ES2333793T3 - Extremo distal para cateteres de ablacion criogena. - Google Patents
Extremo distal para cateteres de ablacion criogena. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2333793T3 ES2333793T3 ES04076556T ES04076556T ES2333793T3 ES 2333793 T3 ES2333793 T3 ES 2333793T3 ES 04076556 T ES04076556 T ES 04076556T ES 04076556 T ES04076556 T ES 04076556T ES 2333793 T3 ES2333793 T3 ES 2333793T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- capillary tube
- refrigerant
- fluid
- tube
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/02—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/02—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
- A61B2018/0212—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques using an instrument inserted into a body lumen, e.g. catheter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/02—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
- A61B2018/0231—Characteristics of handpieces or probes
- A61B2018/0262—Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Un sistema de transferencia de calor para la ablación criogénica que comprende: un tubo de suministro hueco que tiene un extremo proximal y un extremo distal; un tubo capilar que tiene un extremo proximal y un extremo distal con el extremo proximal del mismo conectado en comunicación de fluido con el extremo distal de dicho tubo de suministro, estando dicho tubo capilar configurado con un paso que tiene una longitud "l" y un diámetro "d"; un miembro de extremo posicionado para rodear el extremo distal de dicho tubo capilar para crear una cámara criogénica entre ambos; y una fuente de fluido refrigerante conectada en comunicación fluida con el extremo proximal del tubo de suministro para introducir el fluido refrigerante dentro del tubo de suministro caracterizado porque el sistema de transferencia de calor comprende además: un refrigerador previo y un regulador de la presión destinados a enfriar previamente dicho fluido refrigerante hasta aproximadamente -45ºC a una presión de trabajo "p w" de entre alrededor de 27,22 atmósferas y 30,62 atmósferas para la transferencia del fluido refrigerante a través de dicho tubo capilar en un estado líquido para que salga del extremo distal de dicho tubo capilar y entre en dicha cámara criogénica en un estado sustancialmente líquido para la transición subsiguiente del fluido refrigerante en un estado gaseoso con una presión de punta "pt" y una temperatura de punta "tt" para la transferencia de calor a través de dicho miembro de punta y dentro del refrigerante fluido gaseoso en dicha cámara criogénica.
Description
Extremo distal para catéteres de ablación
criogénica.
La presente invención pertenece en general a
dispositivos médicos para intervenciones que pueden hacerse
avanzar a través del sistema vascular de un paciente. Más
particularmente, la presente invención pertenece a catéteres
criogénicos que sean útiles para la ablación criogénica de tejidos
en el sistema vascular. La presente invención es particularmente,
pero no exclusivamente, útil para la construcción y el despliegue de
un catéter criogénico en el que un fluido refrigerante pasa de un
estado líquido a uno gaseoso, en un lugar operativo en el sistema
vascular, para establecer temperaturas de ablación criogénicas que
son aproximadamente inferiores a menos ochenta y cuatro grados
centígrados.
Los dispositivos médicos que pueden hacerse
avanzar en el sistema vascular de un paciente, y son posicionados
correctamente en un lugar para un procedimiento in situ,
tienen diversas exigencias estructurales comunes entre sí. La más
importante es que deben ser dimensionados correctamente para poder
hacerlos avanzar dentro del sistema vascular. Esto requiere que
sean largos y fuselados. También, han de ser dirigidos fácilmente,
biocompatibles, flexibles y tener suficiente resistencia estructural
para mantener su integridad mientras son empleados en el sistema
vascular. Con todo esto en la mente, el dispositivo para la
intervención debe ser también completamente capaz de ejecutar la
función a la que está destinado.
Recientemente, han sido de interés sustancial
los procedimientos médicos que implican la ablación criogénica de
tejidos. En general, tales procedimientos están destinados a
congelar concretamente un tejido identificado. Un procedimiento
para el que la ablación criogénica de tejidos se sabe que es
particularmente eficaz es el tratamiento de la fibrilación
auricular en el ventrículo izquierdo del corazón. Ocurre, sin
embargo, que la ablación criogénica en general, y este
procedimiento en particular, requieren preferiblemente temperaturas
inferiores a menos ochenta y cuatro grados centígrados (-84ºC).
Para generar esas bajas temperaturas en el sistema vascular de un
paciente han de ser considerados necesariamente diversos principios
de la transferencia del calor. Concretamente, no solamente han de
ser generadas temperaturas muy bajas, sino que estas temperaturas
deben ser confinadas de algún modo en la proximidad del lugar en que
el tejido es extirpado criogénicamente.
La ley de Fourier de la conducción de calor
establece que el régimen al que el calor es transferido a través de
un cuerpo, por unidad de área de la sección transversal, es
proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo
(dQ/dt = régimen de transferencia de calor). Matemáticamente, este
fenómeno se expresa mediante:
dQ/dt =
-\lambdaAdT/dx
donde \lambda es la conductividad
térmica del material, "A" es el área de la sección transversal
a través de la cual el calor ha de ser transferido, y dT/dx es el
gradiente de temperatura local. En el contexto de un catéter
criogénico, "A" será predeterminada y estará necesariamente
limitada por consideraciones de espacio. Además, puesto que pueden
ser usados materiales muy conductores térmicamente en la fabricación
del catéter criogénico (por ejemplo, cobre), la conductividad
térmica (\lambda) para que un procedimiento de ablación
criogénica sea controlado eficazmente por la conductividad
relativamente baja del tejido que ha de ser enfriado. Por tanto,
puede ser apreciado que el gradiente "dT/dx" es una variable
de control de importancia significativa. En particular, es
conveniente que el gradiente de temperatura local entre el tejido en
un lugar operacional, y el refrigerante en un catéter criogénico,
sea todo lo grande que es posible. Expuesto de modo diferente. Es
conveniente tener temperaturas de catéter criogénico en el lugar
operacional que sean todo lo bajas que es
posible.
En adición al efecto del gradiente de
temperaturas expuesto anteriormente, se ha de apreciar también que
puede ser efectuada una cantidad sustancial de transferencia de
calor en una sustancia sin cambio alguno en la temperatura.
Concretamente, este fenómeno implica el calor latente y se produce
siempre que una sustancia, tal como un fluido refrigerante, cambia
de estado. Por definición, "calor latente" es el calor que se
requiere para cambiar el estado de una masa unidad de una sustancia
en estado sólido a un estado líquido, o de uno líquido a uno
gaseoso, sin cambio alguno de temperatura. En el caso de un fluido
refrigerante, se puede decir que antes de ese estado de cambio, el
líquido refrigerante es un "refrigerante en exceso". Por otra
parte, después de que el fluido refrigerante empieza a hervir (es
decir, a cambiar de estado de líquido a gas) el gas refrigerante es
un "refrigerante limitado". En lo que se refiere a los
catéteres criogénicos, debido a la exigencia de bajas temperaturas
operativas, es conveniente obtener el potencial de refrigeración
adicional que resulta durante la transferencia de calor latente.
Expuesto de modo diferente, es preferible para el refrigerante
permanecer en estado líquido (es decir, que haya "refrigerante en
exceso") hasta que sea utilizado por la ablación criogénica.
En este instante se ha de tener en cuenta
también que hay un beneficio significativo que se obtiene mediante
el mantenimiento de un refrigerante fluido en su estado líquido
mientras circula a través de un sistema. Concretamente, el
beneficio proviene del hecho de que, cualquier agua arrastrada por
el fluido refrigerante tiene impedida la formación de cristales o
hielo que podrían obturar el sistema, mientras el refrigerante
permanece líquido. Esta es una consideración particularmente
importante siempre que un sistema requiere que el refrigerante pase
a través de orificios pequeños o estrechos.
Como se ha expuesto anteriormente, para el
funcionamiento de un sistema de ablación criogénica es necesario
seleccionar un fluido refrigerante que sea capaz de generar
temperaturas muy bajas (es decir, <-84ºC). Antes de su uso en el
sistema, no obstante, el fluido refrigerante es almacenado
típicamente en vasos a muy alta presión (es decir, de alrededor de
47,63 atmósferas). Por otra parte, cuando se ha de usar en un
catéter criogénico, la presión sobre el refrigerante necesita ser
reducida en etapas de alrededor de una atmósfera. En adición al
efecto de la refrigeración, una importante consideración es aquí que
la presión sea reducida a un nivel inferior al de la presión
sanguínea normal por razones de seguridad.
Aunque hay diversas maneras bien conocidas en la
técnica pertinente para reducir la presión en un fluido, una manera
conveniente de efectuar esta reducción de la presión en un catéter
criogénico es haciendo pasar el fluido refrigerante a través de un
tubo capilar. Para que los tubos capilares puedan ser considerados
como tuberías uniformes, rectas, largas, es aplicable la
"ecuación de Darcy". Según la ecuación de Darcy una caída de
presión a lo largo de la longitud de la tubería (tubo)(es decir,
pérdida "h_{l}" en cabeza) puede ser expresada
matemáticamente por:
h_{l} =
f(l/d)(V^{2}/2g)
En la expresión anterior: "f" es un factor
de rozamiento, "l" es la longitud del tubo, "d" es el
diámetro del tubo, "V" es la velocidad del fluido a través del
tubo, y "g" es la aceleración debida a la gravedad.
En la ecuación de Darcy se ha de tener en cuanta
que la pérdida (h_{l}) en cabeza es proporcional a la relación
"l/d". Esto es lo mismo que decir que la pérdida en cabeza es
inversamente proporcional a la relación de aspecto ("d/l") de
la tubería (tubo). Independientemente de como se ve, la caída de
presión a lo largo de toda la longitud de una tubería aumentará
reduciendo el diámetro interior de la tubería "d" o
incrementando la longitud "l" de la tubería. En cualquier
caso, las dimensiones de un tubo que ha de ser usado en un catéter
criogénico con el propósito de reducir la presión sobre un
refrigerante fluido deben ser seleccionadas de modo que el fluido
sea "un refrigerante en exceso" (es decir, en un estado
líquido) a medida que se desplaza a través del tubo. Los resultados
empíricos pueden ser útiles cuando determinan las dimensiones más
eficaces para ese tipo de tubo.
A la luz de lo expuesto, un objeto de la
presente invención es proporcionar un sistema de transferencia de
calor que mantenga un fluido refrigerante en un estado líquido
durante una caída de presión en el fluido que es mayor que 27,22
atmósferas (400 psia, presión absoluta en libras por pulgada
cuadrada), cuando la presión final sobre el fluido es menor que
aproximadamente una atmósfera. Otro objeto de la presente invención
es proporcionar un sistema de transferencia de calor que evite
eficazmente el desarrollo de cristales o hielo en el sistema al
pasar el refrigerante a través de un orificio relativamente pequeño.
Otro objeto todavía de la presente invención es proporcionar un
sistema de transferencia de calor que pueda ser introducido
seguramente en el sistema vascular de un paciente en el que creará
temperaturas tan bajas como de alrededor de menos ochenta y cuatro
grados centígrados. Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de transferencia de calor que sea de
fabricación relativamente fácil, sencillo de usar y de coste
comparativamente eficaz.
La Publicación de la Solicitud de Patente de los
EE.UU. Nº 2002-0198578 describe un método y un
aparato para ejecutar la hipotermia de un órgano seleccionado sin
efecto significativo sobre los órganos u otros tejidos que le
rodean.
La presente aplicación se refiere a un sistema
de transferencia de calor para la ablación criogénica como se
reivindica en la Reivindicación 1.
Un catéter criogénico (es decir, un sistema de
transferencia de calor) de acuerdo con la presente invención
incluye un tubo de suministro hueco que tiene un extremo distal que
está conectado en comunicación de fluido con el extremo proximal de
una tubo capilar. Adicionalmente, un miembro de punta está
posicionado alrededor del extremo distal para rodear el extremo
distal del tubo capilar para crear de ese modo una cámara criogénica
que esté situada en el extremo distal del catéter criogénico.
La fuente de fluido refrigerante mencionada
anteriormente está conectada en comunicación de fluido con el
extremo proximal del tubo de suministro. Preferiblemente, el fluido
refrigerante es óxido nitroso (N_{2}O), y es introducido dentro
del tubo de suministro a una presión de trabajo "p" que estará
típicamente en un intervalo entre 23,82 atmósferas y 34,02
atmósferas, (350-500 psia). El fluido refrigerante
circula secuencialmente a través del tubo de suministro y a través
del tubo capilar. Es importante que el fluido refrigerante que sale
del extremo distal del tubo capilar, esté sustancialmente todavía en
un estado líquido. Las dimensiones de ambos el tubo de suministro y
el tubo capilar, así como la presión de trabajo "p_{w}" para
el fluido refrigerante sean escogidos concretamente para este
propósito.
Para la construcción de la presente invención,
el tubo de suministro está configurado con un paso interior que
tiene una longitud "l_{S}" y un diámetro "d_{S}".
Además, el tubo capilar está configurado con paso interior que
tiene una longitud "l" y un diámetro "d". Más
concretamente, el diámetro "d" del paso de tubo capilar es
menor que el diámetro "d_{S}" del paso central del tubo de
suministro. Como concretamente se pretende para la presente
invención, el fluido refrigerante experimenta mucha mayor
resistencia y una caída de presión mucho mayor al pasar a través
del tubo capilar que al pasar a través del tubo de suministro.
Detalladamente, aunque el tubo de suministro puede tener una
relación "d_{5}/l_{5}" de aspecto de alrededor de 0,1 ó
0,05, el tubo capilar tendrá preferiblemente una relación "d/l"
de aspecto comprendida entre 0,0008 a 0,00017. Cuando se calcula la
relación de aspecto para el tubo capilar, la longitud "l"
estará preferiblemente comprendida en un intervalo de
aproximadamente 14,3 mm y 254 mm, y el diámetro "d" del tubo
capilar estará entre alrededor de 0,203 mm y 0,254 mm.
Como se ha indicado anteriormente, para el
funcionamiento de la presente invención, la presión de trabajo
"p_{W}" sobre el fluido refrigerante en el extremo proximal
del tubo de suministro, estará preferiblemente en un margen entre
23,82 atmósferas y 34,02 atmósferas. Por otra parte, la presión
(p_{1}) de punta sobre el fluido refrigerante a medida que este
deja el extremo distal del tubo capilar y entra en la criocámara es
preferiblemente menor que alrededor una atmósfera. Dentro de este
medio, después de haber pasado el fluido refrigerante de su estado
gaseoso en la criocámara, creará una temperatura "p_{t}" de
extremo que es menor que alrededor de menos ochenta y cuatro grados
centígrados (p_{t} <-84ºC).
Las nuevas características de esta invención,
así como la propia invención, ambas en cuanto a su estructura y
funcionamiento, se comprenderán mejor a partir de los dibujos que se
acompañan, considerados en combinación con la descripción que se
acompaña, en la cual los caracteres de referencia similares se
refieren a partes similares, y en la cual:
La Figura 1 es una vista esquemática de un
sistema que incorpora la presente invención;
la Figura 2 es una vista en sección transversal
de la porción distal de un catéter criogénico como se ve a lo largo
de la línea 2-2 en la Figura 1;
la Figura 3 es un trazado gráfico de la presión
en función de la temperatura para un ciclo de trabajo en el
funcionamiento de la presente invención; y
la Figura 4 es una representación gráfica a modo
de ejemplo de los cambios en la temperatura (T_{t}) de un catéter
criogénico como una función de la presión (p_{W}) de trabajo sobre
el refrigerante de fluido.
Haciendo referencia inicialmente a la Figura 1,
en ella se muestra un sistema de acuerdo con la presente invención
y es designado 10 en general. Con detalle, el sistema 10 muestra la
inclusión de un catéter criogénico 12 que está conectado a una
consola 14 y en comunicación fluida con un par de fuentes 16a y 16b
de refrigerante fluido que están montadas dentro de la consola 14.
Las fuentes 16a y 16b mostradas en la Figura 1 son, no obstante,
solamente a modo de ejemplo. Como se considera por la presente
invención, las fuentes 16a y 16b de refrigerante pueden ser de
cualquier tipo de vaso de presión conocido en la técnica pertinente
que sea adecuado para contener un fluido a presiones relativamente
altas (por ejemplo de 47,63 atmósferas). Para los propósitos de la
presente invención, el refrigerante fluido que se mantiene en las
fuentes 16a y 16b será preferiblemente óxido nitroso (N_{2}O).
Haciendo todavía referencia a la Figura 1 en ella se ve que las
fuentes 16a y 16b de refrigerante fluido están conectadas en
comunicación fluida con un refrigerador previo 18. El refrigerador
previo 18 está conectado, a su vez, en comunicación fluida con el
catéter criogénico 12. Además, para los propósitos que se describen
a continuación, el catéter criogénico 12 está conectado en
comunicación fluida con una fuente 20 de vacío.
En el extremo distal del catéter criogénico 12,
hay una punta 22. Es importante, que la punta 22 sea fabricada de
un material que tenga conductividad térmica muy alta, tal como el
cobre o el acero que tienen respectivamente las conductividades
térmicas de 385 y 46 vatios/ºK*m. Para poner esto en perspectiva, el
agua tiene una conductividad térmica de solamente 0,627
vatios/ºK*m.
Haciendo referencia ahora a la Figura 2, en ella
se ve que dentro de la porción distal 24 del catéter criogénico 12,
un tubo capilar 26 está conectado a un tubo 28 de suministro.
Preferiblemente, ambos el tubo capilar 26 y el tubo 28 de
suministro estarán fabricados de un material polímero que tenga una
conductividad térmica relativamente alta. Además, el tubo capilar
26 tiene preferiblemente una longitud "l" que es igual a, o
preferiblemente, más corta que la longitud "l_{s}" del tubo
28 de suministro (l \leq l_{s}). Aunque el tubo 28 de suministro
está dimensionado para originar una caída de presión mínima en el
refrigerante fluido al pasar éste a través del tubo 28 de
suministro, esto no es así en lo que se refiere al tubo capilar 26.
Más concretamente, en sus aspectos estructurales, el tubo capilar
26 está configurado con un paso central 30 que se extiende a todo
lo largo del tubo capilar 26 desde su extremo proximal 32 hasta su
extremo distal 34. Como se ha indicado, el paso 30 del tubo capilar
26 tiene un diámetro "d" y una longitud "l". En su
relación entre sí, el diámetro y la longitud del paso central 30 en
el tubo capilar definen una relación "d/l" de aspecto que
determina eficazmente las características de circulación del fluido
en el tubo capilar 26. Para la presente invención, la relación
"d/l" de aspecto está preferiblemente en un intervalo de 0,0008
a 0,0017, con el diámetro "d" siendo seleccionado en el margen
de alrededor de 0,203 mm a alrededor de 0,254 mm, y siendo
seleccionada la longitud "l" en el margen de alrededor de
0,203 mm a alrededor de 0,254 mm, y siendo seleccionada la longitud
"l" en el margen de aproximadamente 114 mm a 254 mm. Volviendo
a las realizaciones seleccionadas, el tubo 28 de suministro puede
tener también la longitud "l". Preferiblemente, sin embargo, el
tubo capilar 26 será más corto que el tubo 28 e suministro.
Haciendo referencia todavía a la Figura 2 se ha
de apreciar que la punta 22 está fijada al extremo distal 36 del
catéter criogénico 12. Concretamente, la punta 22 está fijada al
catéter criogénico para crear una cámara criogénica 38 alrededor
del extremo distal 34 del tubo capilar 26. La consecuencia
estructural aquí es que un fluido refrigerante en el paso 40 del
tubo 28 de suministro puede circular desde el paso 40, a través del
paso 30 del tubo capilar 26, y dentro de la cámara criogénica 38.
Una vez que el fluido está en la cámara criogénica 38, este puede
ser extraído desde el catéter criogénico 12 a través de la
trayectoria 42 de retorno mediante la fuente 20 de vacío. Como se
muestra, esta trayectoria 42 de retorno está establecida entre la
pared 44 del catéter criogénico 12 y las superficies exteriores
respectivas del tubo capilar 26 y del tubo 28 de suministro. La
termodinámica de la circulación de fluido a lo largo de esta
trayectoria a través del catéter criogénico 12 se apreciará mejor
con referencia a la Figura 3.
La Figura 3 muestra un gráfico de
presión-temperatura para un fluido refrigerante, tal
como óxido nitroso (N_{2}O), y un gráfico típico de la relación
entre estas variables a medida que el refrigerante se desplaza a
través del sistema 10 de la presente invención. En particular, la
curva 46 mostrada en la Figura 3 es indicativa de un cambio de fase
para el refrigerante entre un estado gaseoso 48 y un estado líquido
50.
Cuando se hace una referencia cruzada de la
Figura 3 con la Figura 1 se aprecia que las condiciones de presión
y temperatura para el fluido refrigerante, almacenadas en las
fuentes 16a y 16b de refrigerante, se indican mediante el punto A
en la Figura 3. Concretamente, se prevé que el fluido refrigerante
será almacenado en las fuentes 16a y 16b a la temperatura ambiente
(es decir, a la temperatura de la sala) bajo una presión de
alrededor de 700 libras por pulgada cuadrada. Cuando se usa, un
regulador de presión (no mostrado) reduce entonces la presión en el
refrigerante fluido a una presión ("p_{w}") de trabajo que
será de alrededor de 27,22 a 30,62 atmósferas (véase el punto B en
la Figura 3). El refrigerador previo 18reduce entonces la
temperatura del fluido refrigerante a una temperatura de alrededor
de menos cuarenta y cuatro grados centígrados al mismo tiempo que
mantiene el fluido refrigerante a la presión "p_{w}" (véase
el punto C en la Figura 3. Hay que tener en cuenta que con este
enfriamiento, el fluido refrigerante se transforma en su estado
líquido 50. También, se apreciará que el fluido refrigerante se
introduce dentro del tubo 28 de suministro 28 bajo las condiciones
indicada en el punto C.
En resumen, las condiciones en el fluido
refrigerante cambian de los valores en el punto C, a los del punto
D en el gráfico mostrado en la Figura 3, a medida que el fluido
refrigerante circula a través del tubo 28 de suministro y el tubo
capilar 26. La vasta mayoría de estos cambios, no obstante, se
producen en el tubo capilar 26. Concretamente, a medida que el
fluido refrigerante entre en el paso central 30 en el extremo
proximal 32 del tubo capilar 26, estará a una temperatura de
alrededor de menos cuarenta y cinco grados centígrados. También
estará sometido a una presión de trabajo "p_{W}" de alrededor
de 27,22 a 30,62 atmósferas (punto C). A medida que el fluido
refrigerante atraviesa el tubo capilar 26, la presión sobre el
fluido refrigerante en el paso central 30 se reduce de
"p_{W}" en el tubo 28 de suministro a una presión
"p_{t}" de punta en la cámara criogénica 38. Para la
presente invención, la presión "p_{t}" de punta será
preferiblemente menor de una atmósfera de presión.
Consecuentemente, como se pretende en la presente invención, habrá
una caída de presión (es decir la pérdida de cabeza "h_{l}")
que será de alrededor de 450 libras por pulgada cuadrada.
Como se muestra en la Figura 3, junto con la
reducción de presión de "p_{w}" a "p_{t}" (es decir
la pérdida "h_{l}" en cabeza), la temperatura del fluido
refrigerante se reducirá a una temperatura "t_{t}" de punta
en el extremo distal 34del tubo capilar 26 (punto D en la Figura 3).
Para la presente invención, la temperatura "t_{t}" de punta
en la cámara criogénica 38 será menor que alrededor de menos ochenta
y cuatro grados centígrados. Es importante que esta temperatura sea
conseguida, el fluido refrigerante circula a través del tubo capilar
26 desde su extremo proximal 32 (punto C en la Figura 3) hasta su
extremo distal 34 (punto D en la Figura 3) en su estado líquido
50.
A medida que el refrigerante fluido entra en la
cámara criogénica 38 desde el extremo 34 del tubo capilar 26 se
evapora. Después de haberse producido la ebullición, la elevación
rápida consecuente en la temperatura del refrigerante fluido en la
cámara criogénica 38 se debe, en gran parte a la transferencia de
calor desde el tejido que está siendo separado criogénicamente en
el paciente (no mostrado). En la Figura 3, esta transferencia de
calor está representada por el cambio en las condiciones en el
refrigerante fluido (ahora en su estado gaseoso 48) indicado por la
transición desde la temperatura "t_{t}" de punta (punto D) a
una temperatura generalmente ambiental (punto E). La Figura 3
indica también que la transferencia de calor al fluido refrigerante
en una cámara criogénica 38 se efectúa a una presión de punta
"p_{t}" sustancialmente constante. Como se ha mencionado
anteriormente, el establecimiento y mantenimiento de esta presión
"p_{t}" de punta es facilitada por la acción de la fuente 20
de vacío que funciona para evacuar el fluido refrigerado del sistema
10.
En el funcionamiento de la presente invención,
la fuente 20 de vacío es activada para establecer una presión
"p_{t}" de punta en la cámara criogénica 38 que sea menor que
alrededor de una atmósfera. El valor exacto de esta presión de
punta puede, no obstante, variar en cierto grado. Es importante, que
"p_{t}" sea establecido para evacuar fluido refrigerante del
sistema 10 y reducir la contrapresión sobre el tubo capilar 26.
\newpage
La Figura 4 es un gráfico de las variaciones en
la temperatura ("t_{t}") de punta en el extremo distal 34
del tubo capilar 26, como una función de la presión ("p_{w}")
de trabajo en el extremo proximal 32 del tubo capilar 26. En
particular, las mediciones específicas mostradas en la Figura 4
fueron obtenidas usando un tubo capilar 26 que tenía una longitud
"l" igual a 186,69 mm y un diámetro "d" igual a 0,203 mm
(relación "d/l" de aspecto = 0,00109). Aunque el gráfico
mostrado en la Figura 4 es específico para un tubo capilar 26 que
tiene las dimensiones dadas, este gráfico puede ser considerado como
siendo generalmente representativo de tubos capilares 26
dimensionados similarmente. En cualquier caso, se tendrá en cuenta
que cuando la presión ("p_{w}") de trabajo (por ejemplo
30,62 atmósferas mantiene el fluido refrigerante en su estado
líquido 50 (es decir "refrigerante en exceso") mientras se
desplaza a través del paso 30 del tubo capilar 26, la temperatura
("t_{t}") en la cámara criogénica 38 será minimizada. Por
otra parte, si al fluido refrigerante se le permite hervir y
hacerse gaseoso (es decir "refrigerante limitado" dentro del
paso central 30, la temperatura ("t_{t}") de punta se eleva
bruscamente.
Aunque el Extremo Distal particular mejorado
para Catéteres de de Ablación Criogénica como los mostrados y
descritos detalladamente en esta memoria son completamente capaces
de obtener los objetos y proporcionar las ventajas expuestas
anteriormente en esta memoria, se ha de entender que es meramente
ilustrativa de las realizaciones preferidas actualmente de la
invención y que no se pretenden limitaciones en los detalles de
construcción o diseño en este documento mostrados distintos a los
descritos en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1. Un sistema de transferencia de calor para la
ablación criogénica que comprende:
un tubo de suministro hueco que tiene un extremo
proximal y un extremo distal;
un tubo capilar que tiene un extremo proximal y
un extremo distal con el extremo proximal del mismo conectado en
comunicación de fluido con el extremo distal de dicho tubo de
suministro, estando dicho tubo capilar configurado con un paso que
tiene una longitud "l" y un diámetro "d";
un miembro de extremo posicionado para rodear el
extremo distal de dicho tubo capilar para crear una cámara
criogénica entre ambos; y
una fuente de fluido refrigerante conectada en
comunicación fluida con el extremo proximal del tubo de suministro
para introducir el fluido refrigerante dentro del tubo de
suministro
caracterizado porque el sistema de
transferencia de calor comprende además:
un refrigerador previo y un regulador de la
presión destinados a enfriar previamente dicho fluido refrigerante
hasta aproximadamente -45ºC a una presión de trabajo "p_{w}"
de entre alrededor de 27,22 atmósferas y 30,62 atmósferas para la
transferencia del fluido refrigerante a través de dicho tubo capilar
en un estado líquido para que salga del extremo distal de dicho
tubo capilar y entre en dicha cámara criogénica en un estado
sustancialmente líquido para la transición subsiguiente del fluido
refrigerante en un estado gaseoso con una presión de punta
"p_{t}" y una temperatura de punta "t_{t}" para la
transferencia de calor a través de dicho miembro de punta y dentro
del refrigerante fluido gaseoso en dicha cámara criogénica.
2. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que dicho tubo de suministro está configurado con un paso central
que tiene una longitud "l_{s}" y un diámetro "d_{s}",
y en el que el diámetro del paso central de dicho tubo capilar
"d" es menor que el diámetro "d_{s}" y "l_{s}" es
menor que o igual a la longitud "l".
3. Un sistema según se describe en cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la longitud "l" de
dicho tubo capilar tiene un valor comprendido entre aproximadamente
114,3 mm y aproximadamente 254 mm.
4. Un sistema según se describe en cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el diámetro "d" de
dicho tubo capilar es de 0,203 mm.
5. Un sistema según se describe en cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la segunda presión o
presión de punta "p_{t}" es menor de una atmósfera.
6. Un sistema según se describe en cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el refrigerante en el
estado gaseoso en la cámara criogénica tiene una temperatura
"t_{t}" de punta menor que menos ochenta y cuatro grados
centígrados (t_{t}<-84ºC).
7. Un sistema según se describe en cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el fluido refrigerante
o líquido refrigerante es óxido nitroso (N_{2}O).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US626887 | 1984-07-02 | ||
US10/626,887 US6981382B2 (en) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | Distal end for cryoablation catheters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2333793T3 true ES2333793T3 (es) | 2010-03-01 |
Family
ID=33490909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES04076556T Expired - Lifetime ES2333793T3 (es) | 2003-07-24 | 2004-05-27 | Extremo distal para cateteres de ablacion criogena. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6981382B2 (es) |
EP (1) | EP1500377B1 (es) |
JP (1) | JP2005040588A (es) |
KR (1) | KR20050012131A (es) |
AT (1) | ATE446718T1 (es) |
AU (1) | AU2004202010A1 (es) |
CA (1) | CA2467948A1 (es) |
DE (1) | DE602004023794D1 (es) |
ES (1) | ES2333793T3 (es) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5868735A (en) * | 1997-03-06 | 1999-02-09 | Scimed Life Systems, Inc. | Cryoplasty device and method |
KR100466866B1 (ko) * | 2003-04-24 | 2005-01-24 | 전명기 | 생체조직을 응고괴사시키는 고주파 전기수술기용 전극 |
US8377050B2 (en) * | 2007-06-08 | 2013-02-19 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Cryo-applicator cross-section configuration |
EP2265205B1 (en) * | 2008-03-13 | 2016-04-27 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Cryo-ablation refrigerant distribution catheter |
US8814850B2 (en) * | 2008-04-24 | 2014-08-26 | Cryomedix, Llc | Method and system for cryoablation treatment |
US8845627B2 (en) | 2008-08-22 | 2014-09-30 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Regulating pressure to lower temperature in a cryotherapy balloon catheter |
US8475441B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-07-02 | Cryomedix, Llc | Isotherm-based tissue ablation control system |
JP5490218B2 (ja) * | 2009-04-06 | 2014-05-14 | クライオメディクス、エルエルシー | 多管の遠位部を有する単相液体冷媒冷凍アブレーション・システム及び関連する方法 |
US8888768B2 (en) * | 2009-04-30 | 2014-11-18 | Cryomedix, Llc | Cryoablation system having docking station for charging cryogen containers and related method |
EP3998030A1 (en) | 2010-08-05 | 2022-05-18 | Medtronic Ireland Manufacturing Unlimited Company | Cryoablation apparatuses, systems, and methods for renal neuromodulation |
WO2012027641A2 (en) | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Cryomedix, Llc | Cryoablation balloon catheter and related method |
US9060754B2 (en) | 2010-10-26 | 2015-06-23 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Neuromodulation cryotherapeutic devices and associated systems and methods |
US9439708B2 (en) | 2010-10-26 | 2016-09-13 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Neuromodulation cryotherapeutic devices and associated systems and methods |
JP2013544135A (ja) | 2010-10-27 | 2013-12-12 | クライオメディクス、エルエルシー | 改良された熱交換領域を有する冷凍アブレーション装置及び関連方法 |
TW201242570A (en) | 2011-04-25 | 2012-11-01 | Medtronic Ardian Luxembourg | Apparatus and methods related to constrained deployment of cryogenic balloons for limited cryogenic ablation of vessel walls |
US9198706B2 (en) | 2011-05-12 | 2015-12-01 | Cvdevices, Llc | Systems and methods for cryoblation of a tissue |
US9241752B2 (en) | 2012-04-27 | 2016-01-26 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Shafts with pressure relief in cryotherapeutic catheters and associated devices, systems, and methods |
US20150088113A1 (en) | 2012-04-27 | 2015-03-26 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Cryotherapeutic devices for renal neuromodulation and associated systems and methods |
US9095321B2 (en) | 2012-11-21 | 2015-08-04 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Cryotherapeutic devices having integral multi-helical balloons and methods of making the same |
US9017317B2 (en) | 2012-12-06 | 2015-04-28 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Refrigerant supply system for cryotherapy including refrigerant recompression and associated devices, systems, and methods |
US10492842B2 (en) | 2014-03-07 | 2019-12-03 | Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. | Monitoring and controlling internally administered cryotherapy |
US11510576B2 (en) | 2017-04-27 | 2022-11-29 | Medtronic Cryocath Lp | Treatment device having multifunctional sensing elements and method of use |
EP4215137A1 (de) | 2017-08-04 | 2023-07-26 | Erbe Elektromedizin GmbH | Kryochirurgisches instrument |
NL2020965B1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | Crea Ip B V | Tool for cryosurgery |
CN112370233B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-08-23 | 青岛海尔生物医疗股份有限公司 | 一种液氮挥发装置 |
Family Cites Families (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3696813A (en) | 1971-10-06 | 1972-10-10 | Cryomedics | Cryosurgical instrument |
GB1438759A (en) | 1972-06-02 | 1976-06-09 | Spembly Ltd | Cryo-surgical apparatus |
US3951152A (en) | 1974-06-03 | 1976-04-20 | Dynatech Corporation | Cryosurgical probe |
US4018227A (en) | 1975-10-09 | 1977-04-19 | Cryomedics, Inc. | Cryosurgical instrument |
US5147355A (en) | 1988-09-23 | 1992-09-15 | Brigham And Womens Hospital | Cryoablation catheter and method of performing cryoablation |
US5139496A (en) | 1990-12-20 | 1992-08-18 | Hed Aharon Z | Ultrasonic freeze ablation catheters and probes |
US5520682A (en) * | 1991-09-06 | 1996-05-28 | Cryomedical Sciences, Inc. | Cryosurgical instrument with vent means and method using same |
US5281213A (en) | 1992-04-16 | 1994-01-25 | Implemed, Inc. | Catheter for ice mapping and ablation |
US5423807A (en) | 1992-04-16 | 1995-06-13 | Implemed, Inc. | Cryogenic mapping and ablation catheter |
US5281215A (en) | 1992-04-16 | 1994-01-25 | Implemed, Inc. | Cryogenic catheter |
GB2283678B (en) | 1993-11-09 | 1998-06-03 | Spembly Medical Ltd | Cryosurgical catheter probe |
US5379597A (en) * | 1994-02-04 | 1995-01-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant cycle for ethylene recovery |
GB2289510A (en) | 1994-05-10 | 1995-11-22 | Spembly Medical Ltd | Connector |
US5452582A (en) | 1994-07-06 | 1995-09-26 | Apd Cryogenics, Inc. | Cryo-probe |
WO2000032126A1 (en) | 1997-02-27 | 2000-06-08 | Cryocath Technologies Inc. | Cryosurgical catheter |
US6235019B1 (en) | 1997-02-27 | 2001-05-22 | Cryocath Technologies, Inc. | Cryosurgical catheter |
US6669689B2 (en) | 1997-02-27 | 2003-12-30 | Cryocath Technologies Inc. | Cryosurgical catheter |
US5899898A (en) | 1997-02-27 | 1999-05-04 | Cryocath Technologies Inc. | Cryosurgical linear ablation |
US6602247B2 (en) | 1997-02-27 | 2003-08-05 | Cryocath Technologies Inc. | Apparatus and method for performing a treatment on a selected tissue region |
US6024740A (en) | 1997-07-08 | 2000-02-15 | The Regents Of The University Of California | Circumferential ablation device assembly |
US5876399A (en) | 1997-05-28 | 1999-03-02 | Irvine Biomedical, Inc. | Catheter system and methods thereof |
US6245064B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-06-12 | Atrionix, Inc. | Circumferential ablation device assembly |
US6117101A (en) | 1997-07-08 | 2000-09-12 | The Regents Of The University Of California | Circumferential ablation device assembly |
US6080151A (en) | 1997-07-21 | 2000-06-27 | Daig Corporation | Ablation catheter |
US6051019A (en) | 1998-01-23 | 2000-04-18 | Del Mar Medical Technologies, Inc. | Selective organ hypothermia method and apparatus |
AU745659B2 (en) | 1998-03-02 | 2002-03-28 | Atrionix, Inc. | Tissue ablation system and method for forming long linear lesion |
US6251105B1 (en) | 1998-03-31 | 2001-06-26 | Endocare, Inc. | Cryoprobe system |
US6383180B1 (en) | 1999-01-25 | 2002-05-07 | Cryocath Technologies Inc. | Closed loop catheter coolant system |
US6592577B2 (en) | 1999-01-25 | 2003-07-15 | Cryocath Technologies Inc. | Cooling system |
US6635053B1 (en) | 1999-01-25 | 2003-10-21 | Cryocath Technologies Inc. | Cooling system |
US6048919A (en) | 1999-01-29 | 2000-04-11 | Chip Coolers, Inc. | Thermally conductive composite material |
US6562030B1 (en) | 1999-04-06 | 2003-05-13 | Cryocath Technologies Inc. | Heater control of cryocatheter tip temperature |
US6139544A (en) | 1999-05-26 | 2000-10-31 | Endocare, Inc. | Computer guided cryosurgery |
US7004936B2 (en) | 2000-08-09 | 2006-02-28 | Cryocor, Inc. | Refrigeration source for a cryoablation catheter |
US6237355B1 (en) | 1999-06-25 | 2001-05-29 | Cryogen, Inc. | Precooled cryogenic ablation system |
US6280439B1 (en) | 1999-07-12 | 2001-08-28 | Cryocath Technologies, Inc. | Adjustable position injection tubing |
US6575966B2 (en) | 1999-08-23 | 2003-06-10 | Cryocath Technologies Inc. | Endovascular cryotreatment catheter |
US6283959B1 (en) | 1999-08-23 | 2001-09-04 | Cyrocath Technologies, Inc. | Endovascular cryotreatment catheter |
US6471693B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-10-29 | Cryocath Technologies Inc. | Catheter and system for monitoring tissue contact |
US6407149B1 (en) | 1999-12-06 | 2002-06-18 | Cool Options, Inc. | Method of manufacturing an evenly colored thermally conductive composite |
US6503964B2 (en) | 2000-01-11 | 2003-01-07 | Cool Options, Inc. | Polymer composition with metal coated carbon flakes |
WO2002000128A2 (en) | 2000-06-23 | 2002-01-03 | Cryocath Technologies, Inc. | Cryotreatment device and method |
US6710109B2 (en) | 2000-07-13 | 2004-03-23 | Cool Options, Inc. A New Hampshire Corp. | Thermally conductive and high strength injection moldable composition |
US6755823B2 (en) * | 2001-02-28 | 2004-06-29 | Cryocath Technologies Inc. | Medical device with enhanced cooling power |
DE20122647U1 (de) | 2001-04-17 | 2006-12-21 | Steinfatt, Dieter | Applikator für die Auftragung von kryogenen Kühlmedien sowie Applikationsgerät |
US6585728B2 (en) | 2001-05-25 | 2003-07-01 | Biosense Webster, Inc. | Cryoablation catheter with an improved gas expansion chamber |
US6572610B2 (en) | 2001-08-21 | 2003-06-03 | Cryogen, Inc. | Cryogenic catheter with deflectable tip |
US6589234B2 (en) * | 2001-09-27 | 2003-07-08 | Cryocath Technologies Inc. | Cryogenic medical device with high pressure resistance tip |
US6579287B2 (en) | 2001-10-09 | 2003-06-17 | Cryocath Technologies Inc. | Cryosurgical ablation device having sequential injection and method therefor |
-
2003
- 2003-07-24 US US10/626,887 patent/US6981382B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-05-12 AU AU2004202010A patent/AU2004202010A1/en not_active Abandoned
- 2004-05-20 CA CA002467948A patent/CA2467948A1/en not_active Abandoned
- 2004-05-27 ES ES04076556T patent/ES2333793T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-05-27 DE DE602004023794T patent/DE602004023794D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-05-27 EP EP04076556A patent/EP1500377B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-05-27 AT AT04076556T patent/ATE446718T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-06-21 JP JP2004182577A patent/JP2005040588A/ja active Pending
- 2004-07-10 KR KR1020040053755A patent/KR20050012131A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1500377A1 (en) | 2005-01-26 |
US20050016188A1 (en) | 2005-01-27 |
EP1500377B1 (en) | 2009-10-28 |
KR20050012131A (ko) | 2005-01-31 |
DE602004023794D1 (de) | 2009-12-10 |
AU2004202010A1 (en) | 2005-02-10 |
ATE446718T1 (de) | 2009-11-15 |
CA2467948A1 (en) | 2005-01-24 |
JP2005040588A (ja) | 2005-02-17 |
US6981382B2 (en) | 2006-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2333793T3 (es) | Extremo distal para cateteres de ablacion criogena. | |
US5108390A (en) | Flexible cryoprobe | |
CA2772437C (en) | Cryotreatment device using a supercritical gas | |
ES2377924T3 (es) | Sonda crioquirúrgica maleable | |
US9554842B2 (en) | Cryoprobe for low pressure systems | |
ES2437601T3 (es) | Sistema de tratamiento por crioablación | |
US6755850B2 (en) | Selective organ hypothermia method and apparatus | |
US8968282B2 (en) | Plaque stabilisation using cryoenergy | |
ES2295199T3 (es) | Cateter de crioterapia con seguridad mejorada. | |
US20130331829A1 (en) | Cryoablation apparatus with enhanced heat exchange area and related method | |
US20100256621A1 (en) | Single phase liquid refrigerant cryoablation system with multitubular distal section and related method | |
CN105744906A (zh) | 用于斑块稳定的导管 | |
Liu et al. | Minimally invasive probe system capable of performing both cryosurgery and hyperthermia treatment on target tumor in deep tissues | |
PL223798B1 (pl) | Trokar ostrotępy z sondą zamrażającą do zamrażania tkanek oraz zastosowanie trokara ostrotępego do zamrażania tkanek |