CN110799143A - 用于将rf和/或微波能量递送到生物组织中的电外科设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于向生物组织递送电磁能量的电外科器械,所述器械包括有源尖端,所述有源尖端具有安装在其下侧上的导电保护壳。所述壳具有平滑轮廓的凸形下表面,并且被形成为与生物组织具有低摩擦系数的导电生物相容材料(例如不锈钢)的成形件,其具有双重功能:(i)物理保护处于所述有源尖端下方的组织,以及(ii)在同轴馈电线与所述有源尖端之间提供电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将射频和/或微波频率能量递送到生物组织中的电外科设备和装置。具体地,本发明涉及一种电外科器械,所述电外科器械能够递送用于切割组织的射频(RF)能量和/或用于止血(即,促进血液凝结)的微波频率能量。本发明可能特别适用于与下胃肠道和上胃肠道相关联的胃肠(GI)手术,例如以移除肠上的息肉,即用于内窥镜黏膜切除术或内窥镜黏膜下剥离术。本发明还可以适用于其他手术,例如在普通外科手术或腹腔镜式手术中。本发明可应用于耳、鼻和喉部手术和肝切除术中。所述装置还可以用于处理与胰腺相关联的手术,例如以切除或去除紧邻门静脉或胰管的肿瘤或畸形部位。
背景技术
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(分割或横切)时,称为小动脉的细小血管会受损或破裂。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,对于患者而言期望尽可能少地失血,所以已开发各种装置以试图提供无血切割。对于内窥镜手术,出血也是不期望的,并且需要以方便的方式进行处理,因为血流可能会遮挡操作者的视线,这可能延长手术并可能导致需要终止所述手术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很普遍,通常用于在开放式和腹腔镜手术中使用,并且越来越多地用于与外科窥视装置(例如,内窥镜等)一起使用。在内窥镜手术中,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。
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(借助于细胞和细胞间电解质的离子含量)时,对电子跨组织流动的阻抗产生热量。在实践中,器械被布置成跨组织基质施加RF电压,所述RF电压足以在细胞内产生热量以蒸发组织的水含量。然而,由于这种增强的脱水,特别是邻近器械的RF发射区域(其具有穿过组织的电流路径的最高电流密度),组织与器械之间可能会失去直接物理接触。所施加的电压然后自身表现为跨此小空隙的电压降,这引起空隙中的电离作用,从而导致等离子体。与组织相比,等离子体具有非常高的体积电阻率。供应给器械的能量维持等离子体,即完成器械与组织之间的电路。进入等离子体的挥发性物质可以被蒸发,并且因此感知到组织解剖等离子体。
GB 2 523 246描述了一种用于向生物组织施加RF电磁能和/或微波频率EM能量的电外科器械。所述器械包括可插入穿过外科窥视装置的器械通道的轴。在轴的远侧端部处存在器械尖端,所述器械尖端包括由第一电介质材料片材形成的平面传输线,所述第一电介质材料片材在其相对表面上具有第一导电层和第二导电层。平面传输线连接到由轴传送的同轴电缆。同轴电缆被布置为将微波或RF能量递送到平面传输线。同轴电缆包括内导体、与内导体同轴的外导体、以及将外导体和内导体隔开的第二电介质材料,所述内导体和所述外导体在连接界面处延伸超过第二电介质,以便与传输线的相对表面重叠并分别电接触第一导电层和第二导电层。所述器械还包括保护壳,所述保护壳具有背向平面传输线的平滑轮廓的凸形下表面。下表面包括在其中形成的纵向延伸的凹陷通道。可回缩针安装在器械内,并且可操作来延伸穿过凹陷通道以从器械的远侧端部伸出。在施加RF或微波能量之前,可以使用该针将流体注入治疗区中。
发明内容
最一般地来说,本发明提供了对GB 2 523 246中讨论的概念的发展。所述发展可以包括将保护壳形成为与生物组织具有低摩擦系数的导电生物相容材料(例如不锈钢)的成形件,其具有双重功能:(i)物理保护处于所述有源尖端下方的组织,以及(ii)在同轴馈电线与所述有源尖端之间提供电连接。
保护壳在以下手术中可能是尤其有用的:在胃肠道中执行的手术,其中肠穿孔是要关注的问题;或在胰腺中执行的手术,其中在切除、切开或去除肿瘤或其他畸形部位时可能对门静脉或胰管造成损伤。
保护壳可以应用于适于不同功能的平面器械尖端。例如,本文考虑的本发明的方面包括:适于递送射频(RF)能量以切割生物组织的器械;适于单独或同时递送RF和微波频率能量的器械;以及适于递送RF和/或微波能量并具有可回缩针的器械,所述可回缩针用于将流体(液体或气体)递送到治疗部位或从治疗部位去除流体(液体或气体)。例如,针可用于引入气体(例如,氩气)以产生热等离子体或非热等离子体以进行表面凝结(热)或灭菌(非热)。RF和/或微波场可用于撞击和维持或形成此等离子体。保护壳可包括通路,例如凹陷通道,可回缩针行进穿过所述凹陷通道,或者在不使用针的情况下可通过所述凹陷通道递送流体,以例如用于临床或清洁目的。
根据本发明,提供了一种用于将电磁能量递送到生物组织的电外科器械,所述器械包括:远侧端部组件,所述远侧端部组件包括:有源尖端,所述有源尖端包括由第一电介质材料制成的平面主体,所述平面主体将所述有源尖端的第一表面上的第一导电元件与所述有源尖端的第二表面上的第二导电元件隔开,所述第二表面面向与所述第一表面相反的方向;导电保护壳,所述导电保护壳安装在所述有源尖端的下侧上,所述保护壳具有背向所述平面主体的平滑轮廓的凸形下表面;以及同轴馈电电缆,所述同轴馈电电缆包括内导体、与所述内导体同轴的外导体以及将所述内导体与所述外导体隔开的第二电介质材料,所述同轴馈电电缆用于传送RF EM能量或微波EM能量,其中所述内导体电连接至所述第一导电元件,并且所述外导体通过所述保护壳电连接至所述第二导电元件以使得所述器械尖端能够接收所述RF和/或所述微波信号,并且其中所述第一导电元件和所述第二导电元件被布置成在所述平面主体的远侧部分处从所述同轴电缆发射所述RF EM能量或所述微波EM能量。通过这种布置,保护壳本身在同轴电缆与有源尖端之间提供了导电路径,使得不需要附加连接部件。
第一导电元件和第二导电元件可以被布置来充当以下中的任一者或两者:(i)用于发射RF EM能量的有源电极和返回电极,或(ii)用于从有源尖端的远侧部分发射微波EM能量的天线结构。
所述保护壳可以由与生物组织具有低摩擦系数并且是生物相容的导电材料形成。不锈钢可以是优选的。
可以将保护壳焊接到第二导电元件以提供必需的电连接。可以在保护壳和有源尖端定位在一起之后执行焊接。焊接可以是感应焊接。可以在保护壳与有源尖端之间安装焊料预成型件以提供用于焊接接头的材料。所述保护壳可以包括用于邻接所述平面主体的所述第二表面的上表面。上表面可以包括用于保持焊料预成型件的凹部。凹部可以是矩形的。所述凹部可以具有从所述平面主体的侧边缘向后缩的侧边缘。这样可以确保焊料不会流到或泄漏到有源尖端的侧面,其中它可能干扰RF EM能量或微波EM能量的递送。
所述保护壳可以具有用于接收所述外导体的一部分的U形凹部。例如,外导体可以沿同轴电缆的其与保护壳接合的长度暴露。所述同轴电缆可以通过过盈配合保持在所述U形凹部中。在一个实例中,同轴电缆可例如通过压接或类似方式变形以致使其邻接并接合U形凹部。可以挤压同轴电缆以使得其横截面为椭圆形,由此其与U形凹部的侧壁接合。
所述保护壳的下表面可以在其周边平滑地渐缩以与所述平面主体的下侧交会。所述保护壳的厚度还可以朝向所述器械尖端的远侧端部减少。因此,所述保护壳的外部部分可以具有凸形轮廓。所述下表面可以具有形成在其中的纵向延伸的凹陷通道。所述渐缩边缘轮廓和凹陷通道可以使得保护壳的下表面包括一对脊部。壳的渐缩共形流动形式可以降低器械插入侧支组织的风险,从而辅助其滑动的能力。例如,这种形状可以降低所述器械插入肠壁而导致肠穿孔的风险,或者可以保护门静脉或胰管不受损害。所述壳的具体尺寸(例如,长度、宽度、厚度等)可以被调节来适应预期的用途以及在上面操作的人体的预期区域。
所述远侧端部组件可包括连接到所述保护壳的近侧端部的柔性轴,所述轴限定用于传送所述同轴电缆的管腔。
所述柔性轴可以包括:近侧插管管件,所述近侧插管管件具有形成在其中的编织物以有助于将扭矩从其近侧端部传递到所述远侧端部组件;以及远侧未编织管状部分,所述远侧未编织管状部分被粘结到所述插管管件的远侧端部。编织物可以沿纵向方向延伸。编织物可以由金属制成。提供未编织管状部分可以防止编织物干扰能量从同轴电缆到有源尖端的传递。
所述柔性轴可包括支撑管,所述支撑管安装在所述近侧插管管件与所述未编织管状部分之间的接合部处。支撑管可以向接合部提供机械强度。支撑管可以是聚合物套管,近侧插管管件和未编织管状部分粘结到所述聚合物套管。附加地或可替代地,所述近侧插管管件和所述未编织管状部分之间的接合部可以包裹在热收缩套管中。
第一导电元件和第二导电元件可以被布置来提供用于RF能量的局部返回路径,即,用于在第一导电元件与第二导电元件之间传输RF能量的低阻抗途径。同时,对于微波信号,所述器械尖端可以被模型化为平行板传输线,其中平面主体表示将两个导电板隔开的电介质材料。
所述第一导电元件和所述第二导电元件可以各自包括金属化层,所述金属化层形成在所述第一电介质材料的相对表面上。第一导电元件和第二导电元件可以被布置来在器械尖端与生物组织进行接触的接触区域处建立局部电场。局部电场可能是极高的,这可能会导致在所述平面主体的远端部分处(例如与所述生物组织形成接触之处)形成微等离子体(即热的热等离子体)。微等离子体在实现有效切割方面可能是期望的。第一导电元件和第二导电元件可以包括多个部分(例如处于和邻近远侧部分的镀覆区域),所述多个部分由具有高熔点(例如,1500℃或更高)的导电材料(诸如钛、钨等)制成。使用这类材料可以防止所述微等离子体的高温侵蚀第一导电元件和第二导电元件。第一导电元件和第二导电元件还可以包括由沉积或镀覆在更高熔点导体上的具有更低熔点的导电材料(例如银、金等)制成的连接部分。所述连接部分可以例如通过焊接等来促进所述同轴缆线的内导体和外导体的连接。在一个实施方案中,钛钨(TiW)晶种层可以与沉积在顶部上的银(Ag)或金(Au)的层一起使用。例如,晶种层可以具有30nm的厚度,并且每个金属化层可以具有0.03mm的厚度。优选地,以两个步骤将每个金属化层沉积在晶种层上。在第一步骤中,可以将760nm的银或金层溅射到晶种层上。在第二步骤中,可以通过电解来沉积29μm厚的银或金层。较低熔点材料可以仅在内导体和保护壳将要附接的区域中(即仅在有源尖端的近侧端部处并且不沿着其将产生微等离子体的侧面)沉积到较高熔点材料上。
在一个实施方案中,隔开导电元件的第一电介质材料可以在内导体(有源)和外导体(返回)之间提供优先的返回路径。如果第一电介质材料具有高介电常数(例如,大于空气的介电常数)并且第一电介质材料在远侧部分处的厚度(即第一导电元件和第二导电元件在远侧部分边缘处的间隔)较小(即小于1mm),则可以在器械尖端的远侧部分处产生RF组织切割。这种布置可以提供必要的优先返回路径以供电流进行流动。
金属化层可以在平面主体的近侧区域中从第一电介质材料的侧边缘向后缩(例如,0.2mm)以减小该区域处的场强。近侧区域可以包括平坦主体的靠近远侧端部的区域。
在一些实施方案中,形成平面主体的第一电介质材料可以是生物相容性材料,诸如陶瓷,优选地是氧化铝。例如,第一电介质材料可以是具有抛光表面的至少99%纯的氧化铝,以稳固地粘附到可形成第一导电元件和第二导电元件的金属化层。
所述远侧端部组件可包括用于传送流体以递送出所述器械的流体进给导管。所述保护壳的所述下表面可以具有形成在其中的纵向延伸的凹陷通道。所述流体进给导管可以安装在所述纵向延伸的凹陷通道内。所述同轴馈电电缆可以形成用于将RF和/或微波频率能量和流体(液体或气体)递送到器械的多腔导管组件的一部分。流体可被传送穿过形成在多腔导管组件内的对应通路。所述流体进给导管还可以被用来将其他材料递送至所述治疗部位,例如,气体或固体(例如,粉末)。在一个实施方案中,流体(盐水等)的注入被用来使所述治疗部位处的生物组织鼓起。这在以下情况下是尤其有用的:所述器械用来对肠壁或食管壁进行治疗,或者在肿瘤或其他畸形部位位于紧邻处时用于保护门静脉或胰管,以便保护这些结构并且形成流体的缓冲。以这种方式使组织饱满可有助于降低肠穿孔、食道壁损伤、或来自胰管的泄漏、或门静脉损伤等的风险。这种布置可以使得器械能够对畸形部位(肿瘤、增殖、肿块等)接近敏感生物结构的其他情况进行治疗。
所述流体进给导管可以包括针引导管,所述针引导管具有可滑动地安装在其中的可回缩针。针可以通过一根或多根控制线相对于保护壳可滑动地移动,所述控制线可以通过器械的近侧端部处的合适滑动致动器来致动。优选地,所述针相对于将流体输送至针以供递送的流体供应通道可前后滑动。流体供应通道可以是所述套管的整体部分,或者可以是静态地安装在所述套管中的管件。前后移动所述针、同时通过相对于所述套管不能移动的导管将流体输送至所述针的能力使得可回缩针能够被提供在比流体递送管必须沿着所述套管的长度滑动的装置的直径更小的套管内。
术语“外科窥视装置”在本文中可用于意指提供有插入管的任何外科装置,所述插入管是在侵入式手术期间引入患者体内的刚性或柔性(例如可操纵的)导管。所述插入管可包括器械通道和光学通道(例如,用于传输光以照射所述插入管的远侧端部处的治疗部位和/或捕获所述治疗部位的图像。所述器械通道可具有适合于接收侵入式外科工具的直径。所述器械通道的直径可以是5mm或更小。
本文中,术语“内”意指径向更靠近所述器械通道和/或同轴电缆的中心(例如轴线)。术语“外”意指径向更远离所述器械通道和/或同轴电缆的中心(轴线)。
除非上下文另外指明,否则术语“导电”在本文中用来意指可传导电的。
在本文中,术语“近侧”和“远侧”是指所述细长探针的端部。在使用时,近侧端部更靠近用于提供RF和/或微波能量的发生器,而远侧端部更远离所述发生器。
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,例如最多300MHz,优选地是10kHz至1MHz,并且最优选地是400kHz。
本文讨论的电外科器械可以能够将射频(RF)电磁(EM)能量和/或微波EM能量递送到生物组织中。具体地,电外科器械可以能够递送用于切割组织的射频(RF)能量和/或用于止血(即,通过促进血液凝结来密封破裂血管)的微波频率能量。本发明可能特别适用于与下胃肠道和上胃肠道相关联的胃肠(GI)手术,例如以移除肠上的息肉,即用于内窥镜黏膜下切除术。本发明还可以适用于精确的内窥镜手术(即精确的内窥镜切除术),并且可以用于耳、鼻、和喉部手术和肝切除术中。所述装置还可以用于处理与胰腺相关联的手术,例如以切除或去除紧邻门静脉或胰管的肿瘤或畸形部位。
附图说明
下文将参考附图详细讨论体现本发明的实例,在附图中:
图1是应用本发明的完整电外科系统的示意图;
图2是作为本发明的实施方案的电外科器械的远侧端部的分解图;
图3是作为本发明的实施方案的电外科器械的远侧端部的部分透明透视图;
图4A和图4B分别是适合与本发明一起使用的保护壳构件的顶视图和横截面侧视图;并且
图5是作为本发明的实施方案的电外科器械的远侧尖端组件的横截面侧视图。
具体实施方式
下文在电外科系统的背景下呈现本发明的各个方面,所述电外科系统提供了电外科侵入式器械,其用于在内窥镜手术中使用,以通过微波能量和RF能量的受控递送来去除息肉和恶性肿瘤。然而,应当理解,本文呈现的本发明的各方面不必限于此特定应用。它们可以等同地应用于仅需要RF能量或仅需要RF能量和流体递送的实施方案中。
图1是完整电外科系统100的示意图,所述系统能够选择性地向侵入式电外科器械的远侧端部供应RF能量、微波能量和流体(例如,盐水或透明质酸)中的任一者或全部。系统100包括用于可控制地供应RF电磁(EM)能量和/或微波频率EM能量的发生器102。用于这个目的的合适的发生器在以引用方式并入本文的WO 2012/076844中进行了描述。
发生器102通过接口电缆104连接到接口接头106。接口接头106也被连接以从流体递送装置108(诸如注射器)接收流体供应107。接口接头106容纳针移动机构,所述针移动机构可通过滑动触发器110来操作。接口接头106的功能是将来自发生器102、流体递送装置108和针移动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。接口接头106的内部构型在下文更详细地讨论。
柔性轴112可插入穿过外科窥视装置114的器械(工作)通道的整个长度。扭矩传递单元116安装在轴112的近侧长度上、位于接口接头106与外科窥视装置114之间。扭矩传递单元116接合轴以允许其在外科窥视装置114的器械通道内旋转。
柔性轴112具有电外科器械尖端118,所述电外科器械尖端118被成形为穿过外科窥视装置114的器械通道并且在内窥镜的管的远侧端部处(例如,在患者体内)伸出。器械尖端包括用于将RF EM能量和/或微波EM能量递送到生物组织中的有源尖端以及用于递送流体的可回缩皮下注射针。这些组合技术为切割和破坏不需要的组织提供了独特的解决方案以及密封目标区域周围的血管的能力。通过使用可回缩皮下注射针,外科医生能够在组织层之间注射带有添加的标记染料的盐水和/或透明质酸,以便扩张并标记待治疗病变的位置。以这种方式注入流体会提升并分离组织层,从而使得更易于通过粘膜下层围绕病灶和平面进行切除,从而减小肠壁穿孔的风险和减少对肌肉层造成的不必要的热损伤。
如下文更详细地讨论的,器械尖端118还包括位于有源尖端下方以有助于组织平整式切除动作的保护壳,从而再次有助于防止意外穿孔并确保剩余组织的生存力,这继而促进了更快的愈合和术后恢复。
下文讨论的器械尖端的结构可以被特别设计用于与常规可转向柔性内窥镜一起使用,所述常规可转向柔性内窥镜的工作通道的内径为至少3.3mm并且通道长度在60cm与170cm之间。这样,大部分的相对较小直径(小于3mm)的器械容纳在大得多且主要为聚合物绝缘的装置的管腔(即柔性内窥镜通道)内,所述通道通常具有11mm至13mm的外径。实际上,仅15mm至25mm的远侧组件从内窥镜通道的远侧端部伸出以免遮挡视场或不利地影响相机聚焦。远侧组件的伸出部分是器械中任何时候与患者直接接触的唯一部分。
在内窥镜工作通道的近侧端部(其通常保持距患者50cm至80cm)处,柔性轴112从工作通道端口出现并进一步延伸30cm至100cm到达接口接头106。在使用时,在整个手术中,接口接头106通常由戴手套的助手保持。接口接头106通过聚合物材料设计和制造成使得提供具有延长的爬电距离和间隙距离的初级和次级电绝缘。接口电缆104使用QMA型同轴接口连接到发生器102,所述接口被设计来允许连续的顺时针或逆时针旋转。这允许接口接头106在使用者的控制下与扭矩传递单元116一起旋转。助手在整个手术中都支撑接口接头106以便有助于使用者进行协同的器械旋转、针控制和流体注射。
图2示出作为本发明的实施方案的电外科器械的远侧端部组件214(有时称为器械尖端)的分解图。远侧端部组件214安装在柔性轴(例如,该柔性轴对应于以上参考图1讨论的柔性轴112)的外插管管件216的远侧端部处。插管管件216形成柔性套管,所述柔性套管限定用于将流体输送到器械尖端的管腔,所述器械尖端被固定在其远侧端部处。为了提供扭矩传递功能,外插管管件216由编织管形成,例如包括在径向内聚合物层与径向外聚合物层之间安装的编织线(例如,不锈钢)包裹物,其中聚合物可以是例如
在此实施方案中,外插管管件216在其远侧端部处连接至未编织管状部分218,所述管状部分可以是柔性导管。管状部分218可以由任何合适的聚合物材料(例如等)形成。管状部分218可具有轴向长度(即与轴轴线一致的等于或大于1mm的长度。这可以确保在编织物的端部与远侧端部组件214的近侧边缘之间引入安全距离,以便避免在使用微波能量期间由于电容式电导而导致编织物加热的任何风险。这种布置还可以防止平面传输线的两个板或同轴传输线中的两个导体短路或者连接在一起。
管状部分218可以称为‘软尖端’218。在一些实施方案中,软尖端218可以是附加长度的聚合物管,其被粘结到套管或插管管件216的远侧端部。粘结可使用任何合适的粘合剂,例如环氧树脂等。支撑管217可以安装在管状部分218与插管管件216之间的接合部上方以通过提供附加的机械强度来使接头增强。支撑管217可以是聚合物管的短段,管状部分218和插管管件216两者都例如通过粘接固定在所述短段中。支撑管217可以是柔性的和/或可以具有被选择为确保其不会不利地影响轴柔性的长度。
管状部分218、插管管件216和支撑管217的接合部也可以捕集在热收缩套管(未示出)内以在轴的远侧端部处提供另外的结构强度。
插管管件216内的编织物使得施加到轴的近侧端部的扭矩能够诶转换成器械尖端的旋转移动。为了方便起见,一些附图将管状部分218和插管管件216示为透明的。在实际实施方案中,轴可以是不透明的。
管状部分218的远侧端部被布置成适配在保护壳222的对应近侧部分220上。保护壳由与生物组织具有低摩擦的金属材料(例如不锈钢)形成,并且其被成形为执行多种功能,即
-将远侧端部组件214安装在柔性轴上,
-为将能量递送到周围生物组织中的有源尖端结构提供保护下表面,
-为可回缩针提供保护外壳和支撑框架,以及
-在组装和后续使用期间将有源尖端结构相对于同轴电缆定位。
下文将更详细地讨论执行这些功能的壳222的结构的部分。
远侧端部组件214包括有源尖端224,所述有源尖端224是电介质材料221(例如,氧化铝)的平面件,所述平面件在其上表面和下表面上具有导电层(例如,金属化层)。导电层各自电连接到由插管管件216传送的同轴电缆142的内导体228和外导体226中的相应导体。在同轴电缆142的远侧端部处,其外护套被移除以暴露出一定长度的外导体226。同轴电缆的内导体228延伸超过外导体226的远侧端部。同轴电缆142和有源尖端224相对于彼此安装,使得内导体228的伸出部分处于有源尖端的第一导电层上,而外导体226通过保护壳222与第二导电层形成电连接,如以下所讨论的。第一导电层与外导体226隔离并且第二导电层与内导体228隔离。
导电层可以由高熔点的导体(例如,W或Ti)形成。然而,在一个实例中,为了有利于在同轴电缆142的内导体和外导体与有源尖端224之间的电连接中使用焊料,较低熔点的导体可以沉积在进行电连接的导电层上的近侧区域处。低熔点的导体可以是银(Ag)或金(Au)。
有源尖端224的远侧端部是弯曲的以避免在患者体内呈现锐角。
外导体226通过保护壳222电连接到有源尖端224的下侧上的下导电层。保护壳222的近侧端部形成有U形通道248以用于接收和支撑同轴馈电电缆142的远侧端部。远侧端部组件被配置成使得外导体226的暴露部分处于U形通道248中。诸如套管或套环的导电元件230用于压接外导体226的暴露部分。由压接引起的压缩意味着同轴电缆在其被保护壳222接收的区域中变形。例如,同轴电缆的暴露出外导体226的部分可以具有椭圆形的横截面,由此其邻接U形通道248的侧面并与其形成稳固电接触。压接的外导体226因此可以通过过盈配合被壳保持。
为了完成外导体226与有源尖端224上的下导电层229之间的电连接,保护壳222例如通过焊接电耦接至下导电层(参见例如图5)。在此实施方案中,为此目的提供了焊料预成型件231。焊料预成型件231被成形为可接收在形成在保护壳222的上表面中的凹部249内。在此实例中,凹部49是矩形的,并且焊料预成型件231具有对应形状,但是可以使用任何合适的形状。凹部249以确保焊料仅存在于有源尖端224的下表面与保护壳222之间(即它不流动到有源尖端224的侧边缘)的方式从保护壳的边缘向后缩。当组装时,焊料预成型件231可以与有源尖端224的下表面上的区域对准,所述区域被以如上所述的较低熔点的导体(例如,金)涂覆。当部件被组装以有利于焊接过程时,可以为合适柔性件(未示出)提供焊料预成型件。焊接过程本身可以是感应焊接。感应焊接效果可以被限制在有源尖端224和保护壳222在焊料预成型件231处的区域。
上面的构型是有利的,因为保护壳222以确保准确且可重复的组装的固定空间关系保持了以下的全部:(i)有源尖端224、(ii)焊料预成型件231和(iii)同轴电缆142。
远侧端部组件还包括针引导件232,所述针引导件232保持在形成在保护壳222的下表面中的凹部内。针引导件232是例如由聚酰亚胺制成的中空管(例如,套圈),皮下注射针234可滑动地安装在所述中空管内。针234与插管管件216的内部体积流体连通以便接收其中存在的液体以用于递送到治疗部位。
在组装了远侧端部组件214之后,可以通过过盈配合和粘合剂(例如,环氧树脂)将它固定在管状部分218的远侧端部内。粘合剂还可形成用于管状部分218的远侧端部的塞子,以提供不透流体的密封,这意味着在接口接头处引入的流体的唯一出口是通过针234。类似地,内导体228与上导电层227之间的接合部(例如,焊接接头)可以具有保护盖251(参见图5),所述保护盖251可以由合适的粘合剂(例如,环氧树脂)形成。保护盖251可以增强保护壳222与有源尖端224之间的连接,同时还形成用于管状部分218的端塞,即不透流体的密封,这意味着在接口接头处引入的流体的唯一出口是通过针。
在使用时,有源尖端224与患者形成紧密接触。针234可以延伸超过有源尖端224的远侧端部,并且可以通过控制接口接头上的滑块机构回缩到引导管232内的位置,该滑块机构作用在控制线235(参见图3)上以展开和回缩针234。在其延伸位置,针用于注射流体以用于局部扩张和/或标记组织的目的。有源尖端224上的导电层形成用于递送RF和/或微波电磁能的双极电极。
针引导件232向内并接近远侧组件延伸以提供延长的爬电间隙,以便确保仅跨有源尖端224的远侧尖端区域发生RF/微波激活。
图3示出处于组装构型的远侧端部组件214。管状部分218、支撑套管217和插管管件216被示出为透明的,使得内部部件可见。省略了管状部分218内的保护壳222的部分以示出导电元件230如何适配在外导体226上。
图4A和图4B示出了可以在本发明的实施方案中使用的保护壳结构222的形状。保护壳222的远侧端部具有平坦上表面250以用于接触有源尖端224上的下导电层229。如上所讨论,朝向平坦上表面250的近侧端部形成矩形凹部249以用于接收焊料预成型件231。
保护壳222的近侧端部形成有U形通道248以用于接收和支撑同轴馈电电缆142的远侧端部。在保护壳222的近侧端部的下侧上形成类似的通道以接收可回缩针234的引导管232。保护壳222的近侧端部的外表面是圆柱形的,其直径被选择为适配在管状部分218的远侧端部内。
在保护壳222的在近侧端部与远侧端部之间的侧面处,存在一对直立的翼部分244,其内表面与有源尖端224的相应侧边缘接合,并且其外表面与管状部分218的内表面以过盈配合接合。
保护壳222优选地由与生物组织具有低摩擦系数的金属材料(诸如不锈钢)制成。
壳的远侧端部被成形为允许有源尖端224(除了在远侧尖端处外)围绕远侧边缘悬垂到其之外约0.2mm。因此,接触有源尖端的下侧的表面因此具有2mm的最大宽度,其在中间部分223处变窄至1.6mm,之后渐缩至其在远侧部分225中的远侧尖端。远侧尖端可以是单个倒圆曲线,例如具有0.2mm的半径。
同时,壳的近侧端部限定用于容纳有源尖端的近侧端部的长圆形凹部。长圆形凹部在两侧由一对翼244接界,其用于保持并对准有源尖端以及限定用于接收覆盖同轴电缆142的暴露内导体228的保护盖251的空间。
图5是当完全组装时的通过远侧端部组件214的横截面视图。给予上述特征相同的参考标号。在附图中,在保护壳222与下导电层229之间可见由焊料预成型件231提供的焊接导电连接。为了确保保护壳222与有源尖端224之间的牢固粘结,下导电层229可以粘结到它们远离焊接区域邻接的平坦表面250。
Claims (19)
1.一种用于将电磁能量递送到生物组织的电外科器械,所述器械包括:
远侧端部组件,所述远侧端部组件包括:
有源尖端,所述有源尖端包括由第一电介质材料制成的平面主体,所述平面主体将所述有源尖端的第一表面上的第一导电元件与所述有源尖端的第二表面上的第二导电元件隔开,所述第二表面面向与所述第一表面相反的方向;
导电保护壳,所述导电保护壳安装在所述有源尖端的下侧上,所述保护壳具有背向所述平面主体的平滑轮廓的凸形下表面;以及
同轴馈电电缆,所述同轴馈电电缆包括内导体、与所述内导体同轴的外导体以及将所述内导体与所述外导体隔开的第二电介质材料,所述同轴馈电电缆用于传送RF EM能量或微波EM能量,
其中所述内导体电连接至所述第一导电元件,并且所述外导体通过所述保护壳电连接至所述第二导电元件以使得所述器械尖端能够接收所述RF和/或所述微波信号,并且
其中所述第一导电元件和所述第二导电元件被布置成在所述平面主体的远侧部分处从所述同轴电缆发射所述RF EM能量或所述微波EM能量。
2.根据权利要求1所述的电外科器械,其中所述保护壳由与生物组织具有低摩擦系数的导电材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的电外科器械,其中所述保护壳包括一片不锈钢。
4.根据任一前述权利要求所述的电外科器械,其中所述保护壳焊接到所述第二导电元件。
5.根据权利要求4所述的电外科器械,其中所述保护壳包括用于邻接所述平面主体的所述第二表面的上表面,并且其中所述上表面包括用于保持焊料预成型件的凹部。
6.根据权利要求5所述的电外科器械,其中所述凹部具有从所述平面主体的侧边缘向后缩的侧边缘。
7.根据任一前述权利要求所述的电外科器械,其中所述保护壳具有用于接收所述外导体的一部分的U形凹部。
8.根据权利要求7所述的电外科器械,其中所述同轴电缆通过过盈配合保持在所述U形凹部中。
9.根据权利要求7或8所述的电外科器械,其中所述同轴电缆被压接以致使其在所述U形凹部内变形。
10.根据任一前述权利要求所述的电外科器械,其中所述远侧端部组件包括连接到所述保护壳的近侧端部的柔性轴,所述轴限定用于传送所述同轴电缆的管腔。
11.根据权利要求10所述的电外科器械,其中所述柔性轴包括:
近侧插管管件,所述近侧插管管件具有形成在其中的编织物以有助于将扭矩从其近侧端部传递到所述远侧端部组件;以及
远侧未编织管状部分,所述远侧未编织管状部分被粘结到所述插管管件的远侧端部。
12.根据权利要求11所述的电外科器械,其中所述柔性轴包括支撑管,所述支撑管安装在所述近侧插管管件与所述未编织管状部分之间的接合部处。
13.根据权利要求11或12所述的电外科器械,其中所述近侧插管管件与所述未编织管状部分之间的接合部包裹在热收缩套管中。
14.根据任一前述权利要求所述的电外科器械,其中所述第一导电元件和所述第二导电元件各自包括金属化层,所述金属化层形成在所述第一电介质材料的相对表面上。
15.根据权利要求14所述的电外科器械,其中每个金属化层包括由诸如钛或钨的熔点高于1500℃的金属形成的镀覆区域。
16.根据权利要求15所述的电外科器械,其中所述第一导电元件在其镀覆区域与所述内导体之间包括第一连接部分,并且所述第二导电元件在其镀覆区域与所述保护壳导体之间包括第二连接部分,其中所述第一连接部分和所述第二连接部分由熔点小于1200℃的导电材料制成。
17.根据任一前述权利要求所述的电外科器械,其中所述远侧端部组件包括用于传送流体以递送出所述器械的流体进给导管。
18.根据权利要求17所述的器械,其中所述保护壳的所述下表面具有形成在其中的纵向延伸的凹陷通道,并且其中所述流体进给导管安装在所述纵向延伸的凹陷通道内。
19.根据权利要求17或18所述的器械,其中所述流体进给导管包括针引导管,所述针引导管具有可滑动地安装在其中的可回缩针。
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