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_5

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100kHz与1MHz之间,其中正弦波形或信号的窗口或突发被门控(基于所检测的微波脉冲)并 且优选地介于0.5ys与10ms之间。
[0105] 可监测(例如通过测量前向微波信号和反射微波信号)所递送的微波功率以便检 查等离子体的状态。
[0106] 在以上实施方案中,等离子体通过RF信号激发。在其他实施方案中,等离子体可仅 通过微波信号激发,因为内导体与外导体之间紧密邻近使高电场能够根据微波信号生成。 例如,如果可能将25W的CW微波功率递送至器械的远端,那么这可创造足够高的电场。使用 微波场来激发等离子体的一个可能的手段是:当激发等离子体时减小等离子体生成区域内 的两个导体之间的距离,并且随后一旦等离子体被激发就再次增大距离,以便创造最佳环 境(阻抗),用于维持等离子体。在此配置下,可调节套筒(外管)可被布置来或设置来处于四 个可能的位置,所述位置如下:
[0107] 位置1-暴露以递送用于深层凝结的非电离微波辐射的单极辐射天线;
[0108] 位置2-设置的等离子体生成区域,通过外套筒覆盖辐射单极并且将气体引入到所 述区域中,以使得可分别使用RF和微波能量来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);
[0109] 位置3-使用微波能量激发等离子体并且调节内导体与外导体之间的邻近度,以生 成足够高的E场以激发等离子体;
[0110] 位置4-使用微波场维持等离子体并且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。
[0111] 套筒位置的控制和各种区域的形成可基于线性致动器或步进马达的运动来自动 进行,所述运动基于来自RF通道的电压信号和/或电流信号,和/或来自微波通道的前向功 率信号和/或反射功率信号。
[0112] 如果包括绝缘管330和圆柱形盖帽314的同轴区段具有50欧姆的阻抗,那么峰值电 压将为50V,如果内导体312与套筒304导体的导电内表面之间的距离为1mm,那么所述峰值 电压产生50kV/m的电场。如果间隙中存在氩,那么此类场可能够激发等离子体。在阻抗变换 器,即四分之一波长变换器中切换以产生激发等离子体所需的必要的电压升高也可以是可 能的,例如具有带有50 Ω源阻抗的250 Ω阻抗的四分之一波线和25W的电源,将产生如下激 发电压:
[0113]
[0114] 在此类实施方案中,所述器械可仅接收微波输入;在此布置中功率递送系统不必 具有RF源。
[0115] 在第二配置下,如图3A所示出,套筒304相对于同轴电缆302滑回,以在装置的远端 处暴露圆柱形盖帽314的长度。所暴露端部用作辐射单极微波天线。在此配置下,在无气体 时将微波信号供应至同轴电缆。在非电离辐射场发射微波信号以执行深层组织凝结。在远 侧辐射单极处递送的非电离微波功率的级别可介于2.5W连续波功率与50W连续波功率之 间;所述级别取决于血液流动速率或被凝结脉管的尺寸。所述功率级还取决于用来将微波 能量从发生器递送至施用器或天线的微波传输电缆的性质。
[0116] 图4A、图4B以及图4C示出根据本发明的电外科器械400的第二实施方案。与图3A和 图3B共同的特征给予相同的参考编号。第二实施方案类似于第一实施方案,除了同轴电缆 302的外导体310以何种方式电连接至套筒304的导电内表面321。第二实施方案使用由导电 材料制成的剖分圆锥形构件402而不是导电网格,以将同轴电缆302的外导体310连接至套 筒304的导电内表面321。圆锥形构件402包含多个指状物,所述多个指状物从同轴电缆朝套 筒304拉平。套筒304可相对于指状物滑动,或圆锥形构件402可固定至套筒并且在同轴电缆 上滑动。
[0117]图4B示出穿过剖分圆锥形构件402的截面图,所述截面图示出气体可如何从指状 物之间经过以到达探针的远端。
[0118] 图4C示出处于第一配置的器械并且图4A示出处于第二配置的器械,如以上所讨 论。
[0119] 图5为用来将圆柱形盖帽模型化的电介质筒体的透视图,所述圆柱形盖帽形成如 上所描述的电外科器械的第一电极的部分。已发现具有2mm左右直径和6.7mm长度的圆形筒 体以5.8GHz微波功率提供进入肝组织的良好匹配,并且因此在深层凝结模式(即第二配置) 下对于高效的能量递送是有用的。如图6A至图6C所示出,通过从此结构发射的非电离辐射 产生的热位于以内导体的端部为中心的约1mm半径的非常小的区域之上。图6A和图6B示出 在具有锐利边缘的平坦表面处端接的内导体。所述场在所述锐利边缘处非常高。图 6C示出 在圆顶(例如半球)内端接的内导体,所述圆顶使所述场更加均匀。
[0120]图7A和图7B示出分别针对图6C和图6B中的结构的回波损耗的曲线图。通常所述结 构说明在用于此实施方案中的微波信号的频率(5.8GHz)左右的进入组织的良好匹配。图7A 示出内导体上的半球形端部降低了匹配频率,但这可通过缩短盖帽的长度来容易地调节。 [0121 ]图8A和图8B为圆柱形盖帽的微波场模拟,所述圆柱形盖帽在来自Huber&Suhner的 Sucoform 86微波电缆或相似物(即2.2mm直径电缆)的远端处分别端接到血液和肝组织中。 在此布置中,用于圆柱形盖帽的材料为PEEK,并且在半球之前的圆柱形区段的长度为3mm。 因此,所述盖帽(例如由PEEK制成)具有2mm至2 · 1mm的直径和4mm至4 · 1mm的总长度。在此布 置中,在内导体端部处的圆顶以1mm直径模型化。同样,来自此类结构的热局限于远侧尖端 周围。
[0122] 图9A和图9B示出分别针对图8A和图8B中的结构的回波损耗的曲线图。此处所关注 频率(5.8GHz左右)上的损耗是可接受的。
[0123] 图10为圆柱形盖帽的微波场模拟,所述圆柱形盖帽在来自Huber&Suhner的 Sucoform 47微波电缆或相似物(即1.2mm直径电缆)的远端处端接到肝组织中。在此布置 中,用于圆柱形盖帽的材料同样为PEEK,并且在半球之前的圆柱形区段的长度同样为3mm。 然而,在此布置中所述盖帽的直径为1.2mm并且因此具有约3.6mm的总长度。在此布置中,在 内导体端部处的圆顶以0.5mm直径模型化。
[0124] 图11A和11B示出针对分别进入血液和肝组织的图10的结构的回波损耗的曲线图。 同样,此处所关注频率(5.8GHz左右)上的损耗是可接受的。
[0125] 图12A和图12B示出穿过电外科器械500的为本发明的实施方案的示意性截面图, 所述实施方案利用参考图6至图11在上文所讨论的微波发射结构。
[0126] 图12A示出处于第一配置的电外科器械500,所述第一配置适于递送远端处的等离 子体。器械500为圆柱形,并且尺寸设计成配合例如内窥镜的内窥装置的器械通道。所述器 械包括具有内导体504和外导体506的同轴电缆502,所述外导体通过电介质材料508与内导 体504分离。外导体506暴露在同轴电缆502的外部表面周围。在同轴电缆502的远端处,内导 体504延伸到外导体506之外并且所述内导体由电介质盖帽510围绕,所述电介质盖帽例如 由PEEK或相似物制成。盖帽510为具有与同轴电缆502大致上相同的直径的筒体。盖帽510的 远端形成圆形的例如半球形圆顶。在所述盖帽的远端处端接的内导体504为突出到盖帽510 的端部之外的圆形尖端512。
[0127] 同轴电缆502安装在套筒514内,所述套筒优选地包括内部编织物(未示出)以赋予 强度。套筒514的内表面与同轴电缆502的外表面(即所暴露的外导体)之间存在环形间隙 516,所述环形间隙形成用于将在套筒514的近端处引入的气体输送至远端的气体流动路 径。
[0128] 导电端子管518安装在套筒514的远端处。例如,导电端子管518可焊接至套筒514。 在图12A示出的配置下,内导体504的圆形尖端512形成第一电极并且导电端子管518形成第 二电极。通过将适宜的能量(例如RF和/或微波频率能量)应用至同轴电缆,从而在第一电极 与第二电极之间形成用于激发从环形间隙516流动的气体中的等离子体的电场,如以上所 解释。
[0129] 导电端子管518通过导电端子管518的内表面上的多个径向突出的凸起520电连接 至同轴电缆502的外导体506。可围绕导电端子管518的内圆周存在互相隔开的两个、三个、 四个或更多凸起520。以此方式将所述凸起隔开容许气体流经。
[0130] 绝缘衬垫522沿所述导电端子管的远端长度围绕导电端子管518的内部表面安装。 绝缘衬垫522可由聚酰亚胺或相似物制成。衬垫522的目的是在第一电极与第二电极之间提 供适宜的电介质势皇,以确保所应用的RF和/或微波频率能量产生用于激发等离子体的带 有高电压的电场。衬垫522与盖帽510之间存在小间隙以容许气体流经。
[0131] 图12B示出处于第二配置的电外科器械500,所述第二配置适于递送所述电外科器 械的远端处的非电离微波频率能量。在此配置下,盖帽510延伸超出导电端子管518,所述盖 帽在所述导电端子管处形成如以上所讨论的单极微波天线。
[0132] 为了将器械500在第一配置与第二配置之间转换,同轴电缆502相对于套筒514轴 向滑动。所述滑动操作可通过安装在器械的近侧手持件上的物理滑动器开关实行,所述物 理滑动器开关可在所述近侧手持件处由外科医生操作。
[0133] 图13示出手持件600的透视图,所述手持件可与为本发明的实施方案的电外科器 械一同使用或形成所述电外科器械的部分。所述手持件包括用于围绕和保护内部件的壳体 602或壳。所述壳体在其后方端部处具有近侧端口604,所述近侧端口用于连接至同轴电缆 以从电外科发生器(未示出)接收RF和/或微波频率能量。在壳体602的中间部分存在滑动器 开关606,所述滑动器开关用于改变器械的远端处的配置。在壳体从滑动器开关606的相对 侧面上存在气体接收端口608,所述气体接收端口用于附接至适宜的气体馈送管道(未示 出)。在壳体602的远端处存在柔性喷嘴610,所述柔性喷嘴作为用于将气体和能量输送至治 疗位置的套筒612的保护导套。
[0134] 图14示出壳体602的内部件的截面图。
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