專利名稱：用于治療諸如腫瘤的病組織的設(shè)備和方法
用于治療諸如腫瘤的病組織的i史備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于治療諸如腫瘤的病組織(diseased tissue )的設(shè)備 和方法，雖然不僅僅涉及但卻尤其涉及當切除時將大量失血的組織體(如 肝臟)內(nèi)的胂瘤。
當腫瘤出現(xiàn)在諸如肝臟等的含有大量血液供應(yīng)的組織體內(nèi)時，通過切 除來移除腫瘤的外科手術(shù)必須極其小心地進行以注意是否避免了嚴重的、 潛在的威脅生命的失血。按照慣例，涉及切除的肝臟外科手術(shù)是作為開腹 手術(shù)(openprocedure)來執(zhí)行的，要求外科醫(yī)生縛住血管或運用局部加熱 來封閉切除表面內(nèi)的每一個血管。應(yīng)當理解，這是一種耗時且困難的手術(shù)， 近年來，諸如消融術(shù)(ablation)等的其它方法已經(jīng)變得更普遍了。下文中， 消融術(shù)包括將一個或更多個細針插入到胂瘤的中心，然后加熱那些針，例 如應(yīng)用外加射頻能量(RF energy)加熱那些針，以從內(nèi)部殺死腫瘤。 一旦 腫瘤被完全殺死，其就可簡單地保留在原位，從而避免或者所有需要的切 除。針對此目的的已有技術(shù)的典型設(shè)備/>開在US-A-6660002 (Rita Medical System Inc)中。
不幸的是，此種方法存在大量的問題。首先，外科醫(yī)生纟艮難確定腫瘤 的所有部分已經(jīng)被殺死。例如顯示在US-A-6660002中的設(shè)備的加熱效果 是不均勻的，且真正關(guān)心的是，腫瘤內(nèi)可能保留有還沒有升高到足夠高的 溫度來殺死癌細胞的癌細胞小區(qū)域。這種區(qū)域最可能出現(xiàn)在鄰近較大血管 處或較大血管內(nèi)，因為血液本身就會作為媒介來從那些區(qū)域帶走熱量并從 而冷卻它們。應(yīng)當理解，將鄰近主要血管或主要血管內(nèi)的活的癌細胞留在 原位的后果是極其危險的，因為那些具有好的血液供應(yīng)的癌細胞最容易繼 續(xù)成長，實際上最容易繼續(xù)快速地成長。
現(xiàn)有設(shè)備的進一步的缺點是其不能可靠地用于直徑大于約3cm的腫 瘤。大于約3cm的腫瘤不易在遍及它的整個體積范圍內(nèi)被加熱到足夠的溫 度以殺死腫瘤的每一部分。對于大的腫瘤，可能要花費太長的時間來加熱 以將熱量從中間傳播到外部周圍；且實際上在某些情形下，外部周圍根本 就不可能加熱到足夠高來殺死細胞，尤其是在那些熱量不斷被附近血流帶 走的周圍區(qū)域。當然，外科醫(yī)生總是可以重復(fù)使用這種設(shè)備，首先將其推 入大的腫瘤的一部分，然后進入另一部分，然后再進入下一部分。然而， 如此重復(fù)的使用通常要花費大量的時間，并且也存在在各個治療體積之間 不小心錯過較小區(qū)域的危險。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種具有如權(quán)利要求1所述特征的設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種具有如權(quán)利要求28所述特征的 方法。
各種任選特征在從屬權(quán)利要求中進行陳述。
在優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明在微創(chuàng)去除諸如肝臟、乳房、骨骼、肺、 腎臟、胰臟、脾臟或子宮等大量動脈組織內(nèi)的深部肺瘤中具有特殊應(yīng)用。 通常，該設(shè)備和方法要結(jié)合合適的圖像系統(tǒng)如超聲、X射線(X-ray)、磁 共振造影(MRI)或計算機X線斷層攝影術(shù)(CT)來使用。
如果殼層(shell)足夠廣大以切斷到待殺死的組織或腫瘤的血流，那 么殼層不需要完全包圍組織或腫瘤。
該設(shè)備可包括帶有位于近端的控制手柄以及穿入組織的遠端的導(dǎo)管 或管子。導(dǎo)管可具有至少一個內(nèi)部管腔(innerlumen)，且理想地具有多個 內(nèi)部管腔和兩個或三個遠離中心的壁(outer wall),導(dǎo)管管腔的內(nèi)部是一個 或兩個螺旋線結(jié)構(gòu)的鋒利的切割針(cuttingneedle)，該切割針在形狀上可 以是菱形剖面，且取決于所供應(yīng)的能量源，該切割針用作射頻電極或微波 隔離罩(cage)。在使用合適的圖像確定了待去除的組織體積后，特定設(shè)備 可從這種設(shè)備的尺寸范圍內(nèi)來選擇。
針可在該設(shè)備內(nèi)滑動，并可加有預(yù)應(yīng)力或由記憶金屬例如鎳鈥諾制
成，且由陶瓷的或聚合物的成型器(former)引導(dǎo)以便當針從導(dǎo)管遠端延展 時，針能形成圍繞待去除組織的一個或兩個淚滴形狀；通常是一較大的淚 滴形狀和一較小的淚滴形狀，其中針通常相互平行且相隔大約lcm (即較 'J、淚滴比較大淚滴的直徑'J、 2cm )。
針的定位可由圖像來驗證，然后，包圍腫瘤的組織被用射頻頻率或微 波頻率的電磁輻射來照射，導(dǎo)致包圍血管的膠原收縮、血液凝固。已經(jīng)形 成了無血管組織的平面，待去除的目標組織(例如腫瘤)可以用設(shè)置在設(shè) 備中心管腔內(nèi)的取芯器(corer)和旋轉(zhuǎn)切割器安全地去除而沒有導(dǎo)致進一 步的轉(zhuǎn)移瘤的危險。目標組織本身不需要被消融。
旋轉(zhuǎn)切割器可以由包含在或插進設(shè)備的主要管腔內(nèi)的刀片形成，且在 操作過程中展開以形成基本上球形的切割器，該切割器的直徑稍微'j、于針 排列所形成的隔離罩。采用此種方法切割的組織然后可以通過將生理溶液 沖進由球形切割器所創(chuàng)建的體積內(nèi)并抽吸出里面的東西而被去除。所有的 目標組織都能被去除，然后切割器就能被取出了，且殘留空間由光學(xué)裝置 來檢測以確保腫瘤被無血管組織的平面包圍。另一種選擇是，切割器可以 不是基本上球形的，而是可以采用任何合適的形式以用于切割組織。
通過選擇設(shè)備的正確尺寸，圍繞肺瘤或其它待去除組織的最少量的健 康組織可能被去除。
在一個優(yōu)選的裝置和方法中，腫瘤由圓筒包圍，該圓筒由基本上直的 針的圓形陣列組成，具有中心針/探針。直的針易于制造。腫瘤可以被認為 是處在由被圓筒形周圍分離的兩個盤組成的圓筒中，且可在兩個或三個階 l爻中加熱圓筒表面，首先加熱周圍，然后加熱位于圓筒端部的下部盤和上 部盤。然后，或者通過串聯(lián)連接連續(xù)對針來連接相鄰針以交替極性來加熱 圓筒形周圍，或者通過并聯(lián)同時將交替針連接到一起來連接相鄰針以交替 極性來加熱圓筒形周圍。
4姿著，分別或同時加熱上部盤和下部盤。除了一個或兩個短的部分之 外，中心針被絕緣。通過將中心針連接到一個極性而將外部針中的一個或 全部連接到另一極性來加熱下部盤。未絕緣部分位于加熱區(qū)域的底部?；?者通過移動中心針使得未絕緣部分位于加熱區(qū)域的頂部，或者通過在中心 針上具有一第二未絕緣部分來以同樣的方式加熱上部盤。
最終，可通過移動中心針的未絕緣部分從上部盤到另 一盤來穿過該區(qū) 來加熱腫瘤的內(nèi)部。另一種選擇是，可以在中心針上具有可單獨切換的、 額外的(第三)未絕緣部分。這個未絕緣部分將從下部盤(及其部分)延 展到上部盤。
本發(fā)明的設(shè)備和方法允許外科醫(yī)生比之前可能的更安全和更有效地 在較大的腫瘤上動手術(shù)，且尤其允許在可能出現(xiàn)在大量動脈組織內(nèi)的這種 腫瘤上動手術(shù)。
盡管本發(fā)明所描述的實施方案在與腹腔鏡手術(shù)結(jié)合時尤其有用，但應(yīng) 當理解，本發(fā)明的最通常的形式也可以應(yīng)用在開腹外科手術(shù)中。
本設(shè)備和方法可以由外科醫(yī)生或放射學(xué)家在全身麻醉或局部麻醉下 作為腹腔鏡手術(shù)或開腹手術(shù)使用。
本發(fā)明可以多種方式實施，且作為舉例，現(xiàn)在將參考附圖描述各種不
同的實施方案，其中
圖l顯示了適合用于本發(fā)明實施方案的腹腔鏡； 圖2顯示了用于插入

圖1腹腔鏡的中心探針； 圖3展示了中心探針的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
圖4顯示了預(yù)應(yīng)力針(pre-stressedneedle),如包含在中心探針體內(nèi)的； 圖5顯示了當針從探針延展時針引導(dǎo)器(needleguide)如何幫助引導(dǎo)
針；
圖6顯示了開始呈現(xiàn)出它們的預(yù)成型形狀的針；
圖7顯示了完全g、且形成一隔離罩的針；
圖8顯示了血流多普勒儀(blood flow Doppler);
圖9展示了手術(shù)的第一階段，其中探針被插入到組織中；
圖IO顯示插入頂蓋(insertion cover)被移去，且針處在其操:作位置；
圖11顯示腫瘤正^皮抽吸；
圖12展示了一種備選設(shè)置，其中探針的一個管腔用于抽吸，另外一 個管腔用于供應(yīng)液體到治療區(qū)域；
圖13顯示了其中探針有六個針的實施方案；
圖14顯示了具有獨立的兩套針的備選實施方案，每一套針具有不同 的半徑；
圖15顯示了已經(jīng)移去探針并由取芯切割器(coring cutter)取代的系
統(tǒng)；
圖16顯示了旋轉(zhuǎn)切割器，適合于去除較大體積的胂瘤；
圖17顯示了使用中的旋轉(zhuǎn)切割器；
圖18顯示了旋轉(zhuǎn)切割器可旋轉(zhuǎn)的方式；
圖19更詳細地顯示了旋轉(zhuǎn)切割器的刀片；
以及圖20至圖28顯示了依據(jù)本發(fā)明實施方案的設(shè)備的另一備選實施 方案以及使用所述設(shè)備治療的方法。
圖1顯示了適用于圖1至圖19中所顯示的本發(fā)明各種實施方案的腹 腔鏡。腹腔鏡具有用于插入到待治療的組織體中的中空腹腔鏡導(dǎo)管(hollow laparoscope catheter) 102，以及帶有手柄106的腹腔鏡主體104。插入孑L (insertion port) 108允許外科醫(yī)生按照要求穿過腹腔鏡并沿著中空導(dǎo)管 (hollow catheter)102插入探針。導(dǎo)管自身在其遠端有一頂蓋110,該頂蓋 110可以靠扳機112縮回以暴露探針的操作端。流體進出線路114、 116被 設(shè)置來用于向正在治療的組織體積供應(yīng)流體和從正在治療的組織體積抽 吸。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方案的中心探針200的外部視圖，其適合于插 入到圖1的導(dǎo)管102內(nèi)。中心探針200具有一尖銳遠端201和鄰近該遠端 的可選擇的傳感器陣列202和血流多普勒儀204 (也是可選擇的，并將在
下面參考圖8進行更詳細的描述)。傳感器陣列202包含一小的芯片，該 小的芯片具有用于包括血壓、阻抗和溫度的各種診斷的機載傳感器 (on-board sensor )。測量結(jié)果可沿著揮:針向后傳輸以用于外部實時分析， 或另外一種選擇是，芯片自身可包括某些計算和分析能力，而只有分析結(jié) 果被反饋出來。
4笨針200的結(jié)構(gòu)更詳細地顯示在圖3中j果針具有剛性圓筒形主體301 和尖端201，如先前提到的?？拷h端是一對相對的孔310、 312。包含在 主體內(nèi)的是一次性的塑性材料套筒，該套筒包括遠離中心的圓筒形壁 (outer cylindrical wall) 302和縱向延展的中心壁308,縱向延展的中心壁 308隔離出兩個縱向通道或管腔304、 306。套筒的遠離中心的壁具有與圓 筒形主體301內(nèi)的切口(cutout)沒有顯示)對準的模制螺旋(molded spiral) 314。當在適當?shù)奈恢脮r，孑L310提供通向管腔304的入口，孔312提供 通向管腔306的入口。 一次性套筒便于清潔和維護探針的其于部分，這些 其余部分是可重新使用的。
如圖10概要顯示的，導(dǎo)管102 (圖1中顯示的)和探針200 (圖2和 圖3中顯示的)之間的環(huán)形空間包含多個螺旋形式的預(yù)應(yīng)力針402。
圖4顯示了導(dǎo)管102和針402,為了清晰顯示，省略了揮:針200。如 圖4中可以看到的，在導(dǎo)管102的遠端是陶資的針引導(dǎo)器或聚合物的針引 導(dǎo)器404。當腹腔鏡扳機112被壓下時，針被向前推動，延展出導(dǎo)管102 的端部，它們的引出務(wù)派靠引導(dǎo)器404的幫助，如圖5所示。
如圖6所示， 一旦針離開導(dǎo)管102,他們就開始呈現(xiàn)出它們預(yù)成型的 半徑，最終到達圖7所顯示的位置，在這里針一起界定淚滴形狀的隔離罩， 使用時，該隔離罩包圍治療的預(yù)定的組織體積。那通常是腫瘤。代替弧形， 針可以是有角的形式一 即每一個針可包括由急彎或有角的部分連接的一 系列直的或弧形的部分(沒有顯示)。隔離罩的形狀通常也能是球形的或 圓筒形的。
圖7也顯示了，針具有菱形形狀部分，帶有鋒利的邊緣和尖銳的頂端 以幫助它們穿過組織。當針向前移動時，針的螺旋構(gòu)型促使它們旋轉(zhuǎn)前進， 因此增加了切除效率。針可以由任何一種記憶金屬，諸如鎳鈦諾來制造，
或者另 一種選擇是，可以預(yù)加應(yīng)力于針以確保當它們離開導(dǎo)管時呈現(xiàn)出所 要求的形狀。
針引導(dǎo)器404更詳細地顯示在圖8中。引導(dǎo)器404形成血流多普勒儀 單元800的后部部分，血流多普勒儀單元800包括血流傳感器或PZT204。 PZT在圖2中也有顯示。
在操作過程中，首先將探針200經(jīng)由插入孔108插入到導(dǎo)管102內(nèi)， 如圖l所示。然后將導(dǎo)管(通常經(jīng)由腹壁)插入到諸如肝臟卯2等的器官 內(nèi)。通過超聲波、多普勒儀或任何其它可利用的圖象技術(shù)的引導(dǎo)，探針移 動到器官內(nèi)，直到到達希望的位置。然后壓下扳機112以縮回插入頂蓋110 并向前推動針，如圖10所示。當針向前移動時，它們旋轉(zhuǎn)著前進，形成 包圍待治療的腫瘤或其它組織區(qū)域904的隔離罩。
一旦設(shè)備到達適當?shù)奈恢?，就向隔離罩內(nèi)的兩個相鄰的針供應(yīng)射頻能 量或電磁能量，導(dǎo)致加熱和栓塞(embolisation)兩針之間的組織部分。一 旦以足夠的時間將組織加熱到足夠高的溫度以栓塞任何血管，就切斷射頻 能量并在毗鄰的一對相鄰的針之間再次應(yīng)用。重復(fù)這個過程，以便逐部分 地栓塞包圍肺瘤904的整個周圍組織?？墒勾诉^程自動化，在計算機控制 下實施。
應(yīng)當理解，當然有許多方式能充分加熱鄰近針的組織以導(dǎo)致栓塞。如 果有足夠的能量可以利用，那么可一次就加熱針之間的所有獨立部分。在 使用射頻能量的地方，各個針可以是單極的也可以是雙極的。另一種選揮: 是，可以使用微波能量。微波產(chǎn)生器(沒有顯示)可被設(shè)置來作為探針或 導(dǎo)管的一部分，或者另一種選擇是，外部產(chǎn)生的微波能量可沿著導(dǎo)管內(nèi)的 波引導(dǎo)器或由導(dǎo)管形成的波引導(dǎo)器引導(dǎo)。針自身也可以是微波源，即偶極。
在由隔離罩限定的周圍區(qū)域內(nèi)，一J^流被完全堵塞，任何腫瘤904 就會由于缺乏血液供應(yīng)而死亡。當然，在腫瘤位于器官表面的地方或腫瘤 位于器官表面附近的地方，可以通過部分包圍腫瘤來阻塞流到腫瘤的血 液。并不總是必須要栓塞包圍組織的全部殼層，而重要的是在于阻塞流到 腫瘤或者其它待殺死的組織體積的血液。表面的腫瘤或表面附近的腫瘤可 從所討論的表面上面或從下面(即穿過器官)來接近。
在某些情況下，可簡單地使腫瘤留在原位而沒有必要切除。在此情形 下，最好使腫瘤體脫水以防止感染。如果由針引起的周圍加熱足以排出整 個腫瘤體內(nèi)的水，那么就沒有必要進行進一步的治療了。然而，如果腫瘤 特別大，或者如果由于其它原因，外科醫(yī)生不能確定腫瘤是否已經(jīng)充分徹 底加熱以排除水，那么額外的脫水步驟是必需的。腫瘤中心的加熱可通過 以下方式來實現(xiàn)，通過在探針自身上提供合適的射頻電極(沒有顯示)， 或者另一種選"^是，通過在隔離罩縮回時，重復(fù)使用4姿需要插入到腫瘤體 內(nèi)的常規(guī)加熱探針。點加熱探針的重復(fù)使用不需要花很長時間，因為充分
要的時間要少的多。
在某些情形下，最好或有必要去除腫瘤體。這可很容易地用本發(fā)明以 許多不同的方式來實現(xiàn)，下文將描述。
在腫瘤尺寸適當?shù)牡胤?，由針引起的加熱效果不但足以栓塞包圍肺?的區(qū)域，而且還使胂瘤體自身輕微軟化。如圖ll所看到的，當腫瘤組織軟
化或脫水時，其被經(jīng)由孔310、 312吸入探針200。抽吸將有利地提供加熱 區(qū)內(nèi)的負壓，防止不希望的腫瘤物質(zhì)溢出加熱區(qū)。所得的組織漿液(tissue slurry)可以用標準抽吸裝備(沒有顯示)抽出。傳感器(沒有顯示)或芯 和/或針可以被設(shè)置來測量展開設(shè)備所需要的力，從而提供組織軟化的間接測量。
顯示在圖12中的另一種可能性使用管腔中的一個經(jīng)由孔310來抽吸， ^使用管腔中的另 一個作為沖洗通道或者用于將藥物或膠嚢經(jīng)由第二孔312 傳送到治療區(qū)域。
另一備選的探針實施方案顯示在圖13中。在此實施方案中，設(shè)置了 六個針，所有針都是相似的，且沿著導(dǎo)管內(nèi)的相同的螺旋線。優(yōu)選地設(shè)置 了陶瓷的針引導(dǎo)器或成型器，成形為示圖中所顯示的形狀。這種設(shè)置便于 透熱療法使用。圖13中的實施方案對于微波應(yīng)用也是有用的，其中針一 起界定聚焦隔離罩(focusing cage )。
另一可能的實施方案顯示在圖14中，其中設(shè)置有兩套針， 一套針被 加有預(yù)應(yīng)力以界定內(nèi)部隔離罩，另 一套針被加有預(yù)應(yīng)力以界定稍微大點兒
的外部隔離罩。這種設(shè)置對于治療較大的組織區(qū)域和/或?qū)τ诖_保創(chuàng)建足夠
厚的中空殼層(hollow shell)以封閉重要的動脈來說是有用的。在供給射 頻能量的地方，有多種能被使用的不同的針布線設(shè)置(needle wiring arrangement )。 一種可能性是針圍繞兩個隔離罩中的每一個交替正極和負 極，每一個隔離罩都彼此獨立地操作。如果隔離罩靠在一起足夠近，那么 各個栓塞周圍將合并為一個較厚的周圍。另一種選擇是，外部隔離罩中的 每一個電極都具有和內(nèi)部隔離罩中相應(yīng)電極相反的極性是可能的。射頻能 量然后可以施加在各個內(nèi)部電極和外部電極之間以栓塞它們之間的空間。 兩個隔離罩也可以被分別供以能量。
在這個以及其它的雙隔離罩的實施方案中，可替換地，內(nèi)部隔離罩和 外部隔離罩之間的組織的栓塞可通過將微波能量傳遞進兩個隔離罩之間 的空間來實現(xiàn)。通過合適地選擇內(nèi)部針和外部針之間的空間，微波加熱效 果可在很大程度上包含在所希望的邊界殼層中。
一種可能性(其可適用于所有所描述的實施方案)是所有的針被布線 成正射頻電極，探針自身形成負電極，或反之亦然。
在某些情況下，當肺瘤周圍的血流被如前所述的切斷時，外科醫(yī)生希 望或者整個地或者部分地去除腫瘤。這樣做的一種方式顯示在圖15中， 其中探針已經(jīng)被移除并由取芯切割器152取代以去除治療的組織。如果需 要的話，切割器可結(jié)合雙重管腔(沒有顯示)以允許抽吸切除組織，而且 還允許沖洗治療區(qū)域和/或向治療區(qū)域傳送藥物。面向前面的多普勒儀154 確保血流已經(jīng)在取芯前停止。
一種備選切除設(shè)置顯示在圖16中，這次使用旋轉(zhuǎn)切割器160。此切割 器結(jié)合了當切除進行時逐漸圍繞中心軸擴展的撓性刀片。這較好的顯示在 圖17中，其也展示了正被抽吸器去除的組織。沖洗也被用于輔助去除。 圖16還顯示了在切除之后，壞死的組織殼層是如何保持被栓塞或凝固的 組織殼層包圍的。
如圖18所顯示的，4交大的切割區(qū)域可通過沿著導(dǎo)管縱軸旋轉(zhuǎn)刀片來 獲得。最終，圖19顯示了旋轉(zhuǎn)切割器刀片的制il^莫式。刀片通常由板材 制造，然后在組裝之前銳化。每個刀片的前端面或整體可被涂以涂層以防
止粘著。也如圖19所示，如果希望的話，切割刀片可以自身作為電極來 將射頻能量供應(yīng)到治療的組織。如圖19中顯示的，刀片可具有某一極性， 而切割器的芯具有相反的極性。在某些實施方案中，針的遠端或相對端可 選擇性地涂以非傳導(dǎo)涂層。
應(yīng)當理解，有各種各樣的其它機構(gòu)，當諸如腫瘤等的組織體積一旦#:
治療時，可依靠這些機構(gòu)來切除該組織體積。除了圖15至圖19的實施方 案外，還可以使用常規(guī)的切碎機(macerator)或其它切除裝置。
圖1顯示了使得電動外科手術(shù)儀器能夠從普通的腹腔鏡平臺工作的中 心探針。圖2顯示了中心探針的具有用于組織診斷的集成構(gòu)件的端部。路 厄連接(Luer connection)和Y型接頭(Yjunction)容許在使用的針之間 切換通道。圖4中顯示的針^皮加有預(yù)應(yīng)力以便當完全延展時它們形成一圍 繞(enclosure)，針引導(dǎo)器404是陶瓷的并有助于針的通路。如圖5所示， 在針展開時，針引導(dǎo)器404向外推動針，有助于針呈現(xiàn)出它們預(yù)成型的半 徑或曲率。如圖6所示， 一旦^"離開4笨針罩(probe case )，它們就開始呈 現(xiàn)預(yù)成型的半徑/曲率/非線性形狀。如圖7所示， 一旦針完全展開，針就 形成包圍治療區(qū)域的"隔離罩"。當針前進時，針切割以形成彎曲的包絡(luò) 面，如圖7所示。Pzt (壓電轉(zhuǎn)換器)允許面向前面的多普勒儀監(jiān)控切割之 前的血流。
如圖9所示，探針被插入到待治療的組織中。超聲波或多普勒儀可用 來輔助定位。如圖10所示，插入頂蓋被拉回且針被向前推動，針前進時 旋轉(zhuǎn)，形成圍繞。在治療期間，組織狀況被監(jiān)控以允許應(yīng)用恰當量的電磁 能量來最適宜地消融組織。如圖ll所示，當組織軟化時，其經(jīng)由抽吸器吸 入內(nèi)部中心探針，組織漿液是通過使用標準抽吸裝備(沒有顯示)用真空
打掃的。揮:針中心具有兩個通道，且把一個通道/管腔用作真空來抽吸，而 把另 一個通道/管腔用作沖洗通道或用來將藥物/膠嚢傳輸?shù)街委焻^(qū)域是可 能的。多普勒儀被設(shè)置來用于確定是否存在血流。
如圖13所示，使用陶瓷形式，是有可能具有全都沿著相同的螺旋線 的6個針的，從而允許所有的針都充正電，而主探針充負電以用于透熱療 法使用。圖13顯示的構(gòu)型也可以包括聚焦隔離罩或微波電磁能量(EMenergy)應(yīng)用。如圖14所示，兩套螺旋線針是用雙層針來提供的，每一套 針具有不同的半徑或尺寸，以便兩套針不互相接觸。這允許治療較大的組 織區(qū)域，并確保產(chǎn)生足夠厚的中空殼層以封閉重要的動脈。如圖15所示， 面向前面的多普勒儀154顯示血流已在取芯前停止，且探針已被移去并由 取芯切割器152取代以去除治療的組織。真空抽吸和沖洗是可能的。
圖16顯示了旋轉(zhuǎn)切割的概念，類似于取芯，但是此種方法可以用于 去除較大區(qū)域/體積的組織，探針可插入腫瘤以使組織凝固，然后使切割刀 片電極旋轉(zhuǎn)。如圖17所示，當?shù)镀蜷_時，切割的組織可由抽吸器去除。 沖洗也可用于輔助去除。如圖18所示，使刀片旋轉(zhuǎn)允許較大塊地去除組 織。如圖19所示，刀片可由板材制造，然后在組裝之前銳化，且刀片和 芯可用作電極，為了絕緣，刀片的前端面被涂有涂層以防止組織在此粘著。
在圖20至圖27的實施方案中，經(jīng)皮設(shè)備或腹腔鏡設(shè)備500包括主體 502和可滑動的頂蓋504,頂蓋504可通過拉動旋鈕508按照箭頭506的 方向從圖20所示的構(gòu)型滑動以便暴露和展開針陣列510,如圖21所示。 針陣列510包括圍繞中心針514以圓筒形模式設(shè)置的6個外部針512,針 被設(shè)置來用于將電磁能量經(jīng)由導(dǎo)體纜索(conductor cable)516施加到組織， 比如射頻組織(RF tissue)。還設(shè)置有抽吸管518以用于提供穿過中空中心針 514的抽吸，如我們下面所描述的。通過使用旋鈕520，中空抽吸針514 可相對于外部針512軸向滑動，且通過使用鎖輪(lock wheel ) 522,中空 抽吸針514可被鎖定在適當?shù)奈恢谩９?18和電纜組件(electrical cable assembly)522可連接到標準抽吸裝備和切換裝備(沒有顯示)以用于用電 磁能量來驅(qū)動電極512、 514。旋鈕520可被使用來通過滑動中心針514改 變針512、 514所治療的組織的"加熱"區(qū)("cook" zone)/消融區(qū)。
如圖22所示，塑性外部頂蓋504包括用來刺穿組織的尖銳的頂端530。 頂端是可借助于形成在其中的4個槽532擴展的。針512、 514通過PEEK 針轂(PEEK needle hub)536安裝到不銹鋼主軸534。針512、 514連接到導(dǎo) 體516。如下面將要描述的，由于中心針514的中心管腔538用于抽吸， 所以中心針514是"皮下"針("hypo" needle )。針514可包括2個管腔/ 通道以便允許同時抽吸和沖洗。為此，針514包括由標準絕緣材料諸如聚異氰酸酯材料來絕緣的絕緣部分540。中心針514還包括暴露的導(dǎo)電端 544,導(dǎo)電端544尖4兌;也逐漸變細并與導(dǎo)電部分546軸向隔開。
如圖23所示， 一旦頂蓋被旋扭508拉開以將針展開到圖21的構(gòu)型， 在該過程期間，頂蓋504鉸接在針轂536上，可軸向滑動的中心針514就 在圖21顯示的縮回構(gòu)型和圖23所示的延展構(gòu)型之間滑動，結(jié)果，針512、 514被定位在組織中，并且電磁能量被以合適頻率和電壓施加到纜索516, 加熱區(qū)或消融區(qū)可在鄰近張開的外部針512的導(dǎo)電部分以及導(dǎo)電部分544、 546或中心針514的組織中形成。中心針514的絕緣部分540包括一系列 抽吸孔550以允許通過其抽吸以及穿通過針514的頂端處的抽吸孔552抽 吸。絕^彖防止組織在孔550區(qū)域粘著。
圖24a顯示在第一步驟中，通過在外部針512之間切換，在組織中形 成環(huán)形力口熱/消融區(qū)(ring-shaped heating/ablation zone ) 560，其中交替的針 帶有相反的電荷，而在中心針514上沒有電荷?？稍诖瞬襟E發(fā)生之前或之 后，使中心針514從圖21顯示的縮回位置展開到圖24a顯示的延展位置。 因此，組織中的腫瘤562就被圓筒形消融區(qū)(cylindrical ablated zone)560包 圍了?？稍趫D27a和圖27b中從軸向觀察該過程中的此步驟，如將在這些 圖中看到的，如果希望的話，圓筒形消融(cylindricalablation)560的不同的 周圍部分可按階段在成對的外部針512之間形成，而不是同時消融整個周 圍環(huán)。
下一步，如圖24b和圖27c和圖27d所示，中心針514的位于針頂端 處的導(dǎo)電部分544可以充正電或負電，而外部針512可帶有相反的極性以 在圓筒形消融區(qū)560的一個端部形成端部帽(endcap)565,且可任選地，通 過孔552、 550的抽吸可以在此點開始。以相似的方式，圖28a和圖28b 顯示了與圖24a和圖24b相當?shù)牟襟E。該過程可在圖28c中繼續(xù)進行，通 過將電壓傳送到中心針514的第二導(dǎo)體部分546形成第二盤或端部帽570 來繼續(xù)進行該過程以便包圍帶有消融的組織的腫瘤562來切斷到其的任何 血液供應(yīng)以便殺死肺瘤。如圖28d所示，如果要求的話，在電》茲能量被施 加到中心針514的同時，可縮回中心針514以便消融消融區(qū)580的中心部 分。圖27d顯示了圖28b構(gòu)型中的消融區(qū)的端視圖。應(yīng)當理解，圖27中
所描述的主要消融區(qū)域只是示意性的，且在實際中，在消融區(qū)域565之間 將不留下空隙以便完全隔離胂瘤562。
圖25a顯示了如何通過相對于外部針514進一步延展抽吸針514來形 成圍繞腫瘤602的中空消融區(qū)600,使得能在圓筒形消融區(qū)560的任一端 部形成2個端部區(qū)域或盤604、 606以隔離腫瘤602,且在此構(gòu)型中，可用 針512、 514抽吸肺瘤602。如圖25所示，如果中心針514完全縮回，那 么就僅有一個電極環(huán)544即位于針514的頂端的電極環(huán)544可以將電磁能 量傳輸?shù)浇M織，以便，如果外科醫(yī)生希望的話，可提供具有圓筒形側(cè)道和 一個端部盤606的消融構(gòu)型。
所以應(yīng)當理解，中心針是有利的在于其允許在組織的圓筒形操作體積 上形成蓋子或盤或端部帽。如果在對中心針512進行第一射頻/電磁能量施 加步驟時，內(nèi)部中心針514是縮回的，那么當中心針延展時就可避免流血。 如圖中所示的，雖然可以設(shè)置六個外部針，但是還可以設(shè)想其它數(shù)量的外 部針，比如八個外部針。
依據(jù)本發(fā)明實施方案的典型尺寸將根據(jù)所需要的應(yīng)用而改變，但是在 生理上可能的地方，優(yōu)選的是，為了安全，包圍腫瘤的栓塞殼層的深度至 少是lcm。在由于相鄰結(jié)構(gòu)而不希望或不可能的地方，殼層的厚度能減少 到lmm。
權(quán)利要求
1.一種用于治療腫瘤的設(shè)備，其包括一細長形的導(dǎo)管(102)、限制在所述導(dǎo)管內(nèi)的多個針(402)，所述針(402)當從所述導(dǎo)管展開時一起界定包圍待治療的腫瘤的結(jié)構(gòu)；所述針可操作來加熱和栓塞包圍所述腫瘤的組織殼層，從而切斷所述腫瘤的血液供應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述針是撓性的。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述針被設(shè)置成當 被延展時呈現(xiàn)彎曲的或有角的形式。
4. 如任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述針被設(shè)置成用作電極， 射頻能量被施加到所述電極以加熱所述組織殼層。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的相鄰針被設(shè)置成可 以相反極性操作的電極。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其包括一細長形的探針 (200),所述探針(200)沿著所述導(dǎo)管(102)的縱軸延展，且所述探針 (200 )包括用于測量隔離罩內(nèi)的所述組織的特性的測量設(shè)備。
7. 如從屬于權(quán)利要求4時的權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其包括一細長 形的探針(200),所述探針(200)沿著所述導(dǎo)管(102)的縱軸延展，所 述結(jié)構(gòu)的所述針被設(shè)置成具有與所述探針(200)極性不同的極性的電極。
8. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述測量設(shè)備包括血壓傳感器、 阻抗傳感器或溫度傳感器。
9. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備，其包括一血流多普勒儀 以用于測量所述隔離罩內(nèi)的所述組織的血流。
10. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備，其包括一管腔以用于抽 吸至少 一些所述隔離罩內(nèi)的所述組織。
11. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備，其包括一切割器以用于 切割所述腫瘤的區(qū)域中的組織。
12. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其包括切割器(154、 160)以用于 切割纟寺抽吸的所述組織。
13. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備，其包括界定第一結(jié)構(gòu)的 第一多個針以及界定所述第一結(jié)構(gòu)內(nèi)的較小的第二結(jié)構(gòu)的第二多個針。
14. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述針被設(shè)置來加熱和栓塞內(nèi) 部和外部的所述結(jié)構(gòu)之間的組織體積。
15. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其被設(shè)置成通過在所述結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)用微 波能量來栓塞所述殼層和所述腫瘤。
16. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述組織體積通過在內(nèi)部和外 部的所述結(jié)構(gòu)之間應(yīng)用^f效波能量和射頻能量而^皮栓塞。
17. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述針被設(shè)置成形成一陣列，所 述陣列具有一電極中心針和圍繞中心針間隔開的一系列外部針；所述外部 針優(yōu)選地圍繞所述中心針規(guī)則地間隔開，優(yōu)選地具有設(shè)置成直邊圓筒形陣 列的操作端部部分。
18. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述中心針可相對于所述外部 針移動，優(yōu)選地可相對于所述外部針沿著所述設(shè)備的縱方向軸向滑動。
19. 如權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述中心針包括 一個或更多個用于抽吸和/或沖洗的管腔。
20. 如權(quán)利要求17至權(quán)利要求19中的任一項所述的設(shè)備，其中所述 中心針包括軸向間隔開的導(dǎo)電部分以用于對組織施加電磁能量；優(yōu)選地， 其中所述導(dǎo)電部分可由電^茲動力源來單獨地驅(qū)動。
21. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述導(dǎo)電部分由軸向延展的絕 緣部分間隔開；優(yōu)選地，其中所述軸向延展的絕緣部分包括在其中的一個 或更多個孔以用于抽吸和/或沖洗。
22. 如權(quán)利要求17至權(quán)利要求21中的任一項所述的設(shè)備，其中所述 外部針具有鄰近其端部的直的導(dǎo)電部分，且所述中心針是直的，所述直的 導(dǎo)電部分平行于所述中心針。
23. 如權(quán)利要求17至權(quán)利要求22中的任一項所述的設(shè)備，其包括針 頂蓋，所述頂蓋具有一刺穿組織的頂端，所述頂蓋可相對于所述i殳備的主 體滑動以暴露所述針；且優(yōu)選地其中所述頂端是可擴展的，優(yōu)選地包括 一系列擴展槽以使所述針能夠通過其從一壓縮的、蓋著的構(gòu)型展開和擴展 到一擴展的操作構(gòu)型。
24. 如權(quán)利要求17至權(quán)利要求23中的任一項所述的設(shè)備，其包括切 換系統(tǒng)以用于在所述針之間切換電磁能量。
25. 如權(quán)利要求17至權(quán)利要求24中的任一項所述的設(shè)備，其中所述 外部針被設(shè)置成通常圓筒形模式用于例如由電磁能量激勵來消融其間的 組織以形成消融的組織的圓筒形中空體積。
26. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述外部針中的至少一個被設(shè) 置成與所述中心針一起被激勵以為所述圓筒形中空體積消融一閉合端部； 優(yōu)選地，其中所述中心針在其所述頂端或接近其所述頂端的一第一導(dǎo)電部 分被設(shè)置成被激勵來消融所述閉合端部，所述閉合端部具有例如通常盤狀 的構(gòu)型。
27. 如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中所述外部針中的至少一個被設(shè) 置成與所述中心針一起被激勵以為所述通常圓筒形中空體積消融與第一 端部間隔開的第二閉合端部，以便將肺瘤或其它組織包圍在消融的組織的 圍繞之內(nèi)；優(yōu)選地，其中所述中心針的與所述第一導(dǎo)電部分隔開的一第二 導(dǎo)電部分被設(shè)置成被激勵來消融所述第二閉合端部。
28. —種治療方法，其包括(a) 用導(dǎo)管(102)展開多個針(402),所述針一起界定包圍待治療 紳瘤的結(jié)構(gòu)；以及(b) 加熱和栓塞由所述結(jié)構(gòu)界定的、包圍所述腫瘤的組織殼層，從 而切斷所述腫瘤的血液供應(yīng)。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述針是撓性的，且所述方法 包括展開所述針以呈現(xiàn)彎曲的或有角的形式。
30. 如權(quán)利要求28所述的治療方法，其包括將射頻能量或微波能量施加到所述針以加熱所述組織殼層的步驟。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的相鄰的針界定具 有相反極性的電極。
32. 如權(quán)利要求28至權(quán)利要求31中的任一項所述的方法，包括將沿 著導(dǎo)管(102)的縱軸延展的細長形的探針(200)插入所述腫瘤，以及靠 所述探針測量所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述組織的特性。
33. 如從屬于權(quán)利要求30時的權(quán)利要求32所迷的方法，包括將沿著 所述導(dǎo)管(102)的縱軸延展的細長形的纟采針(200)插入所述腫瘤，以及 將能量施加到所述結(jié)構(gòu)的與所述探針(200)不同的多個針。
34. 如權(quán)利要求32所迷的方法，包括測量血壓、阻抗或溫度的步驟。
35. 如權(quán)利要求28至權(quán)利要求34中的任一項所述的方法，包括測量 所述結(jié)構(gòu)內(nèi)部的所述組織內(nèi)的血流。
36. 如權(quán)利要求28至權(quán)利要求35中的任一項所述的方法，包括抽吸 至少一些所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述組織。
37. 如權(quán)利要求36所述的方法，包括在抽吸前切割所述組織的步驟。
38. 如權(quán)利要求28至權(quán)利要求37中的任一項所述的方法，包括從所 述導(dǎo)管(102)展開界定第一結(jié)構(gòu)的第一多個針和界定所述第一結(jié)構(gòu)內(nèi)的 4交小的第二結(jié)構(gòu)的第二多個針。
39. 如權(quán)利要求38所述的方法，包括加熱和栓塞內(nèi)部和外部的所述 結(jié)構(gòu)之間的組織體積。
40. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述殼層以及所述腫瘤通過在 所述結(jié)構(gòu)內(nèi)施加^b皮能量而被栓塞。
41. 如權(quán)利要求39所述的方法，其中微波能量被施加到內(nèi)部和外部 的所述結(jié)構(gòu)之間的所述組織體積。
42. 如權(quán)利要求28所述的方法，其包括提供具有通常直的操作部分 的針的通常圓筒形陣列，以及在所述陣列的所述針之間施加電磁能量以形 成例如圍繞腫瘤的消融的組織圓筒。43.如權(quán)利要求42所述的方法，其包括提供所述陣列內(nèi)的中心針， 以及在所述中心針和所述圓筒形陣列的所述針中的至少一個之間施加電 磁能量以用于例如當肺瘤遠離被治療的器官的外部表面時為所述組織圓 筒形成至少一個閉合消融端部，優(yōu)選地形成其兩個端部。
全文摘要
一種用于治療腫瘤的設(shè)備，其包括細長形導(dǎo)管(102)、限制在所述導(dǎo)管內(nèi)的多個撓性針(402)，當所述針從所述導(dǎo)管延展時，所述述呈現(xiàn)彎曲的形態(tài)，且所述針一起界定包圍待治療的腫瘤的結(jié)構(gòu)；針被設(shè)置成用于加熱和栓塞包圍腫瘤的組織殼層，從而切斷腫瘤的血液供應(yīng)。本發(fā)明進一步提供了使用此設(shè)備的治療方法。
文檔編號A61B18/14GK101198287SQ200680015242
公開日2008年6月11日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者安德魯·佩西 申請人:埃姆奇賽恩有限公司