[发明专利]多级预冷冷冻消融方法与设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用多个预冷换热器使制冷剂达到最终低温的的方法，具体涉及一种多级预冷冷冻消融的方法；本发明还涉及实施上述方法的设备。

背景技术

冷冻消融系统可用于切除病灶或修复身体上的缺陷，以恢复和改善身体的功能。其在外科的许多部门中应用，如耳鼻喉部位肿瘤，妇科的宫颈瘤、乳腺瘤、泌尿科的前列腺瘤等，还有用于切除胃瘤、肝瘤、脑瘤等。此外，冷冻消融还可用于美容、皮肤病治疗、扁桃体切除、痔疮切除、白内障的摘除等。与一些其它手术方法相比，冷冻消融疗法具有下列较明显的优越性：(1)低温可使血管收缩甚至凝结，有很好的止血作用，可大大减少手术出血量。(2)低温对神经末梢具有麻痹作用，可减少病人的疼痛。许多冷冻消融手术可在不麻醉的情况下进行。(3)冷冻手术有利于防止癌细胞的扩散。(4)冷冻有杀菌作用，手术的无菌条件好，能防止术后感染。(5)冷冻手术后的血栓形成和可能产生的免疫效应，有利于进一步杀伤病灶细胞。(6)冷冻手术可和放疗、化疗相结合，取得更好的疗效。目前应用的冷冻消融系统主要有两种：液氮系统和氩氦系统。

液氮系统是利用物质由液体变成气体时需要吸收大量气化潜热的原理来使组织温度迅速降低。手术中将液氮通入冷冻探针内，当其接触组织时气化吸热，即可使治疗探针的温度迅速降低，使组织快速降温、冻结，然后在探针内通以常温或加热的空气使组织复温，经过多次冻融循环将肿瘤杀死。氩氦刀是利用气体的绝热节流效应完成降温和复温的治疗过程，压力较高的气体流经小孔绝热节流时，随着压力的下降温度往往会发生变化，有些气体温度下降，而有些气体温度上升，绝热节流效应也称为焦耳-汤姆逊效应。当冷冻探针内循环氩气时，氩气在刀尖急速膨胀，在很短的时间内冷冻病变组织在零下140度，复温时，氦气在刀尖急速膨胀，急速加热处于超低温状态的病变组织，冷热交替使肿瘤细胞破裂死亡。

而对于液氮系统来说，其最大的优点是能提供更低的制冷温度，但其也存在很大的局限性，即：(1)冷冻探针直径较大，一般在5mm以上，产生的创伤大，不便于插入到人体。因为液氮在到达冷冻探针头处发生相变时，会产生大量气体，产生的压力会减慢液氮流速。冷冻探针直径越小，流动的氮气流越容易阻塞在冷冻探针里面，导致制冷性能越差。因此，为保证制冷效果，一般冷冻探针的直径很难做到3mm以下。(2)冷冻探针的降温速度相对较慢，预冷时间相对较长，不利于杀死病变组织细胞。(3)液氮冷疗设备涉及液氮的储存、输出、循环和回收，要使设备正常使用，这一循环过程不能有任何障碍。另外，由于液氮温度很低，而设备温度相对较高，为防止液氮汽化，设备上往往都带有额外的绝热层以免设备从外界吸热，因而液氮冷冻设备一般体积较大。

氩氦刀虽然降温升温速度快，但制冷功率不是很大，而且由氦气节流产生的复温效果非常有限，在实际的手术中不一定能达到预期的效果。另一方面，氩气氦气用量较大且来源困难，高纯度氩气价格不菲，做一次手术对于患者来说都是不小的负担。而且，这套设备使用时压力较大，一般在25-40Mpa范围内，这么大的压力下管路容易发生泄漏，且对各种阀的要求大大提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有液氮系统和氩氦刀两大冷冻治疗系统的上述不足，提出了一种多级预冷冷冻消融的方法。该方法通过应用多个预冷换热器，不但保证了制冷量，加快了制冷速度，而且充分地利用了制冷剂回剂的冷量，大大提高了制冷效率，使得治疗变得快速，有效。

本发明所要解决的另一技术问题是提出实施上述多级预冷冷冻消融方法的设备。

为了解决上述技术问题，本发明提出的多级预冷冷冻消融方法，包括如下步骤：

A.通过压力源提供压力为0.1MPa～50MPa的制冷剂；

B.应用第1级预冷换热器使得制冷剂回剂开始冷却制冷剂；

C.应用制冷设备使得制冷剂在第2级预冷换热器中被制冷设备冷却；

D.应用在输送管路和手柄中的第3级预冷换热器使得制冷剂被逆流制冷剂回剂进一步冷却；

E.应用冷冻探针或导管中的第4级预冷换热器使得制冷剂被制冷剂回剂充分冷却；

F.被连续预冷的制冷剂在冷冻探针或导管尖端膨胀、蒸发对病变组织冷却消融；

G.在冷冻探针或导管尖端膨胀、蒸发后的制冷剂作为制冷剂回剂，依次经过第4、3、2、1级预冷换热器来起到预冷作用。