[发明专利]电外科装置和电外科仪器

说明书

一种能够支持在多个频率下的微波能量共振的电外科仪器。所述仪器包括同轴电缆和辐射远侧尖端部分，所述辐射远侧尖端部分被设置成从所述同轴电缆接收微波能量。所述辐射尖端部分由介电材料组成，所述介电材料具有结合其在三个或更多个微波能量频率下的介电特性所选择的电长度，以支持在每个频率下共振。通过提供可以按三个或更多个频率将微波能量有效地耦合到生物组织中的单个设备，可以准确地快速执行组织消融。所述仪器可以用在包括发生器的装置中，所述发生器被设置成供应三个或更多个不同频率的微波能量。

技术领域

本申请涉及一种用于以多个频率将电磁(EM)能量递送到生物组织中的电外科装置。特别地，本申请涉及一种用于无创插入或经皮插入到治疗部位的电外科仪器，所述电外科仪器被配置用于以多个微波频率向组织有效地递送EM能量。

背景技术

用于向身体组织供应EM能量的电外科设备和装置是已知的。

典型地，用于向身体组织递送EM能量的装置包括：包括EM能量源的发生器，以及与所述发生器连接以向组织递送能量的电外科仪器。

已经发现EM能量(并且特别是微波和射频(RF)能量)在电外科手术中是有用的，因为它们能够切割、凝固、和消融身体组织。

此外，使用微波发射探针来治疗肺部的各种病症是已知的。例如，微波辐射可用于治疗哮喘和消融肺部的肿瘤或病变。

发明内容

最一般地，本发明提供了一种电外科仪器，所述电外科仪器能够支持在多个频率(例如三个或更多个大于1GHz的频率)下的微波电磁(EM)能量共振。通过提供可以按三个或更多个频率将微波能量有效地耦合到生物组织中的单个设备，可以准确地快速执行组织消融。

根据本发明，可以提供一种用于向生物组织中递送微波电磁(EM)能量的电外科仪器，所述仪器包括：用于传送微波EM能量的同轴电缆，所述同轴电缆具有内导体、外导体和第一介电材料，所述第一介电材料将所述内导体与所述外导体分离；以及辐射尖端部分，所述辐射尖端部分被布置在所述同轴电缆的远端，以接收来自所述同轴电缆的微波EM能量，所述辐射尖端部分包括不同于所述第一介电材料的第二介电材料，其中所述辐射尖端部分具有结合其在三个或更多个微波EM能量频率下的介电特性所选择的电长度，以支持在所述三个或更多个微波EM能量频率下共振。本发明使用下述原理来操作：不同频率的微波EM能量穿透到生物组织中不同深度，并且特别地，较高频率的EM能量致使身体组织的更快和更局部化的加热。常规的组织消融技术倾向于使用加热较大体积的身体组织但需要较长的时间来产生希望的温度增加的频率。因此，在消融的尺寸和治疗的速度之间出现必要的权衡。

以微波频率(即大于1GHz)向生物组织中传递能量的常规机制是电介质加热，其中微波EM能量驱动组织中的分子振荡。典型地，邻近电介质加热区的生物组织也经历温度升高。其机制是传导，即热能从电介质加热区消散。发明人已经观察到，这两种加热机制在多个频率下组合可以使微波EM能量能够产生比典型地与微波能量频率相关联的情况更大的治疗区的温度升高。而且，可以在比使用较低(非微波)EM能量时可能的情况更短的时间范围内实现该区中的加热。

本发明的治疗技术使用多个频率，部分是为了适应由加热引起的生物组织的物理特性和介电特性的变化。特别地，介电特性的变化会影响所述辐射尖端部分、所述同轴电缆、和所述组织之间的相对阻抗匹配。通过首先以较高频率加热组织，可以改进在较低频率下向生物组织递送能量的效率。

在此，提及微波EM能量指的是频率大于1GHz(例如，在1GHz和300GHz之间的范围内)的电磁能量。优选的频率是2.45GHz、5.8GHz和14.5GHz，因为已知它们对消融肿瘤(尤其是肺肿瘤)产生了特别令人满意的加热效果。这三个频率组合起来可以提供对治疗痔疮和/或瘘管有效的加热效果，并因此设想本发明可以进一步用于治疗痔疮和瘘管。