CN106572877B

CN106572877B - 全液体冷冻消融导管

Info

Publication number: CN106572877B
Application number: CN201580039733.9A
Authority: CN
Inventors: 威廉·J·尼达姆; 巴龙·W·尼达姆
Original assignee: Cryomedix LLC
Current assignee: Cryomedix LLC
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: WO2016025082A1; US20140371733A1; JP2017523901A; CA2953780A1; EP3179943A1; AU2015302253A1; AU2015302253B2; EP3179943A4; CN106572877A

Abstract

提供了一种用于对冷冻手术过程的探针的远端处的冷冻探头进行冷却的系统及其使用方法。特别地是，冷冻探头由液体制冷剂冷却至冷冻温度，以便对生物组织进行冷冻手术过程。对于本发明，该系统在所述制冷剂穿过冷冻探头时将所述制冷剂保持为液态。在一个实施例中，公开了一种封闭系统，其中，来自冷冻探头的液体制冷剂被再循环和再利用。在另一个公开的实施例中，来自冷冻探头的液体制冷剂被蒸发，并且所产生的蒸汽通过排气口释放。

Description

全液体冷冻消融导管

本申请是目前在审的2009年4月17日提交的申请No.12/425,938的部分继续申请。申请No.12/425,938要求2008年4月24日提交的美国临时专利申请61/047,496的权益。申请No.12/425,938和No.61/047,496的内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及用于执行冷冻手术过程的系统和方法。更具体地，本发明涉及使用具有用于将生物组织冷却至冷冻温度的冷冻探头的探针的系统和方法。本发明特别地但非排它地用作开环系统，其中液体制冷剂在其进入和离开探针的冷冻探头时保持液态。

背景技术

用于冷冻手术的探针必须设计成具有最佳小的形状和尺寸,以实现生物组织的选择性冷却。冷冻手术系统还必须设计用以对与待治疗的靶生物组织直接热接触的冷冻探针部分(即，冷冻探头)提供可靠的冷却。

对于许多冷冻处理应用，低于-90℃的温度是期望的，并且一些已知的冷冻手术系统使用液体制冷剂，例如氮气、氩气、一氧化二氮、二氧化碳、各种氢氟碳化物等。液氮具有约-200℃的非常理想的低温，但是当其被引入冷冻探针的冷冻区中时，其与周围温暖的生物组织热接触，其温度升高到沸腾温度(-196℃)以上。因此，其在大气压下蒸发并且在体积上膨胀几百倍，并且迅速地从探针探头吸收热量。当冷冻探针的微型针头被气态氮“堵塞”时，体积上的这种明显增加导致“汽塞”效应。

已经提出了几种液氮系统。例如，在美国专利No.5,520,682和美国专利No.7,192,426中公开了改进的冷冻手术系统和用于将液氮供应到探针探头的方法，这两个专利均授予Baust等人。此外，在授予Rubinsky等人的美国专利No.5,334,181中公开了用于将液氮直接和/或间接输送到探针探头的系统。对于这些和其它类似类型的系统，冷冻手术实践表明，基于使用液氮作为冷却微型探针探头的手段的当前冷却系统和方法在实践中是不可行的。在很大程度上，这是由于液氮迅速转变成气态，随后导致不可避免的“汽塞”。

当加压气体通过焦耳-汤姆逊膨胀元件(诸如，设置在冷冻探针的端部处的小孔、节流阀或其它类型流动构造)膨胀时，一氧化二氮和二氧化碳系统通常实现冷却。例如，典型的一氧化二氮系统将气体加压至约5至5.5MPa，以在约0.1MPa的压力下达到不低于约-85至-65℃的温度。对于二氧化碳，通过约5.5MPa的初始压力，在相同的0.1MPa的压力下实现约-76℃的温度。然而，一氧化二氮和二氧化碳冷却系统不能实现由液氮系统提供的温度和冷却功率。另一方面，一氧化二氮和二氧化碳冷却系统具有一些优点，因为：在高压加压气体到达探针探头处的焦耳-汤姆逊节流部件或其它膨胀装置时，该处于室温下的高压加压气体的进入不需要系统的热绝缘。然而，由于不足的低操作温度以及相对高的初始压力，冷冻手术应用受到严格限制。另外，焦耳-汤姆逊系统通常使用热交换器来用输出的膨胀气体冷却输入的高压气体，以便通过使压缩气体膨胀实现必要的温降。换句话说，这些热交换器系统与探针探头的期望微型尺寸(探针探头的直径必须小于至少3mm)不相容。

已经提出了多种混合气体制冷系统(例如，焦耳-汤姆逊系统)用于执行冷冻手术过程。特别地，美国专利No,5,787,715，美国专利No,5,956,958，美国专利No,6,530,234(所有这些专利都授予Dobak,III等人)公开了使用具有混合气体制冷系统的装置的冷冻过程。其中制冷剂从液体转变为气体(例如焦耳-汤姆逊效应)的其它系统包括在授予Li等人的美国专利No.6,074,572和授予Lentz等人的美国专利6,981,382中公开的系统。

总之，使用液氮作为冷却微型探针探头的手段的系统经受“汽塞”。另一方面，使用高度加压的气体混合物以实现焦耳-汤姆逊效应的系统不能提供低于约-90℃的操作温度。因此，它们对于许多冷冻手术过程是不期望的。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种用于用冷冻探针执行冷冻手术过程的封闭系统，该系统在液体制冷剂穿过冷冻探针时保持液体制冷剂处于液态。本发明的另一个目的是提供这样一种封闭系统：该封闭系统在液体制冷剂穿过冷冻探针时保持其液态，并使离开冷冻探针的制冷剂再循环，并且将再循环的制冷剂作为冷冻探针的输入而重新使用。本发明的另一个目的是提供这样一种系统：该系统在液体制冷剂通过冷冻探针时保持其液态，然后蒸发制冷剂并在设置于冷冻探针下游的排气口处释放所得到的蒸汽。本发明的又一个目的是提供一种用于进行冷冻消融治疗的系统和方法，其采用在低压(例如0.3MPa)和低温(例如小于-100℃)下的非蒸发液体制冷剂。本发明的另一目的是提供一种冷冻消融系统：该冷冻消融系统可以定制化，以使用几种不同液体制冷剂中的任何一种。本发明的又一目的是提供一种冷冻消融系统：该冷冻消融系统集成有用于去除在冷冻手术治疗期间可能粘附到冷冻探针的冷冻生物组织的装置。本发明的再一目的是提供一种易于使用、制造相对简单且成本相对较低的冷冻消融系统。

发明内容

用于执行对生物组织的冷冻手术治疗的过程的系统和方法包括探针(即，冷冻探针)和用于冷却探针的探头以用于手术的液体制冷剂。在一个实施例中，系统是闭环的，并且重要地是，液体制冷剂在循环通过该系统时总是保持液态。如本发明所设想的，在冷冻探针的探头处可实现低温(例如小于-100℃)和低压(例如低至0.3MPa)。在另一个实施例中，系统是闭合的，但不一定必需是闭环的。类似于闭环实施例，对于封闭实施例，液体制冷剂在穿过冷冻探针时保持为液态。然而，如下面进一步详细描述的，对于封闭系统，离开探针的液体制冷剂被去除、再循环并且通过将再循环的制冷剂重新引入到将制冷剂输入到冷冻探针中的管线中而再利用。在又一个实施例中，该系统包括位于冷冻探针下游的排气口。与闭环和封闭系统实施例类似，对于排气的实施例，液体制冷剂在穿过冷冻探针时保持为液态。然而，对于排气的实施例，液体制冷剂在冷冻探针下游被蒸发，并且所得到的蒸汽在排气口处被释放。

在结构上，本发明的冷冻消融系统包括用于保持液体制冷剂的容器。根据所使用的具体液体制冷剂，液体制冷剂作为液体以基准压力“P_B”和温度“T_R”保持在容器中。具体地，T_R与容器所处的环境温度基本上相同或比其略冷。为了本发明的目的，液体制冷剂优选地选自包括R124、R218、R290、R1270和R600A的一组制冷剂。

除了液体制冷剂的容器之外，系统还包括冷冻探针。详细地，该冷冻探针包括中空的且基本上管状的真空壳，该真空壳具有近端和远端。形成有液密室的冷冻探头附接到真空壳的远端。并且，冷入口管线从真空壳的近端穿过真空壳延伸到真空壳的远端，以建立与冷冻探头的液密室的流体连通。类似地，返回管线从冷冻探头的液密室向近端延伸并且返回通过真空壳，以在冷冻探头的液密室与冷冻探针的近端之间建立流体连通。优选地，冷冻探头的外径和真空壳的外径小于约3mm。如本发明所期望的，提供真空壳，以在冷冻探针设置用于手术的情况下，热隔离冷入口管线和返回管线与周围组织的接触。此外，湍流器可以设置在冷冻探头的液密室中，以帮助液体制冷剂移动通过冷冻探针。

泵沿着冷入口管线设置在液体制冷剂容器与冷冻探针之间。对于本发明，液体泵用于最初使液体制冷剂从容器移动并且随后在升高的操作压力P_opn下移动通过该系统。对于闭环实施例，制冷器沿冷入口管线设置在泵与冷冻探针之间，以从泵接收在操作压力P_opn下的液体制冷剂，然后将其冷却至温度T_min。对于封闭系统实施例，可以使用外部制冷器代替管线内制冷器，以用来冷却制冷剂。来自外部制冷器的冷却的制冷剂的辅助容器然后附接到入口管线(替换初始容器)，在此能够将制冷剂通过入口管线泵送到冷冻探针。对于排气口实施例，可以使用管线内制冷器(上面针对闭环系统实施例所描述的那个)或外部制冷器(上面对于封闭系统实施例描述的那个)。T_min和P_opn的示例值分别是小于约-100℃的温度和在约0.3MPa和约5.0MPa之间的范围内的压力。因此，液体制冷剂进入冷入口管线，以在温度T_min和压力P_opn下传送到冷冻探头的液密室。

在本发明的一个优选实施例中，该系统提供了用于在存在粘附时将冷冻探头与靶组织分离的装置。为了这个目的，冷入口管线还可以包括加热器，用于从泵接收液体制冷剂中的一部分，并加热该部分的液体制冷剂。然后将加热的或升温的液体制冷剂直接转移到冷冻探针，以用于去除在冷冻手术治疗期间可能发生的生物组织的任何粘附的目的。在该操作中，可以控制加热的液体制冷剂的温度。更具体地，该系统包括第一滑阀，该第一滑阀用于控制液体制冷剂从泵到制冷器的流动。还存在第二滑阀，该第二滑阀用于控制液体制冷剂从泵到加热器的流动。然后，可以协调第一滑阀和第二滑阀的操作，以将来自加热器的液体制冷剂与来自制冷器的液体制冷剂混合，以建立用于将去除粘附的冷冻探针中的液体制冷剂的预定温度T_P。要做到这一点，当然，T_P需要大于T_R。

此外，在本发明的优选实施例中，制冷器将包括用于保持液体制冷剂的压力容器。然后，冷入口管线的将与冷冻探针流体连通的容器连接的一部分被卷绕并浸没在液体制冷剂中。对于本发明，液体制冷剂优选是在0.5MPa到3.0MPa的压力下具有在-180℃到-150℃之间的温度范围内的液氮，其将液体制冷剂冷却至T_min。

在闭环实施例的返回管线中，热交换器和止回阀设置在冷冻探针与容器之间。在功能上，该热交换器设置在返回管线中，以将液体制冷剂加热到T_R。并且，止回阀设置在返回管线中，以将液体制冷剂的压力降低至P_B。因此，液体制冷剂基本上以温度T_R且以压力P_B返回到容器。

在封闭实施例中，返回管线可以包括设置在冷冻探针与辅助容器之间的止回阀。辅助容器从冷冻探针接收制冷剂，以用于再循环。一旦充满辅助容器，或在过程结束时，辅助容器就可从返回管线分离并放置在外部制冷器内。一旦制冷剂处于适当温度，就可以从外部制冷器移除辅助容器并将其附接至入口管线(替换初始容器)，从而允许来自返回管线的制冷剂被再利用。

在排气的实施例中，返回管线可以包括设置在冷冻探针与蒸发器/排气单元之间的止回阀。到达蒸发器/排气单元的制冷剂被蒸发，并且允许所得到的蒸汽穿过排气口。

在本发明的闭环系统的操作中，液体制冷剂最初作为液体以预定的温度和压力(T_R和P_B)保持在容器中。然后，液体泵将液体制冷剂加压到操作压力(P_opn)，而液体制冷剂基本上保持在温度(T_R)。接下来，制冷器使液体制冷剂的温度从(T_R)降低到(T_min)。然后，将冷冻过的且加压的液体制冷剂通过真空壳传送到冷冻探头，在此液体制冷剂用于冷冻手术过程(T_min和P_opn)。

一旦液体制冷剂已经穿过冷冻探头，则由热交换器将液体制冷剂升温到预定温度(T_R)。另外，止回阀将液体制冷剂上的压力降低到(P_B)。这里的目的是双重的。一方面，它确保制冷剂保持在其液相下通过冷冻探头且由此通过该系统。另一方面，液体制冷剂然后可以在初始温度和压力(T_R和P_B)下返回到容器，以用于再循环。

在冷冻探针的替代实施例中，如上所述，可以在冷冻手术过程结束时加热液体制冷剂，以去除探针的冷冻探头的可能已经与生物组织建立的任何粘附。更具体地，这种中间加热将在冷冻探头中使液体制冷剂达到温度(T_P)，以从中去除粘附。另外，如果在该过程中的制冷剂的温度保持在60℃之上，则其可以用于产生消除流血的局部组织凝结。具体来说，这种加热将通过液体制冷剂在绕过制冷器但在被引入到冷冻探头中之前被加热而引起。然后，液体制冷剂可以随后如上面公开的那样被冷却至T_R。

附图说明

本发明的新颖特征以及本发明本身的结构和操作将从附图并结合所附说明得到最好的理解，其中，相似的附图标记表示相似的部件，并且在附图中：

图1是根据本发明的冷冻探针系统的示意图；

图2是与冷冻探针系统一起使用的制冷器的替代实施例；

图3是与冷冻探针系统一起使用的制冷器的另一替代实施例，其与用于在冷冻手术过程完成之后从生物组织释放冷冻探针系统的冷冻探头的加热器一起示出；

图4是用于示例性液体制冷剂的相图，其示出了在使用R124制冷剂的冷冻探针系统的操作循环期间液体制冷剂的压力和温度变化；

图5是根据本发明的另一实施例的示意图，其中，用于冷冻消融的封闭系统包括外部制冷器；

图6是根据本发明的另一实施例的示意图，具有在返回管线上的蒸发器/排气单元；以及

图7是根据本发明的又一实施例的示意图，其中，用于冷冻消融的封闭系统包括外部制冷器。

具体实施方式

首先参见图1，示出了根据本发明的用于执行冷冻手术过程的系统，并且总体上标记为10。如所示的，系统10基本上包括液体容器12和冷冻探针14。详细地，冷冻探针14包括基本上管状的真空壳16，该真空壳16具有远端18和近端20。为了下面更详细地公开的目的，近端20可以分叉形成分开的近端20a和20b。在任何情况下，冷冻探针14还将包括冷冻探头22，该冷冻探头固定到在真空壳16的远端18处的插塞24。在结构上，冷冻探头22形成有液密室26，并且湍流器28可以位于液密室26内。如图1所示，冷冻探针14的外径30对于真空壳16和冷冻探头22两者基本上相同，并且优选地小于3mm。

图1还示出系统10包括冷入口管线32，该冷入口管线从液体容器12延伸，以用于与冷冻探头22的液密室26流体连通。在容器12和冷冻探针14的近端20a之间集成到冷入口管线32中的是液体泵34和制冷器36。另外，图1示出了系统10包括返回管线38，该返回管线从冷冻探头22的流体液密室26延伸通过真空壳16的近端20b，以用于与容器12流体连通。重要的是，如图1所示的真空壳16的近端20a和20b的夸张分叉，冷入口管线32和返回管线38需要彼此热隔离。上述插头24设置用以帮助实现这一点。具体地，插头24位于液密室26与真空壳16之间，以将液体制冷剂44容纳在液密室26内部。因此，真空壳16的内部与冷冻探头22分离，从而使冷入口管线32和返回管线38与液密室26热隔离。此外，真空壳16中的真空将冷入口管线32与真空壳16内部的返回管线38热隔离。

如本发明的系统10所期望的，液体制冷剂44在操作循环期间始终保持液态。此外，重要的是，液体制冷剂44能够在相对低的压力(例如，在约0.3MPa到1.5MPa之间的范围中，因为其适用于R124制冷剂)下达到约-100℃以下的温度。几种市售液体制冷剂44具有这种能力，并且用于本发明的优选制冷剂44列于下表中。

表

重要的是，可以选择性地使用上述表中列出的各种液体制冷剂44。具体地，根据从上述表中选择的液体制冷剂44的粘度和温度/压力参数，系统10可以被有效地定制化，用于特定的冷冻手术过程。

图2中示出了制冷器36的优选实施例。将看到，冷入口管线32形成有卷绕部46，该卷绕部浸没在液体制冷剂48(例如液氮)中。在这种情况下，液体制冷剂48在介于0.5MPa到3.0MPa之间的范围内的压力下在-180℃到-150℃之间的范围内的温度下保持在制冷器36中。此外，对于制冷器36的这种优选实施例，提供了安全阀50，以帮助控制保持液体制冷剂48的条件，这是因为液体制冷剂可能在制冷器36中沸腾。如结合图1和图2将认识到的那样，图2中的制冷器通过在相应点52和54处与冷入口管线32的连接而结合到系统10中。

在图3中示出了冷入口返回管线32的替代实施例。在此，除了制冷器36之外，可以看出系统10的冷入口管线32可以包括热交换器56。在该实施例中，滑阀58可以用于使从容器12围绕制冷器36流动的液体制冷剂经由旁通管线60改道。同时，可以操纵滑阀62，以控制液体制冷剂44到制冷器36的流动。因此，实质上，制冷器36可以完全或部分地被旁通。这里的目的是加热制冷剂44，以用于去除(分离)冷冻探头22与生物组织的可能已经建立的任何粘附。这是通过协调和配合地使用滑阀58和62来实现的。类似于上述图2中的制冷器36所公开的连接，图3所示的制冷器36的实施例通过在相应的点52和54处与冷入口管线32的连接而结合到系统10中。

操作

通过参考图4及再交叉参考图1，将最好地理解本发明的系统10的操作。为了交叉参考图1和图4的目的，相图(图4)上的大写字母对应于系统10(图1)上所示的相同大写字母所指示的点处的液体制冷剂44的温度和压力条件。例如，在图4的相图上所示的大写字母“A”表示体现在图1系统10上所示的位置“A”处的液体制冷剂44的温度和压力。总的来说，系统10的操作涉及液体制冷剂44的闭环操作，其中，其连续地再循环通过系统10。重要的是，液体制冷剂44在每一整个循环中保持其液态。

开始，选择液体制冷剂44(见表)，并且以温度T_R(即，系统10的环境温度)和压力P_B保持在容器12中。这对应于图4中所示的点A，其中，液体制冷剂44在被引入冷入口管线32时处于其液态(见图1)。在液体制冷剂44离开容器12之后，液体泵34增加液体制冷剂44上的压力。该压力增加从P_B到P_opn(即，从图4中的点A到点B)在基本上恒定的温度T_R下实现。接下来，液体制冷剂44的温度在冷入口管线32中通过制冷器36而降低，同时液体制冷剂44上的压力在P_opt下基本保持恒定。这种降低是从基本环境温度T_R到操作冷冻消融温度T_min。在图4和图1中，这表示为从点B(T_R，P_opn)到点C(T_min，P_opn)的变化。液体制冷剂44在点C(T_min，P_opn)的条件下通过冷冻探头22，以用于进行冷冻手术过程的目的。

在冷冻手术过程期间，冷冻探头22设置成抵靠待冷冻的组织(未示出)。作为来自组织的热传递的结果，冷冻手术过程将导致液体制冷剂44在冷冻探头22内部升温。尽管引起这种升温，但也可能发生冷冻探头22将粘附(即，冷冻)到组织。当这种情况发生时，为了克服在冷冻探头22与组织之间可能已经建立的任何粘附，系统10可以在冷冻手术过程完成之后提供对冷冻探头22的额外加热。具体地，这种额外的加热由集成到系统10的冷入口管线32中的热交换器56提供，大致如图3所示。

在功能上，由热交换器56提供的对液体制冷剂44的额外加热量可以通过各个滑阀58和62的协调操作来控制。例如，在操作极限情况下，冷冻手术过程可能通过滑阀58打开且滑阀62关闭而实现。另一方面，当滑阀58关闭且滑阀62打开时，制冷器36会被完全旁通。如本领域技术人员将理解的，阀58和62的选择性操作将根据需要为冷冻探头22提供较热的液体制冷剂44。在任何情况下，图4表示液体制冷剂44在穿过冷冻探头22时升温到标称温度T_P(即，液体制冷剂44从图4中的点C移动到点D)。随后，在液体制冷剂44离开冷冻探头22之后，其穿过热交换器40，该制冷剂在此升温到环境温度TR(即，图4中的点E)。然后，止回阀42使液体制冷剂44上的压力回到压力P_B，以用于其返回到容器12(参见图4中的点F)。液体制冷剂44然后可以根据需要再循环。

现在参考图5，示出了根据本发明的用于执行冷冻手术过程的系统的另一个实施例，并且总体上以10'表示。如所示的，系统10'包括液体容器12'和冷冻探针14'。详细地，冷冻探针14'包括基本管状的真空壳16'，该真空壳具有远端18'和分叉的近端20a'，20b'。还示出，冷冻探针14'包括冷冻探头22'，该冷冻探头固定到真空壳16'的远端18'。在结构上，冷冻探头22'的内部构造和冷冻探头22'与真空壳16'之间的接口与图1所示的冷冻探头14的实施例相同。

图5还示出系统10'包括从液体容器12'延伸到冷冻探头22'的冷入口管线32'。液体泵34'在容器12'与冷冻探针14'的近端20a'之间集成到冷入口管线32'中。此外，图5示出系统10'包括返回管线38'，该返回管线从冷冻探头22'延伸穿过真空壳16'的近端20b'、延伸穿过止回阀42'并且与辅助容器64建立流体连通。类似于如图1所示的且如上所述的闭环实施例那样，对于图5所示的封闭系统实施例，液体制冷剂44在经过冷冻探针14'时保持其液态。然而，如图5所示，对于封闭系统，离开冷冻探针14'的液体制冷剂44被去除、再循环并且通过将再循环的制冷剂重新引入到入口管线32'中而再使用。更具体地，辅助容器64可使用可分离配件而附接到返回管线38'，以允许从返回管线38'分离辅助容器64。一旦充满辅助容器64，或者在过程结束时，辅助容器64就可以从返回管线38'分离并与外部制冷器66接合，如箭头68所示。在辅助容器64中的制冷剂充分冷却之后，辅助容器64可以附接到入口管线32'，从而替换容器12'(由箭头70示出)。

现在参考图6，示出了根据本发明的用于执行冷冻手术过程的系统的另一实施例，并且总体上以10”表示。如所示的，系统10“包括液体容器12”和冷冻探针14”。详细地，冷冻探针14”包括大致管状的真空壳16”，该真空壳具有远端18”和分叉的近端20a”、20b”。另外示出，冷冻探针14”包括冷冻探头22”，该冷冻探头固定到真空壳16”的远端18”。结构上，冷冻探头22”的内部构造以及冷冻探头22“与真空壳16”之间的接口与如图1所示的实施例的冷冻探针14相同。

图6还示出系统10”包括从液体容器12”延伸到冷却探头22”的冷入口管线32”。图6示出容器12”可以与外部制冷器66'联接，然后，容器从外部制冷器66'移动(到标记为12”的位置)并附接到入口管线32”，液体泵34”在容器12”与冷冻探针14”的近端20”之间集成到冷入口管线32”中。此外，图6示出系统10”包括返回管线38”，该返回管线从冷冻探头22”延伸通过真空壳16”的近端20b”、延伸通过止回阀42”并且与蒸发器/排气单元72建立流体连通。到达蒸发器/排气单元72的制冷剂被蒸发，并且允许所得到的蒸汽穿过排气口。尽管图6示出了外部制冷器66'的使用，但是应当认识到，对于图6的实施例，外部制冷器66'可以用图2中所示的管线内制冷器36代替。

现在参考图7，示出了根据本发明的用于执行冷冻手术过程的封闭系统的一个实施例的一部分，并且总体上以10”'表示。如图所示，系统10”'包括液体容器12”'和从液体容器12”'延伸(例如，到图1所示的冷冻探头22)的冷入口管线32”'，液体泵34”'集成在冷入口管线32”'中。此外，图7示出系统10”'包括返回管线38”'(即，从冷冻探头(诸如，图1所示的冷冻探头22)延伸)，该返回管线包括止回阀42”'并且与容器64”'建立流体连通。与图5所示的实施例类似，对于封闭系统10”'，来自返回管线38”'的液体制冷剂被去除、再循环并且通过将再循环的制冷剂重新引入输入管线32”'而被再利用。更具体地，辅助容器64”'中的制冷剂可以选择性地经由管道76输送到与外部制冷器66”'联接的容器74。如所示的，具有阀和/或泵的控制单元78可用于选择性地将制冷剂从容器64”'输送到容器74。还可以看出，容器74中的制冷剂可以选择性地经由管道80输送到容器12”'。如所示的，具有阀和/或泵的控制单元82可用于选择性地将制冷剂从容器74输送到容器12”'。

虽然本文详细示出和公开的特定的全液体冷冻消融导管完全能够获得本文前述的目的和提供优点，但是应当理解，其仅仅是说明了本发明目前优选的实施例，并且不意图于在如所附权利要求书中描述的之外来限制本文所示的构造或设计的细节。

Claims

1.一种用于冷冻消融的系统，包括：

液体制冷剂；

容器，所述容器用于保持处于基准压力P_B的液体制冷剂；

制冷器，所述制冷器用于将所述液体制冷剂冷却至温度T_min；

液体泵，所述液体泵用于使所述液体制冷剂在升高的操作压力P_opn下移动通过所述系统；

冷冻探针，所述冷冻探针用于接收在冷冻消融过程中使用的液体制冷剂；

返回管线，所述返回管线用于使液体制冷剂从所述冷冻探针返回；以及

蒸发器/排气单元，所述蒸发器/排气单元用于从所述返回管线接收液体制冷剂、蒸发所述液体制冷剂并排出所得到的蒸汽。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括定位在所述返回管线中的止回阀。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述制冷器是用于冷却所述容器中的液体制冷剂的外部制冷器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述制冷器定位成用以从所述泵接收所述液体制冷剂，并且所述冷冻探针从所述制冷器接收冷却的液体制冷剂。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述冷冻探针包括：

冷冻探头，所述冷冻探头形成有液密室；

冷入口管线，所述冷入口管线将所述制冷器连接到所述冷冻探头的所述液密室；以及

中空的基本上管状的真空壳，所述真空壳具有远端，其中所述真空壳的所述远端固定到所述冷冻探头，以在所述制冷器和所述冷冻探头之间将所述冷入口管线围在所述真空壳内，并且其中所述返回管线从所述冷冻探头的所述液密室延伸。

6.根据权利要求4所述的系统，还包括：

加热器，所述加热器用于从所述泵接收所述液体制冷剂中的一部分，并且加热该部分的液体制冷剂，用于直接传送到所述冷冻探针；

第一滑阀，所述第一滑阀用于控制液体制冷剂从所述泵到所述制冷器的流动；

第二滑阀，所述第二滑阀用于控制液体制冷剂从所述泵到所述加热器的流动；以及

用于协调所述第一滑阀和所述第二滑阀的操作的装置，以建立所述冷冻探针中的液体制冷剂的预定温度T_P，其中T_P等于或大于T_R，所述T_R是所述系统的环境温度。

7.根据权利要求4所述的系统，其中所述制冷器包括：

压力容器，所述压力容器用于保持液体冷冻剂；以及

管，所述管具有卷绕部分，其中所述管连接与所述冷冻探针流体连通的所述容器，并且所述卷绕部分浸没在液体冷冻剂中。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体制冷剂是在0.5MPa到3.0MPa之间的范围内的压力下具有在-180℃到-150℃之间的范围内的温度的液氮，以将所述液体制冷剂冷却到Τ_min。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述基准压力P_B在0.3MPa到1.5MPa的范围内，其中T_min小于-100℃，并且其中P_opn在0.3MPa到5.0MPa的范围内。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体制冷剂选自由C₂HClF₄、C₃F₈、C₃H₈、C₃H₆和i-C₄H₁₀构成的组。