電外科裝置和方法
【專利說明】電外科裝置和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 電外科療法已在醫(yī)學(xué)中用來處理不良組織，諸如（例如）患病組織、癌癥、惡性與 良性腫瘤、包塊、消融灶和其它異常組織生長。用于常規(guī)消融療法的裝置、系統(tǒng)和方法可包 括電消融療法（諸如（例如）高溫?zé)岑煼?，包括聚焦超聲消融、射頻（RF)消融和間質(zhì)性激 光凝固）、其中將化學(xué)藥劑注入不良組織以引起消融的化學(xué)療法、手術(shù)切除、冷凍療法、放射 療法、光動力療法、顯微外科手術(shù)、使用5-氟尿嘧啶的局部治療、和激光燒蝕。常規(guī)電消融 治療可具有下述局限性中的一些：成本、恢復(fù)時間的長短和對患者造成的難以忍受的痛苦。 具體來講，常規(guī)電消融療法的一個缺點可為因有害熱效應(yīng)而對不良組織周圍的健康組織的 任何永久性損傷，所述熱效應(yīng)由使組織暴露于由電消融裝置產(chǎn)生的熱能而引起。例如，對周 圍健康組織的永久性損傷可在使用高溫?zé)岑煼ㄒ允共涣冀M織暴露于足以引起細胞壞死的 電勢時發(fā)生。因此，需要對周圍健康組織具有減少的有害熱效應(yīng)或毫無有害熱效應(yīng)的用于 治療不良組織的電外科裝置、系統(tǒng)和方法。
【附圖說明】
[0002] 本發(fā)明的各種實施例的新穎特征在隨附權(quán)利要求書中會特別闡述。然而，結(jié)合附 圖參照下述說明可最好地理解關(guān)于手術(shù)的組織和方法兩者的本發(fā)明的各種實施例、連同其 另外的目的和優(yōu)點。
[0003] 圖1示出了根據(jù)本文所述的某些實施例的電外科系統(tǒng)。
[0004] 圖2示出了根據(jù)本文所述的某些實施例的電外科系統(tǒng)的第一電極和第二電極的 至少遠側(cè)部分。
[0005] 圖3示出了根據(jù)本文所述的某些實施例的包括傳感器的電外科系統(tǒng)的第一電極 和第二電極的至少遠側(cè)部分。
[0006] 圖4示出了根據(jù)本文所述的某些實施例的包括溫度傳感器的電外科系統(tǒng)的第一 電極和第二電極的至少遠側(cè)部分。
[0007] 圖5是根據(jù)本文所述的某些實施例的可應(yīng)用于不良組織的AC波形的圖示。
[0008] 圖6是根據(jù)本文所述的某些實施例的可應(yīng)用于不良組織的圖5所示AC波形的一 系列電脈沖的圖示。
[0009] 圖7是根據(jù)本文所述的某些實施例的可應(yīng)用于不良組織的圖5所示AC波形的由 脈沖形成的多個猝發(fā)的圖示。
[0010] 圖8是根據(jù)本文所述的某些實施例的可應(yīng)用于不良組織的一系列電脈沖期間的 電極溫度的圖示。
[0011] 圖9是響應(yīng)于DC單相脈沖的豬模型肌肉電活動的圖示。
[0012] 圖10是根據(jù)本文所述的某些實施例的響應(yīng)于雙相AC波形的脈沖的豬模型肌肉電 活動的圖示。
[0013] 圖11是根據(jù)本文所述的某些實施例的電外科系統(tǒng)的電路框圖。
[0014] 圖12是根據(jù)本文所述的某些實施例的由電外科系統(tǒng)生成并遞送的處理方案的圖 不。
[0015] 圖13是根據(jù)本文所述的某些實施例的在接收可應(yīng)用于不良組織的電脈沖之后的 豬肝臟的照片。
[0016] 圖14是根據(jù)本文所述的某些實施例的由電外科系統(tǒng)生成并遞送的處理方案的圖 不。
[0017] 圖15是根據(jù)本文所述的某些實施例的在接收可應(yīng)用于不良組織的電脈沖之后的 豬肝臟的照片。
[0018] 圖16是根據(jù)本文所述的某些實施例的由電外科系統(tǒng)生成并遞送的處理方案的圖 不。
[0019] 圖17是根據(jù)本文所述的某些實施例的在接收可應(yīng)用于不良組織的電脈沖之后的 豬肝臟的照片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] -種電外科系統(tǒng)包括能量源、第一電極和第二電極。所述第一電極和所述第二電 極中的每個具有能夠聯(lián)接到所述能量源的第一端部并且各自具有第二導(dǎo)電端部，所述第二 導(dǎo)電端部能夠向與其電接觸的組織遞送能量，其中所述能量源操作以產(chǎn)生雙相射頻（RF) 波形的脈沖并將所述脈沖遞送到所述第一電極和所述第二電極的所述第二導(dǎo)電端部，并且 其中所述脈沖引起與所述第一電極和所述第二電極的所述第二導(dǎo)電端部電接觸的組織中 的非熱性細胞死亡。
[0021 ] -種電外科系統(tǒng)包括能量源、第一電極和第二電極。所述第一電極和所述第二電 極中的每個具有能夠聯(lián)接到所述能量源的第一端部，并且各自具有第二導(dǎo)電端部，所述第 二導(dǎo)電端部能夠向與其電接觸的組織遞送能量，其中所述能量源操作以產(chǎn)生雙相射頻（RF) 波形的脈沖并將所述脈沖遞送到所述第一電極和所述第二電極的所述第二導(dǎo)電端部，并且 其中所述脈沖引起與所述第一電極和所述第二電極的所述第二導(dǎo)電端部電接觸的組織中 的細胞膜上的電勢的變化。
[0022] -種與電外科系統(tǒng)一起使用的能量源包括可變電壓功率源、由所述可變電壓功率 源充電的至少一個電容器、以及從所述至少一個電容器接收能量的切換放大器。所述切換 放大器能夠輸出雙相射頻（RF)波形的脈沖，所述脈沖能夠通過引起組織中的非熱性細胞 死亡來處理所述組織，而在所述組織的處理期間患者體內(nèi)不引起肌肉收縮或者引起最小限 度的肌肉收縮。
【具體實施方式】
[0023] 本專利申請的申請人還擁有名稱為"METHODS FOR PROMOTING WOUND HEALING"的 美國專利申請序列號_，（代理人案卷號END7119USNP/120085)，該專利申請 與本文同一天提交并且全文以引用方式并入本文中。
[0024] 各種實施例涉及用于處理不良組織同時對周圍健康組織具有減少的有害熱效應(yīng) 或毫無有害熱效應(yīng)的電外科系統(tǒng)和方法。
[0025] 本公開內(nèi)容描述了電外科系統(tǒng)及其方法的各種實施例的各種元件、特征、方面和 優(yōu)點。應(yīng)當(dāng)理解，對各種實施例的某些說明已被簡化以僅示出與對本發(fā)明所公開的實施例 的更清晰的理解有關(guān)的那些元件、特征和方面，而為了簡潔和清晰起見去除了其它的元件、 特征和方面。對"各種實施例"、"一些實施例"、"一個實施例"、或"實施例"的任何提及均大 體表示所述實施例中所述的具體元件、特征和/或方面包含于至少一個實施例中。短語"在 各種實施例中"、"在一些實施例中"、"在一個實施例中"、或"在實施例中"可能不是指同一 實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在考慮本文說明后將認識到，在具體實施或應(yīng)用中可能需 要各種實施例與其它元件、特征和方面的各種組合或子組合。然而，由于此類其它元件、特 征和方面可容易由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在考慮本文說明后確定，并且并非對完全理解本 發(fā)明所公開的實施例必不可少，故可不提供對此類元件、特征和方面的說明。同樣地，應(yīng)當(dāng) 理解本文所列舉的說明僅為本發(fā)明所公開的實施例的示例性例子而并非旨在限制本發(fā)明 的范圍，本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定。
[0026] 除非另有說明，否則本文所述的所有數(shù)值量為近似的，從而表示術(shù)語"大約"可在 沒有明確規(guī)定時推斷出。本文所公開的數(shù)值量應(yīng)理解為不嚴格限于所引用的精確數(shù)值。相 反，除非另有說明，否則每個數(shù)值均旨在表示所引用的值和圍繞那個值的功能上等同的范 圍兩者。在最低程度上說，絲毫沒有將等同原則的應(yīng)用限制于權(quán)利要求保護的范圍的意圖， 至少應(yīng)該根據(jù)所報告的數(shù)值的有效數(shù)位并通過應(yīng)用慣常的四舍五入法來解釋每個數(shù)值參 數(shù)。盡管本文所述的數(shù)值量為近似值，還是盡可能精確地報告出實際測量值的特定示例中 所述的數(shù)值量。
[0027] 本文所述的所有數(shù)值范圍均包括其中所包含的所有子范圍。例如，"1至10"的范 圍旨在包括介于所引用的最小值1和所引用的最大值10之間的所有子范圍并且包括所引 用的最小值1和所引用的最大值10。本文所引用的任何上限值均旨在包括所有更低的限 值。本文所引用的任何下限數(shù)值均旨在包括所有更高的限值。
[0028] 如本文通常所用，術(shù)語"近側(cè)"和"遠側(cè)"通常是指臨床醫(yī)生操縱用于處理患者的 器械的一個末端。術(shù)語"近側(cè)"通常是指最靠近臨床醫(yī)生的器械的部分。術(shù)語"遠側(cè)"通常 是指離臨床醫(yī)生最遠定位的部分。還應(yīng)當(dāng)理解，為簡明和清楚起見，本文可以參考所示實施 例使用諸如"豎直"、"水平"、"上"和"下"之類的空間術(shù)語。然而，外科器械可在多個方向 和位置中使用，并且這些術(shù)語并不意味著是限制性的且絕對的。
[0029] 在各種實施例中，電外科系統(tǒng)通常可包括聯(lián)接到能量源的第一電極和第二電極。 所述能量源可產(chǎn)生雙相射頻（RF)波形的脈沖并將所述脈沖遞送到患者的組織。所述脈沖 可非熱處理和/或殺死患者體內(nèi)的不良組織中的細胞。所述能量源可包括交流電（AC)電 波形發(fā)生器。
[0030] 在各種實施例中，一種電外科系統(tǒng)通常可包括聯(lián)接到能量源的第一電極和第二電 極。所述能量源可產(chǎn)生雙相射頻（RF)波形的脈沖并將所述脈沖遞送到患者的組織。所述 脈沖可引起組織中的細胞膜上的電勢的變化。所述能量源可包括交流電（AC)電波形發(fā)生 器。
[0031 ] 在各種實施例中，AC波形發(fā)生器能夠產(chǎn)生AC波形的脈沖并將所述脈沖遞送到患 者的組織。所述AC波形可通過峰間電壓幅值和在本文中被稱作"基頻f"的頻率來表征。 所述電脈沖可通過各種參數(shù)諸如（例如）頻率、幅值、脈沖寬度（持續(xù)時間）、脈沖總數(shù)、和 脈沖之間的延遲來表征。
[0032] 在各種實施例中，一種處理不良組織的方法通?？砂▽Σ涣冀M織施加雙相RF 波形的脈沖以非熱處理和/或殺死不良組織中的細胞。在其它實施例中，一種治療不良組 織的方法通?？砂▽Σ涣冀M織施加雙相射頻（RF)波形的脈沖以引起不良組織中的細胞 膜上的電勢發(fā)生變化。
[0033] 在各種實施例中，一種治療不良組織的方法通?？砂ㄏ蚧颊叩慕M織傳送AC波 形的脈沖。AC波形可通過峰間電壓幅值和基頻f來表征。電脈沖可通過各種參數(shù)諸如（例 如）頻率、幅值、脈沖寬度（持續(xù)時間）、脈沖總數(shù)、和脈沖之間的延遲來表征。
[0034] 不希望受限于任何特定的理論，可在治療之后立即發(fā)生所處理的不良組織中的細 胞死亡。作為另外一種選擇，可因各種生物機制而稍后發(fā)生細胞死亡。按照一種理論，可因 不可逆電穿孔（IE)而發(fā)生細胞死亡。由外部施加的電場所引起的細胞質(zhì)膜的導(dǎo)電性和滲 透性的中的電穿孔或電透化顯著增加。電穿孔通常在分子生物學(xué)中用作將一些物質(zhì)引入細 胞的方式，諸如分子探針、可改變細胞功能的藥物、或一塊編碼脫氧核糖核酸（DNA)。電穿孔 為相依于細胞膜上每個點處的局部跨膜電壓的動態(tài)現(xiàn)象。通常認為，對于給定脈沖持續(xù)時 間和形狀而言，針對電穿孔現(xiàn)象的表現(xiàn)存在特定跨膜電壓閾值（