[发明专利]具有压力调节的冷冻手术系统

说明书

一种手术冷冻消融系统包括阀，所述阀具有阀入口和阀出口，所述阀入口可在大于4000psi的压力下连接到低温流体源，并且所述阀出口可连接到冷冻消融探针，使得所述阀出口与所述冷冻探针流体连通，使得所述低温流体源与所述阀入口流体连通。

背景技术

冷冻手术系统可以用于冷冻消融目标组织(例如，肿瘤)。例如，在冷冻手术期间，外科医生可以通过将冷冻探针放置在患者解剖结构的目标区域处或附近来展开一个或多个手术工具，诸如冷冻探针以冷冻消融患者解剖结构的目标区域。在一个示例中，冷冻探针利用传热介质或在压力下供应的流体的焦耳-汤姆森(J-T)效应以产生冷却。加压的低温流体的膨胀在其通过J-T孔口时导致温度处于或低于在冷冻探针的顶端附近冷冻消融组织所需的那些温度。在膨胀的低温流体与冷冻探针的外壁之间的传热可以用于形成冰球，并且因此冷冻消融组织。

在冷冻手术系统中，低温流体可以在冷冻过程期间引起组织的冷冻的压力下被供应到冷冻探针并且在用于在解冻过程期间解冻组织的较低压力下进行供应。在冷冻消融过程期间可能存在一个或多个冷冻和解冻循环。

冷冻手术系统包括连接到一个或多个低温流体源的一个或多个冷冻探针。这种系统在共同转让的专利美国专利号8,066,697和公开的申请美国公开号2010/0256620Al中进行了描述，该专利的内容通过引用整体并入本文。这种系统为高压和低压低温流体提供了单独的供应和压力控制系统，并且因此相对较重、庞大并且生产成本更高。

发明内容

本文公开的系统和方法提供了一种传热介质，诸如低温流体(液体/气体)以在手术过程期间在手术工具和患者的周围组织之间传递热量。本文公开的系统和方法允许在手术过程期间对传热介质进行压力调节。

在一个实施例中，压力调节系统包括压力控制阀，其可以被致动到打开状态以允许传热介质朝向手术工具通过压力控制阀。压力控制阀可以被致动到关闭状态，以便限制传热介质从其通过。优选地，压力调节系统包括根据一种或多种控制算法来控制压力控制阀的致动的控制系统。

另一个实施例提供了一种用于将压力控制阀致动到打开和关闭状态的第一控制算法。控制算法可以，例如由控制系统执行。控制系统可以根据第一控制算法确定传热介质的压力是否小于最小设定点压力，并且如果是，输出第一信号至阀致动器以打开压力控制阀。控制系统还可以根据第一控制算法确定传热介质的压力是否高于最大设定点压力，并且如果是，输出第二信号至阀致动器以关闭压力控制阀。

在另一个可选的实施例中，在关闭压力控制阀之后，压力可能不会减小，并且可能最初在减小之前继续增加。在这种可选的实施例中，控制算法可以包括第二控制算法，其可以执行与第一控制算法基本相同的步骤，但是另外地，可以在关闭压力控制阀之后，确定传热介质的压力是否达到和/或超过第一压力。如果是，第二控制算法则可以有利地以偏移量调整最小压力设定点。

在另外的可选实施例中，偏移量可以等于在第一压力和最大压力设定点之间的差，并且最小压力设定点可以降低大致等于所计算的偏移量的量。

根据第二控制算法，可以通过在关闭压力控制阀之后并且在随后打开压力控制阀之前确定传热介质的压力是否位于或低于对应于最小压力设定点的调整值的第二压力。如果是第二压力，则发送第三信号以打开压力控制阀。

在另外的可选实施例中，第一压力可选地大于最大压力设定点。实际上，这样的实施例可以允许打开和关闭压力控制阀以包括控制系统的作用(例如，内置延迟、压力阻塞等)并且允许控制传热介质的压力以大致等于期望的标称压力。

在另外的可选实施例中，如果压力控制阀没有响应于第二信号关闭，控制系统则可以自动地指示故障状况。

在一个这样的可选实施例中，在打开压力控制阀之后经过的时间可以与预定时间进行比较。如果压力控制阀保持打开超过了预定时间，则可以关闭压力控制阀和/或可以生成故障状况。优选地，预定时间可以大于当根据第一和/或第二算法进行控制时压力控制阀保持打开的时间。