冷凍消融治療系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請主張2013年3月13日申請的美國專利申請?zhí)枮?3/800，402，以及2013年7月15日申請的美國專利申請?zhí)枮?3/942，387的優(yōu)先權(quán)，它們通過參考整體合并到本文中。
[0002]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，特別涉及一種用于冷凍和破壞生物組織的冷凍消融導(dǎo)管和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]冷凍療法涉及利用極低溫度和所設(shè)計的復(fù)雜系統(tǒng)適當(dāng)?shù)乩鋬龃委煹哪繕?biāo)生物組織。這類系統(tǒng)中很多是使用特定形狀和大小的冷凍探針，這些冷凍探針被設(shè)計成觸碰選定的組織部分，而不會對鄰近的健康組織或器官產(chǎn)生不希望的影響。極低溫冷凍是通過柔性或剛性的探針導(dǎo)入的制冷劑來產(chǎn)生的。然后，通過構(gòu)成探針一部分的熱傳導(dǎo)元件對目標(biāo)組織實施冷凍，同時將該冷凍限制在一個相對較小的部位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的用于冷凍和破壞生物組織的冷凍消融導(dǎo)管及系統(tǒng)。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種冷凍消融系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有能在室溫以及恒定的設(shè)定壓力下提供工作氮氣的氣源，被連接到所述氣源用以接收工作氣體的液體發(fā)生器，該液體發(fā)生器隨后生成工作制冷液，以及與所述液體發(fā)生器連接用以接收所述工作制冷液的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分具有能將所述工作制冷液輸送到治療部位的冷凍單元，所述導(dǎo)管還具有緊鄰所述遠(yuǎn)端部分的球囊。
[0006]附圖簡要說明
[0007]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的冷凍消融系統(tǒng)。
[0008]圖2是圖1中系統(tǒng)的氣源模塊的示意圖。
[0009]圖3示出了圖1中系統(tǒng)的柔性軟管組件。
[0010]圖4是圖1中系統(tǒng)的消融系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖5是圖4中消融系統(tǒng)的進(jìn)氣模塊的示意圖。
[0012]圖6是圖4中消融系統(tǒng)的第一階段預(yù)冷卻模塊的示意圖。
[0013]圖7是圖4中消融系統(tǒng)的子冷卻模塊的示意圖。
[0014]圖8是圖4中消融系統(tǒng)的融化模塊的示意圖。
[0015]圖9是圖4中消融系統(tǒng)的真空模塊的示意圖。
[0016]圖10示出了圖1中系統(tǒng)的導(dǎo)管。
[0017]圖11是圖10中所示導(dǎo)管的一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視剖面圖。
[0018]圖12是沿圖11中線A-A截取的截面圖。
[0019]圖13與圖11是相同的視圖，但遠(yuǎn)端部分被旋轉(zhuǎn)了 90度。
[0020]圖14是沿圖11中線B-B截取的截面圖。
[0021]圖15是沿圖11中線C-C截取的截面圖。
[0022]圖16是圖10中所示導(dǎo)管的近端部分的側(cè)視圖。
[0023]圖17是圖16中區(qū)域D的放大視圖。
[0024]圖18是圖16中區(qū)域E的放大視圖。
[0025]圖19是沿圖16中線F-F截取的截面圖。
[0026]圖20是沿圖16中線G-G截取的截面圖。
[0027]圖21是沿圖16中線H-H截取的截面圖。
[0028]圖22是圖10中所示導(dǎo)管的接頭部分的側(cè)視圖。
[0029]圖23是圖22中區(qū)域I的放大視圖。
[0030]圖24是沿圖22中線J-J截取的截面圖。
[0031]圖25是圖10中所示導(dǎo)管的另一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視圖。
[0032]圖26是圖25中K區(qū)域的放大側(cè)視圖。
[0033]圖27是圖25中所示導(dǎo)管的近端部分的放大的側(cè)視截面圖。
[0034]圖28是圖27中L區(qū)域的放大視圖。
[0035]圖29是圖10中所示導(dǎo)管的另一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視截面圖。
[0036]圖30是圖29中區(qū)域M的放大的側(cè)視截面圖。
[0037]圖31是圖29中區(qū)域N的放大的側(cè)視截面圖。
[0038]圖32是圖10中所示導(dǎo)管的另一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視截面圖。
[0039]圖33是圖32中區(qū)域O的放大的側(cè)視截面圖。
[0040]圖34是圖32中區(qū)域P的放大的側(cè)視截面圖。
[0041]圖35是圖32的遠(yuǎn)端部分被旋轉(zhuǎn)90度后的側(cè)視局部外剖圖。
[0042]圖36是圖35中區(qū)域Q的放大的側(cè)視剖面圖。
[0043]圖37與圖36是相同的視圖，但增加了熱收縮管。
[0044]圖38是圖32中所示導(dǎo)管的近端部分的側(cè)視截面圖。
[0045]圖39是圖38中區(qū)域R的側(cè)視截面圖。
[0046]圖40是圖38中區(qū)域S的側(cè)視截面圖。
[0047]圖41是圖10中所示導(dǎo)管的另一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視剖面圖。
[0048]圖42是圖41的遠(yuǎn)端部分被旋轉(zhuǎn)了 90度后的側(cè)視截面圖。
[0049]圖43是圖42中區(qū)域T的放大的側(cè)視剖面圖。
[0050]圖44是圖42中區(qū)域U的放大的側(cè)視截面圖。
[0051]圖45是圖41中所示導(dǎo)管的近端部分的側(cè)視截面圖。
[0052]圖46是圖45中區(qū)域V的側(cè)視截面圖。
[0053]圖47是圖45中區(qū)域W的側(cè)視截面圖。
[0054]圖48是圖10中所示導(dǎo)管的又一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視剖面圖。
[0055]圖49是圖48的遠(yuǎn)端部分被旋轉(zhuǎn)90度后的側(cè)視圖。
[0056]圖50是圖49中區(qū)域X的放大的側(cè)視剖面圖。
[0057]圖51是圖48中所示導(dǎo)管的近端部分的側(cè)視截面圖。
[0058]圖52是圖51中區(qū)域Y的側(cè)視截面圖。
[0059]圖53是圖51中區(qū)域Z的側(cè)視截面圖。
[0060]圖54是圖51中區(qū)域AA的側(cè)視截面圖。
[0061]圖55示出了圖54所示的實施例在冷凍治療周期的熱傳遞路徑。
[0062]圖56示出了圖54所示的實施例在解凍周期時的熱傳遞路徑。
[0063]圖57示出了本發(fā)明的冷凍液的一個示范性的焦耳-湯姆遜反轉(zhuǎn)曲線。
[0064]圖58是圖10中所示導(dǎo)管的又一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視截面圖。
[0065]圖59是圖10中所示導(dǎo)管的再一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視截面圖。
[0066]圖60是圖10中所示導(dǎo)管的另一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視截面圖。
[0067]圖61是圖10中所示導(dǎo)管的再一個實施例的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視截面圖。
【具體實施方式】
[0068]下面詳細(xì)描述了實施本發(fā)明的最佳實施方式。此描述僅對本發(fā)明實施例的基本原理進(jìn)行闡述，但本發(fā)明不僅僅局限于此描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附的權(quán)利要求書進(jìn)行最準(zhǔn)確限定。
[0069]'消融系統(tǒng)
[0070]參見圖1，本發(fā)明提供了一種冷凍消融系統(tǒng)100，該系統(tǒng)利用諸如氮氣、氦氣、氬氣、氖氣等低壓氣體，將冷能和熱能傳遞至導(dǎo)管102的遠(yuǎn)端。該系統(tǒng)100具有能通過柔性軟管組件108向消融系統(tǒng)106提供工作氣體的氣源模塊104。該消融系統(tǒng)106接收、引導(dǎo)、轉(zhuǎn)換及控制所述系統(tǒng)100內(nèi)流動的工作流體。消融系統(tǒng)106包括電開/關(guān)電磁閥，所述電磁閥利用計算機(jī)控制軟件引導(dǎo)氣流進(jìn)入導(dǎo)管102或從所述導(dǎo)管102導(dǎo)出。消融系統(tǒng)106還包括用于存儲液態(tài)冷凍劑的真空絕熱的存儲罐/杜瓦瓶，所述液態(tài)冷凍劑用于次冷卻工作流體。然后，經(jīng)次冷卻的流體通過兩個母氣體接頭110中的一個流出消融系統(tǒng)106。導(dǎo)管102有兩個相匹配的可互換的公氣體接頭，其中一個母氣體接頭110與消融系統(tǒng)106連接并接收來自消融系統(tǒng)106的次冷卻/加熱的流體。設(shè)置在導(dǎo)管102內(nèi)的輸送管道連接到母氣體接頭110，以便將工作流體輸送至導(dǎo)管102的遠(yuǎn)端。然后，工作流體通過回路/歧管被循環(huán)回到與導(dǎo)管102的第一輸送管道相平行的第二輸送管道。第二輸送管道在接頭端與第二氣體接頭110相連，并將來自導(dǎo)管102的使用過的流體輸送回消融系統(tǒng)106。
[0071]所述消融系統(tǒng)還包括用于隔熱的有源的超高真空系統(tǒng)。該真空系統(tǒng)通過機(jī)械真空接頭312與導(dǎo)管真空腔320連通(如下文中圖15，17，19，20，21及24中所示)，并提供一定的真空水平以維持制冷劑輸送管道的合適的熱絕緣性，從而與大氣熱量隔絕。
[0072]圖1中系統(tǒng)100具有內(nèi)置的機(jī)械及軟件安全裝置，用以監(jiān)測、檢測及控制系統(tǒng)異常響應(yīng)，詳細(xì)解釋如下。
[0073]參見圖2，氣源模塊104包括裝有接近400atm的高度壓縮氮氣的存儲罐120，與存儲罐120連接的調(diào)節(jié)器122，手動開/關(guān)排氣閥124，消聲器/消音器126及氣源連接器128。直列式(ini ine)壓力調(diào)節(jié)器能將高壓氣體的氣壓降至約20atm到10atm的范圍內(nèi)。排氣管130能清除殘留在壓力線中的氣體。氣源連接器128的一端連接到調(diào)節(jié)器122的出口，而另一端連接到柔性軟管組件108。
[0074]從氣源模塊104排出的氣體，通過柔性軟管組件108供應(yīng)到消融系統(tǒng)106。參照圖3，柔性軟管組件108具有軟管132，該軟管132具有第一端，該第一端具有母氣體接頭134，母氣體接頭134具有一體的彈簧加載閥門。當(dāng)與氣源模塊104上的公接頭128配合時，該彈簧加載閥門打開。軟管132的第二端是公氣體接頭136，該接頭136被連接到消融系統(tǒng)106的母氣體接頭138上(參見圖4)。公母接頭的連接布置，能在連接斷開而線路仍被加壓時，避免氣體滯留在連接器的兩端之間。
[0075]來自柔性軟管組件108的受控的氣體首先進(jìn)入進(jìn)氣模塊140。隨后，進(jìn)氣模塊140的出口被分成兩條路徑，分別通向冷凍模塊142和解凍模塊144。冷凍模塊142和解凍模塊144的出口在點E處相連接，點E通向兩個母氣體接頭110中的一個。導(dǎo)管102的配合公接頭被連接到該氣體接頭110上以接收制冷/制熱流體。另一氣體接頭110被連接到導(dǎo)管102的輔助配合接頭，用以將使用過的流體輸送回消融系統(tǒng)106，以預(yù)冷卻來自氣源模塊104的入口氣體。該系統(tǒng)100還有與導(dǎo)管102上的公真空接頭連通的母真空接頭112。這兩個氣體接頭110是可互換的，但是真空接頭112和氣體接頭110不可互換。
[0076]參見圖5，進(jìn)氣模塊140的功能是限制最大操作氣體壓力，并控制工作氣體的質(zhì)量。進(jìn)氣模塊140包含減壓閥146、濕氣過濾器148和顆粒過濾器150。減壓閥146自動降低高于設(shè)定值的過大壓力以避免超壓。超壓通常是由于用戶在氣源模塊104上設(shè)定不恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器壓力所引起的。濕氣過濾器148和顆粒過濾器150能過濾污染物，否則污