CN104114118A - 带有稳定器的低温医疗系统和方法 - Google Patents

Abstract

披露了用于低温医学治疗的系统和方法，其具有用于低温流体容器的稳定器。因此，稳定器允许容器作一定的有限范围内的运动，以提高被容器所配合的负荷传感器的精确度，并阻止容器倾斜或其它不理想的运动。稳定器可允许容器作垂直范围的运动，并可将容器限制在某些位置的范围内或相对于负荷传感器的对齐。还披露了另外附加的构造，其提供各种类型和特征的稳定器。

Description

带有稳定器的低温医疗系统和方法

技术领域

本发明涉及用于低温医疗器械治疗的系统及其使用方法。

背景技术

低温医疗器械和系统通常用于医学手术，包括那些涉及定位绘图、切除、扩张以及诸如此类的手术。例如，热诊断或治疗手术可涉及热能与目标组织区域的交换。低温医学手术可使用各种材料来产生极其低的温度。如此材料可包括诸如液化气体的低温流体，例如，液氮或液氦。低温流体在安全和有效的储藏、运输和使用上存在挑战。因此，低温流体可被装在一定尺寸的固定容积储罐内，其可能相当地沉重和体积庞大。

用于诊断和治疗的热机构的实例是低温装置，其使用来自于致冷剂流过该装置过程中所发生的热力学变化的热能传递，致使热量从目标组织净传递到装置的一部分。致冷剂可通过一个或多个导管、管形结构、调节器、阀和其它流体流动部件，从储罐或容器流到医疗器械的治疗部分。

当在连续的医学治疗过程中使用致冷剂时，留在储罐或容器内的低温流体量将减少，这可通过随时间推移对储罐进行称重来监控。得到的重量测量值可与范围从空罐到满容量的各种条件下储罐重量的已知值相比较。具体来说，储罐重量和其内容物可用各种传感器测量，包括天平或其它负荷传感器。然而，来自负荷传感器的测量数值会被储罐相对于负荷传感器的位置和定向所影响。换句话说，负荷传感器在储罐完全与负荷传感器相配合，且还具有相对于负荷负荷传感器的合适定向或对齐时，负荷传感器将产生最准确的结果。

作为一个实例，目前最通用的构造包括带有注射仪表板的控制台、连接到注射仪表板的致冷剂储罐以及负荷负荷传感器。如果储罐不完全与负荷传感器相配合，或者如果储罐倾斜或以其它方式定向错误的话，则将储罐连接到注射仪表板的注射软管上的应力可能改变，由此，改变负荷传感器上储罐的压力。其结果，低温流体液位读数会错误地反映出大约0.01和约4.0lbs之间的变化，并会对特定医疗手术的时间管理上有很大的影响。容器稳定系统可防止此类错误读数，该稳定系统允许储罐的自由垂直运动，因此，避免或减小了注射软管上的应力。

因此，希望提供对储罐和其内容物重量提供更加精确测量的系统和对系统的使用方法。还希望通过阻止装有低温流体的储罐倾斜或位移，来避免损坏流体流动部件。

发明内容

本发明有利地提供用于低温医学治疗的系统和使用该系统的方法，其具有用于低温流体容器的稳定器，允许容器在有限范围内的运动。尤其是，提供一种医疗器械，其包括负荷传感器、装有低温流体并与负荷传感器相配合的容器以及约束容器相对于负荷传感器在有限范围内运动的稳定器。

医疗器械稳定器可允许容器相对于负荷传感器作垂直运动。可操作该医疗器械稳定器来阻止容器倾斜，并可操作该医疗器械稳定器来基本上保持容器相对于负荷传感器的预定定向。此外，医疗器械稳定器可直接地或间接地与容器相联。

医疗器械稳定器还可具有联接到容器的导向构件以及联接到负荷传感器的支承件，导向构件可相对于支承件运动。稳定器的一部分可定位在离负荷传感器一定的垂直距离处，在稳定器的部分和容器之间形成间隙。医疗器械稳定器可以是保持壁。医疗器械稳定器可具有垂直轨道和随动器，它们中的一个可部分地包围另一个。

医疗器械稳定器可具有保持元件，其选自以下组群：导向件、支承构件、支撑物、弹性缓冲器、柔性保持带、弹性带子、磁铁以及陀螺仪。保持元件可在第一位置和第二位置之间运动，第一位置基本上将容器保持在运行位置，而第二位置便于将容器放置在运行位置和从运行位置移走。

医疗器械可具有控制单元和导管，导管提供容器和控制单元之间的流体连通，使得稳定器阻止容器的倾斜和流体连通的中断。此外，可操作该医疗器械来测量容器和低温流体的重量。

提供医疗器械，其包括控制单元、装有低温流体的容器、可操作来对容器和低温流体进行称重的负荷传感器、提供容器和控制单元之间流体连通的导管以及将导管相对于控制单元的运动限制在某些位置的范围之内的联接件。该医疗器械联接件可具有支架和导向构件，它们各联接到导管或控制单元。

提供低温医学治疗的方法，其包括用负荷传感器测量低温流体容器的重量，以及允许容器相对于负荷传感器作有限范围内的运动。该方法可包括提供容器和控制单元之间的流体连通，以及约束容器相对于负荷传感器的倾斜。约束容器相对于负荷传感器倾斜的方法可提高使用该负荷传感器的精确度。

附图说明

如结合附图予以考虑，则参照以下详细描述，将会更加完整地理解本发明，且更加容易地理解本发明相随的优点和特征，附图中：

图1是根据本发明原理构造的医疗系统实例的图示；

图2是根据本发明原理构造的医疗系统另一实例的图示；

图3是根据本发明原理构造的医疗系统又一实例的图示；

图4是根据本发明原理构造的医疗系统再一实例的图示；

图5是根据本发明原理构造的医疗系统所用的第一稳定器的部分立体图；

图6是根据本发明原理构造的医疗系统所用的第二稳定器的部分立体图；

图7是根据本发明原理的医疗系统所用的第三稳定器的图示；

图8是根据本发明原理的医疗系统所用的第四稳定器的图示；

图9是根据本发明原理的医疗系统所用的第五稳定器的图示；

图10是根据本发明原理的医疗系统所用的第六稳定器的图示；

图11是根据本发明原理的医疗系统所用的第七稳定器的图示；

图12是根据本发明原理的医疗系统所用的第八稳定器的图示；

图13是根据本发明原理的医疗系统的图示。

具体实施方式

本发明有利地提供用于低温医学治疗的系统和使用该系统的方法，其具有用于低温流体的容器的稳定器。现参照附图，其中，相同的附图标记表示相同的元件，图中示出根据本发明原理构造的医疗系统的实施例，并总的用标记“10”表示。现参照附图1，医疗系统10一般地包括容器12，其适于装有诸如低温流体的致冷剂。为了监控容器12内低温流体量，容器12可座在负荷传感器14上或其它方式与负荷传感器14相配合，可操作负荷传感器来测量容器12和此时在容器12内任意量的低温流体当前的组合重量。医疗系统10还可具有稳定器16，其允许容器作某些有限范围内的运动，并限制容器12运动超过所要求的运动范围。

通过让容器12合适地定位和准确地配合负荷传感器14，同时还适配和纠正容器12变得错误放置或对齐不准的情形(瞬时的或持续的)，由此该有限的运动范围可用来提高负荷传感器14的测量精度。例如，医疗系统10和稳定器16可允许容器12沿一个或多个垂直的或水平的方向作一定量的运动，或围绕任何选定的轴线转动，或是两者的任何组合。容器12的垂直运动可允许负荷传感器14精确地和无阻碍地操作，而容器12的水平运动可允许负荷传感器14正确的放置和配合。容器12围绕轴线(诸如水平轴线)的有限范围的转动可调和趋于使容器12倾斜的力，并阻止容器12翻倒或以其它方式掉落出与负荷传感器14的对齐之外。稳定器16因此可阻止容器12倾斜或其它不理想的运动，和/或相对于负荷传感器14基本上保持容器12的预定定向。然而，稳定器16还应保证容器12容易地移去和插入，诸如在容器12被用空和必须用新的容器12替换之时。

负荷传感器14可以是任何合适类型，例如，处于各种构造中的一个或多个测压元件或传送器，它们可包括一个或多个应变片，或是张紧、压缩、力、压力、扭矩等的其它传感器。示例的负荷传感器可包括布置在不同定向上的多个应变片，它们通过作用在负荷传感器上的机械力而变形，传感器然后测量该变形，并产生至少一个电信号。基于这些信号，可计算出容器12和装在其中致冷剂的重量。用于负荷传感器的其它类型的测压元件可包括水力的或静水力的测压元件，或是压电晶体的测压元件。负荷传感器14可手动地或自动地操作，从而在连续的、持续不断的、重复的或周期的基础上获得重量测量值。

继续参照图1，容器12可联接到或通过一个或多个流体操作部件，诸如阀门18、导管20、调节器22和控制单元24。阀门18可阻止、允许、调节、引导或其它方式控制容器12和其它流体流动部件内的低温流体的流动。阀门18例如可以是二元的(开/关)或渐进的，而且可以手动地或自动地操作。

继续参照图1，导管20可以是任何管形结构，其能够保持加压的致冷剂和相关的流体流动，导管可用任何选定材料制造，该选定材料具有诸如压力边界完整性之类的所要求的特征。例如，导管20可用金属或聚合物制造，或是它们的组合。全部的导管20或导管的一部分可具有选定的柔性或不屈性，而不同的部分可具有不同的柔性。某些或全部的导管20可具有固定长度，或它可允许一定程度的纵向伸展。稳定器16的另一优点在于，容器12的有限范围的运动产生如下情形，即，阻止容器12(其可以是相当重的)翻倒和可能发生的损坏或断开导管20的连接，并提高医疗系统10的安全性。

继续参照图1，在医学治疗的系统10运行过程中，可运行调节器22来操纵、调制和其它方式调节致冷剂流动。可运行控制单元24来自动地操作医疗系统10的其它部件，控制单元24可包括致动和停止致动、监控和反馈评估。控制单元24可包括各种拨盘、杠杆、球形捏手、应变片、按钮、屏幕和其它显示器和/或用户输入装置，它们允许操纵某些医疗系统10部件。

现参照图2，医疗系统10可具有包括支承件28和联接件30的稳定器16的特定实例。该支承件28可具有稳定结构或通过底板32直接或间接地连接到负荷传感器14的基础的特征，或是另一种中间结构、设备或诸如地板的物理接地。支承件可呈各种形式，例如，杆或棒、框架、格子、脚手架、外壳、箱子或容器。联接件30可具有任何合适的形状、尺寸或布置，其允许容器12相对于负荷传感器14作要求范围的运动(如图3-12所示)。联接件30可具有允许容器12和支承件28作相对运动、又将此类运动限制到要求范围的位置和/或定向的机构。例如，联接件30可包括联接到容器12的导向构件(如图3中所示)以及联接到负荷传感器14的支承架28，该导向构件可相对于支承件28移动。因此，稳定器16可直接地或间接地与容器12相联。

现参照图3，医疗系统10可包括容器12、阀门18、一个或多个调节器22，以及控制单元24，容器12装有低温流体并座落在负荷传感器14上或以其它方式与负荷传感器14相配合，可运行负荷传感器以对容器和低温流体进行称重。尤其是，医疗系统10还可具有提供容器12和调节器22以及控制单元24之间流体连通的导管20。该导管20可以是管形组件，并可具有与第一管36和第二管38复合的结构。导管20可起作稳定器16作用，或可如图4-11所示那样结合其它稳定器16使用。

导管20可以是适于在压力下保持流体流动并具有其它所要求特征的任何管形结构，且导管的部件可由诸如金属和聚合物的各种材料制造。在图3所示的特殊实例中，第一管36可具有基本上恒定的长度，而第二管38可以是比第一管36更加柔性。第一管36和第二管38的接头可附连、附属或其它方式与联接件40相配合，该联接件40又可连接到与负荷传感器14直接或间接连接的结构上。例如，图3所示医疗系统10可位于较大的外部容器或控制台内，该控制台通常与切除手术相关联地使用，联接件40可连接到或安装在一个或多个结构上，该结构附连到控制台的其中一个内壁上。如图3所示，联接件40可包括连接到导管20的支架42，以及直接或间接地连接到负荷传感器14或底板结构46(如图3所示，诸如控制台的内壁)的一个或多个导向构件44，由此在第一管36和第二管38之间的接头处，将一部分导管20的运动限制在相对于控制单元24的位置范围内。替代地，支架42可连接到负荷传感器14或底板结构46，而导向构件44又连接到导管20。第一管36还可连接到非柔性的连接器元件47，如图3所示，其可便于导管20与容器12连接和/或从容器12脱开连接。连接器元件47可包括手柄和/或可连接到容器12的第三管。联接件40可操作而允许容器12在垂直方向上作有限范围内的自由范围运动，并基本上限制容器12的水平或倾斜运动。因此，对容器12的移动和/或转动的该种限制可趋于避免对导管20的损坏以及可能的通过导管20的流体连通的中断。

现参照图4，稳定器16可包括轨道50和随动器52。轨道50可以是垂直轨道或是杆，如图4所示，或可具有任何其它的形状、横截面或曲率。随动器52可完全地或部分地包围该轨道50，并配合成让随动器52沿着轨道50作自由的垂直运动。随动器52可直接地或间接地与容器12连接，从而允许容器12和随动器52作对应的垂直运动。例如，如图4所示，随动器52可联接到带子、皮带、环或与容器12接触的其它装置49。

现参照图5和6，稳定器16可呈壁、支持物、支承件的形式，或是具有一部分定位在离负荷传感器一定垂直距离处的任何其它元件，该元件可接触容器12或在稳定器的该部分和容器12之间形成间隙。在图5的特定实例中，稳定器16可包括保持壁54。该保持壁54可具有如图5所示的弧形或闭环的形状，或可具有直的、多侧边的、多边形的、分段的或其它的形状，其提供将容器12基本上保持在相对于负荷传感器14的所要求的位置范围和定向之内的理想效果，同时阻止不需要的倾斜、转动或其它运动。在图6所示的特定示例中，稳定器16可包括一系列支承件56。支承件56可具有平直、成角度或弯曲的形状，或者可具有建筑支承物的形状或其它提供理想效果的形状，该效果为将容器12基本上保持在相对于负荷传感器14的所要求的位置范围和定向之内。图5和6中所示的稳定器可添加到导管20组件中使用。

在另一实例中，稳定器或保持元件可在第一位置和第二位置之间运动或进行调整，第一位置基本上将容器保持在操作位置中，如图5和6所示，而第二位置便于将容器放置在操作位置中和移出操作位置中的容器。例如，图6的支承件56可弹性变形(例如，用橡胶或能够支承容器12的强力泡沫制成)，以便于容器12的插入或取出。作为替代的实例，图6的支承件56可转动地联接到底板32，或可回转到打开位置(未示出)。

现参照图7-12，稳定器16可具有各种特征、设计、部件和构造。图7-12是由在容器12管嘴部分上方(即，当容器12用于正常使用而垂直地定位时，在容器12顶部的上方)的升高的立体图显示的。在图7中，例如，稳定器16可确保容器12在正交方向上的有限范围内的运动。一中可能的实例可包括一个或多个陀螺装置58，其在运行中趋于保持转动的定向或对齐。因此，一个或多个陀螺装置58可直接地或间接地联接到容器12(例如，陀螺仪58可连接到联接件30，如图7所示)，且每个陀螺仪58可布置成限制容器12沿选定轴线的运动或转动。

参照图8，稳定器16可包括保持元件，诸如一个或多个导向件或弹性缓冲器60的结构布置。缓冲器60可围绕容器12定位在各种方向上，并可布置成连续地包围容器12，或布置在离散的位置中。缓冲器60可与容器12接触，或可在缓冲器60和容器12之间形成间隙。

参照图9，稳定器16可施加弹性力，该力趋于将容器保持在所要求的位置中。稳定器16可包括诸如一个或多个弹性构件的保持元件，例如，连接到稳定器16的一个或多个部分上的弹性带子62。因此，容器12的水平运动自由度是弹性带子62弹性的函数。

参照图10，稳定器16可利用一个或多个磁场发生器63，磁场发生器布置成施加磁力和将容器12保持在理想的位置和定向中。例如，磁场发生器63可围绕容器12定位在各种方向上，并可布置成连续地包围容器12，或在离散位置处包围容器(例如，如图8的缓冲器60)。此外，磁场发生器63可与容器12接触(例如，在磁场发生器63将吸力作用在容器12上时)，或者可在缓冲器60和容器12之间形成间隙(例如，在磁场发生器63将斥力作用在容器12上时)。

参照图11，稳定器16可以是一个或多个轨道64和随动器66，其中，每个轨道64或随动器66部分地包围另一个。轨道64可垂直地或沿其它方向布置，并可以是直的、曲线的，或循着另一理想的路径。随动器66可以是销、杆，或能够匹配在轨道64内或轨道周围的其它元件，并可联接到容器，诸如用粘结剂、围绕随动器66和容器12的金属或弹性带子，或其它方便的联接方法。例如，轨道64可以是在至少一部分稳定器16内的垂直槽，随动器66通过该槽自由地运动。随动器66彼此接触的方式可阻止容器12倾斜或翻倒。

参照图12，稳定器16可以是围绕容器12的一个或多个柔性保持带68。该保持带68可以系住、联接、附连或以其它方式接触稳定器16的至少一部分。例如，稳定器16可包括带扣或搭扣，保持带68牢固地联接到带扣或搭扣上。

图13示出医疗系统10，该系统包括容器12和如图1-12中所示和所述的一个或多个稳定器16。如图13所示，医疗系统10还可包括医疗器械，诸如切除导管70或与控制单元72连通的任何其它低温医疗器械。切除导管70一般地可包括具有远端76的柔性细长体74，该远端76包括切除或处理元件78(例如，如图13所示的可膨胀元件)、手柄80和一个或多个内腔82，低温流体可通过该内腔注入或从远端76取出，或者电气部件或导向丝可定位在其中。除了包括在各种实施例中的其它特征之外(例如，第二可膨胀的元件、一个或多个电极等)，切除或处理元件78还可包括流体膨胀腔室84、流体注射元件86以及轴88。控制单元72可容纳容器72，并可包括电源、导管、连接器以及一个或多个显示器、按钮、球形钮或其它用户输入装置。此外，控制单元72可动(例如，如图13所示，控制单元72可联接到脚轮90上)。

医疗系统10因此根据该方法可用于低温医学治疗中，方法可包括测量容器12或其它带有负荷传感器14的低温流体容器的重量，并允许容器12相对于负荷传感器14作有限范围内的运动。容器12和控制单元72之间可形成流体连通，约束容器12相对于负荷传感器14倾斜，由此，这可提高使用负荷传感器14来测量容器12重量时的精确度。

本技术领域内技术人员将会认识到，本发明不局限于以上文中特别显示和描述的内容。此外，除非以上作了相反的提及，否则，应注意所有附图是不成比例绘出的。值得注意的是，若合适的话，系统的部件已经在附图中用传统符号代表，仅显示与理解本发明实施例有关的那些具体细节，从而不模糊带有细节的本发明披露，已经获益于本文描述的本技术领域内技术人员将会容易地明白这些细节。此外，尽管这里所描述的某些实施例或附图，可图示出在其它附图或实施例中未明确指出的那些特征，但应该理解到，这里所披露的系统和装置的特征和部件彼此不一定排外，并可纳入在各种不同的组合或构造中，而不脱离本发明的范围和精神。在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对于以上的介绍，可作出各种修改和变化，本发明的范围和精神仅由附后的权利要求书予以限定。

Claims (15)

1.一种医疗器械，包括：

负荷传感器；

装有低温流体并与负荷传感器相配合的容器；以及

将容器相对于负荷传感器约束在有限的运动范围内的稳定器。

2.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，所述稳定器允许容器相对于负荷传感器作垂直运动。

3.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，可操作稳定器来阻止容器倾斜。

4.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，可操作稳定器而基本上保持容器相对于负荷传感器的预定定向。

5.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，稳定器直接地联接于容器。

6.如权利要求5所述的医疗器械，其特征在于，稳定器间接地联接于容器。

7.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，稳定器还包括联接于容器的导向构件以及联接于负荷传感器的支承件，导向构件可相对于支承件运动。

8.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，稳定器的一部分定位在离负荷传感器一定的垂直距离处，在稳定器的该部分和容器之间形成间隙。

9.如权利要求8所述的医疗器械，其特征在于，稳定器的该部分是保持壁。

10.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，稳定器还包括垂直轨道和随动器。

11.如权利要求10所述的医疗器械，其特征在于，垂直轨道和随动件中的一个部分地包围垂直轨道和随动件中的另一个。

12.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，稳定器还包括保持元件，该保持元件选自以下组群：导向件、支承构件、支撑物、弹性缓冲器、柔性保持带、弹性带子、磁铁以及陀螺仪。

13.如权利要求12所述的医疗器械，其特征在于，保持元件可在第一位置和第二位置之间运动，第一位置基本上将容器保持在运行位置，而第二位置便于将容器放置在运行位置和从运行位置移走。

14.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，还包括控制单元和导管，导管提供容器和控制单元之间的流体连通，稳定器阻止容器倾斜和流体连通的中断。

15.如权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，负荷传感器可操作，以测量容器和低温流体的重量。