專利名稱：冷凍綜合治療儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種疾病治療儀器，尤其是一種冷凍綜合治療儀。
背景技術：
目前，眼科類白內障摘除手術和視網膜、青光眼、網膜炎癥的治療，或者皮膚類如外科腫瘤、海綿狀血管瘤、軟組織瘤、小面積皮膚贅生物等癥狀的切除以及淺表膿腫引流手術中，一般是采用超聲乳化、激光乳化摘除術和常規外科療法，手術后有一定的負作用。有許多醫院還在用手術鉗固定鉆石刀片或一小節剃須刀片進行眼科手術。采用固體二氧化碳(干冰)治療器和用液體或氣體制冷源的醫療器械作冷凍摘除術的，由于需要笨重的氣罐，又要求在短時間里集中使用，故受到地區限制，使用不便。
發明內容
本實用新型的目的在于克服上述醫療手術范圍內給醫生與患者帶來諸多不便的缺陷，提供一種低電壓、小電流，可迅速達到-40℃低溫，且能任意調控恒溫，性能穩定，使用簡便，操作容易，通用性強，應用范圍大的熱電冷凍綜合治療儀。
為了達到上述目的，采取由手柄中的第一、二級熱電制冷器，主機箱內的介質冷熱交換熱電制冷器、調速水泵和程控器同步工作，各部份熱電制冷器在整流電源程控器的作用下，產生明顯的制冷效應。第二級熱電制冷器的熱端通過T型級間冷芯把熱量傳導到由四個電堆組成的第一級熱電制冷器的冷端，其熱端再把熱量從兩個小水箱里的冷卻水帶走，冷卻水經調速水泵的作用產生一定的水壓和流量，流經介質冷熱交換器中的又一組熱電制冷器冷端降溫后返回蓄水箱。如此循環，使手柄的冷頭迅速冷卻，達到-40℃以下的低溫。本實用新型的本質在于通過多級熱電制冷器的遞增散熱機制，使冷頭溫度與環境溫度產生86℃左右的溫差，有足夠大的產冷量，足夠低的溫度，適用范圍擴大，并且由于運用傳感元件、程控電路和各級熱電制冷器與調速水泵、散熱器風機同步工作，使所需溫度范圍的調控更加簡便、自如。
本實用新型由手柄及主機箱兩大部份組成，設置在手柄內的冷板夾頭的底面與第二級熱電制冷器的冷端緊貼，第二級熱電制冷器的熱端與T形級間冷芯的頂面緊貼；T形級間冷芯的兩個扁平面又與第一級的四個熱電制冷器緊靠粘合；第一級熱電制冷器的熱端再與兩個小水箱分別粘緊成為一體；手柄中的第一、二級熱電制冷器、主機箱中的介質冷熱交換器和調速水泵由熱敏傳感器、溫度選擇電位器、差值比較放大器、觸發器、整流電源程控器等電子電路通過電纜連接，同步控制其工況功率及冷卻水溫度、流量。手柄中熱電制冷器，可以采用三級或多級寶塔形熱電制冷器。主機箱整體結構可做成便攜式，或固定式面板操作臺。
由于本實用新型采用的是一種純固化體器件，無污染、無振動，加上體積小、重量輕、耗電少、結構牢靠、性能穩定、能長時間運行，且使用簡便，操作容易，通用性強，治療成本低，應用范圍廣，特別適合臨床眼科手術和皮膚外科手術以及其它冷凍療法。成為醫學領域較理想的新型醫療器械。
圖1是本實用新型冷凍綜合治療儀立體剖視結構圖。
圖2是本實用新型采用固定式面板操作臺外觀示意圖。
圖3是本實用新型正面剖視結構圖。
圖4是本實用新型手柄剖視結構圖。
圖5是本實用新型電氣控制工作原理圖。
圖6是本實用新型電氣控制系統方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
本實用新型冷凍綜合治療儀的結構如圖1、圖3、圖4所示。由主機箱和手柄兩大部分組成。主機箱由控制面板1，電氣裝置5，蓄水箱7，調速水泵11，介質冷熱交換器12等部分組成。控制面板1的面上有調溫給定值選擇旋鈕2，連接手柄的冷卻水進出口插孔3和連接手柄內第一級熱電制冷器23和第二級熱電制冷器20的電源插座4；另外還有溫度顯示器和其它功能指示器。上有進水口14的蓄水箱7設在治療儀中部，外包一層絕緣隔熱層6，調速水泵11設有出水口10接小水箱24，介質冷熱交換器12由軸流風機、鋁制散熱器、鋁制致冷板、兩個熱電制冷器組成，設冷卻水進水口8，冷卻水出水口9；熱電制冷器采用127對制冷元件，其兩個電堆，結構尺寸為40×40×4mm，致冷板先用φ6銅管彎成“弓”形后用純鋁澆鑄而成；當兩個熱電制冷器串聯連接在整流電源上，熱端貼在鋁制散熱器上，從冷端到熱端產生熱量遷移，后由軸流風機強迫通風散熱出去；冷端則緊靠致冷板，把流經通道里的水迅速降溫。在治療儀一角設置的貯物箱13為方便存放操作手柄和各種待更換的不同規格、不同手術用的針桿冷頭。本實用新型的主機箱可以采用便攜式，如圖1；也可以采用固定式面板操作臺15型式，如圖2。
手柄的結構如圖4所示冷頭16為手術用的針桿冷頭，把它插入手柄27頭部的鋁制冷板夾頭18壓緊后，用絕熱密封套圈17、壓緊彈簧片19再把冷頭進一步固定，便于手術操作。第二級熱電制冷器20用11對制冷元件，結構尺寸為15×10×4mm，把它緊靠貼在冷夾頭18和鋁制T形級間冷芯21之間。第一級熱電制冷器23采用4個電堆串并聯式，每個為17對制冷元件，結構尺寸為15×15×3.3mm；T形級間冷芯21既是第二級熱電制冷器20的熱端，又是第一級熱電制冷器23的冷端；最后由第一級熱電制冷器23的熱端通過兩個鋁制小水箱24中鉆孔通道的循環冷卻水把熱量帶到介質冷熱交換器12進行降溫后流至蓄水箱7，蓄水箱的容積為25L。在手柄、冷頭、熱電制冷器及小水箱間均有隔熱層22。
圖5是冷凍綜合治療儀的電氣控制工作原理圖。其工作原理過程如下當溫度選擇電位器旋鈕2旋至調溫給定值后，蓄水箱7里面的熱敏傳感元件得到冷卻水溫度信息和選擇電位器的差值電動勢一并反饋給信號放大器、比較放大器再到整流電源程控器中，通過功率放大器、觸發器、斷水超溫保護器，自動調節各級電熱制冷器的工況和調速水泵的功率，使冷頭穩定在某一所需的溫度值上。
從程控器供給直流電源給第一級熱電制冷器23和第二級熱電制冷器20以及介質冷熱交換器中的另一組熱電制冷器12；由于第二級熱電制冷器熱端緊貼在第一級熱電制冷器的冷端上，幫助第二級散熱，第一級熱電制冷器的熱端則通過內部鉆孔形成冷卻水通道的小水箱把熱量帶到介質冷熱交換器中降溫冷卻，于是在冷頭上迅速獲得-40℃下以低溫。
本實用新型的結構實施效果，經初步測試在室溫30℃，相對濕度70％，冷卻水溫20℃時第一級測試電壓4V，電流17A，溫差54.3℃，T形級間冷芯溫度-29.3℃；第二級測試電壓5.5V，電流17A，溫差85.8℃，冷板夾頭溫度-62.5℃。
顯而易見，即使冷頭與空氣的對流熱交換有部分溫度損失，也可使冷頭溫度達到-40℃左右，仍能滿足臨床冷凍摘除術和低溫治療應用范圍的要求。
圖6是本治療儀的電氣控制系統方框圖。為了使冷頭低溫保持在工作需要的設定值上，從蓄水箱循環冷卻水中的熱敏傳感探頭、溫度選擇電位器得到溫差電動勢經電壓放大后，接入由惠斯登電橋、比較放大器、功率放大器、μJT觸發器、斷水超溫保護器、SCR控制器整流電源、譯碼/驅動電路、液晶顯示器等組成的控制電路中，同步調整控制手柄的第一、二級熱電制冷器和主機箱中介質冷熱交換器里的熱電制冷器的電流與調速水泵的功率，調節冷卻水的溫度和水壓及流量，以達到冷頭恒溫自動控制的目的。
本實用新型冷凍綜合治療儀如果在冷頭和刀頭上的規格、材料上進一步加以改進，操作技術進一步提高，其應用范圍可擴大到耳鼻喉科、其它腔體手術以及皮膚外科手術中。它是一種醫療臨床使用和適應生物、畜牧及醫院病理科進行實驗的、可迅速達到-40℃低溫且能任意調控恒溫的治療儀。使用治療前不用麻醉，治療后不用包扎，也不用換藥，對身體無損傷，無副作用，無疤痕，避免患者的病變現象發生。治療成本低。
權利要求1.一種冷凍綜合治療儀，由手柄、主機箱兩部份組成，其特征在于①設置在手柄(27)內的冷板夾頭(18)的底面與第二級熱電制冷器(20)的冷端緊貼，第二級熱電制冷器(20)的熱端與T形級間冷芯(21)的頂面緊貼；T形級間冷芯(21)的兩個扁平面又與第一級的四個熱電制冷器(23)緊靠粘合；第一級熱電制冷器(23)的熱端再與兩個小水箱(24)分別粘緊成為一體；②手柄(27)中的第一、二級熱電制冷器、主機箱中的介質冷熱交換器(12)和調速水泵(11)由熱敏傳感器、溫度選擇電位器、差值比較放大器、觸發器、整流電源程控器等電子電路通過電纜連接，同步控制其工況功率及冷卻水溫度、流量。
2.根據權利要求1所述的冷凍治療儀，其特征在于手柄中熱電制冷器(20)、(23)，可以采用三級或多級寶塔形熱電制冷器。
3.根據權利要求1所述的冷凍治療儀，其特征在于主機箱整體結構可做成便攜式，或固定式面板操作臺。
專利摘要本實用新型提供了一種冷凍綜合治療儀，由手柄及主機箱兩大部分組成，設置在手柄內的冷板夾頭的底面與第二級熱電制冷器的冷端緊貼，第二級熱電制冷器的熱端與T形級間冷芯的頂面緊貼；T形級間冷芯的兩個扁平面又與第一級的四個熱電制冷器緊靠粘合；第一級熱電制冷器的熱端再與兩個小水箱分別粘緊成為一體；熱電制冷器、介質冷熱交換器和調速水泵等電子電路通過電纜連接，同步控制其工況功率及冷卻水溫度、流量。本實用新型無污染、無振動，加上體積小、重量輕、耗電少、性能穩定、能長時間運行，且使用簡便，通用性強，治療成本低，應用范圍廣，特別適合臨床眼科手術和皮膚外科手術以及其它冷凍療法。成為醫學領域較理想的新型醫療器械。
文檔編號A61B18/00GK2647257SQ0323730
公開日2004年10月13日 申請日期2003年9月5日 優先權日2003年9月5日
發明者張偉彪 申請人:張偉彪