一种超低温冷冻探针及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种超低温冷冻探针及其使用方法，属于医疗器械技术领域。所述冷冻探针包括探针本体、手柄、送气管、第一热交换器、排气管、第二热交换器和第三热交换器；第一热交换器设置在探针本体的尖端内部；第二热交换器设置在排气管内部；第三热交换器设置在手柄内部；探针本体伸入到手柄内部，且与手柄的一端连通；手柄的另一端与排气管连通；第二热交换器、第三热交换器和第一热交换器通过送气管串联在一起；第一热交换器的出口端设置有节流孔。本发明专利技术还提供了上述低温冷冻探针的使用方法。本发明专利技术可以有效回收冷量对新进入的高压常温氩气进行预冷，提高降温速率，达到更低的冷冻温度，同时增加冰球的体积，提高手术效率，降低手术成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及。
技术介绍
氩氦刀低温手术系统是一种微创超低温冷冻消融肿瘤的医疗设备，主要由主机、 冷冻探针（冷冻器）、高压气源及相应的附属结构组成，兼具超低温冷冻、介入热疗、免疫增 强等多重治疗效果。它强调微创、靶向和彻底摧毁肿瘤，可精确定位和准确摧毁癌组织而又 最大限度地保护正常组织，为迅速杀灭肿瘤和消除肿瘤负荷提供有效的治疗方法。其中，冷 冻探针是一根中空的不锈钢针，探针内部可循环高压常温氩气（用于制冷）或高压常温氦 气（用于制热）。高压氩气在刀尖内部急速膨胀可获得制冷（焦耳-汤姆逊效应），在几十 秒内冷冻病变组织至-i〇〇°c以下。高压氦气在刀尖内部急速膨胀可制热，快速加热处于结 冰状态的病变组织，使其细胞破裂，达到迅速灭活的目的。 美国ENDOCARE公司生产的CRYOCARE系统公开了一种冷冻探针，该冷冻探针的主 要结构包括金属外壳4、热交换器3、真空隔热层5、热电偶7和节流孔2等，如图1所示。金 属外壳4位于探针本体外部，热交换器3位于探针本体尖端1内部，热交换器3后端安装一 段真空隔热层5,热电偶7伸入探针本体尖端1，可连续监测探针本体尖端1的温度。高压 氩气通过送气管11进入探针内部，经过热交换器3内部到达热交换器前端的节流孔2，节流 后的低压低温气体经过热交换器3外部对热交换内部新流入的氩气进行预冷，从而形成正 反馈的过程，低压氩气从送气管11外部与真空隔热层5内部之间的通路6流出，再从探针 尾部的PVC排气软管10排出。由图1可见，因为探针本体尖端1的空间有限（探针直径一 般在3_左右），所以热交换器3的体积受到了限制，导致热交换效率较低。在实际应用过 程中，冷冻探针的手柄外壳9及PVC排气软管10温度很低，易造成意外冻伤，并且会有结霜 现象出现，这表明有很多冷量随排出的低压氩气被释放，只有一部分冷量在冷冻探针尖端 冷冻区域8用于制冷（做功），这样必然导致冷冻探针在冷冻过程中对高压氩气节流后所产 生的冷量的利用率较低，而形成的冷冻探针冰球体积小，使得冷冻核心温度并不十分低，容 易造成目标肿瘤冷冻灭活不彻底；另外，为了获得更长的冷冻时间，达到目标肿瘤灭活的目 的，就需要消耗更多的氩气及增加冷冻探针的使用数量，以便得到更大体积的冷冻探针冰 球，这就会给医院及患者带来治疗成本上的增加。
技术实现思路
为了解决现有医用冷冻探针的热交换效率低、冰球体积小、手柄外壳及排气软管 易结霜等问题，本专利技术提供了一种超低温冷冻探针，包括探针本体、手柄、送气管、第一热交 换器、排气管、第二热交换器和第三热交换器；所述第一热交换器设置在所述探针本体的尖 端内部；所述第二热交换器设置在所述排气管内部；所述第三热交换器设置在所述手柄内 部；所述探针本体伸入到所述手柄内部，且与所述手柄的一端连通；所述手柄的另一端与 排气管连通；所述第二热交换器、第三热交换器和第一热交换器通过所述送气管串联在一 起；所述第一热交换器的出口端设置有节流孔。 所述超低温冷冻探针还包括热电偶；所述热电偶设置于所述手柄内部或探针本体 的尖J而内部。 所述探针本体内表面设置有真空隔热层。 所述第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器均为翅片管式热交换器。 所述手柄设置有具有保温层的外壳；所述排气管为具有保温层的PVC软管。 所述手柄为水平式手柄或折角式手柄。 本专利技术还提供了一种上述超低温冷冻探针的使用方法，所述方法包括：高压常温 氩气通过送气管进入串联的第二热交换器、第三热交换器和第一热交换器进行热交换，经 过热交换后的高压常温氩气通过所述第一热交换器的出口端的节流孔向探针本体的尖端 喷射出低温低压氩气，使所述探针本体的尖端形成低温冷冻区域；低温低压氩气通过气体 回流通路与所述第一热交换器、第三热交换器和第二热交换器内的氩气进行热交换，经过 热交换后的低温低压氩气通过排气管释放到大气。 所述探针本体内表面设置有真空隔热层。 所述排气管为具有保温层的PVC软管。 所述低温冷冻区域的温度为-150°c。 本专利技术通过在探针尖端、手柄内和排气管内分别放置热交换器，利用从节流孔释 放出的回流低压氩气的冷量，充分冷却通过送气管新进入的氩气，降低新进氩气的温度，使 冷冻区域的温度快速下降至-150°c达到极限平衡状态，提高探针降温速率，增大冰球体积， 降低手术成本；消除了手柄及排气软管在术中结霜的现象。【附图说明】 图1是现有技术冷冻探针的结构原理示意图； 图2是本专利技术实施例提供的超低温冷冻探针的结构原理示意图； 图3是本专利技术实施例提供的超低温冷冻探针的工作流程示意图； 图4是本专利技术实施例与现有冷冻探针结成的冰球形状对比示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例，对本专利技术技术方案作进一步描述。 参见图2,本专利技术实施例提供了一种超低温冷冻探针，包括探针本体21、手柄22、 送气管112、第一热交换器103、排气管23、第二热交换器111、第三热交换器109和热电偶 113。其中，第一热交换器103设置在探针本体21的尖端101内部；第二热交换器111设置 在排气管23内部；第三热交换器109设置在手柄22内部；探针本体21伸入到手柄22内 部，且与手柄22的一端连通；手柄22的另一端与排气管23连通；第二热交换器111、第三 热交换器109和第一热交换器103通过送气管112串联在一起；第一热交换器103的出口 端设置有节流孔102 (焦耳-汤姆逊孔）。 在具体应用中，本专利技术实施例的第一热交换器103、第二热交换器111和第三热交 换器109均为翅片管式热交换器；本专利技术实施例的探针本体内表面设置有真空隔热层105， 用于对回流的低温氩气进行保温，同时还保证探针本体非冷冻区域不产生低温，阻止冻坏 非目标区域的正常人体组织。另外，本专利技术实施例的手柄设置有具有保温层的外壳，排气管 为具有保温层的PVC软管，保温层的材料可选用陶瓷纤维、铝箔，这样不仅可以防止冷量传 导到外部而产生意外冻伤，而且还可以对回流的低温氩气进行有效保温，降低冷量浪费。为 了使用上的方便，可将手柄设计成水平式手柄或折角式手柄。本专利技术实施例采用折角式手 柄。 在冷冻工作中，为了实现对探针本体的尖端的冷冻区域107温度的监测，可将热当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温冷冻探针，包括探针本体、手柄、送气管、第一热交换器和排气管，其特征在于，还包括第二热交换器和第三热交换器；所述第一热交换器设置在所述探针本体的尖端内部；所述第二热交换器设置在所述排气管内部；所述第三热交换器设置在所述手柄内部；所述探针本体伸入到所述手柄内部，且与所述手柄的一端连通；所述手柄的另一端与排气管连通；所述第二热交换器、第三热交换器和第一热交换器通过所述送气管串联在一起；所述第一热交换器的出口端设置有节流孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑鹏，
申请(专利权)人：北京阳光易帮医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11