[发明专利]一种温度可控的冷冻消融系统

说明书

本发明提供一种温度可控的冷冻消融系统，包括导管、流体输送单元以及控制单元；其中所述导管包括中心腔室和位于导管远端的球囊，在所述中心腔室内设有供冷冻流体输入球囊的输入通道和供冷冻流体从球囊流出的流出通道；所述流体输送单元供应冷冻流体并将冷冻流体排出；所述控制单元对流体输送单元进行控制以根据目标温度值控制所述球囊的温度趋近于所述目标温度值。在冷冻消融系统稳态工作时，通过控制冷冻流体的输入压力，可以使导管远端的球囊温度趋近于所述目标温度值，这样手术风险比较小，在达到同样消融深度的情况下，具有更安全、稳定的消融模式。

技术领域

本发明涉及一种冷冻消融系统，具体而言，涉及一种对球囊冷冻温度可控的冷冻消融系统。

背景技术

针对射频消融术对心率失常患者带来的治疗风险，目前冷冻消融介入治疗的技术也开始在临床中应用。冷冻消融采用液态氮类的液化气体作为冷冻流体源，通过液态氮的吸收蒸发，带走组织热量，使目标部位的温度降低至一定温度，异常电生理的细胞组织遭到破坏且不至于冻伤组织，从而减除心率失常的风险。

但已知的冷冻消融系统也存在一定的局限性，仅能够以恒定的制冷功率运行，满足不了房颤冷冻消融术中治疗对最低温度的不同需求，对于更完善、可控不同冷冻温度的冷冻消融系统存在需求。

发明内容

在根据本发明的一个优选实施方式的冷冻消融系统中，通过对冷冻流体进行稳态控制，可以有效控制冷冻流体的输入量，能够使冷冻流体在导管远端的球囊内有效气化，使球囊的制冷效果最佳。在冷冻消融系统稳态工作时，导管远端的球囊内始终具有较为稳定的压力值，通过控制冷冻流体的输入压力，可以使球囊温度趋近于所述目标温度值，这样手术风险也比较小，在达到同样消融深度的情况下，具有更安全、稳定的消融模式。

根据本发明的一个方面，提供一种温度可控的冷冻消融系统，包括导管、流体输送单元以及控制单元；其中所述导管包括中心腔室和位于导管远端的球囊，在所述中心腔室内设有供冷冻流体输入球囊的输入通道和供冷冻流体从球囊流出的流出通道；所述流体输送单元供应冷冻流体并将冷冻流体排出；所述控制单元对流体输送单元进行控制以根据目标温度值控制所述球囊的温度趋近于所述目标温度值。

优选的，所述控制单元包括串级PID控制回路以控制所述球囊的温度变化趋势，使得所述球囊的温度趋近于所述目标温度值。

优选的，所述串级PID控制回路包括主PID控制回路(PID1)和副PID控制回路(PID2)，其中主PID控制回路进行温度变化趋势控制，副PID控制回路进行压力控制。

优选的，在主PID控制回路中，温度为目标被调量，在副PID控制回路中，压力为实际被调量；在目标温度值被设定后，主PID控制回路和副PID控制回路联动控制，以通过实际被调量的变化调节目标被调量，使得所述球囊的温度趋近于所述目标温度值。

优选的，球囊温度无限趋近于所述目标温度值。

优选的，当球囊温度趋近于所述目标温度值时，球囊温度的最低值不小于所述目标温度值。

优选的，所述目标温度值是预先存储在所述控制单元内的参数，并能够通过所述控制单元的人机交互单元进行设定。

优选的，所述主PID控制回路根据目标温度值通过压力调节对温度进行调节；所述副PID控制回路根据主PID控制回路输入的压力通过流量调节阀开度对压力进行调节。

优选的，所述主PID控制回路和副PID控制回路分别通过下述方程式计算调节量和控制量：

控制量：u(t)＝Δu(t)+常量

调节量：

其中：e(t)为误差，e(t)＝目标值－实测值；

Kp为比例增益；

Ti为积分时间；