具有多路復(fù)用器的電外科裝置制造方法
【專利摘要】一種電外科系統(tǒng)包括電外科發(fā)生器，其被配置為向與之耦合的電外科裝置提供電外科能量，所述電外科裝置繼而向組織輸送電外科能量。所述電外科裝置可以包括多個(gè)傳感器，其被配置為檢測(cè)一項(xiàng)或多項(xiàng)組織特性并輸出與之相關(guān)的檢測(cè)組織特性信號(hào)。將具有多個(gè)信道的一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器電連接至對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器中的每者。可以將所述多路復(fù)用器配置為接收來(lái)自所述多個(gè)傳感器中的每一傳感器的檢測(cè)組織特性信號(hào)，并沿信號(hào)線輸出至少一個(gè)輸出信號(hào)。將信號(hào)線配置為連接至電外科發(fā)生器，以控制電外科發(fā)生器的功率輸出。將信道選擇算法配置為從所述多個(gè)信道中自動(dòng)選擇信道。
【專利說(shuō)明】具有多路復(fù)用器的電外科裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及基于能量的消融儀器的使用。更具體而言，本公開(kāi)針對(duì)消融裝置電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 在諸如癌癥的疾病的治療中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些類型的癌細(xì)胞在升高的溫度（其略微 低于在正常情況下對(duì)健康細(xì)胞造成損傷的溫度）下變性。這些類型的治療一般被稱為高熱 治療，它們通常利用電磁輻射將疾病細(xì)胞加熱到超過(guò)4Γ的溫度，同時(shí)使相鄰健康細(xì)胞保 持在將不會(huì)發(fā)生不可逆的損壞的較低的溫度上。其他利用電磁輻射對(duì)組織加熱的程序還包 括組織的消融和凝固。這樣的消融程序，例如針對(duì)月經(jīng)過(guò)多執(zhí)行的消融程序，通常被完成為 使目標(biāo)組織消融并凝固，從而使組織變性或者殺死組織。很多利用電磁輻射治療的程序和 裝置類型是本領(lǐng)域已知的。這樣的治療通常用在對(duì)諸如前列腺、心臟、肝臟、肺、腎臟和乳房 的組織和器官的治療中。
[0003] -種非侵入式程序一般涉及通過(guò)微波能量的使用對(duì)皮膚下面的組織（例如，腫 瘤）進(jìn)行處理。所述微波能量能夠以非侵入的方式穿透皮膚抵達(dá)下面的組織。但是，這一 非侵入式程序可能導(dǎo)致對(duì)健康組織的不必要的加熱。因而，微波能量的非侵入式使用需要 大量的控制。
[0004] 當(dāng)前，有幾種類型的使用中的微波探頭，例如，單極、雙極（dipole)和螺線探頭。 一種類型的是單極天線探頭，其由暴露在探頭末尾的單個(gè)細(xì)長(zhǎng)的微波導(dǎo)體構(gòu)成。所述探頭 通常被電介質(zhì)套管所圍繞。第二種類型的常用微波探頭是雙極天線，其由同軸構(gòu)造構(gòu)成，該 構(gòu)造具有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體并采用電介質(zhì)接頭隔離開(kāi)內(nèi)導(dǎo)體的一部分?？梢詫?nèi)導(dǎo)體耦合至 對(duì)應(yīng)于第一雙極發(fā)射部分的部分，并且可以將外導(dǎo)體的一部分耦合至第二雙極發(fā)射部分。 可以將所述雙極發(fā)射部分配置為使一個(gè)發(fā)射部分位于所述電介質(zhì)接頭的近端，并且另一個(gè) 部分位于所述電介質(zhì)接頭的遠(yuǎn)端。在單極和雙極天線探頭中，微波能量一般從所述導(dǎo)體的 軸垂直發(fā)射。
[0005] 典型的微波天線具有沿探頭的軸延伸的細(xì)長(zhǎng)內(nèi)導(dǎo)體，其受到電介質(zhì)材料的包圍， 還受到電介質(zhì)材料周圍的外導(dǎo)體的包圍，從而使外導(dǎo)體也沿著探頭的軸延伸。在提供有效 的向外能量輻射或者加熱的探頭的另一變型中，可以有選擇地去除外導(dǎo)體的一個(gè)或多個(gè)部 分。通常將這種類型的構(gòu)造稱為"開(kāi)槽波導(dǎo)"或"開(kāi)槽同軸"天線。另一針對(duì)微波探頭的變型 涉及按照均勻的螺旋圖案（例如，螺旋線）形成的尖端，以提供實(shí)現(xiàn)有效發(fā)射的必要構(gòu)造。 可以采用這一變型使能量指向特定的方向，例如，垂直于軸、朝前向（即，朝天線的遠(yuǎn)端）或 其組合。
[0006] 人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了侵入式程序和裝置，其中，可以將微波天線探頭通過(guò)正常的人 體孔口直接插入到治療點(diǎn)，或者可以將其經(jīng)皮膚插入到治療點(diǎn)。這樣的侵入式程序和裝置 有可能提供對(duì)接受治療的組織的更好的溫度控制。由于使惡性細(xì)胞變性所需的溫度和使 正常細(xì)胞受損的溫度之間的差異小，因而已知的加熱模式和可預(yù)測(cè)的溫度控制是非常重要 的，以便使加熱局限于所要處理的組織。例如，處于大約41. 5°C的閾值溫度的高熱治療一般 對(duì)最惡性的細(xì)胞生長(zhǎng)沒(méi)什么作用。但是，在高于大約43°C到45°C的范圍的略微升高的溫度 上，將例行觀察到對(duì)大部分類型的正常細(xì)胞的熱損傷。因此，必須極為小心不要在健康組織 中超過(guò)這些溫度。
[0007] 就組織消融而言，將處于大約500mHz到大約lOgHz的范圍內(nèi)的高射頻電流施加到 目標(biāo)組織部位上以建立可以具有特定的大小和形狀的消融體積。消融體積與天線設(shè)計(jì)、天 線性能、天線阻抗和組織阻抗相關(guān)。所述的特定類型的組織消融程序可以指定具體的消融 體積，以獲得預(yù)期的外科結(jié)果。作為示例而非限制，脊柱消融程序可能要求較長(zhǎng)、較窄的消 融體積，而前列腺消融程序可能要求更呈球形的消融體積。
[0008] 用于執(zhí)行消融程序的系統(tǒng)和裝置利用傳感器判斷系統(tǒng)是否正確地工作并控制微 波消融裝置的輸出。每一傳感器具有電源線、接地線和返回至能量源或發(fā)生器的數(shù)據(jù)線。但 是，隨著消融裝置的演變，傳感器的數(shù)量也將增加。因而，電源線、接地線和數(shù)據(jù)線的數(shù)量也 將增加?，F(xiàn)有的發(fā)生器可能只有單個(gè)電源線、接地線和數(shù)據(jù)線。因而，可能無(wú)法將較新的消 融系統(tǒng)和裝置配置為與現(xiàn)有的發(fā)生器一起使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本說(shuō)明書可能采用短語(yǔ)"在一實(shí)施例中"、"在實(shí)施例中"、"在一些實(shí)施例中"或"在 其他實(shí)施例中"，它們每者可能是指根據(jù)本公開(kāi)的相同或不同實(shí)施例中的一者或多者。就本 說(shuō)明書的目的而言，具有"A/B"形式的短語(yǔ)是指A或者B。就本說(shuō)明書的目的而言，具有"A 和/或B"的形式的短語(yǔ)是指"(A)、⑶或者（A和B)"。就本說(shuō)明書的目的而言，具有"A、 B和C的至少其中之一"的形式的短語(yǔ)是指" (A)、（B)、（C)、（A和B)、（A和C)、（B和C)或 者（A、B 和 C) "。
[0010] 如附圖所示以及如本說(shuō)明書中所采用的，并且也是在提及物體上的相對(duì)位置設(shè)定 時(shí)的傳統(tǒng)做法，"近端"一詞是指設(shè)備或其部件的更接近用戶的部分，"遠(yuǎn)端" 一詞是指設(shè)備 或其部件的離用戶較遠(yuǎn)的部分。
[0011] 一般通過(guò)能量的升高或者波長(zhǎng)的降低將電磁能劃分成無(wú)線電波、微波、紅外線、可 見(jiàn)光、紫外線、X射線和Y射線。如本說(shuō)明書中所采用的，"微波"大體是指處于300兆赫 (MHz) (3 X 108周期/秒）到300吉赫（GHz) (3 X 1011周期/秒）的頻率范圍內(nèi)的電磁波。
[0012] 如本說(shuō)明書中所采用的，"消融程序"大體是指任何消融程序，例如，微波消融、射 頻（RF)消融或者微波或RF消融輔助切除。如本說(shuō)明書中所采用的，"能量施用器"大體是 指任何能夠用于將能量從功率生成源（例如，微波或RF電外科發(fā)生器）傳送至組織的裝 置。就文中的目的而言，"電外科裝置"一詞與"能量施用器"一詞是可互換的。如本說(shuō)明書 中所采用的，"傳輸線"大體是指任何能夠用于從一點(diǎn)向另一點(diǎn)的信號(hào)傳播的傳輸介質(zhì)。如 文中所采用的，傳輸線可以是電源線、接地線、數(shù)據(jù)線、信號(hào)線或者任何其他被配置為傳輸 數(shù)據(jù)或能量的線。
[0013] 如本說(shuō)明書中所采用的，"壓力傳感器"大體是指任何能夠生成代表壓力值的信號(hào) 的壓力感測(cè)裝置。就文中的目的而言，"壓力換能器"一詞與"壓力傳感器" 一詞是可互換 的。
[0014] 可以將文中描述的任何方法、程序、算法或代碼轉(zhuǎn)換為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或計(jì)算機(jī)程 序。"程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言"和"計(jì)算機(jī)程序"是任何用于規(guī)定對(duì)計(jì)算機(jī)的指令的語(yǔ)言，其包括（但 不限于）下述語(yǔ)言及其衍生品：機(jī)器語(yǔ)言、匯編程序、Basic、批處理文件、BCPL、C、C+、C++、 Delphi、Fortran、Java、JavaScript、機(jī)器代碼、操作系統(tǒng)命令語(yǔ)言、Pascal、Pearl、PU1、腳 本語(yǔ)言、Visual Basic、本身規(guī)定著程序的元語(yǔ)言以及所有的第一代、第二代、第三代、第四 代和第五代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。還包括數(shù)據(jù)庫(kù)和其他數(shù)據(jù)方案以及任何其他元語(yǔ)言。就這一定義 的目的而言，沒(méi)有在受到解釋、匯編或者采用既經(jīng)匯編又經(jīng)解釋的方案的語(yǔ)言之間做出區(qū) 分。就這一定義的目的而言，沒(méi)有在程序的匯編版本和源版本之間做出區(qū)分。在程序中，程 序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可能是以不只一種狀態(tài)（例如，源、匯編、目標(biāo)或鏈接）存在的，因而提到程序意 味著是指隨便任何狀態(tài)。所述定義還包含實(shí)際指令以及這些指令的意圖。
[0015] 可以將文中描述方法、程序、算法或代碼包含到一個(gè)或多個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)上。機(jī)器 可讀介質(zhì)一詞可以包括以機(jī)器可讀的形式提供（即，存儲(chǔ)和/或傳輸）信息的機(jī)構(gòu)，例如， 所述機(jī)器是處理器、計(jì)算機(jī)或者數(shù)字處理裝置。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)、光存儲(chǔ)介質(zhì)、閃速存儲(chǔ)裝置或者任何其他易 失性或者非易失性存儲(chǔ)裝置。包含于其上的代碼或指令可以通過(guò)載波信號(hào)、紅外信號(hào)、數(shù)字 信號(hào)以及任何其他類似的信號(hào)表示。
[0016] 根據(jù)文中的公開(kāi)內(nèi)容的至少一個(gè)方面，一種電外科系統(tǒng)包括電外科發(fā)生器，其被 配置為向與之耦合的電外科裝置提供電外科能量，所述電外科裝置繼而向組織輸送電外科 能量。所述電外科裝置包括多個(gè)傳感器，所述傳感器被配置為檢測(cè)至少一項(xiàng)組織特性并輸 出與之相關(guān)的檢測(cè)組織特性信號(hào)。將具有多個(gè)信道的一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器電連接至對(duì)應(yīng) 的多個(gè)傳感器中的每者?？梢詫⑺龆嗦窂?fù)用器配置為接收來(lái)自所述多個(gè)傳感器中的每一 傳感器的檢測(cè)組織特性信號(hào)，并沿一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線輸出至少一個(gè)輸出信號(hào)。將所述一個(gè) 或多個(gè)信號(hào)線配置為連接至電外科發(fā)生器，以控制電外科發(fā)生器的功率輸出。將信道選擇 算法配置為從所述多個(gè)信道中自動(dòng)選擇信道。
[0017] 根據(jù)文中的公開(kāi)內(nèi)容的至少一個(gè)方面，所述組織特性可以選自由阻抗、溫度、電磁 場(chǎng)、流體壓力、流體流、組織密度、壓電電壓及其任何組合構(gòu)成的組。
[0018] 根據(jù)文中的公開(kāi)內(nèi)容的另一方面，所述多個(gè)傳感器中的一者或多者可以包括輸出 模擬信號(hào)的傳感器。所述電外科系統(tǒng)還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其接受來(lái)自所述多個(gè)傳感器 中的一者或多者的模擬信號(hào)，并向多路復(fù)用器輸出數(shù)字信號(hào)。
[0019] 根據(jù)文中的公開(kāi)內(nèi)容的另一方面，所述電外科系統(tǒng)還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其接 受來(lái)自多路復(fù)用器的信號(hào)并向電外科發(fā)生器輸出數(shù)字信號(hào)。所述信道選擇算法可以包括被 配置為按照時(shí)間迭代歷經(jīng)各個(gè)信道的時(shí)鐘和計(jì)數(shù)器。所述信道選擇算法還可以包括一個(gè)或 多個(gè)被編程為選擇預(yù)期信道的微處理器。
[0020] 可以將所述信道選擇算法配置為向多路復(fù)用器發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)?？梢詫⒍嗦窂?fù)用 器配置為選擇對(duì)應(yīng)于所述二進(jìn)制信號(hào)的預(yù)期信道。
[0021] 根據(jù)文中的公開(kāi)內(nèi)容的又一方面，將一種能量輸送裝置配置為將能量引導(dǎo)至組 織，所述能量輸送裝置包括多個(gè)傳感器，每一傳感器被配置為檢測(cè)一項(xiàng)或多項(xiàng)組織特性并 輸出與之相關(guān)的檢測(cè)組織特性信號(hào)。將一個(gè)或多個(gè)具有多個(gè)信道的多路復(fù)用器電連接至對(duì) 應(yīng)的多個(gè)傳感器中的每者，將所述多路復(fù)用器配置為接收來(lái)自每一傳感器的與相應(yīng)的組織 特性相關(guān)的每一信號(hào)，并沿單個(gè)信號(hào)線輸出一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)?？梢詫⑿诺肋x擇算法配 置為從所述多個(gè)信道中自動(dòng)選擇所述信道中的一者或多者。
[0022] 根據(jù)文中的公開(kāi)內(nèi)容的再一方面，公開(kāi)了一種控制電外科系統(tǒng)的功率輸出的方 法，其包括采用多個(gè)設(shè)置在電外科裝置上的傳感器感測(cè)至少一項(xiàng)組織特性以建立多個(gè)檢測(cè) 組織特性信號(hào)的步驟。所述方法還包括下述步驟：采用一個(gè)或多個(gè)電連接至對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳 感器中的每者的具有多個(gè)信道的多路復(fù)用器接收多個(gè)信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器被 配置為接收來(lái)自所述多個(gè)傳感器中的每者的多個(gè)檢測(cè)組織特性信號(hào)，并沿至少一個(gè)信號(hào)線 輸出一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)；向多路復(fù)用器輸出信道選擇信號(hào)；在所述信道選擇信號(hào)的基礎(chǔ) 上選擇所述多個(gè)信道之一；以及沿信號(hào)線從所述多路復(fù)用器輸出選定信號(hào)。
[0023] 所述方法還可以包括在發(fā)生器控制系統(tǒng)處接收檢測(cè)組織特性信號(hào)的步驟，將所述 發(fā)生器控制系統(tǒng)配置為按照檢測(cè)組織特性信號(hào)修改以可拆卸方式連接至電外科裝置的一 個(gè)或多個(gè)發(fā)生器的功率輸出。
[0024] 所述方法可以包括在在所述多路復(fù)用器處接收所述多個(gè)檢測(cè)組織特性信號(hào)之前 對(duì)所述多個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理的步驟。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 根據(jù)下文結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本公開(kāi)的上述和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更 加顯而易見(jiàn)，其中：
[0026] 圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的微波天線組件的代表性圖示；
[0027] 圖2是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的消融系統(tǒng)的方框圖視圖；
[0028] 圖3是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的消融系統(tǒng)的方框圖視圖；
[0029] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的消融系統(tǒng)的方框圖視圖；
[0030] 圖5是根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的消融系統(tǒng)的方框圖視圖；以及
[0031] 圖6是根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的消融系統(tǒng)的方框圖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 在下文中將參考附圖描述當(dāng)前公開(kāi)的用于對(duì)來(lái)自傳感器封裝的信號(hào)進(jìn)行多路復(fù) 用的系統(tǒng)以及采用其的方法的各個(gè)方面。在對(duì)附圖的描述中可以始終采用類似的附圖標(biāo)記 表示類似或等同的元件。
[0033] 這里的公開(kāi)內(nèi)容涉及用于執(zhí)行消融程序的電外科裝置和系統(tǒng)。在圖1中描繪了用 于執(zhí)行消融程序的電外科系統(tǒng)的示例，該圖示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的微波天線組 件100。盡管圖1示出了微波天線組件，但是本公開(kāi)不局限于這樣的組件?？梢詫⑷魏文軌?執(zhí)行消融程序的電外科裝置與文中描述的實(shí)施例結(jié)合使用。天線組件1〇〇可以包括被饋線 110 (或軸）經(jīng)由線纜15連接至連接器16的發(fā)射部分12,所述連接器可以將組件10進(jìn)一 步連接至功率生成源28,例如，微波或RF電外科發(fā)生器。如圖所示，組件100是雙極微波天 線組件，但是其他天線組件，例如單極或漏波天線組件，也可以利用文中闡述的原理。發(fā)射 部分12的遠(yuǎn)端發(fā)射部分105可以包括終止于尖端123的錐形末端120,從而允許以最低的 阻力插入到組織內(nèi)。但是，應(yīng)當(dāng)理解，錐形末端120可以包括其他形狀，例如但不限于圓化 的、平的、方形的、六邊形的、圓錐形的或者任何其他多邊形的尖端123。可以將絕緣定標(biāo)器 (puck) 130設(shè)置到遠(yuǎn)端發(fā)射部分105和近端發(fā)射部分140之間。定標(biāo)器130可以是通過(guò)任 何適當(dāng)?shù)墓に囉扇魏芜m當(dāng)?shù)膹椥泽w或陶瓷電介質(zhì)材料形成的。
[0034] 功率生成源28包括用于控制功率生成源28的適當(dāng)輸入控制（例如，按鈕、激勵(lì) 器、開(kāi)關(guān)、觸摸屏等）。此外，功率生成源28可以包括一個(gè)或多個(gè)用于為用戶提供各種輸出 信息（例如，強(qiáng)度設(shè)置、治療完成指示器等）的顯示屏。所述控制允許用戶調(diào)整能量的功率、 波形以及取決于預(yù)期的組織影響和其他參數(shù)的所允許的最高能量水平，從而獲得適用于具 體的任務(wù)的預(yù)期波形。天線組件100還可以包括多個(gè)相對(duì)于功率生成源28的某些輸入控 制而言可以是冗余的輸入控制。將所述輸入控制置于天線組件100處允許在消融程序中更 簡(jiǎn)便、快捷地修改能量參數(shù)，而無(wú)需與功率生成源28進(jìn)行交互。
[0035] 圖2-6描繪了能夠?qū)⑺械膫鞲衅鞯桨l(fā)生器的通信都整合到有限數(shù)量的信號(hào)線 上的不同電外科裝置，下文將對(duì)此予以更為詳細(xì)的描述。針對(duì)各個(gè)傳感器封裝的電源線和 接地線將通過(guò)從所述發(fā)生器到所述裝置的單個(gè)電源線和公共接地線提供。文中描述的電外 科裝置適用于能夠通過(guò)有限數(shù)量的模擬或數(shù)字傳感器線進(jìn)行讀取的發(fā)生器。例如，微波消 融（MWA)系統(tǒng)可以具有處于裝置側(cè)的熱電偶傳感器，其為無(wú)源模擬裝置。所述發(fā)生器能夠 通過(guò)絞合線對(duì)（所述線之一是接地線或者參考線）查看其放大和監(jiān)測(cè)的熱電偶電壓。對(duì)于 具有多個(gè)傳感器封裝的裝置而言，必須通過(guò)這一信號(hào)模擬信號(hào)線將所有的傳感器數(shù)據(jù)傳送 至發(fā)生器。
[0036] 為了將所有的傳感器輸出信號(hào)整合到有限數(shù)量的線路上，采用處于電外科裝置手 柄內(nèi)的多路復(fù)用器。所有的傳感器輸出的模擬或數(shù)字信號(hào)都被輸入到所述多路復(fù)用器中。 所述多路復(fù)用器根據(jù)信道選擇算法循環(huán)歷經(jīng)來(lái)自傳感器封裝的輸入信號(hào)，并將對(duì)應(yīng)的信號(hào) 輸出到通向發(fā)生器的信號(hào)線上。
[0037] 參考圖2,電外科系統(tǒng)200包括電外科裝置201和發(fā)生器202。電外科裝置201包 括消融天線203,其用于輸出輻射，從而使諸如哺乳動(dòng)物組織的組織消融。通過(guò)大功率傳輸 線222將天線203耦合至發(fā)生器202。在其他實(shí)施例中，可以將發(fā)生器202集成到電外科裝 置201內(nèi)。發(fā)生器202可以具有至少一個(gè)用于監(jiān)測(cè)和控制對(duì)天線203的功率輸出的控制系 統(tǒng)?？梢葬槍?duì)任何預(yù)期的頻帶對(duì)天線203進(jìn)行優(yōu)化?？梢詫⑻炀€203以可拆除的方式耦合 至電外科裝置201和/或發(fā)生器202。
[0038] 電外科裝置201包括用于檢測(cè)一項(xiàng)或多項(xiàng)組織特性的多個(gè)傳感器204。所述多個(gè) 傳感器204的至少其中之一的非限制性示例可以包括熱傳感器、電磁場(chǎng)傳感器、RF電極阻 抗監(jiān)測(cè)器、用戶接口電子裝置、流體壓力傳感器、流體流傳感器。傳感器204可以輸出模擬 電信號(hào)、數(shù)字信號(hào)或其組合。每一傳感器204輸出作為模擬電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的指示檢測(cè) 到的組織特性或者檢測(cè)到的周圍環(huán)境的特性的信號(hào)。所檢測(cè)到的特性包括但不限于：阻抗、 溫度、電磁場(chǎng)、組織密度等。
[0039] 可以將所述多個(gè)傳感器中的一者或多者包含到一個(gè)或多個(gè)傳感器封裝205內(nèi)。在 一個(gè)實(shí)施例中，傳感器封裝205可以包括用于調(diào)節(jié)從傳感器輸出的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào) 處理電路206。信號(hào)處理電路206可以包括用于處理傳感器204的輸出的各種集成電路和/ 或分立部件，例如，低噪聲放大器、分壓器等。在另一實(shí)施例中，可以將信號(hào)處理電路206配 置為按照一種或多種方式修改每一傳感器204的輸出，所述方式包括但不限于任何類型的 模擬或數(shù)字修改或轉(zhuǎn)換，例如，放大和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換。例如，對(duì)于輸出模擬信號(hào)的傳感器而 言，可以采用模擬信號(hào)處理電路通過(guò)放大或模數(shù)轉(zhuǎn)換對(duì)每一傳感器204的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0040] 可以采用每一傳感器204輸出的信號(hào)判斷傳感器是否正常運(yùn)行，其方式是測(cè)量信 號(hào)的電壓并將測(cè)得電壓與預(yù)定電壓進(jìn)行比較。這可以被模型化為階躍函數(shù)，其中，如果滿足 合適電壓，那么系統(tǒng)知道該傳感器正在工作，反之亦然。例如，可以如上文所述采用模擬信 號(hào)處理電路將每一傳感器204的輸出調(diào)節(jié)為輸出3伏+/-容許誤差。如果讀到所述電壓處 于這一范圍以外，那么發(fā)生器202可以認(rèn)識(shí)到發(fā)生了錯(cuò)誤并做出相應(yīng)的響應(yīng)。在錯(cuò)誤情況 下，可以向諸如燈或音頻裝置（未示出）的警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，所述警報(bào)系統(tǒng)將通知用戶傳 感器故障或者發(fā)生器可以停止向電外科裝置201提供能量。
[0041] 將多路復(fù)用器207電耦合至每一傳感器封裝205和/或模擬信號(hào)處理電路206， 所述多路復(fù)用器被配置為接收來(lái)自每一傳感器封裝205的信號(hào)。多路復(fù)用器207具有多個(gè) 信道，至少一個(gè)信道對(duì)應(yīng)于每一傳感器封裝205。多路復(fù)用器207可以是模擬多路復(fù)用器、 數(shù)字多路復(fù)用器或其組合。多路復(fù)用器207沿至少一個(gè)信號(hào)線209輸出信號(hào)。輸出信號(hào)可 以是傳感器封裝205和/或模擬信號(hào)處理電路206生成的信號(hào)中的一者或多者。因而，多 路復(fù)用器207可以接受多個(gè)信號(hào)，選擇對(duì)應(yīng)于傳感器封裝205或傳感器204的信道，并沿有 限數(shù)量的信號(hào)線209輸出輸出信號(hào)，因而降低最終將電外科裝置201連接至發(fā)生器202的 線的數(shù)量。作為示例，電外科裝置201可以具有N個(gè)傳感器204以及最多可達(dá)N-1個(gè)信號(hào) 線209,因而如上文所述需要一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器207,從而相對(duì)于傳感器209的數(shù)量而 言利用數(shù)量降低了的信號(hào)線209。
[0042] 將信號(hào)線209配置為最終連接至發(fā)生器202,以提供反饋。在信號(hào)線209提供的反 饋的基礎(chǔ)上，發(fā)生器202控制其對(duì)天線203的能量輸出。在諸如圖2所示的實(shí)施例的實(shí)施 例中，信號(hào)線209可以直接連接至發(fā)生器202，而不必經(jīng)過(guò)任何其他級(jí)或者可以經(jīng)過(guò)一個(gè)或 多個(gè)電路，從而對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。發(fā)生器202還提供了電源線224和參考/接地線226,從 而向多路復(fù)用器207、模擬信號(hào)處理電路206和傳感器封裝205供電。
[0043] 電外科裝置201還可以包括信道選擇系統(tǒng)，其包括信道選擇線215、計(jì)數(shù)器217和 時(shí)鐘219。時(shí)鐘219可以是以預(yù)定頻率輸出信號(hào)的晶體振蕩器。采用時(shí)鐘219提供的信號(hào) 使計(jì)數(shù)器217遞增，計(jì)數(shù)器217輸出所需的二進(jìn)制表示，以選擇輸入信道208之一，從而輸 出與選定輸入信道相關(guān)的檢測(cè)到的組織特性。例如，如圖2所示，就8比1多路復(fù)用器而言， 計(jì)數(shù)器217將輸出3位二進(jìn)制信號(hào)?？梢圆捎脮r(shí)鐘219和計(jì)數(shù)器217按照時(shí)間循環(huán)歷經(jīng)各 個(gè)輸入信道208。
[0044] 所述信道選擇系統(tǒng)可以包括用于自動(dòng)選擇一個(gè)或多個(gè)信道的信道選擇算法。所述 算法可以具有選擇功能，從而使所述多路復(fù)用器按照選定變量選擇信道，所述變量包括但 不限于時(shí)間、電外科裝置的相對(duì)位置、文中描述的任何預(yù)期組織特性、溫度、阻抗、EM場(chǎng)或其 任何組合。所述算法包括計(jì)算選擇函數(shù)、選擇信道以及沿信號(hào)線輸出來(lái)自選定信道的信號(hào)。
[0045] 轉(zhuǎn)到圖3,根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)300被總體示出為301。出于簡(jiǎn) 潔的目的，本實(shí)施例將重點(diǎn)關(guān)注先前描述的電外科系統(tǒng)200與電外科系統(tǒng)300之間的差異。 電外科系統(tǒng)300包括電耦合至發(fā)生器302的電外科裝置301。在電外科程序，即消融程序 中，臨床醫(yī)生可能想要監(jiān)測(cè)具體的組織特性。通過(guò)操作針對(duì)發(fā)生器302的控制，臨床醫(yī)生可 以選擇預(yù)期的組織特性。發(fā)生器302可以沿信道選擇線315直接向微處理器207提供二進(jìn) 制信號(hào)，從而選擇對(duì)應(yīng)于檢測(cè)預(yù)期組織特性的傳感器封裝205的輸入信道208。
[0046] 之后，多路復(fù)用器207采用信道選擇系統(tǒng)和/或信道選擇算法選擇對(duì)應(yīng)于預(yù)期組 織特性的輸入信道208,并在信號(hào)線309上輸出指示預(yù)期組織特性的模擬檢測(cè)組織特性信 號(hào)。信號(hào)線309可以將所述模擬信號(hào)直接提供給發(fā)生器302,或者可以在電外科裝置301向 發(fā)生器302輸出信號(hào)之前采用模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器311將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 [0047] 轉(zhuǎn)到圖4,根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)被總體示出為400。出于簡(jiǎn)潔 的目的，本實(shí)施例將重點(diǎn)關(guān)注先前描述的電外科系統(tǒng)200、300與電外科系統(tǒng)400之間的差 異。電外科系統(tǒng)400包括耦合至發(fā)生器402的電外科裝置401。發(fā)生器402提供了參考或 地422、電源線424和通信線426。下文將更加詳細(xì)地描述的通信線426被配置為在發(fā)生器 402和電外科裝置401的微處理器413之間提供雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
[0048] 信號(hào)線409可以直接或者間接通向一個(gè)或多個(gè)微處理器413。在來(lái)自多路復(fù)用 器407的輸出信號(hào)是模擬信號(hào)的一些實(shí)施例中，信號(hào)線409可以連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器411，在 所述模擬信號(hào)被輸出至微處理器413之前，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)。如果來(lái)自多路復(fù)用器407的輸出信號(hào)已經(jīng)是數(shù)字的，那么所述輸出信號(hào)可以直接傳送 至微處理器413。
[0049] 轉(zhuǎn)到圖5,根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)被總體示出為500。出于簡(jiǎn)潔的 目的，本實(shí)施例將重點(diǎn)關(guān)注先前描述的電外科系統(tǒng)200、300、400與電外科系統(tǒng)500之間的 差異。電外科系統(tǒng)500包括耦合至發(fā)生器502的電外科裝置501。發(fā)生器402提供了參考 或地522、電源線524和通信線526。下文將更加詳細(xì)地描述的通信線526被配置為在發(fā)生 器502和電外科裝置501的微處理器513之間提供雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。在一些實(shí)施例中，傳 感器封裝505包括至少一個(gè)如上文所述的傳感器504、至少一個(gè)如上文所述的信號(hào)處理電 路506和至少一個(gè)如上文所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器511。如圖所示，電外科裝置包括多路復(fù)用器 507,其配置為接受來(lái)自傳感器封裝505的模擬或者數(shù)字信號(hào)，并沿信號(hào)線509向微處理器 513輸出數(shù)字信號(hào)?？梢詫⑽⑻幚砥?13和多路復(fù)用器507配置為以數(shù)字方式控制信號(hào)線 509上的多路復(fù)用器507的信道的信道選擇，從而減少內(nèi)部硬布線的量。
[0050] 轉(zhuǎn)到圖6,根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)被總體示出為600。出于簡(jiǎn)潔的 目的，本實(shí)施例將重點(diǎn)關(guān)注先前描述的電外科系統(tǒng)200、300、400、500與電外科系統(tǒng)600之 間的差異。電外科系統(tǒng)600包括耦合至發(fā)生器602的電外科裝置601。發(fā)生器602提供了 參考或地622、電源線624和數(shù)字信號(hào)線609。下文將更加詳細(xì)地描述的數(shù)字信號(hào)線609被 配置為在發(fā)生器602和電外科裝置601的數(shù)字多路復(fù)用器607之間提供雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。 如圖所示，電外科裝置601包括多路復(fù)用器607,其被配置為接受來(lái)自傳感器封裝605的模 擬或數(shù)字信號(hào)并將向發(fā)生器602直接輸出數(shù)字信號(hào)。在這樣的情況下，可以使多路復(fù)用器 607集成有微處理器，以處理關(guān)于發(fā)生器602的所有通信協(xié)議，并控制多路復(fù)用器信道的信 道選擇。
[0051] 電外科系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)用于供應(yīng)能量的發(fā)生器以及一個(gè)或多個(gè)用于控 制發(fā)生器的功率輸出的發(fā)生器控制系統(tǒng)。所述發(fā)生器控制系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)以及存儲(chǔ)于其上的控制軟件。所述電外科系統(tǒng)還可以具有如上文所述的電外科裝 置。
[0052] 可以在如上文所述的信號(hào)線或通信線上建立雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。所述雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 流可以包括來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器、來(lái)自一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器、來(lái)自一個(gè)或多個(gè)微處理 器或者來(lái)自一個(gè)或多個(gè)發(fā)生器的數(shù)據(jù)。
[0053] 還公開(kāi)了一種用于控制電外科裝置的功率輸出的方法。所述方法具有采用多個(gè)如 上文所述的設(shè)置在電外科裝置上的傳感器感測(cè)一項(xiàng)或多項(xiàng)組織特性以建立多個(gè)檢測(cè)到的 組織特性的信號(hào)的步驟。所述多個(gè)信號(hào)的至少其中之一來(lái)自每一傳感器。
[0054] 所述方法還包括在如上文所述的多路復(fù)用器處接收多個(gè)模擬或數(shù)字信號(hào)的步驟。 在一些實(shí)施例中，在多路復(fù)用器處接收到所述多個(gè)輸入信號(hào)之前，可以對(duì)所述多個(gè)輸入信 號(hào)進(jìn)行修改或者將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0055] 所述方法還包括采用如上文所述的信道選擇系統(tǒng)和/或信道選擇算法在所述多 個(gè)信號(hào)中選擇允許所述多路復(fù)用器輸出的信號(hào)的步驟。例如，所述信道選擇系統(tǒng)/算法可 以向多路復(fù)用器輸出信道選擇信號(hào)，從而允許在所述信道選擇信號(hào)的基礎(chǔ)上選擇所述多個(gè) 信號(hào)之一。
[0056] 在一些實(shí)施例中，所述方法可以包括從多路復(fù)用器輸出選定模擬信號(hào)。在其他實(shí) 施例中，所述信號(hào)輸出可以是數(shù)字的。
[0057] 所述方法還包括在發(fā)生器控制系統(tǒng)處接收數(shù)據(jù)信號(hào)的步驟。所述數(shù)據(jù)信號(hào)可以是 模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，其要么直接來(lái)自多路復(fù)用器，要么經(jīng)過(guò)了一個(gè)或多個(gè)電路部件、修改 和/或轉(zhuǎn)換?？梢詫l(fā)生器控制系統(tǒng)配置為按照數(shù)據(jù)信號(hào)修改一個(gè)或多個(gè)發(fā)生器的功率輸 出?？梢詫l(fā)生器以可拆除的方式連接至電外科裝置，因而可能存在可拆電源線、可拆信號(hào) 線或者如上文所述的通信線、可拆接地線或其任何組合。
[0058] 所述方法還可以包括在多路復(fù)用器處接收到如上文所述的多個(gè)模擬信號(hào)之前對(duì) 所述多個(gè)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的步驟。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號(hào)并在上文所述的一個(gè)或多個(gè)微處理器處接收數(shù)字信號(hào)的步驟。而且，如上所述，可 以將所述信道選擇系統(tǒng)設(shè)置到電外科裝置內(nèi)或者設(shè)置到發(fā)生器控制系統(tǒng)內(nèi)。
[0059] 應(yīng)當(dāng)理解，上述描述只是對(duì)本公開(kāi)的舉例說(shuō)明。在不背離本公開(kāi)的情況下，本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠構(gòu)思出各種替代方案和修改。相應(yīng)地，本公開(kāi)旨在涵蓋所有的此類替代方案、 修改和變化。提供參考附圖描述的實(shí)施例的目的僅在于演示本公開(kāi)的某些示例。旨在使與 上文描述的和/或所附權(quán)利要求中的元件、步驟、方法和技術(shù)無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的其他元件、步 驟、方法和技術(shù)也處于本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電外科系統(tǒng)，包括： 電外科發(fā)生器，其被配置為向與之耦合的電外科裝置提供電外科能量，所述電外科裝 置繼而向組織輸送電外科能量，所述電外科裝置包括： 多個(gè)傳感器，其被配置為檢測(cè)至少一項(xiàng)組織特性并輸出與之相關(guān)的檢測(cè)組織特性信 號(hào)； 至少一個(gè)多路復(fù)用器，其具有電連接至對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器中的每者的多個(gè)信道，所述 至少一個(gè)多路復(fù)用器被配置為接收來(lái)自所述多個(gè)傳感器中的每一傳感器的檢測(cè)組織特性 信號(hào)，并沿至少一個(gè)信號(hào)線輸出至少一個(gè)輸出信號(hào)，其中，將所述至少一個(gè)信號(hào)線配置為連 接至所述電外科發(fā)生器，以控制所述電外科發(fā)生器的功率輸出；以及 被配置為從所述多個(gè)信道中自動(dòng)選擇信道的信道選擇算法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中，所述組織特性選自由阻抗、溫度、電磁場(chǎng)、 流體壓力、組織密度或壓電電壓構(gòu)成的組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器中的所述至少一個(gè)包括 輸出模擬信號(hào)的傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電外科系統(tǒng)，還包括接受來(lái)自所述多個(gè)傳感器的至少其中之 一的模擬信號(hào)并向多路復(fù)用器輸出數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電外科系統(tǒng)，還包括接受來(lái)自所述多路復(fù)用器的信號(hào)并向電 外科發(fā)生器輸出數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中，所述信道選擇算法包括至少一個(gè)時(shí)鐘以 及計(jì)數(shù)器，其被配置為按照時(shí)間迭代歷經(jīng)各個(gè)信道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中，所述信道選擇算法包括被編程為選擇預(yù) 期信道的至少一個(gè)微處理器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中，所述信道選擇算法向所述至少一個(gè)多路 復(fù)用器發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)，所述至少一個(gè)多路復(fù)用器被配置為選擇對(duì)應(yīng)于所述二進(jìn)制信號(hào)的 預(yù)期信道。
9. 一種被配置為將能量引導(dǎo)至組織的電外科裝置，其包括： 多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器被配置為檢測(cè)至少一項(xiàng)組織特性并輸出與之相關(guān)的檢測(cè)組織 特性信號(hào)； 至少一個(gè)多路復(fù)用器，其具有電連接至對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器中的每者的多個(gè)信道，所述 至少一個(gè)多路復(fù)用器被配置為接收來(lái)自每一傳感器的與相應(yīng)的組織特性相關(guān)的每一信號(hào)， 并沿單個(gè)信號(hào)線輸出至少一個(gè)輸出信號(hào)；以及 被配置為從所述多個(gè)信道中自動(dòng)選擇所述信道的至少其中之一的信道選擇算法。
10. -種控制電外科系統(tǒng)的功率輸出的方法，其包括步驟： 采用設(shè)置在電外科裝置上的多個(gè)傳感器感測(cè)至少一項(xiàng)組織特性，以建立多個(gè)檢測(cè)組織 特性信號(hào)，所述多個(gè)檢測(cè)組織特性信號(hào)的至少其中之一來(lái)自每一傳感器； 采用至少一個(gè)多路復(fù)用器接收所述多個(gè)信號(hào)，所述至少一個(gè)多路復(fù)用器具有電連接至 對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器中的每者的多個(gè)信道，所述至少一個(gè)多路復(fù)用器被配置為接收來(lái)自所述 多個(gè)傳感器中的每者的多個(gè)檢測(cè)組織特性信號(hào)，并沿至少一個(gè)信號(hào)線輸出至少一個(gè)輸出信 號(hào)，所述至少一個(gè)多路復(fù)用器設(shè)置在所述電外科裝置內(nèi)； 向所述至少一個(gè)多路復(fù)用器輸出信道選擇信號(hào)； 在所述信道選擇信號(hào)的基礎(chǔ)上選擇所述多個(gè)信道之一；以及 沿所述至少一個(gè)信號(hào)線從所述至少一個(gè)多路復(fù)用器輸出所選擇的信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在發(fā)生器控制系統(tǒng)處接收檢測(cè)組織特性信號(hào) 的步驟，所述發(fā)生器控制系統(tǒng)被配置為按照所述檢測(cè)組織特性信號(hào)修改以可拆卸方式連接 至所述電外科裝置的至少一個(gè)發(fā)生器的功率輸出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在在所述多路復(fù)用器處接收所述多個(gè)檢測(cè)組 織特性信號(hào)之前對(duì)所述多個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理的步驟。
【文檔編號(hào)】A61B18/12GK104105454SQ201380006646
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】J·D·布蘭南 申請(qǐng)人:柯惠有限合伙公司