CN115005963A - 一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，包括依次设置的气源、气体处理单元、压力调节单元，压力调节单元通过若干通道单元分别与若干消融针连接；若干通道单元包括若干低温进气管路、至少一耦合器和至少一制冷机，至少一耦合器设置在至少一低温进气管路上，至少一制冷机设置在若干低温进气管路上；若干低温进气管路分别与压力调节单元的出气口和若干消融针的进气口连接；若干通道单元还包括若干回气管路，若干回气管路的进气口分别与若干消融针的回气口连接，至少一耦合器设置在至少一回气管路上；每一低温进气管路中的气体可通过其上的耦合器先与对应的回气管路中的气体进行热交换，再通过制冷机预冷的冷沉进行低温冷却。

Description

一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统

技术领域

本发明属于医疗技术领域，特别是涉及一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统。

背景技术

冷冻治疗是利用对局部组织的冷冻，可控地破坏或切除活组织的治疗方法。冷冻消融术作为微创靶向手术以创伤小、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、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，使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。

现有的低温冷冻消融技术主要采用高压气体节流，如氩氦刀，其使用原理为利用高压氩气节流，缺点是使用5000psi(35MPa)的高压氩气，工作压力为3000Psi(20Mpa)，利用率约为43％。上海导向医疗系统有限公司采用的是预冷型氮气节流，使用15Mpa的常规工业氮气，工作压力为10Mpa，最低可利用至8MPa，气源利用率约为33％。因此，虽然采用工业氮气的方式可以利用低压力的工业气体，但是气体利用率偏低，因此需要一种既可以使用常规工业氮气又可以提高气体利用率的技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，包括依次设置的气源、气体处理单元、压力调节单元，所述压力调节单元通过若干通道单元分别与若干消融针连接；

若干通道单元包括若干低温进气管路、至少一耦合器和至少一制冷机，至少一所述耦合器设置在至少一所述低温进气管路上，至少一所述制冷机设置在若干所述低温进气管路上；若干所述低温进气管路的进气口均与所述压力调节单元的出气口连接，若干所述低温进气管路的出气口分别与若干消融针的进气口连接；

若干通道单元还包括若干回气管路，若干所述回气管路的进气口分别与若干消融针的回气口连接，至少一所述耦合器设置在至少一所述回气管路上；每一所述低温进气管路中的气体可通过其上的所述耦合器先与对应的所述回气管路中的气体进行热交换，再通过所述制冷机预冷的冷沉进行低温冷却。

较佳地，所述低温进气管路上包括至少两级低温制冷机，前级低温制冷机和后级低温制冷机串联设置在所述低温进气管路上；

至少一所述耦合器通过所述低温进气管路设置在所述压力调节单元和前级低温制冷机之间，或/和至少一所述耦合器通过所述低温进气管路设置在前级低温制冷机和后级低温制冷机之间。

较佳地，若干通道单元还包括若干能量增强管路和至少一能量增强器，至少一所述能量增强器和至少一所述制冷机设置在所述能量增强管路上，所述能量增强管路的进气口与所述压力调节单元的出气口连通，所述能量增强管路的出气口与外界大气相通；

所述气源中残余的余气可经过所述能量增强器和所述制冷机预冷后，再预冷所述制冷机中的蓄冷介质。

较佳地，所述能量增强管路包括相连通的能量增强进气管路和能量增强回气管路，所述能量增强器和制冷机均包括连通在所述能量增强进气管路上的进气通道和连通在所述能量增强回气管路上的回气通道，所述能量增强进气管路的出气口和所述能量增强回气管路的回气口之间设有节流装置，所述能量增强进气管路的进气口与所述压力调节单元的出气口连通，所述能量增强回气管路的排气口与外界大气连通。

较佳地，若干通道单元还包括若干常温进气管路，若干所述常温进气管路分别与所述压力调节单元的出气口和若干所述消融针的进气口连接。

较佳地，所述常温进气管路上设有电磁阀和单向阀。

较佳地，所述压力调节单元包括若干控制管路和设于所述控制管路上的压力调节阀、电磁阀和压力变送器，若干所述控制管路的进气口分别与所述气体处理单元的出气口连接，若干所述控制管路的出气口分别与若干通道单元的各管路的进气口连接。

较佳地，所述气体处理单元包括气体干燥过滤器，所述气体干燥过滤器设置在所述气源的出口管路上。

较佳地，若干通道单元还包括若干快速排气管路和设于所述快速排气管路上的电磁阀，若干所述快速排气管路分别与若干所述低温进气管路连通。

较佳地，所述回气管路上还设有泄压阀和压力变送器，所述压力变送器用于检测所述回气管路的压力，当所述回气管路压力高于设定值时，通过所述泄压阀泄压。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

1、本发明提供一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，气源通过多个通道单元分别与多个消融针连接，每个通道单元独立控制，可以实现独立的冷冻、复温、吹扫、排气等功能，实现多个部位肿瘤同时冷冻的功能，提高了气源的利用率。

2、通道单元有独立的进气管路、回气管路、复温管路，可以根据需要调整消融针的数量以及消融针的冷冻时间，实现肿瘤的多发以及适形治疗。

3、在本发明中，气源可以是常规工业气源，也可以是高压氩气气源，常规工业气源利用率提高至67％，提高了100％；高压氩气气源利用率提高至85.7％，提高了100％。

4、本发明可以将冷却温度冷却至-160℃以下，同时可以将气源压力利用至5MPa，将气源利用率提高50％～100％，大大高于原有技术方案，以及传统的氩氦刀。

5、本发明优选制冷机为对置式制冷机，可以避免单头式低温制冷机带来的震动问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本发明的优选实施例1提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的原理图；

图2为本发明的优选实施例1提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的连接结构示意图；

图3为本发明的优选实施例2提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的原理图；

图4为本发明的优选实施例2提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的连接结构示意图；

图5为本发明的优选实施例3提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的原理图；

图6为本发明的优选实施例3提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的连接结构示意图；

图7为本发明的优选实施例4提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的原理图；

图8为本发明的优选实施例4提供的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统的连接结构示意图。

具体实施方式

一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，包括依次设置的气源、气体处理单元、压力调节单元，所述压力调节单元通过若干通道单元分别与若干消融针连接。本发明所述的若干是指两个或两个以上，即至少两个。

每个通道单元均包括若干通道，所述压力调节单元根据不同的工作模式调节对应通道的气体压力，以实现不同的工作模式。本发明对工作模式具体是哪种模式或哪几种模式不做限制，可根据具体使用需求设定。

本发明以每一个通道单元均至少包括一个冷冻消融通道和一个回气预冷通道：

所述冷冻消融通道包括低温进气管路和设于所述低温进气管路上的至少一耦合器和至少一制冷机，所述低温进气管路的进气口与所述压力调节单元的出气口连接，所述低温进气管路的出气口与对应的一消融针接头的进气口连接。本发明对同一个低温进气管路上的耦合器和制冷机的个数不做限制，可根据实际使用需求设定，同一低温进气管路上的所有的耦合器和制冷机均串联设置。

在本发明中，一个耦合器可以与一个或多个低温进气管路相连通，即一个耦合器上设置一第一进气通道，此第一进气通道与一个低温进气管路相连通；或者，一个耦合器上设置若干第一进气通道，若干第一进气通道分别与若干低温进气管路相连通。

在本实施例中，制冷机分别与所有的低温进气管路相连通，即制冷机上设置若干第一进气通道，若干第一进气通道分别与所有的低温进气管路相连通。

所述回气预冷通道包括回气管路和设于所述回气管路上的至少一所述耦合器，所述回气管路的进气口与所述消融针接头的回气端连接，所述回气管路的排气端与外界大气连通；所述低温进气管路中的气体可通过所述耦合器先与所述回气管路中的气体进行热交换，再通过所述制冷机预冷的冷沉进行低温冷却。每一个通道单元中的回气管路和低温进气管路共用耦合器。

冷冻消融通道可以采用单级低温制冷机，也可以采用双级或多级低温制冷机，本发明对此不做具体限制。为了增强制冷效果，优选至少两级低温制冷机，前级低温制冷机和后级低温制冷机串联设置在所有的低温进气管路上，即前级低温制冷机和后级低温制冷机均包括若干第二进气通道，若干第二进气通道分别与所有的低温进气管路相连通。

所述回气预冷通道包括至少一级设置在所述回气管路上的耦合器，至少一所述耦合器通过所述低温进气管路设置在所述压力调节单元和前级低温制冷机之间，或/和至少一所述耦合器通过所述低温进气管路设置在前级低温制冷机和后级低温制冷机之间。

每一个通道单元均可包括其他通道，本发明对此不做限制，可根据具体使用需求设定，如能量增强通道、快速排气通道、复温通道等。在本发明中，每个通道单元都是独立控制的，均可实现独立的冷冻、复温、吹扫等功能，进而实现多个部位肿瘤同时冷冻的功能。每个通道单元均有独立的进气管路、回气管路、复温管路，可以根据需要调整消融针的数量以及消融针的冷冻时间，实现肿瘤的多发以及适形治疗。

气源通过多个通道单元分别与多个消融针连接，每个通道单元独立控制，可以实现独立的冷冻、复温、吹扫、排气等功能，实现多个部位肿瘤同时冷冻的功能，提高了气源的利用率。在本发明中，气源可以是常规工业气源，也可以是高压氩气气源，常规工业气源利用率提高至67％，提高了100％；高压氩气气源利用率提高至85.7％，提高了100％。

本发明可以将冷却温度冷却至-160℃以下，同时可以将气源压力利用至5MPa，将气源利用率提高50％～100％，大大高于原有技术方案，以及传统的氩氦刀。

本发明优选制冷机为对置式制冷机，可以避免单头式低温制冷机带来的震动问题。

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

请参考图1和图2，一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，包括依次设置的气源1、气体处理单元2、压力调节单元3，所述压力调节单元3通过若干通道单元4分别与若干消融针接头5一一连接，若干消融针接头5在与若干消融针6一一连接。

在本实施例中，所述气体处理单元2包括气体干燥过滤器22，所述气体干燥过滤器22设置在所述气源1的出口管路21上，用于过滤处理气体中的杂质水分，并且存储部分气体用于保持气体管路处于正压状态。气源1的出口管路21上还可以设置电磁阀、压力变送器等，本实施例对此不做具体限制，可根据实际使用需求设定。

压力调节单元3用于检测管路压力以及调节控制气体的通断以及工作时工作压力以及工作模式的切换。在本实施例中，所述压力调节单元3包括若干控制管路(本实施例的若干控制管路分别为控制管路31、控制管路31'和控制管路31”)和设于所述控制管路上的压力调节阀、电磁阀和压力变送器(控制管路31上设置压力调节阀32、压力变送器33和电磁阀34，控制管路31'上设置压力调节阀32'、压力变送器和电磁阀34'，控制管路31”上设置压力调节阀32”、压力变送器和电磁阀34”)，控制管路31、控制管路31'和控制管路31”的进气口均与所述气体处理单元2的出气口连接，控制管路31、控制管路31'和控制管路31”的出气口分别与若干通道单元4的各管路的进气口连接。

本发明对通道单元和消融针的个数不做限制，通道单元和消融针的个数是一一对应的，每套通道单元4的构造都是相同的，因此，每一套通道单元4均包括以下通道：

复温通道41，所述复温通道41包括常温进气管路413，所述常温进气管路413上设有电磁阀411(用于调节气体管路的通断)和单向阀412(防止气体的反向流动)，所述常温进气管路413的进气口与控制管路31的出气口连通，所述常温进气管路413的出气口与消融针接头5的进气口连通。

冷冻消融通道42，所述冷冻消融通道42包括低温进气管路422和依次设于所述低温进气管路422上的前级耦合器423、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425，所述低温进气管路422的进气口分别与控制管路31'和控制管路31”的出气口连通，前级耦合器423、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425上均设有与低温进气管路422连通的第一进气通道(前级低温制冷机424和后级低温制冷机425上均设有若干个分别与若干个低温进气管路422连通的第一进气通道)，所述低温进气管路422的出气口与至消融针接头5的进气端连接。在本实施例中，低温进气管路422上还设有用于检测管路的压力以及调节气体管路的通断的电磁阀421、压力变送器和温度传感器，且低温进气管路422的出气段(即消融针接头5的进气段)还设有单向阀426。在本实施例中，制冷机为斯特林制冷机、脉管制冷机或热声制冷机。

回气预冷通道43，所述回气预冷通道43包括回气管路431和设于所述回气管路431上的所述前级耦合器423，所述回气管路431的进气口与消融针接头5的回气端连接，所述回气管路431的出气口与外界大气相通。前级耦合器423设有与回气管路431连通的第一回气通道，所述回气管路431的排气口与外界大气连通；所述低温进气管路422中的气体可通过前级耦合器423先与所述回气管路431中的气体进行热交换，再通过前级低温制冷机424和后级低温制冷机425预冷的冷沉进行低温冷却。在本实施例中，所述回气管路431上还设有泄压阀和压力变送器，所述压力变送器用于检测所述回气管路431的压力，当所述回气管路431压力高于设定值时，通过所述泄压阀泄压。

快速排气通道44，所述快速排气通道44包括快速排气管路442和设于所述快速排气管路442上的电磁阀441，所述快速排气管路442的一端与所述低温进气管路422连通，另一端与外界大气相通。

消融针6进出口增加单向阀且带有一定的启动压力15psi，防止空气从消融针6进出口进入，另外利用手术结束后管路中的余气，通过控制系统调节电磁阀的通断，在相关管路中通入一定量的气体，使管路处于正压状态，避免管路中因低温造成的负压吸入空气，从而造成空气中水蒸气的凝聚成液体，从而在低温下凝固堵塞管路或者涨破管路造成冰堵以及气体泄漏的风险。

不同工作模式的工作原理：

首先气源1中的气体经过气体干燥过滤器22干燥过滤处理后，进入压力调节单元3，压力调节单元3根据不同的工作模式实现不同压力气体的流通。

吹扫模式

干燥过滤处理后的气体通过压力调节单元3经减压阀32'调节到相应的工作压力，再通过电磁阀34'的通断控制工作气体进入工作气体管路，同时通过电磁阀421和电磁阀421'控制气体进入不同的冷冻消融通道42，先进入前级耦合器423、前级低温制冷机424进行初级预冷，再进入后级低温制冷机425进行低温预冷，低温预冷完成后，再通过低温双通路消融针快速接头5进入连通的快速接头5节流后返回进入回气预冷通道43，快速预冷前级耦合器423，可以避免由于前级耦合器423温度高于冷沉温度造成消融针6降温慢的影响。同时预冷前吹扫可以将管路中的凝结水快速吹出，避免因预冷造成的冰堵或者脏堵。

冷冻消融模式

冷冻消融模式分为快速降温阶段和稳定工作阶段：

快速降温阶段时，干燥过滤处理后的气体通过压力调节单元3经减压阀32'调节到相应的工作压力，通过电磁阀34'的通断控制工作气体进入工作气体管路，同时通过电磁阀421和电磁阀421'控制气体进入不同的冷冻消融通道42，先进入前级耦合器423、前级低温制冷机424进行初级预冷，再进入后级低温制冷机425进行低温预冷，低温预冷完成后，通过低温双通路消融针快速接头5进入冷冻消融针6。在消融针6内部通过消融针6内部的J-T槽节流后，在刀尖内部急剧膨胀汽化产生制冷效应，急速释放冷量产生-150℃以下的低温，对病变组织进行快速冷冻，随后通过低温双通路消融针快速接头5返回进入回气预冷通道43的前级耦合器423，回气经过前级耦合器423进行冷量充分利用后，变为常温常压的气体排到空气中。

稳定工作阶段时，由于消融针6的气体管路已经建立稳定的工作循环，可以采用相对较低的压力来实现消融针6的稳定工作，同时避免气源1的浪费，延长气瓶的使用时间，工作流程为，通过压力调节单元3经过减压阀32”调节到相应的工作压力，通过电磁阀34”的通断控制工作气体进入工作气体管路，同时通过电磁阀421和电磁阀421'控制气体进入不同的消融通道，实现不同的消融针6的稳定工作。

复温模式

干燥过滤处理后的气体通过压力调节单元3经减压阀32调节到相应的工作压力，通过电磁阀34的通断控制工作气体进入工作气体管路，同时通过电磁阀411'和电磁阀411控制气体进入不同的复温通道41，实现气体不经过预冷快速通过低温双通路消融针快速接头5进入冷冻消融针6，同时配合控制单元中的测复温控制模块45输出电压和电流实现消融针6的快速复温，同时通过气体流通保护消融针6避免过热损伤器官组织。

快速排气模式

当设备出现异常或者冷冻结束后，可以通过电磁阀441和电磁阀441'的通断以及正常的回气管路实现消融针6进回气管路的快速排气。

实施例2

请参考图3和图4，本实施例在实施案例1的基础上增加了能量增强系统，由于低于工作压力的剩余气体压力在8～10MPa左右，高压氩气气源1的剩余气体压力更高在20MPa左右，剩余气体常规处理都是由厂家直接回收，由于气体从高压状态节流到低压状态时蕴含着较大的能量，直接回收造成了极大的浪费，因此通过能量增强器经过不同温度的转变可以实现气体能量的更高级利用。

通道单元4还包括能量增强通道46，所述能量增强通道46包括能量增强管路462和设于所述能量增强管路462的至少一能量增强器463和制冷机，由于能量增强器463为耦合器，因此，能量增强器463可以是另设的耦合器，也可以采用前级耦合器423(在前级耦合器423上开设与能量增强管路462相通的气体通道)。本实施例以所述能量增强通道46包括能量增强管路462和依次设于能量增强管路462上的能量增强器463、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425为例。所述能量增强管路462的进气口与所述压力调节单元3的出气口连通，所述能量增强管路462的出气口与外界大气连通。所述气源1中残余的余气可经过能量增强器463、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425预冷后，再预冷前级低温制冷机424和后级低温制冷机425中的蓄冷介质。

在本实施例中，能量增强器463、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425按顺序依次设置在能量增强管路462上。具体的，能量增强管路462包括相连通的能量增强进气管路4621和能量增强回气管路4622，能量增强器463、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425均包括连通在所述能量增强进气管路4621上的进气通道和连通在所述能量增强回气管路4622上的回气通道(能量增强器463、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425的进气通道依次设置在所述能量增强进气管路4621上，能量增强器463、前级低温制冷机424和后级低温制冷机425的回气通道依次设置在所述能量增强回气管路4622上，在本实施例中，前级低温制冷机424和后级低温制冷机425均设有若干第二进气通道和若干第二回气通道，目的是为了分别与若干能量增强通道46的能量增强进气管路4621和能量增强回气管路4622相连通)，所述能量增强进气管路4621的出气口和所述能量增强回气管路4622的回气口之间设有节流装置464，所述能量增强进气管路4621的进气口与所述压力调节单元3的出气口连通，所述能量增强回气管路4622的排气口与外界大气连通。

能量增强系统的利用主要在低温制冷机开机启动阶段和蓄冷阶段：

在低温制冷机启动阶段，可以实现通道单元4的快速降温，缩短低温制冷机的降温时间，将低温制冷机快速的进入稳定的工作状态，极大的缩短手术准备时间。在连台手术间隙，通道单元4待机蓄冷阶段，可以利用剩余气体为低温冷沉带来更低的温度实现消融针6更快速的降温以及更低的消融温度，更大的消融范围。工作原理为，气体通过压力调节单元3经过减压阀32”调节到相应的工作压力，通过电磁阀34”的通断控制工作气体进入能量增强通道46，同时能量增强管路462的电磁阀461控制气体进入能量增强进气管路4621，在进入能量增强进气管路4621时，先进入能量增强器463、前级低温制冷机424进行初级预冷，再进入后级低温制冷机425进行低温预冷，低温预冷完成后，先通过一级节流利用高品位的冷量实现后级低级冷沉的预冷，后级低温冷沉预冷完成后再通过二级节流利用低品位的冷量实现前级低温冷沉的预冷，前级低温冷成完成后通过能量增强器463将剩余的冷量再冷却能量增强器463变成常温常压的气体进入到空气中，实现高压气体到低压气体能量的完整利用。通过测算将1200PSI压力的60SLM气体预冷到-70℃以后，经过后级低温冷沉后节流后，在-120℃的低温冷沉中可以产生45W左右的冷量，1min产生的冷量可以单根延长消融针6使用0.5min，将725PSI压力的60SLM气体预冷到-70℃以后，经过能量增强器463、后级低温冷沉后节流后，在-120℃的低温冷沉中可以产生22W左右的冷量，将40L气源1中的气体从1200PSI压力的气体利用至725PSI，可以平均产生约41.6kJ的热量，换算成预冷时间可以缩短15％左右。

实施例3

制冷系统的制冷效率与制冷温度相关，制冷温度越低，制冷效率也越低。前级冷沉温度较高，制冷效率也高，为了降低进气气体对后级低温冷沉温度的消耗以及延长设备的冷冻消融时间，请参考图5和图6，本实施例是在实施例1的基础上增加了后级耦合器427，后级耦合器427设置在前级低温制冷机424和后级低温制冷机425之间，前级耦合器423、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425上均设有与低温进气管路422连通的第一进气通道，所述前级耦合器423、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425的第一进气通道依次连通在低温进气管路422上。前级耦合器423、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级耦合器427均设有与回气管路431连通的第一回气通道。在本实施例中，若干通道单元4的冷冻消融通道42和回气预冷通道43共用一个后级耦合器427，即此后级耦合器427包括若干个分别与若干低温进气管路422连通的第一进气通道，以及若干个分别与若干回气管路431连通的第一回气通道。

通过测算将1500PSI压力流量为60SLM温度为-70℃的气体经后级耦合器427后，与为-110℃、压力为45psi的消融针6回气在后级耦合器427充分换热后，可以将进气降低25℃，减少了对后级低温冷沉50W的冷量消耗，占比约40％，相比实施案例1延长了消融针6的67％的冷冻消融时间。

实施例4

请参考图7和图8，本实施例在实施例3的基础上增加了能量增强系统，即通道单元4还包括能量增强通道46，所述能量增强通道46包括能量增强管路462和设于能量增强管路462上的至少一能量增强器和制冷机，由于能量增强器为耦合器，因此，能量增强器可以是另设的耦合器，也可以采用前级耦合器423(在前级耦合器423上开设与能量增强管路462相通的气体通道)和后级耦合器427(在后级耦合器427上开设与能量增强管路462相通的气体通道)，本实施例以所述能量增强通道46包括能量增强管路462和依次设于能量增强管路462上的能量增强器463、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425为例。

在本实施例中，能量增强器463、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425按顺序依次设置在能量增强管路462上。具体的，能量增强管路462包括相连通的能量增强进气管路4621和能量增强回气管路4622，能量增强器463、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425均包括连通在所述能量增强进气管路4621上的进气通道和连通在所述能量增强回气管路4622上的回气通道(能量增强器463、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425的进气通道依次设置在所述能量增强进气管路4621上，能量增强器463、前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425的回气通道依次设置在所述能量增强回气管路4622上，在本实施例中，前级低温制冷机424、后级耦合器427和后级低温制冷机425均设有若干第二进气通道和若干第二回气通道，目的是为了分别与若干能量增强通道46的能量增强进气管路4621和能量增强回气管路4622相连通)，所述能量增强进气管路4621的出气口和所述能量增强回气管路4622的回气口之间设有节流装置，所述能量增强进气管路4621的进气口与所述压力调节单元3的出气口连通，所述能量增强回气管路4622的排气口与外界大气连通。

本实施例相比于实施例3增加了能量增强器系统，通过实施案例2的测算将通过测算将1200PSI压力的60SLM气体预冷到-70℃以后，经过能量增强器463、后级低温冷沉后节流后，在-120℃的低温冷沉中可以产生45W左右的冷量，1min产生的冷量可以单根延长消融针6使用0.5min；将725PSI压力的60SLM气体预冷到-70℃以后，经过能量增强器463、后级低温冷沉后节流后，在-120℃的低温冷沉中可以产生22W左右的冷量；将40L气源1中的气体从1200PSI压力的气体利用至725PSI，可以平均产生约41.6kJ的热量，换算成预冷时间可以缩短15％左右，单瓶1200PSI的余气可以延长单根消融针6工作时长7min左右。

通过以上实施案例对比分析，实施例4相比于实施例1，预冷时间缩短15％左右，消融针6工作时间延长60％以上，采用常规15MPa常规工业气源1的利用率可以达到67％，提高了100％，采用高压工业气源1的利用率可以达到85.7％。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，包括依次设置的气源、气体处理单元、压力调节单元，所述压力调节单元通过若干通道单元分别与若干消融针连接；

若干通道单元包括若干低温进气管路、至少一耦合器和至少一制冷机，至少一所述耦合器设置在至少一所述低温进气管路上，至少一所述制冷机设置在若干所述低温进气管路上；若干所述低温进气管路的进气口均与所述压力调节单元的出气口连接，若干所述低温进气管路的出气口分别与若干消融针的进气口连接；

若干通道单元还包括若干回气管路，若干所述回气管路的进气口分别与若干消融针的回气口连接，至少一所述耦合器设置在至少一所述回气管路上；每一所述低温进气管路中的气体可通过其上的所述耦合器先与对应的所述回气管路中的气体进行热交换，再通过所述制冷机预冷的冷沉进行低温冷却。

2.根据权利要求1所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，所述低温进气管路上包括至少两级低温制冷机，前级低温制冷机和后级低温制冷机串联设置在所述低温进气管路上；

至少一所述耦合器通过所述低温进气管路设置在所述压力调节单元和前级低温制冷机之间，或/和至少一所述耦合器通过所述低温进气管路设置在前级低温制冷机和后级低温制冷机之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，若干通道单元还包括若干能量增强管路和至少一能量增强器，至少一所述能量增强器和至少一所述制冷机设置在所述能量增强管路上，所述能量增强管路的进气口与所述压力调节单元的出气口连通，所述能量增强管路的出气口与外界大气相通；

所述气源中残余的余气可经过所述能量增强器和所述制冷机预冷后，再预冷所述制冷机中的蓄冷介质。

4.根据权利要求3所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，所述能量增强管路包括相连通的能量增强进气管路和能量增强回气管路，所述能量增强器和所述制冷机均包括连通在所述能量增强进气管路上的进气通道和连通在所述能量增强回气管路上的回气通道，所述能量增强进气管路的出气口和所述能量增强回气管路的回气口之间设有节流装置，所述能量增强进气管路的进气口与所述压力调节单元的出气口连通，所述能量增强回气管路的排气口与外界大气连通。

5.根据权利要求1所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，若干通道单元还包括若干常温进气管路，若干所述常温进气管路分别与所述压力调节单元的出气口和若干所述消融针的进气口连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，所述常温进气管路上设有电磁阀和单向阀。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，所述压力调节单元包括若干控制管路和设于所述控制管路上的压力调节阀、电磁阀和压力变送器，若干所述控制管路的进气口分别与所述气体处理单元的出气口连接，若干所述控制管路的出气口分别与若干通道单元的各管路的进气口连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，所述气体处理单元包括气体干燥过滤器，所述气体干燥过滤器设置在所述气源的出口管路上。

9.根据权利要求1所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，若干通道单元还包括若干快速排气管路和设于所述快速排气管路上的电磁阀，若干所述快速排气管路分别与若干所述低温进气管路连通。

10.根据权利要求1所述的一种基于低温制冷机预冷的低温治疗系统，其特征在于，所述回气管路上还设有泄压阀和压力变送器，所述压力变送器用于检测所述回气管路的压力，当所述回气管路压力高于设定值时，通过所述泄压阀泄压。

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