用于微波消融辐射器的内冷式陶瓷元件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于消融患者体内的组织的微波天线，该微波天线包括辐射器，该辐射器被配置为辐射微波辐射。缆线联接到该辐射器并且包括流体流入管线和流体流出管线。该微波天线还包括陶瓷元件，该陶瓷元件围绕该辐射器同轴地设置。该陶瓷元件包括至少一个内部通道，该至少一个内部通道被配置为将热能从该陶瓷元件输送出去。瓷元件输送出去。瓷元件输送出去。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微波消融辐射器的内冷式陶瓷元件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年2月6日提交的美国临时专利申请号62/801,691的申请日的权益。


[0003]本公开涉及用于使用高介电陶瓷元件冷却微波消融探针的装置和方法。陶瓷元件(也称为陶瓷负载)包括使得冷却流体能够流入和流出陶瓷元件的管腔，或者包括固体热导体。

技术介绍

[0004]某些疾病的治疗需要破坏恶性组织生长，例如肿瘤。电磁辐射可用于加热和破坏肿瘤细胞。治疗可涉及将消融探针插入已识别出癌性肿瘤的组织中。一旦探针被定位，电磁能量就穿过该探针进入周围组织。
[0005]在疾病诸如癌症的治疗中，已发现某些类型的肿瘤细胞在略低于通常对健康细胞有害的温度的高温下变性。已知的治疗方法(诸如高热疗法)，将病变细胞加热到高于41℃的温度，同时将相邻的健康细胞保持低于发生不可逆细胞破坏的温度。这些方法涉及施加电磁辐射以加热或消融组织。
[0006]利用电磁辐射的电外科装置已被开发用于多种用途和应用。通常，用于消融规程的设备包括发电源，例如，用作能量源的微波或射频(RF)电外科发生器，以及用于将能量引导至靶组织的外科器械(例如，具有天线组件的微波消融探针)。发生器和外科器械通常通过具有多个导体的缆线组件可操作地联接，该导体用于将能量从发生器传输到器械，并且用于在器械和发生器之间传送控制、反馈和识别信号。
[0007]目前有几种类型的微波探针在使用，例如单极、偶极和螺旋，其可用于组织消融应用中。在单极天线组件和偶极天线组件中，微波能量通常垂直远离导体的轴线辐射。单极天线组件通常包括单个细长导体。典型的偶极天线组件包括两个细长导体，这两个细长导体线性对齐并且端对端地相对于彼此定位，其间放置有电绝缘体。螺旋天线组件包括各种尺寸(例如，直径和长度)的螺旋形导体构型。螺旋天线组件的主要操作模式是其中由螺旋辐射的场在螺旋轴线的垂直平面中最大的正常模式(宽侧)和其中最大辐射沿着螺旋轴线的轴向模式(端射)。
[0008]组织消融规程的特定类型可取决于特定消融体积，以便实现期望的外科结果。消融体积与天线设计、天线性能、天线阻抗、消融时间和瓦数以及组织特性(例如，组织阻抗)相关。
[0009]由于使恶性细胞变性所需的温度与通常对健康细胞有害的温度之间的温度差较小，因此需要已知的加热模式和精确的温度控制，以得到更可预测的温度分布，从而根除肿瘤细胞，同时最大限度地减少对正在施加电外科能量的组织周围其他健康组织的损伤。冷却消融规程中使用的介电缓冲微波装置将是有用的。

技术实现思路

[0010]在本公开的一个方面，提供了一种用于消融患者体内的组织的微波天线。该微波天线包括：辐射器，该辐射器被配置为辐射微波辐射；和缆线，该缆线联接到辐射器并且包括流体流入管线和流体流出管线。陶瓷元件包括至少一个内部通道，该至少一个内部通道被配置为将热能从陶瓷元件输送出去。
[0011]在本公开的另一方面，至少一个通道与流体流入管线和/或流体流出管线流体连通。
[0012]在本公开的一个方面，至少一个内部通道为至少两个内部通道。在本公开的另一方面，至少一个内部通道为两个内部通道，并且该两个内部通道在远侧端部处流体连通。该两个内部通道中的一个内部通道在近侧端部处与流体流入管线流体连通，并且该两个内部通道中的另一内部通道在近侧端部处与流体流出管线流体连通。
[0013]在本公开的又一方面，至少一个内部通道至少部分地填充有至少一个固体热导体，该至少一个固体热导体从陶瓷元件延伸到位于辐射器近侧的腔室。该腔室与流体流入管线和流体流出管线流体连通。在本公开的一个方面，至少一个固体热导体从微波天线的中心轴线移位。在本公开的另一方面，至少一个固体热导体为至少两个固体热导体。
[0014]在本公开的又一方面，至少一个固体热导体为两个固体热导体，并且该两个固体热导体被定位成使得微波天线的中心轴线设置在该两个固体热导体之间。两个固体热导体通过腔室中的螺旋状形成物来联接。
[0015]在本公开的一个方面，至少一个固体热导体为固体金属。在本公开的另一方面，至少一个固体热导体与微波天线电隔离。
[0016]提供了一种用于消融患者体内的组织的方法。该方法包括：由辐射器辐射微波辐射；以及通过缆线的流体流入管线泵送流体。该方法还包括围绕辐射器同轴地设置陶瓷元件。陶瓷元件包括至少一个内部通道，该至少一个内部通道被配置为将热能从陶瓷元件输送出去。
[0017]提供了一种用于消融患者体内的组织的系统。该系统包括：辐射器，该辐射器被配置为辐射微波辐射；和缆线，该缆线联接到辐射器并且包括流体流入管线和流体流出管线。该系统还包括：流体供应系统，该流体供应系统联接到缆线并且被配置为向流体流入管线提供冷却的流体；和陶瓷元件，该陶瓷元件围绕辐射器同轴地设置。陶瓷元件包括至少一个内部通道，该至少一个内部通道被配置为将热能从陶瓷元件输送出去。
[0018]任何以上本公开的方面和实施方案均可在不脱离本公开的范围的情况下进行组合。
附图说明
[0019]在参照附图阅读其各种实施方案的描述时，本专利技术所公开的系统和方法的目的和特征对于本领域的普通技术人员而言将变得显而易见，其中：
[0020]图1是根据本公开的实施方案的能量施加器系统的示意图，该能量施加器系统包括能量施加器、天线、流体供应系统和微波电源；
[0021]图2是根据本公开的实施方案的天线组件的远侧部分的纵向横截面图；
[0022]图3是根据本公开的另一实施方案的天线组件的远侧部分的纵向横截面图；
[0023]图4示出了根据本公开的实施方案的沿图3的线320的横截面图，并且示出了流体腔室中的隔膜；
[0024]图5是根据本公开的另一实施方案的天线组件的远侧部分的纵向横截面图；
[0025]图6A至图6D示出了根据本公开的实施方案的用于冷却管腔的不同几何形状；
[0026]图7是根据本公开的实施方案的另一天线组件的远侧部分的纵向横截面图；
[0027]图8是根据本公开的实施方案的另一天线组件的远侧部分的纵向横截面图；
[0028]图9是根据本公开的实施方案的另一天线组件的远侧部分的纵向横截面图；并且
[0029]图10是根据本公开的实施方案的另一天线组件的远侧部分的纵向横截面图。
具体实施方式
[0030]虽然本公开将根据具体的例示性实施方案进行描述，但对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的实质的情况下可进行各种修改、重排和替换。本公开的范围由本公开所附的权利要求书限定。
[0031]本公开整体涉及微波消融天线，该微波消融天线包括陶瓷元件(也称为陶瓷负载)，该陶瓷元件包围天线。陶瓷负载具有高介电常数。然而，随着陶瓷元件的加热，介电常数减小。常规的陶瓷装载的辐射器不从陶瓷内部冷却陶瓷，而是终止辐射段近侧的冷却流体。这一方法的问题在于，消融期间陶瓷的温度可能会显著升高，这导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于消融患者体内的组织的微波天线，所述微波天线包括：辐射器，所述辐射器被配置为辐射微波辐射；缆线，所述缆线联接到所述辐射器并且包括流体流入管线和流体流出管线；和陶瓷元件，所述陶瓷元件围绕所述辐射器同轴地设置，所述陶瓷元件包括至少一个内部通道，所述至少一个内部通道被配置为将热能从所述陶瓷元件输送出去。2.根据权利要求1所述的微波天线，其中所述至少一个通道与所述流体流入管线和所述流体流出管线中的至少一者流体连通。3.根据权利要求1所述的微波天线，其中所述至少一个内部通道为至少两个内部通道。4.根据权利要求1所述的微波天线，其中所述至少一个内部通道为两个内部通道，所述两个内部通道在远侧端部处流体连通，所述两个内部通道中的一个内部通道在近侧端部处与所述流体流入管线流体连通，所述两个内部通道中的另一个内部通道在所述近侧端部处与所述流体流出管线流体连通。5.根据权利要求1所述的微波天线，其中所述至少一个内部通道至少部分地填充有至少一个固体热导体，所述至少一个固体热导体从所述陶瓷元件延伸到位于所述辐射器近侧的腔室，所述腔室与所述流体流入管线和所述流体流出管线流体连通。6.根据权利要求5所述的微波天线，其中所述至少一个固体热导体从所述微波天线的中心轴线移位。7.根据权利要求5所述的微波天线，其中所述至少一个固体热导体为至少两个固体热导体。8.根据权利要求5所述的微波天线，其中：所述至少一个固体热导体为两个固体热导体；所述两个固体热导体被定位成使得所述微波天线的中心轴线设置在所述两个固体热导体之间；并且所述两个固体热导体通过所述腔室中的螺旋状形成物来联接。9.根据权利要求5所述的微波天线，其中所述至少一个固体热导体为固体金属。10.根据权利要求5所述的微波天线，其中所述至少一个固体热导体与所述微波天线电隔离。11.一种用于消融患者体内的组织的方法，所述方法包括：由辐射器辐射微波辐射；通过缆线的流体流入管线泵送流体；以及围绕所述辐射器同轴地设...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：