测温设备与冷冻消融针测温系统的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种测温设备与冷冻消融针测温系统。


背景技术：

2.冷冻消融是医疗上常用的技术手段，为了能够准确冷冻病灶，需要对冷冻消融装置(例如冷冻消融针)的内部温度进行严格控制。
3.现有技术中，可以采用热电偶对冷冻消融针内的温度进行测量，将热电偶的测量端设于冷冻消融针内部，将热电偶的冷端设于测量设备的温度测量电路板上，测量设备内的热电偶线与冷冻消融针内的热电偶线通过插线端子连接。
4.然而，由于插线端子的两端具有温差，因此会导致测量结果不准确。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种测温设备与冷冻消融针测温系统，以解决测量结果不准确的问题。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种测温设备，包括壳体、设于所述壳体的插接端子，第一测量通道、第二测量通道、第一热电偶、第二热电偶与测温元件；所述第一测量通道与所述第二测量通道处于所述壳体内，所述第二热电偶位于所述壳体外；
7.所述第一测量通道连接所述第一热电偶的冷端，所述第一热电偶的测量端连接所述插接端子，且对应的连接处位于所述壳体外；
8.所述第二热电偶的冷端连接于所述插接端子的对外连接部，且通过所述插接端子直接或间接连接所述第二测量通道，所述第二热电偶的测量端位于冷冻消融针的内部；
9.所述测温元件连接所述第一热电偶的冷端，用于获取所述第一热电偶的冷端温度信息；
10.所述第一测量通道用于获取所述第一热电偶的第一电压信息；
11.所述第二测量通道用于获取所述第二热电偶的第二电压信息；
12.可选的，所述测温设备还包括补偿导线；
13.所述插接端子还包括对内连接部与端子线芯，所述对内连接部、所述端子线芯与所述对外连接部依次连接，所述补偿导线的一侧连接于所述第二测量通道，所述补偿导线的另一侧连接所述对内连接部。
14.可选的，所述补偿导线的材质与所述端子线芯的材质相同。
15.可选的，所述补偿导线与所述端子线芯的材质均为铜线。
16.可选的，所述第一热电偶与所述第二热电偶均为铜
‑
康铜热电偶。
17.可选的，所述测温设备还包括数据处理模块，所述数据处理模块电连接所述第一测量通道，以接收所述第一电压信息；
18.所述数据处理模块电连接所述第二测量通道，以接收所述第二电压信息；
19.所述数据处理模块电连接所述测温元件，以接收所述第一热电偶的冷端温度信
息。
20.可选的，所述测温设备还包括测量电路板，所述第一测量通道、所述第二测量通道、所述测温元件设于所述测量电路板。
21.根据本实用新型的第二方面，提供了一种冷冻消融针测温系统，包括本实用新型第一方面及其可选方案所述的测温设备与冷冻消融针。
22.可见，本实用新型通过将第一热电偶的测量端连接于插接端子位于壳体外的部分，获得第一电压信息，将第二热电偶的测量端连接于冷冻消融针的内部，且将第二电偶的冷端连接于插接端子的对外连接部，获得第二电压信息，进而利用测温元件获取到的第一热电偶的冷端温度信息、第一电压信息与第二电压信息确定冷冻消融针的内部环境温度，保证了第一热电偶的冷端与测量端，以及第二热电偶的冷端与测量端之间均不存在具有温差的其他介质，从而避免了测量误差，提高了测量精度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型一实施例中测量设备的结构示意图一；
25.图2是本实用新型一实施例中测量设备的结构示意图二；
26.图3是本实用新型一实施例中测量设备的结构示意图三；
27.图4是本实用新型一实施例中冷冻消融针的测温方法流程示意图一；
28.图5是本实用新型一实施例中冷冻消融针的测温方法流程示意图二。
29.附图标记说明：
30.11
‑
外壳；
31.12
‑
第一测量通道；
32.13
‑
第二测量通道；
33.14
‑
第一热电偶；
34.15
‑
第二热电偶；
35.16
‑
插接端子；
36.161
‑
对外连接部；
37.162
‑
对内连接部；
38.163
‑
端子线芯；
39.17
‑
补偿导线；
40.18
‑
数据处理模块；
41.19
‑
测温元件。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“上端”、“下端”、“下表面”、“上表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
45.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个，三个，四个等，除非另有明确具体的限定。
46.在本实用新型说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.在本实用新型的说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
48.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
49.请参考图1，提供了一种测温设备，包括壳体11、设于所述壳体11 的插接端子16，第一测量通道12、第二测量通道13、第一热电偶14、第二热电偶15与测温元件19；所述第一测量通道12与所述第二测量通道13处于所述壳体11内，所述第二热电偶15位于所述壳体外；
50.所述第一测量通道12连接所述第一热电偶14的冷端，所述第一热电偶 14的测量端连接所述插接端子16，且对应的连接处位于所述壳体11外；
51.所述第二热电偶15的冷端连接于所述插接端子16的对外连接部161，且通过所述插接端子16直接或间接连接所述第二测量通道13，所述第二热电偶15的测量端位于冷冻消融针的内部；
52.所述测温元件19连接所述第一热电偶14的冷端，用于获取所述第一热电偶14的冷端温度信息；
53.所述第一测量通道12用于获取所述第一热电偶14的第一电压信息；
54.所述第二测量通道13用于获取所述第二热电偶15的第二电压信息；
55.所述冷冻消融针的内部环境温度是根据所述第一热电偶的冷端温度信息、所述第一电压信息与所述第二电压信息确定的。
56.其中，热电偶的冷端(例如第一热电偶14的冷端或者第二热电偶15的冷端)还可理解为热电偶的参考端或自由端。
57.热电偶的测量端(例如第一热电偶14的测量端或者第二热电偶15的测量端)还可
理解为热电偶的工作端或热端。
58.第一测量通道12、第二测量通道13、测温元件19可以是分别独立设于测量设备内部的，也可以是设于测量设备内部的测量电路板上的。
59.测温元件19可以是设于测量电路板上的高精度测温芯片，也可以是连接于测量电路板的其他测温设备等等。
60.测温元件可以是设于测量电路板上的高精度测温芯片，也可以是连接于测量电路板的其他测温设备等等。
61.此外，测量电路板上还可以基于以上实施例设置多个第二测量通道 13，每个第二测量通道13可经对应的第二热电偶15对对应的冷冻消融探针进行测量，并利用第一冷端温度信息、第一电压信息与多个第二电压信息，测量得到多个冷冻消融针的内部环境温度。
62.例如，第二测量通道13的数量可以是八个，对应的，可以将八个第二热电偶15的冷端分别连接对应的第二测量通道13，并且使八个第二电偶15 的测量端分别处于不同的冷冻消融针内部，进而得到八个第二电压信息；
63.利用第一冷端温度信息、第一电压信息与每一个第二电压信息进行查表计算(具体计算过程参考后文理解)，得到八个冷冻消融针的内部环境温度。其他举例中，第二测量通道的数量也可以是其他数值。
64.所述第一热电偶14的测量端连接所述插接端子16，且对应的连接处位于所述壳体11外，可以理解为：第一热电偶14的测量端可以接触、或连接于插接端子16位于壳体11外的任意部分。
65.所述第二热电偶15可以部分或全部设于冷冻消融针内部的，也可以部分设于冷冻消融针外部的，只要第二热电偶15是位于测量设备的外壳11外的，且第二热电偶15的测量端位于冷冻消融针的内部，就不脱离本实施例的范围。
66.为了便于说明本实用新型实施例及其可选方案的积极效果，以下对利用热电偶测量冷冻消融针内部温度的基本原理进行进一步的介绍：
67.冷冻消融针的测温设备将热电偶的测量端设于冷冻消融针内部的测量点，而热电偶的冷端设于测量设备的内部，并将位于测量设备内的热电偶与位于冷冻消融针内部的热电偶通过插线端子连接，即：测量设备内通过热电偶连接插接端子，插接端子通过热电偶连接冷冻消融针内部的测量点。
68.根据热电偶测温原理，在热电偶中引入第三种材质的金属，若第三种材质金属两端不存在温度差，则第三种材质的金属就不会对热电偶测温造成影响，插线端子即可理解为是在热电偶中引入的第三种材质的金属，但现有相关技术中，由于插接端子横跨测量设备的内外，一端位于测量设备的内部，另一端位于测量设备的外部，设备内外均具有热电偶线，由于测量设备的内外存在温差，从而导致插接端子两端也存在温差，进而会使测量结果产生误差。
69.本实用新型通过将第一热电偶的测量端连接于插接端子位于壳体外的部分，获得第一电压信息，将第二热电偶的测量端连接于冷冻消融针的内部，且将第二电偶的冷端连接于插接端子的对外连接部，获得第二电压信息，进而利用测温元件获取到的第一热电偶的冷端温度信息、第一电压信息与第二电压信息确定冷冻消融针的内部环境温度，保证了第一热电偶的冷端与测量端，以及第二热电偶的冷端与测量端之间均不存在具有温差的其
他介质，从而避免了测量误差，提高了测量精度。
70.进一步的，请参考图2，测温设备还包括补偿导线17；
71.所述插接端子16还包括对内连接部162与端子线芯163，所述对内连接部162、所述端子线芯163与所述对外连接部161依次连接，所述补偿导线的17一侧连接于所述第二测量通道13，所述补偿导线17的另一侧连接所述对内连接部162；
72.所述补偿导线17的材质与所述端子线芯163的材质相同。
73.其中，补偿导线17与端子线芯163的材质不限，可以是铝、铁、铜镀锌、铜镀银等金属材质。
74.进一步的，所述补偿导线17与所述端子线芯163的材质均为铜线；
75.所述第一热电偶14与所述第二热电偶15均为铜
‑
康铜热电偶，铜
‑
康铜热电偶又称t型热电偶，测量范围为
‑
200
‑
350℃，是一种极佳的测量低温的廉价金属热电偶。
76.一种实施方式中，请参考图3，测温设备还包括数据处理模块18，所述数据处理模块18电连接所述第一测量通道12、所述第二测量通道13与所述测温元件19，用于：
77.根据所述第一热电偶的冷端温度信息与热电偶电压
‑
温度表，确定冷端电压信息；
78.利用所述冷端电压信息与所述第一电压信息对所述第二电压信息进行补偿，确定补偿后电压信息；
79.根据所述补偿后电压信息与所述热电偶电压
‑
温度表，确定所述冷冻消融针的内部环境温度。
80.其中，补偿后电压信息可以是根据以下公式确定的：
81.u＝u0 u1 u2；
82.其中，u表征了所述补偿后电压信息；
83.u0表征了所述冷端电压信息；
84.u1表征了所述第一电压信息；
85.u2表征了所述第二电压信息。
86.进一步的，数据处理模块18还用于：若所述冷冻消融针的内部环境温度为负值，则：对所述冷冻消融针的内部环境温度进行修正，得到修正后的内部环境温度。
87.进一步的，所述修正后的内部环境温度是根据以下公式确定的：
88.t1＝t0 a
×
(int(t0/b) 1)
89.其中，t0表征了所述冷冻消融针的内部环境温度；
90.t1表征了所述修正后的内部环境温度；
91.a、b均为不等于零的常数。
92.一种举例中，a的取值为
‑
0.2，b的取值为
‑
10，其他举例中，a与b的取值也可以是其他常数。
93.上述公式的含义可以理解为：每
‑
10℃修正
‑
0.2℃的误差，即分段阶梯修正，例如，当冷冻消融针的内部环境温度t0＝186.7℃时，将t0代入上述公式：
94.t0＝
‑
186.7
95.int(
‑
186.7/
‑
10)＝18
96.t1＝
‑
186.7 (
‑
0.2)*(18 1)＝
‑
190.5，即得到修正后的内部环境温度t1＝
‑ꢀ
190.5。
97.下表为根据以上实施例利用测温设备测量冷冻消融针内部环境温度的部分实验数据(单位，℃)：
98.可见，本实用新型实施例还能够针对测量温度为负值的测量结果进行修正，进一步提高了测量精度。
[0099][0100][0101]
从上表可知，在目标温度100～
‑
190℃范围内，误差不超过
±
1℃，满足消融针测温要求。
[0102]
请参考图4，提供了一种冷冻消融针的测量方法，其可应用于数据处理模块进而通过算法实现该过程，也可通过人工的计算来实现，包括：
[0103]
步骤s21：利用以上所涉及的测温设备对冷冻消融针进行测量，得到所述第一电压信息与所述第二电压信息；
[0104]
步骤s22：根据所述第一热电偶的冷端温度信息与热电偶电压
‑
温度表，确定冷端电压信息；
[0105]
步骤s23：利用所述冷端电压信息与所述第一电压信息对所述第二电压信息进行
补偿，确定补偿后电压信息；
[0106]
步骤s24：根据所述补偿后电压信息与所述热电偶电压
‑
温度表，确定所述冷冻消融针的内部环境温度。
[0107]
其中，步骤s23中的补偿后电压信息可理解为：利用测量端位于新冷端 (插接端子处于壳体外的部分)的热电偶的电压对测量端位于冷冻消融针的热电偶的电压进行冷端补偿，得到的电压信息。
[0108]
进一步的请参考图4与图5，所述方法还包括：
[0109]
步骤s25：判断所述冷冻消融针的内部环境温度是否为负值；
[0110]
若步骤s25的判断结果为是，则实施步骤s26：对所述冷冻消融针的内部环境温度进行修正，得到修正后的内部环境温度。
[0111]
其中，所述修正后的冷冻消融针的内部环境温度是根据以下公式确定的：
[0112]
t1＝t0 a
×
(int(t0/b) 1)
[0113]
其中，t0表征了所述冷冻消融针的内部环境温度；
[0114]
t1表征了所述修正后的内部环境温度；
[0115]
a、b均为不等于零的常数。
[0116]
一种举例中，a的取值为
‑
0.2，b的取值为
‑
10，其他举例中，a与b的的取值也可以是其他常数。
[0117]
以下对冷冻消融针的测温方法的一种实现过程进行阐述，请参考图4与图5，当需要对冷冻消融针的内部环境温度进行测量时，先实施步骤s21，得到第一电压信息(即迁移后冷端电压)与第二电压信息(即消融针热电偶电压)，然后实施步骤s22，得到冷端电压信息，然后实施步骤s23，得到补偿后电压信息(即冷端补偿后的电压)，然后实施步骤s24，得到冷冻消融针的内部环境温度(即电压转换后的温度)，然后实施步骤s25，即判断温度是否为负数，若步骤s25的判断结果为是，则实施步骤s26，对该温度进行修正 (即利用前文提到的公式进行分段阶梯修正)，得到修正后的内部环境温度。
[0118]
本实用新型实施例还提供了一种冷冻消融针测温系统，包括以上各实施例所涉及的测温设备与冷冻消融针。
[0119]
在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0120]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。