專利名稱：：外科手術(shù)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適合于將能量可控地遞送到生物組織中的外科手術(shù)天線。
背景技術(shù)：
：在對(duì)人體或者動(dòng)物體內(nèi)的血管分布程度高的器官進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)的過量失血在使用常規(guī)外科手術(shù)工具比如手術(shù)刀片時(shí)是一個(gè)特別的問題。肝是身體內(nèi)的最大內(nèi)部器官并且是包含于腹部中的葉狀腺器官。肝的主要作用在于將消化產(chǎn)物處理成對(duì)身體有益的物質(zhì)。它也中和血液中的有害物質(zhì)、分泌用于消化脂肪的膽汁、合成血漿蛋白質(zhì)并且存儲(chǔ)糖原以及一些礦物質(zhì)和維生素。當(dāng)肝患有疾病或者癌癥時(shí)，可能有必要去除肝的部分或者在原位殺死癌細(xì)胞以便治愈患者。與常規(guī)肝外科手術(shù)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)或者弊端之一在于在外科手術(shù)過程中大量失血。例如，已經(jīng)報(bào)導(dǎo)在用以去除肝腫瘤的長時(shí)間和復(fù)雜外科手術(shù)過程中的平均失血在2品脫與20品脫之間。肝在它被切割時(shí)可能出血的程度可能導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率以及在外科醫(yī)生嘗試可控地切入器官中時(shí)給他或者她帶來可見度問題。肝癌癥或者肝癌是一種世界范圍的重要死亡肇因。僅在美國每年就有逾18,000位新增患者^L診斷患有原發(fā)性肝腫瘤。癌腫瘤和周圍組織區(qū)的外科手術(shù)去除目前是治療選擇，而肝切除術(shù)通常被認(rèn)為是針對(duì)原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性肝腫瘤的唯一可能治愈的治療手段。嘗試解決上述問題的一種已知設(shè)備由按一種形式布置的四個(gè)針天線構(gòu)成，四個(gè)天線通過所述形式插入肝組織中并且連接到射頻頻率發(fā)生器(頻率范圍為480-700kHz之間)，從而使針周圍的組織被加熱以密封血管。這提供了干燥邊緣，所述干燥邊緣^被切割以去除肺瘤或者患病部分或者片段。
發(fā)明內(nèi)容6總體而言，本發(fā)明提供一種與切割刀片相關(guān)聯(lián)的外科手術(shù)天線，其中所述天線被布置成將微波能量可控地遞送到刀片切穿組織的區(qū)域。微波能量可以使血液凝結(jié)以在該區(qū)域有效地封閉血流。另夕卜，天線也可以用來通過將癌細(xì)胞即時(shí)地加熱到造成細(xì)胞壞死的溫度來治療肝或者任何其它血管分布程度高的器官內(nèi)的大型癌肺瘤，但是防止組織燒焦并且使對(duì)腫瘤周圍的健康組織造成的破壞最少。因此，本發(fā)明可提供一種可以同時(shí)凝結(jié)(或者密封)組織和高效地切割組織的設(shè)備，由此能夠使血流減少或者最少或者防止過量失血。這一操作與常規(guī)設(shè)備形成對(duì)照，在常規(guī)設(shè)備中在燒蝕過程之后執(zhí)行用以從健康部分去除患病部分的切割過程。本發(fā)明對(duì)血管分布程度高的器官或者組織結(jié)構(gòu)的固體器官外科手術(shù)特別有利。本發(fā)明也可以用來治療癌腫瘤，其中要求燒蝕人體內(nèi)的大型器官例如肝或者肺中存在的固體腫瘤。本發(fā)明利用了使用高頻微波輻射以將燒蝕區(qū)域局部化并且在所述局部化區(qū)域中產(chǎn)生足夠高的能量密度以即時(shí)地加熱組織從而造成有效的熱燒蝕或者燒灼的優(yōu)勢(shì)。這些特征可以在切除和腫瘤燒蝕應(yīng)用中均提供益處。因而，本發(fā)明的第一方面可以提供一種外科手術(shù)器械，所述外科手術(shù)器械具有切割部件，具有用于切割生物組織的邊緣；以及天線，布置成在切割部件的邊緣發(fā)射基本上均勻的微波輻射場(chǎng)。所述場(chǎng)可以在進(jìn)行切割的同時(shí)發(fā)射，由此即時(shí)地提供密封(燒灼)輻射。優(yōu)選地，天線被布置成沿著切割器械的邊緣發(fā)射場(chǎng)。天線優(yōu)選地包括饋送結(jié)構(gòu)，用于連接到微波輻射源；以及輻射部分，布置成發(fā)射輻射場(chǎng)。切割部件可以包括輻射部分，并且可以包括用于從饋送結(jié)構(gòu)接收能量的耦合部分。優(yōu)選地，耦合部分用于使得切割部件接收從饋送結(jié)構(gòu)耦合的基本上最大的場(chǎng)。除了在近端耦合部分和遠(yuǎn)端輻射部分之外，切割部件可以具有金屬化表面。饋線結(jié)構(gòu)可以包括例如負(fù)載有切割部件的波導(dǎo)。天線可以包括多個(gè)輻射部件，例如并排附接的多個(gè)切割部件，用以增加器械的切割刀片長度。替選地，多個(gè)貼片天線可以在邊緣的附近制作在單個(gè)切割部件上。饋送結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包括布置成將來自單個(gè)微波輻射源的功率在多個(gè)輻射部件中的各輻射部件之間平均地分離的功率分離器。本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)可以用于在肝切除中使用，其中要求去除肝的部分而不造成過量失血。肝的所述部分(或者區(qū)段)可能是癌性的或者可能例如由于過量飲酒而患病或者受損。優(yōu)選地，輻射頻率被選擇成在切割區(qū)提供基本上均勻的場(chǎng)，并且更優(yōu)選地提供對(duì)健康組織的破壞進(jìn)行限制的輻射穿透深度。穿透深度在這里被限定為能量減少至在天線的遠(yuǎn)端(天線)處的值的37%的點(diǎn)(或者距離)。這對(duì)于肝治療而言特別地重要，盡可能多地保留肝以使該器官能夠成功地再生是很重要的。優(yōu)選地，天線結(jié)合到切割刀片中以形成輻射刀片結(jié)構(gòu)。因此，輻射刀片的銳邊緣可以進(jìn)行切割動(dòng)作，同時(shí)微波能量可以在刀片切穿組織時(shí)執(zhí)行使血管分布程度高的組織結(jié)構(gòu)凝結(jié)或者密封的功能，以防止失血。優(yōu)選地，輻射微波能量的場(chǎng)分布集中于刀片的切割邊緣處或者周圍，并且被引導(dǎo)到組織結(jié)構(gòu)中。高微波頻率(這里限定為10GHz或者更高)的使用由于輻射能量的有限穿透深度和以下能力而與使用更低微波頻率的系統(tǒng)相比提供了特定優(yōu)勢(shì)，所述能力為通過能夠沿著刀片的長度產(chǎn)生均勻場(chǎng)、同時(shí)又能夠切穿組織以去除患病或者癌組織的部分來使小的銳利刀片結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒛芰扛咝У剌椛涞浇M織中以封閉血流。微波頻率越高，能量分布變得越局部化，并且在發(fā)生切割動(dòng)作的部位處的能量密度對(duì)應(yīng)地高，因此變得更易于在切割刀片引入血管分布程度高的生物組織結(jié)構(gòu)中時(shí)有效地密封血流?；旧暇鶆虻膱?chǎng)分布可以沿著切割邊緣實(shí)現(xiàn)均勻的凝結(jié)或者其它組織效應(yīng)。使用低頻微波能量(例如lGHz或者更低)會(huì)導(dǎo)致天線的非輻射區(qū)，這降低了設(shè)備產(chǎn)生有效凝結(jié)的能力。通過沿著刀片的邊緣發(fā)射具有適當(dāng)能量密度的均勻微波能量場(chǎng)，在外科醫(yī)生切穿組織結(jié)構(gòu)時(shí)能夠有效地密封傷口。本發(fā)明可以革新對(duì)人體內(nèi)血管分布程度高的器官的外科手術(shù)。上文^^開的表現(xiàn)本發(fā)明的切割/密封方面的天線結(jié)構(gòu)也可以用于燒蝕生物組織以例如實(shí)現(xiàn)對(duì)肝內(nèi)的癌肺瘤的受控和集中燒蝕。在本發(fā)明的這一方面中，再次利用產(chǎn)生局部化的或者集中的微波能量的能力，但是在這一實(shí)例中，多個(gè)輻射部件用來擴(kuò)展能量分布。另外，這里>^開的天線結(jié)構(gòu)可以用來獲得關(guān)于生物組織結(jié)構(gòu)的信息，以《更例如區(qū)分組織類型，和/或識(shí)別各種類型的癌胂瘤，和/或確定腫瘤生長階段，和/或控制相關(guān)電子儀表以使外科手術(shù)天線的輻射部分與生物組織的復(fù)阻抗能夠阻抗匹配，從而在能量源與正在被治療或者切除的生物組織之間實(shí)現(xiàn)最大功率傳送。在肝切除過程中，由于需要將能量高效地投送到肝組織和血液中，因此該后一特征可能特別有利。這兩個(gè)負(fù)載有不同阻抗值。這種阻抗變化意味著將有輻射刀片與負(fù)載之間的阻抗匹配的變化，因此一部分功率將沿著能量遞送線纜往回反射。在本說明書中，微波意味著在5GHz與100GHz之間、但是優(yōu)選地在10GHz與25GHz之間并且甚至更優(yōu)選地在14GHz與22GH之間的頻率范圍。例如，可以使用14.5GHz或者24GHz的點(diǎn)頻。較高頻率(例如24GHz)可以提供比如比較低頻率(例如14.5GHz)更小尺寸的波導(dǎo)線纜組件、更小尺寸的天線和更小的穿透深度這樣的優(yōu)點(diǎn)。例如，在肝中在24GHz穿透深度為l.lmm，而在14.5GHz穿透深度為2mm。更小的穿透深度可以允許更高的能量密度和在刀片切穿組織時(shí)發(fā)生更即時(shí)的密封或者凝結(jié)。天線可以包括負(fù)載波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、微帶天線型結(jié)構(gòu)和同軸結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，天線結(jié)構(gòu)包括用于增加能量分布的尺寸以實(shí)現(xiàn)對(duì)固體腫瘤的大體積組織燒蝕的裝置。本發(fā)明也可以用來治療脾。脾是在多數(shù)脊推動(dòng)物中在血細(xì)胞的產(chǎn)生和去除過程中涉及到的腹部器官，并且形成免疫系統(tǒng)的一部分。這里描述的外科手術(shù)天線的具體實(shí)施例可以用來進(jìn)行脾切除以去除脾的受損部分或者使裂傷凝結(jié)。然而，這里介紹的天線結(jié)構(gòu)不限于用于肝切除、肝腫瘤燒蝕或者脾切除，并且也可以用來治療其它器官，其中由天線生成的能量分布和天線的物理形狀提供了勝于現(xiàn)有治療方法和系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可以提供以下優(yōu)點(diǎn)-高頻微波能量可以使有效發(fā)熱的體積能夠根據(jù)能量的穿透深度而被局部化，這導(dǎo)致快速的熱量生成并且使微波能量克服灌注法的散熱效應(yīng)，國天線的輻射部分(天線)可以與正在治療的生物組織的阻抗進(jìn)行動(dòng)態(tài)地阻抗匹配，這4吏能量高效地遞送到組織中以提供即時(shí)和可控的組織燒蝕或者燒灼，國輻射的穿透深度受限，這可以實(shí)現(xiàn)受控的組織破壞。畫無需用以提供回傳電流路徑的外部接地墊，這可以減少與建立系統(tǒng)有關(guān)的復(fù)雜度并且防止在回傳墊與皮膚的表面進(jìn)行間歇接觸時(shí)可能造成的表面皮膚灼傷，-能量遞送不因?yàn)橥獠炕貍鲏|與皮膚的表面進(jìn)行不良接觸或者因?yàn)閴|脫落或者被拔掉而停止，-無需雙極天線布置或者4吏用鹽水以產(chǎn)生局部化傳導(dǎo)路徑，因此可以使用單個(gè)切割/切除天線或者肺瘤燒蝕天線，以及國由于微波能量可以有效地'密封，敞開的傷口，所以本發(fā)明可以有助于防止或者最小化出現(xiàn)手術(shù)后感染的可能性。由于生物組織是有損耗的電介質(zhì)，它們吸收由輻射天線產(chǎn)生的大量微波能量。在人體組織中，導(dǎo)電率和相對(duì)電容率高度依賴于頻率和溫度，因此針對(duì)與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的識(shí)別應(yīng)用使用高微波頻率是有利的。在一個(gè)實(shí)施例中，天線結(jié)構(gòu)的輻射部分可以動(dòng)態(tài)地,皮調(diào)諧或者與變化的組織負(fù)載阻抗進(jìn)行阻抗匹配(即輻射刀片或者結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端可以被調(diào)節(jié)成治療組織的復(fù)阻抗的復(fù)共軛)，以便優(yōu)化遞送到組織中的功率并且4^^射最少。此夕卜，或者替選地，天線還可以被布置成實(shí)現(xiàn)對(duì)組織特征進(jìn)行測(cè)量。例如，天線可以與如在WO2004/047659或者WO2005/115235中公開的治療系統(tǒng)儀器一起使用。然而，本發(fā)明不限于在這些電外科手術(shù)系統(tǒng)中4吏用，而是也可以在其它電外科手術(shù)治療和/或測(cè)量系統(tǒng)中使用。例如，本發(fā)明也可以在沒有組織測(cè)量或者動(dòng)態(tài)阻抗匹配電路的情況下使用，也就是說，它可以連接到提^5l調(diào)節(jié)功率電平和遞送時(shí)間(例如可變脈沖持續(xù)時(shí)間)的微波源的系統(tǒng)。優(yōu)選地，單個(gè)頻率源振蕩器和固態(tài)放大器單元用來產(chǎn)生微波能量。因而，在第二方面中，本發(fā)明可以提供一種外科手術(shù)切割裝置，所述外科手術(shù)切割裝置具有微波輻射源，被布置成生成微波輻射；；^據(jù)上述第一方面所述的外科手術(shù)儀器；反射輻射檢測(cè)器，連接在所述源與切割儀器之間；以及阻抗調(diào)節(jié)器，連接在所述源與切割儀器之間；其中反射輻射檢測(cè)器被布置成檢測(cè)通過儀器朝著源往回反射的微波輻射的量值和相位，并且阻抗調(diào)節(jié)器具有可基于反射的微波輻射的檢測(cè)量值和相位來控制的可調(diào)復(fù)阻抗。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種波導(dǎo)天線結(jié)構(gòu)，所述波導(dǎo)天線結(jié)構(gòu)具有用于輻射部件(天線)和銳利刀片的硬陶瓷材料。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種具有設(shè)置到銳利刀片一端上的多個(gè)貼片天線的微帶天線結(jié)構(gòu)。對(duì)于后一實(shí)施例，貼片天線可以設(shè)置在銳利刀片的末端的第一側(cè)上，其中刀片的第二側(cè)完全被金屬化以形成接地平面。在這樣的布置中，天線饋送結(jié)構(gòu)也可以設(shè)置在與輻射貼片相同的一側(cè)上。尤其是對(duì)于肝臟切10除術(shù)，可以使用三板或者帶線微波結(jié)構(gòu)。頻率選捧可能受以下因素中的一個(gè)或者多個(gè)因素影響通過到組織中的輻射而產(chǎn)生受控深度的穿透的能力、能夠沿著雙輻射和切割刀片的邊緣生成均勻組織效應(yīng)(凝結(jié))、能夠在輻射刀片的表面生成足夠的功率(能量)以有效地凝結(jié)或者燒蝕組織、能夠產(chǎn)生足夠高的局部能量密度以實(shí)現(xiàn)在高度灌注區(qū)域中的即時(shí)凝結(jié)，以及可以用來生成所需功率(能量)電平的固態(tài)器件的可用性。14.5GHz點(diǎn)頻可以提供上文列舉的所有因素之間的折衷。可以考慮的其它適當(dāng)點(diǎn)頻為18GHz、20GHz和22GHz。為了實(shí)現(xiàn)在人體內(nèi)使用天線結(jié)構(gòu)，所用材料優(yōu)選地具有生物兼容性并且優(yōu)選地不會(huì)給患者帶來風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這里給出的確定用于天線i殳計(jì)的材料包括藍(lán)寶石、銀、特氟隆(Teflon)⑧和二氯對(duì)二曱^n聚體(ParyleneC)。本發(fā)明可以不限于以單頻操作。例如，可能理想的是在點(diǎn)頻(例如14.5GHz)周圍+Z-50MHz的頻率范圍內(nèi)操作天線?？梢哉{(diào)節(jié)天線的尺度以適應(yīng)與本發(fā)明有關(guān)的根本理論保持有效的任何頻率(或者頻率范圍)。對(duì)于一些天線布置，可以優(yōu)選地在位于15GHz與25GHz之間的頻率范圍內(nèi)的固定頻率操作，在所述頻率范圍中可以沿著小的外科手術(shù)天線的刀片例如手術(shù)刀片的邊緣生成均勻的場(chǎng)，而沿著臺(tái)式發(fā)生器與向外科手術(shù)天線的輸入之間的饋送線纜的功率損耗沒有過量，例如小于每米l.SdB。對(duì)于在被認(rèn)為對(duì)本發(fā)明的實(shí)施有用的頻率范圍的上限操作的設(shè)備(如上文限定的那樣)，可能有利地是將微波功率發(fā)生i殳備移動(dòng)成與輻射天線緊密鄰近，以使使所述功率發(fā)生i殳備與所述輻射天線之間插入的能量遞送線纜內(nèi)的插入損耗效應(yīng)最小。所公開的用于在本發(fā)明中使用的材料可以用于被優(yōu)化成在其它微波頻率下操作的類似的外科手術(shù)治療和/或測(cè)量天線結(jié)構(gòu)。在這一實(shí)例中，可以根據(jù)特定選擇頻率來調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的幾何形狀。優(yōu)選地，將使用電磁場(chǎng)仿真工具來優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)。當(dāng)天線結(jié)構(gòu)與在WO2004/047659中描述的動(dòng)態(tài)阻抗匹配系統(tǒng)一^^f吏用時(shí)，希望在控制電子器件(發(fā)生器)的輸出端與輻射天線之間的線纜組件的插入損私f可能低，例如小于ldB,以便保證在輻射天線刀片上可用的功率最大化并且也實(shí)現(xiàn)在發(fā)生器的輸出端與輻射天線之間建立諧振腔，以使得即使當(dāng)輻射天線與組織負(fù)載之間存在很大的阻抗失配時(shí)，仍然遞送最大功率。為了實(shí)現(xiàn)所需的最小插入損耗，可以優(yōu)選使用波導(dǎo)線纜組件而不是同軸線纜組件。優(yōu)選使用柔性波導(dǎo)線纜組件并且可以優(yōu)選使用柔性-可扭曲波導(dǎo)線纜組件。優(yōu)選地，定制的波導(dǎo)法蘭系統(tǒng)用來將波導(dǎo)組件的近端連接到發(fā)生器的輸出功率遞送端口。定制的法蘭系統(tǒng)可以包括彈簧片布置，或者兩個(gè)圓形螺紋部分可以附接到兩個(gè)波導(dǎo)法蘭以實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)法蘭連接在一起。這些布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于避免需要使用常規(guī)固定件在開始治療之前將兩個(gè)法蘭擰緊在一起、然后在結(jié)束治療時(shí)擰開它們。常規(guī)波導(dǎo)固定件由于需要四個(gè)螺桿和關(guān)聯(lián)螺母/墊圏而本身無法良好地與一次性單元一起使用。以這一方式連接和移除治療天線組件對(duì)于外科醫(yī)生或者臨床醫(yī)生(即IMt員)而言可能M煩的，因而上述可選布置可以克服這一潛在限制。在一個(gè)實(shí)施例中，天線包括負(fù)載波導(dǎo)腔，其中負(fù)載物包括一段電介質(zhì)材料。電介質(zhì)材料優(yōu)選為低損耗材料，例如在操作頻率具有小于o.ooi的tanS或者耗散因子。電介質(zhì)材料優(yōu)選為能夠被銳化以產(chǎn)生切割刀片或者切割邊緣的硬材料，該切割刀片或者切割邊緣可以用來以與雕刻刀或者手術(shù)刀片的方式相似的方式切穿生物組織。優(yōu)選地，電介質(zhì)材料具有生物兼容性以4吏它能夠用于直接與生物組織結(jié)構(gòu)接觸。波導(dǎo)部分優(yōu)選地適合于將電介質(zhì)材^持或者夾緊就位。電介質(zhì)材料的表面可以變粗糙或者滾花以提供用以防止電介質(zhì)材料脫離波導(dǎo)部分的物理手段。用于電介質(zhì)材料的介電常數(shù)選擇可以依賴于電介質(zhì)材料將與之進(jìn)行接觸的材料的負(fù)載阻抗、即生物材料的電容率。例如，相對(duì)電容率為5.2的電介質(zhì)材料可以用來在空載波導(dǎo)腔與相對(duì)電容率為27的生物組織塊之間提供阻抗匹配。這一分析可能未考慮與材料相關(guān)聯(lián)的耗散因子，因此，化所述結(jié)構(gòu))。優(yōu)選地，波導(dǎo)腔內(nèi)的電介質(zhì)材料的電長JLA在所需^Mt頻率下的波長的四分之一的奇數(shù)倍以使材料能夠充當(dāng)用以將空載波導(dǎo)的阻抗與生物組織負(fù)載的阻抗進(jìn)行匹配的阻抗匹配變換器。優(yōu)選地，從波導(dǎo)突出到自由空間中的電介質(zhì)材料部分朝著切割邊緣逐漸變細(xì)，以便通過消除介電常數(shù)的大階躍而使不連續(xù)最小化?？梢允褂脺?zhǔn)錐形的桿來實(shí)施這一變換，該桿具有長度優(yōu)選為與在感興趣頻率下的波長的四分之一或者其奇數(shù)倍相等的多個(gè)離散階躍。優(yōu)選地，可以在向天線提供功率的柔性線纜組件與天線的電介質(zhì)材料12之間形成的波導(dǎo)腔中包括調(diào)諧布置(例如調(diào)諧濾波器)。調(diào)諧布置可以采用可以擰緊到波導(dǎo)腔中以引入電容或者電感電抗的一個(gè)、兩個(gè)或者三個(gè)調(diào)諧螺桿(或者短截線)的形式；特定電抗類型和電抗值將依賴于波導(dǎo)腔內(nèi)的調(diào)諧螺桿的距離。在使用多個(gè)調(diào)諧螺桿的實(shí)例中，螺桿中心之間的距離優(yōu)選為波導(dǎo)波長的四分之一或者八分之一的奇數(shù)倍。調(diào)諧布置可以使天線能夠與各種組織負(fù)載阻抗靜態(tài)地進(jìn)行阻抗匹配，所述各種組織負(fù)載阻抗代表可以向輻射電介質(zhì)刀片呈現(xiàn)的生物組織。優(yōu)選地，天線與生物組織的初始狀態(tài)靜態(tài)地進(jìn)行阻抗匹配，以便使波導(dǎo)腔和柔性線纜組件內(nèi)產(chǎn)生的駐波最少。這即4吏在天線與動(dòng)態(tài)阻抗匹配系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)也是理想的。這一條件在使波導(dǎo)腔和柔性線纜組件的發(fā)熱最少以及防止由于結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的駐波而生成的高電壓或者電流所造成的材料應(yīng)力和/或擊穿方面提g勢(shì)。可以使用駐留于波導(dǎo)腔內(nèi)的固定柱或者短截線來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)阻抗匹配。優(yōu)選地，波導(dǎo)的表面涂有傳導(dǎo)率高的材料以便使導(dǎo)體損耗最少?？梢允褂勉y。也可能理想的是用金屬材料涂覆電介質(zhì)材料在波導(dǎo)腔外突出到自由空間中的一部分，以便防止電介質(zhì)材料沒有與生物組織接觸的表面向自由空間輻射。用銀材料層涂覆電介質(zhì)材料表面的優(yōu)點(diǎn)在于已經(jīng)表明長期毒性不會(huì)影響結(jié)構(gòu)并且銀是有效抗菌的，因此可能理想的是電介質(zhì)刀片的非輻射部分的一部分與生物組織接觸。應(yīng)當(dāng)注意，電^^質(zhì)刀片可以涂覆有金屬材料，其中僅形成輻射刀片的材料部分或者為了與生物組織進(jìn)行接觸而需要的部分才保持暴露。這一布置保證僅生物組織暴露于微波輻射。如先前提到的那樣，使用高頻微波(或者非電離)輻射的優(yōu)點(diǎn)在于穿透深度有限，因此暴露風(fēng)險(xiǎn)也有限。向自由空間輻射的風(fēng)險(xiǎn)也因以下原因而進(jìn)一步減少在這一工作中引入的天線結(jié)構(gòu)已經(jīng)祐i殳計(jì)成與生物組織良好地匹配、但是與空氣阻抗即377Q不良地匹配。將能量向自由空間輻射的風(fēng)險(xiǎn)甚至因以下原因而進(jìn)一步減少與用來生成和遞送治療能量的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的感測(cè)電子器件可以感測(cè)天線正在向自由空間輻射并且可以將輸出功率自動(dòng)地減少至接近0，即lmW至10mW。在另一實(shí)施例中，天線包括被制作到刀片或者刀結(jié)構(gòu)的切割邊緣上的輻射孩t帶貼片(或者微帶天線結(jié)構(gòu))。在這一布置中，可以優(yōu)選地^f吏貼片天線和饋送結(jié)構(gòu)被鍍到或者被蝕刻到硬微波陶瓷材料的表面上，其中所述陶瓷形成用于形成饋送結(jié)構(gòu)的微帶傳輸線的微波襯底?？梢匝刂沾刹牧系牡镀糠值倪吘壷谱魑⒉ㄙN片。微帶貼片天線可以被設(shè)置成沿著刀片的邊緣輻射?？梢詢?yōu)選地使陶瓷材料的一側(cè)在整個(gè)表面之上^L金屬化以提供用于饋送結(jié)構(gòu)和輻射貼片天線的接地平面或者回傳5M圣。貼片天線可以被設(shè)置成沿著貼片的與輸入饋線在物理上相反的邊緣輻射。帶線(或者三板線)結(jié)構(gòu)可以用來形成饋送網(wǎng)絡(luò)以便防止饋線向自由空間輻射。在這一布置中，微帶線可以被制作到第一電介質(zhì)襯底(例如硬陶瓷)的第一面上而使第二面完全被金屬化。第二襯底(通常是與第一襯底相同的具有相同相對(duì)電容率的材料)的第一面然后被放置于第一襯底材料的包含微帶饋線的第一面的頂部以形成夾層，而第二襯底的第二面也完全被金屬化。這一結(jié)構(gòu)稱為帶線結(jié)構(gòu)并且為傳播電磁波提供封閉環(huán)境而且也提供屏蔽以消除輻射脫離饋線而傳播到自由空間中的風(fēng)險(xiǎn)。如果兩個(gè)襯底材料的厚度相同，則微帶線的寬度將為它們?cè)趩蚊骈_放式微帶饋送結(jié)構(gòu)的情況下的寬度的約一半?？梢杂媒M合式饋送結(jié)構(gòu)或者包括固定阻抗饋線(例如50n)和四分之一波長變換器的結(jié)構(gòu)形式來實(shí)施饋線結(jié)構(gòu)?？梢杂脕硐蚨鄠€(gè)輻射貼片天線饋電的其它饋線結(jié)構(gòu)將為微波工程領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，并且也可以使用這些結(jié)構(gòu)。貼片天線結(jié)構(gòu)可以被制作到手術(shù)刀片上，該手術(shù)刀片具有附接到它的電介質(zhì)材料層(襯底)，其中所述電介質(zhì)材料的第一側(cè)覆蓋手術(shù)刀片的整個(gè)表面。然后例如通過將金屬層蒸發(fā)到表面上或者使用銀漆來金屬化襯底材料的第二側(cè)。然后蝕刻掉所述金屬化層的區(qū)域或者范圍以留下微波饋送結(jié)構(gòu)和輻射貼片天線。在一側(cè)上具有接地平面的第二襯底層可以用來形成帶線結(jié)構(gòu)以防止饋線向自由空間輻射(上文已經(jīng)描述這一類結(jié)構(gòu))。噴射電介質(zhì)材料可以用來涂覆手術(shù)刀片的一側(cè)。由于電介質(zhì)材料的厚度決定微帶線的阻抗，所以理想的是電介質(zhì)材料的厚度在手術(shù)刀片的整個(gè)表面上恒定以保證饋線和輻射貼片具有受控阻抗，否則會(huì)出現(xiàn)失配和反射，這可能導(dǎo)致輻射效率低或者發(fā)熱的結(jié)構(gòu)?？梢钥紤]的另一結(jié)構(gòu)是同軸饋送線纜，該饋送線纜具有附接到遠(yuǎn)端的'H，回路輻射天線以提供血液密封所需的微波能量。所述'H，回路天線可以連接到手術(shù)刀片或者提供銳利切割邊緣的另一結(jié)構(gòu)，以使得能夠進(jìn)行所需切割/密封動(dòng)作。'H，場(chǎng)回路可以位于刀片的中心，而對(duì)于回路所在的刀片部分而言'H，場(chǎng)回路可以被去除以使輻射場(chǎng)能夠在刀片周圍傳播。優(yōu)選地，刀片具有手術(shù)刀片的形狀并且由硬陶瓷材料制成，該材料本身將被銳化以提供有效的M切割邊緣?？梢钥紤]的其它結(jié)構(gòu)包括連接到適當(dāng)切割設(shè)備的同軸單極和同軸雙極輻射結(jié)構(gòu)。同樣，單^L/雙極結(jié)構(gòu)可以位于切割刀片布置內(nèi)。另一結(jié)構(gòu)可以由使用連接到同軸線纜的同軸阻抗匹配變換器來饋電的多個(gè)所述同軸單^/雙極結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中所述同軸單^7雙極輻射器裝配到切割設(shè)備比如手術(shù)刀片上，并且布置成在刀片切穿組織時(shí)將能量高效地輻射到組織中。另一結(jié)構(gòu)可以是物理形式與'脫漆器(paintstri卯er)，或者'鑿子，的物理形式相似的設(shè)備，其中多個(gè)輻射貼片天線沉積到刀片部分的邊緣上以使刀片能夠被推動(dòng)穿過組織以將組織分離成兩個(gè)部分，在切割過程中將微波能量輻射到組織中以封鎖血流。理想的是天線包括有效地用于將微波能量輻射到組織中而不是自由空間中的輻射切割刀片。這可以使用包括'牙，形狀、半球形狀和手術(shù)刀片形狀的各種刀片輪廓來實(shí)現(xiàn)。例如，在基部拐角成60。角的三角形結(jié)構(gòu)可以視為提供用以"挖，，入組織中的能力?？蛇m合于在本發(fā)明中使用的饋送結(jié)構(gòu)可以廣義地劃分成兩個(gè)部分。第一部分是波導(dǎo)功率分離器而第二部分^1微帶(或者帶線)功率分離器。在一個(gè)實(shí)施例中，微帶分離器用來向四個(gè)波導(dǎo)部分饋電，因此這一布置可被視為兩種技術(shù)的組合。在另一實(shí)施例中，使用混合環(huán)將微波源生成的功率分離成兩等份。兩個(gè)輸出然后用來向各自包含13mm藍(lán)寶石刀片的兩個(gè)波導(dǎo)組件饋電以給出總長度約為26mm的輻射邊緣?？梢允褂媒M合式饋線結(jié)構(gòu)或者四分之一波長饋送結(jié)構(gòu)，其中所有饋線有固定阻抗。適當(dāng)?shù)牟▽?dǎo)分離器可以包括混合環(huán)(或者環(huán)形波導(dǎo)(ratrace))耦合器、諧振腔分離器和混合'T，配置。適當(dāng)?shù)奈Чβ史蛛x器可以包括Wilkinson耦合器、組合式饋送網(wǎng)絡(luò)、四分之一波長功率分離器、非諧振分離器以及3dB耦合器。天線可以具有長輻射刀片，例如長度為68mm或者更大的刀片。多個(gè)獨(dú)立刀片可以組合在一起以產(chǎn)生可以沿著刀片的長度產(chǎn)生均衡或者均勻組織效應(yīng)的單個(gè)刀片。本發(fā)明的微波外科手術(shù)天線可以用于生物系統(tǒng)內(nèi)的大體積固態(tài)腫瘤的腫瘤燒蝕。適合于這一功能的具體天線結(jié)構(gòu)包括負(fù)載波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)結(jié)合了對(duì)輻射孔與癌組織之間的阻抗匹配進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置；以及同軸結(jié)構(gòu)，這些同軸結(jié)構(gòu)包括具有輻射圓錐體的大直徑同軸線纜、或者利用同軸阻抗匹配變換器來饋電的多個(gè)輻射單極。在一個(gè)實(shí)施例中，混合環(huán)用來將源生成的能量分離。來自混合環(huán)設(shè)備的兩個(gè)輸出端口用來向包含藍(lán)寶石刀片的兩個(gè)獨(dú)立波導(dǎo)腔饋電。如果兩個(gè)單獨(dú)部分之間的壁厚度限于約lmm,則可以有可能沿著與兩個(gè)獨(dú)立藍(lán)寶石單片的長度相等的刀片長度產(chǎn)生均勻場(chǎng)。在理論上，兩個(gè)刀片之間的壁厚度可以僅需等于微波能量流動(dòng)的多個(gè)趨膚深度。在14.561^,銅或者銀中的趨膚深度約為2.5pm。假如99%的微波能量在等于五個(gè)趨膚深度的厚度中流動(dòng)，則使兩個(gè)刀片之間的壁約為25pm厚是可行的，這會(huì)對(duì)獨(dú)立波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)生成的場(chǎng)有可忽略的影響，但是將沿著與并排或者彼此相鄰放置的兩個(gè)獨(dú)立部分相等的刀片長度提供準(zhǔn)連續(xù)場(chǎng)。在這一布置中，其余壁可以提供為了將輻射刀片保持就位而必需的機(jī)械支撐。也可以在刀片的表面上提供栓以保證刀片保持就位而無法推入到波導(dǎo)腔中或者脫離波導(dǎo)腔。也可以在兩個(gè)波導(dǎo)部分中的每個(gè)波導(dǎo)部分中提供靜態(tài)調(diào)諧裝置以使輻射刀片能夠與考察的生物組織的阻抗靜態(tài)地阻抗匹配。還可以使用微帶饋送結(jié)構(gòu)來增加輻射刀片的長度以將從源生成的能量分離成四等份，然后使用四個(gè)輸出以驅(qū)動(dòng)波導(dǎo)腔內(nèi)包含的四個(gè)輻射刀片。在一個(gè)實(shí)施例中，使用'H，回路饋送裝置來向各波導(dǎo)部分饋電，該回路饋送裝置可以是長度為在操作頻率下的半個(gè)波長或者其倍數(shù)的配線回路。優(yōu)選地使'H，回路的一段連接到微帶線而使另一端連接到波導(dǎo)的壁之一，該壁還附接到微帶饋線結(jié)構(gòu)的接地平面。Rogers5880電介質(zhì)材料可以用來提供用于微帶饋線結(jié)構(gòu)的襯底，其中襯底材料的厚度、接地平面金屬化和微帶饋線被選擇成能夠處理在輸入饋送連接器處的功率電平。優(yōu)選地，饋線結(jié)構(gòu)被封閉以防止來自微帶饋線的輻射耦合到只有空間中。這可以通過將金屬罐放置于饋線結(jié)構(gòu)上來實(shí)現(xiàn)，其中尺度使得模變(moding)無法在結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)。可以使用帶線結(jié)構(gòu)來實(shí)施微帶饋線結(jié)構(gòu)，其中第二襯底材料放置于饋線的頂部上，而第二襯底材料的第二側(cè)在它的整個(gè)表面上被金屬化。用來延長輻射刀片長度的其它布置包括使用沿著切割設(shè)備的邊緣制作的輻射微帶結(jié)構(gòu)，這些切割設(shè)備例如是剪刀、手術(shù)刀、鑿子、脫漆器、Stanley⑧刀和各種其它刀結(jié)構(gòu)或者儀器。為了沿著刀片的長度提供均勻場(chǎng)，優(yōu)選地沿著刀片的長度制作多個(gè)微帶結(jié)構(gòu)，例如方形或者矩形貼片線、開縫輻射器或者行波天線。替選地，或者除此之外，天線還包括一個(gè)或者多個(gè)輻射電介質(zhì)桿。桿可以被指向成使天線能夠在胂瘤內(nèi)被推動(dòng)以便在天線結(jié)構(gòu)推入組織中時(shí)造成對(duì)癌組織的有效燒蝕。因此，在第三方面中，本發(fā)明可以提供一種燒蝕探測(cè)器，所述燒蝕探測(cè)器包括細(xì)長主體，具有用于穿透組織的插入端；在插入端的多個(gè)輻射部件，每個(gè)輻射部件用于發(fā)射用于燒蝕組織的微波輻射場(chǎng)；以及饋送結(jié)構(gòu)，可連接到微波功率源并且布置成將微波功率傳送到輻射部件；其中饋送結(jié)構(gòu)被布置成將微波功率在輻射部件之間基本上平均地分離，由此發(fā)射的輻射場(chǎng)在插入端上基本上均勻。這樣的探測(cè)器可以特別適合于治療大型器官中的固體肺瘤。探測(cè)器可以配備有根據(jù)第一方面的電路布置以便能夠接近治療部位。細(xì)長主體可以包括布置成帶有從插入端突出的多個(gè)天線的導(dǎo)管。輻射部件可以是同軸單極天線。使用多個(gè)同軸輻射組件的布置可以用來治療大的固體腫瘤。這些布置可以包括由大直徑剛性同軸線纜饋電的多個(gè)單極同軸輻射部件，例如由12mm同軸線纜饋電的六個(gè)直徑為2.2mm的輻射器。這些布置可能需要阻抗匹配變換器以便將同軸饋送線纜的阻抗變換成由連接在饋電點(diǎn)(起點(diǎn))上的直徑更小的同軸線纜的并聯(lián)組合所給出的阻抗。在饋電點(diǎn)所見的阻抗可能受在各同軸線的遠(yuǎn)端(即，與生物組織負(fù)載進(jìn)行接觸的一端)所見的阻抗所影響。微帶結(jié)構(gòu)可以用來制作饋線和阻抗變換器，其中具有連接到遠(yuǎn)端的輻射部件的多個(gè)小直徑(例如lmm到2mm)的同軸部分附接到所述阻抗變換器。同軸輻射器可以用于以它們?cè)趫A錐體的表面之上產(chǎn)生均勻場(chǎng)圖案這樣的方式配合于圓錐體結(jié)構(gòu)內(nèi)。圓錐體可以由附接到饋送結(jié)構(gòu)的低損^陶資微波材料制成。圓錐體形狀的結(jié)構(gòu)可以被指向成使天線能夠在胂瘤內(nèi)被推動(dòng)，以便在天線推入組織結(jié)構(gòu)中時(shí)造成對(duì)癌胂瘤的有效燒蝕。在這一布置中，輻射圓錐體可以輔助實(shí)現(xiàn)推動(dòng)天線穿過胂瘤。刀片布置可以附接到圓錐體上以實(shí)現(xiàn)在推動(dòng)天線穿過生物組織以造成肺瘤燒蝕之前進(jìn)行切割。可以d吏用電磁場(chǎng)仿真工具例如ComputerSimulationTechnology(CST)公司的MicrowaveStudio⑧來優(yōu)化天線設(shè)計(jì)中所用的材料選擇和17幾何形狀。外科手術(shù)天線和線纜組件可以形成被消毒并且放入無菌包裝中的一次性產(chǎn)品。線纜組件的近端可以使用使附接變得方便的連接器組件來附接到臺(tái)式發(fā)生器?？梢允褂脫蹇凼竭B接器或者定制的推入配合式布置。這里討論的輻射結(jié)構(gòu)可以在它們的遠(yuǎn)端(或者輻射刀片)被校準(zhǔn)以使它們能夠與在wo加04/047569或者wo加05/115235中公開的治療和測(cè)量系統(tǒng)一起使用。用以校準(zhǔn)天線結(jié)構(gòu)的能力可以在即使當(dāng)輻射刀片沒有與組織負(fù)載良好地匹配時(shí)仍然能夠?qū)⑺韫β孰娖竭f送到組織中這一方面使為了防止失血而向組織的能量遞送能夠得到優(yōu)化。以這一方式遞送能量的能力與使用高微波頻率相關(guān)聯(lián)的前述優(yōu)點(diǎn)有關(guān)，可以提供勝于其它現(xiàn)有低頻技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。下文參照附圖給出對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的具體描述，在附圖中圖1示出了作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧肝切除天線；圖2示出了結(jié)合本發(fā)明的天線的動(dòng)態(tài)阻抗匹配治療系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的天線在肝中的模擬回波損耗圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的天線在自由空間中的模擬回波損耗圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的天線在肝中的實(shí)際回波損耗曲線圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的天線在自由空間中的實(shí)際回波損耗曲線圖7示出了作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的天線上的電磁場(chǎng)仿真結(jié)果；圖8示出了才艮據(jù)圖7的仿真的藍(lán)寶石刀片的場(chǎng)分布；圖9示出了根據(jù)圖7的仿真的刀片的遠(yuǎn)場(chǎng)分布；圖IO示出了作為本發(fā)明另一實(shí)施例的輻射刀片結(jié)構(gòu)；圖ll示出了切割刀片結(jié)構(gòu)的示例；圖12示出了作為本發(fā)明另一實(shí)施例的具有切割刀片的外科手術(shù)天線；圖13示出了才艮據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的包括四個(gè)天線的切割刀片；圖14示出了在本發(fā)明的另一實(shí)施例中具有使用泡沫材#^持就位的切割刀片的外科手術(shù)天線；圖15示出了在本發(fā)明的又一實(shí)施例中具有使用泡沫材料保持就位的切割刀片的外科手術(shù)天線；圖16示出了作為本發(fā)明另一實(shí)施例的具有'脫漆器，結(jié)構(gòu)的外科手術(shù)天線；圖17示出了作為本發(fā)明另一實(shí)施例的其上制作有多個(gè)貼片天線的輻射刀片天線；圖18示出了作為本發(fā)明又一實(shí)施例的其上制作有多個(gè)貼片天線的輻射刀片天線；圖19示出了在刀片邊緣上制作有多個(gè)貼片天線的手術(shù)刀；圖20(a)示出了附接有H場(chǎng)回路天線的手術(shù)刀；圖20(b)示出了附接有H場(chǎng)回路天線的手術(shù)刀，其中刀片的中央被去除以使電磁能量能夠在刀片周圍傳播；圖20c示出了附接有E場(chǎng)探測(cè)器天線的手術(shù)刀，其中刀片的中央被去除以使電磁能量能夠在刀片周圍傳播；圖21(a)-(d)示出了作為本發(fā)明的另外實(shí)施例的用于治療腫瘤的可調(diào)諧負(fù)載波導(dǎo)天線；圖22是作為本發(fā)明另一實(shí)施例的用于治療大型腫瘤的燒蝕天線結(jié)構(gòu)；圖23示出了適合于治療大體積固體胂瘤的天線結(jié)構(gòu)的概念圖；圖24(a)-(b)示出了可以用于燒蝕肝腫瘤的同軸天線結(jié)構(gòu)；圖25是作為本發(fā)明另一實(shí)施例的刀片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖26是圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)的透視圖27是示出了圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)在肝組織中時(shí)在中平面處的功率損耗密度的電磁場(chǎng)仿真；圖28是示出了圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)在肝組織中時(shí)在頻率范圍內(nèi)的回波損耗的圖29是示出了圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)在空氣中時(shí)在頻率范圍內(nèi)的回波損耗的圖30是作為本發(fā)明又一實(shí)施例的刀片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖31是圖30中所示的刀片結(jié)構(gòu)的透視圖32是圖30中所示的刀片結(jié)構(gòu)在肝組織中時(shí)在中平面處的功率損耗密度的電磁場(chǎng)仿真；圖33是圖30中所示的刀片結(jié)構(gòu)在肝組織中時(shí)在頻率范圍內(nèi)的回波損耗的圖34是適合于將圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)附接到波導(dǎo)的變換器結(jié)構(gòu)的透視圖35是圖34中所示的變換器的正視圖36是示出了圖34中所示的變換器從波導(dǎo)開始的回波損耗的圖37是示出了圖34中所示的變換器從波導(dǎo)開始的插入損耗的圖38是經(jīng)過適合于將圖30中所示的刀片結(jié)構(gòu)附接到波導(dǎo)的變換器結(jié)構(gòu)的縱向截面的透視圖39是經(jīng)過圖38中所示的變換器結(jié)構(gòu)的橫向截面的透視圖；以及圖40是示出了圖38中所示的變換器從波導(dǎo)開始的回波損耗和插入損耗的圖。具體實(shí)施例方式這里描述的切除天線的操作可以被描述為與黃油刀或者肉類刀的操作相類似。已經(jīng)考慮用于^^發(fā)明的實(shí)施的各種刀片結(jié)構(gòu)，即'牙，形刀片、手術(shù)刀形刀片、'脫漆器，形刀片、鑿形刀片、半球形刀片、廚房刀形刀片和雕刻刀形刀片。在使用'牙，形刀片的實(shí)例中，可能優(yōu)選的是牙采用在各基部拐角成60°角的三角形結(jié)構(gòu)以提供用以"挖"入組織的能力。圖l示出了用于切除應(yīng)用的外科手術(shù)天線結(jié)構(gòu)100。這里所示的布置是負(fù)載波導(dǎo)天線，該天線使用藍(lán)寶石材料以形成輻射部分或者刀片110，并且在這一特定實(shí)例中還充當(dāng)銳利的切割工具。波導(dǎo)內(nèi)的藍(lán)寶石部分的形狀以及端部或者刀片殼的設(shè)計(jì)在生物組織180、藍(lán)寶石刀片IIO以及波導(dǎo)腔140之間提供了良好的阻抗匹配。整個(gè)結(jié)構(gòu)由藍(lán)寶石刀片110、剛性波導(dǎo)部分130、波導(dǎo)適配器或者法蘭120、特定長度的固定波導(dǎo)腔140、三個(gè)調(diào)諧短截線141、142、143以及線纜組件150構(gòu)成。線纜組件150可以是具有用以在波導(dǎo)系統(tǒng)與同軸系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的適當(dāng)適配器的柔性或者柔性/可扭曲波導(dǎo)部分或者同軸線纜。藍(lán)寶石部分110使用電鑄工藝在其表面之上被部分地金屬化，仗暴露刀片的一端，即輻射部分。藍(lán)寶石材料在空載波導(dǎo)部分120的阻抗(該阻抗是與空氣的阻抗接近的高阻抗)與生物組織(該生物組織可以是例如在IOOQ與1Q之間的低阻抗)之間提供阻抗匹配。固定波導(dǎo)140的尺寸依賴于操作頻率。在圖1中所示的布置中，使用一段在12.4GHz與18GHz之間的頻率范圍內(nèi)操作的WG18(WR62)柔性波導(dǎo)。這是適合于在這里討論的優(yōu)選操作頻率14.5GHz下使用的結(jié)構(gòu)。調(diào)諧短截線141、142、143用來4吏生物組織180與天線組件100之間的靜態(tài)阻抗匹配能夠得到優(yōu)化。在圖1中所示的布置中，三個(gè)調(diào)諧螺桿之間的間距為波導(dǎo)波長的四分之一，其中波導(dǎo)在這里限定為WR62。以這一方式布置的三個(gè)調(diào)諧螺桿使得能夠獲得組織負(fù)載180與天線100之間的阻抗匹配，其中組織負(fù)載可以采用史密斯圓圖上的任何阻抗值。調(diào)諧短截線可以是在波導(dǎo)腔140內(nèi)插入的小柱。調(diào)諧螺桿可以由所制造的i殳備中的固定柱取代。波導(dǎo)部分120將藍(lán)寶石刀片保持就位，并且充當(dāng)?shù)诙▽?dǎo)部分140與藍(lán)寶石材料110之間的接口。圖1示出了與生物組織塊180例如肝接觸的藍(lán)寶石刀片。該設(shè)備可以與在WO2004/047659中描述的動(dòng)態(tài)阻抗匹配系統(tǒng)一^^f吏用，以實(shí)現(xiàn)將所需功率遞送到可變組織負(fù)載阻抗例如肝和血液中。這可以克服與如果天線變得與組織所呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗失配則停止將能量遞送到組織中的其它系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的問題。通過校準(zhǔn)天線，有可能將天線的輸出阻抗高效地聯(lián)系到形成系統(tǒng)負(fù)載的生物組織的阻抗。外科手術(shù)天線的輻射部分可以涂有由如下材料制成的例如lOjxm的薄層，所述材料為該材料將防止一旦微波能量已經(jīng)使組織凝結(jié)時(shí)輻射末端附著到組織，并且使設(shè)備具有生物兼容性。否則凝結(jié)的血液可能粘住輻射刀片?？梢允褂玫倪m當(dāng)材料包括特氟隆⑧和二氯對(duì)二甲^聚體。其它形狀可以用于輻射刀片。例如，可以使用"牙，，形輻射結(jié)構(gòu)，或者切割邊緣和輻射部分的形狀可以類似于常規(guī)手術(shù)刀片。對(duì)各刀片形狀(或者結(jié)構(gòu))電磁場(chǎng)仿真和優(yōu)化，并且對(duì)波導(dǎo)殼120、130的結(jié)構(gòu)、調(diào)諧短截線141、142、143的位置以;M^波導(dǎo)腔的內(nèi)部和外部突出的電^^質(zhì)材料(藍(lán)寶石或者其它硬陶瓷材料)IIO的形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)以便優(yōu)化結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)腔1201、30內(nèi)的電介質(zhì)材料成錐形以便使耦合到輻射電介質(zhì)中的場(chǎng)最大。替選地，或者除此之外，還可以使用多種電^h質(zhì)材料或者呈現(xiàn)多個(gè)介電常數(shù)的單一材料。使用錐形部分以將波導(dǎo)的阻抗與生物組織的阻抗進(jìn)行匹配的優(yōu)點(diǎn)在于波導(dǎo)阻抗與組織的阻抗之間的階躍沒有非常陡峭，因此使與變換相關(guān)聯(lián)的不連續(xù)最小化?？梢栽诟信d趣頻率下在等于多個(gè)波長的電長度內(nèi)成錐形，也就是說，在效果上發(fā)生多個(gè)四分之一波長變換。在圖1中所示的布置中，僅使用一個(gè)變換裝置將空載波導(dǎo)的阻抗變換成生物組織的阻抗。例如，如果待治療的組織的介電常數(shù)在操作頻率下約為40，則需要電長度為(2n-l)X/4(其中11是整數(shù))而相對(duì)電容率為>/40=6.32(假設(shè)波導(dǎo)部分120、130、140空載)的材料以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配結(jié)構(gòu)。在這一近似中假設(shè)所有材料無損耗，即它們的耗散因子或者tan5為零。作為矩形波導(dǎo)(圖1)的替選形式，可以使用適應(yīng)具體用戶要求的柱形波導(dǎo)、方形波導(dǎo)或者更特制形狀的波導(dǎo)。在圖1中所示的具體實(shí)施例中，藍(lán)寶石刀片或者切割邊緣的寬度為13mm。針對(duì)其中波導(dǎo)WG18(WR62)的物理輪廓或者腔尺度與輻射藍(lán)寶石刀片匹配的操作頻率14.5GHz來優(yōu)化刀片設(shè)計(jì)。當(dāng)使用從http:〃niremf.ifac.cnr.it/tissprop/獲得的用于肝塊的模型時(shí)，將過渡處的阻抗匹配仿真成在14.25GHz與14.75GHz之間的頻率范圍內(nèi)優(yōu)于-25dB回波損耗，其中在點(diǎn)頻為14.5GHz時(shí)相對(duì)電容率給定為27.222而導(dǎo)電率給定為14.448S/m。在波導(dǎo)部分或者過渡部分120中包括脊130以便減少跨波導(dǎo)孔徑的電壓變化。輻射藍(lán)寶石刀片110焊接到從WG18到WG17的過渡部分120。藍(lán)寶石輻射刀片110的壁是電鑄的。物理M引入到刀片中以保證刀片在波導(dǎo)內(nèi)緊密地保持就位并且無法脫落或者變得意外地脫離。適合于這里7〉開的天線結(jié)構(gòu)的具體材料是U)對(duì)于輻射/切割刀片和匹配變換器-藍(lán)寶石(爿/2化)，現(xiàn)復(fù)為1卯0努普(9Moh),與C軸垂直的介電常數(shù)=9.3，與C軸平行的介電常數(shù)=11.5,且損耗角正切(或者耗散因子或1/0)=0.00005，國來自MorganElectroceramies公司的稱為D6的粒狀微波陶瓷材該材料具有介電常數(shù)=6.5+/-0.5和損耗角正切=0.0002，并且可以在3GHz與20Ghz之間的頻率范圍內(nèi)使用。(b)對(duì)于涂覆材料-二氯對(duì)二甲苯二聚體、特氟隆或者PTFE可以用來涂覆輻射/切割刀片和/或涂覆整個(gè)天線結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兙哂猩锛嫒菪砸约霸诟信d趣頻率下的低損耗。可以通過使用例如10pm到lO(Hxm的由所述材料制成的很薄的層來避免電介質(zhì)發(fā)熱損耗；(c)對(duì)于刀片殼、波導(dǎo)部分和線纜組件-黃銅、鋁、銅或者銀，這些材料具有高傳導(dǎo)率，由此使波導(dǎo)中的導(dǎo)體損耗最小并且限制由導(dǎo)體損^it成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)發(fā)熱。例如，可以使用鍍銀的鋁結(jié)構(gòu)，其中鍍層厚度在感興趣頻率下為多個(gè)趨膚深度以保證大部分微波能量包含于這一深度內(nèi)。圖2示出了圖1的輻射天線結(jié)構(gòu)20，該結(jié)構(gòu)與自動(dòng)化阻抗匹配系統(tǒng)一起使用以在可變或者動(dòng)態(tài)負(fù)載阻抗(例如血液阻抗、肝表面的阻抗或者肝內(nèi)所含胂瘤的阻抗)的條件下實(shí)現(xiàn)將能量高效遞送到生物組織180中?？梢栽赪O2004/047659中找到圖2中以框圖形式示出的系統(tǒng)的具體細(xì)節(jié)，而這里包括對(duì)系統(tǒng)操作的簡要概述。這里所示的動(dòng)態(tài)阻抗匹配系統(tǒng)使用在系統(tǒng)頻率14.5GHz下產(chǎn)生低功率信號(hào)的源振蕩器單元10。源振蕩器單元10也可以產(chǎn)生用來為微波接收器單元22提供本地振蕩器信號(hào)的第二信號(hào)。微波接收單元22是用以實(shí)現(xiàn)從由正向和反射功率定向耦合器15、16、18、19的耦^P分提供的信號(hào)中提取量值和相位信息的外差接收器。在這一實(shí)施例中，在微波頻率14.45GHz下生成本地振蕩器信號(hào)以提供50MHz的第一中頻(IF)。圖2示出了來自連接到功率電平控制器11的源振蕩器單元的射頻輸出端，功率電平控制器11用來控制遞送到組織負(fù)載180中的功率電平。使用由數(shù)字信號(hào)處理器13提供的信號(hào)來設(shè)置電平。這一信號(hào)是基于經(jīng)由用戶或者^作員向用戶接口24提供的信息。來自功率電平控制器11的輸出連接到調(diào)制開關(guān)12，調(diào)制開關(guān)12用來控制遞送到組織負(fù)載180中的輸出功率的格式，即脈寬和占空比。使用由數(shù)字信號(hào)處理器13提供的信號(hào)來設(shè)置開關(guān)位置，該信號(hào)基于經(jīng)由用戶向用戶接口24提供的信息。使用放大器塊14來放大來自調(diào)制開關(guān)12的輸出信號(hào)以提供可以用來有效地?zé)g生物組織的功率電平。放大器塊可以是固態(tài)(例如GaAs)功率放大器或者對(duì)于更高的功率輸出而言是行波管。功率放大器14的輸出端被連接到第一正向功率耦合器15的輸入端，第一正向功率耦合器15被配置成測(cè)量在功率放大器14的輸出端產(chǎn)生的一部分功率。第一正向功率耦合器15的輸出端連接到第一反射功率耦合器16，第一反射功率耦合器16被配置成測(cè)量在可調(diào)調(diào)諧濾波器17的輸入端產(chǎn)生的反射功率的一部分。調(diào)諧濾波器17充當(dāng)阻抗調(diào)節(jié)器，其中單元的阻抗可以,皮調(diào)節(jié)成任何阻抗以使夕卜科手術(shù)天線20的輻射部分'所見，的阻抗與生物組織180產(chǎn)生的負(fù)載阻抗能夠阻抗匹配。調(diào)諧濾波器17的輸出端連接到第二正向功率耦合器18的輸入端，第二正向功率耦合器18被配置成測(cè)量從調(diào)諧濾波器17產(chǎn)生的功率的一部分。第二正向功率耦合器18的輸出端連接到第二反射功率耦合器19的輸入端，第二反射功率耦合器19被配置成測(cè)量由于天線20的輸出輻射刀片110與生物組織負(fù)載180之間的阻抗失配而沿著線纜組件150往回>^射的一部分。來自正向功率耦合器15、18和反射功率耦合部分16、19的耦合部分的測(cè)量信號(hào)被饋送到微波接收器單元22中，該微波接收器單元22將信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以由信號(hào)處理器單元13內(nèi)包含的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)使用的低頻，該信號(hào)處理器單元13用來提:W目位和量值信息，所述信息用來計(jì)算對(duì)調(diào)諧濾波器17的調(diào)諧部件的所需調(diào)節(jié)，以使在功率放大器14的輸出端產(chǎn)生的能量與在外科手術(shù)天線20的輻射端所見的組織負(fù)載180能夠阻抗匹配，由此4吏系統(tǒng)能夠?qū)⑺韫β孰娖竭f送到可變阻抗負(fù)載中。在這一實(shí)施例中，調(diào)諧部件是三個(gè)調(diào)諧桿(或者短截線)25、26、27,這些桿(或者短截線)物理地(;W^地)移入波導(dǎo)腔中和從波導(dǎo)腔移出以實(shí)現(xiàn)將來自功率放大器14的輸出功率遞送到由生物組織180向外科手術(shù)天線20的輻射部分呈現(xiàn)的負(fù)載中。也可以4吏用功率變?nèi)荻O管或者功率PIN二極管作為調(diào)諧部件。調(diào)諧短截線25、26、27各自提供電容或者電感電抗，而該電抗的值是波導(dǎo)腔內(nèi)的特定調(diào)諧桿的距離的函數(shù)。相鄰調(diào)諧短截線的中央以用于在操作頻率下使用的具體波導(dǎo)的波導(dǎo)波長的四分之一或者八分之一分離。調(diào)諧短截線在波導(dǎo)腔內(nèi)的位置取決于在短截線/調(diào)諧部件控制器28的輸入端處的信號(hào)，該控制器在這一實(shí)例中是機(jī)電致動(dòng)器。用來控制短截線/調(diào)諧部件控制器28的輸入信號(hào)由數(shù)字信號(hào)處理器13提供，而這些信號(hào)是基于來自微波接收器單元22的信號(hào)，來自微波接收器單元22的信號(hào)本身是基于在定向耦合器15、16、18、19的耦合端口測(cè)量到的信息。在遠(yuǎn)端輻射刀片110上校準(zhǔn)外科手術(shù)天線20以實(shí)現(xiàn)使用上述自動(dòng)阻抗匹配系統(tǒng)。在外科手術(shù)過程中使用之前，在校準(zhǔn)單元21內(nèi)插入天線20，并且進(jìn)行單端口校準(zhǔn)以使在天線20的遠(yuǎn)端(輻射藍(lán)寶石刀片)處'所見，的信號(hào)能夠?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理器單元13所參照，其中使用數(shù)字信號(hào)處理方法來提料目位和量值信息。該校準(zhǔn)有效地去除了由系統(tǒng)中在輻射天線的遠(yuǎn)端(天線)與數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端之間的所有部件造成的相位和量值改變，以使測(cè)量信號(hào)能夠代表輻射天線的遠(yuǎn)端所接觸的生物負(fù)載。圖3示出了針對(duì)圖1中所示的藍(lán)寶石刀片的模擬的作為頻率函數(shù)的回波損耗的圖，其中在肝塊180內(nèi)插入刀片110，該肝塊的電特征由在httD:/niremf.ifac.cnr.it/tissurop/中給出的組織模型來限定。圖3中給出的響應(yīng)表明在感興趣頻率14.5GHz下的回波損耗將大于-30dB，這意味著在藍(lán)寶石天線結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端遞送的能量與肝模型的阻抗良好地匹配，并且輻射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的能量的大部分將遞送到肝組織中。圖4示出了針對(duì)向自由空間輻射的藍(lán)寶石天線的模擬的作為頻率函數(shù)的回波損耗的圖。該圖表明在14.5GHz下的回波損耗將小于-ldB，這意味著大部分能量將沿著天線結(jié)構(gòu)朝著設(shè)備向自由空間中輻射的能量源往回反射。針對(duì)這一狀況來優(yōu)化輻射天線結(jié)構(gòu)以便^iL射到自由空間的輻射數(shù)量最小。當(dāng)天線與系統(tǒng)的其余部分一起使用時(shí)，將感測(cè)反射功率電平并且可以減小源功率電平以進(jìn)一步使向自由空間輻射能量的風(fēng)險(xiǎn)最小。圖5示出了在天線的輻射部分(藍(lán)寶石刀片)插入到一段病態(tài)豬肝中時(shí)在lOGHz與15GHz之間的頻帶內(nèi)測(cè)量的作為頻率函數(shù)的回波損耗的圖。該圖示出了所述結(jié)構(gòu)在14GHz與14.5GHz之間的頻帶內(nèi)良好地匹配。置于14.5GHz的標(biāo)記示出了在這一頻率下的回波損耗為-27.223(18，這表明天線結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的感興趣頻率下與非灌注豬肝負(fù)載良好地匹配。圖6示出了在天線的輻射部分向自由空間輻射時(shí)在10GHz與15GHz之間的頻帶內(nèi)測(cè)量的作為頻率函數(shù)的回波損耗的圖?；夭〒p耗在14.5GHz下為-6.989dB。在發(fā)生器與輻射天線之間的用于圖1中的線纜組件150的1.2米柔性波導(dǎo)在14,5GHz下的插入損耗為0.621dB。就功率損耗而言假設(shè)在微波發(fā)生器的輸出端可用的功率為50dBm(100W)，則在向天線結(jié)構(gòu)的輸入端可用的功率將為50dBm-0.621dB=49.379dBm=86.676W。這意味著13.32瓦特的功率將沿著長度為1.2米的線纜組件損耗掉，因此每厘米的損耗將為O.lllW，il^明遞送結(jié)構(gòu)即使在持續(xù)施加能量很長時(shí)間(例如10分鐘或者更長)時(shí)也不會(huì)發(fā)熱。還理想的是使150的插入損耗最小以實(shí)現(xiàn)在功率放大器15與組織負(fù)載180之間建立諧振腔，以使圖2中所示的能量遞送。圖7示出了在輻射藍(lán)寶石刀片陷入肝塊中時(shí)的電磁場(chǎng)仿真結(jié)果。在固定頻率14.5GHz下進(jìn)行仿真。可見最大功率流是在刀片的區(qū)域中并且功率密度和電場(chǎng)沿著刀片的表面是均勻的。圖8示出了藍(lán)寶石刀片內(nèi)的場(chǎng)分布，其中可見電場(chǎng)在刀片的輻射端(所述刀片在此進(jìn)入生物組織)最大，并且沿著刀片的長度生成的電場(chǎng)均勻。圖9示出了用于天線的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案。可見天線具有方向性并且具有最大增益11.19dBi。為了使用上文討論的輻射藍(lán)寶石刀片天線來分離病態(tài)豬肝組織180的區(qū)域，可以使用以下條件1.在輻射刀片上的功率電平60W2.操作模式連續(xù)波3.操作持續(xù)時(shí)間45秒4.頻率和穩(wěn)定性14.5GHz(+/-lkHz)5.肝的初始溫度約15。C。在這一情況下，穿透深度限于輻射的穿透深度。圖10示出了實(shí)施例，在該實(shí)施例中，陶瓷材料110執(zhí)行空載波導(dǎo)部分140與生物組織180之間進(jìn)行阻抗匹配的功能。切割或者打磨陶瓷材料110以形成銳利的切割刀片邊緣以l更切穿生物組織結(jié)構(gòu)180。在圖10中，陶瓷材料在感興趣頻率下具有相對(duì)電容率6.32,以在由相對(duì)電容率為一的充滿空氣的空載波導(dǎo)腔與相對(duì)電容率為40的組織塊180之間實(shí)現(xiàn)有效阻抗匹配。陶瓷材料110的近端(能量在此從波導(dǎo)腔耦合到陶瓷材料110中)被成形為實(shí)現(xiàn)耦合到陶瓷材料110中的最大場(chǎng)。圖11示出了'牙，形輻射刀片，該刀片采用具有三個(gè)等邊和三個(gè)等角60。的等邊三角形形式。延長平底之一以使陶瓷能夠保持于波導(dǎo)內(nèi)并且使微波能量耦合到所述陶瓷中。可以使用其它刀片形狀。例如菱形、風(fēng)箏形、鈍角三角形、不等邊三角形或者等腰三角形。圖12示出了外科手術(shù)天線具有約26mm的刀片長度的實(shí)施例。該設(shè)備使用置于獨(dú)立波導(dǎo)腔120、121內(nèi)的兩個(gè)13mm的藍(lán)寶石刀片110、111，使兩片藍(lán)寶石之間的公共壁盡可能薄以保證組織效應(yīng)在刀片的整個(gè)長度內(nèi)保持均勻。所需壁厚度受限于物理約束和用于傳播微波信號(hào)所需的趨膚深度。假如在感興趣頻率下的趨膚深度是在數(shù)微米(nm)的范圍中，則可以使兩個(gè)藍(lán)寶石刀片之間的壁厚度小到足以不影響組織效應(yīng)的均勻性。分別使用柔性或者柔性-可扭曲波導(dǎo)組件140、141來向兩個(gè)波導(dǎo)腔120、121獨(dú)立地饋電。在圖12中，使用混合環(huán)功率分離器200將來自發(fā)生器的源功率分離成兩等份，這兩份源功率用來向波導(dǎo)線纜組件140、141的近端饋電。來自發(fā)生器的輸入功率在端口一220i^混合環(huán)。一半輸出功率從端口二230出去，而另一半輸出功率從端口四250出去。在針對(duì)混合環(huán)功率分離器200示出的布置中，向端口一220輸入的功率在端口二230與端口四250之間等分，其中端口三240充當(dāng)隔離端口。隔離端口240連接到匹配良好的功率負(fù)載，所述功率負(fù)載在這里示出為波導(dǎo)負(fù)載260。在這一布置中，兩個(gè)輸出端口230、250之間的相移為180°?？梢詉/w為如果所有四個(gè)端口220、230、240、250均具有連接到它們的匹配良好的負(fù)載(即在端口的反射被最小化)，或者連接到混合環(huán)的四個(gè)端口的部件(即兩個(gè)輻射藍(lán)寶石刀片天線、波導(dǎo)負(fù)載和輸入饋送線纜)的輸入阻抗與混合環(huán)的輸入和輸出端口的阻抗相同，則功率在環(huán)200周圍等分。如果所述端口阻抗為Z。，則環(huán)的阻抗應(yīng)當(dāng)?shù)扔赩2xZ。以便滿足阻抗匹配系統(tǒng)的所需條件。更正式地說，功率分離器的操作可以被描述如下在端口四250的波將行進(jìn)3X/4，因而它們同相并且將被加在一起。在端口二230的波將行iiAy4和5A74,因而它們也同相并且將被加在一起。然而，在端口三240的波將行進(jìn)2入/4和X，因此這些波是180°異相并且因而將抵消。還可看出兩個(gè)輸出端口230、250之間的電長度為A/2,因此在兩個(gè)輸出信號(hào)之間將有180°相移。這不會(huì)影響兩個(gè)輻射刀片110、111的操作，因?yàn)閮蓚€(gè)輻射天線不依賴于51導(dǎo)到生物組織中的能量而工作，因而在由兩個(gè)輻射刀片110、111產(chǎn)生的場(chǎng)圖案之間將有最小的交互或者耦合。如果希望使兩個(gè)信號(hào)恢復(fù)同相，則可以在環(huán)的端口二230與波導(dǎo)線纜組件140之間的或者在環(huán)的端口四250與波導(dǎo)組件141之間的路徑中插入附加長度的波導(dǎo)部分。如果附加波導(dǎo)部分的電路徑長度為180°，則饋送到波導(dǎo)發(fā)射器120、121的第一和第二部分中的波將恢復(fù)同相。由于對(duì)于這里給出的具體實(shí)施例，產(chǎn)生180°相移所需要的附加長度在興趣操作頻率下在空氣(或者真空)中約為10mm,所以附加波導(dǎo)部分不會(huì)造成兩個(gè)輻射刀片之間的明顯量值失衡，因此可以忽略由兩個(gè)刀片產(chǎn)生的能量的差?？梢?吏用其它適當(dāng)?shù)墓β蜀詈掀骰蛘吖β史蛛x器，其中一些包括支路線耦合器、諧振腔分離器、Wilkinson耦合器以及波導(dǎo)耦合器，例如兩孔耦合器。諧振腔分離器在高微波頻率下可能特別有利，因?yàn)檫@些布置已經(jīng)證實(shí)在高達(dá)220GHz的窄帶應(yīng)用中有用。在這些i殳備中，柱形或者矩形腔用來實(shí)現(xiàn)獲得如0.2dB—樣低的功率損耗和在85%與卯％之間的分離效率(參閱KaiChang的'HandbookofRF/MicrowaveComponentsandEngineering'，Wiley畫Interscience，ISBN:0-471-3卯56-9，第187頁)。在圖12中，兩個(gè)波導(dǎo)腔120、121各自還分別包括三個(gè)調(diào)諧螺桿141、142、143和144、145、146。這些調(diào)諧螺桿用來實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石刀片110、111與生物組織l卯的阻抗靜態(tài)地阻抗匹配。理想的是設(shè)備與可以在最終應(yīng)用中使用的代表性生物組織180阻抗匹配，但是如果該設(shè)備與在WO2004/047659中描述的和在圖2中示出的動(dòng)態(tài)調(diào)諧系統(tǒng)一起4吏用，則將自動(dòng)地進(jìn)行阻抗匹配。即使在這一實(shí)例中，理想的是保證在輻射藍(lán)寶石刀片110、111與治療組織180之間存在良好的初始阻抗匹配以《更限制駐波，這些駐波可能導(dǎo)致調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)寶石輻射天線刀片110、111之間的諧振腔中產(chǎn)生高電流或者電壓(場(chǎng))，其中調(diào)諧器產(chǎn)生組織負(fù)載的阻抗的共軛以使得能夠?qū)崿F(xiàn)匹配務(wù)ff。也可以使用微帶(也稱為帶線)結(jié)構(gòu)來向輻射天線饋電或者充當(dāng)如下裝置，所述裝置對(duì)來自微波功率源的單個(gè)輸入進(jìn)行分離以實(shí)質(zhì)上提供可以用來激勵(lì)多個(gè)輻射天線結(jié)構(gòu)的多個(gè)低功率源，這些輻射天線結(jié)構(gòu)可以用來凝結(jié)或者燒蝕生物組織。圖13示出了切割/輻射天線結(jié)構(gòu)具有約68mm的刀片長度的實(shí)施例。該設(shè)計(jì)使用制作到電介質(zhì)材料350上的微帶饋線結(jié)構(gòu)，電介質(zhì)材料350在感興趣頻率下呈現(xiàn)低插入損耗并且厚到足以使功率電平高達(dá)100W和超過100W的連續(xù)波能夠流動(dòng)；適當(dāng)候選是來自Rogers公司的RT/duriod5880，其是在10GHz下相對(duì)電容率為2.33而耗散因子為0.0009的PFTE玻璃纖維化合物。使該材料能夠處理由系統(tǒng)生成的功率的適當(dāng)厚度在2.5mm與3.5mm之間。饋線300的寬度和厚度也決定饋線結(jié)構(gòu)可以處理的功率電平，并且由于饋線300的寬度隨著電介質(zhì)材料350的厚度而增加，理想的是使電介質(zhì)的厚度與物理上可能的厚度一樣大，以便保持軌道的寬度盡可能寬。用于這一實(shí)施例中所示的饋送結(jié)構(gòu)的所有微帶線的阻抗為500。圖13中所示的外科手術(shù)天線使用負(fù)載有多段電介質(zhì)材料IIO、111、112、113的四個(gè)波導(dǎo)部分120、121、122、123。各段電介質(zhì)材料是以銳利刀片的形式，這些刀片可以用來將微波能量輻射到生物組織180中并且還切穿所述生物組織180。電介質(zhì)材料之間的內(nèi)波導(dǎo)壁(即110與lll之間的壁、lll與112之間的壁和112與113之間的壁)的厚度28小到足以防止由相鄰電介質(zhì)材料部分產(chǎn)生的場(chǎng)的不連續(xù)造成非均勻組織效應(yīng)。微帶饋送結(jié)構(gòu)300由四個(gè)50Q的微帶線C310、B320、A330、A331構(gòu)成。輸入饋線C310由可以是使微波連接器360連接到輸入端的任何長度的線構(gòu)成。所述連接器360可以是N型連接器或者SMA型連接器。連接到饋線C310的遠(yuǎn)端上的第二微帶線B320形成兩個(gè)四分之一波長變換器，也就是說，從饋線C310的遠(yuǎn)端起的線長度為(2n-l)X/4。假設(shè)連接到線A330和A331的遠(yuǎn)端上的阻抗具有500的阻抗，因此在由線B320產(chǎn)生的兩個(gè)阻抗變換器的遠(yuǎn)端所見的阻抗將等于并聯(lián)連接的兩個(gè)50Q阻抗、即25Q。50n的四分之一波長變換器B320將25Q阻抗變換成IOOQ、即502/25=100a并且由于由線B320形成的兩個(gè)阻抗變換器的近端連接到饋線C310的遠(yuǎn)端，所以在饋線C310的遠(yuǎn)端所見的阻抗等于并聯(lián)連接的兩個(gè)IOOQ阻抗以給出50Q，因此饋送網(wǎng)絡(luò)與500系統(tǒng)是阻抗匹配的。微帶線A330、A331可以是任何實(shí)際長度，但是從它們與變換器B320連接的中心點(diǎn)起的長度應(yīng)當(dāng)相同，也就是說，在線A330和A331的兩端處的能量相位和量值也相同。來自微帶線A330和A331的四端的能量使用'H，場(chǎng)回路340、341、342、343耦合到波導(dǎo)腔120、121、122、123中。所述回路具有與在感興趣頻率下的波長的一半(或者其奇數(shù)倍)相等的長度。回路的一端連接到微帶功率分離器的四個(gè)輸出之一，而另一端連接到相應(yīng)波導(dǎo)腔的壁。'H，場(chǎng)回路實(shí)現(xiàn)在波導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生橫向磁(TM)場(chǎng)或者橫向電(TE)場(chǎng)，因此沿著微帶線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的橫向電磁(TEM)波被轉(zhuǎn)換成在四個(gè)波導(dǎo)腔120、121、122、123內(nèi)產(chǎn)生的橫向磁(TM)波或者橫向電(TE)波。產(chǎn)生的波是TM波還是TE波依賴于回路的取向；圖13中所示的取向?qū)a(chǎn)生TM波，而如果將回路旋轉(zhuǎn)90。，則將產(chǎn)生TE波。使用回路耦合的一種替選方式是使用探測(cè)器耦合，其中長度通常與在感興趣頻率下的波長的四分之一相等的探測(cè)器通過波導(dǎo)的壁被插入。當(dāng)使用'H，場(chǎng)回路時(shí)，一般以磁場(chǎng)為主，因而認(rèn)為波導(dǎo)具有橫向磁性，其中磁線穿過回路的中央。從圖13可見在微帶線與波導(dǎo)腔之間有間隙；這一間隙保證信號(hào)線(或功率饋送)不會(huì)與波導(dǎo)腔的壁短路。電介質(zhì)襯底材料350的底部(第二側(cè))在它的整個(gè)表面之上被金屬化以形成接地平面，并且這一金屬化表面電(以及物理上)連接到波導(dǎo)腔120、121、122、123的外壁。第二電介質(zhì)材料可以夾入到微帶饋線結(jié)構(gòu)C310、B320、A330、A331的頂部以防止饋線結(jié)構(gòu)向自由空間輻射。在這一實(shí)例中，第二電^Nt材料的第二側(cè)在它的整個(gè)表面之上被金屬化以形成接地平面，并且這一金屬化表面電(和物理)連接到波導(dǎo)腔120、121、122、123的外壁。在這一實(shí)例中，修改微帶線的寬度以考慮到第二電介質(zhì)材料。如果第二電介質(zhì)材料的厚度與第一電介質(zhì)材料即350的厚度相同，則線寬度近似地減半。為了讓微帶線饋送結(jié)構(gòu)能夠處理高達(dá)和超過100W的連續(xù)波功率電平，優(yōu)選的是微帶線的厚度約為2oz(7(^m)而線材料具有高傳導(dǎo)率，例如可以使用銅、黃銅、金或者銀。圖14示出了使用藍(lán)寶石刀片110的外科手術(shù)天線的布置，該藍(lán)寶石刀片110插入到波導(dǎo)腔120中并且使用一段聚苯乙烯泡沫材料116來保持就位。藍(lán)寶石刀片110以如下方式定位于波導(dǎo)腔120內(nèi)，該方式4吏得在波導(dǎo)腔內(nèi)生成的最大場(chǎng)耦合到輻射刀片110中以實(shí)現(xiàn)最大能量可用于治療組織結(jié)構(gòu)180。除了輻射刀片部分和在波導(dǎo)腔120內(nèi)的微波場(chǎng)耦合到材料中的部分之外，藍(lán)寶石的所有表面區(qū)被金屬化。金屬化層防止材料的表面向自由空間輻射，并且也有助于將場(chǎng)聚集到生物組織結(jié)構(gòu)180中。圖15示出了插入到波導(dǎo)腔120內(nèi)并且使用一段聚苯乙烯泡沫材料116來保持就位的圓柱形陶瓷輻射刀片110。在這一布置中，輻射部分是被金屬化至輻射末端的圓錐體。波導(dǎo)腔120內(nèi)的陶瓷部分是用以實(shí)現(xiàn)從波導(dǎo)腔耦合到陶瓷桿中的最大場(chǎng)的指向部分。波導(dǎo)內(nèi)的陶瓷部分沒有被金屬化。外部點(diǎn)是銳利的以使結(jié)構(gòu)能夠獨(dú)立地刺穿皮膚或者被推動(dòng)穿過包括多個(gè)解剖平面的生物組織結(jié)構(gòu)。刀片(例如手術(shù)刀片)可以固定到圓錐體的頂端以實(shí)現(xiàn)和/或輔助組織切割或者進(jìn)行初始切入(這在圖15中沒有示出)。圖16至圖19提供可以使用微帶天線結(jié)構(gòu)和饋線以提供本發(fā)明的所需切割和密封特征的可能設(shè)備的細(xì)節(jié)?？梢允褂脦Ь€或者三板微帶結(jié)構(gòu)來實(shí)施圖16至圖19中給出的結(jié)構(gòu)，以便屏蔽與設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的饋送結(jié)構(gòu)從而防止輻射脫離饋送結(jié)構(gòu)并且還使不連續(xù)最小化。圖16示出了使用"脫漆器，，結(jié)構(gòu)的肝切除天線的實(shí)施例，其中輻射貼片天線陣列400沉積到刀片上以形成輻射部分，該輻射部分可以沿著刀片的長度產(chǎn)生均勻輻射圖案，以在將該結(jié)構(gòu)推入生物組織中時(shí)產(chǎn)生均勻的組織燒蝕。所述輻射部件可以輔助組織切割過程。輻射部件的阻抗匹配于生物組織的阻抗，以使刀片能夠?qū)⒛芰扛咝У剡f送到組織中以例如在治療人體內(nèi)的灌注程度高的器官時(shí)使血液凝結(jié)以停止流血。微波連接器360用來將微波能量發(fā)射到輻射結(jié)構(gòu)中，而饋線結(jié)構(gòu)300用來向各輻射貼片天線優(yōu)選地饋i^目同電平的功率。饋線以信號(hào)的相位相同這樣的方式進(jìn)入貼片天線，而相鄰貼片緊密鄰近以沿著輻射刀片的長度提供均勻的組織效應(yīng)。圖17示出了具有多個(gè)輻射貼片天線的輻射刀片天線的一個(gè)具體實(shí)施例。天線和饋線結(jié)構(gòu)設(shè)置于陶瓷襯底材料(刀片)350的一側(cè)上，而所述襯底材料350的第二側(cè)完全被金屬化以形成接地平面或者回傳路徑351。圖17中所示的實(shí)施例使用沿著陶瓷刀片的邊緣設(shè)置的十六個(gè)輻射貼片天線401-416。饋線結(jié)構(gòu)使用50Q微帶線和交替的四分之一波長變換器。N型微波連接器360連接到饋線結(jié)構(gòu)的輸入端，并且使線纜組件能夠連接在微波功率發(fā)生器與外科手術(shù)天線之間。第一微帶線310連接到微波連接器360的微帶發(fā)射引腳。所述微帶線310的長度并不關(guān)鍵，但是由可容許的插入損耗和物理約束所控制，這些物理約束涉及所應(yīng)用的儀器的最終用途和一般審美。微帶線310的遠(yuǎn)端連接到形成兩個(gè)四分之一波長變換器的第二微帶線320。第二微帶線320的中央點(diǎn)連接到第一微帶線310的遠(yuǎn)端。第二微帶線320的兩個(gè)遠(yuǎn)端分別連接到第三和第四微帶線331、330的中央點(diǎn)。第三和第四微帶線331、330的長度并不關(guān)鍵，但是優(yōu)選的是兩個(gè)線長度相同以實(shí)現(xiàn)在四個(gè)遠(yuǎn)端的信號(hào)就量值和相位而言相同。第三和第四微帶線331、330的遠(yuǎn)端連接到分別形成另外四個(gè)半波長微帶線373、372、371、370的第五、第六、第七和第vV隞帶線的中心點(diǎn)。這些微帶線形成另外八個(gè)四分之一波長變換器。四個(gè)半波長微帶線373、372、371、370的遠(yuǎn)端連接到另外八個(gè)微帶線380、381、382、383、384、385、386、387，這另外八個(gè)微帶線的長度并不關(guān)鍵，但是應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地都有相同長度以便保證在所述微帶線的遠(yuǎn)端產(chǎn)生的所有信號(hào)的相位和量值相同。微帶線370-373的遠(yuǎn)端應(yīng)當(dāng)連接到微帶線380-387的中心點(diǎn)以使得能夠進(jìn)行必要的阻抗變換。微帶線380-387的遠(yuǎn)端形成分別通向輻射貼片天線401-416的饋線。相鄰輻射貼片之間的距離使得沿著刀片的長度生成均勻電磁場(chǎng)。相鄰貼片之間的距離在感興趣頻率下約為lmm以便保證組織效應(yīng)(凝結(jié)/燒蝕)沿著輻射刀片的長度是均勻的。圖17中給出的50n微帶饋線結(jié)構(gòu)的操作示例如下1.從向十六個(gè)輻射天線的饋送開始，假設(shè)天線饋點(diǎn)401-416'看見，500的阻抗負(fù)載，2.這意味著微帶線380-387的中心點(diǎn)各自'看見，25Q的阻抗，即并聯(lián)的兩個(gè)50Q的負(fù)載(50/2=250),3.當(dāng)微帶線370-373各自有與在感興趣頻率下的波長的一半相等的電長度并且線的中心連接到向這些線饋電的微帶線的遠(yuǎn)端時(shí)，各個(gè)負(fù)載阻抗由各個(gè)四分之一波長變換器變換成100Q，即Zo-V(z,Zs)=>Zi=z02/zs=502/25=100Q(在這一分析中z。為微帶線的特征阻抗(以歐姆為單位)，Zl為負(fù)載阻抗(以歐姆為單位)，而Zs為源阻抗(以歐姆為單位))，4.這意味著在備敞帶線370-373的中心點(diǎn)'所見，的阻抗為50a即兩個(gè)IOOQ阻抗的并聯(lián)和(100/2-50Q)，5.因此，在微帶線331和330的四個(gè)遠(yuǎn)端'所見，的阻抗為50n，6.這意味著微帶線331和330的中心點(diǎn)'看見，25n的阻抗，即并聯(lián)的兩個(gè)50O負(fù)載(50/2=250)，7.微帶線320具有與在感興趣頻率的波長的一半相等的電長度，而線320的中心連接到與輸入連接器360連接的第一微帶饋線310的遠(yuǎn)端；因此，25Q負(fù)載阻抗由四分之一波長變換器變換成100Q,即Zi=Z02/ZS=502/25=100Q,8.這意味著在微帶線320的中心點(diǎn)'所見，的阻抗為500，即兩個(gè)阻抗的并聯(lián)和(100/2=50Q)，9.假如第一微帶線310是50C2微帶傳輸線，而連接到輸入連接器360的線纜組件具有50Q特征阻抗，則在微帶線320的中心點(diǎn)'所見，的500阻抗為匹配良好的網(wǎng)絡(luò)或者系統(tǒng)拔:供了條件。輻射貼片天線401-416被配置成使得輻射邊緣與接觸所述輻射邊緣的生物組織180的阻抗是阻抗匹配的。圖18示出了用于外科手術(shù)切除天線的可選布置，該天線4吏用制作到混合襯底結(jié)構(gòu)的第一側(cè)上的微帶饋線結(jié)構(gòu)和多個(gè)輻射貼片天線。在這一布置中，形成饋線結(jié)構(gòu)一部分的第一四個(gè)微帶線310、320、331、330被制作到微波PCB材料上；在這一實(shí)施例中，微波PCB材料是來自Rogers公司的5880RTDuriod⑧。其余饋線380-387和輻射天線組件401-416被制作到硬陶瓷材料上，所述硬陶瓷材料在這一實(shí)施例中為藍(lán)寶石。可以使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿﹣斫雍蟽煞N材料。該結(jié)構(gòu)的第二側(cè)完全被金屬化并且形成用于微波饋送和輻射天線結(jié)構(gòu)的接地平面或者回傳信號(hào)351。金屬化層是良導(dǎo)體，例如銅、銀或者黃銅。在金屬化與襯底材料之間提供接口層以便將兩層^^在一起。接口材料在操作頻率下呈現(xiàn)低損耗以防止部分微波能量由材料吸收并且造成結(jié)構(gòu)發(fā)熱和在輻射天線處可用的能量損耗這些所不希望的效應(yīng)。饋線可以由金屬外殼(未示出)覆蓋以防止來自微帶饋線結(jié)構(gòu)的輻射發(fā)射傳播到自由空間中。圖19示出了饋片給結(jié)構(gòu)378和輻射貼片417制作到手術(shù)刀片500上的輻射貼片天線結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。^使用手術(shù)刀片的一側(cè)作為接地平面，而將電介質(zhì)襯底材料層350附接到手術(shù)刀片的第二側(cè)，由此微帶饋線結(jié)構(gòu)和輻射貼片附接到所述襯底層以形成微帶線結(jié)構(gòu)。在電介質(zhì)材料上噴射可以用來在附接用于微帶饋線和輻射貼片的金屬化層之前涂覆手術(shù)刀片500的第二側(cè)。圖17至圖19中所示的輻射貼片天線的幾何形狀取決于操作頻率、襯底材料的性質(zhì)和組織負(fù)載。在正常操作中，貼片天線的輻射邊緣是在^Mt頻率下的波長的一半。通常，沿著與饋線垂直的邊緣的場(chǎng)為零。圖20(a)示出了用于輻射刀片天線的又一實(shí)施例。在這一布置中，手術(shù)刀片500附接到同軸線纜組件503、504的遠(yuǎn)端，而輻射'H，場(chǎng)回路天線502附接到所述同軸組件的遠(yuǎn)端以形成輻射場(chǎng)部件。中心導(dǎo)體504連接到'H，場(chǎng)回路502的近端，而遠(yuǎn)端附接到同軸饋送結(jié)構(gòu)的外導(dǎo)體503。絕緣材料501用來防止'H，場(chǎng)回路短接切割刀片500。這里所示的實(shí)施例由于Kapton膠帶的高電壓擊穿性能而使用它作為絕緣材料，但是也可以使用其它絕緣體。在操作中，刀片的銳利邊緣切穿組織，而回路天線輻射微波能量以即時(shí)燒蝕或者凝結(jié)切割邊緣附近的組織180。H場(chǎng)回路的物理長度是在優(yōu)選操作頻率下的波長的一半(或者其奇數(shù)倍)。配線回路的直徑能夠處理功率電平達(dá)100W的連續(xù)波。作為'H，場(chǎng)回路的替選形式，可以使用'E，場(chǎng)探測(cè)器天線來產(chǎn)生微波輻射。例如，單極、雙極、繞桿式或者螺旋天線結(jié)構(gòu)可以附接到刀片結(jié)構(gòu)?？梢圆糠值仄帘屋椛浣Y(jié)構(gòu)以限制向自由戶或者患者輻射的風(fēng)險(xiǎn)。可以通過去除在切割刀片500的中心周圍的'H，場(chǎng)天線502所在的部分來修改圖20(a)中所示布置。所述'H，場(chǎng)天線502然后可以駐留于所述切割刀片500的中心部分內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)在切割刀片500的切割邊緣周圍產(chǎn)生可以用來封閉切割邊緣附近血流的輻射電磁場(chǎng)。在圖20(b)中示出了這一布置，其中可見已經(jīng)去除絕緣材料501并且輻射回路位于刀片500的切除部分內(nèi)。所述刀片500可以由硬陶資材料或者金屬制成。圖20(b)至20(c)示出了分別具有'H，場(chǎng)回路天線和'E，場(chǎng)探測(cè)器或者單極天線的手術(shù)刀片天線的實(shí)施例。這些實(shí)施例均使刀片的一部分被去除，以使微波輻射能夠在刀片的切割邊緣周圍傳播。圖21提供了負(fù)載波導(dǎo)天線布置的實(shí)施例，這些布置具有靜態(tài)調(diào)諧部件，以4吏天線結(jié)構(gòu)能夠與生物組織負(fù)載的阻抗進(jìn)行阻抗匹配。這里所示的天線結(jié)構(gòu)用于在治療應(yīng)用中使用，并且更具體而言用于在治療大型固體腫瘤例如肝腫瘤、肺腫瘤或者腎上腺腫瘤中使用。圖21(a)示出了負(fù)載波導(dǎo)天線結(jié)構(gòu)，其中輻射電介質(zhì)桿601的一部分插入到生物組織180中以引起組織燒蝕。在這一布置中，電介質(zhì)桿601充當(dāng)阻抗變換器，以使波導(dǎo)腔602的阻抗與生物組織180的阻抗能夠阻抗匹配。電介質(zhì)桿601配合于圓柱形波導(dǎo)部分600內(nèi)，而所述圓柱形波導(dǎo)部分600連接到矩形波導(dǎo)部分602。矩形部分602包含三個(gè)調(diào)諧短截線141、142、143，這些調(diào)諧短截線用來使波導(dǎo)腔602與在電介質(zhì)材料601的遠(yuǎn)端'所見，的阻^M目匹配，以實(shí)現(xiàn)能量源與生物組織負(fù)栽180之間的最大功率傳送。輸入的微波功率4吏用微波連接器耦合到天線，該微波連接器使'H，場(chǎng)回路603的一端連接到它的中心導(dǎo)體(引腳)。回路的另一端連接到波導(dǎo)602的壁。所述回路603的長度等于在優(yōu)選操作頻率下的波長的一半(或者其奇數(shù)倍)。這一'H，場(chǎng)回路耦合布置使用來向天線提供微波功率的線纜組件能夠連接到在與天線相同的平面中的組件，即天線結(jié)構(gòu)是'端部饋電，的。相鄰短截線141、142或者142、143之間的間距是由矩形波導(dǎo)部分602的截止頻率和^^t頻率決定的波導(dǎo)波長的四分之一。圖21(b)示出了與圖21(a)中所示布置相似的布置，不同之處在于在圖21(b)中所示布置中，電介質(zhì)桿601沿著它從圓柱形波導(dǎo)部分600的遠(yuǎn)端起的長度逐漸變細(xì)。還示出了電介質(zhì)桿601的近端具有圓柱體，用以產(chǎn)生從波導(dǎo)腔602到電介質(zhì)桿中的錐形發(fā)射。優(yōu)選的是電介質(zhì)桿601為低損耗材料，也就是說，在感興趣頻率下的耗散因子應(yīng)當(dāng)小于例如0.001。圖21(c)示出了負(fù)載矩形天線布置，其中輻射電^h質(zhì)材料601的形狀是矩形。圖21(c)中所示的天線結(jié)構(gòu)的所有特征與上述圖21(a)和(b)中所示的天線結(jié)構(gòu)相同。圖21(d)示出了天線結(jié)構(gòu)的輻射面的橫截面?？梢娸椛涿嫣幱诖委煹慕M織結(jié)構(gòu)180的表面上。本發(fā)明不限于使用矩形形狀的桿；可以使用方形形狀的桿或者甚至三角形形狀的桿。圖21(a)和(c)中所示結(jié)構(gòu)可以用來將能量發(fā)射到位于天線與之物理接觸的組織表面之下的組織結(jié)構(gòu)中。例如，天線的輻射部分(圓柱形或者矩形)可以處于皮膚表34面上，而微波能量可以用來改變位于皮膚表面之下的脂肪組織的狀態(tài)，同時(shí)保持皮膚的上表面(表皮)不被攙雜。皮膚(或者其它組織結(jié)構(gòu))的表面可以在施加微波能量時(shí)被冷卻以便保證保留在表面和/或表面附近的組織結(jié)構(gòu)。圖22至圖24示出了可以用來治療位于人體和動(dòng)物體內(nèi)的大體積固體肺瘤的天線結(jié)構(gòu)。這里介紹的結(jié)構(gòu)是基于具有四分之一波長阻抗匹配變換器的同軸和微帶傳輸線系統(tǒng)。圖23示出了包括多個(gè)同軸輻射天線結(jié)構(gòu)701/706、702〃07、703/708、704〃09、705/710的天線結(jié)構(gòu)的概念圖，這些天線結(jié)構(gòu)被布置成從管或者套管針或者導(dǎo)管的一端輻射。所述管的遠(yuǎn)端是圓錐體形狀，而同軸輻射器以如下方式來布置，該方式使得它們?cè)趫A錐體的表面之上產(chǎn)生均勻電磁場(chǎng)，以便在插入生物組織結(jié)構(gòu)180內(nèi)時(shí)產(chǎn)生均勻的組織效應(yīng)。從單個(gè)同軸線纜向多個(gè)同軸輻射結(jié)構(gòu)饋電，該同軸線纜能夠處理在結(jié)構(gòu)的一端遞送的總功率而不產(chǎn)生過量插入損耗，也就是說，為了將100W連續(xù)波發(fā)射到天線結(jié)構(gòu)的輸入端中，結(jié)構(gòu)的外徑約為10mm。圖24(a)和(b)示出了可以用于燒蝕肝腫瘤的同軸治療天線結(jié)構(gòu)的布置。該結(jié)構(gòu)由近端連接有微波連接器360的第一同軸饋送線纜801、布置為阻抗變換器的第二同軸線纜部分802和具有輻射端813-817的另外八個(gè)同軸線纜組件(其中僅五個(gè)在圖24(a)中可見)808-812構(gòu)成。第二同軸線纜組件802的電長度等于與在^Mt頻率下的波長的四分之一(或者其奇數(shù)倍)的電長度，第二同軸線纜組件802的阻抗等于第一同軸部分801的特征阻抗與具有連接到有代表性的組織負(fù)載上的輻射端的八個(gè)同軸線纜的阻抗的并聯(lián)和的乘積的平方根?？梢允褂孟率结槍?duì)任何數(shù)目的同軸輻射器來計(jì)算執(zhí)行所需阻抗變換的第二同軸線纜組件802的特征阻抗Zo2=々(Z0lxZ。32/Z^n)其中Z。2為同軸變換部分802的特征阻抗(n)，Z。i為同軸饋送線纜801的特征阻抗(Q)，Z。3為連接到802的遠(yuǎn)端上的'n，個(gè)同軸線纜部分的特征阻抗(Q)，^為組織負(fù)載的阻抗(O)，而'n，是輻射部件的數(shù)目(無單位)。這一分析假設(shè)各輻射端'看見，相同的負(fù)載阻抗，也就是說，生物組織的阻抗在輻射部件接觸的區(qū)域內(nèi)相同，或者換言之，負(fù)載是均衡的。這一分析還假設(shè)各同軸部分的特征阻抗(Z。3)相同，并且由Z。3表示的同軸線纜部分的長度是在操作頻率下的波長的四分之一(或者其奇數(shù)倍)。圖24中所示的布置可以插入管內(nèi)，而輻射部件可以布置在如圖23中所示圓錐體形狀的結(jié)構(gòu)內(nèi)。圖22示出了可以用來燒蝕大體積腫瘤的又一天線結(jié)構(gòu)。這一布置4吏用微帶傳輸線1000，其中所述傳輸線在近端連接有微波輸入連接器306，而在遠(yuǎn)端連接有微帶阻抗變換器1001。微帶阻抗變換器1001是物理長度與在操作頻率下的電波長的四分之一(或者其奇數(shù)倍)相等的四分之一波長變換器，其中這一長度考慮了襯底材料1124的相對(duì)電容率。所述微帶線IOOO、1001被制作于適當(dāng)微波襯底材料1124的第一側(cè)上。所述微帶材料1124的第二側(cè)在材料的整個(gè)表面上被金屬化，并且這一金屬化層充當(dāng)接地平面。各自包括外導(dǎo)體1005、1008、1011、1014、內(nèi)導(dǎo)體1003、1007、1010、1013和電介質(zhì)材料1004、1006、1008、1012的多個(gè)同軸線纜組件連接到阻抗變換器1001的遠(yuǎn)端。七個(gè)同軸線纜組件裝配于陶瓷圓錐體1002內(nèi)，而所述陶乾圓柱體1002連接到微帶結(jié)構(gòu)1000、1124、1001的遠(yuǎn)端。七個(gè)同軸線纜組件以如下方式布置(配合)于陶瓷圓錐體1002內(nèi)，該方式使陶瓷圓柱體1002能夠充當(dāng)在圓錐體末端的表面區(qū)域之上產(chǎn)生均勻電磁場(chǎng)的天線。金屬板(未示出)可以連接到內(nèi)導(dǎo)體1003、1007、1010、1013以增強(qiáng)由輻射圓錐體1002產(chǎn)生的場(chǎng)的均勻性。輻射圓錐體可插入到生物組織180內(nèi)以燒蝕患病或癌性組織結(jié)構(gòu)。下文討論根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的外科手術(shù)儀器的更多實(shí)施例。具體而言，下述實(shí)施例提供一種形狀與手術(shù)刀片相似的切除工具。選擇該形狀以在對(duì)銳利切割邊緣的需要與使微波輻射良好耦合到組織中的輻射結(jié)構(gòu)之間提供平衡。這里公開的形狀的一個(gè)特定優(yōu)點(diǎn)在于輻射場(chǎng)分布(并且因此向組織中遞送的功率)沿著刀片的切割邊緣基本上均勻。下文描述證明這一效應(yīng)的微波仿真。在天線是負(fù)載波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(即刀片是裝配于波導(dǎo)腔的一端上用以輻射由波導(dǎo)傳送的微波能量的一段電介質(zhì)材料)的實(shí)施例中，理想的是電介質(zhì)材料充當(dāng)阻抗匹配變換器，用以將(空載)波導(dǎo)的阻抗與生物組織負(fù)載的阻抗匹配以實(shí)現(xiàn)能量高效遞送到組織中。在上文討論的實(shí)施例中，在波導(dǎo)腔中提供調(diào)諧布置(例如包括多個(gè)可調(diào)調(diào)諧短截線的調(diào)諧濾波器)以使天線能夠與各種組織負(fù)栽(例如不同組織類型)靜態(tài)地阻抗匹配。在該實(shí)施例中，三短截線螺桿式調(diào)諧器位于波導(dǎo)線纜組件與陶瓷刀片的近端之間。在這樣的結(jié)構(gòu)中，腔內(nèi)的阻抗失配(例如由短截線的電感或者電容電抗造成)可能造成在調(diào)諧濾波器的區(qū)域中形成高電磁場(chǎng)。這些場(chǎng)可能導(dǎo)致外科手術(shù)儀器的發(fā)熱。下文討論的實(shí)施例也可以提供一種用以將(空載)波導(dǎo)的阻抗與生物組織的阻抗匹配的變換器布置。所述變換器可以形成切割刀片的一體部分。使用這一變換器使沿著波導(dǎo)遞送的幾乎所有能量都能夠傳送到生物組織中。圖25是才艮據(jù)特別地適合于在24GHz下操作的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于外科手術(shù)天線的輻射刀片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。刀片結(jié)構(gòu)1110具有手術(shù)刀的基本形式，在由例如鋁、藍(lán)寶石等材料制成的矩形塊1116的一端上加工出兩個(gè)銳角切割邊緣1112、1114。這一實(shí)施例中的特定尺度適合于鋁，但是對(duì)于使用藍(lán)寶石的相似實(shí)施而言僅需很小改動(dòng)。如圖26中所示，矩形塊116具有高度4.75mm和寬度2mm。各切割邊緣關(guān)于刀片結(jié)構(gòu)的縱向中平面(即與圖25中的紙面平行的經(jīng)過刀片中部的平面)對(duì)稱。沿著各切割邊緣1112、1114匯合的面所成的角為卯°。更改這一角度可以改變主要功率吸收區(qū)在組織中的位置。使它小于卯°(即更銳利的邊緣)可以將主要發(fā)熱區(qū)從邊緣往回朝著刀片結(jié)構(gòu)移動(dòng)。再次參照?qǐng)D25，上切割邊緣1112關(guān)于刀片結(jié)構(gòu)的頂表面成60°角，而下切割邊緣1114關(guān)于刀片結(jié)構(gòu)的底表面成15°角。切割邊緣1112、1114在處于矩形塊高度中間的刀片頂端1118會(huì)合。矩形塊1116的側(cè)面(即側(cè)表面以及頂表面和底表面)被金屬化。分別在切割邊緣1112、1114匯合的成角面1120、1122沒有被金屬化；鋁在這一位置暴露。基于關(guān)于外科手術(shù)切除工具的整個(gè)結(jié)構(gòu)的信息來獲得用于輻射刀片結(jié)構(gòu)的尺度。外科手術(shù)切除工具可以包括以下部件國用以將外科手術(shù)切除工具連接到微波源的微波連接器組件；-用以將能量從微波源傳送到輻射刀片結(jié)構(gòu)的線纜組件(例如同軸線纜或者適當(dāng)?shù)牟▽?dǎo))；國用以將線纜組件的阻抗與組織阻抗匹配的阻抗匹配電路(或者變換器)；以及-輻射刀片結(jié)構(gòu)本身阻抗匹配變換器可以與刀片結(jié)構(gòu)集成。在用于實(shí)施外科手術(shù)切除的一些實(shí)施例中，已經(jīng)使用矩形波導(dǎo)線纜作為線纜組件。波導(dǎo)線纜可以是柔性/可扭曲的。外科手術(shù)刀片的設(shè)計(jì)依賴于波導(dǎo)腔的尺寸，該尺寸又依賴于波導(dǎo)能夠支持的頻率范圍。表l提供了標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)腔以及用于波導(dǎo)腔的物理尺度和可以使用波導(dǎo)腔的頻率范圍的列表。如果腔尺寸小于操作頻率范圍所需的腔尺寸，則電磁場(chǎng)不會(huì)在波導(dǎo)內(nèi)傳播或者波將截止。圖25中所示的實(shí)施例使用在24GHz頻率的輻射。在下文討論的實(shí)施例中使用14.5GHz的點(diǎn)頻。以下標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)可以用來在此類實(shí)施例中傳播能量波導(dǎo)17(WR75)、波導(dǎo)18(WR62)、波導(dǎo)20(WR42)和波導(dǎo)21(WR34)。這些波導(dǎo)可以在14.5GHz(WR75和WR62)和24GHz(WR42和WR34)下實(shí)現(xiàn)主導(dǎo)模式(Z&。)操作。<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>表l:標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)特征M中可見操作頻率也決定波導(dǎo)腔的物理尺度。為了實(shí)現(xiàn);UL與常規(guī)手術(shù)刀片的尺度相似的外科手術(shù)儀器，可見應(yīng)當(dāng)考慮使用WG20、WG21或者WG22以成功地實(shí)施外科手術(shù)切除工具。圖27是示出了在輻射刀片結(jié)構(gòu)1110插入到肝組織中并且頻率為24GHz的微波能量被引導(dǎo)穿過輻射刀片結(jié)構(gòu)1110時(shí)從所述輻射刀片結(jié)構(gòu)損耗的功率密度的仿真。圖27示出了功率損耗(并且因此主要發(fā)熱區(qū))沿著在下切割邊緣144匯聚，在這一實(shí)施例中下切割邊緣144是用于切割的邊緣。因此，這一實(shí)施例在目標(biāo)區(qū)提供例如在切割時(shí)的即時(shí)燒灼所需的能量。場(chǎng)分布沿著切割邊緣的長度也基本上均勻。另夕卜，沒有示出額外的功率吸收，即在相對(duì)于刀片結(jié)構(gòu)的其它位置沒有出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性發(fā)熱，因而可以避免不希望的(可能有害的)副作用。圖28示出了在頻率范圍內(nèi)刀片結(jié)構(gòu)到肝組織中的回波損耗。在仿真的頻率范圍(20-28GHz)內(nèi)，刀片與組織之間的回波損耗(即匹配度測(cè)量)優(yōu)于(低于)-30dB,it^明從輻射部分遞送的99.9%能量將遞送到組織中。由于血液的復(fù)阻抗與肝的復(fù)阻抗m^目似，所以與血液的匹配也將良好。圖29示出了刀片結(jié)構(gòu)到空氣中的回波損耗。在仿真的頻率范圍(20-28GHz)內(nèi)，回波損耗大致上在-5dB以上(高于-5dB)。曲線圖示出了在各種頻率下出現(xiàn)諧振。這是由在刀片頂端的以下反射所產(chǎn)生的額外模式造成的，這些及^J"在刀片結(jié)構(gòu)的另一端(自由端)未被吸收，因此來回反射。在目標(biāo)頻率(24GHz)下回波損耗在-ldB以上(高于-ldB)。為求額外安全性，可能理想的是在回波損耗具有小于(即高于)-3dB的量值時(shí)減少向刀片結(jié)構(gòu)供應(yīng)的功率(其中回波損耗可以限定為-201ogl。|r|，其中r為反射系數(shù)，即遞送到組織中的功率與由于阻抗失配而返回來的功率之比的測(cè)量)。圖30至圖32是與圖25至圖27對(duì)應(yīng)、但是用于外科手術(shù)天線的另一實(shí)施例的輻射刀片結(jié)構(gòu)1130的表示圖，這一次特別適合于在14.5GHz的^作。刀片結(jié)構(gòu)1130的形狀類似于圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)1110。在矩形塊1136的一端中加工有兩個(gè)成角切割邊緣1132、1134。矩形塊的尺度在這一實(shí)施例中不同。如圖31中所示，矩形塊具有2mm的寬度和8mm的高度。然而其它細(xì)節(jié)相同。例如，上切割邊緣1132與矩形塊1136的頂表面成60。角，而下切割邊緣1134與矩形塊1136的底表面成15°角。選擇這些角是因?yàn)樗鼈兇硗饪漆t(yī)生或者臨床醫(yī)生常用的標(biāo)準(zhǔn)外科手術(shù)手術(shù)刀片。切割邊緣ll32、1134在矩形塊1U6的高泉中間的刀片頂端ll38匯合。分別在切割邊緣1132、1134匯合的成角表面1140、1142相互成卯°。矩形塊1136的側(cè)表面以及頂表面和底表面被金屬化，但是成角表面1140、1142沒有被金屬化(即為暴露的鋁)。圖32是在肝組織中時(shí)并且向肝組織遞送頻率為14.5GHz的微波能量的刀片結(jié)構(gòu)所損耗的功率的仿真。與對(duì)于先前實(shí)施例一樣，功率吸收^部地集中在切割邊緣1132、1134并且沿著這些切割邊緣平均地分布。圖33是示出了刀片結(jié)構(gòu)在頻率范圍內(nèi)到肝組織中的回波損耗的圖。在感興趣頻率(14.5GHz),刀片與組織之間的回波損耗(即匹配度測(cè)量)優(yōu)于(低于-30dB)，這表明從輻射部分遞送的99.0%能量將遞送到組織中。這里公開的各實(shí)施例的第二(雖然是獨(dú)立的)特征是用于將波導(dǎo)腔匹配良好地連接到生物組織的變換器。這里提出的布置是使用無需調(diào)諧仍然可以實(shí)現(xiàn)匹配的電介質(zhì)材料制作的接口。用來進(jìn)行阻抗變換的電介質(zhì)材料與用于輻射/切割刀片的電介質(zhì)材料相同。變換器和輻射/切割刀片可以形成單個(gè)部分或者片段。良好的匹配可以避免刀片-波導(dǎo)連接處的不希望的發(fā)熱。圖34是用于將圖25中所示的刀片結(jié)構(gòu)1110的矩形塊1116連接到波導(dǎo)1152(例如標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo))的變換器1150的透視圖。變換器的長度應(yīng)當(dāng)是在感興趣頻率下的負(fù)載波長的四分之一的奇數(shù)倍、即(2"-l)AJ4，其中w是從l到oo的任何整數(shù)，而k為與感興趣頻率對(duì)應(yīng)的負(fù)載波長。由于要求將填充有相對(duì)電容率為一的空氣的波導(dǎo)與具有高介電常數(shù)例如40的組織負(fù)載匹配，因此有必要由介電常數(shù)高的材料形成匹配變壓器。這導(dǎo)致很短的負(fù)載波長(尤其是在更高頻率24GHz下)?？梢酝ㄟ^有效的示例來最好地說明這一情形-假設(shè)波導(dǎo)由空氣(sr=l)填充-假設(shè)組織的介電常數(shù)為40-用于變換器材料的介電常數(shù)因此可以近似為力x40=6,32。這假設(shè)損耗因子(tan5)接近零。在實(shí)踐中理想的是使變換器材料中本身表現(xiàn)為發(fā)熱的功率損耗最小。-對(duì)于2461^的操作，四分之一波長阻抗變換器的長度給定為/x4xV^，其中c是以m/s為單位的光速，而f是以赫茲為單位的操作頻率。在本例中應(yīng)用這一方程獲得四分之一波長1.24mm。這一波長可能不實(shí)際，因而可以使用奇數(shù)倍，例如3V/4-3.72mm或者甚至5A^/4-6.2mm。矩形塊1116的未金屬化端部1154突出穿過波導(dǎo)變換器部分1156的中心，所述波導(dǎo)變換器部分1156的尺度是基于矩形塊1116、波導(dǎo)1152的尺寸和遞送的微波能量的頻率來選擇的，以在矩形塊1116與波導(dǎo)1152之間提供匹配。在操作頻率為24GHz的這一實(shí)施例中，波導(dǎo)變換器部分1152具有仿真的長度5.9mm(未金屬化的端部54沿著整個(gè)該長度突出)、高度10mm和寬度3.2mm。這一部分可以直接接合到橫截面為4.318mmxl0.668mm的波導(dǎo)52上(并且實(shí)際上由該波導(dǎo)的一端加工而成)?？梢栽谕饪剖中g(shù)天線的柄部中提供變換器。圖35是朝波導(dǎo)1152看去的通過波導(dǎo)變換器部分1156的橫截面圖。在圖中示出了這一實(shí)施例中所用的;c^。圖36是示出了變換器1150的回波損耗的圖。回波損耗在24GHz比-30dB好得多(比-30dB低得多)，狄明遞送到變壓器1150中的99.9%微波能量將遞送到刀片結(jié)構(gòu)1110中。圖37是示出了變壓器1150的插入變壓器1150的插入損耗的圖。插入損耗在24GHz優(yōu)于(低于或小于)0.2dB、即O.ldB，il^明從波導(dǎo)1152遞送的大部分能量進(jìn)入變壓器1150。變換器已經(jīng)被設(shè)計(jì)成讓輻射刀片陷入代^Jf/血液負(fù)載的組織塊中。當(dāng)負(fù)載改變，即改變成例如空氣負(fù)載時(shí)，匹配變換器不會(huì)實(shí)現(xiàn)在輻射刀片與組織之間進(jìn)行良好匹配，因此大部分能量將反射回到波導(dǎo)中并沿著線纜組件反射。圖38和圖39是通過用于將圖30中所示的刀片結(jié)構(gòu)1130的矩形塊1136連接到波導(dǎo)1172(例如標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，比如WG18)的變壓器1170的橫截面圖視圖。圖38和圖39中所示的布置類似于圖34和圖35，不同之處在于用于為尺寸不同的矩形塊1136提供匹配的不同A;變以及不同的操作頻率(在這一情況下為14.5GHz)。在這一實(shí)施例中，矩形塊1136的未金屬化端部1174突出通過作為波導(dǎo)1172的一體端部的波導(dǎo)變換器部分1176。如上所述，基于矩形塊36、波導(dǎo)1172的尺寸和遞送的微波能量的頻率來選捧該布置的尺度，以在矩形塊1136與波導(dǎo)1172之間提供匹配。在操作頻率為14.5GHz的這一實(shí)施例中，波導(dǎo)變換器部分176具有12mm的長度(未金屬化的端部1174沿著整個(gè)該長度突出)、15.4mm的高度和3.6mm的寬度。圖40是示出了變換器1170的回波損耗和插入損耗的圖?；夭〒p耗在14.5GHz下優(yōu)于(低于)-20dB，it^明遞送到變換器1170中的多于99%的微波能量將遞送到刀片結(jié)構(gòu)1130中。插入損耗在14.5GHz優(yōu)于(低于或小于)0.1dB、即0.05dB,這表明從波導(dǎo)1172遞送的絕大部分能量進(jìn)入變壓器1170。4權(quán)利要求1.一種外科手術(shù)儀器，具有切割部件，具有用于切割生物組織的邊緣；以及天線，布置成在所述切割部件的邊緣發(fā)射基本上均勻的微波輻射場(chǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線包括用于連接到微波輻射源的饋送結(jié)構(gòu)和布置成發(fā)射所述輻射場(chǎng)的輻射部分。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外科手術(shù)儀器，其中所述切割部件包括所述輻射部分。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外科手術(shù)儀器，其中所述切割部件包括用于從所述饋送結(jié)構(gòu)接收能量的耦合部分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外科手術(shù)儀器，其中所述耦合部分用于使得所述切割部件接收從所述饋送結(jié)構(gòu)耦合的基本上最大的場(chǎng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外科手術(shù)儀器，其中所^合部分包括阻抗變換器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外科手術(shù)儀器，其中所述阻抗變換器是錐形變換器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外科手術(shù)儀器，其中所述阻抗變換器是階躍變換器。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外科手術(shù)儀器，其中所述耦合部分包括短截線調(diào)諧器。10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的外科手術(shù)儀器，其中所述切割部件除了在所述耦合部分和所述輻射部分以外，具有金屬化表面。11.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的外科手術(shù)儀器，其中所述饋送結(jié)構(gòu)包括波導(dǎo)。12.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的外科手術(shù)儀器，其中所述切割部件包括刀片。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的外科手術(shù)儀器，其中所述刀片由陶瓷制成。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的外科手術(shù)儀器，其中所述刀片由鋁或者藍(lán)寶石制成。15.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線被布置成發(fā)射沿著所述切割儀器的邊緣基本上均勻的場(chǎng)。16.根據(jù)權(quán)利要求l所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線包括在所述切割部件上制作的'H場(chǎng)，回路天線。17.根據(jù)權(quán)利要求l所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線包括多個(gè)輻射部件。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的外科手術(shù)儀器，其中多個(gè)貼片天線與所述切割部件的邊^(qū)目鄰地制作于所述切割部件上。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的外科手術(shù)儀器，其中所述饋送結(jié)構(gòu)包括功率分離器，所述功率分離器被布置成將來自微波輻射源的功率在多個(gè)輻射部件中的各輻射部件之間平均地分離。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的外科手術(shù)儀器，其中所述功率分離器包括混合環(huán)。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的外科手術(shù)儀器，其中所述功率分離器包括微帶饋線陣列。22.根據(jù)任一項(xiàng)前a利要求所述的外科手術(shù)儀器，包括布置成調(diào)節(jié)所述儀器的阻抗的調(diào)諧機(jī)構(gòu)。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線包括可連接到微波輻射源的波導(dǎo)，并且所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括可調(diào)節(jié)地裝配于所述波導(dǎo)中的三個(gè)螺桿。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線包括可連接到微波輻射源的波導(dǎo)，并且所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括布置成使所述波導(dǎo)的阻抗與預(yù)定阻抗匹配的變換器。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的外科手術(shù)儀器，其中所述變換器是所述切割刀片的一體部分。26.根據(jù)權(quán)利要求23或者24所述的外科手術(shù)儀器，其中所述變換器在沿著所述波導(dǎo)的方向上具有以下長度，該長JLA在使用中的所述波導(dǎo)中傳播的微波輻射的波長的四分之一的奇數(shù)倍。27.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的外科手術(shù)儀器，其中所述天線被布置成在所述切割部件的邊緣發(fā)射頻率為5GHz到100GHz的微波輻射場(chǎng)。28.—種外科手術(shù)切割裝置，具有微波輻射源，布置成生成微波輻射；以及根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的外科手術(shù)儀器，被連接成從所述源接收微波輻射。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的外科手術(shù)切割裝置，其中所述源包括振蕩器，用于生成具有5GHz到100GHz的穩(wěn)定頻率的信號(hào)；以l故大器，用于將所述信號(hào)放大至適合于治療的功率電平。30.根據(jù)權(quán)利要求28或者29所述的外科手術(shù)切割裝置，包括反射輻射檢測(cè)器，連接在所述源與所述外科手術(shù)儀器之間；以及阻抗調(diào)節(jié)器，連接在所述源與所述外科手術(shù)儀器之間；其中所述反射輻射檢測(cè)器被布置成檢測(cè)通過所述儀器朝著所述源往回反射的微波輻射的量值和相位，并且所述阻抗調(diào)節(jié)器具有可基于檢測(cè)到的所述反射的微波輻射的量值和相位而控制的可調(diào)節(jié)復(fù)阻抗。31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的外科手術(shù)切割裝置，包括正向和反射功率定向耦合器，布置成檢測(cè)所述儀器朝著所述源之間的微波輻射，其中所述反射輻射檢測(cè)器是外差接收器，布置成從由所述正向和反射功率定向耦合器耦合的微波輻射中提取量值和相位信息。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的外科手術(shù)切割裝置，其中所述阻抗調(diào)節(jié)器可基于所述檢測(cè)器提取的相位和量值信息來調(diào)節(jié)。33.—種燒蝕探測(cè)器，包括細(xì)長主體，具有用于穿透組織的插入端；在所述插入端的多個(gè)輻射部件，各個(gè)輻射部件用于發(fā)射用于燒蝕組織的微波輻射場(chǎng)；以及饋送結(jié)構(gòu)，可連接到微波功率源，并且布置成將微波功率傳送到所述輻射部件；其中所述饋送結(jié)構(gòu)被布置成將所述微波功率在所述輻射部件之間基本上平均地分離，由此所發(fā)射的輻射場(chǎng)在所述插入端上基本上均勻。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的燒蝕探測(cè)器，其中所述細(xì)長主體包括布置成帶有從所述插入端突出的多個(gè)天線的導(dǎo)管。35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的燒蝕探測(cè)器，其中各個(gè)輻射部件包括同軸單極天線。36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的燒蝕探測(cè)器，其中所述饋送結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或者更多個(gè)微帶傳輸線。37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的燒蝕探測(cè)器，包括阻抗變換器，用于使所述饋送結(jié)構(gòu)的阻抗與所述輻射部件的阻抗匹配。38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的燒蝕探測(cè)器，其中所述插入端包括陶瓷圓錐體。全文摘要公開了一種具有天線的外科手術(shù)器械(100)(例如手術(shù)刀)，所述天線被布置成在切割部件(110)(例如刀片)的邊緣發(fā)射基本上均勻的微波輻射場(chǎng)(例如，具有5-100GHz的頻率)。發(fā)射的輻射可以在切割的同時(shí)燒灼組織，例如破裂血管。天線可以與可附接到波導(dǎo)(120，150)的一端以從中接收輻射的切割部件例如一段金屬化陶瓷集成在一起。切割部件(110)可以包括用以高效地耦合來自波導(dǎo)(120)的功率的四分之一波長變換器。所述器械可以與阻抗匹配裝置一起使用，以控制遞送到組織中的能量。還公開了一種具有多個(gè)輻射部件的侵入式燒蝕探測(cè)器(例如，可經(jīng)過導(dǎo)管插入)，這些輻射部件的發(fā)射場(chǎng)組合以在探測(cè)器的插入端給出均勻效應(yīng)。文檔編號(hào)A61B18/18GK101534738SQ200780042141公開日2009年9月16日申請(qǐng)日期2007年10月10日優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日發(fā)明者克里斯托弗·保羅·漢科克申請(qǐng)人:醫(yī)療設(shè)備創(chuàng)新有限公司