具有加强元件的冷冻探针制造技术

本发明专利技术的各方面提供了小型化冷冻探针，其具有高达2mm的轴直径并且包括可以充当用于操纵所述冷冻探针的把手的加强元件。本发明专利技术的各方面总体上涉及可以包括冷冻探针的设备、系统和方法。在某些情况下，所述冷冻探针可以包括细长轴和具有膨胀室的操作头。所述细长轴可以包括第一通路，其被配置为向所述膨胀室提供高压气体；第二通路，其用于从所述膨胀室排空气体；以及真空室，其同轴地布置在所述第一通路和所述第二通路的周围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加强元件的冷冻探针相关申请的交叉引用本申请要求2019年3月25日提交的临时申请号62/823,366以及2018年11月1日提交的临时申请62/754,352的优先权，其全部通过引用整体并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及一种用于冷冻消融中的冷冻探针以及一种用于冷冻消融的系统。在冷冻手术期间，外科医生可以部署一个或多个冷冻探针以通过冻结和融化组织来消融患者解剖结构的目标区域。在一个示例中，冷冻探针使用焦耳-汤姆森效应来产生探针顶端的冷却或加热。在这种情况下，冷冻探针中的冷冻流体从较高压力膨胀至较低压力导致将装置顶端冷却至位于或低于在顶端附近冷冻消融组织所必需的那些温度的温度。在膨胀的冷冻流体和冷冻探针的外壁之间的热传递导致在围绕顶端的组织中形成“冰球”以及随后的组织的冷冻消融。冷冻探针可以采用经皮部署的针的形式。普通的冷冻消融技术结合使用多个冷冻针，可以单独地控制其中的每一个以冷冻消融预先计划的三维消融体积。使用这样的冷冻探针的阵列允许控制消融体积的形状，并且允许准确的三维放置以符合要消融的组织的尺寸、形式和位置的方式形成的冰球。然而，该技术的缺点在于，由于引入了多个冷冻探针，随着操作区域变得更加拥挤，冷冻探针可能变得难以控制和处理。可商业购得的冷冻探针设置有直的或弯曲的轴，以便更容易地实现放置。冷冻针轴通常具有约150至250mm的长度。由于轴的长度，原位在轴上的转动力矩相对较大，这会影响定位的便利性和在组织内顶端上的侧向力。当消融在表面几厘米内的组织时，这一点特别显著。此外，当前可用的装置被配置为产生相对较大的冰球，并且因此在需要小的消融或需要更严格的造形(诸如，在精细的组织周围)的情况下不太有用。
技术实现思路
因此，在第一方面，本专利技术提供了一种用于冷冻消融中的冷冻探针，其包括：细长轴，细长轴具有远端和近端；在细长轴的远端处的操作头，其中操作头包括膨胀室；细长轴包括第一通路，第一通路用于向膨胀室提供高压气体并且其中第一通路终止于在其远端处的焦耳-汤姆森孔口中，第二通路，第二通路用于从膨胀室排空气体，其中第二通路同轴地布置在第一通路的周围，真空室，真空室同轴地布置在第一通路和第二通路的周围；冷冻探针额外地包括朝向细长轴的远端定位并且与其成固定接合的细长的加强元件，加强元件被配置为在使用期间在加强元件的长度上减少细长轴的挠曲。冷冻探针是例如用于经皮使用的冷冻针。细长轴具有远端和近端并且包括第一通路、第二通路和真空室。轴的直径由真空室的外径限定。操作头设置在细长轴的远端处。细长轴的横截面在其最宽点处的直径为0.9至2.0mm。优选地，细长轴的直径为0.9至1.4mm，特别地直径为1.0至1.3mm，最优选地细长轴的直径为1.2mm+/-0.1mm。组合的轴和操作头向远侧延伸超过加强元件(在邻近轴的位置处从操作头的顶端至加强元件的最远侧范围而测量的)直到100mm，优选为8至60mm，更优选为20至40mm的长度，以及最优选为30mm+/-5mm的长度。轴向近侧延伸超过加强构件作为“尾部”并且向近侧终止于结合部，该结合部被配置为至少将第一通路连接到冷冻流体源，诸如冷冻气体源。结合部还可以被配置为接收出口管并且提供开口以允许将返回的冷冻气体排放至大气中。结合部还可以被配置为将第一通路连接到加热气体(诸如氦气)源。在加强元件的近侧，轴可以额外地包括保护覆盖件。覆盖件被配置为允许轴挠曲，但却减少或防止轴的扭结。保护覆盖件可以向远侧延伸超过加强元件的最近侧的部分，并且可以覆盖从加强元件向近侧延伸的尾部区域的至少一部分。第一通路通常是由具有外周向壁的入口管限定的并且与其共同延伸。第一通路从冷冻气体(或加热气体)源向膨胀室提供高压气体。优选地，第一通路延伸至膨胀室中，终止于在其最远端处或附近的室内。入口管向近侧延伸至尾部区域的近端。入口管通常终止于连接器中，如上所述。入口管的尺寸被设置成装配在第二通路内并且具有第二通路的足够的横截面积以提供气体的有效排放。因此，入口管的直径可以由装置所需的流动特性来确定。取决于装置的期望的外径，入口管的外径可以是例如0.25至0.5mm，优选为0.3至0.4mm。第一通路的直径可以是0.15至0.25mm，优选为0.15至0.2mm。入口管通常是金属的，并且例如可以由不锈钢制成。适合用作冷冻气体或冷冻流体的高压气体包括CO2、氩、氮气、氪、CF4、氙或N2O；优选地，冷冻气体是氩。如本文所使用的，如应用于气体的术语“高压”是指适于冷冻探针的焦耳-汤姆森冷却的气体压力。在氩气的情况下，例如，“高压”氩通常在3000psi和4500psi之间，然而有时也可以使用稍微更高和更低的压力。通过焦耳-汤姆森孔口的高压气体的膨胀也可以用于提供加热。当通过焦耳-汤姆森孔口时，某些气体(“加热气体”)变得更暖而不是更凉(例如，当在室温或更高温度下通过时)。氦是具有这种性质的气体的示例。因此，使氦通过焦耳-汤姆森孔口具有加温探针顶端和加速组织融化的作用。第一通路终止于在其远端处的焦耳-汤姆森孔口中，该焦耳-汤姆森孔口可以位于操作头中的膨胀室内。当高压气体通过第一通路供给并且通过焦耳-汤姆森孔口离开时，其膨胀，从而导致其冷却。冷却的膨胀气体以及形成的任何液化气体冷却操作头的外表面，并且从而冻结相邻的身体组织以产生期望的冷冻消融效果。第一通路也能够输送加热气体，诸如氦。加热气体具有比通过液化冷却气体而获得的温度更低的转换温度，或者在与通过液化冷却气体获得的那些温度一样低的温度下的负焦耳-汤姆森系数。因此，第一通路被配置为可联接到供应高压冷冻气体的第一气体源，并且还可联接到供应高压加热气体的第二气体源。因为在气体源之间的切换通常是由控制单元控制的，所以可以通过相同的近侧结合部联接至第一和第二气体。因此，根据本专利技术的冷冻探针能够快速地从冷却切换到加热，以提高手术速度，并且更容易防止操作头粘附到组织上。冷冻探针还能够在冷冻探针中引起快速的周期性温度变化，使得探针的温度在约0℃的温度和低于-40℃的温度之间快速交替。第二通路将气体从膨胀室朝向排放装置排空。第二通路通常由出口管限定并且与其共同延伸，该出口管排空气体并且具有内周向壁和外周向壁。第二通路围绕第一通路同轴地布置，使得第一和第二通路可以共享公共的周向壁，其中内周向壁与入口管的外周向壁相同。优选地，第二通路的近端向大气开放。第二通路具有足够的横截面积，以允许排放气体的有效回流，因此出口管的直径可以由装置所需的流动特性确定。这提供了简单的逆流复热式热交换器。取决于装置的期望外径，第二通路的直径可以是例如0.6至1.2mm，优选为0.7至0.8mm。出口管通常是金属的，并且例如可以由不锈钢制成。第一和第二通路的同轴布置用作简单的热交换器。在第二通路的近端处的膨胀气体比在该点处的第一通路内的高压气体冷，并且因此冷却了朝向膨胀室供给的高压冷冻气体。该布置还提供了一种正反馈机制，由此在继续使用期间，通过第一通路供给的冷冻气体变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷冻探针，其包括：/n细长轴，所述细长轴具有远端和近端；/n在所述细长轴的所述远端处的操作头，其中所述操作头包括膨胀室；/n所述细长轴包括：/n第一通路，所述第一通路被配置为向所述膨胀室提供高压气体并且其中所述第一通路终止于在其远端处的焦耳-汤姆森孔口中；/n第二通路，所述第二通路用于从所述膨胀室排空气体，其中所述第二通路同轴地布置在所述第一通路的周围；以及/n真空室，所述真空室同轴地布置在所述第一通路和所述第二通路的周围；/n所述冷冻探针额外地包括朝向所述细长轴的所述远端定位的细长的加强元件，所述细长的加强元件被配置为减少所述细长轴的挠曲。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181101 US 62/754,352;20190325 US 62/823,3661.一种冷冻探针，其包括：
细长轴，所述细长轴具有远端和近端；
在所述细长轴的所述远端处的操作头，其中所述操作头包括膨胀室；
所述细长轴包括：
第一通路，所述第一通路被配置为向所述膨胀室提供高压气体并且其中所述第一通路终止于在其远端处的焦耳-汤姆森孔口中；
第二通路，所述第二通路用于从所述膨胀室排空气体，其中所述第二通路同轴地布置在所述第一通路的周围；以及
真空室，所述真空室同轴地布置在所述第一通路和所述第二通路的周围；
所述冷冻探针额外地包括朝向所述细长轴的所述远端定位的细长的加强元件，所述细长的加强元件被配置为减少所述细长轴的挠曲。


2.根据权利要求1所述的冷冻探针，其中所述细长轴的横截面的直径为0.9至2.0mm。


3.根据权利要求1或2所述的冷冻探针，其中组合的所述轴和操作头向远侧延伸超过所述加强元件直到100mm。


4.根据任何前述权利要求所述的冷冻探针，其中所述加强元件同轴地布置在所述细长轴的周围。


5.根据任何前述权利要求所述的冷冻探针，其中所述加强元件被...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨蒂什·拉马迪安，德罗·特拉姆尔，莫德奇·布莱韦斯，
申请(专利权)人：生物相容英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB