CN210019629U - 一种低温冷冻治疗设备及其探针 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种低温冷冻治疗设备及其探针，该探针的第二管体，除了其内端部设置有工质出口外，沿轴向延伸的管体上也可以设置有至少一个节流孔，这样工质自第二管体的工质进口流入后，在其流动过程中工质会通过管体上的节流孔膨胀节流流至工质回流通道内部，该部分工质同时被降温降压变为较低温度的工质，在其沿工质回流通道流出第一管体的过程中，该部分较低温度的工质与第二管体内部的工质进行热量交换，使第二管体内部的工质温度进一步降低，即起到对第二管体内流向工质出口工质的降温作用；并且自第二管体的工质出口喷出的工质在对治疗部提供冷量后，也进一步对第二管体的工质进行进一步降温；该探针可降低低温冷冻治疗设备的使用成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种低温冷冻治疗设备及其探针。
背景技术
目前的低温冷冻治疗设备品种比较多，其主要采用盛放在高压气体钢瓶中的氦气、氩气、氮气、二氧化碳或者氧化亚氮等现成气体作为提供冷源的工质。
装有冷源工质的高压气体钢瓶通常需要单独外购，即高压气体钢瓶为独立于设备之外的成品，需要专门购买，然后高压气体钢瓶通过管路连接低温冷冻治疗设备的连接口。
高压气体钢瓶通常需要通过铁路或公路运输等方式运送至现场。高压气体钢瓶在运输过程中需要进行特殊处理，非常不方便运输，对于运输要求比较高，同时运输成本也相应比较高。这就严重制约了低温冷冻治疗设备在全国大多数城市的推广。
因此，如何在满足低温冷冻治疗设备正常工作需求前提下，尽量降低其使用成本，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种低温冷冻治疗设备的探针，包括一端为封闭治疗部的第一管体，所述第一管体的内腔中设置有第二管体，所述第二管体一端设置有工质进口，另一端设置有工质出口，所述工质出口与所述治疗部相对，并且沿轴向所述第二管体的管壁上还布置有至少一个节流孔，所述第一管体和所述第二管体之间还形成有工质回流通道；当探针工作时，自所述工质出口和所述节流孔流出的工质通过所述工质回流通道流至所述第一管体外部，并且在回流过程中同时与所述第二管体内的工质进行热量交换。
本发明所提供的探针的第二管体，除了其内端部设置有工质出口外，沿轴向延伸的管体上也可以设置有至少一个节流孔，这样工质自第二管体的工质进口流入后，在其流动过程中部分工质会通过管体上的节流孔膨胀节流流至工质回流通道内部，该部分工质同时被降温降压变为较低温度的工质，在其沿工质回流通道流出第一管体的过程中，该部分较低温度的工质与第二管体内部的工质进行热量交换，使第二管体内部的工质温度进一步降低，即起到对第二管体内流向工质出口工质的降温作用。同理，自第二管体的工质出口喷出的工质在对治疗部提供冷量后，也由工质回流通道回流，在其回流过程中也进一步对第二管体的工质进行进一步降温。
从以上描述可以看出，本实用新型所提供的探针具有对工质自动降温的功效，这样可以降低对进入第二管体的工质温度的要求，试验证实，通过合理设置节流孔的数量和大小，常温高压气体工质即可满足本实用新型结构探针的工作需求，这样大大降低了低温冷冻治疗设备的使用成本，相应地，病人的治疗成本也大大降低。
可选的，沿轴向，所述第二管体的管体上布置有一个或者一个以上的节流孔，并且相邻所述节流孔之间具有预定间距。
可选的，所述工质出口为节流孔结构。
可选的，所述封闭治疗部为尖端结构。
可选的，所述第一管体的外周至少部分轴段套装有真空管体，所述真空管体与所述第一管体之间形成真空腔体。
可选的，所述治疗部以及所述第一管体靠近所述治疗部的轴段露置于所述真空管体的外部。
可选的，所述第一管体和所述第二管体之间形成有轴向延伸的螺旋通道，各所述节流孔和所述工质出口均连通所述螺旋通道，所述螺旋通道为所述工质回流通道。
可选的，所述第二管体的外周壁设置有螺旋换热片，所述螺旋换热片轴向延伸并且其外缘与所述第一管体的内壁抵靠接触，所述螺旋换热片形成所述螺旋通道。
此外，本实用新型还提供了一种低温冷冻治疗设备，包括上述任一项的所述的低温冷冻治疗设备的探针，所述低温冷冻治疗设备还包括以下部件：
工质发生器，用于从气源中分离所述探针工作所需工质；
压力储罐，用于存储所述工质发生器产生的工质。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例中探针的结构示意图；
图2为本实用新型一种实施例中低温冷冻治疗设备的原理图。
其中，图1和图2中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如图所示：
1-工质发生器；11-空压机；12-冷却器；13-油气分离器；14-气体分离器；15-过滤器；16-干燥机；
2-压力储罐；
3-探针；331-治疗部；31-第二管体；32-螺旋换热片；311-第一节流孔；312-第二节流孔；313-第三节流孔；314-工质出口；320-初始螺旋段；321-第一螺旋段；322-第二螺旋段；323-第三螺旋段；33-第一管体；34-真空管体；
4-调节阀。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本实用新型一种实施例中探针的结构示意图。
本发明提供了一种低温冷冻治疗设备的探针，其至少包括第一管体33和第二管体31。
第一管体33的一端为封闭治疗部331，也就是说第一管体33一端具有用于治疗所需的治疗部331，治疗部331的形状可以根据具体应用环境而定，通常治疗部331可以设计为尖端结构，尖端结构有利于探针穿刺到需要治疗的组织部位。当然，治疗部331也可以为其他结构形式，本文不做一一赘述。
第一管体33的内腔中设置有第二管体31，优选第二管体31和第一管体33同轴设置。第二管体31一端设置有工质进口，另一端设置有工质出口314，工质出口314与治疗部331内壁相对设置，以便由第二管体31的工质出口314喷射而出的工质直接接触治疗部331的内部。第二管体31的工质出口314与治疗部331之间具有预定间距，具体间距可参考现有技术。第二管体31的工质出口314优选节流孔结构，即有利于工质的快速流出，又有利于工质的进一步降温。
本实用新型所提供的探针的第二管体31的管壁上还可以布置有至少一个节流孔，各节流孔沿轴向布置。图1中给出了设置三个节流孔的具体实施方式，三个节流孔分别为：第一节流孔311、第二节流孔312和第三节流孔313。
本实用新型中第一管体33和第二管体31之间还形成有工质回流通道；当探针工作时，自工质出口314和各节流孔流出的工质通过工质回流通道流至第一管体33外部，并且在回流过程中同时与第二管体31内的工质进行热量交换。其中，工质出口314流出的工质和自各节流孔流出的工质可以通过各自的回流通道流至第一管体33的外部，当然二者也可以使用共同的回流通道流至第一管体33的外部。本文优选后者，即设置有一个工质回流通道，经第二管体31流出的工质均自该工质回流通道流至第一管体33的外部。
本发明所提供的探针的第二管体31，除了其内端部设置有工质出口314外，沿轴向延伸的管体上也可以设置有至少一个节流孔，这样工质自第二管体31的工质进口流入后，在其流动过程中部分工质会通过管体上的节流孔膨胀节流流至工质回流通道内部，经过节流孔节流膨胀之后的这部分工质同时被降温降压变为较低温度的工质，在其沿工质回流通道流出第一管体33的过程中，该部分较低温度的工质与第二管体31内部的工质进行热量交换，使第二管体31内部的工质温度进一步降低，即起到对第二管体31内流向工质出口314的工质的降温作用，充分缩短降温时间，提高换热效率。同理，自第二管体31的工质出口314喷出的工质在对治疗部331提供冷量后，也由工质回流通道回流，在其回流过程中也进一步对第二管体31的工质进行进一步降温。
从以上描述可以看出，本实用新型所提供的探针具有对工质自动降温的功效，这样可以降低对进入第二管体31的工质温度的要求，试验证实，通过合理设置节流孔的数量和大小，常温高压气体工质即可满足本实用新型结构探针的工作参数需求，这样大大降低了低温冷冻治疗设备的使用成本，相应地，病人的治疗成本也大大降低。
在一种具体的实施方式中，沿轴向，第二管体31的管体上布置有两个或者两个以上的节流孔，并且相邻节流孔之间具有预定间距。节流孔的数量和大小可以根据进入第二管体31的工质参数以及探针治疗部331所需温度进行合理设置。同理，预定间距可以根据具体探针的应用环境和要求而定，本文不公开预定间距的数值不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。
第一管体33的外周至少部分轴段套装有真空管体34，真空管体34与第一管体33之间形成真空腔体。真空管体34主要起到绝热作用，防止探针的非治疗区段与人体正常组织接触时造成冻伤或者烫伤；此外，也有利于降低第一管体33内部的工质冷量损耗，提高回流工质与第二管体31内工质的换热效率。
进一步，治疗部331以及第一管体33靠近治疗部331的轴段露置于真空管体34的外部作为探针的治疗区段，使用时直接与病灶组织接触，通过工质在治疗部331附近的快速吸热或者放热，起到冷冻消融或者热消融的作用。
其中真空管体34与第一管体33之间、尖端结构与第一管体33均可以通过焊接工艺形成一个整体。
上述各实施例中，第一管体33和第二管体31之间形成有轴向延伸的螺旋通道，各节流孔和工质出口314均连通螺旋通道，螺旋通道为工质回流通道。螺旋通道的路径比较长，有利于第二管体31内外工质进行充分的热量交换，进而有利于第二管体31内工质温度的降低。
具体地，第二管体31的外周壁设置有螺旋换热片32，螺旋换热片32轴向延伸并且其外缘与所述第一管体33的内壁抵靠接触，所述螺旋换热片32形成所述螺旋通道。
螺旋换热片32可以为铝材、铜材，也可以为其他导热性能好的材料。
其中螺旋换热片32与第二管体31、第一管体33可以通过焊接成型一体，焊接方式可以为锡焊、钎焊等。
上述实施例中，螺旋换热片32进一步增大了第二管体31内外工质的换热时间，有利于充分热量交换。
请参考图2，图2为本实用新型一种实施例中低温冷冻治疗设备的原理图。
在上述探针3的基础上，本实用新型还提供了一种低温冷冻治疗设备，除包括上述结构的探针外，还包括工质发生器1、压力储罐2和探针3。
工质发生器1，用于从气源中分离探针工作所需工质。工质发生器1分离出工质种类可以根据治疗应用本体类型决定，该工质可以为氮气、氧气或者氩气。相应地，工质发生器1应当具有一种或者几种工况，例如：氮气工况、氧气工况和氩气工况。当工质发生器1处于氮气工况状态时，工质发生器1可以从空气中分离出氮气工质。当工质发生器1处于氧气工况状态时，工质发生器1可以从空气中分离出氧气工质。
当然，工质发生器1能够分离出的工质不局限于本文上述几种，还可以为二氧化碳或者其他介质等。当然，气源也不局限于空气，也可以为含有所需工质的其他类型的气体。本文以气源为空气为例继续介绍技术方案。
工质发生器1的具体结构可以由多种形式，本文给出了一种优选的具体实施方式。工质发生器1可以包括空压机11、冷却器12、油气分离器13、干燥机16、过滤器15、气体分离器14等其中一者或者几者。空气在空压机11中被压缩，压强增大，温度升高，变成高温高压空气；之后进入冷却器12，温度降低，变成常温高压空气；之后进入油气分离器13，分离出从空压机11中带出的润滑油；之后进入干燥机16，除去空气中的水分；之后进入过滤器15，去除杂质颗粒，变成常温高压干燥干净空气；之后进入气体分离器14，实现空气分离，产生常温高压氮气，其它杂质气体由此排出设备。
压力储罐2，用于存储工质发生器1产生的工质。
空压机11可以为螺杆式、活塞式、离心式其中一种或者以上形式的组合。
气体分离器14可以为吸附式或者膜分离式。
最后常温常压的氮气被储存在压力储罐2内部。压力储罐2的容积、工作压力可以根据具体应用环境而定，例如：容积大致为1mL-100m3；工作压力可以为0-1000MPa。
压力储罐2的气体出口连通探针的第二管体31的工质进口，并且压力储罐2的气体出口和探针的工质进口连通管路上可以设置有流量控制阀，用于控制流入第二管体31内部的气体流量。
与现有技术相比，本发明中专门设置有能够从气源中分离工质的工质发生器1，工质发生器1产生的工质直接进入探针3的第二管体31，该高压工质通过上述结构的探针3继续降温降压，以实现探针3所需工质的合适的治疗温度。即本发明中的低温冷冻治疗设备能够实现工质的自我供给，无需专门气体钢瓶进行供气，且通过探针3自身结构即可获得适合工作温度的工质，从而克服了现有技术气体钢瓶运输要求高、成本高对于探针3应用范围的限制，大大提高了探针3的普及性，为病人提供疾病治疗的方便性，使探针3能够惠及更多的病人，有利于提高社会医疗服务水平。
以第二管体31的管壁上具有三个节流孔和一个节流型工质出口314、第一管体33和第二管体31之间设置有螺旋换热片32为例，其中，探针的第二管体31上的三个节流孔分别进行如上定义为：第一节流孔311、第二节流孔312、第三节流孔313；螺旋换热片32根据所处的位置分为四段：处于工质进口和第一节流孔311之间的初始螺旋段320；处于第一节流孔311和第二节流孔312之间的第一螺旋段321；处于第二节流孔312和第三节流孔313之间的第二螺旋段322；处于第三节流孔313和工质出口314之间的第三螺旋段323。
结合图2所示的原理详细说明一下探针3对于工质的降温原理。图2中给出了仅一个节流孔的原理图，具有两个节流孔或者更多节流孔的原理与之相同。
需要说明的是，下文中工质(Ti，Pi)表示温度为Ti，压力为Pi的工质，仅是为了描述技术方案的简洁。
其中，探针3的第二管体31的工质进口连通压力储罐2的出气口，工作时，压力储罐2中工质(T0，P0)流入第二管体31后，在流经第二管体31预定长度过程中，被回流的工质(T7，P2)冷却为工质(T1，P1)，工质(T1，P1)在第一节流孔311处分成两路，第一路继续沿着第二管体31的工质进口方向流入，第二路由第一节流孔311膨胀节流之后流至第一管体33和第二管体31之间的初始螺旋段320。需要说明的是经第一节流孔311膨胀温度和压力都降低的工质(T2，P2)在回流过程中与初始螺旋段320相对应的第二管体31内部流入的工质进行热量交换，最终流出第一管体33外部。
未从第一节流孔311流出的工质(T1，P1)(前述第一路工质)，沿第二管体31内部继续向前流动，在流动过程中被回流的工质(T5，P5)冷却为工质(T3，P3)。
直至流至节流型工质出口314位置并由该出口喷出，得到工质(T4，P4)，喷出的工质(T4，P4)与探针3的治疗部331接触换热后再从螺旋换热片形成的轨道流至外部。
工质(T4，P4)流经治疗部331，与需要治疗的组织发生换热，温度升高为工质(T5，P5)。工质(T5，P5)沿螺旋换热片形成的螺旋轨道流出第一管体33，并在流出过程中与第二管体31内部流入的介质进行换热。
工质(T5，P5)的温度仍然比较低，回流过程中与第二管体31内部的介质进行换热，如图2所示，工质(T5，P5)冷却工质(T1，P1)的一部分，自身温度升高为工质(T6，P2)。工质(T6，P2)继续回流，与工质(T2，P2)(经第一节流孔311膨胀节流之后的工质(T2，P2))混合为工质(T7，P2)。工质(T7，P2)回流至外界环境过程中(即在初始螺旋段320区段)继续与第二管体31内的流入工质进行换热，冷却工质(T0，P0)，自身温度升高为工质(T0，P)。
在上述连续进行的过程中，回流的工质(T5，P5)和工质(T7，P2)不断冷却来流的工质(T0，P0)和工质(T1，P1)，使得来流的工质(T0，P0)和工质(T1，P1)温度不断降低，使得通过第一节流孔311的工质(T2，P2)和工质(T4，P4)节流膨胀后的温度进一步降低，这个温度下降又继续影响后续工质(T5，P5)和工质(T7，P2)，使其温度更低，形成一个闭环的降温正反馈，最终可以使工质(T4，P4)的温度T4(也就是治疗温度)达到其压力P4对应的饱和液体温度，有利于对需要治疗的组织实施更有效的治疗。
上述过程的最低温度与探针的漏热、需要治疗的组织部位的换热、探针的工质(T0，P0)的压力P0和流量等因素相关，通过调节设备的调节阀4可以调节进入探针的工质(T0，P0)的压力P0和流量，从而实现对治疗温度T4的调节，使其根据治疗需要进行精准调节。
事实上，第二管体31的周壁设置一个节流孔或者两个或者两个以上的节流孔均可实现上述闭环的降温正反馈，达到工质的饱和液体温度。
如果第二管体31上还具有第二节流孔312，工质(T3，P3)在第二节流孔312处又分成两路，其中一路由第二节流孔流至第一管体33和第二管体31之间的换热回路，及部分工质被第二节流孔312膨胀温度和压力都降低，依次沿着第一螺旋段321、初始螺旋段320向外流动，经第二节流孔312膨胀温度和压力都降低的工质在回流过程中与初始螺旋段320和第一螺旋段321相对应的第二管体31内部的工质进行热量交换，最终流出第一管体33外部。
未从第二节流孔312流出的气体，依旧沿着第二管体31继续向针尖方向流动，并在流动过程中与回流介质进行换热被冷却。重复以上过程，直至流至治疗部331。
以上对本实用新型所提供的一种低温冷冻治疗设备及其探针进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，包括一端为封闭治疗部(331)的第一管体(33)，所述第一管体(33)的内腔中设置有第二管体(31)，所述第二管体(31)一端设置有工质进口，另一端设置有工质出口(314)，所述工质出口(314)与所述治疗部(331)相对，并且沿轴向所述第二管体(31)的管壁上还布置有至少一个节流孔，所述第一管体(33)和所述第二管体(31)之间还形成有工质回流通道；当探针工作时，自所述工质出口(314)和所述节流孔流出的工质通过所述工质回流通道流至所述第一管体(33)外部，并且在回流过程中同时与所述第二管体(31)内的工质进行热量交换。
2.如权利要求1所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，沿轴向，所述第二管体(31)的管体上布置有两个或者两个以上的节流孔，并且相邻所述节流孔之间具有预定间距。
3.如权利要求1所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，所述工质出口(314)为节流孔结构。
4.如权利要求1所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，所述治疗部(331)为尖端结构。
5.如权利要求1所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，所述第一管体(33)的外周至少部分轴段套装有真空管体(34)，所述真空管体(34)与所述第一管体(33)之间形成真空腔体。
6.如权利要求5所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，所述治疗部(331)以及所述第一管体(33)靠近所述治疗部(331)的轴段露置于所述真空管体(34)的外部。
7.如权利要求1至6任一项所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，所述第一管体(33)和所述第二管体(31)之间形成有轴向延伸的螺旋通道，各所述节流孔和所述工质出口(314)均连通所述螺旋通道，所述螺旋通道为所述工质回流通道。
8.如权利要求7所述的低温冷冻治疗设备的探针，其特征在于，所述第二管体(31)的外周壁设置有螺旋换热片(32)，所述螺旋换热片(32)轴向延伸并且其外缘与所述第一管体(33)的内壁抵靠接触，所述螺旋换热片(32)形成所述螺旋通道。
9.一种低温冷冻治疗设备，其特征在于，包括上述权利要求1至8任一项的所述的低温冷冻治疗设备的探针(3)，所述低温冷冻治疗设备还包括以下部件：
工质发生器(1)，用于从气源中分离所述探针工作所需工质；
压力储罐(2)，用于存储所述工质发生器(1)产生的工质。
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