CN104507407A - 用于控制能量施加的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于治疗组织的能量输送系统和方法，该能量输送系统可以包括能量产生器、冷却电极装置以及连接到该能量产生器的控制器。该控制器可以包括处理器，并且可以被配置为基于目标治疗部位处的组织的测量阻抗水平来控制该冷却电极装置的功率输出。

Description

用于控制能量施加的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请根据美国法典第35篇第119条要求于2012年9月26日提交的美国临时专利申请No.61/705,839的优先权权益，该文献的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例总地涉及治疗身体的腔中或通道中的组织的装置和方法。更具体地，除了其它方面，本公开的实施例涉及治疗身体的气道中的组织的装置和方法。
背景技术
肺的解剖结构包括多个气道。作为某些遗传和/或环境条件的结果，气道可能变得完全或部分阻塞，导致诸如肺气肿、支气管炎、慢性阻塞性肺病(COPD)和哮喘之类的气道疾病。包括但不限于COPD和哮喘的某些阻塞性气道疾病是可逆的。因此已经设计了各种疗法，以便逆转由这些疾病引起的气道阻塞。
一种治疗方案包括经由药物管理阻塞性气道疾病。例如，在具有哮喘的病人中，气道的发炎和肿胀可以通过使用短效支气管扩张器、长效支气管扩张器、和/或消炎药而逆转。然而，药物不总是理想的治疗方案，这是因为在许多情况下，它们不产生持久的效果，或者当开始服用处方药时，病人对这种治疗有抵抗性或者完全不适应。
因此，已经研发了采用能量输送系统形式的更持久/更长-耐久和有效的治疗方案，该能量输送系统用于逆转气道的阻塞。这种系统可以被设计为接触肺的气道，以在一时间段内以期望强度输送能量，该强度允许气道组织(例如气道平滑肌，神经组织等)被改变和/或被烧蚀。作为在电极/组织界面处感测的温度的结果，这些系统典型地监视和/或控制至气道组织的能量输送。即，根据在电极/组织界面处所测量的温度来确定适当的治疗。然而，电极/组织界面处的温度监视不总是组织表面下组织温度的精确测量，特别是在包含冷却时。在逆转气道阻塞的组织治疗期间，精确地测量组织的整个被改变和/或被烧蚀量的组织温度，以便确定用于气道治疗的能量输送的适当量可能是有利的。因此，需要一种能量输送系统，该能量输送系统能够基于气道中组织的被改变和/或被烧蚀量的精确温度测量结果或表示这种组织温度的变量的测量结果来控制能量。
发明内容
本公开公开了用于治疗组织的能量输送系统和方法。该能量输送系统可以包括能量产生器、冷却电极装置以及连接到该能量产生器的控制器。该控制器可以包括处理器，并且可以被配置为基于目标治疗部位处的组织的测量阻抗水平(例如初始阻抗值)来控制该冷却电极装置的功率输出。
该能量输送系统的实施例可以包括下述特征中的一个或多个：该控制器可以被配置为基于该控制器中设定的第二阻抗水平(例如设定阻抗值)控制功率输出；该控制器可以被配置为计算该第二阻抗水平；该控制器可以被配置为基于在该目标治疗部位处测量的初始阻抗水平的百分比计算该第二阻抗水平；该控制器可以被配置为基于下述至少之一计算该第二阻抗水平：该目标治疗部位处的组织的参数，该冷却电极装置的参数，该目标治疗部位处的组织的期望温度范围，和预处理能量输出脉冲的参数；该控制器可以被配置为确定与该测量阻抗水平相关的温度；以及该冷却电极装置可以包括用于当该冷却电极装置与该目标治疗部位处的组织接触时，冷却该冷却电极装置的内部部分。
还公开了能量输送系统，该能量输送系统可以包括能量输送装置，该能量输送装置包括被配置为连接到控制器上的能量产生器的冷却电极装置。该冷却电极装置可以被配置为基于目标治疗部位处的组织的初始阻抗水平和与该目标治疗部位处的组织的期望温度相对应的第二阻抗水平来输出功率。该冷却电极装置可以被配置为基于将第二阻抗水平应用于PID(比例-积分-微分)算法来输出功率，并且该冷却电极装置可以被配置为输出功率至肺的气道中的组织。
用于治疗组织的方法可以包括利用能量输送系统确定目标治疗部位处的组织的初始阻抗水平，该能量输送系统包括能量产生器、冷却电极装置和包括处理器的控制器；利用该能量输送系统确定第二阻抗水平，其中该第二阻抗水平对应于该目标治疗部位处的组织的期望温度；以及通过该冷却电极装置施加功率至该目标治疗部位处的组织，其中功率输出水平可以基于该第二阻抗水平来确定。
用于治疗组织的方法可以进一步包括下述特征中的一个或多个：该目标治疗部位处的组织可以位于身体的肺的气道内；该控制器可以确定该第二阻抗水平；该控制器可以基于该初始阻抗水平的百分比确定该第二阻抗水平；该控制器可以基于下述至少之一确定该第二阻抗水平：该目标治疗部位处的组织的参数，该冷却电极装置的参数，该目标治疗部位处的组织的期望温度范围，和预处理能量输出脉冲的参数；该控制器可以确定功率输出水平，其可以包括将该第二阻抗水平应用于PID算法；在治疗该目标治疗部位处的组织的循环期间重复确定该第二阻抗水平的步骤；基于再次确定的第二阻抗水平调节功率输出水平；该目标治疗部位可以是第一目标治疗部位，使得该方法可以包括确定第二治疗部位处的第二阻抗水平，以及基于所确定的该第二治疗部位处的第二阻抗水平施加功率至该第二治疗部位；以及在施加功率至组织的步骤之前、期间或之后，冷却组织的步骤。
本公开的附加目的和优点的一部分将在下面的说明中进行阐述，一部分根据说明将是显而易见的，或者可以从本公开的实施中了解。本公开的目的和优点通过特别是所附权利要求中指出的元件和组合来实现和得到。
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图图示本公开的多个实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
图1是肺中气道的示意图。
图2A是根据本公开第一实施例的、用于向身体的腔内或通道内的组织输送能量的系统的示意图。
图2B是根据本公开第一实施例的、治疗能量输送装置的远端部分的放大图。
图2C是图2B的治疗能量输送装置的电极的放大图。
图3A是根据本公开第二实施例的能量输送装置的示意图。
图3B-图3C是图3A的能量输送装置的远端部分的放大图。
图4是图示根据本公开实施例的、用于在治疗期间控制功率的过程的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的示例性实施例，这些例子在所附附图中示出。在可能的情况下，在整个附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
本公开的实施例涉及用于控制至身体的壁或腔内组织的能量施加的装置和方法。更特别地，本公开的实施例涉及用于控制至肺的气道中的组织的能量施加，以便治疗可逆阻塞性气道疾病的装置和方法，该疾病包括但不限于COPD和哮喘。因此，本公开的装置可以被配置为在肺中的曲折通道中导航，例如如图1所示。具体地，图1图示具有右支气管94和左支气管94的支气管树90。右支气管94和左支气管94中的每一个包括多个分支96，分支96具有从那里延伸的细支气管92。然而，应当强调，本公开的实施例也可以应用于其中需要组织加热的任何过程中，这些过程例如心脏烧蚀方法，癌肿瘤烧蚀等。
图2A图示根据本公开第一实施例的用于输送能量的系统100。该系统可以包括控制单元110和能量输送装置120。控制单元110可以包括多个部件，其包括但不限于能量产生器111、控制器112和用户界面114。能量产生器111可以是被配置为产生用于加热和/或保持组织在期望温度范围内的能量的任何适当的装置。在一个实施例中，例如，能量产生器111可以是RF能量产生器。RF能量产生器可以被配置为以特定频率且以特定时间量来发射能量，以便逆转肺的气道中的阻塞。
在某些阻塞性气道疾病中，作为由于气道平滑肌收缩引起的变窄的结果，气道的阻塞可能发生。因此，在一个实施例中，能量产生器111可以被配置为发射能量，该能量减小平滑肌的收缩能力，并且通过减除、变性、和/或消除平滑肌或神经组织来增加气道的直径，和/或另外改变气道组织或结构。即，能量产生器111可以被配置为发射能量，该能量能够烧蚀或杀死平滑肌细胞或神经组织，防止平滑肌细胞或神经组织复制，和/或通过损害和/或破坏平滑肌或神经组织来消除平滑肌或神经组织。
更具体地，能量产生器111可以被配置为产生具有输出功率的能量，该输出功率足以将目标组织温度保持在大约60摄氏度至大约80摄氏度的范围内。在一个实施例中，例如，能量产生器可以被配置为产生频率为大约400kHz至大约500kHz，以及每个治疗循环大约5秒至大约15秒的治疗循环持续时间的RF能量。可替换地，每个治疗循环的持续时间可以被设置为允许在大约125焦耳RF能量至大约150焦耳能量的范围内输送能量至目标组织。在一个实施例中，例如，对于单极电极的治疗持续时间可以是大约10秒，以实现大约65摄氏度的组织温度。在另一实施例中，对于双极电极的治疗持续时间可以是大约2至3秒，以实现大约65摄氏度的组织温度。
能量产生器111可以进一步包括能量操作机构116。能量操作机构116可以是经由有线或无线连接与能量产生器111操作通讯的任何适当的自动和/或用户操作的装置，使得能量操作机构116可以被配置为能够启动能量产生器111。因此，能量操作机构116可以包括但不限于开关、按钮、或计算机。例如，图2A的实施例图示能量操作机构116可以是脚踏开关116。脚踏开关116可以包括耦合到配置在用户界面114上的界面耦合器124的导电电缆。
能量产生器111可以耦合到控制器112。控制器112可以包括处理器113，处理器113被配置为接收信息反馈信号，根据各种算法处理信息反馈信号，产生用于控制能量产生器111的信号，以及产生送往视觉和/或音频指示器的信号。例如，处理器113可以包括一个或多个集成电路、微芯片、微控制器和微处理器，它们可以是下述元件的全部或一部分：中央处理单元(CPU)，数字信号处理器(DSP)，模拟处理器，现场可编程门阵列(FPGA)，或本领域技术人员已知的可以适用于执行指令或进行逻辑操作的任何其它电路。即，处理器113可以包括可被配置为对至少一个输入变量进行逻辑操作的电路。在一个实施例中，例如，处理器113可以被配置为使用控制算法来处理阻抗反馈信号并产生用于能量产生器111的控制信号。
更具体地，控制器112可以被配置为基于目标组织部位的阻抗测量结果，对至能量输送装置120的能量输送进行闭环控制。即，能量输送系统100可以被配置为测量目标组织部位的阻抗，确定与期望温度相对应的阻抗水平，以及向能量输送装置120提供功率直到达到期望阻抗水平。关于阻抗水平怎样与温度水平相关联的讨论，参见于2009年1月29日公布的、名称为“基于阻抗检测控制功率(例如控制至组织治疗装置的功率)的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FORCONTROLLING POWER BASED ON IMPEDANCE DETECTION,SUCH ASCONTROLLING POWER TO TISSUE TREATMENT DEVICES)”的美国专利申请公开2009/0030477，该文献的全部内容通过引用并入本文。能量输送系统100还可以被配置为向能量输送装置120提供功率，以便基于阻抗测量结果保持目标组织部位处的期望能量水平。
能量输送系统可以进一步被配置为控制来自能量产生器111功率输出，以便使阻抗保持在小于阻抗的初始或基础水平的水平处(例如当没有向电极施加功率时或当功率首先施加到目标组织的时间时，诸如在第一个脉冲的开始时)。在组织开始烧蚀或烧灼前，阻抗最初可以与组织温度呈负相关。照此，阻抗可以最初在治疗循环的开始期间下降，并继续相对于组织温度反向波动。因此，控制器112可以被配置为基于阻抗测量结果精确地调节来自能量产生器111的功率输出，以保持期望阻抗水平，从而将温度保持在期望范围内。
在可替换实施例中，处理器113可以被配置为经由控制算法处理温度反馈信号，并产生用于能量产生器111的控制信号。其它可以与处理器111结合使用的可替换或附加控制算法和系统部件可以在下述文献中找到：于2006年9月12日授权的、名称为“用于向气道壁和其它介质施加能量的控制系统和过程(CONTROLSYSTEM AND PROCESS FOR APPLICATION OF ENERGY TO AIRWAY WALLSAND OTHER MEDIUMS)”的美国专利No.7,104,987，和于2009年1月29日公布的、名称为“基于阻抗检测控制功率(例如控制至组织治疗装置的功率)的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING POWER BASED ONIMPEDANCE DETECTION,SUCH AS CONTROLLING POWER TO TISSUETREATMENT DEVICES)”的美国专利申请公开No.2009/0030477，每篇文献的全部内容通过引用并入本文。
控制器112可以另外耦合到用户界面114并与其通讯。图2A的实施例图示控制器112可以经由有线连接电耦合到用户界面114。然而，在可替换实施例中，控制器112可以与用户界面114无线通讯。用户界面114可以是能够将信息提供给能量输送系统100的操作者的任何适当的装置。因此，用户界面114可以被配置为可操作地耦合到能量输送系统100的每个部件，从部件接收信息信号，以及响应于接收的信息输出至少一个视觉或音频信号给装置操作者。因此，用户界面114的表面可以包括但不限于至少一个开关122、数字显示器118、视觉指示器、音频声调指示器和/或能量输送系统的部件的图形表示119、121。用户界面114的实施例可以在于2006年11月2日公布的、名称为“用于能量输送的控制方法和装置(CONTROL METHODS AND DEVICES FOR ENERGY DELIVERY)”的美国专利申请公开No.2006/0247746A1中找到，该文献的全部内容通过引用并入本文。
用户界面114可以耦合到能量输送装置120。耦合可以是能够将能量从能量产生器111分配至能量输送装置120的任何适当介质，例如线或电缆117。如图2A所示，电缆117可以经由耦合器126和连接器125连接到用户界面114。能量输送装置120可以包括伸长件130，伸长件130具有近端部分134和远端部分132。伸长件130可以是被配置为插入到身体的腔内和/或通道内的任何适当的纵向装置。伸长件130可以进一步包括任何适当的刚性或柔性材料，其被配置为能够使能量输送装置120移动通过身体内的腔和/或通道。在一个实施例中，例如，伸长件130可以足够地柔软，以使伸长件130能够适应其将被插入通过其中的腔和/或通道。
伸长件130可以是任何适当的尺寸、形状和/或结构，使得伸长件130可以被配置为通过接入装置180的内腔181。如图2B所示，接入装置180可以是本领域技术人员已知的、具有无损伤外表面182并被配置为允许能量输送装置120的至少一部分通过的任何适当的伸长件。在一个实施例中，例如，接入装置180可以是气管镜。接入装置180可以包括多个在其中延伸的内部通道128、129。内部通道128、129可以被配置为使各种手术仪器通过，手术仪器包括但不限于成像装置以及用于冲洗、真空吸吮、活体检查和药物输送的工具。在图2B的实施例中，例如，内部通道128、129可以有助于光学光纤和/或目视设备通过。
伸长件130可以是实心或中空的。类似于接入装置180，伸长件130可以包括一个或多个内腔或内部通道147，其用于使驱动线/牵引线146和/或各种手术仪器通过，手术仪器包括但不限于成像装置和用于冲洗(例如冷却流体)、真空吸吮、活体检查和药物输送的工具。伸长件130可以进一步包括具有圆形和/或涂层的无损伤外表面。涂层是本领域技术人员已知的、能够使能量输送装置120容易移动通过接入装置180和身体内的通道和/或腔的任何涂层。因此，涂层可以包括但不限于光滑涂层和/或麻醉剂。
图2A和图2B进一步图示能量发射部分140可以附接到伸长件130的远端部分132。能量发射部分140可以永久地或可去除地附接到伸长件的远端部分132。在一个实施例中，例如，能量发射部分140可以经由柔性接头永久地或可去除地附接到伸长件130，该柔性接头使能量发射部分140能够相对于伸长件130的远端部分132移动。接头的实施例可以例如在于2006年11月2日公布的、名称为“具有过程改进特征的医疗装置(MEDICAL DEVICE WITH PROCEDUREIMPROVEMENT FEATURES)”的美国专利申请公开No.2006/0247618A2中找到，该文献的全部内容通过引用并入本文。
能量发射部分140可以是被配置为发射来自能量产生器111的能量的任何适当的装置。此外，如图2C所示，能量发射部分140可以包括至少一个接触区域145，其可以被配置为接触身体的腔内和/或通道内的组织。接触区域145可以至少包括被配置为发射来自能量产生器111的能量的一部分。进一步，能量发射部分140可以是被配置为基本上保持适当尺寸、形状和结构的弹性件，其相应于能量输送装置120插入到其中的腔和/或通道的尺寸。
在一个实施例中，例如，能量发射部分140可以是可扩展件。该可扩展件可以包括第一收缩结构(未示出)和第二扩展结构(图2B)。该可扩展件可以包括任何尺寸、形状和/或结构，使得在第二扩展结构中，接触区域145可以被配置为接触身体的腔中和/或通道中的组织。能量发射部分140的可扩展件可以是本领域技术人员已知的任何适当的可扩展件，其包括但不限于气囊或笼。在一个实施例中，如图2B所示，能量发射部分140可以包括具有多条腿142的可扩展篮。
多条腿142可以被配置为在能量输送装置120的无损伤远部尖端138b处会聚。远部尖端138b可以包括附接到远端对准保持器144b的远端套筒。多条腿142中的每条腿的远端可以被配置为附接到远端对准保持器144b。此外，多条腿142可以被配置为在近端套筒138a和近端对准保持器144a处会聚在伸长件130的远端部分132处。近端对准保持器144a可以被配置为可去除地或固定地附接到伸长体130的远端部分132并附接到多条腿142中的每条腿的近端。远端对准保持器144b和近端对准保持器144a中的每个可以被配置为将多条腿142中的每条腿保持为彼此远离预定距离。远端对准部件144b和/或近端对准部件144a的附加或替换特征例如可以在于2007年4月3日授权的、名称为“能量输送装置及方法(ENERGYDELIVERY DEVICES AND METHODS)”的美国专利No.7,200,445中找到，该文献的全部内容通过引用并入本文。
能量发射部分140可以进一步包括至少一个电极。至少一个电极可以是本领域技术人员已知的、被配置为发射能量的任何适当电极。该至少一个电极可以沿多条腿142的至少一个的长度定位，并且可以包括能量发射部分140的接触区域的至少一部分。因此，该至少一个电极可以包括但不限于带状电极或点电极。可替换地，图2A-图2C的实施例图示能量发射部分的至少一条腿142由单个伸长电极构成(图2C)。在一个实施例中，例如，伸长电极可以包括电绝缘体材料143，电绝缘体材料143覆盖伸长电极的近端部分和/或远端部分(图2C)。此外，电极的至少一部分145可以暴露，形成用于输送能量至组织的有效/接触区域。
如图2A-图2B所示，能量发射部分的多条腿142中的每条腿可以被配置为在第二扩展结构中形成可扩展篮型形状。因此，在扩展能量发射部分140时，多条腿142中的每条腿可以被配置为随着线142沿箭头P的方向近轴移动，从能量输送装置120的纵轴沿箭头O的方向径向向外弯曲。能量发射部分140可以进一步被配置为在释放线146时返回到第一收缩结构，这由此可以引起多条腿142中的每条腿沿箭头I的方向径向向内移动。
该至少一个电极可以是单极或双极。图2A的实施例图示包括单极电极的能量发射部分140。因此，图2A的实施例进一步包括返回电极部件，返回电极部件被配置为完成能量产生器111与病人(未示出)之间的电能量发射或病人电路。返回电极部件可以包括导电垫115、耦合到用户界面114的耦合器123以及在导电垫115与近端耦合器123之间延伸并与导电垫115和近端耦合器123电通讯的导电电缆。导电垫115可以包括被配置为可去除地粘贴到病人的皮肤的导电粘合表面。此外，导电垫115可以包括表面区域，该表面区域具有足够尺寸，以便减轻可能在能量发射期间在导电垫115附近发生的燃烧或对病人皮肤的其它伤害。
能量输送装置120可以进一步包括手柄150。手柄150可以是本领域技术人员已知的、被配置为能够使装置操作者控制能量输送装置120移动通过病人的任何适当的手柄。此外，在一些实施例中，手柄150可以进一步被配置为控制能量发射部分140的扩展。因此，手柄150可以包括致动器机构，其包括但不限于挤压式手柄、滑动致动器、脚踏板、开关、按钮、拇指旋轮或任何其它已知的适当的致动装置。
图2A图示根据本公开实施例的手柄150的例子。手柄150可以被配置，使得单个操作者可以一只手(例如第一只手)握住接入装置180，并使用另一只手(例如第二只手)(a)使伸长体130和能量发射部分140前进通过接入装置180的内腔181，直到能量发射部分140延伸超过接入装置180的远端并定位在期望目标部位处，和(b)拉动线146以径向向外移动多条腿142中的每条腿，直到它们接触组织，同时利用相同的第二只手将伸长体130保持在相对于接入装置180的合适的位置。相同的装置操作者还可以操作能量操作机构116，使得整个过程可以由单个人来进行。
如图2A所示，手柄150可以包括第一部分151和可移动地耦合到第一部分151的第二部分152。可移动耦合可以是本领域技术人员已知的、被配置为使第二部分152能够相对于第一部分151移动的任何适当机构。在一个实施例中，例如，第二部分152可以通过接头153可旋转地耦合到第一部分151。手柄150可以进一步被连接到线146，使得第二部分152相对于第一部分151的移动可以被配置为使能量发射部分140在第一收缩结构与第二扩展结构之间转变。
第一部分151和第二部分152可以被配置为形成夹子154和定位在夹子154上部分的头156。例如，头156可以从夹子向外凸出，使得夹子154的一部分比头156更窄。头156和夹子154可以是本领域技术人员已知的任何适当的形状，使得装置操作者可以一只手握住手柄150。例如，图2A的实施例图示第一部分151可以包括第一弯曲表面161，其具有第一颈部部分163和第一领部分165，以及第二部分152可以包括第二弯曲表面162，其具有第二颈部部分164和第二领部分166。第一弯曲表面161和第二弯曲表面162可以被配置，使得它们被布置为从侧视图观察时限定双曲线形状的夹子154。
能量输送装置120可以进一步包括至少一个传感器(未示出)，其被配置为与用户界面114上的显示器和/或指示器进行有线或无线通讯。至少一个传感器可以被配置为感测组织温度和/或阻抗水平。在一个实施例中，例如，能量发射部分140可以包括采用热电偶形式的至少一个阻抗传感器和/或至少一个温度传感器。热电偶的实施例可以在于2007年5月3日公开的、名称为“通过施加能量修改气道(MODIFICATION OF AIRWAYS BY APPLICATION OF ENERGY)”的美国专利申请公开No.2007/0100390A1中找到，该文献的全部内容通过引用并入本文。
此外，至少一个传感器可以被配置为感测能量输送装置的功能性。即，至少一个传感器可以被配置为感测能量输送装置在病人内的放置，部件是否被适当连接，部件是否适当运行，和/或部件是否已经被放置为期望结构。在一个实施例中，例如，能量发射部分140可以包括用于感测能量发射部分140施加在病人的腔中和/或通道中的组织上的力的大小的压力传感器或应变仪。压力传感器可以被配置为用信号通知能量发射部分140已经被扩展到期望结构，使得可以防止能量发射部分140将破坏性的力施加到周围的组织或其本身(例如电极倒置)。此外或可替换地，压力传感器可以被配置为用信号通知尚未施加足够的力，其由此可以表示可能需要能量发射部分140与周围组织之间的进一步接触。因此，该至少一个传感器可以被放置到能量输送装置的任何适当的部分上，该部分包括但不限于能量发射部分140、伸长件130和/或远部尖端138b。
能量输送装置120可以包括至少一个成像或映射装置(未示出)，其位于能量发射部分140、伸长件130和/或远部尖端138b中的一个上。成像或映射装置可以包括照相机或本领域技术人员已知的、被配置为传送图像至外部显示器的任何其它适当的成像或映射装置。能量输送装置120可以附加地包括至少一个照明源。照明源可以与成像装置集成为一体或是附接到能量发射部分140、伸长件130、接入装置180和/或远部尖端138b之一的分离结构。照明源可以提供具有一定波长的光，其用于视觉辅助成像装置。可替换地或此外，照明源可以提供具有一定波长的光，其允许装置操作者区分已经被能量输送装置120治疗过的组织与没有被治疗的组织。
成像或映射装置的附加实施例可以在于2006年11月2日公布的、名称为“能量输送装置及方法(ENERGY DELIVERY DEVICES AND METHODS)”的美国专利申请公开No.2006/0247617A1；于2007年5月31日公布的、名称为“能量输送和照明装置及方法(ENERGY DELIVERY AND ILLUMINATION DEVICESAND METHODS)”的美国专利申请公开No.2007/0123961A1；以及于2010年10月21日公布的、名称为“用于追踪治疗哮喘的能量装置的装置及方法(DEVICESAND METHODS FOR TRACKING AN ENERGY DEVICE WHICH TREATSASTHMA)”的美国专利申请公开No.2010/0268222A1中找到，这些文献的全部内容通过引用并入本文。
图3A图示根据本公开第二实施例的、被配置为输送能量至身体中的腔内和/或通道内组织的能量输送装置220。类似于图2A的能量输送装置120，能量输送装置220的尺寸可以被设计为使得它可以经由接入装置180的内腔181被输送到身体内。此外，能量输送装置220可以被配置为经由任何适当的介质耦合到用户界面114，该介质被配置为使能够将来自能量产生器111的能量分配至能量输送装置220，例如导电线或电缆217。导电线或电缆217可以被配置为经由图2A的耦合器126和连接器125连接到用户界面114。
能量输送装置220可以进一步包括具有近端234和远端232的伸长件230。伸长件230可以是被配置为插入到身体中的腔中和/或通道中的任何适当的纵向装置，并可以包括类似于图2A的伸长件130的特征。例如，伸长件230可以包括被配置为使能量输送装置220能够移动通过身体中的腔和/或通道的任何适当的材料。此外，伸长件230可以是实心或空心的，并且可以包括用于使各种手术仪器通过的一个或多个内腔或内部通道(未示出)。伸长件230还可以包括无损伤外表面(例如圆形)。外表面还可以包括材料，其包括但不限于润滑剂或麻醉剂。
能量输送装置可以进一步包括附接到伸长件230的近端234的手柄250。手柄250可以可去除地或永久地附接到伸长件230。此外，手柄250可以是任何适当的形状、尺寸和/或结构，使得装置操作者能够一只手紧握手柄250，并使用手柄250使能量输送装置220前进通过接入装置180的内腔181。
如图3A所示，伸长件230可以进一步在其远端232处附接到能量发射部分240。类似于图2A的能量发射部分140，能量发射部分240可以永久地或可去除地附接到伸长件230。能量发射部分240可以进一步直接附接到伸长件230。可替换地，能量发射部分240可以经由连接工具间接附接到伸长件230，该连接工具例如为柔性接头，其可以被配置为使能量发射部分240能够相对于伸长件230移动。
能量发射部分240可以是被配置为发射来自能量产生器111的能量的任何适当装置。在图3A的实施例中，例如，能量发射部分240可以是冷却电极装置240。通常，冷却电极装置已经用于烧蚀大块的心脏或肿瘤(例如肝脏)组织，其中可能需要相对较大的组织损害和/或高温。然而，由于冷却电极装置240保持电极温度低于100摄氏度的能力，以便防止由于气道内组织上微泡的形成而引起的早期阻抗下降，因此在肺的气道中使用冷却电极装置240可以是有利的。使用冷却电极装置240的另一优点例如可以包括在同时处理下面组织时，通过使表面组织不受影响来保护表面组织。
冷却电极装置240可以是本领域技术人员已知的任何适当的尺寸、形状和/或结构，使得冷却电极装置240可以能够移动通过肺的气道。此外，冷却电极装置240的尺寸、形状和结构可以被设计，以接触肺中气道的壁。图3B图示根据本公开实施例的冷却电极装置240。冷却电极装置240可以是具有无损伤外表面244的伸长件，使得冷却电极装置240可以被配置为移动通过肺的气道，而不会对组织(例如气道的内腔，诸如上皮细胞，肺血管，气道平滑肌，神经等)引起不想要的或间接损害。因此，冷却电极装置240的外表面244可以包括用于帮助移动的材料，该材料诸如润滑剂和/或麻醉剂。示例性冷却电极装置在美国专利No.7,949,407中描述，该文献的全部内容通过用于并入本文。
冷却电极装置240可以进一步包括位于其外表面244上的至少一个电极242，至少一个电极242被配置为施加能量至通道中和/或腔(例如肺中的气道)中的组织。至少一个电极242可以是本领域技术人员已知的任何适当的电极，其包括但不限于伸长电极、或环状电极或点电极。图3B的实施例图示至少一个电极242可以是带状电极，其可以或可以不基本上围绕冷却电极装置240的圆周。
此外，图3B图示冷却电极装置240可以包括中空内在部分248和可以被配置为允许冷却流体的内部循环的分隔件246。冷却流体可以是本领域技术人员已知的任何适当的流体(例如冷盐水)，其被配置为在至少一个电极242的能量输送之前、期间或其后冷却组织和/或电极，以便防止电极/组织界面处不希望的影响(例如不想要的组织损害和/或由于微泡的形成引起的阻抗下降)。因此，冷却流体可以包括但不限于水和盐溶液。图3A图示冷却流体可以被配置为在冷却流体源219的帮助下循环通过冷却电极装置240，该冷却流体源219可以经由本领域技术人员已知的任何适当的连接工具连接到能量输送装置220。
能量输送装置220可以进一步包括类似于关于图2A的能量输送装置120公开的特征。例如，能量输送装置220可以包括至少一个传感器(未示出)，其被配置为感测组织阻抗水平和/或组织温度，以及被配置为与用户界面114上的显示器和/或指示器进行有线或无线通讯。此外，至少一个传感器可以被配置为感测能量输送装置220的功能性，其可以包括但不限于能量输送装置220的连接、放置、压力和功能感测。因此，至少一个传感器可以被放置在能量输送装置220的任何适当部分，其包括但不限于冷却电极装置240、手柄250和伸长件230上。此外，类似于图2A的能量输送装置120，能量输送装置220可以包括位于冷却电极240、手柄250和伸长件230之一上的至少一个成像或映射装置和/或至少一个照明源。
图4图示在治疗300期间，利用图3A的冷却能量输送装置220基于阻抗测量结果来控制功率的方法的流程图。在治疗肺的气道内的组织期间，例如，精确地测量最高组织温度以便确定用于治疗组织的能量输送的适当量是很重要的。如图3A所示，能量输送装置使用冷却电极装置240。与非冷却电极相比，冷却电极装置240可以被配置为能够使更多的电流被驱入组织内，可以由此将最高组织温度从电极/组织界面移走并移入组织内。因此，当使用冷却电极装置240时，电极/组织界面处的温度测量可能不是最高组织温度的精确测量。然而，已经确定组织内的阻抗水平测量间接对应于/测量一块组织的最高组织温度，并且也不是电极/组织界面处的温度。因此，与温度监控(其受到电极/组织界面处温度测量的限制)相比，利用阻抗测量来控制给冷却电极装置的功率可能是控制组织治疗的更优良方式。
与组织的温度测量相对，图4所示的在治疗期间基于组织的阻抗测量来控制功率的方法可以具有下述优点。阻抗控制可以使得与温度控制相同的组织块被烧蚀，同时产生较低的最高组织温度。此外，在阻抗控制期间产生的损害水平可以仅取决于所测量的阻抗的变量，而温度控制产生的损害水平可能取决于两个变量，温度和冷却电极装置的冷却量。
此外，典型的温度控制装置通常测量电极-组织界面处的组织温度。电极-组织界面处的温度通常是组织受到的最高温度。通过将电极-组织界面温度保持预定时间段，可以预测组织内的治疗效果。为了增加特定治疗的效果，电极-组织界面处的温度或治疗时间需要增加。然而，对于冷却电极，其中组织温度传感器可以与电极温度隔离，治疗效果可以是治疗温度以及冷却电极温度的函数。即，改变治疗温度或冷却电极温度可以改变治疗效果。另一方面，阻抗控制允许治疗效果仅是控制阻抗和治疗持续时间的函数，与冷却电极处的温度无关。
此外，相对于能量输送装置120的使用，阻抗控制可以被配置为降低能量产生器111和能量输送装置220的成本和复杂性，这是因为不需要温度传感器(例如热电偶)。
图4图示在治疗300期间利用能量输送装置220基于阻抗测量控制功率的方法可以首先包括确定目标治疗部位处的组织的初始阻抗的步骤310。在一个实施例中，例如，初始阻抗可以基于组织和/或能量输送装置220的身体温度处电压或电流的初始测量。可替换地，初始阻抗可以基于目标治疗部位处的测试或预处理低能量脉冲(即不加热组织的非治疗能量脉冲)、同时保持功率或电流不变来确定。
方法300可以进一步包括确定与期望治疗温度或温度范围相关的期望或设定阻抗的步骤320。在一些实施例中，可以以初始阻抗的百分比确定设定阻抗。可替换地，设定阻抗可以基于目标治疗部位的参数(例如通道的尺寸，通道的初始温度，通道的粘液或湿度含量，或其它生理因子)，能量输送装置220的参数(例如冷却电极的结构或几何结构，诸如电极242间距、长度、宽度、厚度、半径)，期望温度范围，测试或预处理脉冲的参数，和/或与组织上能量效果相关的其它参数(例如双极或单极能量输送)。这些参数可以根据初始阻抗值自动检测或经由传感器(例如装置安装传感器，非接触红外传感器，和/或用于测量通道的初始温度的标准温度计)被测量。因此，方法300可以包括将设定阻抗应用于诸如PID算法的算法，以确定将施加到能量输送装置的功率的步骤330。关于设定阻抗的计算和/或PID算法的进一步细节可以在于2009年1月29日公布的、名称为“基于阻抗检测控制功率(例如控制至组织治疗装置的功率)的系统和方法(SYSTEMAND METHOD FOR CONTROLLING POWER BASED ON IMPEDANCEDETECTION,SUCH AS CONTROLLING POWER TO TISSUE TREATMENTDEVICES)”的美国专利申请公开2009/0030477中找到，该文献的全部内容通过引用并入本文。
方法300可以进一步包括在治疗期间周期性地测量电流或当前阻抗值，并将测量的阻抗值应用于算法，以控制为实现、返回或保持期望阻抗和/或温度期望的功率。例如，在治疗期间，能量输送系统可以识别当前阻抗水平高于设定阻抗水平，并将当前和设定阻抗水平作为输入使用于PID算法中，以确定冷却电极装置240输出的功率水平。然后，方法300可以继续以保持目标治疗部位处的组织的期望温度的方式，利用冷却电极装置240输送能量至组织340的步骤340。
可替换地或附加地，能量输送系统可以周期地或继续地进行图4的方法300的一些或所有步骤。例如，在一个实施例中，能量输送系统可以在治疗期间继续确定设定阻抗，并基于设定阻抗的任何改变调节功率水平。可替换地，能量输送系统可以周期地确定设定阻抗，并可以基于设定阻抗改变高于特定阈值改变而调节功率水平。此外，能量输送系统可以再计算治疗之间的设定阻抗。例如，在第一目标治疗部位处的治疗之后，能量输送装置可以移动到第二目标治疗部位，计算新的设定阻抗，并因此调节施加的功率输出。
此外，虽然在此公开的装置可以使用恒定电流预处理脉冲来确定控制阻抗，但是本领域技术人员将很容易地认识到恒定功率或恒定电压脉冲也可以使用。
在考虑说明书和在此公开的本公开的实施例后，本公开的其它实施例将对于本领域技术人员而言是显而易见的。打算说明书和例子仅被考虑为是示例性的，本公开的真实范围和精神将由下述权利要求来表示。

Claims (20)

1.一种能量输送系统，包括：
能量产生器；
冷却电极装置；以及
控制器，被连接至所述能量产生器并包括处理器；
其中所述控制器被配置为基于目标治疗部位处的组织的测量阻抗水平来控制所述冷却电极装置的功率输出。
2.根据权利要求1的能量输送系统，其中所述控制器被配置为基于所述控制器中设定的第二阻抗水平控制功率输出。
3.根据权利要求2的能量输送系统，其中所述控制器被配置为计算所述第二阻抗水平。
4.根据权利要求3的能量输送系统，其中所述控制器被配置为基于在所述目标治疗部位处测量的初始阻抗水平的百分比计算所述第二阻抗水平。
5.根据权利要求3的能量输送系统，其中所述控制器被配置为基于下述至少之一计算所述第二阻抗水平：所述目标治疗部位处的组织参数，所述冷却电极装置的参数，所述目标治疗部位处的组织的期望温度范围，和预处理能量输出脉冲的参数。
6.根据权利要求1的能量输送系统，其中所述控制器被配置为确定与所述测量阻抗水平相关的温度。
7.根据权利要求1的能量输送系统，其中所述冷却电极装置包括用于当所述冷却电极装置与所述目标治疗部位处的组织接触时冷却所述冷却电极装置的内部部分。
8.一种用于治疗组织的方法，包括：
利用能量输送系统确定目标治疗部位处的组织的初始阻抗水平，所述能量输送系统包括能量产生器、冷却电极装置以及包括处理器的控制器；
利用所述能量输送系统确定第二阻抗水平，其中所述第二阻抗水平对应于所述目标治疗部位处的组织的期望温度；以及
通过所述冷却电极装置向所述目标治疗部位处的组织施加功率，其中功率输出水平基于所述第二阻抗水平来确定。
9.根据权利要求8的方法，其中所述目标治疗部位处的组织位于身体的肺中的气道内。
10.根据权利要求8的方法，其中所述控制器确定所述第二阻抗水平。
11.根据权利要求10的方法，其中所述控制器基于所述初始阻抗水平的百分比确定所述第二阻抗水平。
12.根据权利要求10的方法，其中所述控制器基于下述至少之一确定所述第二阻抗水平：所述目标治疗部位处的组织的参数，所述冷却电极装置的参数，所述目标治疗部位处的组织的期望温度范围，和预处理能量输出脉冲的参数。
13.根据权利要求8的方法，其中所述控制器确定所述功率输出水平。
14.根据权利要求13的方法，其中所述功率输出水平的确定包括将所述第二阻抗水平应用于PID算法。
15.根据权利要求8的方法，进一步包括在治疗所述目标治疗部位处的组织的循环期间重复确定所述第二阻抗水平的步骤。
16.根据权利要求15的方法，进一步包括基于再次确定的第二阻抗水平调节所述功率输出水平。
17.根据权利要求8的方法，其中所述目标治疗部位是第一目标治疗部位，并且其中所述方法包括确定第二治疗部位处的第二阻抗水平，以及基于所确定的所述第二治疗部位处的所述第二阻抗水平向所述第二治疗部位施加功率。
18.根据权利要求8的方法，进一步包括在向所述组织施加功率步骤之前、期间或之后，冷却所述组织的步骤。
19.一种能量输送系统，包括：
能量输送装置，包括被配置为连接至能量产生器和控制器的冷却电极装置；
其中所述冷却电极装置被配置为：基于(a)目标治疗部位处的组织的初始阻抗水平和(b)与所述目标治疗部位处的组织的期望温度相对应的第二阻抗水平，来输出功率。
20.根据权利要求19的能量输送系统，所述冷却电极装置被配置为基于将所述第二阻抗水平应用于PID算法来输出功率。
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