[發明專利]具有多管遠端部分的單相液體致冷劑冷凍消融系統及相關方法

無效

• 申請號: 201080015397.1
• 申請日: 2010-04-05
• 公開（公告）號: CN102387755A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 阿萊克謝·巴布金;彼得·利特拉普;威廉·尼達姆;巴龍·尼達姆
• 申請（專利權）人: 克萊米迪克斯有限責任公司
• 主分類號: A61B18/02
• 分類號: A61B18/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

相關申請的交叉參考

本申請要求2009年4月6日提交的、名稱為“用于改進的冷凍消融處理的低溫系統(Cryogenic?System?for?Improved?Cryoablation?Treatment)”的申請No.61/167,057的權益。

技術領域

本發明涉及用于處理生物組織的冷凍消融系統，更具體而言是涉及采用液態致冷劑的冷凍消融探頭，以及具有多管遠端的冷凍治療探頭。

背景技術

冷凍消融療法包括采用極其低溫而且復雜的冷卻系統適當地冷凍待處理的目標生物組織。大多數這些系統采用具有特定形狀和尺寸的冷凍探頭或導管，這些冷凍探頭或導管被設計成接觸組織的選定部分，而不會對附近的任何健康組織或器官造成不利影響。利用經由冷凍探頭的遠端引入的某些類型的致冷劑來實現極端冷凍。冷凍探頭的此部分必須與待處理的目標生物組織直接熱接觸。

如今有各種已知的冷凍消融系統，它們例如包括液氮和一氧化二氮式系統。液氮具有大約-200℃的非常理想的低溫，但在其被引入與周圍的溫暖生物組織熱接觸的冷凍探頭的遠端冷凍區時，其溫度升高超過沸點溫度(-196℃)，而且其在大氣壓力下蒸發且體積膨脹幾百倍，并快速吸收冷凍探頭的遠端的熱量。這樣的巨大體積增加在冷凍探頭的尖針的內部空間被氣態氮“阻塞”時導致“汽堵”效應。以外，在這些系統中，氣態氮在使用中僅直接排到大氣中，這在暴露于手術室的大氣濕度時產生大量的冷凝物并需要頻繁地補充或更換液氮貯槽。

一氧化二氮和氬系統一般利用焦耳-湯姆遜膨脹元件通過壓縮氣體的膨脹來實現冷卻，所述焦耳-湯姆遜膨脹元件比如是布置于冷凍探頭的末梢的小孔、節流閥或其它類型的流動壓縮裝置。例如，普通一氧化二氮系統將氣體加壓到大約5MPa至5.5MPa而達到在0.1MPa左右的壓力下不低于-85℃至-65℃左右的溫度。對氬氣而言，利用大約21MPa的初始壓力來實現0.1MPa的相同壓力下的大約-160℃的溫度。一氧化二氮冷卻系統不能達到由液氮系統實現的溫度和冷卻能力。一氧化二氮和冷卻系統因為室溫高壓氣體的入口而具有某些優點，在其到達位于探頭尖端的焦耳-湯姆遜節流部件或其它膨脹裝置時，免除了系統隔熱的必要。但是，由于操作溫度不夠低，而且初始壓力較高，冷凍外科應用受到嚴格的限制。除此以外，焦耳-湯姆遜系統通常采用換熱器，通過往外排的膨脹氣體來冷卻進入的高壓氣體，以此通過使壓縮氣體膨脹來實現必要的降溫。這些換熱器系統與需要直徑小于3mm的探頭尖端要求的微型尺寸不兼容。雖然氬系統能實現理想的冷凍消融溫度，但氬系統不提供足夠的冷卻能力，而且需要極高的氣體壓力。這些限制是不合乎需要的。

另一冷凍消融系統采用處于亞臨界或超臨界狀態的流體。美國專利No.7,083,612和No.7,273,479中闡述了此類冷凍消融系統。這些系統較之上述系統具有某些優點。諸多好處歸結于具有像氣體一樣的粘性的流體。具有接近氮氣臨界點的工作條件使得系統能避免上述不理想的汽堵，同時還提供優良的熱容。除此以外，此類冷凍消融系統能使用小型溝道探頭。

但是，在冷凍消融系統中采用亞臨界致冷劑極富挑戰性。具體而言，一旦氮氣經過其臨界點(大約8倍)，氮氣的密度顯著變化——從而導致需要延長儀器的預冷時間。熱容僅在接近臨界點時較高，而且系統的效率在更高溫度下很低，因為需要長的預冷時間的。另外，系統不能有效加熱(或解凍)冷凍探頭。而且，亞臨界致冷劑系統需要定制的低溫泵，這更難以制造。

專利文獻中說明了其它類型的冷凍消融系統。2008年11月19日提交的美國專利No.5,957,963、No.6,161,543、No.6,241,722、No.6,767,346、No.6,936,045和國際專利申請No.PCT/US2008/084004描述了可鍛柔性冷凍探頭。說明用于通過與焦耳-湯姆遜效應結合供給液氮、一氧化二氮、氬、氪及其它致冷劑或它們的不同組合的冷凍外科系統的專利的示例包括美國專利No.5,520,682、No.5,787,715、No.5,956,958、No.6074572、No.6,530,234和No.6,981,382。

但無論上述系統怎樣，采用低壓以及使用能夠消除冷凍探頭的多管遠端中的蒸發和“汽堵”的深冷溫度的改進的冷凍消融系統仍然是合乎需要的。

發明內容