[发明专利]使用超临界气体的低温治疗装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于低温学医疗装置的冷却系统和方法。

发明背景

已经开发了用于治疗心脏组织的多种冷却导管系统，用于足够冷却组织以麻醉其并允许心脏的冷绘制和/或导管位置相对于局部组织病变的确定，或用于在导管端部位置处施加更高水平的冷却以消融组织。通常，可被低温学导管作用的治疗范围可比得上射频或热消融导管的应用范围，且具体来说，这些仪器可构造成在导管的末端处实现小的局部球状病变，或沿末端延伸几个厘米长度或更多的一个或多个细长线性病变。后一病变形式通常用于实现跨越心脏壁区域的传导块，从而在长度上断开异常路径，防止传导跨越该区域，为了改变心脏信号路径拓扑，例如，为了消除负责心房纤维性颤动或心动过速的错误路径。

低温学装置使用源自制冷剂流过装置中出现的热动力变化的能量传递。具有低工作温度(诸如冷冻剂或低温学制冷剂)的各种流体已经用在医疗和手术领域以治疗这种组织异常。通常，低温学装置使用源自制冷剂流过装置中出现的热动力变化的能量传递来产生从目标组织流到装置的净热传递，通常通过冷冻剂与目标组织之间的传导性和对流性热传递，而将装置的一部分冷却到非常低的温度来实现。热传递的质量和大小由装置构造和装置内的冷冻剂状态的控制来调节。

结构上，可通过小孔注射高压制冷剂来实现冷却。从小孔注射时，制冷剂经受两个主要热动力变化：(i)通过正焦耳汤姆逊阀膨胀到低压力和温度，以及(ii)经受从液体到气体的相变化，由此吸收蒸发热。所得到的通过装置的低温制冷剂的流动用于吸收来自目标组织的热并由此将组织冷却到所需的温度。

多种不同流体已经用于低温治疗导管的冷却部件，诸如提供某种程度热传导性和热性能的浓盐水溶液或其它液体。但是，常规的制冷剂及其相应的制冷剂系统在其移除热的热传导性和/或性能方面受到限制，因为其特定的热性能，或因为在制冷剂递送到导管之前，不足够的温度下降。

某种程度上，已经通过使用相变材料作为低温流体，并布置导管使得在导管末端的治疗部分中出现相变，例如从液体到气体，而解决了这些考虑。另一可能方法是采用加压气体，并将导管构造成通过末端结构中气体的膨胀来冷却。但是，由于这种导管要求小尺寸以插入脉管，或操作低温治疗探针的笨拙，通常，可以信任的在远端处提供了足够的冷却能力并最小化治疗时间，同时增加消融损伤深度和质量的安全并有效的冷却剂循环系统的设计还是一困难的目标。

因而，需要提供一种冷却剂系统，均一地、可控制地将冷却剂递送到治疗装置，具有最小化治疗时间并改善治疗的深度和质量的冷却能力。

发明内容

本发明有利地提供一种用于将冷却剂递送到医疗装置并热治疗组织区域的方法和系统。具体来说，提供一种将冷却剂递送到医疗装置的方法，包括：将呈超临界状态的冷却剂递送到所述医疗装置的治疗区域；以及在所述治疗区域处，将所述冷却剂从所述超临界状态变化到液相和气相中的至少一种。该方法可包括将所述冷却剂从所述超临界状态变化到液相和气相中的至少一种，其涉及从焦耳汤姆逊阀排出所述冷却剂。所述冷却剂可从超临界状态变化到混合液-气状态，以及将呈超临界状态的所述冷却剂递送到所述医疗装置的治疗区域可包括使所述冷却剂过冷。该方法可包括从储存器抽取呈液相的冷却剂，并将所述冷却剂转换成用于递送到所述医疗装置的超临界相，将所述冷却剂转换成用于递送到所述医疗装置的超临界相包括用压力调节器升高所述冷却剂的压力。该方法还可包括监控所述医疗装置内的压力水平和在所监控的压力水平从预订目标压力变化时，从所述医疗装置排泄冷却剂。

还提供一种低温学治疗组织区域的方法，包括：靠近组织区域定位医疗装置的治疗区域；将呈基本液相的冷却剂从冷却剂储存器递送到过冷却器；将所述冷却剂从液相转换成超临界状态；将超临界冷却剂递送到所述治疗区域；在治疗区域处，将冷却剂从超临界状态变化到液相和气相中的至少一种；消融组织区域；以及从医疗装置的治疗区域排泄冷却剂。

附图说明

参考结合附图考虑的以下描述，将更完整理解本发明并更容易理解所伴随的尤其及其特征，其中：

图1示出根据本发明的原理构造的医疗系统的实施例；

图2示出根据本发明的原理构造的医疗装置的实施例；

图3是根据本发明的原理构造的冷却系统的实施例的示意图；

图4是根据本发明的原理构造的冷却系统的实施例的另一示意图；

图5示意性地示出用于本发明的医疗系统的过冷却器的实施例；

图6示意性地示出用于本发明的医疗系统的过冷却器的另一实施例；