CN114173689A - 冷冻探针 - Google Patents

Abstract

本发明的各个方面涉及可包括冷冻探针的装置、系统和方法。冷冻探针可包括细长轴，该细长轴可进一步包括配置为向膨胀室提供高压气体的第一通道、用于从膨胀室排空气体的第二通道以及真空室、包括膨胀室的操作头和细长的加强元件。

Description

冷冻探针

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月25日提交的第62/823,366号临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开涉及用于冷冻消融的冷冻探针和用于冷冻消融的系统。

在冷冻手术期间，外科医生可以部署一个或多个冷冻探针以通过冷冻和解冻组织来消融患者解剖结构的目标区域。在一个示例中，冷冻探针使用焦耳-汤姆逊效应来冷却或加热探针尖端。在这种情况下，冷冻探针中的冷冻流体从较高压力膨胀到较低压力导致装置尖端冷却至等于或低于对尖端附近的组织进行冷冻消融所需的温度。膨胀的冷冻流体和冷冻探针的外壁之间的热传递导致在尖端周围的组织中形成冰球，并随后对组织进行冷冻消融。

冷冻探针可以是经皮部署的针的形式。常见的冷冻消融技术结合使用多个冷冻针，可以单独控制这些冷冻针以对预先计划的三维消融体积进行冷冻消融。使用这样的冷冻探针阵列允许控制消融体积的形状并且允许以符合待消融组织的尺寸、形状和位置的方式形成冰球的准确三维放置。然而，这种技术的一个缺点是，由于引入了多个冷冻探针，随着操作区域变得更加拥挤，它们可能变得难以控制和处理。市售的冷冻探针配有直轴或弯轴，以便于放置。

冷冻针轴通常为150至250mm长的数量级(参见例如2016年11月发布的针对Galil冷冻消融针LGC15-NDL095-04的使用说明)。由于轴长度的原因，原位轴上的转动力矩相对较大，这会影响定位的容易程度和组织内尖端上的侧向力。这在消融表面几厘米内的组织时尤其明显。

此外，当前可用的装置被配置为产生相对较大的冰球，因此在需要小的消融或需要更关键的雕刻的情况下不太有用，例如在脆弱组织周围。

发明内容

本公开解决了这些问题中的至少一些。

因此，在第一方面，本公开提供了一种用于冷冻消融的冷冻探针，包括：具有远端和近端的细长轴；位于细长轴远端的操作头，其中操作头包括膨胀室；细长轴包括：用于向膨胀室提供高压气体的第一通道，其中第一通道在其远端终止于焦耳-汤姆逊孔口；用于从膨胀室中抽空气体的第二通道，其中第二通道围绕第一通道同轴设置；以及同轴设置于第一通道与第二通道的周围的真空室。冷冻探针还包括位于细长轴的远端并与其固定接合的细长加强元件，该加强元件配置为在使用期间减少细长轴在加强元件的长度上的挠曲。

冷冻探针特别是用于经皮使用的冷冻针。

细长轴具有远端和近端并且包括第一通道、第二通道和真空室。轴的直径由真空室的外径界定。

操作头设置在细长轴的远端处。

细长轴的横截面在其最宽处的直径为0.9mm至2.0mm。优选地，细长轴的直径为0.9至1.4mm，特别是1.0至1.3mm的直径，最优选地，细长轴的直径为1.2mm+/-0.1mm。

轴和操作头组合向远侧延伸超过加强元件(在邻近轴的位置处从操作头的尖端测量到加强元件的最远侧范围)高达100mm，优选地从8mm到60mm。优选长度为20mm至40mm，最优选长度为30mm+/-5mm。

轴作为“尾部”向近侧延伸超过加强构件并且在近侧终止于被配置成将至少第一通道连接到诸如冷冻气体的冷冻流体源的接头处。接头还可被配置为接收出口管并提供开口以允许将返回的冷冻气体排放到大气中。该接头还可以被配置为将第一通道连接到加热气体源，例如氦气。

在加强元件的近端，轴可以另外包括保护盖。盖被配置为允许轴弯曲，但减少或防止轴的扭结。保护盖可以向远侧延伸超过加强元件的最近部分，并且可以覆盖从加强元件向近侧延伸的尾部区域的至少一部分。

第一通道通常由具有外周壁的入口管限定并与其共同延伸。第一通道从冷冻气体(或加热气体)源向膨胀室提供高压气体。优选地，第一通道延伸到膨胀室中，在其最远端处或附近终止于该室中。入口管向近侧延伸至尾部区域的近端。内管通常终止于如上所述的连接器中。

入口管的尺寸适合于安装在第二通道内，同时允许第二通道有足够的横截面积以提供气体的有效排出。因此，入口管的直径可以由装置所需的流动特性来确定。取决于装置的所需外径，入口管的外径可为例如0.25至0.5mm，优选0.3至0.4mm。第一通道的直径可为0.15至0.25，优选为0.15至0.2mm。

入口管通常是金属的，并且可以由例如不锈钢制成。

适合用作冷冻气体或冷冻流体的高压气体包括CO₂、氩气、氮气、氪气、CF₄、氙气或N₂O；优选地，冷冻气体是氩气。如本文所用，应用于气体的术语“高压”用于指适于冷冻探针的焦耳-汤姆逊冷却的气压。例如，在氩气的情况下，“高压”氩气通常在3000psi和4500psi之间，但有时可以使用稍高或稍低的压力。

高压气体通过焦耳-汤姆逊孔口的膨胀也可用于提供加热。某些气体(“加热气体”)在通过焦耳-汤姆逊孔口时会变得更热而不是更冷(例如，在室温或更热的温度下通过时)。氦气是具有这种特性的气体的一个例子。因此，使氦气通过焦耳-汤姆逊孔口具有加热探针尖端和加速组织解冻的效果。

第一通道在其远端处终止于焦耳-汤姆逊孔口，该孔口可位于操作头的膨胀室内。当高压气体通过第一通道供给并通过焦耳-汤姆逊孔口排出时，它会膨胀并使其冷却。冷却的膨胀气体和形成的任何液化气体冷却操作头的外表面，从而冻结邻近的身体组织以产生所需的冷冻消融效果。

第一通道还能够输送加热气体，例如氦气。加热气体具有比通过冷却气体液化获得的温度低的转化温度，或者即使在与通过冷却气体液化获得的温度一样低的温度下也具有负焦耳-汤姆逊系数。因此，第一通道被配置为能够连接到供应高压冷冻气体的第一气体源，并且还能够连接到供应高压加热气体的第二气体源。联接到第一和第二气体可以通过相同的近侧结合，因为气体源之间的切换通常由控制单元控制。

因此，根据本公开的冷冻探针能够快速地从冷却切换到加热，以提高手术的速度并且更容易地防止操作头粘附到组织。冷冻探针还能够在冷冻探针中引起快速的周期性温度变化，从而使探针的温度在大约0℃的温度和低于-40℃的温度之间快速交替。

第二通道将气体从膨胀室朝向排气口排出。第二通道通常由排出气体的出口管限定并与其共同延伸，该出口管具有内圆周壁和外圆周壁。第二通道围绕第一通道同轴布置，使得第一通道和第二通道共享共同的圆周壁，其中内圆周壁与入口管的外圆周壁是相同的壁。优选地，第二通道的近端对大气开放。

第二通道具有足够的横截面积以允许废气的有效回流，因此出口管的直径可以由装置所需的流动特性确定。这提供了简单的逆流回流换热器。取决于装置所需的外径，第二通道的直径可为例如0.6至1.2mm，优选为0.7至0.8mm。

出口管通常是金属的，并且可以由例如不锈钢制成。

第一和第二通道的同轴布置用作简单的热交换器。在第二通道近端处的膨胀气体在该点处比第一通道中的高压气体冷，因此冷却向膨胀室供给的高压冷冻气体。这种布置还提供了一种正反馈机制，由此在继续使用期间，通过第一通道供给的冷冻气体变得越来越冷，通过第二通道排出的气体也是如此。

当冷却的、膨胀的气体经由围绕入口管周向形成的第二通道返回时，它在简单的逆流热交换机构中冷却入口管中的进入气体。

因此，该装置可以包括单个热交换装置，该装置包括在轴内线性地和同心地布置的入口管和出口管之间的热能交换。这种布置允许轴本身从近端到远端具有均匀的直径。

这用作在装置的尖端周围形成冰球所必需的唯一热交换机制。由于探针的尺寸和产生的冰球尺寸小，不需要进一步的热交换器。例如，不需要通常在冷冻消融装置中发现的螺旋盘管热交换器。这减轻了装置的握持重量，热交换装置通常位于该处。

第二通道从出口管的近端延伸到远端，没有额外的热交换特征。同样，第一通道从入口管的近端延伸到远端，而没有额外的热交换特征。因此，入口管从接头向近端延伸到位于膨胀室中的最远端，而出口管从通向大气的排气口(通常从接头)向远侧延伸到操作头，并且可以不中断任一管中的流动。

由于缺少其他热交换布置，冷却气体通过第一通道的流动阻力在整个轴上是均匀的，并且在第二通道中返回的冷冻气体的流动阻力在整个轴上是均匀的。入口管中的流动和出口管中的流动都不会受到与其他管的热交换布置(例如螺旋换热器)的影响(例如，阻塞、转向、分流或减慢)。

真空室具有内圆周壁和外圆周壁，由此外圆周壁限定探针的细长轴的外圆周。在一些示例中，真空室围绕第一通道和第二通道同轴布置，使得真空室与第二通道共享圆周壁，例如，其中真空室的内圆周壁与第二通道的外圆周壁是相同的壁。真空室向远侧延伸至操作头但不延伸越过操作头。这限制了冰球到包括操作头在内的装置远端的范围，并保护轴的更近端部分周围的组织免受低温影响。它还允许操作员安全地处理冷冻探针。真空室的内壁也形成第二通道的外壁的布置允许将装置构造成使轴直径最小化并且因此能够实现尺寸非常薄的冷冻探针。

优选地，出口管向远侧延伸超过真空室的最远端。这使得出口管的最远端能够延伸到操作头的近侧室中并且提供用于附接操作头的牢固安装。优选地，入口管延伸超过出口管的最远端，进入形成于出口管最远端之外的膨胀室。

优选地，真空室的外壁在其远端是锥形的，使得真空室的锥形端与出口管的外壁形成结合。这在真空室外壁和操作头之间提供了圆周凹口。优选地，真空室的外壁推入配合在出口管上。这允许容易地组装装置并有助于最小化装置的总外径。优选地，操作头被焊接或钎焊到真空管和/或出口管。这种布置允许真空管的外壁容易地附接到出口管的外壁。在一种方法中，真空套筒外壁在附接到操作头之前焊接或铜焊到真空炉中的出口管的外壁。

优选地，操作头的表面和真空套筒的外管提供均匀直径的连续表面。圆周凹口的存在在操作头和出口管和/或真空管之间提供了牢固的焊接或钎焊点，并允许装置具有均匀直径的连续表面。接头优选地是激光焊接的。

操作头优选地由单块固体材料形成(作为整体单元)。操作头包括在近端开口的腔室并且具有围绕腔室并从操作头的近端延伸到腔室的远端的腔室壁。头的近侧腔室通常深1至3mm，优选深1至2mm。头的直径与轴的直径相同，以提供光滑均匀的外表面。在腔室的远侧，操作头是实心的。操作头可以具有钝的远端，但优选地，操作头具有配置成刺入组织的尖锐的远端，优选地这是三侧套筒针型尖端的形式。操作头从尖端到腔室壁上的最近点的长度通常在2到10mm之间。腔室壁的近侧部分优选地与出口管的远端形成结合。优选地，腔室壁的近侧部分的内表面与出口管的远端的外表面形成结合，优选地作为推入配合。装置的膨胀室形成在腔室的远端和出口管的远端之间。腔室以腔室壁为界。

优选地，从操作头与真空室的最远端相遇的点到操作头的远端测量的操作头的长度为2mm至7mm(这在图1中示出)。优选地，操作头的长度为2.5mm至6mm，更优选地，操作头的长度为4mm+/-1.5mm。

优选地，操作头由导热材料形成，例如不锈钢等金属，用于有效冷冻与操作头接触的身体组织。在一个实施例中，操作头具有外护套层，该外护套层也优选地由导热材料形成。

探针包括细长加强元件，其朝向细长轴的远端定位。该元件在操作过程中用作轴的支撑件并且被配置为减少并且优选地防止细长轴在使用过程中在加强元件的长度上弯曲。轴由于其狭窄的性质和构成轴的管状元件(入口管、出口管和真空室外壁)的壁薄而具有相当的延展性。加强元件沿着轴的轴线是细长的，以便为轴提供足够的支撑。加强元件可以充当用于操纵轴的抓手。当尖端被推入组织时，它通常与轴固定接合以防止轴相对于元件移动。在一种布置中，加强元件围绕轴布置，例如它可以围绕轴同轴和/或周向布置。例如，它可以是围绕轴同轴布置的加强管。

加强元件可以是抓手或把手的形式，或者除了加强元件之外还可以设置抓手。抓手还用于改善对轴的握持。通常抓手可以与细长轴同轴。优选地，它具有比真空套筒更大的直径，并且通常具有适合用手舒适地抓握的尺寸和形状。抓手不仅用于提供适合操作探针的部分，而且在该点加强轴以防止其在被操作时弯曲。抓手可以设有绝缘层，该绝缘层可以是绝缘材料、另外的真空室或两者的组合。抓手可设有聚合物护套以帮助在操作期间抓握装置。护套还可用于携带装置的识别标记，例如探针尺寸和类型。

本公开的冷冻消融装置可设有直轴或成角度的轴，其中轴被弯曲以在插入部位提供较少的拥挤，通常使用近似直角的弯曲。

通常，入口管和出口管通过装置的抓手部分是连续的。优选地，它们延伸超过抓手的近端范围以分别提供高压气体入口和低压气体返回管线。高压气体入口优选地在适合于连接到冷冻气体源的连接器的近侧终止。返回管线优选地终止于开口以将返回的气体释放到大气中。

真空室的外壁可以延伸穿过抓手部分。它可以进一步向近侧延伸以使气体返回管线的至少一部分绝缘。在抓手的近侧，高压气体入口和低压气体返回管线(以及真空室，如果有的话)可以设置外部保护管以防止管线损坏。

在本公开的另一方面，提供了一种用于冷冻消融的系统，其包括一个或多个如本文所述的冷冻探针。通常，此类系统包括一个或多个冷冻探针，例如适合经皮使用的冷冻针、一个或多个冷冻流体源和控制系统。冷冻外科系统可用于冷冻消融目标组织(例如，肿瘤)。通过选择合适的冷冻流体和压力，它们可用于或多或少地冷却组织。

冷冻流体源可以供应气体，例如氩气、氮气、空气、氪气、CO2、CF4、氙气，以及当从大于约1000psi的压力膨胀时能够达到冷冻温度(例如，低于190开尔文的温度)的各种其他气体。如本文所用，“冷冻流体”可指当从大于约1000psi(例如，通常约3500psi)的压力膨胀时达到低温(例如，低于190开尔文)的任何流体。该源可以包括一个或多个阀门和/或调节器以控制冷冻和加热流体的流动。

控制系统被配置为控制冷冻流体到冷冻探针的输送并且可以包括例如一个或多个传感器、流量计、计时器、模拟/数字转换器、有线或无线通信模块、阀门控制器等等。另外，控制系统还可以调节供应给冷冻探针的冷冻流体的流速、温度和压力。

因此，在进一步的实施例中，提供了一种消融患者组织的方法，包括将本文所述的冷冻探针的尖端放置在待消融的组织内、处或附近；以足以使探针尖端冷却到冷冻温度的压力将冷冻气体经由第一通道输送到焦耳-汤姆逊孔口，从而冷冻与探针尖端接触的患者组织；然后解冻组织。

组织至少被充分解冻，使得可以在需要时移除探针，然而，通常执行多个冷冻和解冻循环，例如2个、3个或更多个循环。在替代方法中，不是让组织自然解冻，而是在解冻之后，将加热气体以足以引起探针尖端变暖并因此使组织解冻的压力输送到J-T孔口。

通常，冷冻操作在探针尖端周围形成冷冻组织的“冰球”。

在一些方法中，可以使用诸如一氧化二氮之类的冷却气体代替冷冻气体。这种气体在从J-T孔口排出时的膨胀不会导致冷却到深冷温度，但会导致温度低到足以对组织造成破坏或损伤但不会杀死组织。当探针用于神经组织的冷冻神经溶解时，这种方法特别有用，神经组织能够在暴露于这样的温度后再生，但在暴露于深冷温度后不能再生。

一个或多个冷冻探针被放置在或靠近待通过消融治疗的组织处。高压气体，例如氩气，被输送到冷冻探针，导致在探针尖端形成冰球，冰球包围待治疗的组织。可以使用成像程序(例如超声波或MRI)跟踪冰球的形成，并且当冰球达到所需尺寸时停止冷却。然后可以使用体温自然地解冻冰球，或者可以通过输送诸如氦气之类的加热气体来加热探针的尖端来加速冷却。氦气解冻是首选，因为它更快。

通常采用一个或多个冰球形成和解冻循环来消融目标组织。通常使用一个两个或三个循环。

已知肿瘤的冷冻消融在远离治疗的病灶中会产生缺氧效应。在使用冷冻消融术消融一个肿瘤的情况下，已经观察到远离第一个肿瘤的其他肿瘤缩小。这种效应被认为是由肿瘤抗原的释放介导的，这使得免疫系统能够识别远处的肿瘤(参见例如Mehta等人2016，Gastroenterology Research and Practice Volume 2016，文章ID9251375)。

由于这些观察结果，有人提议使用冷冻消融和各种免疫调节剂的组合来治疗肿瘤(参见例如Abdo等人2018，Frontiers in Oncology，第8卷第85条)。

在一种治疗方法中，肿瘤的冷冻消融可以与在冷冻消融治疗之前、期间或之后施用的免疫调节药物组合使用。此类药物包括检查点抑制剂，例如抗CTLA-4抗PD-1和抗PDL-1抗体，例如包括伊匹莫单抗、尼维鲁单抗、彭博拉珠单抗、阿特唑单抗、阿维拉单抗和杜瓦鲁姆单抗。

本探针还特别适用于通过部分(轴突)或完全消融神经(神经创口术)来治疗疼痛。

通过使用其中细长轴具有减小的尺寸的冷冻探针(例如，具有减小的轴长度和直径的本公开的冷冻探针)，可以增加存在于消融部位的冷冻探针的数量，因为减少了拥挤。这进一步增强了准确雕刻3D消融目标部位的能力，因为更多数量的冷冻探针可以被放置在给定区域。此外，通过使用笔直和弯曲冷冻探针的组合，这允许在消融部位的给定区域部署甚至更多数量的冷冻探针，这进一步减少了部署多个冷冻探针时的拥挤。

小直径和短长度还使得探针可用于进入小体积的组织，对于这些小体积的组织，正常的探针将难以或不可能准确地使用。它们对于治疗婴儿病症特别有用。

可使用本发明探针治疗的另一特定病症是在莫顿神经瘤中，莫顿神经瘤是跖骨间神经的良性神经瘤，标准探针由于它们的大小无法接近。

附图的简要说明

现在将参考附图通过以下非限制性实施例进一步描述本发明的方面。提供这些仅用于说明的目的，根据这些，本领域技术人员将想到落入权利要求范围内的其他示例。本文引用的所有参考文献均通过引用并入。

图1是冷冻探针轴的特征的简化图示，以横截面示出。图1A以更高的放大倍数图示了操作头和轴之间的接头布置。

图2是冷冻探针的弯曲轴布置的示意图。

图3是具有加强元件的示例的冷冻探针的特征的简化图示。该装置以横截面显示。

图4是具有加强元件的另一个示例的冷冻探针的特征的简化图示。该装置以横截面显示。

示例

冷冻针根据以上描述构造，具有0.18mm内径和0.33mm外径的入口管。内径为0.72mm、包括真空套筒在内的总直径为1.2毫米的外管。操作头长约5mm。整个装置从尖端到尾部近端的长度为3m，轴和操作头组合从加强元件伸出30mm。

使用以3500psi输送的氩气，这些针在2分钟内产生直径为10mm、3.5分钟内产生直径为14mm、在5分钟内产生直径为15mm的冰球。

具体实施例

附图

图1表示通过冷冻探针(1)的简化视图的横截面。冷冻探针(1)具有细长轴(2)，包括具有尖端(16)的操作头(5)。细长轴(2)包围与入口管(17)共同延伸的第一通道(3)。第二通道(4)与出口管(18)共同延伸。第一通道(3)和第二通道(4)同心，其中第二通道(4)环绕第一通道(3)。第二通道(4)可以通过出口(19)在近侧向大气开放。

操作头(5)包括由室壁(21)围绕并且在远侧由远端壁(25)包围的操作头近侧室(20)。出口管(18)可伸入操作头(5)的近侧室(20)中。膨胀室(6)可形成在出口管(18)的远端(24)和操作头近侧室(20)的远端壁(25)之间。膨胀室可由操作头近侧室(20)的内壁(23)界定。入口管(17)的最远端(26)通常伸入膨胀室(6)中，并可终止于焦耳-汤姆逊孔口(7)中，该孔口形成在第一通道(3)的最远端处。

入口管(17)被配置成在压力下从冷冻流体源(该图中未示出)输送冷冻气体。冷冻气体在离开焦耳-汤姆逊孔口(7)时膨胀，并通过出口管(18)在开口(19)处排空到大气中。

细长轴(2)还包括真空室(8)，其外部由外圆周真空室壁(27)限定并且内部由出口管(18)的壁(22)限定。真空室被配置为使操作头近侧的轴热绝缘，从而防止接近预期冰球的组织损伤。真空室壁(27)在其远侧是锥形(14)并且在这一点处在出口管(18)上推入配合以提供两个管(41)之间的结合。真空室壁(27)可以在连接到操作头之前在真空炉中焊接或铜焊到出口管(18)的壁。出口管(18)的最远端(24)可以突出超过真空室(14)的壁的锥形端，以便可插入到操作头近侧室(20)的近侧部分(28)中。操作头近侧室(20)的壁(21)的近端(29)可抵靠真空室外壁(27)的远端(30)，以在真空室外壁(27)和操作头远侧室壁(21)的近端(29)之间提供圆周凹口(31)。操作头(5)、真空室外壁(27)和出口管(18)可在该点(15)焊接或钎焊在一起以密封真空管并将头保持到位。

图1A示出了操作头和细长轴之间的接头的特写视图。编号如图1。

图2表示具有轴(2)和远侧操作头(5)的冷冻探针(1)。轴处于弯曲配置，当使用多个装置时，这有助于防止插入部位过度拥挤。轴具有外径比轴大的抓手区域103，该抓手区域被热缩盖(155)覆盖。轴(2)向抓手(103)的近侧延伸作为尾部区域(150)。在该区域中，轴被从抓手(103)延伸到近侧连接器(151)的盖覆盖，该盖被配置用于将第一通道连接到冷冻流体源(未示出)。该连接器还包括经由出口(19)的第二通道的远侧出口，用于将低压气体排放到大气(300)。该连接器还包括用于联接到高压气体源的入口(301)。

图3表示通过冷冻探针的截面以说明其特征。冷冻探针(1)具有抓手(103)，其有助于探针的操作并起到防止轴在插入组织期间弯曲并防止轴扭结的作用。冷冻探针具有细长的轴(2)，该轴穿过抓握部分(103)并从抓握部分(103)向远侧延伸。操作头(5)设置在细长轴(2)的远侧。轴以尾部(150)的形式向抓手(103)的近侧延伸，其终止于配件(151)，该配件(151)被配置为将第一通道(3)连接到冷冻流体源(未示出)。

细长轴(2)包围第一通道(3)，该第一通道(3)与入口管(17)共同延伸。第二通道(4)与出口管(18)共同延伸。第二通道(4)可以例如经由出口(19)在近侧向大气开放。入口管(17)的最远端(26)通常伸入膨胀室(6)中，并可终止于焦耳-汤姆逊孔口(7)，该孔口形成在第一通道(3)的最远端(32)处。

入口管(17)被配置成在压力下输送来自冷冻流体源(该图中未示出)的冷冻气体。冷冻气体在离开焦耳-汤姆逊孔口(7)时膨胀，并通过出口管(18)在开口(19)处排空到大气中。

真空室(8)形成在出口管(18)上方并且在外部由外圆周真空室壁(27)界定。真空室被配置为使靠近操作头的轴热绝缘，从而防止靠近预期冰球的组织损伤。

轴(2)延伸穿过抓握部分(103)并且可以如图所示与尾部(150)连续，或者可以与可拆卸的尾部(未示出)形成联合。

抓握部分(103)的直径大于真空室壁(27)并提供轴的加强区域，其防止轴在操纵期间弯曲并因此防止轴扭结。在一种布置中，抓握部分包括直径大于真空室壁(27)的套筒(104)。套筒(104)可以是金属或聚合物的。在一种方法中，套筒可具有锥形区域(164、165)，其提供套筒直径的递减并在真空室壁(27)上提供推入配合。抓手(103)可以包括套筒(104)和真空室壁(27)之间的空间(106)。套筒(164、165)的锥形区域在这种情况下特别有用，特别是在套筒是金属的情况下，因为它们允许薄的金属套筒以最小的重量提供宽的抓握部分，并为套筒提供刚性。在存在空间(106)的地方，可以将其抽空以提供额外的绝缘。真空室壁和套筒之间的区域也可以填充有绝缘材料。

尾部(150)可以设有覆盖物(107)，通常至少从抓手(103)延伸到尾部(150)的近端部分(152)。覆盖物(107)为尾部(150)提供保护并减少尾部内的扭结。覆盖物(107)可以松散地设置在尾部区域(150)内的真空套筒壁(27)上，或者可以指向真空套筒壁(27)。可以在套筒上提供涂层(155)以将套筒密封到真空室壁(27)。它还可以延伸以将覆盖物(107)的远端(154)保持就位。例如，该涂层(155)可以包括热缩套筒。

图4示出了抓握部分的另一个实施例。冷冻探针(1)具有用于操作探针的抓手(103)，并防止探针在使用过程中弯曲，从而防止轴(2)扭结。冷冻探针具有细长的轴(2)，该轴穿过抓握部分(103)并从抓握部分(103)向远侧延伸。操作头(5)设置在细长轴(2)的远侧。轴以尾部(150)的形式向抓手(103)的近侧延伸，其终止于配件(151)，该配件(151)被配置为将第一通道(3)连接到冷冻流体源(未示出)。细长轴(2)包围与入口管(17)共同延伸的第一通道(3)。第二通道(4)与出口管(18)共同延伸。第二通道(4)可在近侧向大气开放。入口管(17)的最远端(26)通常伸入膨胀室(6)中，并可终止于焦耳-汤姆逊孔口(7)，该孔口形成在第一通道(3)的最远端(32)处。

入口管(17)被配置成在压力下输送来自冷冻流体源(该图中未示出)的冷冻气体。冷冻气体在离开焦耳-汤姆逊孔口(7)时膨胀，并通过出口管(18)排到远侧开口处的大气中(图中未显示)。

真空室(8)形成在出口管(18)上方，该出口管(18)在外部由外圆周真空室壁(27)界定。真空室被配置为使靠近操作头(5)的轴热绝缘，从而防止接近预期冰球的组织损伤。

轴(2)延伸穿过抓握部分(103)并且可以如图所示与尾部(150)连续，或者可以与可拆卸尾部(未示出)形成联合，该联合提供与冷冻流体源的连接和可选的与近侧气体排空口连接。

抓握部分(103)的直径大于真空室壁(27)并提供轴的加强区域，其防止轴弯曲并在操作期间保护轴。在一种布置中，抓握部分(103)包括内径大于真空室壁(27)的第一套筒(130)。套筒(130)安装在真空室壁上并为轴提供额外的刚度。圆柱形盖(155)可以设置在第一套筒上并且向近侧延伸经过第一套筒(155)的近端(156)以覆盖尾部(150)的至少一部分。优选地，盖(155)延伸到尾部的近端(此处未示出)。

第一套筒(130)和盖(155)可通过抓手鼻件(157)向远侧保持就位，该抓手鼻件(157)通常为聚合物材料，例如聚丙烯或PEEK，在抓握部分的远端(158)处围绕真空套筒壁(27)周向延伸并且被配置成在第一套筒(130)的轴向外侧的位置接收第二套筒(161)的最远端(162)。这允许更宽的套筒，因此允许更宽的抓握以更容易操作。抓手鼻件围绕轴(2)周向延伸，并且还可以围绕第一套筒(130)的远端(159)和盖(155)的远端(160)周向延伸。

第二套筒(161)的近端(166)可以以类似的方式被抓手尾件(163)接收，该抓手尾件(163)在抓手的近端(164)处围绕真空套筒壁(27)周向延伸。

抓握部分(103)可以包括在第二套筒(161)轴向内部的空间(106)，该空间可以可选地填充有绝缘材料，但是优选地是空的以提供更轻的抓握。

外涂层(在该图中未示出)可以在套筒和可选的鼻件和尾件的至少一部分上延伸，以向抓手提供光滑的表面。同样，热缩管在这方面很有用。

Claims (12)

1.一种冷冻探针，包括：

细长轴，其具有远端和近端；

操作头，位于所述细长轴的远端，其中所述操作头包括膨胀室；

所述细长轴包括：

第一通道，其配置为向所述膨胀室提供高压气体，其中所述第一通道在其远端终止于焦耳-汤姆逊(J-T)孔口；

第二通道，其用于从所述膨胀室中排空气体，其中所述第二通道围绕所述第一通道同轴布置；以及

真空室，其同轴布置于所述第一通道与所述第二通道的周围；

所述冷冻探针还包括位于朝向所述细长轴的远端的细长加强元件，所述加强元件配置为在使用期间减少所述细长轴在所述加强元件的长度上的挠曲。

2.根据权利要求1所述的冷冻探针，其中所述细长轴的横截面直径为0.9mm至2.0mm。

3.根据权利要求1或2所述的冷冻探针，其中所述轴和所述操作头组合向远侧延伸超过所述加强元件高达100mm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻探针，其中所述加强元件围绕所述细长轴同轴布置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻探针，其中所述加强元件配置为用于操纵所述冷冻探针的抓手。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的冷冻探针，其中所述冷冻探针还包括用于操纵所述冷冻探针的抓手。

7.根据权利要求5或6所述的冷冻探针，其中所述抓手为中空的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻探针，包括由所述第一通道和所述第二通道之间的热能交换组成的单一热交换布置，其中所述第一通道和所述第二通道在所述轴内呈线性和同心排列。

9.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻探针，其中所述操作头的长度为2mm至7mm。

10.一种冷冻外科系统，包括根据权利要求1-9中的一个或多个冷冻探针，还包括冷冻流体源和控制装置，所述控制装置配置为控制向所述冷冻探针输送冷冻流体。

11.一种消融患者组织的方法，包括：将根据权利要求1所述的冷冻探针的尖端置于待消融的组织内、置于待消融的组织处、或靠近所述待消融的组织；在压力下通过所述第一通道向所述焦耳-汤姆逊孔口输送冷冻气体，所述压力足以使所述探针的所述尖端冷却到深冷温度，从而冻结与所述探针尖端接触的患者组织；以及随后解冻所述组织。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述组织的解冻是通过向J-T孔口提供足够压力的升温气体来使所述探针尖端升温，从而解冻所述组织。

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