一种手术切割装置具有治疗通道和测量通道，用于在切割边缘从源向天线传送微波能量。测量通道在比治疗通道更低的功率操作以便确定何时可以安全地施加更高能量。该装置可以在切割边缘向一个或者多个天线递送不同频率的微波辐射，以例如提供不同治疗效果。源可以针对如下天线生成输出，该天线的频率可以被选择以例如实现最有效的操作。选择可以在前向信号的频率扫描期间基于检测的反射信号的幅值和相位是自动的。可以人工提升经由切割元件送往组织的功率以处理大血管。该装置可以包括反射功率监视器，反射功率监视器用于识别从天线接收的反射信号中的表现以触发自动抢先动作的反射功率监视器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及布置成将微波能量可控地送入生物组织中的手术切除装置。
技术介绍
这里的公开内容建立于申请人于2006年10月10日提交的第0620060. 4号更早的英国专利申请的内容。该文献描述ー种手术切割(例如切除)装置，该装置包括耦合到手、术仪器的微波辐射源，该手术仪器具有与用于切割生物组织的刀片关联的天线，其中天线被布置成从源向刀片切穿组织时所在的区域可控地递送微波能量。微波能量可以凝结血液以在切割区域有效地密封出血。这种效果在对血管高度分布的器官如肝脏或脾脏进行手术时可以特别地有益。由于辐射能量的穿透深度有限，所以使用高微波频率(例如IOGHz或者更高)相比使用较低微波频率的系统和RF (射频)系统提供了特别的优势，以及使得小的锋利刀片结构能够将能量有效地辐射到组织中以通过能够沿着刀片的长度产生均匀场来密封出血而同时能够切穿组织以去除患病或者癌组织部分的能力。微波频率越高，能量分布变得越有局部性，并且在发生切割动作的部位处的能量密度相应地高，因此变得越易于有效地密封出血，因为将切割刀片引入到高度灌注(perfuse)的生物组织结构中。能够局限能量的分布的能力在限制对健康组织引起的损害数量方面有利。该特征在要求移除大部分患病的肝脏时可能特别地有利，此时尽可能多地保留器官或者健康组织是至关重要的。基本上均匀的场分布可以沿着切割边缘实现均匀凝结或者其它组织效果。使用较低频率的微波能量(例如IGHz或者更少)可能导致天线的无辐射区域，这降低设备产生有效凝结的能力。通过沿着刀片的边缘发射具有适当能量密度的均匀微波能量场，在外科医生切穿组织结构时有效地密封伤ロ。在该说明书中，微波意味着频率范围在2GHz与IOOGHz之间、但是优选为在IOGHz与25GHz之间，并且甚至更优选为在14GHz与24GHz之间。例如，可以使用14. 5GHz或者24GHz 的点频(spot frequencies)。较高频率(例如24GHz)与较低频率(例如14. 5GHz)相比可以提供比如更小尺寸的波导线缆组件、更小尺寸的天线(即可以使刀片看起来外观相似并且具有与标准解剖刀片相同的物理尺寸)和更小穿透深度这样的优点。例如在肝脏中穿透深度在24GHz为I. Imm而在14. 5GHz为2mm。更小的穿透深度可以在刀片切入组织时允许更高能量密度和发生更瞬时的密封或者凝結。第0620060. 4号英国专利申请公开了天线的辐射区域可以被动态地调节或者阻抗匹配为可变组织负载阻抗(即辐射刀片或者结构的远端可以调整成治疗组织的复阻抗的复共轭)以便优化送入组织中的功率电平并且最小化反射功率。此外还公开了天线可以被布置成使得能够进行组织特征的测量，例如使用如WO 2004/047659或者WO 2005/115235中公开的治疗系统。
技术实现思路
这里的公开内容呈现多个特征，每个特征可以在上文讨论的手术装置中単独或者在任何组合中实施。可诜择通道在第一方面中，该装置可以被布置成提供治疗通道和測量通道，治疗通道和測量通道是用于从源到天线的微波能量的不同路径。測量通道可以提供比治疗通道更低的功率电平的能量以允许确定何时可以安全地施加来自治疗通道的较高能量，例如可以首先在低功率条件下建立反射信号的电平，而如果发现微波能量被吸收到组织负载中，则可以激活高功率源。 因此，根据第一方面，可以提供一种手术切割装置，该装置包括微波辐射源，被布置成生成微波辐射；手术仪器，具有切割元件，该切割元件具有用于切割生物组织的边缘；以及天线，该天线连接到源并且布置成在切割元件的边缘发射基本上均匀的微波辐射场；以及反射辐射检测器，被布置成接收从天线反射回的信号，其中天线可选择性地经由用于传送用于治疗的第一功率电平的微波信号的第一通道和用于传送用于测量的第二功率电平的微波信号的第二通道连接到源，并且其中天线经由信号转移单元连接到检测器，该信号转移单元被布置成将沿着第二通道从天线反射的信号直接路由到检测器。由于在测量通道中直接向检测器提供反射信号，所以第二功率电平可以较低。对照而言，在间接(例如经由耦合器)提供反射信号时，前向信号必须高到足以保证耦合的反射信号有高到足以可测量的幅度。为了实现这一点而需要的功率电平可能足以在组织中产生影响，例如消融或者加热，这可能是不期望的。本专利技术允许将安全水平的微波辐射递送到组织中。来自‘安全’測量通道的检测信号可以用来决定何时将较高的功率电平用于治疗。这种安全特征可以延伸到限制设备在空气中发射的功率。例如，如果天线的回波损耗在空气中限制为约ldB，则这意味着如果递送的功率为80W则反射63. 55W、但是16. 45W辐射到自由空间中。这中情形是最不期望的。信号转移单元因此可以包括第二通道上的低功率收发器以测量反射功率电平以便确定何时应当激活高功率源。这样的布置可以允许行波管(TWT)或者磁电管或者其它谐振腔型结构用来在第一通道上生成微波功率。这种类型的设备可能难以在用于进行有效和安全测量的功率电平工作。第一功率电平可以是第二功率电平的两个或者更多个数量级。例如，第一功率电平可以达到300W ;第二功率电平可以是IOOmW或者更少。每个通道可以包括用于传播电磁辐射的信号路径。通道可以包括诸如波导组件、同轴线缆等线缆。第一通道可以包括连接于源与天线之间的放大器，用以放大由源生成的微波辐射，以提供第一功率电平的微波信号。第二通道可以旁路放大器。生成的第二 (较低)功率电平的信号因此可以在噪声和信号幅度/相位变化方面比第一(较高)功率电平的信号更稳定，其中较高功率设备可能生成信号失真和其它不需要的效果。这可能归因于如下事实在第二通道中不需要其包括第一通道中的主要噪声源的部件。例如，第二通道中仅有的不可忽略的噪声源可能是源(例如低功率振荡器)和可选地例如用以补偿沿着第二通道的传输损耗的低噪声放大器。如果包括低噪声放大器，则它优选地具有少于3dB的噪声系数。信号转移单元可以包括在第二通道上连接于源、天线与检测器之间的循环器，该循环器被布置成引导从源到天线的前向信号和从天线到检测器的反射信号。循环器因此可以充当隔离器以分离前向信号与反射信号。为了最小化前向信号任何泄漏到连接至检测器的端ロ中的效果，信号转移单元可以包括连接到循环器的载波抵消电路。例如，如果循环器的第一端ロ连接到源、第二端ロ连接到天线而第三端ロ连接到检测器，则载波抵消电路可以连接于第一与第三端ロ之间。在2006年10月10日提交的第0620064.6号英国专利申请中提供可以使用的适当的载波抵消电路的例子，并且通过引用结合于此。信号转移单元可以包括第一通道上的定向耦合器，该定向耦合器被布置成耦合从天线到检测器的反射信号。信号转移单元可以包括第一通道上的前向定向耦合器(用以测量前向现存功率的一部分)和反向定向耦合器(用以测量反射功率的一部分)，这些定向耦合器分别被布置成耦合来自源的前向信号和从天线到检测器的反射信号。检测的信号可以用来计算送往组织的功率或者补偿组织在天线的辐射端处的阻抗改变。辐射天线可以被设计成与在特定状态(例如加工、部分加工或者未加工)的特定组织类型(即肝脏或者脾脏)良好匹配。该装置可以包括第一通道上的阻抗调节器，其中检测器被布置成检测反射信号的幅值和相位，并且阻抗调本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种手术切割装置，包括：微波辐射源，被布置成生成具有第一频率的第一微波辐射信号和具有第二频率的第二微波辐射信号；手术仪器，具有切割元件，该切割元件包括：刀片，具有用于切割生物组织的边缘，第一天线，可连接到所述源以接收所述第一微波辐射信号并且被布置成沿着所述切割元件的所述刀片的所述边缘发射基本上均匀的、所述第一频率的微波辐射场，以及第二天线，可连接到所述源以接收所述第二微波辐射信号并且被布置成从所述手术仪器发射所述第二频率的微波辐射场，其中所述第二频率低于所述第一频率。
【技术特征摘要】
2007.09.25 GB 0718721.41.一种手术切割装置，包括 微波辐射源，被布置成生成具有第一频率的第一微波辐射信号和具有第二频率的第二微波辐射信号； 手术仪器，具有切割元件，该切割元件包括 刀片，具有用于切割生物组织的边缘， 第一天线，可连接到所述源以接收所述第一微波辐射信号并且被布置成沿着所述切割元件的所述刀片的所述边缘发射基本上均匀的、所述第一频率的微波辐射场，以及 第二天线，可连接到所述源以接收所述第二微波辐射信号并且被布置成从所述手术仪器发射所述第二频率的微波辐射场， 其中所述第二频率低于所述第一频率。2.根据权利要求I所述的装置，其中所述第一和第二天线包括单个天线结构，所述单个天线结构在包括所述第一和第二频率的频带内可操作或者被布置成在所述第一和第二频率谐振。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述天线结构包括波导，并且所述第一和第二微波辐射信号对应于所述波导中的不同传播模式。4.根据权利要求I所述的装置，其中所述源包括用于产生所述第一微波辐射信号的第一信号发生器和用于产生所述第二微波辐射信号的第二信号发生器，所述第一和第二信号发生器分别可连接到所述第一和第二天线。5.根据权利要求I所述的装置，包括用于将所述第一天线和/或第二天线选择性地连接到所述源的开关。6.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一和第二信号发生器经由公共信号路径可连接到所述手术仪器，并且其中所述手术仪器在滤波布置接收所述公共信号路径，所述滤波布置被布置成仅将所述第一频率的能量送往所述第一天线而仅将所述第二频率的能量送往所述第二天线。7.根据权利要求I所述的装置，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·保罗·汉科克，
申请(专利权)人：克里奥医药有限公司，
类型：发明
国别省市：
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