专利名称：用于治疗诸如肿瘤的病组织的设备和方法
用于治疗诸如肿瘤的病组织的i史备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于治疗诸如肿瘤的病组织(diseased tissue )的设备 和方法，虽然不仅仅涉及但却尤其涉及当切除时将大量失血的组织体(如 肝脏)内的胂瘤。
当肿瘤出现在诸如肝脏等的含有大量血液供应的组织体内时，通过切 除来移除肿瘤的外科手术必须极其小心地进行以注意是否避免了严重的、 潜在的威胁生命的失血。按照惯例，涉及切除的肝脏外科手术是作为开腹 手术(openprocedure)来执行的，要求外科医生縛住血管或运用局部加热 来封闭切除表面内的每一个血管。应当理解，这是一种耗时且困难的手术， 近年来，诸如消融术(ablation)等的其它方法已经变得更普遍了。下文中， 消融术包括将一个或更多个细针插入到胂瘤的中心，然后加热那些针，例 如应用外加射频能量(RF energy)加热那些针，以从内部杀死肿瘤。 一旦 肿瘤被完全杀死，其就可简单地保留在原位，从而避免或者所有需要的切 除。针对此目的的已有技术的典型设备/>开在US-A-6660002 (Rita Medical System Inc)中。
不幸的是，此种方法存在大量的问题。首先，外科医生纟艮难确定肿瘤 的所有部分已经被杀死。例如显示在US-A-6660002中的设备的加热效果 是不均匀的，且真正关心的是，肿瘤内可能保留有还没有升高到足够高的 温度来杀死癌细胞的癌细胞小区域。这种区域最可能出现在邻近较大血管 处或较大血管内，因为血液本身就会作为媒介来从那些区域带走热量并从 而冷却它们。应当理解，将邻近主要血管或主要血管内的活的癌细胞留在 原位的后果是极其危险的，因为那些具有好的血液供应的癌细胞最容易继 续成长，实际上最容易继续快速地成长。
现有设备的进一步的缺点是其不能可靠地用于直径大于约3cm的肿 瘤。大于约3cm的肿瘤不易在遍及它的整个体积范围内被加热到足够的温 度以杀死肿瘤的每一部分。对于大的肿瘤，可能要花费太长的时间来加热 以将热量从中间传播到外部周围；且实际上在某些情形下，外部周围根本 就不可能加热到足够高来杀死细胞，尤其是在那些热量不断被附近血流带 走的周围区域。当然，外科医生总是可以重复使用这种设备，首先将其推 入大的肿瘤的一部分，然后进入另一部分，然后再进入下一部分。然而， 如此重复的使用通常要花费大量的时间，并且也存在在各个治疗体积之间 不小心错过较小区域的危险。
根据本发明的第一方面，提供了一种具有如权利要求1所述特征的设备。
根据本发明的第二方面，提供了一种具有如权利要求28所述特征的 方法。
各种任选特征在从属权利要求中进行陈述。
在优选实施方案中，本发明在微创去除诸如肝脏、乳房、骨骼、肺、 肾脏、胰脏、脾脏或子宫等大量动脉组织内的深部肺瘤中具有特殊应用。 通常，该设备和方法要结合合适的图像系统如超声、X射线(X-ray)、磁 共振造影(MRI)或计算机X线断层摄影术(CT)来使用。
如果壳层(shell)足够广大以切断到待杀死的组织或肿瘤的血流，那 么壳层不需要完全包围组织或肿瘤。
该设备可包括带有位于近端的控制手柄以及穿入组织的远端的导管 或管子。导管可具有至少一个内部管腔(innerlumen)，且理想地具有多个 内部管腔和两个或三个远离中心的壁(outer wall),导管管腔的内部是一个 或两个螺旋线结构的锋利的切割针(cuttingneedle)，该切割针在形状上可 以是菱形剖面，且取决于所供应的能量源，该切割针用作射频电极或微波 隔离罩(cage)。在使用合适的图像确定了待去除的组织体积后，特定设备 可从这种设备的尺寸范围内来选择。
针可在该设备内滑动，并可加有预应力或由记忆金属例如镍钬诺制
成，且由陶瓷的或聚合物的成型器(former)引导以便当针从导管远端延展 时，针能形成围绕待去除组织的一个或两个泪滴形状；通常是一较大的泪 滴形状和一较小的泪滴形状，其中针通常相互平行且相隔大约lcm (即较 'J、泪滴比较大泪滴的直径'J、 2cm )。
针的定位可由图像来验证，然后，包围肿瘤的组织被用射频频率或微 波频率的电磁辐射来照射，导致包围血管的胶原收缩、血液凝固。已经形 成了无血管组织的平面，待去除的目标组织(例如肿瘤)可以用设置在设 备中心管腔内的取芯器(corer)和旋转切割器安全地去除而没有导致进一 步的转移瘤的危险。目标组织本身不需要被消融。
旋转切割器可以由包含在或插进设备的主要管腔内的刀片形成，且在 操作过程中展开以形成基本上球形的切割器，该切割器的直径稍微'j、于针 排列所形成的隔离罩。采用此种方法切割的组织然后可以通过将生理溶液 沖进由球形切割器所创建的体积内并抽吸出里面的东西而被去除。所有的 目标组织都能被去除，然后切割器就能被取出了，且残留空间由光学装置 来检测以确保肿瘤被无血管组织的平面包围。另一种选择是，切割器可以 不是基本上球形的，而是可以采用任何合适的形式以用于切割组织。
通过选择设备的正确尺寸，围绕肺瘤或其它待去除组织的最少量的健 康组织可能被去除。
在一个优选的装置和方法中，肿瘤由圓筒包围，该圓筒由基本上直的 针的圓形阵列组成，具有中心针/探针。直的针易于制造。肿瘤可以被认为 是处在由被圆筒形周围分离的两个盘组成的圆筒中，且可在两个或三个阶 l爻中加热圆筒表面，首先加热周围，然后加热位于圆筒端部的下部盘和上 部盘。然后，或者通过串联连接连续对针来连接相邻针以交替极性来加热 圓筒形周围，或者通过并联同时将交替针连接到一起来连接相邻针以交替 极性来加热圓筒形周围。
4姿着，分别或同时加热上部盘和下部盘。除了一个或两个短的部分之 外，中心针被绝缘。通过将中心针连接到一个极性而将外部针中的一个或 全部连接到另一极性来加热下部盘。未绝缘部分位于加热区域的底部。或 者通过移动中心针使得未绝缘部分位于加热区域的顶部，或者通过在中心 针上具有一第二未绝缘部分来以同样的方式加热上部盘。
最终，可通过移动中心针的未绝缘部分从上部盘到另 一盘来穿过该区 来加热肿瘤的内部。另一种选择是，可以在中心针上具有可单独切换的、 额外的(第三)未绝缘部分。这个未绝缘部分将从下部盘(及其部分)延 展到上部盘。
本发明的设备和方法允许外科医生比之前可能的更安全和更有效地 在较大的肿瘤上动手术，且尤其允许在可能出现在大量动脉组织内的这种 肿瘤上动手术。
尽管本发明所描述的实施方案在与腹腔镜手术结合时尤其有用，但应 当理解，本发明的最通常的形式也可以应用在开腹外科手术中。
本设备和方法可以由外科医生或放射学家在全身麻醉或局部麻醉下 作为腹腔镜手术或开腹手术使用。
本发明可以多种方式实施，且作为举例，现在将参考附图描述各种不
同的实施方案，其中
图l显示了适合用于本发明实施方案的腹腔镜； 图2显示了用于插入
图1腹腔镜的中心探针； 图3展示了中心探针的内部结构；
图4显示了预应力针(pre-stressedneedle),如包含在中心探针体内的； 图5显示了当针从探针延展时针引导器(needleguide)如何帮助引导
针；
图6显示了开始呈现出它们的预成型形状的针；
图7显示了完全g、且形成一隔离罩的针；
图8显示了血流多普勒仪(blood flow Doppler);
图9展示了手术的第一阶段，其中探针被插入到组织中；
图IO显示插入顶盖(insertion cover)被移去，且针处在其操:作位置；
图11显示肿瘤正^皮抽吸；
图12展示了一种备选设置，其中探针的一个管腔用于抽吸，另外一 个管腔用于供应液体到治疗区域；
图13显示了其中探针有六个针的实施方案；
图14显示了具有独立的两套针的备选实施方案，每一套针具有不同 的半径；
图15显示了已经移去探针并由取芯切割器(coring cutter)取代的系
统；
图16显示了旋转切割器，适合于去除较大体积的胂瘤；
图17显示了使用中的旋转切割器；
图18显示了旋转切割器可旋转的方式；
图19更详细地显示了旋转切割器的刀片；
以及图20至图28显示了依据本发明实施方案的设备的另一备选实施 方案以及使用所述设备治疗的方法。
图1显示了适用于图1至图19中所显示的本发明各种实施方案的腹 腔镜。腹腔镜具有用于插入到待治疗的组织体中的中空腹腔镜导管(hollow laparoscope catheter) 102，以及带有手柄106的腹腔镜主体104。插入孑L (insertion port) 108允许外科医生按照要求穿过腹腔镜并沿着中空导管 (hollow catheter)102插入探针。导管自身在其远端有一顶盖110,该顶盖 110可以靠扳机112缩回以暴露探针的操作端。流体进出线路114、 116被 设置来用于向正在治疗的组织体积供应流体和从正在治疗的组织体积抽 吸。
图2是根据本发明实施方案的中心探针200的外部视图，其适合于插 入到图1的导管102内。中心探针200具有一尖锐远端201和邻近该远端 的可选择的传感器阵列202和血流多普勒仪204 (也是可选择的，并将在
下面参考图8进行更详细的描述)。传感器阵列202包含一小的芯片，该 小的芯片具有用于包括血压、阻抗和温度的各种诊断的机载传感器 (on-board sensor )。测量结果可沿着挥:针向后传输以用于外部实时分析， 或另外一种选择是，芯片自身可包括某些计算和分析能力，而只有分析结 果被反馈出来。
4笨针200的结构更详细地显示在图3中j果针具有刚性圓筒形主体301 和尖端201，如先前提到的。靠近远端是一对相对的孔310、 312。包含在 主体内的是一次性的塑性材料套筒，该套筒包括远离中心的圆筒形壁 (outer cylindrical wall) 302和纵向延展的中心壁308,纵向延展的中心壁 308隔离出两个纵向通道或管腔304、 306。套筒的远离中心的壁具有与圓 筒形主体301内的切口(cutout)没有显示)对准的模制螺旋(molded spiral) 314。当在适当的位置时，孑L310提供通向管腔304的入口，孔312提供 通向管腔306的入口。 一次性套筒便于清洁和维护探针的其于部分，这些 其余部分是可重新使用的。
如图10概要显示的，导管102 (图1中显示的)和探针200 (图2和 图3中显示的)之间的环形空间包含多个螺旋形式的预应力针402。
图4显示了导管102和针402,为了清晰显示，省略了挥:针200。如 图4中可以看到的，在导管102的远端是陶资的针引导器或聚合物的针引 导器404。当腹腔镜扳机112被压下时，针被向前推动，延展出导管102 的端部，它们的引出务派靠引导器404的帮助，如图5所示。
如图6所示， 一旦针离开导管102,他们就开始呈现出它们预成型的 半径，最终到达图7所显示的位置，在这里针一起界定泪滴形状的隔离罩， 使用时，该隔离罩包围治疗的预定的组织体积。那通常是肿瘤。代替弧形， 针可以是有角的形式一 即每一个针可包括由急弯或有角的部分连接的一 系列直的或弧形的部分(没有显示)。隔离罩的形状通常也能是球形的或 圓筒形的。
图7也显示了，针具有菱形形状部分，带有锋利的边缘和尖锐的顶端 以帮助它们穿过组织。当针向前移动时，针的螺旋构型促使它们旋转前进， 因此增加了切除效率。针可以由任何一种记忆金属，诸如镍钛诺来制造，
或者另 一种选择是，可以预加应力于针以确保当它们离开导管时呈现出所 要求的形状。
针引导器404更详细地显示在图8中。引导器404形成血流多普勒仪 单元800的后部部分，血流多普勒仪单元800包括血流传感器或PZT204。 PZT在图2中也有显示。
在操作过程中，首先将探针200经由插入孔108插入到导管102内， 如图l所示。然后将导管(通常经由腹壁)插入到诸如肝脏卯2等的器官 内。通过超声波、多普勒仪或任何其它可利用的图象技术的引导，探针移 动到器官内，直到到达希望的位置。然后压下扳机112以缩回插入顶盖110 并向前推动针，如图10所示。当针向前移动时，它们旋转着前进，形成 包围待治疗的肿瘤或其它组织区域904的隔离罩。
一旦设备到达适当的位置，就向隔离罩内的两个相邻的针供应射频能 量或电磁能量，导致加热和栓塞(embolisation)两针之间的组织部分。一 旦以足够的时间将组织加热到足够高的温度以栓塞任何血管，就切断射频 能量并在毗邻的一对相邻的针之间再次应用。重复这个过程，以便逐部分 地栓塞包围肺瘤904的整个周围组织。可使此过程自动化，在计算机控制 下实施。
应当理解，当然有许多方式能充分加热邻近针的组织以导致栓塞。如 果有足够的能量可以利用，那么可一次就加热针之间的所有独立部分。在 使用射频能量的地方，各个针可以是单极的也可以是双极的。另一种选揮: 是，可以使用微波能量。微波产生器(没有显示)可被设置来作为探针或 导管的一部分，或者另一种选择是，外部产生的微波能量可沿着导管内的 波引导器或由导管形成的波引导器引导。针自身也可以是微波源，即偶极。
在由隔离罩限定的周围区域内，一J^流被完全堵塞，任何肿瘤904 就会由于缺乏血液供应而死亡。当然，在肿瘤位于器官表面的地方或肿瘤 位于器官表面附近的地方，可以通过部分包围肿瘤来阻塞流到肿瘤的血 液。并不总是必须要栓塞包围组织的全部壳层，而重要的是在于阻塞流到 肿瘤或者其它待杀死的组织体积的血液。表面的肿瘤或表面附近的肿瘤可 从所讨论的表面上面或从下面(即穿过器官)来接近。
在某些情况下，可简单地使肿瘤留在原位而没有必要切除。在此情形 下，最好使肿瘤体脱水以防止感染。如果由针引起的周围加热足以排出整 个肿瘤体内的水，那么就没有必要进行进一步的治疗了。然而，如果肿瘤 特别大，或者如果由于其它原因，外科医生不能确定肿瘤是否已经充分彻 底加热以排除水，那么额外的脱水步骤是必需的。肿瘤中心的加热可通过 以下方式来实现，通过在探针自身上提供合适的射频电极(没有显示)， 或者另一种选"^是，通过在隔离罩缩回时，重复使用4姿需要插入到肿瘤体 内的常规加热探针。点加热探针的重复使用不需要花很长时间，因为充分
要的时间要少的多。
在某些情形下，最好或有必要去除肿瘤体。这可很容易地用本发明以 许多不同的方式来实现，下文将描述。
在肿瘤尺寸适当的地方，由针引起的加热效果不但足以栓塞包围肺瘤 的区域，而且还使胂瘤体自身轻微软化。如图ll所看到的，当肿瘤组织软
化或脱水时，其被经由孔310、 312吸入探针200。抽吸将有利地提供加热 区内的负压，防止不希望的肿瘤物质溢出加热区。所得的组织浆液(tissue slurry)可以用标准抽吸装备(没有显示)抽出。传感器(没有显示)或芯 和/或针可以被设置来测量展开设备所需要的力，从而提供組织软化的间接测量。
显示在图12中的另一种可能性使用管腔中的一个经由孔310来抽吸， ^使用管腔中的另 一个作为冲洗通道或者用于将药物或胶嚢经由第二孔312 传送到治疗区域。
另一备选的探针实施方案显示在图13中。在此实施方案中，设置了 六个针，所有针都是相似的，且沿着导管内的相同的螺旋线。优选地设置 了陶瓷的针引导器或成型器，成形为示图中所显示的形状。这种设置便于 透热疗法使用。图13中的实施方案对于微波应用也是有用的，其中针一 起界定聚焦隔离罩(focusing cage )。
另一可能的实施方案显示在图14中，其中设置有两套针， 一套针被 加有预应力以界定内部隔离罩，另 一套针被加有预应力以界定稍微大点儿
的外部隔离罩。这种设置对于治疗较大的组织区域和/或对于确保创建足够
厚的中空壳层(hollow shell)以封闭重要的动脉来说是有用的。在供给射 频能量的地方，有多种能被使用的不同的针布线设置(needle wiring arrangement )。 一种可能性是针围绕两个隔离罩中的每一个交替正极和负 极，每一个隔离罩都彼此独立地操作。如果隔离罩靠在一起足够近，那么 各个栓塞周围将合并为一个较厚的周围。另一种选择是，外部隔离罩中的 每一个电极都具有和内部隔离罩中相应电极相反的极性是可能的。射频能 量然后可以施加在各个内部电极和外部电极之间以栓塞它们之间的空间。 两个隔离罩也可以被分别供以能量。
在这个以及其它的双隔离罩的实施方案中，可替换地，内部隔离罩和 外部隔离罩之间的组织的栓塞可通过将微波能量传递进两个隔离罩之间 的空间来实现。通过合适地选择内部针和外部针之间的空间，微波加热效 果可在很大程度上包含在所希望的边界壳层中。
一种可能性(其可适用于所有所描述的实施方案)是所有的针被布线 成正射频电极，探针自身形成负电极，或反之亦然。
在某些情况下，当肺瘤周围的血流被如前所述的切断时，外科医生希 望或者整个地或者部分地去除肿瘤。这样做的一种方式显示在图15中， 其中探针已经被移除并由取芯切割器152取代以去除治疗的组织。如果需 要的话，切割器可结合双重管腔(没有显示)以允许抽吸切除组织，而且 还允许冲洗治疗区域和/或向治疗区域传送药物。面向前面的多普勒仪154 确保血流已经在取芯前停止。
一种备选切除设置显示在图16中，这次使用旋转切割器160。此切割 器结合了当切除进行时逐渐围绕中心轴扩展的挠性刀片。这较好的显示在 图17中，其也展示了正被抽吸器去除的组织。冲洗也被用于辅助去除。 图16还显示了在切除之后，坏死的组织壳层是如何保持被栓塞或凝固的 组织壳层包围的。
如图18所显示的，4交大的切割区域可通过沿着导管纵轴旋转刀片来 获得。最终，图19显示了旋转切割器刀片的制il^莫式。刀片通常由板材 制造，然后在组装之前锐化。每个刀片的前端面或整体可被涂以涂层以防
止粘着。也如图19所示，如果希望的话，切割刀片可以自身作为电极来 将射频能量供应到治疗的组织。如图19中显示的，刀片可具有某一极性， 而切割器的芯具有相反的极性。在某些实施方案中，针的远端或相对端可 选择性地涂以非传导涂层。
应当理解，有各种各样的其它机构，当诸如肿瘤等的组织体积一旦#:
治疗时，可依靠这些机构来切除该组织体积。除了图15至图19的实施方 案外，还可以使用常规的切碎机(macerator)或其它切除装置。
图1显示了使得电动外科手术仪器能够从普通的腹腔镜平台工作的中 心探针。图2显示了中心探针的具有用于组织诊断的集成构件的端部。路 厄连接(Luer connection)和Y型接头(Yjunction)容许在使用的针之间 切换通道。图4中显示的针^皮加有预应力以便当完全延展时它们形成一围 绕(enclosure)，针引导器404是陶瓷的并有助于针的通路。如图5所示， 在针展开时，针引导器404向外推动针，有助于针呈现出它们预成型的半 径或曲率。如图6所示， 一旦^"离开4笨针罩(probe case )，它们就开始呈 现预成型的半径/曲率/非线性形状。如图7所示， 一旦针完全展开，针就 形成包围治疗区域的"隔离罩"。当针前进时，针切割以形成弯曲的包络 面，如图7所示。Pzt (压电转换器)允许面向前面的多普勒仪监控切割之 前的血流。
如图9所示，探针被插入到待治疗的组织中。超声波或多普勒仪可用 来辅助定位。如图10所示，插入顶盖被拉回且针被向前推动，针前进时 旋转，形成围绕。在治疗期间，组织状况被监控以允许应用恰当量的电磁 能量来最适宜地消融组织。如图ll所示，当组织软化时，其经由抽吸器吸 入内部中心探针，组织浆液是通过使用标准抽吸装备(没有显示)用真空
打扫的。揮:针中心具有两个通道，且把一个通道/管腔用作真空来抽吸，而 把另 一个通道/管腔用作沖洗通道或用来将药物/胶嚢传输到治疗区域是可 能的。多普勒仪被设置来用于确定是否存在血流。
如图13所示，使用陶瓷形式，是有可能具有全都沿着相同的螺旋线 的6个针的，从而允许所有的针都充正电，而主探针充负电以用于透热疗 法使用。图13显示的构型也可以包括聚焦隔离罩或微波电磁能量(EMenergy)应用。如图14所示，两套螺旋线针是用双层针来提供的，每一套 针具有不同的半径或尺寸，以便两套针不互相接触。这允许治疗较大的组 织区域，并确保产生足够厚的中空壳层以封闭重要的动脉。如图15所示， 面向前面的多普勒仪154显示血流已在取芯前停止，且探针已被移去并由 取芯切割器152取代以去除治疗的组织。真空抽吸和冲洗是可能的。
图16显示了旋转切割的概念，类似于取芯，但是此种方法可以用于 去除较大区域/体积的组织，探针可插入肿瘤以使组织凝固，然后使切割刀 片电极旋转。如图17所示，当刀片打开时，切割的组织可由抽吸器去除。 沖洗也可用于辅助去除。如图18所示，使刀片旋转允许较大块地去除组 织。如图19所示，刀片可由板材制造，然后在组装之前锐化，且刀片和 芯可用作电极，为了绝缘，刀片的前端面被涂有涂层以防止组织在此粘着。
在图20至图27的实施方案中，经皮设备或腹腔镜设备500包括主体 502和可滑动的顶盖504,顶盖504可通过拉动旋钮508按照箭头506的 方向从图20所示的构型滑动以便暴露和展开针阵列510,如图21所示。 针阵列510包括围绕中心针514以圓筒形模式设置的6个外部针512,针 被设置来用于将电磁能量经由导体缆索(conductor cable)516施加到组织， 比如射频组织(RF tissue)。还设置有抽吸管518以用于提供穿过中空中心针 514的抽吸，如我们下面所描述的。通过使用旋钮520，中空抽吸针514 可相对于外部针512轴向滑动，且通过使用锁轮(lock wheel ) 522,中空 抽吸针514可被锁定在适当的位置。管518和电缆组件(electrical cable assembly)522可连接到标准抽吸装备和切换装备(没有显示)以用于用电 磁能量来驱动电极512、 514。旋钮520可被使用来通过滑动中心针514改 变针512、 514所治疗的组织的"加热"区("cook" zone)/消融区。
如图22所示，塑性外部顶盖504包括用来刺穿组织的尖锐的顶端530。 顶端是可借助于形成在其中的4个槽532扩展的。针512、 514通过PEEK 针毂(PEEK needle hub)536安装到不锈钢主轴534。针512、 514连接到导 体516。如下面将要描述的，由于中心针514的中心管腔538用于抽吸， 所以中心针514是"皮下"针("hypo" needle )。针514可包括2个管腔/ 通道以便允许同时抽吸和冲洗。为此，针514包括由标准绝缘材料诸如聚异氰酸酯材料来绝缘的绝缘部分540。中心针514还包括暴露的导电端 544,导电端544尖4兌;也逐渐变细并与导电部分546轴向隔开。
如图23所示， 一旦顶盖被旋扭508拉开以将针展开到图21的构型， 在该过程期间，顶盖504铰接在针毂536上，可轴向滑动的中心针514就 在图21显示的缩回构型和图23所示的延展构型之间滑动，结果，针512、 514被定位在组织中，并且电磁能量被以合适频率和电压施加到缆索516, 加热区或消融区可在邻近张开的外部针512的导电部分以及导电部分544、 546或中心针514的组织中形成。中心针514的绝缘部分540包括一系列 抽吸孔550以允许通过其抽吸以及穿通过针514的顶端处的抽吸孔552抽 吸。绝^彖防止组织在孔550区域粘着。
图24a显示在第一步骤中，通过在外部针512之间切换，在组织中形 成环形力口热/消融区(ring-shaped heating/ablation zone ) 560，其中交替的针 带有相反的电荷，而在中心针514上没有电荷。可在此步骤发生之前或之 后，使中心针514从图21显示的缩回位置展开到图24a显示的延展位置。 因此，组织中的肿瘤562就被圓筒形消融区(cylindrical ablated zone)560包 围了。可在图27a和图27b中从轴向观察该过程中的此步骤，如将在这些 图中看到的，如果希望的话，圓筒形消融(cylindricalablation)560的不同的 周围部分可按阶段在成对的外部针512之间形成，而不是同时消融整个周 围环。
下一步，如图24b和图27c和图27d所示，中心针514的位于针顶端 处的导电部分544可以充正电或负电，而外部针512可带有相反的极性以 在圆筒形消融区560的一个端部形成端部帽(endcap)565,且可任选地，通 过孔552、 550的抽吸可以在此点开始。以相似的方式，图28a和图28b 显示了与图24a和图24b相当的步骤。该过程可在图28c中继续进行，通 过将电压传送到中心针514的第二导体部分546形成第二盘或端部帽570 来继续进行该过程以便包围带有消融的组织的肿瘤562来切断到其的任何 血液供应以便杀死肺瘤。如图28d所示，如果要求的话，在电》兹能量被施 加到中心针514的同时，可缩回中心针514以便消融消融区580的中心部 分。图27d显示了图28b构型中的消融区的端视图。应当理解，图27中
所描述的主要消融区域只是示意性的，且在实际中，在消融区域565之间 将不留下空隙以便完全隔离胂瘤562。
图25a显示了如何通过相对于外部针514进一步延展抽吸针514来形 成围绕肿瘤602的中空消融区600,使得能在圆筒形消融区560的任一端 部形成2个端部区域或盘604、 606以隔离肿瘤602,且在此构型中，可用 针512、 514抽吸肺瘤602。如图25所示，如果中心针514完全缩回，那 么就仅有一个电极环544即位于针514的顶端的电极环544可以将电磁能 量传输到组织，以便，如果外科医生希望的话，可提供具有圓筒形侧道和 一个端部盘606的消融构型。
所以应当理解，中心针是有利的在于其允许在组织的圆筒形操作体积 上形成盖子或盘或端部帽。如果在对中心针512进行第一射频/电磁能量施 加步骤时，内部中心针514是缩回的，那么当中心针延展时就可避免流血。 如图中所示的，虽然可以设置六个外部针，但是还可以设想其它数量的外 部针，比如八个外部针。
依据本发明实施方案的典型尺寸将根据所需要的应用而改变，但是在 生理上可能的地方，优选的是，为了安全，包围肿瘤的栓塞壳层的深度至 少是lcm。在由于相邻结构而不希望或不可能的地方，壳层的厚度能减少 到lmm。
权利要求
1.一种用于治疗肿瘤的设备，其包括一细长形的导管(102)、限制在所述导管内的多个针(402)，所述针(402)当从所述导管展开时一起界定包围待治疗的肿瘤的结构；所述针可操作来加热和栓塞包围所述肿瘤的组织壳层，从而切断所述肿瘤的血液供应。
2. 如权利要求l所述的设备，其中所述针是挠性的。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的设备，其中所述针被设置成当 被延展时呈现弯曲的或有角的形式。
4. 如任一前述权利要求所述的设备，其中所述针被设置成用作电极， 射频能量被施加到所述电极以加热所述组织壳层。
5. 如权利要求4所述的设备，其中所述结构内的相邻针被设置成可 以相反极性操作的电极。
6. 如前述权利要求中任一项所述的设备，其包括一细长形的探针 (200),所述探针(200)沿着所述导管(102)的纵轴延展，且所述探针 (200 )包括用于测量隔离罩内的所述组织的特性的测量设备。
7. 如从属于权利要求4时的权利要求6所述的设备，其包括一细长 形的探针(200),所述探针(200)沿着所述导管(102)的纵轴延展，所 述结构的所述针被设置成具有与所述探针(200)极性不同的极性的电极。
8. 如权利要求6所述的设备，其中所述测量设备包括血压传感器、 阻抗传感器或温度传感器。
9. 如前述权利要求中的任一项所述的设备，其包括一血流多普勒仪 以用于测量所述隔离罩内的所述组织的血流。
10. 如前述权利要求中的任一项所述的设备，其包括一管腔以用于抽 吸至少 一些所述隔离罩内的所述组织。
11. 如前述权利要求中的任一项所述的设备，其包括一切割器以用于 切割所述肿瘤的区域中的组织。
12. 如权利要求10所述的装置，其包括切割器(154、 160)以用于 切割纟寺抽吸的所述组织。
13. 如前述权利要求中的任一项所述的设备，其包括界定第一结构的 第一多个针以及界定所述第一结构内的较小的第二结构的第二多个针。
14. 如权利要求13所述的设备，其中所述针被设置来加热和栓塞内 部和外部的所述结构之间的组织体积。
15. 如权利要求l所述的设备，其被设置成通过在所述结构内应用微 波能量来栓塞所述壳层和所述肿瘤。
16. 如权利要求14所述的设备，其中所述组织体积通过在内部和外 部的所述结构之间应用^f效波能量和射频能量而^皮栓塞。
17. 如权利要求l所述的设备，其中所述针被设置成形成一阵列，所 述阵列具有一电极中心针和围绕中心针间隔开的一系列外部针；所述外部 针优选地围绕所述中心针规则地间隔开，优选地具有设置成直边圆筒形阵 列的操作端部部分。
18. 如权利要求17所述的设备，其中所述中心针可相对于所述外部 针移动，优选地可相对于所述外部针沿着所述设备的纵方向轴向滑动。
19. 如权利要求17或权利要求18所述的设备，其中所述中心针包括 一个或更多个用于抽吸和/或冲洗的管腔。
20. 如权利要求17至权利要求19中的任一项所述的设备，其中所述 中心针包括轴向间隔开的导电部分以用于对组织施加电磁能量；优选地， 其中所述导电部分可由电^兹动力源来单独地驱动。
21. 如权利要求20所述的设备，其中所述导电部分由轴向延展的绝 缘部分间隔开；优选地，其中所述轴向延展的绝缘部分包括在其中的一个 或更多个孔以用于抽吸和/或沖洗。
22. 如权利要求17至权利要求21中的任一项所述的设备，其中所述 外部针具有邻近其端部的直的导电部分，且所述中心针是直的，所述直的 导电部分平行于所述中心针。
23. 如权利要求17至权利要求22中的任一项所述的设备，其包括针 顶盖，所述顶盖具有一刺穿组织的顶端，所述顶盖可相对于所述i殳备的主 体滑动以暴露所述针；且优选地其中所述顶端是可扩展的，优选地包括 一系列扩展槽以使所述针能够通过其从一压缩的、盖着的构型展开和扩展 到一扩展的操作构型。
24. 如权利要求17至权利要求23中的任一项所述的设备，其包括切 换系统以用于在所述针之间切换电磁能量。
25. 如权利要求17至权利要求24中的任一项所述的设备，其中所述 外部针被设置成通常圆筒形模式用于例如由电磁能量激励来消融其间的 组织以形成消融的组织的圆筒形中空体积。
26. 如权利要求25所述的设备，其中所述外部针中的至少一个被设 置成与所述中心针一起被激励以为所述圆筒形中空体积消融一闭合端部； 优选地，其中所述中心针在其所述顶端或接近其所述顶端的一第一导电部 分被设置成被激励来消融所述闭合端部，所述闭合端部具有例如通常盘状 的构型。
27. 如权利要求26所述的设备，其中所述外部针中的至少一个被设 置成与所述中心针一起被激励以为所述通常圆筒形中空体积消融与第一 端部间隔开的第二闭合端部，以便将肺瘤或其它组织包围在消融的组织的 围绕之内；优选地，其中所述中心针的与所述第一导电部分隔开的一第二 导电部分被设置成被激励来消融所述第二闭合端部。
28. —种治疗方法，其包括(a) 用导管(102)展开多个针(402),所述针一起界定包围待治疗 紳瘤的结构；以及(b) 加热和栓塞由所述结构界定的、包围所述肿瘤的组织壳层，从 而切断所述肿瘤的血液供应。
29. 如权利要求28所述的方法，其中所述针是挠性的，且所述方法 包括展开所述针以呈现弯曲的或有角的形式。
30. 如权利要求28所述的治疗方法，其包括将射频能量或微波能量施加到所述针以加热所述组织壳层的步骤。
31. 如权利要求30所述的方法，其中所述结构内的相邻的针界定具 有相反极性的电极。
32. 如权利要求28至权利要求31中的任一项所述的方法，包括将沿 着导管(102)的纵轴延展的细长形的探针(200)插入所述肿瘤，以及靠 所述探针测量所述结构内的所述组织的特性。
33. 如从属于权利要求30时的权利要求32所迷的方法，包括将沿着 所述导管(102)的纵轴延展的细长形的纟采针(200)插入所述肿瘤，以及 将能量施加到所述结构的与所述探针(200)不同的多个针。
34. 如权利要求32所迷的方法，包括测量血压、阻抗或温度的步骤。
35. 如权利要求28至权利要求34中的任一项所述的方法，包括测量 所述结构内部的所述组织内的血流。
36. 如权利要求28至权利要求35中的任一项所述的方法，包括抽吸 至少一些所述结构内的所述组织。
37. 如权利要求36所述的方法，包括在抽吸前切割所述组织的步骤。
38. 如权利要求28至权利要求37中的任一项所述的方法，包括从所 述导管(102)展开界定第一结构的第一多个针和界定所述第一结构内的 4交小的第二结构的第二多个针。
39. 如权利要求38所述的方法，包括加热和栓塞内部和外部的所述 结构之间的组织体积。
40. 如权利要求28所述的方法，其中所述壳层以及所述肿瘤通过在 所述结构内施加^b皮能量而被栓塞。
41. 如权利要求39所述的方法，其中微波能量被施加到内部和外部 的所述结构之间的所述组织体积。
42. 如权利要求28所述的方法，其包括提供具有通常直的操作部分 的针的通常圆筒形阵列，以及在所述阵列的所述针之间施加电磁能量以形 成例如围绕肿瘤的消融的组织圆筒。43.如权利要求42所述的方法，其包括提供所述阵列内的中心针， 以及在所述中心针和所述圆筒形阵列的所述针中的至少一个之间施加电 磁能量以用于例如当肺瘤远离被治疗的器官的外部表面时为所述组织圓 筒形成至少一个闭合消融端部，优选地形成其两个端部。
全文摘要
一种用于治疗肿瘤的设备，其包括细长形导管(102)、限制在所述导管内的多个挠性针(402)，当所述针从所述导管延展时，所述述呈现弯曲的形态，且所述针一起界定包围待治疗的肿瘤的结构；针被设置成用于加热和栓塞包围肿瘤的组织壳层，从而切断肿瘤的血液供应。本发明进一步提供了使用此设备的治疗方法。
文档编号A61B18/14GK101198287SQ200680015242
公开日2008年6月11日 申请日期2006年3月9日 优先权日2005年3月10日
发明者安德鲁·佩西 申请人:埃姆奇赛恩有限公司