用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法與系統(tǒng)。根據(jù)本公開的各方面，提供了通常包括用于在插入或嵌入組織時(shí)向組織輸送能量的至少一個(gè)能量輸送設(shè)備的電外科系統(tǒng)。如本領(lǐng)域中眾所周知的，能量輸送設(shè)備可以是用于消融組織的組織消融設(shè)備，例如消融探頭、針等。電外科系統(tǒng)包括用于在超聲檢查過程中增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)和/或操作特性。
【專利說明】用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及適于組織消融應(yīng)用的電外科設(shè)備，而且，更具體地說，涉及用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]某些疾病的治療需要破壞惡性組織生長，例如腫瘤。電磁輻射可以用于加熱并破壞腫瘤細(xì)胞。治療可以涉及把消融探頭插入已經(jīng)識(shí)別出癌性腫瘤的組織。一旦探頭被定位，電磁能量就通過探頭傳遞到周圍組織中。
[0003]在例如癌癥的疾病的治療中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些類型的腫瘤細(xì)胞在稍低于通常對(duì)健康細(xì)胞有害的溫度的升高的溫度下變性。已知的治療方法，例如高熱療法，把患病細(xì)胞加熱至高于41° C的溫度，同時(shí)保持相鄰的健康細(xì)胞低于發(fā)生不可逆的細(xì)胞破壞的溫度。這些方法涉及應(yīng)用電磁輻射來加熱、消融和/或凝固組織。微波能量有時(shí)候用于執(zhí)行這些方法。利用電磁輻射加熱組織的其它程序還包括組織的凝固、切割和/或消融。
[0004]已經(jīng)開發(fā)出了用于多種用途和應(yīng)用的、利用電磁輻射的電外科設(shè)備。有多種設(shè)備可以用于短時(shí)段提供高能量爆發(fā)，以便對(duì)各種組織實(shí)現(xiàn)切割和凝固效果。有多種不同類型的裝置可以用于執(zhí)行消融程序。一般來說，用在消融程序中的微波裝置包括充當(dāng)能量源的微波發(fā)生器及具有用于把能量引導(dǎo)到目標(biāo)組織的天線組件的微波外科器械(例如，微波消融探頭)。微波發(fā)生器和外科器械一般由具有多個(gè)導(dǎo)體的線纜組件操作耦合，用于把微波能量從發(fā)生器發(fā)送到器械，并且用于在器械與發(fā)生器之間傳送控制、反饋和識(shí)別信號(hào)。
[0005]有幾種類型可以用在組織消融應(yīng)用中的微波探頭，例如，單極、偶極和螺旋的。在單極和偶極天線組件中，微波能量通常遠(yuǎn)離導(dǎo)體的軸垂直地輻射。單極天線組件一般包括單個(gè)長導(dǎo)體。典型的偶極天線組件包括兩個(gè)長導(dǎo)體，這兩個(gè)導(dǎo)體相對(duì)于彼此線性對(duì)準(zhǔn)并端對(duì)端地定位，中間放置電絕緣體。螺旋天線組件包括各種維度(例如，直徑和長度)的螺旋形狀的導(dǎo)體配置。螺旋天線組件的主要操作模式是正常模式(寬邊)，其中由螺旋輻射出的場(chǎng)在與螺旋軸垂直的平面內(nèi)最大化，還有軸向模式(端射)，其中最大輻射沿螺旋軸。
[0006]在某些程序過程中，探頭可以直接插入組織、通過腔管(例如靜脈、針或?qū)Ч?插入或者利用外科技術(shù)放到體內(nèi)。多種探頭可以用于協(xié)同創(chuàng)建大的消融或者同時(shí)消融分離的位置。
[0007]超聲檢查或計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)引導(dǎo)可以在消融治療之前使用，用于幫助放置探頭。通過記錄引導(dǎo)到組織中并且被密度存在變化的組織平面反射的高頻超聲波或聲波的脈沖回聲，超聲檢查是對(duì)體內(nèi)深處結(jié)構(gòu)的成像。密度的變化沿兩種類型的組織之間或者組織與非解剖結(jié)構(gòu)(例如能量輸送設(shè)備，如組織內(nèi)的消融探頭)之間的平面或邊界存在。由于不同類型解剖結(jié)構(gòu)及組織內(nèi)非解剖結(jié)構(gòu)之間的不同聲學(xué)阻抗，超聲檢查產(chǎn)生體內(nèi)解剖與非解剖結(jié)構(gòu)的可視圖像。
[0008]但是，在某些外科程序過程中，難以利用超聲檢查可視化體內(nèi)的消融探頭、針、導(dǎo)管等。因此，難以把外科器械引導(dǎo)到體內(nèi)正確的地點(diǎn)和/或位置，例如，把消融探頭引導(dǎo)到要消融的組織塊中。由此，需要增強(qiáng)超聲檢查過程中外科器械(尤其是能量輸送設(shè)備)在組織內(nèi)的可視化的技術(shù)與改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開的各種實(shí)施例提供了用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性的方法與系統(tǒng)。如在此所使用的，術(shù)語“遠(yuǎn)”指所描述的離用戶更遠(yuǎn)的部分，而術(shù)語“近”指所描述的離用戶更近的部分。另外，就彼此一致的程度而言，在此所述的任何方面都可以與在此所述的任何其它方面結(jié)合使用。
[0010]術(shù)語“超聲可見性”在這里定義為超聲檢查過程中對(duì)象在組織內(nèi)可見或者可與周圍組織區(qū)分開的量。術(shù)語“能量輸送設(shè)備”在這里定義為包括能夠輸送能量到組織的任何外科器械、設(shè)備或裝置，其中的能量包括但不限于射頻和微波能量。盡管本公開描述了增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以具體化在此所述的新穎方面，以便增強(qiáng)在組織內(nèi)插入、植入、引導(dǎo)、定位等的其它設(shè)備的超聲可見性，這些其它設(shè)備例如外科補(bǔ)片、支架、金屬棒、脊柱植入物、人工關(guān)節(jié)等。
[0011]根據(jù)本公開的各方面，提供了通常包括用于在插入或嵌入組織內(nèi)時(shí)向組織輸送能量的至少一個(gè)能量輸送設(shè)備的電外科系統(tǒng)。如本領(lǐng)域中眾所周知的，能量輸送設(shè)備可以是用于消融組織的組織消融設(shè)備，例如消融探頭、針等。電外科系統(tǒng)包括用于在超聲檢查過程中增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)和/或操作特性。
[0012]根據(jù)本公開，公開了用于增強(qiáng)超聲檢查過程中例如消融探頭的能量輸送設(shè)備的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)的超聲可見性的不同方面，所述增強(qiáng)又有助于能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的定位和放置。所述至少一個(gè)結(jié)構(gòu)可以包括但不限于，從手柄組件或輪轂(hub)延伸的柄、消融探頭、消融針、位于消融探頭遠(yuǎn)端的套管針及冷卻套。
[0013]在本公開的一個(gè)方面，例如消融探頭的能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過機(jī)械振動(dòng)來增強(qiáng)的。根據(jù)本公開的這方面，提供了能夠執(zhí)行組織消融的電外科系統(tǒng)。該電外科系統(tǒng)包括手柄組件、至少部分地位于柄內(nèi)并且從手柄組件延伸的能量輸送設(shè)備，及高速電動(dòng)機(jī)。該電外科系統(tǒng)還包括用于激活能量輸送設(shè)備和電動(dòng)機(jī)的控制裝置。電動(dòng)機(jī)可以由電池或者由發(fā)電機(jī)供電，從而給電外科系統(tǒng)提供動(dòng)力。電外科系統(tǒng)還可以包括用于激勵(lì)泵(例如蠕動(dòng)泵)的控制裝置，用于使冷卻流體循環(huán)通過能量輸送設(shè)備?？刂蒲b置可以在手柄組件上提供。
[0014]電動(dòng)機(jī)在能量輸送設(shè)備的近端位于手柄組件內(nèi)。電動(dòng)機(jī)經(jīng)機(jī)械鏈接組件與位于能量輸送設(shè)備內(nèi)部在其遠(yuǎn)端的重錘(例如偏心重錘)操作機(jī)械連通。
[0015]在能量輸送設(shè)備放置到組織內(nèi)的過程中或者在期望能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的增強(qiáng)的超聲可見性的任何時(shí)候，都激勵(lì)電動(dòng)機(jī)，由此造成重錘在能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端的振動(dòng)。重錘的振動(dòng)使能量輸送設(shè)備振動(dòng)。振動(dòng)的能量輸送設(shè)備增強(qiáng)了其超聲可見性。
[0016]在本公開的類似的方面，高速電動(dòng)機(jī)放在手柄組件上。例如偏心重錘的重錘連接到電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)被激勵(lì)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)能量傳輸或發(fā)送到能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端，使能量輸送設(shè)備振動(dòng)。振動(dòng)的能量輸送設(shè)備增強(qiáng)了其超聲可見性。
[0017]以上所述的機(jī)械振動(dòng)方面的變化包括調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度以便確定能量輸送設(shè)備的共振頻率、調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度以便確定超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率及在能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端定位重錘中的至少一個(gè)。
[0018]在本公開的又一方面，電外科系統(tǒng)包括控制器，例如處理器，用于執(zhí)行上述機(jī)械振動(dòng)動(dòng)作中的至少兩個(gè)或更多個(gè)，用于振動(dòng)能量輸送設(shè)備，例如快速改變或掃描(sweep)頻率，以便允許能量輸送設(shè)備持續(xù)地通過能量輸送設(shè)備的共振頻率或者超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
[0019]在與以上關(guān)于具有手柄組件的電外科系統(tǒng)所述的那些類似的各方面中，與手柄組件相反，電外科系統(tǒng)可以是具有輪轂的類型，能量輸送設(shè)備可以從該輪轂延伸。在這種電外科系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)可以在輪轂上或者其中定位，用于把機(jī)械振動(dòng)能量傳輸?shù)侥芰枯斔驮O(shè)備的遠(yuǎn)端。
[0020]在本公開的另一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過液壓振動(dòng)來增強(qiáng)的。根據(jù)本公開的這方面，可以使電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備通過循環(huán)冷卻流體來振動(dòng)。在本公開的類似方面，電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備的超聲可見性是通過選擇性地阻擋冷卻流體的流體流來增強(qiáng)的。這在流體流中造成高壓脈沖。高壓脈沖又造成能量輸送設(shè)備的振動(dòng)，這增強(qiáng)了能量輸送設(shè)備的超聲可見性。
[0021]在本公開的又一類似方面，控制裝置可以用于控制泵的速度。在較高的泵速，通過能量輸送設(shè)備循環(huán)冷卻流體的流體壓力增加，由此造成能量輸送設(shè)備的增加的振動(dòng)。在本公開的類似方面，還可以調(diào)節(jié)泵速，來確定能量輸送設(shè)備的共振頻率或者超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
[0022]在本公開的另一方面，電外科系統(tǒng)包括與泵操作連通的脈動(dòng)設(shè)備。該脈動(dòng)設(shè)備快速交替變換流體流的方向，用于實(shí)現(xiàn)能量輸送設(shè)備中的最大液壓變化和能量輸送設(shè)備的振動(dòng)。能量輸送設(shè)備的振動(dòng)增 強(qiáng)了能量輸送設(shè)備的超聲可見性。
[0023]在本公開的又一方面，電外科系統(tǒng)能夠執(zhí)行上述用于振動(dòng)能量輸送設(shè)備的液壓振動(dòng)動(dòng)作中的至少兩個(gè)或更多個(gè)，例如在控制器(例如處理器)快速改變或掃描頻率的同時(shí)阻擋流體流，以便允許能量輸送設(shè)備持續(xù)地通過超聲成像系統(tǒng)的共振頻率(或諧振頻率)。
[0024]在本公開的另一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過在能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端或者其附近(例如在消融探頭的尖端、RF電極或微波天線或者其附近)提供氣腔來增強(qiáng)的。該氣腔是通過在能量輸送設(shè)備周圍沿圓周(例如在消融探頭周圍在其尖端附近沿圓周)創(chuàng)建環(huán)形槽創(chuàng)建的。該環(huán)形槽提供了氣袋。氣袋可以在熱收縮被放置到能量輸送設(shè)備的頂部之上時(shí)創(chuàng)建。在放置過程中氣袋增強(qiáng)了能量輸送設(shè)備的超聲可見性，因?yàn)?，由于密度和聲學(xué)屬性的不同，與周圍組織相比，空氣具有非常高的超聲對(duì)比度。
[0025]在本公開的又一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過把金屬帶定位到能量輸送設(shè)備來增強(qiáng)的，例如把金屬帶定位到從手柄組件延伸的柄或冷卻套上、定位到消融探頭或針的遠(yuǎn)端或者定位到位于消融組件遠(yuǎn)端的套管針與冷卻套之間。金屬帶可以具有小的凹窩，以便進(jìn)一步增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性。
[0026]在本公開的又一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過使能量輸送設(shè)備的冷卻套或柄的形狀為多面的(mult1-sided)來增強(qiáng)的，例如使能量輸送設(shè)備的外表面呈六邊形。冷卻套或柄可以在能量輸送設(shè)備的輻射部分的區(qū)域或者其附近(例如在消融探頭的遠(yuǎn)端或者其附近)是多面的。冷卻套或柄的平或基本平的側(cè)面增強(qiáng)了能量輸送設(shè)備的超聲可見性。至少一側(cè)的表面可以是凹的和/或具有小的凹窩，用于能量輸送設(shè)備的增強(qiáng)的超聲可見性。
[0027]在本公開的另一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過利用多根金屬絲纏繞能量輸送設(shè)備來增強(qiáng)的。金屬絲可以是單獨(dú)的回環(huán)或者以線圈或彈簧的形式纏繞。金屬絲放在能量輸送設(shè)備的輻射部分附近，以便幫助識(shí)別輻射部分的開始，而不干擾所發(fā)射的能量，例如微波能量。在RF電極的情況下，例如Cool-tip?電極，金屬絲還可以放在輻射部分的有源區(qū)域之上。
[0028]在本公開的又一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過沿柄的內(nèi)室或者在沿柄放置的囊或球囊中添加流體(例如凝膠、液體或氣體)來增強(qiáng)的。當(dāng)期望能量輸送設(shè)備的超聲可見性時(shí)，所述內(nèi)室、囊或球囊可以充有流體，例如空氣。在一種配置中，在超聲檢查過程中，流體添加在冷卻套與最外面的熱收縮(例如PET熱收縮)之間。如果液體用作流體，超聲能量被吸收，而且，與周圍組織相比，液體看起來更暗。如果空氣用作流體，超聲能量被反射，而且，與周圍組織相比，空氣看起來更亮。流體可以在能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的引導(dǎo)、定位和放置過程中添加，而且可以在消融程序過程中除去。囊或球囊可以定位在能量輸送設(shè)備的輻射部分附近的區(qū)域中或者輻射部分上。
[0029]在本公開的另一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過增加能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端或者其附近的(例如在套管針的)超聲反射來增強(qiáng)的。超聲反射是通過在遠(yuǎn)端創(chuàng)建凹表面和/或?qū)h(yuǎn)端的表面添加多個(gè)凹窩來增加的。超聲可見性還通過使套管針多面來增加。
[0030]遠(yuǎn)端可以由陶瓷材料制成，其被模塑成在其上具有凹表面和/或多個(gè)凹窩。凹表面和/或多個(gè)凹窩增加了由能量輸送設(shè)備反射的超聲能量的量，由此增強(qiáng)了超聲可見性。凹窩還可以在能量輸送設(shè)備的冷卻套、柄、熱收縮或其它結(jié)構(gòu)上添加。
[0031]在本公開的另一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過在能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端或者輻射部分附近釋放氣泡來增強(qiáng)的。氣泡增加了能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端或者其附近的超聲反射。氣泡可以通過利用陽極和陰極布置的電解產(chǎn)生。
[0032]最后，在本公開的又一方面，能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性是通過在能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端或者輻射部分或其附近添加硬材料的微球或突起來增強(qiáng)的，其中的硬材料例如陶瓷、玻璃、不銹鋼等。微球或突起還可以在能量輸送設(shè)備的冷卻套、柄、熱收縮或其它結(jié)構(gòu)上添加。
[0033]根據(jù)以上各方面，本公開提供了一種包括適于把能量引導(dǎo)到組織的能量輸送設(shè)備的電外科系統(tǒng)。所述系統(tǒng)還包括與能量輸送設(shè)備機(jī)械連通的振動(dòng)設(shè)備，用于在振動(dòng)設(shè)備被激勵(lì)時(shí)把振動(dòng)能量發(fā)送到能量輸送設(shè)備。振動(dòng)能量使能量輸送設(shè)備振動(dòng)。該電外科系統(tǒng)還包括連接到振動(dòng)設(shè)備的重錘，例如偏心重錘。能量輸送設(shè)備選自電極、探頭和天線。
[0034]該電外科系統(tǒng)還包括連接到能量輸送設(shè)備的輪轂。振動(dòng)設(shè)備可以利用該輪轂定位。振動(dòng)設(shè)備是電動(dòng)機(jī)。
[0035]所述電外科系統(tǒng)還包括控制裝置或控制器，例如處理器，用于調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定能量輸送設(shè)備的共振頻 率及調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定與該電外科系統(tǒng)操作連通的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率中的至少一個(gè)?？刂破鬟€可以掃描振動(dòng)設(shè)備的頻率。至少一個(gè)加速度計(jì)定位在能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端。[0036]所述電外科系統(tǒng)還包括與能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端流體連通的組件，用于把流體輸送到該遠(yuǎn)端。該組件使得氣泡從遠(yuǎn)端釋放。
[0037]能量輸送設(shè)備包括在其中限定的氣腔。能量輸送設(shè)備可以還包括金屬帶。
[0038] 能量輸送設(shè)備包括在該能量輸送設(shè)備的外表面周圍纏繞的金屬絲。能量輸送設(shè)備的外表面可以是多面的。能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端可以包括多個(gè)凹窩和多個(gè)突起二者中的至少一個(gè)。能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端可以包括凹表面。
[0039]本公開還提供了用于增加電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法。該方法包括為電外科系統(tǒng)提供與能量輸送設(shè)備機(jī)械連通的振動(dòng)設(shè)備。該方法還包括激勵(lì)該振動(dòng)設(shè)備，用于在超聲檢查過程中把振動(dòng)能量發(fā)送到能量輸送設(shè)備。振動(dòng)能量使能量輸送設(shè)備振動(dòng)，并由此增加能量輸送設(shè)備的超聲可見性。
[0040]該方法還包括利用電外科系統(tǒng)的手柄組件定位所述振動(dòng)設(shè)備。
[0041]該方法還包括調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定能量輸送設(shè)備的共振頻率及調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定與電外科系統(tǒng)操作連通的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率中的至少一個(gè)。該方法可以還包括掃描振動(dòng)設(shè)備的頻率。
[0042]在根據(jù)本公開的附加實(shí)施例中，提供了一種電外科系統(tǒng)，該電外科系統(tǒng)包括:適于把能量引導(dǎo)到組織的能量輸送設(shè)備；及在該能量輸送設(shè)備上定位的金屬帶。金屬帶可以固定地或者可拆卸地在能量輸送設(shè)備上定位。金屬帶包括多個(gè)凹窩。能量輸送設(shè)備選自電極、探頭和天線。
[0043]在根據(jù)本公開的另一附加實(shí)施例中，提供了一種電外科系統(tǒng)，該電外科系統(tǒng)包括適于把能量引導(dǎo)到組織的能量輸送設(shè)備。能量輸送設(shè)備在其遠(yuǎn)端限定了氣腔。能量輸送設(shè)備可以是在遠(yuǎn)端具有套管針的探頭，而且其中氣腔是在該套管針附近限定的。能量輸送設(shè)備選自電極、探頭和天線。
[0044]根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，還提供了一種電外科系統(tǒng)，包括:適于把能量引導(dǎo)到組織的能量輸送設(shè)備；及具有在能量輸送設(shè)備上定位的可膨脹球囊和與流體源流體連通的至少一個(gè)管道的球囊組件，其中管道用于把流體輸送到球囊和從其收回流體，以便選擇性地使球囊膨脹或收縮。能量輸送設(shè)備選自電極、探頭和天線。
[0045]根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，還提供了一種電外科系統(tǒng)，包括:適于把能量引導(dǎo)到組織的能量輸送設(shè)備；及液壓組件。該液壓組件包括與能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端流體連通的流體源。該液壓組件還包括用于選擇性地阻擋和接通Unblock)流體流或者控制流體流的速率的流控制設(shè)備。該液壓組件創(chuàng)建液壓能量并把它發(fā)送到能量輸送設(shè)備，用于振動(dòng)能量輸送設(shè)備。流控制設(shè)備可以是閥門。能量輸送設(shè)備選自電極、探頭和天線。
[0046]該電外科系統(tǒng)還包括與流控制設(shè)備操作連通的脈動(dòng)設(shè)備。該脈動(dòng)設(shè)備交替變換流體流的方向。
[0047]根據(jù)另一實(shí)施例，本公開還包括一種用于在超聲檢查過程中增加電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法。該方法包括為電外科系統(tǒng)提供與能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端流體連通的液壓組件和流控制設(shè)備。該方法還包括控制流控制設(shè)備，用于選擇性地阻擋和接通流體流，或者控制流體流的速率，以便創(chuàng)建并向能量輸送設(shè)備發(fā)送液壓能量，從而振動(dòng)能量輸送設(shè)備。流控制設(shè)備可以是閥門。能量輸送設(shè)備選自電極、探頭和天線。
[0048]控制步驟包括改變流控制設(shè)備的速度，以便選擇性地調(diào)節(jié)流體流的速率?？刂撇襟E創(chuàng)建高壓脈沖形式的液壓能量并把它發(fā)送到能量輸送設(shè)備?？刂撇襟E是由處理器單元執(zhí)行的?？刂撇襟E包括控制流體流被阻擋的時(shí)間量。控制步驟還包括控制流體流的速率?？刂撇襟E還包括利用從至少一個(gè)溫度傳感器接收到的溫度數(shù)據(jù)控制流控制設(shè)備。
[0049]該方法還包括在能量輸送設(shè)備上定位流控制設(shè)備。該方法還包括利用液壓組件來冷卻能量輸送設(shè)備。此外，該方法包括調(diào)節(jié)流控制設(shè)備的速度，以便確定能量輸送設(shè)備的共振頻率或者執(zhí)行超聲檢查的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
[0050]該方法還包括交替變換流體流的方向。此外，該方法包括掃描頻率，以便允許能量輸送設(shè)備通過執(zhí)行超聲檢查的超聲成像系統(tǒng)的共振頻率或諧振頻率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]當(dāng)參考附圖閱讀其各種實(shí)施例的描述時(shí)，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，目前所公開的用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法與系統(tǒng)的目標(biāo)與特征將變得顯而易見，在附圖中:
[0052]圖1A是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的不意圖，該電外科系統(tǒng)具有能量輸送設(shè)備和在輪轂上定位的振動(dòng)設(shè)備；
[0053]圖1B是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的不意圖，該電外科系統(tǒng)具有能量輸送設(shè)備和在輪轂內(nèi)定位的振動(dòng)設(shè)備；
[0054]圖2是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和在該手柄組件內(nèi)定位的振動(dòng)設(shè)備；
[0055]圖3是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和在該手柄組件上定位的振動(dòng)設(shè)備；
[0056]圖4是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和限定氣腔的能量輸送設(shè)備；
[0057]圖5是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和具有金屬帶的能量輸送設(shè)備；
[0058]圖6是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和具有多面遠(yuǎn)端的能量輸送設(shè)備；
[0059]圖7是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和能量輸送設(shè)備，其中金屬絲在該能量輸送設(shè)備的外表面的周圍纏繞；
[0060]圖8是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和具有可膨脹的球囊的能量輸送設(shè)備圖；及
[0061]圖9是根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)的示意圖，該電外科系統(tǒng)具有手柄組件和能量輸送設(shè)備，其中該能量輸送設(shè)備在遠(yuǎn)端具有多面套管針和突起。
【具體實(shí)施方式】
[0062]下文中，參考附圖描述用于增強(qiáng)電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備(或者其它部件)在組織內(nèi)的超聲可見性的目前所公開的方法與系統(tǒng)的實(shí)施例。貫穿附圖的描述，相似的標(biāo)號(hào)可以指類似或完全相同的元件。
[0063]本描述可以使用短語“在一實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“在有些實(shí)施例中”或者“在其它實(shí)施例中”，這些短語中的每一個(gè)都可以指根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)相同或不同的實(shí)施例。對(duì)于本描述，形式為“A/B”的短語意味著A或者B。對(duì)于本描述，形式為“A和/或B”的短語意味著“(A)、(B)或者(A和B)，，。對(duì)于本描述，形式為“A、B或C中的至少一個(gè)”的短語意味著“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B和C)”。
[0064]根據(jù)本公開，提供了通常包括至少一個(gè)能量輸送設(shè)備的電外科系統(tǒng)，當(dāng)插入或嵌入到組織內(nèi)時(shí)，能量輸送設(shè)備把能量輸送到組織。該電外科系統(tǒng)包括用于在超聲檢查過程中增強(qiáng)能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)和/或操作特性。
[0065]利用超聲成像系統(tǒng)增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性對(duì)于在經(jīng)皮膚的和外科程序過程中幫助放置能量輸送設(shè)備是有益的。這是因?yàn)樵诮M織與能量輸送設(shè)備之間存在非常小的超聲對(duì)比度，這使得在能量輸送設(shè)備通過組織時(shí)難以區(qū)分能量輸送設(shè)備。
[0066]如本領(lǐng)域中眾所周知的，能量輸送設(shè)備可以是用于消融組織的組織消融設(shè)備，例如消融探頭、針等。在描述本公開的各種實(shí)施例中為了示例性的目的，消融探頭是包括流體冷卻天線組件的消融探頭。
[0067]此外，為了示例性的目的，在此所述的電外科系統(tǒng)包括控制到消融探頭的流體流的速率的熱反饋。預(yù)期本公開用于增強(qiáng)電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備或者其它部件在組織內(nèi)的超聲可見性的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)、集成和/或以別的方式結(jié)合在這里未描述或提到的其它系統(tǒng)與能量輸送設(shè)備中。本公開的實(shí)施例對(duì)某些系統(tǒng)(尤其是電外科系統(tǒng))的描述僅僅是示例性的而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是把在此所述的實(shí)施例限定到只有這些系統(tǒng)及其變體。即，例如，實(shí)施例可以利用處于微波頻率或其它頻率的電磁輻射來實(shí)現(xiàn)。
[0068]根據(jù)各種實(shí)施例，電外科系統(tǒng)設(shè)計(jì)并配置成工作在大約300MHz與大約IOGHz之間。如在此所描述的，用于 增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性的系統(tǒng)可以結(jié)合各種類型的設(shè)備來使用，例如具有直的或回環(huán)形輻射天線部分的微波天線組件等，這些設(shè)備可以插入要治療的組織中。
[0069]利用用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性的方法與系統(tǒng)的目前所公開的電外科系統(tǒng)的各種實(shí)施例適于微波消融并且用于預(yù)凝固要進(jìn)行微波消融輔助的外科手術(shù)切除的組織。盡管以下所述的各種方法與系統(tǒng)針對(duì)目標(biāo)組織的消融與完全破壞，但是應(yīng)當(dāng)理解，用于引導(dǎo)電磁輻射的方法可以供其中目標(biāo)組織被部分破壞或損傷的其它療法使用，例如，為了防止電脈沖在心臟組織中的傳導(dǎo)。
[0070]圖1A示出了根據(jù)本公開一實(shí)施例的電外科系統(tǒng)10，系統(tǒng)10包括:形式為消融探頭100的能量輸送設(shè)備；電外科發(fā)電源28,例如微波或RF電外科發(fā)電機(jī)；及與能量輸送設(shè)備100的遠(yuǎn)端流體連通的電解組件84。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，電解組件84使得氣泡在消融探頭100的遠(yuǎn)端生成和釋放，以便增強(qiáng)超聲可見性。
[0071]氣泡是由電解組件84通過利用陽極和陰極布置的電解產(chǎn)生的。氣泡增強(qiáng)了超聲檢查過程中消融探頭100的超聲可見性。氣泡反映超聲檢查過程中由超聲發(fā)生器輸送的超聲能量，使得它們與周圍組織和消融探頭相比來說更亮。相應(yīng)地，通過注意更亮的對(duì)比度，可以確定組織內(nèi)消融探頭100的遠(yuǎn)端的地點(diǎn)和位置。
[0072]電外科系統(tǒng)10還包括與冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11操作關(guān)聯(lián)的反饋控制系統(tǒng)14。探頭100操作耦合到電外科發(fā)電源28，并且布置成與冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11流體連通。
[0073]在有些實(shí)施例中，冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的一個(gè)或多個(gè)部件可以完全或部分地集成到電外科發(fā)電源28中，在本描述中隨后更具體描述的冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11適于向探頭100提供冷卻劑流體“F”。在本描述中隨后更具體描述的探頭100可以與配置成向探頭100提供電和/或冷卻劑連接的輪轂142整體關(guān)聯(lián)。
[0074] 在有些實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)10包括能夠生成指示與其接觸的介質(zhì)的溫度的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)傳感器(在這里被稱為溫度傳感器)和/或能夠生成指示流體流的速率的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)傳感器(在這里被稱為流傳感器)。在這種實(shí)施例中，反饋控制系統(tǒng)14可以適于利用從與探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道操作關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)流傳感器輸出的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)向探頭100提供流體流的熱反饋控制的速率。
[0075]如圖1A所示的探頭包括應(yīng)變消除裝置200。應(yīng)變消除裝置200固定到輪轂142的表面，以便在電外科程序過程中當(dāng)探頭100彎曲時(shí)抵消機(jī)械應(yīng)力。如由幾個(gè)圖示出的，在有些實(shí)施例中，探頭100可以從手柄組件延伸。
[0076]在根據(jù)本公開的實(shí)施例中，如由圖1A和IB示出的，能量輸送設(shè)備(例如消融探頭100)在組織內(nèi)的超聲可見性是通過機(jī)械振動(dòng)來增強(qiáng)的。圖1A的電外科系統(tǒng)10具有電動(dòng)機(jī)202。電動(dòng)機(jī)202在消融探頭100從其延伸的輪轂142上定位。電動(dòng)機(jī)202可以包括偏心重錘(weight)204。電動(dòng)機(jī)202和偏心重錘204使得當(dāng)電動(dòng)機(jī)202被激勵(lì)時(shí)機(jī)械振動(dòng)能量從消融探頭100的近端傳輸或發(fā)送到消融探頭100的遠(yuǎn)端。機(jī)械振動(dòng)能量使消融探頭100，包括其遠(yuǎn)端在內(nèi)，振動(dòng)。消融探頭100的振動(dòng)的遠(yuǎn)端具有比不振動(dòng)的遠(yuǎn)端更大的超聲可見性。
[0077]電動(dòng)機(jī)202還可以在輪轂142內(nèi)部定位，如圖1B所示。當(dāng)電動(dòng)機(jī)202位于輪轂142內(nèi)時(shí)，偏心重錘204A可以在消融探頭100的遠(yuǎn)端提供。偏心重錘204A經(jīng)機(jī)械鏈接組件206 (例如剛性桿)機(jī)械連接到電動(dòng)機(jī)202，其中機(jī)械鏈接組件206設(shè)計(jì)成從電動(dòng)機(jī)202向偏心重錘204A傳輸機(jī)械振動(dòng)能量。機(jī)械振動(dòng)能量使位于探頭100遠(yuǎn)端的偏心重錘204A振動(dòng)，并由此把振動(dòng)能量傳至消融探頭100的遠(yuǎn)端。振動(dòng)能量使消融探頭100，尤其是其遠(yuǎn)端,振動(dòng),并由此增加探頭100的超聲可見性。
[0078]圖2-4說明了具有手柄組件208的電外科系統(tǒng)IOA0在由圖2所示的第一實(shí)施例中，手柄組件208在其中提供了電動(dòng)機(jī)210，類似于圖1B所示的實(shí)施例。電動(dòng)機(jī)210可以是本領(lǐng)域中已知的高速電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)210與位于消融探頭214的遠(yuǎn)端的偏心重錘212操作連通。
[0079]偏心重錘212經(jīng)機(jī)械鏈接組件216機(jī)械連接到電動(dòng)機(jī)210，其中機(jī)械鏈接組件216設(shè)計(jì)成從電動(dòng)機(jī)210通過探頭214的縱向構(gòu)件213 (例如柄或者冷卻套)向偏心重錘212傳輸機(jī)械振動(dòng)能量。鏈接組件216可以包括一個(gè)或多個(gè)剛性桿。機(jī)械振動(dòng)能量使偏心重錘212振動(dòng)，并由此把振動(dòng)能量傳至消融探頭214的遠(yuǎn)端211。振動(dòng)能量使消融探頭214，尤其是其遠(yuǎn)端211，振動(dòng)，并由此增加探頭214的超聲可見性。手柄組件208可以包括一個(gè)或多個(gè)控制裝置217，用于操作電外科系統(tǒng)的消融探頭214，包括在超聲檢查過程中激勵(lì)電動(dòng)機(jī)210或者其它振動(dòng)設(shè)備。
[0080]電動(dòng)機(jī)210還可以在手柄組件208上，如圖3所示，類似于如圖1A所示的輪轂142上的電動(dòng)機(jī)210。當(dāng)電動(dòng)機(jī)210在手柄組件208上定位時(shí)，偏心重錘212A可以經(jīng)機(jī)械連接219，例如至少一個(gè)剛性桿，連接到手柄組件208。電動(dòng)機(jī)210的激活把機(jī)械振動(dòng)能量經(jīng)探頭214的縱向構(gòu)件213 (例如柄或者冷卻套)傳輸?shù)教筋^214的遠(yuǎn)端211。機(jī)械振動(dòng)能量使消融探頭214的遠(yuǎn)端211振動(dòng)，并由此增加探頭214的超聲可見性。消融探頭214的振動(dòng)的遠(yuǎn)端具有比不振動(dòng)的遠(yuǎn)端更大的超聲可見性。
[0081]以上所述機(jī)械振動(dòng)實(shí)施例的變化包括使用控制裝置217或者控制器，例如處理器，來執(zhí)行以下至少一個(gè):調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)或其它振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定能量輸送設(shè)備100、214的共振頻率，及調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)210的速度以便確定與電外科系統(tǒng)操作連通的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
[0082]預(yù)期電外科系統(tǒng)可以包括控制器，例如處理器，用于執(zhí)行上述用于振動(dòng)能量輸送設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)動(dòng)作中的至少兩個(gè)或更多個(gè)，例如，快速改變或掃描頻率，以便允許能量輸送設(shè)備持續(xù)地通過能量輸送設(shè)備的共振頻率或者用于執(zhí)行超聲檢查的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
[0083]在實(shí)施例中，能量輸送設(shè)備的振動(dòng)可以通過使用除電動(dòng)機(jī)之外的、能夠生成機(jī)械振動(dòng)能量的其它振動(dòng)設(shè)備(例如微電機(jī)、IC芯片、電磁體等)來實(shí)現(xiàn)。
[0084]在圖1A和IB所示的電外科系統(tǒng)10的實(shí)施例中，處理器單元82位于電外科發(fā)電源28內(nèi)或者以別的方式與其關(guān)聯(lián)。處理器單元82可以通信耦合到電外科發(fā)電源28的一個(gè)或多個(gè)部件或模塊，例如用戶接口 121和發(fā)電機(jī)模塊86。處理器單元82可以附加地，或者替代地，通信耦合到一個(gè)或多個(gè)溫度處理器(例如，圖1A和IB中所示的兩個(gè)傳感器“TS/’和“TS2”)和/或一個(gè)或多個(gè)流傳感器(例如，圖1A和IB中所示的一個(gè)傳感器“FS/’)，用于接收一指示溫度的個(gè)或多個(gè)信號(hào)(在這里被稱為溫度數(shù)據(jù))和/或指示流速率的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)(在這里被稱為流數(shù)據(jù))?？梢蕴峁﹤鬏斁€，以把溫度傳感器、流傳感器和/或其它傳感器，例如壓力傳感器，耦合到處理器單元82。
[0085]電外科發(fā)電源28可以包括任何適用于電外科設(shè)備的發(fā)電機(jī)，而且可以配置成提供各種頻率的電磁能量。在有些實(shí)施例中，電外科發(fā)電源28配置成提供從大約300MHz到大約IOGHz的工作頻率的微波能量。在有些實(shí)施例中，電外科發(fā)電源28配置成提供從大約400KHz到大約500KHz的工作頻率的電外科能量。
[0086]探頭100可以包括任何合適類型的一個(gè)或多個(gè)天線，例如適用于組織消融應(yīng)用中的天線組件(或者天線陣列)。為了方便解釋和理解，探頭100被描述為包括單個(gè)天線組件112。在有些實(shí)施例中，天線組件112基本上位于護(hù)套138中。探頭100通常包括在天線組件112周圍限定的冷卻劑室137。在有些實(shí)施例中，冷卻劑室137包括由護(hù)套138限定的內(nèi)腔。
[0087]探頭100可以包括耦合到天線組件112的饋線110?？梢蕴峁﹤鬏斁€16，以把饋線110電耦合到電外科發(fā)電源28。饋線110可以耦合到連接輪轂142，以方便冷卻劑和/或緩沖流體流進(jìn)入和離開探頭100，其中連接輪轂142在本描述中隨后更具體地描述。
[0088]在圖1A和IB所示并且根據(jù)本公開的實(shí)施例中，反饋控制系統(tǒng)14與流控制設(shè)備50操作關(guān)聯(lián)，流控制設(shè)備50布置成與流體耦合到探頭100的冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的流體流路徑(例如，第一冷卻劑路徑19)流體連通。流控制設(shè)備50可以包括能夠調(diào)整或控制流經(jīng)流控制設(shè)備50的流體流的速率或者選擇性地阻擋流體流的任何合適設(shè)備，例如，可以操作成選擇性地阻止或限制流體流通過其中的通道的任何合適類型的閥門，主要是為了使得高壓脈沖形式的液壓能量傳輸或發(fā)送到消融探頭100。[0089]液壓能量經(jīng)通過消融探頭100的流體流路徑傳輸或發(fā)送，使消融探頭100振動(dòng)。消融探頭100的振動(dòng)增強(qiáng)了其超聲可見性。可以想象到，一個(gè)或多個(gè)附加流控制設(shè)備可以定位在沿流體流路徑的不同位置，包括在消融探頭100上，用于選擇性地阻擋和接通流體流，以便把液壓能量傳輸?shù)较谔筋^100，尤其是傳輸?shù)较谔筋^100的錐形部分120。液壓能量造成消融探頭100的振動(dòng)，這增強(qiáng)了其超聲可見性。
[0090]在實(shí)施例中，流控制設(shè)備50可以包括具有閥門體54和操作耦合到閥門體54的機(jī)電激勵(lì)器56的閥門52。閥門體54可以實(shí)現(xiàn)為球閥、閘閥、蝶閥、旋塞閥或者任何其它合適類型的閥門。在圖1A和IB所示的實(shí)施例中，激勵(lì)器56經(jīng)傳輸線32通信耦合到處理器單元82。處理器單元82可以配置成通過激活激勵(lì)器56來控制流控制設(shè)備50，以便選擇性地阻擋流體流，或者調(diào)節(jié)流體耦合到連接輪轂142的流體流路徑(例如，冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的第一冷卻劑路徑19)中的流體流速率，以便實(shí)現(xiàn)期望的流體流速率。流體流被阻擋的時(shí)間量或者期望的流體流速率可以由與處理器單元82關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)程序和/或邏輯電路確定。流體流被阻擋的時(shí)間量或者期望的流體流速率可以附加地，或者替代地，選自查找表或者由計(jì)算機(jī)算法確定。
[0091]在根據(jù)本公開的其它實(shí)施例中，控制裝置可以用于控制泵的速度，以便創(chuàng)建傳輸?shù)交虬l(fā)送到消融探頭100的高壓脈沖。例如，代替閥門，多速泵可以在流體流路徑上提供，類似于以下進(jìn)一步描述的流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60，而且處理器單元82可以配置成改變泵的速度，以便選擇性地調(diào)節(jié)流體流速率，以獲得期望的流體流速率，并且選擇性地開啟或關(guān)閉泵。
[0092]在較高的泵速，通過能量輸送設(shè)備的循環(huán)冷卻流體的流體壓力增加，由此造成能量輸送設(shè)備100的增加的振動(dòng)。泵的速度還可以被調(diào)節(jié)成確定能量輸送設(shè)備100的共振頻率或者執(zhí)行超聲檢查的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
[0093]在本公開的另一實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)10包括與泵操作連通的脈動(dòng)設(shè)備。該脈動(dòng)設(shè)備快速地交替變換流體流的方向，用于實(shí)現(xiàn)能量輸送設(shè)備100內(nèi)的最大液壓變化和能量輸送設(shè)備100的振動(dòng)。能量輸送設(shè)備100的振動(dòng)增強(qiáng)了能量輸送設(shè)備100的超聲可見性。
[0094]在本公開的又一實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)10執(zhí)行用于振動(dòng)能量輸送設(shè)備100的以上所述的至少兩個(gè)或更多個(gè)液壓振動(dòng)動(dòng)作，例如在控制器(例如處理器)快速改變或掃描頻率的同時(shí)阻擋流體流，以便允許能量輸送設(shè)備100持續(xù)地通過超聲成像系統(tǒng)的共振頻率(或者諧振頻率)。
[0095]處理器單元82還可以配置成基于利用從一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(例如，“TS/’和“TS2”)接收到的溫度數(shù)據(jù)對(duì)期望的流體流速率的確定來控制流控制設(shè)備50。
[0096]繼續(xù)參考圖1A和1B，電外科系統(tǒng)10包括布置成與導(dǎo)流路徑21流體連通的合適壓力釋放設(shè)備40，這條路徑允許流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60以基本上恒定的速度和/或在近恒定的負(fù)載(頭壓力)下運(yùn)行，而不管第一冷卻劑路徑19中流體流速率的選擇性調(diào)節(jié)。根據(jù)本公開，利用布置成與導(dǎo)流路徑21流體連通的合適壓力釋放設(shè)備40可以允許流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60被實(shí)現(xiàn)為單速設(shè)備，例如單速泵。
[0097]反饋控制系統(tǒng)14可以利用存儲(chǔ)在查找表中的數(shù)據(jù)“D”(例如，代表溫度數(shù)據(jù)到設(shè)置的映射的數(shù)據(jù)，所述設(shè)置用于適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)流控制設(shè)備50的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，以便獲得期望的溫度和/或期望的消融)或者其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，來確定期望的流體流速率。在圖1A和IB所示的實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)10包括能夠生成指示與其接觸的介質(zhì)的溫度的信號(hào)的第一溫度傳感器“TS/’和能夠生成指示與其接觸的介質(zhì)的溫度的信號(hào)的第二溫度傳感器“TS2”。反饋控制系統(tǒng)14可以配置成利用從第一溫度傳感器“TS/’和/或第二溫度傳感器“TS2”接收到的信號(hào)來控制流控制設(shè)備50。
[0098]在有些實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)10包括例如經(jīng)傳輸線36通信耦合到處理器單元82的流傳感器“FS/’。在有些實(shí)施例中，流傳感器“FS/’可以布置成與第一冷卻劑路徑19或者第二冷卻劑路徑20流體連通。處理器單元82可以配置成基于利用從流傳感器“FS/’接收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)對(duì)期望的流體流速率的確定來控制流控制設(shè)備50。在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成基于利用從流傳感器“FS/’接收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)結(jié)合從第一溫度傳感器“TS/’和/或第二溫度傳感器“TS2”接收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)對(duì)期望的流體流速率的確定來控制流控制設(shè)備50。盡管圖1A和IB中所示的電外科系統(tǒng)10包括一個(gè)流傳感器“FS/’，但是備選實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為具有適于提供對(duì)進(jìn)入和/或離開探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道的流體流的速率的測(cè)量的多個(gè)流傳感器。
[0099]電外科系統(tǒng)可以附加地，或者替代地，包括一個(gè)或多個(gè)適于提供對(duì)探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道中的流體壓力的測(cè)量的一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器。在有些實(shí)施例中，與位于探頭100內(nèi)的壓力傳感器相反，電外科系統(tǒng)10包括布置成與冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的一個(gè)或多個(gè)流體流路徑(例如，第一冷卻劑路徑19)流體連通的一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器(例如，壓力傳感器70)，從而降低探頭100的成本和復(fù)雜度。
[0100]在圖1A和IB所示的實(shí)施例中，處理器單元82與布置成與冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的流體流路徑流體連通的壓力傳感器70操作關(guān)聯(lián)。處理器單元82可以經(jīng)傳輸線30或者無線鏈路通信耦合到壓力傳感器70。處理器單元82可以附加地，或者替代地，與位于探頭100內(nèi)的例如布置成與冷卻劑室137流體連通的一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器操作關(guān)聯(lián)，用于監(jiān)測(cè)探頭100內(nèi)的流體流壓力。
[0101]壓力傳感器70可 以包括任何合適類型的壓力傳感器、壓力換能器、壓力發(fā)送器或者壓力開關(guān)。壓力傳感器70 ( 在這里也稱為“壓力換能器”)可以包括多種部件，例如電阻性元件、電容性元件和/或壓電電阻元件，而且可以位于冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11中任何合適的位置。在有些實(shí)施例中，壓力換能器70布置成與位于流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60和流控制設(shè)備50之間的第一冷卻劑路徑19流體連通，例如，放在流控制設(shè)備50處或者其附近。
[0102]在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成基于利用從一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器接收到的壓力數(shù)據(jù)和/或從一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)232接收到的振動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)期望的流體流速率的確定來控制流控制設(shè)備50和/或控制流體流的其它閥門，用于把液壓能量傳輸?shù)较谔筋^100。所述一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)可以在探頭100的遠(yuǎn)端定位，如由圖1A和IB所示。
[0103]在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成基于利用從第一溫度傳感器“TS/’和/或第二溫度傳感器“TS/’和/或流傳感器“FS/’接收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)結(jié)合從壓力換能器70和/或一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)232接收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)對(duì)期望的流體流速率的確定來控制流控制設(shè)備50。所述一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)可以在探頭100上定位，用于監(jiān)測(cè)探頭100從其軸(例如其縱軸)振動(dòng)或移位的量。
[0104]在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成基于由用戶提供的時(shí)間與功率設(shè)置結(jié)合指示介質(zhì)的溫度的所感測(cè)到的溫度信號(hào)來控制輸送到天線組件112的功率量，其中介質(zhì)例如冷卻劑流體“F”，與和天線組件112和/或連接輪轂142操作關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器接觸。在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成，當(dāng)處理器單元82接收到指示低于預(yù)定溫度閾值的溫度的所感測(cè)到的溫度信號(hào)例如超過預(yù)定時(shí)間間隔時(shí)，減少輸送到天線組件112的功率量。
[0105]處理器單元82可以配置成利用基于從一個(gè)或多個(gè)壓力處理器(例如壓力換能器70)接收到的壓力數(shù)據(jù)對(duì)探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道中的流體的壓力水平是否高于預(yù)定閾值的確定來控制與電外科發(fā)電源28關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。與電外科發(fā)電源28關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)的例子包括但不限于溫度、阻抗、功率、電流、電壓、工作模式及電磁能量施加的持續(xù)時(shí)間。
[0106]在有些實(shí)施例中，代表壓力值并且有可能被合適的部件(未示出)放大和/或調(diào)節(jié)的、壓力換能器70的輸出信號(hào)由處理器單元82接收并用于確定探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道中的流體的壓力水平是否高于預(yù)定閾值，以便控制何時(shí)將功率輸送到天線組件112。在有些實(shí)施例中，響應(yīng)確定探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道中的流體的壓力水平低于預(yù)定閾值，處理器單元82可以配置成減小輸送到天線組件112的功率量和/或停止在電外科發(fā)電源28和探頭100之間的能量輸送。在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成基于確定探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道中的流體的壓力水平高于預(yù)定閾值而啟用電外科發(fā)電源28和探頭100之間的能量輸送。
[0107]在有些實(shí)施例中，壓力換能器70適于輸出預(yù)定信號(hào)，以指示感測(cè)到的壓力低于壓力釋放設(shè)備40的爆發(fā)壓力。與處理器單元82關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)程序和/或邏輯電路可以配置成響應(yīng)來自壓力換能器70的信號(hào)而啟用電外科發(fā)電源28和流控制設(shè)備50。與處理器單元82關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)程序和/或邏輯電路可以配置成，如果在啟用到探頭100的能量輸送的點(diǎn)與檢測(cè)到壓力信號(hào)的時(shí)刻之間經(jīng)過了某個(gè)時(shí)間量，則輸出指示錯(cuò)誤代碼的信號(hào)和/或激活指示器單元129，例如，以便確保在可以激活天線組件112之前流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60被開啟和/或探頭100正接收流體流。
[0108]如圖1A和IB中所示，饋線110把天線組件112耦合到連接輪轂142。連接輪轂142可以具有多種合適的形狀，例如圓柱形、矩形等。連接輪轂142通常包括限定出口流體端口 177和入口流體端口 179的輪轂體145。輪轂體145可以包括從輪轂體145的一個(gè)或多個(gè)部分延伸的一個(gè)或多個(gè)分支，例如三個(gè)分支164、178和176。在有些實(shí)施例中，從輪轂體145延伸的一個(gè)或多個(gè)分支可以配置成安置一個(gè)或多個(gè)連接器和/或端口，例如，以方便冷卻劑流和/或緩沖流體進(jìn)入和離開連接輪轂142。
[0109]在圖1A和IB所示的實(shí)施例中，輪轂體145包括適于安置線纜連接器165的第一分支164、適于安置入口流體端口 179的第二分支178及適于安置出口流體端口 177的第三分支176。但是，應(yīng)當(dāng)理解，其它的連接輪轂實(shí)施例也可以使用。輪轂實(shí)施例的例子在2009 年 3 月 10 日提交的名稱為 “COOLED DIELECTRICALLY BUFFERED MICROWAVE DIPOLEANTENNA”的共同受讓的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/401，268和名稱為“DEVICES AND METHODSFOR COOLING MICROWAVE ANTENNAS”的美國專利號(hào)7，311，703中公開，這兩者的內(nèi)容都通過引用并入本文。
[0110]在有些實(shí)施例中，流傳感器“FS/’布置成與第一冷卻劑路徑19流體連通，例如，布置在入口流體端口 179內(nèi)或者以別的方式與第二分支178關(guān)聯(lián)，而第二溫度傳感器“TS2”布置成與第二冷卻劑路徑20流體連通，例如，布置在出口流體端口 177內(nèi)或者以別的方式與第三分支176關(guān)聯(lián)。在其它實(shí)施例中，第二溫度傳感器“TS2”可以布置在入口流體端口 179內(nèi)或者以別的方式與第二分支178關(guān)聯(lián)，而流傳感器“FS/’可以布置在出口流體端口 177內(nèi)或者以別的方式與第三分支176關(guān)聯(lián)。
[0111]冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11通常包括具有通向探頭100的第一冷卻劑路徑19和離開探頭100的第二冷卻劑路徑20的基本上閉合的回路、冷卻劑源90和例如布置成與第一冷卻劑路徑19流體連通流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60。在有些實(shí)施例中，冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11包括布置成與第一冷卻劑路徑19和第二冷卻劑路徑20流體連通的第三冷卻劑路徑21 (在這里也稱為“導(dǎo)流路徑”)。第一冷卻劑路徑19、第二冷卻劑路徑20和第三冷卻劑路徑21的管道布局可以與圖1A和IB中所繪出的配置不同。
[0112]在有些實(shí)施例中，壓力釋放設(shè)備40可以布置成與導(dǎo)流路徑21流體連通。壓力釋放設(shè)備40可以包括適于在預(yù)定設(shè)置壓力打開并且以指定的過壓力流動(dòng)額定容量的任何類型的設(shè)備，例如，彈簧加載的壓力釋放閥門。在有些實(shí)施例中，適于阻止流體回流到第一冷卻劑路徑19中的一個(gè)或多個(gè)限流器設(shè)備(未示出)可以設(shè)置成與導(dǎo)流路徑21流體連通。限流器設(shè)備可以包括止回閥或者任何其它合適類型的單向限流器或回流防止器，而且可以設(shè)置在導(dǎo)流路徑21中任何合適的位置，以防止流體從導(dǎo)流路徑21回流到第一冷卻劑路徑19中。
[0113]在有些實(shí)施例中，第一冷卻劑路徑19包括從冷卻劑源90通向流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60的第一冷卻劑供應(yīng)線66、從流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60通向流控制設(shè)備50的第二冷卻劑供應(yīng)線67及從流控制設(shè)備50通向在連接輪轂體145的第二分支178中限定的入口流體端口 179的第三冷卻劑供應(yīng)線68，而且第二冷卻劑路徑20包括從在連接輪轂體145的第三分支176中限定的出口流體端口 177通向冷卻劑源90的第一冷卻劑返回線95。包括導(dǎo)流路徑21的實(shí)施例可以包括流體耦合到第二冷卻劑供應(yīng)線67和第一冷卻劑返回線95的第二冷卻劑返回線94。壓力釋放設(shè)備40可以設(shè)置在第二冷卻劑返回線94中任何合適的位置。冷卻劑供應(yīng)線與冷卻劑返回線的間距與相對(duì) 維度可以與圖1A和IB中所繪出的配置不同。
[0114]冷卻劑源90可以是包含冷卻劑流體“F”的儲(chǔ)蓄器的任何合適的殼體。冷卻劑流體“F”可以是可用于冷卻或緩沖探頭100的任何合適的流體，例如，去離子水，或者其它合適的冷卻介質(zhì)。冷卻劑流體“F”可以具有介電屬性而且可以提供用于天線組件112的介電阻抗緩沖。冷卻劑流體“F”可以是導(dǎo)電流體，例如鹽水，它可以被輸送到目標(biāo)組織，例如，以減小阻抗并且允許增加的功率被輸送到目標(biāo)組織。依賴于期望的冷卻速率和期望的組織阻抗匹配屬性，冷卻劑流體“F”的成分可以變化?？梢允褂酶鞣N流體，例如，包括但不限于水、鹽水、全氟化碳、液態(tài)一氯二氟甲燒等的液體，其中全氟化碳是例如由Minnesota Mining andManufacturing Company (3M)提供的商業(yè)可用Fluorinert?*氟化碳液體。在其它變體中，氣體(例如，一氧化氮、氮?dú)?、二氧化碳?也可以用作冷卻流體。在又一變體中，液體和/或氣體的組合，包括例如以上提到的那些，可以用作冷卻劑流體“F”。
[0115]在圖1A和IB所示的實(shí)施例中，流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60在第一冷卻劑路徑19中提供，以便移動(dòng)冷卻劑流體“F”通過第一冷卻劑路徑19并且進(jìn)入和離開探頭100。流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60可以包括閥門、泵、動(dòng)力單元、激勵(lì)器、配件管、歧管等。流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60的位置，例如關(guān)于冷卻劑源90的位置，可以與圖1A和IB中所繪出的配置不同。盡管圖1A和IB中所示的冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11包括位于第一冷卻劑路徑19中的單個(gè)流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60，但是不同數(shù)量的、彼此尺寸變化的和間距變化的流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備的各種組合可以在第一冷卻劑路徑19和/或第二冷卻劑路徑20中提供。
[0116] 在有些實(shí)施例中，探頭100包括把天線組件112耦合到輪轂(例如連接輪轂142)的饋線110，其中輪轂向探頭100提供電和/或冷卻劑連接。饋線110可以由合適的柔性、半剛性或剛性微波傳導(dǎo)線纜形成。饋線110可以由多種導(dǎo)電材料，例如銅、金或者具有類似電導(dǎo)率值的其它導(dǎo)電金屬，構(gòu)成。饋線110可以由不銹鋼制成，它通常提供刺破組織和/或皮膚所需的強(qiáng)度。
[0117]在有些變體中，天線組件112包括遠(yuǎn)端輻射部分105和近端輻射部分140。在有些實(shí)施例中，通常由介電材料制成的接合構(gòu)件(未示出)耦合近端輻射部分140和遠(yuǎn)端輻射部分105。在有些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端和近端輻射部分105、140在接合構(gòu)件處對(duì)準(zhǔn)而且由至少部分地延伸通過遠(yuǎn)端輻射部分105的內(nèi)部導(dǎo)體(未示出)支撐。
[0118]天線組件112或探頭214可以具有端帽或錐形部分120，這個(gè)部分可以結(jié)尾于尖銳的尖端123，以便允許以最小的阻力插入組織。具有適于使用的尖銳尖端的直探頭的一個(gè)例子以Covidien提供的商標(biāo)EVIDENT?商業(yè)可用。端帽或錐形部分120可以包括其它形狀，例如變圓的、平的、方形的、六邊形的或者圓錐形的尖端123。端帽或錐形部分120可以由具有高介電常數(shù)的材料形成，而且可以是套管針。
[0119]護(hù)套138通常包括限定腔管的外套139，天線組件112或者其一部分可以定位到腔管中。在有些實(shí)施例中，護(hù)套138位于饋線110、近端輻射部分140和遠(yuǎn)端輻射部分105之上并且包圍它們，而且可以至少部分地包圍端帽或錐形部分120。外套139可以由任何合適的材料形成，例如聚合物或陶瓷材料。外套139可以是由具有低電導(dǎo)率的材料形成的水冷
式導(dǎo)管。
[0120]根據(jù)圖1A和IB中所示的實(shí)施例，冷卻劑室137由外套139和端帽或錐形部分120限定。冷卻劑室137布置成與入口流體端口 179和出口流體端口 177流體連通并且適于使冷卻劑流體“F”循環(huán)通過其，而且可以包括擋板、多個(gè)腔管、限流設(shè)備或者可以依賴于其形狀而重定向、集中或分散流體的其它結(jié)構(gòu)。冷卻劑室實(shí)施例的例子在2009年I月 8 日提交的名稱為 “CHOKED DIELECTRIC LOADED TIP DIPOLE MICROWAVE ANTENNA” 的共同受讓的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/350，292、2009年3月10日提交且的名稱為“COOLEDDIELECTRICALLY BUFFERED MICROWAVE DIPOLE ANTENNA” 的共同受讓的美國專利申請(qǐng)序列號(hào) 12/401，268 及名稱為“DEVICES AND METHODS FOR COOLING MICROWAVE ANTENNAS”的美國專利號(hào)7，311，703中公開，這些參考物的內(nèi)容都通過引用并入本文。護(hù)套138和延伸通過其的冷卻劑室137的尺寸與形狀可以與圖1A和IB中所繪出的配置不同。
[0121]在例如利用電外科系統(tǒng)10的微波消融過程中，探頭100插入組織或者放置成與組織相鄰，而且向組織提供微波能量。根據(jù)本公開，超聲檢查用于準(zhǔn)確地把探頭100引導(dǎo)到要治療的組織區(qū)域中。例如，由外科手術(shù)人員利用常規(guī)的外科技術(shù)，探頭100可以經(jīng)皮放置或者放在組織上。臨床醫(yī)生可以預(yù)先確定施加微波能量的時(shí)間長度。施加持續(xù)時(shí)間可以依賴許多因素，例如腫瘤的尺寸和位置及腫瘤是繼發(fā)性癌癥還是原發(fā)性癌癥。利用探頭100的微波能量施加的持續(xù)時(shí)間可以依賴于要破壞的組織區(qū)域內(nèi)和/或周圍組織內(nèi)的熱分布的進(jìn)展。單個(gè)或多個(gè)探頭100可以用于在短程序時(shí)間(例如幾秒鐘至幾分鐘)內(nèi)提供消融，來破壞目標(biāo)組織區(qū)域中的癌細(xì)胞。[0122]多個(gè)探頭100可以放在不同布置的配置中，以便基本上同時(shí)消融目標(biāo)組織區(qū)域，從而使得程序可以更快。多個(gè)探頭100可以用于協(xié)同創(chuàng)建大的消融或者同時(shí)消融分離的部位。組織消融尺寸和幾何形狀受許多因素影響，例如能量施加器的設(shè)計(jì)、同時(shí)使用的能量施加器的數(shù)量、時(shí)間和瓦數(shù)。
[0123]在操作中，具有波長λ的微波能量被發(fā)送通過天線組件112，例如，沿著近端和遠(yuǎn)端輻射部分140、105，并且輻射進(jìn)周圍介質(zhì)，例如組織。用于高效輻射的天線的長度可以依賴于有效波長λ #，該有效波長又依賴于所福射的介質(zhì)的介電屬性。依賴于周圍介質(zhì)，例如與乳腺組織相對(duì)的肝臟組織，微波能量通過其以波長λ發(fā)送的天線組件112可以具有不同的有效波長λ rff。
[0124]在有些實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)10包括位于天線組件112的遠(yuǎn)端輻射部分105內(nèi)的第一溫度傳感器“TS/’。第一溫度傳感器“TS/’可以位于端帽或錐形部分120內(nèi)或者與其接觸。應(yīng)當(dāng)理解，第一溫度傳感器“TS/’可以位于任何合適的位置，以便允許感測(cè)溫度。處理器單元82可以由傳輸線34電連接到第一溫度傳感器“TS/’。指示與第一溫度傳感器“TS/’接觸的介質(zhì)的溫度的所感測(cè)到的溫度信號(hào)可以由處理器單元82用于控制電外科能量的流和/或冷卻劑的流速，以便獲得期望的消融。
[0125]電外科系統(tǒng)10可以附加地，或者替代地，包括位于出口流體端口 177內(nèi)或者以別的方式與輪轂體145的第三分支176關(guān)聯(lián)的第二溫度傳感器“TS2”。處理器單元82可以由傳輸線38電連接到第二溫度傳感器“TS2”。第一溫度傳感器“TS/’和/或第二溫度傳感器“TS2”可以是熱電偶、熱敏電阻或者其它溫度感測(cè)設(shè)備。可以使用多個(gè)傳感器，包括在尖端123外部延伸的單元，以便測(cè)量尖端123附近各個(gè)位置的溫度。
[0126]如共同擁有的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)13/043，694中所描述的，可以提供與處理器單元82操作連接的存儲(chǔ)器設(shè)備。在有些實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器設(shè)備可以與電外科發(fā)電源28關(guān)聯(lián)。該存儲(chǔ)器設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn) 為集成到電外科發(fā)電源28中的存儲(chǔ)設(shè)備。在有些實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)為通信耦合到電外科發(fā)電源28的外部設(shè)備。
[0127]處理器單元82可以例如經(jīng)傳輸線通信耦合到流控制設(shè)備50，而且可以例如經(jīng)傳輸線通信耦合到流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60。在有些實(shí)施例中，處理器單元82可以配置成控制流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，以便選擇性地調(diào)節(jié)冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的流體流路徑(例如，第一冷卻劑路徑19)中的流體流速率。在一個(gè)非限制性的例子中，流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60實(shí)現(xiàn)為多速泵，而且處理器單元82可以配置成改變泵速，來選擇性地調(diào)節(jié)流體流速率，以便獲得期望的流體流速率。
[0128]處理器單元82可以配置成執(zhí)行一系列指令，以基于利用從一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(例如“TS/’和“TS2”)接收到的溫度數(shù)據(jù)對(duì)期望的流體流速率的確定來控制流控制設(shè)備50的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。溫度數(shù)據(jù)可以經(jīng)傳輸線發(fā)送或者無線發(fā)送。一個(gè)或多個(gè)流傳感器可以附加地，或者替代地，例如經(jīng)傳輸線通信耦合到處理器單元82。在有些實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)流傳感器接收到的、指示進(jìn)入和/或離開探頭100和/或流體耦合到探頭100的管道的流體流的速率的信號(hào)可以由處理器單元82用于確定期望的流體流速率。在這種實(shí)施例中，流數(shù)據(jù)可以由處理器單元82結(jié)合溫度數(shù)據(jù)或者獨(dú)立于溫度數(shù)據(jù)用于確定期望的流體流速率。期望的流體流速率可以選自查找表或者由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備內(nèi)的計(jì)算機(jī)算法確定。[0129]在有些實(shí)施例中，與溫度傳感器(例如熱電偶)檢測(cè)到的溫度成比例的模擬信號(hào)可以作為電壓輸入，該電壓輸入可以被與用于溫度和流體流速率的查找表比較，而且與處理器單元82關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)程序和/或邏輯電路可以用于確定控制閥門(例如，閥門52)的激勵(lì)的脈沖寬度調(diào)制的所需占空比，以便獲得期望的流體流速率。處理器單元82可以配置成執(zhí)行一系列指令，使得流控制設(shè)備50和流體運(yùn)動(dòng)設(shè)備60被處理器單元82例如基于利用溫度數(shù)據(jù)和/或流數(shù)據(jù)對(duì)期望的流體流速率的確定來合作控制，以便選擇性地調(diào)節(jié)冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)11的流體流路徑(例如，第一冷卻劑路徑19)中的流體流速率。
[0130]反饋控制系統(tǒng)14可以適于控制流控制設(shè)備50，以便隨著感測(cè)到的溫度上升而允許流動(dòng)(例如，閥門52保持打開)長時(shí)間段，并且隨著感測(cè)到的溫度下降而允許流動(dòng)短時(shí)間段。電外科系統(tǒng)10可以適于超控(override)流控制設(shè)備50的PWM控制，以便在天線組件112的初始激活時(shí)保持閥門52打開。為此，可以使用定時(shí)器來在激活天線組件112之后阻止控制設(shè)備50工作預(yù)定的時(shí)間間隔(例如，大約一分鐘)。在有些實(shí)施例中，超控流控制設(shè)備50的PWM控制的預(yù)定時(shí)間間隔可以依賴由用戶提供的設(shè)置(例如時(shí)間與功率設(shè)置)而變化。在有些實(shí)施例中，電外科發(fā)電源28可以適于執(zhí)行自檢查例程，該自檢查例程包括在啟用電外科發(fā)電源28與探頭100之間的能量輸送之前確定流控制設(shè)備50是打開的。
[0131 ] 在實(shí)施例中，為具有能量輸送設(shè)備100的電外科系統(tǒng)10描述的特征可以提供給具有如圖2-4所示的手柄組件208的手柄組件的電外科系統(tǒng)。本文中以下參考能量輸送設(shè)備214描述的其它實(shí)施例可以提供給由圖1A和IB所示的系統(tǒng)10的能量輸送設(shè)備100，反之亦然。本公開用于增加或增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性的另外其它實(shí)施例將參考圖4-9來描述。
[0132]參考圖4，示出了本公開的一實(shí)施例，其中電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性是通過在能量輸送設(shè)備214的遠(yuǎn)端211或者其附近(例如在消融探頭(如圖4中所示)、RF電極或者微波天線的尖端前面)提供氣腔或氣袋222來增強(qiáng)的。氣腔222是由環(huán)形槽224限定的。但是，預(yù)期腔體222可以是任何形狀或配置。
[0133]繼續(xù)參考圖4，環(huán)形槽224在能量輸送設(shè)備214周圍沿圓周定位。氣腔或氣袋222可以在熱收縮被放置在能量輸送設(shè)備214的頂部之上時(shí)創(chuàng)建。在放置過程中，氣腔222增強(qiáng)了能量輸送設(shè)備214的超聲可見性，因?yàn)?，由于密度和聲學(xué)屬性的不同，與周圍組織相比，空氣具有非常高的超聲對(duì)比度。
[0134]參考圖5，示出了用于通過把金屬帶226定位到能量輸送設(shè)備214來增強(qiáng)能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性的一實(shí)施例，所述定位例如，在消融探頭或針的遠(yuǎn)端，固定地或可拆卸地把金屬帶定位到從手柄組件208延伸的柄213上。金屬帶226還可以位于在消融組件的遠(yuǎn)端211的套管針與冷卻套之間。金屬帶226可以具有小的凹窩，以便進(jìn)一步增強(qiáng)能量輸送設(shè)備的超聲可見性。金屬帶226反射在超聲檢查過程中生成的超聲波，并且由此增加能量輸送設(shè)備214的超聲可見性。
[0135]參考圖6，示出了用于增強(qiáng)或增加能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性的又一實(shí)施例。在這一特定的實(shí)施例中，能量輸送設(shè)備214的冷卻套或柄213的形狀是多面的，而不是圓形的，例如是六邊形。在能量輸送設(shè)備214輻射部分的區(qū)域處或者其附近，例如在消融探頭的遠(yuǎn)端211處或者其附近，冷卻套或柄213的外表面可以做成多面的。冷卻套或柄213的平或基本平的側(cè)面228在超聲檢查過程中反射超聲波，并且由此增強(qiáng)能量輸送設(shè)備214的超聲可見性。至少一個(gè)側(cè)面228A的表面可以做成凹的和/或具有小的凹窩，以便進(jìn)一步增強(qiáng)能量輸送設(shè)備214的超聲可見性。
[0136]圖7說明了增加或增強(qiáng)能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性的又一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，能量輸送設(shè)備214的冷卻套或柄213具有在冷卻套或柄213的周圍盤繞的多根金屬絲或一根金屬絲。金屬絲230可以是單獨(dú)的回環(huán)或者以線圈或彈簧的形式纏繞。金屬絲230放到能量輸送設(shè)備214輻射部分附近，以便幫助識(shí)別輻射部分的開始，而不干擾所發(fā)射的能量，例如微波能量。在RF電極的情況下，例如Cool-tip?電極，金屬絲230還可以放到輻射部分的有源區(qū)域之上。金屬絲230反射在超聲檢查過程中所生成的超聲波，并且由此增加能量輸送設(shè)備214的超聲可見性。
[0137]圖8示出了用于增強(qiáng)能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性的另一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，超聲可見性是通過利用可膨脹的氣球或者氣囊組件232來增強(qiáng)的。組件232包括與流體源(未示出)流體連通的至少一個(gè)管道236及可膨脹的氣囊或球囊234，用于把流體(液體、氣體、凝膠等)輸送到氣囊234并從其收回。氣囊234及至少一個(gè)管道236是沿柄213定位的。通過把流體輸送到氣囊234，氣囊234膨脹。
[0138]當(dāng)期望能量輸送設(shè)備214的超聲可見性時(shí)，流體經(jīng)至少一個(gè)管道236輸送到氣囊234。還預(yù)期流體被輸送到位于室內(nèi)的室，例如內(nèi)室。在一種配置中，在超聲檢查過程中，流體被添加在冷卻套與最外面的熱收縮(例如PET熱收縮)之間。
[0139]如果液體用作流體，則超聲能量被吸收，并且，與周圍組織相比，液體看起來更暗。如果空氣用作流體，則超聲能量被反射，并且，與周圍組織相比，空氣看起來更亮。流體可以在能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的引導(dǎo)、定位與放置的過程中添加，并且在消融過程中被除去。氣囊或球囊234可以在靠近能量輸送設(shè)備214的輻射部分的區(qū)域中或者其輻射部分上定位。氣囊234可以與冷卻流體流體連通，使得冷卻流體用于使氣囊234膨脹。
[0140]在附加的實(shí)施例中，能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性是通過在能量輸送設(shè)備214遠(yuǎn)端211或者其附近(例如在套管針238處)增加超聲反射來增強(qiáng)的。通過在遠(yuǎn)端211創(chuàng)建凹表面240和/或給遠(yuǎn)端的表面添加多個(gè)凹窩242，超聲反射可以在遠(yuǎn)端211增加。超聲可見性也通過使套管針238多面來增加。
[0141]遠(yuǎn)端211可以由陶瓷材料制成，其被模塑成具有凹表面和/或在其上具有多個(gè)凹窩。凹表面和/或多個(gè)凹窩增加了由能量輸送設(shè)備214反射的超聲能量的量，由此增強(qiáng)其超聲可見性。凹窩還可以在能量輸送設(shè)備214的冷卻套、柄、熱收縮或者其它結(jié)構(gòu)上添加。
[0142]在又一實(shí)施例中，繼續(xù)參考圖9，能量輸送設(shè)備214在組織內(nèi)的超聲可見性是通過在能量輸送設(shè)備214的輻射部分或者其附近或者遠(yuǎn)端211添加硬材料的微球或突起244來增強(qiáng)的，其中硬材料例如陶瓷、玻璃、不銹鋼等。微球或突起244還可以在能量輸送設(shè)備214的冷卻套、柄、熱收縮或者其它結(jié)構(gòu)上添加。
[0143]以上所述用于增強(qiáng)電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備或者其它部件的超聲可見性的方法與系統(tǒng)可以結(jié)合適于治療組織的多種電外科設(shè)備使用。以上所述的系統(tǒng)與方法可以適于多種用途和應(yīng)用 ，包括醫(yī)療程序，例如組織消融、切除、燒灼、血管栓塞、心律失常和節(jié)律障礙的治療、電外科手術(shù)等。
[0144]可以想象到，由各個(gè)附圖示出和/或在此描述的各個(gè)方面與特征可以組合，以形成電外科系統(tǒng)10的附加實(shí)施例。例如，電外科系統(tǒng)10的探頭100可以具有位于遠(yuǎn)端的氣腔和/或金屬帶，如分別由圖4和5的實(shí)施例示出的。
[0145]盡管為了說明和描述的目的已經(jīng)參考附圖具體地描述了實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，所述發(fā)明性方法與裝置不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是由此限定的。對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很顯然，在不背離本公開的范圍的情況下，可以對(duì)前面的實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種電外科系統(tǒng),包括: 能量輸送設(shè)備，適于把能量引導(dǎo)到組織 '及 振動(dòng)設(shè)備，與能量輸送設(shè)備機(jī)械連通，用于在所述振動(dòng)設(shè)備被激勵(lì)時(shí)把振動(dòng)能量發(fā)送到所述能量輸送設(shè)備，所述振動(dòng)能量使所述能量輸送設(shè)備振動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，還包括手柄組件，而且其中振動(dòng)設(shè)備耦合到該手柄組件。
3.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，還包括連接到振動(dòng)設(shè)備的重錘。
4.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備選自包括電極、探頭和天線的組。
5.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，還包括連接到能量輸送設(shè)備的輪轂，其中振動(dòng)設(shè)備利用該輪轂定位。
6.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中振動(dòng)設(shè)備是電動(dòng)機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，還包括控制器，用于以下中的至少一個(gè):調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定能量輸送設(shè)備的共振頻率，及調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定與電外科系統(tǒng)操作通信的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
8.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，還包括控制器，用于掃描振動(dòng)設(shè)備的頻率。
9.如權(quán)利要求1所述的電外 科系統(tǒng)，還包括位于能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端的至少一個(gè)加速度計(jì)。
10.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，還包括與能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端流體連通的組件，用于把流體輸送到該遠(yuǎn)端，而且其中所述組件使得氣泡從該遠(yuǎn)端釋放。
11.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備包括在其中限定的氣腔。
12.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備包括金屬帶。
13.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備包括在該能量輸送設(shè)備的外表面周圍纏繞的金屬絲。
14.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備的外表面是多面的。
15.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端包括以下中的至少一個(gè):多個(gè)凹窩和多個(gè)突起。
16.如權(quán)利要求1所述的電外科系統(tǒng)，其中能量輸送設(shè)備的遠(yuǎn)端包括凹表面。
17.一種用于增加電外科系統(tǒng)的能量輸送設(shè)備在組織內(nèi)的超聲可見性的方法，該方法包括: 為電外科系統(tǒng)提供與能量輸送設(shè)備機(jī)械連通的振動(dòng)設(shè)備； 激勵(lì)振動(dòng)設(shè)備，用于在超聲檢查過程中把振動(dòng)能量發(fā)送到所述能量輸送設(shè)備，其中所述振動(dòng)能量使所述能量輸送設(shè)備振動(dòng)，使得所述能量輸送設(shè)備的超聲可見性增加。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括利用電外科系統(tǒng)的手柄組件定位振動(dòng)設(shè)備。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括以下中的至少一個(gè):調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定能量輸送設(shè)備的共振頻率，及調(diào)節(jié)振動(dòng)設(shè)備的速度以便確定與電外科系統(tǒng)操作通信的超聲成像系統(tǒng)的諧振頻率。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括掃描振動(dòng)設(shè)備的頻率。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK103505289SQ201310254473
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】G·H·阿茨, D·R·彼得森, J·D·布蘭南, J·R·萬圖諾, E·W·拉森 申請(qǐng)人:科維蒂恩有限合伙公司