專利名稱：多觸角切除設(shè)備及方法
相關(guān)申請(qǐng)的參考本申請(qǐng)是援引在此作參考的、1995年8月15日遞交的、題為“多觸角(multiple antenna)切除設(shè)備”的第08/515,379號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及一種多觸角切除設(shè)備，尤其涉及這樣一種多觸角切除設(shè)備，其中觸角的電磁能輸送面的尺寸足以防止阻礙(impede out)該設(shè)備。
相關(guān)技術(shù)的介紹用于腫瘤治療的電流放出(open)過程是極具破壞性的，并對(duì)健康的細(xì)胞組織構(gòu)成極大的危險(xiǎn)。在外科手術(shù)時(shí)，醫(yī)生必須小心地用一種不會(huì)產(chǎn)生造成轉(zhuǎn)移的腫瘤種子的方式來切除該腫瘤。近年來，產(chǎn)品的發(fā)展已強(qiáng)調(diào)了要使傳統(tǒng)的外科手術(shù)的創(chuàng)傷性能最小化。
作為一種用于治療腫瘤的工具在高溫治療區(qū)域中已有相對(duì)重大效能。已知的是，升高腫瘤的溫度有利于治療及處理癌變細(xì)胞組織。選擇治療的機(jī)理未被徹底地了解。然而，已提出了在癌變細(xì)胞組織上高溫治療的四個(gè)細(xì)胞作用(ⅰ)在細(xì)胞或者核膜的滲透性或者流動(dòng)性中的變化，(ⅱ)胞質(zhì)的溶酶體的(lysomal)分裂，引起消化酶的釋放，(ⅲ)影響細(xì)胞呼吸和DNA或者RNA合成的蛋白質(zhì)熱損壞，以及(ⅳ)免疫系統(tǒng)的潛在刺激(excitation)。用于向腫瘤提供熱量的治療方法包括使用直接接觸的射頻(RF)高頻發(fā)熱電極(applicator)、微波輻射、電感耦合的RF場(chǎng)、超聲波、以及各種簡(jiǎn)單的熱傳導(dǎo)技術(shù)。
在與所有的這些方法相關(guān)的問題之中有一共同要求在皮膚表層下面幾厘米深的部位上產(chǎn)生高度局部的加熱。在外科手術(shù)期間，可在此深度部位使用RF作用。然而，局部化的程度通常較差，這樣會(huì)傷害健康的細(xì)胞組織。
在造成RF損傷的情況下，一高頻交流電從電極流至細(xì)胞組織。當(dāng)離子試圖跟隨交流電的方向變化時(shí)，在電極尖端周圍的細(xì)胞組織區(qū)內(nèi)產(chǎn)生離子擾動(dòng)(agitation)。這種擾動(dòng)引起摩擦發(fā)熱，以至于電極周圍的細(xì)胞組織、而不是電極本身成為主要熱源。所產(chǎn)生的細(xì)胞組織熱量是通過電流流過由細(xì)胞組織所提供的電阻所形成的。該電阻越大，則產(chǎn)生的熱量就越多。
損傷的最終大小是由細(xì)胞組織的溫度所決定的。細(xì)胞組織溫度的一些概念可通過監(jiān)視一電極或者探針尖端的溫度來獲得，這通常用一熱敏電阻來進(jìn)行監(jiān)視。RF損傷熱量產(chǎn)生在細(xì)胞組織內(nèi)，所監(jiān)視的溫度將是損傷時(shí)電極加熱的結(jié)果。RF損傷熱量產(chǎn)生在細(xì)胞組織內(nèi)，所監(jiān)視的溫度是損傷時(shí)在探針加熱的結(jié)果。一溫度梯度從損傷延伸至探針尖端，以至于探針尖端的溫度比直接環(huán)繞在其周圍的細(xì)胞組織的溫度要略微低一點(diǎn)，但是由于加熱效果隨著距離迅速衰減，因此探針尖端的溫度要高于損傷周邊的溫度。
電流自電極尖端徑向傳播，以至于尖端周圍的電流密度最大，并且電流密度隨著離開尖端的距離逐漸減小。由離子擾動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱量與電流、也就是離子密度成正比。因此，電極周圍的加熱作用最大，并且該加熱作用隨著離電極的距離遞減。由此造成的一個(gè)后果是倘若RF電流值過高，所造成的損傷會(huì)不經(jīng)意地比對(duì)于某一電極大小所預(yù)料的要小。達(dá)到細(xì)胞組織的加熱平衡必須有一段時(shí)間，尤其在所需損傷體積的中心部位。倘若電流密度過高，電極周圍的細(xì)胞組織的溫度迅速超過所需的溫度大小，并且在電極尖端周圍的薄細(xì)胞殼中會(huì)發(fā)生碳化和汽化(boiling)。
因此，需要一種多觸角切除設(shè)備，其中觸角電磁能輸送面的面積大得足以防止該設(shè)備受到阻礙。還需要一種多觸角切除設(shè)備，該設(shè)備具有足夠數(shù)量的觸角，這些觸角向所選的細(xì)胞組織位置提供足夠大的電磁能輸送面，以便在不阻礙該設(shè)備的情況下，實(shí)現(xiàn)體積切除。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種切除裝置，該裝置包括從一套針展開進(jìn)入一所選細(xì)胞組織位置的多觸角。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種多觸角切除設(shè)備，其中電磁能輸送面較大，足以防止阻礙該設(shè)備。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種多觸角切除設(shè)備，其中具有足夠數(shù)量的觸角，以便從觸角提供大而足量的電磁能輸送以防止阻礙該設(shè)備。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種多觸角RF切除設(shè)備，其中觸角電磁能輸送面足夠大，以便防止阻礙該設(shè)備。
這些及其它目的可在一種多觸角切除設(shè)備中得以實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備包括一電磁能源，包括一末端的一套針，一沿套針的縱向軸線延伸的空腔，以及一具有三個(gè)或者更多觸角的多觸角切除裝置。當(dāng)套針插入細(xì)胞組織時(shí)，該觸角最初定位在套針腔內(nèi)。在一所選細(xì)胞組織位置上，這些觸角可從套針腔在相對(duì)縱向軸線的橫向方向上展開。每一展開的觸角具有一電磁能輸送面，該輸送面的尺寸足以(ⅰ)在展開的觸角之間形成一體積切除，以及(ⅱ)當(dāng)10至50瓦的電磁能從電磁能源輸送至多觸角切除裝置時(shí)，在不阻礙任何展開的觸角的情況下，形成這種體積切除。至少一根電纜將多觸角切除裝置與電磁能源相連。
在另一較佳實(shí)施例中，一種用于在一所選細(xì)胞組織體內(nèi)形成一種體積切除的方法提供了一種多觸角切除設(shè)備，該設(shè)備包括具有一套針腔的一套針、若干個(gè)可從套針腔展開的觸角、以及與若干個(gè)觸角相連的一電磁能源。套針被插入到所選細(xì)胞組織體內(nèi)，其中若干個(gè)觸角定位在套針腔內(nèi)。若干個(gè)觸角沿著相對(duì)于套針的縱向軸線的橫向方向從套針腔被推入至所選細(xì)胞組織體內(nèi)。在不阻礙若干個(gè)觸角中的一個(gè)觸角的情況下，10至50瓦的電磁能從電磁能源輸送至若干個(gè)觸角。從而在若干個(gè)觸角之間形成體積切除。
在多個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備可使每一觸角與電磁能源相連、僅有一個(gè)觸角與電磁能源相連、或者多個(gè)觸角與電磁能源相連。套針的外徑不大于13標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(gauge)，較佳地不大于14標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、并且更佳地不大于15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
展開的觸角數(shù)可為四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或者更多。其中一些觸角從套針末端的向外展開，同時(shí)其它的觸角可從形成在套針內(nèi)沿其縱向軸線的若干孔口展開。該觸角可為以單極模式、雙極模式、或者可在該兩種模式下進(jìn)行切換的方式進(jìn)行操作的RF電極。
至少一個(gè)傳感器、較佳地一個(gè)熱傳感器可沿著一展開的觸角的外表面定位。多個(gè)觸角可包括一個(gè)傳感器。一絕緣層可環(huán)繞著套針外部的至少一部分定位。可將處于套針末端處的絕緣層的一個(gè)末端去除。這樣在套針的末端處就形成了一個(gè)電磁能輸送面。然后，套針至少部分地成為了一觸角。
套針腔可與一注入介質(zhì)源相連，并將一種注入介質(zhì)輸送至所選細(xì)胞組織位置。一冷卻件可與至少一個(gè)觸角相連。該冷卻件可為一種定位在至少一個(gè)觸角內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并包括至少一個(gè)構(gòu)成接納一種冷卻介質(zhì)的通道。該冷卻介質(zhì)可通過該通道再循環(huán)。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是本發(fā)明一種多觸角切除設(shè)備的立體圖，示出了一套針和三個(gè)橫向展開的觸角。
圖2是用圖1所示設(shè)備進(jìn)行的一種錐形幾何切除的立體圖。
圖3是本發(fā)明具有兩個(gè)觸角的多觸角切除設(shè)備的立體圖。
圖4是示出了產(chǎn)生一完整切除體積的三個(gè)觸角的立體圖。
圖5是示出了多觸角切除設(shè)備在一所選細(xì)胞組織體的中心內(nèi)的定位，以及產(chǎn)生一種圓柱形切除的立體圖。
圖6(a)是本發(fā)明多觸角切除的立體圖，示出了提供一種夾持和夾緊功能的兩個(gè)觸角。
圖6(b)是本發(fā)明多觸角切除的立體圖，示出了提供一種夾持和夾緊功能的三個(gè)二級(jí)觸角。
圖6(c)是沿線6(c)-6(c)剖切的圖6(b)所示設(shè)備的橫截面圖。
圖7是本發(fā)明多觸角切除的立體圖，示出了三個(gè)二級(jí)觸角從一環(huán)繞著主觸角的絕緣套管的末端展開。
圖8是本發(fā)明多觸角切除的立體圖，示出了兩個(gè)二級(jí)觸角從主觸角展開，以及三個(gè)二級(jí)觸角從環(huán)繞著主觸角的絕緣套管的末端展開。
圖9是一框圖，該框圖中包括一控制器、一電磁能源以及本發(fā)明的其它電子元件。
圖10是一框圖，該框圖中示出了一模擬放大器、一模擬多調(diào)制器以及與本發(fā)明一起使用的微處理器。
詳述本發(fā)明提供一種多觸角切除設(shè)備。該設(shè)備包括一電磁能源，包括一末端和一沿著套針的縱向軸線延伸的空腔的一套針，以及一具有三個(gè)或者更多個(gè)觸角的多觸角切除裝置。當(dāng)套針插入細(xì)胞組織時(shí)，該觸角最初定位在套針腔內(nèi)。在一所選細(xì)胞組織位置上，這些觸角可從套針腔在相對(duì)縱向軸線的橫向方向上展開。每一展開的觸角具有一電磁能輸送面，該輸送面的尺寸足以(ⅰ)在展開的觸角之間形成一種體積切除，以及(ⅱ)當(dāng)10至50瓦的電磁能從電磁能源輸送至多觸角切除裝置時(shí)，在不阻礙任何展開的觸角的情況下，形成這種體積切除。至少一根電纜將多觸角切除裝置與電磁能源相連。為了詳細(xì)說明的目的，術(shù)語(yǔ)“阻礙”表示一細(xì)胞組織區(qū)域變得充分地干燥或者碳化，該干燥或者碳化的細(xì)胞組織區(qū)域具有一種由此產(chǎn)生的高電阻，該高電阻削弱(impair)形成一種凝固損傷(coagulating lesion)的過程。
如圖1所示，多觸角切除裝置12包括一套針14和一個(gè)或多個(gè)通常為電極的觸角16。當(dāng)套針14被推入至細(xì)胞組織時(shí)，觸角16最初定位在一套針腔內(nèi)。當(dāng)套針14到達(dá)一位于所選細(xì)胞組織體內(nèi)的所選細(xì)胞組織切除位置時(shí)，該細(xì)胞組織體包括但不限于一種固體損傷，觸角16相對(duì)于套針的縱向軸線從套針腔橫向展開至所選細(xì)胞組織體內(nèi)。體積切除從所選細(xì)胞組織體的內(nèi)部朝著該所選細(xì)胞組織體周邊的方向進(jìn)行。
每一觸角具有一末端16’，該末端沿相對(duì)于套針14的縱向軸線的橫向方向延伸。除非末端16’絕緣，它們的整段延伸部分是一電磁能輸送面，該輸送面將電磁能輸送至所選細(xì)胞組織體。每一電磁能輸送面的長(zhǎng)度與尺寸是可以改變的。觸角16的長(zhǎng)度是可以調(diào)節(jié)的。套針14可上下移動(dòng)、繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)、并前后移動(dòng)，以便與傳感器一起構(gòu)成包含但不僅限于一腫瘤的所選細(xì)胞組織體的周邊或者邊界。這樣提供了多種不同的幾何形狀，而不總是進(jìn)行對(duì)稱形狀的切除。體積切除是定義為進(jìn)行這樣一種切除，即切除周邊形成在鄰近末端16’之間。從而可使鄰近末端16’之間沒有被切除的細(xì)胞組織體積最小化?？梢赃M(jìn)行多種不同幾何形狀的切除，包括圓形(spherical)、半圓形、球體、三角形、半三角形、正方形、半正方形、長(zhǎng)方形、半長(zhǎng)方形、錐形、半錐形、四邊形、半四邊形、偏菱形(rhomboidal)、半偏菱形、梯形、半梯形、以上的組合、具有非平面部分或者邊的幾何形狀、自由形狀等，但不僅限于此。
在一實(shí)施例中，套針14可具有一種尖狀末端14’以便于插入細(xì)胞組織。每一觸角16具有一末端16’，該末端可被構(gòu)造成為其結(jié)構(gòu)剛度小于套針14的剛度。末端16’是觸角16從腔觸角14被推入至所選細(xì)胞組織體的部分。通常，末端的結(jié)構(gòu)剛度小于套針的剛度。
結(jié)構(gòu)剛度是由下列因素決定的(ⅰ)選擇用于套針14和觸角16的末端16’或者更長(zhǎng)段的不同的材料，(ⅱ)使用相同的材料，但是用于觸角16或者末端16’的材料要少些，例如觸角16或者末端16’沒有套針14厚，或者(ⅲ)在套針14或者觸角16內(nèi)包括另一種材料以改變它們的結(jié)構(gòu)剛度。為了這揭示的目的，結(jié)構(gòu)剛度被定義為一觸角相對(duì)于其縱向軸線的偏移量。要意識(shí)到的是，某一觸角將具有不同的、取決于其長(zhǎng)度的剛度大小。
觸角16可由多種導(dǎo)電材料制成，金屬或者非金屬材料。一種合適的材料為皮下注射器性質(zhì)的304型不銹鋼。在某些應(yīng)用中，所有或者部分的二級(jí)電極16可由諸如來自加利福尼亞州Menlo Park的Raychem Corporation的商業(yè)上可供應(yīng)的NiTi之類的成形記憶(shaped memory)金屬制成。
每一觸角16可具有不同的長(zhǎng)度。該長(zhǎng)度可由一觸角16的實(shí)際物理長(zhǎng)度、一觸角電磁能輸送面的長(zhǎng)度、以及一觸角16未被絕緣層覆蓋的長(zhǎng)度來決定。適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度包括17.5厘米、25.0厘米以及30.0厘米，但不僅限于此。一觸角16的實(shí)際長(zhǎng)度取決于將要切除的所選細(xì)胞組織體的位置、從皮膚至該位置的距離，其可及性以及醫(yī)生是否選擇一種腹腔鏡、經(jīng)皮的或者其它操作。
一絕緣套管18可繞套針14和/或觸角16的外部定位。所有或者部分的絕緣套管18能被可調(diào)節(jié)地定位，以便可改變一觸角電磁能輸送面的長(zhǎng)度。環(huán)繞一套針的各絕緣套管18可包括一個(gè)或者多個(gè)孔。這樣可使觸角16通過套針14和絕緣套管18插入。
在一實(shí)施例中，絕緣套管18包含一種聚酰胺材料。一傳感器24可定位在聚酰胺絕緣套管18的頂部上。該聚酰胺絕緣套管18是半剛性的。傳感器24可大致沿著聚酰胺絕緣套管18的整個(gè)長(zhǎng)度進(jìn)行安裝。套針14是由一種不銹鋼皮下注射管所制成的。觸角16具有由NiTi皮下注射管所制成的末端16’。一手柄上作有標(biāo)記，以便標(biāo)示出觸角16從套針14橫向展開的長(zhǎng)度。液體注入物通過一位于手柄一側(cè)的路厄(Luer)孔口進(jìn)行輸送。T型熱電偶定位在末端16’處。
一電磁能源20通過一根或者多根電纜22與多觸角裝置12相連。電磁能源20可為一RF源、微波源、短波源、激光源等。多觸角裝置12可由為RF電極、微波觸角及其組合的觸角16所組成。電磁能源20可為一組合RF/微波盒。另外，一與激光源20相連的激光光纖可通過一套針14或者一觸角16、或者套針14以及觸角16兩者進(jìn)行引入。套針14和/或一個(gè)二級(jí)電極16可為用于引入該光纖的一臂。
觸角16與電磁能源20電磁相連接?？芍苯訌碾姶拍茉?0連接至各觸角16，或者利用將一個(gè)或者多個(gè)觸角16連接至電磁能源20的一筒夾(collet)、套管等進(jìn)行間接連接。電磁能可從一個(gè)觸角16輸送至另一個(gè)觸角。
一個(gè)或者多個(gè)傳感器24可定位在套針14、觸角16或者絕緣套管18的至少一部分的內(nèi)或者外表面上。傳感器24較佳地定位在套針末端14'、觸角末端16’以及絕緣套管末端18’處。傳感器24可精確測(cè)量一細(xì)胞組織位置處的溫度，以便確定(ⅰ)切除范圍、(ⅱ)切除體積、(ⅲ)是否需要進(jìn)一步切除、以及(ⅳ)被切除體的邊界或者周邊。另外，傳感器24防止破壞或者切除不需要切除的細(xì)胞組織。
傳感器24為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括熱敏電阻、熱電偶、電阻導(dǎo)線等，但不僅限于此。適當(dāng)?shù)臒醾鞲衅?4包括一具有康銅(copper constantene)的T型熱電偶、J型、E型、K型、光導(dǎo)纖維、電阻導(dǎo)線、熱電偶IR檢測(cè)器等。要意識(shí)到的是，傳感器24不需要是熱傳感器。
傳感器24測(cè)量溫度和/或阻抗，以便進(jìn)行監(jiān)視，并且在不破壞過多細(xì)胞組織的情況下切除所要切除的細(xì)胞組織。這樣減小在所要切除的目標(biāo)體周圍的細(xì)胞組織的損壞。通過監(jiān)視所選細(xì)胞組織體內(nèi)部之中多點(diǎn)處的溫度，可確定所選細(xì)胞組織體的周邊，以便確定切除已完成。倘若在任一時(shí)刻，傳感器24確定超出了所需的切除溫度，那么電磁能源20處接收到一個(gè)適當(dāng)?shù)姆答佇盘?hào)，然后電磁能源調(diào)節(jié)輸送至觸角16的電磁能的數(shù)量。
因此，可選擇并控制被切除體的幾何形狀?？蓪?shí)現(xiàn)任何不同的切除幾何形狀。不同的切除幾何形狀的形成取決于電磁能切除輸送面的長(zhǎng)度、觸角的數(shù)量、電磁輸送面的尺寸、輸送至觸角的能量的數(shù)量、以及用于將能量輸送至觸角的持續(xù)時(shí)間。
觸角末端16’可從形成在套針14內(nèi)的孔26向外相對(duì)于套針14的縱向軸線橫向展開?？?6位于末端14’處、或者形成在套針14的外部的一側(cè)內(nèi)。
在一實(shí)施例中，一種用于在一所選細(xì)胞組織體內(nèi)形成一種體積切除的方法提供了多觸角切除設(shè)備12，該設(shè)備包括具有一套針腔的套針14、若干個(gè)可從套針腔展開的觸角16、以及一與若干個(gè)觸角相連的電磁能源20。套針14被插入到所選細(xì)胞組織體內(nèi)，其中若干個(gè)觸角定位在套針14的腔內(nèi)。若干個(gè)觸角16沿著相對(duì)于套針14的縱向軸線的橫向方向從套針腔被推進(jìn)入所選細(xì)胞組織體內(nèi)。在不阻礙若干個(gè)觸角中的一個(gè)觸角的情況下，10至50瓦、較佳地10至30瓦、并且更佳地15至20瓦的電磁能從電磁能源20輸送至若干個(gè)觸角16。從而在若干個(gè)觸角16之間形成體積切除。
觸角16的偏移量有著大范圍的變化。例如，觸角16可從套針14的縱向軸線偏移幾度，或者觸角16可偏移呈任何的幾何結(jié)構(gòu)，包括“J”鉤結(jié)構(gòu)，但不僅限于此。另外，觸角16能夠從套針14插入，并距離套針14幾毫米或者更大的距離。
如圖2所示，套針14被插入到一所選細(xì)胞組織體28中。當(dāng)套針14被插入并通過該所選細(xì)胞組織體時(shí)，三個(gè)或者更多的觸角16定位在一套針腔內(nèi)。在多個(gè)實(shí)施例中，3、4、5或者6觸角16通過套針14被橫向插入。接著，觸角末端16’從孔26向外被推入至所選細(xì)胞組織體28內(nèi)。絕緣套管18可為觸角16進(jìn)行調(diào)節(jié)。RF、微波、短波等能量被輸送至處于一種單極模式(RF)中的觸角16，或者另外，多觸角裝置12可運(yùn)行在一種雙極模式(RF)中。多觸角裝置12可在單極與雙極運(yùn)行之間進(jìn)行切換，并可具有在不同的觸角16之間進(jìn)行多路傳輸?shù)哪芰?。觸角末端16’縮回至套針14內(nèi)，于是套針轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，觸角末端16’被插入到所選細(xì)胞組織體28內(nèi)。觸角16可插入所選細(xì)胞組織體28一段很短的距離，以便切除較小的區(qū)域，例如3厘米或者更小。然后，觸角16可進(jìn)一步被推入任何的次數(shù)，以便形成更多的切除區(qū)域。此外，觸角末端16’縮回至套針14內(nèi)，并且套針14可以(ⅰ)再次轉(zhuǎn)動(dòng)，(ⅱ)沿著所選細(xì)胞組織體28的縱向軸線移動(dòng)，以便開始另一系列的切除，其中觸角末端16’從套針14向外插入、并且縮回至套針14內(nèi)，或者(ⅲ)從所選細(xì)胞組織體28移去。許多參數(shù)允許切除不同征兆及形狀的所選細(xì)胞組織體28，包括一系列具有可變長(zhǎng)度的電磁能輸送面的觸角16、并且使用一個(gè)或者多個(gè)傳感器24的切除。
在圖3中，兩個(gè)觸角16各自從末端14’向外展開，并插入到所選細(xì)胞組織體28內(nèi)。觸角16形成一個(gè)平面，并且切除區(qū)域在觸角16的電磁能輸送面之間擴(kuò)展。套針14可插入到所選細(xì)胞組織體28的附近。這種特定的展開對(duì)于較小的所選細(xì)胞組織體28、或者不想要刺穿所選細(xì)胞組織體28的部位而言是很有用的。套針可被轉(zhuǎn)動(dòng)，其中觸角16縮進(jìn)至套針腔14內(nèi)，并且在觸角16之間形成了另一切除體積。另外，套針14可從其原先靠近所選細(xì)胞組織體28的位置縮回，再次定位到另一個(gè)靠近所選細(xì)胞組織體28的位置內(nèi)，并且觸角16展開，以便開始另一個(gè)切除循環(huán)。任何不同定位的改變可用于產(chǎn)生一種對(duì)于不同幾何形狀和大小的所選細(xì)胞組織體所需的切除幾何形狀。
在圖4中，三個(gè)觸角16插入到所選細(xì)胞組織體28內(nèi)。其作用是產(chǎn)生一大致完整的切除體積，該切除體積形成在觸角16之間，其中一最小的中心部分(core)不被切除。
現(xiàn)在請(qǐng)參閱圖5，套針14刺穿一所選細(xì)胞組織體28的中心，觸角16橫向展開并縮回，套針14回轉(zhuǎn)，觸角16展開和縮回直到形成一圓柱形切除體積。多觸角裝置12可在介于兩個(gè)觸角16之間、或者介于一個(gè)觸角16與套針14之間的雙極模式中運(yùn)行。另外，多觸角裝置12可在一種單極模式中運(yùn)行。
觸角16可起到其它的作用，即將多觸角裝置12固定在所選細(xì)胞組織體內(nèi)，如圖6(a)和圖6(b)所示。在圖6(a)中，采用了一個(gè)或者兩個(gè)觸角16來固定并定位套針14。另外，還可采用一個(gè)或者兩個(gè)觸角16來切除細(xì)胞組織。在圖6(b)中，三個(gè)觸角被展開，并固定套針14。
圖6(c)所示多觸角裝置12的注入能力。三個(gè)觸角16被定位在套針14的中心腔14”內(nèi)。一個(gè)或者多個(gè)觸角16也可包括與一注入源相連的一中心腔。中心腔14”與一注入源相連，并將各種注入介質(zhì)輸送到所選部位，該部位可在目標(biāo)切除體的內(nèi)部或者外部。適當(dāng)?shù)淖⑷虢橘|(zhì)包括治療劑、傳導(dǎo)性增強(qiáng)介質(zhì)、對(duì)比劑或者染色劑等，但不僅限于此。治療劑的一個(gè)例子為化學(xué)治療劑。
如圖7所示，絕緣套管18可包括一個(gè)或者多個(gè)用于容納從絕緣套管末端18’向外展開的觸角16的空腔。圖8所示為兩個(gè)觸角16從絕緣套管末端18’向外插入，并且兩個(gè)觸角16通過形成在套針14內(nèi)的孔26插入。如圖所示，觸角16通過孔26插入可提供一種固定功能。圖8示出了觸角16在多觸角裝置12中可具有多種不同的幾何結(jié)構(gòu)。
一反饋控制系統(tǒng)29與電磁能源20、傳感器24以及觸角16相連。反饋控制系統(tǒng)29接收來自傳感器24的溫度或者阻抗數(shù)據(jù)，并且由觸角所接收的電磁能量的大小從切除能量輸出、切除時(shí)間、溫度以及電流密度(“四參數(shù)”)的原始設(shè)定值進(jìn)行變化。反饋控制系統(tǒng)29可自動(dòng)改變?cè)撍膮?shù)中的任何參數(shù)。反饋控制系統(tǒng)29可檢測(cè)阻抗或者溫度、以及四參數(shù)中任何參數(shù)的變化。反饋控制系統(tǒng)29可包括一用于多輸送不同觸角的多調(diào)制器，一溫度檢測(cè)電路、該電路提供一表示在一個(gè)或者多個(gè)傳感器24上所檢測(cè)的溫度或者阻抗的控制信號(hào)。一微處理器可連接至溫度控制電路。
下面的描述尤其與一RF能源和RF電極的使用有關(guān)。要意識(shí)到的是，與那些與RF多觸角裝置12相關(guān)的裝置相類似的裝置可與激光光纖、微波裝置等一起使用。
現(xiàn)在請(qǐng)參閱圖9，圖中示出了全部或者部分的反饋控制系統(tǒng)29。通過觸角16輸送的電流由電流傳感器30來測(cè)量。電壓由電壓傳感器32來測(cè)量。然后，阻抗及功率在功率及阻抗計(jì)算裝置34中進(jìn)行計(jì)算。然后，這些值可顯示在用戶界面及顯示器36上。表示功率及阻抗值的信號(hào)由控制器38來接收。
控制器38產(chǎn)生一控制信號(hào)，該控制信號(hào)與存在于實(shí)際測(cè)量值與理想值之間的差異成正比。該控制信號(hào)為電源電路40所用，以便為了維持觸角16上所輸送的所需的功率而將功率輸出調(diào)節(jié)在一適當(dāng)?shù)臄?shù)量中。
在一種類似的方式中，在傳感器24上所檢測(cè)的溫度提供用于確定切除范圍和完成的切除已到達(dá)傳感器24的實(shí)際位置時(shí)的反饋。該實(shí)際溫度在溫度測(cè)量裝置42上進(jìn)行測(cè)量，并且該溫度在用戶界面及顯示器36上顯示?？刂破?8產(chǎn)生一控制信號(hào)，該控制信號(hào)與存在于實(shí)際測(cè)量溫度與理想溫度之間的差異成正比。該控制信號(hào)為電源電路40所用，以便為了維持相應(yīng)傳感器24上的所需的溫度而將功率輸出調(diào)節(jié)在一適當(dāng)?shù)臄?shù)量中?？砂ㄒ欢嗾{(diào)制器，以便在多個(gè)傳感器24上測(cè)量電流、電壓和溫度，并且將能量輸送至觸角16。
控制器38可為一數(shù)字或者模擬控制器，或者一具有軟件的計(jì)算機(jī)。當(dāng)控制器38為一計(jì)算機(jī)時(shí)，它可包括通過一系統(tǒng)總線相連的一CPU(中央處理單元)。在這個(gè)系統(tǒng)上可有一鍵盤、一磁盤驅(qū)動(dòng)器、或者其它的永久性(non-volatile)存儲(chǔ)系統(tǒng)、一顯示器、以及其它的外部設(shè)備，如本技術(shù)領(lǐng)域中已知的那些設(shè)備。一程序存儲(chǔ)器以及一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也連接至總線。
用戶界面及顯示器36包括操作人員控制裝置和一顯示器?？刂破?8可連接至成象系統(tǒng)，包括超聲波、CT(計(jì)算機(jī)X線斷層造影)掃描器、X光照片、MR1(磁共振成象)、乳房X光照片等，但不僅限于此。另外，可采用直接顯象和觸覺成象術(shù)。
電流傳感器30與電壓傳感器32的輸出為控制器38所用，以便維持觸角16上的所需的功率大小。所輸送的RF能量的數(shù)量控制功率的數(shù)量。所輸送的功率輪廓可輸入到控制器38內(nèi)，并且還可畫出待輸送能量的預(yù)定值的輪廓。
電路系統(tǒng)、軟件及控制器38的反饋引起過程控制、以及維持所選功率，并且用于改變(ⅰ)所選功率，包括RF、微波、激光等，(ⅱ)工作循環(huán)(開-關(guān)及瓦數(shù))，(ⅲ)雙極或者單極能量輸送，以及(ⅳ)注入介質(zhì)輸送，包括流速及壓力。當(dāng)維持與電壓或者電流中的變化無關(guān)的、以傳感器24上所監(jiān)視的溫度為基礎(chǔ)的所需的功率輸送時(shí)，控制及改變這些過程變量。
現(xiàn)在請(qǐng)參閱圖10，電流傳感器30和電壓傳感器32與一模擬放大器44的輸入相連。模擬放大器44可為與傳感器24一起使用的一傳統(tǒng)的差動(dòng)放大器電路。模擬放大器44的輸出接著通過一模擬多調(diào)制器46與一A/D轉(zhuǎn)換器48的輸入相連。模擬放大器44的輸出是一表示著相應(yīng)所感應(yīng)的溫度的電壓。數(shù)字化放大器輸出電壓通過A/D轉(zhuǎn)換器48提供給一微處理器50。微處理器50可為可從Motorola買到的型號(hào)68HCⅡ。然而，要意識(shí)到的是，可采用任何適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥?、或者通用?shù)字或模擬計(jì)算機(jī)，以便計(jì)算阻抗或者溫度。
接著，微處理器50接收并儲(chǔ)存阻抗及溫度的數(shù)字信號(hào)。由微處理器50所接收的各數(shù)值對(duì)應(yīng)于不同的溫度與阻抗。
所計(jì)算的功率與阻抗值可顯示在用戶界面及顯示器36上。另外、或者除用數(shù)字表示功率或者阻抗之外，所計(jì)算的阻抗及功率值可通過微處理器50與功率及阻抗的極限值相比較。當(dāng)該值超過預(yù)定的功率或者阻抗值時(shí)，在用戶界面及顯示器36上會(huì)給出一個(gè)警告，并且另外，會(huì)減小、改變或者中斷RF能量的輸送。一來自于微處理器50的控制信號(hào)可改變由電磁能源20所提供的功率大小。
為了圖示與描述的目的，上述已描述了本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例。該實(shí)施例并沒有詳盡地描述本發(fā)明、或者將本發(fā)明限制到所揭示的精確形式中去。顯而易見，對(duì)于那些本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員而言，眾多的修改與變化是一目了然的。本發(fā)明的范圍由下文中的權(quán)項(xiàng)及其等效物所限定。
我們要求
權(quán)利要求
1．一種切除治療設(shè)備，包括一包括一末端和一空腔的套針，所述末端是尖的、足以刺穿細(xì)胞組織，所述空腔沿著所述套針的一縱向軸線延伸，一包括三個(gè)或者多個(gè)觸角的多觸角切除裝置，每一所述觸角包括一末端部分，并且當(dāng)套針插入通過細(xì)胞組織時(shí)，每一觸角至少部分地定位在所述套針腔內(nèi)，一展開的觸角的各末端部分的至少一部分被構(gòu)造成具有至少一個(gè)曲率半徑、在一所選細(xì)胞組織位置上可從套針腔展開，并具有一展開的觸角的電磁能輸送面，其中，當(dāng)10至50瓦的電磁能從一電磁能源輸送至所述多觸角切除裝置時(shí)，諸展開的觸角的電磁能輸送面的總尺寸足以在所述展開的觸角之間形成一種體積切除，而不阻礙一展開的觸角；以及至少一根將所述多觸角切除裝置與所述電磁能源相連的電纜。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)10至30瓦的電磁能從所述電磁能源輸送至所述多觸角切除裝置時(shí)，所述諸展開的觸角的電磁能輸送面的總尺寸足以在所述展開的觸角之間產(chǎn)生一種體積切除，而不會(huì)阻礙一展開的觸角。
3．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)15至20瓦的電磁能從所述電磁能源輸送至所述多觸角切除裝置時(shí)，所述諸展開的觸角的電磁能輸送面的總尺寸足以在所述展開的觸角之間產(chǎn)生一種體積切除，而不會(huì)阻礙一展開的觸角。
4．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，每一所述觸角與所述電磁能源相連。
5．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述套針的外徑不大于13標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
6．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述套針的外徑不大于14標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
7．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述套針的外徑不大于15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
8．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，四個(gè)展開的觸角在所述所選細(xì)胞組織體處從所述套針展開。
9．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，五個(gè)展開的觸角在所述所選細(xì)胞組織體處從所述套針展開。
10．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，六個(gè)展開的觸角在所述所選細(xì)胞組織體處從所述套針展開。
11．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，至少兩個(gè)所述展開的觸角從所述套針末端向外展開。
12．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述套針包括一個(gè)或者多個(gè)形成在所述套針體內(nèi)的側(cè)孔。
13．如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)展開的觸角從所述套針末端展開至所述所選細(xì)胞組織體內(nèi)，并且至少一個(gè)展開的觸角從一側(cè)孔展開至所選細(xì)胞組織體內(nèi)。
14．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述觸角是RF電極，并且所述電磁能源是一RF能源。
15．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多觸角切除裝置以一種單極模式運(yùn)行。
16．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多觸角切除裝置以一種雙極模式運(yùn)行。
17．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備可在雙極與單極運(yùn)行中進(jìn)行切換。
18．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，各展開的觸角的一末端部分的至少一部分被構(gòu)造成其結(jié)構(gòu)剛度小于所述套針。
19．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一至少部分地定位在一展開的觸角的一外表面上的傳感器。
20．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一環(huán)繞著所述套針的外部的至少一部分定位的絕緣層。
21．如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，從所述套針的末端去除所述絕緣層的一末端，并在套針的末端處形成一電磁能輸送面。
22．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述套針腔與一注入介質(zhì)源相連以容納一注入介質(zhì)。
23．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與所述套針的至少一部分相連的冷卻件。
24．如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻件包括一至少部分地定位在所述套針內(nèi)、包括構(gòu)成容納一冷卻介質(zhì)的至少一個(gè)通道的結(jié)構(gòu)。
25．如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)通過所述通道再循環(huán)。
26．一種切除治療設(shè)備，其特征在于，包括一包括一末端和一空腔的套針，所述末端是尖的、足以刺穿細(xì)胞組織，所述空腔沿著一所述套針的縱向軸線延伸，一包括若干個(gè)觸角的多觸角切除裝置，每一所述觸角包括一末端部分，并且當(dāng)套針插入通過細(xì)胞組織時(shí)，每一觸角至少部分地定位在所述套針腔內(nèi)，一展開的觸角的各末端部分的至少一部分被構(gòu)造成具有至少一個(gè)曲率半徑、在一所選細(xì)胞組織位置上可從套針腔展開，并具有一展開的觸角，其中，若干個(gè)觸角包括足夠數(shù)量的觸角，以便當(dāng)10至50瓦的電磁能從所述電磁能源輸送至所述若干個(gè)觸角時(shí)，在所述觸角之間在所選細(xì)胞組織位置上產(chǎn)生一切除體積，而不阻礙若干個(gè)觸角；以及至少一將所述多觸角切除裝置與所述電磁能源相連的電纜。
27．如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，所述套針的外徑不大于15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
28．如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，所述多觸角切除裝置是一RF裝置。
29．如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述多觸角切除裝置以一種單極模式運(yùn)行。
30．如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述多觸角切除裝置以一種雙極模式運(yùn)行。
31．如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述多觸角切除裝置可在雙極與單極運(yùn)行中進(jìn)行切換。
32．一種用于在一所選細(xì)胞組織體內(nèi)產(chǎn)生一體積切除的方法，包括提供一種多觸角切除設(shè)備，所述設(shè)備包括一具有一套針腔的套針、若干個(gè)可從所述腔展開的觸角、以及一個(gè)與所述若干個(gè)觸角相連的電磁能源；將所述套針插入到所述所選細(xì)胞組織體內(nèi)，其中若干個(gè)觸角定位在套針腔內(nèi)；將若干個(gè)觸角從套針腔在相對(duì)于套針的縱向軸線的橫向方向上推入到所選細(xì)胞組織體內(nèi)；將10至50瓦的電磁能從所述電磁能源輸送至若干個(gè)觸角，而不阻礙若干個(gè)觸角中的一個(gè)觸角；以及在所選細(xì)胞組織體中產(chǎn)生所述體積切除。
33．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述切除體積是一種球狀的幾何形狀。
34．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述切除體積是一種圓形的幾何形狀。
35．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述切除體積是一種局部圓形的幾何形狀。
36．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述切除體積在相鄰展開的若干觸角之間連續(xù)地形成。
37．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述套針的外徑不大于15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
38．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述若干個(gè)觸角中的各觸角的電磁能輸送面的尺寸足以接收來自于所述電磁能源的10至50瓦的電磁能。
全文摘要
一種多觸角切除設(shè)備包括一電磁能源(20)、包括一末端(14’)和沿著套針(14)的縱向軸線延伸的一空腔的一套針(14)、以及有著三個(gè)或者更多觸角(16)的一多觸角切除裝置(12)。當(dāng)套針(14)插入細(xì)胞組織(28)時(shí),該觸角(16)最初定位在套針腔內(nèi)。在一所選細(xì)胞組織位置(28)上,這些觸角(16)可從套針腔在相對(duì)縱向軸線的橫向方向上展開。每一展開的觸角(16)具有一電磁能輸送面,該輸送面的尺寸足以:(i)在展開的觸角(16)之間形成一種體積切除,以及(ii)當(dāng)10至50瓦的電磁能從電磁能源(20)輸送至多觸角切除裝置(12)時(shí),在不阻礙任何展開的觸角(16)的情況下,完成這種體積切除。至少一根電纜(22)將多觸角切除裝置(12)與電磁能源(20)相連。
文檔編號(hào)A61M25/00GK1211171SQ97192266
公開日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月14日
發(fā)明者愛德華J·高夫, 艾倫A·斯坦 申請(qǐng)人:麗他醫(yī)學(xué)體系股份有限公司