低温针制造技术

本发明专利技术提供了一种低温针，所述低温针包括具有远端段的外管，其中大致中央的气体供应线路放置在所述外管内。所述气体供应线路供应用于在所述外管的外表面上在所述远端段上方形成冰球的低温气体。所述气体供应线路终止于放置在所述远端段内的膨胀室中。所述低温针包括热交换螺旋状物，所述热交换螺旋状物接触所述外管的内表面。所述热交换螺旋状物具有按每单位距离的所述远端段逐渐增大的表面区域，使得所述冰球具有大致对称的形状。

【技术实现步骤摘要】
低温针相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月20日提交的美国专利申请No.14/627,568的优先权，所述专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。领域本公开大体上涉及用于形成具有对称形状的冰球的低温针。背景低温手术系统包括连接到一个或多个低温气体源的一个或多个低温针。此类系统在共同转让的专利(美国专利No.8,066,697)和已公布的申请(美国公布No.2010/0256620A1)中进行了描述，所述文献的公开内容据此以全文引用的方式并入。在此类低温手术系统中，低温气体可以从低温气体源递送到一个或多个低温针。低温针可由于低温气体的膨胀而被冷却或加热，从而冷冻或解冻低温针附近的组织。概述某些实施方案包括低温针，该低温针包括具有远端段的外管。该低温针具有同轴地定位在外管内的气体供应线路。该气体供应线路可被配置为供应用于在外管的外表面上在远端段上方形成冰球的低温气体。该低温针可具有膨胀室，该膨胀室放置在远端段内，使得中央气体供应线路终止于膨胀室中。该低温针可具有热交换螺旋状物，该热交换螺旋状物接触外管的内表面。该低温针可具有返回气流管腔，该返回气流管腔环状地限定在热交换螺旋状物与中央气体供应线路之间，并且适于朝向近端段运载来自膨胀室的低温气体。热交换螺旋状物可在远端段中提供大致均匀的冷却，使得冰球的形状是大致对称的。在某些实施方案中，热交换螺旋状物具有按每单位距离的远端段逐渐增大的表面区域，使得冰球具有大致对称的形状。在某些情况下，返回气体管腔提供使低温气体从膨胀室流向近端段的螺旋形返回路径。某些实施方案包括在低温手术期间形成对称冰球的方法。该方法可包括提供包含低温针，诸如本文所述的那些的低温手术系统。该方法涉及：通过气体供应线路供应低温气体；使低温气体在膨胀室处膨胀；在远端段中为低温气体提供螺旋形返回路径，其中低温气体在返回气流管腔中沿着从膨胀室朝向近端段的方向流动；以及在外管的外表面上在远端段上方形成冰球，使得冰球具有大致对称的形状。附图简述下面的附图说明本专利技术的特定实施方案，并且因此并不限制本专利技术的范围。附图不一定按比例绘制(除非这样说明)，并且有意将附图与下面的详细描述中的解释结合来使用。下面将结合附图描述本专利技术的实施方案，附图中相同的数字表示相同的元件。图1A为根据一个实施方案的低温针的透视图；图1B为图1A所示低温针的部分1B的放大透视图；图2为沿着平面2-2截取的图1A所示低温针的部分3的放大前视截面图；图3为图1A所示低温针的部分3的放大透视图，其中外管被从视图中移除以示出容纳于其中的内部部件；图4为沿着平面4-4截取的图3所示低温针的截面图；图5为图1A所示低温针的部分5的放大透视图，其中外管被从视图中移除以示出容纳于其中的内部部件；图6为图2所示低温针的部分6的放大透视图；图7A为根据所示出的某些实施方案的低温针的前视图，其中在低温针的远端尖端处形成椭圆形冰球；以及图7B为根据所示出的某些实施方案的低温针的前视图，其中在低温针的远端尖端处形成球形冰球。详细描述下面的详细描述本质上是示例性的，且并不意在以任何方式限制本专利技术的范围、适用性或配置。相反，下面的描述提供了用于实施本专利技术的示例性实施方案的一些实际说明。对所选择的元件提供了构造、材料、尺寸和制造工艺的实例，且所有其他元件都采用本专利
技术人员已知的那些。本领域技术人员应当认识到，所提及的许多实例具有多种合适的替代方案。低温手术系统可用于低温消融目标组织(例如，肿瘤)。通常，此类系统包括一个或多个低温针、一个或多个低温气体源和一个控制器。低温气体源可供应诸如氩气、氮气、空气、氪气、CO2、CF4、氙气的气体和各种其他气体。低温手术系统还可包括控制器，该控制器具有一个或多个传感器、流量计、计时器、模拟/数字转换器、有线或无线通信模块等。此外，控制器还可调节供应给低温针的低温气体的流速、温度和压力。例如，在低温手术期间，外科医生可通过将低温针10放置在患者解剖结构的目标区域之处或附近来部署一个或多个低温针，诸如图1所示的那些，以低温消融患者解剖结构的目标区域。在一个实例中，低温针10利用焦耳-汤姆逊效应来产生冷却或加热。在此类情况下，低温气体在低温针10中从较高的压力膨胀到较低的压力。低温气体的膨胀导致温度处于或低于低温消融位于低温针10的尖端附近的组织所需的温度。膨胀的低温气体与低温针10的外壁之间的热传递可用于形成冰球，且因此低温消融组织。如图1A至图1B和图2所示，低温针10的部件被定位在外管12(例如，套管针)内。外管12可具有远端操作头16，该远端操作头设置在低温针10的远端段20处，用于在部署期间穿透患者的组织。外管12可具有基本上薄的截面，以便能够部署在患者的组织中。在一个实例中，外管12具有约2.1毫米的外径。也可考虑其他尺寸的外管12。例如，外管12可具有介于约1.5毫米与约2.4毫米之间的外径。如以上所提及的，外管12可具有放置在患者的解剖结构的目标区域之处或附近的远端段20。外管12还可具有定位在低温针10的远端段20与近端段30之间的中间段24。此外，外管12还具有纵向轴线34。如图2中所见，低温针10包括气体供应线路38，该气体供应线路基本上沿着它的长度延伸，以用于向远端操作头16提供高压气体。气体供应线路38可同轴地/同中心地定位在外管12内。气体供应线路38可被配置为供应用于在外管12的外表面40上在远端段20上方形成冰球的低温气体。在某些情况下，气体供应线路38可为毛细管。参考图1B，气体供应线路38包括近端热交换器50，该近端热交换器定位在低温针10的近端段30中，且可操作地连接到第一端52处的低温气体源(未示出)和第二端54处的毛细管。近端热交换器50可将来自低温气体源的低温气体在递送到中间段和/或远端段之前预先冷却。继续参考图1B，近端热交换器50可为绕着中央核58卷绕的中空螺旋管56。与未盘绕的热交换器相比，近端热交换器50的螺旋管56提供按每单位长度的螺旋管56逐渐增大的热交换表面区域。螺旋管56可由黄铜制成。也可考虑其他金属诸如不锈钢。在图1A所示的实施方案中，近端热交换器50是远离远端操作头16定位的。例如，近端热交换器50可被定位在柄部(未示出)。在此类情况下，绝缘外盖(未示出)可被定位在近端热交换器50上方以便于由操作员(例如，外科医生)手动部署(例如，通过抓握柄部)。绝缘外盖可由热收缩塑胶膜制成。在某些情况下，中央核58与远端操作头16相比可以是基本上刚性的。此类实施方案可有利于提供具有基本上柔性的远端操作头16和基本上刚性的柄部的低温针10，该远端操作头用于穿透软组织，并且该柄部具有用于预先冷却低温气体的近端热交换器50。参考图2，远端段20可具有第一部分60和第二部分70。低温针10可在远端段20的第一部分60内包括膨胀室72，使得气体供应线路38终止于膨胀室72中。在某些情况下，气体供应线路38(毛细管)可终止于焦耳-汤姆逊孔口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温针，所述低温针包括：/n外管，所述外管具有远端段和纵向轴线；/n气体供应线路，所述气体供应线路定位在所述外管内，所述气体供应线路被配置为供应用于在所述外管的外表面上在所述远端段上方形成冰球的低温气体，所述气体供应线路具有低温气体出口；/n膨胀室，所述膨胀室定位在所述远端段内，使得所述气体供应线路终止于所述膨胀室中，所述低温气体出口位于所述膨胀室中；/n电阻加热器，用于当向其输送电流时加热组织，所述电阻加热器包括围绕所述气体供应线路绕成螺旋线圈的金属线，且位于所述外管的远端段内，/n热交换螺旋状物，所述热交换螺旋状物接触所述外管的内表面，且向远侧方向纵向延伸通过所述远端段内的所述低温气体出口；以及/n返回气流管腔，所述返回气流管腔环状地限定在所述热交换螺旋状物与所述气体供应线路之间，并且适于沿着返回流路径运载来自所述膨胀室的低温气体，所述热交换螺旋状物适于在所述远端段中提供大致均匀的热传递速率，使得形成于所述外管的所述外表面上的所述冰球的形状沿着所述外管的所述纵向轴线是大致对称的。/n

【技术特征摘要】
20150220 US 14/627,5681.一种低温针，所述低温针包括：
外管，所述外管具有远端段和纵向轴线；
气体供应线路，所述气体供应线路定位在所述外管内，所述气体供应线路被配置为供应用于在所述外管的外表面上在所述远端段上方形成冰球的低温气体，所述气体供应线路具有低温气体出口；
膨胀室，所述膨胀室定位在所述远端段内，使得所述气体供应线路终止于所述膨胀室中，所述低温气体出口位于所述膨胀室中；
电阻加热器，用于当向其输送电流时加热组织，所述电阻加热器包括围绕所述气体供应线路绕成螺旋线圈的金属线，且位于所述外管的远端段内，
热交换螺旋状物，所述热交换螺旋状物接触所述外管的内表面，且向远侧方向纵向延伸通过所述远端段内的所述低温气体出口；以及
返回气流管腔，所述返回气流管腔环状地限定在所述热交换螺旋状物与所述气体供应线路之间，并且适于沿着返回流路径运载来自所述膨胀室的低温气体，所述热交换螺旋状物适于在所述远端段中提供大致均匀的热传递速率，使得形成于所述外管的所述外表面上的所述冰球的形状沿着所述外管的所述纵向轴线是大致对称的。


2.如权利要求1所述的低温针，所述电阻加热器与所述气体供应线路同轴地且相接触地定位。


3.如权利要求2所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物与所述外管的轴线同轴地定位。


4.如权利要求1所述的低温针，其中所述返回气流管腔的形状是螺旋形的。


5.如权利要求1所述的低温针，其中所述外管具有2.1毫米的外径。


6.如权利要求1所述的低温针，其中所述膨胀室适于使所述低温气体膨胀，并且在所述返回气流管腔中流动的膨胀的低温气体适于冷却流过气体供应线路的低温气体。


7.如权利要求1所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物具有轴向地限定在所述热交换螺旋状物的相邻线圈之间的螺距，所述螺距能沿着所述热交换螺旋状物配置，以生成具有椭圆形或球形形状的冰球。


8.如权利要求7所述的低温针，其中沿循所述热交换螺旋状物的所述螺距在所述远端段上基本上是恒定的。


9.如权利要求7所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物沿着所述热交换螺旋状物在所述远端段的第一部分上具有第一螺距并且在所述远端段的第二部分上具有第二螺距。


10.如权利要求9所述的低温针，其中所述第一螺距大于所述第二螺距，使得所述低温气体增强了所述远端段的所述第二部分上的热传递，以致所述冰球具有对称形状。


11.如权利要求1所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物为螺旋弹簧。


12.如权利要求11所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物是由包含铜和锡的金属合金制成。


13.如权利要求1所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物在所述远端段处具有热交换表面区域，所述热交换表面区域在所述低温气体与所述外管之间提供充分的热传递，使得在所述低温气体温度分别为摄氏-155度和摄氏-150度时，所述外管被冷却到摄氏-150度与摄氏-145度之间的温度。


14.如权利要求1所述的低温针，还包括绝缘护套，所述绝缘护套基本上包围所述气体供应线路且从而在所述返回气流管腔与所述外管之间在所述外管的长度的一部分上形成屏障，所述绝缘护套的内径足以在所述气体供应线路与所述绝缘护套的内壁之间形成环形间隙，所述环形间隙与所述返回气流管腔流体连通以接纳经其流过的低温气体。


15.如权利要求14所述的低温针，其中所述绝缘护套的所述内径为1.32mm。


16.如权利要求14所述的低温针，其中所述绝缘护套在所述外管的长度的所述一部分上包围所述气体供应线路，使得膨胀后的所述低温气体在暴露区上直接接触所述外管，所述暴露区具有暴露区长度，所述暴露区长度适于生成具有预定纵横比的冰球。


17.如权利要求14所述的低温针，其中在所述绝缘护套与所述气体供应线路之间所限定的所述环形间隙的直径足以使作用于从所述返回气流管腔流过所述环形间隙的膨胀的所述低温气体上的背压最小化。


18.如权利要求1所述的低温针，其中所述气体供应线路与所述外管的所述纵向轴线是同轴的。


19.如权利要求1所述的低温针，其中所述热交换螺旋状物在所述远端段处接触所述外管的所述内表面。


20.根据权利要求1所述的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·拉马迪亚尼，A·K·扎克曼，M·布莱韦斯，M·T·约翰逊，
申请(专利权)人：加利尔医药有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US