[发明专利]微型化的微波消融组件

说明书

公开了微波施加器，所述微波施加器包括第一传输线路区段、第二传输线路区段和第三传输线路区段。第一传输线路区段包括第一内导体、布置在第一内导体上的第一电介质和布置在第一电介质上的第一外导体。第二传输线路区段包括第二内导体、布置在第二内导体上的第二电介质和布置在第二电介质上的第二外导体。第三传输线路区段包括布置在第三内导体上的第三内导体、布置在第三电介质的近端部上的第三外导体。通过调整第三传输线路区段的长度，可以调整从第一传输线路区段窥视第二传输线路区段的阻抗。

技术领域

本公开总体涉及微波消融组件，更特别地，涉及微型化的微波消融组件以及最大化它们的功率传递。

背景技术

电磁场可以用于加热和消灭肿瘤细胞。治疗可以包括将消融探头插入到已经确认有癌症肿瘤的组织中。一旦消融探头被合适地定位，那么消融探头将在围绕消融探头的组织内感应产生电磁场。

在比如癌症的疾病的治疗中，已经发现某些类型的肿瘤细胞在提高温度(稍微低于一般对健康细胞有伤害的温度)下会变性。已知的治疗方法，比如高温疗法，将患病的细胞加热到高于41℃的温度，同时保持毗邻的健康细胞低于会发生不可逆细胞破坏的温度。所述这些方法包括施加电磁场以加热或消融组织。

已经开发了利用电磁场的装置以用于各种用途和实施。典型地，用于在消融手术中使用的设备包括起到能量源的作用的能量产生源(例如，微波发生器)和用于将能量引导至目标组织的外科器具(例如，具有天线组件的微波消融探头)。通常，发生器和外科器具被具有多个导体的线缆组件可操作地联接，用于将来自发生器的能量传递至器具，并且用于通信控制、反馈和识别器具和发生器之间的信号。

使用若干类型的微波探头，例如单极、偶极和螺旋的类型，所述微波探头可以用于组织消融的实施中。在单极天线组件和偶极天线组件中，微波能量从导体的轴线大体垂直地辐射出去。单极天线组件典型地包括单一细长导体。典型的偶极天线组件包括两个细长导体，所述两个细长导体是直线对齐的并且相对于彼此端部对端部定位，同时两者之间放置有电绝缘体。螺旋天线组件包括各种尺寸(例如，直径和长度)的螺旋形的导体构造。螺旋天线组件的操控的主要模式是正常模式(边射)和轴线模式(端射)，在所述正常模式中螺旋所辐射的场在螺旋轴线的垂直面中是最大的，在所述轴线模式中最大辐射沿螺旋轴线。

通过各种方法实施用于热消融的组织加热，所述方法包括从实施表面或实施元件传导热、通过从电极到接地垫的电流动进行离子激发(基于电流的技术)、光学波长吸收，或者，在微波消融的情况下，通过天线电磁场内的水分子的介电弛豫(基于场的技术)。消融区域可以划分为两个部分：主动消融区域和被动消融区域。

主动消融区域最接近消融装置并且包围受到高密度能量吸收的组织体积。对主动区域能量吸收的显著贡献是来自能量产生器产生的能量。热传导对主动区域能量吸收是非显著贡献。在基于电流和基于场的消融技术中，该主动加热来自欧姆损失(基于电流的)和介电弛豫(基于场的)。在将足够量的能量从消融能量发生器输送到主动区域的情况下，在给定的施加时间处、在除流体流动非常快速的区域(比如围绕大血管或气道以及在大血管或气道中)之外的所有区域中确保热组织破坏。主动消融区域的尺寸和形状可以通过消融装置设计来确定。因此主动消融区域可以用于在给定的形状和体积的组织上产生可预测的消融效果。

被动消融区域围绕主动区域并且包围经受更低密度能量吸收的组织体积。对被动区域能量吸收的显著贡献是来自更热的主动区域的热传导。由于能量发生器产生的能量的直接加热对被动区域能量吸收是非显著贡献。在被动消融区域内的组织可能在给定的实施时间处经受或不经受组织破坏。生理机能的冷却可以抵消来自更低等级能量吸收的加热，并且因此不允许在被动区域内发生足够的加热以杀死组织。被动区域内患病的或者灌注差的组织可能比其他组织更容易加热，并且也可能更容易受到来自消融区域内更热区域的热传导的影响。因为在目标生理机能内跨越空间的这些不同的场景，所以依赖被动区域以实施热消融是具有不可预测的结果的挑战。