微波消融导管及其使用方法_3

文档序号:8268237阅读:来源:国知局
织的导体的截面尺寸可W相比于其他导 体结构(诸如拉制铜管)显著地缩小,同时保持可接受的电性能。
[0102] 扼流圈或平衡-不平衡变换器52部分地由沿着同轴线缆36的一部分延伸的导体 层51制成。导体层51可W是与外导体48类似构造的编织材料,并且连接到外导体48。具 体地,外导体48的一部分被短路(shorted)到(例如,焊接到、相互交织到或W其他方式固 定到)导体层51的近侧部分54。
[0103] 平衡-不平衡变换器52也包括绝缘层56,其可W由聚四氣己帰(PT阳)制成。绝 缘层56-般形成在导电材料52与外导体48之间。绝缘层56向远侧延伸超过导电材料52 的远侧端。绝缘层56及其延伸超过导电层的取向可W在制造过程中调整,W控制同轴线缆 36的整体相位、能量场轮廓和温度响应。
[0104] 外导体48向远侧延伸超过绝缘层56。外导体48的一部分被移除W暴露同轴线缆 36的电介质50并形成馈送间隙58。馈送间隙58位于平衡-不平衡变换器52的远侧和远 侧福射部42的近侧并与远侧福射部42直接相邻。馈送间隙58和远侧福射部42被定位和 确定尺寸W实现对于消融导管14的具体福射图案。
[0105] 消融导管14可W可选地包括外护套62,其延伸到平衡-不平衡变换器52的近侧 端54。可选地,不采用任何外护套62并且可W仅将绝缘材料60 (例如,聚对苯二甲酸己二 醇醋(PET)的层)的薄层用来覆盖外导体48的一部分W及平衡-不平衡变换器52,直到绝 缘层56延伸超过平衡-不平衡变换器52的导体层51的点(图5)。在另一个实施例中, PET 60的层可W被配置为沿着同轴线缆36的长度向近侧延伸,W帮助保持外导体48和导 体层51的编织构造。如本领域技术人员可W理解的,外护套62被移除并被沿着同轴线缆 36的长度或者仅在平衡-不平衡变换器52处替换为薄材料,增加了消融导管14的可弯曲 性。增加的可弯曲性有益于能够在消融导管14被用在具有小直径并具有多个急转弯的分 支结构的管腔网络中时获得更大的移动范围,如将在下文中更具体地理解的。
[0106] 消融导管14的可弯曲性可W被改变W适应具体的手术流程、具体的管腔结构、具 体的目标组织、临床医生的偏好等。例如,在实施例中,使得消融导管14非常易弯曲W移动 通过病人的肺部的相对狭窄的气道可W提供优点。可选地,例如,在消融导管14需要刺入 或穿入目标组织的情况下,使得消融导管14仅具有轻微弯曲性可W提供优点。此外,为了 实现期望量的可弯曲性,可W期望W与标题为"Microwave Elnergy-Delivery Device and System"的美国专利申请序列号No. XX/XXX, XXX (代理人卷号No. H-比-00077 (1988-77))中 公开的内容一致的方式形成平衡-不平衡变换器52,通过应用将其全部结合在该里。另外, 虽然该里描述的微波消融导管可W是具体的,但是本领域技术人员应当理解可W采用结构 细节上简化或更复杂的其他微波消融导管实施例,而不背离本公开的范围。
[0107] 在实施例中,温度监视系统3(图1),例如微波测温法,可W被用于消融导管14,来 观察/监视消融区域中或附近的组织温度。在实施例中,例如,一个或多个温度传感器"TS" 可W被设置在消融导管14上,例如,与远侧福射部42相邻(如图5所示),并且可W被配置 为测量消融区域中或附近的组织温度。温度监视系统3可W例如是福射测量系统、基于热 禪的系统或者本领域中已知的任何其他组织温度监视系统。温度监视系统3可W被结合到 能量源16中,W向能量源提供反馈,或者可选地被容纳在分离的盒子中,从而在消融导管 14的使用期间向临床医生提供听觉或视觉反馈。在任一实施例中,温度监视系统3可W被 配置为向能量源16(或其他合适的控制系统)提供组织温度和消融区域温度信息。在实施 例中,温度传感器3可W被包括为沿着同轴线缆36或者沿着(参照图1描述的)组件12 或者沿着EWC 90, W提供温度数据收集点的更大的阵列W及在施加能量之后关于组织温度 的更多的细节。
[010引在至少一个实施例中,组织温度和/或消融区域温度信息可W与具体的已知消融 区域尺寸或配置相关联,该消融区域尺寸或配置已经通过经验性测试收集并存储在一个或 多个数据查找表中并且存储在温度传感监视系统3和/或能量源16的存储器中。数据查 找表可W能够由温度传感监视系统3和/或能量源16的处理器访问,并且在远侧福射部42 被供能并处理目标组织的同时被处理器访问。在该实施例中,温度传感器"TS "将组织温度 和/或消融区域温度提供给微处理器,该微处理器之后将组织温度和/或消融区域温度与 存储在数据查找表中的已知消融区域尺寸相比较。微处理器之后可W将命令信号发送到温 度传感监视系统3和/或能量源16的一个或多个模块,W自动地调整输出到远侧福射部42 的微波能量。或者,手动调整协议可W被用来控制到远侧福射部42微波能量输出。在该实 施例中,微处理器可W被配置为在具体的组织温度和/或消融区域温度匹配预定消融区域 直径或配置时,向用户提供一个或多个指示(例如,视觉、听觉和/或触觉指示)。
[0109] 如图1所示的系统10被配置为处理组织,并且如图7中进一步所示的,使得利用 计算机断层扫描(CT)图像来识别目标组织(下文中简称做"目标")的方法成为可能,并且 一旦识别出目标组织,该系统进一步使得使用导航或引导系统将导管组件12或其它工具 放置在目标处成为可能。CT数据有助于计划向所识别的目标的路径W及提供导航通过身体 到达目标位置的能力,该包括了术前和手术成分(即,路径计划和路径导航)。
[0110] 路径计划阶段包括H个基本步骤。第一步骤涉及使用用于产生和观看支气管气道 树("BT")的H维模型并观看CT数据W识别对象的软件。第二步骤涉及使用用于在BT上 自动地、半自动地或手动地(如果需要的话)选择路径的软件。第H步骤涉及将(一个或 多个)气道自动分段为沿着可W在显示器上可视化的路径的一组路径点。可W理解气道可 W被在该里用作分支的管腔网络的示例。因此,术语"BT"被用来该里W-般含义使用,W 表示任何该种管腔网络(例如,血液循环系统或者胃肠道等)。
[0111] 使用如图6所示的软件图形界面64来产生并观察BT开始于将病人的肺部的CT 扫描图像导入软件中。软件处理CT扫描并通过将扫描W它们被拍摄的顺序布置并将它们 按照在它们被拍摄时对CT的设置来间隔开,将它们组装为H维CT体积。软件使用新构造 的CT体积来产生气道的H维地图或者BT。软件之后将H维地图66的表示显示在软件图形 界面64上。用户可W之后被呈现各种视图,W识别医疗专家希望对其活检或处理的块或肿 瘤和医疗专家希望使用系统10来导航到的块或肿瘤。
[0112] 之后,软件选择到目标(例如,由医疗专家识别的目标68)的路径。在一个实施例 中,软件包括通过开始于选择的目标并遵循管腔返回到入口点的算法来进行该选择。软件 之后选择气道中最接近目标的点。到目标的路径可W使用气道直径来确定。
[0113] 在路径已经被确定之后,或者在路径确定的同时,建议的路径被显示W给用户审 核。该路径是软件已经确定的从气管到目标的线路,医疗专家将会遵循该路径W处理病人。 该路径可W被医疗专家接受、拒绝或改变。通过在BT中识别连接CT图像中的气管与目标 的路径,该路径被导出W由系统10使用,W将导管和工具放置目标处,W对目标进行活检, 并且如果需要的话,最终处理目标。从CT图像确定路径的附加方法被在标题为"Pathway Planning system and Method"、代理人卷号为 No. H-]X-00087 (1998-00087)的共同受让的 美国专利申请No. XX/XXX,XXX中描述,通过引用将其全部结合到该里。
[0114] 图7示出了病人"P"躺在手术台70上并连接到能够沿着管腔网络内的预定路径 进行导航W实现到所识别的目标的访问的系统。支气管镜72被插入到病人的肺部。支气 管镜72被连接到监视设备74,并且通常包括照明源和视频成像系统。在某些情况下,如下 文中描述的,本公开的装置可W在不具有支气管镜的情况下被使用。系统10监视病人"P" 的位置,由此限定一组参考坐标。具体地,系统10利用根据美国专利No. 6, 188, 355 W及公 开的PCT申请No. W0 00/10456和W0 01/67035的教导的六自由度电磁位置测量系统,通过 引用将其全部结合到该里。发射器装置76被实施为定位在病人"P"下方的板或垫。多个 传感器78与跟踪模块80相互连接,该跟踪模块得出每个传感器78的6D0F (自由度)的位 置。一个或多个参考传感器78(例如,3个传感器78)被安装到病人"P"的胸口,并且它们 的6 D0F坐标被发送到计算机82 (其包括软件),并且该些坐标被在计算机处用来计算病人 的参照坐标系。
[0115] 图8描绘了其根据本公开的教导构造和操作的定位组件84。定位组件84包括具 有可操纵的远侧末端88的可定位的引导件86、可延伸的工作通道90 W及在其近侧端处的 控制手柄92。
[0116] 存在多种操纵延伸的工作通道90的方法。在第一方法中,可W利用单个偏转方 向。或者,具有手动方向选择器的多方向操纵机构可W被利用,W允许执业医生在不需要旋 转导管体的状态下选择操纵方向。通过多方向操纵,四个细长的张紧元件("操纵线")98a 被实施为由从手柄92延伸到远侧末端88的单根长线制成的线的对。操纵线98a被绕基底 98b的一部分弯曲并且返回到手柄92。操纵线98a被部署为使得每根线上的张力将独立地 朝向预定横向方向操纵远侧末端88。在四根操纵线98a的情况下,方向被选择为沿着两个 垂直轴的相反方向。换言之,四根操纵线98a被部署为使得每根线在被单独致动时使得远 侧末端98沿着基本分开90度的倍数的四个预定方向中的不同一个偏转。
[0117] 可定位的引导件86被插入到延伸的工作通道90中,在该延伸的工作通道内,该可 定位的引导件被锁止机构94锁定在位。系统10的位置传感器元件96被与可定位的引导 件86的远侧末端88结合,并且允许监视末端相对于参考坐标系统的位置和朝向(抓OF)。 [011引在实施例中,可定位的引导件86可W具有如图10所示的弯曲的或弯成钩状的构 造。该可选实施方式当前由Covidien LP WEDGE⑥的名字销售。在该种系统中,延伸 的工作通道90由弯曲的末端91构成。可W在延伸的工作通道90中实施不同量的预弯曲, 然而,公共曲率包括45、90和180度。180度延伸的工作通道90已经被发现对于将可定位 的引导件86指引到肺部的上肺叶的后部特别有用,该位置可能特别难W被导航到。可定位 的引导件86被插入到延伸的工作通道90中,使得位置传感器96从延伸的工作通道90的 远侧末端88突出。延伸的工作通道90和可定位的引导件86被一同锁定,使得它们一同前 进到病人"P"的肺部通道中。在该实施例中,延伸的工作通道90可W包括与上文中已经描 述的那个操纵机构类似的操纵机构。如可W理解的,可能需要对延伸的工作通道90进行特 定修改,W使得延伸的工作通道按照需要来发挥功能。
[0119] 在实施例中,集成的径向超声波探头"US"(图10)可W设置在延伸的工作通道90、 可定位的引导件86、导管组件12和/或消融导管14上。为了示意性目的,超声探头"US" 被示出为布置在延伸的工作通道90和可定位的引导件86上。超声探头"US"可W被配置 为在消融导管14的导航和插入期间向系统10的一个或多个模块提供超声反馈,W有助于 将消融导管14定位为与目标组织相邻。如可W理解的,US探头也可W在不具有延伸的工 作通道的状态下使用,而是与内窥镜结合使用,用于对内窥镜将能够访问的中枢神经系统 损伤进行成像。此外,US探头可W被用来监视处理进展和/或确认处理完成。
[0120] 如上所述,本公开采用了 CT数据(图像)用于路径计划阶段。CT数据也被用于导 航阶段。具体地,CT的坐标系与病人的坐标系匹配;该被公知为对齐(registration)。对 齐通常是通过识别CT和身体上或身体内二者中的位置并测量在该两个系统中它们的坐标 来执行。手动的、半自动的或自动的对齐可W被用于系统10。为了该里的目的,系统10被 关于自动对齐而言被描述。参照共同受让的美国专利申请No. 12/780, 678来获得自动对齐 技术的更具体的描述,通过引用将其全部结合在该里。
[0121] 自动对齐方法包括在病人"P"的分支结构内移动包括位置传感器96的可定位的 引导件86。在位置传感器96移动通过分支的结构的同时,与位置传感器96的位置相关的 数据被使用发射器装置80记录。根据该数据得到的形状被与分支结构的H维模型的通路 的内部几何形状相比较。并且,基于该比较确定形状与H维模型之间的位置相关性。
[0122] 除了 W上内容之外,系统10的软件识别了在H维模型中的非组织空间(例如,空 气填充的腔)。之后,随着可定位的引导件86移动通过分支的结构的一个或多个管腔,软件 记录可定位的引导件86的位置传感器96的位置数据。此外,基于记录的位置信息和可定 位的引导件86保持定位在分支结构中的非组织空间中的假设,软件将表示可定位的引导 件86的位置的图像与H维模型的图像对准。
[0123] 一旦在病人"P"中固定到位,屏幕93将会由软件显示在监视设备74上(图11)。 右侧图像是由气管镜72产生的实际支气管图像。最初,没有被显示在左侧图像97中的图 像,该将会是一旦登录完成从CT图像数据产生的虚拟支气管镜。
[0124] 如通过支气管镜
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