专利名称：整容手术装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于进行抽脂(吸脂，liposuction)的手术装置和方法。本发明还可帮助预处理和后处理步骤，例如掘进(隧穿，tunnelling)以将抽吸装置插入到处理部位和/或在已经除去脂肪的区域中进行组织收缩。本发明可用于从身体的下列区域中的任一种或多种中除去脂肪肚子、胸部、臂部、颈部、胁部、膝盖、髋部、唇部、臀部、大腿、腹部、眼部、下巴和脸部的其他区域。
背景技术：
抽脂涉及从皮肤下方除去脂肪(脂肪组织)。通常从皮肤的真皮层中发现的皮下组 织的深层中除去脂肪。可以从皮下脂肪的表面层中除去脂肪，但是这是更加困难的，因为所述层比深层更致密，且被神经和血管紧密塞满。从表面层中除去脂肪冒损伤皮肤的功能成分的危险，这会导致可见的永久的不规则、变色和可能的皮肤坏死。在常规的抽脂程序中，将润湿溶液或皮下渗透物用于促进吸脂的容易性。皮下渗透物的成分包括生理盐水或乳酸林格氏溶液(lacerated Ringer' s solution)的基液。经常向该溶液中添加肾上腺素且可还将利多卡因和/或布比卡因用于止痛。有时候添加艮他霉素用于感染预防并添加透明质酸酶以帮助脂解。当以传统方式进行抽脂程序时，必须避免利多卡因毒性。渗透的顺序一般为使得通常对每个处理的身体区域顺序进行注入，从而使总体流体和药物负载最小化。在抽吸之前一般具有10至20分钟的潜伏期以使得肾上腺素可具有最大的血管收缩效果。该过程可以使全部程序不必费时。在常规抽脂程序中还必须小心以避免底部筋膜、腹膜和腹部结构的穿孔。此外，当实施常规抽脂时，必须密切地监测患者的液体平衡。当进行常规抽脂时引起的血液损失也会是主要担忧。在程序期间和之后存在出血的高风险。可能需要治疗出血的药物。US 5295955提出了将射频电磁能与常规抽脂设备组合使用以在处理部位处对脂肪进行加热，从而使得其会软化并更易于被除去。然而，必须在处理部位中提供极性液体以使得加热有效。这种液体的存在增加了患者的不适。而且，可能难以控制过量的生热，这可能导致不期望的附带组织损伤。US 6920883提出了通过与靶组织接近地提供有源电极和返回电极而在处理区域处靶射电能。将导电液体设置在所述电极之间以限定通过靶组织的高频电流通道。电流流动导致靶组织的加热、软化或消融。US 7112200公开了一种动力辅助式抽脂装置，其被设置为进行电烧灼。所述抽脂装置包括分别在其上安装有有源电极和返回电极以在其间限定高频电流通道的内部和外
部套管。
发明内容
在其一般意义上，本发明提供用于抽脂的手术装置，其中将微波能量从探针传递到处理区域中以执行脂肪液化功能或止血功能，所述装置被设置为使得输出微波场根据通过探针在处理区域中遇到的组织类型而自动采用适合用于脂肪液化功能或止血功能的构造。具体地，通过适当选择微波能量的频率，微波能量在脂肪和血液中的趋肤深度差可使得微波场能够在适合于脂肪液化的构造和适合于止血的构造之间自动转换其构造而不需要对微波功率的量或者传递至探针的能量曲线进行任何改变。本发明由此可容许有效的脂肪液化和止血，这可以排除对于另外的液体或药物的需要，从而改善了患者的舒适度并简化了手术程序，即，降低了与整个工艺相关的步骤数并使得所述程序较不费时。新的工艺可还减少患者在感染(由微波能量产生的热可以建立无菌环境)以及还在防止过量血液损失方面的风险。此外，通过适当控制输出微波场，探针可执行其他功能。例如，探针可发射微波场用于收紧在已经除去脂肪的区域中的组织(例如胶原)。所述装置还可适合于脂肪掘进(lipotunnelling)，其中探针可发射促进探针沿通道向下插入至处理区域的微波场。在这种情况下，输出微波场可起作用而消融组织，从而使 探针的通过容易和/或在探针的收回期间对通道进行杀菌。在脂肪掘进模式中，可以根据在探针末端遇到的组织类型而对能量曲线进行调节，从而使得通道的直径能够沿通道的整个长度均匀。这可以基于在探针远端辐射端处测得的信息，通过组织匹配或功率控制而实现。根据本发明，可以提供用于抽脂的手术装置，所述手术装置包括设置以输出微波辐射的可控功率水平的微波能量源；用于插入到生物组织中的处理区域中的探针，所述探针包括连接以接收所述输出微波辐射并设置为向外发射微波辐射场从而将微波能量传递到所述处理区域中的触角(antenna)和用于将液化的脂肪从所述处理区域运离的导管；以及连接至所述导管的抽吸泵；其中对所述微波辐射的频率和所述可控功率水平进行选择，使得发射的微波辐射场在发射到脂肪内时自动采用第一构造且当发射到血液内时自动采用第二构造，由所述第一构造传递的微波能量用于液化脂肪且由所述第二构造传递的微波能量用于凝结血液。本文中，微波辐射是指具有大于300MHz，例如在IGHz至300GHz之间的频率的电磁辐射。在特定的实施方式中，可以使用更窄的频带。由此，微波辐射可还指具有在下列带的任一个或多个内的频率的电磁辐射2. 4GHz至2. 5GHz,5. 725GHz至5. 875GHz、14GHz至 14. 5GHz、24GHz 至 24. 25GHz、30GHz 至 32GHz、45GHz 至 47GHz、60GHz 至 65GHz 和 74GHz至78GHz。甚至更具体地，微波辐射还可指具有下列频率的任一个或多个点频的电磁辐射2. 45GHz,5. 8GHz、14. 5GHz、24GHz、31GHz、46GHz 和 61. 25GHz。微波能量源可以是能够传递稳定的微波辐射供应的任意装置或部件组。优选地，所述源包括稳定的振荡器(例如电压控制振荡器或介电谐振振荡器)，通过合适的功率放大器(例如一种或多种MMIC放大器，设置GaAs或GaN器件等)将其信号放大。所述振荡器可包括锁相回路以使输出频率中的偏离最小化。所述源可包括连接在所述振荡器和所述放大器之间的可变衰减器以控制输出功率水平。可以将转换器如PIN二极管转换器连接在所述振荡器和所述放大器之间以使得可将源信号调制为例如以脉冲方式或另一种调制形式，即单脉冲，斜坡(ramps)等运行。如果所述可变衰减器适当地响应，则其还可执行所述转换器的功能。
所述探针可以是尺寸适合于插入到人或动物身体中的延长的手持式装置。例如，所述探针可与常规套管，即在远端打开的管状体相似。对于微细处理，所述管状体的外径可小于2mm。对于大体积的处理，所述管状体的外径可以为IOmm以上。所述触角可包括同轴馈送结构(同轴馈电结构，coaxial feed structure)和天线(aerial),所述同轴馈送结构包括通过电介质与外部导体(outer conductor)分离的内部导体，所述天线在探针的远端处终止所述同轴馈送结构。在一个实施方式中，所述电介质可以是空气，其中所述内部和外部导体的空间分离使用绝缘隔片(例如由低损耗材料制成，例如作为跨越所述内部和外部导体之间的薄片而设置)的设置来实现。通过所述天线来辐射所述微波场。所述同轴馈送结构将由传递至所述探针的微波功率输送至所述天线。所述探针可以在所述同轴馈送结构的近端包括连接器，所述连接器适应于将微波功率传输至常规同轴电力或输电线并从其传输微波功率。所述连接器可以是SMA连接器等。这使得能够通过柔性微波(flexible microwave)或RF电缆组件将所述探针连接至所述源,这促进了处 理期间的操作性。用于使得所述微波功率能够进入所述结构的所述同轴馈送设置可以纵向，即沿与所述探针相同的轴延伸，或者可以与所述探针成角度地，即偏离地，例如与所述探针轴的长度垂直地设置。所述天线可以在所述探针的远端。其可以是例如成形为发射全向微波辐射场的钝圆形构件(齐头圆形构件，blunt rounded member)。可替换地,其可以是锥形,例如圆锥形以发射更集中的微波辐射场。当在小的结构上或者在包括密集血管的环境中进行抽脂时，集中的电磁场可能是有用的。此外，如果如下所述将所述触角用于胶原收紧或脂肪掘进，则集中的电磁场提供更好的控制。可以例如使用电磁或热场模拟工具对所述天线的形状进行模仿以确保产生适当形状的场。类似地，可以将所述天线成形，使得其阻抗与在使用时暴露的生物物质(例如脂肪、血液、胶原)的阻抗类似。这可以减少因所述天线和所述组织之间的界面处的过度反射的信号而浪费的能量。例如，所述天线可具有与血液的阻抗类似的阻抗，从而确保将能量有效地传输到血液中以进行凝结。在用于胶原收紧的实施方式中，所述天线可因为类似原因而具有与胶原类似的阻抗。所述导管可以是从一个以上开口沿所述探针延伸的通道(passageway )。所述开口可以在所述探针的远端或者在所述探针的接近所述远端的侧。所述开口可以以与常规套管类似的方式构造。所述导管可以与所述同轴馈送结构并排延伸。可替换地，所述导管可包括围绕所述同轴馈送结构的外部的环状通道。在一个实施方式中，所述导管可以与所述触角一体化(集成，integrate)。例如，所述导管可以是所述同轴馈送结构的内部导体中的中空管。这种设置提供了紧凑系统的优势。其是可实现的，因为本文中提出的微波能量在良导体中的趋肤深度足够小而使得内部导体中空且基本不影响传递的能量。因为同轴馈送结构不是完全无损耗的，所以产生另一个优势。由所述馈送结构中的损耗而产生的任何热可以对在所述导管中运送的脂肪进行加热，从而将其保持在液化状态中。可以由此避免导管中的阻塞和常规润湿溶液的使用。所述导管可包括多个用于有效地抽取液化的脂肪的离开通道(出口通道，exitpassage)。在所述导管与所述触角一体化的情况下，每个离开通道可以从所述同轴馈送结构的轴向外延伸并充当由其延伸的同轴短线(coaxial stub)。为了防止所述离开通道在所述触角中造成损耗，每个离开通道可以在所述内部和外部导体之间的短路处终止之前，从所述同轴馈送结构的轴远离地延伸四分之奇数的波长。以这种方式，可以在所述同轴馈送结构中确保最大场。所述多个离开通道可以沿所述馈送结构的轴相互隔开。在相邻离开通道之间的间隔可以是多个半波长。使用多个离开通道的优势在于，这种设置可帮助脂肪沿所述结构的流动或通过或者可以防止在所述管内某处发生压力的积累或阻塞。在一个实施方式中，所述导管沿所述同轴馈送结构的轴延伸且在所述轴上包括出口。在该实施方式中，所述同轴馈送结构可以是侧进料而不是端部进料，即可以以与所述同轴馈送结构成角度地，即以与所述结构的长度成90°地设置所述微波连接器。所述触角可包括例如用于将远端截面(其可具有50 Q的阻抗以从常规的50Q电缆组件接收微波功率)与具有较低阻抗，例如20 Q等的近端截面匹配的一体式阻抗变换器，所述近端截面被设置为与生物组织如血液或胶原的阻抗匹配。所述阻抗变换器可包括长度为四分之奇倍数的波长的同轴馈送结构的截面(部分，section)，其中将所述内部和外部导体的内径和外径之间的相对关系设置为提供具有将源阻抗(例如50Q )变换为远端截面阻抗的阻抗的截面。具有阻抗更低的远端截面可以使得通过内部导体形成的导管的直径大于给定设备的直径。这是用于同轴馈送结构的阻抗的关系的结论权利要求
1.ー种用于抽脂的手术装置，包括 设置以输出微波辐射的可控功率水平的微波能量源； 用于插入到生物组织中的处理区域的探针，所述探针包括连接以接收所述输出微波辐射并设置为向外发射微波辐射场从而在所述处理区域中传递微波能量的触角、和用于将液化的脂肪从所述处理区域运离的导管；以及 连接至所述导管的抽吸泵； 其中，对所述微波辐射的频率和所述可控功率水平进行选择，使得发射的微波辐射场在发射到脂肪内时自动采用第一构造且当发射到血液内时自动采用第二构造，由第一构造传递的微波能量用于液化脂肪且由所述第二构造传递的微波能量用于凝结血液。
2.根据权利要求I所述的手术装置，其中，所述微波辐射的频率和所述可控功率水平在所述第一构造和第二构造中两者相同。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的手术装置，其中，所述第一构造和第二构造被设置为分别在脂肪和血液中引起温度升高，血液中的由所述第二构造引起的温度升高数量级大于脂肪中的由所述第一构造引起的温度升高。
4.根据任一前述权利要求所述的手术装置，其中，所述微波辐射的频率为5GHz以上。
5.根据任一前述权利要求所述的手术装置，其中，与所述第一构造中传递的微波能量相比，在所述第二构造中以更小的体积传递微波能量。
6.根据权利要求I所述的手术装置，包括用于检测从所述处理区域反射回的微波功率的检测器以及用于基于检测的反射微波功率中的变化来调节所述微波辐射的可控功率水平的控制器。
7.根据权利要求6所述的手术装置，其中，所述微波辐射的可控功率水平是可调节的以使得当发射到胶原中时，发射的微波辐射场采用第三构造，所述第三构造用于收紧所述胶原。
8.根据权利要求6或7所述的手术装置，其中，所述检测器被设置为检测传递至所述探针的正向功率，并且其中，所述控制器被设置为基于检测的正向和反射微波功率来调节所述微波辐射的可控功率水平以根据预定的能量传递曲线传递微波能量。
9.根据权利要求8所述的手术装置，其中，所述控制器被设置为基于检测的反射微波功率中的变化，从多种预定曲线中选择预定的能量传递曲线。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的手术装置，包括连接在所述源、探针和检测器之间的循环器，其中，用于来自所述源的微波能量的正向通道从所述循环器的第一端ロ通到第二端ロ，用于来自所述探针的微波能量的反射通道从所述循环器的所述第二端ロ通到第三端ロ，并且所述检测器包括连接以耦合来自所述循环器的所述第三端ロ的功率输出的第一定向I禹合器。
11.根据权利要求10所述的手术装置，其中，所述检测器包括连接以耦合到所述循环器的所述第一端ロ的功率输入的第二定向稱合器。
12.根据权利要求11所述的手术装置，其中，在所述第二定向耦合器和所述循环器之间连接ー个以上附加的循环器以提高所述正向通道和反射通道之间的隔离。
13.根据任一前述权利要求所述的手术装置，其中，所述微波能量的频率是可调节的。
14.根据任一前述权利要求所述的手术装置，其中，所述导管与所述触角一体化。
15.根据任一前述权利要求所述的手术装置，其中，所述触角包括单导体波导管结构，所述单导体波导管结构包括填充有介电和/或磁性负载材料的中空外部导体。
16.根据权利要求15所述的手术装置，其中，基于支持主要传播模式的微波频率来选择所述介电和/或磁性负载材料的性质。
17.根据权利要求16所述的手术装置，其中，所述触角的外径小于2mm。
18.根据权利要求15所述的手术装置，其中，所述导管被一体化到所述波导管结构中，使得所述液化的脂肪构成所述负载材料的全部或一部分。
19.根据权利要求I至14中任一项所述的手术装置，其中，所述触角包括具有内部导体和外部导体的同轴结构，并且所述导管包括在所述内部导体和外部导体之间的腔。
20.根据权利要求I至14中任一项所述的手术装置，其中，所述触角包括同轴馈送结构和天线，所述同轴馈送结构包括通过介电材料与外部导体分开的内部导体，所述天线在所述探针的远端处終止所述同轴馈送结构，并且其中，所述导管包括在所述同轴馈送结构的内部导体中的中空管。
21.根据权利要求20所述的手术装置，其中，所述天线是全向辐射器。
22.根据权利要求20或21所述的手术装置，其中，所述导管包括用于从所述中空管运离所述液化的脂肪的连接至所述内部导体的多个管。
23.根据权利要求20或21所述的手术装置，其中，所述导管包括在所述同轴馈送结构的轴上的出口并且所述微波能量以与所述同轴馈送结构的轴成角度地连接至所述触角。
24.根据权利要求20或21所述的手术装置，其中，沿所述同轴馈送结构的轴将所述微波能量馈送至所述触角中并且使用ー个以上与所述同轴馈送结构的轴成角度的管来抽取脂肪。
25.根据任一前述权利要求所述的手术装置，包括插入在所述微波能量源和所述触角之间以使得所述触角的阻抗可调节从而与在所述触角远端遇到的脂肪的阻抗匹配的静态同轴阻抗变换器。
26.根据任一前述权利要求所述的手术装置，包括阻抗匹配机构，所述阻抗匹配机构被设置为在所述微波辐射场的所述第一和/或第二构造中使所述源的阻抗与所述探针中所述触角的阻抗匹配。
27.一种进行抽脂的方法，包括 将探针插入到生物组织中的处理区域，所述探针包括可连接以接收由微波能量源输出的微波辐射的触角、和用于将液化的脂肪从所述处理区域运离的导管； 将所述微波能量源激活，由此所述触角向外发射微波辐射场以在所述处理区域中传递微波能量； 将连接至所述导管的抽吸泵激活；以及 选择所述微波辐射的频率和所述微波能量源的输出功率水平，使得发射的微波辐射场在发射到脂肪内时自动采用第一构造且当发射到血液内时自动采用第二构造，由第一构造传递的微波能量用于液化脂肪且由所述第二构造传递的微波能量用于凝结血液。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，将所述导管一体化在所述触角中，且所述方法包括在沿所述导管对液化的脂肪进行运送的同时，利用来自传递至所述触角的微波能量的能量损耗来对所述液化的脂肪进行加热。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的方法，包括对微波辐射的输出功率水平进行调节以使得当发射到胶原中时，发射的微波辐射场采用第三构造，所述第三构造用于收紧胶原或用于皮肤收紧。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，将所述第一、第二和第三构造设置为引起分别在脂肪、血液和胶原中的温度升高，胶原中的由所述第三构造引起的温度升高大于血液中的由所述第二构造引起的温度升高，并且血液中的由所述第二构造引起的温度升高大于脂肪中的由所述第一构造引起的温度升高。
31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，包括在所述探针到生物组织中的插入期间，激活所述微波能量源以促进所述探针到所述处理区域的掘迸。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述微波能量源包括阻抗匹配机构，所述阻抗匹配机构被设置为在所述探针到生物组织中的插入期间，将所述源的阻抗与所述探针中的所述触角的阻抗匹配。
全文摘要
本发明提供用于抽脂的手术装置，其中将微波能量从探针传递到处理区域中以执行脂肪液化功能或止血功能。所述装置被设置为使得输出微波场根据通过探针在处理区域中遇到的组织类型而自动采用适合于脂肪液化功能或止血功能的构造。特别地，通过适当选择微波能量的频率，微波能量在脂肪和血液中的趋肤深度差可使得微波场能够在适合于脂肪液化的构造和适合于止血的构造之间自动转换其构造而不需要对微波功率的量或者传递至探针的能量曲线进行任何改变。
文档编号A61B18/00GK102686182SQ201080050772
公开日2012年9月19日 申请日期2010年10月4日 优先权日2009年10月2日
发明者克里斯托弗·保罗·汉考克 申请人:克里奥医药有限公司