專利名稱：用于體組織電外科硬化的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于施加高頻電流來進行體組織熱硬化的施加裝置。該施加裝置包括一電極陣列，該電極陣列具有可以插入體組織的至少三個作用電極(active electrode)。該施加裝置還包括高頻生成器，用于產(chǎn)生高頻電壓，該高頻生成器與一個或更多個電極可切換地連接；以及測量裝置，用于測量所有或者所選擇的作用電極之間的體組織阻抗。
背景技術：
病變組織(在下文中簡稱為組織)的電外科硬化，特別是電熱硬化，是在醫(yī)學領域公知的方法。該方法對于器官腫瘤(特別是肝臟腫瘤)的治療特別有用。對于硬化過程，將一個或更多個電極置入待硬化的組織(即腫瘤組織)中，或與其緊鄰，并使交流電流在該多個電極之間或一電極與固定在體外的一中性電極之間流過。如果電流在該電極和該中性電極之間(也可以是多個電極與一個或更多個中性電極之間)流過，則將其稱為單極電極結(jié)構(gòu)。如果相反，電流在置入組織中的多個電極本身之間流過(在這種情況下，組織中必須有至少兩個電極)，則將其稱為雙極結(jié)構(gòu)。若組織中存在多于兩個的電極(交流電流在這些電極之間流過)，則將該結(jié)構(gòu)稱為多極結(jié)構(gòu)。
要置入組織中的電極通常是電極針的形式。它們具有導電圓柱桿，除一個或更多個末端區(qū)域(即所謂的電極作用區(qū)域，或簡稱為作用電極)外，該導電圓柱桿相對于周圍的組織電絕緣。相反地，作用電極與體組織導電連接?？蛇x擇地，作用電極可以具有集成的熱傳感器。在特定的實施例中，可以在桿的末端機械地延伸出另外的作用電極，以擴大可以進行治療的組織的體積。
在單極結(jié)構(gòu)中，通過高頻生成器在作用電極和中性電極之間，或者多個作用電極之間感應出電流。在另選的雙極結(jié)構(gòu)中，可以取消中性電極。在這種情況下，通過另一作用電極使電路閉合，在這方面，可以將所需的作用電極相互絕緣地以同軸的結(jié)構(gòu)設置在電極針上，或者設置在兩個獨立的電極針上。
組織的歐姆電阻(為復合組織阻抗的一部分)使通過電極施加的交流電流被轉(zhuǎn)換為焦耳熱。在50℃到100℃之間的溫度下，體特異(body-specific)蛋白發(fā)生大規(guī)模的變性，結(jié)果使有問題的組織區(qū)域死亡。通過在作用電極處的高密度電流，主要在這些電極區(qū)域進行了加熱，從而可以進行局部熱腫瘤破壞。
在美國專利No.5630426中以示例的方式公開了一種用于病理組織電熱硬化的裝置和方法。
對于治療效果尤其是治療的可靠性至關重要的是產(chǎn)生最適合于病理組織(即腫瘤組織)范圍的熱破壞區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種裝置，用于組織的電熱硬化，使得能夠可靠地破壞病理組織。
通過本說明書開始部分所述的用于施加高頻電流的那種裝置來實現(xiàn)該目的，該裝置具有選擇器裝置，該選擇器裝置與測量裝置相連，并用于根據(jù)所測量的阻抗從電極陣列中選擇包括至少兩個作用電極的子陣列。用于施加高頻電流的該裝置還具有控制裝置，該控制裝置與該選擇器裝置相連，并用于將高頻電壓施加給所選子陣列的作用電極，以使高頻電流通過體組織在作用電極之間流過。
在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，該施加裝置具有下述構(gòu)造高頻生成器、測量裝置、選擇器裝置和控制裝置組合在一個或更多個殼體中，以形成施加生成器，該施加生成器具有用于電極及其饋線的連接插頭。因此可以選擇性地將電極與施加生成器相連。
該施加生成器優(yōu)選地包括連接檢測單元，該連接檢測單元與連接插頭相連，并用于自動檢測電極是否與連接插頭相連。該連接檢測單元優(yōu)選地與控制單元相連。
相應地，該控制單元優(yōu)選地具有下述構(gòu)造所有所連接的電極都參與電療法，以在預定的時間內(nèi)，通過選擇器裝置向各個所連接的電極施加至少一次高頻電壓。
在一另選結(jié)構(gòu)中，可以為施加生成器提供多個開關，可以通過這些開關選擇性地切斷給定電極，以不將高頻電壓以上述方式施加給被切斷的電極。
其它的從屬權利要求說明了本發(fā)明的更好的構(gòu)造。
本發(fā)明基于下述事實，即電極在腫瘤中的排列在產(chǎn)生最適于腫瘤組織的破壞區(qū)域方面起關鍵作用。在臨床實踐中，當處理相對大的待破壞組織區(qū)域時，通常在組織中同時置入多個電極針，以通過疊加由單個電極產(chǎn)生的熱破壞區(qū)域來提高功效。此外，在一些應用中，通過多通道溫度測量來實現(xiàn)均勻的熱破壞區(qū)域。然而實踐證明這是不夠的，因為其只涉及點的測量，而不能考慮與測量位置有一定距離的組織特性。這需要反復的治療，也就是說，在進行治療的組織區(qū)域中沒有達到完全破壞腫瘤組織所需的溫度。因而，病人會受復發(fā)的困擾，并不得不再次接受治療。
組織阻抗在很大程度上取決于熱組織破壞的進展。具體地，隨著組織硬化的增加，其歐姆電阻增大，同時阻抗也增大。本發(fā)明的基本原理在于與溫度相比，組織阻抗表示一條體積信息(volume information)，該體積信息完整地描述了阻抗測量所需的兩個測量位置之間的組織特性。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以將與多極施加結(jié)構(gòu)相結(jié)合的阻抗特性的變化用于最優(yōu)治療控制。意外地發(fā)現(xiàn)，在涉及多極施加的情況下，也就是說，在使高頻電流在多個作用電極對之間流過的情況下，各作用電極之間的組織阻抗沒有表現(xiàn)出一致的特性。相反地，各作用電極對之間的組織可能已轉(zhuǎn)變?yōu)楦煽轄顟B(tài)(drying-out)，在這種情況下，該組織具有非常高的阻抗，而其它電極對之間的組織還沒有達到該狀態(tài)，因而表現(xiàn)出較低的阻抗。這與臨床診斷(recognition)相關，即使利用點溫度測量，也不能保證可靠的大量破壞。導致體組織非均質(zhì)干枯的原因例如是非均勻分布的血管，血管產(chǎn)生局部限定的冷卻效果，因而抵消了治療效果。
另外，在多電極結(jié)構(gòu)的情況下，與純粹的雙極結(jié)構(gòu)的情況相類似，可以完全取消中性電極。通過這種方式，電流的流動仍然被限制在目標區(qū)域中，因而不再產(chǎn)生單極施加模式中的公知的次生效應(secondaryeffect)。
測量單元優(yōu)選地用于根據(jù)所測量的阻抗獲得所有所連接電極的子陣列(19)的預定數(shù)量的作用電極(5，6)之間的歐姆電阻。優(yōu)選地，對于低值R(0-200歐姆)，這通過將歐姆電阻或作用電阻R確定為在根據(jù)所測量的作用功率和所測量電流的平方而獲得的商的范圍內(nèi)來實現(xiàn)。相反地，對于高值R(大約4200歐姆)，主要通過所測量電壓的平方與同時測量的功率之間的商來確定歐姆電阻或作用電阻R。這種另選結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于可以根據(jù)對實際關注的歐姆組織電阻的關鍵依賴關系來實現(xiàn)組織切除(tissue ablation)功率的控制，而相反地，依賴于所測量阻抗的控制在很大程度上受到可變電抗性阻抗(reactive impedance)元件(例如，由于線路電容和線路電感)的影響。確定有效歐姆電阻的目的在于使用簡單的手段來減少電抗性阻抗對電極作用的影響。
根據(jù)本發(fā)明的施加裝置用于施加高頻電流以進行體組織的熱硬化，該施加裝置包括電極陣列，具有可以插入體組織的至少三個作用電極；高頻生成器，用于產(chǎn)生高頻電壓，該高頻生成器可切換地連接到一個或更多個電極；以及測量裝置，用于測量全部或所選擇的作用電極之間的組織的阻抗或歐姆電阻。該施加裝置還包括選擇器裝置，該選擇器裝置與測量裝置相連，并用于根據(jù)所測量的阻抗或歐姆電阻從電極陣列中選擇包括至少兩個作用電極的子陣列。還包括控制裝置，該控制裝置與選擇器裝置相連，并用于向所選擇子陣列的作用電極施加高頻電壓，以使高頻電流通過體組織在這些作用電極之間流過。
在這種情況下，術語“子陣列”用于表示電極陣列的包括至少兩個作用電極的任一部分，包括選擇整個電極陣列作為子陣列的情況。由于作為與組織特性相關的體積信息的阻抗(特別是歐姆電阻)表示對硬化效果的進展的測量，所以阻抗或作用電阻測量適用于在待硬化的組織區(qū)域中確定硬化的不同程度?？梢酝ㄟ^向電極陣列的所選作用電極施加高頻電壓，以指定目標的形式治療各種組織區(qū)域。在這種情況下，電極的選擇(即，子陣列的形成)確定了通過待硬化組織的電流路徑。
在本發(fā)明的實施例中，選擇器裝置具有下述構(gòu)造當從前一次選擇開始經(jīng)過預定時間時，進行新的阻抗或作用電阻測量操作并選擇新的包括至少兩個作用電極的子陣列。
僅僅在預定的時間內(nèi)施加高頻電流，并且根據(jù)新的阻抗或作用電阻選擇新的子陣列，意味著可以以預定的時間間隔檢查硬化處理的進展，并可使高頻電流的進一步施加與所檢測的進展相適應。在這方面，該新的選擇可以選擇與先前使用的子陣列不同的電極子陣列，以通過待硬化組織中的變化的電流路徑對硬化的進展作出反應。尤其在不是對所有待硬化組織都均勻硬化，而是以不同的速度局部進行硬化的情況下，這是優(yōu)選的。此外，通過按時間順序限制施加的周期，可以避免因過長時間施加高頻電流而導致所治療的組織區(qū)域被灼傷(burning)。
在本發(fā)明的另一構(gòu)造中，在施加高頻電流的過程中，采用測量裝置測量體組織的阻抗或作用電阻。所測量的阻抗或作用電阻值例如可以與電熱治療開始前測量的基準值相關。這種構(gòu)造具有下述優(yōu)點可以根據(jù)電極之間組織的阻抗或作用電阻測量，尤其是相對于基準值的阻抗或作用電阻的變化，來連續(xù)地檢測硬化的進展。因此，可以根據(jù)硬化的進展來確定通過電極子陣列施加高頻電流的持續(xù)時間。通過將所測量的阻抗或作用電阻值與先前確定的基準值進行比較，使得在確定施加持續(xù)時間時可以考慮對所測量的阻抗或作用電阻值的不良影響，該不良影響例如是由不同電極之間的不同間隔而引起的，或者是由在治療開始前已經(jīng)存在的與不同的待治療組織區(qū)域相關的不同阻抗而引起的。
優(yōu)選地，將選擇器裝置設計為使得如果子陣列的預定數(shù)量的作用電極之間的體組織的阻抗或作用電阻達到或超過預定值，則選擇包括至少兩個作用電極的新的子陣列。
達到或超過預定的阻抗或作用電阻值的事實表明硬化已進行到給定的程度。隨后可以對待硬化組織的還沒有硬化到這種程度的其它部分進行硬化處理。這使得可以避免不必要的過長施加持續(xù)時間以及由此導致的患者緊張。此外，這也可以特別有效地避免由于在組織區(qū)域過長時間地施加高頻電流而灼傷該組織。
可以組合依賴于時間的選擇和依賴于阻抗的選擇，從而只要經(jīng)過預定時間或達到預定的阻抗或預定的作用電阻就進行新的選擇。
在本發(fā)明的另一構(gòu)造中，選擇器裝置構(gòu)造為使得在選擇或重新選擇包括至少兩個作用電極的子陣列之前，該選擇器裝置使測量裝置進行與所有可能的作用電極對之間的體組織的阻抗或作用電阻相關的測量，并選擇其之間的阻抗或作用電阻最小或未超過預定值的那些電極作為子陣列。
在新的選擇中，由于選擇了其之間的體組織表現(xiàn)出最低阻抗或最低作用電阻的那些作用電極，所以可以有目的地將高頻電壓施加到硬化進展程度最低的那些組織區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的施加裝置的有益進展在于，控制裝置被構(gòu)造為使得在施加過程的開始，將以預定周期變化的高頻電壓施加給作用電極，并在施加過程中根據(jù)在稍后時刻產(chǎn)生的阻抗或歐姆電阻及時地選擇包括至少兩個作用電極的子陣列。在施加操作的開始，整個待硬化組織中的阻抗或作用電阻通常仍為相同或大致相同的值。阻抗或作用電阻的局部差異僅在施加過程期間產(chǎn)生，從而與阻抗或作用電阻相應的電極選擇僅在施加過程期間才有意義。
施加裝置的另一有益進展在于，選擇器裝置設計為選擇至少三個作用電極作為子陣列，并且控制裝置被設計為使得作用電極受到相互之間分別相移了固定相位角的高頻電壓的作用。相移高頻電流改善了在待硬化組織中施加的高頻電流的均勻性。
優(yōu)選地選擇三個作用電極作為子陣列，相位角為120度。這使得可以使用三相電流來操作作用電極。
優(yōu)選地將選擇器裝置或控制裝置設計為使得選擇器裝置或控制裝置斷開阻抗或歐姆電阻超過預定的最大值Rmax的子陣列或電極組合。隨后在對應的體積單元(volume element)中終止組織硬化。
另外地或另選地，控制裝置用于將待輸送的最大功率Pmax減少到預定量，該最大功率Pmax是在超過小于Rmax的限定阻抗或限定歐姆電阻時通過分別選擇的子陣列預先確定的。以這種方式，通過單純地使基本硬化的組織干枯，可以防止在硬化將要結(jié)束之前，所選擇的電極子陣列被過早地斷開。
優(yōu)選地，選擇器裝置或控制裝置被設計為使得選擇器裝置或控制裝置切斷阻抗或歐姆電阻小于預定的最小值Rmin的子陣列或電極組合。通過這種方式可以檢測短路，以防止危及患者。
優(yōu)選地，在選擇子陣列之后，控制裝置將通過分別選擇的子陣列傳輸?shù)墓β食跏颊{(diào)節(jié)為較低，并在預定的時間內(nèi)，以一個或更多個階段或連續(xù)地將功率增大到預定的最大功率Pmax。這避免了“爆玉米花效應”，該效應是指在突然施加最大功率時，由于可能的蒸汽泡不能足夠快地消散，所以突然產(chǎn)生的壓力使組織破裂或者使該電極針脫離。
在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造中，將施加裝置的作用電極或所選擇的電極設置在電極針上，這使得能夠在待硬化的組織區(qū)域中或待硬化的組織區(qū)域周圍精確地設置這些作用電極。
電極針可以是雙極電極針的形式，即，這些電極針分別包括兩個相互絕緣的作用電極，這兩個作用電極可以相互獨立地受到高頻電壓的作用。通過這種方式，不僅可以使高頻電流在不同的電極針之間流動而且可以使高頻電流沿單個電極針流動，這增加了電流路徑的可變性，并由此增加了待硬化組織區(qū)域的可單獨硬化部分的數(shù)量。
通過使用多極電極針(即，具有多于兩個的作用電極的電極針)可以進一步增加可變性因素。
電極針的有益進展在于，它們被絕緣套(enclosure)包圍，并且可以從絕緣套延伸出預定的長度，從而可以通過從套中延伸或回縮電極針來調(diào)節(jié)多極電極針的電極數(shù)量。
電極針可以具有一個或更多個流體通道，用于冷卻或加熱作用電極或整個針。具體地，將氣體和液體看作為流體?？梢允褂眉訜峄蚶鋮s來使由于高頻電流而引起的組織溫度升高(即，組織中的溫度模式(pattern))變得均勻。也可以將流體通道用于現(xiàn)有的普通電極針中，以實現(xiàn)更均勻的溫度模式。
在一種構(gòu)造中，通道的特征在于，它們通向作用電極，并用于提供冷卻流體。高頻電流的電流密度最大的地方，組織溫度的升高最大。通常電流密度在作用電極處最大。對電極進行冷卻可以降低與電極直接相鄰的組織的溫度，并由此使組織中的溫度模式更加均勻。
在一實施例中，該流體為去離子液(deionised liquid)。液體的導熱系數(shù)通常比氣體的高，但通常導電，從而需要為通道提供良好的電絕緣。使用經(jīng)過去離子并由此而不導電的液體意味著基本上可以省去通道的電絕緣。液體的去離子程度越好，絕緣所需的范圍和費用就相應地越低。


下文中參照附圖通過詳細的實施例，以示例的方式描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，在附圖中圖1是表示本發(fā)明的組件的電路方框圖；圖2是表示本發(fā)明一另選結(jié)構(gòu)的電路方框圖；圖3a和圖3b表示在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的電極針；圖4a和圖4b以示例的方式表示了組織中電極針的設置的平面圖和側(cè)視圖以及相關電流；以及圖5a和圖5b以示例的方式表示了組織中電極針的另一設置的平面圖和側(cè)視圖以及相關電流。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于硬化體組織的裝置的示例方式的實施例的電路方框圖。該裝置包括多個作用電極1到6，這些作用電極一起形成電極陣列7。電極1到6分別通過各自的獨立線路9與控制單元11相連。與控制單元11相連的還有測量裝置13，用于測量電極1到6之間的組織的阻抗或作用電阻；選擇器裝置15，用于選擇電極；以及高頻生成器17，用于產(chǎn)生高頻交流電壓。
在多極的情況下，高頻生成器17例如具有在20-50Ω，工作頻率為470kHz條件下的250W輸出功率。在雙極的情況下，輸出功率例如為在100Ω，工作頻率同樣為470kHz條件下的125W。高頻生成器的工作范圍為10到1000Ω之間。由測量裝置13進行的阻抗或作用電阻測量可以在470kHz的工作頻率或其它頻率，尤其是低頻(例如20kHz)下實現(xiàn)。將高頻生成器設計為適于在滿負荷下工作20分鐘的典型施加時間或者更長時間。
將測量裝置13設計為能夠測量電極陣列7中的每兩個電極之間的組織的阻抗或作用電阻。例如通過下述過程來實現(xiàn)測量操作在電極陣列7的兩個電極之間施加交流電壓，然后測量裝置13測量流過兩個電極的交流電流。在這方面，這足以測量阻抗的幅值(即，組織的作用電阻)。然而，另選地，測量裝置13可以確定流過兩個電極的交流電流和施加給電極的交流電壓之間的相位差，從而可以完全地確定阻抗。根據(jù)阻抗測量的結(jié)果，選擇器裝置15可以確定電極之間的組織的硬化程度。硬化程度越高，組織的阻抗相應地越高。
為了在確定組織狀態(tài)時，能夠考慮阻抗的頻率依賴性，可以以多種頻率進行阻抗測量。例如在確定施加高頻電流的施加參數(shù)時，可以考慮包含在阻抗的頻率依賴性中的信息。
在本實施例中，對電極陣列7的所有可能的電極對進行所述的阻抗測量操作，以使選擇器裝置15可以獲得每兩個相應電極對之間的所有組織區(qū)域的阻抗值。然后，基于這些阻抗值，選擇器裝置15選擇電極陣列7的至少兩個電極，該至少兩個電極構(gòu)成電極陣列7的子陣列。
選擇器裝置15將所選擇的子陣列與控制單元11連通，然后控制單元11通過線路9將由高頻生成器17產(chǎn)生的高頻電壓提供給子陣列19的多個電極(這里為電極5和6)。為此，控制單元11包括開關單元，利用該開關單元，可以將多個線路9分別連接到高頻生成器17。該高頻生成器17例如可以是恒流源或恒壓源。
當向子陣列19的電極5和6施加高頻電壓時，高頻交流電流在電極5和6之間流過，導致組織溫度升高，結(jié)果使組織變性。在預定的時間周期之后，控制單元11終止向子陣列19的電極提供高頻電壓，并使測量裝置13再次測量電極陣列7的所有可能電極對之間的阻抗。選擇器裝置15隨后例如從電極陣列中選出其之間組織的阻抗升高最小的電極對作為子陣列19。還可以使用不同的加權因子對阻抗值進行加權。所選擇的電極對可以是與前一選擇過程中相同的電極對5、6，或者是不同的電極對。后者可能是下述的情況由于電熱治療，電極5和6之間組織的阻抗增大，使其高于至少另一對電極之間的組織的阻抗。
電極陣列17的子陣列19還可以包括多于兩個的電極。在這種情況下，預先確定一阻抗閾值是適宜的，該閾值預先設定是否向?qū)姌O對之間的組織施加高頻電流。如果電極對之間的阻抗沒有達到或超過該阻抗閾值，則將所關注的電極對并入子陣列19。
在本發(fā)明的一另選結(jié)構(gòu)中，在施加高頻電流的過程中，測量裝置13連續(xù)測量電極之間的阻抗，并且只要電極5和6之間組織的阻抗或阻抗的增幅超過預定閾值，就向控制單元11輸出信號?？刂茊卧S后終止施加高頻電流。在終止施加高頻電流之后，控制單元11使測量裝置13再次測量所有電極對之間組織的阻抗，并隨后根據(jù)阻抗測量過程的結(jié)果，使選擇器裝置15選擇電極陣列17的新的子陣列19，然后通過該新的子陣列19向組織施加高頻電流。
如果子陣列19包括多于兩個的電極，則可以假定只要多個電極對中的一對之間的阻抗超過預定值或者另選地當預定數(shù)量的電極對之間的組織的阻抗超過預定的阻抗閾值，控制裝置11就終止施加高頻電流。
本發(fā)明的一另選實施例在圖2中被表示為電路方框圖。由相同的標號表示與圖1所示的實施例中相同的組件，并且在下文中不再進行描述。
該另選構(gòu)造與圖1所示實施例的不同在于，具有與控制單元11分離的單元形式的開關單元12。與開關單元12直接相連的有高頻生成器17和A/D轉(zhuǎn)換器14，A/D轉(zhuǎn)換器14用于將由阻抗測量獲得的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，該數(shù)字信號被傳送給處理器16。開關單元12用于將各個電極1-6分別連接到高頻生成器17和/或A/D轉(zhuǎn)換器14。
處理器16包括測量或評估單元13′，該測量或評估單元13′與A/D轉(zhuǎn)換器14相連，用于接收由阻抗測量獲得的數(shù)字信號，并根據(jù)所接收的信號確定體組織的阻抗。評估單元13′還與選擇器單元15相連，用于輸出阻抗值，選擇器單元15進而連接到控制單元11。該選擇器單元15根據(jù)阻抗值選擇要使用的作用電極(在所示實施例中為電極5和6)，并隨后將該選擇通知給控制單元11。根據(jù)該選擇，控制單元11通過控制線路對開關單元12進行控制，從而將所選擇的作用電極連接到高頻生成器17。
另選地，控制單元11可以通過控制線路另外連接到高頻生成器17，以能夠調(diào)節(jié)由高頻生成器17傳送的高頻電壓的頻率。
在所示的實施例中，作用電極為電極針的形式。在圖3a中示出了這種電極針。在其近端(即，凸出到組織外部的那一端)，電極針100具有柄區(qū)102，而在其末端(即，要插入到組織中的那一端104)，具有兩個作用電極120和122(見圖3b)。設置在兩個電極120和122之間的是絕緣區(qū)124，該絕緣區(qū)124使兩個電極相互電絕緣。雖然圖3a和圖3b中所示的電極針具有兩個電極，但電極針也可以具有多于兩個的作用電極或只有一個電極。如果存在多于兩個的作用電極，則在所有的電極之間的具有各自的絕緣區(qū)。電極針100的所有電極通過各自的獨立線路與控制裝置(未示出)相連，以使得可以向各個電極分別施加高頻電壓。
在其內(nèi)部，電極針100可以包括一個或更多個用于提供流體以冷卻或加熱該作用電極或整個針的通道。
圖4a和4b圖示了該施加裝置的應用的第一示例。該圖示出了病理組織200(目標組織)，通過穿刺將三個電極針100插入病理組織200中，以使三個電極針的作用電極120和122與該目標組織直接電接觸。
首先由控制單元11向電極120和122施加高頻電壓，以使高頻電流沿電極針100的軸向在電極120和122之間流動。在圖4b中示出了這些電流，而在圖4a中通過虛線示出對應的電勢。
圖4a表示三個電極針100的平面圖，而圖4b表示三個電極針100中的兩個的側(cè)視圖。通過所有三個電極針100的電流的疊加，在這些針之間產(chǎn)生了電流均勻的組織區(qū)域，從而可以實現(xiàn)該組織區(qū)域的均勻加熱。
同時，隨著高頻電流的施加，利用測量裝置13在工作頻率或者其它頻率下測量電極120和122之間的組織阻抗。具體地，如果為此采用了與工作頻率不對應的頻率，則通過正在進行的施加，可以測量單個電極對之間的組織的阻抗，而施加的電流基本不會妨礙該測量過程。為此，該測量裝置包括鑒頻器或濾波器，該鑒頻器或濾波器能夠?qū)⒆杩箿y量頻率(例如20kHz)與工作頻率(例如470kHz)分離。
圖5a和圖5b表示根據(jù)本發(fā)明的施加裝置的應用的另一示例。在該實施例中，不是將三個電極針100插入到目標組織中，而是通過穿刺插入在目標組織的外部，以將目標組織設置在三個電極針100之間。與圖4a和圖4b所示的示例相反，在這種情況下，電流與針的軸線不平行，而是從一個電極針到另一電極針。通過這種方式，可以在目標組織200中獲得均勻的電流。另外，可以避免在去除電極針時夾帶惡性組織。
該施加裝置可以僅使用沿針流動的軸向電流或僅使用在兩個不同的針之間流動的電流或者使用兩者的組合來進行工作。在重新選擇作用電極的子陣列之后，電流流動的方向可以從一種模式切換到另一種模式。
雖然通過示例的方式在各個實施例中示出了具有6個電極的電極陣列，但是電極陣列也可以包括多于或少于6個的電極。
權利要求
1.一種施加裝置，用于施加高頻電流，以進行體組織的熱硬化，該施加裝置包括所連接的電極陣列(7)，具有至少三個可插入體組織中的作用電極(1-6)；高頻生成器(17)，用于產(chǎn)生高頻電壓，該高頻生成器與所述電極(1-6)中的一個或更多個可切換地連接；以及測量裝置(13)，用于測量所有或所選擇的作用電極(1-6)之間的體組織的阻抗，該施加裝置的特征在于選擇器裝置(15)，與所述測量裝置(13)相連，并用于根據(jù)所測量的阻抗從所述電極陣列(7)中選擇包括至少兩個作用電極(5、6)的子陣列(19)；以及控制裝置(11)，與所述選擇器裝置(15)相連，并用于向所選擇子陣列(19)的作用電極(5、6)施加高頻電壓，以使高頻電流通過體組織在所述作用電極(5、6)之間流動。
2.根據(jù)權利要求1所述的施加裝置，其特征在于，所述測量單元用于根據(jù)所測量的阻抗獲得所有所連接電極的子陣列(19)的預定數(shù)量的作用電極(5、6)之間的歐姆電阻。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的施加裝置，其特征在于，所述選擇器裝置(15)具有下述構(gòu)造當從前次選擇開始經(jīng)過預定時間時，該選擇器裝置(15)自動執(zhí)行新的阻抗測量操作，并重新選擇包括至少兩個作用電極(5、6)的子陣列(19)。
4.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述測量裝置(13)用于在施加高頻電流的過程中測量作用電極(1-6)之間的體組織的阻抗或歐姆電阻。
5.根據(jù)權利要求4所述的施加裝置，其特征在于，所述選擇器裝置(15)被設計為使得如果所述子陣列的預定數(shù)量的作用電極(5、6)之間的阻抗、歐姆電阻，阻抗的變化或歐姆電阻的變化達到或超過一預定值，則所述選擇器裝置(15)自動選擇新的包括至少兩個作用電阻(5、6)的子陣列(19)。
6.根據(jù)權利要求1到5中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述選擇器裝置(15)具有下述構(gòu)造在選擇或重新選擇包括至少兩個作用電極(5、6)的子陣列(19)之前，所述選擇器裝置(15)使測量裝置(13)測量作用電極(1-6)所有可能的配對之間的體組織的阻抗或歐姆電阻，并將其之間的阻抗、歐姆電阻、阻抗的變化或者歐姆電阻的變化最小或未超過一預定值的那些作用電極(1-6)選擇為子陣列(19)。
7.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述控制裝置(11)具有下述構(gòu)造在施加過程的開始，將以預定周期變化的高頻電壓施加給所述作用電極(1-6)，并在施加過程中根據(jù)在稍后時刻產(chǎn)生的阻抗或歐姆電阻及時地選擇包括至少兩個作用電極(5、6)的子陣列(19)。
8.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述選擇器裝置(15)或所述控制裝置(11)被設計為斷開阻抗或歐姆電阻超過一預定最大值Rmax的子陣列或電極組合，并在進一步的處理中不再考慮它們。
9.根據(jù)權利要求8所述的施加裝置，其特征在于，所述控制裝置(11)用于將待輸送的最大功率Pmax減少到預定量，該最大功率Pmax是在超過小于Rmax的限定阻抗或限定歐姆電阻時通過分別選擇的子陣列(19)預先確定的。
10.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述選擇器裝置(15)或控制裝置(11)被設計為斷開阻抗或歐姆電阻小于預定最小值Rmin的子陣列或電極組合。
11.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述控制裝置(11)在選擇子陣列(19)之后，將通過分別選擇的子陣列(19)輸送的功率初始調(diào)節(jié)為較低，并在預定的時間內(nèi)，以一個或更多個階段或者連續(xù)地將該功率增大到預定的最大功率Pmax。
12.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述選擇器裝置(15)被設計為選擇至少三個作用電極作為子陣列(19)，并且所述控制裝置(11)被設計為使作用電極受到相互之間分別相移了固定相位角的高頻電壓的作用。
13.根據(jù)權利要求12所述的施加裝置，其特征在于，所選擇的子陣列(19)包括三個作用電極，并且所述相位角為120度。
14.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述作用電極(1-6)設置在多個電極針(100)上。
15.根據(jù)權利要求14所述的施加裝置，其特征在于，所述電極針(100)為雙極型電極針。
16.根據(jù)權利要求15所述的施加裝置，其特征在于，所述電極針(100)為多極型電極針。
17.根據(jù)權利要求14所述的施加裝置，其特征在于，所述電極針(100)由絕緣套包圍，并且可以從所述絕緣套延伸出預定的長度。
18.根據(jù)權利要求14到17中的任意一項所述的施加裝置，其特征在于，所述電極針(100)具有用于冷卻或加熱所述電極針(100)的流體通道。
19.根據(jù)權利要求18所述的施加裝置，其特征在于，所述通道通向所述作用電極(1-6)，并用于提供冷卻流體。
20.根據(jù)權利要求18或19所述的施加裝置，其特征在于，所述流體為去離子液。
21.根據(jù)權利要求1所述的施加裝置，其特征在于，將所述高頻生成器、所述測量裝置、所述選擇器裝置和所述控制裝置一起組合在一個或更多個殼體中，以形成施加生成器，該施加生成器具有用于所述電極及其饋線的連接插頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種施加裝置，用于施加高頻電流，以進行體組織的熱破壞。所述裝置具有包括至少三個作用電極(1－6)的電極集合(7)，這些作用電極與體組織電連接；高頻生成器(17)，可以分別與多個作用電極(1－6)電連接，用于產(chǎn)生高頻電壓；測量裝置(13)，用于測量多個作用電極(1－6)之間的體組織的阻抗。此外，該施加裝置還包括選擇器裝置(15)，用于從包括至少兩個作用電極(5、6)的電極集合(7)中選擇子集(19)，根據(jù)所測量的阻抗來進行該選擇。將控制裝置(11)實現(xiàn)為在所選擇的子集(19)的多個作用電極(5、6)之間分別施加高頻電壓，以使高頻電流通過體組織在所選擇的多個作用電極(5、6)之間流動。
文檔編號A61B18/12GK1787788SQ03812074
公開日2006年6月14日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權日2002年5月27日
發(fā)明者凱·德辛爾, 托馬斯·斯坦, 安德烈·羅根, 托馬斯·普萊澤沃斯凱 申請人:塞隆醫(yī)療設備公司