一种用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置，尤其是一种采用冷冻技术消融靠近皮肤表面肿瘤过程中防止皮肤被冻伤的保护装置。


背景技术：

2.影像学引导下的肿瘤消融技术发挥着越来越重要的作用。冷冻消融系统是根据joule-thomson原理，以氩气为冷媒、氦气为热媒的一种微创手术，其主要作用机制为探针尖端通过释放高压氩气可使靶组织冷却至-140℃，导致靶细胞结冰、细胞膜破裂及细胞内容物释放引起微血管闭塞、组织缺血坏死等；而氦气可使靶组织温度从-140℃上升至20℃～40℃，通过这种温度梯度的变化以及多次冻融循环，可提高消融效果，杀灭肿瘤细胞，达到治疗肿瘤的目的。同时破坏肿瘤微血管栓塞以及引起冷冻后的肿瘤组织作为抗原引起的机体免疫反应进行患者治疗。冷冻消融因其创伤小、定位准确、安全性高、并发症少、恢复快等优点已取得医患双方的认可。
3.红外热成像技术是利用人体的红外辐射原理，将这种红外辐射信息转换为肉眼能观察到的红外热图像的一种物理学检测手段。上世纪三十年代，医学界利用红外辐射原理，不用接触人体而准确测量到人体皮肤温度数据，从此拉开了红外热成像技术在临床应用研究中的序幕。1982年，美国fda批准乳房红外热成像技术可作为乳腺癌的一种筛查方法。随着计算机技术的发展，红外热成像的成像质量和速度有了明显的提升，使用范围也逐渐扩展到医学的各个领域包括乳腺癌、甲状腺癌、皮肤癌等。红外热成像技术的优势是方便、快捷、直观、无辐射、无损伤的功能影像检查方法，能客观全面、真实、动态的反应人体代谢所表达的健康状况和疾病信息。
4.在现有的冷冻消融过程中，冷冻范围过大侵及皮肤或冷冻探针针杆结霜，会使靠近肿瘤的皮肤表面冻伤，增加患者的痛苦及术后并发症的发生。例如乳腺癌，当肿瘤靠近皮肤表面时，冷冻冰球会冻伤皮肤表面，破坏乳房外观，给患者的生理及心理造成很大的负担。解决该问题的现有方法是将灌有温水的无菌手套覆盖在消融区的皮肤上，或者用装有防冻液的装置覆盖在消融区的皮肤组织上。然而，现有的解决方法在实际使用的过程中有一定的缺陷：首先，以上方法均无法精确的进行温度控制，不能确保皮肤表明温度在20～30℃之间；同时也无法定量观测冷冻区保护效果；其次，覆盖在消融区上面的保温材料不能完全覆盖住布有冷冻探针的消融区，仍然存在保温不完全或者局部冻伤的情况发生。


技术实现要素：

5.针对现有冷冻消融手术过程中对防止皮肤冻伤方法中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置，该装置可实时、无接触监测消融区皮肤表面温度，通过改变热功率，形成正反馈，始终将皮肤表面温度保持在20～30℃之间，降低或避免冷冻消融过程中冰球对皮肤表面造成的冻伤。
6.本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置包括：依次连接的热成像仪、
加热器和主机；所述主机连接外部的显示器和电源；所述热成像仪用于实时测量冷冻消融区的皮肤上选择的测量点的温度；所述主机的外部具有控制面板，用于设置阈值温度；所述主机的内部具有温控模块，用于接收来自所述热成像仪所测量的皮肤温度数据，并输出到所述显示器上；所述温控模块比较所接收的皮肤温度与所设定的阈值温度，判断所接收的皮肤温度是否低于所设定的阈值温度，如果是，则向所述加热器发出启动加热指令，否则，向所述加热器发出关闭加热指令；所述加热器的壁内侧装有可更换的生理盐水袋，所述生理盐水袋内装满生理盐水，具有出水管；所述加热器用于接收和处理来自所述温控模块的启动加热指令或者停止加热指令，相应地启动加热模式或者关闭加热模式；所述热电偶附着在所述生理盐水袋上，并连接所述温控模块；所述热电偶用于监测所述生理盐水袋内的生理盐水温度，判断生理盐水温度是否达到40～50℃，如果是，则发送温度信息到所述温控模块，所述温控模块将接收的来自所述热电偶所检测的生理盐水温度输出到所述显示器上，并提示打开所述生理盐水袋的出水管开关，所述出水管被打开，流出的生理盐水不间断地淋在冷冻消融区的皮肤表面，致使皮肤表面温度升高达到20～30℃。
7.根据本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置的进一步特征，所述加热器包括处理器和电阻丝，所述处理器用于接收来自所述温控模块的启动加热指令或者停止加热指令，相应地启动电阻丝加热模式或者关闭电阻丝加热模式；所述电阻丝用于在电阻丝加热模式下将装入所述加热器内的生理盐水袋内的生理盐水加热至40～50℃。
8.本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置具有以下优点：
9.(1)结构简单、可视性强、操作方便，克服了目前市场上的防皮肤冻伤装置操作复杂的不足；
10.(2)在冷冻消融靠近皮肤表面肿瘤的过程中皮肤温度迅速降低，会出现皮肤表面冻伤的危险。本防皮肤冻伤装置能够实时监测皮肤组织表面的热场分布，根据热成像仪测量的消融区组织温度，通过对比消融区皮肤温度与设定温度的差异，实时调节生理盐水袋的水温，通过生理盐水来提高消融区皮肤组织温度，最大程度地避免或降低冷冻消融术中冰球对皮肤表面造成的损伤及相关并发症；
11.(3)本防皮肤冻伤装置可满足各种靠近皮肤的肿瘤消融术的需求，例如乳腺癌、甲状腺癌、皮肤癌等，避免皮肤冻伤，提高患者生活质量及皮肤表面美容度。
附图说明
12.图1是本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置的结构示意图。
13.图2为本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置的温控模块原理图。
14.图3为本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置的温控模块电路图。
15.附图标记：1：热成像仪；2：热电偶；3：加热器；4：生理盐水袋；5：出水管；6：显示器；7：电源；8：主机；9：温控模块；10：控制面板。
具体实施方式
16.下面通过具体实施例结合附图及具体实施对本发明的技术方案和优点进行详细说明。
17.本发明所述的用于冷冻消融术中的防皮肤冻伤装置，如图1所示，包括：依次连接
的热成像仪1、加热器3和主机8。主机8连接外部的显示器6和电源7。热成像仪1用于实时测量冷冻消融区的皮肤上选择的测量点的温度。主机8的外部具有控制面板，用于设置阈值温度。主机8的内部具有温控模块9，用于接收来自热成像仪1所测量的皮肤温度数据，并输出到所述显示器6上。该温控模块9比较所接收的皮肤温度与所设定的阈值温度，判断所接收的皮肤温度是否低于所设定的阈值温度，如果是，则向加热器3发出启动加热指令，否则，向加热器3发出关闭加热指令。加热器3的壁内侧装有可更换的生理盐水袋4。生理盐水袋4内装满生理盐水，具有出水管5。加热器3用于接收和处理来自温控模块9的启动加热指令或者停止加热指令，相应地启动加热模式或者关闭加热模式。热电偶2附着在生理盐水袋4上，并连接温控模块9。热电偶2用于监测生理盐水袋4内的生理盐水温度，判断生理盐水温度是否达到40～50℃，如果是，则发送温度信息到温控模块9。温控模块9将接收的来自热电偶2所检测的生理盐水温度输出到显示器6上，并提示打开生理盐水袋4的出水管开关，出水管5被打开，流出的生理盐水不间断地淋在冷冻消融区的皮肤表面，致使皮肤表面温度升高达到20～30℃。
18.优选地，加热器3包括处理器和电阻丝。该处理器用于接收来自温控模块9的启动加热指令或者停止加热指令，相应地启动电阻丝加热模式或者关闭电阻丝加热模式。电阻丝用于在电阻丝加热模式下将生理盐水袋4内的生理盐水加热至40～50℃。只有保证袋内生理盐水的温度达到40～50℃，才能保证消融区皮肤组织的温度达到20～30℃。
19.具体使用时，在靠近皮肤表面肿瘤组织的冷冻消融过程中，红外热成像仪1在某一点测量得到的温度低于阈值温度，将此信号传入到温控模块9，当温控模块得到信号后，通过对比消融区皮肤温度与设定温度的差异，并在控制面板10显示通过温控模块的程序计算，将温度装置处理后的信号传导加热器2，加热器迅速加热袋内生理盐水，热电偶3用来检测袋内生理盐水温度，热水流从出水管5不间断淋在皮肤表面，将此处的皮肤组织表面温度升高，防止消融区表面皮肤冻伤。当红外热成像仪中某一点测量得到的温度高于阈值温度，将此信号传入到温控模块9，当温控模块9得到信号后，通过对比消融区皮肤温度与控制面板10设定温度差异，将控制面板8处理后的信号传导加热器，加热器迅速关闭，避免温度过高使皮肤表面烫伤。总之，该装置利用红外热成像仪及加热器内的热电偶实时测温，反馈到温控模块中，智能控制热水流的温度，始终保持消融区皮肤表面温度在20℃～30℃之间，从而避免消融区皮肤表面冻伤。
20.温控模块的原理如图2所示，温控模块接收来自热成像仪1的温度检测数据，将热成像仪1检测得到的温度信号转化为电压信号，并通过信号采集模块采集后将将电压信号实时传递给比较器，信号比较器通过分析之后传递指令，如果所接收的皮肤温度低于所设定的阈值温度，通过单片机控制系统发送加热指令，否则，向单片机控制系统发出停止指令。
21.温控模块的电路图如图3所示，图中a、b为电接点温度计的两个触点，km为交流接触器其线圈额定电压为36v，rl为电加热器。当合上电源开关s，电加热器开始加热，当温度上升至预置温度时，电接点水银温度计的两个触点a、b接通，使接触器km得电吸合，其常闭触点切断电热器电源，停止加热。当温度小于预置温度时，电接点水银温度计的两个触点a、b断开，km断电，其触点复位，电加热器又开始加热。这样周而复始，重复加热，实现自动控温的目的。