專利名稱：冷凍外科儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍外科儀器，該冷凍外科儀器包括具有管道的冷凍探針，用來 冷卻冷凍探針的至少一部分的特別地為冷卻氣體的壓縮的冷卻流體流過該管道。
背景技術(shù)：
零下溫度的有目標(biāo)的受控制的使用用于冷凍外科以殺死生物組織。此外，特別地 使用柔性探針，通過在冷凍探針或探針頭上將外來物體凍結(jié)成固體而從體腔取出外來物 體，例如，必須從呼吸道移除的吞下的同時(shí)意外吸入的外來物體。然而，冷凍外科也適合于 獲得組織樣本(活檢)。在這種情況下，組織的特定區(qū)域(組織樣本)凍結(jié)到探針頭上，并 且在從周圍組織分離之后可以使其能被檢查。在外科中存在深度凍結(jié)的各種可能性。一種可能性基于焦-湯(Joule-Thomson) 效應(yīng)低于轉(zhuǎn)化溫度的膨脹流體(特別是氣體)的原子或分子妨礙相互吸引，結(jié)果是氣體損 失內(nèi)部能量。它冷卻下來。通常，CO2或N2O用作膨脹流體或氣體(在下面稱為冷卻流體或 冷卻氣體)。剛才描述的那種類型的冷凍外科儀器通常具有可被輸送到要被處理的組織的探 針和氣體管線裝置，該氣體管線裝置穿透探針并且將工作氣體釋放到探針的內(nèi)體積中，工 作氣體在該內(nèi)體積中膨脹并且導(dǎo)致探針冷卻下來。由于這些探針優(yōu)選地由熱傳導(dǎo)材料制 成，這保證通過探針消除組織熱并且因此保證冷卻效果。在如描述的通過解壓縮壓縮氣體產(chǎn)生冷卻效果的冷凍探針中，經(jīng)常需要均勻地或 根據(jù)特定溫度輪廓冷卻較大表面。例如，具有2mm直徑的冷凍探針假定在50mm的長(zhǎng)度上被 均勻冷卻。在這些情況下，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，多個(gè)噴嘴分布在冷凍探針內(nèi)以便實(shí)現(xiàn)合理均勻的 冷卻。所用的冷卻噴嘴的數(shù)量越大，在選定長(zhǎng)度上達(dá)到的作為結(jié)果的溫度越均勻。通過這個(gè) 程序，所需氣體的量在多個(gè)噴嘴之間被劃分。因此，單個(gè)噴嘴的直徑很小。然而，同時(shí)，生產(chǎn) 不成比例地費(fèi)時(shí)。通過小的噴嘴，將緊公差設(shè)置在幾何形狀上，以便實(shí)現(xiàn)恒定的流動(dòng)特性。 較小的噴嘴橫截面理論上也更容易堵塞。也已經(jīng)證明，通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的冷凍外科儀器，僅可以困難地實(shí)現(xiàn)基本上恒定 的溫度曲線或預(yù)定溫度曲線。此外，從現(xiàn)有技術(shù)得知的冷凍探針的構(gòu)造是非常費(fèi)時(shí)的且高 成本的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種開始提及的那種類型的冷凍外科儀器，使得可以 實(shí)現(xiàn)在技術(shù)上較容易實(shí)施且改善的(特別地更均勻的)冷凍探針的冷卻。這個(gè)目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的冷凍外科儀器實(shí)現(xiàn)。特別地，這個(gè)目的通過一種冷凍外科儀器實(shí)現(xiàn)，該冷凍外科儀器包括具有管道的 冷凍探針，用來冷卻所述冷凍探針的至少一部分的特別為冷卻氣體的壓縮的冷卻流體流過該管道，其中該管道具有膨脹通道(expansion channel)，該膨脹通道的通道橫截面沿流動(dòng) 方向在預(yù)定長(zhǎng)度上漸進(jìn)變大，使得壓縮的冷卻氣體在通過所述膨脹通道的流動(dòng)路徑上經(jīng)過 預(yù)定長(zhǎng)度而至少部分地逐漸解壓縮，同時(shí)冷卻下來。本發(fā)明的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一種預(yù)定長(zhǎng)度的通道，使得其這個(gè)長(zhǎng)度上的橫截面增加，使 得氣體的膨脹分布在這個(gè)長(zhǎng)度的通道上。結(jié)果，在通道的開始，僅存在部分膨脹并且因此不 存在全溫度差，然而，由于在整個(gè)長(zhǎng)度上的漸進(jìn)膨脹，冷卻發(fā)生在大的區(qū)域上，其中在探針 的外部實(shí)現(xiàn)的溫度或其分布在任何情況下都取決于橫截面的變寬且取決于膨脹通道和冷 凍探針外部之間的熱傳遞阻尼。優(yōu)選地，在這種情況下，所述膨脹通道通過熱導(dǎo)體而與冷凍探針的外部具有熱傳 導(dǎo)關(guān)系。具有減小的熱傳遞阻尼的獨(dú)立部件或適當(dāng)?shù)妮o助裝置，諸如熱化合物等，可用作熱 導(dǎo)體。當(dāng)然，除此之外，也可以適當(dāng)?shù)貙⒗鋬鎏结樀耐鈿げ考O(shè)計(jì)為熱導(dǎo)體并且用保證最佳 熱傳遞的材料構(gòu)造它。膨脹通道優(yōu)選地布置成盡可能靠近冷凍探針的外部或靠近假定要被 冷卻的區(qū)域。所述膨脹通道優(yōu)選地具有設(shè)計(jì)為取決于熱導(dǎo)體的熱傳遞阻尼的通道橫截面，使得 在冷凍探針的外部上，預(yù)定的溫度分布，特別地恒定的溫度至少在上面提及的預(yù)定長(zhǎng)度限 定的部分上調(diào)節(jié)自身。這意味著，例如，在所述膨脹通道和外部之間的很厚的壁部或要被冷 卻的區(qū)域中，所述膨脹通道對(duì)應(yīng)地設(shè)計(jì)成顯著變寬以便在這個(gè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特別有效的膨脹并且 因此特別有效地冷卻。當(dāng)然，也可以對(duì)需要急劇冷卻的冷凍探針的外部的區(qū)域中的膨脹通 道作出適當(dāng)?shù)母淖?。通過膨脹通道的橫截面的特定改變，因此可以考慮例如到外部的已存 在的壁厚、流動(dòng)速度等，從而在冷凍探針的外部實(shí)現(xiàn)均勻的或任何其它合意的溫度分布。所述膨脹通道優(yōu)選地形成為使得冷卻氣體以湍流流動(dòng)。當(dāng)然，在這里特別重要的 是膨脹通道中的流動(dòng)阻力、膨脹通道橫截面和除此之外的冷卻流體壓力，該冷卻流體壓力 特別地由外部冷卻流體供應(yīng)器提供。膨脹通道中的湍流的優(yōu)點(diǎn)是它導(dǎo)致很有效的熱耗散并 且因此導(dǎo)致冷凍探針的外部的改善的冷卻。優(yōu)選地，為了形成膨脹通道，特別地沿流動(dòng)方向變細(xì)/變寬的至少一個(gè)成型部件 布置在管線系統(tǒng)的至少一部分中，使得得到的通道橫截面沿流動(dòng)方向漸進(jìn)變大。如果管道 是由側(cè)壁限制的通道，則所述成型部件可以布置在這些側(cè)壁的至少一個(gè)上作為沿流動(dòng)方向 變細(xì)的部件，特別是楔形部件，得到恰好這種變寬的膨脹通道，冷卻流體可流過該膨脹通 道，同時(shí)漸進(jìn)解壓縮且冷卻。代替在前面提及的變細(xì)的楔形部件，也可以使用空心體形式的 成型部件，例如具有基本上居中的孔的部件，所述孔的壁沿所述流動(dòng)方向漸進(jìn)變寬，這同樣 導(dǎo)致變寬的膨脹通道。優(yōu)選地，所述膨脹通道由管和成型部件形成，該成型部件插入到所述管中作為截 頭圓錐形或類似旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的變細(xì)的部件。取決于冷凍探針外部的所需溫度分布，在這里也 可以改變成型部件的形狀并且因此對(duì)冷卻效果具有直接影響。在這種情況下，當(dāng)然也可以 在所述管中插入空心體形式的成型部件，其空心體壁設(shè)計(jì)為沿流動(dòng)方向漸進(jìn)變寬，使得結(jié) 果也是變寬的膨脹通道。這大體上對(duì)應(yīng)于布置在通道中的變寬的空心體部件(特別是作為 成型部件的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的空心體)的前面提及的幾何形狀。所述管優(yōu)選地至少部分地形成所述冷凍探針的冷凍探針外殼，其中所述管優(yōu)選地 由具有良好熱傳導(dǎo)性的材料制成。這種實(shí)施方式的冷凍探針能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)前面提及的結(jié)構(gòu)
6的冷凍探針的非常容易且節(jié)省成本的生產(chǎn)。自然，可以代替前面提及的變細(xì)的或變寬的成型部件而適當(dāng)?shù)厥褂闷渌尚筒考?或成型部件組件以便形成沿流動(dòng)方向漸進(jìn)變大的管道的橫截面并且因此形成用來冷卻冷 凍探針的外部的膨脹通道。所述管優(yōu)選地具有內(nèi)螺紋并且所述成型部件具有位于錐形壁上的互補(bǔ)的外螺紋， 成型部件能夠通過所述外螺紋旋到所述管中，以沿流動(dòng)方向漸進(jìn)變大的螺距形成膨脹通 道。因?yàn)樗雠蛎浲ǖ来篌w上以螺旋的形式繞所述成型部件延伸，所以膨脹路徑變大且因 此要實(shí)現(xiàn)的最大冷卻容量增加。此外，這種實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了冷凍探針的更加全面的冷卻。當(dāng) 然，通過不同螺紋類型的適當(dāng)選擇，也可以影響得到的外部溫度及其分布。優(yōu)選地，所述管具有內(nèi)螺紋并且所述成型部件具有互補(bǔ)的外螺紋，所述成型部件 可通過所述外螺紋旋到所述管中，以得到的螺距形成膨脹通道，其中所述外螺紋隨后形成 為沿流動(dòng)方向延伸的圓錐形或類似的螺紋和/或所述內(nèi)螺紋形成為沿相反方向延伸的圓 錐形或類似的螺紋。在這里，圓錐形螺紋被理解為螺距深度類似于圓錐的外部幾何形狀漸 進(jìn)增加的螺紋。在旋入互補(bǔ)的外螺紋或內(nèi)螺紋時(shí)，這產(chǎn)生橫截面沿流動(dòng)方向擴(kuò)大的膨脹通 道。代替前述任何類型的螺紋，當(dāng)然也可以在所述管或成型部件中形成可比較的通 道、凹槽等，以便形成對(duì)應(yīng)的膨脹通道。在這種情況下，從現(xiàn)有技術(shù)得知的所有方法可用于 形成流動(dòng)通道。所述膨脹通道優(yōu)選地形成在外管和在外管內(nèi)延伸的內(nèi)管之間。其結(jié)果是，較暖的 冷卻流體可通過內(nèi)管被送入以便在更加外部的膨脹通道中膨脹并且有效冷卻外管的外部。 與此相關(guān)的，外管可用作冷凍探針外殼或者可通過適當(dāng)?shù)臒釋?dǎo)體連接到這種外殼。前面已經(jīng)涉及的所有可能性可用于在雙壁管中形成漸進(jìn)變寬的膨脹通道，由此成 型部件隨后優(yōu)選地可插入外通道中或者設(shè)計(jì)為結(jié)合于其中。在這一點(diǎn)上，也可以使用空心 體部件作為成型部件，由此其空心體區(qū)域特別地起到居中布置的流入口的作用。所述冷凍探針優(yōu)選地包括冷凍探針末端，該末端布置在前述雙壁管的一個(gè)管端 部，并且使內(nèi)管與膨脹通道流體連通，形成偏轉(zhuǎn)通道。這樣，內(nèi)管和外管或形成在外管中的 外部通道可用于送入和排出冷卻流體，特別是冷卻氣體。得到的這種管的幾何外形對(duì)應(yīng)于 套管，并且因此對(duì)應(yīng)于用于冷凍探針的非常用戶友好的形狀。冷凍探針末端優(yōu)選地布置在管端部上并且特別地能夠通過帶螺紋的裝置旋上去 和旋下來，使得偏轉(zhuǎn)通道的橫截面可變并且特別地可適應(yīng)膨脹通道的入口區(qū)域。優(yōu)點(diǎn)是，現(xiàn) 在通過改變偏轉(zhuǎn)通道，也可以影響冷凍探針的末端區(qū)域中的冷卻流體(氣體)的可能膨脹。優(yōu)選地，布置在如上所述的雙壁管的內(nèi)管的周圍、沿流動(dòng)方向以遞增的螺距螺旋 狀延伸的是成型部件，特別是線材，該成型部件分別與兩個(gè)管的壁流體密封連接，使得橫截 面漸進(jìn)增加的螺旋狀膨脹通道形成在相鄰的圈和壁之間。當(dāng)然，通過選擇所用的周向成型 部件，也可以影響膨脹通道的幾何形狀和橫截面。因此，通過使用以均勻的螺距應(yīng)用到內(nèi)管 的漸進(jìn)變細(xì)的成型部件，可以例如產(chǎn)生漸進(jìn)變寬的膨脹通道。優(yōu)選地，成型部件基本上具有良好的熱傳導(dǎo)性，特別是在朝向外部的區(qū)域中，以便 保證要被冷卻的冷凍探針的外部或冷凍探針的所述區(qū)域的有效冷卻。為了實(shí)現(xiàn)外部的有效 冷卻，也可以在朝向內(nèi)部的區(qū)域中布置適當(dāng)?shù)慕^緣層，朝向內(nèi)部的區(qū)域?yàn)槔缭诮鈮嚎s冷卻流體之前鄰接具有“暖”冷卻流體的流入口的區(qū)域。這再次可以通過使用適當(dāng)?shù)闹虚g絕 緣層或通過適當(dāng)選擇用于成型部件或用于內(nèi)管等的材料來實(shí)現(xiàn)?；旧?，可以將螺旋狀成型部件纏繞到內(nèi)管上，或者也以獨(dú)立螺旋的形狀將螺旋 狀成型部件弓I到內(nèi)管和外管之間的中間空間中并且特別地將它旋入。成型部件優(yōu)選地(特別地通過管的相關(guān)壁中的螺旋狀凹槽)一體形成在內(nèi)管和/ 或外管上，其中螺旋狀凹槽的螺距和/或?qū)挾妊亓鲃?dòng)方向增加。因此，也可以以這種方式產(chǎn) 生膨脹通道，該膨脹通道繞內(nèi)管螺旋狀延伸并且其橫截面變寬使得存在氣體的漸進(jìn)的解壓 縮并且因此在膨脹通道的整個(gè)長(zhǎng)度上冷卻。當(dāng)然，通過在膨脹通道的整個(gè)長(zhǎng)度上適當(dāng)改變 橫截面，在這里可以產(chǎn)生比較冷的和不太冷的區(qū)域(如果這是必要的)。當(dāng)然，也可以產(chǎn)生 通過相鄰區(qū)域的切口一體地形成在內(nèi)管和/或外管上的成型部件，該切口隨后精密地配合 在互補(bǔ)的管壁上。也可以將對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)凹槽或裝置布置在一個(gè)或兩個(gè)管上，該引導(dǎo)凹槽或 裝置使得螺旋狀成型部件能夠插入。當(dāng)然，在這里也可以提供多個(gè)不同的凹槽以便例如插 入不同的成型部件或者也實(shí)現(xiàn)不同的螺距、橫截面變化等。關(guān)于可插在管道中(特別地可插在雙壁管的外通道中)的成型部件，也可以構(gòu)想 柔性地設(shè)計(jì)成型部件使得膨脹通道可以按照需要改造。因此，例如，通過插入精確配合在內(nèi) 管上并且具有沿流動(dòng)方向上升的螺紋的彈性螺旋，所述螺紋也存在于外管的壁上的完美配 合，可以通過沿管的軸向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)該螺旋來影響膨脹通道的橫截面的變化。當(dāng)然，也可以通過多部分成型部件進(jìn)行改變，該多部分成型部件允許膨脹通道的 橫截面沿其長(zhǎng)度發(fā)生變化。這種改變優(yōu)選地可以通過冷凍探針裝置上的把手或通過外部控制裝置來實(shí)現(xiàn)，使 得冷凍探針的溫度在操作期間也可以被控制。在這種情況下，從現(xiàn)有技術(shù)得知的用于控制 外科儀器的所有方法都可以使用。本發(fā)明的另外的實(shí)施方式存在于從屬權(quán)利要求中。


下面將基于八個(gè)實(shí)施方式描述本發(fā)明，將通過相關(guān)附圖對(duì)這八個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行更 詳細(xì)的說明。其中圖1 根據(jù)本發(fā)明的冷凍外科儀器的示意圖；圖2 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第一實(shí)施方式；圖3 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第二實(shí)施方式；圖4 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第三實(shí)施方式；圖5 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第四實(shí)施方式；圖6 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第五實(shí)施方式；圖7 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第六實(shí)施方式；圖8 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第七實(shí)施方式；圖9 圖1的冷凍外科儀器的冷凍探針的第八實(shí)施方式；圖10 另外的實(shí)施方式。在下面，相同的附圖標(biāo)記用于相同部件和以相同的方式起作用的部件。附圖標(biāo)記
8
1冷凍外科儀器
2冷凍探針
3流入口
4冷卻氣體
5排出口
7外部
8管道
9通道壁
12膨脹通道
14熱導(dǎo)體
16成型部件
18管
19內(nèi)管
20內(nèi)螺紋
21外管
22外螺紋
23錐形壁
24螺距
26內(nèi)通道
28內(nèi)壁
30外通道
32外壁
34冷凍探針末端
36自由端部或管端部
38偏轉(zhuǎn)通道
40入口區(qū)域
42圈
43凹槽
44氣體管線裝置
45突起
46冷凍探針保持器
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的冷凍外科儀器的軸測(cè)圖。儀器1包括冷凍探針保持器46 和可插入其中的冷凍探針2，該冷凍探針2可根據(jù)本發(fā)明通過管道冷卻(在下面更詳細(xì)地描 述管道的設(shè)計(jì))，從而可用于執(zhí)行冷凍外科操作。冷凍外科儀器配備有氣體供應(yīng)管線配件44，該氣體供應(yīng)管線配件44實(shí)現(xiàn)到儲(chǔ)氣 器(未示出)或類似的氣體供應(yīng)器的連接。圖2示出了冷凍探針2的第一實(shí)施方式的示意圖。冷凍探針2在這里大體上設(shè)計(jì)
9為冷凍探針表面，該冷凍探針表面大體上具有二維曲折管道8，冷卻氣體沿流動(dòng)方向Rs流過 該管道8。在這種情況下，管道8設(shè)計(jì)成具有沿流動(dòng)方向Rs在流動(dòng)路徑上變寬的橫截面，因 此形成膨脹通道12。因此，通過流入口 3流進(jìn)的冷卻氣體在其通過膨脹通道12到排出口 5 的途中漸進(jìn)解壓縮，并且因此根據(jù)焦_湯效應(yīng)冷卻下來。因此，冷凍探針2的外部7可以通 過管道8的通道壁9的對(duì)應(yīng)熱傳導(dǎo)設(shè)計(jì)有效地冷卻。圖3-9示出了根據(jù)本發(fā)明的冷凍探針2的另外的實(shí)施方式，其中探針基本上由雙 壁管形成，該雙壁管包括內(nèi)管19和外管21。在這種情況下，內(nèi)管19充當(dāng)流入口 3，冷卻流 體可通過該流入口 3送出并穿過冷凍探針2。冷凍探針末端34布置在自由端部36上，該冷 凍探針末端34形成偏轉(zhuǎn)通道38，從而建立內(nèi)管19的內(nèi)通道26和外通道30之間的連接，所 述通道由內(nèi)管19和外管21形成。布置在外通道30中的是成型部件16，該成型部件16沿流動(dòng)方向Rs變細(xì)，使得沿 長(zhǎng)度1逐漸變細(xì)的膨脹通道12形成。經(jīng)由流入口 3流過通道26，從通道26經(jīng)由偏轉(zhuǎn)通道 38流入膨脹通道12的冷卻流體在膨脹通道12中沿長(zhǎng)度1漸進(jìn)膨脹，從而冷卻下來，并且， 冷卻通過外通道30的熱傳導(dǎo)性外壁32發(fā)生在冷卻探針2的外部7上。由于這里示出的冷凍探針2由具有恒定厚的外壁32的雙壁管和如成型部件16 的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的變細(xì)的空心體形成為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，因此在冷凍探針2的周圍也存在均勻冷 卻。當(dāng)然，通過成型部件16或內(nèi)管19相對(duì)于外管21的位置的適當(dāng)變型，也可以在冷凍探 針2的周圍實(shí)現(xiàn)不均勻的冷卻。圖4示出了也包括內(nèi)管19和外管21的冷凍探針2的第三實(shí)施方式，該內(nèi)管19和 外管21的通道26和30通過冷凍探針末端34和由其形成的偏轉(zhuǎn)通道38彼此流體連通。這 里，成型部件16也插在外通道30中以形成膨脹通道12。這里，成型部件16設(shè)計(jì)為具有漸 進(jìn)變寬的內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱空心圓柱體。為了將空心圓柱體16固定在外管21內(nèi)的其適當(dāng)位 置，所述管具有能夠?qū)崿F(xiàn)普通配合插入的插入凹槽29。圖5示出了也包括雙壁管19、21的冷凍探針2的第四實(shí)施方式，在雙壁管19、21 的外通道30中插入成型部件16以形成膨脹通道12。與前面描述的實(shí)施方式不同，該成型部件16包括位于錐形壁23上的外螺紋22，所 述外螺紋22能夠旋到形成在外管21的內(nèi)壁28上的內(nèi)螺紋20中。由于成型部件16的傾斜的或錐形的壁23上的外螺紋22的設(shè)計(jì)，當(dāng)該成型部件16 旋到外管21上的內(nèi)螺紋20中時(shí)，產(chǎn)生漸進(jìn)變寬的螺距24，該螺距24充當(dāng)膨脹通道12。該 膨脹通道12在入口區(qū)域40與也由冷凍探針末端34形成的偏轉(zhuǎn)通道38流體連通，使得沿 流動(dòng)方向Rs膨脹的冷卻流體可經(jīng)由內(nèi)管19流過以螺旋的形式周向地延伸的膨脹通道12以 便冷卻冷凍探針2的外部7。這里，通過螺距和相關(guān)螺距24的深度的適當(dāng)選擇，也可以另外影響外部7的冷卻 效果。圖6示出了冷凍探針2的第五實(shí)施方式。與前面的實(shí)施方式不同，成型部件16設(shè) 計(jì)為具有內(nèi)螺紋20的加寬的空心圓柱體，該內(nèi)螺紋20和內(nèi)管18的外螺紋22互補(bǔ)，使得成 型部件16可旋到管19上，以按照兩個(gè)互補(bǔ)的螺紋20、22的螺距24形成的螺旋的形式形成 周向膨脹通道12。
此外，該實(shí)施方式的冷凍探針2包括冷凍探針末端34，該冷凍探針末端34可以通 過帶螺紋的區(qū)域35旋到雙壁管19、21的自由端部36上，使得由冷凍探針末端34形成的偏 轉(zhuǎn)通道38的尺寸通過旋出或旋入冷凍探針末端34而可改變。圖7示出了也包括雙壁管19、21的冷凍探針2的第六實(shí)施方式，其中內(nèi)管19充當(dāng) 流入口 3且外管21或形成在內(nèi)管19和外管21之間的外通道30充當(dāng)回行管道5。具有外螺紋22的成型部件16插在外通道30中以形成膨脹通道12。為了這個(gè)目 的，管21具有互補(bǔ)的內(nèi)螺紋20，所述內(nèi)螺紋20在這里被設(shè)計(jì)為與流動(dòng)方向Rs相反地延伸 的稱為圓錐螺紋的螺紋。這意味著螺距24的橫截面，并且因此膨脹通道12的橫截面由于 與流動(dòng)方向相反地延伸的該圓錐螺紋而沿流動(dòng)方向漸進(jìn)變大，并且因此如前面已經(jīng)描述的 實(shí)施方式中那樣漸進(jìn)變寬。當(dāng)然，在這里也可以設(shè)計(jì)遞增的螺距而不是均勻的螺距，或者甚 至使成型部件16對(duì)應(yīng)地變細(xì)，以便例如實(shí)現(xiàn)朝向冷凍探針2的自由端部36變得更加強(qiáng)烈 的外部7的冷卻。當(dāng)然，另外可能的是，取代這種情況或與這種情況互補(bǔ)，將沿流動(dòng)方向延伸的圓錐 螺紋22布置在成型部件16中，代替外管21中的與流動(dòng)方向Rs相反地延伸的螺紋20。圖8示出了冷凍探針2的第七實(shí)施方式，其中以螺旋的形式在內(nèi)管19周圍延伸的 成型部件16 (在該實(shí)施方式中是線材)在充當(dāng)流入口 3的內(nèi)管19和外管21之間纏繞在管 19,21的兩個(gè)壁28、32上，使得在單個(gè)圈(turn)42、42，和相應(yīng)的壁28、32之間形成膨脹通 道12，該膨脹通道12也以漸進(jìn)變寬的螺旋的形式在內(nèi)管19周圍延伸。經(jīng)由內(nèi)管19或流 入口 3沿流動(dòng)方向Rs進(jìn)入的冷卻流體隨后經(jīng)由循環(huán)通道38流回到這個(gè)螺旋狀膨脹通道12 中，在該膨脹通道12中，由于漸進(jìn)增大的橫截面，冷卻流體逐漸膨脹且冷卻下來。成型部件 16或該線材在該實(shí)施方式中可以是纏繞到內(nèi)管19上的獨(dú)立部件并且也可以是與內(nèi)管19和 /或與外管21成一體的部件。此外，也可以在對(duì)應(yīng)的凹槽或類似的引導(dǎo)裝置(未示出)中 引導(dǎo)成型部件16以便使成型部件16的定位更加容易。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的冷凍探針2的第八實(shí)施方式，該第八實(shí)施方式根據(jù)與圖8 的實(shí)施方式相同的原理起作用。代替制成線材的成型部件16，在這里，適當(dāng)?shù)陌疾?3布置 在外管21的外壁32上，使得由此產(chǎn)生的突起45流體密封地壓在內(nèi)管19上。由于凹槽43 螺旋狀地應(yīng)用到外管21上并且具有遞增的螺距，所以在凹槽43或突起45的各個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)之 間形成周向漸進(jìn)變寬的膨脹通道12，氣體沿該通道流動(dòng)并且逐漸冷卻下來的同時(shí)解壓縮。圖10示出了類似的實(shí)施方式，其中凹槽43或突起45布置在內(nèi)管19上使得突起 45與外管21或其壁32流體密封地接觸，同時(shí)形成對(duì)應(yīng)的膨脹通道12?；旧蠎?yīng)當(dāng)注意，當(dāng)然，除了這里示出的成型部件的實(shí)施方式之外，可以使用能夠 形成橫截面漸進(jìn)變大的膨脹通道的所有成型部件。當(dāng)然，在這里可以構(gòu)想將管或外管21制 作為成圓錐形變寬的管等。關(guān)于用來形成膨脹通道的周向螺距，當(dāng)然也可以使用雙螺旋和多螺旋或類似地?cái)?shù) 個(gè)螺距或通道等，特別是同心纏繞的螺距或通道。
權(quán)利要求
冷凍外科儀器，該冷凍外科儀器包括具有管道(8、9)的冷凍探針(2)，用來冷卻該冷凍探針(2)的至少一部分的壓縮的冷卻流體流過所述管道(8、9)，所述冷卻流體特別地為冷卻氣體，其特征在于，所述管道(8、9)具有膨脹通道(12)，該膨脹通道(12)的通道橫截面沿流動(dòng)方向(RS)在預(yù)定長(zhǎng)度上漸進(jìn)變大，從而使得壓縮的所述冷卻氣體在通過所述膨脹通道(12)的流動(dòng)路徑上經(jīng)過預(yù)定長(zhǎng)度而至少部分地逐漸解壓縮，并同時(shí)冷卻下來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍探針， 其特征在于，所述膨脹通道(12)通過熱導(dǎo)體(14)而與所述冷凍探針(2)的外部(7)具有熱傳導(dǎo)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷凍探針， 其特征在于，所述膨脹通道(12)具有設(shè)計(jì)為取決于所述熱導(dǎo)體(14)的熱傳遞阻尼的通道橫截面， 從而使得在所述冷凍探針(2)的外部(7)上，預(yù)定的溫度分布至少在由所述預(yù)定長(zhǎng)度所限 定的部分上調(diào)節(jié)自身，所述預(yù)定的溫度分布特別地為恒定的溫度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷凍探針， 其特征在于，所述膨脹通道(12)形成為使得所述冷卻氣體以湍流流動(dòng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷凍探針， 其特征在于，為了形成所述膨脹通道(12)，特別地沿所述流動(dòng)方向變細(xì)/變寬的至少一個(gè)成型部件 (16)布置在所述管道(8、9)的至少一部分中，從而使得獲得的通道橫截面沿所述流動(dòng)方向 (Rs)漸進(jìn)變大。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷凍探針， 其特征在于，所述膨脹通道(12)通過管(18)和成型部件(16)而形成，該成型部件(16)插入所述 管(18)中，作為沿所述流動(dòng)方向(Rs)變細(xì)的截頭圓錐形的或類似旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的部件。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷凍探針，其特征在于，所述膨脹通道(12)通過管(18)和成型部件(16)而形成，該成型部件(16)插入所述 管(18)中，作為沿所述流動(dòng)方向(Rs)變寬的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的空心體部件。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的冷凍探針， 其特征在于，所述管(18)至少部分地形成所述冷凍探針(2)的冷凍探針外殼。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求6到8中任意一項(xiàng)所述的冷凍探針，其特征在于，所述管(18)具有內(nèi)螺紋(20)，并且所述成型部件(16)具有位于錐形壁(23)上的互補(bǔ)的外螺紋(22)，所述成型部件(16)能夠通過所述外螺紋(22)旋入所述管(18)中，以沿所 述流動(dòng)方向(Rs)漸進(jìn)變大的獲得的螺距(24)而形成膨脹通道(12)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)，特別地根據(jù)權(quán)利要求6到9中任意一項(xiàng)所述的冷凍 探針，其特征在于，所述管(18)具有內(nèi)螺紋(20)，并且所述成型部件(16)具有互補(bǔ)的外螺紋(22)，所述 成型部件(16)能夠通過所述外螺紋(22)旋入所述管(18)中，以獲得的螺距(24)而形成 所述膨脹通道(12)，其中，所述外螺紋(22)形成為沿所述流動(dòng)方向(Rs)延伸的圓錐形或類 似的螺紋和/或所述內(nèi)螺紋(20)形成為沿相反方向延伸的圓錐形或類似的螺紋。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求6到10中任意一項(xiàng)所述的冷凍 探針，其特征在于，所述膨脹通道(12)形成在外管(21)和在該外管(21)內(nèi)延伸的內(nèi)管(19)之間。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求11所述的冷凍探針，其特征在于，冷凍探針末端(34)，該冷凍探針末端(34)布置在管端部(36)并且使所述內(nèi)管(19)與 所述膨脹通道(12)流體連通，形成偏轉(zhuǎn)通道(38)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求12所述的冷凍探針，其特征在于，所述冷凍探針末端(34)布置在所述管端部(36)上，并且特別地能夠通過帶螺紋的裝 置旋上去和旋下來，從而使得所述偏轉(zhuǎn)通道(38)的橫截面是可變的并且特別地能夠適應(yīng) 于所述膨脹通道(12)的入口區(qū)域(40)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求11到13中任意一項(xiàng)所述的冷 凍探針，其特征在于，所述內(nèi)管(19)具有外螺紋(22)，并且所述成型部件(16)形成為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱空心體，該旋 轉(zhuǎn)對(duì)稱空心體特別地沿所述流動(dòng)方向(Rs)漸進(jìn)變寬，所述空心體的內(nèi)空心體壁上具有內(nèi)螺 紋(20)，所述空心體利用所述內(nèi)螺紋(20)而旋到所述內(nèi)管(19)的所述外螺紋(22)上，以 所述螺距(24)形成所述膨脹通道(12)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)，特別地根據(jù)權(quán)利要求11到14中任意一項(xiàng)所述的冷 凍探針，其特征在于，成型部件(16)圍繞所述內(nèi)管(19)布置，沿所述流動(dòng)方向(Rs)以遞增的螺距并以螺旋 的形式延伸，所述成型部件(16)特別地為線材，所述成型部件(16)分別與兩個(gè)管(19、21) 的壁(28、32)流體密封連接，從而使得橫截面漸進(jìn)增加的螺旋狀膨脹通道(12)形成在相鄰 的圈(42、42，)和所述壁(26、32)之間。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)特別地根據(jù)權(quán)利要求15所述的冷凍探針，其特征在于，所述成型部件(16) —體形成在所述內(nèi)管(19)和/或所述外管(32)上，并且特別地通過所述管(19，21)的相關(guān)壁( 28，32)的螺旋狀凹槽(43)而一體形成在所述內(nèi)管(19)和 /或所述外管(32)上，其中，所述螺旋狀凹槽(43)的螺距和/或?qū)挾?b)沿所述流動(dòng)方向 (Rs)增加。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷凍外科儀器，該冷凍外科儀器包括具有管道系統(tǒng)的冷凍探針，用來冷卻冷凍探針的至少一部分的特別地為冷卻氣體的壓縮的冷卻流體流過該管道系統(tǒng)，其中該管道系統(tǒng)具有膨脹通道，該膨脹通道的通道橫截面沿流動(dòng)方向在預(yù)定長(zhǎng)度上漸進(jìn)變大，使得壓縮的冷卻氣體在通過膨脹通道的流動(dòng)路徑上經(jīng)過預(yù)定長(zhǎng)度而至少部分地逐漸解壓縮，同時(shí)冷卻下來。
文檔編號(hào)A61B18/02GK101969872SQ200980105840
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月21日
發(fā)明者F·蓋澤爾哈特 申請(qǐng)人:愛爾伯電子醫(yī)療設(shè)備公司