CN111565659B - 冷冻外科手术系统 - Google Patents

Abstract

提供一种冷冻外科手术系统，其包含两个以上的冷冻探针。每个冷冻探针包括探针轴，其具有可插入患者中的远侧区段，以及近侧联接器。具有连接端口的连接器界面，允许连接至相应的冷冻探针。每个连接端口可以具有绝缘套筒，其在各自的冷冻探针的近侧联接器插入连接端口时处于该近侧联接器与该连接端口之间。绝缘套筒可以包括电绝缘材料，以便将连接至其相应连接端口的每个冷冻探针与连接至其相应连接端口的其他冷冻探针电绝缘。电气测量系统可以连接至每个连接端口以检测与探针轴相关联的电气信号。控制系统可以基于通过电气测量系统检测的电信号来检测探针轴是否电连接至电加热器。

Description

冷冻外科手术系统

背景技术

冷冻外科手术系统包含连接至一个以上的冷冻流体源的一个以上的冷冻探针。这些系统的一种常见用途是通过对组织进行冻融循环来消融组织。在这样的系统中，冷冻流体从冷冻流体源输送至冷冻探针，其中冷冻流体的膨胀导致针尖的快速冷却，从而使尖端附近的组织冻结。这样的系统在共同转让的专利，即美国专利No.8,066,697号以及公开的申请，即美国公开号No.2010/0256620A1中，其全部公开内容通过引用的方式全文并入于此。

一些冷冻外科手术系统使用磁共振成像系统来对患者进行成像，例如以在插入过程中引导冷冻探针和/或获得解剖特征(例如，组织、肿瘤等)的图像。这种系统的示例可以在美国专利7,850,682中找到，其公开内容在此以引用方式并入。在其他成像系统(例如计算机断层扫描)可能不适合的情况下(例如，如果不需要暴露于辐射)，可能需要使用这种系统。然而，将冷冻外科手术系统(具有导电部件)放置在MRI系统附近可能会导致冷冻外科手术系统与MRI系统之间的噪声和/或电干扰。一些冷冻外科手术系统已经试图通过将MRI敏感部件与系统的其余部分分离(例如，通过操作一些远离MRI磁体的控制部件)来减少该问题。

如果将多个冷冻外科手术工具(例如，冷冻探针)连接到系统，则在时变磁场(由MRI系统产生)中导电元件(诸如，金属探针轴)的存在，可能在将它们放在病人体内时，引入不需要的电流。在某些情况下，这些电流的大小可足以刺激神经，从而在MRI引导的冷冻外科手术期间导致诸如痉挛或抽搐的不良效果。

此外，一些冷冻外科手术系统可以包括诸如电加热器的电部件，其定位在每个冷冻探针的探针轴内，以在冷冻循环后解冻组织或促进冷冻探针从组织中移除；或包括温度传感器，用于测量针的温度。在这种系统中，存在由于制造缺陷或不当操作而产生的损害导致电部件与探针轴接触(例如，短路)的可能性。这可能导致不良频率的电信号引入冷冻外科手术系统中。

因此，需要提供在接近MRI成像系统处具有更大可用性的改良冷冻系统。

发明内容

在一方面，本发明针对一种冷冻外科手术系统，该冷冻外科手术系统包含两个以上的冷冻探针。每个冷冻探针包括探针轴，其具有可插入患者体内的远侧区段。每个探针轴可以包含导电材料，并且可以配置成从冷冻流体源接收冷冻流体，以冷却和/或冻结患者的组织。冷冻探针的近侧联接器与相应的探针轴电连通。两个以上的连接端口可各自允许连接到相应的冷冻探针。连接端口可以连接到外壳部分。每个连接端口均流体连接至冷冻流体供应线。该系统可以具有一个以上的电气绝缘体，当将近侧联接器连接到连接端口时，它们将彼此绝缘。每个连接端口可以具有电气绝缘体，当相应的冷冻探针的近侧联接器插入连接端口中时，该电气绝缘体可以在近侧连接器与连接端口之间。电气绝缘体可以是套筒，该套筒可以包括电绝缘材料，以使连接到其相应的连接端口的每个冷冻探针与连接到其相应的连接端口的其他冷冻探针电绝缘。

在第一实施例中，本发明提供了冷冻外科手术系统，其包含第一冷冻探针和第二冷冻探针，第一冷冻探针和第二冷冻探针各自包括：探针轴，其具有可插入患者中的远侧区段。每个探针轴包含导电材料并且配置成接收冷冻流体，以冷却和/或冻结患者的组织。以及近侧联接器，该近侧联接器的至少一部分为导电的，该近侧联接器与探针轴电连通。第一连接端口，其配置成接收并连接至第一冷冻探针的近侧联接器，以及第二连接端口，其配置成接收并连接至第二冷冻探针的近侧联接器。第一连接端口和第二连接端口各自流体连接至冷冻流体供应线，以从冷冻流体源接收冷冻流体并且分别将冷冻流体输送至第一冷冻探针的近侧联接器以及第二冷冻探针的近侧联接器。第一冷冻探针的近侧联接器的导电部分能插入第一连接端口，并且第二冷冻探针的近侧联接器的导电部分能插入第二连接端口；以及至少一个电气绝缘体，其配置为将第一冷冻探针的近侧联接器与第二冷冻探针的近侧联接器电绝缘；以使第一冷冻探针轴的探针轴基本上与第二冷冻探针的探针轴电绝缘。

在一些此类系统中，在第一连接端口与第二连接端口之间存在电连接，如下文更详细描述的。

更优选的是，该系统包含如本文描述的多个此种里冷冻探针以及近侧联接器，在该情况下，该系统包含一个以上的电气绝缘体，其配置成将每个冷冻探针的近侧联接器与每个其他冷冻探针的近侧联接器电绝缘。具体地，该系统包含每个近侧联接器的至少一个电气绝缘体，其配置成将每个冷冻探针的近侧联接器与每个其他冷冻探针的近侧联接器电绝缘，从而将每个冷冻探针的探针轴与每个其他冷冻探针的探针轴电绝缘。

另一个实施例提供了冷冻外科手术系统，其包含多个冷冻探针，每个冷冻探针具有包含导电材料的探针轴，该探针轴与近侧联接器电连通；每个近侧联接器配置成由连接端口接收并且联接至该连接端口；以及一个以上的电气绝缘体，电气绝缘体配置成将冷冻探针的每个近侧联接器与每个其他冷冻探针联接器的连接端口电绝缘。

在一些冷冻外科手术系统中，连接端口如下文所述处于电连通或保持电连通。因此，在第二实施例中，本发明提供冷冻外科手术系统，其包含第一冷冻探针及第二冷冻探针，该第一冷冻探针及第二冷冻探针各自包括：探针轴，每个探针轴包含导电材料，并且配置成接收冷冻流体，以冷却和/或冻结患者的组织，以及近侧联接器，其与探针轴电连通；第一连接端口，其配置成接收并连接至第一冷冻探针的近侧联接器，以用于使该第一冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连通，以及第二连接端口，其配置成接收并连接至第二冷冻探针的近侧联接器，以用于使该第二冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连通，该第一连接端口与第二连接端口电连通；以及电气绝缘体，其配置成将第一冷冻探针的近侧联接器与第一连接端口和第二连接端口之间的电连接电绝缘。

优选地，该系统包含如本文描述的多个此类的冷冻探针、近侧联接器和连接端口，在这种情况下，系统包含一个以上的电气绝缘体，电气绝缘体配置成将每个冷冻探针的近侧联接器与其相关的连接端口和每个其他连接端口之间的电连接电绝缘。具体地，该系统包含每个近侧联接器的至少一个电气绝缘体，其配置成将每个冷冻探针的近侧联接器与其相关的连接端口和每个其他的连接端口之间的电连接电绝缘，从而将每个冷冻探针的探针轴与每个其他冷冻探针的探针轴电绝缘。

在第三实施例中，提供冷冻外科手术系统，其包含多个冷冻探针，其布置成冷冻探针组，该冷冻探针组中的每个冷冻探针均具有包含导电材料的探针轴，该探针轴与近侧联接器电连通；每个近侧联接器配置成由连接端口接收并且联接至该连接端口；连接端口与冷冻探针组中的冷冻探针的每个其他连接端口电连通；以及一个以上的电气绝缘体，其配置成将冷冻探针组中的探针的每个近侧联接器与该冷冻探针组中的冷冻探针的每个其他冷冻探针联接器的连接端口电绝缘。

通常，本文描述的冷冻外科手术系统将为冷冻消融系统。这种系统通常包含多个冷冻探针，例如2、3、4、5、6、8、10、12个或更多个针。该针可以作为冷冻探针组成组，其包含至少两根冷冻探针，但可以包含2、3、4、5、6、8、10、12个或更多个针，其轴彼此电绝缘。

通常，本文描述的冷冻外科手术系统进一步包含控制系统，其允许冷冻流体供应至第一冷冻探针和/或第二冷冻探针，以便选择性地冻结组织。通常，冷冻探针包含诸如金属材料的导电材料。探针轴的实体部分可以包含金属材料，例如，针的整个轴可以是金属材料，例如，不锈钢。针的尖端也可以是与轴类似的材料制成。

通常，流体连接线将冷冻探针连接至近侧联接器并且将近侧联接器放置成与冷冻探针轴电连接。冷冻探针的轴与近侧联接器电连通，因为流体连接线是导电的。他们通常需要在高压下输送冷冻流体(诸如，气体)，并且因此其由可挠性金属材料(诸如，可挠性不锈钢)制成。这些线被配置成从冷冻流体源接收冷冻流体，并且将冷冻流体从冷冻流体源转移到冷冻探针，以冷却和/或冻结患者的组织。

近侧联接器以及探针轴二者通常均为导电的。近侧联接器通常呈凸形样式，并且联接至凹形连接端口，尽管凹形近侧联接器被配置成联接至凸形连接端口也是可能的。近侧联接器和探针轴各自为导电的。

连接端口配置成接收并且联接至近侧联接器。每个连接端口与冷冻流体供应线流体连通，在连接端口冷冻流体开口中终止。连接端口配置成将冷冻探针放置成在近侧联接器联接至该端口时与冷冻流体源流体连通。连接端口通常经调试以提供能够在高压下提供气密连接的连接。如本文所使用，如应用于气体的术语“高压”是用于指代合适于焦耳-汤姆孙冷却冷冻探针的气压，通常在3000psi到4500psi之间。

连接端口通常呈凹形连接端口，其配置成接收凸形近侧联接器，尽管凸形端口经调试以接收凹形近侧联接器也是有可能的。

凹形连接端口通常包含通过外壁界限的腔，其具有开口端以接收冷冻探针的近侧联接器，以及在外壁中的连接端口冷冻流体开口，其提供用于冷冻流体的流体路径以将冷冻探针放置成与冷冻流体源流动连接。

凸形连接端口通常提供配置成由凹形近侧联接器接收的突起，以及连接端口冷冻流体开口，其提供用于冷冻流体的流体路径将冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连接。

连接端口冷冻流体开口可由阀关闭，该阀的打开状态将冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连接。阀可以通过近侧联接器与连接端口的连接来致动或可以在连接之后单独致动。连接端口可以包含与近侧联接器配合的密封布置，以提供在高压下通常为气密的密封。

也可以提供与连接端口相关联的锁定机构，其保持连接端口与近侧联接器之间的联合闭合。这种机构可以包括螺纹连接器、中心上锁定机构或其中螺旋凹槽啮合栓钉的机构，其中凹槽相对于栓钉的旋转牵拉机构闭合。

在传统的了冷冻外科手术系统中，连接端口可以彼此电连通。通常，这是因为每个连接端口并入或附接至外壳或外壳部分，其与该外壳或外壳部分电连通。或者，连接端口可以通过其他构件电连通，诸如通过与另一导电元件(诸如仪器壳体的部分)的相互连接或通过电路。

连接端口可以布置成连接端口组，以与冷冻探针组连接。连接端口组是连接端口的集合，其相应的冷冻探针在连接至端口时，彼此电绝缘。

本文描述的连接端口可以是外壳的部分，该外壳自身通常包含至少第一外壳部分及第二外壳部分，每个外壳部分具有连接端口。外壳部分可以连接在一起以形成一体成型外壳或包含多个连接端口的歧管。或者，外壳部分可以是分离的。

这种歧管形成本发明另一个实施例，其提供用于冷冻外科手术系统的一体成型歧管，其包含如本文描述的多个连接端口，每个连接端口如本文所描述的与另一连接端口电绝缘。

在连接端口电连接的情况下，这可以得到一个导电一体成型外壳的部分或歧管，或连接至一个导电一体成型外壳或歧管的结果，或者，外壳部分可以通过一些其他构件电连接，诸如通过与另一导电元件(诸如仪器壳体的部分)的相互连接或通过电路。通常，歧管包含至少两根连接端口，但可以包含更多个，例如，多达4、6、8、10、12个或更多个端口。

歧管可以是通常远离MRI磁体使用的控制系统的部分，该控制系统可以额外地包含部件，该部件不受MRI磁体附近操作影响的屏蔽，或其功能可受靠近MRI的不利影响，该部件诸如微处理器、计算机内存、磁存储装置(诸如磁碟驱动器)等等。

有利地，歧管作为单独连接器界面的部分可供，其可定位、用于、接近于手术室内的MRI磁体(其中，MRI灵敏仪器将受不利影响)，以允许诸如冷冻探针的多个外科工具经由MRI手术室冷冻流体供应线来流体地连接至冷冻流体供应。这种布置绝缘冷冻外科手术系统的可受MRI磁体不利影响的部分且允许其在控制室中远离磁体放置。

歧管可包括平坦表面，连接端口可自该平坦表面凹入。歧管还可以包括作为通道限定在其中的且与连接端口冷冻流体开口流体连接的歧管冷冻流体供应线。在一个优选的布置中，歧管包括所有连接端口共用的单个共同歧管冷冻流体供应线。或者，歧管可包括两个以上的这种供应线。每个连接端口流体地连接至歧管冷冻流体供应线，使得来自冷冻流体源的冷冻流体通过冷冻探针流体连接线输送。冷冻流体通过一个以上的冷冻流体供应线来供应歧管。

在另一实施例中，因此提供用于冷冻外科手术系统的连接器界面，其用于例如在手术室中将一个以上的冷冻流体供应连接至一个以上的冷冻探针，每个冷冻探针具有探针轴以及用于将该冷冻探针联接至连接端口的近侧联接器，该连接器界面包含：多个连接端口，其可以布置成连接端口组，没个连接端口可以连接至相应的冷冻探针的近侧联接器，以将针置放成与冷冻流体供应流体连通；多个电气绝缘体，其配置成在联接连接端口组各自的连接端口时，将每个冷冻探针近侧联接器与每个其他冷冻探针近侧联接器电绝缘；一个以上的冷冻流体供应线，其与连接端口流体连通；以及手术室冷冻流体供应线联接器，其用于连接手术室冷冻流体供应线，并且将一个以上的冷冻流体供应线放置成与冷冻流体供应流体连通。

在另一实施例中，提供用于冷冻外科手术系统的连接器界面，其用于将一个以上的冷冻探针连接至冷冻流体供应，每个冷冻探针具有探针轴以及近侧联接器，以用于将该冷冻探针联接至连接端口，该连接器界面包含：多个连接端口，每个连接端口可以连接至相应的冷冻探针的近侧联接器，以将针放置成与冷冻流体供应流体连通，连接端口的一个以上包含电气绝缘体，其配置成使冷冻探针的近侧联接器与连接端口绝缘；以及电路，其配置成检测和/或定量探针轴上的电势或检测探针轴与冷冻探针内的电气部件之间的电气相互作用。

电路可以包含传感器，其配置成在冷冻探针的近侧联接器连接至各自的连接端口时如本文所述与每一相应的冷冻探针轴电连通。

在一优选布置中，连接端口和冷冻流体供应线布置成如上所述的歧管。

电气绝缘体通常配置成将第一冷冻探针的近侧联接器与第二冷冻探针的近侧联接器电绝缘，使得第一冷冻探针轴基本上与第二冷冻探针轴电绝缘。电气绝缘体可以以许多方式来实现。例如，其可通过将连接端口彼此电绝缘，诸如将包含连接端口的外壳部分彼此绝缘；或将连接端口与外壳部分绝缘；或将近侧联接器与连接端口绝缘来实现。也可以用这些方法的任何组合。

在连接端口处于电连接的情况下(例如，在端口为一体成型外壳的部分或歧管的情况下)，电气绝缘体优选地配置成将近侧联接器与端口之间的电连接绝缘。这可以例如在连接端口包含电气绝缘体(诸如电绝缘套筒)时实现，该电气绝缘体配置成将端口与近侧联接器电绝缘，或在以下情况实现：近侧联接器包含电气绝缘体，其配置成在连接之后将近侧联接器与连接端口绝缘。当连接端口包含电气绝缘体时，此优选地以套筒形式，在其连接时，将连接端口与近侧联接器绝缘。优选地，在其连接时，套筒将连接端口的外壁与近侧联接器绝缘。

绝缘套筒包含诸如非导电聚合物的电绝缘材料，诸如玻璃纤维加强的聚醚醚酮(PEEK)。然而，许多类型的电绝缘材料可以适合使用。

通常，所有端口包含电气绝缘体，使得所有联接器以及进而所有探针轴彼此绝缘。

如本文描述的电气绝缘体(诸如绝缘套筒)可以是不连续的，例如，其包含诸如孔径的不连续性，以允许测量与连接至相应的连接端口的近侧联接器相关联的电信号，或允许传感器检测和/或定量近侧联接器上的电势、电阻或电流，或测量冷冻探针的轴以及冷冻探针内的电气部件之间的电阻，如将在下文进一步描述的。

在连接端口包含阀的情况下，近侧联接器可选地与阀电绝缘。优选地，如本文描述的阀以及近侧联接器两者都通过电气绝缘体，优选地通过相同的电气绝缘体与连接端口之间的电连接电绝缘，该电气绝缘体优选地以套筒的形式，使连接端口的外壁与近侧联接器以及阀两者都绝缘。套筒可以因此定位使得在第一冷冻探针的近侧联接器连接至第一连接端口时，电气绝缘体定位在连接至近侧联接器的流量控制阀与第一连接端口的壁之间。

为将冷冻探针轴彼此电绝缘，也可能提供如本文描述的冷冻探针，其近侧联接器包含配置成将近侧联接器与连接端口电绝缘的电气绝缘体。本发明的另一实施例因此提供冷冻探针，其具有包含导电材料的探针轴以及近侧联接器，以用于将冷冻探针联接至连接端口，以用于将针放置成与冷冻流体源流体连通，该冷冻探针轴与近侧联接器电连通；近侧联接器包含电气绝缘体，其配置成例如通过将近侧联接器与连接端口绝缘来将冷冻探针的近侧联接器与连接中的第二冷冻探针的近侧联接器电绝缘。

冷冻探针轴内的诸如加热器和温度传感器的电气部件通常接收来自远离冷冻探针自身的供应的电流。有利的是，能够检测和定量在冷冻探针轴或近侧联接器上的电势或其他电信号的存在，并且还能检测和定量在冷冻探针中的这些电气部件与探针轴之间的诸如不需要的短路的电气相互作用的存在。本文描述的系统因此可具有电路，其配置成检测和/或定量第一或第二冷冻探针的近侧联接器上的电势或其他电信号，或检测冷冻探针的探针轴与冷冻探针内的电气部件之间的电气相互作用，如下文进一步描述的。电路可以包含例如导电探针，其与连接端口电绝缘并且与近侧联接器电连接，亦如下文进一步描述。

因此，在另一方面，冷冻外科手术系统包含至少一个冷冻探针，其具有在探针轴内的电气部件。在该方面中，连接器界面具有一个以上的连接端口，每个连接端口可以连接至相应的冷冻探针的近侧联接器。电气测量系统可以连接至每个连接端口。电气测量系统可以检测与探针轴相关联的电信号。该系统还可以包括控制系统，其配置成基于通过电气测量系统检测的电信号来检测探针轴是否电连接至电加热器。

在另一方面，连接器界面包含多个电阻测量系统，其中每个电联接至相应的连接端口。每个电阻测量系统能够配置成测量电加热器和连接至相应的连接端口的相应的冷冻探针的探针轴之间的电阻。每个电阻测量系统具有导电的电阻测量元件，其接触相应的冷冻探针的至少一部分并且进而与每个相应的冷冻探针的探针轴电连接。

因此，另一方面提供了冷冻外科手术系统，其包含冷冻探针，其具有包含导电材料的探针轴，该探针轴是与近侧联接器电连通；该近侧联接器，其配置成由连接端口接收并且联接至连接端口以用于将冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连通；以及电气传感器，其配置成检测和/或定量探针轴上的电势或该轴与冷冻探针内的电气部件之间的电连接。

该方法尤其适合与如上文所述的本发明的实施例及方面一起使用，诸如冷冻外科手术系统、针、歧管以及包含电气绝缘体的连接界面。因此，另一实施例提供如本文描述的冷冻外科手术系统、冷冻探针歧管以及连接界面，其包含一个以上的传感器，该传感器配置成检测和/或定量探针轴上的电势或其他电信号，或检测和/或定量冷冻探针的轴和冷冻探针内的电气部件之间的电连接。

方便地，这种传感器配置成检测和/或定量冷冻探针的近侧联接器上的电势或其他电信号，如本文所述。用于该目的的传感器系统包含一个以上的传感器，并且还可以包括用于测量电流、电阻或电压的电路和/或一个以上的控制系统，其配置成确定信号的存在，该信号指示冷冻探针轴上的电势或轴和冷冻探针内的电气部件之间的短路。控制器可以报告这些中的任一者或两者作为错误状态和/或例如使一根或多根针的电气部件停工。

这种传感器可以配置成与冷冻探针轴电连通。在一种方法中，传感器包含导电探针，其电联接至相应的探针轴，以便测量探针轴的电信号。探针优选地与近侧联接器电连接，诸如通过触碰联接器直接电连接，或通过触碰与联接器电接触的阀来间接电连接。探针优选地与连接端口电绝缘。

在一实施例中，探针可以是导电球或轴承，其受弹性偏置，通过弹簧加载的弹簧顶针保持成与联接器直接或间接电连通。

通常，传感器连接至用于测量顶针上的电信号，或测量和/或定量顶针与针内的电气部件之间的不需要的电路，以提供用于检测探针轴上的不需要的电信号或检测针中电气部件与探针轴之间短路的系统。

另一特别优选的实施例提供冷冻外科手术系统，其包含第一冷冻探针及第二冷冻探针，该第一冷冻探针及第二冷冻探针各自包括：探针轴，每个探针轴包含导电材料并且配置成接收冷冻流体，以用于冷却和/或冻结患者的组织；以及近侧联接器，其与该探针轴电连通；第一连接端口，其配置成接收并连接至该第一冷冻探针的近侧联接器，以及第二连接端口，其配置成接收并连接至该第二冷冻探针的近侧联接器，以及该第一连接端口和第二连接端口内的电绝缘套筒，该电绝缘套筒配置成将第一冷冻探针的近侧联接器与第二冷冻探针的近侧联接器电绝缘；使得第一冷冻探针基本上与第二冷冻探针电绝缘。

另一优选的实施例提供冷冻外科手术系统，其包含多个冷冻探针，每个冷冻探针具有探针轴，该探针轴包含导电材料，该探针轴与近侧联接器电连通；每个近侧联接器配置成通过连接端口接收并且联接至该连接端口；以及每个连接端口内的电绝缘套筒，其配置成使冷冻探针的每个近侧联接器与每个其他冷冻探针联接器的连接端口电绝缘。

特别优选的实施例提供冷冻消融外科手术系统，其包含第一冷冻探针及第二冷冻探针，第一冷冻探针及第二冷冻探针各自包括：探针轴，每个探针轴包含导电材料并且配置成接收冷冻流体，以用于冷却和/或冻结患者的组织，以及近侧联接器，其与探针轴电连通；第一连接端口，其配置成接收并连接至第一冷冻探针的近侧联接器，以用于使第一冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连通，以及第二连接端口，其配置成接收并连接至第二冷冻探针的近侧联接器，以用于使第二冷冻探针放置成与冷冻流体源流体连通，第一连接端口与第二连接端口电连通；以及连接端口内的电绝缘套筒，其配置成将第一冷冻探针的近侧联接器与第一连接端口和第二连接端口之间的电连接电绝缘。

另一特别优选的实施例提供冷冻外科手术系统，其包含多个冷冻探针，其布置成冷冻探针组，该冷冻探针组中的每个冷冻探针具有包含导电材料的探针轴，该探针轴与近侧联接器电连通；每个近侧联接器配置成通过连接端口接收并且联接至该连接端口；连接端口与冷冻探针组中的冷冻探针的每个其他连接端口电连通；以及每个连接端口内的电绝缘套筒，其配置成将冷冻探针组中的冷冻探针的每个近侧联接器与冷冻探针组中的冷冻探针的每个其他冷冻探针联接器的连接端口电绝缘。

另一特别优选的实施例提供冷冻外科手术系统，其包含第一冷冻探针及第二冷冻探针，该第一冷冻探针及该第二冷冻探针各自包括：探针轴，每个探针轴包含导电材料并且配置成接收冷冻流体，以用于冷却和/或冻结患者的组织，及近侧联接器，其与探针轴电连通；第一连接端口，其配置成接收并连接至第一冷冻探针的近侧联接器，及第二连接端口，其配置成接收并连接至第二冷冻探针的近侧联接器，及每个连接端口内的电绝缘套筒，其配置成将第一冷冻探针的近侧联接器与第二冷冻探针的近侧联接器电绝缘；使得第一冷冻探针轴基本上与第二冷冻探针轴电绝缘。

一个以上的示例的细节在附图以及下文的描述中阐述。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征、目的和优点将显而易见。

附图说明

图1为根据非限制性示例性实施例的核磁共振成像(下文称为“MRI”)引导的冷冻外科手术系统的示意图；

图2A为根据非限制性示例性实施例的适于与图1的MRI引导的冷冻外科手术系统一起使用的活动车和控制系统的连接的示意图；

图2B为根据非限制性示例性实施例的活动车的立体图；

图3为根据非限制性示例性实施例的可连接至图2B的活动车的端口的冷冻探针的主视图；

图4为图3的冷冻探针的部分4的剖面主视图；

图5A、5B、5C和5D为各自说明其中联接器与外壳电绝缘的方式及其中测量针上电势的方式的简化视图；

图6A和6B为各自说明安装在手推车上的连接器界面的简化视图；图6A示出了连接器界面的总视图以及图6B示出了侧视图；

图7为根据非限制性示例性实施例的允许图3的冷冻探针连接至图2B的活动车的连接器界面的分解立体图；

图8为在没有连接冷冻探针的情况下沿平面8-8截取的图7的连接器界面的一部分的剖面主视图；

图9为连接至冷冻探针的近侧联接器的图5的连接器界面的立体图；

图10为沿平面10-10截取的图9的连接器界面的一部分的剖面主视图，其示出了连接至冷冻探针的近侧联接器的连接器界面；

图11为图10的连接器界面的一部分11的放大视图；以及

图12为图11的连接器界面的一部分12的放大视图，其示出了处于打开位置的流量控制阀。

具体实施方式

冷冻外科手术系统可用于冷冻消融靶组织(例如，肿瘤)。通常，这种系统包括一个以上的冷冻探针、一个以上的冷冻流体源60以及控制器。冷冻流体源60可以供应气体，诸如氩气、氮气、空气、氪气、CO₂、CF4、氙气以及各种其他气体。如本文所使用，“冷冻流体”可以指达到低温(例如，低于170开尔文)的任何流体。在一些非限制性示例性实施例中，流体可以在加压至大约1000psi(例如，通常约3500psi)的压力时达到低温(例如，低于170开尔文)，并且允许经历焦耳-汤姆孙膨胀，如下文进一步描述的。冷冻外科手术系统也可以包括控制器，其具有一个以上的传感器、流量计、计时器、模拟/数字转换器、有线或无线通信模组等等。另外，控制器也可以调节供应至冷冻探针100的冷冻流体的流动速率、温度和压力。

在冷冻外科手术期间，例如，外科医生可以布置一个以上的冷冻探针以通过将冷冻探针10放置在患者20解剖学的靶区处或靶区附近来冷冻消融患者20解剖学的靶区。在一示例中，冷冻探针100利用焦耳-汤姆孙效应来产生冷却或加热。在这种情况下，冷冻流体在冷冻探针100中从较高压力膨胀至较低压力。冷冻流体的膨胀产生冷冻消融在冷冻探针100的尖端附近的组织所必需的那些温度或更低的温度。膨胀的冷冻流体与冷冻探针100的外壁之间的热传递可用于形成冰球，并且从而冷冻消融组织。

图1为根据非限制性示例性实施例的磁共振成像(以下称为“MRI”)引导的冷冻外科手术系统10的示意图。图1的系统可以包括磁体室12，其包含MRI扫描器14，该MRI扫描器14包含MRI磁体16，用于容纳患者20。MRI磁体16可具有开放或闭合类型，并且可以包括接入端口以允许外科医生接入患者20。MRI磁体16还可以具有图1中的电连接线(由实线说明)和/或机械连接线(由虚线说明)，以用于连接至各种电气、控制和/或冷冻消融系统，如下文进一步描述的。系统还可以包括控制室22，其与磁体室12电(和/或磁)绝缘(如图2A通过电和/或磁绝缘体23所示)，以及设备间24。MRI系统可以用以在将外科工具的插入之前使患者成像，以可视化所关注的患者区域，诸如肿瘤或患者内脏。进一步地，成像可在插入期间执行，以将外科工具引导至患者内部的预定位置。此外，可以在插入之后和在外科手术期间，以及在外科手术之后执行成像。

继续参见图1，在非限制性示例性实施例中，连接线可以在一个以上的外科工具32(诸如可插入患者20内部的冷冻探针)中终止。因此，在一些这种示例中，系统可以包括放置在磁体室12内部的连接器界面30，以允许一个以上的外科工具32、34、36连接至冷冻消融系统的其他部件，其可以放置在磁体室12的外部(例如，在控制室或设备间中)。例如，系统可包括从控制室延伸至磁体室12的电连接线以及流体连接线，以便将控制系统40可操作地连接至外科工具32。在一些有利实施例中，连接器界面30可以提供在小车50(其可为固定的或活动的)上，该小车50定位在磁体近侧，以允许多个外科工具32直接或间接(例如，电和/或流体)连接至定位在磁体室12外部(例如，在控制室中)的控制系统40。在所示出的实施例中，小车50为活动车。

控制系统40与外科工具32之间的电连接及流体连接将根据示例性实施例来描述。控制系统40可通过第一组电连接线54电连接至位于磁体室12外部的接线盒52。另外，接线盒52可以包括第二组电连接线56以连接至位于磁体室12外部(例如，设备间内)的电气和/或成像设备57(诸如，成像路由器以及电滤波器)。第三组电连接线58可将电气和/或成像设备连接至位于磁体室12内部的连接器界面30和/或活动车50。接线盒52可允许磁体室12中的部件与电气和/或控制室中的部件之间的可移除的电连接。

再次参考图1，在一些示例中，系统可用于执行冷冻外科手术程序(例如，冷冻消融)。因此在一些示例中，系统可以包括一个以上的冷冻流体源60。冷冻流体源可以是液体或气体容器，其可以提供处于冷冻温度和压力下的流体至外科工具32(例如，冷冻探针)。冷冻流体源可以是冷却气体，诸如氩气、氮气、空气、氪气、CF₄、氙气或N₂O。

如图1所示，冷冻流体源是定位在磁体室12外部并且通过第一组流体连接线62流体地可连接至控制系统40。控制系统40继而可以通过第二组流体连接线64以及第三组流体连接线66流体地连接至连接器界面30和/或活动车50。第四组流体连接线68可以将外科工具32(例如，冷冻探针)流体地连接至连接器界面30和/或活动车50。流体线可以是挠性的和/或可分离地，并且可以包括其他流体部件，以调节通过其中的流体的压力。来自冷冻流体源的流体可因此通过该组流体连接线62、64、66及68运送至外科工具32。可选地，系统可以包括流体连接面板70，其与磁体室12电绝缘，从而允许存在于磁体室12中的部件与控制室中的部件之间的流体连接。同样地，电连接面板72可以促进存在于磁体室12中的部件与控制室和/或电气室中的部件之间的电连接。

图2A和2B分别为根据非限制性示例性实施例的系统10以及活动车50的示意图。参考图2A，示出了活动车50以及控制系统40的连接。控制系统40可以包括活动外壳80。如图2A所示，外壳可以包括外部显示器84。进一步地，计算机(例如，处理器和内存)可容纳在外壳内并且可操作地联接至外部显示器84。控制系统40可以根据通过外科医生(例如，使用可操作地联接至控制系统40的诸如键盘或触控界面的输入装置)提供的预定操作条件(例如，提供为计算机可读程式或指令)来控制MRI引导的冷冻外科手术系统10的操作。外部显示器84可以用于显示关于外科工具中的每一个的状态的数据以及关于正在执行的程序的其他更新数据。进一步地，外部显示器84可以提供关于特定患者20的医疗记录的信息。控制系统40还包括连接面板90，以电连接和流体地连接至定位在位于磁体室12中的活动车50上的连接器界面30。连接面板90可以包括多个端口92，其可流体地和/或电联接至定位在磁体室12内的连接器界面30的端口。因此，控制系统40可以个别地控制连接至连接器界面30的端口的每个外科工具的操作，如将进一步描述的。

再参考图1，系统还包括MRI显示器86，其可操作地联接至MRI扫描器14并且定位在磁体室12内，以用于显示代表患者20的解剖学特征的影像，以便在外科手术期间向外科医生提供引导。MRI显示器86可以可操作地联接至设备间中的电气和/或成像部件以及位于控制室内的控制系统40。这种配置可以显示与显示在外部显示器84上的影像一样的影像，并且可以包括关于整个系统的操作条件的信息。在这种情况下，有利地，MRI显示器86可以使外科医生能够选择所要影像，例如以监测外科手术的进程、关于MRI引导的影像和/或关于一个以上的外科工具32的当前信息。可选地，一个以上的显示器可提供于磁体室12中，以允许同时可视化外科程序的不同方面。

如较早所述，外科工具可是非限制性示例性实施例中的冷冻探针100。图3为一个此种冷冻探针100的主视图，并且图4为图3的冷冻探针100的剖面主视图。参考图3和图4，冷冻探针100可以包括细长体。冷冻探针100的部件可以位于探针轴102内。在一些情况下，冷冻探针可以是冷冻针，在该情况下，冷冻针的部件可以布置在套管针内部。探针轴102可以终止在设置于冷冻探针100的远侧区段106处的远侧操作尖端104，该远侧操作尖端104用于在布置期间穿透患者20的组织。在冷冻探针配置成冷冻针的实施例中，远侧操作尖端104可穿透患者的皮肤。在替代实施例中，冷冻探针可以是挠性探针，并且可以通过导管插入。近侧联接器108可以促进冷冻探针100至连接器界面30、控制系统40和/或冷冻流体源60的连接。

探针轴102可以具有基本上薄的横截面，以允许布置在患者20的组织中。在一示例中，冷冻探针可以是冷冻针，其具有约2.1毫米的探针轴102外径。还设想了探针轴102的其他尺寸。例如，探针轴102可以具有在约1.5毫米到约2.4毫米的外径。此外，在其中冷冻探针为冷冻针的实施例中，远侧操作尖端104可由易弯的材料制成，从而对于穿透软组织是挠性的(例如，相对于冷冻探针100的近侧部分)。替代地，冷冻探针的实质部分可通常为挠性的，并且可不刺穿患者皮肤，并且可以围绕其中心轴以所需的角度为挠性(可弯曲的)。

如图4所示，冷冻探针100包括基本上沿其长度延伸的冷冻流体供应管112，以用于向远侧操作尖端104提供高压冷冻流体。冷冻流体供应管112可同轴/同心地定位在探针轴102内。冷冻流体供应管112可配置成供应冷冻流体，以用于在远侧区段106上的探针轴102的外表面上形成冰球。在一些情况下，冷冻流体供应管112可以是毛细管。

继续参考图4，在一些示例中，冷冻探针100包括冷冻冷却剂。例如，在所示出的示例中，冷冻流体供应管112可以在焦耳-汤姆孙孔口114中终止。焦耳-汤姆孙孔口114可定位在远侧操作尖端104附近，以便允许排出焦耳-汤姆孙孔口114的冷冻流体膨胀至膨胀室中。因此，经由冷冻流体供应管112供应的高压冷冻流体经由焦耳-汤姆孙孔口114退出且在膨胀室中膨胀。在冷冻流体在膨胀室中膨胀时，其快速地冷却且在远侧操作尖端104的外表面上形成不同形状和/或大小的冰球。冷冻流体的膨胀可使得在膨胀时，冷冻流体比传入的冷冻流体更冷。虽然示出的示例性冷冻机，诸如焦耳-汤姆孙孔口114，但应理解在本发明内容的范畴内涵盖了其他类型的冷冻机，诸如极冷杜瓦瓶、斯特林制冷机、脉冲管制冷机(PTR)和/或吉福德-麦克马洪(GM)制冷机。进一步地，如上文简要指出的，可用于冷却的冷冻流体包括氩气、液氮、空气、氪气、CF₄、氙气或N₂O。

在一些有利实施例中，远侧操作尖端104的外表面可由诸如金属的导热材料制成，以用于有效地冻结患者的组织。在一些此种示例中，远侧操作尖端104的外表面可以是不锈钢或因科内尔铬镍铁合金620。在本发明内容的范畴内涵盖允许在远侧操作尖端104与患者组织之间热交换的其他导电金属及合金。此外，探针轴102的实质部分可以包含金属材料。在一些此类示例性实施例中，探针轴102可以包含导电材料。进一步地，近侧联接器108还可以具有导电部件(例如，近侧销111部分)，以便与相应的探针轴102电连通。

再次参考图4，在一些示例中，加热器116可选地提供在探针轴102内，以促进融化和/或灼烧组织。在一些此类示例中，加热器116可在冷却以及冰球形成之后操作以融化冻结组织来促进冷冻探针100从中脱离。如此示例性实施例中所示，电加热器116可与冷冻流体供应管112以及探针轴102同轴地提供，以促进加热冷冻探针100的远侧区段106。替代地，电加热器116可以定位在冷冻探针100中的别处，以加热冷冻探针100的远侧区段106。电加热器116可以为电阻加热器116，其中电加热器116与流过其中的电流及电加热器116的电阻成正比地产生热。在这种情况下，如先前所提起及的，控制系统40(图2A种所示)可以供应和/或调节流至冷冻探针100内的电加热器116的电流。

在图4示出的实施例中，电加热器116包含围绕冷冻流体供应管112以螺旋线圈(例如，约50个线圈与约200个线圈之间)缠绕的金属线(例如，钛和/或合金，诸如镍铬合金)。例如，线材可以通过缠绕在金属丝的相邻线圈之间具有可忽略间距。另外，金属丝可以实质上接触冷冻流体供应管112的外表面。电加热器116可以包含具有高电阻的材料。例如，在一些有利的实施例中，电加热器116可以具有正电阻系数，以使得在电流穿过其中时产生热。一对导线可附接至加热器116线材的终末端，以将加热器116电连接至控制系统40，并且向其供应电流。在一些此类示例中，导线、终末端以及加热器116线材可粘结或以其他方式附接至冷冻流体供应管112，并且与探针轴102的内表面120间隔分开，从而将探针轴102(其可为导电的)与载流加热器116电绝缘。

冷冻探针100的其他方面可以允许温度监测和/或其控制。例如，远侧操作尖端104可以包括用于感测温度的至少一个热传感器。进一步地，远侧操作尖端104可以包括近侧把手，以在冷冻外科手术程序期间促进冷冻探针100例如通过外科医生的操纵。近侧把手上的电气和/或手动控制可以提供对远侧操作尖端104的手动控制，并且通过选择性地以及可控制地与控制系统40和/或冷冻流体源通信，来允许诸如开启/关闭、加热、冷却及加热冷却的预定循环的功能。进一步地，电气系统还可以允许检测冷冻探针100是否电连接至控制系统40。

如先前参考图1所描述的，本文描述的系统及本文描述的MRI引导的冷冻消融系统和/或其某些部件可以定位成接近磁共振成像(MRI)系统，其允许成像以在外科手术期间引导冷冻探针至患者中的插入。例如，冷冻探针可以连接至来自活动车50的第四组电连接线59，继而可以连接至连接器界面30。在图1中，所示的外科工具中的一个为通过连接线59连接至活动车50，然而，基本上所有的外科工具可通过单独的连接线59可连接至活动车50。

本文的冷冻探针以及连接器界面可能包括配置成在暴露于通过MRI系统产生的磁共振(MR)信号时生成电抗效应的部件。例如，探针轴102的金属材料可能生成与其相关联的电场或磁场。或者，电加热器116可能由于结合(或暴露于)与MRI系统相关联的磁场(例如，通过MRI磁体产生的磁场)使用而生成力，并且可能从其与冷冻流体供应管112的附接(焊接或黏结)分离。这可能导致加热器116与探针轴102之间的不期望的物理或电接触(例如，短接)。

进一步地，若两个以上的冷冻探针是电连接的，则这种短路可能产生足以刺激患者20的神经的电流，并且可能导致非预期的效应。因此，在本发明的一些有利示例中，冷冻探针可以彼此电绝缘。进一步地，本发明提供的电气测量系统420(类似于感测布置210)以检测电信号，并且进而提供表明加热器116和探针轴102之间的电接触(例如，短路)的其他信息。

图5A为根据本发明的连接器布置的简化表示。在此布置中，两个冷冻探针219是单独地连接至单独的外壳216、217中的端口215。连接端口与自身处于电连接218的外壳电连通。如图所示，连接端口可以指代充当容器的插口。连接端口的壁因此充当边界并且界定中空空间以收容近侧联接器108、绝缘套管以及流量控制阀部分。或者，连接端口可以是凸形连接器而不是凹形插口，以与近侧联接器108上的互补凹形连接器接合。

具有探针轴208和把手布置207的冷冻探针219经由流体连接线205连接至近侧联接器202至外壳部分216、217内的连接端口215。端口以及不带有联接器的外壳在图5D中以平面视图示出。

冷冻流体经由歧管205提供至流体连接线并且由此提供至冷冻探针219。自此，其可排出至空气或经由另一连接返回至系统。冷冻探针轴208以及流体连接线205两者皆为导电的。联接器202，在此情况下为螺纹连接头，是通过呈套筒204形式的电绝缘构件与外壳部分216电绝缘，该电绝缘构件定位在连接端口215之间，并且连接部216将冷冻探针彼此电绝缘。图5B示出了类似的布置，其中连接端口布置在共同外壳200中，其中两个外壳部分为共同外壳的部分。

图5C示出了本发明的另一实施例，其中针通过绝缘套管204来一个与另一个绝缘，但感测布置225、210、211、212、213布置来测量联接器202上和因此探针轴208上的电势。在此情况下，感测布置是钢球210，其通过弹簧212保持抵靠联接器202，该布置保持在带螺纹的盖214内，该螺纹盖214将感测布置与外壳，并且因此与其他针绝缘。该连接213与电路相连接，用以感测联接器上的电势以及因此感测针上的电势。该电路可以方便地改造成感测针的电气元件和探针轴之间的电阻。这可用于检测不希望的短接。

图6A示出了安装在手推车508上的连接器界面513的总体视图。在手推车的底部上的轮子502提供活动性并且允许手推车以及界面接近于MRI磁体定位，然而系统的其他部分仍远离MRI。连接器界面安置在手推车的顶部上的平台501上。连接器界面513包含壳体503，其在正面514上具有歧管504。歧管包含六个连接端口505，在此情况下，其与六个电气端口506是分离的。连接端口505将各自的冷冻探针的近侧连接器连接至歧管并且允许通过手术室冷冻流体供应线507将供应至连接器界面的冷冻流体输送至冷冻探针509。电气端口506将冷冻探针内的电气部件连接至冷冻探针电线511。

图6B示出了连接器界面的侧视图。该视图另外示出了冷冻探针509，其连接至歧管504。流体连接线510通过近侧联接器(未示出)连接至连接端口。在流体供应线旁边绑结的电线511在电气端口506处将冷冻探针的电气部件连接至歧管。电气端口经由内部电线515连接至手术室电线517，并且由此连接至控制系统。传感器电线518将传感器(未示出，参见图5C)连接至电传感器线516以及电传感器手术室线519，从而将传感器连接至控制系统，其配置成检测探针轴是否电连接至电加热器并且检测冷冻探针轴上是否存在电势。

图7为根据非限制性示例性实施例的允许图3的冷冻探针100连接至图2B的活动车50的连接器界面400的分解立体图，而图8为图7的连接器界面400的一部分的剖面主视图。连接器界面400可以基本上类似于连接器界面30，并且提供在可定位于磁体室12内的活动车50上。连接器界面400包括呈歧管402形式的外壳部分，其具有用于连接至冷冻探针100的连接端口404。歧管402可以包括平坦表面406，连接端口可以自该平坦表面凹入。如图8所示，歧管402包括作为通道限定在其中的冷冻流体供应线409。在有利的实施例中，歧管402可以包括所有连接端口共用的单个共同冷冻流体供应线。或者，歧管402可以包括两个以上的冷冻流体供应线。每个连接端口404可流体地连接至冷冻流体供应线409，使得来自冷冻流体源60(最佳如图1所示)的冷冻流体通过第一组、第二组、第三组及第四组流体连接线62、64、66、68传送至冷冻流体供应线409(如图6所示)。继而，冷冻流体供应线409将冷冻流体供应至连接至相应连接端口404的冷冻探针100的冷冻流体供应管112(最佳如图4所示)。

参考图7和图8，在本发明内容的一方面中，连接器界面400可以将可连接至其的两个以上的冷冻探针电绝缘。因此，如图7和图8所示，每个连接端口404可以具有包括电绝缘材料的绝缘套筒410(类似于套筒204)，以便将连接至其相应连接端口404的每个冷冻探针100与连接至其相应连接端口的其他冷冻探针电绝缘。将绝缘套筒410定位，使得在每个冷冻探针100连接至相应连接端口时，绝缘套筒410定位在插入连接端口404中的近侧联接器108与相应连接端口404的壁412之间。在一些有利的实施例中，绝缘套筒410可以覆盖连接端口404的壁412的实质表面区域。例如，绝缘套筒410可占据连接端口404的壁412的内表面区域的约90％到99.9％。绝缘套筒410可以具有孔径，以允许测量与连接至相应连接端口404的近侧联接器108的探针轴102相关联的电信号，如将在下文进一步描述的。

在一些示例性实施例中，绝缘套筒410的电绝缘材料为非导电聚合物。有利地，在一些此类情况下，可以使用玻璃纤维加强的聚醚醚酮(PEEK)。然而，许多类型的电绝缘材料可适于使用。虽然上文的配置在两个连接冷冻探针之间提供电绝缘，但在一些有利的示例中，可以为每个连接端口404提供电感测和/或测量系统420，以便检测与探针轴102相关联的电信号并且确定探针轴102是否电连接至电加热器116。电感测和/或测量系统420(类似于感测布置210)可以为电路，其配置成检测和/或定量近侧联接器上的电势，或检测冷冻探针的探针轴与冷冻探针内的电气部件之间的电气相互作用。

图7和图8示出了电气测量系统420的各种特征。电气测量系统420包含导电元件，其甚至在通过绝缘套筒绝缘时可以接触近侧联接器108的一部分。在一些示例性实施例中，仅近侧联接器108的一小部分可以用于电接触电气测量系统，以便在相邻冷冻探针之间提供实质的电绝缘，而仍提供测量与探针轴102相关联的电信号的能力。例如，近侧联接器108的表面区域的0.1％到约10％可在冷冻探针100连接至连接端口404时与电气测量系统420的部件接触。

继续参考图7和图8，在非限制性示例性实施例中，电气测量系统420可以包括多个电接触销422。每个电接触销422可以电联接至相应的探针轴102，以便测量与探针轴102相关联的电信号。在所示出的实施例中，电接触销422可以是终止在尖端424中的弹簧顶针，其可间接地或直接地接触探针轴102。因此，在探针轴102的近侧联接器108插入连接端口404时，电接触销422的尖端424的直接或间接接触可以将电接触销422与探针轴102电连接。在所示出的示例中，电接触销422具有与探针轴102的间接接触，如将在下文进一步描述的。每个电接触销422可通过非导电塞428牢固地保持在连接器界面400中的凹部426中，该非导电塞428处于适于允许电接触销422的尖端424直接地或间接地接触近侧联接器108的部分的位置处。在所示出的示例中，电接触销422插入其中的凹部426定位在垂直于连接端口自其凹入的平坦表面406的表面430上。

继续参考图7和图8，电气测量系统420包含多个导电轴承432，其可容纳在相应于绝缘套筒410上的开口的位置处。在图7和图8的示出的示例中，将轴承定位以接触容纳在内的部件或连接端口404的部分。例如，在一示例中，导电轴承432接触物理上和/或电联接至近侧联接器108的流量控制阀(如将在下文进一步描述的)，进而与相应的冷冻探针100的近侧联接器108电连通。在一实施例中，探针轴102可物理地联接至流体线，该流体线可以将冷冻流体供应至可以是导电的冷冻流体供应管112。因此，在探针轴102暴露于MRI场时，感应至探针轴102中的任何电流可通过导电流体线行进至近侧联接器108的销111(以及相应的连接端口)。由导电材料制成的带状弹簧434可插入在轴承的上方，以便弹簧偏置导电轴承432来接触相应的连接端口404。有利地，带状弹簧434可以是恒力弹簧。在所示出的示例中，带状弹簧434的内表面在与轴承432与流量控制阀300之间的接触相反(例如，沿直径)的位置处压靠于每个轴承的一部分。带状弹簧434的外表面可以允许(例如，通过在相应位置的开口)相应电接触销422的尖端424接触和/或经过与轴承432的位置相应的位置处。

带状弹簧434是导电的且包围绝缘套筒410的实质周长，以使得电接触销422可以接触带状弹簧434，并且测量在实质上任何圆周位置处的电信号。然而，带状弹簧434在绝缘套筒410的最小表面区域的上方延伸，以便允许绝缘套筒410将所连接的冷冻探针彼此电绝缘，而没有来自容纳在每个连接端口404中的电气测量系统420的实质的电干扰。

电气测量系统420可以包括实质上导电的部件。例如，带状弹簧434、轴承432以及电接触销422中的每一个均可以是导电的。因此，在一些示例中，绝缘套筒410可以具有开口，以接收轴承432，以便允许电气测量。导电轴承432通过带状弹簧434来弹簧偏置，以接触流量控制阀(例如，止回阀)300的外壳436(其至少部分是导电的)。因此，在近侧联接器108连接至流量控制阀时(如将在下文进一步描述的)，近侧联接器108以及探针轴102(与近侧联接器108电连通)是各自与流量控制阀300以及继而与导电外壳436电连通。流量控制阀300(最佳如图10和图11所示)以及导电外壳436各自继而与电连接至电接触销422的导电轴承432电连通。因此，探针轴102电联接至相应的电接触销422，以允许测量与其相关联的电信号。在一些示例中，电测量系统420的大量部件可以是导电的。例如，电接触销422、轴承432以及带状弹簧434的整体可以是导电的，并且是由诸如不锈钢、黄铜或其他金属以及合金的材料制成。另外，歧管402可以是导电的。

如先前所描述的，诸如近侧联接器108以及探针轴102的冷冻探针100的部件可以是导电的，以使得电气测量系统420可以电联接至探针轴102，测量与其相关联的电信号。在其他方面，通过电气测量系统420能够检测一种以上类型的电信号(电压、电流、电阻，等等)。如果信号指示“闭合”电路，则控制系统40可以使用这种电信号来检测电加热器116以及探针轴102是否为电联接器。或者，如果电信号指示“断开”电路，则控制系统40确定电加热器116以及探针轴102是绝缘的。

在一示例中，电气测量系统420可以测量与探针轴102相关联的电压。如可以理解的是，若电加热器116没有与探针轴102短路，则电加热器116可以具有非零电压(由于在加热期间供应至其的电流)，而探针轴102可以具有零电压。因此，控制系统40可以基于与探针轴102相关联的所检测的电信号(例如，零电压)来确定其不与电加热器116电连通。相反地，在电气测量系统420检测到探针轴102的非零电压时，控制系统40可以确定电加热器116与探针轴102电连通(例如，短路)。

在替代实施例中，电气测量系统420测量与探针轴102相关联的电阻。例如，探针轴102与相应的冷冻探针100的电加热器116之间的电阻可以通过测量来确定电加热器116是否与探针轴102电接触(例如，短路)。例如，测试电压可以供应至电加热器116并且可以通过电气测量系统420测量经过电加热器116的电流，从而测量与电加热器116相关联的电阻。在这种实施例中，电阻随时间的改变可以通过由控制系统40来监测，以确定由电加热器116产生的温度是否遵循预定温度范围。预定温度范围可以是已知的，例如，基于用于电加热器116的材料而知晓。控制系统40可以随后使用这种数据来确定探针轴102以及电加热器116是否电绝缘。有利地，在这种实施例中，由于相邻的冷冻探针之间的电绝缘，可以在电加热器116的操作(例如，加热、融化等等)期间或在MRI系统的操作期间，做出对电信号的检测(通过电气测量系统420)以及对电加热器116是否与探针轴102电连通的确定(通过控制系统40)。

图9-12分别示出了连接至冷冻探针100的近侧联接器108的图7的连接器界面400的立体图、剖面主视图以及放大剖面视图。在图9-12中，电接触销以及轴承受遮挡。参考图9和图10，当近侧联接器108连接至连接端口404时，绝缘套筒410定位在近侧联接器108与连接端口404的壁412之间并且实质上包围流量控制阀的部分，从而将插入连接端口404中的近侧联接器108(继而探针轴102)电绝缘。如前文所提及的，连接界面的若干部件以及冷冻探针100可以是导电的，而绝缘套筒410是电绝缘的。通过定位绝缘套筒410，以便基本上包围流量控制阀，每个冷冻探针100可以从而与相邻的冷冻探针和/或连接器界面400的电气部件电绝缘，而与电气测量系统420的部件电连通。

如最佳在图10和图11中所示，每个连接端口404包含可连接至相应的近侧联接器108的流量控制阀300。流量控制阀可以是弹簧加载的止回阀，其包含弹簧加载的连接器销301，其经弹簧偏置(例如，通过螺旋弹簧302)至处于“闭合位置(如实线所示)”。在闭合位置中，流量控制阀可以不允许冷冻流体流动穿过其出口304。第一间隔件306通常包围弹簧加载的连接器销301。流量控制阀可以通过定位在第一间隔件306与第二间隔件310之间的密封件308(例如，O型环)而具有液密密封。

继续参考图11，在冷冻探针100的近侧联接器108插入连接端口404中时，近侧销111可以经推动抵靠弹簧加载的连接器销301，由此，该插入可施加力来克服弹簧偏置，进而使流量控制阀自“闭合位置”移动至“打开位置”(在图12中示出)，以便允许冷冻流体流动穿过其中。在图12所示的实施例中，弹簧加载的连接器销301可移动得更远离近侧销111，并且沿方向312移动至连接端口404中(在图11中所示)，从而在弹簧加载的连接器销301的平坦表面314与第一间隔件306的平坦表面316之间产生间隙。返回到图12，第一间隔件306继而可以具有凹槽或孔径，以在弹簧加载的连接器销301沿方向312移动时，允许流体流动穿过其中(例如，沿方向320流动)。在弹簧加载的连接器销301从闭合位置(如图12中所示)移动至打开位置(如图11中所示)时，来自冷冻流体供应线409的冷冻流体可朝向近侧联接器108流动并且最终流动至冷冻探针的冷冻流体供应管。

再次参考图11和12,当近侧联接器108插入连接端口404中时，其近侧销111接收于第一间隔件306的孔径内。绝缘套筒410可最少将近侧联接器108的导电部分以及将近侧联接器108的该部分插入其中的连接端口404完全电绝缘。例如，至少近侧销111的尖端可以是导电的。在这种情况下，绝缘套筒410将尖端(或近侧销111的其他导电部分)以及连接端口404完全电绝缘。

根据本发明的实施例提供了若干优点。根据本发明的示例性实施例允许具有导电部件的外科工具的使用，诸如将冷冻探针结合MRI系统使用。在本发明的一些有利实施例中，冷冻探针可彼此电绝缘。进一步地，有利地，在这种实施例中，由于相邻的冷冻探针之间的电绝缘，可以在电加热器的操作(例如，加热、融化等等)期间或在MRI系统的操作期间，做出对电信号的检测(通过电气测量系统)以及对电加热器是否与探针轴102电连通的确定(通过控制系统)。

已经描述了各种示例。这些和其他示例在随附的权利要求的保护范围之内。

Claims (21)

1.冷冻外科手术系统，其包含：

第一冷冻探针和第二冷冻探针，所述第一冷冻探针和所述第二冷冻探针各自包括，

探针轴，其具有可插入患者中的远侧区段，每个所述探针轴包含导电材料并且配置成接收冷冻流体，以冷却和/或冻结所述患者的组织，以及

近侧联接器，所述近侧联接器的至少一部分为导电的，所述近侧联接器与所述探针轴电连通；

第一连接端口，其被配置成接收并连接至所述第一冷冻探针的近侧联接器；

第二连接端口，其被配置成接收并连接至所述第二冷冻探针的近侧联接器，

所述第一连接端口和所述第二连接端口各自流体连接至冷冻流体供应线，以从冷冻流体源接收冷冻流体，并且分别将所述冷冻流体输送至所述第一冷冻探针的近侧联接器以及所述第二冷冻探针的近侧联接器，

所述第一冷冻探针的近侧联接器的导电部分能插入所述第一连接端口，并且所述第二冷冻探针的近侧联接器的导电部分能插入所述第二连接端口；以及

至少一个电气绝缘体，其配置为将所述第一冷冻探针的近侧联接器与所述第二冷冻探针的近侧联接器电绝缘，以使所述第一冷冻探针的探针轴基本上与所述第二冷冻探针的探针轴电绝缘，

所述电气绝缘体提供在至少一个近侧联接器的所述导电部分与所述至少一个近侧联接器插入其中的相应的连接端口之间提供完全电绝缘，所述相应的连接端口为所述第一连接端口或所述第二连接端口，

其中，所述电气绝缘体为至少一个绝缘套筒，所述绝缘套筒定位在所述第一连接端口或第二连接端口内，所述绝缘套筒配置成将所述第一冷冻探针的近侧联接器与在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间的电连接电绝缘；

所述冷冻外科手术系统包含电路，所述电路配置成检测和/或定量所述第一冷冻探针或第二冷冻探针的近侧联接器上的电势或其他电信号，或检测所述冷冻探针的探针轴与所述冷冻探针内的电气部件之间的电气相互作用，

其中所述绝缘套筒包括开口，所述电路包含导电探针，所述导电探针与所述第一连接端口和所述第二连接端口绝缘，并且经由所述开口与所述近侧联接器电连接。

2.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，其具有在所述第一连接端口与所述第二连接端口之间的电连接。

3.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，其中所述第一冷冻探针的探针轴和所述第二冷冻探针的探针轴各自包含金属材料。

4.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，其中所述至少一个绝缘套筒包含非导电聚合物。

5.如权利要求4所述的冷冻外科手术系统，其中所述至少一个绝缘套筒包含玻璃纤维加强的聚醚醚酮(PEEK)。

6.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，其中至少一个所述第一冷冻探针和第二冷冻探针包含容纳在所述探针轴内的所述电气部件。

7.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，所述冷冻外科手术系统进一步包含控制系统，所述控制系统允许所述冷冻流体供应至所述第一冷冻探针和/或第二冷冻探针，以便选择性地冻结组织。

8.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，其中所述冷冻外科手术系统可定位在磁共振成像(MRI)系统的近侧，所述磁共振成像系统允许成像以引导所述第一冷冻探针和第二冷冻探针中的至少一个插入患者，所述第一冷冻探针和第二冷冻探针中的至少一个包含部件，所述部件配置成在暴露于通过磁共振成像(MRI)系统产生的磁共振(MR)信号时生成电抗效应。

9.如权利要求1所述的冷冻外科手术系统，其中所述至少一个绝缘套筒被定位，使得在所述第一冷冻探针的近侧联接器连接至所述第一连接端口时，所述电气绝缘体定位在连接至所述近侧联接器的流量控制阀和所述第一连接端口的壁之间。

10.冷冻外科手术系统，其包含：

一个以上的冷冻探针，每个所述冷冻探针包含：

探针轴，其具有可插入患者中的远侧区段，所述探针轴由导电材料制成并且配置成接收冷冻流体，以用于冷却和/或冻结所述患者的组织，

电气部件，容纳在所述探针轴内，以及

近侧联接器，与相应的冷冻探针电连通；

一个以上的连接端口，每个所述连接端口能连接至所述相应的所述冷冻探针的所述近侧联接器，所述连接端口包含至少一个以上的电气绝缘体，其中，所述电气绝缘体为至少一个绝缘套筒，所述绝缘套筒定位在所述连接端口内，所述绝缘套筒配置成将所述近侧联接器与在所述一个以上的连接端口之间的电连接电绝缘；以及

电路，配置成：

检测和/或定量所述近侧联接器上的电势，或检测所述冷冻探针的所述探针轴和所述冷冻探针内的所述电气部件之间的电气相互作用，

其中所述绝缘套筒包括开口，所述电路包含导电元件，所述导电元件与所述连接端口绝缘，并且经由所述开口与所述近侧联接器电连接。

11.如权利要求10所述的冷冻外科手术系统，其中所述电路包含多个导电探针，每个所述探针电联接至一个以上的冷冻探针的冷冻探针的相应探针轴，以便测量所述探针轴的电信号。

12.如权利要求10所述的冷冻外科手术系统，其中，当所述电路检测到所述探针轴的非零电压时，控制系统确定所述电气部件与所述探针轴电连通。

13.如权利要求10所述的冷冻外科手术系统，其中每个所述导电探针间接接触所述一个以上的冷冻探针中的一个冷冻探针的所述探针轴。

14.如权利要求13所述的冷冻外科手术系统，其中所述电路包含导电轴承，所述导电轴承弹性地偏置成与所述一个以上的冷冻探针中的一个冷冻探针的所述探针轴电接触。

15.如权利要求14所述的冷冻外科手术系统，其中每个所述连接端口包含流量控制阀，配置成当所述流量控制阀连接至所述连接端口时，其与相应的所述冷冻探针的所述近侧联接器电连接。

16.如权利要求15所述的冷冻外科手术系统，每个所述导电轴承接触所述流量控制阀，进而与相应的所述冷冻探针的所述近侧联接器电连通。

17.如权利要求10所述的冷冻外科手术系统，其中所述电路配置成测量所述探针轴的电压和/或所述探针轴和相应的所述冷冻探针的电气部件之间的电阻。

18.如权利要求10所述的冷冻外科手术系统，其中所述电路配置成在所述冷冻探针的所述电气部件的操作期间或在配置成对所述患者成像的磁共振成像(MRI)系统的操作期间检测电信号。

19.用于冷冻外科手术系统的连接器界面，用于将一个以上的冷冻探针连接至冷冻流体供应，每个所述冷冻探针具有探针轴以及近侧联接器，用于将所述冷冻探针联接至连接端口，所述连接器界面包含：

多个连接端口，每个所述连接端口能连接至相应的所述冷冻探针的所述近侧联接器，以将所述冷冻探针放置成与所述冷冻探针供应流体连通，

所述连接端口的一个以上包含电气绝缘体，其中，所述电气绝缘体为至少一个绝缘套筒，所述绝缘套筒定位在所述连接端口内，所述绝缘套筒配置成将所述近侧联接器与在所述一个以上的连接端口之间的电连接电绝缘；以及

电路，配置成检测和/或定量所述探针轴上的电势，或检测所述探针轴与所述冷冻探针内的电气部件的电气相互作用，其中所述绝缘套筒包括开口，所述电路包含导电元件，所述导电元件与所述连接端口绝缘，并且经由所述开口与所述近侧联接器电连接。

20.如权利要求19所述的连接器界面，其中电气绝缘体包含绝缘套筒，所述绝缘套筒配置成将所述冷冻探针之一的所述近侧联接器与相应的连接端口绝缘。

21.如权利要求19或20所述的连接器界面，其中所述电路包含传感器，所述传感器配置成在一个以上的冷冻探针的冷冻探针的近侧联接器连接至所述多个连接端口的连接端口时，所述传感器与每个相应的冷冻探针轴电连通。