模块化电外科系统和用于所述系统的模块技术方案

本发明专利技术涉及用于使用电磁(EM)辐射，诸如射频(RF)或微波EM辐射，来治疗生物组织的模块化电外科系统。在一个实施方案中，对模块的控制集中在可与所述系统的所述模块无线通信的远程计算装置中。在一个实施方案中，可将不同的任选的模块与核心模块组合在一起以向所述系统提供不同的电外科能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化电外科系统和用于所述系统的模块
本专利技术涉及用于使用电磁(EM)辐射，诸如射频(RF)或微波EM辐射，来治疗生物组织的模块化电外科系统。在一个实施方案中，对模块的控制集中在可与系统的模块无线通信的远程计算装置中。在一个实施方案中，可将不同的任选的模块与核心模块组合在一起以向系统提供不同的电外科能力。专利技术背景手术切除是从人类身体或动物身体内移除器官的部分的手段。此类器官可以是高度血管性的。当切割(分割或横切)组织时，被称为微动脉的小血管会损坏或破裂。最初的出血紧接着是凝血级联，其中血液变成凝块以试图堵住出血点。在手术期间，让患者尽可能少地失血是合意的，因此已经开发出各种装置以试图提供无血切割。对于内窥镜手术，出现出血并且不能尽可能快地或通过方便的方式处置也是不合意的，因为血流可能会模糊术者的视觉，这可能会导致需要终止手术，并且替代地使用另一方法，例如开放手术。电外科发生器在医院手术室中普遍存在，用于开放手术和腹腔镜手术，并且还越来越多地出现在内窥镜套件中。在内窥镜手术中，通常穿过内窥镜内部的内腔插入电外科配件。考虑到用于腹腔镜手术的等效的进入通道，此类内腔的孔相对窄并且长度较长。在肥胖症患者的情况下，手术配件从手柄至RF顶端可具有300mm的长度，而腹腔镜情况下的等效距离可超过2500mm。已知使用射频(RF)能量而不是锋利的刀片来切割生物组织。使用RF能量进行切割的方法使用了以下原理进行操作：在电流穿过组织基质(由细胞的离子含量和细胞间电解质辅助)时，对电子跨组织的流动的阻抗生成热。当将RF电压施加到组织基质时，在细胞内生成足够的热来蒸发组织的水分。具体地，由于在器械(在本文称为RF刀片)的RF发射区域的邻近处(该处具有穿过组织的整个电流路径的最高的电流密度)的此越来越多的脱水，邻近于RF刀片的切割极的组织失去与刀片的直接接触。随后所施加的电压几乎完全出现在此空隙上，从而进行电离而形成等离子体，所述等离子体与组织相比具有非常高的体积电阻率。此区别是重要的，因为这将所施加的能量集中于所述等离子体，所述等离子体完成RF刀片的切割极与组织之间的电路。足够缓慢地进入所述等离子体的任何挥发性材料都被蒸发，并且因此有一种解离组织的等离子体的感觉。GB2486343公开了一种用于电外科设备的控制系统，所述电外科设备输送RF能量和微波能量两者来治疗生物组织。输送到探针的RF能量和微波能量两者的能量输送廓线基于以下项而设定：传送到探针的RF能量的采样的电压和电流信息；以及传送到探针和从所述探针传送的微波能量的采样的正向和反射功率信息。图1示出了在GB2486343中陈述的电外科设备100的示意图。所述设备包括RF通道和微波通道。RF通道包含用于产生RF频率电磁信号并将所述RF频率电磁信号控制在适合于治疗(例如，切割或干化)生物组织的功率电平下的部件。微波通道包含用于产生微波频率电磁信号并将所述微波频率电磁信号控制在适合于治疗(例如，凝血或消融)生物组织的功率电平下的部件。微波通道具有微波频率源102，紧接着是功率分配器124(例如，3dB功率分配器)，所述功率分配器将来自源102的信号分为两个分支。来自功率分配器124的一个分支形成微波通道，所述微波通道具有：功率控制模块，所述功率控制模块包括：可变衰减器104，所述可变衰减器由控制器106经由控制信号V10控制；以及信号调制器108，所述信号调制器由控制器106经由控制信号V11控制；以及放大器模块，所述放大器模块包括：驱动放大器110和功率放大器112，所述驱动放大器和功率放大器用于产生正向微波EM辐射以在适合于治疗的功率电平下从探针120输送。在放大器模块之后，微波通道接着是微波信号耦合模块(其形成微波信号检测器的一部分)，所述微波信号耦合模块包括：循环器116，所述循环器被连接成沿着其第一端口与第二端口之间的路径将微波EM能量从源输送到探针；在循环器116的第一端口处的正向耦合器114；以及在循环器116的第三端口处的反射耦合器118。在穿过反射耦合器之后，来自第三端口的微波EM能量被吸收在功率转储负载122中。微波信号耦合模块还包括开关115，所述开关由控制器406经由控制信号V12进行操作，以将正向耦合信号或反射耦合信号连接至外差接收器进行检测。来自功率分配器124的另一个分支形成测量通道。测量通道绕过微波通道上的放大队列，并且因此被布置成输送来自探针的低功率信号。由控制器106经由控制信号V13控制的主通道选择开关126能够操作以从微波通道或测量通道选择信号以输送到探针。高带通滤波器127连接在主通道选择开关126与探针120之间以保护微波信号发生器免受低频RF信号的影响。测量通道包括被布置成检测从探针反射的功率的相位和量值的部件，所述部件可产生与存在于探针的远侧端部处的物质(例如，生物组织)有关的信息。测量通道包括循环器128，所述循环器被连接成沿着其第一端口与第二端口之间的路径将微波EM能量从源102输送到探针。从探针返回的反射信号被引导到循环器128的第三端口中。循环器128用于在正向信号与反射信号之间提供隔离，以促进准确的测量。然而，由于循环器在其第一端口与第三端口之间没有提供完全隔离，即，一些正向信号可能会闯到第三端口并且干扰反射信号，因此使用载波抵消电路，所述载波抵消电路(经由注入耦合器132)将(来自正向耦合器130的)正向信号的一部分往回注入到从第三端口离开的信号中。载波抵消电路包括相位调整器134，以确保注入部分与从第一端口闯入到第三端口中的任何信号具有180°的异相，以便将所述信号抵消掉。载波抵消电路还包括信号衰减器136，以确保注入部分的量值与任何闯入信号相同。为了补偿正向信号中的任何漂移，在测量通道上提供了正向耦合器138。正向耦合器138的耦合输出和来自循环器128的第三端口的反射信号连接至开关140的相应的输入端子，所述开关由控制器106经由控制信号V14进行操作，以将耦合的正向信号或反射信号连接至外差接收器进行检测。开关140的输出(即，来自测量通道的输出)和开关115的输出(即，来自微波通道的输出)连接至辅助通道选择开关142的相应的输入端子，所述辅助通道选择开关能够连同主通道选择开关一起由控制器106经由控制信号V15进行操作，以确保当测量通道向探针供应能量时，测量通道的输出连接至外差接收器，并且当微波通道向探针供应能量时，微波通道的输出连接至外差接收器。外差接收器用于从由辅助通道选择开关142输出的信号中提取相位和量值信息。在这个系统中示出了单个外差接收器，但在需要时，可使用在信号进入控制器之前将源频率缩混两次的双外差接收器(包含两个本地振荡器和混频器)。外差接收器包括本地振荡器144和混频器148，以对由辅助通道选择开关142输出的信号进行缩混。本地振荡器信号的频率被选择为使得来自混频器148的输出处于适合于在控制器406中接收的中间频率。提供带通滤波器146、150来保护本地振荡器144和控制器106免受高频微波信号的影响。控制器106接收外差接收器的输出，并且从中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化电外科系统，所述模块化电外科系统包括：/n控制器模块，所述控制器模块具有无线通信接口，所述无线通信接口能够操作以与远程计算装置无线通信以便从所述远程计算装置接收数据，所述控制器模块能够操作以基于所接收的所述数据而提供控制命令；/n信号发生器模块，所述信号发生器模块与所述控制器模块通信以便接收所述控制命令，所述信号发生器模块能够操作以基于所述控制命令而生成和控制电磁(EM)辐射以形成EM信号；以及/n馈送结构模块，所述馈送结构模块用于传送所述EM信号并且具有用于向电外科器械输出所述EM信号的输出端口，所述馈送结构具有用于将所述信号发生器模块连接至所述输出端口的信号通道。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 GB 1820060.01.一种模块化电外科系统，所述模块化电外科系统包括：
控制器模块，所述控制器模块具有无线通信接口，所述无线通信接口能够操作以与远程计算装置无线通信以便从所述远程计算装置接收数据，所述控制器模块能够操作以基于所接收的所述数据而提供控制命令；
信号发生器模块，所述信号发生器模块与所述控制器模块通信以便接收所述控制命令，所述信号发生器模块能够操作以基于所述控制命令而生成和控制电磁(EM)辐射以形成EM信号；以及
馈送结构模块，所述馈送结构模块用于传送所述EM信号并且具有用于向电外科器械输出所述EM信号的输出端口，所述馈送结构具有用于将所述信号发生器模块连接至所述输出端口的信号通道。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器模块还包括处理器，所述处理器与所述无线通信接口通信以便接收所接收的所述数据，所述处理器能够操作以基于所接收的所述数据而生成所述控制命令。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器模块能够操作以经由所述无线通信接口向所述远程计算装置传输所述控制命令。


4.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述控制器模块能够操作以对在所述无线通信接口处接收的数据进行解密，并且对从所述无线通信接口传输的数据进行加密。


5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述控制器模块包括用于监测所述系统的潜在错误状况的看门狗，所述看门狗能够操作以在出现所述错误状况时生成警报信号。


6.根据权利要求5所述的系统，所述系统还包括传感器，所述传感器能够操作以监测所述系统的部分的操作并且生成对应的传感器数据，并且其中所述看门狗能够操作以基于在所述传感器数据与一个或多个传感器阈值之间的比较而生成所述警报信号。


7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述控制器模块能够操作以经由所述无线通信接口向所述远程计算装置传输所述警报信号。


8.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述看门狗能够操作以在所述无线通信接口在至少预设时期内失去与所述远程计算装置的通信时生成所述警报信号。


9.根据权利要求5至8中任一项所述的系统，其中所述控制器模块能够操作以基于所述警报信号而生成所述控制命令。


10.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括信号检测器模块，所述信号检测器模块耦合至所述信号通道以便对所述信号通道上的信号特性进行采样，并且从其生成指示所述信号特性的检测信号。


11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器模块能够操作以基于所述检测信号而生成所述控制命令。


12.根据权利要求10或11所述的系统，其中所述控制器模块能够操作以经由所述无线通信接口向所述远程计算装置传输所述检测信号。


13.根据权利要求10至12中任一项所述的系统，其中所述馈送结构模块还包括调谐器，所述调谐器连接至所述信号通道以用于控制由所述EM信号输送的能量，所述调谐器包括能够由所述控制器模块基于所述检测信号来控制的可调整阻抗元件。


14.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述信号发生器模块还包括脉冲发生器，所述脉冲发生器能够由所述控制器模块基于所述控制命令来控制，以从所述EM辐射生成脉冲EM辐射，其中所述EM信号包括所述脉冲EM辐射。


15.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括流体馈送模块，所述流体馈送模块具有流体馈送结构，所述流体馈送结构与流体端口流体连通以用于向所述电外科器械输出流体，所述流体馈送模块能够由所述控制器模块基于所述控制命令来控制，以经由所述流体馈送结构来供应和控制去往所述流体端口的流体流。


16.根据权利要求15所述的系统，其中所述流体馈送模块还包括温度控制元件，所述温度控制元件耦合至所述流体馈送结构并且能够由所述控制器模块基于所述控制命令来控制，以调整所述流体馈送结构中的所述流体流的温度。


17.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括一个或多个附加的信号发生器模块，所述一个或多个附加的信号发生器模块能够操作以基于所述控制命令而生成和控制附加的EM辐射以形成一个或多个附加的EM信号，所述或每个附加的信号发生器模块以与所述信号发生器模块和每个其他附加的信号发生器模块不同的频率生成EM辐射，并且其中所述馈送结构模块具有用于将所述或每个附加的信号发生器模块耦合至所述输出端口的一个或多个附加的信号通道。


18.根据权利要求17所述的系统，其中所述信号通道以及所述或每个附加的信号通道包括物理上分开的信号路径，并且其中所述馈送结构模块包括信号组合电路，所述信号组合电路具有一个或多个输入端，每个输入端连接至所述物理上分开的信号路径中的不同一者，所述信号组合电路具有输出端，所述输出端连接至...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·汉考克，乔治·霍格金斯，约翰·毕夏普，
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