[0002] 本国际PCT
专利申请要求2014年11月13日提交的美国临时专利申请第62/079,299号的权益。
[0004] 本发明涉及冷冻手术且更特定来说冷冻消融
导管，其包括接近其
临界点操作的
流体。
[0005] 2.相关领域的描述
[0006] 冷冻消融是通
过冷却或冷冻组织至致死程度来消融组织的外科技术。冷冻消融具有尽可能减小永久性附带组织损伤的益处且具有在大范围疗法的适用性，包括癌症和心脏
疾病的
治疗。
[0007] 然而
蒸发过程会给某些冷冻手术系统带来缺点。
液化气体的蒸发过程会导致随着液体转化为气体而出现巨大膨胀；体积膨胀接近200倍。在小直径系统中，这种程度的膨胀一致地导致在本领域中称为“汽塞”的现象。该现象通过冷冻剂在薄直径管中的流动得到例证。相对大体积膨胀气体的形成阻碍液体冷冻剂向前流动通过管。
[0008] 已被用于避免汽塞的传统技术包括对管直径的限制，要求其充分大以适应导致汽塞的蒸发效应。已利用其它复杂低温设备和布管构造以在沿运输管线形成N2气体时将其“排放”。这些设计还会限制成本效益和管直径。
[0009] 因此需要提供尽可能小侵入性、安全且高效的改良型组织低温冷却的方法和系统。
[0010] 发明概述
[0011] 用于在组织中形成损伤的血管内
近临界流体型冷冻消融系统包括近临界流体压力源或发生器；用于冷却近临界流体的近临界流体冷却器；与发生器流体连通的近临界流体型冷冻消融导管；和可操作以控制从导管的远治疗段递送至组织以冷却组织的冷却力的
控制器。所述控制器基于导管启动期间的条件将压力从相对高(例如近临界)压力调节至基本上较低的压力。
[0012] 在实施方案中，基于导管的
温度调控压力。当导管的温度达到目标温度时，降低压力。
[0013] 本发明的描述、目的和优点将通过以下详细描述以及
附图而变得明了。
[0014] 附图简述
[0016] 图2是低温冷却系统的示意图；
[0017] 图3是对应于图2所示系统的冷冻剂相图；
[0018] 图4提供概括图2冷却方法方面的
流程图；
[0019] 图5是概括另一冷却方法方面的流程图；
[0020] 图6是包括第二流动路径的低温冷却系统的示意图；
[0021] 图7是包括压力调控器的低温冷却系统的示意图；
[0022] 图8是包括
活塞或隔膜的低温冷却系统的示意图；
[0023] 图9A-9D是对应于各个压力调控的低温冷却系统的压力时间曲线；
[0024] 图10A是冷冻消融导管的透视图；
[0025] 图10B是沿图10A的线10B-10B获取的视图；
[0026] 图11是包括冷冻消融导管的冷冻消融系统的图示；和
[0027] 图12是图11所示冷冻消融导管的远段的放大透视图。
具体实施方式
[0028] 在详细描述本发明前，应理解本发明不限制于本文陈述的特定变化例，因为可以对所描述发明作出各种变化或
修改且可以在不脱离本发明精神和范围下替代等效内容。本领域技术人员在阅读本公开内容后将明白，本文所描述并图示的每个单独实施方案具有分立组件和特征，在不脱离本发明范围或精神下，其可以轻易地与任何其它几个实施方案的特征分离或组合。此外，可以作出许多修改以使特定情况、材料、物质组成、工艺、工艺行动或步骤适应本发明的目的、精神或范围。预期所有这类修改落于本文
权利要求的范围内。
[0029] 本文引述的方法可按照逻辑上可行的任何引述事件的顺序以及引述的事件顺序进行。此外，在提供值的范围时，应理解本发明涵盖在那个范围的上限与下限之间的每一个中间值和在那个声称范围内的任何其它声称或中间值。而且，预期所描述发明变化例的任何任选特征可以独立地，或与本文描述特征中的任何一个或多个组合地陈述和要求。
[0030] 本文提及的所有现有主题(例如公开、专利、专利申请和
硬件)是通过引用其全文的方式并入本文，除非主题与本发明矛盾(在这种情况中以本文内容为准)。
[0031] 本发明实施方案利用了使用冷冻剂的
热力学过程，所述冷冻剂在不遭遇汽塞现象下提供冷却。
[0032] 冷冻剂相图和近临界点
[0033] 本申请利用相图图示并比较各个热力学过程。图1示出实例相图。图的轴对应于压力P和温度T，且包括相线102，其描绘了液体与气体共存时的所有(P，T)点的轨迹。对于相线102左侧的(P，T)值，冷冻剂呈液态，基本上通过较高压力和较低温度实现，而相线102右侧的(P，T)值则界定冷冻剂呈气态时的区域，基本上通过较低压力和较高温度实现。相线102突然地终止于称为临界点104的单点。在氮N2的情况中，临界点在Pc＝3.396MPa且Tc＝-
147.15℃处。
[0034] 当流体在压力渐增期间同时具有液相和气相时，系统沿液-气相线102上移。在N2的情况中，低压力下的液体比气相致密高达两百倍。压力持续增大导致液体的
密度减小且气相的密度增大，直至它们只在临界点104处相等。液体与气体之间的区别在临界点104消失。因此通过被本文定义为“近临界条件”的在临界点周围的条件避免由于气体先于液体冷冻剂膨胀所导致的向前流动受阻。允许较大地脱离临界点同时维持功能性流动的因素包括较大的冷冻剂流动速度、较大的流动内腔直径和在
热交换器或冷冻治疗区域尖端上的较低热负荷。
[0035] 当从下方接近临界点时，汽相密度增大且液相密度减小直至刚好在临界点，此时这两个相的密度刚好相等。在临界点上方，液相与汽相的区别消失，只留下单一超临界相。所有气体十分好地服从以下范德华
状态方程：
[0036] (p+3/v2)(3v-1)＝8t [方程1]
[0037] 其中p＝P/Pc，v＝V/Vc且t＝T/Tc，且Pc、Vc和Tc分别是
临界压力、临界摩尔体积和
临界温度。
[0038] 变量v、p和t通常分别称为“降低的摩尔体积”、“降低的压力”和“降低的温度”。因此，具有相同p、v和t值的任何两种物质在接近其临界点时处于相同热力学状态。方程1因此称为体现“相应状态定律”。这更充分描述于H.E.Stanley,Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena(Oxford Science Publications,1971)，该文章的全文内容以引用的方式针对所有目的并入本文。
[0039] 在本发明实施方案中，将降低的压力p固定在大约为一的恒定值，并因此固定在接近临界压力的固定物理压力处，同时降低的温度t随着施加于器械的热负荷变化。如果降低的压力p是通过系统工程化设定的常量，那么降低的摩尔体积v是降低的温度t的精确函数。
[0040] 在本发明的其它实施方案中，可调节操作压力p以使在器械温度t变化的过程中，v维持低于将出现汽塞条件的一些最大值。一般希望将p维持在最低值，在这个值下真实情况是激
增压力以实现较高p值可涉及使用更复杂且更昂贵的
压缩机，导致整个设备支持系统的采购和维护更为昂贵且降低整体冷却效率。
[0041] 需要投放在v的条件以复杂且非解释方式取决于液体和
蒸汽两者中的体积流动速率dV/dt、液相和汽相的
热容和运输性质如热导率、
粘度等。本文未按代数封闭形式推导这个准确关系，但可以通过对描述器械内的物料和热传输的模型方程积分在数字上加以确定。概念上，汽塞发生在针头(或用于传输冷冻剂并冷却组织的其它器械结构)的加热速率产生汽相的时候。这个汽相的冷却力(与蒸汽的流速乘以其热容除以其摩尔体积成比例)无法跟上针头的加热速率。当发生这种情况时，形成越来越多汽相以通过在冷冻剂流动中液相向蒸汽的转化吸收过量的热。这创造了逃逸条件，此时液体转化为汽相填充针头，并且由于流入针头的热快速增大其温度和压力时导致这个汽相的大压力，实际上所有冷冻剂停止流动。这种情况称为“汽塞”。
[0042] 根据本发明的一个实施方案，液相和汽相在其摩尔体积上基本上一致。冷却力在临界点，且冷却系统避免汽塞。此外，在稍低于临界点的条件下，设备也可避免汽塞。
[0043] 冷冻消融系统
[0044] 图2提供在一个实施方案中的低温系统的结构布局的示意图，且图3提供图示当操作图2的系统时冷冻剂所取的热力学路径的相图。在两个图中的圆圈数字识别符对应，以使图2指示达到沿热力学路径识别的操作点的物理
位置。因此，以下描述有时同时参考图2的结构图示和图3的相图来描述冷却流的物理和热力学方面。
[0045] 出于图示的目的，图2和图3具体引述了氮冷冻剂，但这不希望加以限制。本发明可更一般地配合任何合适冷冻剂使用，如例如氩、氖、氦、氢和
氧。
[0046] 在图3中，液-气相线用参考标签256识别且冷冻剂所跟随的热力学路径用参考标签258识别。
[0047] 利用低温发生器246供应某一压力下的冷冻剂，在图2和图3中由①标出的其出口处，所述压力超过冷冻剂的临界点压力Pc。冷却循环一般可以始于相图中具有高于或稍低于Pc的压力的任何点，但所述压力宜接近临界点压力Pc。本文所描述过程的冷却效率一般在初始压力接近临界点压力Pc时较大，如此一来，在较高压力下，实现所要求流动可能存在增大的
能量要求。因此，实施方案有时可并入各个较高上限压力，但基本上接近临界点开始，如Pc的0.8与1.2倍之间，且在一个实施方案中，为Pc的约0.85倍。
[0048] 如本文所使用，术语“近临界”意指接近液-汽临界点。这个术语的使用等效于“接近临界点”且其是液-汽系统充分接近临界点、流体的动态粘度接近正常气体且远低于液体；但同时其密度接近正常液态的区域。近临界流体的热容甚至高于其液相的热容。气体样粘度、液体样密度和极大热容的组合使其成为极高效冷却剂。近临界点是指液-汽系统充分接近临界点以使液相和汽相的
波动足够大以创造相对于其背景值的大热容增强的区域。所述近临界温度为在临界点温度的±10％内的温度。近临界压力介于临界点压力的0.8与1.2倍之间。
[0049] 再参考图2，冷冻剂流过管，其至少一部分被处于液态的冷冻剂的储集器240包围，从而在基本上不改变其压力下降低其温度。在图2中，储集器示为液体N2，热交换器242提供在储集器240内以从流动的冷冻剂提取热。在储集器240外，可围绕管提供热绝缘以防止当冷冻剂从冷冻剂发生器246流动时发生的不希望升温。在点②，在通过与液体冷冻剂
接触而被冷却后，冷冻剂具有较低温度但基本上处于初始压力下。在一些情况中，如图3中所示，可以按压力稍微下降的方式存在压力变化，条件是压力不会下降至基本上低于临界点压力Pc，即不下降至低于确定的最低压力。在图3所示的实例中，温度降由于流过的液体冷冻剂为约50℃。
[0050] 随后将冷冻剂提供给器械供用于低温应用。在图2所示的例示实施方案中，将冷冻剂提供至导管224的入口236，如可用于医疗低温血管内应用，但这不是要求。
[0051] 实际上，医疗器械的形式可以变化很大且包括但不限制于：仪器、电器、导管、器械、工具、设备和探针，不论这类探针为短且刚硬或是长且柔软，且不论其用于开放、微创、非侵入性、手动或是
机器人手术。
[0052] 在实施方案中，冷冻剂可通过导管的近部导入，沿导管的柔软中间段继续前行并进入导管的远治疗段中。当冷冻剂传输通过导管并跨过图2和图3中的标签②与标签③之间的冷冻
消融治疗区域228时，冷冻剂的压力和/或温度会因其移动通过与器械的界面，例如图2中的冷冻消融区域228而存在轻微变化。这类变化一般可表现为轻微温度升高和轻微压力下降。假如冷冻剂压力保持高于确定的最低压力(和相关条件)，那么轻微温度升高不会显著影响性能，因为冷冻剂会简单地移动返回至临界点而不遇上液-气相线256，从而避免汽塞。
[0053] 沿
冷冻疗法导管(或设备、电器、针头、探针等)的轴和沿将近临界冷冻能力递送给这些针头的支持系统的热绝缘可使用
真空。
[0054] 在图示实施方案中，可用包括止回
阀216、流动阻抗和/或流动控制器的总成控制从冷冻剂发生器246通过导管224或其它器械的冷冻剂的流动。导管224本身可包括沿其长度的真空绝缘232(例如
覆盖或护套)且可具有用于低温应用的低温冷冻消融区域228。与工作冷冻剂的压力在探针尖端显著变化的Joule-Thomson探针不同，本发明的这些实施方案提供在整个设备上相对很小的压力变化。因此，在点④，冷冻剂的温度已升高至大约
环境温度，但压力保持为高。当冷冻剂传输通过导管时通过维持压力高于或接近临界点压力Pc，避免了液-气相线256和汽塞。
[0055] 在点⑤，冷冻剂压力返回至环境压力。随后可在基本上环境条件下通过排放口204排放冷冻剂。
[0056] 近临界流体冷冻消融系统、其部件和各种布局的实例描述于美国专利申请第10/757,768号，其作为美国专利第7,410,484号，于2008年8月12日发表，标题为“CRYOTHERAPY PROBE”，由PeterJ.Littrup等人于2004年1月14日提交；美国专利申请第10/757,769号，其作为美国专利第7,083,612号，于2006年8月1日发表，标题为“CRYOTHERAPY SYSTEM”，由PeterJ.Littrup等人于2004年1月14日提交；美国专利申请第10/952,531号，其作为美国专利第7,273,479号，于2007年9月25日发表，标题为“METHODS AND SYSTEMS FOR CRYOGENIC COOLING”，由Peter J.Littrup等人于2004年9月27日提交和美国专利第8,387,402号(属于Littrup等人)，所有这些文献是以引用其全文的方式针对所有目的并入本文。
[0057] 图4的流程图图示了用于冷却目标组织的方法，其中冷冻剂跟随类似于图3所示的热力学路径。在框310，产生具有超过临界点压力的压力且接近临界点温度的冷冻剂。所产生的冷冻剂的温度在框314处通过与具有较低温度的物质热交换而被降低。在一些情况中，这可通过与环境压力的液态冷冻剂热交换方便地实施，但在不同实施方案中，热交换可在其它条件下实施。例如，在一些实施方案中可能使用不同冷冻剂，如当
工作流体为氩时，通过与液氮热交换。且，在其它替代实施方案中，可与处于不同于环境压力的压力下的冷冻剂热交换，如提供处于较低压力的冷冻剂以创造更冷环境。
[0058] 在框318处将经进一步冷却的冷冻剂提供给低温应用器械，其可在框322处用于冷却应用。冷却应用可视乎是否用冷却应用冷冻物体而包括激冷和/或冷冻。冷冻剂的温度由于冷冻剂应用而升高，且加热的冷冻剂流动至在框326处的控制台。虽然可存在一些变化，但冷冻剂压力在框310-326期间基本上维持大于临界点压力；在这些阶段，冷冻剂的主要热力学性质变化是其温度。在框330，随后让经加热冷冻剂的压力降低至环境压力，以使可在框334排放或再循环冷冻剂。在其它实施方案中，框326处的其余加压冷冻剂还可沿路径返回至框310进行再循环而不是在环境压力下排放冷冻剂。
[0059] 压力调控
[0060] 图5是图示本发明另一实施方案的流程图500。
[0061] 步骤510叙述产生处于或接近临界压力和温度的冷冻剂。可例如按上文参考图2-3所描述般执行步骤510。
[0062] 步骤520叙述降低冷冻剂温度。还可例如按上文参考图2-3所描述般执行步骤520。
[0063] 步骤522叙述确定导管温度是否低于
阈值。可利用放置在治疗段末端上或传输通道内或在其它情况中沿流动路径放置的热偶实施温度测定，以测定设备本身、冷冻剂和/或组织的温度。实际上，可在整个尖端、治疗段、进入流动路径、返回流动路径和优选直接接触冷冻剂地放置多个温度
传感器以获得实时温度、经时温度变化和进入冷冻剂与外出冷冻剂的温度差异的准确测定。
[0064] 如果温度不低于阈值，那么不降低压力。
[0065] 如果温度低于阈值，那么按步骤524所指示将压力降低至预设值。在实施方案中，在将低温设备治疗段放置在待冷却目标组织附近，且确认温度低于阈值后，一旦设备尖端或组织达到目标温度，便将压力从第一相对高(近临界)压力基本上降低至第二较低压力。
[0066] 在确定温度是否低于预设值且是否要降低压力后，步骤530叙述将冷冻剂提供给导管。还可按上文参考图2-3所描述般执行步骤530。
[0067] 在不希望受理论约束下，一旦导管冷冻元件或组织温度降低至目标冷温度(例如-100℃)，与汽塞相关的上述问题被降至最小，因为围绕设备治疗段的组织被降温(即冷冻)。
激冷的组织不会像原本充当热沉升温冷冻剂的组织那样充当热沉(并升温)流动的冷冻剂。
冷冻剂应不具有在设备内从液相向汽相转化的趋势。预期在流动循环期间冷冻剂保持为液体且气体摩尔体积不增大。因此，图5所描述的实施方案提供了初始(或第一)高压力冷冻剂操作阶段和第二低压力治疗阶段。在低压力治疗阶段期间的例示压力在200至0psi范围内且温度在-50至-150℃范围内。此外，初始高压力和较低治疗阶段的时间段分别在10秒至1分钟和30秒至4分钟范围内。
[0068] 可采用各种不同的系统在高(近临界)压力至相对低压力之间调控压力。图6-8是图示具有压力调控或调节组件的各种冷冻消融系统的示意图。
[0069] 参考图6，例如冷冻消融系统600包括第一冷冻剂流动路径，其包括高压冷冻剂供应或发生器610，冷却部件620、冷冻消融导管630和高压止回阀640。止回阀640可操作以在介于例如400至480psi范围内的压力下打开。第一流动路径优选在近临界压力下将第一或初始阶段的冷冻剂传输至导管治疗段。避免了汽塞。
[0070] 在初始阶段后，或在测得温度达到指示邻近组织被基本上冷却且汽塞
风险降至最低的阈值温度的时间点，阀660被打开。冷冻剂流动至低压阀662，其在比止回阀640基本上更低的第二压力下打开。第二低压阀可被编程为在介于300至0psi范围，且更优选低于或等于200psi的压力下打开。随后可进一步处理冷冻剂或释放至环境。
[0071] 本文描述的阀可手动操作或在实施方案中，通过使用更精细设备如控制器操作。控制器可操作以将
信号发送至阀和其它系统组件以实施冷冻消融治疗。
[0072] 本文描述的压力调控系统具有超越静态近临界型冷冻消融系统的实际和安全优势。低压冷冻剂更易操控，因为达到操作压力所需的能量更小，低压力下不太可能存在
泄漏的风险，使用在较低压力下的冷冻剂时因泄漏引发的后果或破坏更小。实际上，低压冷冻剂泄漏比高压冷冻剂泄漏对设备、患者安全性和操作员具有更小影响。此外，可将低压冷冻剂直接排放至大气。
[0073] 图7图示能够调控压力的另一个冷冻消融系统700。类似于上述系统，冷冻消融系统700包括高压冷冻剂供应或发生器710、冷却部件720、冷冻消融导管730和第一止回阀740。第一流动路径优选在近临界压力下将第一或初始阶段的冷冻剂传输至导管的治疗段。
避免了汽塞。
[0074] 参考图9A，在初始时间段ti后，压力调控器750被启动以导致压力降低至第二低压力Pt。随后，将低压冷冻剂传输通过冷冻消融导管730用于治疗邻近组织。虽然压力下降至基本上低于近临界压力的压力，但因为仪器末端段和周围组织是冷的且即使压力下降也不会导
致冷冻剂流体
相变，所以避免了汽塞。
[0075] 压力调控器和阀可手动操作，或更优选地，使用更精细设备如控制器操作，所述控制器将信号发送至阀和其它系统组件以实施如本文所描述的冷冻消融治疗。
[0076] 图8图示能够调控压力的另一个冷冻消融系统800。冷冻消融系统800包括冷冻剂供应810、
单向阀812、冷却部件820、冷冻消融导管830和止回阀840。
[0077] 此外，图8所示的系统包括在单向阀812下游的活塞850。启动活塞以将单向阀812下游的冷冻剂压力增大至处于或高于近临界压力的高压力。优选地，活塞是快速启动构件，其可即时增大压力并将所需高压力维持一段选择时间。例如，可如图9B所示周期性地将压力P增大至近临界压力Pc。因此，可将压力时间曲线定义为具有振幅和
频率的
波形。仪器和组织的温度降低至较低稳态致死目标温度。时间段(tt)表示仪器消融维持在低压力Pt的第二治疗阶段。
[0078] 或者，可按图9C所示的阶梯调控压力。阶梯可按等增量，或非线性下降。
[0079] 在另外一个实施方案中，压力可按图9D所示在连续速率下下降。虽然图9D图示了直线图样，但图样可向低治疗压力Pt弯曲或在其它情况中倾斜。
[0080] 再次参考图8。在初始阶段后，启动活塞850，并打开阀814和阀862。随后，将低压冷冻剂传输通过冷冻消融导管830用于治疗邻近组织。虽然压力下降至基本上低于近临界压力的压力，但因为仪器末端段和周围组织是冷的且即使压力下降也不会导致冷冻剂流体相变，所以避免了汽塞。
[0081] 如本文进一步描述，系统组件(包括但不限制于活塞、阀、
泵、
开关和调控器)可手动启动或在其它实施方案中经由控制器启动。可提供如图11所示且在相应文字中描述的工作站或控制台以允许操作员方便地操作冷冻消融仪器。
[0082] 冷冻消融导管
[0083] 本发明的冷冻消融设备可具有各种不同的构造。例如，本发明的一个实施方案是如图10A所示的柔软导管400。导管400包括适用于流体连接至流体源(未示出)的近端布置
外壳或连接器410。
[0084] 示出从连接器410延伸的多个流体输送管420。这些管包括用于接收连接器的进入流动的一组进入流体输送管422和用于将连接器410的出路流动排出的一组出路流体输送管424。在实施方案中，每个流体输送管422、424由在-200℃至环境温度的全范围内维持柔软的材料形成。在实施方案中，每个流体输送管具有在介于约0.10mm与1.0mm之间(优选介于约0.20mm与0.50mm之间)范围内的内径。每个流体输送管可具有在介于约0.01mm与0.30mm之间(优选介于约0.02mm与0.10mm之间)范围内的壁厚。
[0085] 将端盖440安置在流体输送管422、424的末端以提供从进入流体输送管422向出路流体输送管424的流体输送。示出具有无损伤尖端的端盖。端盖440可以是提供从进入流体输送管422向出路流体输送管424的流体输送的任何合适元件。例如，端盖440可界定用于流体连接管422、424的内部腔室、空洞或通路。
[0086] 图10B还示出包围
管束420的外护鞘430。外护鞘用于将管保持管状布局，并保护结构免受外来物体和障碍物刺穿或折断。
[0087] 示出温度传感器432在远段的表面上。温度传感器可以是感测对应于邻近组织的温度并通过管束中的线将信号发送返回至控制台供处理的热偶。温度传感器可放置在沿杆部的其它位置或在流体传输管的一个或多个内以确定流入与流出之间的温度差异。
[0088] 在实施方案中，流体输送管420由
退火不锈
钢或
聚合物如聚酰亚胺形成。在这类构造中，材料在近临界温度下可维持柔软。在其它实施方案中，输送管可成形、可偏转或可导向以与各种解剖结构形成持续稳固接触。包括可偏转设计的其它合适器械描述于2015年4月7日提交，标题为Endovascular Near Critical Fluid Based Cryoablation Catheter Having Plurality of Preformed Treatment Shapes的国际专利申请PCT/US2015/024778中。
[0089] 管布局存在许多构造。在实施方案中，流体输送管由环形阵列形成，其中进入流体输送管组包括界定环的中心区域的至少一个进入流体输送管且其中出路流体输送管组包括按环形模式围绕所述中心区域分隔的多个出路流体输送管。在图10B所示的构造中，流体输送管422、424属于这类实施方案。
[0090] 在操作期间，冷冻剂流体从处于接近-200℃的温度的合适冷冻剂源通过供应线到达导管。冷冻剂循环通过暴露流体输送管所提供的多管状冷冻区并返回至连接器。
[0091] 在实施方案中，氮流在任何热负荷下在小直径管内不形成气泡，从而不制造限制流动和冷却力的汽塞。通过在近临界条件下在至少能量施用的初始时段内操作，汽塞得以消除，因为液相与气相之间的区别消失。
[0092] 多管状设计优于单管设计，因为其它管可以在冷冻剂与组织之间提供实质增大的热交换面积。视乎所使用的管的数目，低温仪器可将接触面积相对于具有类似大小直径但使用单杆的先前设计增大几倍。然而，本发明不希望限制于单或多管设计，除非在随附权利要求中具体说明。
[0093] 冷冻消融控制台
[0094] 图11图示冷冻消融系统950，其具有推车或控制台960和经由柔软细长管910可拆卸连接至控制台的冷冻消融导管900。将在下文中结合图12更详细描述的冷冻消融导管900含有一个或多个流体传输管以移除来自组织的热。
[0095] 控制台960可包括或容置各种不同组件(未示出)如例如发生器、控制器、罐、阀、泵等。图11示出安置在推
车顶部上以便用户操作的计算机970和显示器980。计算机可包括控制器、
定时器或与外部控制器通信以驱动冷冻消融系统的组件如泵、阀或发生器。可提供输入装置如
鼠标972和
键盘974以允许用户输入数据并控制冷冻消融器械。
[0096] 在实施方案中，计算机970被构造或编程为如本文所描述控制冷冻剂流速、压力和温度。目标值和实时测定可发送至并显示在显示器980上。
[0097] 图12示出冷冻消融设备900的远段的放大视图。远段900在设计上类似于上文描述，除了治疗区域914包括柔软保护覆盖924。覆盖在流体传输管之一裂开的事件中用于容纳冷冻剂泄漏。虽然不希望或不预期任何流体递送传输管发生泄露，但保护覆盖提供了额外或冗余屏障，使得冷冻剂在手术期间必须刺穿才能逃出导管。在实施方案中，保护覆盖可由金属形成。
[0098] 此外，可将热传导液体布置在传输管与覆盖的内表面之间的空间或间隙内以增强治疗期间器械的热学冷却效率。在实施方案中，所述热传导液体是
水。
[0099] 示出覆盖924呈管状或圆柱形且终结于远尖端912。如本文所描述，冷却区域914含有多个流体递送和流体返回管以将冷却流体传输通过治疗区域914，导致向/从目标组织传递/移除热。在实施方案中，流体在接近相图中流体的临界点的物理条件下，在第一时间段内被传输通过管束，且随后降低压力并维持如本文所描述的第二时间段。在递送管之一形成泄漏的事件中，覆盖尤其用于容纳冷却流体并防止其逃出导管。
[0100] 虽然覆盖示于图11-12中，但本发明不希望限制于此，除非在权利要求中说明。设备可具有或不具有保护覆盖且用于冷却目标组织。
[0101] 应用
[0102] 本文所描述的系统和方法可用于各种不同的医学应用，包括例如
肿瘤学和心血管应用。计划用冷冻能消融的候选肿瘤包括胸腔和上及下GI中的目标组织和肿瘤。本文所描述的器械还可应用于摧毁或减小头和颈中的目标组织。
[0103] 例示心血管应用是形成长形连续损伤的血管内型心脏消融。如本文所描述，在心脏某些位置形成细长的连续损伤可用于治疗各种病况如例如
心房纤维颤动。见例如2014年4月17日提交，标题为Endovascular Near Critical Fluid Based Cryoablation Catheter Having Plurality of Preformed Treatment Shapes的专利申请第61/981,110号。
[0104] 本文所描述的方法和系统用于形成具有在1-15cm或2-10cm范围内，且更优选介于5-8cm之间的长度的损伤。损伤优选是连续且线型，而不是如一些先前点式消融技术中的一系列点。根据上述设计，可将冷冻能和热传递聚焦于心内膜上，从而形成完全穿过心内膜的损伤(透壁损伤)。此外，在实施方案中，导管通过调控冷却流体的压力获得无汽塞的冷却力。冷却流体优选在接近其在相图的临界点处，在能量启动的至少一段时间内传输，且随后任选降低至较低压力。
[0105] 可将根据本发明原理的心脏消融导管沿左心房的
内衬放置成直接接触，从而在消融向外进行时避开在心脏内的流动血液的大部分巨大热沉。
[0106] 此外，导管构造可包括大量弯曲或环路，其提供圆周以及线性消融。本文描述的导管可加以操控以在例如
肺血管入口附近或周围形成环形损伤。
[0107] 根据以上教导可对本发明进行许多修改和变化。因此应理解在随附权利要求范围内，可按照具体描述以外的方式实践本发明。
