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波凝结电外科器械的电外科设备制造技术

本发明专利技术涉及一种电外科装置，所述电外科装置能够生成等离子体以执行表面凝结，并且能够发射非电离微波场(无等离子体时)以在更深层面上执行凝结。所述装置包括探针尖端，所述探针尖端连接来从发生器接收射频(RF)和/或微波频率能量，并且还限定气体的流动路径。可在第一配置与第二配置之间调节所述探针尖端，在所述第一配置下，所述探针尖端限定双极(例如同轴)结构以横跨所述气体的所述流动路径从所述接收的RF和/或微波频率能量产生高电场，以激发和维持等离子体，在所述第二配置下，所述探针尖端限定天线结构以将非电离微波能量发射到组织中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及电外科设备，在所述电外科设备中射频和/或微波频率能量用于通过引起止血(即通过促进血液凝固来封闭破裂的血管)来治疗生物组织。具体而言，本专利技术涉及外科设备，在所述外科设备中射频(RF)和/或微波能量用于与气体流连接以激发和维持热等离子体。专利技术背景氩等离子体凝结(APC)或氩束凝结(ABC)是用于以以下方式控制表面出血的已知的外科技术：不需要递送等离子体的外科探针与病灶之间的物理接触。APC可通过内窥镜来进行，由此引导氩气射流穿过探针，所述探针穿过内窥镜。当发射氩气时氩气的电离创造引起凝结的等离子体。为了激发等离子体，需要具有高电场(例如高电压条件或高阻抗条件)。因此，有必要设置高阻抗状态以便实现为分解气体以生成等离子体所必需的高电压(高电场)。在WO2009/060213所论述的一个实施方案中，使用回扫电路来设置高电压(高阻抗)条件，所述回扫电路使用低频率(例如射频)振荡器电路和变换器，所述变换器的初级绕组通过适宜的驱动器和切换装置(例如栅极驱动芯片和功率MOSFET或功率BJT)连接至所述低频率振荡器电路。所述布置生成激发或以其他方式引发等离子体的高电压脉冲或高电压尖峰。一旦被激发，等离子体可通过微波能量的供应来保持。专利技术概述在其最概括的意义上说，本专利技术提供一种电外科装置，所述电外科装置能够生成等离子体以执行表面凝结，并且发射非电离微波场(无等离子体时)以在更深层面上执行凝结。前者功能性可如同常规APC技术一样有用，例如用于治疗表面出血。后者功能性可用来治疗消化性溃疡或凝结大血管。为了实现以上表达的双功能性，本专利技术的电外科装置包括可在两个配置之间调节的探针尖端。所述探针尖端连接来从发生器接收射频(RF)和/或微波频率能量，并且还限定气体的流动路径。在第一配置下，所述探针尖端限定双极(例如同轴)结构以横跨气体的流动路径从所接收RF和/或微波频率能量产生高电场，以激发和维持等离子体。在第二配置下，所述探针尖端限定天线结构以将非电离微波能量发射到组织中。所述天线结构可为可采取筒体、球、硬导线或螺旋线或回转式天线的形式的辐射单极天线，所述辐射单极天线能够从所接收微波频率能量向外(即远离探针)发射电场。因此，在第一配置下所述装置可使用RF能量和微波能量中的一个或两个，而在第二配置下，所述装置优选地使用微波能量。所述双极结构可包括内导体和外导体。所述外导体可相对于内导体缩回，以在第一配置与第二配置之间调节探针尖端。例如，在内导体和外导体同轴布置的情况下，外导体可从其围绕内导体的第一位置(对应于第一配置)缩回至其向后(即朝装置的近端)轴向位移的第二位置(对应于第二配置)，以暴露内导体。在第一配置下，等离子体可使用RF能量或微波能量来激发。在激发所述等离子体后，微波能量可用来维持所述等离子体。此布置可提供优于常规电外科系统中使用的RF等离子体的优点，在所述常规电外科系统中电场可由于电缆的电容和由组织变化引起的负载而崩塌。等离子体的阻抗在微波能量的频率上优选地匹配至施用器(和能量递送系统)的阻抗，以使通过微波源产生的微波能量能够高效地转移到等离子体中。在使用微波能量的情况下，所述施用器和/或发生器可(静态或动态地)调谐，以确保等离子体匹配到通过组织提供的负载中。在微波频率上，电缆形成分布式元件传输线，其中施用器与能量源之间的阻抗匹配通过微波发生器的源阻抗、电缆(传输线)的特性阻抗、施用器结构本身的阻抗以及组织的阻抗来测定。如果电缆的特性阻抗与源的输出阻抗相同，那么所有微波功率将递送到施用器中，由电缆引起的衰减(电介质损耗和导体损耗)更少了。如果施用器和组织的阻抗与电缆的特性阻抗相同，那么在源处可用的最大功率将转移到等离子体负载/组织负载中。可对施用器结构进行调节以便保持施用器与等离子体负载/组织负载之间的最佳阻抗匹配，如以下所解释。也可在发生器处或在第一电缆的远端与第二(器械)电缆的近端之间的接口处进行调节。此调节可呈匹配网络的电容和/或电感的变化，即短线调谐的形式。在本说明书中“微波频率”可广泛使用以指示400MHz至100GHz的频率范围，但优选地指示1GHz至60GHz范围。所考虑的具体频率为：915MHz、2.45GHz、3.3GHz、5.8GHz、10GHz、14.5GHz以及24GHz。相比之下，本说明书使用“射频”或“RF”以指示至少低三个数量级的频率范围，例如最多至300MHz，优选地10kHz至1MHz。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电外科器械，其包括：细长探针，其包括用于输送射频(RF)和/或微波频率电磁(EM)能量的同轴电缆，以及探针尖端，其连接在同轴电缆的远端处用于接收RF和/或微波能量；以及气体通道，其用于将气体穿过细长探针输送至探针尖端，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可相对彼此在以下之间移动：第一配置，第一电极和第二电极在所述第一配置下被布置来横跨从气体通路所接收的气体的流动路径从所接收RF和/或微波频率EM能量产生电场，以产生热等离子体或非热等离子体，以及第二配置，第一电极在所述第二配置下向远侧延伸到第二电极之外，以形成用于从探针尖端向外发射微波EM场的辐射结构。因此，在第一配置下所述器械可操作以产生等离子体，所述等离子体适于生物组织的表面(或浅表)凝结和/或生物组织或器械的消毒/杀菌。所述气体可为氩，或任何其他适宜的气体，例如二氧化碳、氦、氮、空气与这些气体中的任何一个的混合物，即10％空气/90％氦。用于激发等离子体的高电场可通过创造用于RFEM能量或微波EM能量的高阻抗条件来在探针尖端处引起。这可通过选择用于第一电极和第二电极的适宜的几何形状来实现。例如，在第一配置下，一块诸如石英或其他类似的低损耗材料的绝缘电介质材料可位于第一电极与第二电极之间。这可增大阻抗并且因此利于创造高电场。在第一配置下，第二电极可被布置来延伸超出第一导体(例如比第一导体更远离)，以确保非电离辐射未发射。在第二配置下，探针可以微波EM场的形式辐射微波频率能量，用于更深层的生物组织凝结或消毒。在优选实施方案中，器械能够接收RF和微波EM能量。所述RF...

【技术保护点】
一种电外科器械，其包括：细长探针，其包括同轴电缆，所述同轴电缆用于输送射频(RF)和/或微波频率电磁(EM)能量；以及探针尖端，其连接在所述同轴电缆的远端，所述探针尖端用于接收所述RF和/或所述微波能量；以及气体通路，其用于将气体穿过所述细长探针输送至所述探针尖端，其中所述同轴电缆包括内导体、外导体以及电介质材料，所述电介质材料将所述内导体与所述外导体分离，其中所述探针尖端包括第一电极，所述第一电极连接至所述同轴电缆的所述内导体；以及第二电极，所述第二电极连接至所述同轴电缆的所述外导体，并且其中所述第一电极和所述第二电极可相对彼此在以下之间移动：第一配置，所述第一电极和所述第二电极在所述第一配置下被布置来横跨从所述气体通路所接收的气体的流动路径从所述接收的RF和/或微波频率EM能量产生电场，以产生热等离子体或非热等离子体，以及第二配置，所述第一电极在所述第二配置下向远侧延伸到所述第二电极之外以形成辐射结构，所述辐射结构用于从所述探针尖端向外发射微波EM场。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.13 GB 1308558.41.一种电外科器械，其包括：
细长探针，其包括同轴电缆，所述同轴电缆用于输送射频(RF)
和/或微波频率电磁(EM)能量；以及探针尖端，其连接在所述同轴电
缆的远端，所述探针尖端用于接收所述RF和/或所述微波能量；以及
气体通路，其用于将气体穿过所述细长探针输送至所述探针尖
端，
其中所述同轴电缆包括内导体、外导体以及电介质材料，所述电
介质材料将所述内导体与所述外导体分离，
其中所述探针尖端包括第一电极，所述第一电极连接至所述同轴
电缆的所述内导体；以及第二电极，所述第二电极连接至所述同轴电
缆的所述外导体，并且
其中所述第一电极和所述第二电极可相对彼此在以下之间移动：
第一配置，所述第一电极和所述第二电极在所述第一配置下被布
置来横跨从所述气体通路所接收的气体的流动路径从所述接收的RF
和/或微波频率EM能量产生电场，以产生热等离子体或非热等离子
体，以及
第二配置，所述第一电极在所述第二配置下向远侧延伸到所述第
二电极之外以形成辐射结构，所述辐射结构用于从所述探针尖端向外
发射微波EM场。
2.根据权利要求1所述的电外科器械，其中所述细长探针包括
围绕所述同轴电缆的套筒，所述气体通路为所述套筒的内部表面与所
述同轴电缆的外部表面之间的空间。
3.根据权利要求2所述的电外科器械，其中所述第二电极形成
在所述套筒的所述远端上，并且所述套筒可相对于所述同轴电缆缩
回。
4.根据权利要求2所述的电外科器械，其中所述第二电极形成
在所述套筒的所述远端上，并且所述同轴电缆可相对于所述套筒缩
回。
5.根据任一项前述权利要求所述的电外科器械，其中所述第一
电极为耦接的辐射微波单极天线结构，以从所述同轴电缆接收RF和
/或微波EM能量。
6.根据权利要求5所述的电外科器械，其中所述辐射微波单极
天线结构包括电介质材料的筒体，所述电介质材料的筒体具有半球形
远端，所述半球形远端围绕所述同轴电缆的所述内导体的长度，所述
内导体伸出到所述外导体之外并且穿过所述电介质材料的筒体延伸，
以在所述电介质材料的筒体的半球形远端处伸出。
7.根据权利要求6所述的电外科器械，其中从所述筒体的所述
半球形远端伸出的内导体的所述长度的所述端部成形为半球。
8.根据权利要求3所述的电外科器械，其中所述同轴电缆的所
述外电极通过气体可渗透导电结构连接至所述第二电极，所述气体可
渗透导电结构可相对于所述第二电极或所述同轴电缆的外导体滑动，
并且容许气体流经所述气体可渗透导电结构。
9.根据权利要求8所述的电外科器械，其中所述气体可渗透导
电结构为以下中的任何一个：
导电网格；
径向延伸的导电导线或导电弹簧的笼状物；以及
多个周向隔开的径向伸出的凹部。
10.根据权利要求8或9所述的电外科器械，其中所述气体可渗
透导电结构焊接至或压接至所述第二电极。
11.根据权利要求4所述的电外科器械，其中所述第二电极包括
安装在所述套筒的所述远端上的导电端子管，其中所述导电端子管包
括其内表面上的一个或多个径向突出的凸起，所述凸起用于接触所述
同轴电缆的所述外导体。
12.根据权利要求11所述的电外科器械，其中所述导电端子管
具有围绕其内表面的绝缘衬垫，其中所述衬垫位于所述一个或多个径
向突出的凸起的远侧。
13.根据任一项前述权利要求所述的电外科器械，其中所述探针
可穿过内窥镜的器械通道插入。
14.用于执行凝结的电外科设备，其包括：
微波信号发生器，其用于生成微波EM能量；
根据任一项前述权利要求的电外科器械，其连接来接收所述微波
EM能量；
馈送结构，其用于将所述微波EM能量输送至所述探针，所述馈
送结构包括微波通道，所述微波通道用于将所述探针连接至所述微波
信号发生器，
气体馈送件，其连接来将气体供应至电外科器械，
其中所述设备可在以下模式下操作：
当所述电外科器械处于所述第一配置并且将气体供应至所述电
外科器械时，所述设备可在表面凝结模式下操作，递送至所述探针尖

\t端的所述微波EM能量由此被布置来激发和/或维持所述第一电极与
所述第二电极之间的气体等离子体...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·汉考克，M·怀特，P·W·黑尔斯，B·桑德斯，S·M·B·福尔摩斯，
申请(专利权)人：科瑞欧医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB