CN109475381A - 用于促进生物组织中的止血的电外科设备和方法 - Google Patents

用于促进生物组织中的止血的电外科设备和方法 Download PDF

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Abstract

提供一种被布置来在生物组织中执行有效止血的电外科波形(500)，其具有射频(RF)能量分量和微波能量分量两者。所述波形包括主要具有RF电磁能的第一部分(506)，以及所述第一部分之后的主要具有微波电磁能的第二部分(508)。所述第二部分还包括多个RF脉冲(510)，其中当所述第一部分的持续时间(512)达到或超过预定持续时间阈值或者在所述第一部分期间确定的阻抗达到或超过预定阈值时，所述第一部分过渡到所述第二部分。

Description

用于促进生物组织中的止血的电外科设备和方法
发明领域
本发明涉及一种用于使生物组织凝结的电外科设备。特别地，本发明涉及用于从电外科发生器递送到电外科器械的远侧端部处的双极电极配置的复合射频(RF)和微波能量波形。复合射频(RF)和微波能量波形被布置来通过有效递送热能来促进生物组织中的有效止血。
发明背景
外科切除是一种从人或动物体内去除器官的部分的手段。这类器官可具有大量血管。当组织被切割(切开或切断)时，称为小动脉的细小血管受损或破裂。最初的出血之后是凝血级联，其中血液转化为凝块以试图堵塞出血点。在操作期间，对于患者而言尽可能少地失血是希望的，所以已开发各种装置以试图提供无血切割。对于内窥镜规程，也不希望发生出血且没有尽可能快地或者以权宜的方式进行治疗，因为血流可能会遮挡操作者的视线，这可能导致需要终止所述规程需要并且替代地使用另一种方法，例如开放式手术。
电外科发生器在医院手术室中普遍存在以用于开放式和腹腔镜规程，并且还越来越多地出现在内窥镜检查套件中。在内窥镜规程中，电外科附件通常插入穿过内窥镜内的管腔。与用于腹腔镜手术的等效进入通道相比来看，这种管腔具有相对窄的孔以及更大的长度。在肥胖患者的情况下，外科附件从手柄至RF末端可具有300mm的长度，而在腹腔镜的情况下，等效距离可能超过2500mm。
代替锋利的刀片，已知可使用射频(RF)能量来切割生物组织。使用RF能量进行切割的方法使用以下原理进行操作：当电流穿过组织基质(借助于细胞的离子内容物和细胞间电解质)，对电子跨组织流动的阻抗产生热量。当向组织基质施加RF电压时，在细胞内产生足够的热量以蒸发组织的水分。由于这种增强的脱水，特别是邻近器械的RF发射区域(其具有穿过组织的整个电流路径的最高电流密度)，邻近器械的切割极的组织失去与刀片的直接接触。所施加电压然后几乎完全跨这个空隙出现，所述空隙因此电离，从而形成与组织相比具有非常高的体积电阻率的等离子体。这种分化是重要的，因为它将所施加能量集中到等离子体，所述等离子体使器械的切割极与组织之间的电路变完整。足够缓慢地进入等离子体的任何挥发性物质被蒸发，并且因此感知到组织解剖等离子体。
GB 2 486 343公开一种用于递送RF和微波能量两者以治疗生物组织的电外科设备的控制系统。递送至探针的RF能量和微波能量两者的能量递送分布基于以下各项设定：传送至探针的RF能量的抽样电压和电流信息，以及传送至探针和从探针传送的微波能量的抽样正向功率和反射功率信息。
图3示出如GB 2 486 343中陈述的电外科设备400的示意图。所述设备包括RF通道和微波通道。RF通道含有产生RF频率电磁信号并将其控制在适用于治疗(例如切割或脱水)生物组织的功率水平的部件。微波通道含有用于产生微波频率电磁信号并将其控制在适用于治疗(例如凝结或消融)生物组织的功率水平的部件。
微波通道具有微波频率源402，之后是来自源402的信号分成两个分支的功率分配器424(例如，3dB功率分配器)。来自功率分配器424的一个分支形成微波通道，所述微波通道具有：功率控制模块，其包括由控制器406通过控制信号V10控制的可变衰减器404和由控制器406通过控制信号V11控制的信号调制器408；以及放大器模块，其包括驱动放大器410和功率放大器412，用于产生正向微波EM辐射，以便在适用于治疗的功率水平下从探针420递送。在放大器模块之后，微波通道以微波信号耦合模块(其形成微波信号检测器的一部分)继续，所述微波信号耦合模块包括：循环器416，其被连接以沿着其第一端口与第二端口之间的路径将来自源的微波EM能量递送到探针；正向耦合器414，其位于循环器416的第一端口处；以及反射耦合器418，其位于循环器416的第三端口处。在通过反射耦合器之后，来自第三端口的微波EM能量在功率转储负载422中被吸收。微波信号耦合模块还包括开关415，其由控制器406通过控制信号V12来操作，以用于将正向耦合信号或反射耦合信号连接到外差接收器以用于检测。
来自功率分配器424的另一个分支形成测量通道。测量通道绕过微波通道上的放大阵列，并因此被布置来从探针递送低功率信号。在此实施方案中，由控制器406通过控制信号V13控制的主通道选择开关426可操作来选择来自微波通道或测量通道的信号来递送到探针。高带通滤波器427连接在主通道选择开关426与探针420之间，以保护微波信号发生器免受低频RF信号的影响。
测量通道包括被布置来检测从探针反射的功率的相位和幅值的部件，所述部件可产生关于物质(例如，存在于探针的远侧端部处的生物组织)的信息。测量通道包括循环器428，其被连接以沿着其第一端口与第二端口之间的路径将来自源402的微波EM能量递送到探针。从探针返回的反射信号被引导至循环器428的第三端口中。循环器428用于在正向信号与反射信号之间提供隔离，以便于精确进行测量。然而，由于循环器并不在其第一端口与第三端口之间提供完全隔离，即正向信号的一部分可穿通至第三端口并干扰反射信号，因此使用载波抵消电路，其将正向信号(来自正向耦合器430)的一部分往回注入到从第三端口出来的信号(通过注入耦合器432)。载波抵消电路包括相位调整器434，以确保所注入部分与从第一端口穿通至第三端口的任何信号异相180°，以便将其抵消掉。载波抵消电路还包括信号衰减器436，以确保所注入部分的幅值与任何穿通信号相同。
为了补偿正向信号中的任何漂移，在测量通道上提供正向耦合器438。正向耦合器438的耦合输出和来自循环器428的第三端口的反射信号连接到开关440的相应输入端子，开关440由控制器406通过控制信号V14来操作，以将耦合正向信号或反射信号连接到外差接收器以用于检测。
开关440的输出(即，来自测量通道的输出)和开关415的输出(即，来自微波通道的输出)连接到次通道选择开关442的相应输入端子，次通道选择开关442可由控制器406通过控制信号V15结合主通道选择开关操作，以确保：当测量通道向探针供应能量时，测量通道的输出连接到外差接收器，并且当微波通道向探针供应能量时，微波通道的输出连接到外差接收器。
外差接收器用于从由次通道选择开关442输出的信号提取相位和幅值信息。在此系统中示出单个外差接收器，但是如果需要，可使用双外差接收器(含有两个本地振荡器和混频器)，其用于在信号进入控制器之前将源频率降混两次。外差接收器包括本地振荡器444和混频器448以用于对由次通道选择开关442输出的信号进行降混。本地振荡器信号的频率被选择成使得来自混频器448的输出处于适于在控制器406中接收的中频。带通滤波器446、450提供用以保护本地振荡器444和控制器406免受高频微波信号的影响。
控制器406接收外差接收器的输出并根据所述输出确定(例如，从其提取)指示微波或测量通道上的正向和/或反射信号的相位和幅值的信息。此信息可用于控制微波通道上的高功率微波EM辐射或RF通道上的高功率RF EM辐射的递送。如以上所讨论，用户可通过用户接口452与控制器406交互。
图3中所示的RF通道包括RF频率源454，其连接到栅极驱动器456，所述栅极驱动器456由控制器406通过控制信号V16控制。栅极驱动器456为RF放大器458供应操作信号，RF放大器458是半桥布置。半桥布置的漏极电压可通过可变DC电源460控制。输出变换器462将所产生RF信号传输到用于递送到探针420的线路上。低通、带通、带阻或陷波滤波器464连接在那条线路上，以保护RF信号发生器免受高频微波信号的影响。
电流变换器466连接在RF通道上以测量递送到组织负载的电流。分位器468(其可从输出变换器分接)用于测量电压。来自分位器468和电流变换器466的输出信号(即，指示电压和电流的电压输出)在由相应的缓冲放大器470、472和电压钳位齐纳二极管474、476、478、480调节之后直接连接到控制器406(如图3中的信号B和C所示)。
为了得到相位信息，电压信号和电流信号(B和C)还连接到相位比较器482(例如，EXOR门)，其输出电压由RC电路484进行积分以产生电压输出(如图3中的A所示)，所述电压输出与电压波形和电流波形之间的相位差成比例。此电压输出(信号A)直接连接到控制器406。
微波/测量通道和RF通道连接到信号组合器114，所述信号组合器114单独地或同时地将两种类型的信号沿着电缆组件116传送到探针420，所述信号从探针420被递送(例如辐射)到患者的生物组织中。
可在微波通道与信号组合器之间的接合处提供波导隔离器(未示出)。波导隔离器可被配置来执行三个功能：(i)允许非常高的微波功率(例如，大于10W)通过；(ii)阻止RF功率通过；以及(iii)提供高耐电压(例如，大于10kV)。还可以在波导隔离器处(例如，在其内部)或附近提供电容性结构(也称为DC断路)。电容性结构的目的是减小跨隔离隔栅的电容性耦合。
发明内容
最一般地，本发明提供一种具有射频(RF)能量分量和微波能量分量两者的波形，所述波形被布置来在生物组织中执行有效止血。特别地，所述波形被布置来快速地递送能量，使得能够在最大可获得功率例如由于正在使用的装置的功率递送能力方面的限制而有限的情况下或者为了避免对所述生物组织造成所不希望的热损伤(例如，脱水或烧焦)而在短时间范围(例如，等于或少于10秒，优选地等于或少于3秒)内发生止血。
因此，根据本发明的一个方面，提供一种电外科设备，其包括：电外科发生器，所述电外科发生器被布置来产生射频(RF)电磁能和微波电磁能；电外科器械，所述电外科器械具有用于将RF电磁能和微波电磁能递送到生物组织中的远侧末端组件；以及馈送电缆，所述馈送电缆被连接以将所述RF电磁能和所述微波电磁能从所述电外科发生器递送到所述双极电外科器械，其中所述电外科发生器被布置来检测与所递送RF电磁能相关联的电压和电流，并且其中所述发生器能操作来：根据所检测的电压和电流确定阻抗；以用于促进生物组织中的止血的复合波形递送所述RF电磁能和所述微波电磁能，所述复合波形包括：第一部分，所述第一部分主要包括RF电磁能，以及所述第一部分之后的第二部分，所述第二部分主要包括微波电磁能，其中所述第二部分还包括多个RF脉冲，其中在以下任一情况时，所述第一部分过渡到所述第二部分：所述第一部分的持续时间达到或超过预定持续时间阈值，或由所述发生器在所述第一部分期间确定的阻抗达到或超过预定阻抗阈值。
在此布置中，当所述组织处于能通过传导接收能量递送的状态时，所述复合波形使用RF信号递送热能。能量递送以此方式继续，直到所述组织以意味着RF能量不再被有效递送的方式改变状态(例如，变成脱水的)，或者直到已经递送了一定量的热能。此时，使用微波能量继续止血治疗，所述微波能量能够向所述组织中的更深处提供直接加热效果，但没有在组织表面烧焦的风险。
所述预定持续时间阈值可等于或少于1秒。实际上，所述预定持续时间阈值可基于在所述第一部分中由所述RF电磁能递送的预期能量来设定。例如，可能希望在所述第一部分中递送7焦耳的能量。可控制所述RF电磁能的电压和电流，以确保在所述预定持续时间阈值内递送的能量不多于预期能量。
所述电外科发生器可被布置来根据与在所述第一部分的开始时递送的所述RF电磁能相关联的所检测的电压和电流来确定初始阻抗，并且其中所述预定阻抗阈值是所述初始阻抗的预设比例。这意味着不必设定所述预定阻抗阈值的绝对值。这是因为随着组织脱水并变得不导电，其阻抗升高。通过监测这种升高，在脱水达到例如由于烧焦而存在永久性组织损伤的增大的风险的水平之前，可发生到第二部分的过渡。所述预设比例可等于或大于1.25，即，当所确定的阻抗比所述初始阻抗大25％时发生过渡。
所述RF电磁能可在所述第一部分中作为连续波信号来递送。然而，这不是必需的。所述RF能量可以一系列脉冲来递送，例如，如WO2014/181078中所描述。
如果连续波信号用于所述RF电磁能，则所述信号可具有在90-120V的范围内的RMS电压。这可确保加热以降低意外热损伤的风险的方式随着阻抗的增大而逐渐减轻。
优选地，所述发生器被布置来在所述第一部分中仅输出RF能量，即在所述第一部分中不递送微波电磁能。
在所述第二部分中，所述微波能量可作为连续波(例如，具有预设(优选地用户可选择的)功率水平)来递送。所述多个RF脉冲可与所述微波电磁能并发地供应，即，可在每个RF脉冲的持续时间内同时供应所述RF电磁能和所述微波电磁能。可替代地，可在每个RF脉冲期间暂停所述微波电磁能的递送。所述多个RF脉冲中的每个RF脉冲可被布置成对所述生物组织具有可忽略的热影响。例如，可以防止热影响但使得能够获得阻抗测量结果的方式限制与所述RF脉冲相关联的电压和电流和/或持续时间。
所述多个RF脉冲可以规则的、例如周期性的方式供应。
所述发生器可被布置来根据与在所述第二部分期间递送的所述多个RF脉冲中的每个RF脉冲相关联的所检测的电压和电流来确定阻抗值。这些所确定的阻抗值可用于计算由所述电外科器械递送的热能的量。
所述发生器可能够操作来在以下任一情况时终止所述第二部分：由所述电外科器械递送的热能的量达到或超过预定热能阈值，或所述复合波形的持续时间达到或超过预定总持续时间阈值。所述预定总持续时间阈值可被设定以防止热扩散效应在治疗区域周围的组织中引起所不想要的损伤。这种损伤的风险可取决于患者要治疗的身体区域。因此，所述预定总持续时间阈值可能够根据治疗的类型而变化，在一个实例中，所述预定总持续时间阈值可等于或少于10秒。在另一个实例中，所述预定总持续时间阈值可等于或少于3秒。
可替代地或另外地，所述发生可能够操作来在根据所检测的电压和电流确定的阻抗达到或超过预定阈值时终止所述第二部分。换句话说，从所述多个RF脉冲得到的信息可用于缩短所述第二部分，以例如防止组织烧焦或粘附到所述器械。
所述发生器可包括显示器，所述显示器被布置来显示以下中的任一者或多者：根据所检测的电压和电流确定的阻抗；所述微波电磁能的选定功率；从所述电外科器械递送的能量的量；指示所述远侧端部组件处的组织状态的信息。所述指示组织状态的信息可从所确定的阻抗值导出，并且可以是例如显示正在治疗的组织中是否出血的简单的图形指示符。
所述电外科器械可以是适用于递送RF和微波能量的装置。例如，所述电外科器械可具有双极能量递送配置，其中所述远侧末端组件包括由电介质材料分离的第一电极和第二电极。所述第一导电元件和所述第二导电元件可被布置来用作：主动电极和返回电极，用以通过位于所述远侧端部部件附近的生物组织来传导RF电磁能；以及近场天线，用以将所述微波电磁能辐射到生物组织中。
所述馈电电缆可以是具有通过电介质材料与外导体分离的内导体的同轴电缆。所述内导体可电连接到所述第一电极或形成其一部分。所述外导体可电连接到所述第二电极或形成其一部分。
本发明的设备可包括外科窥视装置(例如，内窥镜、胃镜、腹腔镜等)或与其一起使用。所述窥视装置可具有用于定位在患者体外的壳体，以及从所述壳体延伸并可插入所述患者体内以到达治疗部位的器械软线。所述器械软线可具有从中穿过的器械通道，其中所述电外科器械和所述馈送电缆可被设定尺寸以配合在所述器械通道内，以便将所述RF电磁能和所述微波电磁能递送到所述治疗部位。
当在窥视装置环境中、尤其是在所述器械通道的远侧端部处的最大可获得微波电磁能功率由于沿着所述电缆的损失而有限的情况下使用时，本发明可以是特别有利的。如果所述最大可获得微波电磁能功率等于或小于40W，那么本发明的复合波形可能够实现仅使用微波能量的更快速且有效的止血。
上文所描述的发生器可以是本发明的独立方面。
在本发明的另一方面，提供一种将RF电磁能和微波电磁能从电外科发生器递送到电外科器械的方法，所述电外科器械具有用于将RF电磁能和微波电磁能递送到生物组织中的远侧末端组件，所述方法包括；操作所述发生器来以用于促进生物组织中的止血的复合波形递送所述RF电磁能和所述微波电磁能，所述复合波形包括：第一部分，所述第一部分主要包括RF电磁能，以及所述第一部分之后的第二部分，所述第二部分主要包括微波电磁能，其中所述第二部分还包括多个RF脉冲，其中在以下任一情况时，所述第一部分过渡到所述第二部分：所述第一部分的持续时间达到或超过预定持续时间阈值，或由所述发生器在所述第一部分期间确定的阻抗达到或超过预定阻抗阈值。
所述方法可包括上文讨论的由发生器执行的操作中的任一操作。
在本说明书中，“微波”可广泛地用于指示400MHz至100GHz的频率范围，但优选地用于指示1GHz至60GHz的范围。已考虑的特定频率是：915MHz、2.45GHz、3.3GHz、5.8GHz、10GHz、14.5GHz和24GHz。相比之下，本说明书使用“射频”或“RF”来指示低至少三个量级的频率范围，例如高达300MHz，优选地10kHz至1MHz。
本发明可与上文参考GB 2 486 343中所陈述的电外科设备400描述的任何或所有部件(单独地或以任何组合的方式)组合。例如，RF通道和微波通道可分别包括上文描述的RF通道和微波通道的任何或所有部件。
附图说明
以下参考附图讨论本发明的实施方案，在附图中：
图1是示出用于在本发明的一个实施方案中使用的电外科系统的示意图；
图2是穿过适用于在本发明中使用的电外科器械的剖视图；
图3是其中可使用本发明的电外科设备的整体示意系统图；并且
图4是根据本发明的一个实施方案的复合凝结波形的示意表示。
具体实施方式
图1是完整的电外科系统100的示意图，所述电外科系统100能够将RF能量和微波能量供应到电外科器械的远侧端部。系统100包括用于可控制地供应射频(RF)和微波能量的发生器102。如图所示，发生器102可以是在上文参考图3讨论的电外科设备400中。发生器102可被布置来监测从器械接收回来的反射信号，以便确定要传送到器械的适当信号。例如，发生器可被布置来计算在器械的远侧端部处所经历的阻抗以便确定最佳的递送功率水平。这在下文有更详细的讨论。
发生器102由接口电缆104连接到接口接头106。接口接头106还可以被连接以从流体递送装置108(诸如注射器)接收流体供应107，尽管这不是必需的。如果需要，接口接头106可容纳器械控制机构，所述器械控制机构可通过滑动触发器110进行操作，以例如控制一根或多根控制线或推杆(未示出)的纵向(前后)移动。如果存在多根控制线，那么接口接头上可存在多个滑动触发器以提供完全控制。接口接头106的功能是将来自发生器102、流体递送装置108和器械控制机构的输入组合到从接口接头106的远侧端部延伸的单个柔性轴112中。
柔性轴112可插入穿过外科窥视设备114(诸如内窥镜、胃镜、腹腔镜等)的器械(工作)通道的整个长度。
外科窥视装置114包括主体116，所述主体116具有多个输入端口和一个输出端口，器械软线120从所述输出端口延伸。器械软线120包括包围多个内腔的外护套。多个内腔将各种东西从主体116传送到器械软线120的远侧端部。多个内腔中的一个内腔是上文讨论的器械通道。其他内腔可包括用于传送光学辐射、以例如在远侧端部处提供照明或者从远侧端部收集图像的通道。主体116可包括用于观察远侧端部的目镜122。为了在远侧端部处提供照明，可由照明输入端口126将光源124(例如，LED等)连接到主体116。
柔性轴112具有远侧组件118(在图1中未按比例绘制)，所述远侧组件118被设定形状来穿过外科窥视装置114的器械通道并且在支气管镜的管的远侧端部处突出(例如，到患者体内)。远侧端部组件包括用于将射频和/或微波能量递送到生物组织中的主动末端。
远侧组件118的结构可被布置成具有等于或小于2.0mm、例如小于1.9mm(并且更优选地小于1.5mm)的最大外径，并且柔性轴的长度可等于或大于1.2m。
主体116包括用于连接到柔性轴的功率输入端口128，所述功率输入端口128包括能够将射频和微波能量从发生器102传送到远侧组件118的同轴电缆(例如，常规同轴电缆)。物理上能够装入ENB装置的器械通道的同轴电缆可在以下外径下获得：1.19mm(0.047英寸)、1.35mm(0.053英寸)、1.40mm(0.055英寸)、1.60mm(0.063英寸)、1.78mm(0.070英寸)。也可使用定制大小(即，特制)的同轴电缆。
可能需要控制至少器械软线120的远侧端部的位置。主体116可包括控制致动器130，所述控制致动器130由延伸穿过器械软线120的一根或多根控制线(未示出)机械地联接到器械软线120的远侧端部。控制线可在器械通道内或在它们自己的专用通道内行进。控制致动器130可以是控制杆或可旋转旋钮，或任何其他已知的导管操控装置。对器械软线120的操控可以是软件辅助的，例如使用从计算机断层摄影(CT)图像组装而成的虚拟三维图。
图2是电外科器械200的远侧端部的剖视图，所述电外科器械200可在远侧组件118中用于将RF能量和微波能量递送到生物组织中。电外科器械200包括同轴电缆202，所述同轴电缆202在其近侧端部处连接到电外科发生器(未示出)，以便传送射频(RF)和微波能量。同轴电缆202包括内导体206，所述内导体206通过第一电介质材料210与外导体208分离。同轴电缆202优选地对于微波能量有低损耗。扼流圈(未示出)可设置在同轴电缆上，以抑制从远侧端部反射的微波能量反向传播并因此限制沿装置向后发热。
同轴电缆202在其远侧端部处终止于辐射末端区段204。在此实施方案中，辐射末端区段204包括内导体206的远侧导电区段212，所述远侧导电区段212在外导体208的远侧端部209前面延伸。远侧导电区段212在其远侧端部处由电介质末端214包围，所述电介质末端214由可与第一电介质材料210相同或不同的第二电介质材料形成。电介质末端214的长度短于远侧导电区段212的长度。
同轴电缆202和辐射末端区段204可具有在它们的最外侧表面之上形成的生物相容性外护鞘(未示出)。外护鞘218可由生物相容性材料形成。
电介质末端214可具有任何合适的远侧形状，例如圆顶形状、圆柱形、圆锥形等中的任一种。光滑的圆顶形状可以是优选的，因为它增加天线在其被操纵穿过小通道时的移动性。
图4是用于从诸如上文在本发明的一个实施方案中讨论的电外科器械递送的复合凝结(止血)波形500的示意表示。在图4中，波形500被描绘为具有沿x轴的时间和沿y轴的信号强度的曲线图。波形500包括根据下文陈述的模式单独或同时供应的RF信号502和微波信号504。
本发明的复合波形500包括第一部分506，其中RF能量502单独地或在对生物组织的影响可忽略的水平的微波能量504下递送。器械的端部处的阻抗通过检测与所递送RF能量相关联的电压和电流(例如使用上文参考图3讨论的检测设置)来监测。
在第一部分506之后，复合波形500包括第二部分508，其中将微波能量504递送到生物组织中。在第二部分期间，以周期性方式递送并发RF能量的多个短脉冲510。每个脉冲510的持续时间被布置成使得能够获得阻抗测量结果。此阻抗测量结果可用于确定第二部分508的持续时间，即确定何时终止波形500。另外地或可替代地，测量阻抗可用于更新发生器上的显示器(未示出)。显示器可显示阻抗的值，或者可显示器械远侧端部处的组织状态的图形表示，例如以提供组织是否正在出血的简明指示。在另一个实例中，阻抗测量结果可用于更新递送到组织中的能量的量的计算结果，例如使用关于所递送功率的已知信息。也可为操作员显示所递送能量剂量。可周期性地、例如以一秒的间隔来更新显示器。
第一部分506与第二部分508之间的过渡在第一部分506的持续时间512达到或超过预定阈值时发生，或者在于第一部分506期间获得的所检测阻抗达到或超过预定阈值时发生，以先发生的情况为准。持续时间的预定阈值可等于或小于一秒，组织阻抗的预定阈值可被设定为初始测量阻抗的特定比例。例如，预定阈值可被设定为比初始阻抗值高25％。
第一部分506的目的是使得能够尽可能快地递送能量而不引起组织烧焦。此部分中的RF能量502可以是连续波信号，其具有被设定为处于致使加热随着组织阻抗的上升而逐渐减轻的电平的RMS电压。例如，RF能量的RMS电压可被设定在90至120V的范围内。第二部分508被布置来在第一部分506之后接通以维持组织加热(止血)效果而没有组织烧焦的风险。即使在第一部分期间组织已经存在一定程度的局部脱水，器械所发出的微波场也能够通过这种脱水的(并因此不导电的)组织传播，使得凝结性能不会停止。
在施加RF能量之后使用微波频率能量是有益的，因为可以实现更大直接组织加热深度，这不同于从仅用器械在周边附近加热的组织可得到的热扩散效应。
微波能量的频率被选择来提供所希望加热深度。总体上，微波频率越低，对生物组织的直接加热深度越大。因此，如果要在有以下顾虑的位置中执行治疗，则希望选择微波频率(诸如5.8GHz或更高)以便限制到所希望区域的能量递送，所述顾虑即不损坏位于要治疗的组织下方的肌肉层。
出于类似的原因，希望从具有双极电极配置的器械递送RF能量，所述双极电极配置即其中RF能量的路径定位在器械末端周围的区域中。这可避免与单极器械相关联的限制，在所述单极器械中，与组织接触的单极电极末端和其相关联患者返回垫之间的电通路将遵循具有最小电阻的路径，这进而可导致在跟器械与组织的接触点相距的一定(未知)距离处的显著加热。实际上，具有最小阻力的路径通常穿过血管的内容物，这可增大远处热损伤的风险和程度。
选择微波能量的频率的另一个约束(所述约束在器械沿着外科窥视装置的器械通道插入时特别相关)是：微波频率越高，能量递送电缆中的部分损失越大。电缆中的损失导致腔内加热，这是必须进行约束或移除的，以防止沿着电缆的长度发生所不想要的附带损伤。移除腔内加热可能需要循环冷却剂，这需要在已经受限的工作环境中有更复杂的递送结构。约束电缆损失必然地意味着器械的远侧端部处可获得较低功率。这可能意味着需要更多的时间来提供所需热量总量，这可能是所不希望的，因为治疗时段越长，热扩散的影响越大，这可能导致对周围肌肉组织造成损伤并导致灌注冷却，其中血流起作用来将热能从局部治疗部位吸走。
波形500表示上文概括的因素之间的平衡。第一部分506在生物组织最能接收RF能量的时刻递送RF能量(而不引起烧焦或其他所不想要的热损伤)，而第二部分508可继续由第一部分506中的RF能量引发的止血影响，以便在所希望持续时间内递送热能总量。
波形500的持续时间514优选地等于或少于十秒，以便控制由热扩散造成的组织损伤的区域。然而，可接受的实际持续时间可根据治疗区域的位置而变化。例如，在下胃肠道中的治疗可能需要具有较短的总治疗时间，例如等于或少于三秒，以便避免对周围肌肉组织造成损伤。另一方面，如果要凝结的出血是在并不紧密联接到胃肠道的壁的组织中，例如在带蒂息肉的情况下，那么可重复施加凝结波形500而不会引起所不想要的损伤。在第二部分508期间，可将微波能量可作为具有预设(例如，用户定义)的功率水平的连续波信号来供应。

Claims (28)

1.一种电外科设备，其包括：
电外科发生器，所述电外科发生器被布置来产生射频(RF)电磁能和微波电磁能；
电外科器械，所述电外科器械具有用于将RF电磁能和微波电磁能递送到生物组织中的远侧末端组件；以及
馈送电缆，所述馈送电缆被连接以将所述RF电磁能和所述微波电磁能从所述电外科发生器递送到所述双极电外科器械，
其中所述电外科发生器被布置来检测与所递送RF电磁能相关联的电压和电流，并且
其中所述发生器能操作来：
根据所检测的电压和电流确定阻抗；
以用于促进生物组织中的止血的复合波形递送所述RF电磁能和所述微波电磁能，所述复合波形包括：
第一部分，所述第一部分主要包括RF电磁能，以及
所述第一部分之后的第二部分，所述第二部分主要包括微波电磁能，
其中所述第二部分还包括多个RF脉冲，
其中在以下任一情况时，所述第一部分过渡到所述第二部分：
所述第一部分的持续时间达到或超过预定持续时间阈值，或
由所述发生器在所述第一部分期间确定的阻抗达到或超过预定阻抗阈值。
2.根据权利要求1所述的电外科设备，其中所述预定持续时间阈值等于或少于1秒。
3.根据权利要求1或2所述的电外科设备，其中所述电外科发生器被布置来根据与在所述第一部分的开始时递送的所述RF电磁能相关联的所检测的电压和电流来确定初始阻抗，并且其中所述预定阻抗阈值是所述初始阻抗的预设比例。
4.根据权利要求3所述的电外科设备，其中所述预设比例等于或大于1.25。
5.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述RF电磁能在所述第一部分中作为连续波信号来递送。
6.根据权利要求5所述的电外科设备，其中所述RF电磁能的连续波信号具有在90-120V的范围内的RMS电压。
7.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中在所述第一部分中不递送微波电磁能。
8.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述微波能量在所述第二部分中作为连续波来递送。
9.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述发生器被布置来根据与在所述第二部分期间递送的所述多个RF脉冲中的每个脉冲相关联的所检测的电压和电流来确定阻抗值。
10.根据权利要求9所述的电外科设备，其中所确定阻抗值用于计算由所述电外科器械递送的热能的量。
11.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述多个RF脉冲与所述微波电磁能并发地供应。
12.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述多个RF脉冲以周期性方式供应。
13.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述多个RF脉冲中的每个RF脉冲被布置成对所述生物组织具有可忽略的热影响。
14.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述发生器能操作来在以下任一情况时终止所述第二部分：
由所述电外科器械递送的热能的量达到或超过预定热能阈值，或
所述复合波形的持续时间达到或超过预定总持续时间阈值。
15.根据权利要求14所述的电外科设备，其中所述预定总持续时间阈值等于或少于10秒。
16.根据权利要求14所述的电外科设备，其中所述预定总持续时间阈值等于或少于3秒。
17.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述发生器能操作来在根据与所述多个RF脉冲之一相关联的所检测的电压和电流确定的阻抗达到或超过预定阈值时终止所述第二部分。
18.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述发生器包括显示器，所述显示器被布置来显示以下中的任一者或多者：
根据所检测的电压和电流确定的所述阻抗；
所述微波电磁能的选定功率；
从所述电外科器械递送的能量的量；
指示所述远侧端部组件处的组织状态的信息。
19.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其中所述电外科器械具有双极能量递送配置，其中所述远侧末端组件包括由电介质材料分离的第一电极和第二电极。
20.根据权利要求19所述的电外科设备，其中所述第一导电元件和所述第二导电元件被布置来用作：
主动电极和返回电极，用以通过位于所述远侧端部部件附近的生物组织来传导RF电磁能，以及
近场天线，用以将所述微波电磁能辐射到生物组织中。
21.根据任一前述权利要求所述的电外科设备，其包括外科窥视装置，所述外科窥视装置具有用于插入患者的体内以到达治疗位点的器械软线，所述器械软线具有从中延伸穿过的器械通道，其中所述电外科器械和所述馈送电缆的被设定尺寸以配合在所述器械通道内，以便将所述RF电磁能和所述微波电磁能递送到所述治疗位点。
22.根据权利要求21所述的电外科设备，其中在所述器械通道的所述远侧端部处的最大可获得微波电磁能功率等于或小于40W。
23.一种将RF电磁能和微波电磁能从电外科发生器递送到电外科器械的方法，所述电外科器械具有用于将RF电磁能和微波电磁能递送到生物组织中的远侧末端组件，所述方法包括；操作所述发生器来以用于促进生物组织中的止血的复合波形递送所述RF电磁能和所述微波电磁能，所述复合波形包括：
第一部分，所述第一部分主要包括RF电磁能，以及
所述第一部分之后的第二部分，所述第二部分主要包括微波电磁能，
其中所述第二部分还包括多个RF脉冲，
其中在以下任一情况时，所述第一部分过渡到所述第二部分：
所述第一部分的持续时间达到或超过预定持续时间阈值，或
由所述发生器在所述第一部分期间确定的阻抗达到或超过预定阻抗阈值。
24.根据权利要求23所述的方法，其包括：根据所述RF电磁能的所检测的电压和电流确定所述阻抗。
25.根据权利要求24所述的方法，其包括：根据与在所述第一部分的开始时递送的所述RF电磁能相关联的所检测的电压和电流来确定初始阻抗，并且其中所述预定阻抗阈值是所述初始阻抗的预设比例。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其包括：根据与在所述第二部分期间递送的所述多个RF脉冲中的每个RF脉冲相关联的所检测的电压和电流来确定阻抗值。
27.根据权利要求26所述的方法，其包括：基于所确定的阻抗值计算由所述电外科器械递送的热能的量。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其包括：在以下任一情况时终止所述第二部分：
由所述电外科器械递送的热能的量达到或超过预定热能阈值，或
所述复合波形的持续时间达到或超过预定总持续时间阈值。
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