双功能等离子体和非电离微波凝结电外科器械以及整合所述双功能等离子体和非电离微...的制作方法_3

文档序号:9829028阅读:来源:国知局
送非电离微波RF辐射,即无气体时来实现消毒也可以是可能的。
[0037] 非热等离子体的消毒功能还可用来在治疗前或治疗后对体腔进行消毒。在装置用 来对例如内窥镜或胃窥镜的器械进行清洁或消毒的情况下,所述装置可被配置来产生非热 等离子体与非电离微波辐射的组合。在将所述装置用于NOTES程序的情况下,或在所述装置 能够执行表面凝结、身体组织的消毒以及大脉管或大血管的深层凝结是有利的情况下,所 述装置还可被配置来产生非热等离子体、热等离子体以及非电离微波辐射。
[0038] 所述设备和器械可因此具有四种使用模式:
[0039] -非热等离子体,其用来对内窥镜或任何其他镜器或其他装备的器械通道进行消 毒或杀菌,或对生物组织或外表面进行消毒或杀菌
[0040]-非电离微波辐射,其用来对内窥镜、其他镜器或其他装备的器械通道进行消毒或 杀菌
[0041 ]-热等离子体,其用于表面凝结或浅表凝结
[0042] -非电离微波辐射,其用于更深层的凝结。
[0043] 换句话说,所述器械的套筒可在四个状态之间调节:
[0044] -非电离微波辐射:暴露以发射用于深层凝结的非电离微波辐射的单极辐射天线; [0045]-使用RF和微波能量激发等离子体:通过外套筒覆盖辐射单极并且将气体引入到 区域中,以使得可激发和维持等离子体(用于表面凝结的热等离子体和/或用于消毒/杀菌 的非热等离子体);
[0046] -仅使用微波能量激发等离子体:调节内导体与外导体之间的邻近度,以生成足够 尚的E场以激发等尚子体;
[0047] -使用微波场维持等离子体:调节内导体与外导体之间的邻近度,以生成低阻抗环 境以允许维持等离子体。
[0048] 所述套筒可具有对应于每一配置的多个预先确定的设定位置。所述器械可包括用 于将套筒保持在所述设定位置的每一个上的机构,例如定位沟槽或棘轮机构。
[0049] 所述器械可因此提供四个功能:使用非热等离子体消毒、使用热等离子体凝结表 面组织、使用非电离微波辐射凝结深层组织以及使用非电离微波辐射消毒。可认识到,具有 能够执行如上所描述的两个或三个或四个功能的单个器械实现了快速和高效的治疗,因为 如果要求不同功能,不需要将所述器械撤回。
[0050] RF和微波EM能量可在设备的任何使用模式下单独或同时地递送。例如,在表面凝 结模式下仅RF EM能量可用来激发和维持等离子体,并且在深层凝结模式下仅微波EM能量 可用来仅递送非电离辐射。替代地,可创造高电压RF电场来激发等离子体,继之以随RF场增 强的微波频率场来维持等离子体。
[0051] 类似地,微波频率EM能量可用来增大RF激发电压以帮助保证等离子体激发。这可 通过控制微波信号发生器来进行,以产生用于RF激发脉冲期间的峰值功率,并且随后产生 降低的功率级以在激发等离子体后维持所述等离子体。
[0052]在另一方面,本发明可提供一种器械,其适于执行APC,其中等离子体通过RF能量 的脉冲来激发并且通过微波频率能量的脉冲来维持。根据此方面,可提供一种电外科器械, 其包括:细长探针,其包括用于输送射频(RF)和微波频率电磁(EM)辐射的同轴电缆,以及连 接在同轴电缆的远端处的探针尖端,所述探针尖端用于从同轴电缆单独或同时地接收RF和 微波辐射;以及用于将气体穿过细长探针输送到探针尖端的气体通路,其中所述同轴电缆 包括内导体、外导体以及将内导体与外导体分离的电介质材料,其中所述探针尖端包括连 接至同轴电缆的内导体的第一电极和连接至同轴电缆的外导体的第二电极,并且其中第一 电极和第二电极被布置来横跨从气体通路接收的气体的流动路径从所接收RF EM能量产生 高电场,以便激发等离子体,并且布置来递送所接收微波能量,以在激发等离子体后维持所 述等离子体。
[0053]此装置未必具有以上所论述的双功能性,但代之以利用微波频率能量以对现有的 APC系统加以改进。使用所组合RF和微波频率能量以创造等离子体束的优点是激发等离子 体所要求的能量不依赖外部返回路径,并且可精确地控制用来维持等离子体的能量以确保 快速和高效的治疗。替代地,可如常规地仅使用RF来生成等离子体,并且可仅提供微波能量 以便提供深层组织凝结的附加功能或清洁应用的在内窥器械通道中的消毒或对NOTES中或 自然开口应用中的生物组织进行消毒。
[0054] 如同以上所论述的双功能性方面一样,等离子体可在具有小于2.5mm的直径的柔 性微波电缆的远端处生成,所述柔性微波电缆使器械能够向下引入任何内窥装置,即内窥 镜、胃窥镜等等的器械通道。所述等离子体还可被用来对内窥镜的器械通道进行清洁或杀 菌并且被用来在溃疡治疗前或溃疡治疗后对组织进行杀菌,和/或用来杀死或减少在身体 的自然开口中显现出来的细菌和/或用来在执行皮肤移植前对创面进行消毒和/或在将皮 肤移植到身体上之前对皮肤进行消毒。
[0055] 所述等离子体还可用于耳、鼻和喉(ENT),用于有必要防止或阻止血液流动/损失 的子宫内膜异位手术和普通开放式手术中。
[0056] 本发明可用于许多开放式外科手术和内窥外科手术,在所述手术中表面凝结是有 益的,即阻止肝床手术或乳房皮瓣手术的浅表出血、治疗表面溃疡等等。本发明对在手术中 使上胃肠道和下胃肠道的出血最少化尤其有用,并且本发明可在针对静脉曲张出血以及因 胃溃疡和十二指肠溃疡、憩室病、血管发育异常、结肠炎、结肠癌以及肛门直肠疾病引起的 出血的治疗中起作用。
【附图说明】
[0057]以下参考附图论述本发明的实施方案,在附图中:
[0058]图1是适于与本发明一同使用的已知的功率传输系统;
[0059]图2是为本发明的实施方案的电外科设备的示意图;
[0060] 图3A是处于第一配置的为本发明的实施方案的电外科器械的示意性截面图;
[0061] 图3B是处于第二配置的图3A的电外科器械的示意性截面图;
[0062] 图4A是处于第一配置的为本发明的实施方案的电外科器械的示意性截面图;
[0063]图4B是沿图4A中的B-B线截取的横截面;
[0064]图4C是处于第二配置的图4A的电外科器械的示意性截面图;
[0065]图5是用于将为本发明的实施方案的电外科器械的第一电极模型化的电介质筒体 的透视图;
[0066]图6A和图6B是具有递送到血液和肝组织的代表性模型中的功率的图5所示出的第 一电极的微波场模拟;
[0067] 图6C是具有端接到肝模型中的圆形内导体的图5所示出的第一电极的微波场模 拟;
[0068] 图7A和图7B是示出针对分别进入血液和肝组织的代表性模型的图6A和图6C的结 构的模拟回波损耗的曲线图;
[0069]图8A和图8B是进入血液和肝组织的代表性模型的另一第一电极的微波场模拟; [0070]图9A和图9B是示出针对分别进入血液和肝组织的代表性模型的图8A和图8B的结 构的模拟回波损耗的曲线图;
[0071]图10是进入血液和肝组织的另一第一电极的微波场模拟;
[0072] 图11A和图11B是示出针对分别进入血液和肝组织的代表性模型的图10的结构的 模拟回波损耗的曲线图;
[0073] 图12A和图12B是为本发明的另一实施方案的电外科器械的示意性截面图;
[0074] 图13是适于操作本发明的电外科器械的手持件的透视图;以及
[0075] 图14是穿过图13所示出的手持件的示意性截面图。
[0076] 详细描述;其他选项和优选项
[0077] 图1示出在W0 2012/076844中所公开的功率递送系统100的示意图,所述功率递送 系统适于在本发明中使用。
[0078]系统100包括RF排列102和微波排列104,所述RF排列和所述微波排列分别形成RF 通道和微波通道的部分。
[0079] RF排列102含有用于在适于激发等离子体的功率级上生成和控制RF频率电磁信号 的部件,如以下所描述。在此实施方案中,所述RF排列包括RF振荡器1001、功率控制器1002、 放大器单元(此处包括驱动器放大器1003和功率放大器1004)、变换器1005以及RF信号检测 器 1006。
[0080]微波排列104含有用于在适于治疗生物组织的功率级上生成和控制微波频率电磁 信号的部件。在此实施方案中所述微波排列包括锁相振荡器1007、信号放大器1008、可调节 信号衰减器(例如基于模拟PIN二极管或数字PIN二极管的衰减器)1009、放大器单元(此处 为驱动器放大器1010和功率放大器1011)、前向功率耦合器1012、循环器1013以及反射功率 耦合器1014。循环器1013将前向信号从反射信号隔离,以减少存在于耦合器1012、1014处的 不需要的信号部件,即所述循环器提高耦合器的方向性。所述循环器还保护高功率输出级 内的晶体管,例如功率GaN晶体管或GaAs晶体管。优选的是端口 1至3、2至1以及3至2之间的 隔离尽可能高,即大于15dB,或更优选地大于20dB。
[0081] RF排列102和微波排列104与控制器106通信,所述控制器可包括信号调节及通用 接口电路108、微控制器110以及监测器1015。监测器1015可监测一系列潜在误差条件,所述 潜在误差条件可导致系统不按其预期规范执行,即归因于输出或治疗时间大于由用户所要 求的输出或治疗时间,所述系统将错误的能量剂量递送到患者组织中。监测器1015包括独 立于微控制器110的微处理器,以确保微控制器正确地运行。监测器1015可例如监测来自DC 电源或通过微控制器110测定的脉冲定时的电压电平。控制器106被布置来将控制信号传送 至RF排列102和微波排列104中的部件。在此实施方案中,微处理器110被编程来输出分别用 于功率控制器1002和可调节信号衰减器1009的RF控制信号C RF和微波控制信号Cm。这些控制 信号用来设定分别从RF排列102和微波排列104输出的RF EM辐射和微波EM辐射的能量递送 曲线。具体而言,功率控制器1002和可调节信号衰减器1009能够控制输出辐射的功率级。此 外,功率控制器1002和可调节信号衰减器1009可包括切换电路,所述切换电路能够设定输
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