CN102481166B - 冷冻外科仪器 - Google Patents

Abstract

一种冷冻外科仪器，特别是用于经支气管活组织检查的活组织检查仪器，具有：细长的仪器基体，该仪器基体带有相对于使用位置而言的远端端部和近端端部；设置在远端端部附近的冷却的组织采样区段，该组织采样区段经过适当设计，从而在使用仪器时在冷却状态下由于冷冻粘附而使得外围的生物物质粘附；和设置在组织采样区段远端的安全区段，该安全区段具有用来防止或减小生物物质粘附的机构。

Description

冷冻外科仪器

本发明涉及一种冷冻外科仪器，特别是用于经支气管活组织检查的活组织检查仪器。

针对肿块（例如支气管癌或周围圆形病灶）或者在周围肺组织中的发炎的间质性肺病，采用透照检查法进行的经支气管活组织检查被用作例行诊断方法。由于柔性支气管镜的直径，通常无法从远离中央呼吸道的一定的肺部区域取得组织样本。在这种情况下，采用X光检查法（C型臂）例如将细钳前移到待检查的区域，以便由此能目标明确地取得组织样本。

用于实施这种检查的柔性夹钳或冷冻活组织检查探针例如由EP 0 573 817 Al已知。在通过冷冻活组织检查获取组织时，把探针尖端即探针头置于待处理的组织上，于是组织区域即组织试样基于冷却效应（焦耳-汤姆逊效应）冻结在探针头上。组织或者后来的组织试样由此粘附在冷却的探针头上，且可以通过短距离的牵拉运动从周围的组织脱离出来，见WO 2008/074422。

在呼吸道的能看见的区域（中央呼吸道）中获取组织时，在利用内窥镜的观察辅助下对仪器进行定位。而在从周围肺组织获取组织时，只能间接地采用透照检查法对仪器进行定位。这导致较高的并发症发病率。

在从周围肺组织取得组织试样（活组织检查）时需要注意，包覆有极薄的鞘膜、肺胸膜（脏胸膜）的肺组织不许因例如在活组织检查时由仪器引起的过大的机械力而被穿刺。如果因获取组织而在肺胸膜上产生损伤，就会有空气从肺流入到胸膜腔中，进而引起气胸，气胸造成病人的氧气供应减少。另一方面，如果冷冻活组织检查探针插得太深，亦即过于靠近胸膜，则随着组织冻结到探针尖端（探针头）上，也会使得肺胸膜发生冻结。因而在取出粘附在探针头上的组织时就会使得胸膜产生损伤。

难点是，在从周围肺组织获取组织时，即使有经验的使用者也很难把仪器定位在胸膜之前很近处。透照检查法只能给使用者提供二维图像，以便检查探针尖端位置。因此难以估计深度即第三维。

本发明的目的在于，提出一种所述类型的改进的仪器，其便于医生实施检查，并降低了并发症的风险。

采用根据本发明的冷冻外科仪器，即可实现该目的。

按照本发明第一方面的主要构思在于，布置在远端端部附近的冷却的组织采样区段经过适当设计，从而在使用仪器时在冷却状态下由于冷冻粘附而使得周围的生物物质发生粘附，除了所述组织采样区段外，在仪器上还设置有用来防止生物物质或组织直接粘附在仪器远端端部上的机构。此点通过设置在组织采样区段远端的安全区段来实现，该安全区段具有用来防止或减小生物材料粘附的机构。

根据本发明的相对独立的第二方面，组织采样区段尽管直接设置在仪器的远端端部，却经过适当设计，使得冷冻粘附效应在远端面特别是端面处相比于外围区域明显减小。

在根据第一方面的一种设计中，适当地设计安全区段，使得它至少在边界区域中相比于组织采样区段具有较低的热导率。在此可以规定，至少在边界区域中减小横截面和/或选取热导率差的材料，由此实现较低的热导率。不言而喻，安全区段也可以整体地由热导率差的材料构成，或者使其横截面小于组织采样区段。作为所述材料，这里特别是可以考虑采用各种不同的往往具有较低热导率的塑料材料，其具体选择要视医疗技术的特定要求而定。这里提到的硅树脂、聚氨酯和聚酰胺仅仅作为例子。

在根据第一方面的另一种设计中，安全区段具有适当设计的高热容量，从而在组织采样区段的特别是小于5秒的短暂的冷却持续时间期间，其温度保持高于某个使得生物物质由于冷冻粘附而粘附于其上的值。它尤其可以由通常具有这种高热容量的硬金属构成。本领域技术人员可以根据仪器构造结构、特别是其冷却及其应用特性，采取其它材料设计，而无需局限于这里的具体提示。

在根据第一方面的另一种设计中，安全区段由一种能减小冷冻粘附的材料制成，或者在任何情况下都覆盖有这种材料，或者被这种材料的间隔件包围。特别地，为了实现这种功能，用一种能减小冷冻粘附的硬质材料来形成涂层或间隔件。

在根据本发明的第一方面的另一种设计中规定，安全区段具有特别是电的加热机构。

在一种设计中规定，沿着安全区段的表面分布有多个开口，这些开口与仪器基体内部的气体通道处于流体连接。于是在使用仪器时，气体通道与压力产生机构连接，通过压力产生机构来供应处于压力下的流体（例如气体），用于从很多小开口排出。利用这种排出的流体在很大程度上阻止了组织在探针尖端上也就是粘附在安全区段的区域中粘附。

多种上述措施可以相互组合，根据本发明的第二或第三方面的下述的一种设计也可以有益地与这些措施中的一种或多种相组合。

根据本发明的第二方面的一种设计的特点是，对组织采样区段中的冷却机构进行适当设计，使得这些冷却机构仅冷却外围区段，而不冷却远端端部，或者在冷却机构与远端端部之间设有热隔离。

由此实现使得与组织采样区段相邻的远端面保持明显高于组织采样区段本身的温度（在冷却机构工作时），从而温度降低在任何情况下都不足以加重冷冻粘附效应。

在该设计的一种变型中规定，外围区段由一种能促使生物材料粘附的材料和/或几何体和/或结构形成，而远端端部并非如此。出于上述原因，生物物质不应粘附在远端面上，尽管这里允许该远端面具有与组织采样区段基本上一样低的温度，但由于传递粘附的涂层和/或促进粘附的几何体或表面结构而促使生物物质粘附在组织采样区段上，从而在仪器远端端面上的（在这种设计中必定会发生的）物质粘附现象不像该组织采样区段那样明显。不言而喻，也可以替代地或者与这种设计相组合地规定，给远端端面设有防粘附层，或者采用其它设计（例如抛光），使得那里的物质粘附程度相对较小。

在根据本发明的第二方面的另一设计中，达到类似效果的方式为，在组织采样区段上设有多个开口，这些开口与仪器基体内部的气体通道处于流体连接。在使用仪器时，气体通道与抽吸机构连接，从而使得在组织采样区段侧向外围的物质或组织被抽吸到该气体通道上，由此在侧向增强了冷冻粘附效应。这种设计还可以与对仪器的紧邻的远端端部的目标明确的减小粘附的设计相组合。按照上述设计，组织采样区段具有多个小开口（其在那里实现另外一种功能），与此类似，组织采样区段上的多个开口也可以用多孔的材料进行制作，由此以一种简单且成本低廉的方式得到实现。

本发明的优点和益处还可由下面参照附图对实施例的示范性说明得到。图中示出：

图1为利用柔性支气管镜和插入的仪器进行经支气管活组织检查的示意图；

图2为利用冷冻活组织检查探针在细支气管中进行经支气管活组织检查的示意图；

图3为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；

图4为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；

图5为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；

图6为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；

图7为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；

图8为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；

图9为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图；和

图10为根据本发明的一种设计的柔性的冷冻探针的示意图。

图1以示意性的纵剖视图示出肺翼L，其带有插入的柔性支气管镜1的远端和插入的冷冻活组织检查探针3。如由该图下面局部放大的部分可见，从仪器3的远端探针区段3a伸出一根非常柔性的引线5，该引线伸到胸膜P且由于接触胸膜而弯曲。引线5设计有足够小的刚性，或者非常易弯曲，以及由一种可采用透照检查法清楚地看到的材料构成，这使得该引线具有标记物的功能，从而在与胸膜壁接触时允许操作医生停止继续前移仪器，由此避免伤及胸膜。

图2示出另一冷冻活组织检查探针31的远端端部，该冷冻活组织检查探针在探针头的远端端部（组织采样区段）31a具有间隔件（安全区段）31b，该间隔件在（未示出的）冷却机构投入工作时并不冷冻，由此防止肺胸膜P（脏胸膜）冻结到探针尖端上。

图3示出另一冷冻活组织检查探针32，它包括塑料柔性软管32′和金属探针头（组织采样区段）32a，探针头与柔性软管具有相同的外直径。探针头的球形远端端面32b在此设有防粘附层，该防粘附层防止周围组织由于冷冻粘附效应而相对于探针32a的留下的外围区域发生粘附。可以使用在医疗应用中经受考验的例如基于PTFE的常见的防粘附层。

图4示出另一冷冻活组织检查探针33，它包括柔性软管33′、冷冻机构、探针头33a和塑料的作为探针尖端的间隔件33b，间隔件由热导率较低的塑料材料构成，从而不会使得组织在冷冻过程中冻结到探针尖端（间隔件）上。

图5示出另一冷冻活组织检查探针34，它包括柔性软管34′、处于探针头34a中的（未示出的）冷冻机构，该冷冻机构突出于柔性软管伸出，以便在侧向更好地冷冻组织，其中冷冻尖端具有间隔件34b（安全区段），该间隔件具有较差的热导率，且与探针头的热接触较差（横截面小）。

图6示出另一冷冻活组织检查探针35，它包括柔性软管35′、处于探针头35a中的冷冻机构35c，该冷冻机构同样突出于柔性软管伸出，以便在侧向更好地冷冻组织，其中表面形状经过设计，使得冻结的组织通过形状配合（在凹缺中）粘附，其中仪器端部具有间隔件35b。

图7示出另一冷冻活组织检查探针36，它包括柔性软管36′、处于探针头36a中的（未示出的）冷冻机构和作为探针尖端的间隔件36b，其中该间隔件有很多小开口且最好由烧结铜制成，由此在冻结过程中可以使得气态介质流出，以便防止组织粘附。

图8以局部纵剖视图示出另一冷冻活组织检查探针37，它包括柔性软管37′、处于探针头中的（未示出的）冷冻机构和梯阶状的安全区段37b，该冷冻机构突出于柔性软管伸出，以便在侧向更好地冷冻组织，其中附加地在探针头上开设有抽吸开口37c，以便在冻结过程之前借助真空（低压）把组织固定在探针头上。

图9示出另一冷冻活组织检查探针38，它包括柔性软管38′、处于探针头38a中的冷冻机构和细的非常柔性的超级弹性的探针尖端38b，该探针尖端受到较小的阻力就会弯曲或偏移，且由一种在透照检查时能看到的材料制成，见图1。

图10以纵剖视图示出另一冷冻活组织检查探针39的远端端部，该冷冻活组织检查探针包括柔性软管39′、处于探针头39a中的冷冻机构和另一通道39f，该冷冻机构含有一个或多个气体供应件39c、一个或多个膨胀口39d和用于膨胀后的气体的一个或多个气体返回件39e，所述通道用于引入引线39b，以便相对于肺胸膜实现定位和间隔保持（参见图1）。

本发明的设计并不局限于上述范例和所强调的方面，而是也可以按照本领域的惯常做法采用多种变型。

Claims (17)

1.一种冷冻外科仪器，具有：

细长的仪器基体，该仪器基体带有相对于使用位置而言的远端端部和近端端部；

设置在远端端部附近的冷却的组织采样区段，该组织采样区段经过适当设计，从而在使用仪器时在冷却状态下由于冷冻粘附而使得外围的生物物质粘附；和

设置在组织采样区段远端的安全区段，该安全区段具有用来防止或减小生物物质粘附的机构；

其中对组织采样区段中的冷却机构进行适当设计，使得所述冷却机构仅冷却外围区段，而不冷却所述安全区段，或者在所述冷却机构与所述安全区段之间设有热隔离。

2.如权利要求1所述的仪器，其中安全区段至少在边界区域中具有比组织采样区段低的热导率。

3.如权利要求2所述的仪器，其中至少在边界区域中减小横截面和/或选取热导率差的材料，由此实现低的热导率。

4.如前述权利要求中任一项所述的仪器，其中安全区段具有适当设计的高热容量，从而在组织采样区段的小于5秒的短暂的冷却持续时间期间，其温度保持高于一个值，在该值，生物物质由于冷冻粘附而粘附于其上。

5.如权利要求4所述的仪器，其中安全区段由硬金属构成。

6.如权利要求1－3中任一项所述的仪器，其中安全区段由一种能减小冷冻粘附的材料构成，或者覆盖有这种材料。

7.如权利要求6所述的仪器，其中安全区段用一种能减小冷冻粘附的硬质材料被涂层。

8.如权利要求1－3中任一项所述的仪器，其中安全区段具有加热机构。

9.如权利要求1－3中任一项所述的仪器，其中安全区段具有电加热机构。

10.如权利要求1－3中任一项所述的仪器，其中沿着安全区段的表面分布有多个开口，所述开口与仪器基体内部的气体通道处于流体连接。

11.如权利要求10所述的仪器，其中安全区段和/或组织采样区段由一种多孔的材料构成，利用这种材料的多孔性来实现多个开口。

12.如权利要求1所述的仪器，其中所述仪器是用于经支气管活组织检查的活组织检查仪器。

13.一种冷冻外科仪器，具有：

细长的仪器基体，该仪器基体带有相对于使用位置而言的远端端部和近端端部；

设置在远端端部上或附近的冷却的组织采样区段，该组织采样区段经过适当设计，从而在使用仪器时在冷却状态下由于冷冻粘附而使得外围的生物物质粘附；

其中组织采样区段经过适当设计，使得冷冻粘附效应在仪器的远端面处相比于组织采样区段的外围明显减小；以及

其中对组织采样区段中的冷却机构进行适当设计，使得所述冷却机构仅冷却外围区段，而不冷却远端面，或者在所述冷却机构与所述远端面之间设有热隔离。

14.如权利要求13所述的仪器，其中所述仪器是用于经支气管活组织检查的活组织检查仪器。

15.如权利要求13所述的仪器，其中外围区段由一种能促使生物材料粘附的材料和/或几何体和/或结构形成，而远端面并非如此。

16.如权利要求13所述的仪器，其中在组织采样区段上设有多个开口，所述开口与仪器基体内部的气体通道处于流体连接。

17.如权利要求16所述的仪器，其中安全区段和/或组织采样区段由一种多孔的材料构成，利用这种材料的多孔性来实现多个开口。