CN105073052B - 下降式共轴微波消融施加器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波消融施加器和微波消融施加器的制造方法。微波消融施加器包括馈线区段、下降区段和辐射器基部区段。馈线区段包括第一内部导体、布置在第一内部导体上的第一电介质和布置在第一电介质上的第一外部导体。下降区段包括第二内部导体、布置在第二内部导体上的第二电介质和布置在第二电介质上的第二外部导体。辐射器基部区段包括第三内部导体、布置在第三内部导体上的第三电介质、布置在第三电介质的近端上以便形成在辐射器基部区段的远端处的馈电间隙的第三外部导体、布置在第三外部导体上的巴伦电介质以及布置在巴伦电介质上的巴伦外部导体。

Description

下降式共轴微波消融施加器及其制造方法
技术领域
本申请总体涉及微波消融施加器，且更具体地涉及尺寸减小的微波消融施加器和所述微波消融施加器的制造方法。
背景技术
电磁场能够用于加热和破坏肿瘤细胞。治疗可能涉及将消融探针插入已经识别到癌症肿瘤的组织中。一旦消融探针正确定位，消融探针就引发在组织内围绕消融探针的电磁场。
在诸如癌症的疾病治疗中，已经发现某些类型的肿瘤细胞在比通常对健康细胞有害的温度稍低的升高温度下变性。诸如高温疗法的已知治疗方法将疾病细胞加热到温度高于41℃，同时维持邻近健康细胞低于发生不可逆细胞破坏的温度。这些方法涉及施加电磁场以加热或消融组织。
利用电磁场的装置已经被开发以用于各种用途和应用。典型地，在消融程序中使用的设备包括能量发生源(例如作为能量源的微波发生器)和用于将能量引导到目标组织的手术仪器(例如具有天线组件的微波消融探针)。发生器和手术仪器由具有多个导体的线缆组件典型地操作性联接，所述线缆组件用于将能量从发生器传递到仪器，并且用于仪器和发生器之间的通讯控制、反馈和识别信号。
使用的微波探针有数种类型，例如单极型、双极型和螺旋型，它们可以在组织消融应用中使用。在单极和双极天线组件中，微波能量一般远离导体轴线垂直地辐射。单极天线组件通常包括单一细长导体。典型的双极天线组件包括两个细长导体，所述两个细长导体线性对齐且相对于彼此端对端定位，其中电绝缘体位于所述两个细长导体之间。螺旋天线组件包括各种尺寸(例如直径和长度)的螺旋形导体配置。螺旋天线组件的主要操作模式是常规模式(垂射)和轴向模式(端射)，在常规模式中，由螺旋线辐射的场在与螺旋线轴线垂直的平面上最大，在轴向模式中，沿螺旋线轴线辐射最大。
用于热消融的组织加热通过各种方法完成，包括通过应用表面或元件导热、由从电极流到接地端子的电流引起的离子搅动、光学波长吸收或在微波消融的情况下在天线电磁场内的水分子的介电松弛。消融区能够分解成两个部分：主动消融区和被动消融区。
主动消融区最接近消融装置且包含进行能量吸收的组织体积，所述能量吸收高到足以确保在给定施加时间所有区域的热组织被破坏，除了流体非常快速流动的区域，诸如，在大血管或气道周围或其中的区域。主动消融区的尺寸和形状由消融装置设计确定。主动消融区因此能够用于在给定形状和体积的组织上产生可预测的消融效果。
被动消融区围绕主动区且包围发生较低强度的能量吸收的组织体积。在被动消融区内的组织可以在给定施加时间经历或不经历组织破坏。生理冷却可能抵消来自较低水平的能量吸收的加热且因此不允许在被动区内发生充分加热以杀死组织。在被动区内生病或灌注不良的组织可能比其他组织更倾向于加热，且也可能更易受影响于来自消融区内较热的区域的导热。被动区在这些情况下能够不期望地导致大消融区。由于在目标生理机能内的空间中的这些变化的情形，依靠被动区执行热消融是一种结果不可预测的挑战。
由于电磁场能够由微波探针隔一段距离地引发，微波消融具有形成形状能够由设计确定且保持恒定的大主动区的潜力。而且，形状和尺寸能够通过设计确定，以适配特定的医药应用。通过利用预定的主动区形成可预测的消融区，并且不依靠不确定的被动消融区，微波消融能够提供利用其他消融技术不可能实现的可预测性水平和程序相关性。
围绕天线的主动区的形状由操作的频率、天线的几何形状、天线的材料和围绕天线的介质确定。在电特性动态改变的介质中(诸如加热组织)，操作天线导致电磁场的形状改变、且因此改变主动区的形状。减小周围介质的电特性的电磁场的影响程度，以维持围绕微波天线的主动区的形状。
围绕天线的主动区的尺寸由能够从微波发生器传递到天线的能量的量确定。能够利用传递到天线的较多的能量产生较大主动区。为了最大化从微波发生器通过波导传输到微波天线的能量，要求每个系统构件具有相同阻抗或阻抗匹配。虽然发生器和波导的阻抗通常是固定的，但是微波天线的阻抗由操作的频率、天线的几何形状、天线的材料和围绕天线的介质确定。在电特性动态改变的介质中(诸如在加热组织内)操作天线导致天线阻抗改变以及传递到天线的能量变化，并且因此改变主动区的尺寸。为了维持围绕微波天线的主动区的尺寸，对周围介质的电特性的天线阻抗的影响程度必须减小。
在热消融中，主动区尺寸和形状改变的主要原因是电磁波的延长。波长延长在加热组织中由于组织脱水而发生。脱水减小介电常数，延长微波场的波长。当微波装置由于组织类型之间的介电常数的变化而在各种组织类型上使用时，也发生波长延长。例如，电磁波在肺组织中比在肝组织中明显更长。
波长延长折损了微波能量在目标组织上的聚焦。对于大体积消融，大致球形的主动区是优选的，从而在大致球形的组织目标上聚焦能量。波长延长导致电磁场沿装置的长度朝向发生器伸展，从而导致大致彗星形或"热狗"形的主动区。
通过利用具有不变介电常数的材料来介电缓冲天线几何形状，波长延长在医用微波天线中能够明显减小，如在美国申请No.13/835283和No.13/836519中描述的，其每一个所公开内容通过引用结合于此。不变介电常数的材料围绕天线，以减小组织电特性对天线波长的影响。通过由介电缓冲控制波长延长，天线阻抗匹配且场形状能够被维持，以实现具有预定稳定形状的大主动消融区。
通过给介电缓冲提供循环流体(诸如盐水或水)，这些材料的高介电常数能够在天线几何形状设计中起杠杆作用，而且循环流体能够用于同时冷却包括共轴馈线和天线在内的微波构件。微波构件的冷却也能够实现构件的较高功率操作，这能够用于向天线传递更多的能量以形成较大的主动区。
如上所述，围绕天线的主动区的形状部分地由天线的几何形状确定。普通消融天线不利用与波长缓冲组合的天线几何形状以有效地控制微波场形状。这些天线不形成球形主动区形状，主动区在组织类型上或在组织加热期间也不是稳定不变的。这些天线允许微波能量沿装置的外部导体从装置梢端朝向发生器传播。微波能量沿轴的传播导致彗星或“热狗”形的主动区。
微波天线能够配备有扼流圈(choke)或巴伦(balun)，即，天线几何形状的改进阻抗匹配且也能够协助将微波能量聚焦成预定形状的构件。当与波长缓冲组合时，巴伦或扼流圈能够有效地阻挡电磁波在各种组织类型上且在组织加热期间沿外部导体朝向发生器向后传输，以将能量聚焦成稳定球形主动区。
巴伦的一个应用方案包括布置在共轴线缆的外部导体上的巴伦电介质和布置在巴伦电介质上的外部巴伦导体。巴伦形成围绕内部共轴线缆设置的共轴波导的短节段，其中，共轴线缆的外部导体是巴伦的内部导体。巴伦围绕接近天线的馈线的共轴线缆布置且在一个应用方案中具有λ/4的长度，其中，λ是在巴伦内的电磁波的波长。巴伦外部导体和内部导体在近端一起短路，以形成λ/4短路巴伦。
描述λ/4短路巴伦的功能的一种方式如下：电磁波沿天线的辐射节段向近侧传输、进入巴伦、在巴伦的短路近端反射、向前传输到巴伦的远端、并且退出巴伦回到天线辐射节段上。利用巴伦长度的这个布置，当电磁波到达巴伦的远端且回到天线辐射节段上时，电磁波已经积累了完整相变λ。这是由于在巴伦内向前传播的λ/4距离、在巴伦内向后传播的λ/4距离和在巴伦的短路近端反射发生的λ/2相变。结果，电磁波不是沿线缆的外部表面朝向发生器传输，而是与在天线辐射节段上的其他波相位相干的波，所述波被重新引导回到天线的远侧梢端。
然而，巴伦显著增加微波天线的直径以及微波天线穿过的针的直径。针的尺寸可能限制在微创程序中、尤其当重复治疗时微波天线的使用。
发明内容
在一方面，本申请的特征在于一种微波消融施加器的制造方法。所述方法包括：通过(a)在第一内部导体的外表面上布置第一电介质以使得第一电介质在垂直于第一内部导体的纵向轴线的平面上具有第一面、并且(b)在第一电介质的外表面上布置外部导体而形成馈线区段。所述方法还包括：通过(a)在第二内部导体的外表面上布置直径比第一电介质的直径小的第二电介质、并且(b)在第二电介质的外表面上布置第二外部导体而形成下降区段。所述方法还包括：通过(a)在第三内部导体的外表面上布置直径比第一电介质的直径小的第三电介质、(b)在第三电介质的近端的外表面上布置第三外部导体以便形成在第三电介质的远端处的馈电间隙、(c)在第三外部导体的外表面上布置巴伦电介质、并且(d)在巴伦电介质的外表面上布置巴伦外部导体而形成辐射器基部区段。
在另一方面，本申请的特征在于一种微波消融施加器的制造方法。所述方法包括：在内部导体的第一部分的外表面上布置第一电介质；在第一电介质的外表面上布置第一外部导体；在内部导体的第二部分的外表面上布置直径比第一电介质的直径小的第二电介质，内部导体的第二部分在远侧邻近于内部导体的第一部分；在第二电介质的外表面上布置第二外部导体；在内部导体的第三部分的外表面上布置直径比第一电介质的直径小的第三电介质；在第三电介质的近端的外表面上布置第三外部导体以便形成在第三电介质的远端处的馈电间隙；在第三外部导体的外表面上布置巴伦电介质；并且在巴伦电介质的近端的外表面上布置巴伦外部导体。
第一、第二和第三电介质可由相同电介质材料制成。
在导体的一部分上布置电介质可包括使电介质滑动到导体的所述部分上、使电介质热缩在导体的所述部分上以及使电介质围绕导体的所述部分包覆中的至少一个。在电介质上布置外部导体可包括在电介质上放置编织物。布置第三外部导体可包括在第三电介质上放置编织物且从辐射器基部区段的远侧部分剥除编织物以形成馈电间隙。
而在另一方面，本申请的特征在于一种微波消融施加器的制造方法。所述方法包括从包括围绕内部导体的电介质的杆的中间部分移除电介质材料，以使得杆的中间部分的直径小于杆的邻近于中间部分的近侧部分的直径。所述方法还包括从杆的邻近于杆的中间部分的远侧部分移除电介质材料，以使得杆的远侧部分的直径小于杆的中间部分的直径。所述方法还包括在杆的近侧部分的外表面上布置第一外部导体；在杆的中间部分的外表面上布置第二外部导体；在杆的远侧部分的近端的外表面上布置第三外部导体，以便形成在杆的远侧部分的远端处的馈电间隙；在第三外部导体的外表面上布置巴伦电介质；并且在巴伦电介质的近端的外表面上布置巴伦外部导体。
所述方法还可包括在内部导体的外表面上布置电介质以形成杆。电介质材料可以从杆的中间部分移除，以使得中间部分的直径从在中间部分的近端的第一直径渐缩到在中间部分的远端的第二直径，其中，第一直径大于第二直径。电介质材料可以从杆的中间部分移除，以便形成具有比杆的近侧部分的直径小的不同直径的多个阶梯部。
所述方法还可包括在阶梯部之间布置套圈以使阶梯部之间的过渡平滑。套圈可以布置在阶梯部面上以使阶梯部之间的过渡平滑。
在内部导体的外表面上布置电介质以形成杆可包括使电介质带围绕内部导体的外表面包覆。移除电介质材料可包括解开电介质带的一部分。
所述方法还可包括将辐射节段附接到辐射器基部区段的内部导体上。将辐射节段附接到辐射器基部区段的内部导体可上包括压接、钎焊或焊接。
电介质材料可以从杆的远侧部分移除，以使得巴伦外部导体的外径小于第一外部导体的外径的直径。
在另一方面，本申请的特征在于一种微波消融施加器。所述微波消融施加器包括馈线区段、下降区段和辐射器基部区段。馈线区段包括第一内部导体、第一电介质和第一外部导体，第一电介质布置在第一内部导体的外表面上且具有在垂直于第一内部导体的纵向轴线的平面上的第一面，并且第一外部导体布置在第一电介质的外表面上。下降区段包括第二内部导体、第二电介质和第二外部导体，第二电介质具有比第一电介质的直径小的直径且布置在第二内部导体的外表面上，并且第二外部导体布置在第二电介质的外表面上。
辐射器基部区段包括第三内部导体、第三电介质、第三外部导体、巴伦电介质以及巴伦外部导体，第三电介质具有比第一电介质的直径小的直径且布置在第三内部导体的外表面上，第三外部导体布置在第三电介质的近端的外表面上以便形成在辐射器基部区段的远端处的馈电间隙，巴伦电介质布置在第三外部导体的外表面上，并且巴伦外部导体布置在巴伦电介质的外表面上。第三外部导体的长度小于第三电介质的长度，以便留出馈电间隙。
馈线区段、下降区段和辐射器基部区段中的一个或多个可以是刚性、半刚性或柔性的。第二和第三内部导体的直径可以等于第一内部导体的直径。第二和第三内部导体可以是第一内部导体的延伸。巴伦导体的外径可以等于馈线区段的第一外部导体的外径。
下降区段可以从在下降区段的近端的第一直径渐缩到在下降区段的远端的第二较小直径。下降区段可包括多个阶梯部。套圈可以布置在下降区段的阶梯部的每个处。下降区段的长度可以根据第二电介质的电介质常数来调整。
馈线区段、下降区段和辐射器基部区段由共轴馈线芯加工，共轴馈线芯可包括内部导体和围绕内部导体布置的电介质绝缘体。
第一电介质、第二电介质、第三电介质和巴伦电介质中的至少一个可以是电介质带。第二电介质可以是泡沫PTFE、低密度PTFE(LDPTFE)、多微孔PTFE、带包覆PTFE、带包覆和烧结PTFE或PFA。第二外部导体可以是镀银铜扁线编织物、整体拉制铜管、导电墨涂覆PET热缩物、银涂覆PET热缩物或镀银包铜钢编织物。
在另一方面，本申请的特征在于一种微波消融施加器。所述微波消融施加器包括共轴馈线区段、阻抗下降区段、辐射器基部区段和布置在辐射器基部区段上的共轴巴伦。微波消融施加器还包括附接到辐射器基部区段的远端的辐射节段和配置成接收共轴馈线区段、阻抗下降区段、辐射器基部区段以及辐射节段的介电缓冲和冷却区段。
馈线区段、下降区段和辐射器基部区段中的一个或多个可以是刚性、半刚性或柔性的。共轴巴伦的外径可以等于或大约等于共轴馈线区段的外径。
介电缓冲和冷却区段可包括第一管道和布置在第一管道内的第二管道。第二管道限定第一管道的内表面和第二管道的外表面之间的流出导管，并且限定第二管道的内表面与共轴线缆和附接的辐射节段的外表面之间的流入导管。介电缓冲和冷却区段可包括限定用于携载冷却流体的流入和流出导管的第一管道。
附图说明
当参考附图阅读对本发明不同实施方式的描述时，对本领域技术人员而言，在此公开的具有流体冷却探针组件的能量传递装置及包括所述装置的系统的目的和特征将变得明显，在附图中：
图1是依据本申请的方面的微波消融系统的简图；
图2A是依据本申请的方面的图1的微波消融系统的微波施加器的透视图；
图2B是图2A的微波施加器的纵向剖视图；
图2C是依据本申请的一方面的图2A的微波施加器的横向剖视图；
图2D是依据本申请的另一方面的图2A的微波施加器的横向剖视图；
图3A是在执行依据本申请的方面的图2A-2D的微波施加器的制造方法的步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图3B是图3A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图4A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的另一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图4B是图4A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图5A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的又一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图5B是图5A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图6A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的又一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图6B是图6A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图7A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的又一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图7B是图7A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图8A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的又一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图8B是图8A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图9A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的又一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图9B是图9A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图10A是在执行图2A-2D的微波施加器的制造方法的另一步骤之后共轴线缆组件的透视图；
图10B是图10A的共轴线缆组件的纵向剖视图；
图11A是在执行依据本申请的其他方面的图7A和7B的部分完成的共轴线缆组件的制造方法的步骤之后部分完成的共轴线缆组件的透视图；
图11B是在执行图7A和7B的部分完成的共轴线缆组件的制造方法的又一步骤之后部分完成的共轴线缆组件的透视图；
图11C是在执行图7A和7B的部分完成的共轴线缆组件的制造方法的又一步骤之后部分完成的共轴线缆组件的透视图；
图12是依据本申请的其他方面的部分完成的共轴线缆组件的透视图；
图13A是在执行依据本申请的其他方面的部分完成的共轴线缆组件的制造方法的步骤之后部分完成的共轴线缆组件的侧视图；
图13B是在执行图13A的部分完成的共轴线缆组件的制造方法的另一步骤之后部分完成的共轴线缆组件的侧视图；
图14是依据本申请的一方面的微波消融施加器的制造方法的流程图；以及
图15是依据本申请的另一方面的微波消融施加器的制造方法的流程图。
具体实施方式
巴伦具有沿微波施加器的长度的最大径向尺寸。本申请总体旨在微波消融施加器和具有小径向尺寸的微波消融施加器的制造方法。这通过减小构建巴伦的平台的径向尺寸而完成。
根据本申请，天线几何形状的直径可减小到小于或等于或大约等于共轴馈线的直径。小型化天线几何形状提供至少以下优点：(1)减小微波施加器的整体径向尺寸而不明显损失消融性能或装置强度；(2)允许使用较大的共轴线缆馈线，这减小了共轴线缆馈线中的能量损失且因此增加传递到辐射器的能量；(3)提供在微波施加器内的附加空间而不增加用于微波施加器的各种结构和特征件的整体径向尺寸，微波施加器的特征件诸如是流体通道、加强部件以及对中特征件或传感器；并且(4)允许各种制造技术，诸如完全组装的微波构件从一端滑动到多腔导管中，否则这由于微波共轴线缆和天线之间的不一致径向尺寸而是不可行的。
就支气管内消融而言，小型化微波施加器实现在2.8mm气管镜通道尺寸下盐水或水介电缓冲且电扼流(经由巴伦)的微波辐射器的技术可行性(例如要求的组织效果和冷却的适当性)。这进一步改进了尺寸达3.2mm的气管镜通道尺寸装置的相同应用的组织效果和冷却性能。导管尺寸(法国尺寸)具有临床价值的其他血管内、经皮、手术以及腹腔镜下应用预见得到类似的受益。这也可提供在微波施加器组件内用于热电偶温度传感器的空间，这在美国申请No.13/836519和No.13/924277中描述，其公开内容均通过引用结合于此。附加地，通过维持在馈线共轴区段的直径和天线几何形状(包括巴伦)的直径之间的线到线的尺寸，微波施加器组件可从近端滑动到闭合(梢端的)腔体中，因此简化制造过程。本申请的制造方法可在消融针的小型化和加强中使用。
微波消融系统和构件的实施方式参考附图描述。在对所有附图的说明中，类似的附图标记可指代类似或相同的元件。如图所示且如在本说明书中使用的，术语"近侧"指代设备或设备构件更靠近使用者的部分，并且术语"远侧"指代设备或设备构件更远离使用者的部分。
本说明书可能使用短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”、“在一些实施方式中”、或“在其他实施方式中”，这些均可指代依据本申请的相同或不同实施方式中的一个或多个。
如在本说明书中使用的，“微波”一般指代频率范围在300兆赫(MHz)(3×108周期/秒)到300千兆赫(GHz)(3×1011周期/秒)的电磁波。如在本说明书中使用的，“消融程序”一般指代任何消融程序，诸如，例如，微波消融、射频(RF)消融、或微波或RF消融辅助切除术。如在本说明书中使用的，“传输线”一般指代能够用于将信号从一点传输到另一点的任何传输介质。如在本说明书中使用的，“流体”一般指代液体、气体、或两者。
图1是依据本申请的方面的微波组织治疗系统10的简图。微波组织治疗系统10包括具有微波施加器或天线组件100的微波组织治疗装置20，微波施加器或天线组件通过馈线60连接到微波发生器40。微波组织治疗装置20可包括一个或多个泵80，例如，蠕动泵等等，以用于经由冷却系统180的流体流入导管182和流体流出导管184循环通过微波施加器或天线组件100的冷却或加热消耗性流体。泵在驱动流体通过系统方面的机械功能性可由利用加压和调节贮藏器驱动流体来代替。
馈线60的长度范围可从大约7英尺到大约10英尺，但在具体应用中可以按照要求明显更长或更短。馈线60将微波能量传输到微波组织治疗装置20。馈线60包括共轴线缆，所述共轴线缆具有内部导体、外部导体和介于内部和外部导体之间的电介质。电介质将内部导体与外部导体电分离和/或隔离。馈线60还可包括由任何导电或非导电材料形成的任何套筒、管道、护套等等。馈线60能够与天线组件100或微波组织治疗装置20分离和连接。
内部和外部导体均至少部分地由导电材料或金属形成，诸如不锈钢、铜或金。在某些实施方式中，馈线60的内部和外部导体可包括镀有或涂覆有合适导电材料的导电或非导电基板。电介质可由具有介电值和足够的切向损耗常数值的材料形成，以将相应的内部和外部导体彼此电分离和/或隔离，该材料包括但不限于膨胀泡沫聚四氟乙烯(PTFE)、聚合物、二氧化硅或含氟聚合物。电介质可由能够维持相应内部和外部导体之间的理想阻抗值和电配置的任何非导电材料形成。此外，电介质可由电介质材料的组合形成。
微波组织治疗系统10的天线组件100包括共轴馈线区段112、阻抗下降区段114、辐射器基部区段116、远侧辐射节段120以及介电缓冲和冷却结构122，扼流圈或共轴巴伦118布置在辐射器基部区段上。
天线组件100的近侧部分可包括连接衬套140。连接衬套140限定配置且尺寸化为接收馈线60远端的导管、配置且尺寸化为接收冷却系统180的流入导管182和流出导管184的附加导管、以及形成在连接衬套160的内部表面中的、配置且尺寸化为分别接收流入导管182和流出导管184的一个或多个孔。连接衬套160可由任何合适的材料形成，包括但不限于聚合物材料。虽然未明确示出，但是衬套也可包括配置且尺寸化为接收传感器的导管，传感器包括但不限于热电偶或阻抗监测电极。
如上所述，本申请的微波消融施加器最小化共轴馈电的微波消融施加器的径向尺寸。特别地，最小化巴伦的径向尺寸(沿微波消融辐射器的最大径向尺寸)。这可由减小构建巴伦的平台的尺寸而完成。
如图1所示，微波消融施加器包括六个区段或结构：(1)共轴线缆的共轴馈线区段112、(2)共轴线缆的阻抗下降区段114、(3)共轴线缆的辐射器基部区段116、(4)共轴巴伦118、(5)远侧辐射节段120以及(6)介电缓冲和冷却结构122，介电缓冲和冷却结构包括导管，所述导管用于携载介电缓冲和冷却流体穿过微波施加器，以至少介电缓冲和冷却辐射器基部区段116和远侧辐射节段120。现在将描述这些区段或结构中的每个的结构和使用材料。
图2A-2D示出插入介电缓冲和冷却结构122中的微波施加器。共轴馈线区段112(图1)可由任何类型的共轴线缆构造，包括刚性、半刚性或柔性的共轴线缆。由共轴线缆形成的波导的阻抗可以是50ohms，但范围可以从20ohms到150ohms。共轴馈线区段112的内部导体212由电介质绝缘体214围绕，电介质绝缘体继而由外部导体216(也称为屏障)局部或完全覆盖。对于150Watt、2450MHz的设计，例如，内部导体212可具有0.02870cm的直径，电介质绝缘体214可具有0.09144cm的直径，并且外部导体216可具有0.1054cm的直径。
内部导体212可以是镀银的实心铜线。电介质绝缘体214可以是挤出的聚四氟乙烯(PTFE)电介质绝缘体、包覆PTFE、泡沫PTFE、或过氟烷氧基(PFA)。外部导体216可以是由扁或圆的编织线构造的镀银铜线编织物。用于环境和机械稳定性的护套(未示出)可施加在编织屏障上或熔入所述编织屏障。护套可以是诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或氟化乙丙烯(FEP)的热缩材料或挤出热塑料。
阻抗下降区段114可包括与共轴馈线区段112的内部导体212相同的内部导体222。因此，内部导体222可不变，且在共轴馈线区段112和阻抗下降区段114之间无缝，以简化微波施加器的制造并改进电性能。换言之，内部导体222可以是内部导体212的延伸。在实施方式中，内部导体222的径向尺寸可以减小。共轴馈线区段112和阻抗下降区段114之间的差异在于：阻抗下降区段114的外部径向尺寸根据下述计算减小。
阻抗下降区段114的长度可针对在操作频率的波长的四分之一处的电性能被优化。阻抗下降区段114的长度可以根据阻抗下降区段的电介质绝缘体224的电介质常数来调整。例如，对于2450MHz的操作频率，阻抗下降区段114的长度可以是2.1cm。在其他实施方式中，阻抗下降区段114的长度可以偏离四分之一波长。例如阻抗下降区段114的长度对于915MHz的操作频率可以是5.6cm，对于5800MHz可以是0.9cm。在另一实施方式中，阻抗下降区段114可利用各种方法下降，包括渐缩下降(在下文中更加详细地描述)、多区段下降(也在下文中更加详细地描述)或指数递减。
阻抗下降区段114可由与共轴馈线区段112相同的材料构造，或阻抗下降区段114可使用与共轴馈线区段112不同的材料组合。电介质绝缘体224可以是泡沫PTFE，诸如低密度PTFE(LDPTFE)或多微孔PTFE、带包覆PTFE、带包覆和烧结PTFE或PFA。外部导体226可以是镀银铜扁线的编织物、整体拉制铜管、导电墨涂覆PET热缩物(例如银墨涂覆PET热缩物)或镀银包铜钢编织物。
辐射器基部区段116可包括不改变且与阻抗下降区段114的内部导体222和共轴馈线区段112的内部导体212无缝的内部导体232，这会简化辐射器基部区段116的制造且将改进电性能。如果辐射器基部区段116的内部导体232与辐射器基部区段116一起改变，则所述内部导体的径向尺寸可以减小。辐射器基部区段116和阻抗下降区段114之间的差异在于：辐射器基部区段的电介质绝缘体234的径向尺寸根据下述计算减小。
辐射器基部区段116的外部导体或屏障236的遥远远端被移除以形成馈电间隙238，馈电间隙允许微波场从共轴波导传输到远侧辐射节段120上。辐射器基部区段116的长度大约等于共轴巴伦118、馈电间隙238和近侧辐射臂的长度之和，近侧辐射臂是共轴巴伦118和馈电间隙238之间的长度。例如，对于2450MHz的操作频率，共轴巴伦118可具有2cm的长度，近侧辐射臂可具有1cm的长度，并且馈电间隙238可具有0.3cm的长度。
辐射器基部区段116可由与共轴馈线区段112和/或阻抗下降区段114相同的材料或不同的材料构造。辐射器基部区段116的电介质绝缘体234可以是低密度PTFE(例如泡沫PTFE)、带包覆PTFE、带包覆和烧结PTFE或PFA。外部导体236可以是镀银铜扁线的编织物、整体拉制铜管、银墨涂覆PET热缩物或镀银包铜钢编织物。
共轴巴伦118在如图2B-2D所示的辐射器基部区段的顶部上组装。共轴巴伦118由巴伦电介质绝缘体244和巴伦外部导体246(也称为巴伦屏障)构成。
共轴巴伦118的总外径可设定为等于或大约等于共轴馈线区段112的总外径，以使得装置的最大总径向尺寸不因为共轴巴伦118而增加。例如，共轴巴伦118的总外径可以是0.105cm。这个等式设定下述设计计算的初始条件。共轴巴伦118的长度等于操作频率的波长的四分之一，这根据巴伦电介质绝缘体244的电介质常数来调整。例如共轴巴伦118的长度对于2450MHz的操作可以是2.0cm。巴伦电介质绝缘体244可延伸超过共轴巴伦外部导体或屏障246的远端，如图2B所示(绝缘体延伸部248)，这增加了共轴巴伦118在各种生理情况的有效性。例如，延长巴伦电介质绝缘体244的长度可以是0.3cm。
共轴巴伦118可以由与共轴馈线区段112相同的材料构造，或可从共轴馈线区段112的特定材料变化。例如，共轴电介质绝缘体244可以是泡沫PTFE(LDPTFE)、带包覆PTFE、带包覆和烧结PTFE、或PFA。巴伦外部导体246可以是镀银铜扁线编织物、整体拉制铜管、银墨涂覆PET热缩物或镀银包铜钢编织物。
远侧辐射节段120是钎焊、压接或焊接在辐射器基部区段116的内部导体232的远端上的细长导体。远侧辐射节段120的形状可以是筒体。可替换地，远侧辐射节段120可以由直径变化的数个筒体构成，诸如杠铃状或具有加宽基部的销状。诸如突起和翅片的附加热沉特征可添加到远侧辐射节段120，以增加微波施加器的辐射有效性。诸如上述杠铃状的这些特征也可帮助将辐射器在介电缓冲和冷却结构122内居中。
远侧辐射节段120的长度可设计用于在操作频率下的大约四分之一波长。例如，远侧辐射节段120的长度对于2450MHz的操作频率可以是大约1cm。可替换地，远侧辐射节段120可减小或增长到使辐射器基部区段116的线阻抗匹配总天线阻抗。增加或减小远侧辐射节段120的长度分别成比例地减小或增加近侧辐射臂的长度，以在操作频率上维持整个天线长度处于半波长谐振。例如，包括馈电间隙238的远侧辐射节段120的总长度对于2450MHz的操作可以是大约2.3cm。
远侧辐射节段120可以是镀金黄铜、镀银铜、或具有高表面导电性的任何其他复合材料，诸如具有导电涂层的聚合物杆。远侧辐射节段120也可通过使辐射器基部区段的电介质绝缘体234和内部导体232延伸适当长度且以导电表面覆盖而形成，导电表面诸如电镀物、导电墨、包覆箔或编织线。
介电缓冲和冷却结构122包括用于装置的机械支撑件、诸如气体或液体的循环冷却流体以及允许流体循环的腔室，所述腔室诸如是分别形成流体路径208和206的同心流入和流出管道202和203，或例如腔体204-207的多腔热塑挤出部。来自周围组织环境的天线的介电缓冲通过在辐射节段的长度上延伸的循环液体提供。可替换地，冷却腔体和流体可终止于远侧辐射节段120的近侧，并且高介电固体材料可以在微波施加器的辐射节段上的远侧布置，以介电缓冲天线和提供机械刚性。
介电缓冲和冷却结构122可由各种热塑料构成且可根据多腔挤出方法制造。介电缓冲和冷却结构122可包括由纤维玻璃构成的流出管道203和由聚酰亚胺或PET挤出物构成的流入管道202，且可根据同心方法制造，在所述同心方法中，材料层合在彼此上。流入管道202和流出管道203可以可替换地由Kevlar编织热塑性复合物构成。冷却流体可以是水、盐水或任何常用的水基液体。高介电固体材料可以是陶瓷材料，诸如氧化钇四方多晶氧化锆(YTZP)。
在实施方式中，微波消融施加器可以通过首先优化下降电介质设计而设计。确定微波消融施加器的馈线区段、下降区段和辐射器基部区段的尺寸的一个示例性方法是将巴伦的外径约束到馈线的外径，以使得微波消融施加器组件的外径不大于馈线的外径。每个区段的长度和直径也可设计成实现在操作频率下通过天线馈电间隙的低插入损耗。操作频率可以是诸如从2400MHz到2500MHz的操作带宽。在确定微波消融施加器的区段的尺寸之后，远侧辐射节段、巴伦以及介电缓冲和冷却结构被添加到设计，并且区段的尺寸然后被进一步优化以实现受控能量图形和能量到组织的高效率。
微波消融探针的区段的尺寸可通过从目标巴伦径向尺寸开始确定，目标巴伦径向尺寸可选择为大约等于或小于共轴馈线区段112的径向尺寸。接下来，辐射器基部区段116的尺寸被确定，而后下降区段114的尺寸利用四分之一波长匹配公式确定。四分之一波长匹配公式匹配较大共轴馈线区段112和较小辐射器基部区段116之间的阻抗改变。确定微波消融探针的区段的尺寸的这个方法通过以下示例示出。
首先，计算共轴馈线区段112的尺寸。共轴馈线区段112的内部导体212的直径(IC1)如下计算：
其中，Z馈电是共轴馈线区段112的阻抗，εr1是共轴馈线区段112的电介质绝缘体214的介电常数，ε0是自由空间或真空的电容率，μ0是真空的可渗透性，并且OD电介质1是电介质绝缘体214的外径。公式(1)由用于共轴线缆的阻抗的公式导出。共轴馈线区段112(OD线缆1)的总直径或外径计算如下：
OD线缆1＝OD电介质1+ODadd编织物1+ODadd护套1 (2)
其中，ODadd编织物1是从外部导体216添加的直径，并且ODadd护套1是从共轴馈线区段112的护套添加的直径。
共轴巴伦118的尺寸可通过将巴伦结构或扼流圈的外径(OD扼流圈)设定成等于共轴馈线区段112的外径(OD线缆l)而计算，这可通过以下等式表达：
OD扼流圈＝OD线缆1 (3)
在其他实施方式中，扼流圈的外径(OD扼流圈)可设定为小于共轴馈线区段112的外径(OD线缆l)。扼流圈的电介质绝缘体244的外径(OD扼流圈电介质)然后从以下公式确定：
OD扼流圈电介质＝OD扼流圈-ODadd扼流圈护套-ODadd扼流圈编织物 (4)
其中，ODadd扼流圈护套是从扼流圈护套添加的直径，并且ODadd扼流圈编织物是从扼流圈或共轴巴伦118的外部导体246添加的直径。巴伦绝缘体244的内径(ID扼流圈电介质)然后由以下公式确定：
ID扼流圈电介质＝OD扼流圈电介质-ODadd扼流圈电介质 (5)
接下来，计算辐射器基部区段116的尺寸。首先，辐射器基部区段116的内部导体232的直径(IC3)设定为等于共轴馈线区段112的内部导体212的直径(IC1)，即：
IC3＝IC1 (6)
辐射器基部区段的绝缘体234的外径(OD电介质3)然后如下计算：
OD电介质3＝ID扼流圈电介质-OD编织物3-ODadd护套3 (7)
其中，ODadd编织物3是从扼流圈或共轴巴伦118的外部导体246添加的直径，并且ODadd护套3是从扼流圈护套添加的直径。
然后，辐射器基部区段绝缘体234的内径(ID电介质3)设定为等于辐射器基部区段116的内部导体232的直径(IC3)，即：
ID电介质3＝IC3 (8)
然后根据以下等式计算用于辐射器基部区段234的线缆的外径(OD线缆3)：
OD线缆3＝OD电介质3+ODadd编织物3+ODadd护套3 (9)
接下来，下降阻抗通过首先计算馈线和辐射器基部区段阻抗而计算。共轴馈线区段112的阻抗由以下公式给出：
辐射器基部区段116的阻抗由以下公式给出：
其中，εr3是辐射器基部区段116的电介质绝缘体234的介电常数。
下降区段114的阻抗可利用四分之一波阻抗变换方法通过采用共轴馈线区段112的阻抗(公式9)和辐射器基部区段116的阻抗(公式10)的乘积的平方根计算，如以下公式所示：
下降区段114的尺寸然后可如下计算。下降区段114的内部导体222的直径设定为等于共轴馈线区段112的内部导体212的直径，即：
IC2＝IC1 (13)
然后，下降区段绝缘体224的外径(OD电介质2)利用以下公式计算：
其中，εr2是下降区段114的电介质绝缘体224的介电常数。公式(14)由共轴线缆公式的阻抗导出。
下降区段绝缘体224的内径由以下公式给出：
ID电介质3＝IC3 (15)
然后，下降区段114的总外径根据公式计算：
OD线缆2＝OD电介质2+ODadd编织物1+ODadd护套1 (16)
利用由上述微波消融施加器的设计确定的尺寸，微波消融施加器可以根据各种方法制造(示例如下述)。例如，图3A-10B示出通过堆叠介电筒体制造微波施加器的方法。如图3A和3B所示，制造方法始于：具有第一内部导体212、第一绝缘体214和外部导体216的共轴馈线区段；具有第二内部导体222的阻抗下降区段114；和具有第三内部导体的辐射器基部区段232。这个配置可以通过从共轴线缆的远侧部分剥除绝缘体和外部导体而形成。
接下来，如图4A和4B所示，直径小于第一绝缘体214的直径的第二绝缘体224围绕阻抗下降区段114的第二内部导体222布置。这可通过将柱形绝缘体滑动到第二内部导体222上完成。接下来，如图5A和5B所示，外部导体226布置在阻抗下降区段114的第二绝缘体224的表面上。
在制造方法的下一步骤中，直径小于第一绝缘体214和第二绝缘体224的直径的第三绝缘体234围绕辐射器基部区段116的第三内部导体232布置，如图6A和6B所示。这也可通过将柱形绝缘体滑动到第三内部导体232上完成。接下来，如图7A和7B所示，外部导体236布置在辐射器基部区段116的第三绝缘体234的近侧部分的表面上，以使第三绝缘体234的远侧部分暴露而形成馈电间隙238。
接下来，巴伦绝缘体244围绕辐射器基部区段116的第三外部导体236的近端布置，如图8A和8B所示。这可通过将筒形巴伦绝缘体滑动到第三外部导体236的近端上完成。接下来，巴伦外部导体246布置在巴伦绝缘体244的近侧部分的表面上，以使巴伦绝缘体244的远侧部分暴露而形成馈电间隙238，如图9A和9B所示。最后，远侧辐射节段120附接到第三内部导体232的远端，如图10A和10B所示。如图所示，在各个外部导体216、226和236之间形成电连接，各个外部导体诸如在共轴区段之间的过渡部处靠近彼此地存在。巴伦外部导体246也在其近端电连接到共轴外部导体226和236。
根据堆叠方法的微波施加器的制造方法的另一实施方式起始于包括内部导体(例如内部导体1102)和绝缘体(例如绝缘体1104)的馈线芯(例如图11A的馈线芯)。绝缘体被剥除馈线芯的远侧长度，所述远侧长度等于下降区段和辐射器基部区段的长度。用于下降区段的绝缘体筒滑动到内部导体上，以使得所述绝缘体筒与剥除的馈线绝缘体面平齐。接下来，辐射器基部区段的绝缘体筒滑动到内部导体上，以使得所述绝缘体筒与下降绝缘体远侧面平齐。亲水凝胶、油脂或流体可在电介质面之间施加，并且施加在内部导体上，以协助滑动组装且阻挡高压冷却流体进入这些空间。
在堆叠组件上的外部导体的编织然后将沿堆叠组件的整个长度执行。导电或电介质套圈可添加到绝缘体的阶梯面以改进从一个区段到下一区段的编织物过渡，如图13B所示。编织物向后剥除以在辐射器基部区段上形成馈电间隙。巴伦绝缘体然后在辐射器基部区段上滑动、热缩到辐射器基部区段上或围绕辐射器基部区段包覆。编织物在巴伦绝缘体之上放置，以使得编织物的近端电短路到辐射器基部区段。套圈(扼流圈短路导体)可添加到巴伦电介质的近侧面，以简化巴伦编织物的电终端和机械终端。巴伦编织物向后剥除以暴露巴伦延伸的电介质。然后，远侧辐射节段120附接到辐射器基部区段的内部导体232。远侧辐射节段120可钎焊、压接或焊接到辐射器基部区段的内部导体232。天线组件然后滑动到冷却和介电缓冲结构中。
图14示出根据堆叠方法的微波施加器子组件的制造方法。在所述方法在步骤1401中开始之后，在步骤1402中，第一电介质和第一外部导体从共轴线缆的远侧部分剥除以暴露第一内部导体。在步骤1404中，第二电介质滑动到内部导体上，以使得第二电介质的近侧横向面抵接第一电介质的远侧横向面。在步骤1406中，第二外部导体施加到第二电介质的表面。在步骤1408中，第三电介质滑动到内部导体的剩余远侧部分上，以使得第三电介质的近侧横向面抵接第二电介质的远侧横向面。在步骤1410中，第三外部导体施加到第三电介质的表面，以便使第三电介质的远侧部分暴露。
在步骤1412中，巴伦电介质滑动到第三电介质的近侧部分上，以便使第三外部导体的远侧部分暴露。在步骤1414中，巴伦外部导体施加到巴伦电介质的表面，以便使巴伦电介质的远侧部分暴露。然后，在所述方法在步骤1417中结束之前，在步骤1416中，辐射节段附接到内部导体的远端。
可替换地，微波施加器可通过加工在图11A中示出的共轴馈线芯而制造。从包括内部导体1102和绝缘体1104的共轴馈线芯开始，绝缘体1104被加工成与下降区段114和辐射器基部区段116的几何形状一致的型廓，如图11B所示。然后，如图11C所示，第一外部导体216施加到共轴馈线区段的电介质的表面，第二外部导体226施加到阻抗下降区段的电介质的表面，并且第三外部导体236施加到辐射器基部区段的电介质的近侧部分的表面，以使电介质的远端暴露而形成馈电间隙238。在其他实施方式中，外部导体在加工芯型廓的长度上编织。编织物被向后剥除以形成馈电间隙238。
巴伦绝缘体244然后滑动、热缩或包覆在辐射器基部区段116上。巴伦导体246在巴伦绝缘体244上编织，以使得巴伦导体246的近端电短路到辐射器基部区段116。巴伦编织物向后剥除以暴露巴伦绝缘体244的远侧部分。远侧辐射节段120然后钎焊、压接或焊接到辐射器基部区段的内部导体232上。最终，天线组件滑动到介电缓冲和冷却结构122中。
在一些实施方式中，图11A的共轴馈线芯可加工成图12中示出的几何形状，所述几何形状使得阻抗下降区段1214的直径渐缩。如图12所示，阻抗下降区段1214的直径从在阻抗下降区段1214的近端的第一直径渐缩到在阻抗下降区段1214的远端的第二较小直径。
在其他实施方式中，图11A的共轴馈线芯可加工成图13A中示出的几何形状。如所示，阻抗下降区段1314包括具有不同直径的多个阶梯部1351、1353和1355。导电或介电套圈1362、1364和1366可以在相应阶梯部1351、1353和1355的相应阶梯面1352、1354、和1356处布置，以提供阶梯部之间的平滑过渡，以使得外部导体可容易地施加到微波施加器的长度。
图15示出根据加工方法的微波施加器子组件的制造方法1500。在所述方法在步骤1501中开始之后，在步骤1502中，电介质材料从共轴馈线芯的中间部分移除以形成下降区段。在步骤1504中，电介质材料从共轴馈线芯的远侧部分移除以形成辐射器基部区段。在步骤1506中，外部导体被施加在共轴馈线芯的长度上。在步骤1508中，外部导体从辐射器基部区段的远端移除以形成馈电间隙。在步骤1510中，巴伦电介质在辐射器基部区段的近侧部分上。在步骤1512中，巴伦外部导体施加到巴伦电介质的表面。在步骤1514中，巴伦外部导体从巴伦电介质的远侧部分移除。在步骤1516中，辐射节段焊接到共轴馈线芯的内部导体的远端。然后，在步骤1517中，图15的方法结束。
作为另一替换方案，微波施加器可通过选择性移除带包覆的电介质而制造。带包覆的电介质芯的型廓可以通过沿芯的适当长度移除一层或多层带制造以匹配所描述的下降区段型廓。剩余过程将匹配加工方法。
虽然为了示例和说明的目的已经参考附图详细描述实施方式，但是应该理解的是，本发明的方法和设备并不理解为受限于此。对本领域普通技术人员而言明显的是，可以对前述实施方式进行各种修改而不偏离本申请的范围。

Claims (17)

1.一种微波消融施加器的制造方法，所述方法包括：
通过(a)在第一内部导体的外表面上布置第一电介质且(b)在第一电介质的外表面上布置外部导体而形成馈线区段，第一电介质具有在垂直于第一内部导体的纵向轴线的平面上的第一面；
通过(a)在第二内部导体的外表面上布置第二电介质且(b)在第二电介质的外表面上布置第二外部导体而形成下降区段，第二电介质的直径小于第一电介质的直径；并且
通过(a)在第三内部导体的外表面上布置第三电介质、(b)在第三电介质的近端的外表面上布置第三外部导体以便形成在第三电介质的远端处的馈电间隙、(c)在第三外部导体的外表面上布置巴伦电介质、且(d)在巴伦电介质的外表面上布置巴伦外部导体而形成辐射器基部区段，第三电介质的直径小于第一电介质的直径。
2.一种微波消融施加器的制造方法，所述方法包括：
在内部导体的第一部分的外表面上布置第一电介质；
在第一电介质的外表面上布置第一外部导体；
在内部导体的第二部分的外表面上布置第二电介质，内部导体的第二部分在远侧邻近于内部导体的第一部分，第二电介质的直径小于第一电介质的直径；
在第二电介质的外表面上布置第二外部导体；
在内部导体的第三部分的外表面上布置第三电介质，第三电介质的直径小于第一电介质的直径；
在第三电介质的近端的外表面上布置第三外部导体，以便形成在第三电介质的远端处的馈电间隙；
在第三外部导体的外表面上布置巴伦电介质；并且
在巴伦电介质的近端的外表面上布置巴伦外部导体。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，第一、第二和第三电介质由相同电介质材料制成。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在导体的一部分上布置电介质包括使电介质滑动到导体的所述部分上、使电介质热缩在导体的所述部分上、以及使电介质围绕导体的所述部分包覆中的至少一个。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在电介质上布置外部导体包括在电介质上放置编织物。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，布置第三外部导体包括在第三电介质上放置编织物和从辐射器基部区段的远侧部分剥除编织物以形成馈电间隙。
7.一种微波消融施加器的制造方法，所述方法包括：
从包括围绕内部导体的电介质的杆的中间部分移除电介质材料，以使得杆的中间部分的直径小于杆的邻近于中间部分的近侧部分的直径；
从杆的邻近于杆的中间部分的远侧部分移除电介质材料，以使得杆的远侧部分的直径小于杆的中间部分的直径；
在杆的近侧部分的外表面上布置第一外部导体；
在杆的中间部分的外表面上布置第二外部导体；
在杆的远侧部分的近端的外表面上布置第三外部导体，以便形成在杆的远侧部分的远端处的馈电间隙；
在第三外部导体的外表面上布置巴伦电介质；并且
在巴伦电介质的近端的外表面上布置巴伦外部导体。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括在内部导体的外表面上布置电介质以形成杆。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在内部导体的外表面上布置电介质以形成杆包括使电介质带围绕内部导体的外表面包覆。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，移除电介质材料包括解开电介质带的一部分。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括将辐射节段附接到辐射器基部区段的内部导体上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将辐射节段附接到辐射器基部区段的内部导体上包括压接、钎焊或焊接。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，电介质材料从杆的中间部分移除，以使得中间部分的直径从在中间部分的近端的第一直径渐缩到在中间部分的远端的第二直径，第一直径大于第二直径。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，电介质材料从杆的中间部分移除，以便形成具有比杆的近侧部分的直径小的不同直径的多个阶梯部。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括在阶梯部之间布置套圈，以使阶梯部之间的过渡平滑。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，套圈布置在阶梯部的面上，以使阶梯部之间的过渡平滑。
17.根据权利要求7所述的方法，其中，电介质材料从杆的远侧部分移除，以使得巴伦外部导体的外径小于第一外部导体的外径的直径。
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