專利名稱：改進的濕性尖部天線設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及在組織消融手術(shù)中使用的微波輻射器。更特別的，本發(fā)明涉及改進的扼流器式濕性尖部消融天線。
現(xiàn)有技術(shù)某些疾病的治療需要破壞惡性組織的生長(例如腫瘤)。已知的是，腫瘤細胞在略低于傷害周圍健康細胞的溫度的高溫情況下發(fā)生變性。因此，已知的治療方法(例如熱療)將腫瘤細胞加熱到高于41°C，而維持鄰近的健康細胞處于較低溫度以避免不可逆的細胞損害。這些方法包括施加電磁輻射以加熱組織以及包括組織的消融和凝結(jié)。特別的，使用微波能量來凝結(jié)和/或消融組織以變性或殺死腫瘤細胞。
微波能量通過微波消融天線來施加，所述微波消融天線刺入組織以到達腫瘤。存在多種類型的微波天線，例如單極和雙極天線。在單極和雙極天線中，微波能量垂直于導體的軸線輻射。單極天線包括單個細長的微波導體。雙極天線通常具有包括內(nèi)導體和外導體的同軸結(jié)構(gòu)，該內(nèi)導體和外導體通過電介質(zhì)部分隔開。更具體而言，雙極微波天線包括長、細的內(nèi)導體，該內(nèi)導體沿著天線的縱向軸線延伸并且被外導體包圍。在某種變型中，外導體的一部分或若干部分可以選擇性地移除以使得能量更為有效地向外輻射。該類型微波天線結(jié)構(gòu)通常稱作“漏波導”和“漏同軸”天線。典型的組織刺入式(即經(jīng)皮插入)微波能量傳遞設(shè)備包括傳輸部分，該傳輸部分由沿著設(shè)備的軸線延伸的長、細內(nèi)導體形成。該內(nèi)導體由電介質(zhì)材料包圍并且外導體相對于電介質(zhì)材料徑向布置并且形成用于傳輸微波信號的共軸波導。該外導體的傳輸部分的遠端連接到微波天線，該微波天線配置為從傳輸部分接收微波信號并且輻射微波能量信號至組織。通過采用高強度的護套來包繞傳輸部分和/或微波天線的至少一部分來為微波能量傳遞設(shè)備提供結(jié)構(gòu)強度。該高強度護套的遠端可以連接到用于刺入組織的尖鋭尖部或者形成用于刺入組織的尖鋭尖部。侵入式手術(shù)已經(jīng)得到了發(fā)展，其中微波天線傳遞設(shè)備通過經(jīng)皮插入而被直接地插入到治療位置處。這種侵入式手術(shù)潛在地為所要治療的組織提供更好的溫度控制。由于對惡性細胞進行變性所需的溫度和損害健康細胞的溫度之間的溫差較小，因此已知的加熱模式和精確的溫度控制是重要的，以使得加熱限定于待治療的組織。例如，閾值溫度為約41. 5°C的熱療治療通常對于大多數(shù)細胞的惡性成長具有很小作用。然而，在略微高于約43°C到45°C的溫度下，常規(guī)觀察到大多數(shù)類型的正常細胞的熱損害；因此，在健康組織中必須十分注意防止超過這些溫度。開發(fā)用于針對周圍組織的控制加熱并防止溫度提升的系統(tǒng)和方法典型地包括冷卻流體，所述冷卻流體環(huán)繞微波能量傳遞設(shè)備的至少一部分循環(huán)。例如，在一系統(tǒng)中，通過薄壁管向微波能量傳遞設(shè)備的遠端提供冷卻流體。該薄壁管將冷卻流體靠近微波天線放置，并且冷卻流體通過微波能量傳遞設(shè)備中的返回路徑而向近端流動。為微波能量傳遞設(shè)備提供冷卻存在若干挑戰(zhàn)。首要的挑戰(zhàn)是在微波能量傳遞設(shè)備中提供合適的供應(yīng)和返回流體路徑而不增加微波能量傳遞設(shè)備的總直徑。另ー挑戰(zhàn)在干，提供合適的供應(yīng)和返回流體路徑而保持貫穿整個微波能量傳遞設(shè)備的同心構(gòu)造。又ー挑戰(zhàn)在于提供簡化組裝和生產(chǎn)的合適構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
在下文中所描述的微波能量傳遞設(shè)備包括形成流體冷卻設(shè)備的組件，該流體冷卻設(shè)備具有沿著設(shè)備長度方向基本同心的幾何結(jié)構(gòu)卻而不增加微波能量傳遞設(shè)備的總直徑。本文描述了ー種制造微波能量傳遞設(shè)備的裝置和方法，其對于無輔助地引導插入組織來說在結(jié)構(gòu)上是足夠穩(wěn)健的。微波天線通常包括輻射部分，所述輻射部分可以連接到 供給線路(或軸)，所述供給線路繼而可以通過纜線連接到功率產(chǎn)生源(諸如發(fā)生器)。該微波組件可以是單極微波能量傳遞設(shè)備但是優(yōu)選地是雙極組件。輻射部分的遠端部分優(yōu)選地具有漸縮端，該漸縮端終止于尖部處以允許以最小的阻力直接插入到組織中。近端部分定位于遠端部分的近側(cè)。通過各種不同設(shè)計部分解決了將天線組件無輔助地引導插入到組織中(例如經(jīng)皮的)、同時保持外部護套的最小壁厚小于0. 010英寸所需要的足夠剛度。微波設(shè)計的實施例包括同軸纜線。該同軸纜線包括內(nèi)導體、外導體、以及位于二者中間的電介質(zhì)絕緣體。輻射段包括與供給線路相聯(lián)接的雙極天線以及在其遠端處和雙極天線相聯(lián)接的套針。該微波天線還包括圍繞外導體布置的流入海波管。該流入海波管向輻射部分供應(yīng)流體。該流入海波管能夠增加強度因而允許了微波天線的外部護套的更小厚度需求。在一實施例中，微波天線包括供給線路、輻射段、流入海波管、圓盤、過渡軸環(huán)和套筒。供給線路包括具有內(nèi)導體、外導體和設(shè)置在二者之間的電介質(zhì)體的共軸纜線。輻射段包括與供給線路聯(lián)接的雙極天線以及與雙極天線的遠端聯(lián)接的套針。流入海波管圍繞外導體布置并且配置為向輻射部分供應(yīng)流體。圓盤包括兩個或多個從第一端延伸到第二端的肋。肋限定了相鄰兩肋之間的流入槽。過渡軸環(huán)聯(lián)接到流入海波管的遠端和圓盤并且在近端處包括至少兩個流出槽。過渡軸環(huán)被構(gòu)造為從流入海波管的遠端接收流體并且將流體從流出槽過渡到輻射段的遠端。套筒覆蓋過渡軸環(huán)的流出槽、圓盤以及輻射段的至少遠端部分。套筒靠近流出槽與過渡軸環(huán)形成第一液密式密封，并且限定了用于過渡流體以離開過渡軸環(huán)的流出槽至輻射段的遠端的第一間隙。該套筒可以是聚酰亞胺套筒。微波天線還可以包括圍繞供給線路的近端到遠端和外海波管的外部護套。外部護套與套針和/或輻射段的遠端形成液密式密封并且限定了用于從第一間隙接收流體的第二間隙。外海波管在供給線路的近端處圍繞流入海波管并且限定了相對于流入海波管定位的第三間隙。外海波管包括限定于其中的一個或多個槽并且靠近一個或多個槽與外部護套形成液密式密封。該ー個或多個槽配置為使流體能夠從第二間隙向近側(cè)流到第三間隙中并通過微波天線。在另ー實施例中，流入海波管和/或流出海波管采用不銹鋼制造或采用非金屬復合物(諸如Ploygon所生產(chǎn)的PolyMed )制造。外海波管和內(nèi)海波管的壁厚可以小于0.010英寸。微波天線還可以包括部分圍繞供給線路的近端部分的扼流器(choke)。在又一實施例中，圓盤在制造エ藝中通過注模成型以形成圍繞外導體的水密式密封。過渡軸環(huán)可以壓配合在流入海波管上以形成二者之間的液密式密封。在又一實施例中，微波天線可以包括連接套節(jié)，該連接套節(jié)具有與供給線路聯(lián)接的纜線連接器、限定于其中的流體流入端口和流體流出端ロ以及配置為將流體靠近纜線連接器過渡至流體出口端ロ的旁通導管。流入導管可以聯(lián)接到流體流入端ロ以用于向其供應(yīng)流體，以及流出導管可以聯(lián)接到流體流出端ロ并且與流入海波管流體連通以用于從其中抽取流體。本文還公開了一種用于制造微波天線的方法并且該方法可以包括如下步驟提供包括共軸纜線的供給線路，該共軸纜線包括內(nèi)導體、外導體和設(shè)置在二者之間的電介質(zhì)體；將輻射段聯(lián)接到供給線路的遠端，輻射段包括雙極天線；將套針聯(lián)接到雙極天線的遠端；將流入海波管圍繞外導體布置，流入海波管配置為向輻射段供應(yīng)流體；將圓盤圍繞具有遠 端和近端的輻射段的至少一部分布置，圓盤包括兩個或多個用于為微波天線提供機械強度的縱向肋，該兩個或多個肋從遠端延伸到近端以在相鄰兩肋之間限定流入槽；將過渡軸環(huán)布置在流入海波管的遠端和圓盤的近端之間，過渡軸環(huán)包括至少兩個流出槽，流出槽被配置為從流入海波管的遠端接收流體并且將流體從至少兩個流出槽過渡到輻射段的遠端；以及布置套筒以覆蓋過渡軸環(huán)的至少兩個流出槽、圓盤以及輻射段的至少遠端部分，套筒靠近至少兩個流出槽與過渡軸環(huán)形成液密式密封并且限定了第一間隙，其用于過渡流體以離開過渡軸環(huán)的至少兩個流出槽至輻射段的遠端。該制造方法還可以包括如下步驟將外部護套徑向布置在供給線路的遠端的外偵牝該外部護套與套針和輻射段的遠端中的ー個形成液密式密封，外部護套限定了用于從第一間隙接收流體的第二間隙；以及將外海波管徑向布置在流入海波管的外側(cè)并且限定相對于流入海波管定位的第三間隙，外海波管包括限定在其中的至少ー個槽并且靠近該至少一個槽與外部護套形成液密式密封，該至少一個槽被設(shè)置為使流體能從第二間隙向近側(cè)流入第三間隙并通過微波天線。附圖簡述根據(jù)下面詳細描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其他方面、特征和優(yōu)點將更為明顯,其中圖I是依照本發(fā)明實施例的微波消融系統(tǒng)的示意圖；圖2是依照本發(fā)明實施例的微波能量傳遞設(shè)備的遠端部分的等距視圖；圖3A是圖2的微波能量傳遞設(shè)備的供給線路部分的縱向截面視圖；圖3B是沿著圖2的線3B-3B的橫向截面視圖；圖4是微波能量傳遞設(shè)備的遠端部分的立體圖，其說明了依照本發(fā)明的共軸流入和流出通道；圖5是圖4所說明的微波能量傳遞設(shè)備的遠端部分的分解視圖；圖6是微波能量傳遞設(shè)備的遠端尖部的縱向截面視圖；圖7A是依照本發(fā)明實施例的微波能量傳遞設(shè)備的遠端尖部的橫向截面視圖；圖7B是依照本發(fā)明另一實施例的微波能量傳遞設(shè)備的遠端尖部的橫向截面視圖；以及
圖8是微波能量傳遞設(shè)備的遠端部分的立體圖，其說明了依照本發(fā)明的共軸流出通道。詳細描述下面將參考附圖描述本發(fā)明的特定實施例。在如下描述中，公知的功能或結(jié)構(gòu)將不再進行詳細地描述以避免以不必要的細節(jié)模糊了本發(fā)明。圖I說明了微波消融系統(tǒng)10，其包括微波能量傳遞設(shè)備12、微波發(fā)生器14以及冷卻流體供應(yīng)源33。微波能量傳遞設(shè)備12通過柔性共軸纜線16聯(lián)接到微波發(fā)生器14并且通過冷卻流體供應(yīng)線路86和88聯(lián)接到冷卻流體供應(yīng)源33。冷卻流體通過冷卻流體返回線路88離開微波能量傳遞設(shè)備12并且排放到合適的排放管中。在閉環(huán)冷卻流體系統(tǒng)中，微波能量傳遞設(shè)備12經(jīng)由冷卻流體返回線路88與冷卻流體供應(yīng)源33相聯(lián)接并且冷卻流體通過冷卻流體供應(yīng)源33進行循環(huán)。在開環(huán)冷卻流體系統(tǒng)中，冷卻流體返 回線路88將冷卻流體存放到排放管或者其它合適的一次性容器中，并且從冷卻流體貯存器36或其它合適的冷卻流體源向冷卻流體供應(yīng)源提供新的冷卻流體。微波能量傳遞設(shè)備12通常包括連接套節(jié)22、供給線路20以及輻射部分18。連接套節(jié)22將微波發(fā)生器14和冷卻流體供應(yīng)源33連接至微波能量傳遞設(shè)備12。微波發(fā)生器14產(chǎn)生微波信號，并通過與連接套節(jié)22相連接的柔性共軸纜線16進行傳輸，并且連接套節(jié)22促進微波能量信號傳輸?shù)焦┙o線路20中。連接套節(jié)22還促進流入到供給線路20和從供給線路20流出的冷卻流體的傳輸。從冷卻流體供應(yīng)源33的泵34中提供的冷卻流體通過冷卻流體供應(yīng)線路86提供給連接套節(jié)22。連接套節(jié)22將冷卻流體從冷卻流體供應(yīng)線路86傳輸?shù)焦┙o線路20的冷卻流體供應(yīng)管腔(未明確示出)中。在通過微波能量傳遞設(shè)備12的供給線路20和輻射部分18的循環(huán)后，冷卻流體通過供給線路20的返回管腔(未明確示出)返回到連接套節(jié)22中。連接套節(jié)22促進冷卻流體從返回管腔(未明確示出)傳輸?shù)嚼鋮s流體返回線路88中。在一實施例中，微波消融系統(tǒng)10包括閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，其中冷卻流體返回線路88將冷卻流體返回到冷卻流體供應(yīng)源33的泵34中。在通過微波消融系統(tǒng)10對至少一部分返回的冷卻流體進行再循環(huán)之前，冷卻流體供應(yīng)源33對從冷卻流體返回線路88中返回的冷卻流體進行冷卻。在另ー實施例中，冷卻流體返回線路88連接到合適的排放管和/或貯存器(例如，來自微波能量傳遞設(shè)備12中的冷卻流體并不返回到冷卻流體供應(yīng)源33中)。冷卻流體供應(yīng)源33的冷卻流體貯存器36為泵34提供持續(xù)的冷卻流體供應(yīng)。冷卻流體貯存器36還可以包括溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)構(gòu)造為將冷卻流體維持在預(yù)定溫度。冷卻流體可以包括任意合適的液體或氣體(包括空氣)或其任意組合。微波能量傳遞設(shè)備12可以包括任意合適的微波天線40，諸如雙極天線、單極天線和/或螺旋天線。微波發(fā)生器14可以配置為提供約300MHz到約IOGHz的可操作頻率內(nèi)的任意合適的微波能量信號。該微波天線40的物理長度取決于微波發(fā)生器14所產(chǎn)生的微波能量信號的頻率。例如，在一實施例中，以約915MHz提供微波能量信號的微波發(fā)生器14驅(qū)動微波能量傳遞設(shè)備12，該微波能量傳遞設(shè)備12包括從約I. 6cm到約4. Oem物理長度的微波天線。圖2是圖I的微波能量傳遞設(shè)備12的遠端部分的放大視圖并且包括供給線路20、近端輻射部分42以及遠端輻射部分44。近端輻射部分42和遠端輻射部分44形成雙極微波天線40。如圖2中所示，近端輻射部分42和遠端輻射部分44并不相等，從而形成不平衡式的雙極天線40。微波能量傳遞設(shè)備12包括具有漸縮端24的尖鋭尖部48，所述漸縮端在一實施例中終止于尖頭26，以允許在輻射部分18的遠端處以最小的阻カ插入到組織中。在另ー實施例中，輻射部分18插入到預(yù)先存在的開ロ或?qū)Ч苤星壹獠靠梢允菆A形或平坦的。尖鋭尖部48可以采用各種線材坯料加工而獲得期望的形狀。尖鋭尖部48可以采用各種粘合劑或膠黏劑(諸如環(huán)氧密封膠)來附接到遠端輻射部分44上。如果尖銳尖部48是金屬的，則尖銳尖部48可以焊接在遠端輻射部分44上并且可以輻射電外科手術(shù)能量。在另一實施例中，尖銳尖部48和遠ゑ而福射部分44可以一體加工而成。尖銳尖部48可以米用各種適合刺入組織的耐熱材料來制成，諸如陶瓷、金屬(例如不銹鋼)和各種熱塑材料，諸如聚酰亞胺，聚酰亞胺熱塑性樹脂(其ー個實例是Fairfield, CT的General ElectricCo.所銷售的Ultem )。圖3A是圖I的微波能量傳遞設(shè)備12的供給線路20的部分縱向截面視圖，以及圖 3B是圖3A的微波能量傳遞設(shè)備12的供給線路20的橫向截面視圖。供給線路20共軸地形成有電介質(zhì)層52和外導體56所包圍的位于徑向中心處的內(nèi)導體50。流入海波管55與外導體56間隔開并且從外導體56徑向向外布置。外導體的外表面56b和流入海波管的內(nèi)表面55a形成流入通道17i，該通道允許冷卻流體如冷卻流體流入箭頭17i所指示的那樣，通過微波能量傳遞設(shè)備12的供給線路20向遠側(cè)流動。流入海波管55可以采用各種耐熱材料制成，諸如陶瓷、金屬(例如不銹鋼)、各種熱塑材料，例如聚酰亞胺、聚酰亞胺熱塑性樹脂(其ー個實例是Fairfield，CT的General Electric Co.所銷售的Ultem )、或者是復合醫(yī)療導管(其一個實例是印第安納的Polygon of Walkerton所銷售的PolyMed )。在一實施例中，流入海波管55可以具有小于約0. 010英寸的壁厚。在另一實施例中，流入海波管55可以具有小于約0. 001英寸的壁厚。外海波管57與流入海波管55相隔開并且從流入海波管55徑向向外設(shè)置。流入海波管的外表面55b和外海波管的內(nèi)表面57a形成流出通道170，該流出通道允許冷卻流體如冷卻流體流出箭頭17o所指示的那樣，通過微波能量傳遞設(shè)備12的供給線路20向近側(cè)流動。外海波管57可以采用各種耐熱材料制成，諸如陶瓷、金屬(例如不銹鋼)、各種熱塑材料，例如聚酰亞胺、聚酰亞胺熱塑性樹脂(其ー個實例是Fairfield, CT的GeneralElectric Co.所銷售的Ultem )、或者復合醫(yī)療導管(其一個實例是印第安納的Polygonofffalkerton所銷售的PolyMed )。在一實施例中，外海波管57可以具有小于約0. 010英寸的壁厚。在另ー實施例中，外海波管57可以具有小于約0. 001英寸的壁厚。如圖3B中所示的，基本徑向同心的橫截面輪廓在流入通道17i和流出通道17o中提供了均勻的流體流動。例如，外導體的外表面56b和流入海波管的內(nèi)表面55a之間所限定的流入通道間隙Gl圍繞外導體56的圓周是基本一致的。類似的，流入海波管的外表面55b和外海波管57的內(nèi)表面之間所限定的流出通道間隙G2圍繞流入海波管55的圓周是基本一致的。此外，流入通道17i和流出通道17o的橫截面積(即，流體所流過的每個通道的有效面積)是每個通道17i、17o在外表面處的面積(即，分別是流入海波管55的內(nèi)直徑處的面積和外海波管57的內(nèi)直徑處的面積)和每個通道17i、17o在內(nèi)表面處的面積(S卩，分別是外導體56的外直徑處的面積和流入海波管55的外直徑處的面積)之差。流入通道17i和流出通道17ο的橫截面積沿著供給線路20的縱向長度方向基本是一致的。此外，流入海波管55在外海波管57內(nèi)的橫向位移或外導體56在流入海波管55內(nèi)的橫向位移可以產(chǎn)生不均勻的流入或流出通道間隙G1、G2，但是其并不影響流入通道17i和/或流出通道17ο的橫截面積。圖4(以部分組件的方式說明了圖I的輻射部分18)還說明了流入流體流動路徑。通過將供給線路20的遠端部分插入到微波天線40中而形成輻射部分18。供給線路20配置為提供冷卻流體和微波能量信號給微波天線40。如上所述的，供給線路20通過流入海波管55和供給線路20的外導體56之間所形成的流入通道17i來提供冷卻流體。供給線路20還在內(nèi)導體50和外導體56之間提供微波能量信號。微波天線40包括漸縮流入過渡軸環(huán)53、帶通道的圓盤(puck)46、遠端福射部分 44 (包括多個天線套筒擋止件68a-68d)以及尖銳尖部48。供給線路20當插入微波天線40時，將外導體56與漸縮流入過渡軸環(huán)53相連接并將內(nèi)導體50和遠端輻射部分44相連接。圖5是圖4的微波天線40的分解圖，其進一步說明了微波組件的部件。漸縮流入過渡軸環(huán)53包括外漸縮部60a、中漸縮部60b和內(nèi)漸縮部60c并且配置為將冷卻流體從流入通道17i過渡到微波天線40中所形成的各種流體通道中(將在下文詳細描述)。在組裝期間，如圖4所示和如下所述，供給線路20的遠端插入到漸縮流入過渡軸環(huán)53的近端。供給線路20的每個部件50、52、55、56被切割為特定長度以使得當供給線路20插入時，每個部件在微波天線組件40內(nèi)都以預(yù)定位置終止。從供給線路20的遠端的徑向向外部件開始，流入海波管55 (參見圖4)被插入到漸縮流入過渡軸環(huán)53的外漸縮部60a的近端。外漸縮部60a和中漸縮部60b之間的過渡形成對于流入海波管55的機械擋止件。外漸縮部60a和流入海波管55形成二者之間的液密式密封，從而限制冷卻流體進入到漸縮流入過渡軸環(huán)53的中漸縮部60b。流入海波管55和外漸縮部60a之間的液密式密封可以采用任意粘合劑、環(huán)氧或聚四氟乙烯或其它合適的密封劑來形成，或者可以通過流入海波管55和外漸縮部60a之間的緊密機械連接來形成液密式密封。在一實施例中，流入海波管55采用傳導金屬制成，諸如不銹鋼、鋼、銅或者任意合適金屬，并且液密式密封使流入海波管55和漸縮流入過渡軸環(huán)53的內(nèi)表面相絕緣。在另一實施例中，液密式密封可以包括一個或多個絕緣材料，其在流入海波管55和漸縮流入過渡軸環(huán)53之間形成電介質(zhì)屏障。外導體56當插入到外漸縮部60a的近端時延伸穿過中漸縮部60b，且外導體56的至少一部分連接到內(nèi)漸縮部60c。外導體56和內(nèi)漸縮部60c形成二者之間的電連接，以使得外導體56所提供的微波能量信號傳導到漸縮流入過渡軸環(huán)53，從而漸縮流入過渡軸環(huán)53形成微波天線40的至少部分近端輻射部分42。流入海波管55的外表面和外漸縮部60a的內(nèi)表面之間形成液密式密封。流體離開流入通道17i并存積到中漸縮部60b所形成的開放區(qū)域中。外導體56的外表面和內(nèi)漸縮部60c的內(nèi)表面之間也形成液密式密封，從而阻止冷卻流體行進到漸縮流入過渡軸環(huán)53內(nèi)的中漸縮部60b的遠端。在一實施例中，在外導體56和漸縮流入過渡軸環(huán)53的內(nèi)漸縮部60c之間形成電連接。這樣，漸縮流入過渡軸環(huán)53形成輻射部分18的至少部分近端輻射部分42，其中輻射部分18是雙極天線。外導體56和內(nèi)漸縮部60c之間的電連接可以包括它們之間的所有接觸表面，或者電連接可以僅包括其中的一部分。例如，在一實施例中，外導體56和內(nèi)漸縮部60c之間的電連接沿著內(nèi)漸縮部60c的遠端部分周向形成而接觸表面的剩余部分將外導體56和內(nèi)漸縮部60c絕緣。在另一實施例中，外導體56和內(nèi)漸縮部60c之間的液密式密封形成二者之間的絕緣屏障，并且漸縮流入過渡軸環(huán)53并不形成輻射部分18的一部分，其中輻射部分18是單極天線。在又一實施例中，外導體56和內(nèi)漸縮部60c之間的液密式密封形成二者之間的絕緣屏障。通過將外導體56的遠端或內(nèi)漸縮部60c彼此連接而形成外導體56和內(nèi)漸縮部60c之間的電連接。流入海波管55和外漸縮部60a之間的液密式密封和外導體56和內(nèi)漸縮部60c之 間的液密式密封將從流入通道17i排到漸縮流入過渡軸環(huán)53的中漸縮部60b中的冷卻流體隔離。當額外的流體存積在中漸縮部60b中時，產(chǎn)生壓力并且冷卻流體通過漸縮流入過渡軸環(huán)53中形成的多個冷卻流體過渡孔53a-53d中的一個離開中漸縮部60b。在冷卻流體通過中漸縮部60b上所形成的多個冷卻流體過渡孔53a_53d中的一個徑向向外流出之后，冷卻流體沿著中漸縮部60b的外表面在漸縮流入過渡軸環(huán)53和天線套筒2之間向遠端流動。天線套筒2和漸縮流入過渡軸環(huán)53的外漸縮部60a形成液密式密封，從而使得流體向遠端朝向帶通道的圓盤46流動。在一實施例中，天線套筒2是薄的聚酰亞胺薄套筒，或者微波輻射的傳輸和/或傳遞沒有或僅有很小影響的其它合適的非傳導材料。參考圖4，離開多個冷卻流體過渡孔53a_53d中的一個的冷卻流體沿著漸縮流入過渡軸環(huán)53的外表面、帶通道的圓盤46的外表面以及遠端輻射部分44的外表面并沿著天線套筒2的內(nèi)表面向遠側(cè)流動。天線套筒2的近端和漸縮流入過渡軸環(huán)53的外漸縮部60a形成液密式密封。在一實施例中，天線套筒2的近端2a與外漸縮部60a上形成的近端天線套筒擋止件53s相匹配，以使得天線套筒2的外直徑與外漸縮部60a的外直徑基本相等。在每個相鄰的凸起部分66a_66d之間形成通道67a、67b、67c、67d,其中帶通道圓盤46在凸起部分66a-66d處的徑向外表面是從帶通道圓盤46在每個通道67a_67d處的外表面徑向向外。通道67a-67d配置為在帶通道圓盤46的外表面和天線套筒2的內(nèi)表面之間形成冷卻流體通道。如圖4所示，冷卻流體離開漸縮流入過渡軸環(huán)53的中漸縮部60b，通過在帶通道的圓盤46的凸起部分66a-66d和天線套筒2之間所形成的多個通道67a_67d向遠端流動，并存積在遠端輻射部分44的外表面上。冷卻流體存積到遠端輻射部分44的近端2a的外表面和天線套筒2的內(nèi)表面之間所形成的間隙中。遠端輻射部分44的遠端2b包括多個天線套筒擋止件68a_68d。相鄰天線套筒擋止件68a-68d彼此間隔并且在其之間形成多個遠端流動通道70a-70d。天線套筒2的遠端2b配置為緊靠各個天線套筒擋止件68a-68d中的每個的遠端上所形成的遠端唇緣69a-69d。完全組裝后，外部護套43的遠端與尖銳尖部48的近端部分形成液密式密封。如圖6所示，液密式密封形成在外部護套43和尖銳尖部48之間，其中液密式密封位于天線套筒2遠端2b的遠側(cè)。如此，天線套筒2被包含在外部護套43內(nèi)并且在外部護套43的內(nèi)表面和天線套筒2的外表面之間形成至少部分流出通道17ο。在一實施例中，各個天線套筒擋止件68a_68d的遠端唇緣69a_69d從天線套筒2的外表面徑向向外延伸并且將外部護套43和天線套筒2的外表面隔開。在天線套筒2和外部護套43之間形成間隙，其形成流出通道17ο的至少一部分。多個周向間隔的套筒擋止件68a-68d相對于天線套筒2均勻地定位外部護套43。圖5是圖4所示的輻射部分18的一部分的分解圖，其包括漸縮流入過渡軸環(huán)53、帶通道的圓盤46、遠端輻射部分44、天線套筒2以及尖 銳尖部48。在組裝后，帶通道的圓盤46定位在漸縮流入過渡軸環(huán)53和遠端輻射部分44之間。類似的，天線套筒2也定位在漸縮流入過渡軸環(huán)53的一部分和遠端輻射部分44之間；天線套筒2從帶通道的圓盤46徑向朝外地間隔。如上所述，漸縮流入過渡軸環(huán)53包括外漸縮部60a、中漸縮部60b和內(nèi)漸縮部60c。外漸縮部60a的一部分外表面可以形成近端天線套筒擋止件53s，其配置為接納天線套筒2的近端。外漸縮部60a配置為在流入海波管55的遠端上滑動。流入海波管55可以緊靠外漸縮部60a和中漸縮部60b之間的過渡部分。流入海波管55和外漸縮部60a之間以及外導體56和內(nèi)漸縮部60c之間所形成的液密式密封迫使冷卻流體通過流入通道17i (其形成在外導體56的外表面和流入海波管55的內(nèi)表面之間，如圖3A所示)向遠側(cè)行進，以存積到漸縮流入過渡軸環(huán)53的中漸縮部60b中。在一實施例中，漸縮流入過渡軸環(huán)53和流入海波管55之間的液密式密封通過它們之間的壓配合連接形成。該流入海波管55可以壓配合在漸縮流入過渡軸環(huán)53上或者漸縮流入過渡軸環(huán)53可以壓配合在流入海波管55上，如圖2、4和8所示。外漸縮部60a、中漸縮部60b以及內(nèi)漸縮部60c各自的外直徑Dl、D2、D3，以及每個漸縮部60a-60c的厚度配置為促進形成微波能量傳遞設(shè)備12的部件的組裝。例如，外漸縮部60a的直徑Dl和厚度選擇為使得流入海波管55與外漸縮部60a的內(nèi)表面形成液密式密封、并且天線套筒2和外漸縮部60a的外直徑形成液密式密封。中漸縮部60b的直徑D2選擇為在外導體56和天線套筒2之間提供充足的間隙并促進流體流動通過中漸縮部60b。內(nèi)漸縮部60c的直徑D3和厚度選擇為使得外導體56與內(nèi)漸縮部60c的內(nèi)表面形成液密式密封、并且?guī)ǖ赖膱A盤46與內(nèi)漸縮部60c的外直徑形成液密式密封。漸縮流入過渡軸環(huán)53的三排結(jié)構(gòu)配置為促進冷卻流體在流入通道17i的第一部分(在同軸配置的結(jié)構(gòu)的第一部分中徑向形成)和流入通道17i的第二通道部分(在同軸配置的結(jié)構(gòu)的第二部分中徑向形成)之間的過渡。例如(靠近漸縮流入過渡軸環(huán)53)，流入通道17i的第一部分在外導體56的外表面和流入海波管55的內(nèi)表面之間形成并且位于漸縮流入過渡軸環(huán)53的遠端點處，流入通道17i的第二部分在天線套筒2和帶通道的圓盤46之間形成。在另一實施例中，漸縮流入過渡軸環(huán)53促進流體從流入通道17i的第一部分過渡到流入通道17i的第二部分，該第一部分距微波能量傳遞設(shè)備12的徑向中心第一徑向距離處形成，該第二部分距微波能量傳遞設(shè)備12的徑向中心第二徑向距離處形成。距微波能量傳遞設(shè)備12的徑向中心的第一和第二徑向距離可以相等或不等。帶通道的圓盤46的近端配置為接收漸縮流入過渡軸環(huán)53的至少部分內(nèi)漸縮部60c并且形成它們之間的液密式密封，并且?guī)ǖ赖膱A盤46的遠端配置為接收遠端輻射部分44的至少一部分。內(nèi)導體(未明確示出)延伸穿過帶通道圓盤46的徑向中心并且由遠端輻射部分44接收。在一實施例中，帶通道的圓盤46在制造過程中注模制成以形成圍繞一部分外導體56和/或一部分漸縮流入過渡軸環(huán)53的水密式密封。在另一實施例中，帶通道的圓盤46壓配合在一部分外導體和/或一部分漸縮流入過渡軸環(huán)53上并且在它們之間形成液密式密封。遠端輻射部分44包括傳導構(gòu)件，其可以采用 任意類型的傳導材料形成，諸如金屬(例如銅、不銹鋼、錫和其各種合金)。遠端輻射部分44可以具有實心結(jié)構(gòu)并且可以采用實心導線形成(例如10AWG)。在另一實施例中，遠端輻射部分44可以由共軸纜線的外導體56或其他圓筒形導體的空心套筒形成。圓柱形導體可以隨后被焊料填充以將圓筒體轉(zhuǎn)換為實心軸。更具體而言，可以將焊料加熱到足夠的溫度以使得圓筒形導體內(nèi)的焊料液化(例如，500。F)從而形成實心軸。帶通道的圓盤46的徑向向外表面包括多個凸起部分66a_66d和/或形成通道67a-67d的多個凹進部分。多個凸起部分66a-66d配置為可滑動地接合天線套筒2并且形成限定在凹進部分和天線套筒2的內(nèi)表面之間的多個流入通道17i。天線套筒2配置為圍繞帶通道的圓盤46以及圍繞至少一部分遠端輻射部分44。如上所述，天線套筒2的近端部分連接近端天線套筒擋止件53s (形成在外漸縮部60a的一部分上)，并且天線套筒2的遠端部分連接遠端天線套筒擋止件68a-68d(形成在遠端輻射部分44上)。遠端輻射部分44和內(nèi)導體(未明確示出)之間的電連接可以通過凹進槽70形成。該凹進槽70可以由合適的導電材料填充，并且可以在遠端輻射部分44和內(nèi)導體(未明確示出)之間形成電連接。遠端輻射部分44的遠端可以連接到尖銳尖部48或可以形成尖銳尖部48。圖4和6中示出了流入通道17i和流出通道17ο (即，當冷卻流體流動通過微波能量傳遞設(shè)備12的遠端時冷卻流體的路徑)。冷卻流體通過相鄰天線套筒擋止件68a-68d之間所形成的遠端流動通道70a-70d而流向遠側(cè)。在冷卻流體流向天線套筒2的遠端2b的遠側(cè)后，流體存積在遠端輻射部分44和外部護套43之間形成的流體過渡室117中。在外部護套43和尖銳尖部48之間形成的液密式密封阻止了流體流向流體過渡室117遠側(cè)。如過渡箭頭所指示的，流體過渡室117中的冷卻流體離開流體過渡室117并且向近側(cè)流進天線套筒2的外表面和外部護套43的內(nèi)表面之間形成的流出通道17ο中。在如圖7Α-7Β所示意的另一實施例中，形成在各個天線套筒擋止件68a_68d中的每個的遠端上的遠端唇緣69a-69d的徑向向外部分(即，遠端唇緣69a-69d的接觸外部護套43的部分)可以形成遠端唇緣69a-69d和外部護套43之間的附加通道，以允許冷卻流體流從流體過渡室117向近側(cè)流動。圖8中示出了流出通道17ο的遠側(cè)部分。外部護套43在微波能量傳遞設(shè)備12的遠端部分中形成流出通道17ο的外邊界。外部護套43的遠端與尖銳尖部48和/或遠側(cè)輻射部分44形成液密式密封，并且近端與外海波管57的靠近流體流出槽57a、57b(57c、57d未示出)的一部分形成液密式密封。外海波管57還可以包括近端外部護套擋止件57s，其在微波能量傳遞設(shè)備12的外海波管57和外部護套之間的外表面上提供平滑過渡。
流出通道17ο的一部分形成在外部護套43的內(nèi)表面和天線套筒2的至少一部分、漸縮流入過渡軸環(huán)53a的一部分、扼流器電介質(zhì)體(choke dielectric) 19的一部分、覆蓋扼流器磁芯(core choke)(未示出)的EMF罩28的一部分以及外海波管57的一部分之間。流出通道17ο的共軸布置使得冷卻流體被均勻地施加到微波能量傳遞設(shè)備12的遠端部分中。在外部護套43的近端上，外部護套43和外海波管57之間的液密式密封引導冷卻流體行進穿過流體流出槽57a、57b(57c、57d未明確示出)并進入到外海波管57的內(nèi)表面和流入海波管55的外表面之間所形成的流出通道17ο的一部分中，如圖3A所示和如上所述。如

圖1-8所示并且如上所述，微波能量傳遞設(shè)備12包括在長度上基本共軸的布置。微波能量傳遞設(shè)備12的多個層在共軸的層中的兩個(或更多個)之間形成流入通道17 的基本上共軸布置和流出通道17ο的基本上共軸布置。該基本共軸的流入和流出通道17i、17o共軸地分配冷卻流體并且因此在整個微波能量傳遞設(shè)備12上提供均衡的冷卻。
微波能量傳遞設(shè)備12中的各種結(jié)構(gòu)促進了冷卻流體分別在流入和流出通道17i、17ο的各個部分之間的過渡，同時在整個設(shè)備中保持基本上共軸的布置。漸縮流入過渡軸環(huán)53從外導體56和流入海波管55之間形成的流入通道17i、以及天線套筒2和漸縮流入過渡軸環(huán)55、帶通道的圓盤46與遠端福射部分44之間形成的流入通道17i過渡冷卻流體。天線套筒擋止件68a-68d的布置所形成的遠端流動通道70a-70d從天線套筒2和遠端流入部分44之間所形成的流入通道17i將冷卻流體過渡至天線套筒2的外表面和外部護套43的內(nèi)表面之間所形成的流出通道17ο。最后，外海波管57中所形成的流體流出槽57a-57d引導冷卻流體從EMF罩28和外部護套43之間所形成的流出通道17ο以及流入海波管55和外海波管57之間所形成的流出通道17ο中流出。如此，冷卻流體沿著微波能量傳遞設(shè)備12的長度方向上保持基本共軸的布置。微波能量傳遞設(shè)備12的各種結(jié)構(gòu)促進了基本共軸的流體流動、且同時支持共軸布置。例如，帶通道的圓盤46的凸起部分66a、漸縮流入過渡軸環(huán)53的外漸縮部60a以及天線套筒擋止件68a-68d的遠端部分以基本上共軸的布置定位天線套筒2而在它們之間形成部分的流入通道17i。類似的，尖銳尖部48、天線套筒擋止件68a-68d的遠端部分和流入海波管55以基本上共軸的布置定位外部護套43而在它們之間形成部分的流出通道170。本發(fā)明的所述實施例旨在說明而非限制，并且并不意于代表本發(fā)明的所有實施例。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種修正和變形，本發(fā)明的精神和范圍在所附權(quán)利要求書中以字面地和相當于法律上所認同的闡明。
權(quán)利要求
1.ー種微波天線，其包括 供給線路，該供給線路包括具有內(nèi)導體、外導體和設(shè)置在內(nèi)導體和外導體之間的電介質(zhì)體的共軸纜線； 輻射段，該輻射段包括與供給線路聯(lián)接的雙極天線以及在雙極天線的遠端處與雙極天線聯(lián)接的套針； 流入海波管，該流入海波管圍繞外導體布置，該流入海波管配置為向輻射部分供應(yīng)流體； 圓盤，該圓盤具有第一端和第二端，該圓盤包括至少兩個從第一端延伸到第二端的肋，從而在相鄰兩肋之間限定流入槽； 過渡軸環(huán)，該過渡軸環(huán)具有第一端和第二端，過渡軸環(huán)的第一端聯(lián)接到流入海波管的遠端，而過渡軸環(huán)的第二端聯(lián)接到圓盤的第一端，過渡軸環(huán)在其近端包括至少兩個流出槽，所述至少兩個流出槽配置為從流入海波管的遠端接收流體并且將流體從至少兩個流出槽過渡到輻射段的遠端；以及 套筒，該套筒覆蓋過渡軸環(huán)的至少兩個流出槽、圓盤以及輻射段的至少遠端部分，套筒靠近至少兩個流出槽與過渡軸環(huán)的第一端形成第一液密式密封，該套筒限定了第一間隙，該第一間隙用于過渡流體以離開過渡軸環(huán)的至少兩個流出槽至輻射段的遠端。
2.如權(quán)利要求I所述的微波天線，還包括 外部護套，該外部護套圍繞供給線路的近端至遠端、并與套針和輻射段的遠端中的一個形成液密式密封，該外部護套限定了用于從第一間隙接收流體的第二間隙；以及 外海波管，該外海波管在供給線路的近端處圍繞流入海波管并且限定了相對于流入海波管定位的第三間隙，外海波管包括限定于其中的至少ー個槽，該外海波管靠近所述至少一個槽與外部護套形成液密式密封，所述至少ー個槽配置為使流體能夠從第二間隙向近側(cè)流到第三間隙中并通過微波天線。
3.如權(quán)利要求2所述的微波天線，還包括配置為至少部分地圍繞供給線路的近端部分的扼流器。
4.如權(quán)利要求3所述的微波天線，其中所述外部護套是非金屬復合物薄壁外部護套。
5.如權(quán)利要求4所述的微波天線,還包括連接套節(jié),該連接套節(jié)包括 與供給線路聯(lián)接的纜線連接器； 限定于其中的流體流入端口和流體流出端ロ ；以及 配置為將流體靠近纜線連接器過渡至流體出口端ロ的旁通導管。
6.如權(quán)利要求5所述的微波天線，還包括 至少ー個流入導管，其聯(lián)接到流體流入端ロ以用于向流體流入端口供應(yīng)流體；以及 至少ー個流出導管，其聯(lián)接到流體流出端ロ并且與至少ー個流入海波管流體連通以用于從至少ー個流入海波管抽取流體。
7.如權(quán)利要求6所述的微波天線，其中所述套筒是聚酰亞胺套筒。
全文摘要
本發(fā)明涉及微波天線，其包括供給線路、輻射段、流入海波管、圓盤、過渡軸環(huán)和套筒。供給線路包括具有內(nèi)外導體和設(shè)置在二者之間的電介質(zhì)體的共軸纜線。輻射段包括與供給線路聯(lián)接的雙極天線和與雙極天線遠端聯(lián)接的套針。流入海波管圍繞外導體并且向輻射部分供應(yīng)流體。圓盤包括至少兩個肋，相鄰兩肋之間限定流入槽。過渡軸環(huán)聯(lián)接流入海波管的遠端和圓盤的第一端。過渡軸環(huán)包括至少兩個流出槽，其從流入海波管的遠端接收流體并將流體從流出槽過渡至輻射段的遠端。套筒覆蓋過渡軸環(huán)的兩個流出槽、圓盤和輻射段的至少部分遠端部分。套筒靠近流出槽與過渡軸環(huán)形成液密式密封并限定第一間隙，用于過渡流體以離開過渡軸環(huán)的流出槽至輻射段遠端。
文檔編號A61B18/18GK102846376SQ201210319428
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者K·S·博恩, D·R·彼得森, J·D·布蘭南 申請人:維萬特醫(yī)藥股份有限公司