一种冷冻消融探针用换热结构的制作方法

本实用新型涉及一种换热装置，尤其是一种冷冻消融探针用换热结构。

背景技术：

冷冻消融探针是现今肿瘤治疗的一种常用设备，利用低温将靶区冻结进而使病灶组织经历降温、冻结及复温从而造成不可逆损伤以致坏死是这种设备治疗肿瘤的方式。

气体节流系统冷刀是目前临床应用的主流，所使用的节流气体主要有氩气与氦气、氮气、混合工质等。氩氦刀使用氩气节流降温，氦气升温，具有装置小巧轻便、冷刀头升降温迅速等优点，但是氩气工作压力高达40mpa，不易获得、存在一定的安全隐患，且氩气、氦气均为稀有气体，手术成本较高。使用氮气节流系统工作压力较低，但若要使冷刀达到治疗温度，必须对氮气预冷。氮气预冷装置一般采用自复叠制冷系统，系统体积较大、工作噪声高、预冷时间长，不利于搬运与手术操作。

因此在冷冻消融探针的设计中，换热结构是保证预冷效果的常用设计，一般来讲换热结构具有单纯的将流体制冷的单项效果，单层缠绕和螺纹管(翅片管)是市面上多数探针的使用结构，单层缠绕为紧密缠绕结构，紧密缠绕会影响换热空间，进而对冷冻消融探针的冰球大小产生不利的影响，而螺纹管(翅片管)生产成本较高，生产的技术难度相对较大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提出一种冷冻探针用换热结构，该结构具有双重缠绕的设计，在加工方便、节约成本的前提下提升了换热空间，以解决换热结构功能单一、换热效率差进而影响带有冷冻功能的消融探针生成的冰球小和换热结构生产成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种冷冻消融探针用换热结构，包括一个外套管，内部设有

a)同心同轴设置的导热管；

b)缠绕在所述导热管外表面的进气管；

c)所述进气管的缠绕使缠绕的进气管每两匝之间设有轴向间隙；

d)所述轴向间隙为0.1mm-1mm；

e)所述外套管与所述导热管的轴向间隙未被填充部分之间设有径向间隙；

f)所述径向间隙为0.1mm-5mm；

进一步的，所述导热管和进气管的材质包括但不限于钢、铝、黄铜、紫铜、铜合金、钛合金或铝合金。

进一步的，所述导热管是外螺纹管。

进一步的，所述换热结构还包括绝缘电阻线，所述导热管为中空结构，所述绝缘电阻线置于所述导热管的内部。

进一步的，所述换热结构还包括绝缘电阻线，所述导热管为中空结构，所述绝缘电阻线部分置于所述导热管的内部，所述导热管的两端密封。

进一步的，所述轴向间隙上设有至少一匝分隔管，所述分隔管缠绕在所述导热管上，所述分隔管的径向长度小于所述进气管的径向长度。

进一步的，所述分隔管是绝缘电阻线，所述绝缘电阻线缠绕在所述导热管上。

进一步的，所述分隔管是测温电偶线，所述测温电偶线缠绕在所述导热管上。

进一步的，所述分隔管是副进气管，所述副进气管缠绕在所述导热管上。

进一步的，所述轴向间隙上还设有至少一匝副分隔管，所述副分隔管与所述分隔管同轴缠绕在所述导热管上，所述副分隔管的径向长度小于所述进气管的径向长度，所述副分隔管是绝缘电阻线、测温电偶线或副进气管。

本实用新型具有的优点和积极效果是：(1)采用双重缠绕的换热设计，加工工艺简单、减少生产成本。

(2)双重缠绕的功能管径向长度小于进气管的径向长度，提升换热空间。

(3)多种功能的功能管可以配合使用，使换热结构可以完成多种实用功能的叠加增效。

附图说明

图1是本实用新型换热结构a剖面结构示意图

图2是本实用新型换热结构b剖面结构示意图

图3是本实用新型换热结构c剖面结构示意图

图4是本实用新型换热结构d剖面结构示意图

图5是本实用新型换热结构e剖面结构示意图

图6是本实用新型换热结构f剖面结构示意图

图7是本实用新型与j-t连接结构示意图

图8是本实用新型进气管内部连接绝缘电阻线剖面结构示意图

图9是本实用新型带探针及外壳的部分剖面结构示意图

图中：1-换热结构a、101-第一外套管、102-第一导热管、103-第一进气管、1031-内绝缘电阻线、1032-电线、104-轴向间隙、105-第一回气空间、106-第一径向间隙、2-换热结构b、201-第二外套管、202-第二导热管、203-第二进气管、204-第一绝缘电阻线、205-第二回气空间、206-第二径向间隙、3-换热结构c、301-第三外套管、302-第三外套管、303-第三进气管、304-第一分隔管、3041-第二绝缘电阻线、305-第三回气空间、306-第三径向间隙、3061-副管径向间隙、4-换热结构d、401-第四外套管、402-第四导热管、4021-第三绝缘电阻线、403-第四进气管、404-第二分隔管、405-第四回气空间、406-第四径向间隙、5-换热结构e、501-第五外套管、502-第五导热管、503-第五进气管、504-副进气管、505-第五回气空间、506-第五径向间隙、6-换热结构f、601-第六外套管、602-第六导热管、603-第六进气管、604-测温电偶、605-第六回气空间、606-第六径向间隙、7-j-t管、8-探针、9-外壳、901-第七外套管、902-第七导热结构、903-第七进气管、904-第三分隔管、905-第七回气空间

具体实施方式

本实用新型用于带有冷冻功能的消融探针装置中，该装置一般分为探针部分和握柄部分，探针部分内部设有j-t管，握柄部分内部设有进气管，探针与握柄连接，进气管与j-t管连通。本实用新型起到的主要功能是换热功能，换热就是对进入探针的流体进行预冷的步骤，一般的换热功能可以设置在握柄内的进气管外表面。本实用新型中导热管和进气管的可选材料包括银、钢、铝、黄铜、紫铜、铜合金、钛合金或铝合金，本实用新型中导热管外表面无凸起，但同样的选用外螺纹管也可以完成本实用新型，例如：翅片管。本实用新型中优选的结构具有分隔管，为保证换热效率，需要相应的回气空间，分隔管的径向长度应该小于进气管的径向长度，分隔管的径向长度是进气管径向长度的30％～80％均为可选范围。

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。然而，本领域技术人员将清楚，可以在没有这些特定细节的情况下实践本公开的实施例。此外，这里描述的本公开的特定实施例是作为示例提供的，并且不应该用于将本实用新型的范围限制于这些特定实施例。在其他情况下，没有详细描述或示出公知的材料，组件，过程，控制器组件，软件，电路，时序图和/或解剖结构，以避免不必要地模糊实施例。

实施例1：参考图1，图1是换热结构a的剖面示意图，换热结构a设置在第一外套管101内部并与第一外套管101之间形成主要的回气空间，即第一回气空间105，第一回气空间105包括第一轴向间隙104和第一径向间隙106，优选的第一径向间隙106设置为0.1-5mm，换热结构a包括第一导热管102和第一进气管103，第一导热管102是实心管，以防止气体进入探针后从第一导热管102回流，第一导热管102同样可以是空心管，但空心管的两端应是密封状态，采用空心管的优点是降低生产成本以及减小重量。第一进气管103缠绕在第一导热管102的外表面，缠绕的两匝之间设有第一轴向间隙104，第一轴向间隙104设置为0.1-1mm均为可行的，一个优选的轴向间隙为0.2-0.6mm，本实施例中第一轴向间隙104设置为0.3mm，第一轴向间隙104的设置使得第一回气空间105相比进气管紧密缠绕的常用结构或过于松散的缠绕结构具有一个合理的空间，因为过大或过小的回气空间都会对换热效果产生负面影响，参考图8，图8是对第一进气管103内部进行的一种优化改造，通过内绝缘电阻线1031直连第一进气管103的方式可以对第一进气管103进行直接电加热，为了防止第一进气管103外部导电导致握柄带电，第一进气管103外部设有电绝缘结构/涂层，以此达成对第一进气管103和内部流体的预热效果。

实施例2：参考图2，图2是换热结构b的剖面示意图，换热结构b设置在第二外套管201内部并与第二外套管201之间形成主要的回气空间，即第二回气空间205。换热结构b包括第二导热管202和第二进气管203和第一绝缘电阻线204，第二导热管202为内部空心结构，该内部空心结构的两端均为密封结构，第二导热管202也可以是实心结构的，采用上述两种结构均可以防止进入探针的回流气体通过第二导热管202回流进入握柄。第一绝缘电阻线204主要作用包括两个：对第二进气管203进行加热使换热结构同时具有对进气加热/复温的功能和为第二进气管203的两匝之间形成轴向间隙，第一绝缘电阻线204缠绕在该间隙之间，若第一绝缘电阻线204的径向长度不符合需求，则多根第一绝缘电阻线204组合或增加外皮的方式增加整体径向长度，第二进气管203和第一绝缘电阻线204伴随缠绕在第二导热管202外表面，采用这种伴随缠绕的方式可以使自然形成轴向间隙的方式相对留取间隙的方式更加方便加工。其中第一绝缘电阻线204的径向长度小于第二进气管203，由于采用该设计，第一绝缘电阻线204与第二外套管201之间形成的第二径向间隙206，第二径向间隙206的一种优选设计为0.1-5mm；第二进气管203两匝之间形成的轴向间隙，该轴向间隙为第一绝缘电阻线204的直径构成，该轴向间隙设置为0.1-1mm均为可行的，一个优选的轴向间隙为0.2-0.6mm，其中0.4mm的轴向间隙是本实施例所选用的，上述轴向间隙与第二径向间隙206共同构成第二回气空间205，相比进气管紧密缠绕的常用结构或过于松散的缠绕结构第二回气空间205具有一个合理的空间，因为过大或过小的回气空间都会对换热效果产生负面影响。参考图4，图4是换热结构d的剖面示意图，与换热结构b不同的地方在于，第二导热管202由第四导热管402替代，第二进气管203由第四进气管403替代，第一绝缘电阻线204由第二分隔管404替代；第四导热管402为空心结构，其内部设有第三绝缘电阻线4021，向第三绝缘电阻线4021通电可以使第四导热管402升温，进而通过热传导使第四进气管403及内部气体升温产生加热/复温效果；第二分隔管404替代第一绝缘电阻线204对每两匝第四进气管403进行分隔作用，第二分隔管404的材质可以是银、钢、铝、黄铜、紫铜、铜合金、钛合金或铝合金。参考图5，图5是换热结构e的剖面示意图，与换热结构b不同的地方在于，第一绝缘电阻线204由副进气管504替代，选用副进气管504会使本实用新型失去加热/复温能力，但与此同时增加了进气量，进气量的增加可以使冷冻消融探针的冰球径向直径增加，增强冷冻消融探针的消融效果，增加副进气管504的同时应配有相应的j-t管与之连通，将两根进气管同时与一根j-t管连接也是可以选用的实施方式。参考图6，图6是换热结构f的剖面示意图，与换热结构b不同的地方在于，第一绝缘电阻线204由测温电偶604替代，选用测温电偶604会使本实用新型失去加热/复温能力，但与此同时增加了测温能力。

实施例3：参考图3，图2是换热结构c的剖面示意图，换热结构c设置在第三外套管301内部并与第三外套管301之间形成主要的回气空间，即第三回气空间305，换热结构c包括第三导热管302、第一分隔管304和第二绝缘电阻线3042，第三导热管302是实心管，以防止气体进入探针后从第三导热管302回流，第三导热管302同样可以是空心管，但空心管的两端应是密封状态，采用空心管的优点是降低生产成本以及减小重量。第一分隔管304的主要作用是为第三进气管303的两匝之间形成轴向间隙，第一分隔管304缠绕在该间隙之间，若第一分隔管304的径向长度不符合需求，则多根第一分隔管304组合或增加外皮的方式增加整体径向长度，第三进气管303和第一分隔管304伴随缠绕在第三导热管302外表面，采用这种伴随缠绕的方式可以使自然形成轴向间隙的方式相对留取间隙的方式更加方便加工，作为可选结构第一分隔管304可以用测温电偶、绝缘电阻线或进气管代替；与第一分隔管304同轴缠绕在第三导热管302上的第二绝缘电阻线3042同样可以起到使两匝第三进气管303之间自然形成轴向间隙的功能，同时第二绝缘电阻线3042同样可以用单纯起到分隔作用的分隔管、测温电偶或进气管代替，相应的选用测温电偶可以使换热结构c失去加热/复温功能的同时获得测温功能，选用进气管可以使换热结构c失去加热/复温功能的同时获得更大的进气量，实施例3可以视为采用多种功能的功能管同时缠绕在第三导热管302上，因此在两匝第三进气管303之间形成的轴向距离允许的情况下，多根缠绕在第三进气管303上的功能管均是可行的，仅作为分隔管时，分隔管的材质可以是银、钢、铝、黄铜、紫铜、铜合金、钛合金或铝合金；应注意，第一分隔管304和第二绝缘电阻线3042的径向长度均应该至少有一个小于第三进气管303，采用该设计，第一分隔管304和第二绝缘电阻线3042的组合与第3外套管301之间形成的第三径向间隙306和副管径向间隙3061，第三径向间隙306和副管径向间隙3061的一种优选设计为0.1-5mm；第三进气管303两匝之间形成的轴向间隙，该轴向间隙由第一分隔管304的直径和第二绝缘电阻线3042的直径共同构成，该轴向间隙设置为0.1-1mm均为可行的，一个优选的轴向间隙为0.2-0.6mm，其中0.5mm的轴向间隙是本实施例所选用的，上述轴向间隙与第三径向间隙306和副官径向间隙3061共同构成第三回气空间305，相比进气管紧密缠绕的常用结构或过于松散的缠绕结构第三回气空间305具有一个合理的空间，因为过大或过小的回气空间都会对换热效果产生负面影响。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。