冷却操作用针状探测器以及冷却操作系统的制作方法

专利名称：冷却操作用针状探测器以及冷却操作系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却操作用针状探测器以及冷却操作系统。
背景技术：
对患部进行冷冻的冷冻手术(cryogenic operation)现正被广泛施行。冷冻手术是在冷冻细胞之后，在融化它的过程中破坏细胞内的细胞器而使其坏死 的手术，由于手术时的疼痛和术后伤痕(变性)较少，并且较少产生术后并发症，进而手术 费用也得以降低，因而被认为是合适的。冷冻手术根据施行手术的患部大致可以分为两类。其中一类用于治疗胃等体内的癌或肿瘤等患部，此种情况例如，从开口部把冷冻 用探测器插入到体内的患部并对患部进行冷冻。像这样向体内插入探测器来使用的冷冻手术需要高度注意。例如，要求严格地进 行传热控制并进行精密的患部处置，或者还要求对到达患部时为极低温的探测器进行绝 热。而且，使冷冻用高压制冷剂在探测器中流通也会在安全方面造成问题。有鉴于此，提出了各种冷冻手术用探测器以及冷冻手术装置。但是，出于上述安全 对策以及其他需要，都设置有各种附带部件或附带装置，因而无法避免冷冻手术用探测器 以及冷冻手术装置分别变得大型化。在这种情况下，为了有效地进行冷却，也出现了利用珀 耳帖效应的方案。此外，在使用这些冷冻手术用探测器以及冷冻手术装置的手术中，通过手动操作 使制冷剂断续流通，来进行冷却控制(例如，参考专利文献1、2)。另一类用于使被冷却的探测器从皮肤侵入到皮下组织以使微小部分急速冷却。例 如，最近有通过局部冷却脑内部从而有可能抑制癫痫病发作的事例被报告。目前的现状是，在这种情况下使用的探测器仍然是上述用于治疗体内患部的那一 类探测器，例如用于在脑表面冷却4mm见方左右的范围。另一方面，作为内置有热电偶等温度传感器的冷冻手术用探测器，例如，提出了在 具有3. 2mm以下，具体而言是0. 8mm 2mm左右直径的冷冻针的冷冻手术装置的冷冻针中 内置热电偶的方案。此时，从热电偶的功能方面来说，热电偶的测温接点被配置在和冷冻针 的前端部分离的位置上。在这种情况下，温度传感器也仅用于温度检测的显示，通过手动操作制冷剂装置 来调整冷却程度(参考专利文献3)。专利文献1 特表2002-513614号公报专利文献2 特开2006-130024号公报专利文献3 特表2000-513963号公报然而，在例如上述的癫痫病治疗中，如果能够精密地冷却更微小的区域，则更为优 选。而且，如果有能够这样精密地冷却微小区域的探测器，也适合于例如采集生物体细胞等 情况。

发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够精密地冷却微小区域的冷却操作用针 状探测器以及冷却操作系统。本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，构成为具有在相互电绝缘的状态下延伸设置并由不同种类的薄金属构成的第一筒体和 在该第一筒体的外围设置的第二筒体，该第一筒体和该第二筒体的一个端部被闭塞接合， 形成电连接该第一筒体和该第二筒体的前端部，同时在该前端部附近形成连通该第一筒体 内外的微小连通部；当在该第二筒体与该第一筒体之间的空间部或者该第一筒体内部的空间部之中 的任意一个空间部流通的制冷剂通过该微小连通部时，发生气化或者绝热膨胀而在另一个 空间部流通，从而该前端部通过由此生成的冷却热被冷却，同时，该前端部构成热电偶的测温接点，以及，该第一筒体和该第二筒体构成热电偶的 补偿导线。另外，优选地，本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，所述第一筒体 与所述第二筒体的材料的组合为从克罗梅尔和阿留麦尔、克罗梅尔和铜、克罗梅尔和康铜、 SUS304和科瓦、康铜和铜、以及钼和钼铑的组合之中选择的任意一个组合。另外，优选地，本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，探测器的直径 为1mm以下。另外，本发明所述的冷却操作系统，其特征在于，包括上述冷却操作用针状探测 器；在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操 作用针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排 出机构；以及根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构。另外，优选地，本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为，所述 第一筒体或者在与周围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二筒体与生物体信号测定机构 或者电刺激电源机构连接，经由所述前端部，能够测定生物体信号，或者能够对生物体给予 电刺激。另外，本发明所述的冷却操作系统，其特征在于，包括上述冷却操作用针状探测 器；在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操 作用针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排 出机构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；以及连接有 所述第一筒体或者所述第二筒体的生物体信号测定机构或者电刺激电源机构。另外，优选地，本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为，进一 步包括在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端 的第一电极部，该第一电极部与生物体信号测定机构或电刺激电源机构连接，或者与生物 体信号测定机构和电刺激电源机构可切换地连接，经由该前端，能够执行测定生物体信号 和对生物体给予电刺激之中的任意一项或两项。另外，本发明的冷却操作系统，其特征在于，包括上述冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；以及连接有所述 第一电极部的生物体信号测定机构和电刺激电源机构之中的任意一个或者两个。另外，优选地，本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为，进一 步包括在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端 的第一电极部，所述第一筒体或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二筒体和该第 一电极部之中的任意一个与生物体信号测定机构或电刺激电源机构连接，或者与生物体信 号测定机构和电刺激电源机构可切换地连接，经由该前端部或者该前端，能够执行测定生 物体的指定部位的生物体信号和对生物体的指定部位给予电刺激之中的任意一项或两项， 同时，所述第一筒体或所述第二筒体和该第一电极部之中的另一个与生物体信号测定机构 连接，能够测定该指定部位以外的部位的生物体信号。另外，优选地，本发明的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为，进一步包 括分别在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端 的第二电极部和第三电极部，该第二电极部与生物体信号测定机构连接并经由该前端能够 测定生物体信号，该第三电极部与电刺激电源机构连接并经由该前端能够对生物体给予电 刺激。另外，本发明的冷却操作系统，其特征在于，包括上述冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机 构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；连接有所述第二 电极部的生物体信号测定机构；以及连接有第三电极部的电刺激电源机构。另外，优选地，本发明所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为，进一 步包括分别在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有 前端的第二电极部和第三电极部，该第二电极部、该第三电极部和所述第一筒体或在与周 围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二筒体之中的任意一个与生物体信号测定机构连接 并经由该前端能够测定生物体的指定部位的生物体信号，另一个与电刺激电源机构连接并 经由该前端能够对生物体的指定部位给予电刺激，剩余的一个能够测定该指定部位以外的 部位的生物体信号。本发明所述的冷却操作用针状探测器，第一筒体和第二筒体的一个端部被闭塞接 合，电连接第一筒体和第二筒体的前端部构成热电偶的测温接点，同时第一筒体和第二筒 体构成热电偶的补偿导线(芯线)，因此无需在探测器中内置温度传感器。据此，能够使探 测器为微小径，能够精密地冷却例如生物体等的微小区域。另外，本发明所述的冷却操作用针状探测器，第一筒体或者在与周围电绝缘的状 态下延伸设置的所述第二筒体与生物体信号测定机构或者电刺激电源机构连接，经由前端 部，能够测定生物体信号，或者能够对生物体给予电刺激，因此不用设置用于生物体信号测 定或者对生物体给予电刺激的专用的电极部，例如，能够精密地测定冷却的人脑的微小区 域的脑电波，能够判定该微小区域例如致痫区的准确位置和特征，或者，例如能够精密地观 察到冷却的人脑的微小区域对于电刺激的反应，易于确认冷却对象的微小区域，或者易于 准确地将探测器定位于冷却对象的微小区域。而且据此，能够更有效地进行冷却操作。另外，本发明所述的冷却操作用针状探测器，由于进一步包括在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在前端部或者前端部的附近具有前端的第一电极部，或者进一步包括第 二电极部和第三电极部，因此将这些电极部作为电刺激电源机构等的专用的电极部，从而 能够更适于进行生物体信号的测定和对生物体给予电刺激，或者更进一步地，将这些电极 部之中的一个作为生物体信号测定用的另一个电极部，例如作为用于测定基准电位的电 极，从而不用在探测器之外另行设置用于测定基准电位的电极，能够简便地进行生物体信 号测定。另外，本发明所述的冷却操作系统，由于具备上述冷却操作用针状探测器，因此能 够适于获得上述冷却操作用针状探测器的效果。


图1是表示本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器的概要结构的图；图2是把图1的探测器的前端部分放大显示的图；图3是用于说明本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器的概要结构 的前端部分的侧视图；图4是图3的探测器的前端部分的正视图；图5是用于说明本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器的概要结构 的前端部分的侧视图；图6是图5的探测器的前端部分的正视图；图7是用于说明本实施方式的第四例的变形例所述的冷却操作用针状探测器的 概要结构的前端部分的侧视图；图8是图7的探测器的前端部分的正视图9是表示本实施方式的第五例所述的冷却操作系统的概要结构的图10是表示本实施方式的第六例所述的冷却操作系统的概要结构的图11是表示本实施方式的第七例所述的冷却操作系统的概要结构的图12是表示本实施方式的第八例所述的冷却操作系统的概要结构的图。
符号说明
10、10a、10b、10c冷却操作用针状探测器
12第二筒体
14第一筒体
16绝缘被覆
18前端部
20微小连通部
22冷却操作系统
24探测器把持部
26制冷剂供给排出机构
28制冷剂量控制机构
30排出管
32供给管
34存储部
36第一电极部40、40a第三电极部42、42a 第二 电极部44生物体信号测定机构46电刺激电源机构
具体实施例方式下面参考附图对本发明的实施方式进行说明。参考图1和图2对本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器进行说明。在图1中示例性示出其概要结构的本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状 探测器10具有第一筒体14和第二筒体12。第一筒体14和第二筒体12由不同种类的薄金属构成，在相互电绝缘的状态下延 伸设置。第一筒体14和第二筒体12具有能使制冷剂流通的探测器的基本作用的同时还兼 有热电偶的补偿导线(芯线)的作用，只要是发挥这种功能就可以使用适宜的金属材料。在可测温至极低温方面，优选正引脚侧由镍铬合金(注册商标为克罗梅尔(々口 ^ >))、SUS304等铁或铜形成，负引脚侧由镍铝合金(注册商标为阿留麦尔(7 >>>))、 康铜或铁镍钴合金(注册商标为科瓦(二 〃一> ))形成。另外，不需要极低温下的测温时， 优选正引脚侧由钼铑形成，以及负引脚侧由钼形成。另外，从提高第二筒体12的强度的观点来看，优选由克罗梅尔、SUS304、康铜或钼 形成第二筒体12，由对于这些第二筒体12的材料具有热电动势的材料形成第一筒体14。作 为这样的第一筒体14和第二筒体12的材料的组合，优选从克罗梅尔和阿留麦尔、克罗梅尔 和铜、克罗梅尔和康铜、SUS304和科瓦、康铜和铜、以及钼和钼铑的组合之中选择的任意一 个组合(均为前者用于第二筒体12，后者用于第一筒体14)。第一筒体14和第二筒体12的厚度可分别独立地根据所使用的金属种类、探测器 的使用条件等来适当地设定，以便具备所要求的强度，例如，可以设为0. 05mm 0. 30mm左 右。另外，从安全方面等观点来看，更优选将第二筒体12的厚度设为第一筒体14的厚度的 例如2倍 3倍左右。为了在相互电绝缘的状态下延伸设置第一筒体14和第二筒体12，如图所示可以 相互分离设置第一筒体14和第二筒体12，另外，也可以在第一筒体14的外侧表面或第二筒 体12的内测表面实施绝缘被覆。作为这样的绝缘被覆的材料，可以使用有机绝缘材料、玻 璃、珐琅或釉药等。另外，还可以在第一筒体14上缠绕线来作为间隔。而且，此时如图2所 示，当然更希望在相互分离设置第一筒体14和第二筒体12之后实施绝缘被覆16。使用第一筒体14和第二筒体12之中任意一方的金属材料或者其他导电材料来闭 塞接合第一筒体14和第二筒体12的一个端部，形成电连接第一筒体14和第二筒体12的 前端部18。前端部18兼为热电偶的测温接点。此时，探测器的前端部18的形状并无特别 限定，从制造方面、温度控制方面、向皮肤下的插入性等观点来看优选半球状。在前端部18的附近形成连通第一筒体14内外(第一筒体14的内部空间与在第 二筒体12和第一筒体14之间形成的空间)的微小连通部20。微小连通部20可以是如图
8所示在第一筒体14的前端部附近的筒面设置的缝或孔，或者，还可以设为在第一筒体14的 端部以缺口状设置并与前端部18之间形成间隙等适宜的形状。微小连通部20的开口面积 可以根据需要的冷却能力、制冷剂的种类和流通的制冷剂的流量、压力及其他条件等来适 当地设定，例如可以设为IX 10_3mm2 3X 10_3mm2左右。对于冷却操作用针状探测器10，在第一筒体14的内部导入液化气体、压缩气体等 适宜的介质(制冷剂)，当通过微小连通部20被导出到第二筒体12与第一筒体14之间的 空间时，液化气体发生气化或压缩气体发生绝热膨胀，从而通过因焦耳_汤姆逊效应而产 生的冷却热(冷熱)来冷却前端部18。此时，也可以作为这样的路径，即介质被导入到第 二筒体12与第一筒体14之间的空间，并从第一筒体14的内部导出经气化等的排气。使用的制冷剂种类并无特别限定，优选例如氟里昂或HFC(氢氟碳)这样的制冷 剂。前端部18的冷却程度根据进行施术的身体部位和施术目的等适当地设定，可以 是未达到冰温的程度，换言之就是所谓的冷水温度左右，另外，也可以是冰温以下，如极低
ilm o通过使冷却操作用针状探测器10的被冷却的前端部18触及施术对象部，能够对 对象部进行冷冻施术，或进行冷却施术。如上述构成的本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器由于无需在探 测器内插入并使用温度测量用或温度控制用的温度传感器，因此能够将冷却操作用针状探 测器设为微小径，特别是将探测器的直径形成为1mm以下如0. 5mm 0. 8mm左右，从而能够 精密地冷却微小的区域。因此，例如通过在人脑内进行施术并进行局部急速冷却，能够适于 进行癫痫病的治疗。此时，例如以数十秒左右的周期进行冷冻，使局部坏死后恢复至体温， 从而能够高精度地仅针对致痫区(致痫灶)进行处置，而且，能够避免产生后遗症。另外，本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器10也能够适于在采集 冰冻附着于冷却至冰温以下的前端部18的细胞时使用。这种情况下，不一定需要使用热电 偶等来测量温度并进行控制。而且，因此，对于探测器的第一筒体14和第二筒体12的材料 也没有上述的制约。再者，进行冰冻采集的对象细胞并不限于人类的细胞，还可以是人类以 外的生物体的细胞，更进一步地，并不限于生物体。此外，更进一步地，本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器10也可以 使用于生物技术中。另外，本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器10，由于用与现有相比 微小的前端部，以及根据需要用微小的第二筒体12的前端部那侧的端部对微小区域进行 冷却，因此与现有相比，能够以较小的冷却能力确实地对微小区域进行冷却。此时，当然希 望使用在温度压力等相同的使用条件下每单位量的冷却热发生能力更大的制冷剂。接下来，对本实施方式的第二例所述的冷却操作用针状探测器进行说明。本实施方式的第二例所述的冷却操作用针状探测器被构成为，在本实施方式的第 一例所述的冷却操作用针状探测器10中，第一筒体14或者在与周围电绝缘的状态下延伸 设置的第二筒体12与未图示的生物体信号测定机构或者电刺激电源机构连接(参考图10， 图10示出与生物体信号测定机构连接的例子)，经由前端部，能够测定生物体信号，或者能 够对生物体给予电刺激。另外，此时并不排除设置切换机构，该切换机构对生物体信号测定机构或者电刺激电源机构与用于使用热电偶进行温度测量等的设备之间的连接进行切换。这里，生物体信号是指广泛包括人类及其他生物体(生物)在活动时所引起的生 理信息的信号，并无特别限定。但是，在与冷冻手术的关系上，特别有用的是脑电波信号和 神经信号。据此，例如将另行触及适宜部位的电极(接地电极)的电位作为基准电位，经由触 及到施术对象部的前端部18来测定脑电波信号，从而能够判定脑的微小区域例如致痫区 的准确位置和特征。另外，通过观察脑的微小区域对于电刺激的反应，例如，易于确认冷却 对象的微小区域，或者易于准确地将探测器定位于冷却对象的微小区域。另外，根据是否由 电刺激诱发癫痫，能够判断该区域是否为致痫区(致痫灶)。而且据此，能够更有效地进行 基于冷冻手术的癫痫病治疗等的冷却操作。即，在冷冻手术中考虑脑电波测定的结果，从而 能够仅仅使癫痫部位坏死，而且，手术时的疼痛和术后伤痕(变性)较少，再者较少产生术 后并发症，进而手术费用也会降低。这些方面对于以下其他的冷却操作用针状探测器也同 样。另外，例如在进行使神经的微小治疗部位坏死等的冷冻手术时，能够测定神经信 号，从而能够进行有效的冷冻手术。这点对于以下其他的冷却操作用针状探测器也同样。此时，由于无需设置用于生物体信号测定或对生物体给予电刺激的专用的电极 部，因此不会使探测器的构造复杂化，而且，也不会对探测器的小型化造成障碍。此外，在以下说明的其他的例子中，只要没有特别提及基准电位的电极，就与本实 施例同样，在探测器之外另行设置触及适宜部位并测定基准电位的电极。接下来，参考图3和图4对本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器进 行说明。在图3和图4中示例性示出冷却操作用针状探测器的前端部分的概要结构的本实 施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器10a被构成为，具有本实施方式的第一例所 述的冷却操作用针状探测器10的结构，同时进一步包括在与周围电绝缘的状态下延伸设 置并在前端部18或者前端部18的附近具有前端的第一电极部36，第一电极部36与未图示 的生物体信号测定机构或电刺激电源机构连接，或者，与生物体信号测定机构和电刺激电 源机构可切换地连接(参考图11)，经由前端，能够执行测定生物体信号和对生物体给予电 刺激之中的任意一项或两项。在图3和图4所图示的例子中，冷却操作用针状探测器10a在第二筒体12的外表 面设置有绝缘被覆16，在绝缘被覆16的一侧设置有棒状导线形状的第一电极部36，第一电 极部36进一步被绝缘被覆16被覆。此外，第一电极部36的前端从其外围的绝缘被覆16 中露出。但是，并不限于此，第一电极部36可以设置在适宜的位置，例如，也可以是构成 为，在第一筒体14和第二筒体12之间的空间部设置第一电极部36，第一电极部36的前端 在绝缘状态下贯通前端部18并露出。而且，第一电极部36并不限定形状，例如，也可以构 成为板条形状等适宜的形状。此外，在冷却操作用针状探测器10a中，作为将生物体信号测定机构和电刺激电 源机构的地线相连接的端子(接地电极)，如果使用第二筒体等，则较为合适。第一电极部36和绝缘被覆16所使用的材料并无特别限定，例如，第一电极部36可以使用与本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器10的第一筒体14和第二筒 体12同样的材料，绝缘被覆16可以使用与本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探 测器10的绝缘被覆同样的材料。但是，从防止腐蚀的观点来看，钼或金较为合适。这些对 于以下说明的其他例子的电极部等也同样。下面对如上述构成的本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器10a的 操作方法和作用进行说明。将冷却操作用针状探测器10a的前端部18触及例如人脑的施术对象部，经由第一 电极部36给予电刺激。例如，通过使脉冲状的电流流过或施加电压，能够观察到脑的微小 区域对于电刺激的反应，例如，易于确认冷却对象的微小区域，或者，易于准确地将探测器 定位于冷却对象的微小区域。而且，根据是否由电刺激诱发癫痫，能够判断该区域是否为致 痫区(致痫灶)。另一方面，将冷却操作用针状探测器10a的前端部18触及例如人脑的施术对象 部，通过精密地测定冷却的人脑的微小区域的脑电波，从而能够判定该微小区域例如致痫 区的准确位置和特征。而且据此，能够更有效地进行基于冷冻手术的癫痫病治疗。另外，通过依次切换进行给予电刺激的操作和脑电波测定的操作，精密地测定由 对冷却的人脑的微小区域的电刺激而得到的脑电波，从而能够更为恰当地判定该微小区域 例如致痫区的准确位置和特征。而且据此，能够更有效地进行基于冷冻手术的癫痫病治疗。接下来，对本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器的变形例进行说 明。变形例所述的冷却操作用针状探测器被构成为，本实施方式的第三例所述的冷却 操作用针状探测器10a的(1)第一电极部36和(2)第一筒体14或在与周围电绝缘的状 态下延伸设置的第二筒体12之中的任意一个与生物体信号测定机构或电刺激电源机构连 接，或者，与生物体信号测定机构和电刺激电源机构可切换地连接，经由前端部18或者前 端，能够执行测定生物体的指定部位(例如人脑的施术对象部)的生物体信号和对生物体 的指定部位给予电刺激之中的任意一项或两项，同时，(1)和(2)之中的另一个与生物体信 号测定机构连接，能够测定指定部位以外的部位的生物体信号。据此，不用特别设置测定基准电位的电极，而能够由探测器在指定部位的附近测 定基准电位，因此较为合适。此外，也可以另外设置测定基准电位的电极，由探测器测定指 定部位和指定部位的极临近的部位的生物体信号。接下来，参考图5和图6对本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器进 行说明。在图5和图6中示例性示出冷却操作用针状探测器的前端部分的概要结构的本实 施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器10b被构成为，具有本实施方式的第一例所 述的冷却操作用针状探测器10的结构，同时进一步包括分别在与周围电绝缘的状态下延 伸设置并在前端部18或者前端部18的附近具有前端的第二电极部(感应电极)42和第三 电极部40，第二电极部42与生物体信号测定机构连接，并经由前端能够测定生物体信号， 第三电极部40与电刺激电源机构连接，并经由前端能够对生物体给予电刺激。具体而言，冷却操作用针状探测器10b的第二电极部42构成为筒状，另外，在进一 步包括筒状的第三电极部40这点上，与本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器10a不同。在第三电极部40的外表面上设置有绝缘被覆16，在绝缘被覆16的外表面上 设置有第二电极部42，在第二电极部42的外表面上设置有绝缘被覆16。此外，第二电极部 42和第三电极部40的前端分别从绝缘被覆16中露出。但是，并不限于此，第二电极部42和第三电极部40可以设置在适当的位置上，例 如，还可以交换配置第二电极部42和第三电极部40。对如上述构成的冷却操作用针状探测器10b的操作方法和作用进行说明。将冷却操作用针状探测器10b的前端部18触及例如人脑的施术对象部，经由第三 电极部40，对施术对象部施加电刺激。接下来，经由第二电极部42，测定施术对象部的脑电 波。通过解析、评价该脑电波的图形，能够判定该微小区域例如致痫区的准确位置和特征。 而且据此，能够更有效地进行基于冷冻手术的癫痫病治疗。另外，代替作为施术对象部的脑 部而对神经施加电刺激并测定、解析神经信号，从而能够更有效地进行基于冷冻手术的神 经治疗。此外，无论采用上述哪种结构，都可以首先将第二电极部和第三电极部两者用于 施加电刺激，接着进行切换使之用于测定脑电波。另外，也可以利用测量用放大器，由第二 电极部和第三电极部来测定生物体信号，此时，测量用放大器的地线可以与第二筒体连接， 也可以与和该探测器完全分开地设置于生物体内的电极连接。此时，如果应用本发明人等开发的自组织关系网络 (Self-OrganizingRelationship)的方法则更为合适。自组织关系网络是在由科霍宁 (Teuvo Kohonen)提出的自组织映射中附加了表现输入输出关系的功能的神经网络，是模 拟脑的映射功能的模型，根据由试错法得到的输入输出对及其评价值来进行建模。接下来，对本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器的第一变形例进行 说明。第一变形例所述的冷却操作用针状探测器被构成为，本实施方式的第四例所述的 冷却操作用针状探测器10b的(1)第二电极部42、(2)第三电极部40和(3)第一筒体14 或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的第二筒体12之中的任意一个与生物体信号测定机 构连接并经由前端能够测定生物体的指定部位的生物体信号，另一个与电刺激电源机构连 接并经由前端能够对生物体的指定部位给予电刺激，剩余的一个能够测定指定部位以外的 部位的生物体信号。据此，不用特别设置测定基准电位的电极，而能够由探测器在指定部位的附近测 定基准电位，因此较为适合。接下来，参考图7和图8对本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器10b 的第二变形例进行说明。在图7和图8中示例性示出冷却操作用针状探测器的前端部分的概要结构的第二 变形例所述的冷却操作用针状探测器10c，关于形成为棒状导线形状的第三电极部40a和 第二电极部42a，在被覆第二筒体12的绝缘被覆16的外表面的径向两端相对分离配置这 点，与冷却操作用针状探测器10b不同。据此，与如第二电极部42和第三电极部40那样同轴状地形成第二电极部42a和 第三电极部40a时相比，或者，与由筒状的第一电极部36和第二筒体12等构成时相比，杂 散电容减小，因此优选。
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此外，第二电极部42a和第三电极部40a并不限定形状，例如，也可以构成为板条 导线形状等适宜的形状。接下来，参考图9对本实施方式的第五例所述的冷却操作系统进行说明。在图9中示例性示出其概要结构的本实施方式的第五例所述的冷却操作系统22 包括本实施方式的第一例所述的冷却操作用针状探测器10 ；在与冷却操作用针状探测器 10的前端部18相反侧设置的探测器把持部24 ；制冷剂供给排出机构26 ；以及制冷剂量控 制机构28。探测器把持部24用于把持并操作冷却操作用针状探测器10，其连接有下文描述 的制冷剂供给排出机构26的排出管30和供给管32。制冷剂供给排出机构26用于向冷却操作用针状探测器10供给制冷剂(冷却用介 质)，并且从冷却操作用针状探测器10向无障碍的适宜场所排出发生了气化等的制冷剂排气。制冷剂供给排出机构26包括存储制冷剂的存储部34、以及用于连接存储部34与 冷却操作用针状探测器10并将存储部34的制冷剂供给至冷却操作用针状探测器10的供 给管32，同时还包括用于从冷却操作用针状探测器10排出在冷却操作用针状探测器10发 生了气化等的制冷剂排气的排出管30。排出管30和供给管32优选以不会对冷却操作用针 状探测器10的操作造成妨碍的程度而具有足够的长度且具有可挠性，但是，当排气量为微 量时，排出管30也可以是短管，或者，还可以实质上省略排出管30。另外，在这种情况下，通过制冷剂具有的压力或根据需要使用未图示的泵等压缩 源，将制冷剂压送至冷却操作用针状探测器10，同时，排出气体可以通过残压释放到大气 中，或者，也可以与压缩源一起或不使用压缩源而使用未图示的适宜的泵等吸引源进行吸 引。制冷剂量控制机构28包括连接第一筒体14和第二筒体12各自的端部的热电偶 的基准接点(未图示)。另外，制冷剂量控制机构28包括温度指示控制部(未图示)，通过 在基准接点与测温接点之间产生的电动势的信号，根据需要显示冷却操作用针状探测器10 的前端部18的温度，同时使供给管32的电磁供给阀或排出管30的电磁排出阀(均未图 示)进行开闭动作，将前端部18控制在规定温度。如果对冷却操作系统22的使用方法进行示例，则首先把持住探测器把持部24，使 冷却操作用探测器10的前端部18从例如人类头部的皮肤表皮进入到内部。探测器前端部 到达施术对象部之后，以手动模式操作制冷剂量控制机构28，或者，以自动模式通过温度指 示控制部临时设定适当的温度，从而向冷却操作用针状探测器10供给制冷剂，并使制冷剂 的流通稳定化。据此，从被冷却至例如几度左右的前端部18向脑内部传递冷却热，使脑内 部的局部被急速冷却至例如常温以下、20°C左右。此时，由于从冷却操作用针状探测器10的前端部18被吸取至施术部位的冷量 (冷熱量)比现有的探测器小，因此与被吸取的冷量相比，能够供给充分余量的大量的冷却 热。另外，由于作为冷源的探测器10的前端部18与热电偶的测温接点一致，因此能够将温 度变化控制在例如1。C以下的变动范围内，能够进行稳定精密的施术。接下来，参考图10对本实施方式的第六例所述的冷却操作系统进行说明。在图10中示意性示出其结构的本实施方式的第六例所述的冷却操作系统22a，是关于本实施方式的第二例所述的冷却操作用针状探测器的系统，与本实施方式的第四例所 述的冷却操作系统22同样，包括省略图示的探测器把持部；制冷剂供给排出机构26 ；以及 制冷剂量控制机构28，同时进一步包括连接有第一筒体14或者第二筒体12的生物体信号 测定机构或者电刺激电源机构。图10示出在第二筒体12上连接有生物体信号测定机构44 的例子。在这种情况下，生物体信号测定机构44包括放大生物体信号的信号放大器；以及 生物体信号显示记录仪等。在进行冷却操作之前，或者在进行冷却操作之后，通过进行生物体信号测定，或 者，通过对生物体给予电刺激，能够适于获得本实施方式的第二例所述的冷却操作用针状 探测器的效果。接下来，参考图11对本实施方式的第七例所述的冷却操作系统进行说明。在图11中示意性示出其结构的本实施方式的第七例所述的冷却操作系统22b，是 关于本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器10a的系统，与本实施方式的第四 例所述的冷却操作系统22同样，包括省略图示的探测器把持部；制冷剂供给排出机构26 ； 以及制冷剂量控制机构28，同时包括连接有第一电极部36的生物体信号测定机构44和电 刺激电源机构46之中的任意一个或两个。在进行冷却操作之前，或者在进行冷却操作之后，适当地切换生物体信号测定机 构44与电刺激电源机构46，例如进行对脑给予电刺激的操作，接着进行脑电波测定，从而 能够适于获得本实施方式的第三例所述的冷却操作用针状探测器10a的效果。此外，例如 使用电刺激电源机构46给予电流刺激时，例如，如果对老鼠的海马给予数秒时间的脉冲振 幅为50iiA、脉冲宽度为200 ii sec、重复频率为50Hz的脉冲电流，则能够观察到癫痫波产 生。此外，作为本实施方式的第七例所述的冷却操作系统22b的变形例，也可以被构 成为，在本实施方式的第三例的变形例所述的冷却操作用针状探测器中，(1)第一筒体14 或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的第二筒体12和(2)第一电极部36之中的任意一个 与生物体信号测定机构44或电刺激电源机构46连接，或者与生物体信号测定机构44和电 刺激电源机构46可切换地连接，经由前端部18或前端，能够执行测定生物体的指定部位的 生物体信号和对生物体的指定部位给予电刺激的任意一项或两项，同时，(1)和(2)之中的 另一个与生物体信号测定机构44连接，能够测定指定部位以外的部位的生物体信号(这里 包括基准电位)。接下来，参考图12对本实施方式的第八例所述的冷却操作系统进行说明。图12中示意性示出其结构的本实施方式的第八例所述的冷却操作系统22c，是关 于本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器10b的系统，与本实施方式的第四例 所述的冷却操作系统22同样，包括省略图示的探测器把持部；制冷剂供给排出机构26 ；以 及制冷剂量控制机构28，同时，进一步包括连接有第二电极部42的生物体信号测定机构44 和连接有第三电极部40的电刺激电源机构46。在进行冷却操作之前，或者在进行冷却操作之后，适当地使用生物体信号测定机 构44与电源机构46，例如进行对脑给予电刺激的操作，接着进行脑电波测定，从而能够适 于获得本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器10b的效果。此外，作为本实施方式的第八例所述的冷却操作系统22c的变形例，也可以被构成为，在本实施方式的第四例所述的冷却操作用针状探测器的第一变形例中，(1)第二电极 部42、(2)第三电极部40和(3)第一筒体14或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的第二 筒体12之中的任意一个与生物体信号测定机构44连接并经由前端能够测定生物体的指定 部位的生物体信号，另一个与电刺激电源机构46连接并经由前端能够对生物体的指定部 位给予电刺激，剩余的一个能够测定指定部位以外的部位的生物体信号(这里包括基准电 位)。
权利要求
一种冷却操作用针状探测器，其特征在于，构成为具有在相互电绝缘的状态下延伸设置并由不同种类的薄金属构成的第一筒体和在该第一筒体的外围设置的第二筒体，该第一筒体和该第二筒体的一个端部被闭塞接合，形成电连接该第一筒体和该第二筒体的前端部，同时在该前端部附近形成连通该第一筒体内外的微小连通部；当在该第二筒体与该第一筒体之间的空间部或者该第一筒体内部的空间部之中的任意一个空间部流通的制冷剂通过该微小连通部时，发生气化或者绝热膨胀而在另一个空间部流通，从而该前端部通过由此生成的冷却热被冷却，同时，该前端部构成热电偶的测温接点，以及，该第一筒体和该第二筒体构成热电偶的补偿导线。
2.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，所述第一筒体与所述 第二筒体的材料的组合为从克罗梅尔和阿留麦尔、克罗梅尔和铜、克罗梅尔和康铜、SUS304 和科瓦、康铜和铜、以及钼和钼铑的组合之中选择的任意一个组合。
3.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，探测器的直径为Imm以下。
4.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为所述第一 筒体或者在与周围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二筒体与生物体信号测定机构或者 电刺激电源机构连接，经由所述前端部，能够测定生物体信号，或者能够对生物体给予电刺激。
5.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为进一步包括 在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端的第一 电极部，该第一电极部与生物体信号测定机构或电刺激电源机构连接，或者与生物体信号 测定机构和电刺激电源机构可切换地连接，经由该前端，能够执行测定生物体信号和对生 物体给予电刺激之中的任意一项或两项。
6.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为进一步包括 在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端的第一 电极部，所述第一筒体或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二筒体和该第一电极 部之中的任意一个与生物体信号测定机构或电刺激电源机构连接，或者与生物体信号测定 机构和电刺激电源机构可切换地连接，经由该前端部或者该前端，能够执行测定生物体的 指定部位的生物体信号和对生物体的指定部位给予电刺激之中的任意一项或两项，同时， 所述第一筒体或所述第二筒体和该第一电极部之中的另一个与生物体信号测定机构连接， 能够测定该指定部位以外的部位的生物体信号。
7.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为进一步包括 分别在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端的 第二电极部和第三电极部，该第二电极部与生物体信号测定机构连接并经由该前端能够测 定生物体信号，该第三电极部与电刺激电源机构连接并经由该前端能够对生物体给予电刺 激。
8.根据权利要求1所述的冷却操作用针状探测器，其特征在于，被构成为进一步包括 分别在与周围电绝缘的状态下延伸设置并在所述前端部或者该前端部的附近具有前端的第二电极部和第三电极部，该第二电极部、该第三电极部和所述第一筒体或在与周围电绝 缘的状态下延伸设置的所述第二筒体之中的任意一个与生物体信号测定机构连接并经由 该前端能够测定生物体的指定部位的生物体信号，另一个与电刺激电源机构连接并经由该 前端能够对生物体的指定部位给予电刺激，剩余的一个能够测定该指定部位以外的部位的 生物体信号。
9.一种冷却操作系统，其特征在于，包括权利要求1 3的任意一项所述的冷却操作 用针状探测器；在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部； 向该冷却操作用针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制 冷剂供给排出机构；以及根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机 构。
10.一种冷却操作系统，其特征在于，包括权利要求4所述的冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机 构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；以及连接有所述 第一筒体或者所述第二筒体的生物体信号测定机构或者电刺激电源机构。
11.一种冷却操作系统，其特征在于，包括权利要求5所述的冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机 构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；以及连接有所述 第一电极部的生物体信号测定机构和电刺激电源机构之中的任意一个或者两个。
12.—种冷却操作系统，其特征在于，包括权利要求6所述的冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机 构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；以及连接有所述 第一筒体或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二筒体和所述第一电极部之中的 任意一个的生物体信号测定机构和电刺激电源机构之中的任意一个或者两个。
13.—种冷却操作系统，其特征在于，包括权利要求7所述的冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机 构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；连接有所述第二 电极部的生物体信号测定机构；以及连接有第三电极部的电刺激电源机构。
14.一种冷却操作系统，其特征在于，包括权利要求8所述的冷却操作用针状探测器； 在与该冷却操作用针状探测器的所述前端部相反侧设置的探测器把持部；向该冷却操作用 针状探测器供给所述制冷剂，并且将释放了冷却热后的该制冷剂排出的制冷剂供给排出机 构；根据所述热电偶的信号控制该制冷剂的供给量的制冷剂量控制机构；以及连接有所述 第二电极部、第三电极部和所述第一筒体或在与周围电绝缘的状态下延伸设置的所述第二 筒体之中的任意一个的生物体信号测定机构和电刺激电源机构。
全文摘要
本发明提供了一种能够精密地冷却微小区域的冷却操作用针状探测器以及冷却操作系统。冷却操作用针状探测器(10)由不同种类的薄金属构成，具有在相互电绝缘的状态下延伸设置的第一筒体(14)和第二筒体(12)。第一筒体(14)和第二筒体(12)兼有制冷剂的流路的作用和热电偶的补偿导线的作用。第一筒体(14)和第二筒体(12)的一个端部被闭塞接合而形成前端部(18)。前端部(18)兼为热电偶的测温接点。在前端部(18)附近形成连通第一筒体(14)内外的微小连通部(20)。制冷剂被导入到第一筒体(14)中，当通过微小连通部(20)被导入到第二筒体(12)时，发生气化或绝热膨胀，从而前端部(18)通过由此生成的冷却热被冷却。使前端部(18)触及施术对象区域来对施术对象区域进行冷却。
文档编号A61F7/00GK101854875SQ20098010093
公开日2010年10月6日 申请日期2009年2月17日 优先权日2008年4月11日
发明者列夫·格里戈里耶维奇·济明, 尤里·利沃维奇·济明, 山川烈 申请人:国立大学法人九州工业大学