[发明专利]冷冻外科仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻外科仪器，该冷冻外科仪器包括具有管道的冷冻探针，用来冷却冷冻探针的至少一部分的特别地为冷却气体的压缩的冷却流体流过该管道。

背景技术

零下温度的有目标的受控制的使用用于冷冻外科以杀死生物组织。此外，特别地使用柔性探针，通过在冷冻探针或探针头上将外来物体冻结成固体而从体腔取出外来物体，例如，必须从呼吸道移除的吞下的同时意外吸入的外来物体。然而，冷冻外科也适合于获得组织样本(活检)。在这种情况下，组织的特定区域(组织样本)冻结到探针头上，并且在从周围组织分离之后可以使其能被检查。

在外科中存在深度冻结的各种可能性。一种可能性基于焦-汤(Joule-Thomson)效应：低于转化温度的膨胀流体(特别是气体)的原子或分子妨碍相互吸引，结果是气体损失内部能量。它冷却下来。通常，CO₂或N₂O用作膨胀流体或气体(在下面称为冷却流体或冷却气体)。

刚才描述的那种类型的冷冻外科仪器通常具有可被输送到要被处理的组织的探针和气体管线装置，该气体管线装置穿透探针并且将工作气体释放到探针的内体积中，工作气体在该内体积中膨胀并且导致探针冷却下来。由于这些探针优选地由热传导材料制成，这保证通过探针消除组织热并且因此保证冷却效果。

在如描述的通过解压缩压缩气体产生冷却效果的冷冻探针中，经常需要均匀地或根据特定温度轮廓冷却较大表面。例如，具有2mm直径的冷冻探针假定在50mm的长度上被均匀冷却。

在这些情况下，根据现有技术，多个喷嘴分布在冷冻探针内以便实现合理均匀的冷却。所用的冷却喷嘴的数量越大，在选定长度上达到的作为结果的温度越均匀。通过这个程序，所需气体的量在多个喷嘴之间被划分。因此，单个喷嘴的直径很小。然而，同时，生产不成比例地费时。通过小的喷嘴，将紧公差设置在几何形状上，以便实现恒定的流动特性。较小的喷嘴横截面理论上也更容易堵塞。

也已经证明，通过根据现有技术的冷冻外科仪器，仅可以困难地实现基本上恒定的温度曲线或预定温度曲线。此外，从现有技术得知的冷冻探针的构造是非常费时的且高成本的。

发明内容

因此，本发明的目的是开发一种开始提及的那种类型的冷冻外科仪器，使得可以实现在技术上较容易实施且改善的(特别地更均匀的)冷冻探针的冷却。

这个目的通过根据权利要求1的冷冻外科仪器实现。

特别地，这个目的通过一种冷冻外科仪器实现，该冷冻外科仪器包括具有管道的冷冻探针，用来冷却所述冷冻探针的至少一部分的特别为冷却气体的压缩的冷却流体流过该管道，其中该管道具有膨胀通道(expansion channel)，该膨胀通道的通道横截面沿流动方向在预定长度上渐进变大，使得压缩的冷却气体在通过所述膨胀通道的流动路径上经过预定长度而至少部分地逐渐解压缩，同时冷却下来。

本发明的关键是设计一种预定长度的通道，使得其这个长度上的横截面增加，使得气体的膨胀分布在这个长度的通道上。结果，在通道的开始，仅存在部分膨胀并且因此不存在全温度差，然而，由于在整个长度上的渐进膨胀，冷却发生在大的区域上，其中在探针的外部实现的温度或其分布在任何情况下都取决于横截面的变宽且取决于膨胀通道和冷冻探针外部之间的热传递阻尼。

优选地，在这种情况下，所述膨胀通道通过热导体而与冷冻探针的外部具有热传导关系。具有减小的热传递阻尼的独立部件或适当的辅助装置，诸如热化合物等，可用作热导体。当然，除此之外，也可以适当地将冷冻探针的外壳部件设计为热导体并且用保证最佳热传递的材料构造它。膨胀通道优选地布置成尽可能靠近冷冻探针的外部或靠近假定要被冷却的区域。

所述膨胀通道优选地具有设计为取决于热导体的热传递阻尼的通道横截面，使得在冷冻探针的外部上，预定的温度分布，特别地恒定的温度至少在上面提及的预定长度限定的部分上调节自身。这意味着，例如，在所述膨胀通道和外部之间的很厚的壁部或要被冷却的区域中，所述膨胀通道对应地设计成显著变宽以便在这个点实现特别有效的膨胀并且因此特别有效地冷却。当然，也可以对需要急剧冷却的冷冻探针的外部的区域中的膨胀通道作出适当的改变。通过膨胀通道的横截面的特定改变，因此可以考虑例如到外部的已存在的壁厚、流动速度等，从而在冷冻探针的外部实现均匀的或任何其它合意的温度分布。