经人体自然腔道的冷冻治疗系统技术方案

本发明专利技术涉及一种经人体自然腔道的冷冻治疗系统，包括柔性冷刀、冷冻主机、气瓶，所述气瓶直接连接柔性冷刀，或者通过冷冻主机连接柔性冷刀，使气瓶中的气体进入冷冻主机内经过不同的预冷控制后，再进入柔性冷刀，在柔性冷刀前端的刀头内部节流制冷，进而从刀头外部的病变组织吸热，将其冷冻。本发明专利技术可采用二氧化碳、氧化亚氮、氩气或氮气作为冷媒。其中，通过将氮气或氩气经过主机预冷后，再输送至刀头节流制冷，可获得‑120℃以下的低温，其冷冻范围更大，杀灭病变组织更彻底。该系统对很多硬针穿刺无法到达或风险较高的腔道肿瘤提供了新的治疗方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷冻医疗器械，尤其是一种经自然腔道对病变组织进行冷冻治疗的装置。
技术介绍
肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率居癌症首位。20%的肺癌患者无法实施手术切除且在传统的放化疗中获益有限，局部消融术作为一种微创技术已经应用在早期肺癌的治疗，冷冻消融技术在恶性肿瘤临床应用中已渐成熟。肺因其存在胸腔的特殊解剖位置，如贴近纵膈面或贴近肩胛骨的肿瘤直针无法穿刺到位进行冷冻治疗，为一大批适合冷冻消融治疗的患者制造了困难，其他腔道肿瘤如食管癌、直肠癌、鼻咽癌、前列腺癌等，要求所插入的冷刀探针应具有柔性，以尽可能小地减少冷刀探针在进入腔道（如呼吸道、肺泡、食道等）的自然滑入过程中对组织造成的创伤。传统冷刀由于刀柄是由金属制成，很难实现上述目标，一般只能对组织采取破坏性的穿刺，而一旦上述腔道的管壁穿通后，所导致的结果往往是致命的。所以，柔性冷刀在腔道肿瘤的治疗方面尤其具有重要意义。现有的经软镜冷冻仪器（如中国专利公开号CN102481166）均采用二氧化碳或氧化亚氮作为冷媒，其最低温度只能达到-40~-80℃，因此其冷冻范围小，临床中一般只用于活检和异物提取，对于直径1公分以上的病灶，其操作复杂且治疗效果不佳。
技术实现思路
本专利技术针对肺癌、食管癌、直肠癌、鼻咽癌、前列腺癌等腔道肿瘤的特殊位置，提出了一种经自然腔道对肿瘤进行冷冻治疗系统，该系统结合气管镜等软镜引导到达肿瘤位置，能避免硬针经体表穿刺带来的风险，并且弥补了硬针所无法到达的特殊位置；此外，该系统可采用二氧化碳、氧化亚氮、氩气、氮气作为冷媒，可实现活检、异物提取和冷冻消融等治疗功能，其中采用氩气或氮气时，其冷冻温度更低，可达-120℃以下，治疗范围更大，杀灭肿瘤更彻底。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种经人体自然腔道的冷冻治疗系统，包括柔性冷刀，冷冻主机、气瓶，所述气瓶直接连接柔性冷刀，或者通过冷冻主机连接柔性冷刀，使气瓶中的气体进入冷冻主机内经过不同的预冷控制后，再进入柔性冷刀，在柔性冷刀前端的刀头内部节流制冷，进而从刀头外部的病变组织吸热，将其冷冻。所述的气瓶中的气体为氮气、氩气、氧化亚氮、二氧化碳或氮气、氩气、氧化亚氮、二氧化碳的混合气体中的任一种。所述柔性冷刀包括刀头、柔性导管、手柄、延长管、快速接头，刀头通过柔性导管连接手柄，手柄通过延长管连接快速接头。所述冷冻主机由制冷系统和真空负压系统组成；所述的制冷系统为自复叠制冷系统或脉管制冷机或斯特林制冷机，所述制冷系统的保温结构采用真空保温或聚氨酯发泡层保温；所述的真空负压系统为机械泵式的低真空系统或机械泵加分子泵式的高真空系统，用于制冷系统的真空保温或柔性冷刀的保温和回气抽吸。所述的气瓶与冷冻主机合为一体。所述冷冻主机的不同的预冷控制为不同气体经不同预冷温度来实现，或同一种气体经不同预冷温度来实现，或同一种气体经同一预冷温度、不同的流量控制来实现。所述的预冷温度是利用各自独立的制冷系统来实现，或利用一套低温制冷系统开启至不同预冷温度来实现，或利用一套低温制冷系统内自然形成的温度梯度来实现，或经过冷冻主机的自复叠制冷系统内不同级处的换热来实现。本专利技术的有益效果是：将常温高压的气体输送至主机内部进行预冷，通过不同的预冷控制方式，可将其变成低温高压的气体或液体，然后进入柔性冷刀输送至刀头，在刀头内通过节流效应（焦耳-汤姆逊效应）变成低压且温度更低的流体，进而从刀头外部的病变组织吸热，将其冷冻。采用柔性冷刀经软镜引导通过自然腔道到达肿瘤位置进行冷冻治疗，对很多直接穿刺无法到达或风险较高的腔道肿瘤提供了新的治疗方案。可在一台机器上实现活检、异物提取、冷冻消融等治疗功能。采用氮氩经预冷方式节流制冷，可获得比其它经软镜冷冻仪器更低的冷冻温度、更大的治疗范围以及更彻底的治疗效果。附图说明图1是本专利技术的经人体自然腔道的冷冻治疗系统结构示意图；图2是本专利技术的经不同预冷温度的预冷控制方式示意图；图3是本专利技术的同一气体经同一预冷温度的预冷控制方式示意图；图4是本专利技术的柔性冷刀结构示意图；图5是本专利技术的真空负压系统管路分布示意图；图6是利用各自独立的制冷系统来实现不同预冷温度的示意图；图7是利用一套低温制冷系统开启至不同预冷温度的示意图；图8是利用一套低温制冷系统内自然形成的温度梯度来实现不同预冷温度的示意图。图9是利用自复叠系统内不同复叠级的换热来实现不同预冷温度的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本专利技术。如图1所示，本专利技术的经人体自然腔道的冷冻治疗系统，包含柔性冷刀1，冷冻主机2和气瓶3。冷冻主机2内至少包含一套制冷系统4和真空负压系统5。气瓶3通过冷冻主机2连接柔性冷刀1。气瓶3中的气体（氮气\\氩气\\氧化亚氮\\二氧化碳\\氮气、氩气、氧化亚氮、二氧化碳的混合气体）出气瓶后，首先进入冷冻主机2的制冷系统4与其中的冷源充分换热后变为较低温的流体，然后进入柔性冷刀1。图2、图3为本专利技术的不同预冷控制方式示意图。图2为不同气体或同一种气体经不同预冷温度的预冷控制方式，其中包含了电磁总阀11、电磁阀12~15，总电磁阀11控制总的气流开关，电磁总阀11-电磁阀12、电磁总阀11-电磁阀13、电磁总阀11-电磁阀14开启，可分别启用三种不同预冷温度（预冷温度、、），电磁阀11和电磁阀15开启可不经过预冷直接进入柔性冷刀1。图3为同一种气体经同一预冷温度的预冷控制方式，其中包含了电磁总阀11、流量控制器17和无预冷管路电磁阀15，电磁总阀11、流量控制器17为带流量控制的经预冷管路，电磁总阀11-电磁阀15为不经过预冷的管路。图4为本专利技术的柔性冷刀1示意图，包括了5个部分：刀头6、柔性导管7、手柄8、延长管9和快速接头10。刀头6为本专利技术的治疗区域，用于释放冷量；柔性导管7具备充足的柔性，它的作用是穿过软镜的内通道并将流体输送至刀头6进行制冷；手柄8是医生手持的位置，可方便调整角度和插入深度；延长管9保证了冷冻主机2和手柄8之间有足够长度，以方便手术，同时也起到输送流体的作用；快速接头10用于实现冷冻主机2和柔性冷刀1的快速连接和分离。图5为本专利技术的真空负压系统管路分布示意图，其包含了冷冻主机的进气口18、柔性冷刀进气口19、柔性冷刀真空保温接口20、柔性冷刀回气口22、回气直接排气口25、真空泵排气口27以及各管路上的电磁阀21、23、24、26。进气口18-制冷系统4-柔性冷刀进气口19为进气管路，柔性冷刀真空保温接口20-电磁阀21-真空负压系统5-真空泵排气口27为柔性冷刀真空保温管路，柔性冷刀回气口22-电磁阀23-回气直接排气口25为柔性冷刀直接排气管路，柔性冷刀回气口22-电磁阀24-真空负压系统5-真空泵排气口27为柔性冷刀回气抽吸管路，制冷系统4-电磁阀26-真空负压系统5为制冷系统保温管路。图6~图9为本专利技术的不同预冷温度实现方式示意图，它主要针对图2中的不同预冷温度作进一步详细阐述。图6为利用各自独立的制冷系统来实现的方式，它包括含3套制冷系统I、II、III。图7为利用一套低温制冷系统开启至不同预冷温度来实现的方式，它仅包含一套制冷系统4。图8为用一套低温制冷系统内自然形成的温度梯度来实现的方式，制冷系统内一般都存在冷端28和热端29本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经人体自然腔道的冷冻治疗系统，包括柔性冷刀(1)，冷冻主机(2)、气瓶(3)，其特征在于：所述气瓶(3)直接连接柔性冷刀(1)，或者通过冷冻主机(2)连接柔性冷刀(1)，使气瓶(3)中的气体进入冷冻主机(2)内经过不同的预冷控制后，再进入柔性冷刀(1)，在柔性冷刀(1)前端的刀头(6)内部节流制冷，进而从刀头外部的病变组织吸热，将其冷冻。

【技术特征摘要】
1.一种经人体自然腔道的冷冻治疗系统，包括柔性冷刀(1)，冷冻主机(2)、气瓶(3)，其特征在于：所述气瓶(3)直接连接柔性冷刀(1)，或者通过冷冻主机(2)连接柔性冷刀(1)，使气瓶(3)中的气体进入冷冻主机(2)内经过不同的预冷控制后，再进入柔性冷刀(1)，在柔性冷刀(1)前端的刀头(6)内部节流制冷，进而从刀头外部的病变组织吸热，将其冷冻。2.根据权利要求1所述的经人体自然腔道的冷冻治疗系统，其特征在于：所述的气瓶(3)中的气体为氮气、氩气、氧化亚氮、二氧化碳或氮气、氩气、氧化亚氮、二氧化碳的混合气体中的任一种。3.根据权利要求1所述的经人体自然腔道的冷冻治疗系统，其特征在于：所述柔性冷刀(1)包括刀头(6)、柔性导管(7)、手柄(8)、延长管(9)、快速接头(10)，刀头(6)通过柔性导管(7)连接手柄(8)，手柄(8)通过延长管(9)连接快速接头(10)。4.根据权利要求1所述的经人体自然腔道的冷冻治疗系统，其特征在于：所述冷冻主机(2)由制冷系统(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙加源，杨迟，徐彬凯，周飞，赵庆孝，郑筱轩，宋玲，
申请(专利权)人：上海导向医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31