相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01280067592.8、申請(qǐng)日為2012年12月21日、發(fā)明名稱為“能量輸送系統(tǒng)及其用途”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。本發(fā)明要求2011年12月21日提交的待決的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/578,738的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將其整體并入本文。

本發(fā)明涉及用于輸送能量到組織的綜合系統(tǒng)、裝置和方法，其用于多種應(yīng)用，包括醫(yī)療過程（例如組織消融、切除術(shù)、燒灼術(shù)、血管血栓形成、治療心律失常和心律紊亂、電外科手術(shù)、組織收獲等）。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)、裝置和方法被提供用于通過施加能量治療組織區(qū)域（例如腫瘤）。

背景技術(shù)：

消融是一種重要的治療策略，其用于治療某些組織,例如良性和惡性腫瘤、心律失常、心律紊亂和心動(dòng)過速。大多數(shù)批準(zhǔn)的消融系統(tǒng)利用射頻（rf）能量作為消融能量源。因此，各種基于rf的導(dǎo)管和電源目前被提供給醫(yī)生。然而，rf能量具有若干限制，包括能量在表面組織中的快速消散產(chǎn)生淺“燒傷”并且不能進(jìn)入更深的腫瘤或心律失常組織。rf消融系統(tǒng)的另一個(gè)限制是在能量發(fā)射電極上形成焦痂和血凝塊形成的傾向，這限制了電能的進(jìn)一步沉積。

微波能量是一種用于加熱生物組織的有效能量源，并且被用在例如癌癥治療和輸注之前的血液預(yù)熱這樣的應(yīng)用中。因此，鑒于傳統(tǒng)消融技術(shù)的缺點(diǎn)，最近存在使用微波能量作為消融能量源的大量興趣。相比于rf，傳遞微波能量的優(yōu)點(diǎn)是更深地滲透到組織中、對(duì)炭化不敏感、不需要接地、更可靠的能量沉積、更快的組織加熱以及比rf產(chǎn)生更大的熱損傷的能力，這大大簡化了實(shí)際消融程序。因此，存在利用微波頻率范圍內(nèi)的電磁能量作為消融能量源的正在開發(fā)的多種設(shè)備（參見例如美國專利4,641,649、5,246,438、5,405,346、5,314,466、5,800,494、5,957,969、6,471,696、6,878,147和6,962,586；其中每一個(gè)通過引用以其整體并入本文）。

遺憾的是，被配置為輸送微波能量的當(dāng)前裝置具有缺點(diǎn)。例如，由于功率和治療時(shí)間的實(shí)際限制，當(dāng)前裝置產(chǎn)生相對(duì)較小的損傷。當(dāng)前裝置的功率限制表現(xiàn)為饋線的功率承載容量較小。然而，較大直徑的饋線是不期望的，因?yàn)樗鼈儾惶菀捉?jīng)皮插入，并且可能增加手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率。微波裝置也受限于用于大多數(shù)用途的單個(gè)天線，由此限制了同時(shí)處理多個(gè)區(qū)域或在緊鄰區(qū)域中放置多個(gè)天線以創(chuàng)建較大的組織加熱區(qū)域的能力。此外，饋線在高功率下的加熱可能導(dǎo)致該裝置的插入?yún)^(qū)域周圍的燒傷。

需要用于向組織區(qū)域輸送能量的改進(jìn)的系統(tǒng)和裝置。此外，還需要能夠傳輸微波能量而沒有相應(yīng)的微波能量損耗的改進(jìn)的系統(tǒng)和裝置。此外，還需要能夠?qū)⑽⒉芰拷?jīng)皮輸送到主體的組織而沒有不期望的組織燒傷的系統(tǒng)和裝置。此外，還需要用于輸送所需量的微波能量而不要求物理上大的侵入性組件的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及用于輸送能量到組織的綜合系統(tǒng)、裝置和方法，其用于多種應(yīng)用，包括醫(yī)療過程（例如組織消融、切除術(shù)、燒灼術(shù)、血管血栓形成、治療心律失常和心律紊亂、電外科手術(shù)、組織收獲等）。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)、裝置和方法被提供用于通過施加能量治療組織區(qū)域（例如腫瘤）。

本發(fā)明提供采用輸送能量到組織區(qū)域（例如腫瘤、腔管、器官等）的部件的系統(tǒng)、裝置和方法。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括能量輸送裝置和以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：處理器；電源；引導(dǎo)、控制和輸送功率的裝置（例如功率分配器）；成像系統(tǒng)；調(diào)諧系統(tǒng)；以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明并不局限于特定類型的能量輸送裝置。本發(fā)明預(yù)期在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用任何已知的或?qū)黹_發(fā)的能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，使用現(xiàn)有的商業(yè)能量輸送裝置。在其它實(shí)施例中，使用具有優(yōu)化特性（例如，小尺寸、優(yōu)化的能量輸送、優(yōu)化的阻抗，優(yōu)化的散熱等）的改進(jìn)的能量輸送裝置。在一些此類實(shí)施例中，能量輸送裝置被配置為向組織區(qū)域輸送能量（例如微波能量）。在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置被配置為以優(yōu)化的特征阻抗輸送微波能量（例如被配置為以高于50ω的特征阻抗進(jìn)行操作）（例如，在50ω和90ω之間;例如，高于50...、55、56、57、58、59、60、61、62、...90ω，優(yōu)選為77ω）（參見例如美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,428;通過引用將其整體并入本文）。

該裝置的不期望過熱的一個(gè)顯著來源是絕緣體（例如同軸絕緣體）的介電加熱，其有可能導(dǎo)致附屬組織損傷。本發(fā)明的能量輸送裝置被設(shè)計(jì)成防止不期望的裝置過熱。該能量輸送裝置不局限于防止不期望的裝置加熱的特定方式。在一些實(shí)施例中，所述裝置采用冷卻劑的循環(huán)。在一些實(shí)施例中，所述裝置被配置為檢測裝置內(nèi)（例如沿外導(dǎo)體）的不期望的溫度升高，并且通過使冷卻劑流過冷卻劑通道來自動(dòng)或手動(dòng)地減小這種不期望的溫度上升。

在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置具有改進(jìn)的冷卻特性。例如，在一些實(shí)施例中，該裝置允許使用冷卻劑而不增加該裝置的直徑。這與現(xiàn)有裝置相反，其中現(xiàn)有裝置使冷卻劑流過外部套筒或增加裝置的直徑以適應(yīng)冷卻劑的流動(dòng)。在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置在其中具有一個(gè)或更多冷卻劑通道以用于減少不必要的散熱的意圖（參見例如美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,460；通過引用將其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置在其中具有延伸該裝置的長度或部分延伸該裝置的長度的管體（例如，針、塑料管等），該管體被設(shè)計(jì)用于防止裝置通過冷卻劑材料的循環(huán)而過熱。在一些實(shí)施例中，通道或管體取代來自位于同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體之間的介電元件的材料。在一些實(shí)施例中，通道或管體替換介電材料或基本上替換介電材料。在一些實(shí)施例中，通道或管體取代外導(dǎo)體的一部分。例如，在一些實(shí)施例中，外導(dǎo)體的一部分被去除或刮除以生成用于冷卻劑流動(dòng)的通道。一個(gè)這樣的實(shí)施例在圖12中示出。在該實(shí)施例中，同軸電纜900具有外導(dǎo)體910、內(nèi)導(dǎo)體920和介電材料930。在該實(shí)施例中，外導(dǎo)體的區(qū)域940被去除以創(chuàng)建用于冷卻劑流動(dòng)的空間。劃定或基本劃定同軸電纜的范圍的唯一剩余外導(dǎo)體材料處于遠(yuǎn)端區(qū)域950和近端區(qū)域960。導(dǎo)電材料的薄條帶970連接遠(yuǎn)端區(qū)域950和近端區(qū)域960。在該實(shí)施例中，從近端區(qū)域960處的導(dǎo)電材料中切削出薄通道980以允許冷卻劑流入外導(dǎo)電材料被去除（或是制造成不包含該外導(dǎo)電材料）的區(qū)域940。本發(fā)明并不受限于通道的尺寸和形狀，只要能夠輸送冷卻劑即可。例如，在一些實(shí)施例中，該通道是延伸同軸電纜的長度的線性路徑。在一些實(shí)施例中，采用螺旋通道。在一些實(shí)施例中，管體或通道取代或替換內(nèi)導(dǎo)體的至少一部分。例如，內(nèi)導(dǎo)體的很大一部分可能用冷卻劑通道來取代，只留下靠近裝置的近端和遠(yuǎn)端的小部分金屬以允許調(diào)諧，其中這些部分是通過導(dǎo)電材料的薄條帶連接的。在一些實(shí)施例中，在內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體內(nèi)創(chuàng)建內(nèi)部空間的區(qū)域以創(chuàng)建用于冷卻劑的一個(gè)或多個(gè)通道。例如，內(nèi)導(dǎo)體可以被提供為導(dǎo)電材料的空心管，以在中心提供冷卻劑通道。在此類實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體可被用于冷卻劑的流入或流出（或兩者）。

在一些實(shí)施例中，冷卻劑管被設(shè)置在裝置中，該管體具有穿過該裝置引入和排出冷卻劑的多個(gè)通道。該裝置不受限于管體（例如冷卻劑針管）在介電材料內(nèi)的特定位置。在一些實(shí)施例中，該管體被定位成沿著介電材料的外邊緣、在介電材料的中部或者在介電材料內(nèi)的任何位置。在一些實(shí)施例中，介電材料被預(yù)先形成為具有設(shè)計(jì)成接收和固定管體的通道。在一些實(shí)施例中，手柄被附接到該裝置，其中所述手柄被配置為例如控制冷卻劑流入或流出管體。在一些實(shí)施例中，管體是柔性的。在一些實(shí)施例中，管體是非柔性的。在一些實(shí)施例中，管體的一些部分是柔性的，而其他部分是非柔性的。在一些實(shí)施例中，管體是可壓縮的。在一些實(shí)施例中，管體是不可壓縮的。在一些實(shí)施例中，管體的一些部分是可壓縮的，而其他部分是不可壓縮的。管體不局限于特定的形狀或尺寸。在一些實(shí)施例中，管體是冷卻劑針管（例如29號(hào)規(guī)格的針管或同等大?。?，其適配在具有等于或小于12號(hào)規(guī)格的針管的直徑的同軸電纜內(nèi)。在一些實(shí)施例中，管體的外部具有粘合劑和/或油脂的涂層以固定管體或允許在裝置內(nèi)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，管體具有沿著其長度的一個(gè)或多個(gè)孔，這些孔允許將冷卻劑釋放到裝置的期望區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)施例中，這些孔最初用可熔材料堵塞，從而需要特定的加熱閾值來熔融該材料并通過特定的孔或受影響的孔釋放冷卻劑。因此，僅在已達(dá)到閾值加熱水平的區(qū)域釋放冷卻劑。

在一些實(shí)施例中，冷卻劑被預(yù)先加載到天線、手柄或本發(fā)明的裝置的其它部件中。在其他實(shí)施例中，冷卻劑是在使用過程中加入的。在一些預(yù)先加載的實(shí)施例中，液體冷卻劑在創(chuàng)建自我保持真空的條件下被預(yù)先加載到例如天線的遠(yuǎn)端。在一些此類實(shí)施例中，隨著液體冷卻劑汽化，更多的流體被真空吸入。

本發(fā)明并不受限于所使用的冷卻劑材料的性質(zhì)。冷卻劑包括但不限于液體和氣體。示例性的冷卻劑流體包括但不限于以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)或者其組合：水、乙二醇、空氣、惰性氣體、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、六氟化硫、離子溶液（例如，含有或沒有鉀和其它離子的氯化鈉）、葡萄糖水、乳酸林格氏液、有機(jī)化學(xué)溶液（例如，乙烯乙二醇、二甘醇或丙二醇）、油類（例如，礦物油、硅油、氟烷烴油）、液態(tài)金屬、氟利昂、鹵代甲烷、液化丙烷、其他鹵代烷、無水氨、二氧化硫。在一些實(shí)施例中，冷卻劑是壓縮成處于或接近其臨界點(diǎn)的氣體。在一些實(shí)施例中，至少部分地通過改變冷卻劑的濃度、壓力或體積來發(fā)生冷卻。例如，冷卻可以通過使用焦耳-湯姆遜效應(yīng)的氣體冷卻劑來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，冷卻是通過化學(xué)反應(yīng)提供的。該裝置不局限于溫度降低的化學(xué)反應(yīng)的特定類型。在一些實(shí)施例中，溫度降低的化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。該裝置不局限于應(yīng)用吸熱反應(yīng)以防止不期望的加熱的特定方式。在一些實(shí)施例中，使第一和第二化學(xué)品流入所述裝置以使得它們發(fā)生反應(yīng)，從而降低該裝置的溫度。在一些實(shí)施例中，該裝置被制備成具有預(yù)先裝載在裝置中的第一和第二化學(xué)品。在一些實(shí)施例中，化學(xué)品被屏障物分隔，在需要時(shí)該屏蔽物被去除。在一些實(shí)施例中，該屏蔽物被配置為在暴露于預(yù)定的溫度或溫度范圍時(shí)熔化。在這種實(shí)施例中，該裝置只有在達(dá)到值得冷卻的加熱水平時(shí)才啟動(dòng)吸熱反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)不同的屏蔽物被定位在整個(gè)裝置中，使得局部冷卻只發(fā)生在出現(xiàn)不期望的加熱的那些裝置部分處。在一些實(shí)施例中，所使用的屏蔽物是包圍兩種化學(xué)品之一的珠子。在一些實(shí)施例中，屏蔽物是壁件（例如，墊圈形狀的圓盤），該壁件融化以使兩種化學(xué)品結(jié)合。在一些實(shí)施例中，屏蔽物由配置為在預(yù)定溫度下融化的蠟組成。該裝置不限于特定類型、種類或數(shù)量的可熔性材料。在一些實(shí)施例中，該可熔性材料是生物相容的。該裝置不限于特定類型、種類或數(shù)量的第一和第二化學(xué)品，只要它們的混合導(dǎo)致溫度降低的化學(xué)反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，第一材料包括氫氧化鋇八水合物晶體，并且第二材料是干氯化銨。在一些實(shí)施例中，第一材料是水，并且第二材料是氯化銨。在一些實(shí)施例中，第一材料是亞硫酰氯（socl2），并且第二材料是鈷（ii）七水硫酸。在一些實(shí)施例中，第一材料是水，并且第二材料是硝酸銨。在一些實(shí)施例中，第一材料是水，并且第二材料是氯化鉀。在一些實(shí)施例中，第一材料是乙酸，并且第二材料是碳酸鈉。在一些實(shí)施例中，使用一種可熔性材料，其通過以減少裝置外表面處的熱量的方式融化流動(dòng)而自身減少熱量。

在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置通過隨著溫度增加調(diào)整從該裝置發(fā)射的能量的量（例如，調(diào)整從該裝置共振的能量波長）來防止不期望的加熱和/或保持期望的能量輸送性能。該裝置不局限于調(diào)整從該裝置發(fā)射的能量的量的特定方法。在一些實(shí)施例中，所述裝置被配置為使得當(dāng)該裝置達(dá)到某一閾值溫度或者當(dāng)該裝置加熱到某一范圍時(shí)，從該裝置共振的能量波長被調(diào)節(jié)。該裝置不局限于用于調(diào)整從該裝置共振的能量波長的特定方法。在一些實(shí)施例中，該裝置在其中具有隨著溫度升高而改變體積的材料。體積的變化被用于移動(dòng)或調(diào)整影響能量輸送的該裝置的組成部分。例如，在一些實(shí)施例中，使用隨溫度升高而膨脹的材料。該膨脹用于向外移動(dòng)該裝置的遠(yuǎn)側(cè)尖端（增加從該裝置的近端起的距離），從而改變?cè)撗b置的能量輸送性能。這特別適用于本發(fā)明的中心饋電偶極實(shí)施例。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括配置成用于輸送能量到組織的天線的裝置，其中天線的遠(yuǎn)端包括中心饋電偶極組件，該組件包括包圍導(dǎo)體的剛性中空管，其中通管針被固定在中空管內(nèi)（例如，鈦通管針）。在一些實(shí)施例中，中空管的直徑等于或小于20號(hào)規(guī)格的針管。在一些實(shí)施例中，中空管的直徑等于或小于17號(hào)規(guī)格的針管。在一些實(shí)施例中，中空管的直徑等于或小于12號(hào)規(guī)格的針管。在一些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)輸送到組織的能量的量的調(diào)諧元件。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置成提供足量的能量以消融組織或?qū)е卵ㄐ纬伞Ｔ谝恍?shí)施例中，導(dǎo)體通過中空管的中途延伸。在一些實(shí)施例中，該中空管具有長度λ/2，其中λ是在組織的介質(zhì)中的電磁場的波長。在一些實(shí)施例中，可膨脹材料被定位在通管針附近，使得當(dāng)裝置的溫度增加時(shí)可膨脹材料膨脹并推到通管針上以移動(dòng)通管針，并且改變?cè)撗b置的能量輸送特性。在一些實(shí)施例中，可膨脹材料位于為中心饋電偶極裝置提供諧振元件的金屬圓盤后面（靠近金屬盤）。隨著材料膨脹，圓盤被推向遠(yuǎn)方，由此調(diào)整該裝置的調(diào)諧。可膨脹材料被優(yōu)選地選擇成使得膨脹速率與能量輸送的變化相一致以獲得最佳效果。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在期望方向上的任何變化發(fā)現(xiàn)適用于本發(fā)明。在一些實(shí)施例中，可膨脹材料是蠟。

在一些實(shí)施例中，該裝置具有附接到該裝置的手柄，其中所述手柄被配置為例如控制冷卻劑流入和流出冷卻劑通道。在一些實(shí)施例中，僅手柄被冷卻。在一些實(shí)施例中，所述手柄被配置為輸送被壓縮成處于或接近其臨界點(diǎn)的氣態(tài)冷卻劑。在其它實(shí)施例中，手柄和附接的天線被冷卻。在一些實(shí)施例中，手柄在一定量的時(shí)間之后和/或在該裝置達(dá)到一定閾值溫度時(shí)自動(dòng)傳遞冷卻劑流入和流出冷卻劑通道。在一些實(shí)施例中，手柄在一定量的時(shí)間之后和/或在該裝置的溫度下降到低于一定閾值溫度時(shí)自動(dòng)停止傳遞冷卻劑流入和流出冷卻劑通道。在一些實(shí)施例中，流過手柄的冷卻劑被手動(dòng)控制。在一些實(shí)施例中，手柄在其上具有一個(gè)或多個(gè)（例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個(gè)等）的燈（例如，顯示燈（例如led燈））。在一些實(shí)施例中，所述燈被配置為用于識(shí)別的目的。例如，在一些實(shí)施例中，這些燈被用于區(qū)分不同的通管針（例如，第一通管針的激活顯示一個(gè)燈，第二通管針顯示兩個(gè)燈，第三通管針顯示三個(gè)燈，或者每個(gè)通管針具有其自身指定的燈等）。在一些實(shí)施例中，這些燈被用于識(shí)別事件的發(fā)生（例如，傳送冷卻劑經(jīng)過該裝置，傳送能量經(jīng)過該裝置，各個(gè)探測器的移動(dòng)，該裝置內(nèi)的設(shè)定值（例如，溫度，定位）的變化等）。手柄不局限于特定的顯示方式（例如，閃爍、交替的顏色、固定的顏色等）。

在一些實(shí)施例中，所述能量輸送裝置在其中具有中心饋電偶極組件（參見例如美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,457；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，所述能量輸送裝置包括具有多個(gè)節(jié)段的導(dǎo)管，這些節(jié)段用于傳送和發(fā)射能量（參見例如美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/237,430，11/237,136和11/236,985；每一個(gè)均通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，所述能量輸送裝置包括具有優(yōu)化的調(diào)諧能力的三軸微波探測器，以減少反射的熱損失（參見例如美國專利號(hào)7,101,369；另外參見美國專利申請(qǐng)?zhí)?0/834,802、11/236,985、11/237,136、11/237,430、11/440,331、11/452,637、11/502,783、11/514,628以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杙ct/us05/14534；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，所述能量輸送裝置通過具有空氣或其它氣體作為介電核芯的同軸傳輸線（例如同軸電纜）發(fā)射能量（參見例如美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/236,985；通過引用以其整體并入本文）。在一些此類實(shí)施例中，在內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間支撐該裝置的結(jié)構(gòu)的材料可以在使用前被去除。例如，在一些實(shí)施例中，所述材料由使用之前或使用過程中被去除的可溶解或可熔化的材料制成。在一些實(shí)施例中，所述材料是可熔化的并且在使用過程中（在暴露于加熱時(shí)）被去除，從而隨著時(shí)間的推移（例如，響應(yīng)于組織中的溫度變化等）優(yōu)化該裝置的能量輸送屬性。

本發(fā)明并不局限于特定的同軸傳輸線形狀。事實(shí)上，在一些實(shí)施例中，同軸傳輸線和/或介電元件的形狀是可調(diào)整的，以適應(yīng)特定的需要。在一些實(shí)施例中，同軸傳輸線和/或介電元件的橫截面形狀是圓形的。在一些實(shí)施例中，橫截面形狀是非圓形的（例如，橢圓形等）。這種形狀可以整體應(yīng)用于同軸電纜，或者可以僅應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)子組件。例如，橢圓形介電材料可以被放置在圓形外導(dǎo)體中。例如，這具有創(chuàng)建兩個(gè)通道的優(yōu)點(diǎn)，這兩個(gè)通道可以被用于例如循環(huán)冷卻劑。作為另一個(gè)示例，正方形/矩形的介電材料可以被放置在圓形導(dǎo)體中。例如，這具有創(chuàng)建四個(gè)通道的優(yōu)點(diǎn)?？梢允褂貌煌噙呅涡螤畹臋M截面（例如，五邊形、六邊形等）來創(chuàng)建立不同數(shù)目和形狀的通道。在整個(gè)電纜長度上不需要具有相同的橫截面形狀。在一些實(shí)施例中，第一形狀被用于電纜的第一區(qū)域（例如近端區(qū)），并且第二形狀被用于電纜的第二區(qū)域（例如遠(yuǎn)端區(qū)）。也可以采用不規(guī)則的形狀。例如，具有在其長度上延伸的鋸齒狀凹槽的介電材料可以被用于圓形外導(dǎo)體中，以創(chuàng)建任何期望尺寸和形狀的單個(gè)信道。在一些實(shí)施例中，通道提供供給冷卻劑、針或其它所需部件進(jìn)入該狀置中而不增加裝置的最終外徑的空間。

同樣，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的天線沿著其長度或針對(duì)其長度的一個(gè)或多個(gè)子段具有非圓形的橫截面形狀。在一些實(shí)施例中，天線是非圓柱形的，但包含圓柱形的同軸電纜。在其他實(shí)施例中，天線是非圓柱形的并且包含非圓柱形的同軸電纜（例如，與天線的形狀匹配或具有不同的非圓柱形狀）。在一些實(shí)施例中，擁有具備非圓柱形狀的任何一個(gè)或多個(gè)組件（例如，導(dǎo)管、天線的外殼、同軸電纜的外導(dǎo)體、同軸電纜的介電材料、同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體）允許在該裝置中創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)通道，除其他原因外，所述通道被用于循環(huán)冷卻劑。非圓形的形狀，特別是天線的外徑也發(fā)現(xiàn)適用于某些醫(yī)療或其他應(yīng)用。例如，形狀可以被選擇以最大化靈活性或進(jìn)入特定的內(nèi)部主體位置。形狀也可以被選擇以優(yōu)化能量傳輸。形狀（例如，非圓柱形狀）也可以被選擇以最大化該裝置的剛性和/或強(qiáng)度，特別是對(duì)于小直徑的裝置。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括天線的裝置，其中該天線包括包圍外導(dǎo)體的內(nèi)導(dǎo)體，其中該內(nèi)導(dǎo)體被設(shè)計(jì)用來接收和發(fā)送能量，其中該外導(dǎo)體在其中具有沿著外導(dǎo)體周圍定位的至少一個(gè)間隙，其中多個(gè)能量峰沿著天線的長度產(chǎn)生，這些能量峰的位置由間隙的位置控制。在一些實(shí)施例中，該能量是微波能量和/或射頻能量。在一些實(shí)施例中，該外導(dǎo)體在其中具有兩個(gè)間隙。在一些實(shí)施例中，該天線包括設(shè)置在內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間的介電層。在一些實(shí)施例中，該介電層具有接近零的導(dǎo)電率。在一些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括通管針。在一些實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體的直徑為約0.013英寸或更小。

在一些實(shí)施例中，在外導(dǎo)體或裝置的外表面上的任何間隙或不一致或不規(guī)則特征被填充材料以提供光滑均勻或基本光滑均勻的外表面。在一些實(shí)施例中，具有耐熱性的樹脂被用來填充間隙、不一致和/或不規(guī)則特征。在一些實(shí)施例中，所述樹脂是生物相容性的。在其它實(shí)施例中，它不是生物相容性的，但是例如可以涂覆有生物相容性材料。在一些實(shí)施例中，所述樹脂可被配置為任何期望的尺寸或形狀。因此，所述樹脂在硬化之后可以被用于向該裝置提供尖銳的通管針尖或任何其他期望的物理形狀。

在一些實(shí)施例中，該裝置包括鋒利的通管針尖端。該通管針尖端可以由任何材料制成。在一些實(shí)施例中，該尖端由固化樹脂制成。在一些實(shí)施例中，該尖端是金屬。在一些實(shí)施例中，通管針尖端由鈦或鈦的等效物制成。在一些實(shí)施例中，通管針尖端被燒紅以生成氧化鋯或氧化鋯的等效物。在一些這樣的實(shí)施例中，金屬尖端是天線的金屬部分的延伸，并且是電活性的。

在一些實(shí)施例中，所述能量輸送裝置被配置為在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)傳輸能量到組織區(qū)域，該系統(tǒng)包括處理器，電源，引導(dǎo)、控制和傳輸功率的裝置（例如，具有單獨(dú)控制輸送功率至每個(gè)天線的能力的功率分配器），成像系統(tǒng)，調(diào)諧系統(tǒng)和/或溫度測量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

本發(fā)明并不局限于特定類型的處理器。在一些實(shí)施例中，該處理器被設(shè)計(jì)成例如從該系統(tǒng)的組件（例如，溫度監(jiān)測系統(tǒng)、能量輸送裝置、組織阻抗監(jiān)測組件等）接收信息，向用戶顯示此類信息。以及操縱（例如控制）該系統(tǒng)的其他組件。在一些實(shí)施例中，該處理器被配置為在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括能量輸送裝置，電源，引導(dǎo)、控制和傳輸功率的裝置（例如，功率分配器），成像系統(tǒng)，調(diào)諧系統(tǒng)，和/或溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

本發(fā)明并不局限于特定類型的電源。在一些實(shí)施例中，電源被配置為提供任何期望類型的能量（例如，微波能量、射頻能量、輻射、低溫能量、電穿孔、高強(qiáng)度聚焦超聲和/或其組合）。在一些實(shí)施例中，該電源利用功率分配器允許輸送能量至兩個(gè)或更多個(gè)能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，該電源被配置為在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括功率分配器、處理器、能量輸送裝置、成像系統(tǒng)、調(diào)諧系統(tǒng)和/或溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

本發(fā)明并不局限于特定類型的成像系統(tǒng)。在一些實(shí)施方案中，該成像系統(tǒng)利用成像設(shè)備（如內(nèi)窺鏡設(shè)備、立體定向計(jì)算機(jī)輔助神經(jīng)外科導(dǎo)航設(shè)備、熱傳感器定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)速度傳感器、轉(zhuǎn)向線系統(tǒng)、程序內(nèi)超聲、x線透視、計(jì)算機(jī)輔助斷層攝影磁共振成像、核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備三角成像、間質(zhì)性超聲、微波成像、超聲斷層攝影、雙能量成像、熱聲成像、紅外和/或激光成像、電磁成像）（參見例如美國專利號(hào)6,817,976、6,577,903和5,697,949、5,603,697以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o06/005,579;每個(gè)均通過引用整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)利用內(nèi)窺鏡攝像機(jī)、成像組件和/或允許或協(xié)助放置、定位和/或監(jiān)測與本發(fā)明的能量系統(tǒng)一起使用的任何物品的導(dǎo)航系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該成像系統(tǒng)被配置為提供能量輸送系統(tǒng)的特定組件的位置信息（例如，能量輸送裝置的位置）。在一些實(shí)施例中，該成像系統(tǒng)被配置為在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括處理器、能量輸送裝置、電源、調(diào)諧系統(tǒng)和/或溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該成像系統(tǒng)位于所述能量輸送裝置內(nèi)。在一些實(shí)施例中，該成像系統(tǒng)提供關(guān)于消融區(qū)域?qū)傩缘亩ㄐ孕畔ⅲɡ?，直徑、長度、橫截面積、體積）。該成像系統(tǒng)不局限于用于提供定性信息的特定技術(shù)。在一些實(shí)施例中，用于提供定性信息的技術(shù)包括但不限于時(shí)域反射測量、飛行時(shí)間脈沖檢測、頻率調(diào)制的距離檢測、固有模式或共振頻率檢測或者以任意頻率反射和透射，這些都基于單個(gè)間質(zhì)裝置或者與其他間質(zhì)裝置或外部設(shè)備協(xié)作。在一些實(shí)施例中，該間質(zhì)裝置提供信號(hào)和/或檢測以用于成像（例如，電聲成像、電磁成像、電阻抗斷層攝影）。

本發(fā)明并不局限于特定的調(diào)諧系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該調(diào)諧系統(tǒng)被配置成允許調(diào)整所述能量輸送系統(tǒng)內(nèi)的變量（例如，所輸送能量的數(shù)量、所輸送能量的頻率、輸送到在該系統(tǒng)中提供的多個(gè)能量裝置的一個(gè)或多個(gè)的能量、所提供的冷卻劑的數(shù)量或類型等）。在一些實(shí)施例中，該調(diào)諧系統(tǒng)包括向用戶或處理器提供反饋的傳感器，該處理器連續(xù)地或在時(shí)間點(diǎn)上監(jiān)測能量輸送裝置的功能。該傳感器可以記錄和/或報(bào)告任何數(shù)量的屬性，所述屬性包括但不限于該系統(tǒng)的組件的一個(gè)或多個(gè)位置處的熱量（例如溫度）、組織處的熱量、組織的特性、該區(qū)域的定性信息等。該傳感器可以表現(xiàn)為成像裝置如ct、超聲波、磁共振成像、x光透視、核醫(yī)學(xué)成像或任何其他成像裝置的形式。在一些實(shí)施例中，特別是對(duì)于研究應(yīng)用，該系統(tǒng)記錄和存儲(chǔ)通常用于該系統(tǒng)的未來優(yōu)化和/或在特定條件（例如，患者類型、組織類型、目標(biāo)區(qū)域的尺寸和形狀、目標(biāo)區(qū)域的位置等）下用于能量傳輸?shù)膬?yōu)化的信息。在一些實(shí)施例中，該調(diào)諧系統(tǒng)被配置為在包括處理器、能量輸送裝置、電源、成像和/或溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行操作。在一些實(shí)施例中，成像或其它控制組件提供反饋給消融裝置，以使輸出功率（或其它控制參數(shù)）可以被調(diào)整以提供最佳的組織響應(yīng)。

本發(fā)明并不限于特定的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成在醫(yī)療過程（例如組織消融）中減少系統(tǒng)的各種組件（例如能量輸送裝置）的不必要的熱量或保持目標(biāo)組織在一定的溫度范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，該溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)被配置為在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括處理器，能量輸送裝置，電源，引導(dǎo)、控制和傳輸功率的裝置（例如功率分配器）、調(diào)諧系統(tǒng)和/或成像系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成將能量輸送裝置冷卻到足以使該裝置暫時(shí)附著在內(nèi)部患者組織上以防止該能量裝置在過程中（例如在消融程序中）移動(dòng)的溫度。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括溫度監(jiān)測或反射功率監(jiān)測系統(tǒng)，以便監(jiān)測所述系統(tǒng)的各種組件（例如能量輸送裝置）和/或組織區(qū)域的溫度或反射功率。在一些實(shí)施例中，監(jiān)測系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成如果例如溫度或反射能量的量超過預(yù)定值則改變（例如，防止、減少）輸送能量到特定的組織區(qū)域。在一些實(shí)施例中，溫度監(jiān)測系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成改變（例如，增加、減少、維持）輸送能量到特定的組織區(qū)域，從而保持該組織或能量輸送裝置處于優(yōu)選的溫度或優(yōu)選的溫度范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括識(shí)別或跟蹤系統(tǒng)，其被配置為例如用以防止使用先前使用過的組件（例如，非無菌能量輸送裝置），從而識(shí)別該系統(tǒng)的一個(gè)組件的性質(zhì)，由此該系統(tǒng)的其它組件可以被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整以具有兼容性或優(yōu)化功能。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)讀取條形碼或與本發(fā)明的系統(tǒng)的組件相關(guān)聯(lián)的其它信息傳達(dá)元件。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)的組件之間的連接在使用之后被改變（例如斷開）以防止額外的用途。本發(fā)明并不局限于系統(tǒng)中使用的組件的類型或者所采用的用途。事實(shí)上，所述裝置可以按照任何期望的方式進(jìn)行配置。同樣地，所述系統(tǒng)和裝置可以在將要輸送能量的任何應(yīng)用中使用。這些用途包括任何和所有的醫(yī)療、獸醫(yī)和研究應(yīng)用。然而，本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置可以在農(nóng)業(yè)設(shè)施、制造設(shè)施、機(jī)械設(shè)施或?qū)⒁斔湍芰康娜魏纹渌麘?yīng)用中使用。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)被配置用于能量的經(jīng)皮輸送、血管內(nèi)輸送、心內(nèi)輸送、腹腔鏡輸送或外科輸送。同樣，在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)被配置為通過導(dǎo)管、通過外科手術(shù)擴(kuò)展的開口和/或通過身體孔口（例如，口、耳、鼻、眼、陰道、陰莖、肛門）（如n.o.t.e.s.程序）輸送能量。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)被配置為輸送能量到目標(biāo)組織或區(qū)域。本發(fā)明并不局限于目標(biāo)組織或區(qū)域的性質(zhì)。用途包括但不限于治療心臟心律失常、腫瘤消融（良性和惡性）、手術(shù)過程中的出血控制、創(chuàng)傷后的出血控制、對(duì)于任何其他的出血控制、去除軟組織、組織切除和收獲、治療靜脈曲張、腔內(nèi)組織消融（例如用于治療食管疾病如巴氏食管癌和食管腺癌）、骨腫瘤、正常骨和良性骨條件下的治療、眼內(nèi)用途、美容手術(shù)用途、治療包括腦腫瘤和電擾動(dòng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病癥、滅菌程序（例如輸卵管切除）和燒灼血管或組織以用于任何目的。在一些實(shí)施例中，外科應(yīng)用包括消融療法（例如，為了實(shí)現(xiàn)凝固性壞死）。在一些實(shí)施例中，外科應(yīng)用包括對(duì)目標(biāo)例如轉(zhuǎn)移性腫瘤進(jìn)行腫瘤消融。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為以對(duì)組織或生物體損傷最小的方式移動(dòng)和定位在任何期望的位置，包括但不限于腦、頸、胸、腹和骨盆。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)被配置為例如通過計(jì)算機(jī)斷層攝影、超聲波、磁共振成像、熒光鏡等進(jìn)行引導(dǎo)輸送。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供治療組織區(qū)域的方法，其包括：提供組織區(qū)域和本文描述的系統(tǒng)（例如，能量輸送裝置，以及至少一個(gè)下列組件：處理器，電源，引導(dǎo)、控制和傳輸功率的裝置（例如功率分配器），溫度監(jiān)測器、成像器、調(diào)諧系統(tǒng)和/或降溫系統(tǒng)）;將能量輸送裝置的一部分定位在組織區(qū)域的附近，并且用該裝置輸送一定量的能量到組織區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述組織區(qū)域是腫瘤。在一些實(shí)施例中，能量的輸送導(dǎo)致例如組織區(qū)域和/或血管血栓形成的消融和/或組織區(qū)域的電穿孔。在一些實(shí)施例中，所述組織區(qū)域是腫瘤。在一些實(shí)施例中，所述組織區(qū)域包括以下一個(gè)或多個(gè)：心臟、肝臟、生殖器、胃、肺、大腸、小腸、腦、頸、骨骼、腎臟、肌肉、肌腱、血管、前列腺、膀胱、脊髓、皮膚、脈管、手指甲和腳趾甲。在一些實(shí)施例中，處理器從傳感器和監(jiān)測器接收信息，并控制所述系統(tǒng)的其它組件。在一些實(shí)施例中，根據(jù)需要改變電源的能量輸出以便優(yōu)化治療。在提供多于一個(gè)能量輸送元件的一些實(shí)施例中，輸送給每個(gè)輸送元件的能量的量被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)的溫度由溫度傳感器來監(jiān)測，并在達(dá)到或接近閾值水平時(shí)通過激活降溫系統(tǒng)來降低。在一些實(shí)施例中，成像系統(tǒng)提供信息給處理器，該信息被顯示給系統(tǒng)的用戶并且可以在反饋回路中使用以控制該系統(tǒng)的輸出。

在一些實(shí)施例中，以不同的強(qiáng)度從該裝置內(nèi)的不同位置輸送能量到組織區(qū)域。例如，該組織區(qū)域的某些區(qū)域可以通過該裝置的一個(gè)部分來處理，而組織的其他區(qū)域可以通過該裝置的不同部分來處理。此外，該裝置的兩個(gè)或更多區(qū)域可以同時(shí)輸送能量到特定的組織區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)建設(shè)性的相位干涉（例如，其中所發(fā)射的能量實(shí)現(xiàn)協(xié)同效果）。在其它實(shí)施例中，該裝置的兩個(gè)或更多區(qū)域可以輸送能量，從而實(shí)現(xiàn)破壞性的干涉效應(yīng)。在一些實(shí)施例中，該方法還提供用于實(shí)現(xiàn)建設(shè)性的相位干涉和/或破壞性的相位干涉的附加裝置。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)裝置之間的相位干涉（例如，建設(shè)性的相位干涉、破壞性的相位干涉）由處理器、調(diào)諧元件、用戶和/或功率分配器控制。

本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法可以結(jié)合其他系統(tǒng)、裝置和方法一起使用。例如，本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法可以用于其他消融裝置、其他醫(yī)療設(shè)備、診斷方法和藥劑、成像方法和藥劑以及治療方法和藥劑?？梢酝瑫r(shí)使用或者可以在另一次干預(yù)之前或之后使用。本發(fā)明預(yù)期本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法結(jié)合任何其他的醫(yī)療干預(yù)措施來使用。

此外，需要集成的消融和成像系統(tǒng)來向用戶提供反饋并且許可各種系統(tǒng)組件之間的通信。系統(tǒng)參數(shù)可以在消融過程中被調(diào)整以優(yōu)化能量輸送。此外，用戶能夠更準(zhǔn)確地確定何時(shí)成功地完成程序，減少失敗的治療和/或治療相關(guān)的并發(fā)癥的可能性。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供一些系統(tǒng)，其例如具有：提供能量源和冷卻劑源的電源組件；將能量和冷卻液從電源組件輸送到控制中心（例如控制箱）的運(yùn)輸組件；以及從運(yùn)輸組件接收能量和冷卻液的程序裝置集線器，該控制中心位于患者工作空間處；該程序裝置集線器包括用于附接一個(gè)或多個(gè)電纜的多個(gè)連接端口，這些電纜被配置為輸送能量和/或冷卻劑到一個(gè)或多個(gè)能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，運(yùn)輸組件是低損耗電纜。在一些實(shí)施例中，被配置為輸送能量給一個(gè)或多個(gè)能量輸送裝置的一個(gè)或多個(gè)電纜是柔性的一次性電纜。程序裝置集線器不局限于特定的重量。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器的重量使得其可以?？吭诓∪松眢w上而不造成損害和/或不適。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器的重量小于10磅。

該系統(tǒng)不局限于用在特定的醫(yī)療程序中。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被用在例如ct掃描醫(yī)療程序和/或超聲成像程序中。

程序裝置集線器在醫(yī)療過程中不局限于特定的位置。事實(shí)上，該程序裝置集線器被配置為定位在各種構(gòu)造中。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附接到程序臺(tái)上（例如，通過程序臺(tái)上的帶子）（例如，通過位于程序臺(tái)上的槽）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附接到患者的衣服上。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附接到ct安全帶上。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附接到操作臺(tái)環(huán)形件上。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附接到無菌鋪巾上，該無菌鋪巾被配置為放置在患者身上。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器進(jìn)一步包括程序裝置集線器帶，其中該程序裝置集線器帶被配置為附接在醫(yī)療過程位置中（例如，程序臺(tái)、患者的衣服、ct安全帶、操作臺(tái)環(huán)形件、無菌鋪巾等）。

該程序裝置集線器不局限于以特定的方式輸送冷卻劑到能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，冷卻液被輸送到一個(gè)或多個(gè)能量輸送裝置的冷卻劑是以壓縮壓力輸送的氣體（例如，壓縮壓力處于或接近該冷卻劑的臨界點(diǎn)）。在冷卻劑是處于或接近其臨界點(diǎn)輸送的氣體的一些實(shí)施例中，該冷卻劑是co2。

在一些實(shí)施例中，電源位于無菌場地之外，而程序裝置集線器位于無菌場地之內(nèi)。在一些實(shí)施例中，電源供應(yīng)微波能量。在一些實(shí)施例中，電源供應(yīng)射頻能量。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了包括被配置為輸送能量給組織的天線的裝置，該天線包括在同軸電纜內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)冷卻劑管或通道，所述管道被配置為輸送冷卻劑至天線，其中所述冷卻劑是被壓縮處于或接近其臨界點(diǎn)的氣體。該設(shè)備不局限于特定的氣體。在一些實(shí)施例中，該氣體是co2。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)冷卻劑管或通道處于同軸電纜的外導(dǎo)體和介電材料之間。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)冷卻劑管或通道處于同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體和介電材料之間。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)冷卻劑管或通道處于內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體內(nèi)。在一些實(shí)施例中，該裝置在其中具有近端區(qū)、中央?yún)^(qū)和遠(yuǎn)端區(qū)。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端區(qū)被配置成向組織輸送能量。在一些實(shí)施例中，近端區(qū)和/或中央?yún)^(qū)在其中具有冷卻劑管或通道。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端部分不具有冷卻劑管或通道。

在一些實(shí)施例中，該裝置中具有一個(gè)或更多“粘結(jié)”區(qū)，這些“粘結(jié)”區(qū)被配置為有利于組織貼附在粘結(jié)區(qū)上，以便例如使該裝置在能量輸送過程中穩(wěn)定在期望的位置。在一些實(shí)施例中，該粘結(jié)區(qū)被配置成達(dá)到并保持致使組織凍結(jié)在粘結(jié)區(qū)的溫度。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)區(qū)被定位在中央?yún)^(qū)和/或近端區(qū)內(nèi)。粘結(jié)區(qū)不局限于有利于組織區(qū)域貼附的任何特定溫度。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)區(qū)達(dá)到并保持通過接觸具有循環(huán)冷卻劑的能量輸送裝置的區(qū)域促進(jìn)組織區(qū)域的貼附的溫度。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)區(qū)的溫度被保持在足夠低的溫度，以使得在與粘結(jié)區(qū)接觸時(shí)發(fā)生組織區(qū)域的貼附（例如使得組織區(qū)域凍結(jié)在粘結(jié)區(qū)上區(qū)域）。粘結(jié)區(qū)并不局限于特定的材料組分。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)區(qū)是例如金屬材料、陶瓷材料、塑料材料和/或這些物質(zhì)的任何組合。在一些實(shí)施例中，通過密封件防止粘結(jié)區(qū)暴露于該裝置的遠(yuǎn)端區(qū)。在一些實(shí)施例中，該密封件位于該裝置的粘結(jié)區(qū)與遠(yuǎn)端區(qū)之間，由此防止粘結(jié)區(qū)暴露于遠(yuǎn)端區(qū)。在一些實(shí)施例中，以空氣/氣體密封方式配置該密封件。在一些實(shí)施例中，該密封件被激光焊接到裝置上（例如同軸區(qū)域）。在一些實(shí)施例中，該密封件被感應(yīng)釬焊到裝置（例如同軸區(qū)域）。在一些實(shí)施例中，該密封件是部分（例如，60%/40%；55%/45%；50%/50%）激光焊接和感應(yīng)釬焊。

在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端區(qū)和中央?yún)^(qū)由插塞區(qū)分隔，該插塞區(qū)被設(shè)計(jì)成防止冷卻遠(yuǎn)端區(qū)。該插塞區(qū)不局限于防止冷卻遠(yuǎn)端區(qū)的特定方式。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)被設(shè)計(jì)成在其自身溫度不降低的情況下接觸具有較低溫度的區(qū)域（例如，具有循環(huán)冷卻劑的能量輸送裝置的中央?yún)^(qū)）。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)的材料是這樣的：它能夠接觸具有較低溫度的材料而基本不降低自身的溫度（例如，絕緣材料）。該插塞區(qū)并不局限于特定類型的絕緣材料（例如，人工合成的聚合物（例如，聚苯乙烯、冷凝脂、聚氨酯、聚異氰脲酸酯）、氣凝膠、玻璃纖維、軟木）。

在一些實(shí)施例中，一種具有插塞區(qū)的裝置允許同時(shí)將組織到曝露于致冷區(qū)（例如，該裝置靠近插塞區(qū)的區(qū)域）和非致冷區(qū)（例如，該裝置遠(yuǎn)離插塞區(qū)的區(qū)域）。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了包括被配置為輸送能量給組織的天線的裝置，該天線包括在同軸電纜內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)冷卻管或通道，該同軸電纜具有介電區(qū)，該介電區(qū)具有柔性區(qū)和非柔性區(qū)。在一些實(shí)施例中，柔性區(qū)是塑料，而非柔性區(qū)是陶瓷。在一些實(shí)施例中，非柔性區(qū)被定位在最高功率發(fā)射的位置。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了包括被配置為輸送能量給組織的天線的裝置，該天線包括在同軸電纜內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)冷卻管或通道，該裝置中具有連接到拉絲錨的一個(gè)或多個(gè)拉絲。在一些實(shí)施例中，連接到拉絲錨的一個(gè)或多個(gè)拉絲的收縮減小了裝置的柔性。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)拉絲被設(shè)計(jì)成在特定溫度下彎曲（例如，超彈性鎳鈦絲）。

在開發(fā)本發(fā)明的實(shí)施例的過程中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)確定“精密天線”（電容性耦合的天線）與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致改進(jìn)的消融。例如，“精密天線”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致與沒有此類耦合的天線相比更大的消融區(qū)域。例如，“精密天線”或“精密探針”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致與沒有此類耦合的天線相比更大的球形消融區(qū)。此外，“精密天線”或“精密探針”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致與沒有此類耦合的天線相比存在優(yōu)越的場模式/圖案和下降的反射功率。

因此，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供與現(xiàn)有天線耦合的精密天線或精密探針。在一些這樣的實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種消融天線裝置，其包括：包含內(nèi)導(dǎo)體的天線；在所述天線的遠(yuǎn)端處的導(dǎo)電尖端；其中所述內(nèi)導(dǎo)體沒有被物理地耦合到所述導(dǎo)電尖端（例如，其中內(nèi)導(dǎo)體被電容性地耦合到導(dǎo)電尖端）。在一些實(shí)施例中，該天線包括圍繞至少一部分內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)電外導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，該天線包括內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間的介電材料。在一些實(shí)施例中，該天線是三軸天線。在一些實(shí)施例中，該導(dǎo)電尖端包括套管針。

在一些實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體包括遠(yuǎn)離第二區(qū)域的第一區(qū)域，所述第二區(qū)域遠(yuǎn)離第三區(qū)域，其中所述第三區(qū)域被包含在三軸天線中，其中所述第二區(qū)域不包含所述三軸天線的外導(dǎo)體，并且其中所述第一區(qū)域不包含所述三軸天線的外導(dǎo)體和介電材料。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域粘附于金屬或其他導(dǎo)電配件（例如，黃銅金屬配件）并被其包圍。在一些實(shí)施例中，金屬配件向遠(yuǎn)處延伸超出所述內(nèi)導(dǎo)體的最遠(yuǎn)端（亦即，所述內(nèi)導(dǎo)體穿過金屬配件的近端，但沒有達(dá)到遠(yuǎn)端）。在一些實(shí)施例中，金屬配件鄰接在第二區(qū)域中包圍內(nèi)導(dǎo)體的介電材料。在一些實(shí)施例中，第二區(qū)域包括包含所述三軸天線的介電材料的近端部分和不包含所述三軸天線的介電材料的遠(yuǎn)端部分。在一些實(shí)施例中，第二區(qū)域的遠(yuǎn)端部分包括圍繞所述內(nèi)導(dǎo)體的非導(dǎo)電套筒（例如，ptfe套筒）。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電尖端被附接到絕緣體（例如，陶瓷絕緣體），所述絕緣體被附接至金屬配件的遠(yuǎn)端。在一些實(shí)施例中，金屬配件、絕緣體以及導(dǎo)電尖端被確定位置和尺寸以產(chǎn)生低阻抗重疊，從而在能量被提供給內(nèi)導(dǎo)體時(shí)將能量轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電尖端（例如，使得內(nèi)導(dǎo)體被電容性耦合到導(dǎo)電尖端）。在一些實(shí)施例中，該金屬配件通過導(dǎo)電粘接劑粘附到內(nèi)導(dǎo)體。

本發(fā)明還提供了采用這種精密探針的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以包括本文描述的任何其他組件（例如，電源、冷卻劑系統(tǒng)），并且包含該精密探針的天線可以具有本文描述的任何特征或功能（例如，通過冷卻將天線鎖定到組織的粘結(jié)功能）。這些設(shè)備和系統(tǒng)適用于本文描述的任何方法。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的一種消融天線裝置，其包括：a）天線，其包括內(nèi)導(dǎo)體;和b）在所述天線的遠(yuǎn)端處的導(dǎo)電尖端;其中所述內(nèi)導(dǎo)體不被物理地耦接到所述導(dǎo)電尖端。所述內(nèi)導(dǎo)體被電容性耦合到所述導(dǎo)電尖端。所述天線包括圍繞至少一部分所述內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)電外導(dǎo)體。所述天線包括在所述內(nèi)導(dǎo)體和所述外導(dǎo)體之間的介電材料。所述天線是三軸天線。所述導(dǎo)電尖端包括套管針。所述內(nèi)導(dǎo)體包括遠(yuǎn)離第二區(qū)域的第一區(qū)域，所述第二區(qū)域遠(yuǎn)離第三區(qū)域，其中所述第三區(qū)域被包含在三軸天線中，其中所述第二區(qū)域不含所述三軸天線的外導(dǎo)體，并且其中所述第一區(qū)域不含所述三軸天線的外導(dǎo)體和介電材料。所述第一區(qū)域被粘附到金屬配件并被所述金屬配件包圍。所述金屬配件是黃銅金屬配件。所述金屬配件向遠(yuǎn)處延伸超出所述內(nèi)導(dǎo)體的最遠(yuǎn)端。所述金屬配件在所述第二區(qū)域中鄰接圍繞所述內(nèi)導(dǎo)體的介電材料。所述第二區(qū)域包括含有所述三軸天線的介電材料的近端部分和不含所述三軸天線的所述介電材料的遠(yuǎn)端部分。所述第二區(qū)域的所述遠(yuǎn)端部分包括圍繞所述內(nèi)導(dǎo)體的非導(dǎo)電套筒。所述非導(dǎo)電套筒包括ptfe。所述導(dǎo)電尖端附接到絕緣體，所述絕緣體附接到所述金屬配件的遠(yuǎn)端。所述絕緣體包括陶瓷絕緣體。所述金屬配件、絕緣體和導(dǎo)電尖端被確定位置和尺寸以產(chǎn)生低阻抗交疊，從而在能量被供給到所述內(nèi)導(dǎo)體時(shí)將能量轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電尖端。所述金屬配件通過導(dǎo)電粘接劑粘附到所述內(nèi)導(dǎo)體。本發(fā)明還提供一種包括如上所述的裝置和電連接到所述裝置的電源的系統(tǒng)。所述的系統(tǒng)中所述電源產(chǎn)生微波能量。所述的系統(tǒng)還包括與所述裝置流體連通的冷卻劑供應(yīng)源。所述冷卻劑供應(yīng)源包含二氧化碳。所述天線具有插頭，用以防止冷卻劑流到所述天線的所述遠(yuǎn)端。所述的系統(tǒng)還包括控制處理器，所述控制處理器調(diào)節(jié)從所述電源到所述天線的能量輸送以及到所述天線的冷卻劑輸送。所述的系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)額外天線。本發(fā)明還提供一種消融樣品的方法，其包括使根據(jù)如上所述的裝置與樣品接觸以及提供能量給所述裝置。本發(fā)明還涉及使用如上所述的裝置消融樣品的用途。另外，本發(fā)明提供一種消融樣品的方法，其包括使如上所述的天線與樣品接觸以及提供能量給所述裝置。本發(fā)明也涉及使用如上所述的系統(tǒng)消融樣品的用途。在所述的方法或用途中所述樣品是組織樣品。所述組織樣品包括腫瘤。

附圖說明

圖1顯示了在本發(fā)明的一實(shí)施例中的能量輸送系統(tǒng)的示意圖。

圖2顯示了在本發(fā)明的一些實(shí)施例中的各種形狀的同軸傳輸線和/或介電元件。

圖3a和圖3b顯示了具有分區(qū)段的同軸傳輸線實(shí)施例，其中第一材料和第二材料由可融壁件阻隔以用于防止不期望的裝置加熱的目的（例如，沿著外導(dǎo)體加熱）。

圖4a和圖4b顯示了具有由可融壁件隔離的分區(qū)段的同軸傳輸線實(shí)施例，該分區(qū)段容納第一材料和第二材料（例如，被配置為在混合時(shí)產(chǎn)生降溫化學(xué)反應(yīng)的材料）以防止不期望的裝置加熱（例如，沿著外導(dǎo)體加熱）。

圖5顯示了被配置為控制冷卻劑送入和傳出冷卻劑通道的手柄的示意圖。

圖6顯示了具有冷卻劑通道的同軸電纜實(shí)施例的橫截面示意圖。

圖7顯示了位于具有外導(dǎo)體和介電材料的能量發(fā)射裝置內(nèi)的冷卻劑循環(huán)管（例如，冷卻劑針、導(dǎo)管）。

圖8示意性顯示本發(fā)明的裝置的遠(yuǎn)端（例如，消融裝置的天線），其包括本發(fā)明的中心饋電偶極組件。

圖9顯示了測試設(shè)施和溫度測量站的位置。如圖所示，所有實(shí)驗(yàn)的消融針軸為20.5cm。探針1、2和3分別位于不銹鋼針的尖端附近4、8和12cm。

圖10顯示了在35%處（從13:40至13:50微波“開啟”）具有異常高（6.5%）的反射功率的治療。探針3最初正好放置在肝組織外的空氣中。

圖11顯示了在45%處（從14:58至15:08微波開啟）具有異常高（6.5%）的反射功率的10分鐘治療。在站點(diǎn)4處的峰值溫度為40.25°c。

圖12顯示了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)同軸電纜，該同軸電纜將其外導(dǎo)體的某一區(qū)域移除以創(chuàng)建用于冷卻劑流動(dòng)的空間。

圖13顯示了輸入/輸出箱、運(yùn)輸鞘和程序裝置吊艙的示意圖。

圖14顯示了具有與拉線錨連接的兩個(gè)拉線的能量輸送裝置。

圖15顯示了具有非柔性區(qū)和柔性區(qū)的能量輸送裝置的外部透視圖。

圖16顯示了具有窄同軸傳輸線的能量輸送裝置，該窄同軸傳輸線與位于天線內(nèi)的較大同軸傳輸線連接，該較大同軸傳輸線與內(nèi)導(dǎo)體連接。

圖17顯示了具有非柔性區(qū)和柔性區(qū)的能量輸送裝置的橫截面。

圖18顯示了連接到程序臺(tái)帶的程序裝置集線器。

圖19顯示了具有開窗的定制無菌鋪巾和穿過開窗插入的電纜。

圖20顯示了本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)，其具有通過電纜連接到程序裝置集線器的發(fā)電機(jī)，其中程序裝置集線器被固定于程序臺(tái)。

圖21顯示了通過能量輸送裝置進(jìn)行的冷卻。在消融過程中在天線的尖端附近7厘米處測量的溫度分布表明用冷凍水冷卻可以去除由超過120w的輸入功率引起的加熱（上部）。通過冷卻天線（125w，5分鐘）產(chǎn)生的大約3厘米的消融表明沒有沿著天線的“尾部”。陶瓷管和小面尖端使得經(jīng)皮引入成為可能（下部）。

圖22顯示了以各種被動(dòng)冷卻技術(shù)沿著天線軸的模擬溫度分布。熱電阻和絕緣護(hù)套的結(jié)合最顯著地降低近端溫度。

圖23顯示了在以同等尺度顯示的正常豬肺中進(jìn)行10分鐘的微波消融（左）和射頻消融（右）。微波消融比射頻消融更大并且更呈球狀。

圖24顯示了實(shí)驗(yàn)設(shè)施（頂部）和當(dāng)在天線軸內(nèi)產(chǎn)生35w的熱量時(shí)沿著天線軸所測量的溫度結(jié)果（底部）。僅需要1.0stpl/min的co2流來保持在沿該軸的任何點(diǎn)處的溫度不會(huì)上升超過8°c。10stpl/min能夠偏移50w的加熱功率。

圖25顯示了實(shí)驗(yàn)設(shè)施（頂部）和當(dāng)針對(duì)0、13和23.8stpl/min的nc-co2流量將天線尖端保持在150°c時(shí)沿天線軸測量的溫度結(jié)果（底部）。應(yīng)該注意，加熱只考慮了從來自天線尖端的熱傳導(dǎo)——在該測試中沒有考慮內(nèi)部加熱。

圖26顯示了持續(xù)10秒的小至1stpl/min的co2脈沖抵消來自天線尖端的熱傳導(dǎo)加熱。

圖27顯示了作為時(shí)間函數(shù)的常規(guī)圖像分辨率和高約束反向投影（hypr）圖像分辨率。

圖28顯示了在一些時(shí)間段內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)腫瘤圖像和高約束反向投影（hypr）腫瘤圖像。

圖29顯示了能量輸送裝置實(shí)施例。

圖30顯示了能量輸送裝置實(shí)施例。

圖31顯示了在程序設(shè)施內(nèi)的能量輸送裝置實(shí)施例。

圖32a、b和c顯示了用于本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)的用戶界面軟件的示例。

圖33顯示了本發(fā)明的三軸微波探針實(shí)施例。

圖34顯示了通過a）電容耦合天線（例如，精密探針）和b）沒有此類耦合的天線在離體牛體活組織中創(chuàng)建的消融組織。

圖35以圖形格式總結(jié)了針對(duì)電容性耦合天線（例如，精密探針）和沒有此種耦合的天線（針對(duì)在不同時(shí)間的30瓦的輸入功率）實(shí)現(xiàn)的平均橫向消融直徑。

圖36描述了將精密探針與具有內(nèi)導(dǎo)體、電介質(zhì)、外導(dǎo)體和套管針的現(xiàn)有天線耦合的步驟。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及輸送能量（例如，微波能量、射頻能量）至組織以用于各種應(yīng)用的綜合性系統(tǒng)、裝量和方法，這些應(yīng)用包括醫(yī)療程序（例如，組織消融、切除、電灼、血管血栓形成、空腔臟器的腔內(nèi)消融、用于治療心律失常的心臟消融、電外科手術(shù)、組織收獲、整容手術(shù)、眼內(nèi)用途等）。特別地，本發(fā)明提供用于輸送微波能量的系統(tǒng)，其包括：電源；引導(dǎo)、控制和輸送電力的裝置（例如，功率分配器）、處理器、能量發(fā)射裝置、冷卻系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)和/或跟蹤系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，提供了通過使用本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)來治療組織區(qū)域（例如，腫瘤）的系統(tǒng)、裝置和方法。

本發(fā)明的系統(tǒng)可以與各種系統(tǒng)/套件實(shí)施例進(jìn)行組合。例如，本發(fā)明提供了包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)；電力分配系統(tǒng)；引導(dǎo)、控制和輸送電力的裝置（例如，功率分配器）、能量施加器以及任何一個(gè)或多個(gè)附屬組件（例如，手術(shù)器械、輔助程序的軟件、處理器、溫度監(jiān)測裝置等）。本發(fā)明不局限于任何特定的附屬組件。

本發(fā)明的系統(tǒng)可以用于涉及輸送能量（例如，射頻能量、微波能量、激光、聚焦超聲等）到組織區(qū)域的任何醫(yī)療程序（例如，經(jīng)皮穿刺或手術(shù)）。該系統(tǒng)并不局限于處理特定類型或種類的組織區(qū)域（例如，腦、肝、心臟、血管、足、肺、骨骼等）。例如，本發(fā)明的系統(tǒng)適用于消融腫瘤區(qū)域。其他治療包括但不限于心臟心律失常的治療、腫瘤消融（良性和惡性）、控制手術(shù)中出血、創(chuàng)傷后出血、任何其他出血控制、去除軟組織、組織切除和收獲、靜脈曲張治療、腔內(nèi)組織消融（例如，治療食管疾病，如巴氏食管癌和食道癌）、骨腫瘤、正常骨和良性骨條件的治療、眼內(nèi)用途、整容手術(shù)的用途，包括腦腫瘤和電干擾的中樞神經(jīng)系統(tǒng)病癥的治療、消毒程序（例如，輸卵管的燒蝕）和血管或組織的任何目的燒灼。在一些實(shí)施例中，手術(shù)應(yīng)用包括消融治療（例如，實(shí)現(xiàn)凝固性壞死）。在一些實(shí)施例中，手術(shù)應(yīng)用包括對(duì)目標(biāo)（例如，原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腫瘤）進(jìn)行腫瘤消融。在一些實(shí)施例中，手術(shù)應(yīng)用包括控制出血（如電灼）。在一些實(shí)施例中，手術(shù)應(yīng)用包括組織的切割和去除。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為在任何期望的位置以對(duì)組織和器官損傷最小的方式移動(dòng)和定位，該位置包括但不限于腦部、頸部、胸部、腹部、骨盆和下肢。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為例如通過計(jì)算機(jī)斷層攝影、超聲成像、磁共振成像、透視等引導(dǎo)輸送。

下面提供的說明性實(shí)施例以醫(yī)學(xué)應(yīng)用的形式描述本發(fā)明的系統(tǒng)（例如，通過輸送微波能量來消融組織）。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的系統(tǒng)并不局限于醫(yī)學(xué)應(yīng)用。該系統(tǒng)可以用于任何需要輸送能量給負(fù)載的設(shè)施（例如，農(nóng)業(yè)設(shè)施、制造設(shè)施、研究設(shè)施等）。圖示說明的實(shí)施例以微波能量的形式描述本發(fā)明的系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的系統(tǒng)不局限于特定類型的能量（例如，射頻能量、微波能量、聚焦超聲能量、激光、等離子體）。

本發(fā)明的系統(tǒng)不局限于任何特定的組件或組件的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)包括但不限于包括電源，引導(dǎo)、控制和輸送功率的裝置（例如，功率分配器），處理器、具有天線的能量輸送裝置、冷卻系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和/或跟蹤系統(tǒng)。當(dāng)使用多個(gè)天線時(shí)，該系統(tǒng)可以用于獨(dú)立地分別控制每個(gè)天線。

圖1顯示本發(fā)明的一個(gè)示例性系統(tǒng)。如圖所示，能量輸送系統(tǒng)包括電源、傳輸線、配電組件（例如，功率分配器）、處理器、成像系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)和能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，如圖所示，能源輸送系統(tǒng)的組件通過傳輸線、電纜等連接。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置通過無菌區(qū)屏障與電源、引導(dǎo)、控制和輸送功率的裝置（例如，功率分配器）、處理器、成像系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)分隔開。

能量輸送系統(tǒng)的示例性組件在以下幾個(gè)部分中更詳細(xì)地描述：i.電源；ii.能量輸送裝置；iii.處理器；iv.成像系統(tǒng)；v.調(diào)諧系統(tǒng)；vi.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；vii.標(biāo)識(shí)系統(tǒng)；viii.溫度監(jiān)測裝置；ix.程序裝置集線器；以及x.能量輸送系統(tǒng)的用途。

電源

本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)中使用的能量是通過電源供應(yīng)的。本發(fā)明并不局限于特定類型或種類的電源。在一些實(shí)施例中，該電源被配置為提供能量給本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)組件（例如，消融裝置）。該電源不局限于提供特定類型的能量（例如，射頻能量、微波能量、輻射能量、激光、聚焦超聲等）。該電源不局限于提供特定數(shù)量的能量或以特定的輸送速率提供能量。在一些實(shí)施例中，該電源被配置為提供能量給能量輸送裝置以用于組織消融的目的。

本發(fā)明并不局限于特定類型的電源。在一些實(shí)施例中，該電源被配置為提供任何期望類型的能量（例如，微波能量、射頻能量、輻射、冷能、電穿孔、高強(qiáng)度聚焦超聲和/或它們的混合物）。在一些實(shí)施例中，通過電源提供的能量類型是微波能量。在一些實(shí)施例中，該電源提供微波能量給消融裝置以用于組織消融的目的。微波能量在組織消融中的使用具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，微波具有寬域的功率密度（例如，天線周圍約2厘米，取決于所施加能量的波長）并具有相應(yīng)大的有源加熱區(qū)域，從而允許在靶區(qū)和周圍區(qū)域進(jìn)行均勻的組織消融（參見例如國際申請(qǐng)公開wo2006/004585；通過引用將其整體并入本文）。此外，微波能量具有以更快速組織加熱使用多個(gè)探針來消融大的或多個(gè)組織區(qū)域的能力。微波能量具有以較小的表面加熱穿透組織以創(chuàng)建深部病變的能力。能量輸送時(shí)間短于射頻能量，并且探針可以加熱組織以足夠創(chuàng)建具有可預(yù)見和可控制的深度的均勻且對(duì)稱的病變。微波能量在血管附近使用時(shí)通常是安全的。同時(shí)，微波在其輻射通過組織、流體/血液以及空氣時(shí)并不依賴于電傳導(dǎo)。因此，微波能量可以用于組織、管腔、肺部以及在血管內(nèi)使用。

在一些實(shí)施例中，該電源包括一個(gè)或多個(gè)能量發(fā)生器。在一些實(shí)施例中，該發(fā)生器被配置為提供頻率從915mhz到5.8ghz的高達(dá)100瓦的微波功率，盡管本發(fā)明并不局限于此。在一些實(shí)施例中，微波爐中常用類型的常規(guī)磁控管被選擇作為該發(fā)生器。在一些實(shí)施例中，使用基于單一磁控管的發(fā)生器（例如，通過單一通道或分成多個(gè)通道來輸出300w的能力）。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以替代地使用任何其他合適的微波功率源。在一些實(shí)施例中，發(fā)生器的類型包括但不限于可以從美國康涅狄格州諾瓦克市的cober-muegge,llc獲得的sairem發(fā)生器和gerling應(yīng)用工程發(fā)生器。在一些實(shí)施例中，該發(fā)生器具有至少約60瓦的可用功率（例如，50、55、56、57、58、59、60、61、62、65、70、100、500、1000瓦）。對(duì)于更高功率的操作，發(fā)生器能夠提供約300瓦的功率（例如，200、280、290、300、310、320、350、400、750瓦）。在一些使用多個(gè)天線的實(shí)施例中，發(fā)生器能夠提供足夠多的能量（例如，400、500、750、1000、2000、10000瓦）。在一些實(shí)施例中，使用多個(gè)發(fā)生器來提供能量（例如，三個(gè)140瓦的放大器）。在一些實(shí)施例中，該發(fā)生器包括固態(tài)放大器模塊，其能夠單獨(dú)地并以相控方式運(yùn)行。在一些實(shí)施例中，發(fā)生器的輸出被建設(shè)性地組合以增加總輸出功率。在一些實(shí)施例中，電源使用配電系統(tǒng)來分配能量（例如，從發(fā)生器收集）。本發(fā)明并不局限于特定的配電系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，配電系統(tǒng)被配置為提供能量給能量輸送裝置（例如，組織消融導(dǎo)管）以用于組織消融的目的。配電系統(tǒng)并不局限于從例如發(fā)生器收集能量的具體方式。配電系統(tǒng)并不局限于向消融裝置提供能量的具體方式。在一些實(shí)施例中，配電系統(tǒng)被配置為變換發(fā)生器的特征阻抗，以使得其與能量輸送裝置（例如，組織消融導(dǎo)管）的特征阻抗相匹配。

在一些實(shí)施例中，配電系統(tǒng)被配置為具有可變功率分配器以便將不同的能量水平提供給能量輸送裝置的不同區(qū)域或不同的能量輸送裝置（例如，組織消融導(dǎo)管）。在一些實(shí)施例中，該功率分配器被提供作為該系統(tǒng)的單獨(dú)組件。在一些實(shí)施例中，該功率分配器被用于向多個(gè)能量輸送裝置饋送單獨(dú)的能量信號(hào)。在一些實(shí)施例中，該功率分配器電隔離輸送到每個(gè)能量輸送裝置的能量，以使得例如如果裝置之一由于增加的溫度偏移而經(jīng)歷負(fù)荷增加，則輸送至該單元的能量被改變（例如，減少、停止），而輸送到備用設(shè)備的能量是不變的。本發(fā)明并不局限于特定類型或種類的功率分配器。在一些實(shí)施例中，功率分配器是由sm電子公司設(shè)計(jì)的。在一些實(shí)施例中，該功率分配器被配置為從功率發(fā)生器接收能量并且提供能量給額外系統(tǒng)組件（例如，能量輸送裝置）。在一些實(shí)施例中，功率分配器能夠與一個(gè)或多個(gè)額外系統(tǒng)部件連接（例如，1、2、3、4、5、7、10、15、20、25、50、100、500個(gè)……）。在一些實(shí)施例中，該功率分配器被配置為提供可變數(shù)量的能量給能量輸送裝置內(nèi)的不同區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)從裝置的不同區(qū)域輸送可變數(shù)量的能量的目的。在一些實(shí)施例中，該功率分配器被用于向多個(gè)能量輸送裝置提供可變數(shù)量的能量以實(shí)現(xiàn)治療組織區(qū)域的目的。在一些實(shí)施例中，該功率分配器被配置為在一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括處理器、能量輸送裝置、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、功率分配器、調(diào)諧系統(tǒng)和/或成像系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該功率分配器能夠處理最大發(fā)生器輸出增加例如25%（例如，20%、30%、50%）。在一些實(shí)施例中，該功率分配器是額定1000瓦的2-4信道功率分配器。

在一些采用多個(gè)天線的實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以被配置為同時(shí)運(yùn)行或順序運(yùn)行（例如，通過切換）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置為相控多個(gè)區(qū)域的建設(shè)性或破壞性干涉。相控也可能應(yīng)用于單一天線內(nèi)的不同元件。在一些實(shí)施例中，切換與相控進(jìn)行組合，以使得多個(gè)天線被同時(shí)激活，相位控制，然后切換到一組新的天線（例如，切換不需要是完全順序的）。在一些實(shí)施例中，精確地實(shí)現(xiàn)相位控制。在一些實(shí)施例中，相位被連續(xù)地調(diào)整以在空間和時(shí)間上移動(dòng)建設(shè)性或破壞性干涉的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，隨機(jī)地調(diào)整相位。在一些實(shí)施例中，通過機(jī)械干涉和/或磁干涉來執(zhí)行隨機(jī)相位調(diào)整。

能量輸送裝置

本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)考慮使用被配置為輸送（例如，發(fā)射）能量的任何類型裝置（例如，消融裝置、手術(shù)裝置等。）（參見例如美國專利號(hào)7,101,369、7,033,352、6,893,436、6,878,147、6,823,218、6,817,999、6,635,055、6,471,696、6,383,182、6,312,427、6,287,302、6,277,113、6,251,128、6,245,062、6,026,331、6,016,811、5,810,803、5,800,494、5,788,692、5,405,346、4,494,539，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,460、11/728,457、11/728,428、11/237,136、11/236,985、10/980,699、10/961,994、10/961,761、10/834,802、10/370,179、09/847,181；英國專利申請(qǐng)?zhí)?,406,521、2,388,039；歐洲專利號(hào)1395190；以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o06/008481、wo06/002943、wo05/034783、wo04/112628、wo04/033039、wo04/026122、wo03/088858、wo03/039385、wo95/04385；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。這種設(shè)備包括被配置用于能量發(fā)射的任何和所有的醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)和研究應(yīng)用裝置以及農(nóng)業(yè)設(shè)施、制造設(shè)施、機(jī)械設(shè)施中使用的裝置或?qū)⒁斔湍芰康娜魏纹渌麘?yīng)用。

在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用其中具有天線的能量輸送裝置，該天線被配置為發(fā)射能量（例如，微波能量、射頻能量、輻射能量）。本系統(tǒng)并不局限于天線的特定類型或設(shè)計(jì)（例如，消融裝置、手術(shù)裝置等）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用具有線性形狀的天線的能量輸送裝置（參見例如，美國專利號(hào)6,878,147、4,494,539，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,460、11/728,457、11/728,428、10/961,994、10/961,761；以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o03/039385；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用具有非線性形狀的天線的能量輸送裝置（參見例如，美國專利號(hào)6,251,128、6,016,811和5,800,494，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)09/847,181以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o03/088858；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該天線具有角反射組件（參見例如，美國專利號(hào)6,527,768和6,287,302；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。在某些實(shí)施例中，該天線有定向反射罩（參見例如，美國專利號(hào)6,312,427；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該天線中具有固定組件以便將能量輸送裝置固定在特定組織區(qū)域內(nèi)（參見例如，美國專利號(hào)6,364,876和5,741,249；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。

一般來說，被配置為發(fā)射能量的天線包括同軸傳輸線。該裝置并不局限于同軸傳輸線的特定配置。同軸傳輸線的示例包括但不限于由pasternack,micro-coax和srccables開發(fā)的同軸傳輸線。在一些實(shí)施例中，同軸傳輸線具有中心導(dǎo)體、介電元件和外導(dǎo)體（例如，外屏蔽）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用具有柔性同軸傳輸線的天線（例如，用于定位在例如肺靜脈周圍或穿過管狀結(jié)構(gòu)）（參見例如，美國專利號(hào)7,033,352、6,893,436、6,817,999、6,251,128、5,810,803、5,800,494；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用具有剛性同軸傳輸線的天線（參見例如，美國專利號(hào)6,878,147、美國專利申請(qǐng)序列號(hào)10/961,994和10/961,761以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o和03/039385；每個(gè)文獻(xiàn)通過引用以其整體并入本文）。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置具有位于天線內(nèi)的同軸傳輸線以及與天線連接的同軸傳輸線。在一些實(shí)施例中，天線內(nèi)的同軸傳輸線的尺寸大于與天線連接的同軸傳輸線。天線內(nèi)的同軸傳輸線和與天線連接的同軸傳輸線并不局限于特定尺寸。例如，在一些實(shí)施例中，與天線連接的同軸傳輸線是大約0.032英寸，而天線內(nèi)的同軸傳輸線的尺寸大于0.032英寸（例如，0.05英寸、0.075英寸、0.1英寸、0.5英寸）。在一些實(shí)施例中，天線內(nèi)的同軸傳輸線具有硬的和厚的內(nèi)導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，天線內(nèi)的同軸傳輸線的末端被削尖以用于經(jīng)皮使用。在一些實(shí)施例中，天線內(nèi)的同軸傳輸線的介電涂層的聚四氟乙烯ptfe（例如，用于使從套管到內(nèi)導(dǎo)體（例如，薄而鋒利的內(nèi)導(dǎo)體）的過渡平滑的目的）。圖16顯示了具有與位于天線1630內(nèi)的更大同軸傳輸線1620連接的窄同軸傳輸線1610的能量輸送裝置1600,其與內(nèi)導(dǎo)體1640連接。

本發(fā)明并不局限于特定的同軸傳輸線形狀。事實(shí)上，在一些實(shí)施例中，同軸傳輸線和/或介電元件的形狀被選擇和/或是可調(diào)整的以適應(yīng)特殊需要。圖2顯示了同軸傳輸線和/或介電元件可以假設(shè)的一些不同的非限制性的形狀。

在一些實(shí)施例中，外導(dǎo)體是20號(hào)針或者具有與20號(hào)針類似的直徑的組件。優(yōu)選地，對(duì)于經(jīng)皮使用，外導(dǎo)體不大于17號(hào)針（例如，不大于16號(hào)針）。在一些實(shí)施例中，外導(dǎo)體是17號(hào)針。然而，在一些實(shí)施例中，根據(jù)需要使用更大的裝置。例如，在一些實(shí)施例中，使用12號(hào)針的直徑。本發(fā)明并不受限于外導(dǎo)體的尺寸。在一些實(shí)施例中，外導(dǎo)體被配置為裝配在一系列更大的針內(nèi)，以用于輔助醫(yī)療程序的作用（例如，輔助組織活檢）（參見例如，美國專利號(hào)6,652,520、6,582,486、6,355,033和6,306,132；每個(gè)都通過引用整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該中心導(dǎo)體被配置為延伸超出外導(dǎo)體以便輸送能量到期望位置。在一些實(shí)施例中，一些或所有的饋線特征阻抗被優(yōu)化以使功耗最小化，而不管在其遠(yuǎn)端終止的天線的類型如何。

在一些實(shí)施例中，提供具有近端部分和遠(yuǎn)端部分的能量輸送裝置，其中該遠(yuǎn)端部分是可拆卸的，并且以能夠附接到核心近端部分的各種不同配置提供。例如，在一些實(shí)施例中，近端部分包括手柄和至系統(tǒng)的其他組件（例如，電源）的接口，并且遠(yuǎn)端部分包括具有期望特性的可拆卸式天線。被配置用于不同用途的多個(gè)不同天線被提供并附接到手柄單元以用于適當(dāng)?shù)闹甘尽?/p>

在一些實(shí)施例中，多個(gè)（例如，多于1個(gè)）（例如，2、3、4、5、10、20個(gè)等）同軸傳輸線和/或三軸傳輸線位于每個(gè)能量輸送裝置內(nèi)以便在延長的時(shí)間段內(nèi)輸送大量的能量。在開發(fā)本發(fā)明的實(shí)施例的過程中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，確定了具有三個(gè)低功率同軸傳輸線的能量輸送裝置（例如，位于相同的探針內(nèi)）（例如，在13號(hào)針內(nèi)）能夠比具有更高功率同軸傳輸線的能量輸送裝置在更長的時(shí)間段內(nèi)輸送更大量的能量。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置包括具有優(yōu)化調(diào)諧能力的三軸微波探針（參見例如，美國專利號(hào)7,101,369；同樣參見美國專利申請(qǐng)?zhí)?0/834,802、11/236,985、11/237,136、11,237,430、11/440,331、11/452,637、11/502,783、11/514,628以及國際專利申請(qǐng)?zhí)杙ct/us05/14534；通過引用以其整體并入本文）。三軸微波探針并不局限于特定的優(yōu)化調(diào)諧能力。在一些實(shí)施例中，三軸微波探針具有專用于特定組織類型的預(yù)定義優(yōu)化調(diào)諧能力。圖33顯示了一種三軸微波探針33000，其具有第一導(dǎo)體33100、同軸地圍繞第一導(dǎo)體33100但與其絕緣的第二導(dǎo)體33200以及同軸地圍繞第一導(dǎo)體33100和第二導(dǎo)體33200的管狀第三導(dǎo)體33300。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)體33100被配置為延伸超出第二導(dǎo)體33200到組織中，例如，當(dāng)三軸微波探針33000的遠(yuǎn)端插入身體中用于微波消融時(shí)。如圖33所示，第一導(dǎo)體33100從第二導(dǎo)體33200延伸出來的距離是有效長度33400。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)體33200被配置為延伸超出第三導(dǎo)體33300到組織中。如圖33所示，第二導(dǎo)體33200從第三導(dǎo)體33300延伸出來的距離是插入深度33500。在開發(fā)本發(fā)明的實(shí)施例的過程中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，確定了針對(duì)特定組織類型的最優(yōu)插入深度和有效長度測量值。例如，使用如圖33所示的三軸微波探針和肺部組織，最優(yōu)插入深度為3.6mm，并且最優(yōu)有效長度為16mm。例如，使用如圖33所示的三軸微波探針和肝臟組織，最優(yōu)插入深度為3.6mm，并且最優(yōu)有效長度為15mm。例如，使用如圖33所示的三軸微波探針和腎臟組織，最優(yōu)插入深度為3.6mm，并且最優(yōu)有效長度為15mm。在一些實(shí)施例中，三軸微波探針被配置為消融較小的組織區(qū)域（例如，僅消融器官的邊緣、消融小腫瘤等）。在這樣的實(shí)施例中，第一導(dǎo)體的長度被減?。ɡ?，使得電線接觸該導(dǎo)體的尖端以保持小的消融區(qū)）。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置被配置為附接可拆卸手柄。本發(fā)明并不局限于特定類型的可拆卸手柄。在一些實(shí)施例中，可拆卸手柄被配置為連接多個(gè)裝置（例如，1、2、3、4、5、10、20、50個(gè)……），以便通過這種裝置控制能量輸送。在一些實(shí)施例中，手柄被設(shè)計(jì)成具有功率放大器以便向能量輸送裝置提功率。

在一些實(shí)施例中，該裝置被設(shè)計(jì)成在物理上圍繞特定的組織區(qū)域以用于能量輸送的目的（例如，該裝置可以被柔性成形為包圍特定的組織區(qū)域）。例如，在一些實(shí)施例中，該裝置可以被柔性成形為包圍血管（例如，肺靜脈），以用于輸送能量到組織內(nèi)的精確區(qū)域的目的。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置被配置為在暴露于加壓壓力時(shí)保持形狀。該能量輸送裝置并不局限于在暴露于加壓壓力時(shí)保持形狀的特定配置。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置中具有拉絲系統(tǒng)以便用于在被壓縮時(shí)保持形狀的目的。本發(fā)明并不局限于特定類型的拉絲系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該拉絲系統(tǒng)包括與拉絲錨連接的一個(gè)或多個(gè)拉絲（例如，1個(gè)拉絲、2個(gè)拉絲、5個(gè)拉絲、10個(gè)拉絲、50個(gè)拉絲）。在一些實(shí)施例中，收縮（例如，推動(dòng)、拉動(dòng)）與拉絲錨連接的一個(gè)或多個(gè)拉絲（例如，由用戶收縮）導(dǎo)致能量輸送裝置的非柔性狀態(tài)的假設(shè)，以使得在暴露于加壓壓力時(shí)能量輸送裝置保持其形狀。在一些實(shí)施例中，該拉絲能夠被鎖定在收縮位置。在一些實(shí)施例中，具有與拉絲錨連接的一個(gè)或多個(gè)拉絲的能量輸送裝置在沒有拉絲收縮的情況下保持柔性。圖14顯示了具有與拉絲錨1430連接的兩個(gè)拉絲1410、1420的能量輸送裝置1400。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置具有三個(gè)或更多的拉絲，這些拉絲被布置成對(duì)稱圖案，其被施加預(yù)應(yīng)力，從而提供恒定的非柔性形狀。在一些實(shí)施例中，該拉絲被配置為響應(yīng)于刺激（例如，電刺激、壓迫刺激）而自動(dòng)收縮（例如，肌絲）。在一些實(shí)施例中，該拉絲被配置為響應(yīng)于壓縮力而提供平衡力（例如，反作用力）。在一些實(shí)施例中，該拉絲被設(shè)計(jì)成在特定溫度下彎曲（例如，超彈性鎳鈦絲）。在一些實(shí)施例中，拉絲在特定溫度下的彎曲是可檢測事件，其可被用于監(jiān)測程序的狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置被配置為具有柔性區(qū)和非柔性區(qū)。該能量輸送裝置并不局限于具有柔性區(qū)和非柔性區(qū)的特定配置。在一些實(shí)施例中，柔性區(qū)包括塑料（例如，peek）。在一些實(shí)施例中，非柔性區(qū)包括陶瓷。柔性區(qū)和非柔性區(qū)并不局限于能量輸送裝置內(nèi)的特定位置。在一些實(shí)施例中，柔性區(qū)被定位于經(jīng)受較低量的微波場發(fā)射的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，非柔性區(qū)被定位于經(jīng)受較大量的微波場發(fā)射的區(qū)域（例如，位于天線的近端部分之上以提供介電強(qiáng)度和機(jī)械剛度）。圖15顯示了具有非柔性區(qū)1510和1520（例如，陶瓷）以及柔性區(qū)1530（例如，peek）的能量輸送裝置1500的外部透視圖。圖17顯示了具有非柔性區(qū)1710和1720以及柔性區(qū)1730的能量輸送裝置1700的橫截面。如圖所示，非柔性區(qū)1710和1720逐步錐形變化，以便例如為了與套管粘結(jié)而提供更大的表面積，并且從而例如在更大的表面積上分布來自彎曲力的應(yīng)力。如圖所示，柔性區(qū)1730位于接頭的外側(cè)上，以便由于其大直徑尺寸而提高強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，非柔性區(qū)的漸變錐形充滿粘結(jié)材料以提供額外的強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置在遠(yuǎn)端部分（例如，天線）上具有熱收縮以提供額外的耐用性。

在一些實(shí)施例中，該天線的材料經(jīng)久耐用并且提供高介電常數(shù)。在一些實(shí)施例中，該天線的材料是鋯或鋯的功能等效物。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置被提供為附接到相同或不同電源的兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立天線。在一些實(shí)施例中，不同的天線被連接到相同的手柄，而在其它實(shí)施例中，不同的手柄被提供用于每個(gè)天線。在一些實(shí)施例中，在患者體內(nèi)同時(shí)或按順序（例如，切換）使用多個(gè)天線以在患者體內(nèi)輸送具有期望強(qiáng)度和幾何形狀的能量。在一些實(shí)施例中，這些天線是單獨(dú)可控制的。在一些實(shí)施例中，多個(gè)天線可以由單一的用戶操作、由計(jì)算機(jī)操作或者由多個(gè)用戶操作。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置被設(shè)計(jì)成在無菌區(qū)內(nèi)操作。本發(fā)明并不局限于特定的無菌區(qū)設(shè)置。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)包括對(duì)象周圍的區(qū)域（例如，操作臺(tái)）。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)包括允許僅存取消毒物品（例如，消毒裝置、消毒助劑、消毒身體部位）的任何區(qū)域。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)包括容易受到病原體感染的任何區(qū)域。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)中具有在無菌區(qū)與非無菌區(qū)之間建立屏障的無菌區(qū)屏障。本發(fā)明并不局限于特定的無菌區(qū)屏障。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)屏障是圍繞經(jīng)受涉及本發(fā)明的系統(tǒng)的程序（例如，組織消融）的對(duì)象的鋪巾。在一些實(shí)施例中，房間是無菌的并提供無菌區(qū)。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)屏障是由本發(fā)明的系統(tǒng)的用戶（例如，醫(yī)生）建立的。在一些實(shí)施例中，無菌區(qū)屏障阻礙非無菌物品進(jìn)入無菌區(qū)。在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置被提供在無菌區(qū)中，而系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其他組件（例如，電源）不被包含在無菌區(qū)中。

在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置中具有保護(hù)傳感器，其被設(shè)計(jì)用于防止不希望的能量輸送裝置的使用。能量輸送裝置并不局限于特定類型或種類的保護(hù)傳感器。在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置中具有溫度傳感器，其被設(shè)計(jì)用于測量例如能量輸送裝置和/或接觸能量輸送裝置的組織的溫度。在一些實(shí)施例中，當(dāng)溫度達(dá)到一定水平時(shí)，傳感器經(jīng)由例如處理器向用戶發(fā)送警告。在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置中具皮膚接觸傳感器，其被設(shè)計(jì)用于檢測能量輸送裝置與皮膚（例如，皮膚的外表面）的接觸。在一些實(shí)施例中，在與不期望的皮膚接觸時(shí)，皮膚接觸傳感器經(jīng)由例如處理器向用戶發(fā)送警告。在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置中具有空氣接觸傳感器，其被設(shè)計(jì)用于檢測能量輸送裝置與環(huán)境空氣的接觸（例如，通過測量穿過該裝置的反射電功率的測量值來進(jìn)行檢測）。在一些實(shí)施例中，在與不期望的空氣接觸時(shí)，皮膚接觸傳感器經(jīng)由例如處理器向用戶發(fā)送警告。在一些實(shí)施例中，這些傳感器被設(shè)計(jì)用于在檢測到不期望事件的發(fā)生（例如，與皮膚接觸、與空氣接觸、不期望的溫度上升/下降）時(shí)防止使用能量輸送裝置（例如，通過自動(dòng)減少或防止電力輸送）。在一些實(shí)施例中，這些傳感器與處理器進(jìn)行通信，以使得處理器在沒有不期望事件的發(fā)生時(shí)顯示一個(gè)指示（例如，綠燈）。在一些實(shí)施例中，這些傳感器與處理器進(jìn)行通信，以使得處理器在出現(xiàn)不期望事件的發(fā)生時(shí)顯示一個(gè)指示（例如，紅燈），并且確認(rèn)不期望事件的發(fā)生。

在一些實(shí)施例中，在制造商推薦的額定功率之上使用該能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，本文描述的冷卻技術(shù)被用于允許更高的功率傳輸。本發(fā)明并不局限于特定的功率增加量。在一些實(shí)施例中，額定功率超過制造商推薦的5倍或更多（例如，5倍、6倍、10倍、15倍、20倍等）。

此外，本發(fā)明的裝置被配置為從裝置的不同區(qū)域（例如，在下面更詳細(xì)描述的外導(dǎo)體段間隙）在不同的時(shí)間（例如，由用戶控制）并且以不同的能量強(qiáng)度（例如，由用戶控制）輸送能量。對(duì)該裝置的這種控制允許對(duì)能量傳輸場進(jìn)行相位控制，以便于在特定組織區(qū)域處實(shí)現(xiàn)建設(shè)性的相位干涉或者在特定組織區(qū)域處實(shí)現(xiàn)破壞性的相位干涉。例如，用戶可以使用通過兩個(gè)（或更多）緊鄰定位的外導(dǎo)體段的能量輸送，從而實(shí)現(xiàn)組合的能量強(qiáng)度（例如，建設(shè)性的相位干涉）。這種組合的能量強(qiáng)度可以特別適用于深的或致密的組織區(qū)域。此外，這種組合的能量強(qiáng)度可以通過使用兩個(gè)（或更多）器件來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)裝置之間的相位干涉（例如，建設(shè)性的相位干涉、破壞性的相位干涉）是由處理器、調(diào)諧元件、用戶和/或功率分配器控制的。因此，用戶能夠控制通過該裝置的不同區(qū)域的能量釋放并且控制通過該裝置的每個(gè)區(qū)域輸送的能量的數(shù)量，由此精確地對(duì)消融區(qū)域進(jìn)行造型。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用具有優(yōu)化的特征阻抗的能量輸送裝置、具有冷卻通道的能量輸送裝置、具有中心饋電偶極的能量輸送裝置以及具有天線組件的線性陣列的能量輸送裝置（每一個(gè)在上文和下文中更詳細(xì)地描述）。

如上面的發(fā)明內(nèi)容部分所述，本發(fā)明提供了用于冷卻該裝置的各種方法。一些實(shí)施例采用可熔性屏蔽件，其在熔化時(shí)允許化學(xué)品進(jìn)行接觸以實(shí)現(xiàn)吸熱反應(yīng)。這樣的實(shí)施例的一個(gè)示例在圖3中示出。圖3a和圖3b顯示具有分區(qū)段的同軸傳輸線區(qū)域（例如，通道），這些分區(qū)段具有由可融壁阻隔的第一和第二材料，以用于防止不期望的裝置加熱的目的（例如，沿著外導(dǎo)體加熱）。圖3a和圖3b描繪了被配置為用在本發(fā)明的任何能量輸送裝置中的標(biāo)準(zhǔn)同軸傳輸線300。如圖3a所示，同軸傳輸線300具有中心導(dǎo)體310、介電材料320和外導(dǎo)體330。此外，該同軸傳輸線300中具有由壁件350（例如，可熔化性的蠟墻）隔離的四個(gè)分區(qū)段340。分區(qū)段340被劃分為第一分區(qū)段360和第二分區(qū)段370。在一些實(shí)施例中，如圖3a所示，第一分區(qū)段360和第二分區(qū)段370依次交錯(cuò)。如圖3a所示，第一分區(qū)段360包含第一材料（陰影類型一）并且第二分區(qū)段370包含第二材料（陰影類型二）。壁件350防止第一材料和第二材料混合。圖3b顯示在事件（例如，分區(qū)段340之一處的溫度升高）發(fā)生后的如圖3a所示的同軸傳輸線300。如圖所示，壁件350之一已經(jīng)融化，從而允許包含在區(qū)域360中的第一材料和包含在區(qū)域370中的第二材料混合。圖3b進(jìn)一步示出未熔化壁350，其中溫度上升不超過某一溫度閾值。

圖4顯示了一個(gè)可替換的實(shí)施例。圖4a和4b顯示具有由可融壁阻隔的分區(qū)段的同軸傳輸線實(shí)施例，所述分區(qū)段包含第一和第二材料（例如，材料配置為在混合時(shí)發(fā)生降溫化學(xué)反應(yīng)的材料），以防止不期望的裝置加熱（例如，沿著外導(dǎo)體的加熱）。圖4a和4b示出被配置為用在本發(fā)明的任何能量輸送裝置中的同軸傳輸線400。如圖4a所示，同軸傳輸線400具有中心導(dǎo)體410、介電材料420和外導(dǎo)體430。此外，該同軸傳輸線400中具有由壁件450隔離的四個(gè)分區(qū)段440。每個(gè)壁件450包含第一材料460，其與第二材料470分開。圖4b顯示在事件（例如，分區(qū)段440之一處的溫度升高）發(fā)生后的如圖4a所示的同軸傳輸線400。如圖所示，壁件450之一已經(jīng)融化，從而允許相鄰分區(qū)段440內(nèi)的第一材料460和第二材料470混合。圖4b進(jìn)一步示出未熔化壁450，其中溫度升高不上升到某一溫度閾值之上。

在一些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括將天線固定在特定的組織區(qū)域的錨定元件。該裝置并不局限于特定類型的錨定元件。在一些實(shí)施例中，錨定元件是可充氣的氣球（例如，氣球的充氣將天線固定在特定的組織區(qū)域）。利用可充氣的氣球作為錨定元件的額外優(yōu)點(diǎn)是在氣球充氣時(shí)將血流或氣流抑制在特定的區(qū)域。這樣的空氣或血液流動(dòng)的抑制在例如心臟消融程序和涉及肺部組織、血管組織和胃腸道組織的消融程序中是特別有用的。在一些實(shí)施例中，錨定元件是天線的延伸部，其被設(shè)計(jì)成接合特定的組織區(qū)域（例如鎖定到其上）。進(jìn)一步的示例包括但不限于在美國專利第6,364,876號(hào)和第5,741,249號(hào)中描述的錨定元件；每一個(gè)均通過引用整體并入本文。在一些實(shí)施例中，錨定元件具有循環(huán)劑（例如，處于或接近其臨界點(diǎn)輸送的氣體；co2），其凍結(jié)天線與組織之間的界面，從而將天線粘貼在合適的地方。在這樣的實(shí)施例中，隨著組織融化，天線由于組織脫水而仍然保持固定于該組織區(qū)域。

因此，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置被用于消融具有大量氣流和/或血流的組織區(qū)域（例如，肺部組織、心臟組織、胃腸道組織、血管組織）。在涉及消融具有大量氣流和/或血流的組織區(qū)域的一些實(shí)施例中，進(jìn)一步利用一種元件來抑制空氣和/或血液流到該組織區(qū)域。本發(fā)明并不局限于特定的氣流和/或血流抑制元件。在一些實(shí)施例中，該裝置與氣管/支氣管導(dǎo)管結(jié)合在一起。在一些實(shí)施例中，附接到該裝置的氣球可以在該組織區(qū)域處被充氣，以將該裝置固定在期方的組織區(qū)域內(nèi)，并抑制血液和/或空氣流到該期望的組織區(qū)域。

因此，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法提供了結(jié)合，提供了一種與提供通道阻塞（例如，支氣管阻塞）的組件耦合的消融裝置。該阻塞組件（例如，可充氣的氣球）可以直接安裝在消融系統(tǒng)上，或者可以和與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的另一組件（例如，氣管或支氣管內(nèi)管）結(jié)合使用。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置可以被安裝在附加醫(yī)療程序裝置上。例如，該裝置可以被安裝到內(nèi)窺鏡、血管內(nèi)導(dǎo)管或腹腔鏡上。在一些實(shí)施例中，該裝置被安裝在可轉(zhuǎn)向?qū)Ч苌稀Ｔ谝恍?shí)施例中，柔性導(dǎo)管被安裝在內(nèi)窺鏡、血管內(nèi)導(dǎo)管或腹腔鏡上。例如，在一些實(shí)施例中，柔性導(dǎo)管具有允許根據(jù)需要彎曲和轉(zhuǎn)向的多個(gè)接頭（例如，像蜈蚣一樣）以導(dǎo)航到期望的治療位置。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置中具有插塞區(qū)，該插塞區(qū)被設(shè)計(jì)成分離能量輸送裝置的內(nèi)部部分，從而例如防止冷卻或加熱該裝置的一部分或多部分，同時(shí)允許冷卻或加熱其他部分。該插塞區(qū)可以被配置為將能量輸送裝置的任何一個(gè)或多個(gè)期望區(qū)域與任何其他區(qū)域分隔開。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)被設(shè)計(jì)用于防止冷卻能量輸送裝置的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)被設(shè)計(jì)用于防止冷卻被配置為提供燒蝕能量的能量輸送裝置部分。該插塞區(qū)并不局限于防止冷卻一部分裝置的特定方式。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)被設(shè)計(jì)成與具有降低溫度的區(qū)域（例如，能量輸送裝置中具有循環(huán)冷卻劑的區(qū)域）接觸。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)的材料使得它能夠接觸具有低溫的材料或區(qū)域而其自身溫度沒有明顯降低（例如，絕緣材料）。該插塞區(qū)并不局限于特定類型的絕緣材料（例如，人工合成的聚合物（例如，聚苯乙烯、冷凝脂、聚氨酯、聚異氰脲酸酯）、氣凝膠、玻璃纖維、軟木）。該插塞區(qū)并不局限于特定的尺度。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)的大小使得它能夠防止循環(huán)冷卻劑的冷卻效果降低能量輸送裝置的其他區(qū)域的溫度。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)沿著能量輸送裝置的整體套管部分定位。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)位于能量輸送裝置的套管部分的遠(yuǎn)端部分。在一些實(shí)施例中，該插塞區(qū)圍繞包覆能量輸送裝置的套管部分的外部。

在一些實(shí)施例中，能量輸送裝置中具有被設(shè)計(jì)成將能量輸送裝置固定到組織區(qū)域的“粘結(jié)”區(qū)。該粘結(jié)區(qū)并不局限于促進(jìn)能量輸送裝置與組織區(qū)域相關(guān)聯(lián)的特定方式。在一些實(shí)施例中，該粘結(jié)區(qū)被配置成達(dá)到并保持降低的溫度，使得在與組織區(qū)域接觸時(shí)，該組織區(qū)域粘附到該粘結(jié)區(qū)，由此導(dǎo)致能量輸送裝置與組織區(qū)域的附連。該粘結(jié)區(qū)并不局限于特定的材料成分。在一些實(shí)施例中，該粘結(jié)區(qū)是例如金屬材料、陶瓷材料、塑料材料和/或這些物質(zhì)的任何組合。在一些實(shí)施例中，該粘結(jié)區(qū)包括能夠達(dá)到和維持一定溫度以使得在與組織區(qū)域接觸時(shí)導(dǎo)致組織區(qū)域粘貼到粘結(jié)區(qū)上的任何一種材料。該粘結(jié)區(qū)并不局限于特定的尺度。在一些實(shí)施例中，該粘結(jié)區(qū)的大小使得它能夠在能量輸送裝置的同步組織消融和/或同步移動(dòng)（例如，定位）過程中維持組織區(qū)域的粘附性。在一些實(shí)施例中，提供兩個(gè)或更多粘結(jié)區(qū)。在一些實(shí)施例中，通過密封件防止該粘結(jié)區(qū)暴露于該裝置的遠(yuǎn)端區(qū)域。在一些實(shí)施例中，該密封件被定位在該粘結(jié)區(qū)與該裝置的遠(yuǎn)端區(qū)域之間，由此防止該粘結(jié)區(qū)暴露于遠(yuǎn)端區(qū)域。在一些實(shí)施例中，該密封件以空氣/氣體密封方式配置。在一些實(shí)施例中，該密封件被激光焊接到該裝置上（例如，同軸區(qū)域）。在一些實(shí)施例中，該密封件被感應(yīng)釬焊到該裝置（例如，同軸區(qū)域）。在一些實(shí)施例中，該密封件被部分（例如，60%/40%；55%/45%；50%/50%）激光焊接和感應(yīng)釬焊。

圖29顯示了本發(fā)明的能量輸送裝置實(shí)施例。如圖所示，能量輸送裝置100被定位在消融區(qū)105附近。如圖所示，能量輸送裝置100具有冷卻管110和與手柄130連接的電纜組件120，該手柄130與冷卻探針插管140連接，該冷卻探針插管140與天線區(qū)域150連接。如圖所示，冷卻探針插管140和天線區(qū)域150之間的區(qū)域中具有粘結(jié)區(qū)160和插塞區(qū)170。粘結(jié)區(qū)160被設(shè)計(jì)用于達(dá)到并維持適用于使組織區(qū)域粘貼到其表面上的溫度。插塞區(qū)170被設(shè)計(jì)用于防止由冷卻探針插管140導(dǎo)致的溫度降低并且防止粘結(jié)區(qū)160影響（例如，降低）天線區(qū)域150內(nèi)的溫度。如圖所示，在這些實(shí)施例中，消融區(qū)105包括能量輸送裝置100的冷卻區(qū)域（例如，冷卻的探針套管140和粘結(jié)區(qū)160）以及能量輸送裝置100的非冷卻區(qū)（例如，插塞區(qū)170和天線區(qū)域150）。

具有優(yōu)化的特征阻抗的能量輸送裝置

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用具有優(yōu)化的特征阻抗的被配置為輸送微波能量的裝置（參見例如，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,428；通過引用整體并入本文）。這種裝置被配置為以高于50ω的特征阻抗進(jìn)行操作（例如，在50和90ω之間；例如，高于50、...55、56、57、59、58、60、61、62、...90ω，優(yōu)選77ω）。

被配置為以優(yōu)化的特征阻抗進(jìn)行操作的能量輸送裝置在組織消融程序方面特別有用，并提供了超過非優(yōu)化的裝置的許多優(yōu)點(diǎn)。例如，利用微波能量的當(dāng)前可用的醫(yī)療裝置的一個(gè)主要缺點(diǎn)是能量通過傳輸線至對(duì)象的組織上的非期望耗散，這導(dǎo)致不期望的燒傷。這種微波能量損失源自于當(dāng)前可用的醫(yī)療裝置的設(shè)計(jì)限制。醫(yī)療裝置內(nèi)的同軸傳輸線的標(biāo)準(zhǔn)阻抗是50ω或更低。一般來說，阻抗低于50ω的同軸傳輸線具有大量的熱損失，這是由于存在具有有限電導(dǎo)率值的介電材料。因此，包含具有50ω或更低阻抗的同軸傳輸線的醫(yī)療裝置具有沿著傳輸線的大量熱損耗。特別地，利用微波能量的醫(yī)療裝置通過同軸電纜發(fā)送能量，該同軸電纜中具有圍繞內(nèi)導(dǎo)體的介電材料（例如，聚四氟乙烯或ptfe）。介電材料如ptfe具有有限的導(dǎo)電性，從而導(dǎo)致傳輸線的不期望加熱。在充足的時(shí)間段內(nèi)供應(yīng)必要數(shù)量的能量以使得組織消融時(shí)尤其如此。被配置為以優(yōu)化的特征阻抗進(jìn)行操作的能量輸送裝置通過不含或基本不含固體介電絕緣體來克服這種限制。例如，利用空氣來替換傳統(tǒng)的介電絕緣體將導(dǎo)致以77ω的阻抗進(jìn)行操作的有效裝置。在一些實(shí)施例中，該裝置采用接近零導(dǎo)電率的介電材料（例如，水、空氣、惰性氣體、真空、部分真空或它們的組合）。通過使用具有接近零導(dǎo)電率的介電材料的同軸傳輸線，這種裝置中的傳輸線的整體溫度被大大降低，因此大大減少不期望的組織加熱。

此外，通過提供具有接近零導(dǎo)電率的介電材料的同軸傳輸線并且避免使用典型的介電聚合物，同軸傳輸線可以被設(shè)計(jì)成使得它可以裝配在小針（例如，18–20號(hào)針）內(nèi)。通常，配置為輸送微波能量的的醫(yī)療裝置由于具有大塊的介電材料而被裝配在大針內(nèi)。微波消融沒有在臨床上廣泛應(yīng)用是因?yàn)榇蟪叽绲奶结槪?4號(hào)）和相對(duì)小的壞死區(qū)域（直徑1.6cm）(sekit等，cancer74:817(1994))，其由唯一的商業(yè)設(shè)備（microtaze，日本商事株式會(huì)社，大阪，日本。2.450mhz，1.6mm直徑的探針，70w功率持續(xù)60秒）產(chǎn)生。其他裝置使用冷卻外部水套，這也增加了探針的尺寸并且可能增加組織損傷。這些大探針尺寸增加了在胸部和腹部使用時(shí)出現(xiàn)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置（參見例如，美國專利號(hào)6,461,351，和美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,460；通過引用以其整體并入本文）。特別地，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)采用具有同軸傳輸線的裝置，該同軸傳輸線允許通過使冷卻材料流過同軸組件的電介質(zhì)和/或內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體進(jìn)行冷卻。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為使裝置的直徑最小化，同時(shí)允許傳遞冷卻劑。在一些實(shí)施例中，這通過用冷卻劑被轉(zhuǎn)移穿過的通道替換多條的內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體和/或固體介電材料來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，通過沿著同軸電纜的長度從一個(gè)或多個(gè)（例如，兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)）區(qū)域剝離外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料來產(chǎn)生這些通道。當(dāng)外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料的被去除部分創(chuàng)建用于轉(zhuǎn)移冷卻劑的通道時(shí)，與去除外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料的之前相比，剝離組件適配在更小的外導(dǎo)體內(nèi)。這提供了更小的裝置以及由此衍生的所有優(yōu)勢。在一些采用多個(gè)通道的實(shí)施例中，冷卻劑轉(zhuǎn)移可以沿著交替的方向穿過一個(gè)或多個(gè)通道。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是同軸電纜的直徑不需要增加以容納冷卻劑。這允許使用微創(chuàng)的冷卻裝置，該冷卻裝置允許訪問身體的一些區(qū)域，否則這些區(qū)域是無法訪問的或者只能在不期望的風(fēng)險(xiǎn)下訪問。冷卻劑的使用也允許更大的能量輸送和/或在更長時(shí)段內(nèi)進(jìn)行能量輸送。額外的冷卻實(shí)施例在上面的發(fā)明內(nèi)容中描述。

在一些實(shí)施例中，該裝置具有附接到該裝置的手柄，其中該手柄被配置為例如控制傳遞冷卻劑進(jìn)入和移出冷卻劑通道。在一些實(shí)施例中，在一定量的時(shí)間后和/或裝置達(dá)到某一閾值溫度后，手柄自動(dòng)傳遞冷卻劑進(jìn)入和移出冷卻劑通道。在一些實(shí)施例中，在一定量的時(shí)間后和/或裝置的溫度下降到低于某一閾值溫度后，手柄自動(dòng)停止傳遞冷卻劑進(jìn)入和移出冷卻劑通道。在一些實(shí)施例中，手柄被手動(dòng)控制以調(diào)整冷卻劑流。

在一些實(shí)施例中，手柄上具有一個(gè)或多個(gè)（例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個(gè)等）燈（例如顯示燈（例如led燈））。在一些實(shí)施例中，該燈被配置為用于識(shí)別的目的。例如，在一些實(shí)施例中，該燈用于指示該裝置的特定功能是否有效或無效。例如，在裝置具有多個(gè)探針的情況下，一個(gè)或多個(gè)燈用于指示任何單個(gè)探針是否通電或斷電。在一些實(shí)施例中，該燈用來確定事件的發(fā)生（例如，傳送冷卻劑穿過該裝置、傳送能量穿過該裝置、各個(gè)探針的運(yùn)動(dòng)、裝置內(nèi)的設(shè)定值（例如，溫度、定位）的變化等）。該手柄并不局限于特定的顯示方式（例如，閃爍、交替顏色、純色等）。圖30顯示了具有三個(gè)led燈31000、32000和33000的裝置30000。圖31顯示了使用中的這種設(shè)備30000，其中該裝置具有三個(gè)led燈31000、32000和33000。

圖5顯示了被配置為控制傳遞冷卻劑進(jìn)入和移出冷卻劑通道的手柄的示意圖。如圖5所示，手柄500與具有冷卻劑通道520的同軸傳輸線510接合。手柄500中具有冷卻劑輸入通道530、冷卻劑輸出通道540、第一阻擋組件550和第二阻擋組件560，該第一阻擋組件550（例如，螺釘或插銷）被配置為防止在該阻擋組件后面通過通道520的流動(dòng)。冷卻劑輸入通道530被配置為提供冷卻劑至冷卻劑通道520。冷卻劑輸出通道540被配置為從冷卻劑通道520中移除冷卻劑（例如，已經(jīng)循環(huán)并從裝置移除熱量的冷卻劑）。冷卻液輸入通道530和冷卻液輸出通道540并不局限于特定的尺寸或提供和移除冷卻劑的手段。第一阻擋組件550和第二阻擋組件560并不局限于特定的形狀和尺寸。在一些實(shí)施例中，第一阻擋組件550和第二阻擋組件560均具有圓形的形狀和與冷卻劑輸入通道530及冷卻劑輸出通道540的直徑相匹配的尺寸。在一些實(shí)施例中，第一阻擋組件550和第二阻擋組件560被用于阻擋冷卻劑至手柄的某一區(qū)域500的回流。在一些實(shí)施例中，阻擋組件被配置成使得只有一部分（例如，1%、5%、10%、20%、50%、75%、85%、95%、99%）的通道被阻擋。僅阻擋一部分允許例如用戶改變冷卻劑通道內(nèi)的壓力梯度。

具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置允許調(diào)整同軸傳輸線的特征阻抗。特別地，冷卻劑（或穿過通道的非冷卻劑材料）的介電屬性可以被調(diào)節(jié)以改變分離外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體的介電介質(zhì)的整體復(fù)合介電常數(shù)。因此，在程序期間做出特征阻抗的變化，以便例如優(yōu)化系統(tǒng)、裝置或應(yīng)用的能量輸送、組織效應(yīng)、溫度或其它期望的屬性。在其它實(shí)施例中，基于期望的參數(shù)在程序之前選擇并在整個(gè)過程中維持流動(dòng)材料。因此，這種設(shè)備提供了在變化的介電環(huán)境中輻射的天線，其可被調(diào)整以在變化的環(huán)境中諧振，從而例如允許天線的自適應(yīng)調(diào)諧確保操作的峰值效率。根據(jù)需要，流體流動(dòng)也允許去到和來自同軸電纜的熱傳遞。在一些實(shí)施例中，通道或鏤空區(qū)域包含真空或部分真空。在一些實(shí)施例中，通過用材料（例如，提供期望結(jié)果的任何材料）填充真空來改變阻抗?？梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)或連續(xù)地進(jìn)行調(diào)整。

具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置并不局限于通道的特定方面。在一些實(shí)施例中，該通道僅被切穿一部分的外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料，使得流動(dòng)的材料接觸外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和剩余的介電材料。在一些實(shí)施例中，該通道沿著同軸電纜的長度是線性的。在一些實(shí)施方案中，該通道是非線性的。在一些使用多個(gè)通道的實(shí)施例中，這些通道彼此平行地排布。在其它實(shí)施例中，這些通道是不平行的。在一些實(shí)施例中，這些通道相互交叉。在一些實(shí)施例中，該通道去除50%以上的（例如，60%、70%、80%等）的外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料。在一些實(shí)施例中，該通道基本上去除所有的外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料。

具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置并不受限于流經(jīng)外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料的材料的性質(zhì)。在一些實(shí)施例中，對(duì)該材料進(jìn)行選擇以最大化控制該裝置的特征阻抗的能力，最大化去到或來自同軸電纜的熱傳遞，或者優(yōu)化控制特征阻抗和熱傳遞的組合。在一些實(shí)施例中，流過外導(dǎo)體或內(nèi)導(dǎo)體和/或固體介電材料的材料是液體。在一些實(shí)施例中，該材料是氣體。在一些實(shí)施例中，該材料是液體或氣體的組合。本發(fā)明并不局限于使用液體或氣體。在一些實(shí)施例中，該材料是漿料、凝膠或類似物。在一些實(shí)施例中，使用冷卻流體?？梢允褂矛F(xiàn)在已知的或以后開發(fā)的任何冷卻劑流體。示例性冷卻劑流體包括但不限于以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)或其組合：水、乙二醇、空氣、惰性氣體、二氧化碳、氮?dú)狻⒑?、六氟化硫、離子溶液（例如，含有或沒有鉀和其它離子的氯化鈉）、葡萄糖水、乳酸林格氏液、有機(jī)化學(xué)溶液（例如，乙烯乙二醇、二甘醇或丙二醇）、油類（例如，礦物油、硅油、氟烷烴油）、液態(tài)金屬、氟利昂、鹵代甲烷、液化丙烷、其他鹵代烷、無水氨、二氧化硫。在一些實(shí)施例中，冷卻劑流體在輸送到能量輸送裝置中之前被預(yù)先冷卻。在一些實(shí)施例中，冷卻劑流體在被冷卻單元冷卻之后進(jìn)入能量輸送裝置中。在一些實(shí)施例中，穿過介電材料的材料被設(shè)計(jì)成當(dāng)與額外材料接觸時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)。

具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置被配置為允許控制通過該裝置進(jìn)行的流體輸注的參數(shù)。在一些實(shí)施例中，該裝置由用戶（例如，主治醫(yī)生或技術(shù)人員）根據(jù)需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。在一些實(shí)施例中，該調(diào)整是自動(dòng)化的。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為具有提供信息給用戶或自動(dòng)化系統(tǒng)（例如，包括處理器和/或軟件，其被配置為接收該信息并相應(yīng)地調(diào)整流體輸注或其他裝置參數(shù)）的傳感器或者與該傳感器一起使用。可以調(diào)節(jié)的參數(shù)包括但不限于流體輸注速度、離子或影響流體的性質(zhì)（例如，介電性質(zhì)、傳熱性質(zhì)、流量等）的組分的濃度、流體溫度、流體類型、混合比例（例如，用于精確調(diào)諧或冷卻的氣體/流體混合物）。因此，具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置被配置為使用反饋環(huán)，該反饋環(huán)能夠改變一個(gè)或多個(gè)期望參數(shù)以更準(zhǔn)確地調(diào)諧該裝置（例如，天線），或者在該裝置、該裝置的一些部分或?qū)ο蟮慕M織達(dá)到不期望的溫度（或一個(gè)溫度持續(xù)不期望的時(shí)間）的情況下加速流體的輸注。

具有冷卻劑傳遞通道的能量輸送裝置相比當(dāng)前可用的系統(tǒng)和裝置提供許多優(yōu)點(diǎn)。例如，通過提供具有雕刻出來的通道并能基本去除固體介電材料的體積的同軸傳輸線，該同軸傳輸線可以被設(shè)計(jì)成使得的它能夠裝配在非常小的針（例如，18–20號(hào)針或更?。﹥?nèi)。典型地，配置為輸送微波能量的醫(yī)療裝置被設(shè)計(jì)成由于大塊介電材料而裝配在大針內(nèi)。其他裝置使用冷卻外部水套，這也增加了探針的尺寸并且可能增加組織損傷。這些大探針尺寸增加了在胸部和腹部使用時(shí)出現(xiàn)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，進(jìn)入對(duì)象內(nèi)的裝置部分的最大外徑是16-18號(hào)規(guī)格或更?。?0號(hào)規(guī)格或更?。?/p>

圖6顯示了具有冷卻劑通道的本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜實(shí)施例的橫截面示意圖。如圖6所示，提供常規(guī)同軸電纜600和本發(fā)明的兩個(gè)示例性同軸電纜610和620。同軸電纜一般由三個(gè)獨(dú)立空間組成，即：金屬內(nèi)導(dǎo)體630、金屬外導(dǎo)體650和它們之間的空間。它們之間的空間通常填充有低損耗介電材料640（例如，聚四氟乙烯或ptfe）以便機(jī)械支撐內(nèi)導(dǎo)體并且通過外導(dǎo)體來保持它。同軸電纜的特征阻抗是由內(nèi)導(dǎo)體直徑與介電材料直徑（即外導(dǎo)體的內(nèi)徑）的比率和它們之間的空間的介電常數(shù)固定的。通常，介電常數(shù)是固定的，因?yàn)楣腆w聚合物包含它。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，具有可變介電常數(shù)（或電導(dǎo)率）的流體至少部分地占用該空間，從而允許對(duì)電纜的特征阻抗進(jìn)行調(diào)整。

仍參考圖6，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，同軸電纜610將介電材料的外層部分去除以在介電材料640和外導(dǎo)體650之間創(chuàng)建通道。在圖示的實(shí)施例中，通過添加支撐線660將所創(chuàng)建的空間分隔成四個(gè)不同的通道670，該支撐線660被配置為維持外導(dǎo)體650與固體介電材料640之間的空間。支撐線660可以由任何期望的材料制成，并且可以是與固體介電材料640相同或不同的材料。在一些實(shí)施例中，為了避免裝置的不期望加熱（例如，外導(dǎo)體的不期望加熱），支撐線660由生物相容性和可熔性材料（例如，蠟）制成。多個(gè)通道的存在允許一個(gè)或多個(gè)通道允許在一個(gè)方向的流動(dòng)（朝向電纜的近端）并且一個(gè)或多個(gè)其他通道允許在相反的方向流動(dòng)（朝向電纜的遠(yuǎn)端）。

仍參考圖6，在另一個(gè)實(shí)施例中，同軸電纜620將固體介電材料640的很大一部分去除。這種實(shí)施例可以例如通過在四側(cè)的每一側(cè)上向下剝離固體介電材料640到內(nèi)導(dǎo)體630的表面來產(chǎn)生。在另一實(shí)施例中，多條介電材料640被施加到內(nèi)導(dǎo)體630以創(chuàng)建該結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，創(chuàng)建了四條通道670。通過去除大量的介電材料640，外導(dǎo)體650的直徑被極大地減小。由剩余的介電材料640提供的拐角提供支撐以維持外導(dǎo)體650相對(duì)于內(nèi)導(dǎo)體630的位置。在該實(shí)施例中，該同軸電纜620和該裝置的總體直徑被極大地減小。

在一些實(shí)施例中，該裝置具有通過插入管件形成的冷卻劑通道，該管件被配置為使冷卻劑循環(huán)通過本發(fā)明的任何能量發(fā)射裝置的介電部分或內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體。圖7顯示了位于具有外導(dǎo)體720、介電材料730和內(nèi)導(dǎo)體740的能量發(fā)射裝置710內(nèi)的冷卻劑循環(huán)管700（例如，冷卻劑針、導(dǎo)管）。如圖7所示，管件700被定位成沿著介電材料730的外邊緣和外導(dǎo)體720的內(nèi)邊緣，而內(nèi)導(dǎo)體740被定位成大約在介電材料730的中心處。在一些實(shí)施例中，管件700被定位在介電材料730內(nèi)，以使得它不接觸外導(dǎo)體720。在一些實(shí)施例中，管件700具有多個(gè)通道（未顯示），以用于在管件700內(nèi)再循環(huán)冷卻水而不將冷卻劑傳遞到介電材料730和/或外導(dǎo)體720內(nèi)的目的，從而用管件700的外部冷卻介電材料730和/或外導(dǎo)體720。

具有中心饋電偶極的能量輸送裝置

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用采用中心饋電偶極組件的能量輸送裝置（參見例如，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,457；通過引用以其整體并入本文）。該裝置并不局限于特定的配置。在一些實(shí)施例中，該裝置中具有通過施加能量（例如，微波能量）來加熱組織區(qū)域的中心饋電偶極。在一些實(shí)施例中，該裝置具有連接到空心管的同軸電纜（例如，其中內(nèi)徑是外徑的至少50%；例如，其中內(nèi)徑基本類似于外徑）。同軸電纜可以是標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜，或者它可以是一個(gè)在其中具有接近零導(dǎo)電率的介電組件（例如，空氣）的同軸電纜?？招墓懿⒉痪窒抻谔囟ǖ脑O(shè)計(jì)配置。在一些實(shí)施例中，該空心管呈現(xiàn)例如20號(hào)針的形狀（例如其直徑）。優(yōu)選地，該空心管由固體剛性導(dǎo)電材料（例如，任何數(shù)量的金屬、導(dǎo)體包覆的陶瓷或聚合物等）制成。在一些實(shí)施例中，該空心管被配置為具有尖點(diǎn)或在其遠(yuǎn)端上添加通管針，以便允許將該裝置直接插入組織區(qū)域內(nèi)而無需使用例如套管?？招墓懿⒉痪窒抻谔囟ǖ慕M分（例如，金屬、塑料、陶瓷）。在一些實(shí)施例中，該空心管包括例如，銅或銅合金與其他強(qiáng)化金屬、銀或銀合金與其他強(qiáng)化金屬、鍍金的銅、鍍金屬的玻璃陶瓷（可加工陶瓷）、鍍金屬硬化的聚合物和/或它們的組合。通管針尖端可以由任何材料制成。在一些實(shí)施例中，該尖端由硬化樹脂制成。在一些實(shí)施例中，該尖端是金屬。在一些實(shí)施例中，通管針尖端由鈦或鈦的等效物制成。在一些實(shí)施例中，通管針尖端是燒紅的氧化鋯或鋯等效物。在一些這樣的實(shí)施例中，金屬尖端是天線的金屬部分的延伸部并且是電活性的。

在一些實(shí)施例中，該中心饋電偶極被配置為響應(yīng)于加熱而調(diào)整能量輸送特征，以便在整個(gè)過程的時(shí)間段內(nèi)提供更優(yōu)化的能量輸送。在一些實(shí)施例中，這是通過使用一種材料來實(shí)現(xiàn)的，該材料響應(yīng)于溫度變化而改變體積以使得該材料的體積變化改變?cè)撗b置的能量輸送特征。例如，在一些實(shí)施例中，可擴(kuò)展材料被放置在該裝置中，從而響應(yīng)于加熱將中心饋電偶極組件或通管針的諧振部分沿著該裝置向遠(yuǎn)端推動(dòng)。這改變了裝置的調(diào)諧以保持更優(yōu)化的能量輸送。根據(jù)需要，可以通過例如提供防止延伸超過特定點(diǎn)的鎖定機(jī)構(gòu)來約束最大的運(yùn)動(dòng)量。采用中心饋電偶極組件的能量輸送裝置并不受限于空心管連接到同軸電纜的方式。在一些實(shí)施例中，同軸電纜饋線的遠(yuǎn)端處的一部分外導(dǎo)體被除去，露出固體介電材料的區(qū)域?？招墓芸梢员欢ㄎ辉诒┞冻龅慕殡姴牧仙喜⑶乙匀魏问侄胃竭B。在一些實(shí)施例中，提供在外導(dǎo)體和空心管之間的物理間隙。在一些實(shí)施例中，空心管被電容式或電導(dǎo)式附接到饋線的中心點(diǎn)，以使得在插入組織中時(shí)該空心管的電長度包括頻率諧振結(jié)構(gòu)。

在使用中，采用中心饋電偶極組件的能量輸送裝置被配置成使得在空心管的開口遠(yuǎn)端處產(chǎn)生電場最大值。在一些實(shí)施例中，空心管的遠(yuǎn)端具有尖狀，以協(xié)助將裝置穿過對(duì)象插入組織區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)施例中，整個(gè)裝置是堅(jiān)硬且剛性的，以便直接線性引導(dǎo)插入到目標(biāo)部位。在一些實(shí)施例中，該結(jié)構(gòu)在例如約2.45ghz的頻率下共振，其特征在于在該頻率下（在饋線的近端處測量的）反射系數(shù)為最小值。通過改變?cè)撗b置的尺寸（例如，長度、饋電點(diǎn)、直徑、間隙等）和天線的材料（介電材料、導(dǎo)體等），諧振頻率會(huì)發(fā)生改變。期望頻率下的低反射系數(shù)保證從天線到其周圍的介質(zhì)的高效能量輸送。

優(yōu)選地，空心管的長度為λ/2，其中λ是在感興趣介質(zhì)內(nèi)共振的電磁場在該介質(zhì)中的波長（例如，在肝臟內(nèi)針對(duì)2.45ghz為約18cm）。在一些實(shí)施例中，空心管的長度大約是λ/2，其中λ是在感興趣介質(zhì)內(nèi)共振的電磁場在該介質(zhì)中的波長，使得在近端處測得最小功率反射。然而，可以采用與該長度的偏差來產(chǎn)生諧振波長（例如，當(dāng)周圍材料改變時(shí)）。優(yōu)選地，同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體以其遠(yuǎn)端在管中心處（例如，與管末端相距λ/4處）延伸并且被配置為使得內(nèi)導(dǎo)體保持在管中心處的電接觸，雖然從該位置的偏差是允許的（例如，用于產(chǎn)生諧振波長）。

本發(fā)明的空心管部分可以具有各種各樣的形狀。在一些實(shí)施例中，該管件在其整個(gè)長度上為圓柱形。在一些實(shí)施例中，該管件從中心位置起漸縮成錐形，使得它在其末端處與其中心處相比具有更小的直徑。在遠(yuǎn)端處具有較小的尖點(diǎn)能夠協(xié)助穿透主體以到達(dá)目標(biāo)區(qū)域。在空心管的形狀偏離圓筒形的一些實(shí)施例中，管件在其縱向中心兩側(cè)保持對(duì)稱結(jié)構(gòu)。然而，該裝置并不受限于空心管的形狀，只要實(shí)現(xiàn)功能特性（即輸送期望的能量到目標(biāo)區(qū)域的能力）即可。

在一些實(shí)施例中，該中心饋電偶極組件可以被添加到各種消融裝置的遠(yuǎn)端以提供本文描述的益處。同樣，各種裝置可以被修改為接受本發(fā)明的中心饋電偶極組件。

在一些實(shí)施例中，該裝置具有小外徑。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的中心饋電偶極組件被直接用于將裝置的侵入式組件插入主體。在一些這樣的實(shí)施例中，該裝置不包含套管，以允許該侵入式組件具有較小的外徑。例如，該侵入式組件可以被設(shè)計(jì)成使得它適配于或者是非常小的針的尺寸（例如，18–20號(hào)針或更?。?。

圖8示意性顯示本發(fā)明的裝置800的遠(yuǎn)端（例如，消融裝置的天線），其包括本發(fā)明的中心饋電偶極組件810。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的物理和/或功能方面的任何數(shù)量的可替代配置。如圖所示，該中心饋電偶極裝置800中具有空心管815、同軸傳輸線820（例如，同軸電纜）和通管針890。中心饋電偶極裝置800并不局限于特定的尺寸。在一些實(shí)施例中，該中心饋電偶極裝置800的尺寸足夠小以定位在組織區(qū)域（例如，肝臟）處，以便用于輸送能量（例如，微波能量）至該組織區(qū)域的目的。

仍參考圖8，空心管815并不局限于特定的材料（例如，塑料、陶瓷、金屬等）?？招墓?15并不局限于特定的長度。在一些實(shí)施例中，空心管的長度是λ/2，其中λ是感興趣介質(zhì)中的電磁場的波長（例如，在肝臟內(nèi)針對(duì)2.45ghz為約18cm）?？招墓?15與同軸傳輸線820接合以使得空心管815被附接到同軸傳輸線820（詳見下文）。該空心管815中具有空心管物質(zhì)860。該空心管815并不局限于特定類型的空心管物質(zhì)。在一些實(shí)施例中，空心管物質(zhì)860是空氣、流體或氣體。

仍參考圖8，空心管815并不局限于特定的形狀（例如，圓柱形、三角形、正方形、長方形等）。在一些實(shí)施例中，空心管815的形狀是針形（例如，20號(hào)針、18號(hào)針）。在一些實(shí)施例中，空心管815被劃分成兩個(gè)部分，每個(gè)部分具有可變的長度。如圖所示，空心管815被劃分成兩個(gè)部分，每個(gè)部分具有相等的長度（例如，每個(gè)部分具有λ／4的長度）。在這樣的實(shí)施例中，每個(gè)部分的形狀是對(duì)稱的。在一些實(shí)施例中，該空心管具有等于或小于20號(hào)針、17號(hào)針、12號(hào)針等的直徑。

仍參考圖8，空心管815的遠(yuǎn)端與通管針890接合。該裝置800并不局限于特定的通管針890。在一些實(shí)施例中，通管針890被設(shè)計(jì)用于促進(jìn)裝置800的經(jīng)皮插入。在一些實(shí)施例中，該通管針890通過在空心管815內(nèi)滑動(dòng)來接合中空管815，從而固定通管針890。在一些實(shí)施例中，通管針890可以由任何材料制成。在一些實(shí)施例中，通管針890由硬化樹脂制成。在一些實(shí)施例中，通管針890是金屬。在一些實(shí)施例中，通管針890由鈦或鈦的等效物制成。在一些實(shí)施例中，通管針890被燒紅以生成氧化鋯和氧化鋯的等效物。在一些這樣的實(shí)施例中，通管針890是天線的金屬部分的延伸部并且是電活性的。

仍參考圖8，同軸傳輸線820并不局限于特定類型的材料。在一些實(shí)施例中，近端同軸傳輸線820由商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的0.047英寸半剛性同軸電纜構(gòu)造成。在一些實(shí)施例中，同軸傳輸線820被鍍覆金屬（例如，鍍銀、鍍銅），盡管本發(fā)明并不局限于此。近端同軸傳輸線820并不局限于特定的長度。

仍參考圖8，在一些實(shí)施例中，同軸傳輸線820具有同軸中心導(dǎo)體830、同軸介電材料840和同軸外導(dǎo)體850。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體830被配置為沿其長度傳導(dǎo)冷卻流體。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體830是空心的。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體830具有例如0.012英寸的直徑。在一些實(shí)施例中，同軸介電材料840是聚四氟乙烯（ptfe）。在一些實(shí)施例中，同軸介電材料840具有接近零的導(dǎo)電性（例如，空氣、流體、氣體）。

仍參考圖8，同軸傳輸線820的遠(yuǎn)端被配置為接合空心管815的近端。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體830和同軸介電材料840延伸到空心管815的中心。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體820比同軸介電材料840進(jìn)一步延伸到空心管815內(nèi)。同軸中心導(dǎo)體820不限于進(jìn)入空心管815內(nèi)的特定延伸量。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體820延伸一個(gè)長度λ/4到空心管815內(nèi)。同軸傳輸線820的遠(yuǎn)端并不局限于接合空心管815的近端的特定方式。在一些實(shí)施例中，空心管的近端與同軸介電材料840接合，從而固定空心管815與同軸傳輸線820。在同軸介電材料840具有接近零的電導(dǎo)率的一些實(shí)施例中，空心管815不與同軸傳輸線820固定。在一些實(shí)施例中，同軸中心導(dǎo)體830的遠(yuǎn)端直接接合空心管815的壁或者通過與導(dǎo)電材料870接觸，該導(dǎo)電材料可以由與同軸中心導(dǎo)體相同的材料制成或者可以是不同的材料（例如，不同的導(dǎo)電材料）。

仍參考圖8，在一些實(shí)施例中，在同軸傳輸線外導(dǎo)體850的遠(yuǎn)端與空心管815之間存在間隙880，從而曝露出同軸介電材料840。間隙880并不局限于特定的尺寸或長度。在一些實(shí)施例中，間隙880確保在同軸傳輸線880的近端和空心管815的遠(yuǎn)端開口處的電場最大。在一些實(shí)施例中，中心饋電偶極裝置810在約2.45ghz的頻率下共振，其特征在于在該頻率下反射系數(shù)為最小值。通過改變?cè)撗b置的尺度（例如，長度、饋電點(diǎn)、直徑、間隙等）和材料（介電材料、導(dǎo)體等），諧振頻率會(huì)發(fā)生改變。在該頻率下的低反射系數(shù)保證從天線到其周圍的介質(zhì)的高效能量輸送。

仍參考圖8，在一些實(shí)施例中，間隙880被填充某一材料（例如，環(huán)氧樹脂），從而橋接同軸傳輸線820和空心管815。該設(shè)備并不局限于特定類型或種類的實(shí)質(zhì)材料。在一些實(shí)施例中，該實(shí)質(zhì)材料不干擾通過該裝置生成或發(fā)射能量場。在一些實(shí)施例中，該材料是生物相容的和耐熱的。在一些實(shí)施例中，該材料缺乏或基本上缺乏電導(dǎo)率。在一些實(shí)施例中，該材料進(jìn)一步將同軸傳輸線820和空心管815與同軸中心導(dǎo)體830橋接。在一些實(shí)施例中，該實(shí)質(zhì)材料是可固化的樹脂。在一些實(shí)施例中，該材料是一種牙釉質(zhì)（例如，xrv鋼化玻璃搪瓷；也參見美國專利號(hào)6,924,325、6,890,968、6,837,712、6,709,271、6,593,395和6,395,803，每個(gè)都通過引用整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該實(shí)質(zhì)材料被固化（例如，用固化光例如l.e.demetronii光固化）（參見例如，美國專利號(hào)6,994,546、6,702,576、6,602,074和6,435,872）。因此，本發(fā)明提供了包括固化牙釉質(zhì)樹脂的消融裝置。這種樹脂具有生物相容性和剛性及強(qiáng)硬度。

具有天線組件的線性陣列的能量輸送裝置

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用具有天線組件的線性陣列的能量輸送裝置（參見例如，美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?0/831,055；通過引用整體并入本文）。該裝置并不局限于特定的配置。在一些實(shí)施例中，具有天線組件的線性陣列的能量輸送裝置中具有包括內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的天線，其中外導(dǎo)體被提供在由間隙分開的兩個(gè)或更多個(gè)線性區(qū)段中，以使得這些區(qū)段的長度和位置被配置為優(yōu)化天線遠(yuǎn)端處的能量輸送。例如，在一些實(shí)施例中，天線包括跨越天線的近端至遠(yuǎn)端附近的區(qū)域的第一段外導(dǎo)體和遠(yuǎn)離該第一段的第二段外導(dǎo)體，其中間隙分離或部分分離該第一段和該第二段。該間隙可以完全限定外導(dǎo)體或者可以僅部分限定外導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，第二段的長度是λ/2、λ/4等，盡管本發(fā)明并不局限于此。在一些實(shí)施例中，提供遠(yuǎn)離第二段的一個(gè)或多個(gè)額外的（例如，第三、第四、第五）區(qū)段，其中每一段與其他段由間隙隔開。在一些實(shí)施例中，該天線終止于與內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行電子通信的導(dǎo)電終端。在一些實(shí)施例中，該導(dǎo)電終端包括具有與外導(dǎo)體的直徑基本相同的直徑的圓盤。這種天線提供沿著天線遠(yuǎn)端的長度的多個(gè)能量輸送峰，對(duì)組織的更大目標(biāo)區(qū)域提供更寬的能量輸送區(qū)域。所述峰的方位和位置通過選擇外導(dǎo)體段的長度和所輸送的能量數(shù)量來控制。

具有天線組件的線性陣列的能量輸送裝置不受天線的各種組件的性質(zhì)的限制。各種各樣的組件可以被用來提供最佳的性能，其包括但不限于，針對(duì)內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體使用各種材料，針對(duì)內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間的介電材料使用各種材料和配置，使用通過各種不同的方法提供的冷卻劑。

在某些實(shí)施例中，該裝置包括線性天線，其中該線性天線包括圍繞內(nèi)導(dǎo)體包封的外導(dǎo)體，其中該內(nèi)導(dǎo)體被設(shè)計(jì)為接收和發(fā)送能量（例如，微波能量），其中該外導(dǎo)體中具有沿著外導(dǎo)體定位的一系列間隙區(qū)域（例如，至少兩個(gè)），其中在間隙區(qū)域處暴露出內(nèi)導(dǎo)體，其中沿著內(nèi)導(dǎo)體發(fā)送的能量是通過間隙區(qū)域發(fā)射的。該裝置并不局限于特定數(shù)目的間隙區(qū)域（例如，2、3、4、5、6、10、20、50個(gè)）。在一些實(shí)施例中，間隙的定位被配置用于例如線性消融。在一些實(shí)施例中，該內(nèi)導(dǎo)體包括包封中心傳輸線的介電層。在一些實(shí)施例中，該介電元件具有接近零的電導(dǎo)率。在一些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括通管針。在一些實(shí)施例中，該裝置進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)通過間隙區(qū)域輸送的能量數(shù)量的調(diào)諧元件。在某些實(shí)施例中，當(dāng)用在組織消融設(shè)施中時(shí)，該裝置被配置為輸送足夠量的能量來消融組織區(qū)域或引起血栓形成。

具有天線組件的線性陣列的能量輸送裝置相比當(dāng)前可用的系統(tǒng)和裝置提供許多優(yōu)點(diǎn)。例如，利用微波能量的當(dāng)前可用的醫(yī)療裝置的一個(gè)主要缺點(diǎn)是在局部提供釋放出的能量，由此阻止在更深入和更密集的尺度上輸送能量。本發(fā)明的裝置通過提供被配置為在更深更廣的尺度（例如，相對(duì)于局部輸送）上輸送能量（例如，微波能量）的具有天線組件的線性陣列的施加器裝置克服了這種限制。這種裝置在密集的和/或厚的組織區(qū)域（例如，腫瘤，器官內(nèi)腔）和特別深的組織區(qū)域（例如，大的心臟區(qū)域、腦、骨骼）的組織消融中是特別有用的。

電容性耦合的天線/精密探針

在開發(fā)本發(fā)明的實(shí)施例的過程中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)確定“精密天線”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致改進(jìn)的消融（例如，在三軸天線的遠(yuǎn)端處為其提供套管針，所述套管針電容式耦合到天線的內(nèi)導(dǎo)體）。例如，“精密天線”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致與沒有此類耦合的天線相比更大的消融區(qū)域。例如，“精密天線”或“精密探針”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致與沒有此類耦合的天線相比更大的球形消融區(qū)。此外，“精密天線”或“精密探針”與現(xiàn)有天線的耦合導(dǎo)致與沒有此類耦合的天線相比存在優(yōu)越的場模式/圖案和下降的反射功率。

例如，圖34顯示了利用a）電容耦合的天線（例如，包括精密探針）和b）沒有此類耦合的天線在離體牛體活組織中創(chuàng)建的消融組織。在圖34中可以看出，來自精密探針的消融具有較少的組織炭化和較少的空洞化。事實(shí)上，如圖34b中所示，該天線表現(xiàn)出在天線的套管針區(qū)域周圍的大面積組織炭化和空洞化。粘結(jié)到干化組織的套管針區(qū)導(dǎo)致難以去除。套管區(qū)域的溫度超越了可用于覆蓋套管針的低摩擦熱塑性材料（例如，ptfe、fep、pet）的限制。然而，如圖34a所示，精密探針允許耦合到套管針的能量的數(shù)量由天線管與套管針的直徑之比以及與套管針的重疊量來控制。事實(shí)上，通過選擇正確的尺度，能量至套管針的耦合可以被選擇以保持最大套管針溫度處于期望的（例如，安全的）水平。

圖35以圖形格式總結(jié)了電容性耦合的天線（例如，精密探頭）和沒有這種耦合的天線的平均橫向消融直徑（針對(duì)30瓦的輸入功率在不同的持續(xù)時(shí)間內(nèi)）。事實(shí)上，如圖35所示，精密探頭在同等入射功率下創(chuàng)建更大的消融，這是由于例如優(yōu)越的場模式/圖案和更高的反射功率效率（其對(duì)于精密探針來說小于1%，而對(duì)于非耦合的天線來說小于10%）。

因此，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了與現(xiàn)有天線耦合的精密天線或精度探針。

精密探針并不局限于與特定類型的天線耦合。在一些實(shí)施例中，該天線具有內(nèi)導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，該天線是三軸天線（參見例如，美國專利號(hào)7,101,369；同時(shí)參見美國專利申請(qǐng)?zhí)?0/834,802、11/236,985、11/237,136、11,237,430、11/440,331、11/452,637、11/502,783、11/514,628；國際專利申請(qǐng)?zhí)杙ct/us05/14534；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該天線是同軸天線。在一些實(shí)施例中，天線是被配置為輸送（例如，發(fā)射）能量的任何類型裝置（例如，消融裝置、手術(shù)裝置等）（參見例如，美國專利號(hào)7,101,369、7,033,352、6,893,436、6,878,147、6,823,218、6,817,999、6,635,055、6,471,696、6,383,182、6,312,427、6,287,302、6,277,113、6,251,128、6,245,062、6,026,331、6,016,811、5,810,803、5,800,494、5,788,692、5,405,346、4,494,539；美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,460、11/728,457、11/728,428、11/237,136、11/236,985、10/980,699、10/961,994、10/961,761、10/834,802、10/370,179、09/847,181；英國專利申請(qǐng)?zhí)?,406,521、2,388,039；歐洲專利號(hào)1395190；國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o06/008481、wo06/002943、wo05/034783、wo04/112628、wo04/033039、wo04/026122、wo03/088858、wo03/039385wo95/04385；每個(gè)均通過引用以其整體并入本文）。

精密探針并不局限于特定的配置。圖36中示出組裝精密探針與消融天線的示例性配置和方法。該圖說明了金屬套管針與同軸天線的內(nèi)導(dǎo)體的電容性耦合。同軸天線的內(nèi)導(dǎo)體的遠(yuǎn)端裝配有導(dǎo)電（例如，金屬；例如，銅、銀、金等）配件。這種金屬配件在其近端鄰接天線的介電材料（例如，同軸電纜的介電材料或插在內(nèi)導(dǎo)體上的套管的介電材料）。在一些實(shí)施例中，提供該配件以使得配件中的內(nèi)導(dǎo)體不達(dá)到配件的遠(yuǎn)端。配件的遠(yuǎn)端與絕緣體（例如，陶瓷絕緣體）接觸，該絕緣體將配件與套管針分開并且將配件附接到套管針。這些組件被按尺寸定位以便提供期望的能量分布給所處理的樣品（例如，組織樣品）。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為使得它允許該天線相比沒有這種電容耦合的天線（例如，與具有內(nèi)導(dǎo)體與套管針的物理耦合的天線相比）具有更大的球形消融區(qū)、更球形的消融區(qū)和/或減少的反射功率。

精密探針并不局限于特定的形狀和/或設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施例中，精密探針的形狀使得它能夠被裝配在天線的內(nèi)導(dǎo)體上。在一些實(shí)施例中，精密探針的形狀和/或設(shè)計(jì)為圓柱形。在一些實(shí)施例中，精密探針的形狀和/或設(shè)計(jì)為管狀。

精密探針并不局限于在天線內(nèi)的特定定位。在一些實(shí)施例中，為了容納精密探針，天線的外導(dǎo)體和電介質(zhì)被去除以沿著內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生精密探針將被定位于其中的一部分導(dǎo)體（例如，從而產(chǎn)生暴露的內(nèi)導(dǎo)體區(qū)域）。在一些這樣的實(shí)施例中，精密探針沿著整個(gè)暴露的內(nèi)導(dǎo)體區(qū)域定位。在一些這樣的實(shí)施例中，天線套（例如，聚四氟乙烯或ptfe天線套）沿著一部分暴露的內(nèi)導(dǎo)體定位，而精密探針沿著暴露的內(nèi)導(dǎo)體的其余部分定位。例如，圖36描述了使精密探針與具有內(nèi)導(dǎo)體、電介質(zhì)、外導(dǎo)體和套管針的現(xiàn)有天線耦合的步驟。

精密探針的導(dǎo)電裝配并不局限于耦合天線的內(nèi)導(dǎo)體的特定方式。在一些實(shí)施例中，該裝配是釬焊到內(nèi)導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，該裝配是銅焊到內(nèi)導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，該裝配是卷壓到內(nèi)導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，該裝配被點(diǎn)焊到內(nèi)導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，精密探針和內(nèi)導(dǎo)體之間的連接是導(dǎo)電的。

精密探針并不局限于特定的尺寸大小。在一些實(shí)施例中，精密探針的尺寸大小被配置為適應(yīng)任何類型或尺寸的天線（例如，內(nèi)導(dǎo)體或天線）。在一些實(shí)施例中，精密探針的直徑尺寸盡量大以使得在外針帽中形成的阻抗最小化。

本發(fā)明并不局限于與精密探針耦合的天線的特定用途。事實(shí)上，可以預(yù)見的是，與精密探針耦合的天線可以在本文描述的任何用途中使用（參見例如第x部分）。

處理器

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)使用處理器，這些處理器監(jiān)測和/或控制該系統(tǒng)的一個(gè)或更多組件和/或提供關(guān)于該系統(tǒng)的一個(gè)或更多組件的反饋。在一些實(shí)施例中，該處理器被提供在計(jì)算機(jī)模塊內(nèi)。該計(jì)算機(jī)模塊還可以包括由該處理器使用來實(shí)施其一個(gè)或多個(gè)功能的軟件。例如，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)提供軟件以便通過監(jiān)測組織區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)特性來調(diào)整提供給組織區(qū)域的微波能量的數(shù)量，這些特性包括但不限于目標(biāo)組織的尺寸和形狀、組織區(qū)域的溫度等等（例如通過反饋系統(tǒng)）（參見例如美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/728,460、11/728,457和11/728,428；每個(gè)均通過引用整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該軟件被配置為提供實(shí)時(shí)信息（例如，監(jiān)測信息）。在一些實(shí)施例中，該軟件被配置為與本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)互動(dòng)，以使得它能夠提高或降低（例如，調(diào)整）輸送到組織區(qū)域的能量數(shù)量。在一些實(shí)施例中，該軟件被設(shè)計(jì)成引導(dǎo)冷卻劑以將其分發(fā)到例如能量輸送裝置中，從而使冷卻劑在使用能量輸送裝置之前處于期望的溫度。在一些實(shí)施例中，被處理的組織（例如肝臟）的類型被輸入軟件中以便允許該處理器基于針對(duì)特定類型的組織區(qū)域的預(yù)校準(zhǔn)方法調(diào)節(jié)（例如，調(diào)諧）提供給組織區(qū)域的微波能量。在其他實(shí)施例中，該處理器基于特定類型的組織區(qū)域生成表或圖以顯示對(duì)系統(tǒng)的用戶有用的特性。在一些實(shí)施例中，該處理器提供能量輸送算法以便例如緩慢遞減功率，從而避免由于高溫產(chǎn)生的快速出氣導(dǎo)致的組織裂解。在一些實(shí)施例中，該處理器允許用戶選擇功率、治療持續(xù)時(shí)間、針對(duì)不同組織類型的不同治療方法、以多個(gè)天線模式向天線同時(shí)施加功率、天線之間的切換功率輸送、相干和非相干相控等。在一些實(shí)施例中，該處理器被配置為用于創(chuàng)建信息數(shù)據(jù)庫（例如，所需要的能量水平、基于特定患者特性對(duì)組織區(qū)域的治療持續(xù)時(shí)間），其屬于基于具有類似或不類似患者特性的先前治療而針對(duì)特定組織區(qū)域進(jìn)行的消融治療。在一些實(shí)施例中，該處理器由遠(yuǎn)程控制器操作。

在一些實(shí)施例中，該處理器被用來基于組織特性的輸入項(xiàng)（例如，腫瘤類型、腫瘤大小、腫瘤位置、周圍血管信息、血流信息等）產(chǎn)生例如消融圖。在這樣的實(shí)施例中，該處理器可以指導(dǎo)能量輸送裝置的布置，以便根據(jù)消融圖實(shí)現(xiàn)期望的消融。

在一些實(shí)施例中，提供與處理器互動(dòng)的軟件包，其允許用戶輸入待處理的組織的參數(shù)（例如，待消融的腫瘤或組織部分的類型、尺寸、其所在的位置、血管或脆弱結(jié)構(gòu)的位置和血流信息），然后在ct或其他圖像上繪制期望的消融區(qū)以提供期望的結(jié)果。探針可以被放置到組織中，并且計(jì)算機(jī)基于所提供的信息生成預(yù)期的消融區(qū)。這種應(yīng)用可以包含反饋。例如，可以在消融期間使用ct、mri、超聲成像和測溫。該數(shù)據(jù)被反饋到計(jì)算機(jī)中，并且參數(shù)被重新調(diào)整以產(chǎn)生期望的結(jié)果。

在一些實(shí)施例中，提供用戶界面軟件以便監(jiān)測和/或操作能量輸送系統(tǒng)的組件。在一些實(shí)施例中，該用戶界面軟件由觸摸屏界面操作。在一些實(shí)施例中，該用戶界面軟件可以在無菌設(shè)施（例如，手術(shù)室）或在非無菌設(shè)施中實(shí)現(xiàn)和操作。在一些實(shí)施例中，該用戶界面軟件在程序裝置集線器（例如，經(jīng)由處理器）中實(shí)施和操作。在一些實(shí)施例中，該用戶界面軟件在程序推車（例如，經(jīng)由處理器）中實(shí)施和操作。該用戶界面軟件并不局限于特定的功能。與該用戶界面軟件相關(guān)的功能的示例包括但不限于跟蹤能量輸送系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)組件的用途數(shù)目（例如，跟蹤能量輸送裝置被使用的次數(shù)）、提供并跟蹤每個(gè)組件或每個(gè)組件的部分的實(shí)時(shí)溫度（例如，提供沿著能量輸送裝置的不同位置處（例如，在手柄處、在粘結(jié)區(qū)處、在尖端處）的實(shí)時(shí)溫度）（例如，提供與能量輸送系統(tǒng)相關(guān)的電纜的實(shí)時(shí)溫度）、提供并跟蹤正在處理的組織的實(shí)時(shí)溫度、提供部分或全部能量輸送系統(tǒng)的自動(dòng)關(guān)閉（例如，緊急關(guān)閉）、例如在程序之前、程序期間和程序之后基于所積累的數(shù)據(jù)生成報(bào)告、向用戶提供聽覺和/或視覺警報(bào)（例如，表明程序已經(jīng)開始和/或結(jié)束的警報(bào)、表明溫度已達(dá)到異常水平的警報(bào)、表明程序的長度已經(jīng)過去超越默認(rèn)值的的警報(bào)等）。圖32a、圖32b和圖32c顯示了本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)的用戶界面軟件的示例。如圖32a顯示，該用戶界面軟件被設(shè)計(jì)成顯示和允許調(diào)節(jié)操作的時(shí)間、溫度、類型（例如，測試、粘結(jié)、停止消融和燒灼）以及每個(gè)探針（例如，能量輸送裝置）的功率。圖32b顯示通過用戶界面軟件生成的報(bào)告，該報(bào)告示出功率、流逝時(shí)間、目標(biāo)時(shí)間以及相關(guān)的消息。圖32c顯示與用戶界面軟件相關(guān)聯(lián)的用戶界面工具，其包括帶注釋的系統(tǒng)日志、系統(tǒng)診斷日志、手術(shù)歷史、默認(rèn)時(shí)間、默認(rèn)功率、顯示器亮度、時(shí)間設(shè)定值以及額外的功能（例如，時(shí)間顯示選項(xiàng)、時(shí)區(qū)選項(xiàng)、打電話回家選項(xiàng)、時(shí)間設(shè)置選項(xiàng)以及音頻音量選項(xiàng)）。

如本文所用，術(shù)語“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器”和“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置”是指計(jì)算機(jī)處理器可讀的任何一種存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的示例包括但不限于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）、只讀存儲(chǔ)器（rom），計(jì)算機(jī)芯片、光盤（例如，高密度光盤（cd）、數(shù)字視頻光盤（dvd）等）、磁盤（例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器（hdd）、軟盤、zip.rtm.磁盤等）、磁帶以及固態(tài)存儲(chǔ)裝置（例如，內(nèi)存卡，“閃存”介質(zhì)等）。

如本文所用，術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”是指用于儲(chǔ)存和提供信息（例如，數(shù)據(jù)和指令）至計(jì)算機(jī)處理器的任何裝置或系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于光盤、磁盤、磁帶、固態(tài)介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)上用于流媒體的服務(wù)器。

如本文所用，術(shù)語“處理器”和“中央處理單元”或“cpu”是可以互換使用的，并且是指能夠從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置（例如，rom或其他計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器）讀取程序并且按照該程序執(zhí)行一組步驟的裝置。

成像系統(tǒng)

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用包括成像裝置的成像系統(tǒng)。該能量輸送系統(tǒng)并不局限于特定類型的成像裝置（例如，內(nèi)窺鏡裝置、計(jì)算機(jī)輔助神經(jīng)外科立體定向?qū)Ш窖b置、熱傳感器定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)速度傳感器、轉(zhuǎn)向線系統(tǒng)、術(shù)中超聲、間質(zhì)超聲、微波成像、超聲斷層攝影、雙能量成像、熒光透視、計(jì)算機(jī)斷層攝影磁共振成像、核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備三角成像、熱聲成像、紅外和/或激光成像、電磁成像）（參見例如，美國專利號(hào)6,817,976、6,577,903、5,697,949、5,603,697和國際專利申請(qǐng)?zhí)杦o06/005,579；每一個(gè)均通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用內(nèi)窺鏡相機(jī)、成像組件和/或?qū)Ш较到y(tǒng)，以允許或幫助放置、定位和/或監(jiān)測本發(fā)明的能量系統(tǒng)所使用的任何物件。

在一些實(shí)施例中，能量輸送系統(tǒng)提供配置為用于成像設(shè)備（例如，ct、mri、超聲）的軟件。在一些實(shí)施例中，該成像設(shè)備軟件允許用戶根據(jù)已知的組織、血管系統(tǒng)的熱力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)以及天線的位置進(jìn)行預(yù)測。在一些實(shí)施例中，該成像軟件允許生成組織區(qū)域（例如，腫瘤、心律失常）的位置和天線的位置的三維地圖，并產(chǎn)生消融區(qū)的預(yù)測地圖。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的成像系統(tǒng)是用來監(jiān)測消融程序（例如，微波熱消融程序、射頻熱消融程序）。本發(fā)明并不局限于特定類型的監(jiān)測。在一些實(shí)施例中，該成像系統(tǒng)被用來監(jiān)測在經(jīng)歷熱消融程序的特定組織區(qū)域內(nèi)發(fā)生的消融量。在一些實(shí)施例中，隨著消融設(shè)備（例如，能量輸送裝置）一起進(jìn)行監(jiān)測，使得輸送到特定組織區(qū)域的能量數(shù)量取決于該組織區(qū)域的成像。該成像系統(tǒng)并不局限于特定類型的監(jiān)測。本發(fā)明并不局限于通過成像裝置監(jiān)測的對(duì)象。在一些實(shí)施例中，該監(jiān)測是對(duì)特定區(qū)域的血液灌注進(jìn)行成像，以便檢測例如在熱消融程序之前、期間和之后的該區(qū)域的變化。在一些實(shí)施例中，該監(jiān)測包括但不限于mri成像、ct成像、超聲成像、核醫(yī)學(xué)成像和熒光透視成像。例如，在一些實(shí)施例中，在熱消融程序之前，造影劑（例如，碘或其他合適的ct造影劑；釓螯合物或其他合適的mri造影劑、微泡或其他合適的超聲造影劑等）被供應(yīng)給對(duì)象（例如，患者），并且針對(duì)穿過經(jīng)歷消融程序的特定組織區(qū)域灌注的造影劑來監(jiān)測血液灌注的變化。在一些實(shí)施例中，該監(jiān)測是關(guān)于消融區(qū)性質(zhì)（例如，直徑、長度、橫截面積、體積）的定性信息。該成像系統(tǒng)并不局限于監(jiān)測定性信息的特定技術(shù)。在一些實(shí)施例中，用于監(jiān)測定性信息的技術(shù)包括但不限于非成像技術(shù)（例如，僅基于一個(gè)間質(zhì)裝置或配合其他間質(zhì)裝置或外部設(shè)備的時(shí)域反射測量、飛行時(shí)間脈沖檢測、頻率調(diào)制距離檢測、本征?；蚬舱耦l率檢測或者在任何頻率下的反射和透射）。在一些實(shí)施例中，該間質(zhì)裝置提供成像信號(hào)和/或成像檢測（例如，電聲成像、電磁成像、電阻抗斷層攝影）。在一些實(shí)施例中，非成像技術(shù)被用來監(jiān)測天線周圍的介質(zhì)的介電性質(zhì)并且通過多種手段檢測消融區(qū)域和正常組織之間的界面，這些手段包括共振頻率檢測、反射測量或測距技術(shù)、來自間質(zhì)天線或外部天線的功率反射/透射等。在一些實(shí)施例中，該定性信息是消融狀態(tài)估計(jì)、功率輸送狀態(tài)和/或簡單的通過/不通過檢查來確保功率被應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，該成像系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成以任意頻率，自動(dòng)在任意的頻率監(jiān)測某一特定組織的區(qū)域（例如，每秒鐘間隔、每一分鐘間隔、每十分鐘間隔、每小時(shí)間隔等）自動(dòng)監(jiān)測特定組織區(qū)域。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供軟件,該軟件被設(shè)計(jì)成自動(dòng)獲得組織區(qū)域的圖像（例如，mri成像、ct成像、超聲成像、核醫(yī)學(xué)成像、熒光透視成像）、自動(dòng)檢測組織區(qū)域中的任何變化（例如，血液灌注、溫度、壞死組織量等）以及基于該檢測來自動(dòng)調(diào)節(jié)通過能量輸送裝置輸送到該組織區(qū)域的能量數(shù)量。同樣，可以應(yīng)用算法以便預(yù)測待消融的組織區(qū)域的形狀和尺寸（例如，腫瘤形狀），從而系統(tǒng)建議能有效治療該區(qū)域的消融探針的類型、數(shù)量和位置。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置為具有導(dǎo)航或制導(dǎo)系統(tǒng)（例如，采用三角測量或其他定位程序）以協(xié)助或指導(dǎo)探針的放置及其使用。

例如，這樣的程序可以使用造影劑材料的增強(qiáng)作用或者不使用造影劑材料的增強(qiáng)作用來跟蹤消融或其他治療程序的進(jìn)展?？梢允褂脺p影方法（例如，類似于用于數(shù)字減影心血管造影術(shù)的那些方法）。例如，可以在第一時(shí)間點(diǎn)攝取第一圖像。隨后的圖像減去來自第一圖像的一些或全部信息，以使得更容易觀察到組織的變化。同樣，可以使用加速成像技術(shù)，其應(yīng)用“欠采樣”技術(shù)（與奈奎斯特采樣相反）。可以預(yù)見的是，這些技術(shù)使用隨著時(shí)間得到的多個(gè)低分辨率圖像提供了良好的信噪比。例如，一種被稱為hyper（高度約束的投影重構(gòu)）可用于mri，其可以應(yīng)用于本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)施例。

由于在溫度超過例如50°c時(shí)熱治療使血管凝固，該凝固降低了對(duì)已經(jīng)完全凝固的區(qū)域的血液供應(yīng)。凝固的組織區(qū)域在配給造影劑之后不增強(qiáng)。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明利用成像系統(tǒng)來自動(dòng)跟蹤消融程序的進(jìn)展，通過例如給予小劑量的造影劑測試注射來確定有疑問的組織區(qū)域處的造影劑到達(dá)時(shí)間并且建立基線增強(qiáng)。在消融程序開始之后接著執(zhí)行一系列小劑量的造影劑注射（例如，在ct的情況中，注射300mgi/ml水溶性造影劑的一系列高達(dá)十五個(gè)10毫升劑量），在期望的適當(dāng)注射后時(shí)間（例如根據(jù)測試注射來確定）執(zhí)行掃描，并且利用例如感興趣區(qū)域（roi）來跟蹤多個(gè)參數(shù)中的任何一個(gè)（包括但不限于針對(duì)ct的衰減（hounsfield單位[hu]）、信號(hào)（mri）、回聲反射性（超聲）等）來確定目標(biāo)區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)。成像數(shù)據(jù)并不局限于展示的特定方式。在一些實(shí)施例中，成像數(shù)據(jù)被展示為衰減/信號(hào)/回聲反射性變化、目標(biāo)組織和非目標(biāo)組織之間的差異、治療過程中造影劑的到達(dá)時(shí)間的差異、組織灌注的變化以及能夠在造影材料注射之前和之后測量的任何其他組織特性的彩色編碼圖或灰度圖或覆蓋圖。本發(fā)明的方法并不局限于選定的roi，而是可以推廣到任何圖像中的所有像素。這些像素可以是用于展示在何處已經(jīng)發(fā)生了組織變化以及正在發(fā)生組織變化的彩色編碼圖或覆蓋圖。這些像素可以隨著組織性質(zhì)的變化而改變顏色（或其他性質(zhì)），從而給出治療進(jìn)展的近實(shí)時(shí)顯示。這種方法也可以推廣到三維/四維圖像顯示方法。

在一些實(shí)施例中，待治療區(qū)域被展示在計(jì)算機(jī)覆蓋圖上，并且不同顏色或陰影的第二覆蓋圖產(chǎn)生治療進(jìn)展的近實(shí)時(shí)顯示。在一些實(shí)施例中，該展示和成像是自動(dòng)的，從而存在對(duì)治療技術(shù)（射頻、微波、高強(qiáng)度聚焦超聲、激光、冷凍等）的反饋環(huán)，以便基于影像表現(xiàn)來調(diào)制功率。例如，如果對(duì)目標(biāo)區(qū)域的灌注下降到目標(biāo)水平，則功率可以被減少或停止。例如，這些實(shí)施例適用于多個(gè)涂敷器系統(tǒng)，因?yàn)獒槍?duì)相控陣列系統(tǒng)中的每個(gè)單獨(dú)涂敷器或元件調(diào)制了功率/時(shí)間/頻率/工作周期等以創(chuàng)建組織治療的精確造型區(qū)。相反，在一些實(shí)施例中，該方法被用于選擇不被治療的區(qū)域（例如，需要避開的脆弱結(jié)構(gòu)，如膽管、腸等）。在這樣的實(shí)施例中，該方法監(jiān)測應(yīng)避開的區(qū)域中的組織變化并且利用警報(bào)（例如，可見光和/或聲音警報(bào)）來警告用戶（例如，治療醫(yī)生）要被保存結(jié)構(gòu)處于損壞的危險(xiǎn)中。在一些實(shí)施例中，該反饋環(huán)被用于修改功率或任何其他參數(shù)以避免不斷損壞被選定為不接受治療的組織區(qū)域。在一些實(shí)施例中，通過設(shè)置閾值如脆弱地區(qū)中的目標(biāo)roi或者使用電腦覆蓋層定義用戶期望的“不治療”區(qū)來實(shí)現(xiàn)使組織區(qū)域免于消融的保護(hù)。

調(diào)諧系統(tǒng)

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用調(diào)諧元件來調(diào)整輸送到組織區(qū)域的能量數(shù)量。在一些實(shí)施例中，調(diào)諧元件由系統(tǒng)的用戶手動(dòng)調(diào)整。在一些實(shí)施例中，調(diào)諧系統(tǒng)被納入能量輸送裝置中，以允許用戶根據(jù)需要調(diào)整該裝置的能量輸送（參見例如，美國專利號(hào)5,957,969、5,405,346；每一個(gè)均通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該裝置被預(yù)調(diào)到期望的組織且在整個(gè)程序過程中固定。在一些實(shí)施例中，該調(diào)諧系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成與發(fā)電機(jī)和能量輸送裝置之間的阻抗相匹配（參見例如，美國專利號(hào)5,364,392；通過引用整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該調(diào)諧元件由本發(fā)明的處理器自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制（參見例如，美國專利號(hào)5,693,082；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，處理器隨著時(shí)間的推移調(diào)整能量輸送，以在整個(gè)程序過程中提供恒定的能量，其中考慮到任何數(shù)量的期望因素，包括但不限于熱量、目標(biāo)組織的性質(zhì)和/或位置、預(yù)期病變的尺寸、治療時(shí)長、與敏感器官區(qū)域或血管的接近程度等。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括提供反饋給用戶或處理器的傳感器，該處理器連續(xù)地或在一些時(shí)間點(diǎn)上監(jiān)測該裝置的功能。該傳感器可以記錄和/或匯報(bào)任何數(shù)量的屬性，包括但不限于在系統(tǒng)組件的一個(gè)或多個(gè)位置處的熱量、在組織處的熱量、組織的屬性等。該傳感器可以表現(xiàn)為成像裝置的形式，例如ct、超聲、磁共振成像或任何其他成像裝置。在一些實(shí)施例中，特別是對(duì)于研究應(yīng)用來說，該系統(tǒng)記錄和儲(chǔ)存一般用于系統(tǒng)的未來優(yōu)化和/或在特殊條件下用于能量輸送的優(yōu)化（例如，患者類型、組織類型、目標(biāo)區(qū)域的尺寸和形狀、目標(biāo)區(qū)域的位置等）的信息。

溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用冷卻劑系統(tǒng)，以便減少能量輸送裝置（例如，組織消融導(dǎo)管）內(nèi)和沿著能量輸送裝置的加熱。本發(fā)明的系統(tǒng)并不局限于特定的冷卻系統(tǒng)機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成使冷卻液（例如，空氣、液體等）在整個(gè)能量輸送裝置中循環(huán)，從而降低同軸傳輸線和天線溫度。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用其中具有設(shè)計(jì)成容納冷卻劑循環(huán)的通道的能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)提供了冷卻護(hù)套，其纏繞天線或天線的一部分以用于在外部冷卻天線的目的（參見例如，美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/053,987；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用具有圍繞天線的導(dǎo)電覆蓋物的能量輸送裝置，以用于限制熱量散失到周圍組織上的目的（參見例如，美國專利號(hào)5,358,515；通過引用以其整體并入本文）。在一些實(shí)施例中，在冷卻劑循環(huán)后，其被輸出到例如廢物容器中。在一些實(shí)施例中，在冷卻劑循環(huán)后，其被再循環(huán)。在一些實(shí)施例中，冷卻劑是處于或接近其臨界點(diǎn)循環(huán)的氣體。在一些實(shí)施例中，處于或接近其臨界點(diǎn)輸送的氣體是二氧化碳?xì)怏w。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置被配置為在期望的壓力下壓縮所運(yùn)輸?shù)睦鋮s劑（例如，處于或接近其臨界點(diǎn)的二氧化碳?xì)怏w），以便保持冷卻劑處于或接近其臨界點(diǎn)。

在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)結(jié)合能量輸送裝置利用可膨脹的氣球以便推動(dòng)組織遠(yuǎn)離天線的表面（參見例如，美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/053,987；通過引用以其整體并入本文）。

在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用被配置為附接到能量輸送裝置的裝置來減少能量輸送裝置內(nèi)和沿著能量輸送裝置的不需要的加熱（參見例如，美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/237,430；通過引用以其整體并入本文）。

標(biāo)識(shí)系統(tǒng)

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用與系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)元件（例如，rfid元件、標(biāo)識(shí)環(huán)（例如，基準(zhǔn)）、條形碼等）。在一些實(shí)施例中，標(biāo)識(shí)元件傳達(dá)關(guān)于系統(tǒng)的特定組件的信息。本發(fā)明并不局限于所傳達(dá)的信息。在一些實(shí)施例中，所傳達(dá)的信息包括但不限于組件的類型（例如，制造商、尺寸、能量等級(jí)、組織結(jié)構(gòu)等）、組件之前是否已被使用（例如，用以確保不使用非無菌組件）、組件的位置、患者具體信息等。在一些實(shí)施例中，該信息由本發(fā)明的處理器讀取。在一些這樣的實(shí)施例中，該處理器配置系統(tǒng)的其他組件以用于或最好用于包含標(biāo)識(shí)元件的組件。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置上具有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記（例如，劃痕、配色方案、蝕刻（例如，激光蝕刻）、涂畫對(duì)比劑標(biāo)記、標(biāo)識(shí)環(huán)（例如，基準(zhǔn)）和/或脊），以便提高特定能量輸送裝置的標(biāo)識(shí)（例如，提高識(shí)別位于具有類似外觀的其他裝置附近的特定裝置）。這些標(biāo)記在多個(gè)裝置插入病人體內(nèi)的情況下具有特定的用途。在這種情況下，特別是這些裝置可能以各種角度相互交叉的情況下，對(duì)于治療醫(yī)師來說難以使位于患者身體外的裝置的哪個(gè)近端與位于患者身體內(nèi)的相應(yīng)裝置的哪個(gè)遠(yuǎn)端相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記（例如，數(shù)字）存在于裝置的近端上以使得它是醫(yī)生的眼睛可看見的，而第二標(biāo)記（例如，對(duì)應(yīng)于該數(shù)字）存在于該裝置的遠(yuǎn)端以使得它出現(xiàn)在身體中時(shí)是成像裝置可見的。在采用一組天線的一些實(shí)施例中，在近端和遠(yuǎn)端上對(duì)該組天線的個(gè)體構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)（例如，1、2、3、4等）。在一些實(shí)施例中，手柄被編號(hào)，匹配編號(hào)的可拆卸（例如，一次性）天線在使用前被連接到手柄。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)的處理器確保手柄和天線被正確地匹配（例如，通過rfid標(biāo)簽或其他手段）。在天線為一次性裝置的一些實(shí)施例中，當(dāng)一次性組件應(yīng)該已經(jīng)被丟棄時(shí)，如果嘗試重復(fù)使用該一次性組件，則該系統(tǒng)提供警告。在一些實(shí)施例中，該標(biāo)記改善包括但不限于mri、ct和超聲檢測的任何類型的檢測系統(tǒng)中的標(biāo)識(shí)。

本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)并不局限于特定類型的跟蹤裝置。在一些實(shí)施例中，使用gps和gps相關(guān)設(shè)備。在一些實(shí)施例中，使用rfid和rfid相關(guān)設(shè)備。在一些實(shí)施例中，使用條形碼。

在這樣的實(shí)施例中，在使用具有標(biāo)識(shí)元件的裝置之前，需要在使用該裝置之前的授權(quán)（例如，代碼的輸入、條碼的掃描）。在一些實(shí)施例中，該信息元件標(biāo)識(shí)一些組件之前已被使用并且將信息發(fā)送給處理器以鎖定（例如，阻止）使用該系統(tǒng)直到提供了新的無菌組件。

溫度監(jiān)測系統(tǒng)

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)利用溫度監(jiān)測系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，溫度監(jiān)測系統(tǒng)被用于監(jiān)測能量輸送裝置的溫度（例如，通過溫度傳感器）。在一些實(shí)施例中，溫度監(jiān)測系統(tǒng)被用于監(jiān)測組織區(qū)域（例如，被治療的組織、周圍組織）的溫度。在一些實(shí)施例中，溫度監(jiān)測系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成與處理器通信，以用于向用戶或處理器提供溫度信息以允許處理器適當(dāng)調(diào)整該系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，沿著天線在多個(gè)點(diǎn)處監(jiān)測的溫度被用于估計(jì)消融狀態(tài)、冷卻狀態(tài)或安全檢查。在一些實(shí)施例中，沿著天線在多個(gè)點(diǎn)處監(jiān)測的溫度被用于確定例如消融區(qū)的地理特征（例如，直徑、深度、長度、密度、寬度等）（例如，基于組織類型以及在能量輸送裝置中使用的功率數(shù)量）。在一些實(shí)施例中，沿著天線在多個(gè)點(diǎn)處監(jiān)測的溫度被用于確定例如程序的狀態(tài)（例如，程序的結(jié)束）。在一些實(shí)施例中，使用穿過間質(zhì)天線的熱電偶或電磁裝置來監(jiān)測溫度。

程序裝置集線器

本發(fā)明的系統(tǒng)還可以使用直接或間接地利用或輔助本發(fā)明的特征的一個(gè)或多個(gè)附加組件。例如，在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測裝置被用于監(jiān)測和/或報(bào)告系統(tǒng)的任何一個(gè)或多個(gè)組件的功能。此外，可以直接或間接地結(jié)合本發(fā)明的裝置使用的任何醫(yī)療裝置和系統(tǒng)可以被包含在該系統(tǒng)中。這些組件包括但不限于：滅菌系統(tǒng)、裝置和組件；其他手術(shù)、診斷或監(jiān)測裝置或系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)設(shè)備、手冊(cè)、說明書、標(biāo)簽和指南；機(jī)器人設(shè)備等。

在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)采用水泵、容器、管道、電線和/或其他組件，這些組件為本發(fā)明的系統(tǒng)的各組件的連接性提供材料。例如，任何類型的泵可以被用于向本發(fā)明的天線供應(yīng)氣體或液體冷卻劑。在該系統(tǒng)中可以使用含有冷卻劑的氣體或液體處理儲(chǔ)箱。在一些實(shí)施例中，根據(jù)需要同時(shí)使用或連續(xù)使用多個(gè)儲(chǔ)箱（例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、50、100個(gè)等）。在一些實(shí)施例中，使用多于一個(gè)多個(gè)儲(chǔ)箱，從而當(dāng)一個(gè)儲(chǔ)箱變空時(shí)，將自動(dòng)使用額外的儲(chǔ)箱以防止程序的中斷（例如，當(dāng)一個(gè)co2儲(chǔ)箱排空時(shí)，自動(dòng)使用第二co2儲(chǔ)箱以防止程序中斷）。在使用co2的一些實(shí)施例中，使用標(biāo)準(zhǔn)e尺寸的co2鋼瓶來供應(yīng)co2。

在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)采用一個(gè)或多個(gè)外部加熱裝置。該系統(tǒng)并不局限于外部加熱裝置的特定用途。在一些實(shí)施例中，外部加熱裝置被用于保持系統(tǒng)的某些元件處于特定的溫度范圍內(nèi)。例如，在一些實(shí)施例中，外部加熱裝置被用于保持向一個(gè)或多個(gè)裝置提供冷卻劑的氣體或液體處理儲(chǔ)箱（例如，含有co2的儲(chǔ)箱）處于特定的溫度范圍內(nèi)。事實(shí)上，在一些實(shí)施例中，外部加熱裝置防止釋放其內(nèi)容物的儲(chǔ)箱的自然溫度降低，從而保證提供給裝置的冷卻劑是處于恒定的溫度或溫度范圍內(nèi)。該系統(tǒng)并不局限于特定的外部加熱裝置。外部加熱裝置并不局限于將溫度維持在特定范圍內(nèi)的特定方式。在一些實(shí)施例中，外部加熱裝置將氣體或液體處理儲(chǔ)箱（例如，含有co2的儲(chǔ)箱）內(nèi)的壓力保持在特定范圍內(nèi)（例如，在1000磅每平方英寸的壓力下加熱含有co2的儲(chǔ)箱（例如，標(biāo)準(zhǔn)e尺寸的co2鋼瓶），以保持它釋放出co2的壓力處于850磅每平方英寸。

在某些實(shí)施例中，該能量輸送系統(tǒng)（例如，能量輸送裝置、處理器、電源、成像系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)和/或標(biāo)識(shí)系統(tǒng)）和所有相關(guān)的能量輸送系統(tǒng)效用來源（例如，電纜，電線，電源線，管件，提供能量、氣體、冷卻劑、液體、壓力和連通物質(zhì)的管）被以減少不期望的展示問題的方式（例如，糾纏、混亂和與無組織的能量輸送系統(tǒng)效用來源相關(guān)的無菌折中）提供。本發(fā)明并不局限于提供能量輸送系統(tǒng)和能量輸送系統(tǒng)效用來源的特定方式，從而減少不期望的展示問題。在一些實(shí)施例中，如圖13所示，能量輸送系統(tǒng)和能量輸送系統(tǒng)效用來源被組織成具有進(jìn)口/出口箱1300、運(yùn)輸護(hù)套1310和程序裝置匣1320。在一些實(shí)施例中，被組織成具有進(jìn)口/出口箱、運(yùn)輸護(hù)套和程序裝置匣的能量輸送系統(tǒng)和能量輸送系統(tǒng)效用來源提供了幾個(gè)益處。這些益處包括但不限于減少在發(fā)電機(jī)（例如，微波發(fā)生器）與患者之間橫穿的電線的數(shù)量（例如，減少在地板上的電線數(shù)量）、使無菌環(huán)境和手術(shù)室整潔、通過使能量輸送系統(tǒng)隨患者“運(yùn)動(dòng)”以防止裝置變位（例如天線變位）而增加患者的安全性、通過減少能量輸送裝置內(nèi)的能量行進(jìn)距離來增加功率傳輸效率以及通過縮短一次性電纜的長度來減少一次性成本。

本發(fā)明并不局限于特定類型或種類的進(jìn)口/出口箱。在一些實(shí)施例中，進(jìn)口/出口箱包含電源和冷卻劑供應(yīng)源。在一些實(shí)施例中，進(jìn)口/出口箱位于患者在其中接受治療的無菌區(qū)之外。在一些實(shí)施例中，進(jìn)口/出口箱位于病人在其中接受治療的房間之外。在一些實(shí)施例中，進(jìn)口/出口箱位于病人在其中接受治療并以無菌的方式保持的房間中。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電纜將進(jìn)口/出口箱連接到程序裝置匣。在一些實(shí)施例中，使用單一的電纜（例如，運(yùn)輸護(hù)套）。例如，在一些這樣的實(shí)施例中，運(yùn)輸護(hù)套包含用于輸送去到和/或來自進(jìn)口/出口箱的能量和冷卻劑的組件。在一些實(shí)施例中，運(yùn)輸護(hù)套連接到程序裝置匣而不引起醫(yī)生的物理障礙（例如，在地板下排布或者高架在頭頂上等）。在一些實(shí)施例中，電纜是低損耗電纜（例如，將電源附接到程序裝置集線器的低損耗電纜）。在一些實(shí)施例中，低損耗電纜被固定（例如，固定到程序裝置集線器、固定到程序臺(tái)、固定到天花板）以防止意外拉扯電纜事件中的傷害。在一些實(shí)施例中，連接功率發(fā)生器（例如，微波功率發(fā)生器）和程序裝置集線器的電纜是低損耗的可重復(fù)使用的電纜。在一些實(shí)施例中，將程序裝置集線器連接到能量輸送裝置的電纜是柔性的一次性電纜。在一些實(shí)施例中，將程序裝置集線器連接到能量輸送裝置的電纜具有很高的靈活性和“記憶”特性（例如，電纜可以被定形以保持在一個(gè)或多個(gè)期望的位置）。在一些實(shí)施例中，將程序裝置集線器連接到能量輸送裝置的電纜是硅覆蓋的玻璃纖維電纜。

本發(fā)明并不局限于特定類型或種類的程序裝置匣。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為從進(jìn)口/出口箱或其他來源接收功率、冷卻劑或其他元素。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣提供實(shí)際位于患者附近的控制中心，其用于以下任何一個(gè)或多個(gè)：輸送能量到醫(yī)療裝置，將冷卻劑循環(huán)到醫(yī)療裝置，收集和處理數(shù)據(jù)（例如，成像數(shù)據(jù)、能量輸送數(shù)據(jù)、安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)等），以及提供有利于醫(yī)療程序的任何其他功能。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為接合運(yùn)輸護(hù)套以便接收相關(guān)的能量輸送系統(tǒng)效用來源。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為接收和分配各種能源輸送系統(tǒng)效用來源至可應(yīng)用裝置（例如，能量輸送裝置、成像系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)和/或標(biāo)識(shí)系統(tǒng)）。例如，在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為從能量輸送系統(tǒng)效用來源接收微波能量和冷卻劑并且將該微波能量和冷卻劑分配至能量輸送裝置。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為根據(jù)需要開啟或關(guān)閉、校準(zhǔn)以及調(diào)整（例如，自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整）特定的能量輸送系統(tǒng)效用源的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣中具有功率分配器，其用于根據(jù)需要調(diào)節(jié)（例如，手動(dòng)或自動(dòng)打開、關(guān)閉、校準(zhǔn)）特定的能量輸送系統(tǒng)效用源的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣中具有軟件，該軟件被設(shè)計(jì)成以期望的方式提供能量輸送系統(tǒng)效用來源。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣具有顯示區(qū)，用于指示每個(gè)能量輸送系統(tǒng)效用來源的相關(guān)特性（例如，哪些設(shè)備目前正在使用/未使用、特定身體區(qū)域的溫度、特定的co2罐中存在的氣體量等）。在一些實(shí)施例中，該顯示區(qū)具有觸摸功能（例如，觸摸屏）。在一些實(shí)施例中，與能量輸送系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的處理器位于程序裝置匣中。在一些實(shí)施例中，與能量輸送系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電源位于程序裝置匣中。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣具有傳感器，該傳感器被配置為在發(fā)生不期望的事件時(shí)（例如，不期望的加熱，不期望的泄漏，不期望的壓力變化等）自動(dòng)抑制一個(gè)或多個(gè)能量輸送系統(tǒng)效用來源。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣的重量使得它可以被放置在患者身上而不會(huì)引起患者的不適和/或傷害（例如，低于15磅、低于10磅、低于5磅）。

本發(fā)明的程序裝置匣并不局限于特定用途或用在特定設(shè)施中。事實(shí)上，該程序裝置匣被設(shè)計(jì)用于適用發(fā)射能量的任何設(shè)置。這些用途包括任何和所有的醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)和研究應(yīng)用。此外，該程序裝置匣可以用于農(nóng)業(yè)設(shè)施、制造設(shè)施、機(jī)械設(shè)施或?qū)⒁斔湍芰康娜魏纹渌麘?yīng)用。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被用于患者的移動(dòng)性不受限制的醫(yī)療程序中（例如，ct掃描、超聲成像等）。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被設(shè)計(jì)用于定位在無菌設(shè)施中。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被定位在患者的病床上（例如，在床上；在床的欄桿上）、患者所在的臺(tái)子上（例如，用于ct成像、超聲成像、mri成像等的臺(tái)子上）或者患者附近的其他結(jié)構(gòu)上（例如，ct掃描架）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被定位在單獨(dú)的臺(tái)子上。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被附接在天花板上。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被附接在天花板上，從而用戶（例如，醫(yī)生）可以將其移動(dòng)到期望位置（從而避免在使用時(shí)必須將能量輸送系統(tǒng)效用來源（例如，電纜，電線，電源線，管件，提供能量、氣體、冷卻劑、液體、壓力和連通物質(zhì)的管）定位在患者身體上或其附近）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被定位成置于患者身體（例如，患者的小腿、大腿、腰部、胸部）上。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被定位在患者的頭部之上或患者的腳部之下。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有允許附接到期望區(qū)域（例如，程序臺(tái)、患者的鋪巾和/或衣服）的維可牢尼龍搭扣。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附接到用于醫(yī)療程序的條帶（例如，ct安全帶）。在一些實(shí)施例中，該程序帶附接到程序臺(tái)（例如，ct臺(tái)）（例如，通過程序臺(tái)兩側(cè)上的凹槽、通過維可牢尼龍搭扣、通過粘合劑、通過吸入）并且被用于將患者固定到程序臺(tái)（例如，通過纏繞患者并且與例如維可牢尼龍搭扣連接）。該程序裝置集線器并不局限于與程序帶附接的特定方式。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被附接到程序帶。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被附接到允許更換程序帶的獨(dú)立條帶。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被附接到獨(dú)立條帶，該獨(dú)立條帶被配置為附接到程序帶。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被附接到獨(dú)立條帶，該獨(dú)立條帶被配置為附接到程序臺(tái)的任何區(qū)域。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被附接到獨(dú)立條帶，該獨(dú)立條帶具有絕緣件和/或襯墊以確?；颊叩氖孢m度。圖18顯示了連接到程序臺(tái)帶的程序裝置集線器。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置成附連到程序環(huán)。本發(fā)明并不局限于特定類型或種類的程序環(huán)。在一些實(shí)施例中，該程序環(huán)被配置為放置在患者周圍（例如，在患者的軀干、頭、腳、手臂等周圍）。在一些實(shí)施例中，該程序環(huán)被配置為附接到程序臺(tái)（例如，ct臺(tái)）。該程序裝置環(huán)并不局限于特定的形狀。在一些實(shí)施例中，該程序裝置環(huán)是例如橢圓形、圓形、矩形、斜方格等。在一些實(shí)施例中，該程序裝置環(huán)是環(huán)狀的大約一半（例如，25%個(gè)環(huán)形、40%個(gè)環(huán)形、45%個(gè)環(huán)形、50%個(gè)環(huán)形、55%個(gè)環(huán)形、60%個(gè)環(huán)形、75%個(gè)環(huán)形）。在一些實(shí)施例中，該程序環(huán)是例如金屬、塑料、石墨、木材、陶瓷或其任何組合。該程序裝置集線器并不局限于附接到程序環(huán)的特定方式。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被附接到程序環(huán)上（例如，通過維可牢尼龍搭扣、通過帶扣組件、通過粘合劑）。在利用低損耗電纜的一些實(shí)施例中，低損耗電纜額外附接到程序環(huán)。在一些實(shí)施例中，程序環(huán)的尺寸可以被調(diào)整（例如，縮回、伸長）以適應(yīng)患者的大小。在一些實(shí)施例中，額外的物件可以被附接到程序環(huán)。在一些實(shí)施例中，該程序環(huán)可以很容易地移動(dòng)到患者附近并且從患者附近移開。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置為附接到定制無菌鋪巾上。本發(fā)明并不局限于特定類型或種類的定制無菌鋪巾。在一些實(shí)施例中，該定制無菌鋪巾被配置為放置在患者身體上（例如，在患者的軀干、頭、腳、手臂、整個(gè)身體等）。在一些實(shí)施例中，該定制無菌鋪巾被配置為附接到程序臺(tái)（例如，ct臺(tái)）。該定制無菌鋪巾并不局限于特定的形狀。在一些實(shí)施例中，該定制無菌鋪巾是例如橢圓形、圓形、矩形、斜方格等。在一些實(shí)施例中，該定制無菌鋪巾的形狀使得它可以容納患者的特定身體區(qū)域。在一些實(shí)施例中，該程序環(huán)是例如布、塑料或其任何組合。該程序裝置集線器并不局限于附接到定制無菌鋪巾的特定方式。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器附接到定制無菌鋪巾上（例如，通過維可牢尼龍搭扣、通過帶扣組件、通過粘接劑、通過夾具（例如，鱷魚夾））。在利用低損耗電纜的一些實(shí)施例中，低損耗電纜被附接到定制無菌鋪巾上。在一些實(shí)施例中，額外的物件可以被附接到定制無菌鋪巾上。在一些實(shí)施例中，定制無菌鋪巾可以很容易地移動(dòng)到患者附近并且從患者附近移開。在一些實(shí)施例中，定制無菌鋪巾具有用于執(zhí)行醫(yī)療程序的一個(gè)或多個(gè)開窗。圖19顯示了具有開窗和穿過開窗插入的電纜的定制無菌鋪巾。圖20顯示了本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)，其具有經(jīng)由電纜連接到程序裝置集線器的發(fā)電機(jī)，其中該程序裝置集線器被固定到程序臺(tái)（例如，通過程序臺(tái)帶）。此外，如圖20所示，定制無菌鋪巾被定位在躺在程序臺(tái)上的患者身上，其中該定制無菌鋪巾具有開窗。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器被配置為具有腿部以便將集線器定位在患者附近。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有可調(diào)節(jié)的腿（例如，從而允許將程序裝置集線器定位在各種位置）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有三個(gè)可調(diào)節(jié)的腿，從而允許該裝置被定位在各種三艙（tri-pod）位置。在一些實(shí)施例中，這些腿部中具有維可牢尼龍搭扣，以允許附接到期望的區(qū)域（例如，程序臺(tái)、患者的鋪巾和/或衣服）。在一些實(shí)施例中，這些腿部是由彈性材料形成的，該彈性材料被配置為在程序臺(tái)（例如，ct臺(tái)）上方形成弧形并且擠壓程序臺(tái)的欄桿。在一些實(shí)施例中，這些腿部被配置成附接到程序臺(tái)的欄桿上。

在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為與處理器（例如，計(jì)算機(jī)，通過互聯(lián)網(wǎng)，通過手機(jī)，通過pda）通信（無線或通過電線）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器可以通過遠(yuǎn)程控制器來操作。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器上具有一個(gè)或多個(gè)燈。在一些實(shí)施例中，當(dāng)功率從程序裝置集線器流到能量輸送裝置時(shí)，該程序裝置集線器提供可檢測信號(hào)（例如，聽覺、視覺（例如，脈沖燈））。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有聽覺輸入（例如，mp3播放器）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有用于提供聲音（例如，來自mp3播放器的聲音）的揚(yáng)聲器。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有用于為外部揚(yáng)聲器系統(tǒng)提供聲音的聽覺輸出。在一些實(shí)施例中，程序裝置匣的使用允許使用較短的電纜、電線、電源線、管件和/或管道（例如，小于4英尺、3英尺、2英尺）。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣和/或與其連接的一個(gè)或多個(gè)組件或者它的一部分被無菌護(hù)套覆蓋。在一些實(shí)施例中，該程序裝置集線器具有用于供電（例如，至能量輸送裝置）的功率放大器。

在一些實(shí)施例中，該輸送裝置匣被配置為將所運(yùn)輸?shù)睦鋮s劑（例如，co2）壓縮到任何期望的壓力，以便例如保持冷卻劑處于期望的壓力（例如，氣體的臨界點(diǎn)），從而改善冷卻或溫度維護(hù)。例如，在一些實(shí)施例中，氣體被提供處于或接近其臨界點(diǎn)，以便保持裝置、管線、電纜或其他組件的溫度處于或接近恒定的已定義溫度。在一些這樣的實(shí)施例中，組件本身沒有被冷卻，即其溫度不從起始溫度（例如，室溫）下降，而是保持在恒定溫度，該恒定溫度低于倘若沒有干預(yù)則組件將處于的溫度。例如，co2可以處于或接近其臨界點(diǎn)（例如，在78.21kpa下31.1攝氏度）使用以保持溫度，使得系統(tǒng)的組件足夠冷而不燒傷組織，但同樣也不被冷卻或保持為顯著低于室溫或體溫而使得接觸該組件的皮膚被凍結(jié)或者被凍傷。使用這種配置允許使用較少的絕緣，因?yàn)椴淮嬖诒仨殞⑵渑c人體或周圍環(huán)境屏蔽開的“冷”組件。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣具有設(shè)計(jì)成反沖已使用和/或未使用的電纜，電線，電源線，管件，提供能量、氣體、冷卻劑、液體、壓力和連通物質(zhì)的管的縮進(jìn)元件。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣被配置為填充冷卻劑以便分配到例如能量輸送裝置中，使得在使用能量輸送裝置之前冷卻劑處于期望的溫度。在一些實(shí)施例中，該程序裝置匣具有軟件，該軟件被配置為填充冷卻劑以便分配到例如能量輸送裝置中，使得在使用能量輸送裝置之前該系統(tǒng)處于期望的溫度。在一些實(shí)施例中，處于或接近臨界點(diǎn)的冷卻劑的循環(huán)允許冷卻能量輸送裝置的電子元件而無需使用額外的冷卻機(jī)制（例如，風(fēng)扇）。

在一個(gè)說明性實(shí)施例中，進(jìn)口/出口箱包含一個(gè)或多個(gè)微波功率源和冷卻劑供應(yīng)源（例如，加壓的二氧化碳?xì)怏w）。該進(jìn)口/出口箱被連接到輸送微波能量和冷卻劑到程序裝置匣的單個(gè)運(yùn)輸護(hù)套。該運(yùn)輸護(hù)套內(nèi)的冷卻劑管線或能量線路可以彼此纏繞以允許實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸護(hù)套本身的最大冷卻。該運(yùn)輸護(hù)套沿著地板在不妨礙照顧患者的醫(yī)療隊(duì)的運(yùn)動(dòng)的位置延伸到進(jìn)行手術(shù)的無菌區(qū)內(nèi)。該運(yùn)輸護(hù)套連接到位于患者所躺在的成像臺(tái)附近的臺(tái)子上。該臺(tái)子是便攜式的（例如，在輪子上）并且可連接到成像臺(tái)以便它們一起運(yùn)動(dòng)。該臺(tái)子包含臂件，該臂件可以是柔性的或可伸縮的以允許將臂件定位在患者之上和上方。該運(yùn)輸護(hù)套或連接到該運(yùn)輸護(hù)套的電纜沿著該臂件延伸到頭頂上方的位置。在該臂件的末端處是程序裝置匣。在一些實(shí)施例中，向兩個(gè)或兩個(gè)以上的臂件提供兩個(gè)或兩個(gè)以上的程序裝置匣或單個(gè)程序裝置匣的兩個(gè)或兩個(gè)以上的子組件。程序裝置匣是小型的（例如，小于1立方英尺、小于10立方厘米等）以方便移動(dòng)和定位在患者上方。該程序裝置匣包含用于控制該系統(tǒng)的所有計(jì)算方面的處理器。該裝置匣包含一個(gè)或多個(gè)連接端口，以便連接引導(dǎo)到能量輸送裝置的電纜。電纜連接到端口。電纜是可伸縮的并且長度小于三英尺。使用短電纜減少了費(fèi)用并且防止功率損失。當(dāng)不使用時(shí)，電纜懸掛在患者上方的空中，不與患者的身體接觸。端口被配置為在不使用時(shí)（例如，當(dāng)能量輸送裝置沒有連接到特定端口時(shí)）具有虛擬載荷。程序裝置匣在治療醫(yī)生的接觸范圍內(nèi)，使得計(jì)算機(jī)控制可以被調(diào)整并且所顯示的信息可以在程序過程中被實(shí)時(shí)觀察到。

在一些實(shí)施例中，該能量輸送系統(tǒng)利用程序推車來將系統(tǒng)元件維持在一個(gè)區(qū)域內(nèi)。例如，在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)提供了一個(gè)程序推車，其被配置用以儲(chǔ)存冷卻源（例如，供應(yīng)氣體或液體冷卻劑到本發(fā)明的裝置的多個(gè)儲(chǔ)箱）（例如，標(biāo)準(zhǔn)e尺寸的co2鋼瓶）以用于裝置冷卻的目的，并儲(chǔ)存保持冷卻劑源處于期望壓力的外部加熱裝置、一個(gè)或多個(gè)電源、一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的能量輸送系統(tǒng)效用來源（例如，電纜，電線，電源線，管件，提供能量、氣體、冷卻劑、液體、壓力和連通物質(zhì)的管）和/或程序裝置集線器。事實(shí)上，該程序推車并不局限于特定的設(shè)計(jì)或目的。在一些實(shí)施例中，該程序推車被配置用于無菌設(shè)施（例如，手術(shù)室）內(nèi)并且其中具有冷卻箱、相關(guān)的外部加熱裝置和程序裝置匣/集線器。在一些實(shí)施例中，該程序推車被配置為僅用于非無菌設(shè)施。在一些實(shí)施例中，該程序推車被配置為方便移動(dòng)（例如，它被設(shè)計(jì)成具有輪子）。該程序推車被配置為與本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)的任何組件（例如，進(jìn)口/出口箱、運(yùn)輸護(hù)套和/或程序裝置集線器）連接。在一些實(shí)施例中，該程序推車中具有操作和/或監(jiān)測能量輸送系統(tǒng)的組件的顯示區(qū)域（例如，用戶界面軟件）。在一些實(shí)施例中，該程序推車被配置為與處理器（例如，計(jì)算機(jī)，通過互聯(lián)網(wǎng)，通過手機(jī)，通過pda）通信（無線或通過電線）。在一些實(shí)施例中，該程序推車被配置為（無線或通過電線）發(fā)送和接收與能量輸送系統(tǒng)有關(guān)的信息（例如，每個(gè)組件的用途數(shù)量、哪些裝置正被使用等）。

能量輸送系統(tǒng)的用途

本發(fā)明的系統(tǒng)并不局限于特定的用途。事實(shí)上，本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于其中適用發(fā)射能量的任何設(shè)置。這些用途包括任何和所有的醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)和研究應(yīng)用。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置可以用于農(nóng)業(yè)設(shè)施、制造設(shè)施、機(jī)械設(shè)施或其中將要輸送能量的任何其他應(yīng)用。

在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置用于開放手術(shù)、經(jīng)皮、血管內(nèi)、心內(nèi)、內(nèi)窺鏡、腹腔鏡、腔內(nèi)或手術(shù)能量輸送。在一些實(shí)施例中，該能量輸送裝置可以被定位在患者的身體內(nèi)通過導(dǎo)管、通過手術(shù)擴(kuò)展的開口和/或通過身體孔口（例如，嘴、耳、鼻、眼、陰道、陰莖、肛門）（例如，n.o.t.e.s.程序）。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置用于輸送能量到目標(biāo)組織或區(qū)域。在一些實(shí)施例中，提供定位板以便通過本發(fā)明的能量輸送系統(tǒng)改進(jìn)經(jīng)皮、血管內(nèi)、心內(nèi)、腹腔鏡和/或手術(shù)能量輸送。本發(fā)明并不局限于特定類型和/或種類的定位板。在一些實(shí)施例中，定位板被設(shè)計(jì)成將一個(gè)或多個(gè)能量輸送裝置在期望的身體區(qū)域以用于經(jīng)皮、血管內(nèi)、心內(nèi)、腹腔鏡和/或輸送能量的手術(shù)。在一些實(shí)施例中，該定位板的成分使得它能夠防止將身體區(qū)域暴露于來自能量輸送系統(tǒng)的不期望的熱量。在一些實(shí)施例中，該板提供引導(dǎo)件以便輔助定位能量輸送裝置。本發(fā)明并不受限于目標(biāo)組織或區(qū)域的性質(zhì)。用途包括但不限于治療心臟心律失常、腫瘤消融（良性和惡性）、手術(shù)過程中的出血控制、創(chuàng)傷后的出血控制、對(duì)于任何其他的出血控制、去除軟組織、組織切除和收獲、治療靜脈曲張、腔內(nèi)組織消融（例如用于治療食管疾病如巴氏食管癌和食管腺癌）、骨腫瘤、正常骨和良性骨條件下的治療、眼內(nèi)用途、美容手術(shù)用途、治療包括腦腫瘤和電擾動(dòng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病癥、滅菌程序（例如輸卵管切除）和燒灼血管或組織以用于任何目的。在一些實(shí)施例中，外科應(yīng)用包括消融療法（例如，為了實(shí)現(xiàn)凝固性壞死）。在一些實(shí)施例中，外科應(yīng)用包括對(duì)目標(biāo)例如轉(zhuǎn)移性腫瘤進(jìn)行腫瘤消融。在一些實(shí)施例中，該裝置被配置為以對(duì)組織或生物體損傷最小的方式移動(dòng)和定位在任何期望的位置，包括但不限于腦、頸、胸、腹和骨盆。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)被配置為例如通過計(jì)算機(jī)斷層攝影、超聲波、磁共振成像、熒光鏡等進(jìn)行引導(dǎo)輸送。

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供治療組織區(qū)域的方法，其包括：提供組織區(qū)域和本文描述的系統(tǒng)（例如，能量輸送裝置，以及至少一個(gè)下列組件：處理器，電源，引導(dǎo)、控制和傳輸功率的裝置（例如功率分配器），溫度監(jiān)測器、成像器、調(diào)諧系統(tǒng)和/或降溫系統(tǒng)）;將能量輸送裝置的一部分定位在組織區(qū)域的附近，并且用該裝置輸送一定量的能量到組織區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述組織區(qū)域是腫瘤。在一些實(shí)施例中，能量的輸送導(dǎo)致例如組織區(qū)域和/或血管血栓形成的消融和/或組織區(qū)域的電穿孔。在一些實(shí)施例中，所述組織區(qū)域是腫瘤。在一些實(shí)施例中，所述組織區(qū)域包括以下一個(gè)或多個(gè)：心臟、肝臟、生殖器、胃、肺、大腸、小腸、腦、頸、骨骼、腎臟、肌肉、肌腱、血管、前列腺、膀胱和脊髓。

實(shí)驗(yàn)

示例i.

該示例演示了通過使用經(jīng)由冷卻劑通道循環(huán)冷卻劑的本發(fā)明的能量輸送裝置來避免不期望的組織加熱。對(duì)于所有的實(shí)驗(yàn)，消融針軸均為20.5cm。存在手柄組裝件的最小冷卻表明手柄冷卻效應(yīng)被良好地隔離。溫度探針1、2和3分別位于靠近不銹鋼針的尖端的4cm、8cm和12cm處（參見圖9）。溫度測量是在插入豬肝臟后針對(duì)35%的功率測量和插入豬肝臟后針對(duì)45%的功率測量來進(jìn)行的。針對(duì)35%的功率測量，探針4自身在手柄上。針對(duì)45%的功率測量，探針4位于針-皮膚界面處，即從不銹鋼針尖回退約16cm。

如圖10所示，用不具名的高(6.5%)反射功率在35%的功率下治療10分鐘表明在探針1、2、3和手柄處維持該裝置處于非組織損傷溫度。

如圖11所示，用不具名的高(6.5%)反射功率在45%的功率下治療10分鐘表明在探針1、2、3、4處維持該裝置處于非組織損傷溫度。在用不具名的高(6.5%)反射功率在45%的功率下進(jìn)行10分鐘的消融后，皮膚和脂肪層的觀察結(jié)果表明沒有明顯的燒傷或熱損傷。

示例ii.

該示例演示了發(fā)生器校準(zhǔn)。發(fā)生器校準(zhǔn)是在工廠中由cober-muegge完成的，并且被設(shè)置成對(duì)于大于150w的功率來說最精確。磁控管表現(xiàn)得很像二極管：增加陰極電壓沒有增加真空電流（與輸出功率成正比）直到達(dá)到臨界閾值，在該點(diǎn)處真空電流隨著電壓而迅速增加。該磁控管源的控制依賴于該臨界點(diǎn)附近的陰極電壓的精確控制。因此，針對(duì)從0-10%的功率沒有詳細(xì)說明發(fā)生器，并且輸出功率與理論輸入功率的百分比之間的相關(guān)性低于15%。

為了測試發(fā)生器校準(zhǔn)，功率控制盤是以1%的增量從0.25%變化（相當(dāng)于以3瓦的增量變化的0-75w的理論輸出功率），并且發(fā)生器的輸出功率顯示被記錄并且功率輸出被測量。針對(duì)同軸電纜、耦合器和負(fù)載在室溫下的測量損失來調(diào)整測量的輸出功率。同樣針對(duì)偏移誤差（即當(dāng)撥號(hào)盤被設(shè)置為0%時(shí)發(fā)生器的讀數(shù)為2.0%）調(diào)整了輸出顯示。

撥號(hào)盤和發(fā)生器輸出功率顯示之間的誤差對(duì)于低功率撥號(hào)盤設(shè)定值來說是比較大的。針對(duì)高于15%的撥號(hào)盤設(shè)定值，這兩個(gè)數(shù)值迅速收斂到小于5%的百分比誤差。類似地，針對(duì)低于15%的撥號(hào)盤設(shè)定值，所測量的輸出功率明顯不同于理論輸出功率，但針對(duì)高于15%的撥號(hào)盤設(shè)定值則更準(zhǔn)確。

示例iii.

該示例描述了在制造過程中的天線的安裝和測試。這提供了在制造環(huán)境中進(jìn)行安裝和測試的方法。該方法采用了液態(tài)的等效于組織的人體模型而不是組織。

根據(jù)已經(jīng)在天線上進(jìn)行的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量，可以獲知l2的約1mm的變化將導(dǎo)致反射功率從小于約30db增大到約20-25db。在消融過程中發(fā)生的組織屬性的變化很可能使得這種增長變得不太明顯，因此我們認(rèn)為長度l2上的0.5mm的相對(duì)容差是合理的。同樣，在長度l1上使用0.5mm的容差，即使總反射系數(shù)更依賴于l2而不是l1。

為了質(zhì)量控制的目的對(duì)天線調(diào)諧進(jìn)行的測試可以利用設(shè)計(jì)成模擬肝、肺和腎的介電屬性的液體溶液來實(shí)現(xiàn)（參見例如，guyaw(1971)ieeetrans.microw.theorytech.19:189–217；通過引用以其整體并入本文）。天線被沉浸在該人體模型中，并且使用單端口測量裝置或全矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（vna）來記錄反射系數(shù)。選擇對(duì)低于30db的反射系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證以確保適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧。

示例iv.

該示例比較三軸天線和中心饋電偶極天線的效率、加熱能力和可制造性。創(chuàng)建能夠易于插入的更剛性鋒利尖端要求對(duì)原始三軸設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。初始時(shí)使用計(jì)算機(jī)建模來確定添加氧化鋁鞘和帶面的金屬尖端可能需要什么樣的天線長度變化。在建模確認(rèn)天線將需要被延長并且金屬尖端將不會(huì)使性能退化之后，構(gòu)造天線以在體外肝組織中進(jìn)行測試。該測試表明經(jīng)修改的設(shè)計(jì)保留了其高效率且同時(shí)提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度以用于經(jīng)皮放置。中心饋電偶極設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)建模得到邊際結(jié)果，并且后續(xù)裝置加工被證明難以復(fù)制。因此，可插入三軸裝置被選擇為先導(dǎo)的天線設(shè)計(jì)。

計(jì)算機(jī)建模表明，熱阻涂層和嚴(yán)重的熱分解能夠減少允許從遠(yuǎn)端天線尖端流到天線的近端部分的熱量數(shù)量。然而，有效的水冷解決方案能夠使0.020”同軸電纜的功率產(chǎn)出從約8w增大到超過150w。水冷也消除了當(dāng)使用150w輸入功率時(shí)從天線尖端向近端延伸的任何軸加熱（圖21）。然而，該實(shí)施方式需要使用昂貴的0.020”同軸電纜來提供充足的水流流量（約30ml/min）。另外，0.020”電纜的損耗是先前使用的0.047”電纜的二到三倍，這使得功率產(chǎn)出減少多達(dá)15w并且需要該額外功耗的冷卻。包含圍繞整個(gè)組裝件的peek鞘的最終天線設(shè)計(jì)減少了可能發(fā)生在金屬天線與周圍組織之間的粘結(jié)，同時(shí)也提供顯示為減少熱傳導(dǎo)加熱的熱緩沖。

通過經(jīng)皮使用冷卻的17號(hào)原型天線或者來自valleylab/covidien的17號(hào)冷卻的rf電極以創(chuàng)建正常體內(nèi)豬肺模型中的消融來進(jìn)行研究。利用針對(duì)rf組具有阻抗控制的200w的臨床標(biāo)準(zhǔn)和針對(duì)微波組的135w的臨床標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行消融10分鐘。在微波組中創(chuàng)建的消融明顯大于rf組中的消融，其中平均消融直徑分別是（平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差）3.32±0.19cm和2.7±0.27cm（p<.0001，圖9）。在微波組中消融的圓形度也是顯著高于rf組中的圓形度（0.90±0.06對(duì)0.82±0.09，p<.05）。在整個(gè)研究中沒有觀察到嚴(yán)重的并發(fā)癥。在兩次消融期間在一個(gè)動(dòng)物中觀察到輕微氣胸，兩者都來自rf組。兩者在沒有干預(yù)的情況下都保持穩(wěn)定。從這項(xiàng)研究中得出的結(jié)論是，微波比rf電流更有效且通常更快速地加熱肺組織。

示例v.

該示例研究了在模擬加熱環(huán)境中的冷卻。加熱器線圈被近乎等同于三軸天線的第三導(dǎo)體的17號(hào)不銹鋼針穿過。四個(gè)熱電偶沿著該針的外側(cè)放置并且整個(gè)系統(tǒng)用閉孔泡沫進(jìn)行熱隔離。這種設(shè)施被認(rèn)為是最壞的情況，因?yàn)檠骱蜕锝M織的高熱導(dǎo)率將傾向于提供一些天線冷卻。線圈用0-50w的功率加熱并且用運(yùn)行于0-10stpl/min流量的nc-co2來記錄溫度。測試結(jié)果表明，適度的co2流量足以冷卻整個(gè)50w的輸入功率，使得加熱管保持在環(huán)境溫度（圖24）。

當(dāng)不存在冷卻時(shí)在針的外表面上記錄的溫度超過100°c，但是用10-20stpl/min的nc-co2進(jìn)行冷卻將使得表面溫度降低到低于30°c（圖24）。這些測試表明，適量的nc-co2（約10stpl/min）可以有效地冷卻來自消融天線的內(nèi)側(cè)的多達(dá)50w的功率。

示例vi.

該實(shí)驗(yàn)測量從加熱天線尖端向近端的熱傳導(dǎo)效應(yīng)。經(jīng)修改的天線（其用導(dǎo)熱銅管取代陶瓷散熱段）被放置在具有熱膏的電加熱器內(nèi)以確保加熱器與天線的良好熱接觸（圖25）。熱電偶沿著天線的外表面被放置在幾個(gè)點(diǎn)處以測量溫度與nc-co2流量之間的關(guān)系。

在冷卻之前，沿著外導(dǎo)體的溫度在靠近加熱器1厘米處超過了80°c。當(dāng)即使以13stpl/min的適度速度啟動(dòng)冷卻時(shí)，溫度下降到nc-co2氣體的輸入溫度：約0°c（圖25）。增加流速將進(jìn)一步降低溫度。氣體在熱交換器中被稍微預(yù)冷以測試針軸上的“粘結(jié)”功能的可能性，類似于冷凍消融探針?biāo)捎玫?。這種預(yù)冷導(dǎo)致近臨界操作的低于期望的溫度31°c，并且附加實(shí)施方式超出本次調(diào)查的范圍。

也執(zhí)行了使用相同設(shè)施和加熱器的隨訪測試來評(píng)估所需冷卻功率的下限。在這項(xiàng)研究中，10stpl/min的初始流量被顯示為將溫度降低到約0°c。然后去除該流動(dòng)，并且當(dāng)軸溫升高到超過30°c時(shí)將1stpl/min的co2脈沖注射大約10s。盡管沒有冷卻時(shí)溫度將快速上升，但是僅需要較小的co2脈沖來消除溫度上升并保持系統(tǒng)處于環(huán)境溫度（圖26）。這些結(jié)果表明，例如少量的co2可以被用來在程序過程中保持天線低于iso60601-1標(biāo)準(zhǔn)。溫度反饋/監(jiān)測系統(tǒng)可以用來在程序過程中最小化co2的使用。近臨界co2是微波消融天線內(nèi)部的液體冷卻的一種有效可行的替代。nc-co2的熱容量的增加確保僅需要小體積的液體來將消融天線冷卻到安全水平。結(jié)果表明，約10stpl/min的適度流量足以冷卻產(chǎn)生高達(dá)50w功率的天線。

示例vii.

該示例評(píng)估利用在消融過程中小劑量周期性地注射碘造影劑材料來通過新型重建技術(shù)提高消融區(qū)可視化且同時(shí)減少造影劑材料劑量的可行性。缺乏一種普遍且有效的術(shù)中成像技術(shù)是熱消融治療腫瘤領(lǐng)域的重要限制。超聲成像可能被加熱時(shí)所形成的氣泡遮擋，而造影增強(qiáng)ct通常僅限于具有大劑量造影劑材料注射的一次掃描。

雌性家豬被準(zhǔn)備好并且被麻醉。使用三個(gè)內(nèi)部冷卻的開關(guān)電極執(zhí)行20分鐘的射頻消融。在消融過程中，15ml碘造影劑（300mg/ml）每2分鐘輸送一次，并且在每次注射之后的預(yù)定肝臟增強(qiáng)時(shí)間（90秒）采集腹部ct。利用常規(guī)在線重建和具有高度約束反向投影（hypr）的離線重建來創(chuàng)建ct圖像。針對(duì)消融區(qū)與背景肝臟之間的成像對(duì)比度以及信噪比將常規(guī)圖像與hypr重建圖像進(jìn)行對(duì)比。ct圖像進(jìn)行使用常規(guī)的在線重構(gòu)和高度約束反投影重建創(chuàng)建脫機(jī)（hypr）。常規(guī)和hypr重建圖像進(jìn)行比較的消融區(qū)和背景肝和信號(hào)之間的成像對(duì)比噪聲比。

消融區(qū)的生長可以用2分鐘的時(shí)間分辨率來可視化。消融區(qū)在2-6分鐘內(nèi)變得明顯可見，其中積累的造影劑劑量為15-45ml。圖像質(zhì)量通過積累的造影劑劑量而得以改善。hypr重建圖像中的snr是標(biāo)準(zhǔn)重建的約3-4倍，并且hypr使得消融區(qū)與背景肝臟之間的信號(hào)對(duì)比度改善高達(dá)6倍（圖27和圖28）。

以上說明書中提到的所有出版物和專利通過引用合并于此。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本發(fā)明所描述的方法和系統(tǒng)的各種修改和變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。雖然已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，所要求保護(hù)的本發(fā)明不應(yīng)過分地局限于這些具體實(shí)施例。事實(shí)上，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的所描述的用于實(shí)施本發(fā)明的模式的各種修改旨在處于隨附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。