CN109381253A - 冷冻外科的器械 - Google Patents

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Abstract

冷冻外科的器械，具有供应管线，用于将流体供应到膨胀室中。供应管线具有汇入到膨胀室中的毛细管线部分，毛细管线部分形成流体节流阀，以在流体在膨胀室中膨胀时形成焦耳‑汤普森‑效应。在供应管线的过渡部分中，供应管线的流动横截面在朝向膨胀室的流动方向上漏斗形减小。在流动方向上，在每个过渡部分之后、与过渡部分邻接地优选跟随供应管线的阶梯部分，其中流动横截面优选很大程度上是恒定的。最后一个阶梯部分优选由毛细管线部分形成。在阶梯部分中，在流体中的压力波动能够衰减。由于流体在过渡部分中的加速和流体波动在毛细管线部分中以及同样在阶梯部分中的衰减，在膨胀室中的膨胀区域变大，而不阻碍来自膨胀室的、膨胀的气体的回流。

Description

冷冻外科的器械
技术领域
本发明涉及一种冷冻外科的器械，所述器械在利用焦耳-汤普森-效应的情况下工作。
背景技术
从现有技术中已知一种医疗器械，所述医疗器械的工作端部被冷却，以便以此在患者的组织处产生生理或者治疗效果。例如从WO 02/02026 A1中已知一种冷冻探头，所述冷冻探头具有用于切割的尖端，其中，将液态的冷却剂引导到尖端处以冷却它。US 6 830581 B2描述了一种用于插入到血管中的热传递元件，利用所述热传递元件应当冷却在血管中的血液，在所述血管中，为器械的尖端供应所冷却的工作介质。
用于冷冻外科的器械例如通过有针对性地使用焦耳-汤普森-效应来工作，其中，流体通过节流来降低其温度。
例如，从DE 10 2008 024 946 A1中已知一种冷冻外科的器械，所述器械具有供应管线，所述供应管线用于将流体、尤其是气体供应到在探头的头部中的膨胀室中。在供应管线的端面处布置有具有开口的孔板，通过所述开口，流体由供应管线流入膨胀室中并且在此放松，其中，流体进行冷却。因此，探头尖端被冷却。所冷却的流体通过气体回引管线从探头尖端流回。
WO 2006/006986 A2描述了一种冷冻外科的器械，所述器械具有带有封闭的端部的管。在管内部布置有气体回引管线，在所述气体回引管线的端部处连接有毛细管，所述毛细管的端部汇入到在探头的尖端中的膨胀室中。
US 2012/0 130 359 A1描述了一种用于冷冻疗法的器械，借助所述器械能够利用寒冷出于治疗目的来影响在使用位置处的神经。器械具有杆，在所述杆的端部处布置有工作部分。供应管线延伸穿过在工作部分中的杆，以将冷却剂供应到工作部分中。在供应管线的端部处能够布置有节流板或者毛细管，利用所述节流板或者毛细管，供应管线汇入到在工作区域中的膨胀室中。
US 2005/0016 188 A1描述了一种利用具有管的冷冻导管（kryokatheter）来冷冻手术式地剥离组织的器械，所述管的远端部是封闭的，其中，在所述管中供应管线延伸至器械的端部，其中，在供应管线的端部中布置有毛细管，所述毛细管汇入到在器械的远端部处的室中。
发明内容
本发明的任务是，说明一种改进的、冷冻外科的器械。
利用根据权利要求1的冷冻外科的器械解决了这个任务，所述机械例如能够被设置用于获得组织样本。根据本发明的、冷冻外科的器械具有供应管线，所述供应管线用于将工作流体、尤其是气体供应到膨胀室中，所述膨胀室优选被布置在器械的远端部。供应管线具有毛细管线部分，所述毛细管线部分汇入到所述膨胀室中。回引装置与膨胀室连接，所述回引装置用于使气体从膨胀室中回引。供应管线具有至少一个第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分形成了具有不同尺寸的内横截面（内横截面面积）的管线部分。内横截面确定了用于流体通过在第一和第二部分中的供应管线的流动横截面。根据本发明的器械的供应管线被如此构型，使得：在供应管线从第一部分到第二部分上的过渡部分中，流体通过供应管线的流动路径在朝向膨胀室的方向上漏斗形地变窄。利用在过渡部分中的供应管线的、内横截面的这种漏斗状的变窄，随着内横截面的、在变窄区域中优选连续的（稳定的）或者分步骤地的减小，能够产生流动横截面沿着供应管线的、阶梯式的变化过程。供应管线的内横截面在流体在朝向膨胀室的方向上通过供应管线的流动方向上至少一次漏斗形地变窄，通过这种方式，流体在供应管线的、所述至少一个漏斗形的过渡部分中被加速。由于在过渡部分中的、漏斗形的变窄，流动横截面没有跳跃式地（突然地）从第一部分的流动横截面减小到第二部分的、与第一部分的流动横截面相比更小的流动横截面。因此，由于过渡部分的漏斗形状，能够在很大程度上降低或者避免所加速的流体在供应管线的部分中的压力波动，所述部分在漏斗形的过渡部分之后。
为了冷却器械的工作部分，根据本发明的器械利用焦耳-汤普森-效应来工作，所述焦耳-汤普森-效应在膨胀室中的流体膨胀时表现在流体处。通过在过渡部分中的、均匀的加速以及将毛细管线部分用作供应管线的远端的端部部分实现了，下述距离相对于不具有所描述的、漏斗形的变窄部和毛细管线部分的器械被延长，流体颗粒在从口部开口排出到膨胀室中之后在很大程度上在所述距离上不分离。因此，尤其能够避免，射流在口部之后直接过度地变宽并且因而阻碍来自膨胀室中的气体的回流。由此能够将器械头部构造为细长的，所述器械头部能够包含膨胀室并且能够包含回引装置的至少一部分。这为小型化的器械头部铺平了道路。尤其是，将毛细管线用作用于流体的节流阀以及在很大程度上无压力冲击地加速在至少一个过渡部分中的流体，为特别细长的器械头部铺平了道路，在所述至少一个过渡部分中流动横截面漏斗形地变窄，利用所述器械头部例如能够简化可靠的组织样本取出。
特别优选地，如此构造供应管线，使得供应管线的内横截面在到毛细管线部分的过渡部分中漏斗形地变窄。由此，一方面加速了流体，并且另一方面，在进入到毛细管线部分时，能够在很大程度上减少或者避免压力波动，这导致流体的、大的、自由的路径长度，流体颗粒在从毛细管线部分排出到膨胀室之后在很大程度上在所述路径长度上不分离。优选地，内横截面在过渡区域中的变窄是连续的，所述过渡区域从过渡到毛细管线部分的过渡部分前方开始延伸通过过渡部分并且直至毛细管线部分。供应管线在过渡区域中的内壁面优选是无棱角的，使得在过渡区域内、沿着流动路径不存在内横截面的梯度的、跳跃式的变化。
优选地，倾斜角度（Verjüngungswinkel）在最小15°和最大40°之间，所述供应管线的内横截面以所述倾斜角度至少在过渡到毛细管线部分的过渡部分中漏斗状地变窄。倾斜角度由过渡部分的内壁面的、对置的部分围出，所述内壁面决定了通过过渡部分的流动横截面。
优选地，毛细管线部分的长度在最小1mm至最大15mm之间。优选地，毛细管线部分的内直径在最小60微米至最大200微米之间，所述内直径决定了毛细管线部分的流动横截面。
优选地，供应管线具有至少两个过渡部分，在所述过渡部分中，通过供应管线的流动路径在朝向膨胀室的流动方向上漏斗形地变窄。
优选地，第一部分和第二部分形成供应管线的、一排两个、三个或者多于三个的阶梯部分中的阶梯部分，其中，在每两个阶梯部分之间各布置有过渡部分，在所述过渡部分处邻接有所述两个阶梯部分。如所描述的，在朝向供应管线的、至膨胀室的口部开口的方向上，流动横截面通过至少一个过渡部分（优选在过渡部分的每个中）如同漏斗地减小。每个阶梯部分的内横截面面积的面积（flächeneinhalte）属于内横截面阶梯，其中，阶梯部分的内横截面阶梯的内横截面面积的面积大于在朝向毛细管线部分的口部的方向上邻接在同一个过渡部分下游的阶梯部分的内横截面阶梯的内横截面面积的面积。由此，产生了供应管线的流动横截面直至供应管线的口部的、阶梯式的变化过程，其中，在具有漏斗形的变窄部的过渡部分中的流动路径由于漏斗形状没有突然地从一横截面阶梯变窄到后续的横截面阶梯，而是优选在很大程度上连续地或者分步骤地，或者，在过渡部分的至少一个纵向部分中连续地并且在过渡部分的至少一个另外的纵向部分中分步骤地在朝向膨胀室的方向上变窄，并且，优选地，能够分别在阶梯部分中沿着阶梯部分在很大程度上保持恒定。在朝向口部的流动方向上，毛细管线部分能够形成所述排的、最后一个阶梯部分。通过在漏斗形的过渡部分中的加速，流体颗粒达到高的速度，所述高的速度将流体射流在从口部排出之后进一步携带到膨胀室中，由此，流体的膨胀区域变大并且因而冷却的效率能够得到改善。由于漏斗状的变窄部和布置的阶梯部分，在所述排的变化过程上看，流体的加速在朝向膨胀室的方向上分步骤地进行，其中，由此能够实现在流体中的压力冲击和紊流的减少。由此，在膨胀室中的下述区域变大，在所述区域中气体膨胀。
在从毛细管线部分的口部开口过渡到膨胀室中时，用于流体的流动横截面优选跳跃式地增加。这促进了焦耳-汤普森-效应在膨胀的流体处的、有力的形成。此外，膨胀室的部分能够作为回引装置的部分来使用。
供应管线优选地被布置在回引管线中，和/或，回引管线例如被布置在供应管线的旁边。特别优选地，在回引管线中的流动横截面与毛细管线部分的内横截面的比值大于或者等于5，所述回引管线在毛细管线部分旁边或者围绕毛细管线部分。
优选地，如此构造供应管线，使得供应管线的外横截面（外横截面面积）在漏斗形的过渡部分处没有跳跃式地从阶梯部分的外横截面减小到邻接同一个过渡部分的阶梯部分的外横截面，而是优选连续地或者分步骤地减小，或者，在供应管线的部分的至少一个子部分中（其外横截面减小）分步骤地并且在所述部分的至少一个另外的子部分中连续地在朝向毛细管线部分的口部的方向上减小。在膨胀之后从膨胀室中流出的气体的流动方向上看，供应管线的外横截面在漏斗形的过渡部分处相应地优选不是跳跃式地、而是优选连续地和/或分步骤地增加。当供应管线的壁同时形成回引装置（尤其是回引管线）的壁时，气体从膨胀区域中的回引能够通过下述空间来改善，所述空间通过减小外横截面来提供。与供应管线的外横截面在朝向口部的方向上的、跳跃式的减小不同，在外横截面的、连续或者分步骤地减小时，用于回流的气体的流动横截面没有突然地变化（例如，变窄）。由此，能够降低回引装置（尤其是，回引管线）的流动阻力。
能够如此构造所述器械，使得：在气体远离膨胀室回引时的流动方向上，回引管线的流动横截面在过渡部分处连续地或者分步骤地减小，或者，在过渡部分处在至少一个纵向部分中连续地并且在至少一个另外的纵向部分中分步骤地减小。
优选地，至少供应管线的、具有毛细管线部分和邻接毛细管线部分的过渡部分被无缝一体地构造。这简化了对器械的、过程可靠的制造，以避免干扰和供应管线朝向其口部的流动横截面的、突然的变化。特别优选地，至少供应管线的、具有毛细管线部分和漏斗形的过渡部分被无缝一体地构造，使得简化了对过渡部分和毛细管线部分的、过程可靠的制造。
供应管线整体上能够利用旋转锻造工艺来制造。优选地，至少供应管线的、具有毛细管线部分的部分和邻接毛细管线部分的过渡部分利用旋转锻造工艺来制造。特别优选地，至少供应管线的、具有毛细管线部分的部分和漏斗形的过渡部分利用旋转锻造工艺来制造。利用旋转锻造工艺，能够过程可靠地实现高的质量，所述高的质量具有供应管线的内面的、低的表面粗糙度和低的表面起伏度（Oberflächenwelligkeit），所述内面决定了流动横截面。
毛细管线部分的壁厚能够等于或者小于下述供应管线部分的壁厚，所述供应管线部分在上游邻接过渡到毛细管线部分的过渡部分。这便于在毛细管线部分旁边或者围绕毛细管线部分提供大的空间，以用于气体从膨胀区域中回引。此外，由此能够增加在毛细管线部分的旁边或者围绕它所回引的气体和通过毛细管线部分所供应的气体之间的热传递。
优选地，毛细管线部分的内直径与毛细管线部分的长度的比值在最小0.004和最大0.2之间。
优选地，毛细管线部分的口部开口被布置在毛细管线部分的端面处，流体通过所述口部开口从供应管线中排出并且进入到膨胀室中。优选地，毛细管线部分的外罩没有侧向的开口，所述外罩包围毛细管线部分的内腔（Lumen），流体流过所述内腔。
在口部开口和膨胀室的、对置的壁面之间的距离在最小0.5mm和最大5mm之间，所述壁面限定了膨胀室的内腔。
附图说明
根据本发明的冷冻外科的器械的、另外的、有利的特征由从属权利要求和以下描述以及附图中得出。
附图示出：
图1在局部的纵向剖视图中示出了现有技术的、冷冻外科的器械的远端部，
图2a以纵向剖视图示出了示例性的、根据本发明的、冷冻外科的器械的局部视图，
图2b至2d示出了在图2a中所绘出的断面处的、在图2a中所示出的、根据本发明的器械的横截面视图，
图3以纵向剖视图示出了示例性的、根据本发明的、冷冻外科的器械的局部，
图4以纵向剖视图示出了根据另一种示例性的实施方式的、根据本发明的、冷冻外科的器械的局部，
图5示出了示例性的、根据本发明的、冷冻外科的器械的局部纵向剖视图，所述器械被插入在内窥镜的工作通道中，
图6示出了示例性的、根据本发明的器械的局部纵向剖视图，以及
图7示出了示例性的、根据本发明的器械的局部纵向剖视图。
具体实施方式
图1以纵向剖视图示出了现有技术的、冷冻外科的器械10的远端的端部部分13。器械10具有杆11，所述杆延伸至器械10的头部12处，所述头部在器械10的远端部13a处。在头部12的外部设置有附着面14，在所述附着面处能够冻结组织样本以便取出。在杆11内部布置有供应管线15以用于将气体供应到器械10的远端部13a处。供应管线15以节流板16终止，所述节流板具有开口（口部）17，通过所述开口气体能够从供应管线15流入到膨胀室18中，所述膨胀室在器械10的头部12中。如果在节流板16处节流来自供应管线15的气流并且在节流板16之后的气体在进入到膨胀室18中之后被放松，则焦耳-汤普森-效应通过以下方式在气体处显现出来：在膨胀室18中放松的气体经历降温。由此，这种气体能够冷却器械10的、具有附着面14的头部12。所冷却的气体通过回引管线19离开膨胀室18，所述回引管线被布置在杆11中、在供应管线15的旁边。如在图1中的箭头所示出的，气体从膨胀室18到回引管线19中的回流能够由从口部开口17流出的气体阻碍。因此，必须提供相对较大的膨胀室18，以便能够确保合适的回流。
图2a以纵向剖视图示出了根据本发明的、冷冻外科的器械10。就根据本发明的、冷冻外科的器械10而言，供应管线15的远端部20由毛细管线部分21（毛细管部分）形成。毛细管线部分21具有通入膨胀室18中的口部22，所述口部在毛细管线部分21的端面23处。毛细管线部分21伸展直至到器械10的头部12中，所述头部由罩（Kappe）24形成，所述罩包围膨胀室18。在毛细管线部分21的口部开口22和罩24的、对置的壁面26之间的距离25优选为最小0.5mm至最大5mm，所述罩限定膨胀室18。如所示出的，罩24的壁面26能够例如是球形罩面26，所述球形罩面被设置并且布置用于，将气体引导到回引管线19中，所述壁面与毛细管部分21的口部22对置、限定膨胀室18的内腔27，所述气体撞击到罩24的壁面26上。
毛细管线部分21形成供应管线15的、至少n=2（优选n>2，例如，如在图2中所示出的，n=3）的一排阶梯部分30n-2、30n-1、30n的第n个阶梯部分30n。在两个阶梯部分30n-2、30n-1、30n之间分别布置有过渡部分32n-2、32n-1，两个阶梯部分30n-2、30n-1或者30n-1、30n与所述过渡部分邻接。在至少一个过渡部分32n-2、32n-1中，供应管线15的内横截面面积33在朝向毛细管线部分21的口部22的、远端的方向上优选漏斗形地、例如锥形地减小，使得在以流体（例如，气体）加载器械10时，在过渡部分32n-2、32n-1中导致通过供应管线15流向口部22的流体的加速。优选地，邻接毛细管部分21的过渡部分32n-1的、内部的壁面35基本上不具有垂直于气体的流动方向34的表面部分，在流动方向34上通过过渡部分流动到膨胀室18的气体必须抵靠所述表面部分流动。优选地，这也适用于剩余的过渡部分32n-1中的每一个。更确切地说，在过渡部分32n-1的纵截面中看，所示出的、示例性的、过渡到毛细管部分21上的过渡部分32n-1具有朝向流动方向34倾斜的内壁面35，所述内壁面的外周部分与流动方向34包围成小于90°的锐角。剩余的过渡部分32n-2优选也是这样地被构造。图2a示出了过渡到倒数第二个阶梯部分30n-1上的、漏斗形的过渡部分32n-2和过渡到毛细管线部分30n上的、漏斗形的过渡部分32n-1，所述毛细管线部分形成所述排的最后的阶梯部分30n。优选地，流动路径在过渡区域36中从过渡到毛细管线部分30、21的过渡部分32n-1的前方开始通过过渡部分32n-1连续地变窄到毛细管线部分21中。优选地，在供应管线15中的流动路径中的过渡区域36中，尤其是基本上不存在供应管线15的、垂直于流动方向34的内壁面，所述内壁面会导致流动横截面的、跳跃式的变化。优选地，在供应管线15的、在阶梯部分30n-2、30n-1、30n之间的每个过渡部分32n-2、32n-1中的供应管线15的流动横截面沿着流动方向34在口部22的方向上漏斗形地减小，使得优选形成了由交替布置的阶梯部分30n-2、30n-l、30n和过渡部分32n-2、32n-l构成的排，所述过渡部分具有漏斗形的内横截面变窄部。
有利的是，在供应管线15的一个或者多个过渡部分32n-2、32n-l中的流动横截面分别没有跳跃式地从在供应管线15的阶梯部分30n-2或者30n-l（所述阶梯部分被布置在过渡部分32n-2或者32n-l前面，并且，邻接过渡部分32n-2或者32n-l）中的流动横截面减小到在供应管线15的阶梯部分30n-l或者30n（所述阶梯部分在流动方向34上在过渡部分32n-2或者32n-l后面邻接过渡部分32n-2或者32n-l）中的流动横截面，而是当在一个或者多个过渡部分32n-2、32n-l中的流动路径分别跨越流动路径的路径部分地在朝向口部22的方向上变窄。因为这减小了流体在供应管线15的阶梯部分30n-l、30n中的涡流和压力波动，所述阶梯部分跟随在过渡部分32n-2或者32n-l之后。
内横截面33的倾斜角度37优选在最小15°和最大40°之间，所述内横截面在过渡到毛细管部分21、30n的过渡部分32n-1中。倾斜角度37通过过渡部分32n-1的、内部的壁面35来确定，所述壁面侧向地限定通过过渡部分32n-1的流动横截面。在供应管线15沿着流动方向34的纵截面上看，过渡部分32n-2、32n-1的、内部的壁面35优选被布置成倾斜于流动方向34。内部的壁面35能够例如是平截头圆锥体侧面或者平截头棱锥体侧面。过渡到倒数第二个阶梯部分30n-1的过渡部分32n-2和/或过渡到毛细管线部分21的过渡部分32n-1能够关于下述平面是对称的，所述平面平行于流动方向34。如就对称的漏斗而言的那样，在过渡到倒数第二个阶梯部分30n-1的过渡部分32n-2中的流动横截面面积的中点和/或在过渡到毛细管线部分21的过渡部分32n-1中的流动横截面面积的中点能够位于一直线上，所述直线垂直于在相关的过渡部分32n-1、32n-2中的入口中的流动横截面面积。作为在一个或者多个过渡部分32n-2、32n-1中的流动横截面的、对称漏斗形的变窄部的替代方案，过渡到倒数第二个阶梯部分30n-1的过渡部分32n-2的流动横截面和/或过渡到最后一个阶梯部分30n的过渡部分32n-1的流动横截面例如能够像不对称的漏斗那样变窄。
阶梯部分30n-2、30n-1、30n确定内横截面阶梯。在阶梯部分30n-2、30n-1、30n中，内横截面属于内横截面阶梯。在每个阶梯部分30n-2、30n-1、30n内，供应管线15的内横截面保持在特定的值范围（阶梯）内。在阶梯部分30n-1、30n内，流动横截面例如能够是恒定的。在阶梯部分30n-2、30n-1的值范围中的内横截面大于在各个跟随在下游（朝向口部）的阶梯部分30n的值范围中的内横截面。对应地，供应管线15具有内横截面的、阶梯式的变化过程，所述变化过程具有在过渡部分32n-2、32n-1中的阶梯之间的、非跳跃式的、而是优选连续的或者分步骤的过渡，所述过渡为流动横截面到下一个阶梯的过渡。也可能的是，在至少一个过渡部分32n-2、32n-1中的流动横截面在过渡部分32n-2、32n-1的、至少一个第一纵向部分中分步骤地变窄，并且，在过渡部分32n-2、32n-1的、至少一个另外的纵向部分中连续地变窄，使得在过渡部分32n-2、32n-1中的流动横截面总体上连续地或者分步骤地变窄为下一个阶梯，所述另外的纵向部分布置在第一纵向部分的上游或者下游。尤其地，能够如此构造供应管线15，使得供应管线15的内横截面从排的开端在流动方向34直至供应管线22的口部22单调地减小，所述排由阶梯部分30n-2、30n-1，30n构成。这意味着，内横截面至少部段地严格单调地减小并且也能够部段地保持不变。
在一种实施方式中，进到毛细管线部分21中直至供应管线15的口部，在过渡到毛细管线部分21的过渡部分30n-1中的供应管线15的内壁面35能够是无棱角或者无折弯的，所述棱角或者折弯横向于通过供应管线15的流动方向34地定向，所述棱角或者折弯意味着供应管线15的流动横截面的梯度的、跳跃式的变化。
在供应管线15旁边和/或围绕供应管线15地优选构造有回引管线19的流动横截面。在所示出的实施例中，供应管线15至少部段地被布置在回引管线19中。回引管线19的流动横截面一方面由杆的壁38a以及头部12的壁38b限定，并且，另一方面由供应管线15的壁39限定。在图2a中，供应管线15被视为同轴地布置在杆11和罩24中。然而，替代地，供应管线15以及杆11和/或罩24能够是非同轴的、优选具有平行的中心轴线。
优选地，如所示出地，供应管线15的外横截面40在过渡部分32n-2、32n-1处在朝向口部22的方向34上不是跳跃式地、而是优选连续地或者分步骤地减小。在至少一个过渡部分32n-2、32n-1处，在朝向口部22的方向上，供应管线15的外横截面40能够纵向部段式连续地并且纵向部段式分步骤地减小。由此，如在根据图2a的实施例中所示出的，回引管线19的流动横截面41能够在过渡部分32n-2、32n-1处在气体的方向上分别在过渡部分的长度上减小，即，不是跳跃式地从在过渡部分32n-2、32n-1前面的流动横截面到在这个过渡部分32n-2、32n-1后面的流动横截面，所述气体通过回引管线19从膨胀室18中流走。在气体的流动方向42上，回引管线19的流动横截面41能够在过渡部分32n-2、32n-1处尤其是连续地或者分步骤地或者纵向部段连续地并且纵向部段分步骤地减小，所述气体从膨胀室中流走。在毛细管部分21、30n旁边或者围绕毛细管部分21、30n的和/或在过渡部分32n-2、32n-1之间的、回引管线19的流动横截面41能够在很大程度上是恒定的。
优选地，阶梯部分30n-2、30n-1、30n确定外横截面阶梯。在阶梯部分30n-2、30n-1、30n处，供应管线15的外横截面（外横截面面积）属于外横截面阶梯。在每个阶梯部分内，供应管线的外横截面保持在特定的值范围（阶梯）内。沿着阶梯部分30n-2、30n-1、30n，阶梯部分30n-2、30n-1、30n的外横截面例如能够是恒定的。在阶梯部分30n-2、30n-1的值范围中的外横截面大于各个跟随在下游（朝向口部）的阶梯部分30n-1、30n的值范围中的外横截面。对应地，供应管线15优选具有外横截面的、阶梯式的变化过程，所述变化过程具有在过渡部分32n-2、32n-1处的阶梯之间的、非跳跃式的过渡，所述过渡为外横截面到一下个阶梯的过渡。更确切地说，过渡优选分别在过渡部分32n-2、32n-1的长度上延伸，和/或，外横截面到下一个阶梯的过渡优选是连续的或者（从流动的流体的角度）分步骤地进行。优选地，供应管线15的外横截面在图2c中所示出的过渡部分32n-2、32n-1之间，并且，在过渡到毛细管线部分21的过渡部分32n-1和口部22之间在很大程度上是恒定的，使得毛细管线部分21具有外横截面，所述外横截面在毛细管线部分的纵向延伸上在很大程度上是恒定的。
如参照图2b至2d所示出的，在图2a中所示出的实施例中，通过构造在杆11中的供应管线15，回引管线19的流动横截面面积41（An-2、An-1、An）与在朝向口部22的流动方向34上的阶梯部分30中的内横截面面积33（Bn-2、Bn-1、Bn）的比值从阶梯部分到阶梯部分地增加，所述回引管线在阶梯部分30n-2、30n-1、30n旁边或者围绕阶梯部分30n-2、30n-1、30n，因而在毛细管线部分21处比值最大。对应地，An:Bn≥An-1:Bn-1≥An-2:Bn-2适用。
回引管线19的流动横截面的面积与毛细管线部分21的流动横截面的面积的比值优选大于或者等于5，所述回引管线在毛细管线部分21旁边和/或围绕毛细管线部分21。毛细管线部分的内直径28（为了清楚起见，在图3中仅示例性地绘制出）决定了毛细管线部分的流动横截面33。毛细管线部分21的内直径28与毛细管线部分21的长度29（为了清楚起见，在图3中仅示例性地绘制出）的比值优选在最小0.004与最大0.2之间。毛细管的长度29能够例如在最小1mm至最大15mm之间，所述毛细管形成毛细管线部分21。毛细管线部分21的内直径28能够例如为最小60微米至最大200微米。
供应管线15的下述部分优选被无缝一体地构造，所述部分具有：过渡部分32n-2、32n-1，在过渡部分32n-2、32n-1之间的阶梯部分30n-1和毛细管线部分21、30n。所述部分例如能够借助旋转锻造工艺来制造。杆11的、具有附着面14的罩24能够例如由不锈钢制成，所述罩形成头部12。杆11能够例如由PEEK、PA、PUR或者PTFE制成。杆11能够是刚性的或者柔性的。
在运行冷冻外科的器械10时，发生以下情况：
利用流体源（未示出），以流体、尤其是气体（例如N2O或者CO2）来加载供应管线15，所述流体源与供应管线15连接，其中，在口部22和膨胀室18的方向上，流体在冷冻外科的器械10的、远端的工作端部43处从管状的阶梯部分30n-2、30n-1、30n中通过邻接的过渡部分32n-2、32n-1流动到跟随在其后的管状的阶梯部分30n-2、30n-1、30n中。由于内横截面33的、漏斗状的减小并且因此由于在膨胀室18的方向上在过渡部分32n-2、32n-1中的供应管线15的流动横截面的、漏斗状的减小，流体在过渡部分32n-2、32n-1中加速。通过在过渡部分32n-2、32n-1中非跳跃式地，而是跨越一定长度延伸地、优选连续或者分步骤地、从阶梯到阶梯地减小流动横截面33，在很大程度上避免了由于在每个过渡部分32n-2、32n-1的加速而产生的涡流和压力波动。优选地，阶梯部分30n-2、30n-1、30n分别具有一长度，使得在跟随在过渡部分32n-2、32n-1之后的阶梯部分30n-2、30n-1、30n中仍然在很大程度上或者完全衰减仍然出现的涡流和/或压力波动。气体从第（n-1）个阶梯部分通过第（n-1）个过渡部分进入到（第n个阶梯部分的）毛细管部分21中。由于构造毛细管部分21，优选完全地衰减在气体中由于过渡而导致的可能的压力波动，所述过渡从第（n-1）个阶梯部分到毛细管线部分21。在毛细管部分21中出现具有对应的速度剖面的、层状的流动，所述流动在朝向口部22的流动方向34上进行，由于在毛细管部分21中的压力波动的衰减，所述速度剖面在毛细管部分21的远端的端部部分中、在流动方向34上优选不再变化（不受干扰的流动剖面），所述毛细管部分邻接口部开口22。毛细管部分21形成用于气体的节流阀以形成焦耳-汤普森-效应。因此，能够（如在图2a中所示出地）省去节流板16，所述节流板（如在根据图1的现有技术中）导致流体射流在离开供应管线15进入膨胀室18中时剧烈的扩张并且因此导致与回引的气体的、强烈的相互作用。气流从毛细管部分21中流入到膨胀室18中，并且，在朝向器械头部12的、对置的壁面26的方向上，由于在过渡部分32n-2、32n-1中的加速以及在从口部22中排出之前的压力波动自由（Druckschwankungsfreiheit）而进一步地流入到膨胀室18中。在此，在很大程度上不受回流的气体阻碍地，气体从口部22流出。气体经受基于焦耳-汤普森-效应的温度降低并且如此冷却头部12和附着面14，使得能够冻结在附着面14处的组织样本，所述气体从口部22中流出并且在膨胀室18中放松。然后，组织样本能够通过拉动器械10而与剩余的组织分离并且被取出。
对应地，所冷却的气体的回流不受流出的气体的阻碍。更确切地说，来自膨胀室的、所膨胀的气体优选平行于下述流体以相反的流动方向从膨胀室18流入到回引管线19中，所述流体离开供应管线21通过口部开口22进入到膨胀室18中。在图3中，通过箭头表明了这种大规模的回流，图3示出了器械10在其远端部13a处的局部。通过回引管线19回流的气体擦过供应管线15的毛细管部分21的、外部的壁面，并且，从流过毛细管线部分21的气体中除去热量。这通过以下方式得到支持：毛细管部分21的壁44优选是与阶梯部分30n-1的壁一样薄或者是更薄的，所述阶梯部分邻接过渡到毛细管部分21的过渡部分32n-1。
回流的气体能够例如通过在杆11中的、侧向的开口（未示出）逸出。
图4局部地示出了根据本发明的器械10的、改型的、示例性的实施方式。示出了器械10的端部部分13。
供应管线15和回引管线19被并排地构造在器械10的杆11中。供应管线15的毛细管部分21被插入到供应管线15的下述部分中，所述部分被布置在杆11中。毛细管部分21伸展直至到器械10的罩24，所述罩包围膨胀室18。
供应管线15具有至少三个阶梯部分30n-2、30n-1、30n，其中，最后一个30n由毛细管部分21形成。至少在过渡到倒数第二个阶梯部分30n-1的过渡部分32n-2中，供应管线15的内横截面在朝向进入到膨胀室18中的口部22的方向上漏斗形地减小。
在杆11中的回引管线19的流动横截面在回引管线19的过渡部分19m-2、19m-1中漏斗形地增大，所述回引管线与膨胀室18连接。在回引管线19的过渡部分19m-2、19m-1之间，在回引管线19中的流动横截面优选在很大程度上是恒定。回引管线19的过渡部分19m-2、19m-1的数目能够对应于在供应管线15中的过渡部分32n-3、32n-2、32n-1的数目。
图5示出了根据本发明的、冷冻外科的器械10，所述器械的杆11在内窥镜46的工作通道45中可纵向移动地被引导。在器械10的杆11的远端部处布置有器械10的头部12，所述头部具有细长的远端的端部部分47，其中，端部部分47的外直径48相对于邻接头部12的杆部分的外直径49被减小。毛细管部分21伸入到窄的端部部分47中、膨胀室18中，所述膨胀室由端部部分47限定。在所述实施例中，在供应管线15的、至少两个相继的过渡部分32n-2、32n-1中，利用内横截面33的、在朝向进入到膨胀室18中的口部22的流动方向34上的、各个漏斗形的变窄部来加速流体，其中，在每个过渡部分32n-2、32n-1中处均连接有管状的阶梯部分30n-1、30n。远端最后一个阶梯部分30n是毛细管部分21。由于在过渡部分32n-2、32n-1中的、均匀的加速并且由于在毛细管部分21中的压力波动的衰减，流体在从口部22排出之后进一步进入到膨胀室18中，使得流体在毛细管部分21的端部处的流动轮廓在流动方向34上优选是恒定的，即，在流动方向34上不再变化，所述流体在朝向膨胀室18的方向上通过供应管线15流动。因此，就由于器械头部12的、细长的端部部分而狭窄的空间关系而言，所膨胀的气体从膨胀室18中的、合适的回引也是可能的，而不受从口部22流出到膨胀室18中的气体的阻碍。现在，利用器械头部12能够获得组织样本50，所述组织样本的直径小于内窥镜46的工作通道45的直径。因此，器械10的、带有组织样本50的头部12能够在获得组织样本50之后被拉回到内窥镜46的工作通道45中，使得能够从患者的身体中取出在内窥镜46的工作通道45中得到保护的组织样本50。
图6示出了根据本发明的、带有头部12的器械10的局部，利用管状的紧固部分51使所述头部紧固在器械10的杆11处。头部12具有尖的端部部分52，并且，在端部部分52和紧固部分51之间布置有管状的附着部分53。头部12具有在附着部分53处的腰部（Taille）54。尤其地，附着部分53的外直径相对于尖的端部部分52的外直径被减小。优选地，附着部分53的壁具有相对于紧固部分51的壁减小的厚度。附着部分53限定膨胀室18，所述膨胀室能够伸展直至到尖的端部部分52中。供应管线15的毛细管线部分21伸展直至到附着部分53中。尖的端部部分52便于组织的穿刺以取出样本。为了取出样本，以流体来加载器械10的供应管线15，其中，流体通过供应管线15在朝向膨胀室18的流动方向上流动，并且，在膨胀室18中膨胀，并且，冷却头部12。在此，对组织的冷冻效果能够尤其是源自附着部分53。样本的取出得到简化，因为通过附着部分53的、与尖的端部部分52的外直径相比减小的外直径，在头部12和冻结的组织之间形成了形状锁合（Formschluss）。
图7示出了根据本发明的、带有头部12的器械10的、示例性的实施方式的远端部13的局部，所述头部借助头部接收件55被紧固在杆11处。器械10的头部接收件55在内腔内延伸，所述内腔由杆11和头部12包围。毛细管线部分21的外直径小于阶梯部分30n-1的外直径，所述阶梯部分邻接过渡到毛细管线部分21的过渡部分32n-1。由于供应管线15在过渡部分32n-1中的内横截面的、根据示例连续的变窄，通过下述流体在很大程度上避免了对膨胀的气体的回流的损害，所述过渡部分过渡到毛细管线部分21，所述流体从供应管线15中流出。此外，通过供应管线15的外横截面40在过渡部分32n-1处（在从膨胀室10中流出的气体的流动方向上）相对于具有跳跃式增加的器械的、连续的增加额，能够改进回引管线19的流动阻力。据此，尽管通过头部接收件55减小了自由的体积，通过构造供应管线15，实现了所膨胀的气体的、合适的回引。在这个实施例中，壁面26与在根据图6的实施例中一样为椎体侧表面，所述壁面与毛细管部分21的口部22对置、限定膨胀室18。
说明了冷冻外科的器械10，所述器械具有供应管线15，以将流体供应到器械10的膨胀室18中。供应管线15具有毛细管线部分21，所述毛细管线部分汇入到膨胀室18中，并且，所述毛细管线部分形成用于流体的节流阀，以在流体在膨胀室18中膨胀时形成焦耳-汤普森-效应。在供应管线15的至少一个过渡部分32n-2、32n-1中，优选在两个或者多个过渡部分32n-2、32n-1中，供应管线15的流动横截面在朝向膨胀室18的流动方向34上漏斗形地减小。在流动方向34上，在每个过渡部分32n-2、32n-1之后、与过渡部分32n-2、32n-1邻接地优选跟随有供应管线15的阶梯部分30n-1、30n，在所述阶梯部分中流动横截面优选在很大程度上是恒定的。最后一个阶梯部分30n-1、30n优选由毛细管线部分21形成。
在阶梯部分30n-1、30n中，在流体中的压力波动能够衰减。由于流体在过渡部分32n-2、32n-1中的加速和流体波动在毛细管线部分21中以及同样在另外的阶梯部分30n-1、30n-2中的衰减，在膨胀室18中的膨胀区域变大，而不阻碍来自膨胀室18的、所膨胀的气体的回流。
通过使用毛细管部分21以及一个或者多个漏斗形的过渡部分32n-2、32n-1，与在供应管线15的端部具有节流板的、冷冻外科的器械相比，就根据本发明的器械10而言大大增加了流体射流的、自由的路径长度，而没有扩宽流体射流，使得能够大大减小在流体和气体之间的相互作用，所述流体从口部开口22中流入到膨胀室18中，所述气体从膨胀室18中回流。优选地，就根据本发明的器械10的实施方式而言，流体的压力波动和/或涡流在毛细管部分21中减小到这种程度，使得它们不再决定在膨胀室18中无扩张的流体射流的自由的路径长度，所述流体通过供应管线15在朝向口部22的方向上流动。在流体直到在膨胀室18中的下述位置的流动方向34上，无扩张的流体射流的、自由的路径长度由口部开口22测定（gemessen），在所述位置处，流体射流直径超出了一数值，所述数值等于毛细管线部分21在口部开口22处的外直径的数值，或者，在流体直到在膨胀室18中的下述位置的流动方向34上，无扩张的流体射流的、自由的路径长度由口部开口22测定，在高度上（在流动方向34上）使用相互作用，所述相互作用为远离口部开口22流入到膨胀室18中的流体射流与回流到回引管线19的气体之间的相互作用。
附图标记列表
10 器械
11 杆
12 头部
13 器械的远端的端部部分
13a 器械的远端部
14 附着面
15 供应管线
16 节流板
17 开口
18 膨胀室
19 回引管线
19m-2、19m-1 回引管线的过渡部分
20 供应管线的远端部
21 毛细管线部分/毛细管部分
22 口部
23 端面
24 罩
25 距离
26 壁面
27 内腔
28 直径
29 长度
30n-2、30n-1、30n 阶梯部分
32n-2、32n-1 过渡部分
33 内横截面/流动横截面
34 朝向膨胀室的流动方向
35 内部的壁面
36 过渡区域
37 倾斜角度
38a 杆的壁
38b 头部的壁
39 供应管线的壁
40 外横截面
41 回引管线的流动横截面
42 离开膨胀室的流动方向
43 远端的工作端部
44 毛细管部分的壁
45 工作通道
46 内窥镜
47 端部部分
48 外直径 端部部分
49 外直径 杆
50 组织样本
51 紧固部分
52 端部部分
53 附着部分
54 腰部
55 头部接收件
An-2、An-1、An 回引管线的流动横截面面积
Bn-2、Bn-1、Bn 供应管线的流动横截面面积
S<sub>1</sub>-S<sub>1</sub>、S<sub>2</sub>-S<sub>2</sub>、S<sub>3</sub>-S<sub>3</sub> 剖面

Claims (14)

1.冷冻外科的器械（10），包括：
供应管线（15），所述供应管线用于将流体、尤其是气体供应到膨胀室（18）中，其中，所述供应管线（15）具有毛细管线部分（21），所述毛细管线部分汇入到所述膨胀室（18）中，
与所述膨胀室（18）连接的回引装置（19），所述回引装置用于使气体从所述膨胀室（18）中回引，
其中，所述供应管线（15）具有至少一个第一部分（30n-2、30n-1）和第二部分（30n-1、30n），所述第一部分和所述第二部分具有不同尺寸的内横截面（33），
其中，在从所述第一部分（30n-2、30n-1）到所述第二部分（30n-1、30n）上的过渡部分（32n-2、32n-1）中，通过所述供应管线（15）的流动路径在所述流体朝向所述膨胀室（18）的流动方向（34）上漏斗形地变窄。
2.根据权利要求1所述的冷冻外科的器械（10），其中，在所述供应管线（15）中的所述流动路径在到所述毛细管线部分（21、30n）的所述过渡部分（32n-1）中漏斗形地变窄。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述供应管线（15）具有至少两个过渡部分（32n-2、32n-1），在所述过渡部分中，所述供应管线（15）的所述流动路径在流动方向（34）上漏斗形地变窄。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述第一部分（30n-2、30n-1、30n）和所述第二部分（30n-2、30n-l、30n）是所述供应管线（15）的、一排两个或者多于两个的阶梯部分（30n-2、30n-1、30n）中的阶梯部分（30n-2、30n-1、30n），其中，在每两个阶梯部分（30n-2、30n-1、30n）之间各布置有过渡部分（32n-2、32n-1），在所述过渡部分处邻接有所述两个阶梯部分（30n-2、30n-l、30n），其中，每个阶梯部分（30n-2、30n-l、30n）的所述内横截面（33）属于内横截面阶梯，其中，阶梯部分（30n-2、30n-l、30n）的内横截面阶梯的所述内横截面（33）大于在朝向所述毛细管线部分（21）的口部（22）的方向（34）上、在流动方向上与同一个过渡部分（32n-2、32n-1）邻接的所述阶梯部分（30n-2、30n-l、30n）的所述内横截面阶梯的所述内横截面（33）。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，如此构造所述器械（10），使得用于所述流体的流动横截面（33）在从所述毛细管线部分（21）的所述口部（22）过渡到所述膨胀室（18）中时跳跃式地上升。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述供应管线（15）被布置在所述回引装置（19）的回引管线（19）中，和/或，其中，所述回引装置（19）被布置在所述供应管线（15）旁边，其中，所述回引管线（19）的所述流动横截面（41）与所述毛细管线部分（21）的所述内横截面（33）的比值大于或者等于5，所述回引管线在所述毛细管线部分（21）旁边或者围绕所述毛细管线部分（21）。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，在漏斗形的过渡部分（32n-2、32n-1）处，所述供应管线（15）的外横截面（40）连续地在朝向所述毛细管线部分（21）的所述口部（22）的方向（34）上减小。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述供应管线（15）的、具有所述毛细管线部分（21）和所述过渡部分（32n-2、32n-1）被无缝一体地构造。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述供应管线（15）的、具有所述毛细管线部分（21）的部分和所述漏斗形的过渡部分（32n-2、32n-1）利用旋转锻造工艺来制造。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述毛细管线部分（21）的壁厚等于或者小于所述供应管线部分的壁厚，所述供应管线部分邻接过渡到所述毛细管线部分（21）上的所述过渡部分（32n-2、32n-1）。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，所述毛细管线部分（21）的内直径（28）与所述毛细管线部分（21）的长度（29）的比值在最小0.004和最大0.2之间。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，倾斜角度在最小15°和最大40°之间，所述内横截面（33）以所述倾斜角度在所述过渡部分（32n-2、32n-1）中漏斗状地变窄。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，将所述毛细管线部分（21）的口部开口（22）布置在所述毛细管线部分（21）的端面（23）处。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的冷冻外科的器械（10），其中，在所述口部开口（22）和所述膨胀室（18）的、对置的壁面（26）之间的距离（25）在最小0.5mm和最大5mm之间。
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