凍結手術装置およびその温度制御方法
【課題】 微小領域を凍結治療できるとともに、冷媒を患部に供給する管を断熱する必要がなく、且つ大気中に冷媒を放出せずに冷媒を再利用することが可能な凍結手術装置およびその温度制御方法を提供する。
【解決手段】 凍結手術装置は、患部３０を凍結するプローブ１１と、プローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する冷媒保持容器１２と、気体状態の冷媒を冷却して凝縮する凝縮器１４と、プローブへ液体状態の冷媒１を送る第一の管１５ａと、プローブから気体状態の冷媒を凝縮器へ送る第二の管１５ｂとを備える。プローブ１１は、内管および外管を備える二重管構造を有しており、内管は、第一の管からの液体状態の冷媒を減圧し、外管は、その外面が患部と接触するとともに、その内部に減圧した冷媒が流れ、患部からの熱を奪って冷媒を気化する。
【解決手段】 凍結手術装置は、患部３０を凍結するプローブ１１と、プローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する冷媒保持容器１２と、気体状態の冷媒を冷却して凝縮する凝縮器１４と、プローブへ液体状態の冷媒１を送る第一の管１５ａと、プローブから気体状態の冷媒を凝縮器へ送る第二の管１５ｂとを備える。プローブ１１は、内管および外管を備える二重管構造を有しており、内管は、第一の管からの液体状態の冷媒を減圧し、外管は、その外面が患部と接触するとともに、その内部に減圧した冷媒が流れ、患部からの熱を奪って冷媒を気化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結手術装置およびその温度制御方法に関し、詳しくは、皮膚のシミや皺、初期乳がん、右心房の洞房結節周囲などの微小領域の治療に適した凍結手術装置およびその温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、腫瘍や機能不全に陥った患部を切除せず、クライオプローブと呼ばれる凍結手術用プローブを用いて患部を−２０℃程度の低温まで冷却し凍結させて壊死させるという凍結手術が行われている。凍結手術は、患部のみの局所的な治療を行うことができ、出血や炎症反応、痛みが少なく、回復に要する期間が短いといった様々な利点が指摘されている。
【０００３】
凍結手術装置の冷却方法としては、クライオプローブ内に液体窒素を流して先端部で気化させることで冷却を行う相変化の利用や、アルゴンガスや二酸化炭素のような高圧ガスを用いてジュールトムソン冷却を行う等エンタルピー膨張の利用がある。クライオプローブの一般的な大きさは外径が２ｍｍから８ｍｍ程度である。
【０００４】
しかしながら、このような装置では、顔面などに存在するシミや皺、初期乳がん、右心房の洞房結節周囲などの一般的なクライオプローブの外径よりも微小な領域を局所的に治療することが困難であること、また、内視鏡やカテーテルなどを利用して体内の患部を冷凍する場合、患部に達するまで極低温となるパイプを断熱する必要があるという問題がある。さらに、高い冷却能力を確保するために冷媒を大流量で流し、かつ大気中へ放出するため、大型のリザーバーやボンベが必要であるという問題もある。
【０００５】
一方、体内で利用することを目的とした凍結手術装置として、特開２００６−１３００２４号公報には、ペルチェ素子を利用することでプローブでの温度制御を容易にできること、及びプローブへ冷媒を送るための可撓性の管を多重管構造とし、常温で液体の冷媒を外側の管に流すことで、管の断熱を不要にすることが記載されている。しかしながら、プローブからの冷媒は大気に放出しており、上記の問題は解決されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３００２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、プローブの冷却面を微小な面積にすることができ、よって微小領域の凍結治療が可能であり、また、冷媒を患部に供給する管を断熱する必要がなく、且つ大気中に冷媒を放出せずに冷媒を再利用することが可能な凍結手術装置およびその温度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る凍結手術装置は、患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備えており、更に前記プローブは、内管および外管を備える二重管構造を有しており、前記内管は、前記第一の管からの前記液体状態の冷媒を減圧し、前記外管は、その外面が患部と接触するとともに、その内部に前記減圧した冷媒が流れ、前記患部からの熱を奪って前記冷媒を気化するものである。
【０００９】
前記プローブの内管は、外径５０〜２００μｍおよび肉厚１０〜４０μｍが好ましく、前記プローブの外管は、外径２００〜７００μｍおよび肉厚１０〜１８０μｍが好ましい。また、本発明に係る凍結手術装置は、前記第一の管と前記第二の管とを前記プローブを介さずに接続するバイパス管を更に備え、このバイパス管は開閉可能な弁を備えることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る凍結手術装置の温度制御方法は、患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備える凍結手術装置において、前記容器を前記第一及び第二の管並びに前記プローブを介して前記凝縮器と連通することによって、前記液体状態の冷媒を前記プローブに送り、冷媒を気化することで前記プローブを冷却する工程と、前記容器を前記プローブと非連通にするとともに前記第一の管を前記プローブを介さずに前記凝縮器と連通することによって、前記プローブの冷却を停止する工程とを含むものである。
【００１１】
この凍結手術装置の温度制御方法は、前記凝縮器で凝縮した冷媒を加熱することで、当初の加圧条件下で液体状態の冷媒に戻す工程を更に含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように本発明によれば、プローブを二重管構造とし、内管で液体状態の冷媒を減圧し、外管の外面を患部と接触するように構成するとともに、外管の内部にこの減圧した冷媒を流し、患部からの熱を奪って冷媒を気化するようにしたことで、プローブの冷却面を微小な面積にすることができ、よって、微小な病変部の凍結手術が可能となる。また、冷却面が微小であることから、気化した冷媒は、患部などの周囲の温度まで容易に上昇し、よって冷媒を送る管を断熱する必要がない。さらに、プローブ内を流れる冷媒の流量が小さくなることから、気体状態の冷媒を冷却して凝縮できる凝縮器を設けることが可能となる。冷却による凝縮器を設けることで、負圧が形成され、このような微小な冷却面を有するプローブでも容易に冷媒を流すことができるとともに、冷媒を大気へ放出することなく、冷媒を再利用することができる。
【００１３】
例えば、プローブの内管は外径５０〜２００μｍおよび肉厚１０〜４０μｍが好ましく、プローブの外管は外径２００〜７００μｍおよび肉厚１０〜１８０μｍが好ましい。このようにプローブ内の冷媒の流路を非常に小さくすることで、圧力損失が大きくなり、冷媒の流量を低く抑えることができる。これにより、プローブから凝縮器に流入する気体状態の冷媒の流量が、凝縮器内で冷却により気体から液体へ相変化する冷媒の速度（流量）を超えることを防ぐことができ、よって、凝縮器の冷却性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る凍結手術装置の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】図１に示す凍結手術装置のプローブを示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係る凍結手術装置のプローブの別の形態を示す断面図である。
【図４】実施例で用いた凍結手術装置の構成を示す模式図である。
【図５】実施例におけるプローブの温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る凍結手術装置およびその温度制御方法の一実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施の形態の凍結手術装置は、患部３０を凍結するためのプローブ１１と、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する冷媒保持容器１２と、プローブで用いた気体状態の冷媒を冷却して凝縮する凝縮器１４と、この凝縮した冷媒を再利用するために加熱する冷媒加熱容器１３と、この凍結手術装置内における冷媒の流通などを制御する制御装置１８とを主に備える。
【００１６】
本実施の形態の凍結手術装置は、冷媒保持容器１２から液体状態の冷媒１をプローブ１１へ送る第一の管１５ａと、プローブ１１で気体状態となった冷媒２を凝縮器１４へ送る第二の管１５ｂと、これら第一の管と第二の管を繋ぐバイパス管１５ｃとを更に備える。これら管１５は、使用用途に合わせて外径が１〜６ｍｍ程度で、かつ高圧や低温の冷媒に耐える強度を有していることが好ましい。
【００１７】
本実施の形態の凍結手術装置は、これら管１５ａ、１５ｂ、１５ｃに、それぞれ冷媒の流路を開閉する弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃを備える。また、凝縮器１４と冷媒加熱容器１３との間に、冷媒の流路を開閉する弁１６ｄを備え、冷媒加熱容器１３と冷媒保持容器１２との間に、冷媒の流路を開閉する弁１６ｅを備える。これら弁１６ａ〜１６ｅは開閉を高速かつ容易に行うため、電磁弁であることが好ましい。電磁弁を利用することで、一連の開閉操作を制御装置１８によりシーケンス化することができる。
【００１８】
冷媒保持容器１２は、冷媒１を加圧条件下で液体状態に保持する容器である。冷媒保持容器１２は、高圧の冷媒に耐えるため、金属製であることが好ましい。また、凍結手術を繰り返し行うためにも、容量は少なくとも１００ｍｌ程度あることが好ましい。冷媒保持容器１２は、冷媒の温度を変化および維持するためのヒーター１７ａを備える。冷媒としては、取り扱いを容易にするため、常温で加圧して液体状態となり、且つ減圧することでプローブを−２０℃以下に冷却できる冷媒であれば特に限定されないが、例えば、代替フロンであるハイドロフルオロカーボンや、自然冷媒であるプロパン、イソブタン、アンモニア、またはこれらの混合物であることが好ましい。
【００１９】
凝縮器１４は、プローブ１１から排出された気体状態の冷媒２を冷却して凝縮するための装置である。凝縮器１４は、凝縮器内に導入された冷媒を冷却するための冷却剤４を備える。冷却剤４としては、気体状態の冷媒２を冷却して液化させるための低温が得られるものであれば、任意の熱源が利用できる。また、凝縮器１４内の圧力は、冷媒保持容器１２内の圧力よりも低い。特に、冷媒が冷媒保持容器１２から凝縮器１４まで容易に流れるように、その圧力差はできるだけ大きいことが好ましい。例えば、凝縮器１４内の圧力を負圧（大気圧以下）にすることが好ましい。このような冷却剤４として具体的には、所定の低温と高い伝熱性能を有する液体窒素が挙げられる。
【００２０】
本実施の形態では、凝縮器１４内は、このような冷却剤４によって低温で負圧状態を保っている。気体状態の冷媒２を効率良く液化するため、冷却剤４との熱交換を容易に行うことが好ましい。具体的には、冷却剤４が収容され、冷媒２と熱交換を行う伝熱部１４ａを熱伝導率の高い金属製とすることや、伝熱部１４ａにフィンなどの拡大伝熱面を取り付けることが挙げられる。
【００２１】
冷媒加熱容器１３は、凝縮器１４で凝縮した液体状態の冷媒３を、冷媒保持容器１２で再利用するために加熱する装置である。冷媒加熱容器１３は、容器内に導入された液体状態の冷媒３を加熱するためのヒーター１７ｂを備える。低温負圧の冷媒３を加熱すると、冷媒３は高圧になるため、冷媒加熱容器１３は、低温および高圧に耐えられる強度を持つものが好ましい。なお、凝縮器１４および冷媒加熱容器１３は、冷媒を低温で保持するため、これらの周囲に断熱材１９を設ける。
【００２２】
制御装置１８は、上記の各弁１６の開閉を制御するように構成されており、また、冷媒保持容器１２および冷媒加熱容器１３の各ヒーター１７の起動停止を制御するように構成されている。
【００２３】
プローブ１１は、図１に示すように、患部に直接刺して用いることができる形状となっている。プローブ１１については、図２を用いてさらに詳細に説明する。
【００２４】
図２に示すように、プローブ１１は、二重管構造を有しており、オリフィス管として作用する内管２１と、患部と直接的に接触するプローブ本体２２としての外管とを備える。内管２１の両端は開口しており、両端の一方は、冷媒の圧力に耐えるための耐圧接合部２３ａを介して第一の管１５ａと接続し、他方は、外管２２の閉じた先端付近に位置する。外管２２の反対端は開口しており、内管と同様に耐圧接合部２３ｂを介して第二の管１５ｂと接続する。耐圧接合部２３の材料としては、例えばエポキシ系接着剤やメタルガスケットが挙げられる。外管２２は患部に直接刺入するため、強度に加えて生体に対して毒性がないことが求められる。具体的には注射針に用いられるステンレス管が好ましい。
【００２５】
内管２１内の冷媒流路の断面積、内管２１の長さ、並びに内管２１内および外管２２内の冷媒の流路の断面積比により、冷媒の流量や減圧量、乾き度が変化することから、凝縮器１４の凝縮性能および外管２２の最低到達温度や冷却能力を適宜設計することができる。内管２１は、加圧条件下で液体状態の冷媒１を大気圧程度まで減圧できる程度の細さおよび長さを有することが好ましい。具体的には内管２１は、外径５０〜２００μｍ、肉厚１０〜４０μｍ、長さ１００〜５００ｍｍが好ましい。特に外径１００〜１５０μｍがより好ましい。外管２２も、このように内管２１内で冷媒を大気圧程度まで減圧させる程度の大きさを有することが好ましい。特に、内管２１を出た冷媒２は、図２に示すように、内管２１の外壁と外管２２の内壁の間にできた環状の流路を流れるため、この環状流路の等価直径が、内管２１の内径よりも大きくなければならない。具体的には外管２２は、外径４５０〜７００μｍ、内径２５０〜３５０μｍが好ましい。特に外径４５０〜６００μｍがより好ましい。外管２２の肉厚は５０〜１８０μｍであるのが好ましい。また、外管２２の長さは１００〜２００ｍｍであるのが好ましい。なお、図２に示すように、本明細書において二重管構造とは、内管２１の一部が外管２２内に挿入されていればよい。
【００２６】
以上の構成によれば、図１に示すように、先ず、冷媒保持容器１２内に常温高圧で液体状態の冷媒１を供給する。また、凝縮器１４には冷却剤４を導入し、凝縮器１４内を低温負圧状態に維持する。この時、第二の管１５ｂの弁１６ｂは開けておき、その他の弁１６ａ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅは全て閉じておく。
【００２７】
そして、プローブ１１の冷却を開始するため、第一の管１５ａの弁１６ａを開ける。これによって液体状態の冷媒１が冷媒保持容器１２からプローブ１１へと流れる。図２に示すように、プローブ１１では、液体状態の冷媒１が内管２１に流入し、オリフィス作用により減圧、膨張され、二相流へと変化する。そして、内管２１から外管２２に流出すると、プローブ本体である外管２２からの熱を奪って気化し、低温で気体状態の冷媒２となる。この気体状態の冷媒２は、内管２１と外管２１との間の環状流路を流れた後、第二の管１５ｂを介して凝縮器１４へと流れる。凝縮器１４では、気体状態の冷媒２が冷却材４で冷却されて凝縮し、凝縮器１４の底部に液体状態の冷媒３となって貯留する。
【００２８】
このように、常温高圧で液体状態の冷媒１を、プローブ１１の内管２１内を経てから外管２２内に放出することによって、冷媒１が減圧、低温化し、プローブ本体である外管２２を−２０℃以下に冷却することができ、よって、凍結手術が可能となる。また、冷媒１はプローブ１１の内管２１に流入するまで常温であることから、冷媒保持容器１２からプローブ１１まで冷媒が流れる第一の管１５ａを断熱する必要はない。また、外管２２に放出された低温で気体の冷媒は、その熱容量が小さいため、即時に周囲の温度と同じ温度になり、よって、プローブ１１から凝縮器１４まで冷媒が流れる第二の管１５ｂを断熱する必要はない。よって、患部に達するまでの冷媒用の管１５を断熱する必要がないことから、体内での凍結手術が容易になる。
【００２９】
次に、プローブ１１の冷却を停止するため、第一の管１５ａの弁１６ａを閉じるとともに、バイパス管１５ｃの弁１６ｃを開ける。この弁１６ｃを開けることにより、バイパス管１５ｃを介して第一の管１５ａ内の冷媒１が強制的に凝縮器１４に流入する。これによりプローブ１１内への冷媒１の流入が直ちに止まり、プローブ１１の温度も−２０℃以下から急速に生体組織の主成分である水の凝固点（すなわち０℃）程度まで上昇する。その後、プローブ１１の温度は周囲の生体組織の自己発熱機構により常温まで次第に上昇する。このように各弁１６の操作を行うことで、プローブ１１の温度の低下および上昇を迅速に制御することができる。よって、この操作を繰り返すことにより、患部を繰り返し冷却することができ、細胞の壊死率を向上することができる。
【００３０】
上記の冷却および冷却停止の操作は、冷媒保持容器１２に蓄えた冷媒１が無くなるまで繰り返し継続して行うことができる。冷媒保持容器１２内に冷媒１が無くなった後は、凝縮器１４内に貯留する冷媒３を再利用する操作を行う。
【００３１】
冷媒を再利用する操作は、先ず、第一及び第二の管１５ａ、１５ｂの弁１６ａ、１６ｂを開き、冷媒保持容器１２内に残っている冷媒１を凝縮器１４へ流し、冷媒保持容器１２内を凝縮器１４と同じ圧力にする。その後、上記の弁１６ａ、１６ｂを閉め、凝縮器１４と冷媒加熱容器１３の間の弁１６ｄを開く。そして、凝縮器１４内の液体状態の冷媒３を冷媒加熱容器１３内に導入した後、弁１６ｄを閉じ、ヒーター１７ｂを用いて冷媒の加熱を行う。冷媒の加熱は、当初の冷媒保持容器１２における冷媒の温度、例えば常温まで行う。これによって低温負圧で液体の冷媒３が、常温高圧で液体の冷媒１に変化する。
【００３２】
次に、冷媒加熱容器１３と冷媒保持容器１２の間の弁１６ｅを開き、冷媒加熱容器１３内の常温高圧で液体状態の冷媒１を冷媒保持容器１２内に供給する。そして、上記の弁１６ｅを閉じることで、初めの状態に戻り、再び、プローブ１１の冷却操作が可能となる。このように冷媒を再利用することで、冷媒を大気へ排出することなく、冷媒を半永久的に使用することができる。また、冷媒を再利用する過程で圧縮機を用いないため、装置全体を小型化することができる。
【００３３】
図１及び図２に示す実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プローブ１１は、図２に示す形状の他、例えば、図３に示すように、外管３２を円形などに湾曲した形状にすることもできる。この実施の形態の場合、外管３２の両端は開口しており、一方は、耐圧接合部３３を介して内管３１と接続し、他方は、第二の管１５ｂと接続する。内管３１の両端も開口しており、一方は、耐圧接合部３３および外管３２の端部を介して第一の管１５ａと接続し、他方は、外管３２の中間部分に位置する。内管３１の外径、内径、長さは、図２の構成と同様である。一方、外管３２は、内管３１から出た冷媒２が外管３２内を通過することから、内管３１の内径よりも外管３２の内径が大きければよい。具体的には外管３２は外径２００〜５００μｍ、肉厚１０〜１８０μｍ、長さ１００ｍｍ〜５００ｍｍが好ましい。
【００３４】
このように外管３２の形状は任意に変形させることで、特定の部位を線状に凍結させることが可能となる。また、外管３２を可撓性にすることもできる。この場合、外管３２の材料は、低温における強度と柔軟性、そして生体適合性を有するものであれば特に限定されないが、例えばシリコンチューブなどが挙げられる。
【００３５】
また、図１に示す実施の形態では、冷媒加熱容器１３を設けたが、本発明は特にこれに限定されるものではない。例えば、冷媒の加熱は常温でよい場合もあることから、ヒーターを用いずに、例えば、冷媒を大気または空気と熱交換することで、凝縮器１４の低温負圧の冷媒３を、当初の常温高圧の冷媒１に戻すことができる。このように加熱には任意の熱源を用いることができる。また、凝縮器１４内で低温負圧の冷媒３を加熱してもよい。例えば、凝縮器１４から冷却剤４を取り出し、任意の熱源により冷媒３を加熱するようにしてもよい。常温高圧の冷媒１となったら、凝縮器１４から直接この冷媒１を冷媒保持容器１２に供給してもよい。
【実施例】
【００３６】
図４に示す構成の凍結手術装置で、プローブの冷却および冷却を停止する操作の試験を行った。なお、プローブは図２に示す構成のものを用いた。二重管構造のプローブの内管と外管として、外径および内径がそれぞれ１５０μｍおよび７０μｍと５５０μｍおよび３００μｍの２種類のステンレスチューブを用いた。冷媒には、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）が０である代替フロンの一つであるＨＦＣ−２３（大気圧下の沸点：−８２．１℃）を用いた。凝縮器１４の冷却剤４には液体窒素（大気圧下の沸点：−１９６℃）を用いた。
【００３７】
この試験では、先ず、冷媒保持容器１２内に約４２気圧で液体の冷媒を溜め、第一の管１５ａの弁１６ａ、バイパス管１５ｃの弁１６ｃ、冷媒保持容器１２と凝縮器１４の間の弁１６ｄを閉じておき、第二の管１５ｂの弁１６ｂを開けておいた。また、凝縮器１４内の圧力は、ＨＦＣ−２３の液体窒素温度における飽和圧力となり、約０気圧となった。また、プローブ１１は約３７℃の寒天に挿入した。これは生体組織を模擬するためである。
【００３８】
そして、プローブ１１の冷却を開始する操作として、第一の管１５ａの弁１６ａを開け、液体状態の冷媒１をプローブ１１に流入させた。プローブ１１の温度の時間履歴を図５に示す。液体状態の冷媒１が内管２１を通る間に減圧され、二相流へと変化し、外管２２内で寒天の熱を奪い気化した。プローブ１１の表面が、冷却開始操作から１０秒で約−２５℃に達しているのが図５によりわかる。実際、プローブ１１の周囲に凍結領域が確認された。
【００３９】
次に、冷却開始２０秒後に冷却停止操作を行った。先ず、第一の管１５ａの弁１６ａを閉じ、バイパス管１５ｃの弁１６ｃを開けた。この弁１６ｃを開けることにより、第一の管１５ａおよびプローブ１１内を流れていた冷媒１が同時かつ急速に凝縮器１４に流入した。図５に示すように、冷却停止操作後、すぐにプローブ１１の表面温度が０℃まで上昇した。しばらく０℃で温度が維持された後、冷却停止操作から約３０秒後に凍結領域が完全に消滅し、プローブ１１の温度が上昇した。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３ 冷媒
４ 冷却剤
１１ プローブ
１２ 冷媒保持容器
１３ 冷媒加熱容器
１４ 凝縮器
１５ 管
１６ 弁
１７ ヒーター
１８ 制御装置
１９ 断熱材
２１、３１ 内管
２２、３２ 外管
２３、３３ 耐圧接合部
３０ 患部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結手術装置およびその温度制御方法に関し、詳しくは、皮膚のシミや皺、初期乳がん、右心房の洞房結節周囲などの微小領域の治療に適した凍結手術装置およびその温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、腫瘍や機能不全に陥った患部を切除せず、クライオプローブと呼ばれる凍結手術用プローブを用いて患部を−２０℃程度の低温まで冷却し凍結させて壊死させるという凍結手術が行われている。凍結手術は、患部のみの局所的な治療を行うことができ、出血や炎症反応、痛みが少なく、回復に要する期間が短いといった様々な利点が指摘されている。
【０００３】
凍結手術装置の冷却方法としては、クライオプローブ内に液体窒素を流して先端部で気化させることで冷却を行う相変化の利用や、アルゴンガスや二酸化炭素のような高圧ガスを用いてジュールトムソン冷却を行う等エンタルピー膨張の利用がある。クライオプローブの一般的な大きさは外径が２ｍｍから８ｍｍ程度である。
【０００４】
しかしながら、このような装置では、顔面などに存在するシミや皺、初期乳がん、右心房の洞房結節周囲などの一般的なクライオプローブの外径よりも微小な領域を局所的に治療することが困難であること、また、内視鏡やカテーテルなどを利用して体内の患部を冷凍する場合、患部に達するまで極低温となるパイプを断熱する必要があるという問題がある。さらに、高い冷却能力を確保するために冷媒を大流量で流し、かつ大気中へ放出するため、大型のリザーバーやボンベが必要であるという問題もある。
【０００５】
一方、体内で利用することを目的とした凍結手術装置として、特開２００６−１３００２４号公報には、ペルチェ素子を利用することでプローブでの温度制御を容易にできること、及びプローブへ冷媒を送るための可撓性の管を多重管構造とし、常温で液体の冷媒を外側の管に流すことで、管の断熱を不要にすることが記載されている。しかしながら、プローブからの冷媒は大気に放出しており、上記の問題は解決されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３００２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、プローブの冷却面を微小な面積にすることができ、よって微小領域の凍結治療が可能であり、また、冷媒を患部に供給する管を断熱する必要がなく、且つ大気中に冷媒を放出せずに冷媒を再利用することが可能な凍結手術装置およびその温度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る凍結手術装置は、患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備えており、更に前記プローブは、内管および外管を備える二重管構造を有しており、前記内管は、前記第一の管からの前記液体状態の冷媒を減圧し、前記外管は、その外面が患部と接触するとともに、その内部に前記減圧した冷媒が流れ、前記患部からの熱を奪って前記冷媒を気化するものである。
【０００９】
前記プローブの内管は、外径５０〜２００μｍおよび肉厚１０〜４０μｍが好ましく、前記プローブの外管は、外径２００〜７００μｍおよび肉厚１０〜１８０μｍが好ましい。また、本発明に係る凍結手術装置は、前記第一の管と前記第二の管とを前記プローブを介さずに接続するバイパス管を更に備え、このバイパス管は開閉可能な弁を備えることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る凍結手術装置の温度制御方法は、患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備える凍結手術装置において、前記容器を前記第一及び第二の管並びに前記プローブを介して前記凝縮器と連通することによって、前記液体状態の冷媒を前記プローブに送り、冷媒を気化することで前記プローブを冷却する工程と、前記容器を前記プローブと非連通にするとともに前記第一の管を前記プローブを介さずに前記凝縮器と連通することによって、前記プローブの冷却を停止する工程とを含むものである。
【００１１】
この凍結手術装置の温度制御方法は、前記凝縮器で凝縮した冷媒を加熱することで、当初の加圧条件下で液体状態の冷媒に戻す工程を更に含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように本発明によれば、プローブを二重管構造とし、内管で液体状態の冷媒を減圧し、外管の外面を患部と接触するように構成するとともに、外管の内部にこの減圧した冷媒を流し、患部からの熱を奪って冷媒を気化するようにしたことで、プローブの冷却面を微小な面積にすることができ、よって、微小な病変部の凍結手術が可能となる。また、冷却面が微小であることから、気化した冷媒は、患部などの周囲の温度まで容易に上昇し、よって冷媒を送る管を断熱する必要がない。さらに、プローブ内を流れる冷媒の流量が小さくなることから、気体状態の冷媒を冷却して凝縮できる凝縮器を設けることが可能となる。冷却による凝縮器を設けることで、負圧が形成され、このような微小な冷却面を有するプローブでも容易に冷媒を流すことができるとともに、冷媒を大気へ放出することなく、冷媒を再利用することができる。
【００１３】
例えば、プローブの内管は外径５０〜２００μｍおよび肉厚１０〜４０μｍが好ましく、プローブの外管は外径２００〜７００μｍおよび肉厚１０〜１８０μｍが好ましい。このようにプローブ内の冷媒の流路を非常に小さくすることで、圧力損失が大きくなり、冷媒の流量を低く抑えることができる。これにより、プローブから凝縮器に流入する気体状態の冷媒の流量が、凝縮器内で冷却により気体から液体へ相変化する冷媒の速度（流量）を超えることを防ぐことができ、よって、凝縮器の冷却性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る凍結手術装置の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】図１に示す凍結手術装置のプローブを示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係る凍結手術装置のプローブの別の形態を示す断面図である。
【図４】実施例で用いた凍結手術装置の構成を示す模式図である。
【図５】実施例におけるプローブの温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る凍結手術装置およびその温度制御方法の一実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施の形態の凍結手術装置は、患部３０を凍結するためのプローブ１１と、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する冷媒保持容器１２と、プローブで用いた気体状態の冷媒を冷却して凝縮する凝縮器１４と、この凝縮した冷媒を再利用するために加熱する冷媒加熱容器１３と、この凍結手術装置内における冷媒の流通などを制御する制御装置１８とを主に備える。
【００１６】
本実施の形態の凍結手術装置は、冷媒保持容器１２から液体状態の冷媒１をプローブ１１へ送る第一の管１５ａと、プローブ１１で気体状態となった冷媒２を凝縮器１４へ送る第二の管１５ｂと、これら第一の管と第二の管を繋ぐバイパス管１５ｃとを更に備える。これら管１５は、使用用途に合わせて外径が１〜６ｍｍ程度で、かつ高圧や低温の冷媒に耐える強度を有していることが好ましい。
【００１７】
本実施の形態の凍結手術装置は、これら管１５ａ、１５ｂ、１５ｃに、それぞれ冷媒の流路を開閉する弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃを備える。また、凝縮器１４と冷媒加熱容器１３との間に、冷媒の流路を開閉する弁１６ｄを備え、冷媒加熱容器１３と冷媒保持容器１２との間に、冷媒の流路を開閉する弁１６ｅを備える。これら弁１６ａ〜１６ｅは開閉を高速かつ容易に行うため、電磁弁であることが好ましい。電磁弁を利用することで、一連の開閉操作を制御装置１８によりシーケンス化することができる。
【００１８】
冷媒保持容器１２は、冷媒１を加圧条件下で液体状態に保持する容器である。冷媒保持容器１２は、高圧の冷媒に耐えるため、金属製であることが好ましい。また、凍結手術を繰り返し行うためにも、容量は少なくとも１００ｍｌ程度あることが好ましい。冷媒保持容器１２は、冷媒の温度を変化および維持するためのヒーター１７ａを備える。冷媒としては、取り扱いを容易にするため、常温で加圧して液体状態となり、且つ減圧することでプローブを−２０℃以下に冷却できる冷媒であれば特に限定されないが、例えば、代替フロンであるハイドロフルオロカーボンや、自然冷媒であるプロパン、イソブタン、アンモニア、またはこれらの混合物であることが好ましい。
【００１９】
凝縮器１４は、プローブ１１から排出された気体状態の冷媒２を冷却して凝縮するための装置である。凝縮器１４は、凝縮器内に導入された冷媒を冷却するための冷却剤４を備える。冷却剤４としては、気体状態の冷媒２を冷却して液化させるための低温が得られるものであれば、任意の熱源が利用できる。また、凝縮器１４内の圧力は、冷媒保持容器１２内の圧力よりも低い。特に、冷媒が冷媒保持容器１２から凝縮器１４まで容易に流れるように、その圧力差はできるだけ大きいことが好ましい。例えば、凝縮器１４内の圧力を負圧（大気圧以下）にすることが好ましい。このような冷却剤４として具体的には、所定の低温と高い伝熱性能を有する液体窒素が挙げられる。
【００２０】
本実施の形態では、凝縮器１４内は、このような冷却剤４によって低温で負圧状態を保っている。気体状態の冷媒２を効率良く液化するため、冷却剤４との熱交換を容易に行うことが好ましい。具体的には、冷却剤４が収容され、冷媒２と熱交換を行う伝熱部１４ａを熱伝導率の高い金属製とすることや、伝熱部１４ａにフィンなどの拡大伝熱面を取り付けることが挙げられる。
【００２１】
冷媒加熱容器１３は、凝縮器１４で凝縮した液体状態の冷媒３を、冷媒保持容器１２で再利用するために加熱する装置である。冷媒加熱容器１３は、容器内に導入された液体状態の冷媒３を加熱するためのヒーター１７ｂを備える。低温負圧の冷媒３を加熱すると、冷媒３は高圧になるため、冷媒加熱容器１３は、低温および高圧に耐えられる強度を持つものが好ましい。なお、凝縮器１４および冷媒加熱容器１３は、冷媒を低温で保持するため、これらの周囲に断熱材１９を設ける。
【００２２】
制御装置１８は、上記の各弁１６の開閉を制御するように構成されており、また、冷媒保持容器１２および冷媒加熱容器１３の各ヒーター１７の起動停止を制御するように構成されている。
【００２３】
プローブ１１は、図１に示すように、患部に直接刺して用いることができる形状となっている。プローブ１１については、図２を用いてさらに詳細に説明する。
【００２４】
図２に示すように、プローブ１１は、二重管構造を有しており、オリフィス管として作用する内管２１と、患部と直接的に接触するプローブ本体２２としての外管とを備える。内管２１の両端は開口しており、両端の一方は、冷媒の圧力に耐えるための耐圧接合部２３ａを介して第一の管１５ａと接続し、他方は、外管２２の閉じた先端付近に位置する。外管２２の反対端は開口しており、内管と同様に耐圧接合部２３ｂを介して第二の管１５ｂと接続する。耐圧接合部２３の材料としては、例えばエポキシ系接着剤やメタルガスケットが挙げられる。外管２２は患部に直接刺入するため、強度に加えて生体に対して毒性がないことが求められる。具体的には注射針に用いられるステンレス管が好ましい。
【００２５】
内管２１内の冷媒流路の断面積、内管２１の長さ、並びに内管２１内および外管２２内の冷媒の流路の断面積比により、冷媒の流量や減圧量、乾き度が変化することから、凝縮器１４の凝縮性能および外管２２の最低到達温度や冷却能力を適宜設計することができる。内管２１は、加圧条件下で液体状態の冷媒１を大気圧程度まで減圧できる程度の細さおよび長さを有することが好ましい。具体的には内管２１は、外径５０〜２００μｍ、肉厚１０〜４０μｍ、長さ１００〜５００ｍｍが好ましい。特に外径１００〜１５０μｍがより好ましい。外管２２も、このように内管２１内で冷媒を大気圧程度まで減圧させる程度の大きさを有することが好ましい。特に、内管２１を出た冷媒２は、図２に示すように、内管２１の外壁と外管２２の内壁の間にできた環状の流路を流れるため、この環状流路の等価直径が、内管２１の内径よりも大きくなければならない。具体的には外管２２は、外径４５０〜７００μｍ、内径２５０〜３５０μｍが好ましい。特に外径４５０〜６００μｍがより好ましい。外管２２の肉厚は５０〜１８０μｍであるのが好ましい。また、外管２２の長さは１００〜２００ｍｍであるのが好ましい。なお、図２に示すように、本明細書において二重管構造とは、内管２１の一部が外管２２内に挿入されていればよい。
【００２６】
以上の構成によれば、図１に示すように、先ず、冷媒保持容器１２内に常温高圧で液体状態の冷媒１を供給する。また、凝縮器１４には冷却剤４を導入し、凝縮器１４内を低温負圧状態に維持する。この時、第二の管１５ｂの弁１６ｂは開けておき、その他の弁１６ａ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅは全て閉じておく。
【００２７】
そして、プローブ１１の冷却を開始するため、第一の管１５ａの弁１６ａを開ける。これによって液体状態の冷媒１が冷媒保持容器１２からプローブ１１へと流れる。図２に示すように、プローブ１１では、液体状態の冷媒１が内管２１に流入し、オリフィス作用により減圧、膨張され、二相流へと変化する。そして、内管２１から外管２２に流出すると、プローブ本体である外管２２からの熱を奪って気化し、低温で気体状態の冷媒２となる。この気体状態の冷媒２は、内管２１と外管２１との間の環状流路を流れた後、第二の管１５ｂを介して凝縮器１４へと流れる。凝縮器１４では、気体状態の冷媒２が冷却材４で冷却されて凝縮し、凝縮器１４の底部に液体状態の冷媒３となって貯留する。
【００２８】
このように、常温高圧で液体状態の冷媒１を、プローブ１１の内管２１内を経てから外管２２内に放出することによって、冷媒１が減圧、低温化し、プローブ本体である外管２２を−２０℃以下に冷却することができ、よって、凍結手術が可能となる。また、冷媒１はプローブ１１の内管２１に流入するまで常温であることから、冷媒保持容器１２からプローブ１１まで冷媒が流れる第一の管１５ａを断熱する必要はない。また、外管２２に放出された低温で気体の冷媒は、その熱容量が小さいため、即時に周囲の温度と同じ温度になり、よって、プローブ１１から凝縮器１４まで冷媒が流れる第二の管１５ｂを断熱する必要はない。よって、患部に達するまでの冷媒用の管１５を断熱する必要がないことから、体内での凍結手術が容易になる。
【００２９】
次に、プローブ１１の冷却を停止するため、第一の管１５ａの弁１６ａを閉じるとともに、バイパス管１５ｃの弁１６ｃを開ける。この弁１６ｃを開けることにより、バイパス管１５ｃを介して第一の管１５ａ内の冷媒１が強制的に凝縮器１４に流入する。これによりプローブ１１内への冷媒１の流入が直ちに止まり、プローブ１１の温度も−２０℃以下から急速に生体組織の主成分である水の凝固点（すなわち０℃）程度まで上昇する。その後、プローブ１１の温度は周囲の生体組織の自己発熱機構により常温まで次第に上昇する。このように各弁１６の操作を行うことで、プローブ１１の温度の低下および上昇を迅速に制御することができる。よって、この操作を繰り返すことにより、患部を繰り返し冷却することができ、細胞の壊死率を向上することができる。
【００３０】
上記の冷却および冷却停止の操作は、冷媒保持容器１２に蓄えた冷媒１が無くなるまで繰り返し継続して行うことができる。冷媒保持容器１２内に冷媒１が無くなった後は、凝縮器１４内に貯留する冷媒３を再利用する操作を行う。
【００３１】
冷媒を再利用する操作は、先ず、第一及び第二の管１５ａ、１５ｂの弁１６ａ、１６ｂを開き、冷媒保持容器１２内に残っている冷媒１を凝縮器１４へ流し、冷媒保持容器１２内を凝縮器１４と同じ圧力にする。その後、上記の弁１６ａ、１６ｂを閉め、凝縮器１４と冷媒加熱容器１３の間の弁１６ｄを開く。そして、凝縮器１４内の液体状態の冷媒３を冷媒加熱容器１３内に導入した後、弁１６ｄを閉じ、ヒーター１７ｂを用いて冷媒の加熱を行う。冷媒の加熱は、当初の冷媒保持容器１２における冷媒の温度、例えば常温まで行う。これによって低温負圧で液体の冷媒３が、常温高圧で液体の冷媒１に変化する。
【００３２】
次に、冷媒加熱容器１３と冷媒保持容器１２の間の弁１６ｅを開き、冷媒加熱容器１３内の常温高圧で液体状態の冷媒１を冷媒保持容器１２内に供給する。そして、上記の弁１６ｅを閉じることで、初めの状態に戻り、再び、プローブ１１の冷却操作が可能となる。このように冷媒を再利用することで、冷媒を大気へ排出することなく、冷媒を半永久的に使用することができる。また、冷媒を再利用する過程で圧縮機を用いないため、装置全体を小型化することができる。
【００３３】
図１及び図２に示す実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プローブ１１は、図２に示す形状の他、例えば、図３に示すように、外管３２を円形などに湾曲した形状にすることもできる。この実施の形態の場合、外管３２の両端は開口しており、一方は、耐圧接合部３３を介して内管３１と接続し、他方は、第二の管１５ｂと接続する。内管３１の両端も開口しており、一方は、耐圧接合部３３および外管３２の端部を介して第一の管１５ａと接続し、他方は、外管３２の中間部分に位置する。内管３１の外径、内径、長さは、図２の構成と同様である。一方、外管３２は、内管３１から出た冷媒２が外管３２内を通過することから、内管３１の内径よりも外管３２の内径が大きければよい。具体的には外管３２は外径２００〜５００μｍ、肉厚１０〜１８０μｍ、長さ１００ｍｍ〜５００ｍｍが好ましい。
【００３４】
このように外管３２の形状は任意に変形させることで、特定の部位を線状に凍結させることが可能となる。また、外管３２を可撓性にすることもできる。この場合、外管３２の材料は、低温における強度と柔軟性、そして生体適合性を有するものであれば特に限定されないが、例えばシリコンチューブなどが挙げられる。
【００３５】
また、図１に示す実施の形態では、冷媒加熱容器１３を設けたが、本発明は特にこれに限定されるものではない。例えば、冷媒の加熱は常温でよい場合もあることから、ヒーターを用いずに、例えば、冷媒を大気または空気と熱交換することで、凝縮器１４の低温負圧の冷媒３を、当初の常温高圧の冷媒１に戻すことができる。このように加熱には任意の熱源を用いることができる。また、凝縮器１４内で低温負圧の冷媒３を加熱してもよい。例えば、凝縮器１４から冷却剤４を取り出し、任意の熱源により冷媒３を加熱するようにしてもよい。常温高圧の冷媒１となったら、凝縮器１４から直接この冷媒１を冷媒保持容器１２に供給してもよい。
【実施例】
【００３６】
図４に示す構成の凍結手術装置で、プローブの冷却および冷却を停止する操作の試験を行った。なお、プローブは図２に示す構成のものを用いた。二重管構造のプローブの内管と外管として、外径および内径がそれぞれ１５０μｍおよび７０μｍと５５０μｍおよび３００μｍの２種類のステンレスチューブを用いた。冷媒には、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）が０である代替フロンの一つであるＨＦＣ−２３（大気圧下の沸点：−８２．１℃）を用いた。凝縮器１４の冷却剤４には液体窒素（大気圧下の沸点：−１９６℃）を用いた。
【００３７】
この試験では、先ず、冷媒保持容器１２内に約４２気圧で液体の冷媒を溜め、第一の管１５ａの弁１６ａ、バイパス管１５ｃの弁１６ｃ、冷媒保持容器１２と凝縮器１４の間の弁１６ｄを閉じておき、第二の管１５ｂの弁１６ｂを開けておいた。また、凝縮器１４内の圧力は、ＨＦＣ−２３の液体窒素温度における飽和圧力となり、約０気圧となった。また、プローブ１１は約３７℃の寒天に挿入した。これは生体組織を模擬するためである。
【００３８】
そして、プローブ１１の冷却を開始する操作として、第一の管１５ａの弁１６ａを開け、液体状態の冷媒１をプローブ１１に流入させた。プローブ１１の温度の時間履歴を図５に示す。液体状態の冷媒１が内管２１を通る間に減圧され、二相流へと変化し、外管２２内で寒天の熱を奪い気化した。プローブ１１の表面が、冷却開始操作から１０秒で約−２５℃に達しているのが図５によりわかる。実際、プローブ１１の周囲に凍結領域が確認された。
【００３９】
次に、冷却開始２０秒後に冷却停止操作を行った。先ず、第一の管１５ａの弁１６ａを閉じ、バイパス管１５ｃの弁１６ｃを開けた。この弁１６ｃを開けることにより、第一の管１５ａおよびプローブ１１内を流れていた冷媒１が同時かつ急速に凝縮器１４に流入した。図５に示すように、冷却停止操作後、すぐにプローブ１１の表面温度が０℃まで上昇した。しばらく０℃で温度が維持された後、冷却停止操作から約３０秒後に凍結領域が完全に消滅し、プローブ１１の温度が上昇した。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３ 冷媒
４ 冷却剤
１１ プローブ
１２ 冷媒保持容器
１３ 冷媒加熱容器
１４ 凝縮器
１５ 管
１６ 弁
１７ ヒーター
１８ 制御装置
１９ 断熱材
２１、３１ 内管
２２、３２ 外管
２３、３３ 耐圧接合部
３０ 患部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備える凍結手術装置であって、前記プローブは、内管および外管を備える二重管構造を有しており、前記内管は、前記第一の管からの前記液体状態の冷媒を減圧し、前記外管は、その外面が患部と接触するとともに、その内部に前記減圧した冷媒が流れ、前記患部からの熱を奪って前記冷媒を気化する凍結手術装置。
【請求項２】
前記プローブの内管が外径５０〜２００μｍおよび肉厚１０〜４０μｍであり、前記プローブの外管が外径２００〜７００μｍおよび肉厚１０〜１８０μｍである請求項１に記載の凍結手術装置。
【請求項３】
前記第一の管と前記第二の管とを前記プローブを介さずに接続するバイパス管を更に備え、このバイパス管が開閉可能な弁を備える請求項１又は２に記載の凍結手術装置。
【請求項４】
患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備える凍結手術装置の温度制御方法であって、
前記容器を前記第一及び第二の管並びに前記プローブを介して前記凝縮器と連通することによって、前記液体状態の冷媒を前記プローブに送り、冷媒を気化することで前記プローブを冷却する工程と、前記容器を前記プローブと非連通にするとともに前記第一の管を前記プローブを介さずに前記凝縮器と連通することによって、前記プローブの冷却を停止する工程とを含む凍結手術装置の温度制御方法。
【請求項５】
前記凝縮器で凝縮した冷媒を加熱することで、当初の加圧条件下で液体状態の冷媒に戻す工程を更に含む請求項４に記載の凍結手術装置の温度制御方法。
【請求項１】
患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備える凍結手術装置であって、前記プローブは、内管および外管を備える二重管構造を有しており、前記内管は、前記第一の管からの前記液体状態の冷媒を減圧し、前記外管は、その外面が患部と接触するとともに、その内部に前記減圧した冷媒が流れ、前記患部からの熱を奪って前記冷媒を気化する凍結手術装置。
【請求項２】
前記プローブの内管が外径５０〜２００μｍおよび肉厚１０〜４０μｍであり、前記プローブの外管が外径２００〜７００μｍおよび肉厚１０〜１８０μｍである請求項１に記載の凍結手術装置。
【請求項３】
前記第一の管と前記第二の管とを前記プローブを介さずに接続するバイパス管を更に備え、このバイパス管が開閉可能な弁を備える請求項１又は２に記載の凍結手術装置。
【請求項４】
患部を凍結するためのプローブと、このプローブで用いる冷媒を加圧条件下で液体状態に保持する容器と、気体状態の前記冷媒を冷却して凝縮する凝縮器と、前記容器から前記液体状態の冷媒を前記プローブへ送る第一の管と、前記プローブから前記気体状態の冷媒を前記凝縮器へ送る第二の管とを備える凍結手術装置の温度制御方法であって、
前記容器を前記第一及び第二の管並びに前記プローブを介して前記凝縮器と連通することによって、前記液体状態の冷媒を前記プローブに送り、冷媒を気化することで前記プローブを冷却する工程と、前記容器を前記プローブと非連通にするとともに前記第一の管を前記プローブを介さずに前記凝縮器と連通することによって、前記プローブの冷却を停止する工程とを含む凍結手術装置の温度制御方法。
【請求項５】
前記凝縮器で凝縮した冷媒を加熱することで、当初の加圧条件下で液体状態の冷媒に戻す工程を更に含む請求項４に記載の凍結手術装置の温度制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３４７９８（Ｐ２０１３−３４７９８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５７５６（Ｐ２０１１−１７５７５６）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 〔発行者名〕 国立大学法人東北大学 〔刊行物名〕 第一期博士研究教育院生（Ｄ３）学位論文要旨集及び活動実績報告書 〔発行年月日〕 平成２３年２月２３日
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 〔発行者名〕 国立大学法人東北大学 〔刊行物名〕 第一期博士研究教育院生（Ｄ３）学位論文要旨集及び活動実績報告書 〔発行年月日〕 平成２３年２月２３日
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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