消融天线的制作方法

消融天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种射频消融天线。微带消融天线具有基本上管状形状的介电构件。第一导体布置在所述介电构件内，第二导体布置在所述介电构件的外表面上。第一导体设置为与射频源或地电连接，并且第二导体设置为与所述射频源或地中的另一个电连接。
【专利说明】消融天线
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2011年9月20日提交的名称为微波消融天线的美国临时申请号61/536,680的权益，该临时申请通过引用结合在本文中。
[0003]背景
[0004]射频消融(RFA)是一种医学操作，其中使用高频交流电将体内组织消融从而治疗医学病症。通常进行RFA来治疗机体器官中的肿瘤。在RFA过程中，将针样的RFA探头放置在肿瘤内。从所述探头发射的射频波加热周围的肿瘤组织，破坏目标组织，诸如癌性肿瘤、神经或其他目标结构。特别地，癌细胞在由射频消融操作引起的升高的温度下能够分解并且死亡。一些RFA操作，诸如微波消融(MWA)操作，使用多至或者超过300°C的温度。尽管最近在RFA天线设计方面有一些进展，但还需要改进。
[0005]概述
[0006]在本发明的一些方面中，射频消融(RFA)装置包括介电构件，布置在所述介电构件内的第一导体，和布置在所述介电构件外表面上的第二导体。所述介电构件可以采用任何形状和构造，包括结合到一个装置中的多个联在一起的形状。在一个方面，所述介电构件具有基本上管状的形状。所述第一导体设置为与射频源或地电连接，所述第二导体设置为与射频源或地中的另一个电连接。
[0007]在另一方面，制造RFA天线的方法至少包括下述步骤:提供内导体；在中央导体的外部上沉积介 电材料层，所述介电材料层形成管状形状；并且在所述介电材料层的外表面上沉积外导体。
[0008]在又另一方面，微波消融(MWA)装置包括探头构件和布置在所述探头构件内的微带天线元件。所述微带天线元件包括介电常数为约4-约30的介电基板。所述介电基板具有第一基本上平坦的表面和第二基本上平坦的表面。第二表面与第一表面相对。微带天线元件还包括布置在所述介电基板的第一表面上的第一导体和布置在所述介电基板的第二表面上的第二导体。第二导体是微带迹线。第一导体设置为与射频源或地中的一个电连接，第二导体设置为与射频源或地中的另一个电连接。
[0009]在又另一个方面，RFA装置包括RFA消融探头构件和布置在所述探头构件内的螺旋形偶极天线元件。所述螺旋形偶极天线元件包括第一导体和第二导体。第一导体和第二导体分别沿着螺旋形偶极天线的纵轴向螺旋形偶极天线的中心点以基本上平行的方向延伸。第一导体在距中心点的远侧方向上围绕纵轴螺旋卷绕，并且第二导体在距中心点的近侧方向上围绕纵轴螺旋卷绕。
[0010]附图简述
[0011]为了能够更容易理解本公开内容的上述和其他特征和优点，以下参考附图提供更具体的描述。这些附图仅描述本公开内容所述的射频装置的示例性实施方案，并且因此不被认为是限制本公开内容的范围。
[0012]图1是按照本发明的一些实施方案进入患者内的目标组织的探头构件的部分横截面视图。[0013]图2是按照本发明的一些实施方案的探头构件的横截面视图。
[0014]图3是按照本发明的一些实施方案的天线元件的立体图。
[0015]图4是按照本发明的一些实施方案的具有螺旋形外导体的天线元件的横截面视图。
[0016]图5是按照本发明的一些实施方案的另一个具有螺旋形外导体的天线元件的横截面视图，其中所述天线元件布置在同轴电缆的端部周围。
[0017]图6是按照本发明的一些实施方案的另一个具有螺旋形外导体的天线元件的横截面视图。
[0018]图7是按照本发明的一些实施方案的具有两个螺旋形导体的天线元件的横截面视图。
[0019]图8是按照本发明的一些实施方案的具有三个螺旋形导体并且设置为作为两相天线元件工作的天线元件的横截面视图。
[0020]图9是按照本发明的一些实施方案的天线元件和与射频馈线耦合的可调节套管的部分横截面视图。
[0021]图10是按照本发明的一些实施方案的具有与多个导电粒子耦合的外导体的天线元件的横截面视图。
[0022]图11是按照本发明的一些实施方案的具有与介电构件内的多个导电粒子耦合的内导体的天线元件的横截面视图。
[0023]图12是按照本发明的一些实施方案的具有与介电构件内的多根导线耦合的内导体的天线元件的横截面视图。
[0024]图13是按照本发明的一些实施方案的具有分形图案并且布置在介电构件的外部上的导体的立体图。
[0025]图14是按照本发明的一些实施方案的仅布置在介电构件外部的一部分上的导体的立体图。
[0026]图15是按照本发明的一些实施方案的具有平面型导体的天线元件的立体图。
[0027]图16是按照本发明的一些实施方案具有一组平面型导体的天线元件的立体图。
[0028]图17是按照本发明的一些实施方案的螺旋形偶极天线元件的立体图。
[0029]详述
[0030]本说明书描述本发明的示例性的实施方案和应用。然而，本发明不限于这些示例性的实施方案和应用，或不限于所述示例性的实施方案和应用运行的方式，或不限于本文所述。并且，为清楚起见，附图可以显示简化的或部分的视图，并且附图中元件的尺寸可以放大或者另外地不按比例。另外，单数形式“一个(“a，” “an，”)”与“这个(“the”)”包括复数指代，除非上下文另外清楚指明。因此，例如，对端点的引用包括对一个或多个端点的引用。另外，当提及一列元件(例如，a，b, c)时，这样的提及意欲包括所列元件中任一个本身，少于全部所列元件的任意组合和/或所有所列元件的组合。
[0031]数字数据在本文中可以表示或显示为范围形式。应该理解这样的范围形式仅为方便和简洁而使用，因此应该灵活地将其解释为不仅包括所述范围界限明确引用的数值，而且包括在该范围内涵盖的所有单个数值或子范围，如同每个数值和子范围被明确引用一样。例如，“约1-5”的数字范围应该解释为不仅包括约1-5的明确引用的值，而且包括在所示范围内的单个值和子范围。因此，该数字范围内包括诸如2、3和4的单个值和诸如1-3、2-4和3-5等的子范围。这种相同的法则适用于仅引用一个数值的范围，并且不管是否描述所述范围的宽度或特征，也应该适用。
[0032]术语“基本上”意指所引用的特征、参数或值不需要准确获得，而是可以存在不排除意欲提供的效果和特征的量的背离或变化，包括，例如，公差，测量误差，测量精度限值和本领域技术人员已知的其他因素。
[0033]术语“近侧”用来表示装置的一部分，该部分在正常使用过程中离使用该装置的使用者最近并且离患者最远。术语“远侧”用来表示装置的一部分，该部分在正常使用过程中离使用者最远并且离患者最近。
[0034]图1举例说明可以用于RFA操作的射频消融(RFA)装置10。该RFA装置10可以包括探头构件20 (或消融器)，所述探头构件包括细长轴，并且具有远端22，所述远端形成斜边、尖头或其他类似的切割构件。该远端22可以促进消融针20穿透患者的皮肤30、组织32和目标组织34。并且，探头构件20的远侧部分可以包括天线元件40。探头构件20的轴可以具有不同的长度，诸如约I英寸-约12英寸或大于12英寸的长度。轴的规格可以在8-24的范围内，包括，但不限于，12、14、16、17或18号的轴。探头构件20的实例是来自犹他州盐湖城 BSD 医药公司(BSD Medical Corporation of Salt Lake City, Utah)的Synchro 微波天线(SynchroWave Antenna)。
[0035]RFA装置10还可以包括与探头构件20连接的射频电源26。射频电源26可以向探头构件20的天线元件40传递射频能量。并且，射频电源26可以包括控制器28。控制器28可以控制传递到探头构件20的天线元件40的能量的功率、频率和/或相位。例如，当两个以上的探头构件20与射频电源26连接时，控制器28可以控制传递至两个以上的探头构件的能量的功率、频率和/或相位。在另一个实例中，控制器28可以控制传递至单个天线元件40 (如图8所示的天线元件40)的两个分开的导体的能量的功率、频率和/或相位。在一些实施方案中，控制器28还可以设置为自动调节传递至天线元件40的能量的功率、频率和/或相位，从而自动将天线元件40调谐或阻抗匹配至目标结构34。
[0036]RFA装置10可以设置为传输具有一个或多个频率或可变频率的能量。例如，在一些实施方案中，射频电源是设置为向天线元件40提供微波能的微波源。所述能量可以具有在约880-960MHZ范围内的频率，特别包括，例如，915MHZ。当微波能传递至天线元件40时，天线元件40周围的组织可以被天线元件40产生的热量消融(加热、烧灼或蒸煮)。在其他实施方案中，由射频电源26传递的能量可以具有约400MHz-约4GHz范围内的频率。
[0037]另外地，射频电源26可以设置为向天线元件40传输不同水平的能量。在一些实施方案中，射频电源26可以向天线元件40传输多至约300W的功率。在其他实施方案中，射频电源26可以向天线元件40传输0W-300W的功率，特别包括向天线元件40传输多至40W、多至60W、多至120W、多至180W或多至240W的功率。
[0038]在一些实施方案中，控制器28可以设置为在消融操作开始阶段过程中使传递至天线元件40的功率上升。这样的配置可以在预定时间内递增地或指数地或另外将功率从O升高至最大功率输出。例如，控制器28可以设置为在两分钟的时期内使传递至天线元件40的功率从OW升高至60W。逐步增加或升高功率可以辅助在消融区域内保持水或水蒸气，因此随时间增加消融区域的尺寸。相反，快速施加高功率可能使消融区域碳化，这使得更难以增加消融区域的尺寸。具有控制器的射频源的实例是来自犹他州盐湖城BSD医药公司(BSDMedical Corporation)的 MicroThermX? 微波消融系统(MicroThermX? MicrowaveAblation System)。
[0039]如图1所示，RFA装置10可以用于消融操作。所述操作包括使用高频交流电消融体内组织。在RFA过程中，探头构件20通过患者的皮肤30和组织32插入，然后导向目标结构34，诸如肿瘤、细胞或神经。探头构件20可以插入到目标结构34中，如所示，或者布置在目标结构34旁边。然后，由探头构件20发射的射频能量24能够加热所述目标结构34，其可以被烧灼和/或杀死。当目标结构34暴露于所传输的射频能量持续足够量的时间时，目标结构34能够被消融。特别地，在由射频消融操作引起的升高的温度下，癌症细胞可以分解并且死亡。一些RFA操作，诸如微波消融(MWA)操作，使用多至或超过100，200, 300和350°C的温度。
[0040]通常，由天线元件40产生的消融图案的形状和尺寸大致对应由天线元件40发射的波24的射频传输图案的形状和强度。因此，基本上球形的传输图案可以产生大致球形的消融图案。因此，RFA装置10可以设置为产生基本上与目标结构34相同尺寸的消融区域，以使适当量的目标组织被消融，而不消融健康的周围组织。例如，由于多种肿瘤近似是球形的，所以RFA装置10可以设置为产生大体是球形的消融区域。这样的球形消融区可以使用下述附图中所示的天线元件40中的一种产生。
[0041]另外，RFA装置10可以设置为产生为定向的和可操作的(或可成形的)消融区，以使它们能够被成形为与目标结构35相同的尺寸，或者以使它们能够被导向探头构件20附近的目标结构。在一些情形中，所述定向性可以通过改变经由天线元件40 (如图8所示且参考该附图所述)的多个导体传输的已传输的射频能量之间的相位产生。
[0042]图2举例说明 探头构件20的远侧部分的横截面视图。探头构件20可以包括具有内腔64和尖端62的轴60。天线元件40、同轴电缆42和/或冷却管50可以布置在内腔64内。不同类型的天线元件40可以结合在探头构件20中。例如，天线元件40可以是大体管状的或圆柱状的微带型天线元件(例如，图3-14的天线元件40)，平面微带型天线元件(例如，图15-16的天线元件40)，螺旋形偶极天线元件(例如，图17的天线元件40)，或其他类型的天线元件。
[0043]天线元件40可以与同轴电缆42连接，所述同轴电缆可以用于电耦合天线元件40、射频电源24 (图1所示)和接地线或公用线。同轴电缆42可以包括被介电材料48隔开的内导体44和外导体46。并且,在一些实施方案中，同轴电缆42可以包括多于一个内导体44。例如，同轴电缆42可以包括两个、三个、四个或更多个内导体44。图8举例说明包括两个内导体44的同轴电缆42的实例。在其他实施方案中，三个、四个或多于四个内导体44布置在同轴电缆42内。当使用多个内导体44时，独立的信号或具有不同相位、频率等的信号可以沿着每个内导体44向下传输。在一些实施方案中，同轴电缆42可以具有约10至约20 的规格(gauge)。
[0044]在一些实施方案中，内导体44可以是射频馈线(feed line),并且外导体46可以是接地的。在其他情形中，内导体44可以是接地的，并且外导体46可以与馈线连接。然而，为了本申请的目的，假定采用内导体44是与射频电源24连接的射频馈线，而外导体46是接地的。[0045]仍然参见图2，探头构件20可以包括冷却系统，所述冷却系统冷却轴60的至少一部分，从而防止对与轴60接触的患者皮肤和其他组织的损害。所述冷却系统可以包括冷却液，诸如水、盐水或另一种流体，其通过布置在内腔64中的一个或多个冷却管50、冷却通道或冷却套管循环。并且，热电(TE)冷却器可以结合在冷却系统中，以向主冷却储库提供额外的冷却，所述主冷却储库诸如静脉输液袋，其包含通过冷却系统泵送的流体。另外，冷却系统可以包括用于经由冷却管50循环流体的泵(未显示)。
[0046]在一个实例中，如所示,冷却系统包括至少两个冷却管50,每个冷却管具有通过曲部54连接的流入部分52和流出部分56。在运行时，流体沿着流入部分52流下，流过曲部54，并且通过流出部分56流回。在另一个实例中，冷却系统可以包括折流回流系统(bafflereturn system)、传热导热管(heat transfer conduction pipe)或热管(未显示)。如所示，冷却系统可以在靠近天线元件40的近端处终止。在其他构造中，冷却系统可以通过或包绕天线元件40。
[0047]如图2进一步所示，在一些实施方案中，探头构件20包括布置在其上的一个或多个电热调节器或传感器(统称“传感器”)66。这些传感器66可以与轴60的内侧或外侧耦合和/或包埋在其中。这些传感器66还可以布置在探头构件20的远侧部分处的内部或外部，接近或邻近天线元件40。另外，一个或多个传感器66可以沿着轴60移位，以向控制器28提供参考测量。
[0048]传感器66可以与控制器28电耦合，以提供用于控制RFA装置10的运转的各种测量。例如，传感器66可以设置为检测在所述传感器附近的组织、组织阻抗、组织一致性、温度、水分含量等的变化。示例性的传感器66包括seabeck的溅射电阻膜结，P-N结、热电偶、温度传感器等等。在一些实施方案中，传感器66可以是参考频率依赖性的和/或被调谐至特定的频率。例如，可以在每个传感器66与控制器28之间放置电容器。 [0049]在一些实施方案中，传感器66中的一个或多个可以设置为感测接近所述传感器的组织或其他结构的温度。温度反馈可以用来控制供应给天线元件40的能量的功率级。使用这种温度反馈，控制器28可以控制消融温度，以防止目标结构34中的水过早煮沸。这可以防止天线元件40周围的组织的碳化，并且因此减少消融时间并且增加功率效率。
[0050]另外或备选地，传感器66可以设置为感测接触或接近传感器66的组织或其他结构的介电特性。这样设置，传感器66可以区分不同类型的组织，包括健康组织和患病组织。
[0051]仍然参考图2，天线元件40可以被密封构件(未显示)包绕或密封。所述密封构件可以保护天线元件40免于暴露于患者的组织32和/或流体，并且防止与其的电干扰。例如，在一些实施方案中，密封构件是环氧树脂、玻璃或其他此类材料的层。在其他实施方案中，密封构件是陶瓷管或塑料管等。其他类型的密封构件可以用来保护天线元件，特别是可以耐受消融操作的热量的构件。在一些实施方案中，可以放置所述密封构件与天线元件40的外表面紧密接触。在其他实施方案中，在所述密封构件和天线元件40的外表面之间可能有间隔。
[0052]由于消融过程至少部分基于组织中的含水量加热所述组织，因此，在一些情形中，使得在消融过程中可能导致的水分丢失最小化可能是有用的。因此，在一些实施方案中，在介电和目标组织之间放置障碍物或隔板。此类障碍物的非限制性实例包括与探头构件20耦合或另外连接的硅充气气囊。所述气囊可以利用气压膨胀。膨胀的气球可以压缩组织并且保留其中的水分。障碍物或隔板的另一种非限制性的实例包括一个或多个扩张式支架。
[0053]在一些构造中，探头构件20和RFA装置10的其他部件可以设置为被多次消毒的。因此，探头构件20可以包括防护罩、涂层或其他这样的防护，以设置为经受消融过程和消毒过程。此类防护可以由医用等级的材料制成。
[0054]图3举例说明按照本发明的一些实施方案的天线元件40的实例。在一些实施方案中，此天线元件40可以代替图1或2中所示的天线元件40。
[0055]如所示,天线元件40可以包括具有基本上管状或圆柱状的介电构件70。例如,介电构件70可以形成长或钝边的管或圆筒。管形的介电构件70可以包括沿着该管的整个长度延伸的内间隙。该间隙可以填充有另一种结构。此外，管形的介电构件70可以形成为另一物体上的层或涂层。并且，管形介电构件70还可以形成为套管或独立部件。在管构造中，所述管可以具有多个内部和外部形状，包括，但不限于，完美或准完美的正方形、圆形、卵形、椭圆形、三角形、其他多边形或其他适宜的形状。
[0056]第一导体，即内导体72，可以布置在介电构件70内和/或与之耦合。内导体72可以布置在介电构件70的内表面上，包括布置在介电构件70的内腔76的内表面上。另外，第二导体，即外导体74,可以布置在介电构件70的外表面上和/或与之稱合。在一些实施方案中，内导体72可以与射频电源24电连接，并且外导体74与地78电连接。在其他实施方案中，如所示，内导体72与地78电连接，并且外导体74与射频电源24电连接。
[0057]使用管状的或圆柱形的介电构件70可以允许内导体72和外导体74具有不同的构造，即，分别围绕整个内表面或外表面布置，或者仅布置在内表面或外表面的一部分上，诸如在一侧、一个象限(quadrant)、两个象限、三个象限和/或象限的一部分上。这种多用性可以使得天线元件40能够被设置为围绕整个天线元件40提供均一的辐射图案或者提供定制的或定向的辐射图案。产生的辐射图案可能由内导体72的构造和外导体74的构造以及射频电源24与内导体72或外导体74的连接形成。另外，使用管状的或圆柱形的介电构件70可以使得内导体72和/或外导体74能够以非线性图案布置在介电构件70上，以使介电构件70能够具有更短的总长度。由此，天线元件40可以更像点源那样运转，并且因此能够产生相对球形的消融图案。
[0058]内导体72和外导体74都可以具有多种形状、尺寸和构造，例如，如所示，内导体72可以是在介电构件70的远端和近端之间延伸的相对直的或线性的材料带。备选地，内导体72可以是具有非线性图案的材料带，诸如Z字形图案、螺旋形图案、分形图案、来回图案(back-and-forth pattern)、径向环组、径向箍带组或其他适宜的图案。在另一个实例中，内导体72可以形成在介电构件70的内腔76的整个内表面上的层或涂层。由此，内导体72可以是圆柱状或管状的。在另一个实例中，内导体72可以形成介电构件70内的实体核心。类似地，如所示，外导体74可以是在介电构件70的远端和近端之间延伸的相对直的或线性的材料带。备选地，外导体74可以是具有非线性图案的材料带，诸如Z字形图案、螺旋形图案、分形图案、来回图案、径向环组、径向箍带组或其他适宜的图案。另外，内导体72可以轴向对准或不重合从而产生需要的消融图案。图4-图14举例说明了前述实例中的至少一些。
[0059]内导体72和外导体74的形状、尺度和长度可以一起作用将天线元件40调谐至一种或多种频率。[0060]另外，为了将天线元件40调谐至需要的频率或频率范围，可以调节天线元件40的下述特性中的至少一些:介电构件70的介电常数，介电构件70的厚度，介电构件70的直径，和天线元件40的长度。这些特性中的每一个都将在下文进行描述。
[0061]仍然参考图3，可以选择介电构件70的特性以将天线元件40正确地调谐至需要的频率。在一些实施方案中，介电构件70是陶瓷材料的。例如，介电构件70可以包括氧化铝、氮化硅、氧化钛、其他金属氧化物、石英和/或其他陶瓷材料。介电构件70的介电常数可以为约4-约30或大于30。在一些构造中，介电构件70的介电常数可以为约9-10.5。在一些构造中，介电构件70，诸如由氧化铝制成的介电构件70，具有约9.8的介电常数。在一些构造中，介电构件70的厚度为约0.001-0.05英寸。在一些构造中，介电构件70的厚度为约0.005-0.04英寸。在具体的实施方案中，厚度为0.0001-0.03英寸。在一些构造中，介电构件70的直径为约0.01-0.15英寸。
[0062]可以选择内和外导体72，74的性质、形状和尺寸以正确调谐天线元件40并且定制形状和辐射图案。例如，在一些实施方案中，内和/或外导体72，74形成导电条带。这些条带可以具有约0.001英寸-0.1英寸的宽度。这些条带可以具有约0.001英寸-0.05英寸的厚度。当使用特定的薄膜制造方法时，宽度可以小于0.001英寸，厚度可以小于0.001英寸。另外，内和外导体72，74可以由多种导电材料制成，包括导电金属、油墨、复合材料等。示例性的材料包括铜、锡、铝、金、银、铬镍铁合金、黄铜、简并透明半导体等。导电粒子也可以应用到内和外导体72，74上或者与这些导体连接。在一些实施方案中，这些导体的横截面可以包括多种挤出的导电金属-对-金属材料，以组合需要的物理和/或机械性质。这些组合的材料可以包含在一个外径导线、电缆或带子中，以产生最佳的射频场和电导率。
[0063]可以使用多种制造方法中的一种或多种制造天线元件40。例如，介电构件70可以形成为介电管，其可以插入到内导体72之上，并且在其上可以应用外导体74。例如，内和/或外导体72，74可以使用 导电油墨丝网印刷或涂到介电材料上。
[0064]在具体的实施方案中，内导体72或外导体74可以包含金属油墨，诸如银或铜油墨。可以利用多种方法将金属油墨涂在或另外涂覆在介电构件70的外表面上。在一些情形中，可去除的掩膜，如胶带，以需要的螺旋形图案布置在介电构件70的外表面上。然后，将金属油墨通过涂抹、气相淀积或一些其他的涂覆工艺涂覆到介电构件70的暴露的表面上。金属油墨可以干燥，诸如在干燥器中干燥约10-30分钟。在一些情形中，然后去除可去除的掩膜，并且可以烘烤金属油墨，诸如在烘箱中烘烤。在其他情形中，在烘烤后去除可去除的掩膜。在一些实施方案中，金属油墨在约800-1100°C烘烤约1-10分钟。在一些实施方案中，可以将金属粉应用到金属油墨中，之后将其干燥和/或固化。这种金属粉可以提供至少一些伪分形天线的特性，这将在下文中进行描述。
[0065]在另一个实例中，内导体72、介电构件70和/或外导体74可以使用沉积、溅射或其他生长或涂敷方法制造。例如，这些结构中的一种或多种可以使用一种或多种生长方法和/或一种或多种薄膜或厚膜沉积方法，诸如溅射CVD或蒸发涂敷方法形成。将参考图7和8更详细地讨论这些方法。
[0066]仍然参考图3，在一些实施方案中，天线元件40形成微带型天线元件。通常，微带型天线包括与介电基板粘合的金属迹线形式的天线元件图案，诸如印制电路板，金属层粘合在所述基板的形成接地平面的对侧上。图3所示的天线元件40可以使用至少一些与前述平面微带天线元件相同的原理进行运转。例如，内导体72可以起接地平面的作用，介电构件70可以起介电基板的作用，并且外导体74可以起金属迹线的作用。在另一个实例中，外导体74可以起接地平面的作用，并且内导体72可以起金属迹线的作用。在一些构造中，微带型天线元件40的实施方案可以比其他天线类型小，并且产生比其他天线类型更加球形的辐射图案。
[0067]微带型天线元件40能够为射频消融操作提供多种优势。在一些实施方案中，微带天线可以使用陶瓷电介质，与一些其他类型的电介质相比，其可以制备得更小，并且更耐热。由于微带型天线元件40能够更耐热，因此它们可以以更高的功率级驱动，从而使用更小的装置产生更大和/或更热的消融区。因此，在一些实施方案中，微带型天线元件40可以产生比其他类型的消融天线更可控的温度场。在一些情形中，微带型天线元件40增加和/或改变功率级的能力允许临床医师增加或减少微带型天线元件40的功率，从而使得消融区带的尺寸与目标结构34的尺寸相匹配(图1所示)。
[0068]图4举例说明按照本发明的一些实施方案的天线元件40的另一个实例。在一些实施方案中，该天线元件40可以代替图1或2中所示的天线元件40。
[0069]如所示，与图2所示的类似，天线元件与同轴电缆42连接。天线元件40可以机械连接和电耦合到同轴电缆42的远端。在一些情形中，同轴电缆42的一个或多个导体延续到天线元件40中，提供这两个结构之间的机械连接和电连接。天线元件40和同轴电缆42之间的连接区域96还可以焊接在一起或使用胶粘剂或其他紧固件结合。此外，在同轴电缆42和天线元件40之间可以提供间隙，以提供在这两个结构之间的电绝缘。该间隙可以使用绝缘材料填充或其可以被保持为空的。考虑连接天线元件40与同轴电缆的其他方式。
[0070]天线元件40可以包括具有圆柱体管形的介电构件70。内导体80可以布置在介电构件70内，并且在其中 形成实体核心。内导体80可以连接到同轴电缆42的外导体82上，所述同轴电缆可以接地连接。外导体82可以以球形或螺旋形图案卷绕介电构件的外侧，如所示。外导体82可以连接到同轴电缆42的内导体80上，所述同轴电缆可以连接到射频电源26上(图1和3所示)。通过将外导体82卷绕在介电构件70的外表面上，天线元件40的总长度90可以比外导体82的总长度短得多。由此，天线元件40的总长度90可以相对小，并且有助于产生更加球形的辐射图案。这可能是由于较短的天线元件40可能更类似于具有基本上球形的辐射图案的理论点源天线进行响应。此外，外导体82的长度可以是射频电源28的所需传输频率的四分之一波长的整数倍(例如，四分之一波长、半波长、全波长等)。
[0071]在非限制性的实例中，外导体82可以具有约2英寸的长度，并且卷绕在氧化铝电介质上。该长度可以与湿的组织进行阻抗匹配，诸如以915MHZ。在其他情形中，该长度与微波波段或另一波段中的其他频率进行阻抗匹配。
[0072]通常，图4的天线元件40可以起螺旋形微带型天线元件的作用，其中内导体80起接地平面的作用，并且外导体82起天线迹线元件的作用。
[0073]如所提及的，可以选择天线元件40的多种尺寸、构造和材料将天线调谐至需要的频率和功率级。如所提及的，天线元件40可以设置为传输一种或多种微波频率。为了将图4的天线元件40调谐至需要的频率和/或需要组织的阻抗，可以调节天线元件40的至少下述特性:介电构件70的介电常数，介电构件70的厚度92，介电构件70的直径94，外导体82的绕组数目，外导体82的厚度84，外导体82的宽度86和长度，外导体82的绕组之间的间隔88，内导体80的尺寸，天线元件40的长度90。这些特性将在下文进行描述。
[0074]可以选择介电构件70的特性以将天线元件40正确地调谐至需要的频率。在一些实施方案中，介电构件70是陶瓷材料的。例如，介电构件70可以包括氧化铝、石英或其他陶瓷材料。该介电构件70可以是管形的，并且可以插入到形成接地平面的内导体80之上。在一些构造中，介电构件70的介电常数可以为约4-约30或大于30。在一些构造中，介电构件70 (诸如氧化铝)的介电常数为约9-10.5。在一些构造中，介电构件70具有约9.8的介电常数。在一些构造中，介电材料的厚度92为约0.002-0.04英寸。当使用特定的薄膜制造方法时，厚度可以小于0.002英寸。在一些构造中，厚度为约0.1英寸。在一些构造中，介电构件70的直径94为约0.001-0.25英寸。
[0075]还可以选择外导体82的特性以正确调谐天线元件40并且定制形状和辐射图案。如所示，外导体82可以以螺旋或螺线图案围绕介电构件70布置。外导体82的特性和卷绕特性可以影响辐射图案。因此，在一些实施方案中，外导体82紧密卷绕(在相邻的绕组之间具有狭窄的间距88)并且靠近，以使天线元件40的长度90变短并且辐射图案基本上是球形的。在一些构造中，外导体82包括宽度86为约0.001英寸-0.25英寸的导电材料条带。在一些构造中，外导体82的厚度84小于或等于0.004英寸。绕组的数目可以在0.5-50个绕组的范围内。在一些实施方案中，存在约0.5-20个绕组。在一些实施方案中，存在约1-15个绕组。外导体82的绕组之间的间距88可以为约0.001-0.1英寸。在一些情形中，间距88为约0.001-0.07英寸。外导体82的每种特性都可以影响天线元件40的长度。在一些情形中，长度90为约0.1英寸-1.0英寸。在一些情形中，长度为约0.5英寸。对于较大的消融区域，其他构造可以包括1-3英寸的长度。
[0076]在具体的实施方案中，天线元件40设置为在大约为90W-180W的功率、约915MHz的频率传输。天线元 件40可以具有下述特定的尺寸:介电构件70可以是0.05英寸的氧化铝管，其介电常数为约9.8。介电构件70的外径94为约0.09-0.125英寸。介电构件70的内径为约0.011-0.02英寸。介电构件70的厚度92为约0.039英寸。外导体82具有跨度为约0.05-0.09英寸的大约12个绕组。绕组之间的间距88为约0.01-0.037英寸。外导体82的宽度86为约0.035英寸。
[0077]如图4进一步所示，天线元件40可以任选地在其远端包括端盖98。端盖98可以由导电材料(例如金属)或绝缘材料制成。端盖98可以通过减小其长度(沿着天线元件40的纵轴的尺寸)而影响辐射图案的形状和方向。因此，在一些情形中，端盖98可以使得辐射图案更为球形，并且至少部分防止其被导出远端。在一些构造中，端盖98不与内导体80或螺旋形导体54电耦合，而是与这两个结构绝缘。在一些情形中，端盖98仅与介电构件70耦合。在一些其他情形中，端盖98可以与接地导体耦合，诸如图4所示的内导体80。因此，端盖98可以不与外导体82耦合或不与连接射频电源的另一个导体耦合。
[0078]图5-9描述了天线元件40的其他实例。应该理解，尽管这些实例举例说明具有不同构造的天线元件40，但是许多特性、结构和特征可以与参考图3和4所述的那些相同或相似。例如，绕组数目、绕组之间的间距、介电材料与其周长和厚度和/或外导体82的宽度和闻度等可以改变并且在如文提及。
[0079]现在参考图5，显示了具有外接同轴电缆42的外部的远侧部分的介电构件100的天线元件40。在一些实施方案中，所述天线元件40可以代替图1或2中所示的天线元件40。
[0080]如所示，同轴电缆42的外导体46沿着天线元件40的长度形成天线元件40的内导体102。内导体102可以粘合或另外耦合到介电构件100上。如在图4的示例性天线元件40中，外导体104可以以螺旋、球形或其他图案布置在介电构件100的外表面上。内导体102，作为同轴电缆42的外导体46的一部分，可以接地连接。外导体104可以与同轴电缆42的内导体44连接,所述同轴电缆与射频电源连接。如所示，断流器槽(cutout groove)108可以在同轴电缆42的远端形成，以适应同轴电缆42的内导体44与天线元件40的外导体102之间的电连接。
[0081 ] 在一些实施方案中，图5的构造可以提供比图4的构造更短的天线元件40，原因在于介电构件100的外径更大，并且因此具有更大的周长。因此，外导体104可以具有用于天线调谐目的的相同的长度，但是具有更少的绕组。因此，天线元件40可以具有更短的长度。在一些构造中，更短的长度更像是充当点源，并且可以提供更加球形的辐射图案。
[0082]现在参考图6，其描述了天线元件40的另一个实例。在一些实施方案中，所述天线元件40可以代替图1或2中所示的天线元件40。图6描述了与图4的天线元件相似的天线元件，并且各个部件的特性以及各个部件的尺寸、形状和大小可以与参考图4所述的那些相似。在其他实施方案中，如图9中所示，还可以在天线元件40上放置独立的套管，如参考该图所述。
[0083]如图6中所示，天线元件42与图4的天线元件40相似，不同之处在于天线元件40的内导体110可以是同轴电缆42的内导体44的延伸或与其连接。此外，天线元件40的外导体112可以与同轴电缆42的外导体46连接。因此，当所述天线元件40起微带型天线元件的作用时，外导体104起接地平面的作用，并且内导体102起微带迹线的作用。尽管外导体112起接地平面的作用，但是其仍然可以围绕介电构件70的外部以螺旋或球形图案布置，这可以允许辐射通过绕组之间的间距传播。还考虑外导体112的其他图案。在这些构造中，天线元件40可以起使用内和外螺旋卷绕的缝隙天线的作用。传输的能量可以在外导体112的间隙之间通过。
[0084]如图6中设置，馈线信号被传送到天线元件40的中心，而不是围绕天线元件的外部传送。在一些构造中，馈线信号被传送到天线元件的中心，并且可以围绕更小的介电构件70缠绕。例如，所述更小的介电构件70可以具有约0.050英寸的直径。
[0085]现在参考图7和8，其描述按照本发明的一些实施方案的天线元件40的另一个实例。在一些实施方案中,这些天线元件40中的每一个都可以单独地代替图1或2中所示的天线元件40。这些实施例举例说明可以使用沉积、溅射或其他生长或涂敷方法制造的天线元件40。例如，这些结构中的一个或多个可以使用一种或多种生长方法和/或一种或多种薄膜或厚膜沉积方法，诸如溅射、CVD或蒸发涂敷方法形成。另外，这些天线元件40可以与同轴电缆42连接，如前面所述和参考图4-6所示。此外，考虑连接天线元件42与同轴电缆42的其他形式。
[0086]如所示，天线元件40可以包括介电构件124、内导体128和外导体130。如进一步所示，天线元件40可以任选地包括载体棒120、在所述载体棒120上形成的支持层(例如，氧化物层等)122，和/或在介电构件124和外导体130的外部上形成的外介电层126。
[0087]如提及的，图7和8的天线元件40可以使用一种或多种生长方法和/或一种或多种薄膜或厚膜沉积方法形成。尽管参考图7和8的实施方案描述了这种类型的制造，但是这些相同的方法可以用于形成图3-17所示的其他天线元件实施方案。现在将描述这些方法的代表性实例。
[0088]如所示，可以提供载体棒120，在其上可以生长或沉积天线元件40的部件和结构。载体棒120可以具有不同的长度，例如，约0.040-2.0英寸，优选0.04-0.5英寸的长度。载体棒120可以进行阳极化处理，以使其外表面氧化形成支持层122。内导体128可以沉积在载体棒120上或支持层122上。内导体128的材料可以使用溅射方法或其他此类方法沉积。使用平板印刷法和蚀刻方法或其他此类方法，内导体128可以形成特定的迹线图案，诸如螺旋形图案。在其他实施方案中，载体棒120可以是导电的，并且用作内导体128。由此，内导体128可以不需要沉积在载体棒120上。[0089]提供内导体后，如上文提及的，介电材料124 (例如，氮化硅)可以在支持层122和内导体128的暴露部分上生长或沉积，以形成介电构件124。然后，使用与用于形成内导体128的相同的方法，可以在所述介电构件124的外表面上形成外导体130。内导体128和外导体130的导电层可以为约10-300纳米。任选地，可以在介电构件124和外导体130的暴露部分上生长、沉积或另外形成另一个介电层126。介电构件124可以具有约10-300纳米的厚度，包括约20-50纳米的厚度。天线元件的总直径可以为约0.01英寸-0.125英寸。
[0090]如图7中进一步所示，内导体128可以与同轴电缆42的内导体44连接，外导体130可以与同轴电缆42的外导体46连接。这些连接也可以反转，以使内导体128与同轴电缆42的外导体46连接，外导体130与同轴电缆42的内导体44连接。如前面所讨论的，可以设置并且另外选择内导体128和外导体130的尺寸以及绕组数目和绕组之间的间距来将天线调谐到需要的频率和/或所需组织的阻抗。
[0091]现在将参考图8，其举例说明与图7的天线元件40相似的天线元件40，不同之处在于其具有第二内导体132 (其为第三导体)。第一内导体128和第二内导体132都可以围绕载体棒120螺旋卷绕，并且布置在介电构件124的内表面上。应该理解，在其他情形中，天线40还可以包括使用与第二内导体132相同的原理的第三或第四内导体(未显示)。类似地，应该理解，在其他情形中，天线元件40可以具有使用与第二内导体132相同的原理的第二外导体、第三外导体或第四外导体(未显示)。
[0092]如所示，第一内导体128可以与同轴电缆42的第一内导体44a连接，并且第二内导体132可以与同轴电缆42的第二内导体44b连接。参考图2和图8 二者，射频电源26的控制器28可以设置为控制传递至第一内导体128和第二内导体132的能量的相位。因此，控制器28可以产生在第一内导体128和第二内导体132上传输的两种单独的信号之间的相位差。类似地，在图8的天线元件40上添加第三和/或第四内导体的情形中，控制器28可以设置为传输与这些导体中的每一个具有不同的相位的能量。
[0093]使用多相位天线元件，诸如图8的二相天线元件40，或三相天线元件(未显示)，可以用来操纵发射的辐射图案以及由此产生的消融区的尺寸和形状。因此，可以操纵相对相位，以使消融区可以被成形为与目标结构34相同的尺寸，或者以使其可以被导向探头构件20附近的目标结构(图1所示)。使用这种功能性，消融区可以围绕探头构件20向远侧、向近侧或轴向移动。在一些情形中，可以通过改变经由天线元件40的多个导体传输的已传输的射频能量之间的相位来产生这样的操纵性和定向性，如图8所示。[0094]尽管仅参考图8描述并举例说明了使用可以提供有具有不同相位的信号的两个以上的导体，但是，这些结构和特征可以与图2-16的任意其他天线元件实施方案一起使用。由此，这些附图中的单个内导体或外导体可以替换为两个、三个或更多个单独的导体，每一个设置为传输单独的信号。
[0095]现在将参考图9，其描述天线元件40的另一个实例。在一些实施方案中，所述天线元件40可以替换图1或2中所示的天线元件40。与之前所述的天线装置相似，该装置可以基于同轴电缆42。天线元件40可以包括可能具有与图4-6所示例的和本文所述的那些构造相同的构造的内部分。如所示，所述内部分与图6所示的和参考该附图所述的内部分相似。
[0096]如所示,天线元件40包括套管140,所述套管选择性布置在天线元件40上，并且通过例如一组螺纹143、147或其他类似的可调连接器与同轴电缆42连接，诸如黄铜套管，其可以压配合并且旋转和焊接在适当的位置，而不需要螺纹。套管140可以围绕同轴电缆42的纵轴可旋转地调节(沿着其长度延伸)和/或沿着同轴电缆42的纵轴轴向可调。套管140可以包括连接器部分141和天线部分146。这两个部分可以连接在一起，诸如使用可以包括热粘附接头的焊料或焊缝来连接。这种连接可以通过向天线部分的整个近端添加铜或银油墨而得以辅助。连接器部分141选择性地将套管140连接到同轴电缆42上。天线部分146可以包括用于与由天线元件40发射的射线相互作用的天线部件，从而以产生需要的辐射图案的方式改变所发射的射线图案。在一些构造中，天线部分146包括介电管142或套管，其覆盖并且至少基本上包绕其中的天线元件40。为了促进电绝缘，可以在介电管142和天线元件40之间设置间隙148。在保存和使用过程中都可以维持该间隙148。介电管142可以包括布置在其上的一个或多个导体144。一个或多个导体144可以是导电迹线并且可以具有不同的构造，诸如本文所述的那些构造，包括螺旋形构造。所述一个或多个导体144可以连接到射频电源上，接地连接或是独立式的。 [0097]为了提供可调节套管140的可调节性，同轴电缆42的外部分可以包括螺纹145。这些螺纹145可以制造为同轴电缆42的一部分或者在制造同轴电缆42后安装在其上。这些螺纹145可以是黄铜或铜螺纹或由另一种类型的刚性或半刚性材料制成。螺纹145可以是公螺纹，如所示，或是其他的螺纹类型。在一些构造中，套管140通过螺纹145选择性地连接在共轴导体42上。套管140还可以包括带螺纹的连接器部分141，其包括螺纹143，如所示的母螺纹。在其他实施方案中，其他可调节部件布置在同轴电缆42和套管140之间，其允许套管140在可调节套管140上的不同位置处连接到同轴电缆42上。
[0098]通过调节套管140被拧到到同轴电缆42上的距离，制造商或使用者可以将天线元件40调谐到特定的频率。在一些情形中，制造商可以适当地调整可调节套管，然后将可调节套管140固定连接(例如，通过焊接材料，热粘合和/或其他类似的工艺)在适当的位置。当套管140在螺纹145上前进时，其也被旋转。这些移动可以改变天线元件40的频率响应。在一些实施方案中，天线装置设置为在消融过程期间具有非常低的或接近没有反射功率。使用布置在天线元件40上的套管140，可以影响产生的消融图案，其可以调节产生的消融图案的形状和/或尺寸。因此，套管140的介电管142和外导体144可以与内部的天线元件40—起作用作为组合的天线元件。这种构造可以提供短的天线元件，其在适当地调谐时，可以产生球形的或几乎是球形的消融图案。应该理解，套管140的螺纹和同轴电缆上的螺纹145之间的界面可以足够紧密，以允许套管140在将其拧到特定的距离后保持在固定的位置，同时也是足够松的，以允许套管140按照需要进行调节。
[0099]在一些实施方案中，使用固定的套管(未显示)替代可调节套管。所述固定的套管可以与同轴电缆42机械连接和/或电耦合。固定的套管可以具有与可调节套管140相似的天线部分146。所述固定的套管可以固定在某个位置和方位，在所述位置和方位此天线装置被调谐至需要的频率或频率范围。
[0100]可以对天线元件40、介电管142、外导体144、间隙148和其他部件的不同的尺度和比例进行成形和定尺寸，以产生需要的消融图案，这是应该理解的并且如本文所述。
[0101]另外，介电管142的远端可以成形并且定尺寸，以产生有角度的边或点，如所示。该远端可以用作针头用于穿透肉体或其他机体轮廓。在一些情形中，该远端可以通过涂层、保护罩或其他构件加固、分离和/或绝缘。
[0102]图10举例说明天线元件40的另一个实例，其具有布置在介电构件70的外表面上的多个导电粒子150。在一些实施方案中，这种天线元件40可以替代图1或2中所示的天线元件40。与先前描述的天线元件相似，该天线元件40可以连接到同轴电缆42上，通过所述同轴电缆其连接到射频电源上和/或接地连接。
[0103]如所示，同轴电缆42的内导体44可以延伸至天线元件40中形成天线元件40的内导体110。介电管70可以围绕内导体110放置，并且端盖98可以任选地布置和/或耦合在天线元件40的远端上。前述部件的尺寸和特性可以与参考图4的实施方案所述的那些相似。同轴电缆42的外导体46的至少一部分可以延伸到天线元件40的介电管70的外表面上以形成外 导体152。外导体152可以与布置在介电管70的外表面上的多个导电粒子150形成电接触。所述多个导电粒子150可以用来影响天线元件40的辐射图案。在其他实施方案中，同轴电缆42的内导体44可以与天线元件40的外导体152连接，并且同轴电缆42的外导体46可以与天线元件40的内导体110连接。
[0104]在一些实施方案中，所述多个导电粒子150起的作用与分形天线相似，因此在本文中被称为伪分形天线。分形天线是使用分形设计或自相似设计的天线，以使在给定的总表面积或体积内可以接收或传输电磁辐射的材料的长度或周长最大化。在一些情形中，所述多个导电粒子150具有至少一些自相似设计、形状和尺寸，这增加天线元件40的周长，允许天线元件40具有较短的长度154，并且提供更加球形的辐射图案。由于分形天线的反应能够同时以多种不同的频率以良好至优异的性能来操作，因此，所述多个伪分形导电粒子150的分形性质还可以提高天线元件的性能和调谐能力。
[0105]所述多个导电粒子150可以是不同类型的导电金属的小颗粒。在一些实施方案中，所述多个导电粒子150可以包括铝、铜、银、其他导电粒子或它们的组合中的至少一种。导电粒子150的大小可以为约100-320Mesh (约150-40微米)。在其他实施方案中，导电粒子150的大小为约50-625Mesh (约300-20微米)。在其他实施方案中，导电粒子150的大小为约 250-300Mesh (约 105-74 微米)。
[0106]在一些情形中，可以使用粘合构件将所述多个导电粒子150粘合在一起。所述粘合构件可以是胶粘剂、金属油墨或另一种导电粘合构件。例如，可以将金属油墨涂覆在介电构件70的外表面上。然后，介电构件70的具有湿金属油墨的部分可以浸没在具有多个导电粒子150的容器中,所述导电粒子与所述金属油墨粘附。介电构件70、金属油墨和多个导电粒子150可以固化。在一些构造中，固化在烘箱中在约500°C进行约15分钟。也可以使用其他的固化程序。在其他情形中，所述多个导电粒子150被部分熔融，以使相邻的粒子粘合在一起，而无需粘合构件。
[0107]图11举例说明天线元件40的一个实例，其具有布置在介电构件160内的多个导电粒子150。在一些实施方案中，该天线元件40可以替换图1或2中所示的天线元件40。与前述天线元件相似，该天线元件40可以连接到同轴电缆42上，通过所述同轴电缆其连接到射频电源上和/或接地连接。该天线元件40可以用于将辐射图案由天线元件40的远侧尖端沿着探头构件20的纵轴向外导出(图1和2所示)。
[0108]如所示，天线元件40包括形状为圆柱体管的介电构件160。外导体112布置在介电构件160的外表面上。外导体112与同轴电缆42的外导体46连接。天线元件40的内导体110是同轴电缆42的内导体44的延伸或与其连接。内导体110与布置在介电构件160内的多个导电粒子150电耦合。所述多个导电粒子150可以用来影响天线元件40的辐射图案，如参考图10的天线元件40所述。此外，在一些实施方案中，所述天线元件40包括辅助将导电粒子150保持在介电构件160内的端盖。在其他实施方案中，天线元件40可以被紧密密封，以将所述导电粒子150保持在介电构件160内。
[0109]图12举例说明天线元件40的一个实例，其具有布置在介电构件160内的多个导线170。在一些实施方案中，该天线元件40可以替代图1或2中所示的天线元件40。与之前所述的天线元件相似，该天线元件40可以连接到同轴电缆42上，通过所述同轴电缆其连接到射频电源上和/或接地连接。
[0110]图12的天线元件40可以与图11的天线元件相似，不同之处在于多个导电粒子可以被多条导线170替代。导线170可以包括细小的/小导线绞线、纤维或其他小型化的细长的导电结构。所述导线 可以具有相对小的厚度，诸如约ι-?ο毫米。一些导线可以是同轴电缆42的内导体44的一部分，其延伸至天线元件40。导线170的用途和功能可以与导电粒子的相似，原因在于它们相似地影响天线元件40的辐射图案。如所示，导线170可以沿着天线元件40的纵轴排成一行。另外地和/或备选地，导线170可以彼此折叠在一起，卷绕在一起，系在一起或另外以有序的或无序的方式插入到介电构件160中。导线170可以使用耦合器172与内导体110耦合，所述耦合器可以是机械化学的或其他此类的耦合装置。
[0111]如进一步所示，所述多个导线170中的一些可以具有不同的长度。导线的不同长度帮助稳定天线元件40的频率范围和总阻抗。例如，在整个消融过程中的驻波反射功率可能需要保持在约50ohms，这可以使用不同长度的导线实现。这些长度可以为约0.1-4英寸，约1.3-3英寸，或约0.5-2.5英寸。另外，每条导线的直径也可以不同。
[0112]在一些实施方案中，图12的天线元件40可以包括辅助将导线170保持在介电构件160内的端盖。在其他实施方案中，天线元件40可以紧密密封，以将导线170保持在介电构件160内。
[0113]图13举例说明天线元件40的一个实例，其具有以分形图案布置在介电构件70的外表面上的外导体180。在一些实施方案中，该天线元件40可以替代图1或2中所示的天线元件40。并且，所述分形图案可以替代前面的附图中所述的螺旋形图案。在一些实施方案中，这种及其他分形图案构造可以替代图4-6中示例的天线元件的螺旋形图案。在一些情形中，所述分形图案可以围绕介电材料的外表面以不同的方式(诸如以半螺旋的方式)卷绕。
[0114]图14举例说明天线装置40的一个实例，其具有仅布置在天线元件40的外表面的一部分上的外导体190。在一些实施方案中，该天线元件40可以替代图1或2中所示的天线元件40。并且，在一些实施方案中，这种及其他天线图案或其他类似的天线图案可以替代图4-6中所示的天线元件的螺旋形图案。在其他实施方案中，外导体190仅围绕介电构件70的一个象限(quadrant)、两个象限、三个象限和/或部分象限放置。这些构造可以允许天线元件40被设置为围绕整个天线元件40提供均一的辐射图案或提供定制的或定向的辐射图案。
[0115]现在参考图15和16，其举例说明使用具有相对平坦的构造(与管状构造相反)的介电构件200形成的天线元件40的实例。在一些实施方案中，这些天线元件40可以分别独立地替代图1或2中所示的天线元件40。并且，除了具有相对平坦或平面的构件之外，这些天线元件可以包括与前述那些天线元件实施方案相同的特征、材料、厚度等。
[0116]如所示，天线元件40可以是平面的，而不是圆柱形或管状的。在其他实施方案中，天线元件40可以具有其他非圆形的横截面，诸如方形、三角形或其他多边形的横截面。另外，天线元件40在天线装置的长度上可以具有其他形状的横截面和不均一的横截面。如所示，天线元件40可以包括第一导体204，介电体202和第二导体202。在一些实施方案中，第一导体204是接地的接地平面，第二导体202是与射频电源(例如，图1的射频电源26)连接的微带迹线。在其他实施方案中，第二导体202是接地平面，第一导体204与射频电源连接。在一些实施方案中，介电体200具有约4-约30的介电常数。
[0117]现在参考图16，其描述了天线元件40的其他实施方案。如所示，在一些实施方案中，天线元件40可以包括堆叠的部件组。例如，天线元件40可以包括布置在一组介电基板之间的一组导体，如所 示。所述的天线元件40包括叠层的材料，按顺序包括:第一导体202，第一介电体200,第二导体204,第二介电体210和第三导体212。在一些构造中，第二导体204可以是接地平面，第一导体202和第三导体212可以是微带迹线。备选地，第一导体202和第三导体212可以作为接地平面，并且第二导体204可以与反馈信号耦合。在一些实施方案中，第一和第二介电体200，210具有约4-约30的介电常数。
[0118]现在参考图17，其举例说明设置为螺旋形偶极天线的天线元件40。在一些实施方案中，该天线元件40可以替代图1或2中所示的天线元件40。
[0119]在一些实施方案中，图17的天线元件40可以设置为产生基本上球形的辐射图案。天线元件40可以包括两个导体:第一导体232和第二导体234。这些导体中的一个可以接地耦合，而另一个与馈线耦合。在一些实施方案中，第一导体232接地耦合，而在其他实施方案中，第二导体234接地耦合。天线元件40包括第一螺旋部分236和第二螺旋部分238。第一和第二导体232，234基本上彼此平行且与纵轴242平行地通过第一螺旋部分236的中心布置。在中心点240,第一导体232转向并且在第一螺旋部分中形成围绕第一和第二导体232，234的平行部分和纵轴242卷绕的线圈。在中心点240，第二导体234转向并且在第二螺旋部分中在与第一导体236相反的大体方向上形成围绕纵轴242的绕组。以这种方式，第一和第二导体232，234保持为基本上管状的空间区域，由此允许第一和第二导体232，234插入到探头构件20中，诸如在图1中所示。
[0120]图17的天线元件40可以包括设置天线元件40传输微波能量并且产生消融相邻组织的消融水平温度的部件、尺寸和特性。在一些实施方案中，介电材料(未显示)布置在天线元件40内并且围绕所述天线元件40。在其他实施方案中，天线元件40包括冷却系统。在一些实施方案中，设置绕组数目、每个绕组的尺寸、绕组之间的间距、每个导体的厚度和/或介电材料的介电常数以产生需要的传输特性。在其他实施方案中，也可以通过薄膜沉积法(诸如RF磁控管溅射)、蒸发离子涂敷和化学蒸气沉积或其他方法应用螺旋绕组和介电绝缘体。用于介电绝缘体的材料可以包括氧化铝和/或氮化硅。螺旋绕组可以由铝、银、镍和/或铜制成。
[0121]本发明可以在不背离如本文广义描述的和后文要求保护的其结构、方法或其他必要特征的前提下以其他具体形式体现。在所有方面中，所述的实施方案仅应该被视为是举例说明性的，而非限制性的。因此，本发明的范围由后附的权利要求所示，而不是由前述说明书所示。在权 利要求的等价物的意思和范围内的所有改变都包括在本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种射频消融(RFA)装置，所述装置包括: 介电构件； 布置在所述介电构件内的第一导体；和 布置在所述介电构件的外表面上的第二导体，其中: 所述第一导体设置为与射频源或地中的一个电连接，并且 所述第二导体设置为与所述射频源或地中的另一个电连接。
2.权利要求1的装置，所述装置还包括探头构件，其中所述介电构件布置在所述探头构件的远侧部分内。
3.权利要求2的装置，所述装置还包括一个或多个传感器，所述传感器与所述探头构件连接并且设置为感测邻近所述一个或多个传感器处的温度、电导率和水分中的至少一种或多种。
4.权利要求2的装 置，所述装置还包括布置在所述探头构件内的冷却系统，所述冷却系统具有一个或多个冷却管，所述一个或多个管设置为保持液体在其中流动。
5.权利要求2的装置，所述装置还包括布置在所述探头构件内的冷却系统，所述冷却系统具有一个或多个热管、传热导热管和折流回流系统。
6.权利要求2的装置，其中所述介电构件与同轴电缆的远端连接，所述同轴电缆至少部分布置在所述探头构件内。
7.权利要求6的装置，其中所述介电构件至少外接所述同轴电缆远端的一部分。
8.权利要求1的装置，其中所述介电构件具有约4-约30的介电常数。
9.权利要求1的装置，其中所述第一导体与射频馈源连接。
10.权利要求1的装置，其中所述第一导体接地连接。
11.权利要求1的装置，其中所述第二导体以螺旋形图案布置在所述介电构件的外表面上。
12.权利要求1的装置，其中所述第二导体以分形或伪分形图案布置在所述介电构件的外表面上。
13.权利要求1的装置，其中所述第一导体以螺旋形图案布置。
14.权利要求1的装置，所述装置还包括: 布置在所述介电构件外表面上的第三导体，其中所述第二导体与所述射频源电耦合，并且其中所述第三导体与所述射频源电耦合；和 控制器，所述控制器用于调节在所述第二导体上和在所述第三导体上传输的射频信号之间的相位差。
15.权利要求1的装置，所述装置还包括: 布置在所述介电构件内的第三导体，其中所述第一导体与所述射频源电耦合，并且其中所述第三导体与所述射频源电耦合；和 控制器，所述控制器用于调节在所述第一导体上和在所述第三导体上传输的射频信号之间的相位差。
16.权利要求1的装置，其中所述第二导体与多个导电粒子电耦合。
17.权利要求1的装置，其中所述第一导体与布置在所述介电构件内的多个导电粒子电率禹合。重复序号17.权利要求1的装置，其中所述第一导体与布置在所述介电构件内的多个不同长度的导线电耦合。
18.权利要求1的装置，所述装置还包括与同轴电缆可调节地耦合的套管，所述套管围绕所述同轴电缆的纵轴可旋转地调节，并且沿着所述同轴电缆的纵轴可轴向调节。
19.权利要求18的装置，其中所述套管还包括介电管，所述介电管具有布置在所述介电管外表面上的一个或多个导体。
20.权利要求19的装置，所述装置还包括布置于所述套管与所述第二导体的外表面之间的间隙。
21.权利要求1的装置，其中所述射频源设置为向所述第一导体或所述第二导体提供充足的功率以产生足以消融邻近所述第一导体或所述第二导体的组织的热量。
22.权利要求1的装置，其中所述射频源设置为向所述第一导体或所述第二导体提供具有在微波范围内的频率的射频功率。
23.一种制造射频消融(RFA)天线的方法，所述方法包括: 提供内导体； 在中心导体的外部上沉积介电材料层，所述介电材料层形成管状形状；和 在所述介电材料层的外表面上沉积外导体。
24.权利要求23的方法，其中沉积外导体包括: 在所述介电材料层上沉积导电材料层；和 去除所述导电材料层的一个或多个部分使得在所述介电材料上留下所述导电材料的条带，所述导电材料的条带具有预先确定的图案。
25.权利要求24的方法，其中所述预先确定的图案是螺旋形、分形或伪分形图案中的一种。
26.权利要求23的方法，其中提供内导体包括: 提供载体棒； 在所述载体棒上沉积导电材料层；并且 去除所述导电材料层的一个或多个部分使得在所述载体棒上留下所述导电材料的条带，所述导电材料的条带具有预先确定的图案。
27.权利要求23的方法，所述方法还包括: 将所述内导体与射频源或地中的一个连接；并且 将所述外导体与所述射频源或地中的另一个连接。
28.一种微波消融(MWA)装置，所述装置包括: 探头构件；和 布置在所述探头构件内的微带天线元件，所述微带天线元件包括: 介电常数为约4-约30的介电基板，其具有第一基本上平坦的表面和第二基本上平坦的表面，所述第二表面与所述第一表面相对； 布置在所述介电基板的第一表面上的第一导体；和 布置在所述介电基板的第二表面上的第二导体，所述第二导体是微带迹线；和其中所述第一导体设置为与射频源或地中的一个电连接，并且第二导体设置为与所述射频源或地中的另一个电连接。
29.权利要求28的MWA天线，其中所述第一导体和第二导体中的一个或多个与多个导电粒子连接。
30.一种射频消融(RFA)装置，所述装置包括: RFA消融探头构件；和 布置在所述探头构件内的螺旋形偶极天线元件，所述螺旋形偶极天线元件包括: 第一导体；和 第二导体，其中所 述第一导体和所述第二导体中的每一个沿着所述螺旋形偶极天线的纵轴向所述螺旋形偶极天线的中心点以基本上平行的方向延伸，所述第一导体在距所述中心点的远侧方向上围绕所述纵轴螺旋卷绕，并且所述第二导体在距所述中心点的近侧方向上围绕所述纵轴螺旋卷绕。
【文档编号】A61B18/18GK103841914SQ201280045847
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月20日 优先权日:2011年9月20日
【发明者】罗伯特·H·伯格纳, 托德·H·图恩伦德, 切特·M·克伦普, 肯特·莫尔 申请人:Bsd医疗公司