(57)【要約】  媒体貯蔵タンク（１）、媒体供給配管（２）、媒体回収配管（３）、冷気発生手段（４）、第１の冷気交換手段（５）、及び第１の冷気交換手段（６）を備える。この冷凍装置は、冷気の利用効率を高めるとともに、復温過程の制御精度が高いという利点がある。【選択図】図１
2021531943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷気使用素子に冷気を供給することに用いられ、
保冷媒体を貯蔵するための媒体貯蔵タンク（１）と、
一端が媒体貯蔵タンク（１）に連通し、他端が冷気使用素子の給液端に連通するのに適する媒体供給配管（２）と、
一端が媒体貯蔵タンク（１）に連通し、他端が冷気使用素子の排液端に連通するのに適する媒体回収配管（３）と、
冷気を供給するための冷気発生装置（４）と、
媒体供給配管（２）に取り付けられ、前記冷気発生装置（４）によって冷気を供給され、その内部を流れる保冷媒体を冷凍して熱交換するための第１の冷気交換手段（５）と、を備える冷凍装置であって、
前記媒体供給配管（２）に取り付けられた熱流体通路と前記媒体回収配管（３）に取り付けられた冷流体通路とを有し、前記冷流体通路と前記熱流体通路との間で冷気交換が発生し、前記熱流体通路内を流れる保冷媒体を予冷する第２の冷気交換手段（６）とをさらに備え、
前記熱流体通路は前記媒体貯蔵タンク（１）と前記第１の冷気交換手段（５）との間に接続される、ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
媒体供給配管（２）と媒体回収配管（３）に連通し、媒体供給配管（２）と媒体回収配管（３）を、媒体貯蔵タンク（１）と第１の冷気交換手段（５）を直列する予冷回路とするバイパス配管（９）をさらに備え、
且つ、前記バイパス配管（９）と媒体供給配管（２）は、第１の三方弁（１０）を介して連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
媒体回収配管（３）に取り付けられ、バイパス配管（９）を介して第１の冷気交換手段（５）に連通し、第１の冷気交換手段（５）から流出した冷気を貯蔵するのに適する蓄冷手段（１１）をさらに備える、ことを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室（１３）を有し、前記第１の冷気交換手段（５）、第２の冷気交換手段（６）、蓄冷手段（１１）、及び冷気発生装置（４）の冷気出力端が断熱室（１３）内に配置される断熱手段（１２）をさらに備える、ことを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記断熱手段（１２）はボックス体であり、断熱室（１３）に連通している真空吸引手段（１４）が装着されている、ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記断熱手段（１２）はボックス体であり、内部に断熱材が充填されている、ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記媒体貯蔵タンク（１）中の保冷媒体を冷気使用素子の給液端に送るための復温回路をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記復温回路は、媒体供給端が第２の三方弁（１７）を介して、媒体供給配管（２）に取り付けられ前記第１の冷気交換手段（５）に入られていない一側に連結されている復温管（１５）を備える、ことを特徴とする請求項７に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記媒体貯蔵タンク中の保冷媒体を加熱して冷気使用素子の給液端に送るための復温回路をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記復温回路は、昇温手段（１６）が直列されている復温管（１５）を備え、
前記復温管（１５）の給液端が、第２の三方弁（１７）を介して、前記熱流体通路の給液口に入った上流部に連結されている、ことを特徴とする請求項９に記載の冷凍装置。
【請求項１１】
前記復温回路は、冷気使用素子の排液端と媒体貯蔵タンク（１）の液戻り口とを連通させるための復温還流配管をさらに備える、ことを特徴とする請求項１０に記載の冷凍装置。
【請求項１２】
前記復温還流配管は、両端が媒体回収配管（３）に連通するとともに、第２の冷気交換手段（６）に並列された復温還流管（１８）を備え、
前記復温還流管（１８）の給液端が、第３の三方弁（１９）を介して、媒体供給配管（２）に連結されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の冷凍装置。
【請求項１３】
外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室（１３）を有し、前記第１の冷気交換手段（５）、第２の冷気交換手段（６）、蓄冷手段（１１）、及び冷気発生装置（４）的冷気出力端が断熱室（１３）内に配置される断熱手段（１２）をさらに備え、
前記復温還流管（１８）は断熱手段（１２）の外部に配置される、ことを特徴とする請求項１２に記載の冷凍装置。
【請求項１４】
前記媒体供給配管（２）又は前記媒体回収配管（３）には、保冷媒体の流動のための動力を供給するのに適するポンピング装置（２０）が直列されている、ことを特徴とする請求項１から１３の内のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０１８年７月２３日に提出された、出願番号が２０１８１０８１２２４６．７の中国出願特許について出願した優先権、２０１８年１０月１８日に提出された、出願番号が２０１８１１２１６７５７．９の中国出願特許について出願した優先権を主張し、その全部の内容は援用により本願に組み込まれている。
【０００２】
本願は、冷凍技術分野に関し、具体的には、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
冷凍装置は、さまざまな分野に幅広く使用されており、たとえばエアコン、冷蔵庫、コールドチェーンロジスティクス、医療機器などは、一般には、圧縮機のような冷気発生装置を含み、１セットの保冷媒体循環システムと組み合わせて冷気を冷凍対象に伝導する。技術の発展に伴い、多数の分野では、冷凍装置の冷気利用率、静音、体積などの参数についてより高い要件が求められる。
【０００４】
たとえば、医療機器分野では、冷凍アブレーション装置があり、冷凍アブレーションデバイスは、一般には、本体と冷凍バルーンとの２つの部分を含み、本体と冷凍バルーンから保冷媒体が供給され、使用する際に冷凍バルーンをカテーテルの先端に装着して人体の内部に挿入し、本体により保冷媒体を、カテーテル内から冷凍バルーン内に導入して冷凍バルーンを降温し、ターゲット組織に対して冷凍アブレーションを行う。
【０００５】
冷凍アブレーション術は、冷凍ヘッドの温度については一般に−６０℃程度が要求されるが、プロセス中の冷気の損失を考慮すると、冷凍アブレーション術をスムーズに行うために、少なくとも−１００℃の保冷温度が必要であり、従来技術の冷凍装置は、保冷媒体をこのような温度にするのが困難である。冷凍機の電力を高める方式を用いると、手術室の限られた空間により制限されるとともに、且つ手術室の静かな環境の要件を満たしにくい。したがって、従来技術の冷凍装置は、冷気の利用率が低いことにより、冷凍バルーンなどの冷気使用素子の要件を満たしにくく、このような冷気使用素子に必要な低温を実現することが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本願が解決しようとする技術的課題は、冷気の利用率が低いことにより冷気使用素子に必要な低温を実現することができないという従来技術における冷凍装置の欠陥を克服し、冷気の利用率がより高い冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の技術的課題を解決するために、本願は以下のような技術案を提供する。
【０００８】
保冷媒体を貯蔵した媒体貯蔵タンクと、
一端が媒体貯蔵タンクに連通し、他端が冷気使用素子の給液端に連通する媒体供給配管と、
一端が媒体貯蔵タンクに連通し、他端が冷気使用素子の排液端に連通する媒体回収配管と、
冷気を供給するための冷気発生装置と、
媒体供給配管に取り付けられ、前記冷気発生装置によって冷気を供給され、その内部を流れる保冷媒体を冷凍して熱交換するための第１の冷気交換手段と、を備える冷凍装置であって、
前記媒体供給配管に取り付けられた熱流体通路と前記媒体回収配管に取り付けられた冷流体通路とを有し、前記冷流体通路と前記熱流体通路との間で冷気交換が発生し、前記熱流体通路内を流れる保冷媒体を予冷する第２の冷気交換手段とをさらに備え、
前記熱流体通路は前記媒体貯蔵タンクと前記第１の冷気交換手段との間に接続される。
【０００９】
任意選択に、前記冷凍装置は、
媒体供給配管と媒体回収配管に連通し、媒体供給配管と媒体回収配管を、媒体貯蔵タンクと第１の冷気交換手段を直列する予冷回路とするバイパス配管をさらに備え、
且つ、前記バイパス配管と媒体供給配管は、第１の三方弁を介して連通する。
【００１０】
任意選択に、前記冷凍装置は、
媒体回収配管に取り付けられ、バイパス配管を介して第１の冷気交換手段に連通し、第１の冷気交換手段から流出した冷気を貯蔵するのに適する蓄冷手段をさらに備える。
【００１１】
任意選択に、前記冷凍装置は、
外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室を有し、前記第１の冷気交換手段、第２の冷気交換手段、蓄冷手段、及び冷気発生装置の冷気出力端が断熱室内に配置される断熱手段をさらに備える。
【００１２】
任意選択に、前記断熱手段はボックス体であり、断熱室に連通している真空吸引手段が装着されている。
【００１３】
任意選択に、前記断熱手段はボックス体であり、内部に断熱材が充填されている。
【００１４】
任意選択に、前記冷凍装置は、前記媒体貯蔵タンク中の保冷媒体を冷気使用素子の給液端に送るための復温回路をさらに備える。
【００１５】
任意選択に、前記復温回路は、媒体供給端が第２の三方弁を介して、媒体供給配管に取り付けられ前記第１の冷気交換手段に入られていない一側に連結されている復温管を備える。
【００１６】
任意選択に、前記冷凍装置は、前記媒体貯蔵タンク中の保冷媒体を加熱して冷気使用素子の給液端に送るための復温回路をさらに備える。
【００１７】
任意選択に、前記復温回路は、
昇温手段が直列されている復温管を備え、
前記復温管の給液端が、第２の三方弁を介して、前記熱流体通路の給液口に入った上流部に連結されている。
【００１８】
任意選択に、前記復温回路は、
冷気使用素子の排液端と媒体貯蔵タンクの液戻り口とを連通させるための復温還流配管をさらに備える。
【００１９】
任意選択に、前記復温還流配管は、
両端が媒体回収配管に連通するとともに、第２の冷気交換手段に並列された復温還流管を備え、
前記復温還流管の給液端が、第３の三方弁を介して、媒体供給配管に連結されている。
【００２０】
任意選択に、前記冷凍装置は、
外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室を有し、前記第１の冷気交換手段、第２の冷気交換手段、蓄冷手段、及び冷気発生装置の冷気出力端が断熱室内に配置される断熱手段をさらに備え、
前記復温還流管は断熱手段の外部に配置される。
【００２１】
任意選択に、前記媒体供給配管又は前記媒体回収配管には、保冷媒体の流動のための動力を供給するのに適するポンピング装置が直列されている。
【発明の効果】
【００２２】
本願の技術案は、下記の利点を有する。
【００２３】
１、本願に係る冷凍装置では、媒体貯蔵タンク、媒体供給配管、媒体回収配管、冷気発生装置、第１の冷気交換手段、及び第２の冷気交換手段を備える。媒体貯蔵タンクには保冷媒体が貯蔵されており、媒体供給配管は、一端が媒体貯蔵タンクに連通し、他端が冷気使用素子の給液端に連通し、媒体回収配管は、一端が媒体貯蔵タンクに連通し、他端が冷気使用素子の排液端に連通するのに適し、冷気発生装置は冷気を供給することに用いられ、第１の冷気交換手段は、媒体供給配管に取り付けられ、前記冷気発生装置によって冷気を供給され、その内部を流れる保冷媒体を冷凍して熱交換することに用いられ、第２の冷気交換手段は、前記媒体供給配管に取り付けられた熱流体通路と前記媒体回収配管に取り付けられた冷流体通路とを有し、前記冷流体通路と前記熱流体通路との間で冷気交換が発生し、前記熱流体通路内を流れる保冷媒体を予冷し、前記熱流体通路は前記媒体貯蔵タンクと前記第１の冷気交換手段との間に接続される。
【００２４】
この冷凍装置を使用して冷凍する際に、媒体供給配管、媒体回収配管、及び冷気使用素子の給液口を介して保冷媒体を循環的に流動させ、流動過程において、冷気発生装置で生じた冷気が、第１の冷気交換手段によって媒体供給配管に送られ、さらに冷気使用素子に送られ、冷気が、放出された後、媒体回収配管に戻り、このとき、保冷媒体に冷気の一部が残存しており、保冷媒体が媒体回収配管を流れるときに、第２の冷気交換手段の存在により、保冷媒体に残存している冷気が、第２の冷気交換手段によって媒体供給配管内の保冷媒体に伝導され、ここでの保冷媒体を予め降温しておく。
【００２５】
上記過程において、第２の冷気交換手段が、媒体供給配管において第１の冷気交換手段よりも上流部にあるので、ここでの媒体供給配管内の保冷媒体の温度が、媒体回収配管内の温度よりも高く、このため、冷気が媒体回収配管から媒体供給配管に伝導できる。上記過程により、媒体回収配管内の保冷媒体に残存している冷気で保冷媒体が予め降温することができ、第１の冷気交換手段に供給される時の保冷媒体の初期温度が下がり、さらに、冷気交換量が同じ場合、このように予め降温していた保冷媒体の方はより低温になり、冷気の利用効率を高め、冷気使用素子の低温のニーズを満たす。
【００２６】
２、本願に係る冷凍装置では、媒体供給配管と媒体回収配管相に連通し、媒体供給配管と媒体回収配管を、媒体貯蔵タンクと第１の冷気交換手段を直列する予冷回路とするバイパス配管をさらに備え、且つ、前記バイパス配管と媒体供給配管は、第１の三方弁を介して連通する。バイパス配管を利用して、保冷剤を、冷気使用素子に導入する前に予冷することができ、予冷段階では、保冷媒体が、媒体貯蔵タンクから流出した後、媒体供給配管、第１の冷気交換手段、バイパス配管、及び媒体回収配管を順次流れ、最後に媒体貯蔵タンクに戻る。予冷された保冷媒体は、温度が下がり、冷気使用素子における初期温度がさらに低下し、次に、第１の冷気交換手段により降温されると、より容易に冷気使用装置に必要な低温になりやすくなる。したがって、このようにすると、この冷凍装置の冷気利用効率をさらに高める。
【００２７】
３、本願に係る冷凍装置では、媒体回収配管に取り付けられ、バイパス配管を介して第１の冷気交換手段に連通し、第１の冷気交換手段から流出した冷気を貯蔵するのに適する蓄冷手段をさらに備える。予冷段階では、蓄冷手段は保冷媒体からの冷気の一部を貯蔵することができ、これらの貯蔵された冷気が、冷気使用素子から流出した保冷媒体を予め降温することで、第２の冷気交換手段において冷流体通路と熱流体通路での温度の差を増大し、第２の冷気交換手段での冷気交換速度を高め、媒体供給配管内の保冷媒体の温度をさらに低下させ、これらの予め降温された保冷媒体が、第１の冷気交換手段により最終的に降温すると、より低い温度になる。したがって、このようにすると、本冷凍装置が達成できる最低温度をさらに低下させ、また、冷気の利用効率をさらに向上させ、冷気の無駄を減少させることができる。
【００２８】
４、本願に係る冷凍装置では、外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室を有し、前記第１の冷気交換手段、第２の冷気交換手段、蓄冷手段、及び冷気発生装置の冷気出力端が断熱室内に配置される断熱手段をさらに備える。断熱手段を利用して、冷気交換中の冷気の損失を回避するとともに、蓄冷手段の保温効果がより良好であり、蓄冷手段の冷気貯蔵過程における冷気の損失を回避する。
【００２９】
５、本願に係る冷凍装置では、前記断熱手段はボックス体であり、断熱室に連通している真空吸引手段が装着されている。真空状態に近い断熱室は、冷気の損失速度をさらに低下させ、冷凍装置の冷気利用効率をさらに向上させる。
【００３０】
６、本願に係る冷凍装置では、前記貯蔵タンク内の保冷媒体を加熱して冷気使用素子の給液端に送るための復温回路をさらに備える。いくつかの場合では、冷気使用素子を昇温する必要があり、たとえば冷凍アブレーション術では、冷凍させたターゲット組織を復温する必要がある。本願に係る復温回路は、保冷媒体を加熱し、カテーテルを介してターゲット組織に送ることができ、このように個別に設けられた復温回路は、冷気使用素子の復温のニーズを満たすだけでなく、復温の温度、進度及び時間をより正確に制御することに非常に役立ち、それにより、手術の治癒率を向上させ、術後の合併症を減らす。
【００３１】
本願に係る冷凍装置では、前記復温回路は、昇温手段が直列されており、給液端が第２の三方弁を介して前記熱流体通路の給液口に入った上流部に連結されている復温管を備える。復温管と媒体供給配管における第２の冷気交換手段の上流部を連結すると、復温管、第１の冷気交換手段及び第２の冷気交換手段が並列され、このとき、保冷剤の加熱用配管と降温用配管がそれぞれ独立する。したがって、第１の冷気交換手段と第２の冷気交換手段に残留している冷気が、復温段階で保冷剤の昇温過程への干渉を回避し、復温過程に対する干渉の要素を減らし、復温過程をより容易に制御することができる。
【００３２】
８、本願に係る冷凍装置では、前記復温回路は、冷気使用素子の排液端と媒体貯蔵タンクに連通している液戻り口とを連通させるための復温還流配管をさらに備える。個別に設けられた復温還流配管は、復温過程を、媒体貯蔵タンク、復温管、冷気使用素子、復温還流配管からなる独立した復温回路とすることができ、それにより、復温過程における干渉の要素をさらに減らし、復温進度をより正確に制御できるようにする。
【００３３】
９、本願に係る冷凍装置では、外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室を有し、前記第１の冷気交換手段、第２の冷気交換手段、蓄冷手段、及び冷気発生装置の冷気出力端が断熱室内に配置される断熱手段をさらに備え、前記復温還流管は断熱手段の外部に配置される。復温還流管を断熱手段の外部に設けることにより、復温還流管が、復温済みの保冷媒体を送るときに蓄冷手段若しくは第２の冷気交換手段内の冷気を持ち去ることを回避し、冷気の利用率を高めることができる。
【００３４】
以上のように、本願による冷凍装置は、冷気の利用効率を高めるとともに、復温過程の制御精度が高いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本願の具体的な実施形態又は従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明するが、勿論、以下の説明における図面は本発明の実施形態の一部に過ぎず、当業者にとって、創造的な努力をせずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
【図１】本願の実施例１における冷凍装置の構造模式図である。
【図２】図１に示す冷凍装置の予冷段階での保冷媒体の流動方向の模式図である。
【図３】図１に示す冷凍装置の冷凍段階での保冷媒体の流動方向の模式図である。
【図４】図１に示す冷凍装置の復温段階での保冷媒体の流動方向の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら本願の技術案を明確かつ完全に説明するが、勿論、説明する実施例は本願の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。当業者が本願の実施例に基づいて創造的な努力をせずに得るすべてのほかの実施例は、本願の特許範囲に属する。
【００３７】
なお、本願の説明において、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などにより示される方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本願の説明し易さ、及び説明の簡素化のために過ぎず、係る装置又は構成要素が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構造又は操作されたりすることを指示又は示唆するものではなく、したがって、本願を制限するものとして理解できない。さらに、用語「第１」、「第２」、「第３」は説明の目的のみで使用されており、相対重要性を指示又は示唆するものとして理解できない。
【００３８】
なお、本発明の説明において、特に明確な規定や限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」は広義に理解すべきであり、たとえば、固定して接続してもよく、取り外し可能に接続してもよく、一体に接続してもよい。機械的に接続してもよく、電気的に接続してもよい。直接連結してもよく、中間部材を介して間接的に連結してもよく、２つの構成要素の内部が連通してもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願での上記用語の具体的な意味を理解できる。
【００３９】
さらに、以下で説明する本願のさまざまな実施形態に係る技術的特徴は、互いに矛盾しない限り、相互に組み合わせることができる。
【００４０】
＜実施例１＞
図１〜図４は、本願の実施例１を示しており、本実施例は、冷凍装置を提供し、冷凍アブレーション装置における冷凍ヘッド８の冷凍に用いられ得るが、冷凍アブレーション術のみへの使用に限定されず、本願に係る冷凍装置は、たとえば冷蔵庫、エアコン、コールドチェーン物流車両などの冷気使用素子付きの他のデバイスへの予冷、冷凍、及び復温にも利用可能である。しかし、説明の明確さのため、本実施例では、冷気使用素子が冷凍アブレーション装置の冷凍ヘッド８である場合のみについて説明する。
【００４１】
本実施例は、媒体貯蔵タンク１、媒体供給配管２、媒体回収配管３、冷気発生装置４、第１の冷気交換手段５、及び第２の冷気交換手段６を備える。媒体貯蔵タンク１には保冷媒体が貯蔵されており、媒体供給配管２は、一端が媒体貯蔵タンク１に連通し、他端が冷気使用素子の給液端に連通するのに適し、媒体回収配管３は、一端が媒体貯蔵タンク１に連通し、他端が冷気使用素子の排液端に連通するのに適し、冷気発生装置４は冷気を供給することに用いられ、第１の冷気交換手段５は、媒体供給配管２に取り付けられ、前記冷気発生装置４によって冷気を供給され、その内部を流れる保冷媒体を冷凍して熱交換することに用いられ、第２の冷気交換手段６は、前記媒体供給配管２に取り付けられた熱流体通路と前記媒体回収配管３に取り付けられた冷流体通路とを有し、前記冷流体通路と前記熱流体通路との間で冷気交換が発生し、前記熱流体通路内を流れる保冷媒体を予冷し、前記熱流体通路は前記媒体貯蔵タンク１と前記第１の冷気交換手段５との間に接続される。
【００４２】
この冷凍装置を使用して冷凍アブレーションを行う際に、媒体供給配管２、媒体回収配管３、冷凍アブレーションシステムのカテーテル７、及び冷凍ヘッド８を利用して保冷媒体を循環的に流動させ、流動中、冷気発生装置４で生じた冷気が第１の冷気交換手段５によって媒体供給配管２に送られ、カテーテル７を介して人体に送られてターゲット組織を冷凍アブレーションし、ターゲット組織と冷気交換を行った保冷媒体が、次に、カテーテル７から媒体回収配管３に流れ、このとき、保冷媒体には冷気の一部が残存しており、次いで、保冷媒体が媒体回収配管３を流れるときに、第２の冷気交換手段６の存在により、保冷媒体に残存している冷気が、第２の冷気交換手段６によって媒体供給配管２内の保冷媒体に伝導され、ここでの保冷媒体を予め降温しておく。
【００４３】
上記過程において、第２の冷気交換手段６が、媒体供給配管２において第１の冷気交換手段５よりも上流部にあるので、ここでの媒体供給配管２内の保冷媒体の温度が媒体回収配管３内の温度よりも高く、このため、冷気が媒体回収配管３から媒体供給配管２に伝導できる。上記過程により、媒体回収配管３内の保冷媒体に残存している冷気で保冷媒体が予め降温することができ、冷気交換手段５に供給されるときの保冷媒体の初期温度が下がり、このように、冷気交換量が同じ場合、このように予め降温された保冷媒体の方はより低温になり、このように常圧媒体を直接冷凍する冷凍アブレーション方式は、冷凍アブレーションに必要な温度を満たす可能性が高く、また、冷気の利用効率が高まる。
【００４４】
具体的には、本実施例における冷気発生装置４は、−１２０℃以下の冷源を供給し得るミニ超低温冷凍機であり、パルス管、スターリング、混合作動媒体絞り、熱音響などの形態としてもよく、その数量が１台以上であり、複数台を組み合わせて作動する場合、組み合わせ方式として、直列又は並列としてもよい。本実施例における保冷媒体は、凝固点が−９０℃未満の液体、たとえば医療用エタノールである。
【００４５】
保冷媒体が達成できる最低温度をさらに低下させるために、媒体供給配管２と媒体回収配管３に連通し、媒体供給配管２と媒体回収配管３を、媒体貯蔵タンク１と第１の冷気交換手段５を直列する予冷回路とするバイパス配管９をさらに備え、且つ、前記バイパス配管９と媒体供給配管２は第１の三方弁１０を介して連通する。
【００４６】
バイパス配管９を利用して、保冷剤を、人体に導入して冷凍アブレーションに用いる前に予冷することができ、予冷段階では、保冷媒体が、媒体貯蔵タンク１から流出した後、媒体供給配管２、第１の冷気交換手段５、バイパス配管９、及び媒体回収配管３を順次流れ、最後に媒体貯蔵タンク１に戻る。予冷した保冷媒体は、温度が下がり、冷凍アブレーション段階に入るときの初期温度がさらに低下し、次に、第１の冷気交換手段５により降温されると、より容易に冷凍アブレーションに必要な低温になる。したがって、このようにすると、この冷凍装置の保冷媒体が冷凍アブレーションに必要な温度になる可能性をさらに高める。
【００４７】
冷凍装置の１つの改良実施形態として、媒体回収配管３に取り付けられ、バイパス配管９を介して第１の冷気交換手段５に連通し、第１の冷気交換手段５から流出した冷気を貯蔵するのに適する蓄冷手段１１をさらに備える。本実施例では、蓄冷手段１１は、具体的には、高比熱容量の蓄冷媒体が充填されているボックス体であり、媒体回収配管３は蓄冷手段１１を貫通しており、配管の側壁を介して蓄冷手段１１内の蓄冷媒体と冷気交換を行う。
【００４８】
予冷段階では、蓄冷手段１１は保冷媒体からの冷気の一部を貯蔵し、このように貯蔵した冷気が、冷凍アブレーション段階の開始後に、人体から流出した保冷媒体を予め降温することで、第２の冷気交換手段６において冷流体通路と熱流体通路とのでの温度の差を増大し、第２の冷気交換手段６での冷気交換速度を高め、媒体供給配管２内の保冷媒体の温度をさらに低下させ、このように予め降温された保冷媒体が、第１の冷気交換手段５により最終的に降温すると、より低い温度になる。したがって、このようにすると、本冷凍装置が冷凍アブレーションに必要な低温になることをさらに確保し、また、冷気の利用効率をさらに向上させ、冷気の無駄を減少させる。
【００４９】
冷気損失を低減させるために、外部との熱量の伝導を低減又は遮断するのに適する断熱室１３を有し、前記第１の冷気交換手段５、第２の冷気交換手段６、蓄冷手段１１、及び冷気発生装置４の冷気出力端が断熱室１３内に配置される断熱手段１２をさらに備える。断熱手段１２を利用して、冷気交換中の冷気の損失を回避できるとともに、蓄冷手段１１の保温効果がより良好であり、蓄冷手段１１の冷気貯蔵過程における冷気の損失を回避する。
【００５０】
具体的には、前記断熱手段１２はボックス体であり、断熱室１３に連通している真空吸引手段１４が装着されている。真空状態に近い断熱室１３は、冷気の損失速度をさらに低下させ、冷凍装置の冷気利用効率をさらに向上させる。真空吸引手段１４は、具体的には、小型真空ポンプである。
【００５１】
断熱手段の代替実施形態として、前記断熱手段１２はボックス体であり、前記断熱室１３内には断熱材が充填されており、ここで、断熱材はポリウレタン発泡材やエアロゲルなどの断熱材を用いることができる。
【００５２】
冷凍させたターゲット組織を復温する必要があるという冷凍アブレーション術のニーズを満たすために、本実施例では、前記貯蔵タンク中の保冷媒体を加熱して冷凍アブレーション装置のカテーテル７の給液端に送るための復温回路をさらに備える。冷凍アブレーション術では、冷凍させたターゲット組織を復温する必要があり、理想的な復温プロセスは冷凍アブレーション術の手術効果を高めることができ、そして、術後の合併症の発生の確率を下げる。本願に係る復温回路は、保冷媒体を加熱して、カテーテル７を介してターゲット組織に送ることができ、このように個別に設けられた復温回路は、冷凍アブレーション術における復温に対応できるだけでなく、復温の温度、進度及び時間をより正確に制御することに非常に役に立ち、それにより、手術の治癒率を向上させ、術後の合併症を減らす。
【００５３】
具体的には、前記復温回路は、昇温手段１６が直列されており、給液端が第２の三方弁１７を介して前記熱流体通路の入り口に入った上流部に連結されている復温管１５を備える。復温管１５と媒体供給配管２の第２の冷気交換手段６の上流部を連結させると、復温管１５、第１の冷気交換手段５及び第２の冷気交換手段６が並列され、このとき、保冷剤の加熱用配管と降温用配管がそれぞれ独立する。したがって、第１の冷気交換手段５と第２の冷気交換手段６に残留している冷気が、復温段階で保冷剤の昇温への干渉を回避し、復温過程に対する干渉の要素を減らし、復温過程をより容易に制御することができる。
【００５４】
上記復温回路の１つの代替実施形態として、前記復温回路は、媒体供給端が第２の三方弁１７を介して、媒体供給配管２に取り付けられ前記第１の冷気交換手段５に入っていない一側に連結されている復温管１５を備える。この代替実施形態では、復温回路には昇温手段が直列されておらず、冷却されない保冷媒体のみをカテーテルに導入して復温過程に用い、人体自体の熱を利用して復温する。このようにすると、ターゲット組織の昇温をより穏やかにさせ、冷凍アブレーション術による健康な組織への損傷を低減させる。
【００５５】
復温回路のさらなる改良として、前記復温回路は、前記冷凍アブレーション装置のカテーテル７の排液端と媒体貯蔵タンク１に連通している液戻り口とを連通させるための復温還流配管をさらに備える。個別に設けられた復温還流配管は、復温過程を、媒体貯蔵タンク１、復温管１５、冷凍アブレーション装置、復温還流配管からなる単独した独復温回路とすることができ、それにより、復温過程における干渉の要素をさらに減らし、復温プロセスをより正確に制御できるようにする。
【００５６】
具体的には、復温還流配管は、両端が媒体回収配管３に連通し、第２の冷気交換手段６に並列され、給液端が第３の三方弁１９を介して媒体供給配管２に連結されている復温還流管１８を備える。さらに、前記復温還流管１８は断熱手段１２の外部に配置される。復温還流管１８を断熱手段１２の外部に設けることにより、復温還流管１８が、復温済みの保冷媒体を送るときに蓄冷手段１１若しくは第２の冷気交換手段６内の冷気を持ち去ることを回避し、冷気の利用率を高めることができる。
【００５７】
保冷媒体を順調に循環できるように、前記媒体供給配管２又は前記媒体回収配管３には、保冷媒体の流動のための動力を供給するのに適するポンピング装置２０が直列されている。
【００５８】
勿論、上記実施例は、明確に説明するための例示に過ぎず、実施形態を限定するものではない。当業者にとって、上記の説明に基づいてさまざまな形態の変化や変更を行うことができる。ここで、すべての実施形態を挙げることは必要ではなく、また、不可能である。これに由来する明らかな変化や変更も本発明の特許範囲に属する。
【符号の説明】
【００５９】
１−媒体貯蔵タンク、２−媒体供給配管、３−媒体回収配管、４−冷気発生装置、５−第１の冷気交換手段、６−第２の冷気交換手段、７−カテーテル、８−冷凍ヘッド、９−バイパス配管、１０−第１の三方弁、１１−蓄冷手段、１２−断熱手段、１３−断熱室、１４−真空吸引手段、１５−復温管、１６−昇温手段、１７−第２の三方弁、１８−復温還流管、１９−第３の三方弁、２０−ポンピング装置、２１−流量計、２２−温度計、２３−逆止め弁、２４−ラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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