CN113616314B - 高低温复合式治疗系统及其压力控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高低温复合式治疗系统及其压力控制方法，涉及消融治疗技术领域，用于调节低温工质的工作压力，使低温工质的消耗相对减少，从而延长运行时间。本发明的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，通过第一温度条件和第二温度条件来判断高低温复合式治疗系统运行输出的低温工质的温度是否已经稳定在某一范围之内，则可采取分段降低系统输出的低温工质的压力的措施，从而达到既减少低温工质的消耗、延长运行时间的目的，同时也能达到减轻治疗器材中回流的低温工质对回热器的负担、提高系统运行安全的目的。
Description
技术领域
本发明涉及消融治疗技术领域，特别地涉及一种高低温复合式治疗系统及其压力控制方法。
背景技术
高低温复合式治疗系统是集深度低温冷冻治疗与高温热疗功能于一体的先进的肿瘤微创治疗系统，该系统通过前期的冷冻降温作用，低温杀死靶向肿瘤细胞。在临床使用时，储存有低温工质的冷罐工作压力处于高压状态，高压可提高降温速率，加快冷冻降温至目标低温的时间，但在将至目标温度后，高压会导致低温工质消耗增加；大量低温工质未经过消融针的完全换热就进入回流管路，多余的低温工质增加了回热器负担，使回热器无法将全部低温工质转为常温氮气排出，致使未经处理的低温工质直接排出，影响手术室的环境并造成浪费。
发明内容
本发明提供一种高低温复合式治疗系统及其压力控制方法，用于调节低温工质的工作压力，使低温工质的消耗相对减少，从而延长运行时间。
根据本发明的第一个方面，本发明提供一种高低温复合式治疗系统的压力控制方法，包括以下操作步骤：
S1：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否变化，若否，则执行步骤S2；
S2：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否小于或等于预定数量，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4；
S3：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度是否满足第一温度条件，若是，则执行压力调节操作S5；
S4：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度是否满足第二温度条件，若是，则执行压力调节操作S5；
S5：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps；
其中，目标压力Ps满足以下表达式中的一个：
Ps=Ps’-P1；
Ps=Ps’；以及
Ps=Ps’+P1；
其中，Ps’为当前设定的目标压力；
P1为常数。
在一个实施方式中，所述第一温度条件为：低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设；
所述第二温度条件为：低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设，且低温工质从治疗器械回流的温度T回＜T回流预设；
其中，T出口预设为低温工质输出至治疗器械的预设温度，T回流预设为从治疗器械回流的预设温度。
在一个实施方式中，步骤S5包括以下子步骤：
S51：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否小于当前设定的目标压力Ps’与P2之差，若是，则执行步骤S53；
S53：判断低温工质从治疗器械回流的温度T回是否小于T回流预设，若是，则执行步骤S55；
S55：判断低温工质从治疗器械回流的温度T回小于T回流预设的持续时间是否大于第一预设时间T1，若是，则执行步骤S56；若否，则执行步骤S10；
S56：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回执行步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’-P1；
步骤S10：获取治疗器械的压力极限值和高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量；
其中，P2为常数；
P2为与P1不同的常数。
在一个实施方式中，步骤S51中，若高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P大于或等于当前设定的目标压力Ps’与P2之差，则执行步骤S52；
S52：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否满足以下定义式：
（Ps’-P2）≤P≤（Ps’+P2）；
若是，则执行步骤S53，若否，则执行步骤S10。
在一个实施方式中，步骤S53中，若低温工质从治疗器械回流的温度T回不小于T回流预设，则执行步骤S54；
S54：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’+P1。
在一个实施方式中，步骤S5还包括以下子步骤：
S510：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否大于当前设定的目标压力Ps’与P2之和，若是，则执行步骤S520；
S520：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否小于或等于预定数量，若否，则执行步骤S530；若是，则执行步骤S540；
S530：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为当前设定的目标压力Ps’；
S540：获取当前高低温复合式治疗系统中低温工质的压力Pn，并开始计时，
S550：判断时间Ti是否达到第二预设时间T2，若是，则执行步骤S560；若否，则返回步骤S10；
S560：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否大于Pn-P3，若是，则执行步骤S570；若否，则执行步骤S580；
S570：使Ti=0并返回步骤S10；
S580：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’；
其中，P3常数。
在一个实施方式中，步骤S1中，若高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量变化，则执行步骤S6；
S6：判断是否处于调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程中，若是，则执行步骤S7；若否，则返回步骤S10；
S7：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否增加，若是，则执行步骤S9；若否，则执行步骤S11；
步骤S9：退出调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程并返回步骤S10；
步骤S11：继续调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程并返回步骤S10。
在一个实施方式中，步骤S530中，通过开启放气阀将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps。
在一个实施方式中，
还包括步骤S8：维持高低温复合式治疗系统中最高工作压力并返回步骤S9；
步骤S3中，若断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度不满足第一温度条件，则执行步骤S8；
步骤S4中，若高低温复合式治疗系统中低温工质的温度不满足第二温度条件，则执行步骤S8。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种高低温复合式治疗系统，包括：
低温工质单元，其中存储有低温工质，
低温工质输送通道，其分别与所述低温工质单元和治疗器械相连，用于将所述低温工质单元中的低温工质输送至治疗器械；
治疗器械，其用于接收低温工质并执行治疗操作；以及
温度监测单元，其与所述治疗器械相连，用于监测低温工质输出至治疗器械的温度T出和从治疗器械回流的预设温度T回流预设；以及
控制单元，其分别与所述低温工质输送通道、所述低温工质单元和所述温度监测单元电性相连，所述控制单元采用上述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法控制输送至所述治疗器械的低温工质的压力。与现有技术相比，本发明的优点在于，
（1）通过第一温度条件和第二温度条件来判断高低温复合式治疗系统（下文简称为系统）运行输出的低温工质的温度是否已经稳定在某一范围之内，则可采取分段降低系统输出的低温工质的压力的措施，从而达到既减少低温工质的消耗、延长运行时间的目的，同时也能达到减轻治疗器材中回流的低温工质对回热器的负担、提高系统运行安全的目的。
（2）通过测量系统运行时各节点的温度来确定系统运行的状态，从而判断是否可进行压力控制，能够提高设备间的一致性。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中高低温复合式治疗系统的压力控制方法的流程图；
图2是使用本发明的实施例中高低温复合式治疗系统的压力控制方法后，系统运行状态；
图3是未使用本发明的实施例中高低温复合式治疗系统的压力控制方法后，系统运行状态。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，根据本发明的第一个方面，本发明提供一种高低温复合式治疗系统的压力控制方法，包括以下操作步骤：
系统开启（开始）后执行步骤S10。上述系统并不局限于本发明所述的高低温复合式治疗系统。
步骤S10：获取治疗器械的压力极限值和高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量，并执行步骤S1。
其中，上述的治疗器械可以是消融针，上述的低温工质可以是液氮。由于消融针具有不同的针型，因此每个针型所对应的压力极限值均不同。因此在开始进行压力控制前，需要获取消融针的压力极限值，以确保调整压力时，低温工质的压力不低于该压力极限值。
此外，低温工质输送通道由冷阀控制开启或关闭。因此，开启的低温工质输出通道的数量可以通过统计开启的冷阀的数量来确定。
步骤S1：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否变化，若否，即表明低温工质输出通道的数量不变，表明当前系统的工作压力能够满足低温工质的要求的温度，则执行步骤S2。反之，若高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量变化，则执行步骤S6。
其中，低温工质输出通道是由高低温复合式治疗系统中低温工质单元（例如冷罐）向治疗器械输送低温工质的通道。
步骤S2：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否小于或等于预定数量（例如可以是2，其通过经验获得），若是，即表明开启的冷阀的数量小于或等于2，此时，由于开启的低温工质输出通道的数量较少，因此在高压状态消耗的低温工质量也相对较少，从而可执行步骤S3。反之，若高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量大于预定数量，因此开启的低温工质输出通道的数量较多，那么短时间的高压输出也会使低温工质消耗增多，则可执行步骤S4。
步骤S3：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度是否满足第一温度条件，若是，则执行压力调节操作步骤S5；若否，则执行步骤S8。
其中，第一温度条件为：低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设，低温工质输出至治疗器械的温度T出是指系统所有出口的温度。
步骤S4：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度是否满足第二温度条件，若是，则执行压力调节操作S5；若否，执行步骤S8。
其中，第二温度条件为：低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设，且低温工质从治疗器械回流的温度T回＜T回流预设；低温工质从治疗器械回流的温度T回是指从治疗器械回流的所有回流口的温度。
其中，T出口预设为低温工质输出至治疗器械的预设温度，T回流预设为从治疗器械回流的预设温度。
也就是说，当系统中开启的冷阀的数量≤2，且低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设时，表明目前的低温工质的温度能够满足治疗的温度要求，从而可对其压力进行调整。反之，当系统中开启的冷阀的数量＞2时，只有当低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设，且低温工质从治疗器械回流的温度T回＜T回流预设时，才能对低温工质的压力进行调整。
换言之，本申请中是通过判断开启的冷阀的数量是否小于预定数量，来决定采用上述的某一边界条件来判断是否进入压力调节的进程。
并且，在系统进入低温冷冻工作初期，不对低温工质的压力P采取降压操作，使其维持在高压状态。由于在工作初期，系统各管路和连接部件之间并不能达到低温工质的工作温度，因此需要保持低温工质的高压力，从而保证其治疗温度。而当治疗器械的温度达到目标温度并稳定一段时间后，此时各管路和部件之间的温度已经被预冷至与低温工质的温度接近，从而可以进入降压进程。
步骤S5：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps；
其中，目标压力Ps满足以下表达式中的一个：
Ps=Ps’-P1；
Ps=Ps’；以及
Ps=Ps’+P1；
其中，Ps’为当前设定的目标压力；
P1为与压力有关的常数，例如P1可以是50kPa。
需要说明的是，Ps’为当前设定的目标压力，也就是说Ps’是一个可变的目标压力范围，在每一次循环完成后，可根据系统的运行情况进行设定当前设定的目标压力Ps’。例如，系统运行的初始压力为1000kPa，即此当前设定的目标压力Ps’为1000kPa。在第一次循环完成后可将当前设定的目标压力Ps’调整为（900±30）kPa，在第二次循环完成后可将当前设定的目标压力Ps’调整为（800±30）kPa，在第n次循环完成后可将当前设定的目标压力Ps’调整为（500±30）kPa等等。其中±30为允许的公差范围。
因此每一次循环完成后，步骤S5中将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps，实际上是基于当前设定的目标压力Ps’来进行调整的。因此，本发明中对系统的低温工质的压力调节不仅限于降低低温工质的压力，还可根据需要将其压力调整为目标压力，或者在低温工质的温度已经不能满足治疗要求时，增加低温工质的压力。
可以理解地，本发明是以P1为一个调整单位（或压力区间），对系统的低温工质的压力P进行逐步分段调节，并且只有在满足上述温度条件的情况下，即表明在当前压力区间内治疗器械的温度能够保持在目标温度范围内时，才会进入下一个压力区间。
步骤S6：判断是否处于调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程中，若是，则执行步骤S7；若否，则返回步骤S10，即重新开始记录。
步骤S7：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否增加，若是，则退出调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程；若否，则执行步骤S11。
步骤S8：维持高低温复合式治疗系统中最高工作压力并返回步骤S9。
步骤S9：退出调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程并返回步骤S10。
步骤S11：继续调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程并返回步骤S10。
下面对步骤S5上述三个方案进行详细地说明。
在一个具体的实施例中，步骤S5包括以下子步骤：
步骤S510：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否大于当前设定的目标压力Ps’与P2之和，即判断P＞（Ps’+P2）是否成立，若是，则执行步骤S520。
其中，P2是与压力有关的常数，例如可以是40kPa。
步骤S520：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否小于或等于预定数量（例如预定数量为2），若否，则可通过强制调整的方式来调整压力，即执行步骤S530；若是，则可通过自然降压的方式，即执行步骤S540。
步骤S530：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为当前设定的目标压力Ps’。具体地，可以通过开启放气阀使高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P迅速调整为当前设定的目标压力Ps’。
步骤S540：获取当前高低温复合式治疗系统中低温工质的压力Pn，并开始计时。
步骤S550：判断时间Ti是否达到第二预设时间T2，若是，则执行步骤S560；若否，则返回步骤S10。
步骤S560：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否大于Pn-P3，若否，则执行步骤S580；若是，则执行步骤S570；。
步骤S570：使Ti=0并返回步骤S10。
步骤S580：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’。
其中，P3可以是与降压速度相关的常数，其可通过降压速度与相应的时间获得，例如P3可以是30kPa。
换言之，当开启的低温工质输出通道的数量≤2时，那么可以通过监测在某一时间段内的压力来调整目标压力。例如，在第二预设时间T2（例如可以是30s），之内，若低温工质的降压速度超过1kPa/s，那么可将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps。而如果低温工质的降压速度未超过1kPa/s，则停止降压的进程。
反之，当达到第二预设时间T2，且低温工质的降压速度未超过1kPa/s，则将使Ti为零，并返回下一个时间监控区间。
步骤S5还包括以下子步骤：
步骤S51：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否小于当前设定的目标压力Ps’与P2之差，若是，则执行步骤S53。
可以理解地，在步骤S510中，若P＞（Ps’+P2）不成立，则可以执行步骤S51，即低温工质的压力并不大于Ps’+P2。
在步骤S51中，若P＜（P s’-P2）成立，则执行步骤S53。若P＜（Ps’-P2）不成立，则再次对低温工质的压力处于哪一压力区间进行判断，即执行步骤S52。
步骤S52：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否满足以下定义式：
P≤（Ps’+P2）；
若是，则执行步骤S53；若否，则执行步骤S10。换言之，若低温工质的压力P在当前目标压力Ps’的±40kPa的范围之内，则都可进入下一步的判断。
需要说明的是，在步骤S52中进行判断时，由于压力时刻会发生变化，因此仍然可能会存在低温工质的压力P也不满足（Ps’-P2）≤P≤（Ps’+P2）的情况，那么此时直接返回步骤S10即可，从而避免系统陷入死循环中。
步骤S53：判断低温工质从治疗器械回流的温度T回是否小于T回流预设，若是，则执行步骤S55；若否，则执行步骤S54。
也就是说，当低温工质从治疗器械回流的温度T回＜T回流预设，则表明低温工质的温度足够满足治疗的要求，从而可采取降低压力的措施，例如可以执行步骤S55。反之，当低温工质从治疗器械回流的温度T回≥T回流预设，则表明低温工质的温度不满足治疗的要求，因此需要将压力增加，以使低温工质的温度降低，例如可以执行步骤S54。
步骤S54：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’+P1，随后返回步骤S10。
步骤S55：判断低温工质从治疗器械回流的温度T回小于T回流预设的持续时间是否大于第一预设时间T1，若是，则执行步骤S56；若否，则执行步骤S10。
步骤S56：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回执行步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’-P1，随后返回步骤S10。
也就是说，当低温工质从治疗器械回流的温度T回＜T回流预设，且低温工质从治疗器械回流的温度T回能够持续地在第一预定时间T1内均小于T回流预设，因此可以采取分段降压的措施，即将目标压力调整Ps为比当前目标压力Ps’小50kPa。
本发明中所述的低温介质可以是液氮，液氮的临界温度Tc=126.2K（-147℃），临界压力Pc=3.4MPa，临界密度313.3kg/m3。因此调整液氨的压力，可以改变其温度。因此，根据工作状态、开启的低温工质输出通道的数量以及低温工质输出至治疗器械的温度T出和低温工质从治疗器械回流的温度T回来判断系统的运行情况，从而选择合适的压力来使系统维持最佳运行状态，以达到冷冻降温速度快、低温工质消耗减少以及长时间运行的目的。
实施例1
如图2所示，在高低温复合式治疗系统的运行中，采用了本发明压力控制方法。其中冷罐液位曲线显示了随着时间的推移，冷罐中的低温工质被不断消耗，因此液位不断降低。冷罐压力曲线显示，在2:00时刻之前的一段时间内，低温工质的压力P（或称为冷罐压力）维持在大致稳定的范围内，系统在该稳定的压力之下运行。在2:00时刻至12:00时刻之间的这段时间内，低温工质的压力P逐渐降低，系统在降低的压力之下运行。在12:00时刻之后的一段时间内，低温工质的压力P继续保持在大致稳定的较低的压力范围内，系统在该压力下运行。
在该压力曲线下，可得到低温工质输出至治疗器械的出口温度T出和低温工质从治疗器械的回流温度T回，如图2下半部分的两条曲线所示。
进一步地，在本实施例中，系统的冷罐中低温工质含量理论值为100%，实际受环境等各方面因素的影响，系统的冷罐中低温工质含量为97%。
在系统运行结束后，系统的冷罐中低温工质剩余含量为61%，因此系统运行中低温工质消耗为（97%-61%）=36%。
比较例1
该比较例1采用了与本发明的高低温复合式治疗系统相同的系统，所不同的是，未采用本发明的方法来调整压力。换言之，在该比较例1的高低温复合式治疗系统的运行中，不调整低温工质的压力P，其始终按照固定的压力值来运行，如图3所示的压力曲线。在该压力曲线下，可得到低温工质输出至治疗器械的出口温度和低温工质从治疗器械的回流温度，如图3下半部分的两条曲线所示。
进一步地，在该比较例中，系统的冷罐中低温工质含量为97%。在系统运行结束后，系统的冷罐中低温工质剩余含量为45%，因此系统运行中低温工质消耗为（97%-45%）=52%。
通过对比图2的温度曲线和图3的温度曲线可知，二者的温度曲线大致相同，即采用了本发明压力控制方法获得的温度曲线与未调整低温工质的压力P获得的温度曲线差别并不大。此外，图2和图3所示的温度曲线中，图2所示温度降到最低时的时刻为4:00至6:00之间，图3所示温度降到最低时的时刻为6:00之后，因此表明采用了本发明压力控制方法运行时，低温工质输出至治疗器械的出口温度和回流温度降到最低的时刻早于未调整低温工质的压力P时低温工质输出至治疗器械的出口温度和回流温度降到最低的时刻。换言之，采用了本发明压力控制方法运行时，能够更快地达到所需的出口温度和回流温度。因此可证明采用本发明的压力控制方法运行高低温复合式治疗系统时，完全能够满足治疗温度的要求，并且性能优于未采用压力控制的系统运行性能。
基于上述分析，图2所示系统达到温度最低的时刻早于图3所示系统达到最低温度的时刻，因此图2所示系统能够更快地进入降压流程，从节省低温工质的消耗。如上所述，图2所示系统运行时低温工质消耗为36%，而图3所示系统低温工质消耗为52%，即图2所示系统运行时节约了（52%-36%）=17%的低温工质。因此可证明采用本发明的压力控制方法运行高低温复合式治疗系统时，能够节省低温工质的消耗。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种高低温复合式治疗系统，其包括低温工质单元、低温工质输送通道、治疗器械、控制单元以及温度监测单元。
其中，低温工质单元中存储有低温工质，低温工质例如可以是液氮。低温工质单元包括上文所述的冷罐以及与冷罐相连的控制阀，控制阀用于控制冷罐中低温工质的输出速度或输出流量。
低温工质输送通道分别与低温工质单元和治疗器械相连，用于将低温工质单元中的低温介质输送至治疗器械。低温工质输送通道的数量可以是至少两条，每条低温工质输送通道上均设置有用于控制其通断的冷阀。
治疗器械用于接收低温工质并执行治疗操作。治疗器械用例如可以是上文所述的消融针，还可以是消融笔或消融枪等适于执行高低温复合式治疗的器械。
控制单元采用上述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法控制输送至治疗器械的低温工质的压力。控制单元分别与低温工质输送通道、低温工质单元和温度监测单元电性相连。具体地，控制单元可以与上文所述的冷阀以及控制阀电性连接。
温度监测单元包括多个温度传感器，多个温度传感器可以设置在治疗器械与低温输送通道相连处。例如其中一些温度传感器设置在治疗器械的进流管处，以监测低温工质输出至治疗器械的温度T出；另一些温度传感器设置在治疗器械的回流管处，以监测从治疗器械回流的预设温度T回流预设。温度监测单元将监测到的温度数据发送给控制单元。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否变化，若否，则执行步骤S2；
S2：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否小于或等于预定数量，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4；
S3：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度是否满足第一温度条件，若是，则执行压力调节操作S5；
S4：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的温度是否满足第二温度条件，若是，则执行压力调节操作S5；
S5：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps；
其中，目标压力Ps满足以下表达式中的一个：
Ps=Ps’-P1；
Ps=Ps’；以及
Ps=Ps’+P1；
其中，Ps’为当前设定的目标压力；
P1为常数；
第一温度条件为：低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设，低温工质输出至治疗器械的温度T出是指系统所有出口的温度；
第二温度条件为：低温工质输出至治疗器械的温度T出＜T出口预设，且低温工质从治疗器械回流的温度T回＜T回流预设；低温工质从治疗器械回流的温度T回是指从治疗器械回流的所有回流口的温度；其中，T出口预设为低温工质输出至治疗器械的预设温度，T回流预设为从治疗器械回流的预设温度。
2.根据权利要求1所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，步骤S5包括以下子步骤：
S51：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否小于当前设定的目标压力Ps’与P2之差，若是，则执行步骤S53；
S53：判断低温工质从治疗器械回流的温度T回是否小于T回流预设，若是，则执行步骤S55；
S55：判断低温工质从治疗器械回流的温度T回小于T回流预设的持续时间是否大于第一预设时间T1，若是，则执行步骤S56；若否，则执行步骤S10；
S56：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回执行步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’-P1；
步骤S10：获取治疗器械的压力极限值和高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量；
其中，P2为常数；
P2为与P1不同的常数。
3.根据权利要求2所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，步骤S51中，若高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P大于或等于当前设定的目标压力Ps’与P2之差，则执行步骤S52；
S52：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否满足以下定义式：
P≤（Ps’+P2）；
若是，则执行步骤S53，若否，则执行步骤S10。
4.根据权利要求3所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，步骤S53中，若低温工质从治疗器械回流的温度T回不小于T回流预设，则执行步骤S54；
S54：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’+P1。
5.根据权利要求3所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，步骤S5还包括以下子步骤：
S510：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否大于当前设定的目标压力Ps’与P2之和，若是，则执行步骤S520；
S520：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否小于或等于预定数量，若否，则执行步骤S530；若是，则执行步骤S540；
S530：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为当前设定的目标压力Ps’并返回步骤S10；
S540：获取当前高低温复合式治疗系统中低温工质的压力Pn，并开始计时，
S550：判断时间Ti是否达到第二预设时间T2，若是，则执行步骤S560；若否，则返回步骤S10；
S560：判断高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P是否大于Pn-P3，若是，则执行步骤S570；若否，则执行步骤S580；
S570：使Ti=0并返回步骤S10；
S580：将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps并返回步骤S10；其中，目标压力Ps=Ps’；
其中，P3为 常数。
6.根据权利要求3所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，步骤S1中，若高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量有变化，则执行步骤S6；
S6：判断是否处于调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程中，若是，则执行步骤S7；若否，则返回步骤S10；
S7：判断高低温复合式治疗系统中开启的低温工质输出通道的数量是否增加，若是，则执行步骤S9；若否，则执行步骤S11；
步骤S9：退出调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程并返回步骤S10；
步骤S11：继续调节高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P的进程并返回步骤S10。
7.根据权利要求6所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，步骤S530中，通过开启放气阀将高低温复合式治疗系统中低温工质的压力P调整为目标压力Ps。
8.根据权利要求6所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法，其特征在于，还包括步骤S8：维持高低温复合式治疗系统中最高工作压力并返回步骤S9；
步骤S3中，若高低温复合式治疗系统中低温工质的温度不满足第一温度条件，则执行步骤S8；
步骤S4中，若高低温复合式治疗系统中低温工质的温度不满足第二温度条件，则执行步骤S8。
9.一种高低温复合式治疗系统，其特征在于，包括：
低温工质单元，其中存储有低温工质，
低温工质输送通道，其分别与所述低温工质单元和治疗器械相连，用于将所述低温工质单元中的低温工质输送至治疗器械；
治疗器械，其用于接收低温工质并执行治疗操作；
温度监测单元，其与所述治疗器械相连，用于监测低温工质输出至治疗器械的温度T出和从治疗器械回流的预设温度T回流预设；以及
控制单元，其分别与所述低温工质输送通道、所述低温工质单元和所述温度监测单元电性相连，所述控制单元采用权利要求1-8中任一项所述的高低温复合式治疗系统的压力控制方法控制输送至所述治疗器械的低温工质的压力。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110464444A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-19 | 心诺普医疗技术（北京）有限公司 | 一种温度可控的冷冻消融系统 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE102012219759A1 (de) * | 2012-10-29 | 2014-04-30 | Krones Ag | Wärmerückgewinnung aus Tunnelrückkühlerprozess |
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| CN109990568B (zh) * | 2019-04-08 | 2020-12-22 | 海杰亚（北京）医疗器械有限公司 | 一种低温冷冻治疗设备 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110464444A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-19 | 心诺普医疗技术（北京）有限公司 | 一种温度可控的冷冻消融系统 |
| CN212326553U (zh) * | 2020-01-10 | 2021-01-12 | 海杰亚（北京）医疗器械有限公司 | 具有多级回路的冷冻消融系统 |
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