CN212281606U - 一种冷冻消融系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及医疗冷冻技术领域，特别地涉及一种冷冻消融系统。本实用新型的冷冻消融系统，包括用于供应冷源的冷源供应装置、用于输出冷源的冷源输出件、用于将冷源的气液相分离的相分离器、第一隔离管以及第二隔离管。在使用过程中，冷源供应装置中冷源气体或液体通过第三连通管通入第一隔离管以及第二隔离管，使得第一连通管、相分离器、气体输出口以及第二连通管等运送冷源的器件快速冷却，减少液氮在由冷源供应装置输送至冷源输出件的过程中的蒸发损失，进而提高冷源输出件的降温速度，快速达到用户预设的温度；第一隔离管以及第二隔离管可采用金属管或非金属管，同时还可采用拼接形式，灵活性高，重量轻，有效地降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗冷冻技术领域，特别地涉及一种冷冻消融系统。
背景技术
目前，借助深冷工质(如液氮)来进行肿瘤的冷冻消融是一种行之有效的物理疗法，该物理疗法主要利用液氮携带的冷量将待消融组织极速冷冻以达到治疗效果，相应的实用化液氮冷冻消融技术正逐步获得人们的认可和实际应用。然而，液氮在管内流动过程中，因液氮沸点低(常压饱和温度达-196℃)，极易吸收外界热量而迅速蒸发，一方面造成液氮的冷量损失，另一方面蒸发产生的气泡导致管道流动阻力增加和流动过程的波动，最终影响消融针的降温速度和温度稳定性。
现有技术中，液氮输送通常采用带真空夹层的专用输送管(真空输送管)来输送，真空输送管可大大减少外界热量进入液氮，但实际使用过程中，真空输送管的长期真空保持困难，随着时间延长，绝热效果大大降低，并且，真空输送管采用双层结构，增大了结构尺寸，增加了液氮输送管的总质量，不利于冷冻消融系统的紧凑设计需求。同时，为满足冷冻消融系统实用性要求，液氮的输送路径上还包括控制阀门、管件接头等部件，这将导致真空输送管必须采用分段设计形式，增加了结构复杂性，也不利于冷冻消融系统的整体漏热控制。
由于冷冻消融系统中的液氮输送路径不长，液氮输送的另一种方式可采用非真空输送管形式，为减小外界向液氮的漏热，需要对相应的管件、阀门等包裹保温材料进行漏热控制；非真空输送管使得系统结构紧凑，系统集成、维护简便，但对应的漏热偏大，且保温材料本身达热稳定状态的时间较长，需要待保温材料达热稳定状态后，液氮流动才能达到稳定状态，对于冷冻消融治疗的冷冻初期将增加冷冻过程的降温时间，增大温度波动范围，影响实际冷冻消融治疗过程的规划和用户体验。
实用新型内容
本实用新型提供一种冷冻消融系统，所述冷冻消融系统，可有效地解决上述技术问题。
本实用新型提供的冷冻消融系统，包括用于供应冷源的冷源供应装置、用于输出冷源的冷源输出件、用于将冷源的气液相分离的相分离器、第一隔离管以及第二隔离管。所述相分离器具备有输入口、液体输出口以及气体输出口，所述冷源供应装置与所述输入口通过第一连通管连接，所述液体输出口与所述冷源输出件通过第二连通管连接。所述第一隔离管套设于所述第一连通管、所述相分离器以及气体输出口外周壁；所述第二隔离管套设于所述液体输出口以及所述第二连通管外周壁；其中，所述冷源供应装置通过所述第三连通管分别与所述第一隔离管以及所述第二隔离管连通。
在一个实施方式中，所述第三连通管包括泄放阀、第一支管以及第二支管；所述泄放阀与所述冷源供应装置连接，所述第一支管一端与所述泄放阀连接，另一端与所述第一隔离管连接；所述第二支管一端与所述泄放阀连接，另一端与所述第二隔离管连接；所述第一支管与所述第二支管连通。
在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括回热装置，所述气体输出口通过第四连通管与所述回热装置连接。
在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括第五连通管以及调节阀，所述第五连通管一端与所述第二支管连接，另一端与所述回热装置连接，所述调节阀设置于所述第五连通管。
在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括取气管以及供气阀，所述取气管一端与所述冷源供应装置远离液体冷源的一端连接，另一端与所述供气阀连接；所述供气阀分别与所述第一隔离管、所述第一支管连接。
在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括冷却器，所述取气管置于所述冷却器内。
在一个实施方式中，所述取气管蜿蜒盘设于所述冷却器内并贯穿所述冷源供应装置内部的液体冷源。
在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括回流管以及汇总管，所述回流管一端与所述冷源输出件连接，另一端与所述汇总管连接；所述第四连通管通过所述汇总管与所述回热装置连接。
在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括集气阀，所述集气阀设置于所述汇总管靠近所述回热装置的一侧。
在一个实施方式中，所述第二隔离管通过第五连通管与所述汇总管连通。
本实用新型提供的一种冷冻消融系统，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
本实用新型的冷冻消融系统，包括用于供应冷源的冷源供应装置、用于输出冷源的冷源输出件、用于将冷源的气液相分离的相分离器、第一隔离管以及第二隔离管。设置第一隔离管以及第二隔离管，在使用过程中，冷源供应装置中冷源气体或液体通过第三连通管通入第一隔离管以及第二隔离管，使得第一连通管、相分离器、气体输出口以及第二连通管等运送冷源的器件快速冷却，减少液氮在由冷源供应装置输送至冷源输出件的过程中的蒸发损失，进而提高冷源输出件的降温速度，快速达到用户预设的温度；同时无需满足真空承压要求，无需考虑真空维持问题，第一隔离管以及第二隔离管可采用金属管或非金属管，同时还可采用拼接形式，灵活性高，重量轻，有效地降低成本。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。
图1是本实用新型实施例的冷冻消融系统的整体结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
10-冷冻消融系统；11-冷源供应装置；111-第一连通管；113-第二连通管；115-第三连通管；115a-泄放阀；115b-第一支管；115c-第二支管；12-取气管；121-供气阀；123-冷却器；13-冷源输出件；131-开关阀；14-回流管；15-相分离器；151-第四连通管；153-相分离阀；16-第一隔离管；17-第二隔离管；171-第六连通管；18-回热装置；181-第五连通管；183-调节阀；19-汇总管；191-集气阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参照图1，本实用新型提供的冷冻消融系统10，包括用于供应冷源的冷源供应装置11、用于输出冷源的冷源输出件13、用于将冷源的气液相分离的相分离器15、第一隔离管16以及第二隔离管17。所述相分离器15具备有输入口、液体输出口以及气体输出口，所述冷源供应装置11与所述输入口通过第一连通管111连接，所述液体输出口与所述冷源输出件13通过第二连通管113连接。所述第一隔离管16套设于所述第一连通管111、所述相分离器15以及气体输出口外周壁；所述第二隔离管17套设于所述液体输出口以及所述第二连通管113外周壁；其中，所述冷源供应装置11通过所述第三连通管115分别与所述第一隔离管16以及所述第二隔离管17连通。
本实用新型的冷冻消融系统10，包括用于供应冷源的冷源供应装置11、用于输出冷源的冷源输出件13、用于将冷源的气液相分离的相分离器15、第一隔离管16以及第二隔离管17。设置第一隔离管16以及第二隔离管17，在使用过程中，冷源供应装置11中冷源气体或液体通过第三连通管115通入第一隔离管16以及第二隔离管17，使得第一连通管111、相分离器15、气体输出口以及第二连通管113等运送冷源的器件快速冷却，减少液氮在由冷源供应装置11输送至冷源输出件13的过程中的蒸发损失，进而提高冷源输出件13的降温速度，快速达到用户预设的温度；同时无需满足真空承压要求，无需考虑真空维持问题，第一隔离管16以及第二隔离管17可采用金属管或非金属管，同时还可采用拼接形式，灵活性高，重量轻，有效地降低成本。
在本实施例中，冷源供应装置11可设置为液氮罐，冷源可为液氮。需要说明的，这里并不对具体的冷源进行限定，可以理解的，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将冷源设置为液氩等其他低温液体。
在本实施例中，冷源输出件13为消融针，需要说明的，在这里也并不对冷源输出件13的具体结构进行限定，可以理解的，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，对冷源输出件13适应性地调整为其他结构。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10包括至少两个并列设置的冷源输出件13，且每个所述冷源输出件13均设置有开关阀131。在使用过程中，可根据用户的需求，针对性地打开相应数量的开关阀131，进而打开相应数量的冷源输出件13。
具体地，在本实施例中，所述冷冻消融系统10包括四个并列设置的冷源输出件13。需要说明的，这里并不对冷源输出件13的数量进行限定，可以理解的，在其他具体实施例中，可以适应性地将冷源输出件13的数量设置为两个、三个或者五个。
在一个例子中，所述第三连通管115包括泄放阀115a、第一支管115b以及第二支管115c；所述泄放阀115a与所述冷源供应装置11连接，所述第一支管115b一端与所述泄放阀115a连接，另一端与所述第一隔离管16连接；所述第二支管115c一端与所述泄放阀115a连接，另一端与所述第二隔离管17连接；所述第一支管115b与所述第二支管115c连通。在实施过程中，当需要给运送冷源的器件进行降温时，打开泄放阀115a，蒸发的冷源通过泄放阀115a，一路由第一支管115b流入第一隔离管16，进而对第一连通管111、所述相分离器15以及气体输出口进行降温；另一路由第二支管115c流入第二隔离管17，进而对所述液体输出口以及所述第二连通管113外周壁进行降温。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10还包括回热装置18，所述气体输出口通过第四连通管151与所述回热装置18连接。设置回热装置18，在实施过程中，经相分离器15分离出的气体冷源经第四连通管151流入回热装置18中，在回热装置18中加热至常温后释放，可有效地避免冷源气体温度过低排放时引起的雾化等现象。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10还包括第五连通管181以及调节阀183，所述第五连通管181一端与所述第二支管115c连接，另一端与所述回热装置18连接，所述调节阀183设置于所述第五连通管181。设置调节阀183以及第五连通管181，当气体冷源较多或者进一步加速气体冷源的排放时，可打开调节阀183，进而使得经第二支管115c的气体冷源直接通过第五连通管181排放至回热装置18中，经加热至常温常态后排出。
具体地，在本实施例中，所述冷冻消融系统10还包括相分离阀153，所述相分离阀153设置于所述气体输出口；在实施过程中当冷源输出件13的降温速度过慢，或是无法降至预定值时，说明液体冷源流动过程中吸热蒸发，导致输送管内液氮含气量过多，此时打开相分离阀153，液体冷源经相分离器15后分成气相和液相两股流体，相分离器15上部气体冷源经相分离阀153后汇集到回热装置18中排出系统，相分离器15底部的液体冷源流向冷源输出件13实现冷冻过程。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10还包括取气管12以及供气阀121，所述取气管12一端与所述冷源供应装置11远离液体冷源的一端连接，另一端与所述供气阀121连接；所述供气阀121分别与所述第一隔离管16、所述第一支管115b连接。在实施过程中，通过开启供气阀121可使气体冷源一路直接进入第一隔离管16，进而对第一连通管111、所述相分离器15以及气体输出口进行降温；另一路由第一支管115b、第二支管115c流入第二隔离管17，进而对所述液体输出口以及所述第二连通管113外周壁进行降温。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10还包括冷却器123，所述取气管12置于所述冷却器123内。设置冷却器123，使得取气管12置于冷却器123内，也即取气管12途径冷却器123进行降温，使得经过降温后的气体冷源供入第一隔离管16以及第二隔离管17。
需要说明的，这里并不对冷却器123以及取气管12进行限定，可以理解的，在其他具体实施例中，也可以不设置冷却器123和取气管12，设置连接管直接插入液体冷源中，则当供气阀121打开后，液体冷源进入漏热控制单元，由于液体冷源可携带更多冷量，将有利于带走外界漏热，使得低温运行单元更快达到稳定状态。
在一个例子中，所述取气管12蜿蜒盘设于所述冷却器123内并贯穿所述冷源供应装置11内部的液体冷源。需要说明的，将所述取气管12蜿蜒盘设于所述冷却器123内并贯穿所述冷源供应装置11内部的液体冷源，一方面取气管12蜿蜒盘设于所述冷却器123可延长取气管12位于冷却器123内的流道，进而延长冷却时间，同时使得取气管12贯穿所述冷源供应装置11内部的液体冷源进一步对气体冷源进行降温，故使得取气管12中的气体冷源充分地实现降温后，再供入第一隔离管16以及第二隔离管17，进一步增强降温效果。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10还包括回流管14以及汇总管19，所述回流管14一端与所述冷源输出件13连接，另一端与所述汇总管19连接；所述第四连通管151通过所述汇总管19与所述回热装置18连接。设置回流管14与汇总管19连接，且汇总管19与回热装置18连接，可使得冷源输出件13输出冷源后，流入回流管14内的保持与冷源近似同等温度的冷源流入回流管14，经汇总管19流入回热装置18后排出；同时设置第四连通管151与汇总管19连通可使得经相分离器15分离出的气体冷源经第四连通管151、汇总管19流入回热装置18后排出。
在一个例子中，所述冷冻消融系统10还包括集气阀191，所述集气阀191设置于所述汇总管19靠近所述回热装置18的一侧。设置集气阀191，且集气阀191设置于所述汇总管19靠近所述回热装置18的一侧，在实施过程中，先关闭向第一隔离管16注入冷源的专门供冷装置，通过关闭集气阀191，可使得冷源输出件13输出冷源后，流入回流管14内的保持与冷源近似同等温度的冷源流入回流管14，经汇总管19流入第四连通管151流入第一隔离管16，进而实现对第一隔离管16循环供冷，实现冷源的重复利用，节约资源。
在一个例子中，所述第二隔离管17通过第六连通管171与所述汇总管19连通，进一步地，在实施过程中，当降温环境接近预设的低温之后，先关闭向第一隔离管16以及第二隔离管17内注入冷源的专门供冷装置，可通过关闭集气阀191，使得冷源输出件13输出冷源后，流入回流管14内的保持与冷源近似同等温度的冷源流入回流管14，经汇总管19一路流入第四连通管151流入第一隔离管16，另一路经第六连通管171流经第二隔离管17，进而实现对第一隔离管16、第二隔离管17循环供冷，实现冷源的重复利用，节约资源。
同时也可在降温初期，打开集气阀191，专门向第一隔离管16以及第二隔离管17内供入冷源，一路冷源经第一隔离管16、第四连通管151、汇总管19以及集气阀191，流入回热装置18后排出；另一路冷源经第二隔离管17、第六连通管171、所述汇总管19以及集气阀191，流入回热装置18后排出。
本实用新型提供的冷冻消融系统10的工作流程可采用但不限于下列所述。
初期，冷冻消融系统10需要提前向冷源供应装置11进行液体冷源灌注，启动液体冷源灌注程序后，此时泄放阀115a、集气阀191打开，其余阀关闭，液氮充入冷源供应装置11后，蒸发的冷氮气通过泄放阀115a后，其中一路由第一支管115b流入第一隔离管16，进而对第一连通管111、所述相分离器15以及气体输出口进行降温；另一路由第二支管115c流入第二隔离管17，进而对所述液体输出口以及所述第二连通管113外周壁进行降温。
当气体冷源较多或者进一步加速气体冷源的排放时，可打开调节阀183，进而使得经第二支管115c的气体冷源直接通过第五连通管181排放至回热装置18中，经加热至常温常态后排出。冷源灌注过程释放的气体冷源包含大量可用冷量，将气体冷源导入漏热控制单元，用于提前冷却低温运行单元，减少外界向低温运行单元的漏热，减少液体冷源消耗。
冷冻消融系统10启动低温过程后，液体冷源增压后自冷源供应装置11流经低温运行单元实现冷冻消融过程，因液体冷源流动过程中，低温运行单元各部件温度逐渐下降，直至冷源输出件13温度基本达到稳定状态，此过程即为系统低温过程初期。
当冷源供应装置11内压强达到设定值后，启动低温过程，此时开关阀131、集气阀191打开，开关阀131可同时打开一个或四个，液体冷源依次通过相分离器15、开关阀131后进入冷源输出件13，液体冷源在冷源输出件13内释放冷量后，从回流管14流出，最后经过集气阀191后进入回热装置18吸热升温并排出系统。
低温初期漏热控制单元工作过程：启动低温运行单元的同时，供气阀121打开，取气管12吸取气体冷源后，经冷却器123冷却后经过供气阀121一路直接进入第一隔离管16，经第四连通管151、汇总管19以及集气阀191，流入回热装置18后排出；另一路由第一支管115b、第二支管115c流入第二隔离管17，经第六连通管171、所述汇总管19以及集气阀191，流入回热装置18后排出。在系统低温过程初期，通过启动漏热控制单元，可将外界向低温运行单元的漏热隔离，使得低温运行单元各部件温度迅速下降，大大加快冷源输出件13的降温速度及缩短系统达到稳定状态所需时间，有利于冷冻治疗时的整体过程控制。
当系统低温运行单元各部件温度基本稳定后，冷源输出件13的温度在较长时间内保持相对稳定状态，回流管14的温度也将保持在饱和液氮温度(-196℃)附近，此时，回流管14内的工作介质存在大量可用冷量。稳定期漏热控制单元工作过程：将供气阀121、集气阀191关闭，调节阀183打开，回流管14内的工作介质分别通过汇总管19、第四连通管151以及第六连通管171返流入第一隔离管16和第二隔离管17。进入第一隔离管16的冷源释放冷量后经第一支管115b、第二支管115c、第五连通管181后通过调节阀183进入回热装置18；进入第二隔离管17的冷源释放冷量后通过第五连通管181、调节阀183后进入回热装置18中。当系统低温运行单元各部件温度基本稳定后，回流管14内的冷源也保持在低温状态，将此低温状态下的冷源冷量加以回收并再利用，可减少外界漏热对低温运行单元的扰动，降低稳定运行过程冷源输出件13的温度波动，减少稳定运行过程的液氮消耗量。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，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。本实用新型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 (10)
1.一种冷冻消融系统，其特征在于，包括：
用于供应冷源的冷源供应装置；
用于输出冷源的冷源输出件；
用于将冷源的气液相分离的相分离器，所述相分离器具备有输入口、液体输出口以及气体输出口，所述冷源供应装置与所述输入口通过第一连通管连接，所述液体输出口与所述冷源输出件通过第二连通管连接；
第一隔离管，所述第一隔离管套设于所述第一连通管、所述相分离器以及气体输出口外周壁；以及
第二隔离管，所述第二隔离管套设于所述液体输出口以及所述第二连通管外周壁；
其中，所述冷源供应装置通过第三连通管分别与所述第一隔离管以及所述第二隔离管连通。
2.根据权利要求1所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述第三连通管包括泄放阀、第一支管以及第二支管；所述泄放阀与所述冷源供应装置连接，所述第一支管一端与所述泄放阀连接，另一端与所述第一隔离管连接；所述第二支管一端与所述泄放阀连接，另一端与所述第二隔离管连接；所述第一支管与所述第二支管连通。
3.根据权利要求2所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述冷冻消融系统还包括回热装置，所述气体输出口通过第四连通管与所述回热装置连接。
4.根据权利要求3所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述冷冻消融系统还包括第五连通管以及调节阀，所述第五连通管一端与所述第二支管连接，另一端与所述回热装置连接，所述调节阀设置于所述第五连通管。
5.根据权利要求2所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述冷冻消融系统还包括取气管以及供气阀，所述取气管一端与所述冷源供应装置远离液体冷源的一端连接，另一端与所述供气阀连接；所述供气阀分别与所述第一隔离管、所述第一支管连接。
6.根据权利要求5所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述冷冻消融系统还包括冷却器，所述取气管置于所述冷却器内。
7.根据权利要求6所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述取气管蜿蜒盘设于所述冷却器内并贯穿所述冷源供应装置内部的液体冷源。
8.根据权利要求3所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述冷冻消融系统还包括回流管以及汇总管，所述回流管一端与所述冷源输出件连接，另一端与所述汇总管连接；所述第四连通管通过所述汇总管与所述回热装置连接。
9.根据权利要求8所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述冷冻消融系统还包括集气阀，所述集气阀设置于所述汇总管靠近所述回热装置的一侧。
10.根据权利要求9所述的冷冻消融系统，其特征在于，所述第二隔离管通过第六连通管与所述汇总管连通。
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