专利名称:使用球形消融图案的生物组织热消融装置和方法
技术领域:
本发明 一般性涉及组织消融的装置和方法,更具体涉及用于围绕靶 生物组织的装置。
背景技术:
标准的外科手术程序,例如用于治疗肝和其它器官的良性和恶性肿 瘤的组织切除术,存在一些影响疗效、发病率和死亡率的关键缺点。这 些缺点的基本问题在于很多情况下不能实施切除术。为了帮助克服这种 局限, 一系列单极射频(RF)装置被设计用于组织消融和切除。不过, 这些单极装置在典型临床环境下用处有限,因为它们过度复杂和难于使 用,并且导致耗时的程序,它们可能通过接地垫烧伤(grounding pad burns)给患者造成额外伤害。而且,这些单极组织消融装置在可产生 消融的范围和尺寸方面存在限制,并表现出很差的消融结果一致性以及 总体低效率。通常已知的消融装置被^L计成穿刺进入靶组织并从内向外 消融组织。这种方法会造成乾组织加热不均匀并且由于反复从恶性组织 内穿刺和回缩可造成肺瘤播种(tumor seeding),因此,需要一种克服 这些单极组织消融装置缺点的组织消融系统。
图l是根据一个实施方案的组织消融装置,包括机头、展开滑块、 递送构件/管以及多个处于收起状态且连接在能量源和远侧尖端之间的 能量导管。
图2是根据图1实施方案的组织消融装置,包括机头、展开滑块、 递送构件/管以及多个处于展开状态且连接在能量源和远侧尖端之间的 能量导管。
图3是根据图1实施方案的组织消融装置的远侧部,包括递送构件 /管和多个处于收起状态的能量导管。
图4是才艮据图1实施方案的组织消融装置的远侧部,包括递送构件 /管和多个处于展开状态的能量导管。
图5示出根据图1实施方案的组织消融装置的远侧部的放大图,包 括中心展开杆和多个处于展开状态的能量导管。
图6示出根据图1实施方案的组织消融装置的中间截面的放大图, 包括中心展开杆和多个处于展开状态的能量导管。
图7示出根据图1实施方案的组织消融装置的远端的分解图,包括 中心展开杆、包括多个能量导管和展开杆的递送构件/管的旋转侧视图、 和远侧尖端。
图8是根据图1实施方案的多个直径为5、 6和7厘米(cm)的展 开能量导管的端视图。
图9是根据一个实施方案的能量导管的截面图,所述能量导管配置 为当压住或压紧组织时对组织进行切割、分离和分割中的至少其一。
图10是根据一个可选实施方案的组织消融装置的远侧部,包括递 送构件/管和多个处于展开状态的能量导管。
图11是根据另一可选实施方案的组织消融装置的远侧部,包括递送 构件/管和多个处于展开状态的能量导管。
图12是根据一个实施方案使用组织消融装置的组织消融程序的流 程图。
图13示出根据一个实施方案的螺旋电极消融装置。 图14示出根据一个实施方案的包括流体路径的组合电极消融装置。 图15A示出根据一个实施方案的用于围绕靶点的两级消融装置。 图15B示出根据一个实施方案的图15A所示消融装置的端视图。 图15C示出根据一个可选实施方案的图15A所示消融装置的端视图。
图16A示出根据一个实施方案的含有围绕电极和穿刺电极的消融装置。
图16B示出根据一个实施方案的含有围绕电极和流体递送元件的消
融装置。
图17示出根据一个实施方案的电极通过套管针侧面伸出的消融装置。
图18是才艮据一个实施方案的电极通过套管针末端伸出的消融装置。
图19A是根据一个实施方案的具有从套管针末端伸出的螺旋电极的 套管针的侧视图。
图19B是图19A所示实施方案的俯视图,示出围绕靶组织的电极。
图20示出根据一个实施方案的具有组合螺旋电极的消融系统。
图21示出根据第二可选实施方案的螺旋电解消融装置。
图22示出才艮据一个实施方案的包括两个围绕靶组织的独立套管针 的组合消融装置。
图23A是根据的一个可选实施方案的包括两个围绕靶组织的独立套 管针的组合消融装置的侧视图。
图23B是图23A的可选实施方案的端视图。
图24A示出根据一个实施方案的包括两个配置为至少部分围绕靶组 织的单一元件电极的多套管针系统。
图24B示出多套管针系统的一个可选实施方案,其中一个电极通过 套管针的侧面伸出。
图25A示出根据一个实施方案的三套管针系统,所述系统配置为至 少部分围绕靶组织。
图25B是图25A的三套管针系统的端视图。
在附图中,相同的附图标记标识相同或者基本相似的元件或动作. 为了便于讨论任意具体元件或动作,附图标记中最重要的数字是指首先 引入该元件的附图号(例如元件i08是图1中最先引入和讨论的)。
具体实施例方式
本文描述了一种包括多个部件和方法的组织消融系统,其用于在各 种生物组织中围绕靶组织并产生组织消融体积。该生物组织包括人体各 种器官的组织,包括肝、脾、肾、肺、乳房和其它器官,但是不限于此。在以下说明书中,引入多个具体细节以对该组织消融系统的实施方案提 供彻底的理解和启用说明。但是,本领域技术人员将认识到该组织消融 系统可以在没有一个或多个特定细节或者具有其它部件和系统情况下 实施。在其它例子中,已知的结构或操作没有显示或者没有详细描述, 目的是避免模糊该组织消融装置的特征。
图1是^L据一个实施方案的组织消融系统100。组织消融系统100 包括与至少一个能量源112相连接的组织消融装置101。根据一个实施 方案,组织消融装置101包括机头102、展开滑块104、递送构件/管106、 多个能量导管108和远侧尖端110。能量导管108(本文也称为电极108 ) 处于收起状态,但是不限于此。图2是根据一个实施方案的具有处于展 开状态的能量导管108的组织消融装置。组织消融装置101也可以包括 现有技术中已知的以及适合于包括组织消融装置101的程序的其它部件。
组织消融系统100的部件根据图1和图2依次进行描述。组织消融 装置101的机头102包括使用者握持组织消融装置101的手柄。机头102 为能量源112和一个或多个能量导管108之间提供连接,能量导管108 可以与或者可以不与机头102和能量源112中的至少其一连接。展开滑 块104或前进机构104 (其在一个实施方案中整合于机头102中)在启 动时展开或收起能量导管108。
组织消融装置IOI还包括支持能量导管108在靶组织中安置的递送 构件/管106,但是不限于此。形成递送构件/管106所使用的材料是导 电、调节和涂覆以允许经电极导电的材料中的至少一种。例如,形成递 送构件/管106所使用的材料是不锈钢、镍钛、合金和包括Ultem、聚碳 酸酯和液晶聚合物的塑料中的至少一种,但是不限于此。递送构件/管 106的直径约为0.05 ~ 0.5英寸,长度约为0.1~20英寸,适合伸展进入 适合所述处理程序的身体区域。例如, 一个实施方案中的递送构件/管 106的直径约为0.08 ~ 0.3英寸,长度约为2 12英寸。
配置为适于插入特定组织类型的能量导管108由一种或多种材料形 成,其形状、尺寸和图案支持与靶组织连接并允许能量导管108递送足 够的能量以消融所述靶组织。能量导管108包括的材料选自例如导电或 镀覆的金属和/或塑料、包括形状记忆合金的超级合金、和不锈钢。例 如,能量导管108包括镍钛合金,但是可以由包括不锈钢、镍钬和各种
合金中的多种材料或其任意组合形成。
一个实施方案的能量导管108 (其整体可称为电极阵列108)可根 据相应系统的能量传递参数(电流、阻抗等)而具有多种不同的尺寸(包 括长度和直径)。使用直径不同的能量导管108允许平衡靶组织中的能 量/能量密度。因此,除了能量导管108之间的间距之外,使用直径不 同的能量导管108提供一种控制靶组织能量平衡的方法。 一个实施方案 中的一个或多个能量导管108的外直径约为0.005 ~ 0.093英寸,但是不 限于此。此外, 一个实施方案中能量导管108的长度足以产生或者制造 出约为1~15厘米的消融直径,但是不限于此。例如, 一个实施方案的 能量导管108的外直径约为0.01 ~ 0.025英寸,其长度足以产生或者制 造出约为3~9厘米的消融直径。
多个可选实施方案中的能量导管108可包括支持能量导管108弯曲 和/或成形的材料。此外,可选实施方案的能量导管108可包括在沿能 量导管108轴的多个段和/或部分中的绝缘材料、涂层和/或覆盖物,其 适合于相应程序和/或靶组织类型的能量递送要求。
一个实施方案的能量源112(也称为发生器112或发电机112)以可 选频率递送预定量的能量以消融组织,但是不限于此。能量源112包括 多种能量源中的至少一个,所述多种能量源包括在射频(RF)范围内 运行的发电机。更具体地,能量源112包括射频发电机,其工作频率约 为375~650千赫兹,工作电流约为0.1~5安培,工作阻抗约为5~100 欧姆,但是不限于此。例如, 一个实施方案的能量源112的工作频率约 为400~550千赫兹,工作电流约为0.5~4安培,但是不限于此。为监 测或控制所述组织消融过程而对来自能量源112的电输出参数的选择可 根据组织类型、操作员的经验、技术和/或偏好在大范围内变化。
组织消融系统100可包括多个其它部件,例如半自动或全自动控制 来自能量源112的能量递送的控制器(未图示)。例如,所述控制器可 增加对能量导管108的功率输出、当能量导管108 ^括温度传感器或者 接收来自远程传感器的温度时控制温度、和/或监测或控制阻抗、功率、 电流、电压和/或其它输出参数。所述控制器的功能可以和能量源112 的功能整合到一起,可以和组织消融系统100的其它部件整合到一起, 或者可以是连接在组织消融系统IOO的部件之间的独立装置的形式,但 是不限于此。
此外,组织消融系统100可以包括操作员显示器(未图示),其显 示诸如一个或多个能量导管108的温度、能量源112输出的阻抗、功率、 电流、电压、定时信息和/或电压的加热参数。所述显示器的功能可以 和能量源112的功能整合到一起,可以和组织消融系统100的其它部件 整合到一起,或者可以是连接在组织消融系统100的部件之间的独立装 置的形式,但是不限于此。
运行时,使用者向前移动展开滑块104,并且作为响应,能量导管 108受迫进入展开状态,或者在预成形能量导管的情况下从收起状态释 放至展开状态。如图2所示,展开的能量导管的形状可以形成一系列近 似半球形的扇形体,其合拢起来时形成球体轮廓。在对展开的电极施加 能量时,所述组织消融装置产生球形体积的消融组织。
图3是根据图1实施方案的组织消融装置101的远侧部,包括递送 构件/管106、展开构件或杆112、多个处于收起状态的能量导管108 (为 简便起见,只显示两个能量导管,但是该实施方案不限于此)和远侧尖 端IIO。能量导管108单独或共同连接至能量源或者发电机(未图示)。 当能量导管108处于收起状态时,组织消融装置的远侧部呈现出非常流 线型的外形,其非常适合穿透组织,前进/安置到可能含有恶性或者非 恶性肿瘤的区域内或附近。通过穿透肺瘤,所述远侧尖端可以恰好置于 肿瘤之外。
图4是根据图1实施方案的组织消融装置101的远侧部,包括递送 构件/管106,展开构件或杆102,多个处于展开状态的能量导管108, 和远侧尖端110。能量导管108单独或共同连接至能量源或者发电机(未 图示)。当组织消融装置的远侧部置于适合进行相关医疗程序的靶组织 中之后,使用者向前移动展开滑块(未图示)以展开能量导管108,从 而完全包围需要消融的组织体积。
至于能量导管108的展开,部分或者全部能量导管108可响应展开 滑块的前进而展开。例如, 一个实施方案中所有的能量导管108响应展 开滑块的前进而同时展开。又如, 一组能量导管108可展开形成具有第 一直径的球体,另一组能量导管108可展开形成具有第二直径的球体。 其它可选实施方案可以使用现有技术已知的其它展开方案。
一个实施方案的能量导管108将射频(RF)电流递送至靶组织,同 样也可具有交变电流极性。所述能量导管的交变极性序列包括各种交变
极性的序列组合。例如,在使用10个能量导管的实施方案中,交变极 性是正极(+ ),负极(-),+,-,+,-,+,-,+,-。一 个可选极性序列是+, +, -, - , +, +, -, -, +, +。又一 个可选极性序列是-,-,+, +, -, - , +, +,-,-。再一 个可选极性序列是+, +, +, +, +,-,-,-,-,-。这些 例子只是举例说明可能的极性结构,本文所述的组织消融系统100不限 于10个电极或者这些交变极性结构。
一个可选实施方案的能量导管传导具有单一电极性的电流,而展开 杆112传导具有与所述能量导管的电流极性相反的电流。另 一个可选实 施方案中,可展开的能量导管在相同电极性(展开杆为另一极性)和交 变极性(可展开的能量导管之间)之间进行切换。又一个实施方案中, 展开杆和可展开的能量导管具有单电极性,并与一个或多个次级接地垫 同时4吏用,以提供相反极性的构件。
不同的可选实施方案可在一个程序中同时使用任意数目的能量导 管,以便形成形状和尺寸适合治疗程序的消融组织的体积。本领域技术 人员将认识到对于本文所述的组织消融装置存在多个可选方案。
图5显示根据图1实施方案的组织消融装置101的远侧区域或远侧 部,包括中心展开杆112、多个处于展开状态的能量导管108 (为简便 起见,只示出两个能量导管,但是该实施方案不限于此)、导管绝缘体 504和远侧尖端110。为支持经能量导管108递送交变极性的电能,导 管绝缘体504与能量导管108的远端机械连接,并同时在每个能量导管 108之间保持电绝缘。在该组织消融装置中,可展开的能量导管108与 导管绝缘体504相连接。能量导管108和导管绝缘体504的结合体与不 导电的保持盘502相连接,而后者与导电的展开构件112相连接。本实 施方案中,与展开构件112相接的还有适合穿刺组织的导电远侧尖端 110。将展开滑块向前移动,使得可展开的能量导管或电极108承受压 缩负载。当这个力增加至大于可展开的能量导管108的柱强度时,能量 导管108弯曲并以受控方式向外展开。
作为选择,能量导管108在由诸如镍钬合金(NiTi)的合适材料制 成时,可以预先成形为所需形状。使用预成形的电极时,向前移动所述 展开滑块允许可展开的电极恢复预成形的形状。施加少量能量如RF电 流可帮助促进电极展开穿过组织。
图6显示才艮据图1实施方案的组织消融装置101的中截面,包括递 送构件/管106、展开构件112、和多个处于展开状态的能量导管108 (为 简便起见,只示出两个能量导管,但是该实施方案不限于此)。能量导 管108的近端604与电绝缘体602或绝缘材料602连接,但是不限于此。
图7显示根据图1实施方案的组织消融装置101的远侧区域的分解 图,包括展开构件112、远侧尖端110、和能量导管保持盘502的旋转 侧视图。尽管有多种方法在所述远侧末端处连接组织消融装置101的部 件, 一种这样的方法是配置简单的螺紋702以接纳展开构件112的远侧 末端。作为选择,也可以采用配合部件之间压配合或过盈配合或者使用 各种粘合剂。上述参照图5的保持盘502被配置为与展开构件112和远 侧尖端IIO相连接。
图8是根据图1实施方案的具有展开的能量导管108的组织消融装 置101的端视图,能量导管108形成球形,其直径约为5、 6和7厘米。 一个实施方案的组织消融装置101在能量导管108之间提供大致均匀的 间隔,但是可选实施方案可以支持任意数目/组合的能量导管108结构。 一个实施方案的组织消融装置101通过展开滑块对可展开能量导管的展 开程度提供控制,从而支持多种球形展开尺寸,但是不限于此。
图9是根据一个实施方案的能量导管900的横截面,能量导管900 配置为当压住或压紧组织时对组织进行切割、分离和分割中的至少其 一。能量导管900用于形成上述参照图1的能量导管108。当能量导管 卯0从收起状态(图3)向展开或膨胀状态(图4)推进时,能量导管 900穿透或分离周围组织。 一个实施方案中,这种穿透通过使用具有适 合分离或切割周围组织的几何结构的能量导管完成。 一个可选实施方案 中,能量导管900对组织的穿透通过对能量导管900施加能量例如RF 能量来完成,从而促进能量导管在前进时切割组织。另一可选实施方案 包括使用具有切割几何结构的能量导管卯0,以及同时对能量导管卯0 施加合适的电能。
图10是根据一个可选实施方案的组织消融装置的远侧部1000,包 括递送构件/管和多个处于展开状态的能量导管A, B, C, D, E, F和 G(总称为A-G)。例如,能量导管A-G包括镍钛合金,但是其可以由 任意数目/组合的材料形成。此外, 一个实施方案的能量导管A-G的外 直径约为0.010 ~ 0.040英寸,但是不限于此。
如上所述,递送构件/管1006为能量导管A-G的配置提供充分的支 持。展开滑块(未图示)的前进使能量导管A-G前进并展开至展开形 状。这些能量导管A-G的形状可形成一系列近似半球形的扇形体,在 一个实施方案中,当这些能量导管A-G合拢在一起时其形成完全包围 靶向消融组织体积的球体1099的轮廓。对能量导管A-G施加RF能量 产生或形成消融组织的球形体积。
一个实施方案中的能量导管A-G配置为每个能量导管都具有交变 电极性。 一个可选实施方案的能量导管具有单一电极性,而递送构件/ 管1006传导相反极性。另一个可选实施方案中,能量导管A-G独立地 在相同电极性之间切换,并且递送构件/管1006将相反/交变极性传输给 能量导管A-G。又一个可选实施方案中,递送构件/管1006和能量导管 A-G具有单一电极性,并且与一个或者多个次级接地垫一起使用以提供 相反极性的构件。
在操作时, 一个实施方案的组织消融系统将能量通过能量导管A-G 递送给乾组织。例如,所述能量包括射频(RF)能量,但是不限于此。 所述能量通过多种技术中的任意一种进行递送。所述能量可以通过脉冲 波形和/或连续波形施加,但是不限于此。
在一个包括所述组织消融系统使用的示例程序中,可以在能量导管 A-G展开进入靶组织的过程中对能量导管A-G施加能量。所述能量可 以在程序进行时和以适合于所述程序的方式自动施加,或者作为选择, 手动施加。并且,在程序期间可以通过调节功率水平、波形、以及功率 水平与波形的组合中的任意一个来调节递送给靶组织的能量。
在另 一个包括所述组织消融系统使用的示例程序中,可以在能量导 管A-G展开进入靶组织后对能量导管A-G施加能量。所述能量可以适 合所述程序的方式自动施加,或者作为选择,手动施加。并且,在程序 期间可以通过调节功率水平、波形、以及功率水平与波形的组合中的任 意一个,手动和/或自动调节递送给靶组织的能量。
除了组织消融装置1000的部件之外,可采用各种传感技术来引导 或控制组织消融的进程。例如,温度传感器可嵌入或附着于能量导管 A-G和递送构件/管1006中的至少其一,为使用者和/或能量控制器提供 反馈。此外,多种传感器可从组织消融装置1000展开进入靶组织的组 织中。
除了上述组织消融系统的部件之外,各种传感技术可与所述组织消 融系统一起使用和/或与所述组织消融系统结合,以引导或控制所述组 织消融的进程。例如,温度传感器可嵌入或附着于可展开能量导管,并 为使用者和/或能量控制器提供反馈。多种传感器也可从所述装置展开 进入靶组织内的组织中,在本例中为球形。
图11是才艮据另一个可选实施方案的组织消融装置的远侧部1100, 包括递送构件/管1106、多个初级能量导管R、 S、 T、 U、 W、 X、 Y、 Z(总称R-Z),和处于展开状态的次级能量导管H、 I、 J、 K、 L、 M、 N、和P(总称H-P)以及Q。为清楚起见,图ll所示装置的侧视图中 已经省略了电极H、 I、 K、 M、 P、 S、 T、 U、 X、 Y、和Z。例如,初 级R-Z和次级H-P能量导管包括镍钬合金,但是可由任意数目的材料 或任意材料组合所形成,其中的一些材料在前面进行了描述。此外,一 个实施方案的初级R-Z和次级H-P能量导管的直径约为0.010~0.080 英寸,但是不限于此。
如上所述,递送构件/管1106为初级能量导管R-Z的安置提供充分 的支持。同样,初级能量导管R-Z为次级能量导管H-P的安置提供充 分的支持。虽然一个实施方案的组织消融装置从各初级能量导管的远侧 区域中的一个或多个远端和/或侧部展开一个次级能量导管,但所述组 织消融装置的可选实施方案可以从各初级能量导管的远侧区域中的一 个或多个远端和/或侧部展开一个以上的次级能量导管。如前所述,展 开滑块(未图示)的前进使得能量导管R-Z, H-P和Q前进至靶组织内, 并伸展至展开状态或者展开形状。处于展开状态的能量导管R-Z, H-P 形成一系列近似半球形的扇形体,在本实施方案中,当其合拢在一起时 形成完全包围靶组织消融体积的球体1199。对能量导管R-Z, H-P和Q 施加RF能量产生或形成球形消融组织体积。
一个实施方案的能量导管R-Z, H-P和Q被配置为每个能量导管 具有交变电极性。 一个可选实施方案的能量导管传输具有单一电极性的 电能,而递送构件/管1106递送具有相反极性的电能。在又一个可选实 施方案中,能量导管H-P和R-Z在相同电极性之间独立切换,并连接 电极Q以将具有相反/交变极性的电能递送给能量导管H-P和R-Z。再 一个可选实施方案中,所有的能量导管R-Z, H-P和Q具有单一电极性, 并且与一个或者多个次级接地衬垫一起使用,以提供相反极性的构件。 另一个实施方案中,电极Q不存在,并且能量在其余电极中通过。
在操作时, 一个实施方案的组织消融系统将能量通过能量导管R-Z, H-P和Q递送给乾组织。例如,所述能量包括射频(RF)能量,但是 不限于此。所述能量通过多种技术中的任意一种进行递送,其中一些技 术在本文中进行了描述。所述能量可通过脉冲波形和/或连续波形施加, 但是不限于此。
一个包括所述组织消融系统应用的示例程序中,可以在能量导管 R-Z, H-P和Q展开进入乾组织的过程中对能量导管R-Z、 H-P和Q施 加能量。所述能量可以在程序进行时和以适合于所述程序的方式自动施 加,或者作为选择,手动施加。并且,在程序期间可以通过调节功率水 平、波形、以及功率水平与波形的组合中的任意一个来调节递送给靼组 织的能量。
另一个包括所述组织消融系统应用的示例程序中,可以在能量导管 R-Z, H-P,和Q展开进入靶组织后对能量导管R-Z、H-P和Q施加能量。 所述能量可以适合所述程序的方式自动施加,或者作为选择,手动施加。 并且,在程序期间可以通过调节功率水平、波形、以及功率水平与波形 的组合中的任意一个,手动和/或自动调节递送给靶组织的能量。
除了组织消融装置1100的部件之外,可采用各种传感技术来引导或 控制组织消融的进程。例如,温度传感器可嵌入或附着于能量导管R-Z、 H-P和Q与递送构件/管1106中的至少其一,为使用者和/或能量控制器 提供反馈。此外,多种传感器可从组织消融装置IIOO展开进入靶组织 的组织中。
除了上述组织消融系统的部件之外,各种传感技术可与所述组织消 融系统一起使用和/或与所述组织消融系统连接,以引导或控制所述组 织消融的进程。例如,温度传感器可嵌入或附着于可展开能量导管,并 为使用者和/或能量控制器提供反馈。多种传感器也可从所述装置展开 进入耙组织内的组织中,在本例中为球形。
图12是根据一个实施方案的使用组织消融装置的组织消融程序流 程图。在操作时,通常使用者将组织消融装置定位于适合进行医疗程序 的耙生物组织内,见方框1202。将组织消融装置置于耙组织内,可包括 使用各种显像法,例如超声速记法、计算机断层扫描法(CT)和磁共 振成像法(MRI),但是不限于此。
将该装置置于靶组织内后,使用者将电极在靶组织里展开,见方框1204。功率或者能量经电极施加给乾组织,见方框1206。所述能量产生 一个具有适合展开的电极结构的形状和尺寸的消融组织体积,见方格 1208。使用者收起电极,并将该装置从靶组织中移走,见方框1210。
一个或多个其它实施方案中,所述消融组织的电极可配置为,根据 待消融靶组织的位置和分布至少部分包围所述靶组织。对于这些实施方 案, 一个或者多个单极或双极电极可配置为完全包围或者部分围绕靶组 织例如肿瘤,并且通过电极施加能量直接产生一个围绕且包括所述靶组 织的球形或相对球形的消融区域。这种相对球形的区域可以包括伸长的 球形区域(例如菱形)。所述消融区域也可以包括封闭的复合弯曲表面。 各自包含一个或多个电极阵列的一个或多个消融装置用于包围靶组织 或消融体积的至少 一部分,并由此在电极展开和施加来自能量源的能量 时对所述部分进行消融。因此,每个这种装置沿靶组织或消融体积的一
个或多个平面产生消融图案,并且所述装置可被称为"平面"装置或者 电极组件。
图13示出根据一个实施方案的一个螺旋电极消融装置。装置1300 包括套管针1302,或类似的穿刺装置(也称为"导入器"或者"递送构 件")。 一般而言,套管针是带有三面尖端的锐尖杆并可置于套管中用于 插入身体组织内;但是,套管针1302可代表任何合适的可容纳一个或 者多个电极元件的导入器或穿刺装置。第一电极1304以螺旋结构并在 与套管针1302的纵轴垂直的平面上从套管针1302的远端伸出。第二电 极1308也是以螺旋结构从套管针1302的本体伸出并与电极1304相平 行。第三电极1306位于第一和第二电极1304和1308之间,并以螺旋 结构伸出并与这些电极平行。电极1306的直径大于电极1304和1308 的直径,以使靶组织1310上的消融图案为球形或者接近球形。通过改 变电极1304, 1306和1308的相对尺寸以及在套管针上的相对位置,可 以产生各种形状和尺寸的消融图案。 一般来说,电极1304和1308的直 径相等,电极1306的直径比这两个端电极的直径大。电极之间的间隔 可以是等距离,或者具有偏移,以使电极1306更接近一个端电极或者 另外一个端电极。电极1304, 1306和1308可以施加能量成为相互之间 具有特定极性。 一个实施方案中,端电极1304和1308可带负电,而中 间电极1306带正电,反之亦然。
配置和^^用套管针1302以对靶组织位点1310进行初始定位,并与 能量源例如具有合适频率的RF发生器相连接,以通过电极消融靶组织。通过包括分散衬垫,装置1300可用做单极或双极装置。在一个或者多 个电极中可包括用于反馈或控制的热传感器,也可以包括用于该目的的 阻抗传感器。电极1304, 1306和1308中的一个或多个可由导电材料制 成,例如不锈钢、NiTi等,并且可成型为圆形截面线、扁平线、圆管或 者扁平管等形式。对于图13所示实施方案,显示的是三电极结构。作 为选择,也可以只用两个极性相同或不同的电极,以在靶组织1310周 围产生非精确球形的消融图案,或者可以使用具有不同极性结构的三个 以上的电极,以进一步修正或限定所述消融图案。图13所示电极位于 与套管针1302的轴垂直的平面内,不过一个或多个电极可相对所述轴 偏置一定角度,以进一步修正或限定所述消融图案。此外,可以改变构 成所述电极的线團数目,以容纳不同能量源和满足靶组织的要求。
图13所示装置的又一个可选实施方案中, 一个或多个螺旋装置可 配置为通过在平行于所述套管针纵轴的方向螺旋围绕所述套管针而沿 套管针1302的本体展开。
一个配置为围绕或者至少部分围绕靶组织的消融装置的结构和组 成可通过各种实施方案予以实现。图14示出根据一个实施方案的包括 流体路径的组合电极消融装置。对于装置1400,两个或多个独立电极从 套管针1402的远端伸出。每个电极包括組合电极,所述組合电极具有 通过绝缘构件相连接的带正电部和带负电部。因此,图14显示的装置 中,第一电极包括第一部分1403和具有绝缘构件1405的第二部分1404, 第二电极包括第一部分1406和具有绝缘构件1407的第二部分1409。第 一部分1403和1406可施加能量成为第一极性(例如负极性),而所述 电极的第二部分可施加能量成为相反的极性(例如正极性)。所述电极 的第二部分(例如1404)可以安装在电极的第一部分(如1403)的腔 内,并穿过该腔展开;为保持电绝缘而围绕该腔插入绝缘套(如1405) 还允许将第二电极部分物理支撑在第一电极部分中。
尽管图14中示出两个双极电极,但是应该注意,可以从套管针1402 中伸出多个这种组合电极,或者是用多个单极电极替代这些双极电极。 此外,所述套管针体自身可以连接至附加电极。对于图14所示实施方 案,电极1408连接至套管针1402的本体,并与电极1404和1406及1402 电隔离。流体路径1410形成在套管针1402和电极1408之间,以递送 流体如导电盐水。装置1400中可包括离散电极,以形成单极装置或者 单极/双极装置。
一个实施方案中,消融装置可通过以下过程形成将一个电极限定 为套管针的一部分并对所述电极施加能量以具有一定极性,并且配置为
从所述套管针体的一端或一部分伸出的一个或多个电极的极性相反。当 所述伸出电极展开并相对于套管针体内形成的电极被施加能量时,所述 装置在套管针附近的组织区域内产生消融图案。因此,参照图14的实 施方案,如果电极1408具有负极性,而电极1404和1406和1402中的 一个或两个具有正极性,则电极的展开和施加能量将导致电极周围的区 域消融。所述区域的形状和尺寸可通过改变电极的数目、长度或尺寸、 和结构、以及能量源的类型和功率加以限定。对于图14所示的实施方 案,其中电极1403/1404和1406/1409本身为组合电极,可以不需要提 供特定极性的独立电极(例如电极1408)来形成双极装置。而且,电极 1408之间可通过图示导电流体1410连接,或者其可以利用第二绝缘构 件(未图示)通过整体成型或基于粘合剂连接,以保持所述电极和套管 针体1402之间的电绝缘。
为了形成单个元件中能够具有两个或者多个极性的电极,图13或 14中所示的伸出电极可由平坦基材制成,例如弹簧/金属片等。可将导 电涂层穿过绝缘层涂覆于所述基材上,以使单个电极可配置为在施加能 量时具有两个不同的极性。
图15A是根据一个实施方案的用于包围靶位点的两级消融装置。装 置1500包括一组电极阵列,其从套管针1502中展开出来以至少部分围 绕乾组织1510。第一组电极1504和1505构成所述阵列的级l,第二组 电极1506和1507构成所述阵列的级2。所述级2的电极机械连接于级 l的电极内,并在展开时以伸缩方式从级l电极内伸出。级1电极1504 和1505可由圆形或椭圆形管构成,其可形成合适的形状和尺寸以容纳 内部的级2电极。级2电极1506和1507可由符合级l电极的内部尺寸 和形状的圆形或扁平线构成。
多个级1和级2电极可配置为从套管针1502的末端展开,以围绕 靶组织1510并产生合适的消融图案1512。图15B示出根据一个实施方 案的图15A的消融装置的端视图,其中四个扁平线电极1514以正方形 图案从套管针1502末端展开。图15C示出根据一个可选实施方案的图 15A的消融装置的端视图,其中12个电极1516以相对圆形图案从套管 针1502末端展开。从图15B和15C可以看出,展开的电极越多,套管 针末端周围产生的图案就越接近圓形,从而在靶組织1510周围产生更
接近球形的消融图案1512。
图15A所示实施方案中,所述电级配置为至少部分包围靶组织。一 个可选实施方案中, 一个或多个电极可配置为穿透所述乾组织,而其它 电极包围所述组织以产生消融图案1512。图16A示出根据一个实施方 案的含有围绕电极和穿刺电极的消融装置。装置1600中,电极1604和 1606配置为从套管针1602中展开时包围靶组织1610以形成消融图案 1612。穿刺电极1608从套管针1602的远端展开,并包括用于穿刺靶组 织1610的穿刺构件。电极1604, 1606和1608可配置成单极或双极电 极,以形成单极或双极装置。 一个或多个电极还可以包括流体输送元件, 用于将流体输送给靶组织。这一点示于图16B中,其中套管针1603包 括流体输送元件1618。元件1618可以是相对于其它电极1616和1619 呈电中性的递送管,也可以是具有内腔的电极,其可施加能量成为相对 于其它电极1616和1619和/套管针体1603的特定极性。
一般而言,多个独立的围绕电极可配置为从套管针的侧面或端部伸 出。图17示出具有从套管针侧面伸出的电极的消融装置。如图17所示, 四个电极1702-1708基本从套管针1700的侧面横向伸出,以至少部分 包围耙组织。电极1702-1708相互之间可电绝缘以形成双极系统,而且 可为双极消融制造多种电极极性组合。例如,四个电极1702、 1704、 1706、 和1708的极性可分别为+ , +,-,-,或者+ , - , + ,-,或者-, -,+, +等。 一个实施方案中,连接套管针1700的发电机可具有多个 通道,以便每个电极可以具有独立的功率水平和相关的阻抗或热传感能 力。基于系统反馈,每个电极的极性和相对功率水平可通过控制电路或 控制软件进行切换或改变。
在图17所示实施方案的一个可选实施方案中,电极可配置为从套 管针的远端伸出。图18示出具有从套管针末端展开的电极的消融装置。 如图18所示,四个电极1802-1808基本从套管针1800的顶部横向伸出, 以至少部分包围乾组织。
如图17和18所示,所述电极可为相对直的金属条,其从套管针的 侧面或端部展开以包围乾组织区域。 一些示例中,可使用弯曲或螺旋形 电极来实现更为复杂的靶组织围绕。图19A是一个具有从套管针末端展 开的螺旋电极的消融装置的侧视图。图19B是图19A所示实施方案的 俯视图,示出围绕靶组织的电极。如图19A所示,电极1卯4-1910从套
管针l卯2的端部开口向外伸出。图19A所示装置具有四个电极,尽管 可以示出任意数目的电极,例如2 6个电极。图19B是示出两个电极 1904和1906如何围绕乾组织1912的例子的俯视图。电极展开时的间隔 和长度可配置成适用于特殊应用。同时,如图19B所示,每个电极螺旋 的长度和紧密度彼此不同,这取决于特殊的需要和应用。螺旋电极的极 性可以设置成均匀或者交变方式的正极或者负极,例如电极1904~1910 可分别设置为+ , -, +,-或者+ , +,-,-等。
对于图19A所示实施方案,其每个电极显示为单一元件电极。 一个 可选实施方案中, 一个或多个电极可以是组合电极,包括具有一个极性 的第一级和具有相反极性的第次级,如图15A所示的实施方案。对于该 实施方案,第次级电极可通过保持两个嵌套电极电绝缘的机械连接而容 纳在第一级电极内。图20示出根据一个实施方案的具有组合螺旋电极 的消融系统。图20中,第一级电极2002展开时从套管针2000的端部 伸出。第次级电极2004沿弯曲或者螺旋方向延伸越过电极2002,以围 绕把组织2010。绝缘屏障2006使电极2002和电极2004电隔离,以形 成双极装置,其中电极2002具有第一极性(例如正极),电极2004具 有相反极性(例如负极)。作为选择,电极2002和电极2004在展开时 可从套管针2000的端部一起伸出。
图21示出根据第二可选实施方案的螺旋电极消融装置。对于图21 所示实施方案,两个螺旋电极2102和2104在展开时从套管针2100的 端部伸出。不是每个电极都围绕靶组织2110,而是它们各自围绕靶组织 的一个侧面或平面,以便所有电极一起产生围绕乾组织的消融区域。每 个电极单独围绕靶组织形成部分球形图案。施加能量时,它们一起形成 球形或者相对球形的消融图案。如图21所示使用的电极可以具有单极 或者双极结构。
尽管图21所示实施方案示出2个螺旋电极,但应该注意,可提供 更多具有类似结构的电极(如4个或6个),以限定围绕靶组织的消融 区域。通常,对于包括螺旋电极的任意实施方案,应该注意所述电极可 由允许其预成形的材料制成,例如形状记忆金属、弹簧、扁平线等。
对于图13~21中任一图所示的实施方案,可通过手柄中与套管针 端部连接的触发器来展开电极,如图l所示。所述装置里的电极与引导 线或其它传输机构相连接。这些电极通过向外移动引导线而展开,并通
过将引导线拉回套管针内而收起。齿轮机构将诸如滑块或按钮(例如图
1所示激励器104)的触发装置连接于所述引导线或延伸或收起电极的 类似推/拉杆。
图13~21的实施方案所示的装置通常示出单套管针装置。 一个实 施方案中,包含配置为围绕靶组织或消融组织体积的多个电极的消融装 置可包括一个以上的套管针,其中每个套管针含有一个或多个围绕靶组 织或部分耙组织的电极。两个或多个套管针可连接至单个手柄和触发 器,或者套管针可各自与自己的手柄和触发器连接。通常,使用者操作 包括多套管针装置的两个或者全部套管针体,以将电极置于靶组织周围 或组织体积内,以产生所需的消融图案。
图22示出根据一个实施方案的组合消融装置,包括两个用于围绕 或部分围绕靶组织或限定消融图案的独立套管针。套管针2202和套管 针2204以并排的方式展开,以4吏各自的电极阵列2206和2208围绕靶 组织。根据需要,套管针可以相对彼此任意旋转,例如电极如图所示相 互面对、彼此远离、或者相对彼此的任意方向。电极阵列中电极的形状、 长度、组成和数目可根据应用或者靶组织的特点进行配置。例如,电极 可以是直的,如阵列2206和2208所示。作为选择,这些电极可以是螺 旋电极,或者是直电极和螺旋电极的组合。每个独立的套管针可以具有 相同阵列结构以用于对称系统,或者每个套管针采用结构不同的电极以 用于非对称系统。这些阵列的极性可彼此相反,例如图22中所示,其 中电极阵列2206带负电,电极阵列2208带正电,或者每个阵列可包括 极性不同的电极。在操作时,所述电极阵列配置为围绕部分靶组织限定 消融区域,以使它们一起形成围绕所述把組织的完整的或球形的消融图 案。如图22所示,每个套管针连接至自己的手柄,该手柄可包括用于 展开各自电极的触发器。作为选择,两个套管针体2202和2204可以通 过一个手柄连接以定位和展开电极。
一个实施方案中,可提供导向结构,以沿相对于彼此的固定方向连 接套管针体如套管针2202和2204。这使套管针稳定,并允许使用者独 立展开套管针的电极,而不需要在展开时使所述套管针横向稳定。所述 导向结构可配置为允许套管针相对彼此纵向滑动,以便一个套管针在组 织内可相对另一个伸得更远。所述导向结构可进一步配置为允许所述套 管针体进行相互靠得更近或离得更远的某些移动,或者甚至是允许一个 套管针相对于另一个套管针做枢轴旋转。
每个套管针的电极阵列可以从所述装置的端部或者侧面(如图17 和18所示),或者同时从端部和侧面伸出。此外,每个阵列中的电极可
以是单一极性的单一装置,或者是具有第一极性的一部分和具有相反极 性的第二部分的复合装置。
图23A示出一个多套管针消融装置,其在从每个套管针远端伸出的 阵列中使用一个或多个螺旋电极。所示装置包括第一套管针2302,其具 有两个或多个从所述套管针端部以相对于所述套管针纵轴的特定角度 伸出的螺旋电极2304和2305。第二套管针2306同样具有两个或多个从 所述套管针端部以相对于所述套管针纵轴的特定角度伸出的螺旋电极 2308和2309。所述伸展角度以及所述电极阵列自身成型和配置为围绕 靶组织2310并在围绕靶组织2310的组织体积内产生球形或近似球形的 消融图案。图23B是图23A的多套管针消融装置的端视图。如图23B 所示,电极2304和2305以如由所述套管针的纵轴限定的相对于彼此的 夹角2312从套管针体2302伸出;并且电极2308和2309以如由所述套 管针的纵轴限定的相对于彼此的夹角2314从套管针体2306伸出。所述
实际应用和耙组织2310的特点进行改变。所述电极可各自具有单一极 性,其中在用于各套管针的各电极对或阵列中使用交变极性电极,或者 这些电极可以是在每个电极内具有不同极性部分的组合电极。因此,例 如对于图23B所示实施方案,电极2305和2309可以都带正电,电极 2304和2308可以都带负电,或者是电极2305和2308都带正电,而电 极2304和2309都带负电。
图24A示出一个多套管针系统,其包括两个配置为至少部分围绕靶 组织的单一元件电极装置。图24A的套管针以相反的方式展开,其中套 管针2402从一侧接近乾组织2410,而套管针2404从相反一侧接近乾组 织2410。电极2403从套管针2402展开,以在一侧部分围绕靶组织2410, 而电极2405从套管针2404展开,从电极2403的相对一侧部分围绕靶 组织2410。两个电极产生部分围绕的消融图案,其一起以球形或相对球 形的图案围绕靶组织2410。 一个或多个所述电极可从套管针的侧面伸 出。图24B示出一个多套管针系统的可选实施方案,其中一个电极穿过 套管针的侧面伸出。如图24B所示,电极2409通过套管针2408的侧面 开口伸出,套管针2408和套管针2402关于靼组织2410相对i殳置。
图24A和24B所示从套管针中展开的电极的尺寸、形状、数目和
方向可根据靶组织的形状、方向和位置以及相对于靶组织和消融区域的 进入点进行改变。
尽管图22和23A的实施方案所示的消融系统包括两个独立套管 针装置,但是应该注意到可根据应用和靶组织的特点而使用多于两个的 套管针(如3个或4个)。此外,多套管针消融系统中的每个套管针可 使用结构不同的电极阵列,以进入或者围绕难于到达的靶组织或围绕具 有不同尺寸和结构的靶组织。
图25A示出根据一个实施方案的配置成至少部分围绕靶组织的三 套管针系统的侧视图。套管针2502展开电极阵列2503,套管针2504 展开电极阵列2505,而套管针2506展开电极阵列2507。每个电极阵列 中电极的形状和方向使得,在施加能量时,每个套管针的电极产生构成 部分球形图案的消融图案。这三个套管针围绕靶组织定向或定向在消融 区域内,以便其各自的电极阵列 一起产生球形或者相对球形的消融区 域。图25B示出图25A所示三套管针系统的端视图。由图25B可见, 这三个电极阵列相对于彼此以大致三角形取向排列,以便围绕靶组织和 /或产生相对球形的消融图案。应该注意,图25A和图25B所示电极可 能是直电极、螺旋电极、单一元件电极或组合电极,或者这几种方式的 任意组合。这些电极的组成和结构,以及各自电极相对彼此或相对任意 其它套管针电极的极性可设置成正极性或者负极性,这取决于靶组织或 区域的要求。
尽管图25B示出三套管针系统的三角形定向,但应该注意,任意 两个或三个套管针可以定向在相对彼此的任意位置,以使其电极产生足 以围绕所述靶组织的区域或产生所需的消融图案。例如,两个套管针可 置于所述靶组织的两侧,以产生基本围绕所述靶组织的相对球形或伸长
球形的消融图案。如果所述靶组织或区域足够大,则这些套管针可布置 为其各自的电极阵列位于所述靶组织的相对端,以消融靶组织的一部分
或乾组织平面。
如上所述, 一个实施方案的组织消融系统通过能量导管或电极将 能量递送给靶组织。所述能量包括例如射频(RF)能量,但是不限于 此。例如,其他类型的能量可包括微波能量。所述能量通过多种技术中 的任一种递送。所述能量可通过脉冲波形和/或连续波形施加,但是不 限于此。
在一个包括使用所述组织消融系统的示例程序中,能量可在能量 导管展开进入靶组织的过程中施加给能量导管。所述能量可以在程序进 行时和以适合于所述程序的方式自动施加,或者作为选择,手动施加。 并且,在程序期间可以通过调节功率水平、波形、以及功率水平与波形 的组合中的任意一个来调节递送给靶组织的能量。
在另 一个包括所述组织消融系统使用的示例程序中,可以在能量 导管展开进入靶组织后对能量导管施加能量。所述能量可以适合所述程 序的方式自动施加,或者作为选择,手动施加。并且,在程序期间可以 通过调节功率水平、波形、以及功率水平与波形的组合中的任意一个, 手动和/或自动调节递送给耙组织的能量。
如上所述,才艮据一个实施方案施加于所述乾组织的能量才艮据多种 程序进行自动和/或手动控制。第一类程序根据时间表使用预定的能量 递送方式。第二类程序根据组织的温度信息或反馈参数改变施加给所述 乾组织体积的能量。第三类程序才艮据组织的阻抗信息或反馈参数并结合 流逝的时间来改变施加给所述把组织体积的能量。第四类程序根据组织 的阻抗信息或反馈参数来改变施加给所述靶组织体积的能量。第五类程
积的能量。
应该注意,患者和程序选择是医疗专业人员/使用者的责任,并且 其结果取决于多种因素,包括患者解剖、病理和外科手术技术。使用本 文所述的组织消融装置、系统和方法可能导致局部温度升高,对皮肤造 成热损伤。此外,与所消融的组织临近的组织或器官也可能受到热损伤。 为了使皮肤或邻近组织受到热损伤的可能性降至最低,医生可酌量引入 温度—修正措施。这些措施可包括使用无菌冰袋或盐水润湿的纱布来冷 却和/或分离组织,但是不限于此。组织消融的目的可以是破坏恶性组 织内部或周围的组织,例如具有致癌细胞的肿瘤。
本文所述的组织消融装置和方法包括一种组织消融装置,其包括能量
源;连接至所述能量源的导入器,所述导入器具有本体、近端和远端;和 连接至所述导入器并包括多个电极的电极阵列,其中多个电极中的每个电 极配置成在从a状态向展开状态移动时从导入器的本体延伸,并且配置 成在延伸至展开状态时,至少部分围绕至少部分包围靶组织的期望消融的 一部分,并在由所述能量源施加能量后在围绕靶组织的组织体积内形成相
对球形的消融图案。
实施方案的一种组织消融装置包括从所述导入器本体远端纵向伸 出的电极或者从所述导入器本体侧面伸出的电极。
一个实施方案的能量源包括射频(RF)发生器。
本文所述的组织消融装置和方法包括配置成与能量源连接的双极 电极阵列,其中所述阵列配置成围绕至少部分靶组织并围绕包括所述靶
组织的组织体积内产生相对球形的消融图案,并且在所述电极通过所述 能量源施加能量时,从所述靶组织的外表面向所述靶组织的内部消融所 述乾组织。
一个实施方案的系统还包括连接在RF发生器和所述双极电极之 间的控制器,以对递送M个双极电极的能量进行自动控制。
一个实施方案中的所述双极电极包括螺旋金属条,并且所述电极 阵列包括两个或多个排列成交变极性序列的螺旋金属条,所述交变极性 序列包括至少一个具有第一极性的双极电极和与之串联的至少一个具 有第二极性的双极电极。
一个实施方案的组织消融装置包括两个或多个导入器,其连接至 允许使用者展开或收起所述电极阵列的单个手柄和触发机构。
一个可选实施方案的组织消融装置包括两个或多个分别连接至手 柄和触发机构的导入器,所述手柄和触发机构允许使用者分别展开或收 起连接至每个导入器的各部分电极阵列。
除非上下文明确要求,否则本说明书和权利要求书中的"包含"、 "包括"(comprise, comprising)等术语被解释为包含的意思,与"排 他的(exclusive)"或者"穷举的(exhaustive)"意思相对;换言之,具 有"包括,但不限于(including, but not limited to)"的意思。使用单数 或复数的术语也分别包括复数和单数数量。此外,术语"本文(herein)"、 "下文(hereunder)"、"上述(above)"、"下述(below)"和具有这些意思 的术语指的是本申请全文,而不是本申请的任何特定部分。在使用术语 "或(or)"列举两个或者多个元素时,该术语包括全部下列术语的解释 列举元素中的任何一个,全部列举元素,以及列举元素的任意组合。
组织消融装置和方法的示例实施方案的上述描述无意于穷举所述 系统和方法,或者将所述系统和方法限制于所公开的精确形式。本文描述的所述组织消融装置和方法的具体实施方案和实施例用于说明目的, 而各种等效修改可以在本系统和方法的范围内进行,如本领域技术人员 所确认的。本文提供的所述组织消融装置和方法的教导也可应用于其它 医疗系统,并不只是上述的医疗系统。
上述的各实施方案的元件和操作可组合用于提供进一步的实施方 案。所述组织消融装置和方法可按照上述详细说明的启示进行这些和其 他改变。例如,下面是所述组织消融装置的附加实施方案的一个或多个 实施例,其中每个实施例可单独使用,或者与本文所述的其它实施方案 组合使用。
所述组织消融装置和方法还包括使所述装置可用于在组织中产生 消融以包围、围绕或以其它方式产生围绕组织体积例如肿瘤的三维周 界,而不穿透或穿过所述体积。
所述组织消融装置和方法还包括用于装置的单极或双极结构在不 同电极之间切换的能力和方法,由此在对所述耙组织施加能量之后产生 不同的活化电极组和产生不同的电流路径。
所述组织消融装置和方法还包括用于装置的单极或双极结构在不 同电极之间切换的能力和方法,由此在对所述靶组织施加能量之后产生 不同的活化电极组和产生不同的电流路径,和/或继续以任意组合或任 意次数切换的能力和方法。
所述组织消融装置和方法还包括用于装置的单极或双极结构在不 同电极之间切换的能力和方法,由此在对所述靶组织施加能量之后产生 不同的活化电极组和产生不同的电流路径,和/或继续以任意组合或任 意次数切换的能力和方法,和/或在降低或不降低所施加功率的情况下 频繁切换的能力。
所述组织消融装置和方法还包括用于装置的单极或双极结构在不 同电极之间切换的能力和方法,由此在对所述靶组织施加能量之后产生 不同的活化电极组和产生不同的电流路径,和/或继续以任意组合或任 意次数切换的能力和方法,和/或在降低或不降低所施加功率的情况下 频繁切换的能力,和/或在切换之前改变所施加能量的方法和能力。
所述组织消融装置和方法还包括用于装置的单极或双极结构在不 同电极之间切换的能力和方法,由此在对所述粑组织施加能量之后产生
不同的活化电极组和产生不同的电流路径,和/或继续以任意组合或任 意次数切换的能力和方法,和/或在降低或不降低所施加功率的情况下 频繁切换的能力,和/或在切换之前改变所施加能量的能力,和/或基于 固定或变化的组织特性进行切换的方法和能力,所述组织特性包括但不 限于组织温度、阻抗、温度变化率、阻抗变化率等。
所述组织消融装置和方法还包括使用电极涂层和其它方法来局部 降低其周围的阻抗,而不明显降低远离电极(距离几个电极直径或宽度)
处的阻抗;例如,以释放导电的细胞组织液或在电极上涂覆盐晶体的方 式和目的施加能量。
所述组织消融装置和方法还包括施加能量,之后缩短或暂停时间, 之后施加或重新施加能量,以有助于施加更高的能量。这可利用各种波 形例如锯齿形波、方形波等来实施,包括但不限于将能量递送控制在零 (0)或接近零的水平。
所述组织消融装置和方法还包括施加能量,之后缩短或暂停时间, 之后施加或重新施加能量,以有助于施加更高的能量。这可利用各种波 形例如锯齿形波、方形波等来实施,包括但不限于将能量递送控制在零 (O)或接近零的水平,和/或在递送的能量减少或消失的同时,增加其 它电极或电极对之间的能量,或者所述装置内 一些电流和其它电极之间 的能量。
所述组织消融装置和方法还包括施加能量,之后缩短或暂停时间, 之后施加或重新施加能量,以有助于施加更高的能量。这可利用各种波 形例如锯齿形波、方形波等来实施,包括但不限于将能量递送控制在零 (O)或接近零的水平,和/或对于任意组合、持续时间、固定或变化的 功率水平以及对于任意持续时间和循环次数,在递送的能量减少或消失 的同时,增加其它电极或电极对之间的能量,或者所述装置内一些电流 和其它电极之间的能量。
所述组织消融装置和方法还包括由于组织阻抗或组织烧焦增加而 使用以其它方式不能保持的高能量水平,之后减少所递送的能量,包括 缩短或暂停时间,之后施加或重新施加能量,以有助于施加更高的能量。 这可利用各种波形例如锯齿形波、方形波等来实施,包括但不限于将能 量递送控制在零(0)或接近零的水平。
所述组织消融装置和方法还包括改变电极的展开形状的能力,例
如,能够通过例如拉("拉线")、推("推线")、差分加热元件和离轴元 件的后续膨胀来改变展开电极的直径,以得到各种尺寸的消融组织(例
如3厘米直径、5厘米直径、7.5厘米直径和15厘米直径)。
所述组织消融装置和方法还包括使所述装置可用于在组织中产生 消融以包围、围绕或以其它方式产生围绕组织体积例如肿瘤的三维周 界,而不穿透或穿过所述体积,其中所述电极结构在采用预定方式时产 生标称预定形状。
上述的各实施方案的元件和操作可组合用于提供进一步的实施方 案。所述热消融装置和方法可根据以上详细说明的启示进行这些和其它 改变。
权利要求
1.一种组织消融装置,包括能量源;连接至所述能量源的导入器,并且所述导入器具有本体、近端和远端;和连接至所述导入器并且包括一个或多个电极的电极阵列,所述一个或多个电极的每个电极配置成在从收起状态向展开状态移动时从所述导入器的本体伸出,并且配置成在延伸至展开状态时至少部分围绕将至少部分包围靶组织的期望消融的一部分,并在由所述能量源施加能量时在围绕所述靶组织的组织体积内形成成形的消融图案。
2. 根据权利要求l所述的组织消融装置,其中所述电极从所述导入器 本体的远端纵向伸出。
3. 根据权利要求l所述的组织消融装置,其中所述电极从所述导入器本体的侧面伸出。
4. 根据权利要求l所述的组织消融装置,其中所述消融图案包括一般 球形图案、拉长的球形图案和封闭的复合曲线图案中的一种。
5. 根据权利要求l所述的组织消融装置,其中所述电极包括弯曲金属 条,并且所述电极阵列包括两个或多个排列成交变极性序列的弯曲金属 条,所述交变极性序列包括至少一个具有第一极性的双极电极和与之串 联的至少一个具有第二极性的双极电极。
6. 根据权利要求5所述的组织消融装置,其中所述电极包括扁平线电 极、圆形线电极、扁平管电极和圆形管电极中的一种。
7. 根据权利要求5所述的组织消融装置,其中所述电极为双极电极, 并且一个或多个所述电极包括至少一个内腔。
8. 根据权利要求l所述的组织消融装置,还包括前进装置,其连接至 所述导入器本体以控制所述电极的结构,其中所述电极在所述装置置于 所述组织体积内之前,利用所述前进装置置于收起状态,并且其中所述 电极利用所述前进装置置于展开状态。
9. 根据权利要求l所述的组织消融装置,其中所述能量源产生的能量 包括射频能量和微波能量的其中之一。
10. —种组织消融装置,包括 双极电极阵列,其配置成与能量源连接;其中所述阵列配置成至少部分围绕将至少部分包围靶组织的期望消 融的一部分,并且围绕包括所述靶组织的组织体积产生消融图案,并且 在通过所述能量源向所述电极施加能量时,从所述靼组织的外表面向所 述乾组织的内部消融所述耙组织。
11. 根据权利要求10所述的组织消融装置,其中所述消融图案包括一般 球形图案、拉长的球形图案和封闭的复合曲线图案中的一种。
12. 根据权利要求11所述的组织消融装置,其中连接至所述阵列的所述 能量源产生交变极性的能量。
13. 根据权利要求12所述的组织消融装置,其中所述双极电极包括螺旋 金属条,并且所述电极阵列包括两个或更多个排列成交变极性序列的螺 旋金属条,所述交变极性序列包括至少一个具有第一极性的双极电极和 与之串联的至少一个具有第二极性的双极电极。
14. 根据权利要求12所述的组织消融装置,其中所述双极电极包括直金 属条,并且所述电极阵列包括两个或更多个排列成交变极性序列的直金 属条,所述交变极性序列包括至少一个具有第一极性的双极电极和与之 串联的至少一个具有第二极性的双极电极。
15. 根据权利要求14所述的组织消融装置,其中所述双极电极包括第一 电极部分,其通过电绝缘的物理连接体与第二电极部分连接,并且其中 在施加来自所述能量源的能量时,所述第一电极部分被施加能量成为第 一极性,第二电极部分被施加能量成为相反的极性。
16. 根据权利要求ll所述的组织消融装置,还包括穿刺电极,其配置成 在从所述阵列前进时,刺穿所述靶组织的表面。
17. 根据权利要求11所述的组织消融装置,其中所述阵列由两个或更多 个阵列部分组成,所述阵列部分包含在两个或更多个导入器内,每个导 入器配置成被使用者触发后将所述阵列展开至延伸位置,并且在被使用 者收起时将所述阵列回收至收起位置。
18. 根据权利要求17所述的组织消融装置,其中所述两个或更多个导入 器连接至单个手柄和触发机构,所述触发机构配置成允许使用者展开或 收起所述阵列。
19. 根据权利要求17所述的组织消融装置,其中所述两个或更多个导入 器分别连接至各自的手柄和触发机构,每个触发机构配置成允许使用者 通过连接至所述手柄的导入器展开或收起相应的阵列部分。
20. —种消融组织的方法,包括使第一电极阵列围绕靶组织的第 一部分放置;使第二电极阵列围绕所述靶组织的第二部分放置;对所述第一电极阵列和所述第二电极阵列施加能量,以形成围绕包 括所述乾组织的组织体积的消融图案;和对所述第一和第二电极阵列施加足够的能量,以从所述靶组织的外 表面向内部消融所述靶组织。
21. 根据权利要求20所述的方法,其中所述消融图案包括一般球形图 案、拉长的球形图案和封闭的复合曲线图案中的一种。
22. 根据权利要求21所述的方法,其中所述第一阵列包括一个或多个沿 所述装置第一平面展开的单电极,并且所述第二阵列包括一个或多个沿 所述装置第二平面展开的单电极。
23. 根据权利要求22所述的方法,其中所述第一阵列和第二阵列包含在 单个导入器装置中,并通过与连接至所述导入器装置的手柄相连接的触 发装置展开。
24. 根据权利要求22所述的方法,其中所述第一阵列包含在第一导入器 装置中,并且所述第二阵列包含在第二导入器装置中,其中所述第一电 极阵列通过所述第一导入器装置内的触发装置展开,并且所述第二电极 阵列通过所述笫二导入器装置内的触发装置展开,其中使用者通过使用 所述第一导入器的触发装置和所述笫二导入器的触发装置将所述第一 电极阵列相对于所述第二电极阵列放置。
25. 根据权利要求21所述的方法,其中对所述第一阵列和第二阵列施加 能量包括通过所述第一阵列和第二阵列施加射频能量的步骤。
26. 根据权利要求25所述的方法,还包括对包括所述第一电极阵列和所 述第二电极阵列的所述电极施加交变极性的步骤。
27. —种在组织中产生消融的装置,包括 套管针组件;手柄组件,其具有与其整合的触发装置并连接至所述套管针组件; 和连接至所述套管针组件的平面电极组件,并且其配置成与能量源相 连接,并可在所述触发装置触发时,从所述套管针组件内的收起位置伸 展至展开位置,所述平面电极组件由一个或多个单电极组成,所述单电 极在施加来自所述能量源的能量时,共同在所述组织内限定出相对球形 的消融图案。
28. 根据权利要求27所述的装置,其中所述套管针组件包括两个或更多 个导入器元件,每个导入器元件连接至各自的手柄组件和整合的触发装 置,其中所述平面电极组件的第一部分容纳在第一导入器元件中,并且 所述平面电极组件的第二部分容纳在第二导入器元件中。
29. 根据权利要求28所述的装置,还包括导向元件,其配置成使所述两 个或更多个导入器元件的第一导入器元件和与之相对的第二导入器元 件彼此相对支撑,以有助于所述平面电极组件的第一部分相对于第二平 面电极组件的定位。
30. 根据权利要求27所述的装置,其中所述平面电极组件包括两个或更 多个从所述套管针组件伸出的螺旋电极,每个螺旋电极在施加来自所述 能量源的能量时被施加能量成为预定极性。
31. 根据权利要求27所述的装置,其中所述平面电极组件包括两个或更 多个从所述套管针组件伸出的直电极,每个直电极在施加来自所述能量 源的能量时被施加能量成为预定极性。
32. 根据权利要求27所述的装置,其中所述平面电极组件包括两个或更 多个从所述套管针组件伸出的电极,每个电极具有在施加来自所述能量 源的能量时被施加能量成为第一预定极性的第一部分和在施加来自所 述能量源的能量时被施加能量成为第二预定极性的第二部分。
33. 根据权利要求27所述的装置,其中所述相对球形的消融图案包括拉 长的球形消融图案。
34. 根据权利要求27所述的装置,其中所述能量源配置成对所述平面电 极组件产生具有交变极性的能量。
35. 根据权利要求34所述的装置,其中所述能量源产生射频能量。
全文摘要
描述了一种用于消融组织的组织消融装置和方法。该组织消融装置包括能量源和与所述能量源连接的导入器,所述导入器具有本体、近端和远端。所述导入器携带包括多个电极的电极阵列,所述多个电极的每个电极配置成在从收起状态向展开状态移动时,从所述导入器的本体伸出。所述电极阵列设计为当电极延伸至展开状态时围绕部分靶组织,并在通过所述能量源施加能量后,在包围靶组织的组织体积内形成相对球形的消融图案。
文档编号A61B18/18GK101198288SQ200680005727
公开日2008年6月11日 申请日期2006年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者史蒂文·A·丹尼尔, 大卫·L·莫里斯, 李基盛 申请人:S.D.M.H.有限公司;史蒂文·A·丹尼尔;大卫·L·莫里斯;李基盛