包括有具有可調(diào)節(jié)的外部導體構(gòu)造的同軸電纜的微波天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微波消融系統(tǒng)。所述微波消融系統(tǒng)包括電源。微波天線適于經(jīng)由包括有內(nèi)部導體和外部導體的同軸電纜連接至所述電源，所述內(nèi)部導體和外部導體之間可操作地設(shè)置有可壓縮電介質(zhì)。所述內(nèi)部導體與和所述微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分操作地連通。所述外部導體包括遠側(cè)端，所述遠側(cè)端能相對于內(nèi)部導體、可壓縮電介質(zhì)和輻射部分中的每一個從其中遠側(cè)端具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。遠側(cè)端從最初狀態(tài)至后續(xù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變增強了從電源向內(nèi)部導體和輻射部分所進行的微波能量的傳遞，以使得獲得針對組織的預(yù)期效果。
【專利說明】包括有具有可調(diào)節(jié)的外部導體構(gòu)造的同軸電纜的微波天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波天線。更特別地，本發(fā)明涉及包括有具有可調(diào)節(jié)的外部導體構(gòu)造的同軸電纜的微波天線。
【背景技術(shù)】
[0002]通常執(zhí)行微波消融程序(例如，比如針對月經(jīng)過多而執(zhí)行的那些)來消融目標組織以使組織變性或殺死組織。利用電磁輻射療法的許多程序和許多類型的設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中為已知的。在組織和器官(例如，前列腺、心臟、和肝臟)的處理中通常使用此類微波療法。
[0003]一個無創(chuàng)傷性程序一般包括經(jīng)由微波能量的使用而對皮膚之下的組織(例如，腫瘤)的處理。微波能量能夠無創(chuàng)傷性地穿透皮膚到達皮下組織。通常，微波能量由例如為微波發(fā)生器的電源產(chǎn)生，并且通過利用同軸電纜饋電的微波天線被傳遞至組織，所述同軸電纜可操作地聯(lián)接至微波天線的輻射部分。
[0004]為了提高從微波發(fā)生器向微波天線的能量傳遞效率，與同軸電纜、輻射部分和/或組織相關(guān)聯(lián)的阻抗需要彼此相等，亦即，同軸電纜、輻射部分和/或組織之間的阻抗匹配。在某些實例中，可在同軸電纜、輻射部分和/或組織之間出現(xiàn)阻抗失配，并且從微波發(fā)生器向微波天線的能量傳遞效率受到影響，例如，降低，這轉(zhuǎn)而可能影響針對組織的預(yù)期效果，例如，可能影響針對組織的消融。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種微波消融系統(tǒng)。所述微波消融系統(tǒng)包括電源。微波天線適于經(jīng)由包括有內(nèi)部導體和外部導體的同軸電纜連接至所述電源，所述內(nèi)部導體和外部導體之間可操作地設(shè)置有可壓縮電介質(zhì)`。所述內(nèi)部導體與和所述微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分操作地連通。所述外部導體包括遠側(cè)端，所述遠側(cè)端能相對于內(nèi)部導體、可壓縮電介質(zhì)和輻射部分中的每一個從其中遠側(cè)端具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。遠側(cè)端從最初狀態(tài)至后續(xù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變增強了從電源向內(nèi)部導體和輻射部分所進行的微波能量的傳遞，以使得獲得針對組織的預(yù)期效果。
[0006]本發(fā)明提供一種適于連接至電源以執(zhí)行微波消融程序的微波天線。所述微波天線包括內(nèi)部導體和外部導體，所述內(nèi)部導體和外部導體之間可操作地設(shè)置有可壓縮電介質(zhì)。所述內(nèi)部導體與和所述微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分操作地連通。所述外部導體包括遠側(cè)端，所述遠側(cè)端能相對于內(nèi)部導體、可壓縮電介質(zhì)和輻射部分中的每一個從其中遠側(cè)端具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。遠側(cè)端從最初狀態(tài)至后續(xù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變增強了從電源向內(nèi)部導體和輻射部分所進行的微波能量的傳遞，以使得獲得針對組織的預(yù)期效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]根據(jù)以下詳細說明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述以及其它方面、特征、及優(yōu)點將變得更加顯而易見，其中:
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的適于與微波天線結(jié)合使用的微波消融系統(tǒng)的示意圖，其中所述微波天線利用具有可調(diào)節(jié)的外部導體構(gòu)造的同軸電纜；
[0009]圖2A為圖1中所示的所述微波天線的遠側(cè)頂端的局部剖視圖，其中示出了聯(lián)接至和所述微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分的具有可調(diào)節(jié)的外部導體構(gòu)造的同軸電纜；
[0010]圖2B為沿圖2A中所示出的線段“2B-2B”所剖開的橫剖視圖；
[0011]圖2C為根據(jù)本發(fā)明的一個替代實施例的替代的遠側(cè)頂端設(shè)計的局部剖視圖，其中示出了聯(lián)接至和微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分的具有可調(diào)節(jié)的外部導體構(gòu)造的同軸電纜；
[0012]圖3A為圖2A中所示的細節(jié)區(qū)域3A的放大圖；
[0013]圖3B為圖3A中所示的同軸電纜的側(cè)視圖，其中外部導體的轉(zhuǎn)變的遠側(cè)端顯示為處于壓縮狀態(tài)中；
[0014]圖4A-4B為圖3A和3B中所示的同軸電纜的一個替代實施例的側(cè)視圖，其中外部導體的轉(zhuǎn)變的遠側(cè)端分別顯示為處于非壓縮狀態(tài)和壓縮狀態(tài)中；
[0015]圖5A-5B為圖3A和3B中所示的同軸電纜的一個替代實施例的側(cè)視圖，其中外部導體的轉(zhuǎn)變的遠側(cè)端 分別顯示為處于非壓縮狀態(tài)和壓縮狀態(tài)中；以及
[0016]圖6A-6B為圖3A和3B中所示的同軸電纜的另一實施例的側(cè)視圖，其中外部導體的轉(zhuǎn)變的遠側(cè)端分別顯示為處于非壓縮狀態(tài)和壓縮狀態(tài)中。
【具體實施方式】
[0017]將參考附圖具體描述目前所公開的系統(tǒng)和方法的實施例，其中相同的附圖標記標明類似的或相同的元件。當在本文中使用時并且與傳統(tǒng)上一樣，術(shù)語“遠側(cè)”指的是離使用者最遠的部分并且術(shù)語“近側(cè)”指的是離使用者最近的部分。另外，例如“以上”、“以下”、“前方”、“后方”等等的術(shù)語指的是附圖的取向或者構(gòu)件的方向，并且僅僅是為了便于描述而使用的。
[0018]現(xiàn)在請參考圖1-2C，并且首先請參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微波消融系統(tǒng)為所標出的系統(tǒng)10。微波天線12經(jīng)由柔性同軸電纜14可操作地聯(lián)接至包括有控制器200的發(fā)生器100，所述控制器200連接至發(fā)生器100。在此實例中，將發(fā)生器100構(gòu)造為提供操作頻率介于大致300MHz至大致IOGHz之間的微波能量。微波天線12包括遠側(cè)輻射部或遠側(cè)輻射段16，其由饋電線或桿18連接至同軸電纜14。微波天線12通過連接集線器26聯(lián)接至電纜14。連接集線器26包括與護套或套管32流體連通而連接的流體出口端口28和流體入口端口 30。將套管32構(gòu)造為使來自端口 28和30的冷卻劑流體33經(jīng)由相應(yīng)的流體腔管34和35 (圖2A)圍繞天線組件12循環(huán)。端口 28和30轉(zhuǎn)而連接至供給泵38。關(guān)于微波天線12以及與其相關(guān)聯(lián)的操作構(gòu)件的更詳細的描述，請參考相同 申請人:于2009年3月10日所提交的美國專利申請第12/401，268號。
[0019]參考圖2A-3B，并且首先請參考圖2A，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的同軸電纜14的構(gòu)造。同軸電纜14從微波天線12的近側(cè)端延伸并且包括內(nèi)部導體20，內(nèi)部導體20可操作地設(shè)置于桿18內(nèi)并與遠側(cè)輻射部分16 (圖1和2A)處于電連通。同軸電纜14包括可壓縮電介質(zhì)22和具有可調(diào)節(jié)的遠側(cè)端25的外部導體24，其包圍內(nèi)部導體20和可壓縮電介質(zhì)22中的每一個。同軸電纜14的一部分能沿一個或多個方向運動，以使遠側(cè)端25從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)，以下將對其進行更詳細地描述。
[0020]如上所述，在同軸電纜和與傳統(tǒng)的微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分之間可能會出現(xiàn)阻抗失配。因此，從微波發(fā)生氣向微波天線的能量傳遞效率可能會受到影響，例如，降低，這轉(zhuǎn)而可能影響針對組織的預(yù)期效果，例如，可能影響組織消融。更特別地，與微波天線12相關(guān)聯(lián)的阻抗由于例如由溫度升高而導致的組織的復介質(zhì)常數(shù)的改變而在消融循環(huán)的過程中變化。即，因為所消融的組織處于微波天線12的“近場”中，因此所消融的組織基本變?yōu)槲⒉ㄌ炀€12的部分。所述阻抗的改變致使返回至發(fā)生器100的反射功率增加并且減少了進入組織中的能量沉積。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，將同軸電纜14的一段長度構(gòu)造為調(diào)整(亦即，阻抗匹配)與內(nèi)部導體
20、外部導體24以及目標組織部位處的組織相關(guān)聯(lián)的阻抗，以使得從發(fā)生器100向輻射部分16提供電外科能量的最佳傳遞，從而使得在目標組織部位處獲得預(yù)期的組織效果。更特別地，與外部導體24相關(guān)聯(lián)的遠側(cè)端25在鄰近天線饋電點(亦即，鄰近輻射部分16)處為可調(diào)節(jié)的(例如可轉(zhuǎn)變的)，以壓縮可壓縮電介質(zhì)22和改變外部導體24和內(nèi)部導體20之間的比率，參考3A及3B。
[0022]參考圖3A，同軸電纜14包括被構(gòu)造為與傳統(tǒng)的內(nèi)部導體類似的內(nèi)部導體20。更特別地，內(nèi)部導體20由一種或多種導電材料(例如，銅)制造而成，并且基本被電介質(zhì)(例如，可壓縮電介質(zhì)22)包繞，例如參見圖2B。內(nèi)部導體20的一部分通過一種或多種合適的聯(lián)接方法可操作地聯(lián)接至輻射部分16。內(nèi)部導體20充當將電外科能量從發(fā)生器100傳遞至輻射部分16的傳導介質(zhì)。更特別地，內(nèi)部導體的遠側(cè)端21延伸經(jīng)過饋電點起點(例如，經(jīng)過外部導體24和可壓縮電介質(zhì)22，參見圖2C和圖3A)并且聯(lián)接至輻射部分16 (例如，參見圖1和2A)。通常，在從發(fā)生器100向輻射部分16所進行的電外科能量的最初的傳遞期間，在內(nèi)部導體20的遠側(cè)端21和輻射部分16處所出現(xiàn)的阻抗大約等于50 Ω (亦即，同軸電纜14的特征阻抗)，如圖3A中所最好地示出的。應(yīng)當指出的是，此50Ω的阻抗至少部分地為外部導體24的直徑與內(nèi)部導體20的直徑相比的比率的結(jié)果。
[0023]可壓縮電介質(zhì)22可操作地設(shè)置于外部導體24和內(nèi)部導體20之間，并且如上所述，基本包繞內(nèi)部導體20?？蓧嚎s電介質(zhì)22可由能夠變形或被壓縮的任何合適的電介質(zhì)材料制造而成?？捎脕碇圃炜蓧嚎s電介質(zhì)22的合適的材料包括但不限于電絕緣紙、相對柔軟的塑料、橡膠、等等。在某些實施例中，可壓縮電介質(zhì)22由已經(jīng)被按照化學方法或其他方法處理以提供一定程度的可壓縮性的聚乙烯制造而成。在其它實例中，可壓縮電介質(zhì)22可由聚四氟乙烯(PTFE)、空氣、等等制造而成?？蓧嚎s電介質(zhì)22沿同軸電纜14的一段長度延伸。在所示例說明的實施例中，可壓縮電介質(zhì)22部分地沿同軸電纜14的可操作地設(shè)置于微波天線12內(nèi)的一部分延伸。在某些實施例中，為同軸電纜的整個長度設(shè)置可壓縮電介質(zhì)22可能是有用的。當外部導體24的遠側(cè)端25從最初的、非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至后續(xù)的、壓縮狀態(tài)時，可壓縮電介質(zhì)22能從最初的非壓縮狀態(tài)變形至壓縮狀態(tài)；其重要性將在以下被更具體地描述?？蓧嚎s電介質(zhì)22的遠側(cè)端(可壓縮電介質(zhì)22的遠側(cè)端被外部導體的遠側(cè)端25所包繞并且，因此未被明確地示出)限定饋電點起點。
[0024]繼續(xù)參考圖3A，外部導 體24可由任何合適的導電材料制造而成，所述合適的導電材料例如為具有基本上剛性的構(gòu)造的材料，比如，例如，由銅制成的一對同軸地布置的環(huán)形片。更特別地，外部導體24包括固定的外部導體24a以及可動的或可平移的外部導體外罩或套筒24b (“外部套筒24b”)。固定的外部導體24a和外部套筒24b設(shè)置為與彼此處于電連通。固定的外部導體24a的一部分(例如，遠側(cè)端40)可操作地聯(lián)接至遠側(cè)端25。更特別地，固定的外部導體24a的遠側(cè)端40被構(gòu)造為支撐遠側(cè)端25以使得遠側(cè)端25可從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)?？紤]到此目的，固定的外部導體24a的遠側(cè)端40可通過一種或多種合適的聯(lián)接或固定方法牢固地聯(lián)接至遠側(cè)端25。例如，在所示例說明的實施例中，固定的外部導體24a的遠側(cè)端40經(jīng)由軟焊、熔焊及釬焊中的一者可操作地聯(lián)接至遠側(cè)端25。在某些實施例中，遠側(cè)端25可與固定的外部導體24a整體地形成。固定的外部導體24a支撐可平移的外部套筒24b以使得外部套筒24b可圍繞其平移或旋轉(zhuǎn)。在某些實施例中，可將一種或多種潤滑材料可操作地設(shè)置于固定的外部導體24a的外表面(未明確地示出)和外部套筒24b的內(nèi)表面(未明確地示出)之間。例如，可將一種或多種合適的油或蠟可操作地設(shè)置于固定的外部導體24a的所述外表面和外部套筒24b的所述內(nèi)表面之間。替代地，或與其相結(jié)合，固定的外部導體24a的外表面和外部套筒24b的內(nèi)表面中的一者或兩者可由具有低摩擦系數(shù)的材料制造而成，所述材料例如為比如迭爾林(Deiron)、托朗(Torlon)、PTFE等的材料。將固定的外部導體24a構(gòu)造為使得在外部套筒24b圍繞其平移時固定的外部導體24a保持于基本固定的取向中。相應(yīng)地，當外部套筒24b圍繞固定的外部導體24a平移(或者在某些實例中旋轉(zhuǎn))時，外部套筒24b和固定的外部導體24a保持與彼此處于電連通。
[0025]遠側(cè)端25相對于內(nèi)部導體20、包括有固定的外部導體24a和外部套筒24b的外部導體24、可壓縮電介質(zhì)22以及輻射部分16中的每一個為可轉(zhuǎn)變的。更特別地，遠側(cè)端25從其中遠側(cè)端25具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端25具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。即，在非壓縮狀態(tài)中，遠側(cè)端25包括第一直徑“D1”且當遠側(cè)端25處于壓縮狀態(tài)中時遠側(cè)端25包括第二直徑“D2”，其中直徑“D2”小于直徑“D1”，例如，參見圖3A和圖3B。
[0026]在圖3A和圖3B中所示出的實施例中，遠側(cè)端25由導電金屬網(wǎng)或織物25a制造而成，所述導電金屬網(wǎng)或織物25a由一種或多種合適的導電材料制造而成，例如為由銅、銀、金、不銹鋼、鈦、鎳或其組合制造而成的金屬網(wǎng)或織物。金屬網(wǎng)25a在處于轉(zhuǎn)變前的狀態(tài)中時包括大體為圓柱形的構(gòu)造而在處于轉(zhuǎn)變后的狀態(tài)中時包括大體為截頭圓錐形的構(gòu)造，如圖3A和圖3B中所最好地示出的。金屬網(wǎng)`或織物25a的構(gòu)造有助于從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變至另一個狀態(tài)同時為遠側(cè)端25提供結(jié)構(gòu)的整體性。如上所述，固定的外部導體24a的遠側(cè)端40可操作地聯(lián)接至遠側(cè)端25。同樣地，金屬網(wǎng)25a的一部分通過一種或多種合適的聯(lián)接方法可操作地聯(lián)接至外部套筒24b，所述一種或多種合適的聯(lián)接方法包括但不限于一種或多種機械接口(例如，將金屬網(wǎng)的一部分與外部套管24編制在一起和/或?qū)⒔饘倬W(wǎng)的一部分編制至外部套筒24b中)、一種或多種結(jié)合劑(例如，環(huán)氧粘合劑)、或其它合適的聯(lián)接方法。在所示例說明的實施例中，一對松的近側(cè)端29聯(lián)接和/或形成金屬網(wǎng)或織物25a的部分并且經(jīng)由熱固化粘合劑、軟焊、釬焊、熔焊等等可操作地聯(lián)接至外部套筒24b。相應(yīng)地，當外部套管24b運動時，例如，向近側(cè)平移時，它“拉動”近側(cè)端29，其轉(zhuǎn)而使遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)25a轉(zhuǎn)變至或收緊至壓縮狀態(tài)，這轉(zhuǎn)而使可壓縮電介質(zhì)22變形或壓縮至壓縮狀態(tài)，以使得遠側(cè)端25的直徑從直徑“D1”轉(zhuǎn)變至直徑“D2”。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，遠側(cè)端25從非壓縮狀態(tài)至壓縮狀態(tài)的轉(zhuǎn)變使得從發(fā)生器100向內(nèi)部導體22和輻射部分16所進行的微波能量的傳遞最大化，以使得獲得針對組織的預(yù)期效果。為此，外部套筒24b相對于固定的外部導體24a為可平移的。如上所述，外部套筒24b可操作地聯(lián)接至外部導體24的遠側(cè)端25，并且被構(gòu)造為使得外部套筒24b相對于固定的內(nèi)部導體24a的向近側(cè)平移致使遠側(cè)端25從最初的、非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至后續(xù)的、壓縮狀態(tài)。在所示例說明的實施例中，外部套筒所平移的距離等于或?qū)?yīng)于與遠側(cè)端25相關(guān)聯(lián)的直徑的減少。更特別地，對于外部套筒24b的給定的平移量，遠側(cè)端24b的直徑將成比例地減少(或者在某些實例中增加)。例如，在某些實施例中，利用了在外部套筒25b的平移和遠側(cè)端25從第一直徑“D1”至第二直徑“D2”的轉(zhuǎn)變之間的為1:1的比率。即，當外部套筒24b平移0.0Ol英寸時，遠側(cè)端25的第二直徑“D2”從原始直徑“D1”減少0.001英寸?？筛淖兯霰嚷室垣@得預(yù)期的阻抗、組織效果、消融區(qū)域的形狀，等等。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以理解的是，當制造和/或組裝同軸電纜14時可以利用其它的比率。
[0028]驅(qū)動機構(gòu)50經(jīng)由電路60 (圖1)與發(fā)生器100處于電連通并且可操作地聯(lián)接至外部套筒24b。更特別地，驅(qū)動機構(gòu)50鄰近集線器26可操作地設(shè)置于微波天線12內(nèi)。驅(qū)動機構(gòu)50包括一個或多個構(gòu)件(例如，驅(qū)動桿、伺服機、伺服驅(qū)動器、或其它合適的一個或多個裝置)，所述一個或多個構(gòu)件可操作地聯(lián)接至外部套筒24b并且被構(gòu)造為使外部套筒24b向近側(cè)平移，以及在某些實例中向遠側(cè)平移。在某些實例中，驅(qū)動機構(gòu)50包括一個或多個構(gòu)件(例如，驅(qū)動桿、伺服機、伺服驅(qū)動器、或其它合適的一個或多個裝置)，所述一個或多個構(gòu)件可操作地聯(lián)接至外部套筒24b并且被構(gòu)造為使外部套筒24b旋轉(zhuǎn)，例如，使外部套筒24b沿順時針和/或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0029]外部塑料外罩或護套52沿同軸電纜14的一段長度可操作地設(shè)置。護套52的功能和通常與同軸電纜相關(guān)聯(lián)的已知的護套相似并且，正因為這樣，此后僅描述護套52所特有的那些特征?？稍谧o套52的內(nèi)表面與固定的外部導體24a和/或外部護套24b的外表面之間可操作地設(shè)置以上所述的潤滑材料中的一種或多種。
[0030]在某些實例中，護套52 (圖2C)可以可操作地聯(lián)接至遠側(cè)端25并且可被構(gòu)造為“拉動”遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)25a。更特別地，在此實例中，外部導體24包括固定的導體24a且不包括外部套筒24b。即，`護套52取代了外部套筒24b。更特別地，護套52包繞固定的外部導體24a并且經(jīng)由先前所描述的構(gòu)件中的一個或多個可操作地聯(lián)接至驅(qū)動機構(gòu)50并與驅(qū)動機構(gòu)50操作地連通。
[0031]在某些實例中，可使一個或多個彈簧(未示出)與遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)25a可操作地相關(guān)聯(lián)。在此實例中，可將所述一個或多個彈簧構(gòu)造為便于轉(zhuǎn)變金屬網(wǎng)25a。例如，在某些實例中，增加內(nèi)部導體20和外部導體24的遠側(cè)端25之間的阻抗可能為有用的或必要的。在此實例中，可以將外部套筒24b構(gòu)造為相對于固定的外部導體24a向遠側(cè)平移。即，可以將外部套筒24b構(gòu)造為向遠側(cè)經(jīng)過固定的外部導體24a的遠側(cè)端40并朝向遠側(cè)端25和/或輻射部分16平移，以使得金屬網(wǎng)25a從未膨脹狀態(tài)轉(zhuǎn)變至膨脹狀態(tài)并且使內(nèi)部導體20和外部導體24的遠側(cè)端25之間的阻抗增加。在此實例中，將驅(qū)動機構(gòu)50，以及與其相關(guān)聯(lián)的操作構(gòu)件構(gòu)造為使外部套筒24b (或者在某些實例中，護套52)向遠側(cè)平移。
[0032]在一個特定的實施例中，將控制器200構(gòu)造為自動地控制與同軸電纜14相關(guān)聯(lián)的操作構(gòu)件的操作。更特別地，當微波天線12的阻抗需要調(diào)整時，與控制器200相關(guān)聯(lián)的一個或多個模塊(例如，同軸的調(diào)整控制模塊202 (圖1))命令電路60為驅(qū)動機構(gòu)50供電，以使得可啟動外部套筒24b。在一個特定的實施例中，可將控制器200構(gòu)造為確定正向功率與反射功率之間的差值并確定負載失配，由此使電路啟動驅(qū)動機構(gòu)50。
[0033]現(xiàn)在描述系統(tǒng)10的操作。將微波天線的一部分(例如，輻射部分16)放置為鄰近目標組織部位。最初，金屬網(wǎng)25a的直徑大約等于“D1”，所述“D1”對應(yīng)于同軸電纜14的最初的特征阻抗“Z0”，例如，大約等于50Ω的阻抗“Z0”。此后，電外科能量從發(fā)生器100被傳遞至微波天線12的輻射部分16，以使得可在目標組織部位處獲得預(yù)期的組織效果。由于輻射部分16將電外科能量發(fā)射至組織中并且所述組織脫水，因此在目標組織部位處可能會在微波天線12和組織之間出現(xiàn)阻抗失配。為了補償所述阻抗失配，向近側(cè)“拉動”外部套筒24b (或者在某些實例中，護套52)?？蓧嚎s電介質(zhì)22容許遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)25a在外部套筒24b所提供的拉力的作用下轉(zhuǎn)變，例如，壓縮或收緊。遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)25a將壓縮為大約等于“D2”的直徑，這轉(zhuǎn)而降低阻抗并且補償阻抗失配。根據(jù)本發(fā)明，固定的外部導體24a的可調(diào)節(jié)的遠側(cè)端25以及內(nèi)部導體20的構(gòu)造提高了從發(fā)生器100向微波天線12和/或目標組織部位的電外科能量傳遞并且容許微波天線12或與其相關(guān)聯(lián)的部分(例如，輻射部分16)與更多的創(chuàng)傷性消融程序一同使用。
[0034]參考圖4A和4B，示出了同軸電纜14的標為114的替代實施例。同軸電纜114基本與同軸電纜14類似。因此，將僅詳細描述同軸電纜114所特有的那些特征。
[0035]同軸電纜包括內(nèi)部導體120、外部導體124以及包圍內(nèi)部導體120的可壓縮電介質(zhì)122。遠側(cè)端125可操作地聯(lián)接至外部導體124的遠側(cè)端140并且由形成金屬網(wǎng)125a的一種或多種合適類型的形狀記憶合金(例如，鎳鈦諾(Nitinol))制造而成。更特別地，形狀記憶合金(SMAs)為具有記憶力和可訓練性的擬人化特性的合金族并且特別地非常適合與醫(yī)療器械一同使用。鎳鈦諾可以為兩種不同的物理構(gòu)造保持形狀記憶并且根據(jù)溫度改變形狀。SMAs在所應(yīng)用的溫度和/或應(yīng)力變化時經(jīng)受晶相轉(zhuǎn)變。SMAs的一個特別有用的品質(zhì)是，在溫度/應(yīng)力使它變形之后，在恢復至原始溫度時它可以完全地恢復它的原始形狀。合金擁有形狀記憶的能力是合 金隨著溫度的改變(或者應(yīng)力誘發(fā)的狀態(tài))而經(jīng)受從奧氏體狀態(tài)至馬氏體狀態(tài)的可逆變換的結(jié)果。此種變換被稱為熱彈性馬氏體變換。在正常狀態(tài)下，熱彈性馬氏體變換發(fā)生于隨合金本身的成分以及制造合金的熱機械過程的種類而變化的溫度范圍內(nèi)。換句話說，SMA “記住”形狀的溫度是馬氏體晶體和奧氏體晶體在此特定的合金中形成時的溫度的函數(shù)。
[0036]與在圖3A和3B中所示的同軸電纜14的構(gòu)造不同，網(wǎng)格125a不依靠“拉”力從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)。更特別地，和金屬網(wǎng)125相關(guān)聯(lián)的一對松的近側(cè)端129與發(fā)生器100和/或和控制器200相關(guān)聯(lián)的一個或多個模塊處于電連通。在此實例中，發(fā)生器或者與其相關(guān)聯(lián)的操作構(gòu)件(例如，電路60)將電流提供至金屬網(wǎng)125a，以使得金屬網(wǎng)125a可從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)，例如，它的原始的冷鍛形狀。更特別地，當電流經(jīng)由近側(cè)端129被提供至金屬網(wǎng)125a時，電流加熱金屬網(wǎng)125a并且使金屬網(wǎng)125a轉(zhuǎn)變恢復至它的(參考金屬網(wǎng)125a)冷鍛形狀，例如，直徑大約等于“D2”的具有大體為截頭圓錐形狀的遠側(cè)端125，例如，參見圖4B。
[0037]現(xiàn)在描述包括有微波天線12的系統(tǒng)10的操作，所述微波天線12具有同軸電纜112。此后僅描述具有同軸電纜112的微波天線12所特有的那些操作特征。
[0038]為了補償阻抗失配，將電流提供至金屬網(wǎng)125a以使得電流可通過電阻加熱方式來加熱金屬網(wǎng)125a。通過電阻加熱方式加熱金屬網(wǎng)125a致使金屬網(wǎng)125a轉(zhuǎn)變回到金屬網(wǎng)125a的冷鍛形狀?？蓧嚎s電介質(zhì)122容許遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)125a轉(zhuǎn)變(例如，壓縮或緊縮)至直徑大約等于“D2”的大體為截頭圓錐的形狀，這轉(zhuǎn)而降低阻抗并且補償阻抗失配。根據(jù)本發(fā)明，外部導體124的可調(diào)節(jié)的遠側(cè)端125以及內(nèi)部導體120的構(gòu)造提高了從發(fā)生器100向微波天線12和/或目標組織部位的電外科能量傳遞并且容許微波天線12或與其相關(guān)聯(lián)的部分(例如，輻射部分16)與更多的創(chuàng)傷性消融程序一同使用。
[0039]參考圖5A和5B，示出了同軸電纜14的標為214的替代實施例。同軸電纜214基本與同軸電纜14類似。因此，將僅詳細描述同軸電纜214所特有的那些特征。
[0040]同軸電纜包括內(nèi)部導體220、包括有固定的外部導體224a和可旋轉(zhuǎn)的外部套筒224b的外部導體224、以及包圍內(nèi)部導體220的可壓縮電介質(zhì)222。外部套筒224b可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至固定的內(nèi)部的外部導體224a以及遠側(cè)端225的金屬網(wǎng)225a，以使得外部套筒224b的旋轉(zhuǎn)致使金屬網(wǎng)225a從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)。在圖5A和5B中所示出的實施例中，外部套筒224b通過一個或多個合適的機械接口可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至固定的外部導體224a。更特別地，一個或多個傾斜的螺紋201與一個或多個相對應(yīng)的狹槽203機械地連通。為了示例說明，傾斜的螺紋201顯示為沿固定的外部導體224a的外表面可操作地設(shè)置并且相對應(yīng)的狹槽203顯示為沿外部套筒224b的內(nèi)表面可操作地設(shè)置。傾斜的螺紋201和相對應(yīng)的狹槽203的此種構(gòu)造確保了外部套筒224b的順時針旋轉(zhuǎn)引起外部套筒224b的向近側(cè)平移，這轉(zhuǎn)而使金屬網(wǎng)225a從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)。相反地，外部套筒224b的逆時針旋轉(zhuǎn)引起外部套筒224b的向遠側(cè)平移，這轉(zhuǎn)而使金屬網(wǎng)225a從壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變返回至非壓縮狀態(tài)。盡管本發(fā)明描述了以傾斜的螺紋201和相對應(yīng)的狹槽203的構(gòu)造來便于實現(xiàn)外部套筒224b相對于固定的外部導體224a的旋轉(zhuǎn)，然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)可利用一種或多種其它的方法或設(shè)備來獲得本文中所描述的預(yù)期目的。
[0041]遠側(cè)端225按照如以上關(guān)于遠側(cè)端25和遠側(cè)端24所述的方式可操作地聯(lián)接至固定的外部導體224a的遠側(cè)端240。
[0042]與金屬網(wǎng)225相關(guān)`聯(lián)的一對松的近側(cè)端229可操作地聯(lián)接至外部套筒224b，以使得外部套筒224b的旋轉(zhuǎn)致使金屬網(wǎng)225a從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)。近側(cè)端229可通過一種或多種合適的聯(lián)接方法聯(lián)接至外部套筒224b，例如，先前關(guān)于近側(cè)端29而在以上描述的一種或多種聯(lián)接方法。
[0043]按照如上所述的方式構(gòu)造的驅(qū)動機構(gòu)50與外部套筒224b可操作地連通。更特別地，將驅(qū)動機構(gòu)50構(gòu)造為賦予外部套筒224b的旋轉(zhuǎn)運動，以使得外部套筒224b可向近側(cè)平移以及，在某些實例中，向遠側(cè)平移。
[0044]為了補償阻抗失配，使外部導體(或者在某些實例中，護套52)沿順時針方向旋轉(zhuǎn)?？蓧嚎s電介質(zhì)222容許遠側(cè)端225的金屬網(wǎng)225a在外部套筒224b所提供的旋轉(zhuǎn)力或拉力的作用下轉(zhuǎn)變，例如，壓縮或收緊。遠側(cè)端225的金屬網(wǎng)225a將壓縮至大約等于“D2”的直徑，這轉(zhuǎn)而降低阻抗并補償阻抗失配。根據(jù)本發(fā)明，外部導體224的可調(diào)節(jié)的遠側(cè)端225以及內(nèi)部導體220的構(gòu)造提高了從發(fā)生器100向微波天線12和/或目標組織部位的電外科能量傳遞并且容許微波天線12或與其相關(guān)聯(lián)的部分(例如，輻射部分16)與更多的創(chuàng)傷性消融程序一同使用。
[0045]參考圖6A和6B，示出了同軸電纜14的標為314的替代實施例。同軸電纜314基本與同軸電纜14類似。因此，將僅詳細描述同軸電纜314所特有的那些特征。[0046]同軸電纜包括可平移的內(nèi)部導體320、外部導體324以及包圍內(nèi)部導體320的可壓縮電介質(zhì)322。與先前所描述的內(nèi)部導體不同，內(nèi)部導體320被構(gòu)造為相對于外部導體324和可壓縮電介質(zhì)322平移，例如，向近側(cè)和/或向遠側(cè)平移。為此，可將以上所述的一種或多種潤滑材料可操作地設(shè)置于可壓縮電介質(zhì)322和內(nèi)部導體320之間，以便于實現(xiàn)內(nèi)部導體320的平移。
[0047]將比例合適的并具有合適的形狀的不可壓縮的電介質(zhì)盤323 (盤323)可操作地設(shè)置于內(nèi)部導體320的一段長度上(例如，經(jīng)由一種或多種合適的固定方法)并沿內(nèi)部導體320的一段長度設(shè)置。將盤323構(gòu)造為在內(nèi)部導體320向近側(cè)平移時“推”頂可壓縮電介質(zhì)322的遠側(cè)部分，以使可壓縮材料被徑向地向內(nèi)壓縮或變形。為此，盤323為包括有大體環(huán)形構(gòu)造的基本為剛性的結(jié)構(gòu)，所述大體環(huán)形構(gòu)造具有的直徑小于一預(yù)定直徑，例如當金屬網(wǎng)325a處于壓縮狀態(tài)中時金屬網(wǎng)325a的直徑“D2”。盤323可由任何合適的材料制造而成，所述合適的材料包括但不限于先前在本文中所描述的那些，例如，聚乙烯。
[0048]可按照如先前所描述的方式構(gòu)造可壓縮電介質(zhì)322，例如關(guān)于可壓縮電介質(zhì)22所描述的方式。在圖6A和6B中所示出的實施例中，通過一種或多種合適的聯(lián)接或固定方法將可壓縮電介質(zhì)322可操作地聯(lián)接或固定至金屬網(wǎng)325a。更特別地，經(jīng)由環(huán)氧粘合劑將可壓縮電介質(zhì)322固定至金屬網(wǎng)325。相應(yīng)地，當可壓縮電介質(zhì)322變形或壓縮時，金屬網(wǎng)325a轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)。
[0049]按照如上所述的方式構(gòu)造的驅(qū)動機構(gòu)50與內(nèi)部導體320可操作地連通。更特別地，將驅(qū)動機構(gòu)50構(gòu)造為賦予內(nèi)部導體320的平移，以使得內(nèi)部導體320可向近側(cè)平移以及，在某些實例中，向遠側(cè)平移。
[0050]外部導體324包括遠側(cè)端325，遠側(cè)端325可操作地聯(lián)接至形成金屬網(wǎng)325a的遠側(cè)端340。
[0051]為了補償阻抗失配，使包括有盤323的內(nèi)部導體320相對于外部導體324和可壓縮電介質(zhì)322向近側(cè)運動。可壓縮電介質(zhì)322推頂遠側(cè)端325的金屬網(wǎng)325a，這轉(zhuǎn)而使金屬網(wǎng)325a在盤323和內(nèi)部導體320`對可壓縮電介質(zhì)322所提供的推力的作用下轉(zhuǎn)變，例如，壓縮或收緊。遠側(cè)端325的金屬網(wǎng)325a將壓縮至大約等于“D2”的直徑，這轉(zhuǎn)而降低阻抗并補償阻抗失配。
[0052]通過上述內(nèi)容并參考各個附圖，所述領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，還可以對本發(fā)明做出某些修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。例如，可將與發(fā)生器100和/或控制器200相關(guān)聯(lián)的一個或多個模塊構(gòu)造為在電外科能量從發(fā)生器100被傳遞至微波天線12期間監(jiān)控目標組織部位處的阻抗。更特別地，可將一個或多個傳感器(例如，一個或多個電壓、阻抗、電流傳感器，等等)可操作地放置于預(yù)定位置處并鄰近輻射部分16和/或目標組織部位。更特別地，所述一個或多個傳感器可以可操作地沿微波天線12的一段長度設(shè)置并且與和發(fā)生器100和/或控制器200相關(guān)聯(lián)的一個或多個模塊操作地連通。所述一個或多個傳感器可在消融程序期間對與微波天線12和/或目標組織部位處的組織相關(guān)聯(lián)的阻抗波動做出反應(yīng)或檢測與微波天線12和/或目標組織部位處的組織相關(guān)聯(lián)的阻抗波動。在此實例中，可將一個或多個傳感器)構(gòu)造為在出現(xiàn)阻抗失配時向一個或多個模塊觸發(fā)控制信號。當一個或多個模塊檢測到控制信號時，模塊要求將電力提供至與驅(qū)動機構(gòu)50操作地連通的電路，以使得驅(qū)動機構(gòu)50啟動操作構(gòu)件中的一個或多個(例如，外部套筒24b)，以使相應(yīng)的金屬網(wǎng)(例如，遠側(cè)端25的金屬網(wǎng)25a)從非壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變至壓縮狀態(tài)。
[0053]盡管在附圖中示出和/或在上文中討論了本發(fā)明的一些實施例，然而本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當像技術(shù)所容許的那樣寬并且應(yīng)當同樣地理解說明書。因此，上述說明不應(yīng)當被理解為限制性的，而僅應(yīng)當被理解為對特定實施例的示例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將會想到在本發(fā)明所附權(quán)利要求書的 范圍及精神內(nèi)的其它修改。
【權(quán)利要求】
1.一種微波消融系統(tǒng)，其包括: 電源；以及 微波天線，所述微波天線適于經(jīng)由包括有內(nèi)部導體和外部導體的同軸電纜連接至所述電源，所述內(nèi)部導體和外部導體之間可操作地設(shè)置有可壓縮電介質(zhì)，所述內(nèi)部導體與和所述微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分操作地連通，所述外部導體包括遠側(cè)端，所述遠側(cè)端能相對于內(nèi)部導體、可壓縮電介質(zhì)和福射部分中的每一個從其中遠側(cè)端具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述外部導體包括固定的外部導體和可操作地聯(lián)接至所述固定的外部導體并能相對于其平移的外部套筒，所述外部套筒被構(gòu)造為使得外部套筒相對于固定的外部導體和內(nèi)部導體的向近側(cè)平移致使遠側(cè)端從最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至后續(xù)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，當所述遠側(cè)端處于最初狀態(tài)中時，遠側(cè)端處于非壓縮狀態(tài)中，并且當所述遠側(cè)端處于后續(xù)狀態(tài)中時，遠側(cè)端處于壓縮狀態(tài)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述外部導體的遠側(cè)端包括金屬網(wǎng)構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述遠側(cè)端由形狀記憶合金制造而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述形狀記憶合金為鎳鈦諾。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述外部導體的遠側(cè)端可操作地聯(lián)接至用于為遠側(cè)端提供電阻加熱的電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述外部導體包括固定的外部導體和可操作地聯(lián)接至所述固定的外部導體并能相對于其平移的外部套筒，所述外部套筒被構(gòu)造為使得外部套筒相對于固定的外部導體和內(nèi)部導體的向遠側(cè)平移致使遠側(cè)端從最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至后續(xù)狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，當所述遠側(cè)端處于最初狀態(tài)中時，遠側(cè)端處于非膨脹狀態(tài)中，并且當所述遠側(cè)端處于后續(xù)狀態(tài)中時，遠側(cè)端處于膨脹狀態(tài)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，彈簧可操作地與所述遠側(cè)端相關(guān)聯(lián)并且被構(gòu)造為便于將遠側(cè)端從未膨脹狀態(tài)轉(zhuǎn)變至膨脹狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧選自由扭力彈簧、片簧和壓縮彈簧所組成的組。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部導體能相對于所述可壓縮電介質(zhì)平移。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波消融系統(tǒng)，其特征在于，不可壓縮的電介質(zhì)盤可操作地聯(lián)接至內(nèi)部導體，并且被可壓縮電介質(zhì)包圍以使得當使內(nèi)部導體向近側(cè)平移時，遠側(cè)端相對于內(nèi)部導體、可壓縮電介質(zhì)和福射部分中的每一個從其中遠側(cè)端具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。
14.一種適于連接至電源以執(zhí)行微波消融程序的微波天線，其包括:包括有內(nèi)部導體和外部導體的同軸電纜，所述內(nèi)部導體和外部導體之間可操作地設(shè)置有可壓縮電介質(zhì)，所述內(nèi)部導體與和所述微波天線相關(guān)聯(lián)的輻射部分操作地連通，所述外部導體包括遠側(cè)端，所述遠側(cè)端能相對于內(nèi)部導體、可壓縮電介質(zhì)和輻射部分中的每一個從其中遠側(cè)端具有第一直徑的最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至其中遠側(cè)端具有第二直徑的后續(xù)狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微波天線，其特征在于，所述外部導體包括固定的外部導體和可操作地聯(lián)接至所述固定的外部導體并能相對于其平移的外部套筒，所述外部套筒被構(gòu)造為使得外部套筒相對于固定的外部導體和內(nèi)部導體的向近側(cè)平移致使遠側(cè)端從最初狀態(tài)轉(zhuǎn)變至后續(xù)狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微波天線，其特征在于，當所述遠側(cè)端處于最初狀態(tài)中時，遠側(cè)端處于非壓縮狀態(tài)中，并且當所述遠側(cè)端處于后續(xù)狀態(tài)中時，遠側(cè)端處于壓縮狀態(tài)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微波天線，其特征在于，所述外部導體的遠側(cè)端包括金屬網(wǎng)構(gòu)造。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微波天線，其特征在于，所述遠側(cè)端由形狀記憶合金制造--? 。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的微波天線，其特征在于，所述外部導體的遠側(cè)端可操作地聯(lián)接至用于為遠側(cè)端提供電阻·加熱的電路。
【文檔編號】A61B18/04GK103826563SQ201280033854
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】A·C·李, K·S·伯恩 申請人:柯惠有限合伙公司