微创微波消融装置制造方法及图纸

提供了一种电外科装置(10)，该装置可操作成在受控的角度范围内递送微波能量以引起目标组织消融。装置(10)包括阻挡或反射材料，比如与可操作成发射微波能量的天线(20)侧向间隔开的圆柱形构件(34)。反射材料在装置内部和/或周围产生区域，诸如热电偶线之类的传感器(51)可放置在这些区域中以监测与装置或患者身体相关的状况。者身体相关的状况。者身体相关的状况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微创微波消融装置
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2019年5月24日提交的美国临时专利申请第62/852,671号的权益，该申请全文以参见的方式纳入本文。
[0003]关于联邦赞助研究或开发的声明
[0004]本专利技术是在国家科学基金会(NSF)授予的编号为1819177下通过政府支持而完成的。政府在本专利技术中具有某些权利。

技术介绍


[0005]本专利技术总体涉及可操作成递送足够强度的微波能量以引起位于人体或动物体内的组织的目标消融的电外科装置。电外科装置能够使用位于装置内的阻挡和/或反射材料在受控的角度范围内递送微波能量。
[0006]
技术介绍

[0007]微波消融(MWA)是一种越来越多地用于肿瘤和良性疾病微创治疗的热疗模式。用于热消融的其它能源包括射频电流、激光、基于导管的超声施加器和冷冻消融。这些手术可以通过微创(通常在超声引导或计算机断层扫描引导下)、腹腔镜或开放手术来执行。MWA在治疗肝、肾、肺和骨肿瘤，以及治疗心律失常、治疗增生的良性前列腺组织消融(BPH)、月经过多的子宫内膜消融、用于巴雷特食管和胃食管反流病(GERD)的食道壁消融治疗、治疗背痛的神经消融、治疗慢性高血压的肾神经消融等方面都有临床应用。
[0008]在消融程序期间，天线插入到目标组织中或靠近目标组织放置，并以微波频率辐射电磁功率；大多数当前可用的装置在批准用于工业、科学和医疗(ISM)的以915兆赫兹(MHz)和2.45吉赫兹(GHz)为中心的频段内运行。从天线辐射的电磁功率沉积在电磁损耗组织中，从而导致经由介电滞后加热。虽然消融后的热损伤在加热期间是时间
‑
温度历史的复杂函数，但超过60℃的温度导致因凝固性坏死造成的近乎瞬时的细胞死亡。加热至42℃以上的细胞可能会发生不可逆但非致命的热损伤。成功消融的基本原则是创建充分覆盖整个目标的消融区，同时为相邻组织提供安全边际。
[0009]过去，微波消融装置构造成插入到目标组织的中心，并且消融区径向向外生长。在消融靠近关键结构的目标时，需要注意确保目标体积的完全热覆盖，同时防止对非目标组织的热损伤。这些装置基于同轴天线设计，并且具有大致轴对称的辐射型式。通常，在角度范围内不存在对能量沉积型式的控制。能量沉积型式的空间控制仅限于控制沿着天线长度的加热，例如通过采用套筒/扼流元件和/或主动冷却来实现。
[0010]最近，诸如美国专利第7,410,485号和第8,235,981号以及美国专利申请公开第2017/0265940号中描述的那些定向微波施加器提供了通过使用在施加器的管状外壁中形成的反射器和/或窗口结构来控制沿角度范围的能量沉积型式的能力。由于这些装置是为经皮使用而构造的，因此装置直径和刚度是重要的考虑因素。可高度期望该装置具有尽可
能小的直径，以允许到患者身体中的插入侵入性最小。此外，由于该装置必须插入穿过的组织可能很厚且是纤维状的，所以该装置必须具有足够的刚度和内部强度以避免沿着其插入路径偏转，使得它能够可预测地到达目标组织。
[0011]已经发现，在某些现有技术设计中，在保持足够的装置刚性的同时实现足够小的装置直径可能是困难的。因此，本领域需要实现这些目标的改进的定向微波施加器。

技术实现思路

[0012]根据本专利技术的一实施例，提供了一种用于将电磁能递送至人体或动物体内的目标组织的装置。该装置包括细长主体，该细长主体包括近端、远端和将近端和远端互连的至少一个内腔。天线位于至少一个内腔内并且构造成从内腔发射足够强的电磁能以引起组织消融。该装置还包括位于与天线相同或不同的内腔内的至少一个细长圆柱形构件。至少一个细长圆柱形构件从天线侧向设置。优选地，至少一个细长圆柱形构件包括固定于细长主体远端的远端部段。
[0013]根据本专利技术的另一实施例，提供了一种用于将电磁能递送至人体或动物体内的目标组织的装置。该装置包括细长主体，该细长主体包括近端、远端和将近端和远端互连的内腔。天线位于内腔内并且构造成从内腔发射足够强的电磁能以引起组织消融。该装置还包括多个细长的圆柱形构件，这些构件优选地是导电的，位于内腔内并从天线侧向设置。多个细长圆柱形构件构造成反射从天线发射的电磁能的一部分并且屏蔽后部组织免受电磁能的影响。
[0014]根据本专利技术的又一实施例，提供了一种用于将电磁能递送至人体或动物体内的目标组织的装置，该装置包括由合成树脂材料形成的细长主体、天线和至少一个导电构件。细长主体包括近端、远端和将近端和远端互连的至少两个内腔。天线位于至少两个内腔中的一个内并且构造成从内腔发射足够强的电磁功率以引起组织消融。至少一个反射构件位于至少两个内腔中的另一个内并且与天线间隔开并从天线侧向设置。
[0015]根据本专利技术的又一实施例，提供了一种用于将电磁能递送至人体或动物体内的目标组织的装置，该装置包括具有近端和远端的细长主体、天线、至少一个细长圆柱体构件、以及位于细长主体远端处的刚性间隔件，天线的远侧部分被接纳在该间隔件中。细长主体包括将近端和远端互连的至少一个内腔。天线位于至少一个内腔内并且构造成从内腔发射足够强的电磁功率以引起组织消融。至少一个细长圆柱形构件位于与天线相同或不同的内腔内并且从天线侧向设置。
[0016]根据本专利技术的又一实施例，提供了一种用于消融体内组织的方法。该方法包括将如本文所述的用于将电磁能递送至目标组织的装置插入到包含待消融组织的身体中。装置天线定位成与待消融组织相邻，待消融组织基本上位于天线的一侧。该装置被激活从而使天线发射足够强以引起组织消融的电磁辐射。
[0017]根据本专利技术的又一实施例，提供了一种消融身体器官内组织的方法，其中定向微波消融装置插入到包含待消融组织的身体中。该装置包括天线，该天线造成从装置发射足够强的电磁能以引起组织消融。该装置与器官直接接触，但不穿透器官。然后，该装置被激活从而使天线发射足够强以引起器官内的组织消融的电磁辐射。
[0018]根据本专利技术的还一实施例，提供了一种消融体内肿瘤的方法，其中定向微波消融
装置插入到待消融的肿瘤中。该装置包括天线，该天线造成从装置发射足够强的电磁能以引起组织消融。该装置被激活从而使天线发射足够强以引起肿瘤的一部分的消融的电磁辐射。然后该装置在肿瘤内旋转而不从肿瘤移除，然后用该装置消融肿瘤的另一部分。
附图说明
[0019]图1是根据本专利技术的定向消融装置的一实施例的示意性局部剖视图；
[0020]图2是图1的消融装置的局部剖视图，描绘了可以用该装置实现的示例性消融型式；
[0021]图3是图1的装置从近侧视角剖取的局部剖视立体图；
[0022]图4是图1的装置从远侧视角剖取的局部剖视立体图；
[0023]图5是沿着图2的线5
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5剖取的装置的剖视图；
[0024]图6a是沿着图2的线6
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6剖取的装置的剖视图，并进一步描绘了示例性消融型式；
[0025]图6b是沿着图2的线6
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向人体或动物体内的目标组织递送电磁能的装置，包括：细长主体，所述细长主体包括近端、远端以及将所述近端和所述远端互连的至少一个内腔；天线，所述天线位于所述至少一个内腔内并且构造成从内腔发射足够强的电磁能以引起组织消融；以及至少一个细长圆柱形构件，所述至少一个细长圆柱形构件位于与所述天线相同或不同的内腔内，所述至少一个细长圆柱形构件从所述天线侧向设置，所述至少一个细长圆柱形构件包括固定于所述细长主体的远端部段。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少两个细长圆柱形构件。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少两个细长圆柱形构件固定在一起。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少两个细长圆柱形构件具有不同的直径。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少两个细长圆柱形构件具有相同的直径。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个细长圆柱形构件的至少远端包括一个或多个传导元件。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个细长圆柱形构件包括线。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个细长圆柱形构件包括至少一根管。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置构造成使冷却流体循环通过所述至少一根管并进入所述至少一个内腔中。10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器构造成检测所述装置的操作状况或与所述目标组织所在的身体相关联的状况，其中，所述至少一根管包括用于所述至少一个传感器的传导通路和/或提供对所述至少一个传感器的微波干扰或加热的屏蔽。11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述至少一根管构造成提供用于将流体和/或药物递送至目标组织所在的身体的管道。12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括热电偶，所述热电偶被所述至少一个细长圆柱形构件屏蔽免受从所述天线发射的电磁能。13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述天线包括同轴传输线缆。14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述同轴传输线缆包括固定于所述至少一个细长圆柱形构件中的一个的外导体。15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述细长主体包括合成树脂材料。16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述细长主体包括将所述近端和所述远端互连的至少两个内腔，其中，相邻的内腔由在所述近端与所述远端之间延伸的壁结构间隔开。17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述细长主体包括具有近端和远端的外管状构件，以及具有近端和远端的内管状构件，所述内管状构件的近端通过所述外管状构件的远端被接纳，所述内管状构件包括在其中形成的窗口区段，所述窗口区段构造成传输从
所述天线发射的电磁能，存在围绕所述内管状构件的至少一部分定位的电磁透明套筒，所述电磁透明套筒与所述窗口区段成覆盖关系。18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括联接于所述细长主体的近端并联接于所述装置的基部部分的回转连接器，所述装置的基部部分可操作地连接于电磁能源和/或用于在所述装置内循环冷却流体的泵，所述回转连接器允许所述基部部分相对于所述细长主体的自由轴向旋转。19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括连接于所述细长主体的近端的基部部分，所述基部部分经由可成形传输线缆可操作地连接于电磁能源和/或用于在所述装置内循环冷却流体的泵，所述可成形传输线缆构造成在没有额外辅助的情况下自由地支承所述细长主体和基部部分的重量。20.一种用于向人体或动物体内的目标组织递送电磁能的装置，包括：细长主体，所述细长主体包括近端、远端以及将所述近端和所述远端互连的内腔；天线，所述天线位于所述内腔内并且构造成从所述内腔发射足够强的电磁能量以引起组织消融；以及位于所述内腔内并从天线侧向设置的多个细长圆柱形构件，所述多个细长圆柱形构件构造成反射从天线发射的电磁能的一部分并且屏蔽所述装置的一部分免受所述电磁能的影响，所述多个细长圆柱形构件中的每一个的至少一部分包括导电材料。21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述细长圆柱形构件包括线。22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述细长圆柱形构件包括管。23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述装置构造成使冷却流体循环通过所述管中的至少一根并进入所述内腔中。24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个传感器，所述至少一个传感器构造成检测所述装置的操作状况或与所述目标组织所在的身体相关联的状况，其中，所述管中的至少一根包括用于所述至少一个传感器的传导通路和/或提供对所述至少一个传感器的微波干扰或加热的屏蔽。25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述至少一个传感器包括热电偶。26.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述细长圆柱形构件固定在一起以形成整体结构。27.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述细长主体包括选自由合成树脂材料、介电材料、陶瓷材料和金属组成的组中的材料。28.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述天线包括同轴传输线缆。...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：精密微波股份有限公司，
类型：发明
国别省市：