[发明专利]用于破坏癌细胞的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2006年9月14日提交的美国临时专利申请第60/825,660号(律师案卷号026533-000100US)和2006年10月30日提交的美国临时专利申请第60/863,484号(律师案卷号026533-000200US)的权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。 

发明背景 

本发明总地涉及传送到组织区域的电场。更具体地说，本发明涉及电场传送和目标组织区域的非热消融，包括癌细胞和实体瘤的选择性消融。 

当前组织消融技术依赖对患者(例如人类、动物等)的组织施加高频高热感应电流作为去除不想要的组织或损伤、止血或切去组织的方法。作为通过热感应杀死和/或去除瘤组织来治疗癌症的工具，人们对于高热消融区域的关注和活动越来越多。 

在高热瘤消融技术中，使用高频RF(射频)(例如“RF热消融”)或微波源来加热组织，致使对目标组织的组织学损坏。在RF热消融技术中，例如，使用包括约500kHz和更高的高频来对定位的电极周围的组织进行离子激励和摩擦(例如电阻性)加热。在超过约47℃的温度下对组织发生致命损害(例如，组织蛋白质的变性)，尽管在RF热消融中电极附近产生的热量可达到高达或超过约100℃的温度。 

业已提出依赖高热消融或热感应瘤组织破坏的多种不同的癌消融方法和装置。一个这种实例包括US专利第5,827,276号，其教示了一种用于体积式组织消融的装置。该装置包括具有穿过导管轴颈安装的多根导线的探针，探针具有连接到发生器的有源终端的近端和从导管的远端突出的远端。该教示包括一种可在经皮过程中展开的方法和探针，该探针用单次展开会产生大体积的被热消融组织。 

美国专利第5,935,123号教示一种包括具有导管内腔的导管的RF治疗装置。可拆卸针式电极设置在导管内腔内，并固定到导管。教示治疗装置用于消融所选择的组织块(包括但不限于瘤)，或通过高热治疗组织块。通过高热或消融，选择性地通过RF能量的有控制的传送来治疗瘤部位。 

教示使用高热或热感应癌组织破坏的多种其它方法和装置。但是，RF感应、高热消融的显著限制使得很难将目标癌组织的热感应损伤局部化，同时限制对周围健康、非目标组织的组织学损害和破坏。 

因此，需要选择性地破坏癌细胞同时将对健康组织的损害减到最小的最小侵入的消融技术。 

发明内容

本发明提供用于施加低强度电场以进行选择性地癌细胞破坏和非热组织消融的装置和相关方法。本发明的装置通常设计成将一电极或多个电极引入目标组织区域并对目标组织区域施加电场。它的这个电极或多个电极通常定位成所施加的电场辐射穿过目标组织区域，包括例如电场从目标组织内的位置或定位在目标组织区域内的电极向外沿多个径向辐射的情况。此外，施加到目标组织区域的能量可选择成使电产生的热最小且可避免组织温度的升高。在特定实施例中，所施加的电场通常是低强度(例如低于约50V/cm)和中等频率(例如在约50kHz和300kHz之间)交变电流，其足以提供对目标细胞的低功率或非热消融。业已证实本发明的电极定位和电场施加(例如低功率/非热消融电场)在消融癌细胞方面出乎意料地有效，且热效应不是消融过程的因素。此外，根据本发明的消融过程主要发生在非正常增殖细胞或呈现不规则生长的细胞(例如癌细胞)中。因此，本发明提供其它的优点：提供最小侵入、选择性的癌细胞消融或破坏，同时使正常细胞或组织基本上完好。 

因此，在一方面，本发明包括一种向组织传送电场的方法。这种方法包括将电极定位在包括癌细胞的目标组织区域内，并对目标组织施加交变电场以非热消融电极周围目标组织区域的癌细胞。 

在一实施例中，目标组织区域包括组织的块或实体部分。通常，目标组织区域包括癌细胞，包括例如包括实体瘤的目标组织区域。要经受本发明方法的组织的体积可以变化，并至少部分取决于癌细胞块的大小。目标组织区域的周界尺寸 可以是规则的(例如球形、卵形等)，或者可以是不规则的。可使用诸如超声波、计算断层成像(CT)扫描、X-射线成像、核素成像、磁共振成像(MRI)、电磁成像等之类的常规成像方法来确定和/描述目标组织区域。此外，可使用各种成像系统来将本发明的装置或电极放置和/或定位在患者的组织内或者目标组织区域处或该区域内。