CN103565516A - 可调节长度和/或裸露的电极 - Google Patents

可调节长度和/或裸露的电极 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种消融系统。消融系统包括消融设备，所述消融设备具有手柄组件和电极组件。手柄组件包括壳体，所述壳体配置为由使用者可操作地接合。电极组件包括管状电极，所述管状电极具有敞开的近端和闭合的远端。管状电极可相对于壳体移动以调节电极组件的可插入长度。

Description

可调节长度和/或裸露的电极
技术领域
本发明涉及射频消融设备。更加特别地，本发明涉及具有可调节插入长度和/或可调节裸露长度的射频消融设备。
背景技术
射频消融(RFA)是通常用于肝脏和肺脏中实体瘤治疗的一种疗法。通常，配置用于RFA的设备旨在用于经皮手术、腹腔镜手术、和开放外科手术期间的组织凝结。该设备通过使用有源电极针和接地垫之间施加的射频电流在有源电极的尖端处产生局部组织加热，从而导致了限定体积的组织坏死(也称作“消融”)。这些设备中的一些包括使冷水循环通过电极以控制电极表面处的组织阻抗的系统，从而允许增加的能量淀积至周围组织中。这样的系统被设置在从Covidien of Boulder公司可获得的Cool-Tip RF系统E系列中。
一般来说，RFA设备与各种配置的多个有源电极一起提供给医生。这些电极主要通过电极的可插入部分的整个长度和RF能量输送至组织所穿过的电极裸露部分的长度来识别。提供不同长度的电极使得医生能够进入体内及具有不同身体特征患者内的各个位置。例如，在肥胖患者中，期望的是提供更长的有源电极，这是由于可插入部通常需要穿过一般为5″-6″厚的皮下脂肪层。虽然更长的有源电极长度(例如，25cm)对于这些患者是优选的，但这样的长度对于较瘦患者是不实用的。提供不同裸露长度的电极使得医生能够控制消融的几何形状。更短的裸露长度(例如，7mm)导致更短的轴线、更小的消融，而更大裸露长度(例如，4cm)导致更长的轴线、更大的消融。所述裸露有效地限制了能够通过有源电极输送的RF能量的量，就像相机的光圈限制了到达照相胶片的光量。
需要多个有源电极来向医生提供具有期望可插入长度和期望裸露长度的准确组合的电极。提供多个各种长度的有源电极是昂贵的，并由于在手术中仅可能会用到多个有源电极中的几个，提供多个有源电极也是浪费的。
发明内容
因此，提供了一种改进的消融系统。所述消融系统包括消融设备，所述消融设备包括手柄组件和电极组件。所述手柄组件包括壳体，所述壳体配置为由使用者可操作地接合。所述电极组件包括管状电极，所述管状电极具有敞开的近端和闭合的远端。管状电极能够相对于壳体移动，以调节电极组件的可插入长度。
在一个实施方式中，消融设备的壳体配置为可操作地连接冷却组件。管状电极可配置为可操作地连接射频能量源。消融设备还可包括用于相对于壳体选择性地固定管状电极的锁定机构。锁定组件可包括弹簧和球，弹簧配置为将球偏压至沿管状电极形成的多个锁键中的其中一个内。该系统还可包括冷却液源和能量源。可替代地或附加地，该系统包括温度监视器和微处理器。手柄组件可形成笔式抓持部或枪式抓持部。在一些实施方式中，手柄组件配置为可操作地接合套针组件。
还提供了一种可替代的消融设备。所述消融设备包括手柄组件和电极组件。所述手柄组件限定纵向轴线，并至少包括第一壳体段和第二壳体段。所述电极组件可操作地连接至手柄组件。第二壳体段相对于第一壳体段和电极组件可滑动地布置。在一个实施方式中，手柄组件还包括第三壳体段，所述第三壳体段相对于第二壳体段和电极组件可滑动地布置。
附图说明
结合到说明书并构成说明书一部分的附图示意了本发明的各实施方式，并且与上面给出的本发明的发明内容以及下文给出的具体实施方式的详细描述一起用于解释本发明的原理，其中：
图1是根据本发明实施方式的包括消融设备的消融系统的示意图；
图2是根据本发明另一个实施方式的消融设备的远端的侧视图；
图2A是图2中所指出部分的放大视图；
图3是根据本发明又一实施方式的消融设备的远端的侧视图；
图3A是图3的消融设备的远端沿线3A-3A的剖面端视图；
图4A是根据本发明又一个实施方式的消融设备的远端的侧视图，其具有以第一或完全收缩配置的手柄组件；
图4B是图4A的消融设备的远端的侧视图，其中手柄组件为第二或完全延伸配置；
图5是根据本发明又一实施方式的消融设备的远端的侧视图；
图5A是图5的消融设备沿图5的线5A-5A的剖面端视图，其中第三电极段处于第一或未锁定配置；
图5B是图5中第三电极段处于第二或锁定配置的剖面图；
图6A是根据本发明另一个实施方式的消融设备的远端的剖面侧视图，其中绝缘涂层处于第一或完全延伸配置；
图6B是图6A的消融设备的远端的剖面侧视图，其中绝缘涂层处于第二或完全收缩配置；
图7是一对现有技术消融设备的侧视图；
图8是根据本发明一个实施方式的一对消融设备的侧视图；
图9是根据本发明又一个实施方式的消融设备的侧视图；
图9A是图9的消融设备的近端视图；
图10是根据本发明又一个实施方式的消融设备的侧视图，其具有多个电极组件；以及
图10A是图10的多个电极组件的近端的放大内部视图。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及具有可调节插入长度的电极和/或可调节裸露长度的电极的射频消融(RFA)设备。本发明的其他实施方式涉及对消融设备的修改，以简化设备和/或减少制造和使用该设备的成本。在具有可调节插入长度的电极的设备中，该电极可相对于设备的壳体选择性地移动，并可包括用于以给定插入长度固定电极的机构。可替代地，消融设备的壳体相对于电极可选择性地移动，以提供具有可调节插入长度的电极的设备。壳体可包括锁定机构，用于固定壳体，以使得电极具有期望插入长度。在具有可调节裸露长度的设备中，保护层相对于电极可选择性的移动，以选择性地裸露或覆盖电极。
参照图1，根据本发明实施方式的消融系统总体上显示为消融系统50。消融系统50包括射频消融设备100、用于向消融设备100提供射频功率的电源52、用于监视消融设备100的电极122的温度的温度监视器54、用于使冷却液连续供给源循环穿过消融设备100的冷却液源58、用于控制来自电源52的功率输送和/或来自冷却液源58的冷却液流动的微处理器56、以及配置为在患者(未示出)和电源52之间可操作地连接的患者返回垫60。将仅以完全公开本发明各方面所需的程度描述消融系统50。对于消融系统50的结构和功能的更详细描述，请参照共有美国专利No.6,506,189和6,575,969，它们的全部内容引入在此作为参考。
继续参照图1，射频消融设备100包括手柄组件110和电极组件120。手柄组件110包括壳体或毂112。如所示，壳体112配置为接合套针组件或其他进入设备。在其他实施方式中，壳体112可配置为手持使用，即壳体212(图2)，和/或与多个电极一起使用，其中每个电极包括单独的壳体，即壳体712(图8)，或者多个电极从相同的壳体延伸，即壳体912(图10)。壳体112配置为可操作地连接电源52和冷却液源58。特别地，壳体112包括可操作地连接电源52的插头52a的电气端口114、与冷却液源58的供给线路58a流体连通的入口端口116、以及与冷却液源58的返回线路58b流体连通的出口端口118。电极组件120包括管状电极122，管状电极122具有敞开近端122a和闭合远端122b。电极组件120还包括绝缘涂层或保护层124，绝缘涂层或保护层124绕管状电极122的长度布置，以用于阻止电极122和远离靶标部位的组织之间的接触。管状电极122的未被绝缘涂层124覆盖的部分是管状电极122的裸露部。电极组件120的可插入长度是电极组件120的配置为通过组织接收的部分。电极组件的可插入长度可包括保护层124。如图1所示，电极组件120的可插入长度是电极组件120的在壳体112远侧延伸的部分。
仍参照图1，供给管126基本沿着管状电极122的长度延伸，以向裸露的远端122b提供冷却液。从图1中看出，在操作中，来自冷却液源58的冷却液被引导通过供给管126至管状电极122的裸露远端122b。随后冷却液流回通过管状电极122并通过出口端口118离开消融设备100。一对导线128a、128b将管状电极122的裸露远端122b与电气端口114可操作地连接。如将在下文详细描述的，管状电极122可配置为相对于壳体112选择性地延伸，以调节电极组件120的可插入部分的整体长度。如同样将在下文更加详细描述的，保护层124也可相对于管状电极122选择性地延伸，以调节电极122的裸露长度。壳体110和/或电极组件120可包括锁定机构130，用于将管状电极122和/或保护层124相对于彼此和/或相对于壳体112选择性地锁定。
下面将描述用于选择性地调节电极的可插入长度和/或选择性地调节电极的裸露长度的各种机构。在所有实施方式中，相似的元件将以相似的附图标记指示。应该理解的是，各实施方式中相似的结构将仅以足够完全公开特定实施方式的细节的方式进行描述，并且所述结构在所有实施方式中是可互换的。虽然下面的实施方式将描述为涉及消融系统50(图1)，但是预料到的是，本发明的各个实施方式可修改以与各种其他消融系统一起使用。
参照图2和2a，在具有带可选择性调节的插入长度的电极组件的消融设备的第一实施方式中，消融设备200包括具有电极222的电极组件220。电极222包括沿其近端222a形成的多个锁键223。锁键223是每隔一段距离间隔开的，所述距离对应于电极组件220的可插入部分的长度中期望的步增/步减。锁键223的间隔越紧密，则电极组件220的可插入长度的步进调节越平缓，而锁键223的间隔越远，则电极组件220的可插入长度的步进调节越显著。
继续参照图2和2A，锁定机构230保持在壳体212中。锁定机构230配置为相对于壳体212选择性地锁定电极组件220。锁定机构230包括弹簧232和球234，球234可操作地安装在弹簧232的端部上。弹簧232被接收在壳体212的开口213中，并配置为将球234偏压在形成于电极222中的多个锁键223中的一个内。弹簧232提供足够的力以将球234偏压在其中一个锁键223中，从而在消融手术中在将电极组件220的可插入长度插入组织期间，防止电极222和壳体212之间的相对移动。在相对于壳体212向电极222施加足够的力时，弹簧232不会太多地偏压球234来防止球234从锁键223内收回。在夹持电极222以及同时保持壳体212时，可通过手施加该作用力。可替代地，可在施加纵向力至壳体212时通过将电极222与硬表面(未示出)接合来收回电极222。这样，可根据需要由医生在手术期间的任何时候将电极组件220的可插入长度调节至各种长度，而无需将电极组件220更换为具有期望插入长度的电极组件。在可替代实施方式中，锁定机构230可包括安装在壳体212上的按钮或控制杆(未示出)，所述按钮或控制杆配置为将球234从锁键223中分离，以相对于壳体212更加牢固地保持电极组件220，和/或允许电极组件220相对于壳体212更容易移动。消融设备200的壳体212包括笔式抓持部，以便于由使用者可操作地接合。可替代地，壳体212可包括枪式抓持部，或可构造为与套针组件或其他设备一起使用。
参照图3和3a，在具有带可选择性调节的插入长度的电极组件的消融系统的另一实施方式中，消融设备300包括手柄组件310和电极组件320，电极组件320具有电极320。手柄组件310包括壳体312和锁定机构330，锁定机构330用于相对于壳体312选择性地锁定电极组件320。锁定机构330包括形成在壳体312远端上的多个径向间隔的锥形凸缘332。凸缘332共同地限定穿过其中的纵向孔333，并包括绕其形成的外螺纹(未示出)。纵向孔333的尺寸被设计为在凸缘332相对于彼此间隔时选择性接收电极322通过其中。外螺纹配置为接合锁定螺母334的内螺纹(未示出)。凸缘332配置为使得当锁定螺母334旋拧到凸缘332的外螺纹上，凸缘332径向向内受力，直至凸缘332的内表面332b接合电极组件320，从而将电极组件320相对于壳体312选择性地锁定为止。锁定螺母334的松开允许凸缘332回到间隔配置，进而引起凸缘332的内表面332a与电极组件320分离。如上所述，在处于间隔配置时，凸缘332所限定的通孔333大到足以允许电极组件320相对于壳体312的纵向移动。
现在转向图4A和4B，在具有带可选择性地调节的插入长度的电极组件的消融设备的又一实施方式中，消融设备400包括手柄组件410和电极组件420，手柄组件410包括多个壳体段412a、412b、412c。尽管示出了包括三(3)个壳体段，但是预料到的是，手柄组件410可包括仅两(2)个壳体段或多于三(3)个壳体段。电极组件420相对于第一壳体段412a固定。第二壳体段412b相对于第一壳体段412a可滑动地布置。第三壳体段412c相对于第二壳体段412b可滑动地布置。如图4A所示，在第一配置中，第二和第三壳体段412b、412c中的每个均收缩在第一壳体段412a中，以提供具有最长可插入长度的电极组件420。如图4B所示，第二和第三壳体段412b、412c中的每个相对于第一壳体段412a纵向移动或伸缩，以提供具有最短可插入长度的电极组件420。第二和第三壳体段412b、412c中的每个相对于第一壳体段412a可选择地伸缩，以提供具有介于最长可插入长度(图4A)和最短可插入长度(图4B)之间的可插入长度的电极组件420。壳体段412a、412b、412c可通过相邻壳体段412a、412b、412c之间的摩擦配合而相对于彼此进行保持。可替代地，壳体段412a、412b、412c中的任何一个或全部可包括锁定机构(未示出)，以将壳体段412a、412b、412c中的每个相对于彼此以纵向布置关系进行固定。
现在参照图5、5A和5B，在具有带可选择性地调节的插入长度的电极组件的消融设备的又一实施方式中，消融设备500包括电极组件520，电极组件520具有多个电极段522a、522b、522c。尽管示出了包括三(3)个电极段，但是预料到的是，电极组件520可包括仅两(2)个电极段或多于三(3)个电极段。第一电极段522a牢固地固定至手柄组件510的壳体512。第二电极段522b相对于第一电极段522a可滑动地布置。第三电极段522c相对于第二电极段522b可滑动地布置。
如图5A和5B所示，电极段522a、522b、522c中的每个配置为使得第二和第三电极段522b、522c沿相应的第一和第二电极段522a、522b内的纵向轴线可旋转，从而相对于第一电极段522a选择性地锁定第二电极段522b，以及相对于第二电极段522b选择性地锁定第三电极段522c。这样，在电极段522a、522b、522c中的每个处于相对于彼此的第一或完全收缩位置时，电极组件520包括缩短的可插入长度，而在电极段522a、522b、522c中的每个处于相对于彼此的第二或完全延伸位置时，电极组件520包括延长的可插入长度，并且电极组件520可包括介于完全收缩电极组件520的缩短长度和完全延伸电极组件520的延伸长度之间的任意可插入长度。在可替代实施方式中，电极段522a、522b、522c中的每个可包括沿其长度以一定间隔距离形成的多个槽口(未示出)和/或多个突出部(未示出)，从而允许电极段522a、522b、522c相对于彼此选择性锁定。槽口和/或突出部可通过电极段522a、522b、522c沿其纵向轴线的旋转来选择性地接合。
现在参照图6A和6B，在具有带可选择性地调节的裸露长度的电极组件的消融设备的实施方式中，消融设备600包括手柄组件610和电极组件620，电极组件620具有电极622和保护层624。保护层624沿电极622可滑动地布置。保护层624包括形成在其近端624a处的一个或多个突出部626，以用于选择性地收缩和前进保护层624，从而选择性地调节电极622的裸露长度。如图6A所示，保护层624处于完全前进位置，进而产生具有缩短长度的电极622的裸露部分。转向图6B，保护层624处于完全收缩位置，进而产生具有延伸长度的裸露部分。电极622的裸露部分还可包括由保护层624处于完全前进位置时(图6A)所提供的缩短长度、以及由保护层624处于完全收缩位置时(图6B)所提供的延长长度之间的任意长度。手柄组件610的壳体612可包括锁定结构(未示出)，用于相对于电极622选择性地固定保护层624。可替代地，在将电极组件620插入组织期间，保护层624和电极622之间的摩擦可足以将保护层624保持在相对于电极622的期望位置。
转向图7，在现有技术的消融设备中，消融设备1的壳体12包括比电极组件20的直径大的多的直径。如图7所示，壳体12的大直径限制了各电极组件20之间的间隔。这样，限制了相邻消融设备1的电极组件20可布置的接近度。通过减少壳体的直径，即图8的壳体712，相邻消融设备700的电极组件720可以更近地靠在一起，从而向靶标组织更加聚焦地输送RF能量。
返回参照图1，如所示，壳体112包括多个端口，例如电气端口114、入口端口116和出口端口118，以用于可操作地连接例如电源52和冷却液源58。如所示，端口114、116、118中的每个相对于彼此间隔开，以提供与电源52以及冷却液源58的供给和返回的独立连接。这样，消融设备100与电源52和冷却液源58的连接是耗时的，并必须在将电极组件120的可插入部分插入组织之前来完成。转向图9和9A，消融设备800的壳体812包括电极部分814，以及形成在远侧并彼此靠近的入口端口816和出口端口818。这样，电源52(图1)和冷却液源58(图2)中的每个可通过单个插头50a选择性地连接至消融设备800。插头50a可通过卡口连接、螺纹连接、摩擦配合或任何合适的方式固定至壳体812。该单个连接减少了壳体812的整体尺寸。该配置在消融设备800构造为手持操作时是尤其有益的。应该预料到的是，单个连接使得消融设备800的电极组件820的可插入部分在与电源52和/或冷却液源58连接之前布置在组织中。
如上所述，本发明的消融设备可包括多个电极。通常，每个电极包括用于与冷却液源连接的独立壳体。这样，多个电极中的每个均包括与用于冷却液源的供给线路连接的入口端口，以及与用于冷却液源的返回线路连接的出口端口。参照图10和10A，消融设备900包括具有壳体912的手柄组件910，以及具有多个电极922a、922b、922c的电极组件920。壳体912和电极组件920配置为使得电极922a、922b、922c通过单个入口端口914和单独出口916可操作地连接至冷却液源58(图1)。如图10A中详细示出的，来自冷却液源(未示出)的液体通过形成于第一电极922a中的入口端口914进入电极组件920中，流经电极922a并直接排空至第二电极922b。液体然后流经第二电极922b并直接排空进入第三电极922c。液体然后经第三电极922b并通过形成于第三电极922c中的出口端口916流出电极组件920。通过串联地连接电极922a、922b、922c，可以减少壳体912的尺寸和/或可以减少冷却液源和壳体912之间的连接数量。
一旦各种电极的可插入长度和裸露长度中的任一个或两者已经调节至期望长度，则本文公开的每个消融设备可像传统消融设备一样操作。在手术期间的任意点，各种电极的可插入部分的长度和裸露部分的长度可由医生根据需要调节，以最大化电极在治疗组织中的效果。
虽然本文已经参照附图描述了本发明的示意性实施方式，但是应该理解的是，本发明不限于这些精确的实施方式，并且本领域技术人员在不偏离本发明范围和精神的情况下可以实现各种其他变化和修改。

Claims (13)

1.一种消融系统，所述消融系统包括：
消融设备，所述消融设备包括：
手柄组件，所述手柄组件包括壳体，所述壳体配置为由使用者可操作地接合；
电极组件，所述电极组件包括管状电极，所述管状电极具有敞开的近端和闭合的远端，其中，管状电极能够相对于壳体移动，以调节电极组件的可插入长度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，消融设备的壳体配置为可操作地连接冷却组件。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，管状电极配置为可操作地连接射频能量源。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，消融设备还包括用于相对于壳体选择性地固定管状电极的锁定机构。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，锁定组件包括弹簧和球，弹簧配置为将球偏压至沿管状电极形成的多个锁键中的其中一个内。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括冷却液源和电源。
7.根据权利要求5所述的系统，还包括温度监视器和微处理器。
8.根据权利要求6所述的系统，还包括温度监视器和微处理器。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，手柄组件形成笔式抓持部。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，手柄组件形成枪式抓持部。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，手柄组件配置为可操作地接合套针组件。
12.一种消融设备，所述消融设备包括：
手柄组件，所述手柄组件限定纵向轴线，并至少包括第一壳体段和第二壳体段；
电极组件，所述电极组件可操作地连接至手柄组件，其中，第二壳体段相对于第一壳体段和电极组件可滑动地布置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，手柄组件还包括第三壳体段，所述第三壳体段相对于第二壳体段和电极组件可滑动地布置。
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