[发明专利]改进的湿性尖部天线设计

说明书

背景技术

技术领域

本发明通常涉及在组织消融手术中使用的微波辐射器。更特别的，本发明涉及改进的扼流器式湿性尖部消融天线。

现有技术

某些疾病的治疗需要破坏恶性组织的生长(例如肿瘤)。已知的是，肿瘤细胞在略低于伤害周围健康细胞的温度的高温情况下发生变性。因此，已知的治疗方法(例如热疗)将肿瘤细胞加热到高于41℃，而维持邻近的健康细胞处于较低温度以避免不可逆的细胞损害。这些方法包括施加电磁辐射以加热组织以及包括组织的消融和凝结。特别的，使用微波能量来凝结和/或消融组织以变性或杀死肿瘤细胞。

微波能量通过微波消融天线来施加，所述微波消融天线刺入组织以到达肿瘤。存在多种类型的微波天线，例如单极和双极天线。在单极和双极天线中，微波能量垂直于导体的轴线辐射。单极天线包括单个细长的微波导体。双极天线通常具有包括内导体和外导体的同轴结构，该内导体和外导体通过电介质部分隔开。更具体而言，双极微波天线包括长、细的内导体，该内导体沿着天线的纵向轴线延伸并且被外导体包围。在某种变型中，外导体的一部分或若干部分可以选择性地移除以使得能量更为有效地向外辐射。该类型微波天线结构通常称作“漏波导”和“漏同轴”天线。

典型的组织刺入式(即经皮插入)微波能量传递设备包括传输部分，该传输部分由沿着设备的轴线延伸的长、细内导体形成。该内导体由电介质材料包围并且外导体相对于电介质材料径向布置并且形成用于传输微波信号的共轴波导。该外导体的传输部分的远端连接到微波天线，该微波天线配置为从传输部分接收微波信号并且辐射微波能量信号至组织。

通过采用高强度的护套来包绕传输部分和/或微波天线的至少一部分来为微波能量传递设备提供结构强度。该高强度护套的远端可以连接到用于刺入组织的尖锐尖部或者形成用于刺入组织的尖锐尖部。

侵入式手术已经得到了发展，其中微波天线传递设备通过经皮插入而被直接地插入到治疗位置处。这种侵入式手术潜在地为所要治疗的组织提供更好的温度控制。由于对恶性细胞进行变性所需的温度和损害健康细胞的温度之间的温差较小，因此已知的加热模式和精确的温度控制是重要的，以使得加热限定于待治疗的组织。例如，阈值温度为约41.5℃的热疗治疗通常对于大多数细胞的恶性成长具有很小作用。然而，在略微高于约43℃到45℃的温度下，常规观察到大多数类型的正常细胞的热损害；因此，在健康组织中必须十分注意防止超过这些温度。

开发用于针对周围组织的控制加热并防止温度提升的系统和方法典型地包括冷却流体，所述冷却流体环绕微波能量传递设备的至少一部分循环。例如，在一系统中，通过薄壁管向微波能量传递设备的远端提供冷却流体。该薄壁管将冷却流体靠近微波天线放置，并且冷却流体通过微波能量传递设备中的返回路径而向近端流动。

为微波能量传递设备提供冷却存在若干挑战。首要的挑战是在微波能量传递设备中提供合适的供应和返回流体路径而不增加微波能量传递设备的总直径。另一挑战在于，提供合适的供应和返回流体路径而保持贯穿整个微波能量传递设备的同心构造。又一挑战在于提供简化组装和生产的合适构造。

发明内容

在下文中所描述的微波能量传递设备包括形成流体冷却设备的组件，该流体冷却设备具有沿着设备长度方向基本同心的几何结构却而不增加微波能量传递设备的总直径。

本文描述了一种制造微波能量传递设备的装置和方法，其对于无辅助地引导插入组织来说在结构上是足够稳健的。微波天线通常包括辐射部分，所述辐射部分可以连接到供给线路(或轴)，所述供给线路继而可以通过缆线连接到功率产生源(诸如发生器)。该微波组件可以是单极微波能量传递设备但是优选地是双极组件。辐射部分的远端部分优选地具有渐缩端，该渐缩端终止于尖部处以允许以最小的阻力直接插入到组织中。近端部分定位于远端部分的近侧。

通过各种不同设计部分解决了将天线组件无辅助地引导插入到组织中(例如经皮的)、同时保持外部护套的最小壁厚小于0.010英寸所需要的足够刚度。微波设计的实施例包括同轴缆线。该同轴缆线包括内导体、外导体、以及位于二者中间的电介质绝缘体。辐射段包括与供给线路相联接的双极天线以及在其远端处和双极天线相联接的套针。该微波天线还包括围绕外导体布置的流入海波管。该流入海波管向辐射部分供应流体。该流入海波管能够增加强度因而允许了微波天线的外部护套的更小厚度需求。