CN105848605A - 用于将rf和/或微波能量递送到生物组织中的电外科镊子 - Google Patents

Abstract

一对或多对非共振不平衡有损输电线路结构布置在镊子的夹爪的内表面上的电外科镊子具备：(i)用于射频(RF)信号的有源和回流电极，以及(ii)用于结合机械夹持布置将微波信号递送到生物组织中的有损结构，所述机械夹持布置用于向保持在所述夹爪内的材料施加压力。所述对输电线路在所述镊子的所述夹爪上的位置和所述夹爪所述材料的选择被布置来确保由所述夹爪夹住的任何生物组织变成用于所述RF信号的传播介质和所述微波信号在其中损耗的介质。

Description

用于将RF和/或微波能量递送到生物组织中的电外科镊子

发明领域

本发明涉及电外科镊子，所述电外科镊子用于夹住生物组织并且用于将微波能量递送到所夹住组织中来凝结或灼烧或密封所述组织和/或递送RF能量来切除组织。具体地，镊子可用于密封和/或切除血管。本发明可应用到可沿着内窥镜或胃窥器的仪器通道插入或者可用在腹腔镜手术或开刀手术中的镊子。

发明背景

能够将热能递送到所夹住生物组织中的镊子是已知的。例如，已知递送来自镊子的夹爪中的双极电极布置的射频(RF)能量。RF能量可用于通过对血管壁内的细胞外基质蛋白进行热变性来密封血管。热能还可烧灼所夹住组织并且促进凝结。

US 6,585,735描述内窥镜式双极镊子，其中镊子的夹爪被布置来传导双极能量穿过保持在其间的组织。

EP 2 233 098描述用于密封组织的微波镊子，其中夹爪的密封表面包括用于将微波能量辐射到夹在镊子的夹爪之间的组织中的一个或多个微波天线。

发明概述

最概括地说，本发明提供一种电外科镊子，其中一对或多对非共振不平衡有损输电线路结构布置在镊子的夹爪的内表面上，所述电外科镊子提供以下两项：(i)用于射频(RF)信号的有源和回流电极；和(ii)用于结合机械夹持布置将微波信号递送到生物组织中的有损结构，所述机械夹持布置用于向保持在夹爪内的材料施加压力。这对输电线路在镊子的夹爪上的位置和夹爪材料的选择被布置来确保由夹爪夹住的任何生物组织变成用于RF信号的传播介质和微波信号在其中丢失的介质。由于组织和/或镊子夹爪的弹性性能，由机械夹持布置施加的压力可形成对所夹住组织的密封，这可确保能量被可控地递送到所夹住组织中。

因此，根据本发明，提供一种电外科镊子，其包括：一对夹爪元件，所述夹爪元件可相对于彼此枢转以便打开和关闭其间的间隙；一对细长导电元件，所述细长导电元件邻近于所述间隙安装在这对夹爪元件中；以及同轴电缆，所述同轴电缆用于传输射频(RF)能量和/或微波能量，其中这对细长导电元件电连接到所述同轴电缆并且被布置来充当以下两项：(i)用于由所述同轴电缆传输的RF能量的有源电极和回流电极；和(ii)用于由所述同轴电缆传输的微波能量的有损输电线路。这里，术语“有损输电线路结构”可意指用于支持所述微波能量作为行进波的不均匀的不平衡有损输电线路，所述不均匀的不平衡有损输电线路对于沿着所述行进波的所述微波能量来说是非共振的。所述细长导电元件可具有近端和开路远端，所述近端与所述同轴电缆的内导体或外导体电连接。与微波镊子中相比，此布置对电极构型的限制更少，在微波镊子中，电极必须形成辐射天线。因此，选择夹爪元件的形状存在更多的灵活性。

这里，术语“非共振”可意指输电线路的电长度(沿着微波能量行进波)被设定来抑制所述行进波的多次反射，即，防止或者抑制辐射驻波的形成。在实践中，此术语可意指所述输电线路的电长度基本上不同于所述微波能量的四分之一波长的倍数(取决于所述输电线路的远端是开路还是短路而需要避免奇数或偶数倍数)。特别期望当间隙中存在生物组织(即，与夹爪元件接触)时所述输电线路是非共振的。因此，所述输电线路的电长度可被设定来当所述输电线路以此方式由生物组织加负荷时避免所述微波能量的四分之一波长的倍数。优选地，所述输电线路的远端是开路，因为这可使装置能够利用射频(RF)能量以及微波能量进行操作。

形成非共振输电线路可防止所述装置辐射。微波能量因此通过从输电线路结构泄露而被递送到组织中。通过凭借在微波能量的频率下到生物组织的损耗水平的知识来设定输电线路的长度，本发明的电外科镊子可被布置来沿着输电线路在行进波的单次传输中递送在输电线路的近端处接收的基本上所有功率。

换句话说，输电线路的几何结构被选择(例如，基于模拟等等)而使得所述输电线路在所述微波能量频率下展现在生物组织中的高损耗。类似地，输电线路的几何结构可确保当间隙中不存在组织而存在空气时损耗极少的功率。例如，所述装置可展现约1dB回流损耗，即，功率的80％反射回到产生器，这与那里存在组织时的20％形成对比。因此，当间隙中存在组织时，可递送四倍多的功率。生物组织是有损的，即，所述生物组织是微波能量的良好吸收体。

优选地，这对夹爪元件限定长鼻状镊子，例如，其中所述夹爪具有像鳄鱼一样的外观。例如，夹爪元件的长度可以比其的最大宽度大两倍，优选地大2.5倍。在适于穿过内窥镜的仪器通道插入的实施方案中，这对夹爪元件具有7mm或更大的长度和2.4mm或更小的最大宽度。在其他实施方案中，这对夹爪元件可具有10mm或更大的长度，优选地为20mm或者更大。在装置以腹腔镜形式使用或者用在开刀外科手术中的实施方案中，夹爪的宽度可以超过2.4mm，例如，为3mm或更大。这对夹爪元件可具有弯曲的外表面，例如用于为所述镊子提供大体上圆形横截面以便促进穿过内窥镜的仪器通道插入。这对夹爪元件可远离同轴电缆减缩，即，朝远端变窄。此可协助镊子越过仪器通道中的拐角或曲线。

这对夹爪元件可以是所述同轴电缆的延续部分。换句话说，所述同轴电缆可在其第一端部处连接到这对夹爪元件，并且这对夹爪元件远离所述同轴电缆纵向延伸。如以下所解释的，这对夹爪元件可被迫与所述同轴电缆一起移动，例如，相对于用于打开和关闭所述夹爪的一些装置。所述同轴电缆可包括用于将其紧固到这对夹爪元件的合适支架。

这对夹爪元件可包括第一夹爪元件和第二夹爪元件，所述第一夹爪元件具有在整个间隙上与所述第二夹爪元件上的第二内表面相对的第一内表面，所述第一内表面和所述第二内表面沿着其相应夹爪元件纵向延伸。所述第一内表面和所述第二内表面可被成形来当所述夹爪被关闭时沿着接触面吻合。所述第一内表面和所述第二内表面可具有协作(例如，配对)形状。优选地，其是扁平的。

所述内表面可具有薄长方形形状。如果所述夹爪元件朝其远端减缩，那么所述内表面可具有梯形形状。

这对细长导电元件可包括安装在所述第一内表面上的第一细长导电元件和安装在所述第二内表面上的第二细长导电元件。然而，在优选实施方案中，这对细长导电元件可包括安装在所述第一内表面上的第一细长导电元件和安装在所述第一内表面上的第二细长导电元件，所述第二细长导电元件平行于所述第一细长导电元件并且与所述第一细长导电元件分离。在此布置下，这对细长导电构件的间距并不取决于所述夹爪元件之间的间隙的大小。所述内表面因此可以一致的方式向与其接触的组织递送能量。

在优选实施方案中，两个夹爪元件在其相应内表面上具有一对细长导电元件。因此，所述镊子可包括第二对细长导电元件，所述第二对细长导电元件包括安装在所述第二内表面上的第三细长导电元件和安装在所述第二内表面上的第四细长导电元件，所述第四细长导电元件平行于所述第三细长导电元件并且与所述第三细长导电元件分离。此布置意味着能量可从两个夹爪元件递送到夹持在间隙中的组织中。为了实现一致的能量递送轮廓，所述第三细长导电元件和所述第四细长导电元件可被定位来在整个所述间隙上与所述第一细长导电元件和所述第二细长导电元件形成镜像。优选地，在整个所述间隙上面朝彼此的所述细长导电元件具有相同极性。

所述细长导电元件可包括任何合适的薄导体。具有高导电性的材料可以是合乎需要的，例如，银、金或者不锈钢。例如，其可以是电线或镀覆金属，例如，具有0.25mm或更小的宽度。所述导电元件可以是笔直的。然而，在一个实施方案中，所述细长导电元件可具有旋绕状(例如迂曲状)远端部分。此结构可减少反射信号(例如，通过有效地延长所述导电元件)。此外，通过朝所述远端增加旋绕程度，在所述内表面的区域内损耗的能量可更均匀，这是因为在具有低信号强度的远端区域中存在更多输电线路，而在具有高信号强度的近端区域中存在更少输电线路。

所述镊子可包括弹簧，所述弹簧被布置来促使这对夹爪元件变成打开构型。在所述镊子待在内窥镜的远端处使用的实施方案中，所述夹爪关闭机构有可能位于近端处，因此必须沿着内窥镜的长度传输打开-关闭力。通过提供弹簧，例如，在所述枢转接头中提供小型扭转弹簧或者在所述细长导电元件与所述同轴电缆之间提供加弹簧的元件，需要沿着所述内窥镜传递的力可得以降低。

这对夹爪元件可包括第一夹爪元件和第二夹爪元件，所述第二夹爪元件通过位于所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件的近端处的枢转接头可旋转地紧固到所述第一夹爪元件。所述枢转接头可与这对夹爪元件集成。例如，所述枢转接头可包括形成在所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件上的协作接合元件。所述协作元件可具有杯体和凸台类型，其中(所述凸台在所述杯体中)相对旋转是准许的，但是所述杯体与所述凸台的分隔是受限的。

所述枢转接头可包括用于收纳所述同轴电缆的孔隙，即，用于允许物理近接这对夹爪元件的所述内表面。所述孔隙可由这对夹爪元件中的凹部或切口形成，所述凹部或切口彼此形成镜像以便在互连时形成穿过所述夹爪元件的通道。

所述镊子可包括安装在所述同轴电缆和这对夹爪元件之上的套管，所述套管可相对于这对夹爪元件滑动以便打开并关闭所述间隙。所述套管可具有内径，所述内径被成形来致使所述夹爪元件在被在所述套管上牵拉时关闭。相对于所述同轴电缆滑动所述套管可在夹爪关闭机构的控制下用所述镊子的把手执行。所述夹爪关闭机构可直接作用于所述套管上，或者可包括牵引导线和推杆等等。所述套管可以是刚性或者柔性的。在一个实施方案中，所述套管可包括激光切割不锈钢管。

在替代性实施方案中，所述枢转接头可包括紧固到所述同轴电缆的铰链销，所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件可枢转地安装在所述铰链销上。在此实施方案中，可通过相对于所述同轴电缆移动来打开和关闭所述夹爪。因此，所述镊子可包括紧固到所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件的夹爪关闭构件，所述夹爪关闭构件可相对于所述同轴电缆移动。所述夹爪关闭构件可以是在所述同轴电缆旁边延伸的拉杆或者围绕所述同轴电缆安装的牵引套管。

为了向每个夹爪元件提供结构强度，所述镊子可在这对夹爪元件的每一个的近端上提供加固壳或套。在优选实施方案中，所述加固壳可执行双重功能。这里，所述加固壳可由导电材料制成，并且可电连接在所述同轴电缆的外导体与这对细长导电元件中的一个之间。所述夹爪元件因此可以能够向夹持在所述夹爪元件之间的材料传输力，例如，物理压力。所施加压力可足以在施加RF或微波能量之前关闭或部分地关闭所夹持血管以便促进血管密封过程。用于所述夹爪元件的此构型还可使其能够在整个治疗过程中保持相对冷却，从而降低在密封血管之后打开所述夹爪的过程中使组织撕裂或者破裂的风险。

在本文中，射频(RF)可意指10kHz至300MHz范围内的稳定的固定频率，并且微波能量可具有300MHz至100GHz范围内的稳定的固定频率。所述RF能量的频率应该高到足以防止能量导致神经刺激，并且低到足以防止能量导致组织灭活(tissue blanching)或不必要热余量或对组织结构的损害。用于RF能量的优选标定频率包括以下各项中的一个或多个：100kHz、250kHz、400kHz、500kHz、1MHz、5MHz。用于微波能量的优选标定频率包括915MHz、2.45GHz、5.8GHz、14.5GHz、24GHz。

如上所述，本发明的电外科镊子可被配置用于沿着内窥镜的仪器通道插入，或者可被布置用于用在腹腔镜手术中或者用在NOTES过程或者用在一般开刀过程中。

所述镊子可包括与这对夹爪元件机械连通的夹爪关闭机构。例如，所述夹爪关闭机构可包括把手和通过一根或多根牵引导线与这对夹爪元件连通的牵引触发器。在一个实现方式中，所述夹爪关闭机构可包括准许所述夹爪在多个预设分隔位置之间移动的棘轮机构。此实现方式的优点是提供对夹持在所述夹爪元件之间的组织施加的压力的控制。通过固定所述夹爪元件的位置，压力可在治疗过程中基本上保持不变。此外，所施加压力的大小可与棘轮的位置相关，这样可允许使用可容易重复的治疗构型。

这对夹爪元件可以是可旋转的，例如，通过旋转所述同轴电缆或者所述套管。所述装置可包括用于在原地旋转所述夹爪的装置。例如，把手可在例如其近端处安装(例如，夹紧)在所述同轴电缆上。使用所述把手旋转所述同轴电缆可被传递到所述夹爪元件。所述把手可与用于所述夹爪关闭机构的致动器(例如，滑动器等等)集成。

本发明的其他方面可包括完整的电外科设备，所述完整的电外科设备包括所描述与夹爪关闭机构连通的镊子和用于递送RF和/或微波能量的电外科产生器。

附图简述

以下参考附图详细论述本发明的实施方案，在附图中：

图1是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的示意图；

图2是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的示意性侧视图；

图3A是穿过图2的电外科镊子的横截面图；

图3B是穿过图2的电外科镊子的局部纵向横截面图；

图4A是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的第一输电线路构型；

图4B是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的第二输电线路构型；

图4C是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的第三输电线路构型；

图4D是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的第四输电线路构型；

图5A是对应于图4A的输电线路构型的模型化结构的透视图；

图5B是示出血液中的模拟功率损耗密度的图5A的模型化结构的侧视图；

图5C是示出血液中的模拟功率损耗密度的图5A的模型化结构的横截面图；

图6A是对应于图4C的输电线路构型的模型化结构的透视图；

图6B是示出血液中的模拟功率损耗密度的图6A的模型化结构的侧视图；

图6C是示出血液中的模拟功率损耗密度的图6A的模型化结构的横截面图；

图7A是对应于图4D的输电线路构型的模型化结构的透视图；

图7B是示出血液中的模拟功率损耗密度的图7A的模型化结构的侧视图；

图7C是示出血液中的模拟功率损耗密度的图7A的模型化结构的横截面图；

图8A是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的第一电极布置的示意性平面图；

图8B是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的第二电极布置的示意性平面图；

图9是为本发明的另一个实施方案的电外科镊子的示意性局部侧视图；

图10是为本发明的另一个实施方案的穿过可用在电外科镊子中的夹爪元件的横截面图；

图11是为本发明的一个实施方案的电外科镊子的示意性透视图；并且

图12是为本发明的一个实施方案的另一个电外科镊子的示意性透视图。

详述；其他选项和偏好

本发明提供可穿过内窥镜的通道操作的电外科镊子结构。内窥镜中的通道的直径可以是2.2mm、2.8mm或者3.2mm。可相应地选择镊子的总尺寸。

本发明具体关注长薄鼻状镊子，所述长薄鼻状镊子包括具有细长的、优选为锥形形状的一对夹爪元件。例如，夹爪元件的长度可以是7mm或更大，例如为10mm，并且可能为20mm，并且最大直径为2.4mm。对于内窥镜式使用，夹爪的长度可限制装置沿着旋绕状内窥镜通道插入的能力。因此，更长的镊子可用在其他过程中，例如，腹腔镜检查或者甚至开刀外科手术。

本发明的电外科镊子的夹爪元件具有的电极构型使其能够将射频(RF)或微波能量递送到夹持在其间的组织中。镊子的目的是夹住组织(即，向其施加压力)并且使用RF或者微波能量切除、凝结或烧灼保持在镊子之间的部分。具有更长的镊子可允许夹住组织的更长区段。

为了有效地密封血管，必须在动脉、静脉和组织束中产生止血。微波能量对于此目的是有效的，因为其可形成塞子或达到可控深度(与电场强度的平方相关，电场强度又随微波能量的频率而变)的凝结区域。RF与微波能量的组合可用于形成有效的密封。能量递送与向血管施加压力相组合是有益的，例如，通过夹持在一对夹爪元件之间。

由使用RF和/或微波能量造成的温度上升与物理压力的组合可特别有利于以不可逆方式使胶原及其他胶原蛋白收缩并且变性的过程。胶原的结构随着其化学键断裂而改变，由此胶原形成充当血管壁之间的胶合剂的凝胶样物质。为了以此方式转换胶原，需要在70℃与95℃之间对组织进行加热，所述温度足以将组织中的胶原和弹性蛋白转化成明胶。由于明胶在压缩的同时冷却，因此其产生遍布血管腔的有效密封。此密封可经受与围绕身体泵送的血液相关联的压力。从此分析得出，在已经施加RF和/或微波能量来将胶原等转化成明胶之后，需要夹爪元件保持围绕血管被夹持。当融合完成时，血管在密封处是塑性柔性的。

本发明设想的一个特定的使用领域是通过穿过息肉的肉茎切除(并且密封)来例如从胃肠道移除息肉。具有更长的鼻部可使本发明在移除具有更宽、即更大直径肉茎的息肉时有用。

为了使装置能够递送双极RF电压和电流以及微波能量，镊子的夹爪元件上的电极结构是端部被布置成开路的输电线路。

考虑到装置将需要在夹爪元件成不同角度时递送微波和/或RF能量，电极结构并未被设计来辐射微波能量。这与寻求提供辐射天线类型布置的常规微波镊子形成对比。在本发明中，镊子的一个或优选地两个夹爪包括不平衡的有损输电线路。

图1示出为本发明的实施方案的内窥镜式微波镊子300的示意图。镊子300包括具有从其延伸的柔性送电电缆306的本体308。送电电缆306未按比例示出；其长度和直径适于沿着内窥镜(未示出)的仪器通道插入。电缆在总直径上可以小于2.8mm以便允许其沿着内窥镜或胃窥器的仪器通道插入。电缆的长度可以为2m或更大。送电电缆306包括外部套管，所述外部套管包含同轴电缆和夹爪打开机构(以下论述)。在电缆306的远端处是一对夹爪元件302、304，这对夹爪元件可相对于彼此围绕铰链305枢转以便在夹爪打开机构的控制下打开和关闭其相对表面之间的空间。

本体308包括把手310和操作夹爪关闭机构的牵引触发器312。牵引触发器312可替代地为机械滑动器或者任何其他合适机构，所述机构允许打开或者关闭夹爪以便向夹爪元件302、304的相对表面之间的材料施加压力。本体308由合适的电缆314连接到能够产生RF和微波能量的电外科产生器(未示出)。出于此目的，合适的产生器在以引用的方式并入本文的WO 2012/076844中描述。此产生器被布置来实时测量微波通道和RF通道上的输出功率(例如，通过将反射微波功率与正向微波功率进行比较并且通过分别检测RF电压和电流)。此信息可用于控制能量递送轮廓以便产生良好的密封，因为加热会降低血管内的含水量，进而降低传导电流的能力。血管成分的改变本身表现为阻抗的改变，在输出功率发生改变时检测到所述阻抗的改变。

一对输电线路316形成于下部夹爪元件304的内表面上。输电线路316可由导线(例如，具有0.25mm等等直径的金属杆)制成或者可以是金属带线路(例如，具有0.25mm宽度)。在此实施方案中，输电线路316平行于彼此而延行。

每条输电线路316的端部是开路。在此实施方案中，其中一条输电线路316连接到同轴电缆的内导体，并且另一条连接到外导体。输电线路因此可操作为用于RF信号的有源和回流电极，或者操作为用于微波信号的有损输电线路。

图2示出为本发明的实施方案的电外科镊子100的示意图。镊子100包括一对夹爪元件102、104，这对夹爪元件102、104可在位于其近端处的枢转接头106处可枢转地彼此连接。以下参考图3A论述枢转接头106的细节。每个夹爪元件可包括由具有低介电常数的电介质材料形成的本体，所述电介质材料诸如石英、陶瓷(例如，氧化铝)、PEEK、PTFE等等。具有低介电常数促进RF和微波信号传播到夹爪元件的远端，即使当其正夹住生物组织时亦是如此。

每个夹爪元件102、104具有约20mm的长度和小于1.2mm的宽度。每个夹爪元件102、104具有光滑弯曲的外表面108和内接合表面110。内接合表面110彼此相对，使得在使用时组织可被夹持在其间。内接合表面110在此实施方案中是扁平的，但是可使用其他表面轮廓。

内接合表面110中的一个或多个具有附接或以其他方式安装在其上的电极构型112(参见图3B)。电极构型被暴露，使得其将与使用中的组织进行接触。以下参考图4A至图4D论述可用在本发明中的电极构型的其他细节。

同轴电缆114插入枢转接头106的近端中，如图3A所示。在枢转接头106内部，同轴电缆的内导体和外导体连接到电极构型112(参见图3B)。

同轴电缆114和镊子110安装在套管116中。套管116可相对于同轴电缆和镊子110在箭头118的方向上滑动，以使得其可在镊子110的近端部分内移动来关闭夹爪。同轴电缆可紧固到刚性支架(参见图9)以使得枢转接头可在镊子上传输压缩(推)力和拉伸(拉)力。还可出于此目的加固同轴电缆的远端。同轴电缆114和套管116又可连接到装置把手中的关闭机构的相对移动部分。此连接可以通过拉杆或者可以是直接连接。

图3A示出穿过枢转接头106的横截面图。在此实施方案中，枢转接头是夹爪元件102、104上的协作构形之间的杯体-凸台类型界面。第一夹爪元件102具有突出凸台120，所述突出凸台120收纳在形成于第二夹爪元件104中的协作杯体122中。凸台120可包括保持凸缘(未示出)，所述保持凸缘卡扣配合到杯体122中的对应凹槽中以便在轴向意义上紧固接头，同时还准许旋转。

杯体和凸台均可包括位于枢转接头近端的周向切口。切口协作来穿过枢转接头106形成孔隙126，所述孔隙126可收纳同轴电缆114的远端。尽管这里未示出，但同轴电缆114可被合适的支架(未示出)紧固到枢转接头106的内表面，所述支架准许夹爪元件102、104相对于同轴电缆114旋转移动，但是所述支架传递同轴电缆114相对于套管116的前后移动。

小型扭转弹簧124可安装在枢转接头106中。扭转弹簧124可施加促使夹爪元件分开的力矩。力矩可被选择而使得其不足以强到迫使套管沿着同轴电缆返回，而是协助手动打开夹爪。

图3B示出形成在同轴电缆114的远端处的电连接件的示意图。同轴电缆114的内导体128被第一导电链路元件130电连接到每个夹爪元件的内表面上的电极构型112。第一导电链路元件130可以是使夹爪能够在打开的同时维持接触的短软线，或者夹爪元件的镀有金属膜的区段。可替代地，导电链路可以是弹簧接点，所述弹簧接点还可提供协助打开夹爪的偏置力。

类似地，同轴电缆114的外导体132被第二导电链路元件134电连接到每个夹爪元件的内表面上的电极构型112。同样，第二导电链路元件可以是短软线或者夹爪元件的镀有金属膜的区段。然而，在替代性布置中，两个夹爪元件的近端的外表面可装入金属壳中。金属壳可充当第二导电链路元件134，即，围绕夹爪元件的一侧延伸并且终止于合适的电极结构中。另外，金属壳可提高夹爪元件102、104的机械强度。以下参考图10论述此结构。

图4A是为本发明的实施方案的电外科镊子的第一电极(输电线路)构型140的横截面图。第一电极构型包括两条导线(或者微带)输电线路142、144，每个夹爪上具有一根导线。以此形式，如果夹爪是平行的，那么微波输电可沿着夹爪的长度发生。夹爪之间的组织变成输电线路的电介质，其中几乎所有的功率在夹爪之间的组织中行进。加热的均匀度将取决于组织的微波属性，即，相对电容率和电导率。

此构型是不太有利的，因为对于高度吸收性组织或分隔较宽的夹爪来说，微波功率在送电端附近几乎可被全部吸收。如果夹爪不平行，而是朝尖端扩展，那么加热将甚至更集中于送电端附近。

图4B示出第二电极(输电线路)构型146的横截面图。第二电极构型146包括形成在相同夹爪上的两条导线(或者微带)输电线路142、144。以此形式，导线形成平行导线输电线路。当夹爪在组织上关闭时，输电线路横截面的一半使组织作为其电介质。由于组织的高介电常数，超过那一比例的功率将穿过组织行进，并且加热靠近输电线路的组织。加热将优先靠近导线发生。加热模式将与夹爪被关闭到什么程度无关，这在治疗大直径血管(致使夹爪元件变得不平行)时是有利的。因为一些功率在组织外部行进，加热可进一步沿着夹爪延伸。如果吸收低的话，那么一些功率将从输电线路的开路端反射并且致使接近端部的加热增强，并且在一些情况下致使离端部较短距离的加热减少，这是由于输出与反射微波能量之间的干扰所致。

此构型的几何结构、尤其是与夹爪被关闭到什么程度无关的固定导线分隔，适于递送双极RF能量。

使用CST Microwave模拟此几何结构的实例，使用具有0.25mm直径导线实现血液载量1mm厚，其中导线的中心间隔2mm。使用图5A所示的简易布置从模型化同轴电缆对这些导线进行送电(基于具有1.2mm外径的Sucoform 047电缆)，所述简易布置给出约5dB的回流损耗。

通过此模拟计算的纵向加热可在图5B看出。加热在电极构型的近端半部148中是相当均匀的，但是朝向远端，加热降低，并且存在由于从端部反射而由相消干扰所致的零位150。

图5C所示的模拟的横截面图示出加热在整个血液的全高度上延伸，但直接位于每条线路下方存在越发强烈的加热，并且整个横向轮廓描绘曲线。

图4C示出第三电极(输电线路)构型152的横截面图。第三电极构型152包括四条导线输电线路142、144、154、156，每个夹爪上有两条，其中相反极性在另一个夹爪上面朝彼此。

以此形式，每个夹爪在夹爪间隔很远时将如图4B所示的那样表现。因此，将在组织的两侧上进行加热，这可能是有利的。然而，当夹爪关闭在一起时，与当夹爪由于另一个夹爪中相反极性导线的存在而打开时相比，在夹爪之间的区域中可存在更多的微波功率和更多的加热。因为这一点，加热可能更集中于送电端附近，特别是因为在此端处夹爪在大多数情景下将最靠近在一起。

第三电极(输电线路)构型152出于与第二构型相同的原因适于与双极RF一起使用。然而，当夹爪关闭在一起时，可存在用于夹爪之间的RF电流的额外路径，这可能不是期望的。

使用CST Microwave模拟此几何结构的实例，使用具有0.25mm直径导线实现血液载量1mm厚，其中导线的中心间隔2mm(即，导线的外边缘之间为1.75mm)。使用图6A所示的简易布置从模型化同轴电缆对这些导线进行送电(基于具有1.2mm外直径的Sucoform 047电缆)，所述简易布置给出约5dB的回流损耗。

通过此模拟计算的纵向加热可在图6B看出。类似于图5B，对于电极构型的近端半部148来说，加热是相当均匀的。然而，朝向远端，加热降低，并且存在由于从端部反射而由相消干扰所致的零位150。

整个血液全深度上的加热轮廓在图6C中示出。相对夹爪之间存在两个加热带158、160，其间具有冷却间隙162。加热主要位于相对夹爪上的导线之间，而不是位于相同夹爪上的导线之间。

图4D示出第四(并且最优选的)电极(输电线路)构型164的横截面图。第四电极构型164包括四条导线输电线路142、144、154、156，每个夹爪上有两条，其中相同极性的导线输电线路在另一个夹爪上面朝彼此。

以此形式，每个夹爪在夹爪间隔很远时并且在夹爪关闭在一起时将如图4B所示的那样表现。加热将来自两个夹爪。

第四电极(输电线路)构型152出于与第二构型相同的原因适于与双极RF一起使用。当夹爪关闭在一起时，用于RF电流的路径保持类似，这在夹爪处于关闭过程中的同时确保一致性能。

使用CST Microwave模拟此几何结构的实例，使用具有0.25mm直径导线实现血液载量1mm厚，其中导线的中心间隔2mm(即，导体之间物理分隔1.75mm)。使用图7A所示的简易布置从模型化同轴电缆对这些导线进行送电(基于具有1.2mm外直径的Sucoform047电缆)，所述简易布置给出约5dB的回流损耗。

通过此模拟计算的纵向加热可在图7B看出。类似于图5B，对于电极构型的近端半部148来说加热是相当均匀的。朝向远端，加热降低，并且存在由于从端部反射而由相消干扰所致的零位150。

整个血液全深度上的加热轮廓在图7C中示出。四根导线之间存在一个宽加热带166。

图8A示出夹爪元件172的内表面170的平面视图。例如由导线或者沉积的金属带制成的一对导电带174提供上述电极构型。导电带174是笔直且平行的。如上所述，此布置的一个副作用是所递送微波能量中位于朝夹爪元件172的远端上约四分之三处的零位。图8B示出夹爪元件172的内表面170的平面视图，其中一对平行导电带176具有远端部分，所述远端部分是旋绕状而不是笔直状以便降低或最小化零位影响。旋绕状路径以减少从远端的反射并且因此减小零位的量值的方式有效地增加输电线路的长度。

图9是示意图，所述示意图示出为本发明的另一个实施方案的同轴电缆与电外科镊子200中的夹爪元件之间的连接界面的视图。在此实施方案中，夹爪元件是三件式构造，其包括金属壳204、支撑本体206(例如刚性塑料)、以及用于支撑有源电极的介电基座208(例如陶瓷)。下部夹爪元件和支撑本体和上部夹爪元件的介电基座为清楚起见而从图9中省略。在另一个实施方案中，夹爪元件可由不锈钢本体形成，所述不锈钢本体具有形成在其上的用于提供第一和第二导电元件的金金属化部分。在此布置下，夹爪元件可通过由例如陶瓷等绝缘金属形成枢转机构来与彼此电隔离。例如，如果使用铰链，那么铰链销可由陶瓷形成，并且一个或多个陶瓷垫片可位于可越过彼此滑动的夹爪的表面之间。

图10示出穿过夹爪元件201的三个片段的横截面图。可看出，夹爪元件201的内表面207具有两根传导线210、212。第一传导线210安装在介电基座208上，所述介电基座208使所述第一传导线210与第二传导线212隔离并且支持RF和微波能量的传播。第二传导线212是金属壳204的部分。支撑本体206是金属壳204与介电基座208之间的有效且电绝缘的填料。金属壳204和支撑本体206的外表面被成形来给予夹爪元件光滑的外观。

每个夹爪元件具有其自己的相应金属壳204。金属壳204可相对于彼此围绕铰链元件214枢转。铰链元件214包括紧固到同轴电缆202的远端的一对铰链条216，以及与金属壳204上的对应狭槽220配对的一对向内突出的短柱(stub)。在使用中，同轴电缆可被相对于周围套管(未示出)拉动或推动以便致使金属壳204围绕铰链枢转并且因此打开和关闭镊子的夹爪。

铰链元件214可由导电材料制成，并且还可充当同轴电缆202的外导体222与金属壳204之间的导电链路。同轴电缆202的内导体224可被单独的导电链路元件(未示出)连接到第一传导线210，诸如由银、金或任何其他高度导电材料制成的短软线。

图11示出为本发明的实施方案的可用在电外科镊子400中的夹爪构型的一个实例的示意图。镊子400包括铰接到套管406的远端的一对夹爪元件402、404。套管406携带用于向夹爪元件传输RF和/或微波能量的同轴电缆(未示出)和夹爪打开机构。在此实施方案中，夹爪打开机构包括穿过套管延伸并且在远端突出的一对柔性推杆408。每个推杆附接到相应夹爪元件的下侧。夹爪元件402、404因此可通过延伸且收缩推杆408来打开和关闭。

图12示出为本发明的实施方案的可用在电外科镊子450中的缩放仪类夹爪构型的示意图。镊子450包括一对夹爪元件402、404，其各自可枢转地安装在伸长元件410上，伸长元件410又铰接在套管406的远端上。套管406携带用于向夹爪元件传输RF和/或微波能量的同轴电缆(未示出)和夹爪打开机构。在此实施方案中，夹爪打开机构包括穿过套管延伸并且在其远端突出的推杆412。推杆412具有可枢转地附接在其远端的一对刚性、固定长度连接器杆414。每个连接器杆414附接到相应夹爪元件的下侧。夹爪元件402、404因此可通过延伸且收缩推杆412来打开和关闭，所述延伸且收缩致使连接器杆迫使夹爪元件402、404分开。

在图12所示的实施方案中，夹爪元件可在打开和关闭过程中保持基本上平行。

镊子可用在血管密封方法中，所述方法包括三个阶段：

(1)通过将血管夹持在夹爪元件之间来向血管(例如，息肉肉茎)施加压力以便使血管的相对侧壁更靠近彼此，

(2)向受压缩组织施加RF能量和/或微波能量以便对其中的胶原进行加热并且通过变性使其变得可移动，

(3)在维持压力的同时允许胶原冷却以密封所述血管。

Claims (23)

1.一种电外科镊子，其包括：

一对夹爪元件，所述夹爪元件可相对于彼此枢转以便打开和关闭其间的间隙，这对夹爪元件包括第一夹爪元件和第二夹爪元件，所述第二夹爪元件通过位于所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件的近端处的枢转接头可旋转地紧固到所述第一夹爪元件；

一对细长导电元件，所述细长导电元件邻近于所述间隙安装在这对夹爪元件中；以及

同轴电缆，所述同轴电缆用于传输射频(RF)能量和/或微波能量，

其中所述枢转接头包括用于收纳所述同轴电缆的孔隙，并且

其中这对细长导电元件电连接到所述同轴电缆并且被布置来充当以下两项

(i)用于由所述同轴电缆传输的RF能量的有源电极和回流电极，以及

(ii)用于支持所述微波能量作为行进波的不均匀的不平衡有损输电线路，所述不均匀的不平衡有损输电线路对于沿着所述行进波的所述微波能量来说是非共振的。

2.根据权利要求1所述的电外科镊子，其中这对夹爪元件具有5mm或更大的长度以及2.4mm或更小的最大宽度。

3.根据权利要求1或2所述的电外科镊子，其中这对夹爪元件具有远离所述同轴电缆减缩的弯曲外表面。

4.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其中所述同轴电缆在其第一端部处连接到这对夹爪元件，并且其中这对夹爪元件远离所述同轴电缆纵向延伸。

5.根据权利要求4所述的电外科镊子，其中这对夹爪元件包括第一夹爪元件和第二夹爪元件，所述第一夹爪元件具有第一内表面，所述第一内表面在整个所述间隙上与所述第二夹爪元件上的第二内表面相对，所述第一内表面和所述第二内表面沿着其相应夹爪元件纵向延伸。

6.根据权利要求5所述的电外科镊子，其中这对细长导电元件包括安装在所述第一内表面上的第一细长导电元件和安装在所述第二内表面上的第二细长导电元件。

7.根据权利要求5所述的电外科镊子，其中这对细长导电元件包括安装在所述第一内表面上的第一细长导电元件和安装在所述第一内表面上的第二细长导电元件，所述第二细长导电元件平行于所述第一细长导电元件并且与所述第一细长导电元件分离。

8.根据权利要求7所述的电外科镊子，其包括第二对细长导电元件，所述第二对细长导电元件包括安装在所述第二内表面上的第三细长导电元件和安装在所述第二内表面上的第四细长导电元件，所述第四细长导电元件平行于所述第三细长导电元件并且与所述第三细长导电元件分离。

9.根据权利要求8所述的电外科镊子，其中所述第三细长导电元件和所述第四细长导电元件被定位来与所述第一细长导电元件和所述第二细长导电元件形成镜像。

10.根据权利要求9所述的电外科镊子，其中在整个所述间隙上面朝彼此的所述细长导电元件具有相反极性。

11.根据权利要求9所述的电外科镊子，其中在整个所述间隙上面朝彼此的所述细长导电元件具有相同极性。

12.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其中所述细长导电元件包括具有0.25mm或更小宽度的导线或镀覆金属。

13.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其包括弹簧，所述弹簧被布置来促使这对夹爪元件变成打开构型。

14.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其中所述枢转接头包括形成在所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件上的协作接合元件。

15.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其包括安装在所述同轴电缆和这对夹爪元件之上的套管，所述套管可相对于这对夹爪元件滑动以便打开和关闭所述间隙。

16.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其中所述枢转接头包括紧固到所述同轴电缆的铰链销，所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件可枢转地安装在所述铰链销上。

17.根据权利要求16所述的电外科镊子，其包括紧固到所述第一夹爪元件和所述第二夹爪元件的夹爪关闭构件，所述夹爪关闭构件可相对于所述同轴电缆移动。

18.根据权利要求17所述的电外科镊子，其中所述夹爪关闭构件是在所述同轴电缆旁边延伸的拉杆或者围绕所述同轴电缆安装的牵引套管。

19.根据权利要求17或18所述的电外科镊子，其包括棘轮机构，所述棘轮机构连接到所述夹爪关闭构件以准许所述夹爪元件在多个预设分离位置之间相对移动。

20.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其中所述细长导电元件具有旋绕状远端部分。

21.根据前述任一项权利要求所述的电外科镊子，其中这对夹爪元件中的每个夹爪元件在其近端处具有加固壳。

22.根据权利要求21所述的电外科镊子，其中所述加固壳由导电材料制成，并且电连接在所述同轴电缆的外导体与这对细长导电元件中的一个之间。

23.根据权利要求21或22所述的电外科镊子，其中所述夹爪元件被配置来向夹持在其间的组织传输压缩力。