TW201944967A - 具有壓力調節之低溫手術系統 - Google Patents

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Abstract

一種手術低溫消融系統包括一閥，該閥具有一閥入口及一閥出口，該閥入口可連接至處於大於4000 psi之一壓力下的一低溫流體源且該閥出口可連接至一低溫消融探針，使得該閥出口與該低溫探針流體連通，使得該低溫流體源與該閥入口流體連通。

Description

具有壓力調節之低溫手術系統
本發明係有關於具有壓力調節之低溫手術系統
低溫手術系統可用於對目標組織(例如，腫瘤)進行低溫消融。在例如低溫手術期間，外科醫生可採用一或多個手術工具(諸如低溫探針)以藉由將低溫探針置放在患者解剖結構之目標區域處或附近以對患者解剖結構之目標區域進行低溫消融。在一個實例中，低溫探針利用在壓力下供應之熱傳遞介質或流體的焦耳-湯姆森(J-T)效應來產生冷卻。加壓低溫流體在通過J-T孔時之膨脹導致在用於對低溫探針尖端附近之組織進行低溫消融所必須之溫度處或更低的溫度。膨脹後之低溫流體與低溫探針之外壁之間的熱傳遞可用以形成冰球，且因此對組織進行低溫消融。
在低溫手術系統中，低溫流體可在冷凍程序期間在致使組織冷凍之壓力下供應至低溫探針，且在解凍程序期間在用於解凍組織之較低壓力下供應至低溫探針。在低溫消融程序期間可存在一或多個冷凍及解凍循環。
低溫手術系統包括連接至一或多個低溫流體源之一或多個低溫探針。此等系統在共同讓與之專利，美國專利第8,066,697號及公開申請案，美國公開案第2010/0256620 A1號中進行了描述，該等專利及公開案之內容在此以引用之方式整體併入。此等系統為高壓及低壓低溫流體提供單獨的供應及壓力控制系統，且因此相對重、巨大且生產起來更昂貴。
本文中揭露之系統及方法提供熱傳遞介質，諸如低溫流體(液體/氣體)以在手術程序期間在手術工具與患者之周圍組織之間傳遞熱量。本文中揭露之系統及方法准許在手術程序期間對熱傳遞介質進行壓力調節。
在一實施例中，壓力調節系統包括壓力控制閥，可將該壓力控制閥致動至打開狀態以准許熱傳遞介質朝向手術工具流過其中。可將壓力控制閥致動至閉合狀態以便限制熱傳遞介質流過其中。較佳地，壓力調節系統包括控制系統，該控制系統根據一或多個控制演算法來控制壓力控制閥之致動。
進一步實施例提供了用於將壓力控制閥致動至打開狀態及閉合狀態的第一控制演算法。控制演算法可例如由控制系統執行。控制系統根據第一控制演算法可判定熱傳遞介質之壓力是否小於最小設定點壓力，且若是，則向閥致動器輸出第一信號以打開壓力控制閥。控制系統根據第一演算法亦可判定熱傳遞介質之壓力是否高於最大設定點壓力，且若是，則向閥致動器輸出第二信號以閉合壓力控制閥。
在進一步可選實施例中，在閉合壓力控制閥之後，壓力可能不減小，且在減小之前最初可繼續增大。在此等可選實施例中，控制演算法可包括第二控制演算法，第二控制演算法可執行與第一控制演算法實質上相同之步驟，但另外判定在閉合壓力控制閥之後熱傳遞介質之壓力是否達到及/或超過第一壓力。若是，則第二控制演算法可藉由偏移有利地調整最小壓力設定點。
在進一步可選實施例中，偏移可等於第一壓力與最大壓力設定點之間的差且最小壓力設定點可降低大體上等於所計算之偏移的量。
根據第二控制演算法，可藉由判定在閉合壓力控制閥之後且在隨後打開壓力控制閥之前熱傳遞介質之壓力是否處於或小於對應於最小壓力設定點之已調整值的第二壓力來調整閥之隨後打開。若是，則第二壓力發送第三信號以打開壓力控制閥。
在進一步可選實施例中，第一壓力可選地大於最大壓力設定點。實際上，此實施例可准許壓力控制閥之打開及閉合包括控制系統效應(例如，固有延遲、壓力堵塞等)且准許將熱傳遞介質之壓力控制為大體上等於期望標稱壓力。
在進一步可選實施例中，若壓力控制閥未因應第二信號而閉合，則控制系統可自動指示故障情況。
在一個此可選實施例中，可將在打開壓力控制閥之後的經過時間與預定時間進行比較。若壓力控制閥保持打開超出預定時間，則可閉合壓力控制閥及/或可產生故障情況。較佳地，預定時間可大於壓力控制閥在根據第一及/或第二演算法控制時保持打開之時間。
在進一步較佳實施例中，在故障情況不存在之情況下，壓力控制閥處於打開狀態持續第一持續時間。在此等實施例中，預定時間大於第一持續時間。
手術系統，諸如低溫手術系統可包括此實施之壓力調節系統，該壓力調節系統在使用中經連接以將熱傳遞介質自源輸送至手術工具。
在進一步實施例中，提供一種包括壓力調節系統之低溫手術系統，該低溫手術系統用於執行一或多個低溫手術程序(低溫消融、低溫冷凍繼之以解凍、燒灼等)。低溫手術系統可具有至少一個低溫探針，其中遠端操作尖端位於遠端區段中。低溫探針可接收熱傳遞介質以用於執行低溫手術程序。壓力控制閥可流體地耦接至低溫探針且可調節供應至低溫探針之熱傳遞介質的壓力以便准許在至少低溫探針之遠端區段之間的均一熱傳遞。
可選地，熱傳遞介質之壓力調節僅可在冷凍操作之後的解凍期間執行。在此等實施例中，控制系統可例如基於操作者輸入而判定低溫手術系統正在執行冷凍操作、解凍操作抑或燒灼操作。
在進一步實施例中，熱傳遞介質在冷凍操作期間在遠端尖端處可處於低溫狀態以冷凍及/或低溫地消融低溫探針周圍之組織。熱傳遞介質在解凍操作(或燒灼操作)期間在遠端尖端處可處於非低溫狀態。
在可選實施例中，熱傳遞介質可為氬氣。熱傳遞介質在一或多個壓力控制閥之上游可處於約3500 psi(約250巴)之壓力下，且當達到低溫探針之遠端尖端時自約3500 psi之壓力膨脹以產生冰球及/或對組織進行低溫消融。
在進一步可選實施例中，熱傳遞介質可為氬氣且可自約1000 psi至約4000 psi之壓力開始調節至在約200 psi(約14巴)與約1000 psi(約70巴)之間的壓力。在此等實施例中，壓力控制閥上游之氬氣的壓力可為3500 psi，且當使用本文中揭露之控制演算法中之一或多者執行壓力調節時，可處於在約200 psi與約1000 psi之間的壓力下。
在進一步可選或額外實施例中，多個低溫探針可各自連接至壓力控制閥(例如藉由歧管設計)。在此等實施例中，每一低溫探針相對於其他低溫探針可獨立地操作，使得控制系統可判定對應於每一低溫探針之最大壓力設定點及最小壓力設定點，且基於對應之最大壓力設定點及最小壓力設定點而打開及閉合連接至每一低溫探針之壓力控制閥。
在進一步可選實施例中，每一壓力控制閥為可電致動的，例如電磁閥。在此等情況下，控制系統與每一壓力控制閥進行電通信。
在進一步可選實施例中，每一低溫探針包括用於在解凍操作期間提供熱量之電加熱器。在此等情況下，熱傳遞介質可分散由電加熱器在解凍操作期間產生之熱量。
在進一步可選態樣中，流過處於閉合狀態之壓力控制閥之熱傳遞介質的數量可小於流過處於打開狀態之壓力控制閥之熱傳遞介質的數量，且因此根據控制演算法打開及閉合壓力控制閥實際上可改變流過壓力控制閥之熱傳遞介質的壓力。
在進一步可選態樣中，壓力調節系統可包括壓力換能器以量測及/或監測熱傳遞介質之壓力。在可選實施例中，壓力換能器可位於壓力控制閥之出口處或出口下游。
在一實施例中，手術系統包括用於調節熱傳遞介質之壓力的壓力調節系統，熱傳遞介質在冷凍程序中係在致使冷凍之壓力下且在解凍程序中係在用於解凍之較低壓力下自熱傳遞介質源輸送至手術工具，該壓力調節系統包括：閥裝置，該閥裝置包括壓力控制閥及用於將閥致動至打開狀態及閉合狀態的致動器，其中在打開狀態下閥允許熱傳遞介質流動至手術工具且在閉合狀態下閥阻止熱傳遞介質流動至手術工具；及控制器，該控制器可操作地連接至閥裝置以致使選擇性地將閥致動至打開狀態及閉合狀態，其中在解凍程序中，控制器對閥組織下游之熱傳遞介質之所判定壓力做出回應以在所判定壓力小於較低設定點壓力值時致使將閥致動至打開狀態且在所判定壓力高於較高設定點壓力值時致使將閥致動至閉合狀態，從而產生在該等設定點壓力值之間循環之解凍壓力以用於隨時間過去輸送小於致使冷凍之壓力的壓力。
若例如壓力感測器判定壓力超過此壓力範圍，則可藉由調整值來調整該範圍，且接著調整值可在多個解凍壓力循環內減小。在解凍期間，當調節流體壓力以便不致使冷凍時，加熱器可加熱流體以用於傳遞熱能以對冷凍組織解凍。
附圖及以下描述中闡述了一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優點將自描述及附圖及自申請專利範圍顯而易見。
參考圖1，示出了包括壓力調節系統52之手術系統50的實例，壓力調節系統52用於調節自流體源54供應至手術工具56之熱傳遞介質或流體的壓力。在低溫消融手術系統中，手術工具為用於在冷凍程序中接收處於致使冷凍之壓力下的流體且在解凍程序中接收處於用於解凍之較低壓力的流體之低溫消融探針。
流體源可為用於容納所需壓力下之流體的加壓容器或醫院裏用於自遠程源供應處於所需壓力下之流體的供應管線。壓力調節器經配置以用於藉由流體管線58、60連接至流體源及手術工具以用於調節流體自源輸送至手術工具之壓力。壓力調節器包括閥裝置，該閥裝置包括閥62及閥致動器64，閥致動器64用於將閥致動至允許流體流動至手術工具之打開狀態及限制流體流動之閉合狀態。壓力換能器或感測器66經配置以判定或量測流動至閥下游之手術工具之流體的壓力且可操作地連接至控制器以用於輸出與所判定壓力對應的信號。
壓力調節系統之控制器68藉由控制線70連接至壓力調節器。在低溫或冷凍程序中，控制器致使閥致動至打開狀態從而允許流體以適合於在手術工具中產生低溫之壓力(產生低溫之壓力)流動。此壓力可與流體經儲存經受系統中之壓力損失之壓力大體上相同。在解凍程序中，控制器控制壓力調節器使得至手術工具之流體流處於比產生低溫之壓力更低之減小的壓力下。較低壓力降低手術探針應用之溫度。
控制器藉由控制線72連接至壓力換能器且經配置以自壓力換能器66接收對應於換能器判定之壓力的輸出。控制器致使因應所判定壓力而選擇性地致動閥62。
為了減小解凍程序中之壓力，控制器68致使閥62在用於產生解凍壓力之較低及較高設定點壓力值下分別致動至打開及閉合狀態，解凍壓力在設定點壓力值之間循環以用於隨時間過去輸送小於致使冷凍之壓力(產生低溫之壓力)的壓力。隨時間過去之目標壓力為平均有效壓力且在較低與較高設定點壓力值之間。設定點壓力值為預定的，使得流壓低於產生低溫之壓力且取決於選定熱傳遞介質及系統之其他特性。至少較低設定點值小於產生低溫之壓力且較佳地較低及較高設定點壓力值兩者皆小於產生低溫之壓力。
設定點壓力值可由控制器在壓力超過設定點壓力值(或可接受壓力值範圍)之情況下在操作期間，尤其在流壓高於所需之情況下在解凍期間調整。若在解凍壓力循環中，壓力超過較高設定點壓力值，則進行調整以補償。此過壓存在許多原因，如下文更詳細地解釋。
在一個實例中，控制器經配置以在解凍壓力循環期間壓力超過較高設定點壓力值之情況下藉由調整值來調整較低設定點壓力值，並在已調整之較低設定點壓力值下致使閥致動至打開狀態。此調整允許壓力在解凍壓力循環期間減小至小於較低設定點壓力值之壓力，以補償超過較高設定點壓力值之壓力。較低設定點壓力值與已調整之設定點壓力值之間的調整可等於過壓與較高設定點壓力值之間的差。
在另一實例中，控制器經配置以在先前之解凍壓力循環期間壓力超過較高設定點壓力值之情況下藉由解凍壓力循環之調整值來調整較高設定點壓力值，並在已調整之較高設定點壓力值下致使閥致動至閉合狀態。對較高設定點壓力值之調整可等於過壓與較高設定點壓力值之間的差。
調整值在多個解凍壓力循環內減小，使得隨著時間過去，已調整之較高及較低設定點壓力值與用於產生目標解凍壓力以作為較高及較低設定點壓力值之間的有效平均值之較高及較低設定點壓力值對準。較佳地，相比於先前之連續循環，一個或兩個調整值在一個循環內減小。圖9中之曲線圖示出了在有效平均壓力逐漸與期望或目標標稱壓力對準時在調整期間之壓力循環的實例。
手術工具56包括供應管74。供應管中之加壓流體經歷焦耳-湯姆森膨脹至工具之膨脹區域76中從而致使冷卻。當流體壓力足夠高時，膨脹導致適合於冷凍組織之溫度。手術工具包括用於在解凍程序期間加熱供應管中之流體的加熱器78。在解凍期間，將流體調節至較低壓力且不致使充分冷卻，此本將抵消加熱器供應之熱量。控制器68藉由控制線80可操作地連接至加熱器。控制器向加熱器輸出信號以在需要解凍時致使加熱。
供應管74與手術工具之內部殼體壁間隔開以限定流體通道82，流體通道82用於將流體遠離膨脹區域輸送至排放口84，以用於再循環至流體源或排放至大氣或用於容納。
在以下描述中，進一步描述了手術系統(諸如低溫手術系統)之實例，包括可包括在以上實例或其他實例中之更詳細的解釋及眾多修改。例如，本揭露之關於下文描述之壓力調節系統200的任何態樣亦適用於上文描述之壓力調節系統52且類似地適用於控制系統68及310。
參考圖2，示出了用於手術系統之壓力調節系統200。手術系統可為低溫手術系統。然而，應理解，壓力調節系統200不限於低溫手術系統。
整體系統
圖2為低溫手術系統10之示意圖。系統之組件可緊密地封裝在系統殼體12內。低溫手術系統包括一或多個流體源14。流體源14可在低溫手術期間供應熱傳遞介質或流體。例如，熱傳遞介質可為流體，諸如氬氣、氮氣、空氣、氪氣、CO2、CF4、氙氣，及各種其他氣體。在一實例中，流體源14可簡單地為加壓容器或罐。在某些有利態樣中，低溫手術系統10可呈攜帶型桌上控制台之形式。在一些此等有利態樣中，系統可具有小於約50磅(例如，約44磅)之重量。因此，此等系統可緊密地位於手術室中，從而降低空間要求。
圖2所示之低溫手術系統10包括可調節自流體源14供應至手術工具(圖3所示)之熱傳遞介質之壓力的壓力調節系統200。如自圖2所見，壓力調節系統200包括與流體源14流體連通之一或多個壓力控制閥。壓力調節系統200包括用於根據如下文將進一步描述之一或多個演算法來控制壓力控制閥S1 、S2 、S3 、S4 、Sn 之致動的控制系統310。
繼續圖2，熱傳遞介質可經由流體源出口16自流體源14朝向如下文將進一步描述之壓力調節系統200輸送。流體源14內之熱傳遞介質可處於遠高於期望壓力之壓力下。例如，流體源出口16處之熱傳遞介質的壓力可為約3500 psi(約240巴)或在約1000 psi(約69巴)與約4000 psi(約275巴)之間的範圍內。流體源14可為加壓容器或罐(例如，氣筒)，其容納處於遠高於流體源出口16處之壓力，例如在約5000 psi(約350巴)與約7000 psi(約480巴)之間的壓力下之熱傳遞介質。因此，熱傳遞介質之壓力藉由包括壓力調節器而減小至期望位準。剛好在壓力調節器之下游 (例如，當流體朝向低溫探針行進時)的熱傳遞介質可處於低於流體源出口16處之壓力的壓力下。例如，在一些情況下，壓力調節器可將熱傳遞介質之壓力減小至小於約4000 psi(約275巴)(例如，約3500 psi或240巴)。可選地，壓力換能器可流體地耦接至壓力調節器以量測流體源14之熱傳遞介質的壓力。
圖2所示之系統可為「閉環」類型。題為「Closed-Loop System for Cryosurgery」且作為美國專利第9,078,733 B2號授予之共同讓與之申請案中描述了一個此系統，該申請案之全部內容在此以引用之方式併入。在閉環系統之實施例中，在手術程序(例如，低溫手術)完成之後，熱傳遞介質不排出至周圍環境。而是，熱傳遞介質自流道(圖5所示之通道1、通道2、通道3、通道4等)回流(例如，藉由回流路徑)至流體源14。方向控制閥(例如，止回閥)可用以減少及/或防止熱傳遞介質在除了預期方向之方向上流動(例如，朝向低溫探針100流動或自低溫探針100回流)。
低溫探針
如先前所描述，手術工具可為低溫探針100，諸如圖3所示之低溫探針100。低溫探針100包括細長之大體圓柱形中空主體或探針軸102。以橫截面示出軸以示出內部組件(例如，套管針)。探針軸102形成有操作尖端104，操作尖端104安置在遠離流體或控制連接之區段106處以用於在採用期間穿透患者之組織。耦接器108位於與遠端區段106相對之近端區段110處。耦接器108包括銷111以用於連接至如下文將進一步描述之控制系統310及/或源。
探針軸102可具有實質上小的橫截面以用於允許在患者之組織中採用。在實例中，探針軸102之外徑為約2.1毫米。亦預期探針軸102之其他尺寸。例如，探針軸102之外徑可在約1.5毫米與約2.4毫米之間。另外，操作尖端104可由易彎曲材料製成，以便為可撓性的(例如，相對於低溫探針100之近端部分)以穿透軟組織。
如圖3中所見，低溫探針100包括實質上沿著其長度延伸之供應管112以用於向操作尖端104提供高壓熱傳遞介質。供應管112可同軸地/同心地位於探針軸102內。供應管112可經組態以供應熱傳遞介質(例如，低溫流體)以用於在探針軸102之在遠端區段106上方的外表面上形成冰球。在一些情況下，供應管112可為毛細管。
低溫探針100可包括低溫冷卻器，如圖3中所示。例如，供應管112可終止於焦耳-湯姆森孔114中。焦耳-湯姆森孔114可位於操作尖端104附近，以便准許離開焦耳-湯姆森孔114之熱傳遞介質膨脹至膨脹室中以用於冷卻遠端區段106且尤其冷卻操作尖端。當熱傳遞介質在膨脹室中膨脹時，其迅速冷卻且在遠端區段及操作尖端104之外表面上形成不同形狀及/或大小之冰球。膨脹室中膨脹之熱傳遞介質比進入之熱傳遞介質更冷。因為熱傳遞介質之迅速膨脹而形成的冰球可冷凍及/或消融組織(例如，腫瘤)。
儘管示出了例示性低溫冷卻器，諸如焦耳-湯姆森孔114，但應理解，其他類型之低溫冷卻器，諸如低溫杜瓦管、攪拌型冷卻器、脈衝管製冷機(PTR)、Gifford-McMahon(GM)冷卻器預期在本揭露之範疇內。另外，如上文簡短指出，可用於冷卻之低溫流體包括氬氣、液氮、空氣、氪氣、CF4 、氙氣或N2 O。
操作尖端104之外表面可由具有高熱傳導率之材料(諸如用於自患者組織有效地傳導熱量之金屬或金屬合金)製成。不鏽鋼為此材料之合適實例。
再次參考圖3，加熱器116可可選地設置在探針軸102內以便於解凍及/或燒灼組織。加熱器116可在冷卻及冰球形成之後操作以對冷凍之組織解凍。可選地，加熱器116可在手術程序完成之後操作以便於低溫探針100自其脫離。如本文中所提及，解凍可互換地指在冷凍操作之間對冰球解凍或操作加熱器116以便於低溫探針100脫離之兩個程序中的任一者。
加熱器116經配置以在熱傳遞流體在程序之解凍部分期間輸送通過供應管112時加熱所述流體。熱傳遞介質可處於某些條件(壓力、溫度、階段等)下，使得當自孔114膨脹時，熱傳遞介質在某些情況下(下文所描述)不可達到低溫。而是，處於此等條件下之熱傳遞介質起作用以將熱量傳遞至遠端區段108及操作尖端以用於對組織解凍。熱傳遞介質本身可處於足以解凍之溫度下或如所示可由加熱器116加熱以使溫度升高。
電加熱器116可與供應管112及探針軸102同軸地設置以便於加熱低溫探針100之遠端區段106。或者，電加熱器116可位於低溫探針100中任何地方以加熱低溫探針100之遠端區段106。電加熱器116可為電阻式加熱器116，其中電加熱器116產生與通過其中之電流及電加熱器116之電阻成正比的熱量。在此等情況下，探針經配置以連接至電源以用於將電流輸送至加熱器116。
如圖3實例中所見，供應管112與探針軸102之內壁之間的環形區域限定回流管腔118，回流管腔118與膨脹室流體連通以用於自膨脹室輸送膨脹後之熱傳遞介質。在閉環系統之實例中，熱傳遞介質在每一手術程序之後回流至流體源。或者，系統可以「開環」組態操作，且可在使用之後排出至周圍環境。
熱傳遞介質之性質
在系統之某些實例中，熱傳遞介質在進入壓力調節系統200時可處於初始狀態。初始狀態可由初始壓力及初始溫度限定。初始壓力及初始溫度可使得當熱傳遞介質經歷膨脹(例如，通過孔114之焦耳-湯姆森膨脹)時，熱傳遞介質之壓力及溫度皆可降低。然而，當熱傳遞介質自顯著小於初始壓力之壓力經歷膨脹時，壓力減小可能無法伴隨有溫度下降(例如，至低溫)。因此，若期望向遠端區段108提供處於低溫狀態之熱傳遞介質，則進入壓力調節系統200之熱傳遞介質的壓力可能不必自初始壓力顯著進一步減小。然而，若將處於非低溫狀態之熱傳遞介質提供至遠端區段108，則可藉由壓力調節系統200使熱傳遞介質之壓力自初始壓力顯著減小。
在如上文所描述之系統的實例中，若熱傳遞介質之初始壓力足夠高，則熱傳遞介質經歷膨脹並冷卻。熱傳遞介質之膨脹可使熱傳遞介質充分冷卻，使得熱傳遞介質之溫度下降至低溫。為了簡單起見，此足夠高之初始壓力稱為低溫壓力且取決於介質(熱傳遞介質之類型，諸如氣體或液體，熱傳遞介質在膨脹之前的溫度，及其類似者)及系統之其他特性而變化。因此，在冷凍程序期間，壓力調節器經配置以在考慮系統中固有之一些壓力損失(例如，在壓力調節器與手術工具之間)的情況下供應處於低溫壓力下之熱傳遞介質。
在解凍期間，調節熱傳遞介質之壓力，使得其小於低溫壓力。較佳地，調節壓力，使得其比低溫壓力小安全裕度。為了簡單起見，此壓力稱為非低溫壓力。熱傳遞介質(例如，與冷凍程序相同之介質且在相同特性下)自非低溫壓力膨脹不可使熱傳遞介質之溫度充分下降以達到低溫。
在實例中，低溫壓力可為約3500 psi(約240巴)，且熱傳遞介質可為氬氣。所產生之低溫可小於約150克耳文且較佳地在120至150克耳文之範圍內。在冷凍程序中，當氬氣離開供應管112時，其自低溫壓力膨脹從而致使冷卻，且達到低溫狀態。在解凍程序中，將氬氣之供應壓力調節為小於約1000 psi(約70巴)，且較佳地小於約700 psi(約48巴)之非低溫壓力。當氬氣自此壓力經歷膨脹時，其溫度不會顯著下降而無法達到低溫(或大體保持恆定)。氬氣可保持於約150 K，且較佳地高於273 K之溫度，且尤其在由加熱器116加熱時可繼續升高。
就此而言，低溫探針100可在解凍程序(或燒灼)期間接收熱傳遞介質。此時，加熱器116將熱量供應至探針軸102以便於探針軸102自冷凍之組織移除。因此，在此等實施例中，熱傳遞介質可在探針軸102之表面區域上方均勻地分散由加熱器116產生之熱量，以便准許探針軸102上之各點與周圍組織之間的均一熱傳遞速率。此等實施例准許易於將探針軸102自組織移除。
返回參考圖2，將熱傳遞介質自流體源14輸送至壓力調節系統200以用於調節熱傳遞介質之壓力。一或多個低溫探針可流體地連接至壓力調節系統200且位於其下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)，使得可將處於期望壓力下之熱傳遞介質供應至供應管112。壓力調節系統200可調節熱傳遞介質之壓力，使得熱傳遞介質在低溫手術程序之某些部分期間處於低溫狀態且在低溫手術程序之某些其他部分期間處於非低溫狀態。
例如，低溫探針100可在冷凍循環期間接收處於低溫狀態之熱傳遞介質。因此，壓力調節系統200可如下文將描述經組態以確保離開供應管112之熱傳遞介質在冷凍循環期間處於低溫壓力(例如，對於氬氣為3500 psi)下。另外，低溫探針100在解凍操作(及/或燒灼操作)期間可接收處於非低溫狀態之熱傳遞介質以准許低溫探針100與低溫探針100周圍之組織之間的熱交換。因此，壓力調節系統200可如下文將進一步描述經組態以確保在壓力調節系統200下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)之熱傳遞介質及/或離開供應管112之熱傳遞介質的壓力小於非低溫壓力(例如，對於氬氣小於1000 psi)。有利地，如上文所描述，在解凍操作(或燒灼操作)期間提供處於非低溫狀態之熱傳遞介質准許均勻地分散由加熱器116在解凍操作(或燒灼操作)期間產生之熱量，使得在解凍循環(及/或燒灼)期間探針軸102與周圍組織之間的熱傳遞(如例如由探針軸在探針軸之長度內的溫度表征)為均一的。此等實施例可提高在低溫消融完成後移除低溫探針100之容易程度。
壓力調節系統
壓力控制閥之共同入口
圖4為示出壓力調節系統200之細節的示意圖。在圖4中，連接各種組件之實線可為藉由流體耦接(例如，機械連接器)耦接至壓力調節系統200之組件的流體管線，或管道204(例如，管子)。
如圖4中所見，壓力調節系統200包括由閥控制器控制之複數個壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )。閥控制器可整合至壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )中。閥控制器可包括可接收電信號及/或指令之電路/電子電路(例如，二極體、場可程式化閘陣列、印刷電路板(PCB)處理器，及其類似者)。閥控制器可可選地包括可經激勵(例如，藉由電壓或電流)或去激勵以使壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )在打開狀態與閉合狀態之間移動的電磁致動器。
在一實施例中，壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )可以歧管設計之形式組態及配置且可稱為分配歧管210。返回參考圖2，根據實例，分配歧管210可容納在系統殼體12內。
在實例中，如圖4中所示，分配歧管210可可選地具有在每一壓力控制閥S1、S2、S3、S4上游之共同歧管入口212及複數個閥出口214a、214b、214c、214d…214n。每一閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)在對應壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )之下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)。一或多個低溫探針可經由如下文將進一步描述之對應流道(216a、216b、216c、216d…216n)流體地耦接至每一閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)。儘管示出了四個壓力控制閥，但應理解，額外的或更少的閥預期在本揭露之範疇內。另外，用於配置及定位壓力控制閥之除了歧管設計之外的組態亦預期在本揭露內。
如圖4中所示，共同歧管入口212可流體地耦接至供應熱傳遞介質之流體管線16。歧管入口之流體連接可准許歧管入口與流體源14直接或間接地流體連通，且因此直接或間接地自其接收熱傳遞介質。
至低溫探針之流動及回流
圖5示出了用於連接至複數個低溫手術工具使得一個以上工具可用於執行程序之系統的實例。圖5示出了閥出口(214a、214b、214c及214d)中之每一者的連接。在所示實施例中，每一流道(216a、216b、216c、216d…216n)連接至兩個子通道(216a-1、216a-2、216b-1、216b-2、216c-1、216c-2、216d-1、216d-2)，該等子通道各自可與低溫探針100流體地連接。因此，根據所示實施例，單個壓力控制閥(圖3中所示之S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )可流體地耦接至兩個低溫探針。每一壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )之額外的或更少的低溫探針預期在本揭露之範疇內。子通道可以流體口或連接器之形狀組態，以便將分配歧管210及其組件連接至低溫探針100之近端耦接器108。例如，子通道可終止於連接器中，該連接器可與近端耦接器108之近端銷111嚙合及連接。有利地，除了可流體地連接至子通道之外，近端耦接器108可將低溫探針100與控制系統310電連接(例如，經由BNC類型之電連接器及/或電纜)，以便准許控制系統310在低溫手術程序之前或期間與低溫探針100進行電通信。
壓力調節系統可包括如參考例如圖4解釋之各種可選流量調節組件，以確保進入壓力控制閥之熱傳遞介質的期望性質以用於各種目的，諸如在流體管線204中之壓力達到及/或超過壓力之限制值之情況下減輕輸送熱傳遞介質之流體管線204中之過量壓力。可基於操作條件以及安全考慮而選擇壓力之限制值。壓力調節系統200亦可可選地包括流體地耦接至流體管線204之壓力換能器，以便監測進入壓力調節系統200且由流體管線204輸送之熱傳遞介質的壓力。另外，可選地，壓力調節系統200可包括可流體地耦接至壓力換能器且位於壓力換能器下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)之乾燥器。可選地，每一流道216a、216b、216c、216d(示出為流體地耦接至圖3中之閥出口214a、214b、214c、214d)可流體地耦接至一或多個乾燥器(例如，氧化矽凝膠或其他乾燥劑或乾燥器)。另外，在一些情況下，每一子通道可具有方向控制閥以減少或防止熱傳遞介質在除了預期方向之外的方向上(例如，朝向低溫探針100向下游，或經由回流路徑自低溫探針100返回朝向流體源14)流動之機會。
如先前所提及，系統可為閉環系統，其中熱傳遞介質在使用之後不排出，而是回流至流體源14。圖5示出了根據實施例之一個此回流區段300。如圖5中所見，回流區段300亦可組態為歧管，且在一些實施例中可稱為回流歧管304。回流歧管304可具有回流子通道(302a-1、302a-2、302b-1、302b-2、302c-1、302c-2、302d-1、302d-2)。在某些非限制性實施例中，回流子通道(302a-1、302a-2、302b-1、302b-2、302c-1、302c-2、302d-1、302d-2)之數目可等於子流道(216a-1、216a-2、216b-1、216b-2、216c-1、216c-2、216d-1、216d-2)之數目。每一回流子通道可呈流體連接口之形式或可與低溫探針100之回流管腔118流體連通。
螺線管 / 閥控制
例如如圖1、圖2及圖4中所示之壓力控制閥與閥控制或致動器相關聯，以用於因應來自系統控制(例如，控制器68或系統控制310)之輸出而致使閥之致動。閥控制可包括致使或允許閥部件移動以與閥座選擇性地嚙合之螺線管。當閥部件與閥座嚙合時，通過閥之流動受限制(閉合狀態)，且當脫離時，准許流動(打開狀態)。在一個實例中，閥控制器可包括與控制系統通信(例如，自其接收信號及/或指令)以用於因應來自控制系統之輸出信號而激勵螺線管之電控制電路。其他類型之閥預期在本揭露之範疇內。
可致動壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )以使壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )在閉合狀態與打開狀態之間移動。在打開狀態下，自共同歧管入口接收之熱傳遞介質可流過壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )且經由閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)離開壓力控制閥，且流向流體地耦接至閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)之低溫探針100。壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )正常地可處於閉合狀態，直至其經主動激勵(例如，藉由自控制系統310發送之電信號或指令)以自閉合狀態移動至打開狀態。
在某些態樣中，分別在打開狀態及閉合狀態下，壓力控制閥可分別處於全開及全閉狀態或可部分打開及部分閉合。如本文中所使用的，術語「閉合」、「閉合的」、「正在閉合」(或其變型)或「閉合狀態」可包括部分閉合狀態及/或全閉狀態。另外，術語「打開」、「打開的」、「正在打開」(或其變型)或「打開狀態」可包括部分打開狀態及/或全開狀態。在某些實施例中，流過處於閉合狀態之壓力控制閥之熱傳遞介質的數量可小於當壓力控制閥打開時流過壓力控制閥之熱傳遞介質的數量(例如，流率)。當壓力控制閥閉合時流過壓力控制閥之熱傳遞介質的數量(例如，流率)可對應於約零。當壓力控制閥打開時熱傳遞介質之數量(例如，流率)可大於零。
壓力換能器
再次參考圖1、圖2及圖4，壓力調節系統52、200可包括用於判定流壓之一或多個壓力換能器或感測器。控制系統經配置以自換能器接收輸出以用於控制壓力調節系統之操作。為了簡單起見，在換能器之以下更詳細之描述中，參考圖2及圖4中所示之換能器，但此描述之任何態樣同樣適用於圖1中之感測器66。每一壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可流體地耦接至對應的或相關聯的壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )。在一些實施例中，壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可設置在每一壓力控制閥之出口處。在其他實施例中，壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可設置在每一壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )之出口的更下游處。在一些情況下，壓力在閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)與低溫探針之主體附近的下游之間可不顯著變化。因此，壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )之位置可自定至壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )下游之合適位置。
壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可量測對應壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)之熱傳遞介質的壓力。壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可量測熱傳遞介質之瞬時壓力。或者，壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可諸如藉由在預定義間隔內按預定義取樣頻率對熱傳遞介質之壓力取樣而提供指示熱傳遞介質在預定義間隔內之時間平均壓力的壓力讀數。在此等情況下，可調整壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )收集壓力資料之時間間隔以及資料收集之取樣速率(如下文進一步描述)。儘管以下描述係關於壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )之使用以提供壓力反饋來控制效能，但可看出，壓力換能器可提供壓力反饋以便亦控制冷凍循環期間之效能(例如，調整冰球之大小及形狀等)。另外，壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )可提供呈熱傳遞介質之壓力之形式的輸出，及/或指示熱傳遞介質之壓力的輸出(例如，電信號、電壓等)。可可選地提供一或多個信號調節電路(例如，類比-數位轉換器、濾波器324，及其類似者)以調節由壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )提供之信號。
控制系統及電路
控制系統經配置以控制供應至低溫手術工具之熱傳遞介質的流動以便在冷凍或解凍條件中之一者下操作工具。如本文中所描述，控件控制壓力閥裝置之致動且至少在解凍條件下對來自相關聯之壓力換能器之輸出做出回應以控制致動。控制系統之其他細節在下文特別參考圖2及圖4進行了描述，但更一般地適用於其他實施例。
如先前所描述，每一壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )可流體地連接至至少一個低溫探針100以便允許熱傳遞介質選擇性地流過低溫探針100。因此，系統之某些實施例亦包括控制系統310以用於控制壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )之閥控制器。控制系統310可為呈處理器、閘陣列(例如，場可程式化閘陣列FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)或微控制器之形式的控制器，該控制器與系統之各種組件進行電通信(由圖1中之虛線示出)。控制系統310可包括可經組態以用於或可程式化以控制壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )之閥控制器之操作的電路及/或電子電路。控制系統310可與壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )操作地通信且可接收自其量測之壓力(或指示壓力之信號)。
返回參考圖2，在某些有利態樣中，控制系統310可容納在系統殼體12內且與壓力調節系統200進行電通信。另外，控制系統310亦可與連接至閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)之低溫探針進行電通信。另外，控制系統310可包括感測器、計時器、類比/數位轉換器、有線或無線通信電路等及/或與之進行電通信。另外，控制系統310可操作地連接至外部顯示器，及用於接收操作者輸入之輸入裝置(例如，鍵盤、滑鼠、觸控螢幕及其類似者)。或者，控制系統310可為可連接至系統之外部電腦。在此等情況下，外部電腦可具有電腦可讀指令及/或藉由電腦可讀指令程式化，以便執行一或多個控制及/或手術步驟，如下文將進一步描述。
圖6為示出根據實施例之壓力調節系統之各種組件的示意圖。在此解釋中，參考壓力調節系統200，其包括與一或多個信號調節組件320進行電通信之一或多個壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )。在一實例中，信號調節組件320可包括將由壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )量測之類比電信號轉換為數位信號的類比-數位轉換器322。可適當地設定量測之參數，諸如取樣速率及壓力量測之持續時間(例如，冷凍、解凍或燒灼循環之持續時間)。
繼續參考圖6，可可選地提供一或多個濾波器324以作為信號調節組件320之一部分。濾波器324可有利地減少量測雜訊及/或提供壓力量測之抗混疊。
如上文及參考圖4所提及，控制系統310可與壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )進行電通信。因此，控制系統310可向壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )發送電信號以便使該等壓力控制閥自打開狀態轉變為閉合狀態或反之亦然。控制系統310可基於操作條件向壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )發送電信號。
在一個實例中，若控制系統310判定(例如，基於操作者輸入)將執行冷凍操作，則控制系統310可向壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )發送信號以便使壓力控制閥移動至打開狀態及/或將壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )維持在打開狀態持續預定義持續時間(例如，對應於冷凍操作之持續時間)。此可准許來自流體源14之熱傳遞介質流過閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)且流入低溫探針100中。
在另一實例中，若控制系統判定(例如，基於操作者輸入)將執行解凍(或燒灼)操作，則控制系統，例如系統310可向壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )發送信號，以便根據預定演算法在打開狀態及/或閉合狀態之間重複地移動。此可准許在較低壓力(例如，相對於冷凍操作)下將熱傳遞介質自流體源14分配至低溫探針。
繼續參考圖4及圖5，在一些說明性實施例中，每一低溫探針100可相對於其他低溫探針獨立地操作。因此，控制系統310可獨立於其他壓力控制閥而致動每一壓力控制閥。控制系統310因此可選擇性地致動每一壓力控制閥以便選擇性地控制熱傳遞介質流入至對應於每一壓力控制閥之低溫探針100中。另外，控制系統310可在某一持續時間內致動每一閥，以便供應處於低溫狀態或非低溫狀態之熱傳遞介質，如下文將進一步描述。此等實施例可有益地准許不同類型之低溫探針(例如，具有不同的探針軸外徑，及/或不同的冷凍/解凍性質)連接至同一低溫消融系統且仍然彼此獨立地受控制。
如先前所描述，控制系統310向每一壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )發送電信號以使壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )轉變為打開狀態或閉合狀態。在解凍循環期間，控制系統310可向壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )發送電信號以根據揭露之控制演算法中之一者在打開狀態與閉合狀態之間重複地切換。在進一步有利實施例中，控制系統310可選擇性地且彼此獨立地致動每一壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )，從而導致每一低溫探針100可獨立於其他低溫探針操作。
在一個實例中，參考圖2及圖5，當第一低溫探針100a執行冷凍操作時，第二低溫探針100b可不執行任何操作，而第三低溫探針100c執行解凍操作。控制系統310可向與第一低溫探針100a流體連通之第一壓力控制閥S1 發送第一信號以保持打開狀態持續冷凍操作之持續時間。控制系統310可向與第二低溫探針100b流體連通之第二壓力控制閥S2 發送第二信號以保持閉合，且向第三壓力控制閥S3 發送第三信號，若由壓力換能器PT3 量測之壓力(或指示壓力之資料)不在預定壓力範圍內，則第三壓力控制閥S3 在打開狀態與閉合狀態之間重複地切換。
如先前所描述，在某些實施例中，熱傳遞介質在某些低溫手術程序(例如，冷凍)內在離開低溫探針100之供應管112時可處於低溫狀態，且在某些其他低溫手術程序(例如，解凍/燒灼)內處於非低溫狀態。在本揭露之有利態樣中，壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )保持在打開狀態持續冷凍程序之持續時間。然而，壓力控制閥可在解凍循環之持續時間內重複地打開及閉合。可看出，壓力控制閥之重複打開及閉合可導致閥出口(214a、214b、214c、214d…214n)下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)之壓力減小，如下文將描述。
在一些此等實施例中，在解凍(或燒灼)期間，壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )可重複地打開及閉合直至熱傳遞介質之壓力處於期望壓力設定點(例如，小於第二壓力)為止。當自小於第二壓力之壓力膨脹時，熱傳遞介質可有利地處於非低溫狀態，使得在解凍操作期間可能無冰球形成。
在一個實例中，若熱傳遞介質為氬氣，則基於低溫探針之尺寸及/或冷凍/解凍性質，壓力設定點可在約200 psi(約15巴)與約1000 psi(約70巴)之間，例如約500 psi(約35巴)。因此，壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )可在解凍/燒灼程序期間打開及閉合以有效地實現在壓力設定點之範圍(例如，約200-1000 psi，或15-70巴)內的期望壓力。
如上文所描述，壓力控制閥可打開及閉合以實現熱傳遞介質之期望壓力。一或多個控制演算法(下文進一步描述)可用以控制壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )中之每一者的打開及閉合。
控制演算法
演算法 1- 開 - 關控制
如下文所描述，控制系統(例如，系統68或310)包括電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體包括控制演算法，該控制演算法在由控制系統執行時致使該控制系統執行例如圖7及圖8中示出及本文中描述之步驟。圖7示出了根據非限制性例示性實施例之在解凍循環(或燒灼)期間調節熱傳遞介質之壓力的控制演算法600。本文中描述之(例如，演算法600、700、900及1000中之)步驟可用於基於由壓力換能器中之至少一者(例如，PT1 )量測的壓力而經由壓力控制閥中之至少一者(例如，S1 )來調節流道中之至少一者中的壓力。可選地，可藉由基於由壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )中之每一者量測的壓力而同時及/或按順序控制壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )中之至少每一者來調整所有流道中之壓力。
在步驟602處，壓力換能器(例如，PT1 )量測壓力且向控制系統310發送所量測之壓力(或表示所量測壓力之電信號)。控制系統310在步驟604處接收所量測之壓力(或表示所量測之壓力之電信號)且將其與最小或較低壓力設定點進行比較。若所量測之壓力小於最小壓力設定點值，則在步驟606處，控制系統310向閥控制器發送信號以打開壓力控制閥。控制系統310可在閥打開時繼續監測壓力(經由自壓力換能器接收之壓力)，以在步驟608處判定壓力是否達到及/或超過最大或較高壓力設定點。若控制系統310判定所量測之壓力達到及/或超過最大壓力設定點值，則在步驟610處，控制系統310向閥控制器發送信號(或指令)以閉合壓力控制閥。
在控制演算法600之實例實施方案中，壓力調節系統200可按週期性間隔自壓力換能器接收壓力。例如，壓力換能器可按預定取樣速率(例如，2 kHz)對壓力取樣，且可向控制系統310發送所量測之壓力。可選擇取樣速率，以便最小化(或消除)混疊，並產生足夠數目之壓力讀數。
控制系統310可將所量測之壓力與最小及最大壓力設定點進行比較。若所量測之壓力處於或小於壓力設定點，則控制系統310向閥控制器發送信號或指令以打開壓力控制閥。同時，壓力換能器繼續按其預定取樣速率產生壓力量測且發送至控制系統310。控制系統310又繼續監測所量測之壓力且判定所量測之壓力是否在範圍壓力設定點內(例如，高於最小壓力設定點且小於最大壓力設定點)。
可基於低溫探針之類型及其冷凍/解凍效能而將最小壓力設定點及最大壓力設定點設定為若干值。最小及最大壓力設定點可皆為相同值或為不同值。當壓力在設定點之間循環時，其產生在設定點之間的有效平均流壓且設定點之值為預定的，使得自有效平均流壓膨脹將導致熱傳遞介質之溫度為非低溫的且適合用於解凍程序。
在可選實施例中，控制演算法600可包括可選步驟612，其中控制系統310記錄在壓力控制閥已打開之後的經過時間且在步驟614處將經過時間與預定時間進行比較。若經過時間超過預定時間，則在可選步驟616處，控制系統310可在經過了預定時間之情況下產生故障信號以指示流道(216a、216b、216c、216d中之一或多者)已發生故障。在可選步驟618處，控制系統310可發送信號(或指令)以閉合壓力控制閥。
在控制演算法600之實例實施方案中，可基於所量測之壓力而打開及閉合壓力控制閥。閥可保持打開持續第一持續時間(例如，30毫秒)，此時由壓力換能器量測之壓力可達到最大壓力設定點。控制系統310可正常地發送信號以閉合閥。然而，若壓力調節系統200中存在故障且控制系統310未能閉合壓力控制閥，則控制系統310可繼續監測自閥打開以來之經過時間。若經過時間超過預定時間(例如，兩秒)，則控制系統310可閉合壓力控制閥及/或發送故障信號。此等實施例可在控制系統310不能調節壓力之情況下提供額外安全性。
演算法 2- 藉由改變設定點之開 - 關控制
圖8示出了根據另一非限制性例示性實施例之在解凍/燒灼循環期間調節熱傳遞介質之壓力的控制演算法700。控制演算法700可實質上類似於控制演算法600。在一個實例中，控制演算法700可在壓力(如由壓力換能器量測)可能並不始終立即對閥之打開及閉合做出回應時實施。因此，在一些此等實例中，即使在閥在達到壓力設定點時閉合之後，壓力(如由壓力換能器量測)亦可繼續上升。控制演算法700可解決此等效應以提供一致且穩定之壓力。
在步驟702處，壓力換能器量測壓力且向控制系統310發送所量測之壓力(或表示所量測之壓力之電信號)。控制系統310在步驟704處接收所量測之壓力(或表示所量測之壓力之電信號)且將其與最小壓力設定點進行比較。若所量測之壓力處於或小於最小壓力設定點，則在步驟706處，控制系統310向閥控制器發送信號以打開壓力控制閥。控制系統310可在閥打開時繼續監測壓力(經由自壓力換能器接收之壓力)，以在步驟708處判定壓力是否達到及/或超過最大壓力設定點。若控制系統310判定所量測之壓力達到及/或超過最大壓力設定點，則在步驟710處，控制系統310向閥控制器發送信號(或指令)以閉合壓力控制閥。此時，壓力(如由壓力換能器量測)可在開始下降之前繼續上升。在可選步驟712處，控制系統310可將壓力開始下降之前的壓力值與第一壓力進行比較。若壓力(如由壓力換能器量測)達到及/或超過第一壓力(在壓力控制閥閉合之後)，則在可選步驟714處，控制系統310可決定可能必須偏移或調整最小壓力設定點，以便導致與期望標稱壓力之較低偏差(如將關於圖9描述)。
在步驟714處，控制系統310可計算偏移且將最小壓力設定點調整對應於偏移之量。在實例中，偏移可為第一壓力與最大壓力設定點之間的差。在此實例中，可將最小壓力設定點調整(降低)偏移量。因此，對於後續循環，壓力控制閥可不打開，直至達到新降低的或調整之後的最小壓力設定點為止。反過來，亦可針對後續循環調整與最大設定點之偏移，使得調整後之設定點之間的壓力範圍與初始設定點值相比較小。
在一些有利實施例中，第一壓力可大於最大壓力設定點，且第二壓力可小於最小壓力設定點。在額外及替代實施例中，第一壓力及第二壓力在整個解凍(或燒灼)循環中可能不恆定，且可在每次壓力控制閥打開及閉合時進行調整。在進一步額外及替代實施例中，第一壓力及第二壓力隨著時間過去最終可分別等於最大壓力設定點及最小壓力設定點。在此等有利實施例中，壓力(如由壓力換能器量測)在壓力控制閥閉合之後最終可單調下降(而非最初升高且接著下降)。以此方式，對設定點中之一者或兩者進行的調整在壓力循環內，一個循環相比於後續循環減小，使得調整趨向於零且有效壓力與目標標稱壓力對準。
在控制演算法700之實例實施方案中，可基於所量測之壓力及壓力設定點而打開及閉合壓力控制閥。若壓力低於最小壓力設定點，則控制系統310可發送信號以打開壓力控制閥。壓力可繼續增大，且最終達到最大壓力設定點。控制系統310可發送信號以閉合壓力控制閥。由於諸如閥因應來自控制系統310之信號而打開及閉合的延遲、堵塞等效應，由壓力換能器量測之壓力可在再次開始下降之前繼續增大，例如直至第一壓力。第一壓力可大於最大壓力設定點。因此，當達到最小壓力設定點時，若壓力達到及/或超過第一壓力，則控制系統310可不打開壓力控制閥。在壓力控制閥再次打開之前，控制系統310可等待直至壓力達到第二壓力。當壓力達到第二壓力時，打開壓力控制閥。
在涉及氬氣作為熱傳遞介質之一個實例中，最小壓力設定點可為例如約450 psi(約30巴)。在此實例中，最大壓力設定點可為例如約500 psi(約35巴)。第一壓力可為例如約550 psi(約38巴)。因此，當達到約450 psi之最小壓力設定點時，若壓力達到及/或超過約550 psi之第一壓力，則控制系統310可不打開壓力控制閥。在此實例中，壓力繼續下降直至達到約400 psi(約28巴)之第二壓力為止。當壓力達到第二壓力時，打開壓力控制閥。
控制系統310可基於在閥打開及閉合之後續循環處的所量測之壓力基於所量測之壓力與分別在閥打開及閥閉合開始前或之後不久的最小及最大壓力設定點之間的偏移而動態地調整對應於閥打開及閉合之第一壓力及第二壓力的值。另外，如下文將進一步描述，控制系統亦可基於與其操作地通信之低溫探針的類型而判定最小及最大壓力設定點。
在另一實例中，壓力在根據控制演算法700之壓力調節之一個循環之後的後一循環期間可能無法達到第一壓力一樣高。在壓力控制閥閉合之後，壓力可例如達到較低之第三壓力值。因此，在下一後續循環中，在壓力控制閥打開之前，控制系統310可等待直至壓力達到例如第四壓力為止。在一些可選有利實施例中，在打開及閉合時之壓力最終可分別收斂為最小壓力設定點及最大壓力設定點。控制系統310可基於循環中各點處的所量測之壓力及所量測之壓力與最小及最大壓力設定點之間的偏移而動態地調整對應於閥打開及閉合之第一壓力、第二壓力、第三壓力及第四壓力(以及後續壓力)的值。另外，如下文將進一步描述，控制系統亦可基於與其操作地通信之低溫探針的類型而判定最小及最大壓力設定點。
在涉及氬氣作為熱傳遞介質之一些此等實例中，若最大壓力設定點為約500 psi，第一壓力為約550 psi，最小壓力設定點為約450 psi，且第二壓力為約400psi，則第三壓力可為約525 psi(約36巴)，且第四壓力可為約475 psi(約33巴)。
控制系統310可正常地發送信號以閉合閥。然而，若壓力調節系統200中存在故障且控制系統310未能閉合壓力控制閥，則控制系統310可繼續監測自閥打開以來之經過時間。若經過時間超過預定時間(例如，兩秒)，則控制系統310可閉合壓力控制閥及/或發送故障信號。此等實施例可在控制系統310不能調節壓力之情況下提供額外安全性。
圖9示出了對打開及閉合壓力控制閥做出回應之壓力換能器資料的實例。在時間t0 ，壓力換能器開始收集壓力資料(例如，如分別由控制演算法600及700之步驟602及702示出)。在時間t1 ，由壓力換能器量測之壓力(由圖9中之實線指示)小於最小壓力設定點(例如，如分別由控制演算法600及700之步驟604及704所示)，且控制系統310發送信號(或指令)以打開壓力控制閥(例如，如分別由控制演算法600及700之步驟606及706所示)。由壓力換能器量測之壓力開始增大。在時間t2 ，由壓力換能器量測之壓力達到最大壓力設定點(例如，如分別由控制演算法600及700之步驟608及708所示)。此時，控制系統310發送信號(或指令，如例如分別由控制演算法600及700之步驟610及710所示)以閉合壓力控制閥。
在一些可選實施例中，由壓力換能器量測之壓力可在壓力控制閥閉合之後開始單調下降，直至壓力控制閥再次打開為止。或者，在其他可選實施例中，即使在壓力控制閥已閉合之後，由壓力換能器量測之壓力在下降之前可繼續增大(如由圖9中之虛線指示)，直至時間t3 。
在一些此等可選實施例中，由壓力換能器量測之壓力在時間t3 可達到及/或超過第一壓力。在此等可選實施例中，如上文所描述，控制系統310可允許壓力繼續進一步下降至低於最小壓力設定點以減小壓力在壓力控制閥打開之下一例子期間超過最大壓力設定點的機會。因此，允許壓力(如由壓力換能器量測)在時間t4 下降至第二壓力(小於最小壓力設定點)，在時間t4 壓力控制閥再次打開。
圖9亦將期望標稱壓力示出為實線。期望標稱壓力可為循環平均壓力且可為壓力控制閥下游(例如，當在低溫探針或其下游之供應管中時)之熱傳遞介質的壓力。期望標稱壓力隨著時間過去可大體保持恆定。
圖9中亦以虛線示出了有效平均壓力。有效平均壓力可為表示單個循環內之循環平均數的循環平均值。如先前所描述，由於諸如閥打開及閉合之延遲、實體堵塞等效應，由換能器量測之壓力可能不會立即對閥之打開及閉合做出回應並且即使在閥閉合之後可繼續上升。因此，有效平均壓力可在期望標稱壓力周圍振盪。隨著時間過去，由於控制系統調整閥打開及閉合以確保所量測之壓力分別對應於最小及最大壓力設定點(例如，如圖8中所示之演算法700中所闡述)，有效平均壓力可收斂(在閥打開及閥閉合之若干循環內)以達到圖9中所示之期望標稱壓力。
演算法 3- 基於針類型之壓力設定點位準
圖10示出了根據非限制性例示性實施例之在解凍循環期間控制熱傳遞介質之流動的方法900。方法900可有利地准許獨立地控制不同類型之低溫探針(例如，具有不同的探針軸外徑，及/或不同的冷凍/解凍性質)。在此等情況下，上文描述之壓力設定點可不同。因此，方法900可判定在對於特定探針類型無冷凍及/或冰球形成之情況下，為了在解凍(或燒灼)期間提供有效熱分散而可能必須供應熱傳遞介質之壓力設定點。
在步驟902處，控制系統，諸如控制系統310可(例如，經由處理器)讀取關於連接至每一流道(216a、216b、216c、216d…216n)之低溫探針的資訊。資訊可儲存在低溫探針上之電子電路(例如，晶片)中。控制系統310可在步驟904處基於關於低溫探針之資訊而判定通道中之每一者的壓力設定點。在一個實例中，可選地，先前可判定(例如，以實驗方式)用於不同類型之低溫探針的壓力設定點且將其儲存在與控制系統310操作地通信(例如，有線的或無線的)之記憶體或儲存器中。或者，在另一實例中，作為另一選項，可憑經驗判定壓力設定點。
在步驟906處，控制系統310可根據控制演算法(上文所描述，例如控制演算法600或控制演算法700或其變型)且使用在步驟904處判定之壓力設定點來致動壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )。例如，最大及最小壓力設定點之值可由控制系統310在步驟904處判定，且結合控制演算法600或700一起使用。可選地，如上文關於圖8所描述，圖10之演算法亦可在操作期間動態地調整壓力設定點，使得隨著時間過去量測壓力大體上對應於期望有效壓力。
在可選實施例中，當方法900結合控制演算法700一起使用時，控制系統310可基於連接至對應流道之低溫探針的類型及/或其冷凍/解凍性質而判定及設定最大壓力設定點、最小壓力設定點、每一流道(216a、216b、216c、216d中之一或多者)之第一壓力及第二壓力中之一或多者。
方法900之實例實施方案如下。第一低溫探針100a及第二低溫探針100b可連接至第一流道216a及第二流道216b。控制系統310可判定(例如，基於先前資料、實驗、經驗方法)第一低溫探針100a之壓力設定點為約500 psi且第二低溫探針100b之壓力設定點為約450 psi。在此等情況下，控制系統310可根據控制演算法(600、700或1000)致動流體地耦接至第一流道216a之第一壓力控制閥S1 ，使得第一流道216a中之壓力為約500 psi。控制系統310亦可致動第二壓力控制閥S2 (獨立於第一壓力控制閥)，使得第二流道216b中之壓力為約450 psi。亦預期方法900之額外或替代實施方案。
演算法 3- 工作循環 ( 較早之描述 )
圖10示出了根據非限制性例示性實施例之調整熱傳遞介質之壓力的控制演算法1000。該方法可藉由低溫手術系統根據揭露之實施例中之任一者執行。該方法可呈機器可讀(或電腦可執行)指令之形式且提供至控制系統310(例如，在控制系統310之記憶體中程式化)。在步驟1002處，控制系統310可判定(例如，基於在步驟1001處接收之使用者輸入)低溫手術系統正在執行解凍(或燒灼)操作抑或冷凍操作。控制系統310可例如基於操作者輸入而進行此判定。若控制系統310判定系統將執行冷凍循環，則可選地，控制系統310可判定(基於操作者輸入，或儲存之程式設定)低溫探針中之哪一者將執行冷凍操作。在步驟1006處，控制系統310可與壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )進行電通信且發送使壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )自其閉合狀態切換為打開狀態的電信號。有利地，在此步驟，控制系統310可判定壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )中之哪一者對應於執行冷凍操作之探針，且選擇性地致動彼等壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )。或者，控制系統310可致動所有壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )。在進一步有利態樣中，控制系統310可藉由監測來自壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )之壓力量測資料而控制冷凍效能並調整冷凍效能。例如，一旦實現期望冷凍效能(例如，如冰球大小所指示)，控制系統310便可閉合(及/或重複地打開及閉合)壓力控制閥(S1 、S2 、S3 、S4 …Sn )。
若控制系統310判定低溫手術系統正在執行解凍操作(或燒灼)，則控制系統310在步驟1008處自連接至壓力控制閥之壓力換能器(PT1 、PT2 、PT3 、PT4 …PTn )接收壓力量測資料。在步驟1010處，控制系統310判定在壓力控制閥下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)量測之壓力是否在預定壓力範圍內。如先前所描述，預定範圍可小於第二壓力(例如，小於熱傳遞介質處於非低溫狀態之壓力)。若控制系統310判定壓力不在預定壓力範圍內，則在步驟1012處，控制系統310重複地致動(例如，藉由發送電信號)壓力控制閥以便在壓力控制閥之打開狀態與閉合狀態之間切換。控制系統310可執行此步驟，直至壓力控制閥下游(例如，當流體朝向低溫探針行進時)之壓力在預定壓力範圍內為止。
在控制演算法1000之有利態樣中，控制系統310可在解凍程序(或燒灼)期間在若干重複循環內致動壓力控制閥，其中對於每一循環，壓力控制閥處於打開狀態持續第一時間間隔且處於閉合狀態持續第二時間間隔。可選擇第一及第二時間間隔以在壓力控制閥下游得到期望壓力。在某些額外實施例中，壓力控制閥可處於打開狀態持續對應於冷凍操作之持續時間。在一些實施例中，一或多個壓力控制閥中之壓力控制閥保持打開之時間相對於一或多個壓力控制閥中之壓力控制閥保持閉合之時間的比可在約5%與約80%之間。
根據本揭露之實施例提供若干優點。實施例提供將單一熱傳遞介質用於冷凍及解凍(或燒灼)操作兩者之能力，從而消除額外流體源。另外，藉由使用熱傳遞介質以在解凍循環(或燒灼)期間分散熱量，由低溫探針內之加熱器產生的熱量可更均勻地分散，使得在沿著低溫探針之長度之各點處量測的溫度可不急劇改變。某些實施例准許在廣泛範圍內調整熱傳遞介質之壓力，而不使用額外壓力調節器或螺線管。揭露之實施例中之若干提供緊密及有效地封裝之低溫消融系統。
已描述了非限制性實施例。此等及其他實施例在以下申請專利範圍之範疇內。
10‧‧‧低溫手術系統
12‧‧‧系統殼體
14‧‧‧流體源
16‧‧‧流體源出口
50‧‧‧手術系統
52‧‧‧壓力調節系統
54‧‧‧流體源
56‧‧‧手術工具
58‧‧‧流體管線
60‧‧‧流體管線
62‧‧‧閥
64‧‧‧閥致動器
66‧‧‧感測器
68‧‧‧控制器
70‧‧‧控制線
72‧‧‧控制線
74‧‧‧供應管
76‧‧‧膨脹區域
78‧‧‧加熱器
80‧‧‧控制線
82‧‧‧流體通道
84‧‧‧排放口
100‧‧‧低溫探針
100a‧‧‧第一低溫探針
100b‧‧‧第二低溫探針
100c‧‧‧第三低溫探針
102‧‧‧探針軸
104‧‧‧操作尖端
106‧‧‧遠端區段
108‧‧‧耦接器
110‧‧‧近端區段
111‧‧‧銷
112‧‧‧供應管
114‧‧‧焦耳-湯姆森孔
116‧‧‧加熱器
118‧‧‧回流管腔
200‧‧‧壓力調節系統
204‧‧‧流體管線
210‧‧‧分配歧管
212‧‧‧歧管入口
214a‧‧‧閥出口
214b‧‧‧閥出口
214c‧‧‧閥出口
214d‧‧‧閥出口
214n‧‧‧閥出口
216a‧‧‧流道
216b‧‧‧流道
216c‧‧‧流道
216d‧‧‧流道
216n‧‧‧流道
216a-1‧‧‧子通道
216a-2‧‧‧子通道
216b-1‧‧‧子通道
216b-2‧‧‧子通道
216c-1‧‧‧子通道
216c-2‧‧‧子通道
216d-1‧‧‧子通道
216d-2‧‧‧子通道
300‧‧‧回流區段
302a-1‧‧‧回流子通道
302a-2‧‧‧回流子通道
302b-1‧‧‧回流子通道
302b-2‧‧‧回流子通道
302c-1‧‧‧回流子通道
302c-2‧‧‧回流子通道
302d-1‧‧‧回流子通道
302d-2‧‧‧回流子通道
304‧‧‧回流歧管
310‧‧‧控制系統
320‧‧‧信號調節組件
322‧‧‧類比-數位轉換器
324‧‧‧濾波器
600‧‧‧控制演算法
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
608‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
612‧‧‧步驟
614‧‧‧步驟
616‧‧‧步驟
700‧‧‧控制演算法
702‧‧‧步驟
704‧‧‧步驟
706‧‧‧步驟
708‧‧‧步驟
710‧‧‧步驟
712‧‧‧步驟
714‧‧‧步驟
900‧‧‧方法
902‧‧‧步驟
904‧‧‧步驟
906‧‧‧步驟
1000‧‧‧控制演算法
1001‧‧‧步驟
1002‧‧‧步驟
1006‧‧‧步驟
1008‧‧‧步驟
1010‧‧‧步驟
1012‧‧‧步驟
PT1‧‧‧壓力換能器
PT2‧‧‧壓力換能器
PT3‧‧‧壓力換能器
PT4‧‧‧壓力換能器
PTn‧‧‧壓力換能器
S1‧‧‧壓力控制閥
S2‧‧‧壓力控制閥
S3‧‧‧壓力控制閥
S4‧‧‧壓力控制閥
Sn‧‧‧壓力控制閥
圖1為示出根據非限制性例示性實施例之手術系統的示意圖；
圖2為示出根據非限制性例示性實施例之低溫手術系統的示意圖；
圖3為根據非限制性例示性實施例之低溫探針的截面正視圖；
圖4為示出根據非限制性例示性實施例之壓力調節系統的示意圖；
圖5為示出圖4之壓力調節系統之下游連接的示意圖；
圖6為示出根據非限制性例示性實施例之控制系統之各種組件的示意圖；
圖7為示出根據非限制性例示性實施例之用於調節壓力之控制演算法的流程圖；
圖8為示出根據非限制性例示性實施例之用於調節壓力之另一控制演算法的流程圖；
圖9為當實施圖7及圖8之控制演算法時由壓力換能器量測之熱傳遞介質之壓力的圖示；
圖10為示出根據非限制性例示性實施例之用於調節壓力之另一控制演算法的流程圖；及
圖11為示出根據非限制性例示性實施例之用於調節壓力之另一控制演算法的流程圖。

Claims (23)

  1. 一種用於一手術系統之壓力調節系統，該壓力調節系統用於調節自一熱傳遞介質源供應至一手術工具之一熱傳遞介質的一壓力，該手術工具可連接至該手術系統，該壓力調節系統包括： 一壓力控制閥，該壓力控制閥包括可流體地連接至該熱傳遞介質源之一入口，及可流體地連接至該手術工具之一出口，該壓力控制閥可致動以便處於 一打開狀態以便准許該熱傳遞介質從中流過；及 一閉合狀態以便減少該熱傳遞介質從中流過，其中流過處於該閉合狀態之該壓力控制閥之熱傳遞介質的一數量小於流過處於該打開狀態之該壓力控制閥之熱傳遞介質的一數量；及 一控制系統，該控制系統操作地耦接至該壓力控制閥，該控制系統經組態以： 接收對應於在該壓力控制閥之該出口處或下游的該熱傳遞介質之一壓力的一信號， 判定該壓力是否處於或小於一最小壓力設定點， 若該控制系統判定該壓力處於或小於該最小壓力設定點，則發送一第一信號以將該壓力控制閥致動至該打開狀態， 判定該壓力是否高於一最大壓力設定點，及 若該控制系統判定該壓力高於該最大壓力設定點，則發送一第二信號以將該壓力控制閥致動至該閉合狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項之壓力調節系統，其中該控制系統經組態以判定在將該壓力控制閥致動至一閉合狀態之後該壓力是否增大至超過該最大設定點壓力之一第一壓力，且藉由等於該第一壓力與該最大壓力設定點之間的一差之一偏移來調整該最小壓力設定點。
  3. 如申請專利範圍第2項之壓力調節系統，其中該控制系統經組態以在該控制系統判定在將該壓力控制閥致動至一閉合狀態之後該壓力處於或小於該最小壓力設定點之該已調整值的情況下發送一第三信號以將該壓力控制閥致動至一打開狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項之壓力調節系統，其中該控制系統經組態以量測將該壓力控制閥致動至一打開狀態之後的一經過時間，且將該經過時間與一預定時間進行比較。
  5. 如申請專利範圍第4項之壓力調節系統，其中該控制系統經組態以在該經過時間超過該預定時間之情況下發送該第二信號以將該壓力控制閥致動至一閉合狀態。
  6. 如申請專利範圍第4項之壓力調節系統，其中該控制系統經組態以在該經過時間超過該預定時間之情況下發送指示一故障情況之一第四信號。
  7. 如申請專利範圍第1項之壓力調節系統，其中該壓力控制閥可與一閥致動器共同操作且該閥致動器對來自該控制系統之用於將該閥致動至一打開狀態及一閉合狀態的一控制信號做出回應。
  8. 如申請專利範圍第7項之壓力調節系統，其中該致動器包括一螺線管。
  9. 如申請專利範圍第1項之壓力調節系統，該壓力調節系統進一步包括一壓力換能器，該壓力換能器經組態以量測在該壓力控制閥之該出口處或該出口下游之該熱傳遞介質的該壓力。
  10. 一種低溫手術系統，該低溫手術系統包括： 一或多個低溫探針，該一或多個低溫探針用於插入一患者體內以執行一低溫手術程序，每一低溫探針經組態以接收自一熱傳遞介質源輸送之一熱傳遞介質； 一壓力調節系統，該壓力調節系統用於調節輸送至該低溫探針或每一低溫探針之一熱傳遞介質的壓力，該壓力調節系統包括： 一或多個壓力控制閥，每一壓力控制閥可操作以將該熱傳遞介質源置放為與至少一個低溫探針流體連通， 每一壓力控制閥可致動以便處於 一打開狀態以便准許該熱傳遞介質從中流過，或 一閉合狀態以便減少該熱傳遞介質從中流過， 其中流過處於該閉合狀態之該壓力控制閥之熱傳遞介質的一數量小於流過處於該打開狀態之該壓力控制閥之熱傳遞介質的一數量，及 一或多個壓力換能器，每一壓力換能器經組態以量測在一相關聯之壓力控制閥處或下游之該熱傳遞介質的一壓力；及 一控制系統，該控制系統可操作地連接至該一或多個壓力控制閥及該一或多個壓力換能器，且經組態以： 判定自一該壓力換能器接收之該壓力是否處於或小於一最小壓力設定點， 若該壓力處於或小於該最小壓力設定點，則發送一第一信號以將一相關聯之壓力控制閥致動至一打開狀態， 判定自一該壓力換能器接收之該壓力是否處於或大於一最大壓力設定點，及 若該壓力大於該最大壓力設定點，則發送一第二信號以將一相關聯之壓力控制閥致動至一閉合狀態。
  11. 如申請專利範圍第10項之低溫手術系統，該低溫手術系統包括複數個該等低溫探針且其中每一低溫探針相對於其他低溫探針可獨立地操作，使得該控制系統經配置以判定對應於每一低溫探針之該最大壓力設定點及該最小壓力設定點，且基於該對應之最大壓力設定點及該最小壓力設定點而將連接至各別低溫探針之該等壓力控制閥致動至一打開狀態及一閉合狀態。
  12. 如申請專利範圍第10項之低溫手術系統，其中每一壓力控制閥包括一閥致動器以用於將該閥致動至一閉合狀態及一打開狀態且該致動器對來自該控制系統之用於控制致動之一控制信號做出回應。
  13. 如申請專利範圍第10項之低溫手術系統，其中每一低溫探針包括一電加熱器，該電加熱器對來自該控制系統之用於在一解凍操作期間對該低溫探針中之一熱傳遞介質加熱的一控制信號做出回應。
  14. 如申請專利範圍第13項之低溫手術系統，其中該控制系統經配置以在一解凍操作中調節輸送至該低溫探針或每一低溫探針之熱傳遞介質的該壓力，使得該壓力處於或低於該最大壓力設定點，在該最大壓力設定點下該熱傳遞介質處於一非低溫狀態以用於分散由該電加熱器產生之熱量以傳遞至一患者。
  15. 如申請專利範圍第10項之低溫手術系統，其中該控制系統經配置以調節輸送至該低溫探針或每一低溫探針之熱傳遞介質的該壓力，使得該壓力大於該最大壓力設定點，在該最大壓力設定點下該熱傳遞介質處於一低溫狀態以在一冷凍操作期間冷凍及/或低溫地消融該低溫探針周圍之組織。
  16. 如申請專利範圍第15項之低溫手術系統，其中該控制系統經配置以致使將每一壓力控制閥致動至一打開狀態，持續該冷凍操作之持續時間。
  17. 如申請專利範圍第10項之低溫手術系統，其中該熱傳遞介質為氬氣。
  18. 如申請專利範圍第17項之低溫手術系統，該低溫手術系統經配置以與該壓力調節系統上游之一熱源流體連通，該熱源用於供應處於在約1000 psi(約70巴)與約4000 psi(約275巴)之間的一壓力下之熱傳遞介質。
  19. 如申請專利範圍第18項之低溫手術系統，其中該最小壓力設定點為至少約200 psi(約15巴)。
  20. 如申請專利範圍第18項之低溫手術系統，其中該最大壓力設定點處於或低於約1000 psi(約70巴)。
  21. 如申請專利範圍第10項之低溫手術系統，其中當自該一或多個壓力換能器中之該壓力換能器接收的該壓力處於或大於一最大壓力設定點時，該控制系統發送一信號以減小該一或多個壓力控制閥中之該壓力控制閥保持打開之一時間相對於該一或多個壓力控制閥中之該壓力控制閥保持閉合之一時間的比。
  22. 一種調整一低溫探針中之壓力的方法，該方法包括： 提供一低溫手術系統，該低溫手術系統包括 一或多個低溫探針， 一或多個壓力控制閥，每一壓力控制閥與至少一個低溫探針流體地耦接， 一或多個壓力換能器，每一壓力換能器流體地耦接至一對應壓力控制閥，及 一控制系統，該控制系統與每一壓力控制閥操作地通信； 判定至少一個低溫探針正在執行一冷凍操作抑或一解凍操作； 若該至少一個低溫探針正在執行該冷凍操作，則打開流體地耦接至該至少一個低溫探針之該壓力控制閥，使得經由該壓力控制閥將一熱傳遞介質供應至該至少一個低溫探針，以便導致低溫膨脹及/或冷凍，及 若該至少一個低溫探針正在執行該解凍操作， 則基於由該壓力換能器量測之壓力而致動該壓力控制閥以重複地打開及閉合流體地耦接至該至少一個低溫探針之該壓力控制閥， 使得經由該壓力控制閥供應之該熱傳遞介質的該壓力小於對應於自該熱傳遞介質產生之低溫膨脹及/或冷凍的一壓力， 其中該控制系統基於由流體地耦接至該對應壓力控制閥之該壓力換能器中之每一者量測的壓力而獨立於其他壓力控制閥致動每一壓力控制閥。
  23. 一種低溫手術系統，該低溫手術系統包括： 一或多個低溫探針； 一或多個壓力控制閥，每一壓力控制閥與至少一個低溫探針流體地耦接，每一壓力控制閥相對於其他壓力控制閥可獨立地致動以便處於 一打開狀態以便准許熱傳遞介質從中流過；及 一閉合狀態以便減少該熱傳遞介質從中流過，其中流過處於該閉合狀態之該壓力控制閥之熱傳遞介質的一數量小於流過處於該打開狀態之該壓力控制閥之熱傳遞介質的一數量； 一或多個壓力換能器，每一壓力換能器流體地耦接至一對應壓力控制閥；及 一控制系統，該控制系統與每一壓力控制閥操作地通信，該控制系統經組態以： 判定至少一個低溫探針正在執行一冷凍操作抑或一解凍操作； 若該控制系統判定該至少一個低溫探針正在執行該冷凍操作，則打開流體地耦接至該至少一個低溫探針之該壓力控制閥，使得經由該壓力控制閥將一熱傳遞介質供應至該至少一個低溫探針，以便導致低溫膨脹及/或冷凍，及 若該控制系統判定該至少一個低溫探針正在執行該解凍操作， 則基於由該壓力換能器量測之壓力而致動該壓力控制閥以重複地打開及閉合流體地耦接至該至少一個低溫探針之該壓力控制閥， 使得經由該壓力控制閥供應之該熱傳遞介質的該壓力小於對應於自該熱傳遞介質產生之低溫膨脹及/或冷凍的一壓力， 其中該控制系統經組態以基於由流體地耦接至該對應壓力控制閥之該壓力換能器中之每一者量測的壓力而獨立於其他壓力控制閥致動每一壓力控制閥。
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