[发明专利]用于电外科器械的微波放大设备

说明书

各种实施方案提供了一种用于电外科器械的微波放大设备。微波放大设备包括：电缆组件；近侧发射部分；和远侧放大部分。近侧发射部分连接到电缆组件的近侧端部，并且近侧发射部分包括：DC源，其被配置为沿电缆组件发射DC信号；和微波源，其被配置为沿电缆组件发射微波信号。远侧放大部分连接到电缆组件的远侧端部，并且远侧放大部分包括：功率放大器，其被配置为接收微波信号作为待放大的输入信号。远侧放大部分被配置为将DC信号作为漏极电压施加在功率放大器两端。此外，功率放大器具有输出端，输出端可连接以将放大的微波信号递送到被配置为将微波能量递送到生物组织中的结构。其他实施方案提供了一种包括微波放大设备的电外科器械。

技术领域

本发明涉及电外科设备，其中微波频率能量被用于治疗生物组织，例如以进行消融或止血(即通过促进血液凝固来密封破裂的血管)。其可用作外科设备的一部分，该外科设备还递送射频能量，例如用于切割组织。

背景技术

已发现电磁(EM)能量，特别是微波和射频(RF)能量，因其能够切割、凝结和消融身体组织而可用于电外科手术。通常，用于向身体组织递送EM能量的设备包括包含EM能量源的发生器以及连接到发生器以用于将能量递送到组织的电外科器械。常规的电外科器械经常被设计成经皮地插入到患者的身体中。然而，例如如果靶部位是在移动的肺或胃肠(GI)道的薄壁区段中，则可能难以将器械经皮地定位在身体中。其他电外科器械可通过外科观测装置(例如，内窥镜)递送到靶部位，该外科观测装置可延伸穿过身体内的通道，诸如气道或者食管或结肠的管腔。这允许微创治疗，微创治疗可降低患者的死亡率并且降低术中和术后并发症率。

使用微波EM能量进行组织消融是基于生物组织主要由水构成的事实。人体软器官组织的水含量通常在70％到80％之间。水分子具有永久电偶极矩，这意味着整个分子中都存在电荷不平衡。当分子旋转以使它们的电偶极矩与所施加电场的极性对准时，这种电荷不平衡导致分子响应于由时变电场的施加所产生的力而移动。在微波频率下，快速的分子振荡导致摩擦加热和随之而来的场能以热量的形式耗散。这被称为电介质加热。

微波消融疗法利用了这一原理，在该疗法中，靶组织中的水分子通过以微波频率施加局部电磁场而被快速加热，从而导致组织凝固和细胞死亡。已知使用微波发射探头来治疗肺和其他器官中的各种病状。例如，在肺中，微波辐射可用于治疗哮喘并且消融肿瘤或病灶。

手术切除是从人体或动物体内移除器官的区段的手段。此类器官可能是高度血管化的。当切割(分割或横切)组织时，被称为微动脉的小血管会损坏或破裂。最初的出血紧接着是凝固级联，其中血液变成凝块以试图堵住出血点。在手术期间，让患者尽可能少地失血是合意的，因此已开发出各种装置以试图提供无血切割。对于内窥镜手术，出现出血并且不能尽可能快地或通过方便的方式处置也是不合意的，因为血流可能会模糊术者的视觉，这可能会导致需要终止手术，并且替代地使用另一方法，例如开放手术。

电外科发生器已普遍深入到医院手术室中以用于开放式手术和腹腔镜手术，并且还越来越多地出现在内窥镜检查套件中。在内窥镜手术中，通常穿过内窥镜内部的管腔插入电外科附件。考虑到腹腔镜外科手术的等同的进入通道，此类管腔具有比较窄的孔和较大的长度。在肥胖症患者的情况下，手术附件从手柄到RF尖端可具有300mm的长度，而腹腔镜情况下的等效距离可超过2500mm。

代替锋利的刀片，已知可使用射频(RF)能量来切割生物组织。使用RF能量切割的方法使用如下原理进行操作：在电流(受助于细胞的离子内容物和细胞间电解质)穿过组织基质时，整个组织上对电子流的阻抗产生热量。当将RF电压施加到组织基质时，在细胞内产生足够的热以使组织的水分蒸发。由于这种增加的干化，特别是在与所述器械(本文被称为RF刀片)的RF发射区域相邻的具有通过组织的整个电流路径的最高电流密度之处，与RF刀片的切割极相邻的组织失去与刀片的直接接触。随后所施加的电压看起来几乎完全落在此空隙上，从而进行电离而形成等离子体，所述等离子体与组织相比具有非常高的体积电阻率。这一差异很重要，因为它将所施加的能量集中到完成RF刀片的切割极与组织之间的电路的等离子体。足够缓慢地进入等离子体的任何挥发性材料都被蒸发，并且因此感知到组织解剖等离子体。