專利名稱：一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型腫瘤低溫治療系統(tǒng)，具體涉及一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低溫外科(cryosurgery)，又稱冷凍治療，它指利用低溫器械，有控制的使病灶組織經(jīng)歷降溫、凍結(jié)及復(fù)溫從而造成不可逆損傷以致壞死的一門臨床醫(yī)學(xué)。因此，低溫外科手術(shù)是治療腫瘤相當(dāng)有效的一種方法。它可代替手術(shù)，不但創(chuàng)傷微小，而且具有麻醉鎮(zhèn)痛、減少出血、反應(yīng)輕以及防止腫瘤擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)。腫瘤的冷凍治療是將能單獨(dú)控制的安裝有溫差電偶的數(shù)支冷凍探針插入腫瘤部位，然后在冷凍探針頭部施以低溫將腫瘤殺死。冷凍治療腫瘤的基本原理是，細(xì)胞內(nèi)冰晶形成和冰晶的機(jī)械性損傷，細(xì)胞脫水和皺縮，細(xì)胞電解質(zhì)毒性濃縮和PH值改變，細(xì)胞膜脂蛋白成分變性，血流淤積和微血栓形成。此外，冷凍的作用還可能與免疫有關(guān)。目前應(yīng)用于冷凍治療主要有兩種系統(tǒng)液氮系統(tǒng)和氬氦系統(tǒng)。
液氮系統(tǒng)是利用物質(zhì)由液體變成氣體時(shí)需要吸收大量氣化潛熱的原理來(lái)使組織溫度迅速降低。手術(shù)中將液氮通入冷凍探針內(nèi)，當(dāng)其接觸組織時(shí)氣化吸熱，即可使治療冷凍探針的溫度迅速降低，使組織快速降溫、凍結(jié)，然后在冷凍探針內(nèi)通以常溫或加熱的空氣使組織復(fù)溫，經(jīng)過(guò)多次凍融循環(huán)將腫瘤殺死。
氬氦刀是利用氣體的絕熱節(jié)流效應(yīng)完成降溫和復(fù)溫的治療過(guò)程，壓力較高的氣體流經(jīng)小孔絕熱節(jié)流時(shí)，隨著壓力的下降溫度往往會(huì)發(fā)生變化，有些氣體溫度下降，而有些氣體溫度上升，絕熱節(jié)流效應(yīng)也稱為焦耳湯姆遜效應(yīng)。當(dāng)冷刀內(nèi)循環(huán)氬氣時(shí)，氬氣在刀尖急速膨脹，在很短的時(shí)間內(nèi)冷凍病變組織在零下140℃，復(fù)溫時(shí)，氦氣在刀尖急速膨脹，急速加熱處于超低溫狀態(tài)的病變組織，冷熱交替使腫瘤細(xì)胞破裂死亡。
氬氦刀具有優(yōu)異的快速冷凍性能，但也存在一定不足，如(1)降溫和升溫只取決于氣體壓差，隨著氣體的消耗，制冷性能降低。(2)氬氣的工作壓力高，因此對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性要求高，而且運(yùn)輸較麻煩。(3)氬氣為稀有氣體，成本高。(4)高壓氬氣瓶(40MPa)不易獲得，僅局限在極少城市，限制了氬氦系統(tǒng)的推廣。
而對(duì)于液氮系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是能提供更低的制冷溫度，但它的缺點(diǎn)是(1)由于液氮的溫度(-196℃)較低，需要對(duì)冷凍探針后段進(jìn)行真空熱絕緣，以避免凍傷健康組織，導(dǎo)致冷凍探針的直徑較大；(2)液氮輸送管路由于要設(shè)計(jì)熱絕緣層，直徑大，而且在手術(shù)過(guò)程中由于低溫會(huì)有一定程度的僵硬，不利于醫(yī)生使用；(3)冷凍探針手柄手術(shù)過(guò)程中溫度較低，醫(yī)生握持不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有液氮系統(tǒng)和氬氦刀兩大冷凍治療系統(tǒng)的上述不足，提出一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用5-10MPa的常溫氮?dú)猓苊饬藲搴さ独鋬鲋委熛到y(tǒng)使用高壓氬氣(40MPa)的高成本、難獲得、運(yùn)輸困難等問(wèn)題；也避免了液氮系統(tǒng)需對(duì)冷凍探針后段進(jìn)行真空熱絕緣以及低溫液氮的輸送問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于將常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后分為2條支路，一條支路到內(nèi)部液氮杜瓦瓶將液氮引出到預(yù)冷熱交換器對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)冷，另一條支路經(jīng)過(guò)微粒、水汽過(guò)濾器后又分為兩條支路一路在預(yù)冷熱交換器經(jīng)液氮預(yù)冷后，輸入到冷凍探針進(jìn)一步節(jié)流降溫；另一路經(jīng)加熱熱交換器加熱后，輸入到冷凍探針對(duì)治療部位升溫。
本發(fā)明的冷凍探針使用現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開(kāi)的、通用的冷凍探針。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，上述常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后最好經(jīng)過(guò)微粒水汽過(guò)濾器后分為上述2條支路。
作為本發(fā)明的另一優(yōu)選技術(shù)方案，上述常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后分為2條支路，一路最好經(jīng)調(diào)壓閥和液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y到液氮杜瓦瓶；另一路到微粒水汽過(guò)濾器后分為2條支路。
本發(fā)明的治療系統(tǒng)將常溫高壓氮?dú)?5-10MPa)用液氮預(yù)冷(-100℃左右)后，再進(jìn)一步節(jié)流降溫，用低溫將腫瘤細(xì)胞殺死。手術(shù)時(shí)將冷凍探針在超聲影像引導(dǎo)下經(jīng)皮或開(kāi)放式手術(shù)插入到腫瘤部位，將高壓預(yù)冷氮?dú)庖氲嚼鋬鎏结槂?nèi)部前端進(jìn)行節(jié)流，進(jìn)一步降溫?？捎糜诿谀蚩?、腫瘤科、皮膚科、婦科、胸外科、直腸科、普外科、神經(jīng)外科、耳鼻喉科。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為高壓氮?dú)馄浚?為氮?dú)庾⑷敫邏弘姶砰y；3為熱電偶；4為安全閥；5為氮?dú)馐謩?dòng)排放閥；6為排放電磁閥；7為微粒水汽過(guò)濾器；8為冷刀冷氮?dú)怆姶砰y；9為預(yù)冷熱交換器；10為外部杜瓦瓶；11為測(cè)溫?zé)犭娕迹?2為冷刀熱氮?dú)怆姶砰y；13為安全閥；14為加熱熱交換器；15為電加熱器；16為測(cè)溫?zé)犭娕迹?8為壓力表；19為測(cè)溫?zé)犭娕迹?0為冷凍探針；21為液氮注入低溫電磁閥；23為氮?dú)馐謩?dòng)排放閥；24為液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y；25為低溫電磁閥；26為安全閥；27為氣體經(jīng)調(diào)壓閥；28為液氮杜瓦瓶；29為預(yù)冷熱交換器低溫電磁閥。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明一較佳實(shí)施例提出的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)主要由四部分組成，分別為常溫高壓氣體輸送管路、液氮輸送管路、預(yù)冷氣體管路和加熱氣體管路，具體如下常溫高壓氣體輸送高壓氮?dú)馄?與氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷敫邏弘姶砰y2連接，后者用來(lái)控制氮?dú)獾妮敵?，高壓氮?dú)馄?和氮?dú)庾⑷敫邏弘姶砰y2之間連接熱電偶3測(cè)量氮?dú)獾臏囟?。氣體經(jīng)過(guò)氮?dú)庾⑷敫邏弘姶砰y2后分為2條支路，第一條為經(jīng)過(guò)微粒水汽過(guò)濾器7后又分為兩條支路，一條經(jīng)過(guò)冷刀熱氮?dú)怆姶砰y12，到加熱熱交換器14進(jìn)行預(yù)熱，加熱熱交換器14包含電加熱器15和測(cè)溫?zé)犭娕?6，一條經(jīng)過(guò)冷刀冷氮?dú)怆姶砰y8到預(yù)冷熱交換器9進(jìn)行預(yù)冷，預(yù)冷熱交換器9安裝了測(cè)溫?zé)犭娕?1。氮?dú)庾⑷敫邏弘姶砰y2和微粒水汽過(guò)濾器7之間還連接有安全閥4、氮?dú)馐謩?dòng)排放閥5、排放電磁閥6；經(jīng)過(guò)氮?dú)庾⑷敫邏弘姶砰y2后的第二條管路為常溫高壓氮?dú)饨?jīng)調(diào)壓閥27、液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y24到液氮杜瓦瓶28，用于將液氮引出到預(yù)冷熱交換器，氣體調(diào)壓閥27和液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y24之間連接有安全閥26，液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y24和液氮杜瓦瓶之間連接有氮?dú)馀欧诺蜏仉姶砰y25和氮?dú)馐謩?dòng)排放閥23。
液氮輸送管路液氮從外部杜瓦瓶10引出后，經(jīng)過(guò)液氮注入低溫電磁閥21到內(nèi)部液氮杜瓦瓶28，在液氮注入低溫電磁閥21到內(nèi)部液氮杜瓦瓶28之間安裝有安全閥22。液氮從內(nèi)部液氮杜瓦瓶引出后，經(jīng)預(yù)冷熱交換器低溫電磁閥29到預(yù)冷熱交換器9對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)冷。
預(yù)冷氣體管路常溫氮?dú)庠陬A(yù)冷熱交換器9被液氮預(yù)冷后，進(jìn)入冷凍探針20，在冷凍探針20前端進(jìn)一步節(jié)流降溫。預(yù)冷熱交換器9和冷凍探針之間安裝有壓力表18，冷凍探針20前端還安裝有測(cè)溫?zé)犭娕?9。
加熱氣體管路常溫高壓氮?dú)饨?jīng)冷刀熱氮?dú)怆姶砰y12到加熱熱交換器14被電加熱器15加熱后，到冷凍探針20前段對(duì)治療部位復(fù)溫。加熱熱交換器14設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕?6，加熱熱交換器14和冷刀熱氮?dú)怆姶砰y12之間設(shè)有安全閥13。
本發(fā)明系統(tǒng)藉由常溫高壓氮?dú)饨?jīng)過(guò)預(yù)冷或者加熱后輸入到冷凍探針降溫或升溫，達(dá)到治療腫瘤的目的。手術(shù)時(shí)將冷凍探針在超聲影像引導(dǎo)下經(jīng)皮或開(kāi)放式手術(shù)插入到腫瘤部位，冷熱交替將腫瘤殺死。
權(quán)利要求
1.一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后分為2條支路，一條支路到內(nèi)部液氮杜瓦瓶將液氮引出到預(yù)冷熱交換器對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)冷，另一條支路經(jīng)過(guò)微粒、水汽過(guò)濾器后又分為兩條支路一路在預(yù)冷熱交換器經(jīng)液氮預(yù)冷后，輸入到冷凍探針進(jìn)一步節(jié)流降溫；另一路經(jīng)加熱熱交換器加熱后，輸入到冷凍探針對(duì)治療部位升溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是預(yù)冷熱交換器和冷凍探針之間安裝有壓力表，冷凍探針前端還安裝有測(cè)溫?zé)犭娕肌?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是液氮從外部液氮杜瓦瓶引出后，經(jīng)過(guò)液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y到內(nèi)部液氮杜瓦瓶；從內(nèi)部液氮杜瓦瓶引出后，再經(jīng)預(yù)冷熱交換器低溫電磁閥到預(yù)冷熱交換器對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)冷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是在液氮注入低溫電磁閥到內(nèi)部液氮杜瓦瓶之間安裝有安全閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后經(jīng)過(guò)微粒水汽過(guò)濾器后分為2條支路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是氮?dú)庾⑷腚姶砰y和微粒水汽過(guò)濾器之間連接有安全閥、氮?dú)馐謩?dòng)排放閥和排放電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后分為2條支路，一路經(jīng)調(diào)壓閥和液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y到液氮杜瓦瓶；另一路到微粒水汽過(guò)濾器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是調(diào)壓閥和液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y之間連接有安全閥，液氮杜瓦瓶氮?dú)饧訅弘姶砰y和內(nèi)部液氮杜瓦瓶之間連接有氮?dú)馀欧诺蜏仉姶砰y和氮?dú)馐謩?dòng)排放閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是氮?dú)饨?jīng)過(guò)微粒水汽過(guò)濾器后另一路常溫高壓的氮?dú)饨?jīng)過(guò)冷刀熱氮?dú)怆姶砰y后，到加熱熱交換器進(jìn)行預(yù)熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)，其特征是預(yù)冷熱交換器安裝了測(cè)溫?zé)犭娕肌?br> 全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氮?dú)忸A(yù)冷節(jié)流腫瘤超低溫治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用液氮預(yù)冷氮?dú)?，其?chuàng)新點(diǎn)是將常溫高壓的氮?dú)饨尤氲獨(dú)庾⑷腚姶砰y后分為2條支路，一條支路到內(nèi)部液氮杜瓦瓶將液氮引出到預(yù)冷熱交換器對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)冷，另一條支路經(jīng)過(guò)微粒、水汽過(guò)濾器后又分為兩條支路一路在預(yù)冷熱交換器經(jīng)液氮預(yù)冷后，輸入到冷凍探針進(jìn)一步節(jié)流降溫；另一路經(jīng)加熱熱交換器加熱后，輸入到冷凍探針對(duì)治療部位升溫。本發(fā)明可用于泌尿科、腫瘤科、皮膚科、婦科、胸外科、直腸科、普外科、神經(jīng)外科和耳鼻喉科。
文檔編號(hào)A61F7/00GK1935096SQ20051002986
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者常兆華, 薛衛(wèi), 戴海雄, 蘇穎穎 申請(qǐng)人:上海導(dǎo)向醫(yī)療系統(tǒng)有限公司