CN104519821A - 微波消融导管及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波消融导管。该微波消融导管包括同轴线缆，该同轴线缆在其近侧端连接到微波能量源并且在其远侧端连接到远侧辐射部。该同轴线缆包括内导体和外导体以及布置在内导体与外导体之间的电介质。内导体向远侧延伸超过外导体并且与远侧辐射部密封接合。平衡-不平衡变换器部分地由与同轴线缆的外导体电连接并沿着同轴线缆的至少一部分延伸的导电材料形成。该导电材料具有编织的构造并且由至少一个绝缘材料覆盖。

Description

微波消融导管及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的利益和优先权，并且通过引用将它们全部结合在这里：由Brannan等人在2012年8月7日递交的美国临时专利申请No.61/680,555；由Ladtkow等人在2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/783,921；由Ladtkow等人在2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/784,048；由Ladtkow等人在2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/784,176；由Ladtkow等人在2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/784,297；以及由Ladtkow等人在2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/784,407。

技术领域

本公开涉及微波消融导管及其使用方法。更具体地，本公开涉及能够穿过病人的一个或多个分支的管腔网络(luminal network)定位来处理组织的微波消融导管。

背景技术

微波消融(ablation)可以被用来处理各种疾病，例如，类似于肝脏、大脑、心脏、肺和肾脏的不同器官的结节。当例如在肺部内发现结节时，在进行诊断的过程中考虑多个因素。例如，可以在CT引导下使用活检工具来取得结节的活检。如果活检揭示结节是恶性的，可能证明对结节进行消融是有用的。在这种情况下，微波消融，其通常包括向经皮穿刺针传送微波能量，可以被用来消融结节。在某些手术场景下，微波消融术的某些当前经皮方法可能导致气胸(气体泄漏)以及空气聚集在肺周围的空间中，而这如果没有被外科医生认识到，可能最终导致肺部或其一部分坍塌。

支气管导航(Endobronchial navigation)使用CT图像数据来产生导航计划，以有助于使得导航导管(或者其他合适的设备)行进通过支气管镜以及病人的支气管的分支，到达结节。电磁跟踪也可以被结合CT数据使用，以有助于引导导航导管穿过支气管的分支到达结节。在某些情况下，导航导管可以被定位为与感兴趣的点或结节相邻或在其之内的分支的管腔网络的一个气道内。一旦导航导管到达位置，随着活检工具穿过导航导管并进入肺部、到达结节或感兴趣的点，荧光透视法可以被用来将活检工具(诸如例如活检刷、针刷和活检钳)可视化。

发明内容

如可以理解的，能够穿过病人的一个或多个分支的管腔网络定位来处理组织的微波消融导管可以证明在外科领域中有用。

本公开的方面被参照附图具体描述，其中相似的附图标记指示相似或相同的要素。如这里所使用的，术语“远侧”指的是被描述的部分远离用户，而术语“近侧”指的是被描述的部分更接近用户。

本公开的方面提供的一种微波消融导管。该微波消融导管包括同轴线缆，该同轴线缆在其近侧端连接到微波能量源并且在其远侧端连接到远侧辐射部。该同轴线缆包括内导体和外导体以及布置在内导体与外导体之间的电介质。内导体向远侧延伸超过外导体并且与远侧辐射部密封接合。平衡-不平衡变换器部分地由与同轴线缆的外导体电连接并沿着同轴线缆的至少一部分延伸的导电材料形成。该导电材料具有编织的构造并且由至少一个绝缘材料覆盖。覆盖导电材料的绝缘材料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯。外护套可以被设置并被配置为围绕同轴线缆。

平衡-不平衡变换器还包括基本在导电层与外导体之间的绝缘体。外导体的至少一部分可以被移除，以在远侧辐射部与平衡-不平衡变换器之间形成馈送间隙。

微波消融导管可以包括多管腔壳体，其被配置为接收同轴线缆、远侧辐射部和平衡-不平衡变换器。多管腔壳体包括在其近侧端处的中枢部。该中枢部具有多个端口。

多个端口中的至少一个端口可以是电端口，其被配置为在同轴线缆与微波能量源之间提供电连通。此外，多个端口中的两个端口是流体进入端口和流体返回端口，它们被配置为分别提供冷却剂进出多管腔壳体的入口和出口，以冷却同轴线缆的远侧辐射部。

多管腔壳体可以包括四管腔构造，使得两个管腔专用于与流体进入端口和流体返回端口中的相应一个连通，两个管腔专用于支持包括平衡-不平衡变换器的同轴线缆。或者，多管腔壳体可以包括具有四个管腔和一个管腔的五管腔构造，使得在这四个管腔中，两个管腔专用于与流体进入端口连通，两个管腔专用于与流体返回端口连通，所述一个管腔专用于支持包括平衡-不平衡变换器的同轴线缆。

本发明的方面提供了一种微波消融导管。该微波消融导管包括同轴线缆，该同轴线缆在其近侧端连接到微波能量源并且在其远侧端连接到远侧辐射部。该同轴线缆包括内导体和外导体以及布置在内导体与外导体之间的电介质。内导体向远侧延伸超过外导体并且与远侧辐射部密封接合。外导体具有编织构造，以帮助微波消融导管移动通过病人的分支的管腔网络。外护套被设置并被配置为围绕同轴线缆。一个或多个温度传感器可以被布置在远侧辐射部并且被配置为在远侧辐射部被供能的同时测量目标组织的温度。该一个或多个温度传感器可以被配置为与可操作地与微波能量源通信的温度传感器系统通信。

微波消融导管可以包括平衡-不平衡变换器，其部分地由与同轴线缆的外导体电连接并沿着同轴线缆的至少一部分延伸的导电材料形成。该导电材料可以具有编织的构造并且由至少一个绝缘材料覆盖。覆盖导电材料的绝缘材料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯。绝缘体可以被基本设置在导电层与外导体之间。外导体的至少一部分可以被移除，以在远侧辐射部与平衡-不平衡变换器之间形成馈送间隙。

微波消融导管可以包括多管腔壳体，其被配置为接收同轴线缆、远侧辐射部和平衡-不平衡变换器。多管腔壳体包括在其近侧端处的中枢部。该中枢部具有多个端口。

多个端口中的至少一个端口可以是电端口，其被配置为在同轴线缆与微波能量源之间提供电连通。此外，多个端口中的两个端口是流体进入端口和流体返回端口，它们被配置为分别提供冷却剂进出多管腔壳体的入口和出口，以冷却同轴线缆的远侧辐射部。

多管腔壳体可以包括四管腔构造，使得两个管腔专用于与流体进入端口和流体返回端口中的相应一个连通，两个管腔专用于支持包括平衡-不平衡变换器的同轴线缆。或者，多管腔壳体可以包括具有四个管腔和一个管腔的五管腔构造，使得在这四个管腔中，两个管腔专用于与流体进入端口连通，两个管腔专用于与流体返回端口连通，所述一个管腔专用于支持包括平衡-不平衡变换器的同轴线缆。

附图说明

在下文中参照附图描述了本公开的各种实施例，其中：

图1是包括根据本公开的实施例的被配置为用于微波消融系统的微波消融导管组件的微波消融系统的立体图；

图2是被配置为用于图1中示出的微波导管组件的管腔构造的实施例的正视图；

图3A是被配置为用于图1中示出的微波导管组件的管腔构造的另一个实施例的正视图；

图3B是被配置为用于图1中示出的微波导管组件的管腔构造的另一个实施例的正视图；

图3C是被配置为用于图1中示出的微波导管组件的管腔构造的另一个实施例的正视图，由此支撑同轴微波结构的管腔也与流入或流出端口交流冷却流体；

图4是被配置为用于图1中示出的微波消融组件的微波消融导管的远侧端的立体图；

图5是沿着图4的线段5-5取得的截面图；

图6是根据本公开的实施例的基于CT的管腔导航系统的屏幕截图；

图7是根据本公开的实施例的被配置为用于图1中示出的微波消融导管组件和图2中示出的微波消融导管的微波消融系统和管腔导航系统的立体图；

图8是根据本公开的实施例的包括延伸的工作通道和可定位的引导导管的管腔导管输送组件的侧视图；

图9是图8中示出的可定位的引导导管的远侧端的局部立体图；

图10是微波消融导管从其远侧端延伸出的图8中示出的延伸的工作通道的侧视图；

图11是根据本公开的实施例的基于CT的管腔导航系统的屏幕截图；

图12A是在被定位在病人的气管内之前、被定位在支气管镜内的延伸的工作通道的示意性平面图；

图12B是在延伸的工作通道从其向远侧延伸的状态下，被定位在病人的气管内的图12A中示出的支气管镜的示意性平面图；

图12C是定位在支气管镜内的延伸的工作通道和可定位的引导件的部分截面图；

图13A是在延伸的工作通道从其向远侧延伸的状态下，被定位在病人的气管内的支气管镜的示意平面图；

图13B是定位在支气管镜内的延伸的工作通道和活检工具的部分截面图；

图14是在延伸的工作通道被从支气管镜移除的状态下，定位在病人的气管内的支气管镜的示意平面图；

图15A是在根据替换实施例的延伸的工作通道从其向远侧延伸的状态下，定位在病人的气管内的支气管镜的示意平面图；

图15B是定位在支气管镜内的图15A中示出的延伸的工作通道的部分截面图；

图16A是在图15A中示出的延伸的工作通道从其向远侧延伸的状态下，定位在病人的气管内的支气管镜的示意平面图；

图16B是在图15A中示出的延伸的工作通道从其向远侧延伸并与目标组织相邻的状态下，定位在病人的气管内的支气管镜的示意平面图；

图16C是彼此耦合并定位在支气管镜内的延伸的工作通道和图2中示出的微波消融导管的局部截面图；

图16D是沿着图16C中的线段16D-16D取得的截面图；

图17是在延伸的工作通道定位在病人的肺部并具有与其耦合的处于收缩构造的气球的状态下，图9和图15A中示出的延伸的工作通道的另一个实施例的示意性平面图；

图18是图17的细节的放大区域并且示出了处于膨胀构造的气球；

图19A是在平衡-不平衡变换器示出为扩张构造的状态下，配置为用于图2中示出的微波消融导管的平衡-不平衡变换器的可选实施例的示意平面图；

图19B是处于非扩张构造的图19A中示出的气球的示意平面图；

图20是可以用于图1中示出的微波消融导管组件、图2中的微波消融导管或图15A中示出的延伸的工作通道的远侧尖端构造的示意平面图；

图21是图15A中示出的延伸的工作通道的可选实施例的示意平面图；

图22是图15A中示出的延伸的工作通道的另一个实施例的示意平面图；

图23是图7中示出的管腔导航系统的可选实施例的立体图；

图24是图1中示出的微波消融导管的另一个实施例的局部截面图；

图25是沿着图24中的线段25-25取得的截面图；

图26是沿着图24中的线段26-26取得的截面图；

图27是图1中示出的微波消融导管的另一个实施例的局部截面图；

图28是图1中示出的微波消融导管的再另一个实施例的局部截面图；

图29是被配置为用于图15A、17和21中示出的延伸的工作通道以及图1、24和27-28中示出的微波消融导管的循环反馈环路的示意性平面图；

图30是图15A中示出的延伸的工作通道的在另一个实施例的示意平面图；

图31是在图2中示出的微波消融导管处于缩回构造的状态下，图15A中示出的延伸的工作通道的再另一个实施例的示意平面图；

图32是在微波消融导管示出为伸出构造的状态下，在图31中示出的延伸的工作通道的示意平面图；

图33是图15A中示出的延伸的工作通道的再另一个实施例的示意平面图；

图34是在延伸的工作通道示出为非扩张构造的状态下，图15A中示出延伸的工作通道的再另一个实施例的示意平面图；

图35是图34中示出的处于扩张构造的延伸的工作通道的示意平面图；

图36A是图2中示出的微波消融导管的替换实施例的正视图，其包括与其耦合并示出为收缩构造的传导性气球；

图36B是在传导性气球示出为处于膨胀构造的状态下，图36A中示出的微波导管的正视图；

图37A是图2中示出的微波消融导管的替换实施例的正视图，其包括与其耦合并示出为非展开构造的多个热传导性翅片；

图37B是在多个热传导性翅片示出为展开构造的状态下，图37A中示出的微波消融导管的正视图；

图38是图15A中示出的延伸的工作通道的再另一个实施例的示意平面图；

图39A是图2中示出的微波消融导管的可选实施例的示意平面图，其包括与其耦合并示出为收缩构造的气球；

图39B是在气球示出为处于膨胀构造的状态下，图39A中示出的微波导管的示意平面图；

图40A是被配置为用于图7中示出的微波消融系统的各种基准标记的示意平面图，其中基准标记被示出为与没有被消融的目标组织相邻；

图40B是图40A中示出的基准标记的示意平面图，其中基准标记被示出为与已经被消融的目标组织相邻；

图41是包括被配置为用于图7中示出的微波消融系统的多个热耦的引导线的示意平面图；

图42是被配置为用于图7中示出的微波消融系统的电测量系统的立体图；

图43是被配置为用于图7中示出的微波消融系统的反馈构造的示意平面图；

图44是被配置为用于图7中示出的微波消融系统的反馈构造的另一个实施例的示意平面图；

图45是被配置为用于图7中示出的微波消融系统的反馈构造的再另一个实施例的示意平面图；

图46A是在导管被置于其中的状态下的病人的荧光透视图像；和

图46B是描绘目标的病人的虚拟荧光透视图像。

具体实施方式

这里公开了本公开的具体实施方式；然而，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种方式来实施。因此，这里公开的具体结构和功能不被理解为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为教导本领域技术人员来在几乎任何合适的具体结构中以各种方式利用本公开的代表性基础。

如可以理解的，能够通过病人的一个或多个分支的管腔网络定位以处理组织的能量装置(诸如微波消融导管)可以被证明在外科领域有用，并且本公开涉及这种设备、系统和方法。对管腔网络的访问可以是经皮的或者是通过自然开口的。在自然开口的情况下，支气管方法可能在肺部疾病处理中特别有用。目标、导航、访问和处理可以被使用成像和/或计划软件的结合来以前置程序的方式计划。根据本公开的这些方面，计划软件可以提供使用前置程序图像的定制引导。管腔网络的导航可以使用图像引导来完成。这些图像引导系统可以与能量装置或分离的访问工具分离或结合，并且可以包括MRI、CT、荧光透视法、超声法、电阻抗断层扫描法、光学法、以及装置跟踪系统。用于定位分离的或结合的能量装置或分离的访问工具的方法包括EM、IR、回声定位法、光学法和其他方法。跟踪系统可以被结合到成像装置，其中跟踪是在虚拟空间中完成的或者被与手术前或实时图像结合。在一些情况下，处理目标可以从管腔内直接访问，诸如用于针对COPD、哮喘、肺癌等处理支气管壁。在其他情况下，可能需要能量装置和/或附加访问工具来刺入管腔并延伸到其他组织以到达目标，诸如用来处理主质(parenchyma)内的疾病。能量装置放置的最终定位和确认可以由使用以上列出的模式的成像和/或导航引导来执行。能量装置具有递送能量场(包括但不局限于电磁场)来进行处理的能力，并且具有在能量施加期间监视处理的能力。处理的监视可以包括温度测量法、电阻抗法、放射性测量法、密度测量法、光学吸收法、水合作用法、超声波法等。附加的或另外的，可以在管腔内或在体外使用附加装置或上述图像引导模式来监视处理。在处理之后，通过采用上述关于处理监视的技术，能量装置和/或附加装置可以具有确认执行了足够处理的能力。此外，处理确认可以来自于管腔内或来自于体外。长期处理执行可以由能够结合到定期复查软件应用中的成像来执行。

本公开的一个实施例部分地涉及能够通过病人的一个或多个分支的管腔网络定位以处理组织的微波消融导管。微波消融导管是消融系统的一部分，其包括微波能量源和用于将导管放置在管腔网络内的期望位置的计划和导航系统。此外，系统包括成像模式，其能够被用来确认导管的放置和施加能量的效果。微波导管本身可以包括辅助确认放置在要被处理的组织内的能力，或者附加装置可以被结合微波导管使用来确认放置在要被处理的组织内。另外，在微波导管上的一个或多个热耦或温度传感器检测微波导管或者导管周围的组织的温度，并且使得能够在处理期间及处理之后，为了安全目的、为了剂量和处理方式监视目的，监视微波导管温度和组织温度。微波导管也可以辅助到管腔内或管腔外的目标组织的访问。除了来自于其他监视和确认装置的辅助之外，微波导管也可以通过各种测量技术辅助处理的监视，并且也可以被用于处理确认。

图1-5描绘了微波消融系统10(系统10)的各个方面。如图1所示，系统10包括微波消融导管组件12(组件12)，其被配置为容纳微波消融导管14(消融导管14)(如图4所示)。组件12和消融导管14被配置为耦合到微波能量源(能量源16)，其被配置为将微波能量传送到导管14以处理例如肺部组织的目标组织。

图1中示出的组件12被配置为接收消融导管14并提供用于冷却介质在组件12内循环并在消融导管14被供能时冷却消融导管14的路径。考虑到这些目的，组件12通过以下方式来形成：通过对塑料二次成型来形成基本纵长的壳体23，其具有外护套18(图2)和从近侧端20延伸到远侧端22的多个管腔19a、19b和19c，该远侧端22包括相对尖锐或近似圆形的远侧末端21。中枢部分24(hub portion)设置在近侧端20并且包括耦合到连接管28a、28b、28c的相应远侧端(未具体示出)的端口26a、26b、26c。连接管28a、28c包括各自的近侧端30a、30c，它们被配置为能够释放地直接或间接地耦合到流体源32，该流体源包括向消融导管14提供一个或多个合适的冷却介质(例如，水、盐水、空气或其组合)的管道31a、31b。在实施例中，流体源32可以是在代理人案卷号为No.H-IL-00083的美国专利申请No.XX/XXX,XXX中公开的冷却系统的组件，通过应用将其全部结合在这里。连接管28b的近侧端30b被配置为直接或间接地耦合到能量源16，以给消融导管14供能。一对可选的翅部34a、34b可以从近侧端20的相应的左侧和右侧横向延伸，并且可以被配置为抵靠在病人上或者由临床医生抓握以操作组件12。

组件12的端口26a、26c与设置在组件12内的多个管腔18的相应管腔19a、19c流体连通(图2)，并且被配置为向组件12提供前述冷却介质中的一个。在实施例中，诸如图2中示出的实施例，端口26a是流出端口并且提供冷却介质离开流出管腔19a的出口点，端口26c是流入端口并且提供冷却介质进入流入管腔19c的进入点。

图3A描绘了可以由组件12使用的可选管腔构造。在该实施例中，两个流出管腔19a'和一个流入管腔19c'被提供并且与相应端口26a、26c流体连通。

图3B描绘了可以由组件12使用的可选管腔构造。在该实施例中，两个流出管腔19a'和一个流入管腔19c'被提供并且与相应端口26a、26c流体连通。此外，支撑同轴微波结构的管腔也被用于流体流入或流出。

图3C描绘了与图3a和3b类似的可选管腔构造，其可以由组件12使用。在该实施例中，两个流出管腔19a'和两个流入管腔19c'被提供并且与相应端口26a、26c流体连通。

第三管腔19b被设置在组件12内，并且被配置为在消融导管14耦合到组件12时支撑消融导管14。在图2中示出的实施例中，流出和流入管腔19a、19c形成在管腔19b上方。在图3A中示出的实施例中，管腔19b在流出管腔19a和流入管腔19c之间居中，以提供绕管腔19b的两个相反的流出管腔19a和两个相反的流入管腔19c。在图3A和图3B中示出的实施例中，管腔19b在流出管腔19a和流入管腔19c之间居中，以提供绕管腔19b的两个相反的流出管腔19a和一个相反的流入管腔19c。图2和3A-3C中示出的管腔构造为组件12提供具有所需可弯曲性，以在支气管的分支中相对细的传导气道(和/或血管)内移动。

在实施例中，组件12可以包括四管腔构造(未示出)。在该实施例中，三(3)个外管腔(例如，分别是流出和流入管腔19a、19c的组合)可以绕中央管腔(例如，管腔19b)相等地间隔开，该中央管腔被配置为在消融导管14被耦合到组件12时支撑消融导管14。在一个具体实施例中，三(3)个外管腔可以被配置为包括两(2)个流入管腔19c和一(1)个流出管腔19a(或者反之亦然)。

流入和流出管腔19a、19c在组件12内延伸预定距离，并且可以具有各种冷却剂反馈协议(coolant feedback protocol)的功能(例如，开或闭反馈协议)。在图2和3A-3C中示出的实施例中，流入管腔19c延伸到流出管腔19a的远侧，以允许足够量的冷却介质绕消融导管14循环。应当理解，无论管腔的数目或构造如何，支撑同轴线缆和辐射部的管腔内的未被填充的空间可以被用于附加流体入口或出口，以改善流体流动并且通过紧密流体接触同轴微波结构来直接冷却。除了支撑消融导管之外，导管19b也可以支持冷却剂的附加流入或流出，由此管腔19b可以耦合到连接管28a、28c和它们相应的近侧端30a、30c。

现在参照图4和图5，消融导管14被示出。消融导管14包括同轴线缆36。同轴线缆36包括近侧端38，其耦合到向同轴线缆36的内导体40和外导体48以及能量源16提供电连接的端口26b(图1中示出)。

远侧辐射部42设置在同轴线缆36的远侧端44并且被配置为接收内导体40，如在图5中可以最佳看到的。远侧辐射部42可以由任何合适的材料制成。在实施例中，远侧辐射部42可以由陶瓷或金属(例如，铜、金、银等)制成。远侧辐射部42可以包括任何合适的配置，包括但不局限于：钝的构造、平坦的构造、半球的构造、尖的构造、杠铃构造、组织穿刺构造等。远侧辐射部42可以经由锡焊、超声焊接、粘合等耦合到同轴线缆的远侧端44。在一个实施例中，远侧辐射部42被密封到内导体40和电介质50，以防止流体接触内导体40。作为替换，密封可以仅仅在内导体40与电介质50之间。

外导体48是编织的并且沿着分别定位在内、外导体40、48(图5)之间的电介质50延伸。如这里所限定的，编织凡是是通过将三股以上的线缠绕在一起而形成的，并且虽然被描述为编织，但是实际构造不被局限于此，并且如本领域技术人员可以理解的，可以包括同轴线缆的外导体的其他形式。外导体48的编织构造的一个优点是给消融导管14提供了可弯曲性，以在诸如病人的肺部的气道的相对狭窄的管腔结构内移动。此外，通过使用扁线编织以及随后以合适尺寸的模子进行编织物压缩，编织的导体的截面尺寸可以相比于其他导体结构(诸如拉制铜管)显著地缩小，同时保持可接受的电性能。

扼流圈或平衡-不平衡变换器52部分地由沿着同轴线缆36的一部分延伸的导体层51制成。导体层51可以是与外导体48类似构造的编织材料，并且连接到外导体48。具体地，外导体48的一部分被短路(shorted)到(例如，焊接到、相互交织到或以其他方式固定到)导体层51的近侧部分54。

平衡-不平衡变换器52也包括绝缘层56，其可以由聚四氟乙烯(PTFE)制成。绝缘层56一般形成在导电材料52与外导体48之间。绝缘层56向远侧延伸超过导电材料52的远侧端。绝缘层56及其延伸超过导电层的取向可以在制造过程中调整，以控制同轴线缆36的整体相位、能量场轮廓和温度响应。

外导体48向远侧延伸超过绝缘层56。外导体48的一部分被移除以暴露同轴线缆36的电介质50并形成馈送间隙58。馈送间隙58位于平衡-不平衡变换器52的远侧和远侧辐射部42的近侧并与远侧辐射部42直接相邻。馈送间隙58和远侧辐射部42被定位和确定尺寸以实现对于消融导管14的具体辐射图案。

消融导管14可以可选地包括外护套62，其延伸到平衡-不平衡变换器52的近侧端54。可选地，不采用任何外护套62并且可以仅将绝缘材料60(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的层)的薄层用来覆盖外导体48的一部分以及平衡-不平衡变换器52，直到绝缘层56延伸超过平衡-不平衡变换器52的导体层51的点(图5)。在另一个实施例中，PET 60的层可以被配置为沿着同轴线缆36的长度向近侧延伸，以帮助保持外导体48和导体层51的编织构造。如本领域技术人员可以理解的，外护套62被移除并被沿着同轴线缆36的长度或者仅在平衡-不平衡变换器52处替换为薄材料，增加了消融导管14的可弯曲性。增加的可弯曲性有益于能够在消融导管14被用在具有小直径并具有多个急转弯的分支结构的管腔网络中时获得更大的移动范围，如将在下文中更具体地理解的。

消融导管14的可弯曲性可以被改变以适应具体的手术流程、具体的管腔结构、具体的目标组织、临床医生的偏好等。例如，在实施例中，使得消融导管14非常易弯曲以移动通过病人的肺部的相对狭窄的气道可以提供优点。可选地，例如，在消融导管14需要刺入或穿入目标组织的情况下，使得消融导管14仅具有轻微弯曲性可以提供优点。此外，为了实现期望量的可弯曲性，可以期望以与标题为“Microwave Energy-Delivery Device and System”的美国专利申请序列号No.XX/XXX,XXX(代理人卷号No.H-IL-00077(1988-77))中公开的内容一致的方式形成平衡-不平衡变换器52，通过应用将其全部结合在这里。另外，虽然这里描述的微波消融导管可以是具体的，但是本领域技术人员应当理解可以采用结构细节上简化或更复杂的其他微波消融导管实施例，而不背离本公开的范围。

在实施例中，温度监视系统3(图1)，例如微波测温法，可以被用于消融导管14，来观察/监视消融区域中或附近的组织温度。在实施例中，例如，一个或多个温度传感器“TS”可以被设置在消融导管14上，例如，与远侧辐射部42相邻(如图5所示)，并且可以被配置为测量消融区域中或附近的组织温度。温度监视系统3可以例如是辐射测量系统、基于热耦的系统或者本领域中已知的任何其他组织温度监视系统。温度监视系统3可以被结合到能量源16中，以向能量源提供反馈，或者可选地被容纳在分离的盒子中，从而在消融导管14的使用期间向临床医生提供听觉或视觉反馈。在任一实施例中，温度监视系统3可以被配置为向能量源16(或其他合适的控制系统)提供组织温度和消融区域温度信息。在实施例中，温度传感器3可以被包括为沿着同轴线缆36或者沿着(参照图1描述的)组件12或者沿着EWC 90，以提供温度数据收集点的更大的阵列以及在施加能量之后关于组织温度的更多的细节。

在至少一个实施例中，组织温度和/或消融区域温度信息可以与具体的已知消融区域尺寸或配置相关联，该消融区域尺寸或配置已经通过经验性测试收集并存储在一个或多个数据查找表中并且存储在温度传感监视系统3和/或能量源16的存储器中。数据查找表可以能够由温度传感监视系统3和/或能量源16的处理器访问，并且在远侧辐射部42被供能并处理目标组织的同时被处理器访问。在该实施例中，温度传感器“TS”将组织温度和/或消融区域温度提供给微处理器，该微处理器之后将组织温度和/或消融区域温度与存储在数据查找表中的已知消融区域尺寸相比较。微处理器之后可以将命令信号发送到温度传感监视系统3和/或能量源16的一个或多个模块，以自动地调整输出到远侧辐射部42的微波能量。或者，手动调整协议可以被用来控制到远侧辐射部42微波能量输出。在该实施例中，微处理器可以被配置为在具体的组织温度和/或消融区域温度匹配预定消融区域直径或配置时，向用户提供一个或多个指示(例如，视觉、听觉和/或触觉指示)。

如图1所示的系统10被配置为处理组织，并且如图7中进一步所示的，使得利用计算机断层扫描(CT)图像来识别目标组织(下文中简称做“目标”)的方法成为可能，并且一旦识别出目标组织，该系统进一步使得使用导航或引导系统将导管组件12或其它工具放置在目标处成为可能。CT数据有助于计划向所识别的目标的路径以及提供导航通过身体到达目标位置的能力，这包括了术前和手术成分(即，路径计划和路径导航)。

路径计划阶段包括三个基本步骤。第一步骤涉及使用用于产生和观看支气管气道树(“BT”)的三维模型并观看CT数据以识别对象的软件。第二步骤涉及使用用于在BT上自动地、半自动地或手动地(如果需要的话)选择路径的软件。第三步骤涉及将(一个或多个)气道自动分段为沿着可以在显示器上可视化的路径的一组路径点。可以理解气道可以被在这里用作分支的管腔网络的示例。因此，术语“BT”被用来这里以一般含义使用，以表示任何这种管腔网络(例如，血液循环系统或者胃肠道等)。

使用如图6所示的软件图形界面64来产生并观察BT开始于将病人的肺部的CT扫描图像导入软件中。软件处理CT扫描并通过将扫描以它们被拍摄的顺序布置并将它们按照在它们被拍摄时对CT的设置来间隔开，将它们组装为三维CT体积。软件使用新构造的CT体积来产生气道的三维地图或者BT。软件之后将三维地图66的表示显示在软件图形界面64上。用户可以之后被呈现各种视图，以识别医疗专家希望对其活检或处理的块或肿瘤和医疗专家希望使用系统10来导航到的块或肿瘤。

之后，软件选择到目标(例如，由医疗专家识别的目标68)的路径。在一个实施例中，软件包括通过开始于选择的目标并遵循管腔返回到入口点的算法来进行该选择。软件之后选择气道中最接近目标的点。到目标的路径可以使用气道直径来确定。

在路径已经被确定之后，或者在路径确定的同时，建议的路径被显示以给用户审核。该路径是软件已经确定的从气管到目标的线路，医疗专家将会遵循该路径以处理病人。该路径可以被医疗专家接受、拒绝或改变。通过在BT中识别连接CT图像中的气管与目标的路径，该路径被导出以由系统10使用，以将导管和工具放置目标处，以对目标进行活检，并且如果需要的话，最终处理目标。从CT图像确定路径的附加方法被在标题为“Pathway Planning system and Method”、代理人卷号为No.H-IL-00087(1998-00087)的共同受让的美国专利申请No.XX/XXX,XXX中描述，通过引用将其全部结合到这里。

图7示出了病人“P”躺在手术台70上并连接到能够沿着管腔网络内的预定路径进行导航以实现到所识别的目标的访问的系统。支气管镜72被插入到病人的肺部。支气管镜72被连接到监视设备74，并且通常包括照明源和视频成像系统。在某些情况下，如下文中描述的，本公开的装置可以在不具有支气管镜的情况下被使用。系统10监视病人“P”的位置，由此限定一组参考坐标。具体地，系统10利用根据美国专利No.6,188,355以及公开的PCT申请No.WO 00/10456和WO 01/67035的教导的六自由度电磁位置测量系统，通过引用将其全部结合到这里。发射器装置76被实施为定位在病人“P”下方的板或垫。多个传感器78与跟踪模块80相互连接，该跟踪模块得出每个传感器78的6DOF(自由度)的位置。一个或多个参考传感器78(例如，3个传感器78)被安装到病人“P”的胸口，并且它们的6DOF坐标被发送到计算机82(其包括软件)，并且这些坐标被在计算机处用来计算病人的参照坐标系。

图8描绘了其根据本公开的教导构造和操作的定位组件84。定位组件84包括具有可操纵的远侧末端88的可定位的引导件86、可延伸的工作通道90以及在其近侧端处的控制手柄92。

存在多种操纵延伸的工作通道90的方法。在第一方法中，可以利用单个偏转方向。或者，具有手动方向选择器的多方向操纵机构可以被利用，以允许执业医生在不需要旋转导管体的状态下选择操纵方向。通过多方向操纵，四个细长的张紧元件(“操纵线”)98a被实施为由从手柄92延伸到远侧末端88的单根长线制成的线的对。操纵线98a被绕基底98b的一部分弯曲并且返回到手柄92。操纵线98a被部署为使得每根线上的张力将独立地朝向预定横向方向操纵远侧末端88。在四根操纵线98a的情况下，方向被选择为沿着两个垂直轴的相反方向。换言之，四根操纵线98a被部署为使得每根线在被单独致动时使得远侧末端98沿着基本分开90度的倍数的四个预定方向中的不同一个偏转。

可定位的引导件86被插入到延伸的工作通道90中，在该延伸的工作通道内，该可定位的引导件被锁止机构94锁定在位。系统10的位置传感器元件96被与可定位的引导件86的远侧末端88结合，并且允许监视末端相对于参考坐标系统的位置和朝向(6DOF)。

在实施例中，可定位的引导件86可以具有如图10所示的弯曲的或弯成钩状的构造。该可选实施方式当前由Covidien LP以的名字销售。在这种系统中，延伸的工作通道90由弯曲的末端91构成。可以在延伸的工作通道90中实施不同量的预弯曲，然而，公共曲率包括45、90和180度。180度延伸的工作通道90已经被发现对于将可定位的引导件86指引到肺部的上肺叶的后部特别有用，该位置可能特别难以被导航到。可定位的引导件86被插入到延伸的工作通道90中，使得位置传感器96从延伸的工作通道90的远侧末端88突出。延伸的工作通道90和可定位的引导件86被一同锁定，使得它们一同前进到病人“P”的肺部通道中。在该实施例中，延伸的工作通道90可以包括与上文中已经描述的那个操纵机构类似的操纵机构。如可以理解的，可能需要对延伸的工作通道90进行特定修改，以使得延伸的工作通道按照需要来发挥功能。

在实施例中，集成的径向超声波探头“US”(图10)可以设置在延伸的工作通道90、可定位的引导件86、导管组件12和/或消融导管14上。为了示意性目的，超声探头“US”被示出为布置在延伸的工作通道90和可定位的引导件86上。超声探头“US”可以被配置为在消融导管14的导航和插入期间向系统10的一个或多个模块提供超声反馈，以有助于将消融导管14定位为与目标组织相邻。如可以理解的，US探头也可以在不具有延伸的工作通道的状态下使用，而是与内窥镜结合使用，用于对内窥镜将能够访问的中枢神经系统损伤进行成像。此外，US探头可以被用来监视处理进展和/或确认处理完成。

如上所述，本公开采用了CT数据(图像)用于路径计划阶段。CT数据也被用于导航阶段。具体地，CT的坐标系与病人的坐标系匹配；这被公知为对齐(registration)。对齐通常是通过识别CT和身体上或身体内二者中的位置并测量在这两个系统中它们的坐标来执行。手动的、半自动的或自动的对齐可以被用于系统10。为了这里的目的，系统10被关于自动对齐而言被描述。参照共同受让的美国专利申请No.12/780,678来获得自动对齐技术的更具体的描述，通过引用将其全部结合在这里。

自动对齐方法包括在病人“P”的分支结构内移动包括位置传感器96的可定位的引导件86。在位置传感器96移动通过分支的结构的同时，与位置传感器96的位置相关的数据被使用发射器装置80记录。根据该数据得到的形状被与分支结构的三维模型的通路的内部几何形状相比较。并且，基于该比较确定形状与三维模型之间的位置相关性。

除了以上内容之外，系统10的软件识别了在三维模型中的非组织空间(例如，空气填充的腔)。之后，随着可定位的引导件86移动通过分支的结构的一个或多个管腔，软件记录可定位的引导件86的位置传感器96的位置数据。此外，基于记录的位置信息和可定位的引导件86保持定位在分支结构中的非组织空间中的假设，软件将表示可定位的引导件86的位置的图像与三维模型的图像对准。

一旦在病人“P”中固定到位，屏幕93将会由软件显示在监视设备74上(图11)。右侧图像是由气管镜72产生的实际支气管图像。最初，没有被显示在左侧图像97中的图像，这将会是一旦登录完成从CT图像数据产生的虚拟支气管镜。

如通过支气管镜72看到的，从可定位的引导件86(具体地，位置传感器96)在主隆凸上方3-4cm开始，支气管镜72前进到左、右肺部中例如到达第四代(generation)肺部通路。通过穿过肺的这些片段，如上所述获得了足够的数据，使得可以完成对齐。

现在已经识别了目标、计划了路径、将包括可定位的引导件86的支气管镜72插入病人“P”、并且将虚拟支气管镜图像与支气管镜72的图像数据对齐，系统10准备好将位置传感器96导航到病人的肺部内的目标68。计算机80提供与图11中示出的显示类似的显示，从而识别目标68并描绘虚拟支气管镜图像99。显示中的每个图像看起来是从位置传感器96的当前位置到目标68的路径。这是在上文讨论的路径计划阶段已经建立的路径。路径可以例如由彩色线条表示。同样，每个图像看起来是可定位的引导件86的远侧末端88和位置传感器96的表示。一旦建立了路径，临床医生可以利用系统10来处理目标组织68。

参照图12A-16C描述系统10处理目标组织的操作。假设已经经由以上方法确定到目标68的路径。之后，将包括延伸的工作通道90和可定位的引导件86的支气管镜72前进到插入(wedged)管腔网络中的点，延伸的工作通道和可定位的引导件进一步沿着所识别的路径到达目标68(见图12A-12C)。

在一些情况下，目标组织可以从管腔内直接访问(诸如针对COPD、哮喘、肺癌等处理支气管的壁)，然而，在其他情况下，目标不能与BT直接接触并且单独使用可定位的引导件不能实现对目标的访问。可能需要附加的访问工具来穿过管腔并到达目标组织(诸如，用于处理主质(parenchyma)内的疾病)。

具有延伸的工作通道的可定位引导件或访问工具的最终定位和确认可以由成像和/或导航引导(其可以包括上文中列出的成像和导航技术的相同或不同的组合)来执行。

一旦可定位的引导件86或附加访问工具已经被成功地导航到目标68位置，可定位的引导件86或访问工具可以被移除，从而将延伸的工作通道90留在原位作为活检工具84到达目标68位置的引导通道(图13A-13B)。医疗工具可以是能够被用来对目标68采样的活检工具。该系统的细节被包括在美国专利No.7,233,820中，该文件已经通过引用结合在这里。

一旦可定位的引导件86已经被成功地导航到目标68位置，那么可定位的引导件86可以被移除，从而将延伸的工作通道90留在原位作为将工具84送到目标68位置的引导通道(图13A-13B)。医疗工具可以是能够被用来对目标68采样的活检工具。这些样本被取回并送给病理学专家，以进行分析来确定目标的处理是否必要。活检分析可以在活检操作之后实时进行，使得可以立即执行消融，或者在进行活检的时间与进行消融操作的时间之间存在一段时间，例如，数小时、数天、数周。

如果确定目标68需要处理(例如，消融)，包括消融导管14的导管组件12可以通过支气管镜72和延伸的工作通道90定位，以使得能够进行处理。组件的放置可以在延伸的工作通道90已经被导航到目标68之后进行，或者延伸的工作通道90可以与导管组件12一同被导航，以到达目标68。第二个选项可能需要在延伸的工作通道90或导管组件12内的提供6DOF定位的传感器。如上所述，外导体48和平衡-不平衡变换器52的导体层51的编织构造与图2-3中描绘的管腔构造结合，给导管组件12提供了在相对狭窄的气道内移动所需的可弯曲性。

在实施例中，目标组织“T”可以被刺入或穿入，以允许将远侧辐射部42放置在目标68内(例如，在要被处理的块内居中)。例如，引导线、穿刺工具、活检工具84或者导管组件12的远侧端21(参照图1描述)可以被用来刺入或穿入目标68。在引导线或穿刺工具被用来穿入或刺入组织的情况下，引导线或刺入工具可以通过延伸的工作通道90，以穿入目标68。一旦刺入之后，延伸的工作通道90可以被保持在位，并且引导线或穿刺工具被移除，以允许容纳消融导管14的导管组件12被插入到由工具或引导线在目标68中产生的开口中。或者，在引导线或穿刺工具在目标68中的同时，延伸的工作通道90可以被伸长以将延伸的工作通道90的远侧端放置在目标68中产生的开口中。在将延伸的工作通道90放置在目标68内之后，引导线或穿刺工具可以被移除以允许插入包括消融导管14的导管组件12。该第二种方法有助于确保将容纳在导管组件12内的消融导管14适当放置在目标68中。

一个或多个成像模式可以被用来确认消融导管14已经被适当地定位(例如，在目标68内)。例如，计算机断层扫描(CT)法、超声法、荧光透视法和其他成像模式可以被独立地或彼此结合地使用，以确认消融导管14已经被适当地定位在目标68内。采用CT和荧光透视成像模式二者的一种方法在题为“CT-Enhanced Fluoroscopy”的共同受让美国申请序列号No.12/056,123中描述，通过引用将其全部结合在这里。

这里公开了消融导管14放置确认的另一种可选方法。图46A表示描绘了在执行这里描述的一个导航操作之后，延伸的工作通道90和从其延伸出来的导管组件12或活检工具84的放置的实时荧光透视图。图46B是描绘了相同的病人并显示器病人上的目标68的虚拟荧光透视图。虚拟荧光透视图是根据用在上述计划和导航方法二者中的相同的CT数据产生的。CT数据被处理以产生病人的荧光图像的计算机模型。目标68是在计划阶段识别的相同的目标68，并且目标68在虚拟荧光图像中的位置对应于由临床医生在计划阶段识别的目标的位置。

虚拟荧光透视图像和实时荧光透视图像可以被彼此对齐。这可以例如使用在CT扫描之前放置并且也将在荧光透视图像上出现的一个或多个基准标记来完成，或者通过识别生理学内可以作为基准标记的地标来完成(例如，胸腔的曲率和间隔)。两个图像，即，实时荧光透视图像和静态虚拟荧光透视图像，给临床医生提供了将延伸的工作通道90和导管组件12的放置与目标68的位置相比较的能力。这可以通过如图46A和46B所示的任何并排比较模式来完成。例如，在图46A中，即，实时荧光透视图像中，在计划阶段已经被识别为目标68的块67可能在荧光透视下仅略微可见，因为通常软组织难以在荧光透视图像中被辨认出来，但是，通过将如图46A中所示的延伸的工作通道90和导管组件12的位置与图46B中示出的目标68的位置相比较，可以容易地确定为了适当消融而对定位进行的必要调整。

或者，当实时和虚拟荧光透视图像被彼此对齐时，可以通过将虚拟图像(图46B)重叠在实时图像(图46A)上以使得产生合成图像来进行比较。这种合成图像因而描绘了目标68与导管组件12和延伸的工作通道90的放置的相对位置。通过连续的荧光透视，使得能够对延伸的工作通道90和/或导管组件12或者活检工具84进入目标68中的放置进行可视化，因此使得临床医生能够使用实时荧光透视图像和重叠的虚拟荧光透视图像实际上实时地看到向目标68中的适当放置。一旦确认消融导管14被放置在目标68内，可以将微波能量传递到消融导管14以处理目标68。

在目标68的处理之后，前述成像模式之一可以被用来确认已经绕目标68形成了合适的消融区域并确定是否需要附加的能量施加。处理和成像的这些步骤可以被迭代地重复，知道确定目标已经被成功地消融为止。此外，以上描述的使用成像模式来确认处理的程度以及确定是否需要附加的能量施加的方法可以与上文描述的辐射测量和温度传感技术结合，以既确认由成像模式描绘的内容，又辅助确定处理中止点。

在实施例中，例如，当目标68相对接近支气管镜72的远侧端时，延伸的工作通道90可以被移除(图14)或者根本不被使用，并且支气管镜72被保持在位以视觉地引导访问工具和包括消融导管14的导管组件12到达目标68。或者，可以在不使用支气管镜72的状态下放置延伸的工作通道90和伴随的访问工具，或者，支气管镜72可以在将延伸的工作通道90连同访问工具放置在目标68处并保持在位之后被移除，并且包括消融导管14的导管组件12可以延伸通过延伸的工作通道90以处理目标68。

如上所述，温度监视系统3可以被用来确定和监视目标68的温度、消融区域尺寸等。在实施例中，温度监视系统3可以被结合到被配置为用于系统10的一个或多个组件(例如软件图形界面64)中。

在实施例中，将延伸的工作通道90和/或消融导管14放置在管腔网络内可以在不使用前述路径计划和路径导航方法的状态下完成。在这种情况下，计算机断层扫描、超声和/或荧光透视垫可以被用来帮助在管腔网络内定位延伸的工作通道90，和/或访问工具和/或消融导管14。

在实施例中，远侧辐射部42可以由在能量被施加到内导体20时熔化的温度敏感“蜡状物”材料“W”覆盖，由此通过相变来从远侧辐射部42吸收热。

此外，代替流体冷却，远侧辐射部42可以被冷冻以引起在其周围的冰形成。当远侧辐射部被供能时，冰变为气体，这可以导致高的热消散，这转而冷却远侧辐射部42。

此外，根据本公开，不具有导管组件12的状态下利用消融导管14可以具有优点。在该具体实施例中，延伸的工作通道90可以被修改以为消融导管14的流体冷却提供例如前述管腔和端口构造中的一个以及封闭的远侧末端。如可以理解的，也可以对于延伸的工作通道90进行一个或多个其他修改，以使得延伸的工作通道90按照本发明的意图来工作。

图15A-15B示出了具有封闭的远侧端以及插入其中的修改的导管组件12的延伸的工作通道190。代替图1中示出的封闭远侧端，导管组件12具有开放的远侧端。延伸的工作通道190的内表面与导管组件12之间的空间建立了流体流入管腔119a。流体流出管腔119c由导管组件12的远侧端的开口暴露。管腔119a和119c允许冷却流体流入延伸的工作通道190和导管组件12，以冷却位于导管组件12内的消融导管14。具有修改的导管组件12的延伸的工作通道190的截面在图16D中示出。导管组件12可以可选地包括位置传感器96，使得导管组件12作为可定位的引导件86(图12)，以帮助将延伸的工作通道定位在目标68。延伸的工作通道190可以被形成为满足上文描述的可弯曲性标准。或者，延伸的工作通道可以被如上所述地使用可定位的引导件86放置。之后，可定位的引导件86可以被移除并且延伸的工作通道190被保持在位。在可定位的引导件86被移除的状态下，修改的导管组件12和消融导管14可以被定位在延伸的工作通道190内(图16A)并且被供能以形成适合于处理目标68的消融区域“AB”(图16B)。图16C示出了另一个可选构造，其中，消融导管14被放置在延伸的工作通道190中，之后不需要放置可延伸的工作通道和移除可定位的引导件86的任何装配。水可以在延伸的工作通道190内循环，来以上述方式冷却远侧辐射部。

如可以理解的，包括消融导管14的导管组件12被插入支气管内的结果是通过导航穿过肺部的管腔分支而极大地减小了气胸发生的可能性。此外，系统10产生到达目标组织的路径的能力排除了定位可定位的引导件、延伸的工作通道和包括消融导管14的导管组件12中的猜测。

根据前述内容并参照各个附图，本领域技术人员将会明白可以对于本公开进行某些修改而不超出本公开的范围。例如，修改可以以以下方式来进行：装置运送和放置；装置冷却和天线缓冲；以及传感器反馈。下文是在本公开的范围内考虑的这种修改方式的各种非限制性示例。

I.装置运送和放置

根据本公开，各种方法都可以被用来将消融导管14和/或延伸的工作通道90/190运送到目标组织68中的期望位置。

例如，为了解决由于活检或消融而在病人内发生出血的问题，支气管镜可以被用来产生填塞；即，支气管镜可以被插入支气管，以停止在支气管镜可以到达的点处的出血。然而，根据本公开，延伸的工作通道90/190可以被导航到目标68，并且一个或多个可扩张的构件可以被设置在延伸的工作通道90/190上，以产生填塞。可扩张的构件，例如气球，可以膨胀以在这些远程位置停止出血。

具体地，图17和18示出了延伸的工作通道90/190，其包括定位在延伸的工作通道90/190的外表面上的气球“B”。气球“B”最初处于收缩构造(图17)，以导航延伸的工作通道90/190通过传导气道以及将延伸的工作通道90/190定位为与目标68相邻。随后，气球膨胀以将延伸的工作通道90/190锚定在位并产生填塞(图18)。

在气球“B”设置在延伸的工作通道90上的实施例中，一个或多个管腔可以被设置在延伸的工作通道90上并且可以与气球“B”流体连通，以提供从流体源32到气球“B”的一个或多个合适的流体，以将气球“B”从收缩构造移动到膨胀构造(或者反之亦然)。此外，在该实施例中，气球“B”可以被配置为控制随着呼吸改变的局部肺部特性。例如，收缩的肺部组织的相对介电常数在2450MHz下为48，而收缩的肺部组织的相对介电常数在相同频率下为20；该大的介电常数范围使得难以将天线调谐到单个频率。已经发现通过增加气球“B”、通过经验性测试，肺部可以在膨胀或收缩状态期间被局部隔离，以产生一个或多个期望的特性，例如，电的和热的特性。具体地，热传导性随着肺部的膨胀和收缩而改变。例如，如果局部呼吸在肺部膨胀的状态下被停止并且消融导管14被匹配到具有45的相对介电常数的目标68，加热可以被热地和电地聚焦到目标68。类似地，如果肺部被固定到收缩构造，那么更多的肺部组织可以被热处理，以产生围绕目标68的附加的余量。

图19A-19B示出了根据本公开的另一个实施例的消融导管214。消融导管214类似于消融导管14。因此，仅具体描述对于消融导管214来说独特的那些特征。可扩张的平衡-不平衡变换器252被设置在同轴线缆236上。平衡-不平衡变换器252按照与上文参照平衡-不平衡变换器52描述的方式类似的方式工作。然而，与平衡-不平衡变换器52不同，平衡-不平衡变换器252能够扩张(气压/液压)并且别配置为提供上述气球“B”的功能。

一个或多个管腔(未示出)可以被设置在消融导管214上并且被配置为从流体源32接收一个或多个合适的流体，以将平衡-不平衡变换器252在收缩和膨胀构造之间移动，见图19A-19B。或者，导管组件12的管腔19a、19c可以与平衡-不平衡变换器252流体连通并被配置为从流体源32向平衡-不平衡变换器252提供一个或多个合适的流体，以将平衡-不平衡变换器252在收缩和膨胀构造之间移动。如可以理解的，其他方法和/或装置可以被用来将平衡-不平衡变换器252在收缩和膨胀构造之间移动。

图20示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道290。在该实施例中，封闭远侧末端291被供能以穿入组织“T”。具体地，电极292可以被耦合到延伸的工作通道290的远侧末端291。电极291可以与能量源16经由在延伸的工作通道290内延伸的一个或多个引线或电线293电连通。电极292可以被配置为单极操作。返回垫(未示出)可以被定位在病人上并用作为返回电极。或者，第二电极(未示出)可以被设置在延伸的工作通道290上，以产生双极电极构造。在使用过程中，当电极291被供能时，远侧末端291可以被用来穿入组织，以帮助将延伸的工作通道290定位为与目标组织相邻。

图21示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道390。延伸的工作通道390包括封闭的远侧端以及至少一个水填充的管腔或室(例如，用来冷却远侧辐射部42的冷却水回路的管腔319a)，其包括具有基部323和针325的活塞组件321，该针从基部向远侧延伸并穿过在管腔319a的远侧端处的孔(未示出)。密封件(未示出)可以被设置在管腔319a的孔内，以保持管腔内的压力。可选密封件327可以被设置在延伸的工作通道390的远侧末端处并且可以被配置为保持液密密封。活塞组件321能够在管腔319a内移动，以将针325从缩回构造穿过密封件327移动到伸出构造(图21中以虚线示出)。在伸出构造中，针325可以被用来将延伸的工作通道390锚定到组织和/或穿入组织。

在使用过程中，水可以被提供给延伸的工作通道390以将针325移动到伸出构造，以穿入组织；这可以在对远侧辐射部42供能之前完成，和/或在远侧辐射部42被供能时完成。因此，冷却水回路具有双重目的(远侧辐射部的冷却以及针325的伸出)，并且可以使针免除独立的推/拉构件或外护套。

图22示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道490。延伸的工作通道490包括开放远侧端和能够操作地与其耦合的电极492。电极492类似于图20中示出的电极292。但是，与电极292不同，电极492可以沿着延伸的工作通道490的外周表面延伸。此外，一对直立电极延伸部494a、494b可以被设置在电极492上并被配置为具有单极笔(pencil)以处理组织的功能。

电极492可以与能量源16经由在延伸的工作通道490内延伸的一个或多个引线或导线493电连通。电极492可以被配置为用于单极操作。返回垫(未示出)可以被定位在病人上并用作为返回电极。或者，第二电极(未示出)可以被设置在延伸的工作通道490上，以产生双极电极构造。在使用过程中，在组织已经被消融之后，直立延伸部494a、494b可以被用来将微波能量(或者RF)传递到相邻组织。在组织已经被处理之后，直立延伸部494a、494b可以被用来刮擦被电手术处理的组织。如可以理解的，通过使得电极492在延伸的工作通道490上，允许用户用电极492处理组织，同时将消融导管14在延伸的工作通道490内保持在位。

图23示出了与引导系统通信的用于向临床医生提供虚拟内部图像的抬头显示器81(例如，谷歌眼镜)。虚拟内部图像包括与计划到目标68的路径有关的信息，以及用于将前述工具、延伸的工作通道和可定位的引导件中的一个引导和导航穿过病人“P”的肺部的信息。抬头显示器81可以包括一个或多个电磁传感器83，用于提供抬头显示器81相对于病人“P”的位置，以将虚拟内部图像以适当的朝向投射到临床医生对病人“P”的视野中。

II.装置冷却和天线缓冲

以下的实施例被配置为保护病人使其免受来自同轴线缆36和/或远侧辐射部42的意外的热量，以及/或者被配置为向远侧辐射部42提供电介质缓冲。

图24-26示出了根据本公开的实施例的组件512。组件512与组件12类似。因此，仅具体描述对于组件导管组件512独特的那些特征。

隔离物511被设置在壳体523内与组件512的远侧端相邻，以提供被配置为将远侧辐射部542从同轴线缆536的其余部分隔离的室514。电介质(例如，陶瓷、水凝胶等)513被设置在室514内，以覆盖远侧辐射部542，并被配置为在接触传输通过管腔519a、519c的流体并与隔离物511接触时冷却远侧辐射部542和内导体540。根据本公开，电介质513能够承受热而不会改变特性，以对远侧辐射部542提供缓冲并且绕同轴线缆536产生独立的主动冷却系统。这减小了(如果没有消除的话)在远侧辐射部被激活期间远侧辐射部542周围的相变，并且可以减小同轴线缆536上的主动冷却需要。

图27示出了根据本公开的实施例的组件612。多个陶瓷元件613至少部分地沿着同轴线缆636延伸，并且形成嵌套结构。陶瓷元件613作为散热器，用于冷却远侧辐射部642和内导体640。陶瓷元件613可以能够被致动以从松弛构造移动到压缩构造，在松弛构造中，多个陶瓷元件613被彼此间隔开(如图27所示)，以允许同轴线缆636松弛，在收缩构造中，陶瓷元件613被朝向彼此移动，以增加远侧辐射部642和内导体640的冷却，并且确保组件的定位位置。一对牵引线617能够操作地耦合到陶瓷元件613并且被配置为将陶瓷元件613移动到压缩构造。

图28示出了根据本公开的实施例的延伸的工作通道790。延伸的工作通道790具有结构散热器的功能，其被配置为通过其本身散热或者与冷却流体结合散热。在图28中示出的实施例中，延伸的工作通道790由作为良好热导体的材料制成，以从远侧辐射部742移走热量。散热器791可操作地耦合到延伸的工作通道790的近侧端793。例如，管腔719a、719c(以虚线示出)延伸到平衡-不平衡变换器752的近侧端，以冷却延伸的工作通道790的近侧端793。在该具体实施例中，流体可以流动到平衡-不平衡变换器752的近侧端并且回转；这将会在近侧端793处将延伸的工作通道790保持凉爽。传导被用来将冷的空气通过在平衡-不平衡变换器752远侧的延伸的工作通道790的远侧端移动到在平衡-不平衡变换器752近侧的延伸的工作通道790的冷却的近侧端793。附加地或替换地，陶瓷糊浆“CP”可以至少部分地覆盖远侧辐射部742，并且可以作为电介质缓冲部，以提供远侧辐射部742的静态冷却。陶瓷糊浆“CP”的使用可以允许在不具有管腔719a、719c的状态下形成延伸的工作通道790，这转而将会允许延伸的工作通道790在提供静态冷却和/或缓冲的同时保持可弯曲性。

图29示出了根据本公开的实施例的延伸的工作通道890。通过使用真空泵将水牵拉通过延伸的工作通道890，可以降低循环通过延伸的工作通道890的水的沸点。在该压力下，水在约体温下沸腾，并且沸腾的水将会迅速地汽化，并且相变导致流体以及与其相邻的组件的冷却，并且对于消融导管814产生了额外的冷却效果。为此，真空泵33可操作地耦合到延伸的工作通道上的流体返回端口(未示出)，以对循环通过管腔819c的流体加压，降低循环通过管腔819c的流体的沸点。在实施例中，气-雾混合物可以被用做冷却介质并循环通过管腔819a、819c；该实施例利用了即使在温度保持恒定的情况下从液体向蒸气的相变所需的大量能量。

图30示出了延伸的工作通道990。延伸的工作通道990可以包括双管腔构造(未清楚示出)。在该实施例中，一个管腔专用于与延伸的工作通道990的流体进入端口(未示出)连通，一个管腔专用于支持消融导管914。与在先公开的管腔构造不同，流体进入端口和管腔被配置为开环冷却协议。开环冷却协议可以改善延伸的工作通道990内的流体流动。此外，能量传递和微波能量吸收可以通过使目标水合来改善。此外，开环冷却协议可以与可扩张的气球“B”和/或可扩张的平衡-不平衡变换器252结合，以将延伸的工作通道990锁定在位，这转而可以增加绕远侧辐射部942的电解质缓冲。

在实施例中，延伸的工作通道990可以包括流体返回端口和相应的第三管腔，该第三管腔被配置为提供用于抽吸从延伸的工作通道990分配的冷却流体的抽吸；这可以向用户提供在微波消融操作的结束处执行支气管肺泡灌洗(Bronchoalveolar Lavage，BAL)的能力，即，通过停止流体流动并将流体抽吸回来，以取回一个或多个组织样本。

图31-32示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道1090。在该实施例中，通过将远侧辐射部1042延伸通过设置在延伸的工作通道1090的远侧端处的密封结构1091，延伸的工作通道1090可以被用做热和电控件。密封结构1091被配置为与远侧辐射部1042密封接合，以当远侧辐射部1042从该密封结构延伸通过以处理组织时保持液密密封。

图33示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道1190。在该实施例中，没有流动流体缓冲部被用来冷却远侧辐射部1142。考虑到该目的，室1191被设置在延伸的工作通道1190的远侧端，并且不与管腔1119a、1119c流体连通。室1191围绕远侧辐射部11142并被配置为在其中接收高沸点液体(例如，水、盐水等)，以冷却远侧辐射部1142。在该实施例中，密封构件1121a、1121b可以被可操作地设置在管腔1119a、1119c的远侧端处，并且被配置为将高沸点液体保持在室1191内。室1191中的更高沸点液体吸收由远侧辐射部1142产生的热并且将其传递到循环通过管腔1119a和1119c的流体。

图34和35示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道1290。在该实施例中，具有折叠构造的散热器1291被耦合到延伸的工作通道1290的远侧端。散热器1291被配置为当远侧辐射部1242延伸通过延伸的工作通道1290时经由一个或多个合适的耦合方法耦合到远侧辐射部1242。在图示实施例中，例如，密封件(未示出)可以被设置在延伸的工作通道1290的远侧端，并且可以被配置为随着远侧辐射部从延伸的工作通道1290延伸(图34)而能够释放地接合(经由按压或摩擦配合)远侧辐射部1242。随着散热器变热，其开始从延伸的工作通道1290向远侧延伸出去，从而携带着与其耦合的远侧辐射部1242。在伸展的构造中，远侧辐射部1242将会已经被从周围组织移除，这转而可以减小对于周围组织的间接损伤(图35)。

图36A和36B示出了根据本公开的实施例的消融导管1314。在图36A和36B示出的实施例中，散热器由肺部的壁“LW”产生，其通常包括在约37℃的范围中的温度。为此，热传导性气球1321被定位为与消融导管1314的远侧辐射部(未清楚示出)相邻并且能够扩张(经由一个或多个上述管腔构造)，以将热量从远侧辐射部散失到病人的肺部的壁“LW”中。具体地，当远侧辐射部被供能时，传导性气球1321膨胀并扩张为与肺部的壁“LW”接触，这转而吸收由热传导性气球1321吸收的热。

或者，多个热传导性翅片1323(图37A-37B)可以被定位为与远侧辐射部相邻。在该实施例中，当远侧辐射部被供能时，翅片1323能够扩张以吸收并消散来自远侧辐射部的热。在图37A-37B中示出的实施例中，翅片1323由形状记忆金属制成，其被配置为在由于远侧辐射部被供能而被加热时移动到扩张构造。一旦被扩张，气流可以被引入支气管并穿过多个热传导性翅片1323，以冷却传导性翅片1323，其转而将会冷却远侧辐射部。

图38示出了根据本公开的另一个实施例的延伸的工作通道1490。在该实施例中，延伸的工作通道1490包括具有直径“D1”的近侧端1491，其大于具有直径“D2”的渐细的远侧端1492。对给定长度的延伸的工作通道1490，近侧端1491的直径D1允许更多的冷却。根据本公开，近侧端1491的直径“D1”应当足够大以将冷却剂压力降最小化，但是该直径应当足够小以配合到气道中。

图39A-39B示出了根据本公开的另一个实施例的消融导管1514。具体地，气球1515可以被定位为与远侧辐射部1542(和/或未示出的平衡-不平衡变换器)相邻，并且可以与消融导管1514内的管腔(未示出)流体连通。气球1515能够从用于将消融导管1514延伸通过延伸的工作通道1590的收缩构造(图39A)移动到膨胀构造(图39B)。在膨胀构造中，气球1515可以用来扩张缓冲容积，即，存在更多容积来加热。此外，气球1515可以被配置为将远侧辐射部1542锚定在肺部的气道中。此外，气球1515可以被配置为增加绕消融导管1514的平衡-不平衡变换器的流速。

III.传感器反馈

以下实施例被配置为向系统10或医生提供传感器和/或视觉反馈，其关于装置放置(例如，延伸的工作通道90/190、导管组件12和/或消融导管14)、组织环境、消融过程、装置性能、安全性等。

根据本公开，一个或多个反馈机构可以被用于本公开。例如，图40A-40B示出了可以由系统10检测的各种基准标记。包括开放远侧端的上述延伸的工作通道(例如，延伸的工作通道90)中的任何一个可以被用作为在移除可定位的引导件86之后将一个或多个基准标记放置在病人内的管道。这些标记可以被用于各种目的，包括识别肿瘤和损伤以进行后续分析和监视，识别已经取得活检样本的位置，以及识别肿瘤或损伤的边界或中心以施加处理。本领域技术人员将会理解其他用途可以落入本公开的范围内。

在实施例中，基准标记可以由形状记忆合金“SM”制成。在该实施例中，基准标记“SM”被配置为在被加热到预定温度时改变形状。附加地或可选地，基准标记可以由泊洛沙姆(poloxamer)“PM”制成。泊洛沙姆可以使用来自于消融导管的远侧辐射部分(例如，远侧辐射部42)的能量从液体转换为固体。一旦进入身体中，基准标记“PM”被冷却到体温并且转换回液体，并且溶解在血流中。在固态形式下，基准标记“PM”可以在CT、超声和其他成像模式下可见，以展示消融区域“AZ”的实时生长。

图41示出了可以用于系统10的另一个反馈机构。在该实施例中，能够定位在前述延伸的工作通道之一(例如，延伸的工作通道90)内并且能够从其部署的引导线73可以被用来测量前述远侧辐射部(例如，远侧辐射部42)的温度。引导线73包括在其远侧端处的至少一个热耦75。热耦75可以被配置为在被从延伸的工作通道部署时获得温度测量结果。热耦75可以与能量源16的微处理器通信，以监视远侧辐射部42或其周围的温度的改变速率；改变速率可以被分析以与具体消融区域相关联。在实施例中，引导线73可以被用来从延伸的工作通道90部署消融导管14。

图42-43示出了可以用于系统10的另一个反馈机构。在图42中示出的实施例中，系统10能够探测远侧辐射部1642被相对于肿瘤组织放置在健康组织中，或者探测是否沿着远侧辐射部1642发生出血。考虑到该目的，一个或多个电极1641(图42中示出两个电极1641)被设置为与远侧辐射部1642相邻，并且被配置为在远侧辐射部1642被激活之前、期间或之后检测与目标组织相关的数据。与组织相关的数据可以包括组织的电特性，例如，RF阻抗。

在实施例中，电极1641可以被用来获得周围组织的电介质测量结果，以确保放置在肿瘤组织中。远侧辐射部1642的缓冲部的量和类型将会对于电极1641能够多么良好地获得这些测量结果发挥作用。对于RF或电介质测量结果类型，将会需要连接到消融导管1614的控制器17(或者另一个系统23，例如，膝上计算机)，以获得和分析数据，来向用户解释。在数据被分析之后，控制器17向用户例如在显示器37上提供相关信息。

在实施例中，控制器17可以被配置为在微波能量源的输入和输出端口之间执行S参数(图34)分析。在该实施例中，S参数分析被用来确定消融尺寸“AZ”，以实时控制能量源16的操作和/或探测对于远侧辐射部1642的损伤。

在实施例中，一个或多个传感器配置可以被用于系统10。例如，水合传感器“HS”(例如见图43)可以被用来测量距远侧辐射部42某一距离处的组织的含水量，以监视消融过程和/或完成。在这种情况下，延伸的工作通道90可以被用来将“HS”定位在离开远侧辐射部42将会定位的位置的预定点处。随着水分被从组织排出，传感器“HS”跟踪改变速率并且可以告知用户消融何时完成。电介质特性可能与组织的水合水平(hydration level)直接关联。

此外，一个或多个光纤线缆“FC”可以穿过延伸的工作通道90以被定位为与目标组织相邻，用于向临床医生提供目标组织的视觉观察。或者，光纤线缆“FC”可以被设置为与远侧辐射部42相邻(例如见图5)。在该实施例中，一个或多个透镜(未示出)可以被设置为与远侧辐射部42相邻并且耦合到光纤线缆“FC”的远侧端。此外，一个或多个力传感器“FS”被配置为提供关于由远侧辐射部42施加的、穿入组织的力的反馈。在这种情况下，力传感器“FS”可以被可操作地耦合为与远侧辐射部相邻(例如见图5)。

在实施例中，一个或多个化学传感器“CS”(例如见图5)可以被配置为在远侧辐射部42被激活之前、期间或之后检测组织的一个或多个化学物质(chemical)。在该实施例中，化学传感器“CS”可以与微控制器17可操作地通信，该微控制器被配置为检测与目标组织相关联的化学物质，例如，酸和蛋白质。所检测的化学物质可以被与热消融生长的进展相关联并被存储在能够由微控制器17访问的一个或多个数据查找表(未示出)中。

图44示出了各个传感器构造的放置配置的方法。具体地，可选的气道可以被用来部署传感器(例如，声学、热耦、电学传感器等)。在一个具体实施例中，消融导管14可以延伸通过延伸的工作通道90并被定位在两个相对的传感器(例如定位在相对的气道中的声学传感器“AS”)之间。在远侧辐射部42工作期间，可以产生跨气道的回响(ping)，以测量组织特性，例如，测量阻抗、电介质性质或温度。

图45示出了可以用于系统10的另一个反馈机构。在该实施例中，提供了用于消融监视(例如，过程/完成)的两个天线，即，传感器贴片1840和消融导管1814的远侧辐射部1842(为了清楚，示出为没有被定位在延伸的工作通道内)。传感器贴片1840能够被定位在病人上并且被配置为在处理组织之前校准消融导管1814并且确定组织何时已经被充分消融。传感器贴片1840能够与控制器17可操作地通信，该控制器被配置为监视在远侧辐射部1842被供能时由传感器贴片1840接收到的功率的量。图示指示了在校准循环(点A-B)和消融循环(点C-D)二者期间在传感器贴片1840处接收到的功率。校准循环给传输路径提供基线。随着消融进行，由于干燥作用导致接收到的功率增加，远侧辐射部1842与传感器贴片1840之间的传输路径变得具有更少损耗。通过所接收到的增加的功率量高于校准来确定消融完成。例如，1.5cm消融区域“AZ”将到达传感器贴片1840的功率增加约15％。在实施例中，当在传感器贴片1840处的功率到达校准水平或超过校准水平时，微控制器17自动地关闭向消融导管1814的电源。

虽然已经在附图中示出了本公开的若干个实施例，但是本公开并不局限于此，因为预期是本公开在范围上与本领域所允许的范围那样宽并且说明书也被类似地理解。因此，以上说明不应当被理解为限制，而仅仅是具体实施例的示例。本领域技术人员可以预见在所附权利要求的范围和精神内的其他修改形式。

Claims (10)

1.一种微波消融导管，包括：

同轴线缆，该同轴线缆在其近侧端连接到微波能量源并且在其远侧端连接到远侧辐射部，该同轴线缆包括内导体和外导体以及布置在内导体与外导体之间的电介质，内导体向远侧延伸超过外导体并且与远侧辐射部密封接合；以及

平衡-不平衡变换器，其部分地由与同轴线缆的外导体电连接并沿着同轴线缆的至少一部分延伸的导电材料形成，该导电材料具有编织的构造并且由至少一个绝缘材料覆盖。

2.根据权利要求1所述的微波消融导管，其中，覆盖导电材料的绝缘材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯。

3.根据权利要求1所述的微波消融导管，其中，平衡-不平衡变换器还包括基本在导电层与外导体之间的绝缘体。

4.根据权利要求1所述的微波消融导管，其中，外导体的至少一部分被移除，以在远侧辐射部与平衡-不平衡变换器之间形成馈送间隙。

5.根据权利要求1所述的微波消融导管，还包括被配置为围绕同轴线缆的外护套。

6.根据权利要求1所述的微波消融导管，还包括多管腔壳体，其被配置为接收同轴线缆、远侧辐射部和平衡-不平衡变换器。

7.根据权利要求6所述的微波消融导管，其中，多管腔壳体包括在其近侧端处的中枢部，该中枢部具有多个端口。

8.根据权利要求7所述的微波消融导管，其中，所述多个端口中的至少一个端口是电端口，其被配置为在同轴线缆与微波能量源之间提供电连通，并且其中所述多个端口中的至少两个端口是流体进入端口和流体返回端口，它们被配置为分别提供冷却剂进出多管腔壳体的入口和出口，以冷却同轴线缆的远侧辐射部。

9.根据权利要求8所述的微波消融导管，其中，多管腔壳体包括四管腔构造，使得两个管腔专用于与流体进入端口和流体返回端口中的相应一个连通，两个管腔专用于支持包括平衡-不平衡变换器的同轴线缆。

10.根据权利要求8所述的微波消融导管，其中，多管腔壳体包括具有四个管腔和一个管腔的五管腔构造，使得在这四个管腔中，两个管腔专用于与流体进入端口连通，两个管腔专用于与流体返回端口连通，所述一个管腔专用于支持包括平衡-不平衡变换器的同轴线缆。