用于在流體增強(qiáng)型消融治療中進(jìn)行遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于在流體增強(qiáng)型消融治療過(guò)程中在處理體積空間內(nèi)的多個(gè)位置處監(jiān)控組織的溫度的裝置和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種消融裝置，所述消融裝置具有細(xì)長(zhǎng)本體、至少一個(gè)消融元件和至少一個(gè)溫度傳感器。所述細(xì)長(zhǎng)本體包括近端和遠(yuǎn)端、內(nèi)部管腔和至少一個(gè)出口端口，以便允許流體被輸送至所述細(xì)長(zhǎng)本體周圍的組織。所述至少一個(gè)消融元件被構(gòu)造以便對(duì)所述至少一個(gè)消融元件周圍的組織進(jìn)行加熱。所述至少一個(gè)溫度傳感器可被定位在與所述至少一個(gè)消融元件相隔一定距離的位置處，且所述至少一個(gè)溫度傳感器可在與所述至少一個(gè)消融元件相隔一定距離的情況下有效地輸出所述組織的測(cè)量溫度，從而使得所述測(cè)量溫度表示出所述組織是否被加熱至治療水平。
【專利說(shuō)明】用于在流體增強(qiáng)型消融治療中進(jìn)行遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控的裝置和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng) 本申請(qǐng)要求于2011年4月12日申請(qǐng)的序號(hào)為61/474，574、題目為“消融導(dǎo)管的改進(jìn)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)還分別與題目為“用于對(duì)流體增強(qiáng)型消融裝置使用除氣流體的方法和裝置”的美國(guó)申請(qǐng)、“用于在流體增強(qiáng)型消融治療中對(duì)流體進(jìn)行加熱的方法和裝置”的美國(guó)申請(qǐng)、“用于控制消融治療的方法和裝置”的美國(guó)申請(qǐng)、和“用于在流體增強(qiáng)型消融中塑造治療的裝置和方法”的美國(guó)申請(qǐng)相關(guān)，這些申請(qǐng)與本申請(qǐng)是同時(shí)申請(qǐng)的。這些申請(qǐng)中每個(gè)申請(qǐng)的整體披露內(nèi)容被引用于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明主要涉及流體增強(qiáng)型消融(ablation)，如SERF?消融技術(shù)(鹽水增強(qiáng)型射頻?消融)。更特別地，本發(fā)明涉及用于在流體增強(qiáng)型消融過(guò)程中在相對(duì)于消融元件的多個(gè)位置處監(jiān)控溫度的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]用熱能毀壞身體組織的方法可被應(yīng)用于包括摧毀腫瘤在內(nèi)的多種治療過(guò)程中。熱能可通過(guò)多種能量形式被施加到組織上，例如射頻電能、微波或光波電磁能、或超聲振動(dòng)能。例如通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)電極置靠在要被處理的組織上或組織內(nèi)并使高頻電流進(jìn)入組織內(nèi)的方式實(shí)現(xiàn)射頻(RF)消融。電流可在彼此間隔緊密的發(fā)射電極之間流動(dòng)或在發(fā)射電極與遠(yuǎn)離要被加熱的組織的更大的共用電極之間流動(dòng)。
[0004]這些技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)在于:在治療工具與組織之間的界面處或界面附近經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)最大加熱的情況。例如，在射頻消融中，最大加熱會(huì)出現(xiàn)在緊鄰著發(fā)射電極的組織中。這會(huì)降低組織的傳導(dǎo)率，且在一些情況下會(huì)導(dǎo)致組織內(nèi)的水沸騰并變?yōu)樗魵?。隨著該治療過(guò)程的繼續(xù)，組織的阻抗會(huì)增加并阻止電流進(jìn)入周圍的組織內(nèi)。因此，常規(guī)的射頻儀器能夠處理的組織體積是有限的。
[0005]與常規(guī)射頻消融相比，流體增強(qiáng)型消融治療，如SERF?消融技術(shù)(鹽水增強(qiáng)型射頻?消融)，能夠處理體積更大的組織。SERF消融技術(shù)的描述見(jiàn)于美國(guó)專利N0.6，328，735中，該專利的整體內(nèi)容在此作為參考被引用。使用SERF消融技術(shù)時(shí)，鹽水穿過(guò)針并受到加熱，且受到加熱的流體被輸送至緊挨著針周圍的組織。鹽水有助于消散針附近產(chǎn)生的熱量，且由此使得在一定治療劑量的消融能量下，SERF消融能夠處理體積更大的組織。一旦組織的目標(biāo)體積空間達(dá)到所需治療溫度，治療通常就完成了，否則該組織還會(huì)接收治療劑量的能量。
[0006]然而，準(zhǔn)確地確定組織的特定目標(biāo)體積空間何時(shí)已經(jīng)接收了所需治療劑量的能量可能存在一些挑戰(zhàn)。例如，可在消融治療過(guò)程中使用磁共振成像(MRI)來(lái)監(jiān)控逐漸發(fā)展的處理區(qū)域的范圍，但對(duì)于這類治療來(lái)說(shuō)，MRI通常過(guò)于昂貴。也可使用超聲成像技術(shù)，但這種技術(shù)無(wú)法可靠或準(zhǔn)確地表示處理區(qū)域的體積。[0007]此外，盡管流體增強(qiáng)型消融治療通常會(huì)在消融裝置周圍的組織中形成呈球形形狀的處理區(qū)域，但解剖學(xué)特征和組織類型的差異會(huì)導(dǎo)致處理區(qū)域出現(xiàn)不均勻的擴(kuò)展。因此，在一些情況下，可能希望對(duì)由于組織的目標(biāo)體積空間中的解剖學(xué)特征(例如，處于附近的使熱量遠(yuǎn)離處理區(qū)域的血管)所造成的逐漸發(fā)展的不均勻處理區(qū)域進(jìn)行校正。此外，在一些情況下，可能希望形成具有不標(biāo)準(zhǔn)形狀的處理區(qū)域。然而，如果無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量消融裝置周圍的組織中的溫度，就無(wú)法對(duì)逐漸發(fā)展的治療意義上的處理區(qū)域進(jìn)行校正或其他塑形。
[0008]因此，仍需要這樣的裝置和技術(shù)以便在流體增強(qiáng)型消融治療過(guò)程中更準(zhǔn)確且更可靠地監(jiān)控組織的溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明主要提供了用于在流體增強(qiáng)型消融過(guò)程中在相對(duì)于消融元件的多個(gè)位置處監(jiān)控溫度的裝置和方法。一方面，提供一種消融裝置，所述消融裝置包括細(xì)長(zhǎng)本體，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有近端、遠(yuǎn)端、延伸通過(guò)其中的內(nèi)部管腔、和至少一個(gè)出口端口，所述出口端口被構(gòu)造以便在所述細(xì)長(zhǎng)本體被引入組織塊內(nèi)時(shí)，允許流動(dòng)通過(guò)所述內(nèi)部管腔的流體被輸送至所述細(xì)長(zhǎng)本體周圍的組織。所述消融裝置還包括沿所述細(xì)長(zhǎng)本體被設(shè)置在與所述至少一個(gè)出口端口相鄰的位置處的至少一個(gè)消融元件，所述至少一個(gè)消融元件被構(gòu)造以便在所述細(xì)長(zhǎng)本體的所述遠(yuǎn)端被引入組織塊內(nèi)時(shí)，對(duì)所述至少一個(gè)消融元件周圍的處理區(qū)域內(nèi)的組織進(jìn)行加熱。所述消融裝置還可以包括至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器被聯(lián)接至所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件且被定位在與所述至少一個(gè)消融元件相隔一定距離的位置處。對(duì)于與所述至少一個(gè)消融元件相鄰的組織而言，所述至少一個(gè)溫度傳感器在與所述組織相隔一定距離的情況下有效地輸出所述組織的測(cè)量溫度，從而使得所述測(cè)量溫度表示出所述組織是否被加熱至治療水平。
[0010]本發(fā)明的消融裝 置可具有多個(gè)附加特征和變型。例如，所述至少一個(gè)溫度傳感器可被定位在所述細(xì)長(zhǎng)本體上位于所述至少一個(gè)消融元件的近端位置處。另一種可選方式是，所述至少一個(gè)溫度傳感器可被定位在所述細(xì)長(zhǎng)本體上位于所述至少一個(gè)消融元件的遠(yuǎn)端位置處。在其他實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器可包括多個(gè)溫度傳感器，所述多個(gè)溫度傳感器彼此隔開(kāi)且沿所述細(xì)長(zhǎng)本體的軸向被定位。在另外的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器可包括被定位在所述至少一個(gè)消融元件的遠(yuǎn)端位置處的第一溫度傳感器，和被定位在所述至少一個(gè)消融元件的近端位置處的第二溫度傳感器。
[0011]在一些實(shí)施例中，所述細(xì)長(zhǎng)本體可包括多個(gè)尖齒，所述多個(gè)尖齒被構(gòu)造以便從所述細(xì)長(zhǎng)本體向外延伸，且所述至少一個(gè)溫度傳感器可包括多個(gè)溫度傳感器。對(duì)于所述多個(gè)尖齒中的每個(gè)尖齒而言，可在其遠(yuǎn)端頂端處設(shè)置所述多個(gè)溫度傳感器中的一個(gè)溫度傳感器。在其他實(shí)施例中，對(duì)于所述多個(gè)尖齒中的每個(gè)尖齒而言，可沿其長(zhǎng)度設(shè)置所述多個(gè)溫度傳感器中的兩個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器。在另外的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器可被設(shè)置在所述細(xì)長(zhǎng)本體的外表面上。另一種可選方式是，所述至少一個(gè)溫度傳感器可被設(shè)置在所述內(nèi)部管腔中且可與所述細(xì)長(zhǎng)本體的外壁接觸。在另外的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器可被設(shè)置在形成于所述細(xì)長(zhǎng)本體中的凹部中。在一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器可與所述細(xì)長(zhǎng)本體是熱隔離的。在其他實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器的位置沿所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度可以是可調(diào)節(jié)的。在某些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器可以是熱電偶。在其他實(shí)施例中，所述溫度傳感器可以是無(wú)金屬絲溫度傳感器。
[0012]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種用于輸送鹽水增強(qiáng)型消融的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括細(xì)長(zhǎng)本體，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有近端和遠(yuǎn)端、延伸通過(guò)所述細(xì)長(zhǎng)本體的內(nèi)部管腔、形成于所述細(xì)長(zhǎng)本體中的至少一個(gè)出口端口、和沿所述細(xì)長(zhǎng)本體的遠(yuǎn)端部分的長(zhǎng)度被定位的至少一個(gè)消融元件。所述系統(tǒng)還可包括流體源，所述流體源與所述細(xì)長(zhǎng)本體的所述內(nèi)部管腔存在連通且被構(gòu)造以便將流體輸送通過(guò)所述內(nèi)部管腔，從而使得流體可流動(dòng)通過(guò)所述至少一個(gè)出口端口且被輸送至所述至少一個(gè)消融元件周圍的組織。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器被聯(lián)接至所述細(xì)長(zhǎng)本體且被定位在與所述至少一個(gè)消融元件相隔一定距離的位置處，從而使得對(duì)于與所述至少一個(gè)消融元件相鄰的組織而言，所述至少一個(gè)溫度傳感器在與所述組織相隔一定距離的情況下有效地測(cè)量所述組織的溫度。所述系統(tǒng)還可包括控制單元，所述控制單元被構(gòu)造以便獲得所述消融元件的溫度和由所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度，且由所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度可表示處理區(qū)域內(nèi)的組織是否被加熱至治療水平。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述控制單元可被構(gòu)造以便調(diào)節(jié)如下參數(shù)中的至少一種參數(shù):流動(dòng)通過(guò)所述針本體的流體的流速、所述消融元件的消融能量水平、和響應(yīng)于所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度而被輸送的流體的溫度。
[0014]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種用于對(duì)組織進(jìn)行消融的方法，所述方法包括將針本體插入組織塊(tissue mass)內(nèi)的步驟，所述針本體具有被設(shè)置在其上的消融元件和被聯(lián)接至所述針本體的至少一個(gè)溫度傳感器，且所述至少一個(gè)溫度傳感器在遠(yuǎn)離與所述消融元件緊鄰的組織的距離處有效地測(cè)量所述組織塊的溫度。所述方法可包括同時(shí)將流體輸送通過(guò)所述針本體并進(jìn)入所述針本體周圍的組織塊內(nèi)的步驟，和將治療能量輸送至所述針本體上的所述消融元件以便對(duì)所述針本體周圍的所述組織塊進(jìn)行加熱的步驟。對(duì)于與所述消融元件緊鄰的組織而言，所述至少一個(gè)溫度傳感器可在遠(yuǎn)離所述組織的距離處測(cè)量所述組織塊的溫度。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述方法可包括調(diào)節(jié)如下參數(shù)中的至少一種參數(shù)的步驟:流動(dòng)通過(guò)所述針本體的流體的流速、所述消融元件的消融能量水平、和被輸送的流體的溫度。在其他實(shí)施例中，對(duì)于位于遠(yuǎn)離與所述消融`源緊鄰的組織的距離處的組織而言，其可處于所需處理區(qū)域的周部處。在另一實(shí)施例中，所述方法可包括一旦由所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的所述溫度達(dá)到預(yù)定水平就停止輸送治療能量的步驟。在其他實(shí)施例中，所述方法可包括基于來(lái)自所述至少一個(gè)溫度傳感器的測(cè)量值確定被輸送至所述組織塊的治療劑量的步驟，和一旦被輸送至所述組織塊的所述熱劑量達(dá)到預(yù)定水平就停止輸送治療能量的步驟。
[0016]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種用于對(duì)組織進(jìn)行治療性處理的方法，所述方法包括將針本體插入組織塊內(nèi)，所述針本體具有形成于其中的一個(gè)或多個(gè)出口端口。所述方法進(jìn)一步包括通過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)出口端口將被加熱至治療溫度的流體輸送進(jìn)入組織塊內(nèi)，以便對(duì)所述針本體周圍的所述組織塊進(jìn)行加熱的步驟，和在遠(yuǎn)離與所述一個(gè)或多個(gè)出口端口緊鄰的組織的距離處測(cè)量所述組織塊的溫度的步驟。在一些實(shí)施例中，測(cè)量所述組織塊的溫度的步驟可包括利用沿所述針本體的長(zhǎng)度被設(shè)置的溫度傳感器檢測(cè)溫度的步驟?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 通過(guò)以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將易于更充分地理解上述發(fā)明的方面和實(shí)施例，其中:
圖1是流體增強(qiáng)型消融系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示圖；
圖2是在流體增強(qiáng)型消融中使用的具有細(xì)長(zhǎng)本體的醫(yī)療裝置的一個(gè)實(shí)施例的透視圖； 圖3示出了多種形式的消融的模擬加熱曲線；
圖4是細(xì)長(zhǎng)本體的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視圖，圖中示出了隨著時(shí)間推移而逐漸膨脹的處理區(qū)
域；
圖5示出了流體增強(qiáng)型消融過(guò)程中加熱曲線的變化；
圖6是細(xì)長(zhǎng)本體的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視圖，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有相對(duì)于消融元件位于遠(yuǎn)程位置處的溫度傳感器；
圖7是細(xì)長(zhǎng)本體的遠(yuǎn)端部分的側(cè)視圖，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有相對(duì)于消融元件位于遠(yuǎn)程位置處的多個(gè)溫度傳感器；
圖8是細(xì)長(zhǎng)本體的一個(gè)實(shí)施例的分解透視圖，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有被埋置在其側(cè)壁中的熱電偶；
圖9A是絕緣管道的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，所述絕緣管道被構(gòu)造以使熱電偶與流動(dòng)通過(guò)其中的流體彼此絕緣；
圖9B是細(xì)長(zhǎng)本體的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有設(shè)置在其中的絕緣管道； 圖10是用于細(xì)長(zhǎng)本體中的熱電偶接線構(gòu)型的一個(gè)實(shí)施例的示圖；
圖11是細(xì)長(zhǎng)本體的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有被設(shè)置在從該細(xì)長(zhǎng)本體延伸出來(lái)的彈性尖齒的端部處的熱電偶；
圖12是細(xì)長(zhǎng)本體的另一可選實(shí)施例的透視圖，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有被設(shè)置在從該細(xì)長(zhǎng)本體延伸出來(lái)的彈性尖齒的端部處的熱電偶；
圖13是具有多個(gè)消融元件和溫度傳感器的細(xì)長(zhǎng)本體的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；
圖14示出了利用圖13的細(xì)長(zhǎng)本體所能夠?qū)崿F(xiàn)的動(dòng)態(tài)加熱曲線；和圖15是圖13所示細(xì)長(zhǎng)本體的半透明透視圖，圖中所示的細(xì)長(zhǎng)本體被分成多個(gè)部分，每個(gè)部分都能夠獨(dú)立地接收處于給定溫度下的流體。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)在將對(duì)特定的典型實(shí)施例進(jìn)行描述，以使得所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能夠整體理解本文披露的裝置和方法的原則。附圖示出了這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解:本文特定描述和附圖所示的裝置和方法是非限制性典型實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定。與一個(gè)典型實(shí)施例相結(jié)合地圖示或描述的特征可與其他實(shí)施例的特征相結(jié)合。這種變型和變化旨在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0019]術(shù)語(yǔ)“a”和“an”可互換地使用，且與本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)(one ormore)”是等效的。除非另有說(shuō)明，否則術(shù)語(yǔ)“包括(comprising)”^具有(having)”、“包括(including)”和“包含(containing)”應(yīng)該被解釋為開(kāi)放性術(shù)語(yǔ)(即意味著“包括，但不限于(including, but not limited to)”)。任何數(shù)值或數(shù)值范圍所使用的術(shù)語(yǔ)“約(about)”和“大約(approximately)”表示該數(shù)值或數(shù)值范圍具有適當(dāng)?shù)拇笮∪菹蓿撊菹奘沟迷慕M成、部件或集合仍可發(fā)揮功能以實(shí)現(xiàn)本文所述的預(yù)期目的。這些術(shù)語(yǔ)通常表示圍繞中心值存在±10%的變化范圍。本文所述被聯(lián)接的部件可被直接聯(lián)接，或所述部件可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)中間部件被間接聯(lián)接。除非本文另有說(shuō)明，否則本文所述數(shù)值的任何范圍僅旨在用作單獨(dú)描述了落入該范圍內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立的值的速記方法，且每個(gè)獨(dú)立的值都以像被單獨(dú)描述一樣的方式被包括在本說(shuō)明書中。進(jìn)一步地，本文描述所披露的裝置、系統(tǒng)和方法時(shí)會(huì)使用線性或圓形尺寸，這種尺寸并不旨在限制可與這種裝置、系統(tǒng)和方法結(jié)合使用的形狀類型。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到:對(duì)于任何幾何形狀都能夠很容易地確定與這種線性和圓形尺寸等效的尺寸。
[0020]除非本文另有說(shuō)明或以其他方式與上下文的內(nèi)容明顯抵觸，否則本文所述的所有方法都可以任何適當(dāng)?shù)拇涡驅(qū)嵤?。除非另有?quán)利主張，否則本文提供的任何和所有實(shí)例或典型性描述(例如“例如(such as)”)僅旨在更好地說(shuō)明本發(fā)明且并未限制本發(fā)明的范圍。說(shuō)明書中的任何語(yǔ)言都不應(yīng)被解釋為表示對(duì)于實(shí)施本發(fā)明來(lái)說(shuō)很關(guān)鍵的任何未主張權(quán)利的元素。進(jìn)一步地，除非明確指出，否則在本文的任何實(shí)施例結(jié)合使用術(shù)語(yǔ)“鹽水”時(shí)，這種實(shí)施例并不限于僅使用“鹽水”而不使用另一種流體。其他流體也可以相似的方式被典型性地使用。
[0021]流體增強(qiáng)型消融系統(tǒng)
本發(fā)明主要涉及用于在流體增強(qiáng)型消融裝置中進(jìn)行遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控的裝置和方法。上文提到的流體增強(qiáng)型消融的定義是使流體進(jìn)入組織內(nèi)，同時(shí)輸送來(lái)自消融元件的治療能量。治療能量輸送進(jìn)入組織內(nèi)會(huì)導(dǎo)致在組織中產(chǎn)生過(guò)熱，最終導(dǎo)致壞死。這種利用溫度感應(yīng)選擇性地摧毀組織的方 式可用于處理多種病情，這包括腫瘤、纖維瘤、心律失常(例如室性心動(dòng)過(guò)速等)和其他病情。
[0022]在流體增強(qiáng)型消融，如美國(guó)專利N0.6，328，735中描述且在上文中被引用的SERF?消融技術(shù)(鹽水增強(qiáng)型射頻?消融)，中，被加熱至治療溫度的流體連同消融能量一起被輸送進(jìn)入組織內(nèi)。輸送加熱的流體會(huì)增強(qiáng)消融的療效，這是因?yàn)榱鲃?dòng)通過(guò)處理組織的細(xì)胞外空間的流體會(huì)使通過(guò)組織的熱傳遞增加二十倍以上。流動(dòng)的受到加熱的流體使得熱能從消融能量源進(jìn)一步對(duì)流進(jìn)入目標(biāo)組織內(nèi)。此外，流體被加熱至治療溫度的事實(shí)還增加了可被施加在組織內(nèi)的能量的量。最后，流體還可用來(lái)為組織恒定地補(bǔ)水以防止出現(xiàn)任何炭化和相關(guān)的阻抗升聞。
[0023]圖1示出了一種典型的流體消融系統(tǒng)100。該系統(tǒng)包括細(xì)長(zhǎng)本體102，所述細(xì)長(zhǎng)本體被構(gòu)造以便插入組織的目標(biāo)體積空間內(nèi)。該細(xì)長(zhǎng)本體可根據(jù)目標(biāo)組織的幾何形狀而具有多種形狀和尺寸。進(jìn)一步地，細(xì)長(zhǎng)本體的特定尺寸可取決于多種因素，這包括要被處理的組織的類型和位置、要被處理的組織體積空間的尺寸等。僅示例性地說(shuō)明的是，在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)本體可以是薄壁不銹鋼針，其規(guī)格介于約16號(hào)與約18號(hào)之間(即外徑為約1.27mm至約1.65mm)，且長(zhǎng)度L (例如如圖2所示)為約25cm。細(xì)長(zhǎng)本體102可包括尖銳的遠(yuǎn)端頂端104，所述頂端被構(gòu)造以便刺入組織，從而有利于將裝置引入組織的目標(biāo)體積空間內(nèi)，然而在其他實(shí)施例中，該頂端可以是鈍的且可具有多種其他構(gòu)型。細(xì)長(zhǎng)本體102可由傳導(dǎo)材料形成，從而使得該細(xì)長(zhǎng)本體可沿其長(zhǎng)度將電能傳導(dǎo)至沿細(xì)長(zhǎng)本體的遠(yuǎn)端部分設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)消融元件。發(fā)射電極105是能夠?qū)F能量從細(xì)長(zhǎng)本體輸送出來(lái)的典型性消融元件。
[0024]在一些實(shí)施例中，發(fā)射電極105可以是細(xì)長(zhǎng)本體102的一部分。例如，細(xì)長(zhǎng)本體可沿其整個(gè)長(zhǎng)度(除了表示發(fā)射電極的部分以外)覆蓋有絕緣材料。更特別地，在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)本體102可涂敷有1.5mil的含氟聚合物Xylan? 8840。電極105可具有多種長(zhǎng)度和形狀構(gòu)型。在一個(gè)實(shí)施例中，電極105可以是管狀細(xì)長(zhǎng)本體的暴露于周圍組織的4mm部段。進(jìn)一步地，電極105可沿細(xì)長(zhǎng)本體105的長(zhǎng)度位于任何位置處(且還可沿細(xì)長(zhǎng)本體的長(zhǎng)度設(shè)置一個(gè)以上的電極)。在一個(gè)實(shí)施例中，電極可位于與遠(yuǎn)端頂端104相鄰的位置處。在其他實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)本體可由絕緣材料形成，且電極可被設(shè)置在細(xì)長(zhǎng)本體周圍或位于細(xì)長(zhǎng)本體的多個(gè)部分之間。
[0025]在其他實(shí)施例中，電極可由適于傳導(dǎo)電流的多種其他材料形成?？墒褂萌魏谓饘倩蚪饘冫}。除了不銹鋼以外，典型的金屬包括鉬、金或銀，且典型的金屬鹽包括銀/氯化銀。在一個(gè)實(shí)施例中，電極可由銀/氯化銀形成。正如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員已公知地那樣，金屬電極呈現(xiàn)出不同于周圍組織和/或液體的電壓電位。通過(guò)該電壓差施加電流會(huì)導(dǎo)致在電極/組織的界面處出現(xiàn)能量消耗，這會(huì)加重電極周圍組織的過(guò)熱情況。使用金屬鹽如銀/氯化銀的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:其具有較高的交換電流密度。因此，僅僅較小的電壓降就會(huì)使大量電流通過(guò)這種電極進(jìn)入組織內(nèi)，由此將該界面處的能量消耗降至最低限度。因此，由金屬鹽如銀/氯化銀形成的電極會(huì)減輕在組織界面處產(chǎn)生過(guò)量能量的情況并由此產(chǎn)生更希望的治療溫度曲線，即使電極周圍沒(méi)有液體流時(shí)也是如此。
[0026]電極105或其他消融元件可包括一個(gè)或多個(gè)出口端口 108，所述出口端口被構(gòu)造以便將流體從內(nèi)部管腔106輸送出來(lái)，所述內(nèi)部管腔延伸通過(guò)細(xì)長(zhǎng)本體102進(jìn)入周圍組織內(nèi)(如箭頭109所示)。另一種可選方式是，電極105可被定位在形成于細(xì)長(zhǎng)本體102中的一個(gè)或多個(gè)出口端口 108附近。在多個(gè)實(shí)施例中，可能希望將電極定位在與所述一個(gè)或多個(gè)出口端口 108相鄰的位置處以便將流動(dòng)的流體對(duì)于治療的效應(yīng)最大化。出口端口 108可具有多種尺寸、數(shù)量和排列圖案構(gòu)型。此外，出口端口 108可被構(gòu)造以便沿相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)本體102的多種方向引導(dǎo)流體。這些方向可包括如圖1中箭頭109所示的法向取向(即垂直于細(xì)長(zhǎng)本體表面)，以及沿細(xì)長(zhǎng)本體102的縱向軸線指向近端或遠(yuǎn)端的取向，這包括在細(xì)長(zhǎng)本體周圍形成了圓形或螺旋形液體流的多種取向。更進(jìn)一步地，在一些實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)本體102可形成有開(kāi)放的遠(yuǎn)端以用作出口端口。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可利用電火花加工(EDM)技術(shù)在電極105的圓周周圍形成二十四個(gè)等距間隔的出口端口 108，所述出口端口具有約0.4mm的直徑。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到:可利用其他的制造方法來(lái)形成出口端口 108。此外，在一些實(shí)施例中，出口端口可沿細(xì)長(zhǎng)本體的與電極相鄰的部分被設(shè)置，而不是被設(shè)置在電極本身中。
[0027]與出口端口 108連通的內(nèi)部管腔106還可罩住加熱組件110，所述加熱組件被構(gòu)造以便在流體通過(guò)內(nèi)部管腔106時(shí)，在流體就要被引入組織內(nèi)之前對(duì)流體進(jìn)行加熱。適用于本發(fā)明的裝置和方法中的加熱組件110的多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述可見(jiàn)于題目為“用于在流體增強(qiáng)型消融治療中對(duì)流體進(jìn)行加熱的方法和裝置”的相關(guān)美國(guó)申請(qǐng)，所述申請(qǐng)與本申請(qǐng)是同時(shí)申請(qǐng)的且其上述整體披露內(nèi)容被引用于此。
[0028]細(xì)長(zhǎng)本體的位于電極105或其他消融元件的遠(yuǎn)端方向的部分可以是實(shí)心或被填充的，從而使得內(nèi)部管腔106終止于電極105的遠(yuǎn)端處。 在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)本體的位于電極遠(yuǎn)端方向的部分的內(nèi)部體積空間可填充有塑料塞，所述塑料塞可借助環(huán)氧樹(shù)脂被填充在空間中或通過(guò)干涉配合方式被保持。在其他實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)本體的位于電極遠(yuǎn)端方向的部分可由實(shí)心金屬形成且通過(guò)焊接、型鍛或所屬領(lǐng)域已公知的任何其他技術(shù)被附接到細(xì)長(zhǎng)本體的近端部分上。
[0029]流體可從流體貯存裝置112被供應(yīng)至內(nèi)部管腔106和加熱組件110。流體貯存裝置112可經(jīng)由流體導(dǎo)管114被連接至內(nèi)部管腔106。流體導(dǎo)管114可例如是柔性塑料管道的一部分。流體導(dǎo)管114還可以是剛性管道或剛性管道與柔性管道的組合。
[0030]來(lái)自流體貯存裝置112的流體可在泵116的作用下受力進(jìn)入內(nèi)部管腔106內(nèi)。泵116可以是注射器型泵，所述泵隨著柱塞(未示出)的推進(jìn)而產(chǎn)生固定體積流。這種泵的一個(gè)實(shí)例是由Chicago, IL的Cole-Palmer Corporation出售的74900型泵。也可采用其他類型的泵，如隔膜泵。
[0031]泵116可由供電裝置和控制器118控制。供電裝置和控制器118可將電控制信號(hào)輸送至泵116以導(dǎo)致泵產(chǎn)生具有所需流速的流體。供電裝置和控制器118可經(jīng)由電連接裝置120被連接至泵116。供電裝置和控制器118還可經(jīng)由連接裝置122被電連接至細(xì)長(zhǎng)本體102，且經(jīng)由連接裝置126被連接至集電極124。此外，供電裝置和控制器118可通過(guò)相似的電連接裝置(未示出)被連接至加熱組件110。
[0032]集電極124可具有多種形式。例如，集電極124可以是位于病人身體之外的大電極。在其他實(shí)施例中，集電極124可以是沿細(xì)長(zhǎng)本體102位于其他位置處的返回電極，或其可位于第二細(xì)長(zhǎng)本體上，所述第二細(xì)長(zhǎng)本體被引入病人本體內(nèi)的接近處理位點(diǎn)的位置處。
[0033]在操作過(guò)程中，供電裝置和控制器118可驅(qū)動(dòng)以下過(guò)程:將流體以所需流速輸送進(jìn)入目標(biāo)組織內(nèi)、將流體加 熱至所需治療溫度、以及經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)消融元件如電極105輸送治療用消融能量。為了實(shí)現(xiàn)這些驅(qū)動(dòng)，供電裝置和控制器118自身可包括多個(gè)部件以便產(chǎn)生、調(diào)節(jié)和輸送所需的電控制和治療能量信號(hào)。例如，供電裝置和控制器118可包括一個(gè)或多個(gè)頻率發(fā)生器以便形成具有給定幅度和頻率的一個(gè)或多個(gè)射頻信號(hào)。這些信號(hào)可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)射頻功率放大器被放大成相對(duì)較高電壓、高安培數(shù)的信號(hào)，例如50伏特、I安培的信號(hào)。這些射頻信號(hào)可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)電連接裝置122和細(xì)長(zhǎng)本體102被輸送至消融元件，從而使得射頻能量在發(fā)射電極105與集電極124之間傳遞，所述集電極可被定位在病人身體上的遠(yuǎn)程位置處。在細(xì)長(zhǎng)本體由非傳導(dǎo)材料形成的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電連接裝置122可延伸通過(guò)細(xì)長(zhǎng)本體的內(nèi)部管腔或沿其外表面延伸，以便將電流輸送至發(fā)射電極105。由于組織所具有的內(nèi)在電阻率，因此射頻能量在消融元件與集電極124之間的傳遞會(huì)使得細(xì)長(zhǎng)本體102周圍的組織被加熱。供電裝置和控制器118還可包括方向耦合器以便將所述一個(gè)或多個(gè)射頻信號(hào)中的一部分供給至例如功率監(jiān)控器，從而允許將射頻信號(hào)功率調(diào)節(jié)至所需處理水平。
[0034]圖1所示的細(xì)長(zhǎng)本體102可被構(gòu)造以便通過(guò)多種方式插入病人身體內(nèi)。圖2示出了醫(yī)療裝置200的一個(gè)實(shí)施例，所述醫(yī)療裝置具有被設(shè)置在其遠(yuǎn)端上的細(xì)長(zhǎng)本體102，所述細(xì)長(zhǎng)本體被構(gòu)造以便以腹腔鏡方式插入或直接插入組織的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)。除了細(xì)長(zhǎng)本體202以外，裝置200可包括柄部204以便允許操作者操控裝置。柄部204可包括一個(gè)或多個(gè)電連接裝置206，所述電連接裝置將細(xì)長(zhǎng)本體的多個(gè)部件(如加熱組件和消融元件205)連接至例如上文所述的供電裝置和控制器118。柄部204還可包括至少一條流體導(dǎo)管208以便將流體源連接至裝置200。
[0035]裝置200是可適用于流體增強(qiáng)型消融中的醫(yī)療裝置的一個(gè)典型實(shí)施例，但也可采用多種其他裝置。例如，心律失常如室性心動(dòng)過(guò)速的處理可能需要非常小的細(xì)長(zhǎng)本體。在這種情況下，適當(dāng)尺寸的細(xì)長(zhǎng)本體可例如被設(shè)置在導(dǎo)管的遠(yuǎn)端處，所述導(dǎo)管被構(gòu)造以便經(jīng)由循環(huán)系統(tǒng)被插入心臟內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，規(guī)格介于約20與約25之間(即外徑為約0.5mm至約0.9_)的不銹鋼針體可被設(shè)置在導(dǎo)管的遠(yuǎn)端處。導(dǎo)管可具有多種尺寸，但在一些實(shí)施例中，其可具有約120cm的長(zhǎng)度和約8Fr (French) (“French”是導(dǎo)管工業(yè)領(lǐng)域用來(lái)描述導(dǎo)管尺寸的度量單位，是單位為mm的導(dǎo)管直徑的三倍)的直徑。
[0036]利用流體增強(qiáng)型消融的治療法
消融通常涉及施加高溫或低溫以便導(dǎo)致組織產(chǎn)生選擇性壞死和/或選擇性地移除組織。眾所周知地，在通過(guò)消融對(duì)組織進(jìn)行熱摧毀的過(guò)程中，時(shí)間與溫度存在公知的關(guān)系。通常情況下，導(dǎo)致對(duì)組織產(chǎn)生不可逆的熱損傷的可接受的閾值溫度為約41攝氏度rc)。此外，同樣眾所周知的是，達(dá)到細(xì)胞壞死的特定水平所需的時(shí)間會(huì)隨著處理溫度進(jìn)一步增加至高于41°C而降低。應(yīng)該理解:實(shí)際的時(shí)間/溫度關(guān)系會(huì)隨著細(xì)胞類型而變化，但對(duì)于很多類型的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，也還是存在一種通用的關(guān)系可用來(lái)確定所需的熱劑量水平。該關(guān)系通常被稱作43°c下的等效時(shí)間，其表達(dá)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種消融裝置，所述消融裝置包括: 細(xì)長(zhǎng)本體，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有近端、遠(yuǎn)端、延伸通過(guò)其中的內(nèi)部管腔、和至少一個(gè)出口端口，所述出口端口被構(gòu)造以便在所述細(xì)長(zhǎng)本體被引入組織塊內(nèi)時(shí)，允許流動(dòng)通過(guò)所述內(nèi)部管腔的流體被輸送至所述細(xì)長(zhǎng)本體周圍的組織； 沿所述細(xì)長(zhǎng)本體被設(shè)置在與所述至少一個(gè)出口端口相鄰的位置處的至少一個(gè)消融元件，所述至少一個(gè)消融元件被構(gòu)造以便在所述細(xì)長(zhǎng)本體的所述遠(yuǎn)端被引入組織塊內(nèi)時(shí)，對(duì)所述至少一個(gè)消融元件周圍的處理區(qū)域內(nèi)的組織進(jìn)行加熱；和 溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器被聯(lián)接至所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件且被定位在與所述至少一個(gè)消融元件相隔一定距離的位置處，對(duì)于與所述至少一個(gè)消融元件相鄰的組織而言，所述至少一個(gè)溫度傳感器在與所述組織相隔一定距離的情況下有效地輸出所述組織的測(cè)量溫度，從而使得所述測(cè)量溫度表示出所述組織是否被加熱至治療水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器被定位在所述細(xì)長(zhǎng)本體上位于所述至少一個(gè)消融元件的近端位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器被定位在所述細(xì)長(zhǎng)本體上位于所述至少一個(gè)消融元件的遠(yuǎn)端位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器包括多個(gè)溫度傳感器，所述多個(gè)溫度傳感器彼此隔開(kāi)且沿所述細(xì)長(zhǎng)本體的軸向被定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述細(xì)長(zhǎng)本體包括多個(gè)尖齒，所述多個(gè)尖齒被構(gòu)造以便從所述細(xì)長(zhǎng)本體向外延伸，且其中所述至少一個(gè)溫度傳感器包括多個(gè)溫度傳感器，對(duì)于所述多個(gè)尖齒中的每個(gè)尖齒而言，在其遠(yuǎn)端頂端處設(shè)置所述多個(gè)溫度傳感器中的一個(gè)溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消融裝置，其中對(duì)于所述多個(gè)尖齒中的每個(gè)尖齒而言，沿其長(zhǎng)度設(shè)置所述多個(gè)溫度傳感器中的兩個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器包括被定位在所述至少一個(gè)消融元件的遠(yuǎn)端位置處的第一溫度傳感器，和被定位在所述至少一個(gè)消融元件的近端位置處的第二溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器被設(shè)置在所述細(xì)長(zhǎng)本體的外表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器被設(shè)置在所述內(nèi)部管腔中且與所述細(xì)長(zhǎng)本體的外壁接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器被設(shè)置在形成于所述細(xì)長(zhǎng)本體中的凹部中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器與所述細(xì)長(zhǎng)本體是熱隔離的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器的位置沿所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度是可調(diào)節(jié)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消融裝置，其中所述至少一個(gè)溫度傳感器包括熱電偶。
14.一種用于輸送鹽水增強(qiáng)型消融的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 細(xì)長(zhǎng)本體，所述細(xì)長(zhǎng)本體具有近端和遠(yuǎn)端， 延伸通過(guò)所述細(xì)長(zhǎng)本體的內(nèi)部管腔， 形成于所述細(xì)長(zhǎng)本體中的至少一個(gè)出口端口，和 沿所述細(xì)長(zhǎng)本體的遠(yuǎn)端部分的長(zhǎng)度被定位的至少一個(gè)消融元件； 流體源，所述流體源與所述細(xì)長(zhǎng)本體的所述內(nèi)部管腔存在連通且被構(gòu)造以便將流體輸送通過(guò)所述內(nèi)部管腔，從而使得流體可流動(dòng)通過(guò)所述至少一個(gè)出口端口且被輸送至所述至少一個(gè)消融元件周圍的組織； 至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)溫度傳感器被聯(lián)接至所述細(xì)長(zhǎng)本體且被定位在與所述至少一個(gè)消融元件相隔一定距離的位置處，從而使得對(duì)于與所述至少一個(gè)消融元件相鄰的組織而言，所述至少一個(gè)溫度傳感器在與所述組織相隔一定距離的情況下有效地測(cè)量所述組織的溫度；和 控制單元，所述控制單元被構(gòu)造以便獲得所述消融元件的溫度和由所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度； 其中由所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度表示處理區(qū)域內(nèi)的組織是否被加熱至治療水平。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)造以便調(diào)節(jié)如下參數(shù)中的至少一種參數(shù):流動(dòng)通過(guò)所述細(xì)長(zhǎng)本體的流體的流速、所述消融元件的消融能量水平、和響應(yīng)于所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度而被輸送的流體的溫度。
16.一種用于對(duì)組織進(jìn)行消融的方法，所述方法包括: 將針本體插入組織塊內(nèi)，所述針本體具有被設(shè)置在其上的消融元件和被聯(lián)接至所述針本體的至少一個(gè)溫度傳感器，且所述至少一個(gè)溫度傳感器在遠(yuǎn)離與所述消融元件緊鄰的組織的距離處有效地測(cè)量所述組織塊的溫度；并`且 同時(shí)將流體輸送通過(guò)所述針本體并進(jìn)入所述針本體周圍的組織塊內(nèi)，并且將治療能量輸送至所述針本體上的所述消融元件以便對(duì)所述針本體周圍的所述組織塊進(jìn)行加熱；其中對(duì)于與所述消融元件緊鄰的組織而言，所述至少一個(gè)溫度傳感器在遠(yuǎn)離所述組織的距離處測(cè)量所述組織塊的溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)如下參數(shù)中的至少一種參數(shù)的步驟:流動(dòng)通過(guò)所述針本體的流體的流速、所述消融元件的消融能量水平、和被輸送的流體的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中對(duì)于位于遠(yuǎn)離與所述消融源緊鄰的組織的距離處的組織而言，其處于所需處理區(qū)域的周部處。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括一旦由所述至少一個(gè)溫度傳感器測(cè)得的所述溫度達(dá)到預(yù)定水平就停止輸送治療能量的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，基于來(lái)自所述至少一個(gè)溫度傳感器的測(cè)量值確定被輸送至所述組織塊的治療劑量；并且 一旦被輸送至所述組織塊的所述熱劑量達(dá)到預(yù)定水平就停止輸送治療能量。
21.一種用于對(duì)組織進(jìn)行治療性處理的方法，所述方法包括: 將針本體插入組織塊內(nèi)，所述針本體具有形成于其中的一個(gè)或多個(gè)出口端口 ； 通過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)出口端口將被加熱至治療溫度的流體輸送進(jìn)入組織塊內(nèi)，以便對(duì)所述針本體周圍的所述組織塊進(jìn)行加熱；并且 在遠(yuǎn)離與所述一個(gè)或多個(gè)出口端口緊鄰的組織的距離處測(cè)量所述組織塊的溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中測(cè)量所述組織塊的溫度的步驟包括利用沿所述針本體的長(zhǎng)度 被設(shè)置的溫度傳感器檢測(cè)溫度的步驟。
【文檔編號(hào)】A61M37/00GK103619276SQ201280028620
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】M.G.柯利 申請(qǐng)人:熱醫(yī)學(xué)公司