專利名稱：用于微創(chuàng)外科中組織熱療的、具有側向效應的組織間隙微波天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微創(chuàng)外科技術，用于在醫(yī)學和外科學(尤其是腫瘤學)中組織間隙、透皮膚、腹腔內窺鏡、內窺鏡和術中應用的固態(tài)深度傷口的熱療。更準確地，本發(fā)明涉及一種微波同軸天線，其專用于大組織塊的熱療。另外，本發(fā)明涉及一種用于制造這種天線的方法。
背景技術：
在腫瘤學中，熱療是一種在治療癌癥中已經使用超過30年的方法(Hahn GM，熱療和癌癥，Plenum出版社，紐約，1982)。該方法包括直接或者輔助使用其它方法(例如，放射線療法、化學療法或者其它外科技術)來加熱癌細胞以使其壞死。
為了加熱組織，尤其是為了治療表面病變，首先使用由位于人體外的源產生的電磁波。
最近，已經采用微細器具(thin appliance)用于組織間隙、透皮膚、腹腔內窺鏡、內窺鏡和術中應用，并且適于深度病變的局部治療，其中，微波天線在由同軸管產生的幾百MHz至幾千MHz之間操作，通常為2450MHz(Iskander MF & Tumeh AM，組織間隙天線的優(yōu)化設計(DesignOptimization of Interstitial Antennas)，IEEE生物醫(yī)學工程學報(IEEETransactions on Biomedical Engineering)，1989，283-246)。
在計算機化成像技術(例如，回聲描記引導(echographic guiding)、TAC、NMR或其它)中，這種天線通常通過導管或者金屬針插入病變中以進行治療。它們適合與其它操作(例如，藥物、電離波和/或外科切除)結合使用。
通常使用柔性或者半剛性的同軸管在一端部進行適當地修改來制造這些微波天線，用于將微波功率傳輸至組織內以進行熱療。
使用微創(chuàng)微波凝固治療法(TCMM)用于透皮膚、腹腔內窺鏡應用等是熟知的，并且在許多歐洲以外的工業(yè)國家(美國、日本、加拿大、中國等)廣為記載。
這種療法通常通過引入金屬針或者塑料導管，將小直徑同軸天線直接引到癌或者肥大組織的病變中心。
在圖1中，顯示出與現有技術的活檢針101相結合的天線100的軸向剖面圖。在圖右側的天線的有源器件適當地構造為輻射偶極或者單極。更準確地，107是同軸管的外導體，109是隔離外導體與中心導體108的絕緣層。通過使用標準天線100加熱生物組織(不與大血管交叉)可獲得具有旋轉對稱結構的等溫表面，該標準天線例如可以通過切去同軸管的外導體107的端部并且使絕緣層109暴露而制成，如圖1所示。
一旦放入病變中，天線超出所述針101的有源器件就發(fā)射微波功率(通常為60W，以2450MHz的頻率)，足以在幾分鐘內使球狀的大塊組織112壞死，例如，為了使10ml的儲水組織凝固，需要2-3分鐘。由該治療引起的凝固壞死破壞了通常停留在受到纖維化處理的位置處的組織，該組織收縮并且不會進一步影響鄰近區(qū)域。然而，隨著治療和/或由微波天線供應的功率的持續(xù)時間的增加，凝固塊的體積不會成比例地增長，這是因為由血液循環(huán)和傳導擴散使得熱量與處理體積的表面成比例地減少，結果是，使用傳統(tǒng)類型的天線可在單個操作中治療直徑不大于2-3cm的病變。
采用現有技術治療較大直徑(＞3cm)的病變，必須通過如圖2A所示連續(xù)地插入單個天線100，或者同時引入多個天線100來重復該治療。如圖2B所示，在這種情況下，已知使用一多元支撐件120來一起引導所有的針(作為陣列)。在這兩種情況下，熱療的創(chuàng)傷顯示以及由病人立即感覺到的疼痛都顯著增加。
必須注意，如果單獨的TCMM操作足以治療直徑為3cm的病變，考慮到1cm的重疊安全系數，則直徑為8cm的病變需要20至30次的單個操作。因此，只有當病變可以用不太多的天線來治療時才可使用天線陣列，因為否則創(chuàng)傷比率實際上就與傳統(tǒng)的外科手術類似，并且就在不同點處通過大量連續(xù)地插入單個施放器(applicator)來治療的情況而言也是一樣。
通常如圖2A所示，通過使用傳統(tǒng)類型的天線100以透皮膚的方式來治療肝病變，雖然即使需要大量插入以使整個塊凝固可治療病變20，但是不可避免地為了治療大血管25附近的病變21而有穿透血管或者使血管凝固的危險。
另外，病變的不規(guī)則形狀或者不能由施放器縱向經過是目前使用的傳統(tǒng)施放器的另一困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明的特征在于提供一種用于應用在醫(yī)學和外科中的微波同軸天線，用于相對于現有技術進一步減少微創(chuàng)微波凝固療法的治療創(chuàng)傷，避免增加用單個傳統(tǒng)設計的天線來治療大病變所需的操作數量(通過在組織的不同點處反復地抽取和重新引入施放器)以及對天線陣列的需要。
本發(fā)明的另一特征在于提供一種天線，其插入到病變中并沿著相對于施放針的軸線側向/傾斜的方向以可調整的角度前進。
本發(fā)明的又一特征在于提供一種用于生制造這種天線及其施放裝置的方法。
通過一個示例性天線來實現這些和其它特征，該天線用于在醫(yī)學和外科學中組織間隙、透皮膚、腹腔內窺鏡、內窺鏡和術中應用，特別用于腫瘤學中的急性高溫癥，該天線包括內導體，絕緣層，其覆蓋所述內導體的全部長度，外導體，其同軸地覆蓋所述絕緣層除了端部之外的部分，管狀施放裝置，用于沿著引入方向同軸地將所述天線引入到目標組織中，其特征在于，所述施放裝置在其端部具有側開口和傾斜引導部，所述傾斜引導部適于引導所述天線通過所述側開口，以使其沿著與所述施放裝置成角度α的作用方向進入到目標組織中。
優(yōu)選地，所述施放裝置是金屬針或者塑料管，其在所述端部中具有硬質阻塞材料，例如金屬，該材料具有形成所述傾斜引導部的錐形內表面和尖銳外表面。
或者，所述施放裝置在所述端部處的厚度逐漸增加，以形成所述傾斜引導部。
有利地，為了沿著作用方向將天線引入到目標組織中，設置金屬柔性心軸，在引入天線前該心軸在所述施放裝置中滑動并適用于通過側開口從中伸出，以根據作用方向在組織中形成入口孔用于治療。
一旦形成了沿著作用方向的孔，則將心軸從施放裝置中取出并且用同軸天線替換，該同軸天線在先前由心軸形成的孔中插入適當的長度以進行正確的操作。當治療區(qū)域已經達到預定溫度時，則將天線取出，并且在使施放裝置轉動一定角度或者在使其沿著引入方向移動后將其插入另一位置，而無需形成其它的入口孔。這樣，可以將熱療應用于軸向對稱的組織塊或者不規(guī)則形狀的組織塊。
另外，這種天線允許加熱相對于施放裝置位于側向的病變，并且所述針無需經過這些病變。該特征允許治療在大血管附近延伸的病變，而這由于有穿透血管的危險而不能由現有技術的天線來治療。
特別地，可以將該針替換為相對于引入方向具有不同作用角度α的另一針。在一定限度內，也可以改變天線超出開口部分的長度。這樣，優(yōu)選地可以改變操作區(qū)域的形狀。


從下面參照附圖的描述中，根據本發(fā)明的組織間隙天線的其他特征和優(yōu)點將更加清晰，其中描述只是本發(fā)明的說明性實施例，而并非對本發(fā)明的限制，在附圖中圖3和圖4顯示出根據本發(fā)明的用于組織間隙天線的施放裝置的軸向剖面圖；圖5和圖6顯示出根據本發(fā)明的組織間隙天線的軸向剖面圖；圖7顯示出用于圖3的施放裝置的另一說明性實施例的軸向剖面圖；
圖8示例性地顯示出圖5和圖6的組織間隙天線的可能用途。
具體實施例方式
在圖3中，顯示出根據本發(fā)明的施放裝置1的軸向剖面圖，例如金屬針或者塑料管，其在自由端的端部2的厚度逐漸增加以形成基本傾斜的引導部3，該引導部終止在形成于施放裝置1上的側開口4。這樣，由具有外導體7的同軸管、絕緣纜線9以及嵌入到使其與外導體7絕緣的絕緣纜線9中的中心導體8而形成組織間隙天線10(圖6)。天線10可以沿著與引入方向形成角度α的作用方向放入到目標組織中。
參照圖4，為了使纜線9沿著作用方向引入到目標組織中，設置有金屬柔性心軸5，其適用于成形為在施放裝置1中滑動并且能夠通過側開口4從中伸出，以根據與引入方向形成角度α的作用方向在組織中形成入口孔用于治療。
然后，一旦沿作用方向形成孔，則將心軸5從施放裝置1中取出并且用纜線9替換，該纜線插入先前由心軸5形成的孔中適當的長度以進行正確的操作(圖6)。
具體地，由天線獲得的計算等溫表面在圖6中用彎曲的虛線12表示，而實際的等溫表面(即，實際上凝固的組織塊)包含在曲線13內，這是由于施放裝置1的末端與外導體7電連接，從而增加了其作用面積。
當治療區(qū)域達到預定溫度時，將纜線9取出并且在使施放裝置1轉動一定角度后或者在使其沿著引入方向移動后，將其再次放入，而無需形成其它入口孔11，如圖8所示。通過心軸5并然后通過纜線9重復上述操作就足夠了。這樣，可以顯著地減少治療創(chuàng)傷，避免了增加通過單個傳統(tǒng)設計的天線100(圖2A)來治療大病變20所需的操作數量以及使用天線陣列(圖2B)，這需要單個但是更大直徑的孔。
另外，根據本發(fā)明的天線10允許加熱相對于施放裝置1位于側向的病變，而所述孔無需經過這些病變。該特征允許治療在大血管25附近延伸的病變21，而這不能用現有技術的天線(圖2A)來治療，否則將有穿透血管25的危險。
在圖7中，顯示出用于施放裝置1的另一說明性實施例。該實施例提出，金屬針或者塑料管1與硬質材料(例如，金屬)阻塞件6相關聯，該阻塞件6具有側開口4、形成傾斜引導部3的錐形內表面和尖銳的外表面。針1和阻塞件6例如通過螺紋聯接1a-1b而可釋放地接合。這樣，簡單地替換阻塞件6來調節(jié)作用方向相對于引入方向的角度α就可按照希望改變操作區(qū)域的形狀。
上述具體實施例的描述概括性地全面披露了本發(fā)明，從而，他人無需進行進一步研究且不脫離本發(fā)明，通過運用現有知識就可修改和/或改變這種實施例的各種應用，因此應知道，這種改變和修改將被認為具體實施例的等價物。基于此，實現這里所述的不同功能的裝置和方法在不脫離本發(fā)明領域的情況下可以具有不同的性質。應理解，這里采用的措辭或者術語是為了描述目的而不是對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種微波裝置，用于在醫(yī)學和外科學中組織間隙、透皮膚、腹腔內窺鏡、內窺鏡和術中應用，特別用于腫瘤學中的急性高溫癥，該微波裝置包括內導體；絕緣層，其覆蓋所述內導體的全部長度；外導體，其同軸地覆蓋所述絕緣層除了端部之外的部分，并與所述絕緣層和所述內導體一起形成同軸天線；管狀施放裝置，用于沿著引入方向同軸地將所述天線引入到目標組織中，其特征在于，所述施放裝置在其端部中具有側開口和傾斜引導部，所述傾斜引導部引導所述天線通過所述側開口，以使其沿著與所述施放裝置形成角度α的作用方向進入到目標組織。
2.根據權利要求1所述的用于組織間隙應用的微波裝置，其特征在于，所述施放裝置是金屬針或者塑料管，其在端部中具有硬質阻塞材料，例如金屬，該材料具有形成所述傾斜引導部的錐形內表面和尖銳外表面。
3.根據權利要求1所述的用于組織間隙應用的微波裝置，其特征在于，所述施放裝置是中空針，其所述端部不通并具有所述側開口，其中在所述側開口處的厚度逐漸增加，以形成所述傾斜引導部。
4.根據權利要求1所述的用于組織間隙應用的微波裝置，其特征在于，為了將所述天線沿著所述作用方向引入到目標組織中，設有金屬柔性心軸，在引入天線前該心軸在所述施放裝置中滑動并適于通過所述側開口從中伸出，以根據所述作用方向在組織中形成入口孔以進行治療。
全文摘要
一種施放裝置(1)，例如金屬針或者塑料管，其在自由端的端部(2)的厚度逐漸增加以形成基本傾斜的引導部(3)，該引導部終止在形成于施放裝置(1)上的側開口(4)。這樣，就獲得了由具有外導體(7)的同軸管、絕緣層(9)以及嵌入在使其與外導體(7)絕緣的絕緣層(9)中的中心導體(8)而形成的組織間隙天線(10)。天線(10)可以沿著與引入方向形成角度(α)的作用方向放入到目標組織中。這樣，天線(10)實現真正等溫的表面，即在彎曲表面(13)內實際凝固的組織塊，這是由于施放裝置(1)的末端與外導體(7)電連接從而增加了其作用面積。
文檔編號A61B18/18GK1708260SQ200380101960
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月9日 優(yōu)先權日2002年10月22日
發(fā)明者伊吉尼奧·隆哥, 內維奧·托索拉蒂 申請人:伊吉尼奧·隆哥