[發明專利]核磁共振兼容型冷熱療系統

有效

• 申請號: 201210590514.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103027742A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 趙剛;朱凱旋;高大勇;邱本勝;許云鵬;沈凌霄;汪濤
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: A61B18/02
• 分類號: A61B18/02;A61B18/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種核磁共振兼容型冷熱療系統，其特征在于，該系統包括：

冷療模塊，其進一步包括進氣通路和出氣通路，所述進氣通路用于將冷源引導至所述熱絕緣冷熱刀(5)的刀尖，其依次包括：裝有冷源的鋼瓶(1)、用于測量所述鋼瓶(1)的壓強的第一氣壓表(2)、第一閥門(3)；所述出氣通路用于吸收冷療過程中產生的廢氣，其依次包括：第三閥門(7)、用于對所述出氣通路進行加熱的加熱器(8)、用于測量所述出氣通路的壓強的第二氣壓表(10)、用于為冷源的流動提供動力的泵(11)、第四閥門(12)、用于容置治療過程中產生的廢氣的廢氣瓶(14)；

熱療模塊，其包括射頻發生器(16)和射頻熱療天線，所述射頻發生器(16)與控制模塊和所述射頻熱療天線相連，用于產生射頻波；所述射頻熱療天線貫穿整個熱絕緣冷熱刀(5)，其末端通過射頻信號線與所述射頻發生器(16)連接，其置于所述熱絕緣冷熱刀(5)的刀尖處的頂端，用于發射所述射頻發生器(16)產生的射頻波；

多支能單獨控制的熱絕緣冷熱刀(5)，用于插入到病變組織中進行冷熱治療，每個熱絕緣冷熱刀(5)的刀桿內部均包括一氬氣管道和一射頻熱療天線，氬氣管道把高壓氬氣引至冷熱刀刀頭，每個熱絕緣冷熱刀(5)還設有一個連接所述進氣通路的進氣口和連接所述出氣通路的出氣口，用于為冷療過程提供冷源以及排除冷療過程中產生的廢氣；

溫度傳感器，安裝在所述熱絕緣冷熱刀(5)的刀尖，并與所述控制模塊連接，用于實時采集所述熱絕緣冷熱刀(5)刀尖的溫度；

控制模塊，至少包括一與所述泵(11)和所述射頻發生器(16)連接的計算機(15)，用于根據事先設定的參數和所述溫度傳感器和第二氣壓表(10)傳回的信號來調節所述泵(11)的流量和所述射頻發生器(16)的發射功率。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述冷源為高壓氬氣或低溫液體。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述廢氣瓶(14)還連接有一第三氣壓表(13)，用于測量所述廢氣瓶(14)的壓強。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述出氣通路中還設有一流量計(9)，用于測量所述出氣通路中冷源的流量。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述射頻熱療天線為由導電性材料制成的圓棒。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熱絕緣冷熱刀(5)和與其相連的氣體通路以及所述射頻信號線用順磁材料制成。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熱絕緣冷熱刀(5)的刀桿上嵌有基于熱補償的主動式絕熱段，以避免病變組織周圍的正常組織被冷凍傷害。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熱絕緣冷熱刀(5)的進氣口和出氣口處分別連接一個減壓閥，以防止冷源壓強過大而損壞所述熱絕緣冷熱刀。

9.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，當所述冷源為高壓氬氣時，在所述第一閥門(3)之后還設有一低溫液體瓶(17)和一第二閥門(18)，用于對從所述鋼瓶(1)出來的高壓氬氣進行預冷。

10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，當所述冷源為高壓氬氣時，在核磁共振的引導下，將所述熱絕緣冷熱刀(5)插入到病變組織中，使刀尖位于所述病變組織的中心點上；所述控制模塊控制打開第一閥門(3)、第二閥門(18)、第三閥門(7)、第四閥門(12)、加熱器(8)和泵(11)，從所述鋼瓶(1)出來的高壓氬氣先通過低溫液體瓶(17)進行預冷，然后經過一段傳輸管到達所述熱絕緣冷熱刀(5)的刀尖，所述高壓氬氣在刀頭處由氬氣管道末端噴入體積比較大的冷熱刀內部的氣體回流腔，此時氬氣的壓力迅速降至常壓，發生降溫類節流效應，使得刀尖的溫度迅速下降；同時，回流的氬氣通過泵(11)抽回至廢氣瓶(14)中；其中，所述控制模塊根據所述第二氣壓表(10)采集的信號，通過調節泵(11)的流量和加熱器(8)的加熱時間來調節所述冷療模塊中的壓強，以間接控制所述冷療模塊中氬氣的流量；在核磁共振的監控下，待冰球包圍整個病變組織時，停止冷療，此時所述控制模塊控制關閉第一閥門(3)、第二閥門(18)、第三閥門(7)、第四閥門(12)、加熱器(8)和泵(11)。