤组织的体积决定的需要使用的消融针数量。
第二、冷冻高压管路与冷冻低压管路的选择
气源气压对于多通道冷冻消融系统非常重要。理想状况下，氮气气源的压力越大越好，但受限于管路的承受能力，受限于通常能购买到的工业氮气压力，实际使用的气源压力应在一定范围。
以15MPa(约2200psi)的工业氮气为例，在氮气气瓶20接入多通道冷冻消融系统的进气口(也称为气源输入口)后，压力传感器11能检测到气瓶压力。随着手术对氮气的使用，气瓶压力会逐渐降低，当低于下限压力值时，消融针不能达到手术温度，手术不可继续，应提示气瓶压力低不可手术。
对于本发明的多通道冷冻消融系统而言，同时使用不同数量的消融针时，下限压力值是不同的。同时使用的消融针数量越多，下限压力值越高。
冷冻高压管路使用减压阀32控制其管路内的气体压力，调节减压阀32使其输出气体压力为下限压力值1；
冷冻低压管路使用减压阀33控制其管路内的气体压力，调节减压阀33使其输出气体压力为下限压力值2。
由前述可知，冷冻低压管路的下限压力值2<冷冻高压管路的下限压力值1<气瓶压力。
因此在本实施例中，同时使用3个消融针时，应使用冷冻高压管路；同时使用少于3个消融针时，应使用冷冻低压管路。
因此，在上一步骤消融针准备完成后，根据肿瘤组织的体积决定需要使用的消融针数量后，控制电路板的软件可判断消融针准备阶段已准备的消融针的数量，并选择冷冻高压管路或冷冻低压管路。
对于复温管路而言，其使用减压阀31控制其管路内的气体压力，调节减压阀31使其输出气体压力为下限压力值3，该下限压力值3远低于下限压力值2。通常在手术阶段不存在复温气体压力不足的情况，亦可认为气瓶压力能满足冷冻要求就可满足复温要求，所以可以不进行复温压力的选择。
第三、消融针的使用
三个消融针同时使用的情形，其控制的复杂度覆盖了一个消融针单独使用的情形。以下仅以三个消融针同时使用为例进行说明。
三个消融针同时使用的情况，每个消融针对应通道的功能是独立的，每个通道均有冷冻、复温、排气步骤。如上一步骤所述，三个消融针同时使用，冷冻时应使用冷冻高压管路。
下面以消融针41为例，结合图1和图5，说明其冷冻、复温、排气过程。
消融针41冷冻：开启电磁阀21、23、28，氮气从氮气气瓶20出发，流经电磁阀21至减压阀32(高压管路)，再到达电磁阀23，经电磁阀28到达消融针41，再经消融针出气管到达出气孔51排出。
消融针41复温：开启电磁阀21、22、27，氮气从氮气气瓶20出发，流经电磁阀21至减压阀31，再到电磁阀22，经过电磁阀27到达消融针41，再经消融针出气管到达出气孔51排出。
消融针41排气：排气即排出通道管路内的残余高压气体，冷冻及复温时气体经消融针出气管排出，但并不能排尽通道管路内的气体，这里通道管路是指由电磁阀27、28以及消融针41内进气管所截取的管路，此段管路装有管道排气孔61、电磁阀211、压力传感器15，如图5所示。进行通道管路排气时，关闭电磁阀27、28，开启电磁阀211，通道管路内气体即可经管道排气孔61排出。排气是一个辅助功能，在各个环节均可能被使用。例如，在进行消融针气体接口的解锁操作前，应进行排气。此外，可在冷冻功能或复温功能完成后，立即执行一个排气操作。
由上可知，在使用三个消融针的情况下，对于三个消融针气体通道的不同功能，气瓶20、电磁阀21、电磁阀22、电磁阀23是共用的，同时对于同一消融针气体通道，冷冻、复温、排气功能不能同时使用。以上限制，增加了系统中各电磁阀的控制复杂度，各电磁阀的控制方法需保证设备能完成预期功能而又方便快捷。
图6展示了一种电磁阀控制流程，在图6中，通道1指消融针41的通道，通道2指消融针42的通道，通道3指消融针43的通道，图6中“/”代表“和”。
如图6所示，如需停止通道1的冷冻，不能直接将电磁阀21、23、28关闭，首先需确认通道2、3是否正在冷冻，如果通道2、3正在冷冻，说明其也开启了电磁阀21、23，此时停止通道1的冷冻只能关闭电磁阀28；如果通道2、3没有冷冻，还需确认通道2、3是否正在复温，若通道2、3正在复温，说明其也开启了电磁阀21，此时停止通道1的冷冻只能关闭电磁阀23、28；如果通道2、3既无冷冻又无复温，则停止通道1的冷冻可关闭电磁阀21、23、28。
结合参见图5，如需停止通道1的复温，不能直接将电磁阀21、22、27关闭，首先需确认通道2、3是否正在复温，如果通道2、3正在复温，说明其也开启了电磁阀21、22，此时停止通道1的复温只能关闭电磁阀27；如果通道2、3没有复温，还需确认通道2、3是否正在冷冻，若通道2、3正在冷冻，说明其也开启了电磁阀21，此时停止通道1的复温只能关闭电磁阀22、27；如果通道2、3既无冷冻又无复温，则停止通道1的复温可关闭电磁阀21、22、27。
以下详细说明消融针的排气功能的使用。
冷冻、复温功能是低温冷冻消融手术的基本功能，上述消融针的使用步骤中还描述了排气功能。排气是一个辅助功能，在各个环节均可能被使用。
参见图5，排气功能需要排尽气体的通道管路是三通，其同时连接通道1的冷冻管路、复温管路及消融针41的进气管路。当通道管路内存有残余高压气体时，消融针与设备的气体接口不能被解锁，因为解锁后消融针可能会被冲出。因此，在进行消融针气体接口的解锁操作前，应进行排气。
此外，冷冻功能和复温功能，对应减压阀的下限压力值不同，这意味着通道管路内的残余气体压力不同，冷冻功能结束后的残余气体压力高于复温结束后的残余气体压力。如果在冷冻功能结束后立即开启复温功能，会产生一个故障，即减压阀31输出口的压力会短暂高于其实际输出压力，这是由于通道管路内的残余气体造成的。基于以上，可在冷冻功能或复温功能完成后，立即执行一个排气操作。
本实施例的控制方法还包括压力传感器的使用。
具体地，压力传感器11用于检测氮气气瓶的压力，当氮气气瓶压力值低于下限压力值1或下限压力值2时，本发明的控制方法应通过控制电路板提示手术不可继续。
压力传感器12、13、14用于检测相应减压阀的输出压力，当手动调节减压阀的输出压力时，该输出压力值可反馈给调节者，方便调节减压阀的输出压力。同时，当减压阀调节完成后，控制电路板可判断压力传感器检测到的减压阀的输出压力值是否在预定范围，进而判断相应减压阀的故障。
压力传感器15、16、17用于检测相应通道管路的压力值。当执行冷冻、复温功能时，根据检测的此压力值可判断气体是否到达此处。如管道发生堵塞，则气体可能达到不了此处。此外，根据压力传感器15、16、17检测的压力值还可以判断排气过程，当执行排气功能时，当压力传感器检测到的压力值接近0时，可知对应排气管道内的气体已排尽。
以上所述的控制方法，可以通过内置在控制电路板中的软件实现。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (17)

1.一种多通道冷冻消融系统，使用高压氮气作为气源，其特征在于，包括：
气体主管路，所述气体主管路上设有气源输入口、第一压力测量装置、气体总阀，其中所述气源输入口用于连接高压氮气气源，所述第一压力测量装置用于获取所述高压氮气气源的气体压力，所述气体总阀能够实现所述主管路内高压氮气的通/断；
复温管路，所述复温管路连通所述气体主管路；所述复温管路上设有第一气体输出压力调节装置、第二压力测量装置、复温管路总阀，所述第一气体输出压力调节装置能够调节所述复温管路的气体输出压力，所述第二压力测量装置用于获取所述第一气体输出压力调节装置的输出压力，所述复温管路总阀能够实现所述复温管路内高压氮气的通/断；所述复温管路在所述复温管路总阀之后分为N路复温分支通道，每路复温分支通道上设有实现气路通/断的分支通道阀；
冷冻高压管路和冷冻低压管路，所述冷冻高压管路、所述冷冻低压管路分别连通所述气体主管路；其中，所述冷冻高压管路上设有第二气体输出压力调节装置、第三压力测量装置、冷冻高压管路总阀，所述第二气体输出压力调节装置能够调节所述冷冻高压管路的气体输出压力，所述第三压力测量装置用于获取所述第二气体输出压力调节装置的输出压力，所述冷冻高压管路总阀能够实现所述冷冻高压管路内高压氮气的通/断；所述冷冻低压管路上设有第三气体输出压力调节装置、第四压力测量装置、冷冻低压管路总阀，所述第三气体输出压力调节装置能够调节所述冷冻低压管路的气体输出压力，所述第四压力测量装置用于获取所述第三气体输出压力调节装置的输出压力，所述冷冻低压管路总阀能够实现所述冷冻低压管路内高压氮气的通/断；并且，所述冷冻低压管路在冷冻低压管路总阀之后的部分与所述冷冻高压管路在所述冷冻高压管路总阀之后的部分共同一段气体通路，并且该气体通路连通至N路冷冻分支通道，每路冷冻分支通道上设有实现气路通/断的分支通道阀；
N路通道管路，每路通道管路的一端用于连接一消融针，另一端用于连接一路冷冻分支通道和/或一路复温分支通道；每路所述通道管路上还设有第五压力测量装置、管道排气孔及用于控制所述管道排气孔开闭的阀门；每个所述消融针连接有出气孔或具有出气孔；
其中，N为大于等于2的正整数。
2.如权利要求1所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，N为大于等于3的正整数。
3.如权利要求1所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，所述气体总阀、复温管路总阀、冷冻高压管路总阀、冷冻低压管路总阀为电磁阀，所述分支通道阀为电磁阀，用于控制所述管道排气孔开闭的所述阀门为电磁阀。
4.如权利要求1所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，所述第一/第二/第三气体输出压力调节装置为减压阀。
5.如权利要求3所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，所述消融针上还设有电气接口，所述电气接口包括温度测量装置线、复温热电阻线、识别接口线；所述多通道冷冻消融系统还包括控制模块，所述控制模块包括压力测量模块、温度测量模块、开关模块、消融针锁紧模块、消融针识别模块，其中，所述控制模块通过所述压力测量模块获取全部的压力测量装置的数据，通过所述温度测量模块获取全部的消融针温度，通过所述开关模块控制电磁阀和消融针复温电源的开关，通过所述消融针锁紧模块来锁紧所述消融针与所述通道管路的气体接口，通过所述消融针识别模块来识别消融针。
6.一种多通道冷冻消融系统，使用高压氮气作为气源，其特征在于，包括：
气体主管路，所述气体主管路上设有气源输入口,所述气源输入口用于连接高压氮气气源；所述气体主管路分别连接并连通至少一路复温管路和至少一路冷冻管路；其中，
每个所述复温管路上设有一第一气体输出压力调节装置，所述第一气体输出压力调节装置能够调节相应所述复温管路的气体输出压力；每个所述复温管路在所述第一气体输出压力调节装置之后分为N路复温分支通道，每路所述复温分支通道上设有一分支通道阀，该分支通道阀能够实现所述复温分支通道内高压氮气的通断；
每个所述冷冻管路上设有一第二气体输出压力调节装置，所述第二气体输出压力调节装置能够调节所述冷冻管路的气体输出压力；每个所述冷冻管路在所述第二气体输出压力调节装置之后分为N路冷冻分支通道，每路所述冷冻分支通道上设有一分支通道阀，该分支通道阀能够实现所述冷冻分支通道内高压氮气的通断；
N路通道管路，每路通道管路的一端用于连接一消融针，另一端用于连接一路冷冻分支通道和/或一路复温分支通道；
其中，N为大于等于2的正整数。
7.如权利要求6所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，包括两路以上冷冻管路，其中，各冷冻管路内压力相互不同。
8.如权利要求7所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，两路以上冷冻管路设计为复用结构，至少两路冷冻管路在各自的第二气体输出压力调节装置之后共用一段管路，该段共用的管路能够连通至各冷冻分支通道。
9.如权利要求6所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，每个所述复温管路上设有复温管路总阀，所述复温管路总阀能够实现所述复温管路内高压氮气的通断；每个所述冷冻管路上设有冷冻管路总阀，所述冷冻管路总阀能够实现所述冷冻管路内高压氮气的通断。
10.如权利要求6或9所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，所述气体主管路上设有气体总阀，所述气体总阀能够实现所述主管路内高压氮气的通断。
11.如权利要求6所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，还包括设在所述气体主管路上的第一压力测量装置，所述第一压力测量装置用于测量所述高压氮气气源的气体压力。
12.如权利要求6或11所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，每个所述复温管路上设有一第二压力测量装置，所述第二压力测量装置用于获取所述第一气体输出压力调节装置的输出压力；每个所述冷冻管路上设有一第三压力测量装置，所述第三压力测量装置用于获取所述第二气体输出压力调节装置的输出压力。
13.如权利要求6所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，每路所述通道管路上还设有压力测量装置。
14.如权利要求6所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，每路所述通道管路上还设有管道排气孔及用于控制所述管道排气孔开闭的阀门；每个所述消融针连接有出气孔或具有出气孔。
15.如权利要求11或12所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，管路中使用的所有执行通断功能的阀门为电磁阀。
16.如权利要求6所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，所述第一/第二气体输出压力调节装置为减压阀。
17.如权利要求15所述的多通道冷冻消融系统，其特征在于，所述消融针上设有电气接口，所述电气接口包括温度测量装置线、复温热电阻线、识别接口线；所述多通道冷冻消融系统还包括控制模块，所述控制模块包括压力测量模块、温度测量模块、开关模块、消融针锁紧模块、消融针识别模块，其中，所述控制模块通过所述压力测量模块获取全部的压力测量装置的数据，通过所述温度测量模块获取全部的消融针温度，通过所述开关模块控制电磁阀和消融针复温电源的开关，通过所述消融针锁紧模块来锁紧所述消融针与所述通道管路的气体接口，通过所述消融针识别模块来识别消融针。
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