[发明专利]具有改向流的冷冻外科器械

说明书

相关申请的交叉引用

该申请要求了2011年3月9日提交的美国临时专利申请第61/450,746号的优先权权益。

背景技术

1.技术领域

本发明的实施例涉及冷冻外科设备，并更具体地涉及具有分流器的冷冻探头或冷冻导管，该分流器将冷冻剂的引入流引导到冷冻探头或冷冻导管外轴杆的内壁上。

2.相关技术的说明

背景技术的说明意在提供该专利申请的基本情况。

已知用于执行冷冻外科手术的冷冻探头，当液态冷冻剂从外部源供给到冷冻探头末端时，冷冻探头使液态冷冻剂“沸腾”。一般来说，将呈两相流体形式的冷冻剂递送到冷冻探头，这是因为有一定百分比的液态冷冻剂在进入冷冻探头之前由于递送软管的不完美的隔热性而不可避免地蒸发。在没有实施特殊结构的情况下，不能通过在冷冻末端（冷冻探头的远侧部段）的内腔中完全分离液相和气相来容易地改善这种两相状态。此外，特别是当将氮气用作冷冻剂时，液态氮会产生被称为蒸汽屏蔽效应（Liedenfrost effect）的氮气气垫来与固态的较热表面相互作用。该效应大幅减小从较热表面吸收热量的能力。在不解决由此方案引起的问题的情况下，无法利用冷冻剂的液态部分的沸腾的优点来有效地冷冻被治疗的组织。更期望的方案将使液相的“沸腾”尽可能靠近较热表面发生。

已知与将氮气用作冷冻剂有关的试图解决这些问题的方案，然而，由于沸腾的氮流体流的特性，所有方案都有较大缺点。

焦耳－汤姆逊探头固有地操作成将冷冻剂递送到末端端部处的膨胀腔室，在此，冷冻剂膨胀并冷却。在冷却之后，膨胀并冷却的冷冻剂随后进入返回通道，在那里对外表面进行冷却。当通过蒸发冷却时，返回的冷冻剂的体积比起初供给到冷冻探头的冷冻剂的量大得多。由于用于排出膨胀冷冻剂的可用出口的相对较小范围，这种返回流体的膨胀体积使得很难以从冷冻探头移除。

发明内容

提供此总结来引入简化形式的构思选择，这些构思在详细说明中下面进一步描述。该发明内容不是用来确定所要求保护的主题的关键特征或主要特征的，也不是用来限制所要求保护的主题范围的。

背景技术不提供克服如下问题的方案，即，在用于排出膨胀冷冻剂的可用出口的相对较小范围内排出较大的膨胀体积的沸腾的返回冷冻剂。

申请人已发现一种通过加入分流器来解决背景技术的问题的有利方案，该分流器将进入冷冻剂探头的冷冻剂引入流直接引向较热的外壁表面，然后使沸腾的冷冻剂经由内返回通道从冷冻探头排出。冷冻剂在发生换热的冷冻探头的外轴杆内表面处的沸腾使体积加大，并大幅加大冷冻剂流的速度，由此加大从外轴杆内表面到冷冻流体的传热。使包含较大部分液相的两相冷冻剂与冷冻探头的外壁内表面直接接触减小冷冻剂存在于换热区（在此也被称为换热元件）的总体积。可用于返回冷冻剂的返回通道的横截面面积大小取决于探头直径。

本发明的至少一方面提供一种冷冻外科器械，其中，分流器可由诸如金属或陶瓷的材料或能在沸腾的冷冻流体的低温下保持其结构完整性和该材料的所产生压力的任何其它合适材料制成。

本发明的至少一方面提供一种冷冻外科器械，其中，冷冻探头末端位于冷冻探头的中心馈送管内或附近，并且主要优点是解决了上述技术问题。

本发明的至少一方面提供一种冷冻外科器械，其中，冷冻探头具有螺旋形末端、分流元件和换热器，以迫使冷冻流体速度加大并使液相尽可能接近于外轴杆的内表面。螺旋形末端较佳地具有加大液相与外轴杆内表面的接触并由此加大传热的一个或多个机构。

在一些方面，特殊末端可选地和较佳地构造成金属管，其具有适于被引入中心馈送管的远侧部段内的合适直径。金属管的近侧部段较佳地设有直凹槽或螺旋形凹槽、孔、其它扩散元件或向外的表面凹陷部，由此使该元件起到流动引导元件或喷射部件的作用。此外，位于中心馈送管外侧的末端的远侧部段提供有限的横截面以迫使冷冻剂在冷冻探头内表面的正上方的小膜内流动。

各种实施方式可选地用于将特殊的末端元件安装到中心馈送管内。例如，元件的直径可选地比冷冻探头的内直径小十分之一毫米，因而，将冷冻流体引向冷冻探头的外轴杆的内表面，然后经由起到用于排出冷冻剂的返回通道作用的内通道排出。

此外，元件的远侧部段可选地附连到冷冻探头的外轴杆的内表面。可选地，多个螺旋形凹槽不附连到内表面以提供用于沸腾过程的空间，从而使沸腾接近于外轴杆内表面发生，同时保持接触表面通过传导吸热。