用于直肠内冷却装置的气泡去除的制作方法

1.本技术大体上涉及用于控制体腔和周围组织的温度的装置，并且更具体地，涉及用于在施加于靠近腔体的器官或组织的热疗的背景下控制温度的装置。


背景技术：

2.在前列腺的热处理期间，能量被从能量输送装置输送以消除或减少前列腺中的病变细胞。加热患病组织的不希望的副作用可能是使邻近的未患病组织和器官过热。例如，在前列腺的热疗中，直肠和前列腺附近的其他健康组织可能会被加热到超出对患者安全或健康的温度。所希望的是，限制施加到这些组织(例如靠近前列腺的直肠壁)的热剂量或最高温度。
3.直肠内冷却装置(ecd)可被用于将直肠和周围组织的温度保持在安全水平。这些装置通常包括细长本体和内部流体回路。ecd的一个示例被在2016年7月7日公布的名为“腔内温度控制装置(endocavity temperature control device)”的美国专利申请公开文献no.2016/0193076中公开，该专利申请由此被通过引用结合到本文中。
4.当将现有的ecd插入到直肠中时，一定体积的空气被引入到直肠腔中以形成气泡(例如，空气泡)。气泡在直肠腔中上升并位于ecd与前列腺附近的直肠壁之间。此外，来自肠道气体的气泡自然存在于直肠腔中，其行为类似于ecd插入期间形成的气泡。例如，图1示出了放置在ecd 10的冷却表面112与直肠125的靠近前列腺130的直肠壁120之间的气泡100。为了图示的目的且为了清楚起见，ecd的冷却表面112与直肠壁120之间的距离被示出为比它实际更大。在操作中，ecd的冷却表面112被靠近或邻近于直肠壁120放置，并且气泡100被截留在它们之间。为了完整起见，图1示出了被经尿道插入通过前列腺130的上部和下部的热施加器140。这些气泡通过阻碍ecd与直肠壁之间的热传递而降低了ecd的有效性。气泡还产生声阻抗，它可以反射超声能量并影响组织加热。
5.为了去除气泡100，ecd 10可被左右扫掠。
6.减少或消除直肠腔中的气泡将会是合乎要求的。


技术实现要素：

7.本文描述的示例性实施例具有创新特征，其中没有一个创新特征是必不可少的或单独负责其所需属性。以下描述和附图详细阐述了本公开的某些说明性实施方案，其指示了可以实施本公开的各种原理的若干示例性方式。然而，说明性示例并未穷尽本公开的许多可能的实施例。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将总结一些有利特征。本发明的其他目的、优点和新颖特征将被结合附图在以下对本公开作出的详细描述中予以阐述，这些附图旨在说明而非限制本发明。
8.本发明的一方面涉及一种直肠内冷却装置(ecd)，其包括：细长本体，其具有用于插入到患者的直肠中的可插入部分和保持在直肠的外部的外部部分，可插入部分具有外部冷却表面；细长本体中的冷却流体回路，其从外部部分延伸到可插入部分，冷却流体回路使
冷却流体循环以调节冷却表面的温度；以及被设置在冷却表面上或被限定在其中的气泡去除装置。
9.在一个或多个实施例中，气泡去除装置包括被布置在冷却表面上的管或盘管。在一个或多个实施例中，管或盘管被流体耦合到真空泵，并且在管或盘管中限定至少一个孔。在一个或多个实施例中，至少一个孔与靠近前列腺的直肠壁对准。在一个或多个实施例中，气泡去除装置包括盘管，并且该盘管被以螺旋的方式缠绕在ecd的可插入部分的周围。
10.在一个或多个实施例中，气泡去除装置包括管，并且管包括管路的环路。在一个或多个实施例中，管路的环路沿平行于ecd的可插入部分的长度的轴线是细长的。在一个或多个实施例中，ecd还包括沿冷却表面彼此横向布置的多个环路。
11.在一个或多个实施例中，气泡去除装置包括被设置在冷却表面中的间隙中的网状结构。在一个或多个实施例中，网状结构经由管被流体耦合到真空泵。在一个或多个实施例中，气泡去除装置包括被限定在冷却表面中的多个孔，并且这些孔经由气泡去除通道被流体耦合到低压源，气泡去除通道被限定在ecd的壳体中。
12.本发明的另一方面涉及一种直肠内冷却装置(ecd)，其包括：细长本体，其具有用于插入到患者的直肠中的可插入部分和保持在直肠的外部的外部部分，该可插入部分具有外部冷却表面；被限定在细长本体中的气泡去除通道；多个孔，其被限定在冷却表面中，这些孔从冷却表面延伸至气泡去除通道；低压源，其经由气泡去除通道被流体耦合到这些孔；以及被限定在细长本体中的冷却流体回路，该冷却流体回路与冷却表面热连通。
13.在一个或多个实施例中，低压源包括被形成在细长本体的近端中的文丘里结构。在一个或多个实施例中，低压源包括真空泵。
14.在一个或多个实施例中，冷却流体回路包括冷却流体通道，该冷却流体通道以环路的方式从细长本体的近端延伸到其远端。在一个或多个实施例中，冷却流体通道的一部分被设置在冷却表面与气泡去除通道之间。在一个或多个实施例中，内壁限定每个孔，内壁延伸至气泡去除通道，使得孔仅被流体耦合到气泡去除通道。在一个或多个实施例中，每个内壁形成限定每个孔的锥形部。
15.在一个或多个实施例中，ecd还包括被限定在细长本体中的超声耦合流体通道，该超声耦合流体通道从细长本体的近端延伸到其远端。在一个或多个实施例中，超声耦合流体通道的出口被邻近于冷却表面的远端设置。在一个或多个实施例中，冷却流体通道的入口部分位于超声耦合流体回路与气泡去除通道之间。在一个或多个实施例中，气泡去除通道位于冷却流体的入口部分与冷却流体的出口部分之间。
附图说明
16.为了更为全面地理解本概念的本质和优点，将结合附图对优选实施例作出下列详细描述。
17.图1示出了根据现有技术的直肠内冷却装置(ecd)。
18.图2示出了根据一个或多个实施例的具有气泡去除盘管的细长ecd。
19.图3示出了根据替代实施例的具有气泡去除盘管的细长ecd的示例。
20.图4示出了根据替代实施例的具有用于去除气泡的网孔或多孔材料的细长ecd的示例。
21.图5示出了根据替代实施例的具有用于去除气泡的多个孔的细长ecd的示例。
22.图6示出了图5中所示的ecd的截面。
23.图7是图6中所示的截面在ecd的远端处的详细视图。
24.图8是图6中所示的截面在ecd的近端处的详细视图。
具体实施方式
25.气泡去除装置被放置在ecd的外部冷却表面上或被限定在其中，当将ecd插入到患者的直肠中时，该外部冷却表面被放置在前列腺的附近。气泡去除装置包括用于在将ecd插入到患者的直肠中之后去除气泡的一个或多个特征。
26.在一些实施例中，气泡去除装置包括被放置在ecd的外部冷却表面上的盘管或管(通常为盘管)。气泡去除盘管致使在ecd的冷却表面与靠近前列腺的直肠壁之间形成间隙。此外，气泡去除盘管可以提供不规则的路径以供气泡行进，这比光滑的ecd外表面在能量上更为有利。在一些实施例中，气泡去除盘管可被流体耦合到真空泵以去除气泡。例如，气泡去除盘管可以包括一个或多个孔，其与靠近前列腺的直肠壁对齐。可以向气泡去除盘管施加真空，该真空致使包括气泡在内的流体进入孔并通过盘管流到外部流体储存器。
27.在另一实施例中，气泡去除装置包括被设置在ecd的外部冷却表面上的网状结构。例如，网状结构可以形成ecd的外部冷却表面的一部分。作为选择，网状结构可以形成ecd的壳体的一部分。网状结构被(例如，经由一根或多根管)流体耦合到真空泵以去除气泡。可以向网状结构施加真空，这导致包括气泡在内的流体通过网状结构流到外部流体储存器(例如，经由一个或多个管)。
28.在另一实施例中，气泡去除装置包括限定在ecd的外部冷却表面和/或壳体中的多个孔。这些孔被流体耦合到气泡去除通道的第一端。低压源(例如真空泵或文丘里结构)被流体耦合到气泡去除通道的第二端。低压源致使流体和气泡流过这些孔和气泡去除通道，以收集在外部存储器中。
29.在一些实施例中，气泡去除装置包括上述特征中的两个或更多个的组合。例如，气泡去除装置可包括盘管、管、网和/或孔中的任一种的组合。
30.在一些实施例中，超声可见标记可被设置在ecd上，这些标记允许ecd利用超声成像可见。此外，ecd可包括在ecd与直肠壁之间引入超声耦合流体的超声耦合流体通道。此外或作为选择，ecd可包括冷却流体回路，其使ecd中的冷却流体循环以冷却和/或调节冷却表面的温度，从而冷却和/或调节直肠壁和周围解剖结构的温度。
31.图2示出了根据一个或多个实施例的具有气泡去除盘管210的细长ecd 200。气泡去除盘管210被以螺旋方式缠绕在ecd 200的可插入部分202的周围。例如，气泡去除盘管210具有通常平行于限定可插入部分202的长度的轴线203的中心轴线。当将可插入部分202插入到直肠125中时，气泡去除盘管210被设置在直肠壁120与ecd的冷却表面212(例如，ecd 200的壳体上)之间，处于其间的间隙220中。气泡去除盘管210可提供气泡100可沿其行进以逸出的表面，该表面在能量上优于ecd 200的光滑冷却表面212。气泡去除盘管210可包括单根管或多根管。例如，多根管可被彼此相邻设置并平行行进以形成气泡去除盘管210。作为选择，多根管可被首尾相连(例如，串联连接)以形成气泡去除盘管210。
32.盘管210包括一个或多个可选择的孔205，其与真空泵230或其他低压源流体连通
以提取气泡100。在气泡去除盘管210包括被彼此相邻设置的多根管的实施例中，管中的一根、一些或所有可包括孔205，并且这种管可与真空泵230流体连通。孔205可被沿着盘管210的长度分布或者它们可被仅设置在盘管210的某些部分中。真空泵230可被以电气的方式或手动地驱动。在一些实施例中，真空泵230被设置在ecd 200的壳体上或中。真空管235将真空泵230流体耦合到盘管210。真空管235可被设置在ecd 200的外表面上和/或在延伸穿过ecd 200的腔室或通道中。
33.冷却流体回路240使冷却流体循环通过ecd 200。冷却流体回路240包括冷却流体储存器250和用于使冷却流体循环通过冷却流体回路240的泵260。冷却流体回路240可从ecd 200的近端204(包括通过可插入部分202)延伸至其远端206。冷却流体回路240可向近侧流到冷却表面212，使得冷却流体与冷却表面212热连通以降低和/或调节其温度，并由此降低和/或调节直肠壁120和附近的患者解剖结构的温度。
34.ecd 200还包括可选择的超声可见标记270。超声可见标记270具有比ecd 200的壳体更高的声阻抗，这允许它们是使用超声可见的。例如，超声可见标记270可包括钛或另一种声阻抗高的材料。
35.图3示出了根据替代实施例的具有气泡去除管310的细长ecd 300的示例。管310被部分或全部设置在ecd 300的可插入部分302的外表面上。管310包括沿ecd 300的长度的至少一部分延伸的细长环圈。例如，管310可形成被沿着平行于轴线203的轴线315伸长的矩形或椭圆形。在一些实施例中，管310可包括两个或更多个环圈。例如，第一环圈可被设置在第二环圈内(即，第一环圈比第二环圈(例如沿着与轴线315正交的轴线)更宽，使得第一环圈装配在第二环圈内)。作为选择，第一环圈和第二环圈可被沿着ecd 300的冷却表面312彼此相邻或横向布置。在另一实施例中，多个环圈可被沿着ecd 300的细长长度(例如，沿着冷却表面312)设置成例如首尾相连的构型或重叠构型。
36.当将ecd 300插入到直肠125中时，管310中的至少一些被设置在直肠壁120与ecd的冷却表面112(例如，ecd 110的壳体上)之间、处于其间的间隙320中。管310可提供气泡100可沿着其行进以逸出的表面，该表面在能量上优于ecd 300的光滑冷却表面312。
37.管310中的一个或多个环圈可包括一个或多个孔305，其与真空泵230流体连通以提取气泡100，例如如上文关于盘管210所述。ecd 300可包括诸如超声可见标记270之类的超声可见标记。另外或作为选择，ecd 300可包括诸如冷却流体回路240之类的冷却流体回路，出于清楚的目的其在图3中并未示出。
38.图4示出了根据替代实施例的具有用于去除气泡的网状或多孔材料410的细长ecd 400的示例。网状或多孔材料410被设置在ecd 400的可插入部分402中的冷却表面412的间隙411中，使得当将ecd 400插入到直肠125中时，网状或多孔材料410面向直肠壁120。网状或多孔材料400提供了气泡100可沿其行进以逸出的表面，该表面在能量上优于ecd 400的光滑冷却表面412。此外，当由真空泵230施加真空时，气泡100可通过网状或多孔材料410流到内部或外部通道420中。在一些实施例中，通道410是可被(例如，经由歧管)流体耦合到ecd 400中的其他通道的内部通道，例如用于循环冷却流体。在一些实施例中，网状或多孔材料410包括编织塑料片或编织织物。
39.ecd 400可包括诸如超声可见标记270之类的超声可见标记。另外或在替代方案中，ecd 400可包括诸如冷却流体回路240之类的冷却流体回路，仅出于清楚的目的，在图4
中并未示出该冷却流体回路。
40.图5示出了根据替代实施例的具有用于去除气泡的多个孔510的细长ecd 500的示例。孔510被限定在ecd 500的可插入部分502上的壳体511中，例如在冷却表面512和/或细长本体的其他部分中。孔510可被呈规则或不规则的布置结构设置。例如，孔510可被呈阵列、图案或其他规则布置结构布置。作为选择，孔510可被不规则地设置在壳体511中。无论布置结构如何，孔510可具有相同的尺寸和/或不同的尺寸。例如，孔可以具有(a)相同和/或不同的宽度(例如，直径)和/或(b)相同和/或不同的截面轮廓。在一些实施例中，孔510可被通过3d打印形成。
41.孔510被流体耦合到低压源，使得直肠125中的流体和流体中的任何气泡100被通过孔510抽取到在孔510与低压源之间延伸的一个或多个通道。
42.图6是穿过图5中的平面6-6的ecd 500的截面。如图6所示，ecd 500包括被限定在壳体511中的多个通道。例如，超声耦合流体通道520是限定在壳体511中的第一通道并且从ecd 500的近端504延伸到其远端506。超声耦合流体通道520的近端504被流体耦合到超声耦合流体储存器525，该超声耦合流体储存器525可包括泵，该泵致使超声耦合流体从ecd 500的近端504通过超声耦合流体通道520流到ecd 500的远端506。另外或作为选择，超声耦合流体储存器525可被设置得比ecd 500高，以将超声耦合流体重力馈送到超声耦合流体通道520中。超声耦合流体可包括生物相容性的液体(例如盐水溶液)，其具有与直肠125中的体液大致相同的声阻抗，例如以最小化声反射或散射。
43.在远端506处或其附近，超声耦合流体通道520具有u形弯曲部522，使得超声耦合流体通道520的出口524与冷却表面512的远端706相邻。出口524优选地被配置成使得超声耦合流体通常平行于或朝向冷却表面512流动，使得至少一些超声耦合流体接触ecd 500的冷却表面512和/或其他表面以改进超声成像和组织与ecd 500的热耦合。在其他实施例中，超声耦合流体通道520可被配置成使得超声耦合流体被引导远离冷却表面512。例如，出口524可被配置成使得超声耦合流体被朝向直肠壁120引导并远离冷却表面512。在一些实施例中，超声耦合流体的流动或“电流”可使气泡朝向孔510或远离冷却表面512移动，这会是ecd 500构型的一个优点。在其他实施例中，超声耦合流体通道520可包括平行于冷却表面512引导超声耦合流体的第一出口和远离冷却表面512引导超声耦合流体的第二出口。超声耦合流体提供声耦合介质以例如在超声成像期间将超声能量传输到ecd 500和/或从ecd 500进行传输，从而相对于直肠壁120定位ecd 500的冷却表面512。
44.冷却流体通道530是限定在壳体511中的第二通道并且以环路的方式从ecd 500的近端504延伸到ecd 500的远端506。在近端504处，冷却流体通道530被流体耦合到冷却流体储存器535，该冷却流体储存器535可包括泵，该泵致使冷却流体从ecd 500的近端504通过冷却流体通道530流到ecd 500的远端506。另外或作为选择，冷却流体储存器535可被设置得比ecd 500高，以将冷却流体重力馈送到冷却流体通道530中。冷却流体可包括生物相容性液体(例如盐水溶液)，其可传递热能到冷却表面512和/或从冷却表面512传递热能。
45.在远端506处或其附近，冷却流体通道530具有u形弯曲部532，其将冷却流体重新朝向ecd 500的近端504引导。在u形弯曲部532之后，冷却流体通道530被与冷却表面512相邻布置，使得热能可在冷却表面512与冷却流体之间传递。在近端504处，冷却流体通道530包括可选择的文丘里结构540，该文丘里结构540可导致压力降低，该文丘里结构540可用作
真空泵以将夹带有气泡的超声耦合流体和/或气泡吸出直肠壁与ecd之间的界面并吸到冷却流体通道530中。离开冷却流体通道530的冷却流体可流入到冷却流体储存器535中，以通过冷却流体通道530再循环返回。在一些实施例中，超声耦合流体和真空生成装置耦合到单独的流体回路。在一些实施例中，可以在文丘里结构540与冷却流体储存器535之间设置热交换器以降低冷却流体的温度。在替代实施例中，文丘里结构540可被利用真空泵代替，该真空泵可被关于ecd 500设置在内部或外部。
46.在一些实施例中，当超声耦合流体和冷却流体包括相同或相容类型的流体(例如，盐水)时，超声耦合流体通道520和冷却流体通道530可被在ecd 500的近端504处结合起来，使得超声耦合流体通道520和冷却流体通道530具有单个入口。该单个入口可被流体耦合到单个流体储存器，该流体储存器可以与超声耦合流体储存器525或冷却流体储存器535相同。将超声耦合流体通道520和冷却流体通道530分开的内壁可被设置在ecd 500的近端504与其远端506之间。作为选择，内壁可被设置于u形弯曲部处或其之后。
47.气泡去除通道550是限定在壳体511中的第三通道，并且从ecd 500的近端504延伸到其远端506。气泡去除通道550被设置在冷却流体通道530的入口部分531与其出口部分533之间。气泡去除通道550被经由从冷却表面512延伸到气泡去除通道550的孔510与被设置在冷却表面512与直肠壁120之间的流体和气泡100流体连通。在近端504附近，气泡去除通道550与冷却流体通道530合并在一起。由文丘里结构540引起的低压致使流体和气泡100流过孔510并通过气泡去除通道550流出。
48.图7是图6所示的截面在ecd 500的远端506处的详细视图。代表性的箭头指示超声耦合流体通道520、冷却流体通道530和气泡去除通道550中的流体流动方向。此外，图7示出了孔510由内壁705限定，该内壁705形成具有管712的可选择的锥体710，该管712从锥体开口714通过冷却流体通道530的出口部分533延伸到气泡去除通道550。内壁705将孔510流体耦合到气泡去除通道550，但不耦合到冷却流体通道530。在其他实施例中，一些或所有孔510可被通过没有锥形开口714的管(例如管712)形成。另外或作为选择，锥形开口714可具有矩形或方形截面，而非圆形截面。此外或在替代方案中，管712可具有矩形或方形截面，而非圆形截面。
49.图8是图6所示的截面在ecd 500的近端504处的详细视图。代表性的箭头指示超声耦合流体通道520、冷却流体通道530和气泡去除通道550中的流体流动方向。此外，图8示出了文丘里结构540包括：入口锥形部542，其具有用于流体流动的锥形截面宽度；大致成圆筒形的喉部或颈部544，其具有用于流体流动的较窄的截面宽度；以及具有用于流体流动的扩张的截面宽度的出口锥形部546。
50.在一些实施例中，ecd 200、300和/或400可包括在各个ecd与直肠壁120之间引入超声耦合流体(例如超声耦合流体通道520)的内部通道。
51.本发明不应被视为限于上述具体实施例，而应被理解为涵盖如本文所公平阐述的技术的所有方面。本发明所涉及的本领域技术人员一旦阅读本公开内容，就将明白本发明可适用的各种修改、等效过程及许多结构。