CN111770734A - 具有柔性且可调节的尖端的能量递送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于向组织递送能量以用于多种应用的综合性的系统、装置和方法，这些应用包括医疗规程(例如，组织消融、切除、烧灼、血管血栓形成、治疗心律失常和心律不整、电外科学、组织获取等)。特别地，提供了通过使用具有柔性且可调节的尖端的能量递送装置施加能量来治疗组织区域(例如，肿瘤)的系统、装置和方法。

Description

具有柔性且可调节的尖端的能量递送装置
技术领域
本发明涉及用于向组织递送能量以用于多种应用的综合性的系统、装置和方法，这些应用包括医疗规程(例如，组织消融、切除、烧灼、血管血栓形成、治疗心律失常和心律不整、电外科学、组织获取等)。特别地，提供了通过使用具有柔性且可调节的尖端的能量递送装置施加能量来治疗组织区域(例如，肿瘤)的系统、装置和方法。
背景技术
消融是用于治疗某些组织的重要治疗策略，所述组织诸如良性和恶性肿瘤、心律失常、心律不整和心动过速。大多数经批准的消融系统利用射频(RF)能量作为消融能量源。因此，医师目前可以获得各种基于RF的导管和功率源。然而，RF能量有几个局限性，包括能量在表面组织中快速耗散，这导致浅的“烧伤”，以及无法进入更深的肿瘤或心律失常的组织。RF消融系统的另一个局限性是焦痂和血凝块倾向于在能量发射电极上形成，这限制了电能的进一步沉积。
微波能量是用于加热生物组织的有效能量源，并且用于诸如癌症治疗和在输注之前预热血液之类的应用中。因此，鉴于传统消融技术的缺点，最近对使用微波能量作为消融能量源有很大的兴趣。微波能量优于RF的优点是更深地穿透到组织中、对炭化不敏感、不需要接地、能量沉积更可靠、更快地加热组织，以及能够产生比RF大得多的热损伤，这大大简化了实际的消融规程。因此，存在许多正在开发的利用微波频率范围内的电磁能量作为消融能量源的装置(参见例如美国专利4,641,649、5,246,438、5,405,346、5,314,466、5,800,494、5,957,969、6,471,696、6,878,147和6,962,586)。
遗憾的是，当前被配置为递送射频或微波能量的装置具有结构上的缺陷。例如，射频、微波和/或谐波能量递送装置通常具有许多不同的专用工具，这些工具具有不同的弯曲或成形的尖端形状。当前通过提供可供选择的工具组合来解决对不同共用尖端的这种需求。然而，尽管这种工具组合可以用于一些情形，但是不能调节尖端形状意味着这种形状并不总是最佳的。
因此，需要用于能量递送装置的可以被形成为最佳形状的改进尖端。
本发明解决了此类需求。
发明内容
本发明涉及用于向组织递送能量以用于多种应用的综合性的系统、装置和方法，这些应用包括医疗规程(例如，组织消融、切除、烧灼、血管血栓形成、治疗心律失常和心律不整、电外科学、组织获取等)。在某些实施方案中，提供了通过使用具有柔性且可调节的尖端的能量递送装置施加能量来治疗组织区域(例如，肿瘤)的系统、装置和方法。本文所述的消融工具的柔性且可调节的尖端提供了以下优点：允许操作者针对特定位置定制该尖端的角度，并且减少在单个规程中对多种不同工具的需求。
因此，在某些实施方案中，本发明提供了能量递送装置，包括：a)天线；和b)在该天线的远侧端部处的导电尖端，其中该导电尖端由柔性且可调节的材料构造而成。在一些实施方案中，该导电尖端是成角度的。在一些实施方案中，该导电尖端在操作期间保持其形状。在一些实施方案中，该导电尖端包括可成形的接合部。在一些实施方案中，此类装置被集成到本文和美国专利9,192,438中所述的系统中，该专利全文以引用方式并入本文。
此类能量递送装置不限于特定类型的天线。在一些实施方案中，天线是能够利用柔性且可调节的导电尖端递送能量(例如，微波能量、射频能量)的任何类型的天线。在一些实施方案中，天线是包括内部导体的天线。在一些实施方案中，该天线是同轴天线。在一些实施方案中，该天线是三轴天线。
类似地，在某些实施方案中，本发明提供了能量递送装置，这些能量递送装置包括能量发射区域、主体、柔性接合部和可调节尖端。在一些实施方案中，能量发射区域被配置为发射消融能量，主体限定能量递送装置的主体线性轴线，柔性接合部定位在主体与可调节尖端之间，柔性接合部被配置为使得其相对于主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上调节并且能够固定在这种期望的方向上，并且对柔性接合部的调节导致对可调节尖端的相同调节。
此类能量递送装置不限于柔性接合部的特定调节方式。在一些实施方案中，柔性接合部被配置为使得其相对于主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上可旋转地调节(例如，手动地或自动地)。在一些实施方案中，柔性接合部被配置为使得其相对于主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上灵活地调节。在一些实施方案中，柔性接合部被配置为使得其相对于主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上手动地调节。在一些实施方案中，柔性接合部被配置为使得其相对于主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上自动地调节。
此类能量递送装置不限于特定类型的柔性接合部。在一些实施方案中，柔性接合部是可成形的接合部。在一些实施方案中，柔性接合部由柔性且可调节的材料形成。
在一些实施方案中，能量发射区域被配置为发射射频消融能量。在一些实施方案中，能量发射区域被配置为发射微波消融能量。在一些实施方案中，能量发射区域包括微波天线。在一些实施方案中，微波天线包括同轴传输线。在一些实施方案中，微波天线包括三轴传输线。在一些实施方案中，微波天线完全延伸穿过主体、柔性接合部和可调节尖端。在一些实施方案中，微波天线完全延伸穿过主体和柔性接合部，并且部分延伸穿过可调节尖端。在一些实施方案中，微波天线完全延伸穿过主体和柔性接合部，而不延伸穿过可调节尖端。在一些实施方案中，微波天线完全延伸穿过主体并且部分延伸穿过柔性接合部，而不延伸穿过可调节尖端。在一些实施方案中，微波天线完全延伸穿过主体，而不延伸穿过柔性接合部和可调节尖端。
在某些实施方案中，本发明提供了下述系统，这些系统包括：此类能量递送装置中的一个或多个，以及例如电连接到该能量递送装置的功率源。在一些实施方案中，功率源产生微波能量。
在某些实施方案中，本发明提供了用于消融样本内的组织区域的方法，包括：提供这样的能量递送装置、将柔性接合部调节到相对于主体线性轴线的期望方向、将能量递送装置定位到样本内的组织区域，以及在使得组织区域被消融的条件下将能量从能量递送装置递送到样本内的组织区域。在一些实施方案中，样本在活的受试者体内。在一些实施方案中，样本在活的人类受试者体内。
附加的实施方案如下所述。
附图说明
图1示出了具有可调节尖端的示例性能量递送装置。
图2和图3各自示出了具有能量递送装置主体、可调节尖端、成角度尖端和柔性接合部的能量递送装置。
具体实施方式
当前使用的能量递送装置具有刚性的尖端，因此在涉及组织区域消融的规程期间难以操纵或操控。因此，需要用于能量递送装置的可以被形成为最佳形状的改进尖端。本公开通过提供具有柔性且可调节的尖端的能量递送装置来满足该需求。
因此，本文提供了包括柔性且可调节的尖端的能量递送装置(例如，在消融规程中使用)。在某些实施方案中，本发明提供了在消融规程中使用的能量递送装置，包括：a)天线；和b)在该天线的远侧端部处的导电尖端，其中该导电尖端由柔性且可调节的材料构造而成。在一些实施方案中，该导电尖端是成角度的。在一些实施方案中，该导电尖端在操作期间保持其形状。在一些实施方案中，该导电尖端包括可成形的接合部。在一些实施方案中，此类装置被集成到本文和美国专利9,192,438中所述的系统中。
此类包括成角度且可调节的尖端的能量递送装置在使用中提供了优于具有固定尖端的装置的优点。例如，用户在使用期间可以调节尖端的角度，而无需在规程期间切换装置。此外，尖端的可完全定制的角度改善了对难以触及的身体或其它目标的区域的接近。
本发明涉及用于向组织递送能量(例如，微波能量、射频能量)以用于多种应用的综合性的系统、装置和方法，这些应用包括医疗规程(例如，组织消融、切除、烧灼、血管血栓形成、中空内脏的腔内消融、用于治疗心律失常的心脏消融、电外科学、组织获取、美容外科手术、眼内使用等)。特别地，本发明提供了用于递送能量(例如，微波能量)的系统，包括功率源，引导、控制和递送功率的装置(例如，功率分离器)、处理器、能量发射装置、冷却系统、成像系统、温度监测系统和/或跟踪系统。在某些实施方案中，提供了通过使用本发明的能量递送系统来治疗组织区域(例如，肿瘤)的系统、装置和方法。在某些实施方案中，提供了通过使用具有柔性且可调节的尖端的消融工具施加能量来治疗组织区域(例如，肿瘤)的系统、装置和方法。
本发明的系统可以在各种系统/套件实施方案内组合。例如，本发明提供的系统包括下列中的一者或多者：发生器、功率分配系统，引导、控制和递送功率的装置(例如，功率分离器)，能量施加器，连同任何一个或多个附件部件(例如，外科器械、用于辅助规程的软件、处理器、温度监测装置等)。本发明不限于任何特定的附件部件。
本发明的系统可以用于涉及将能量(例如，射频能量、微波能量、激光、聚焦超声等)递送到组织区域的任何医疗规程(例如，经皮或外科手术)中。该系统不受到治疗特定类型或种类的组织区域(例如，脑、肝、心脏、血管、脚、肺、骨等)的限制。例如，本发明的系统可用于消融肿瘤区域。另外的治疗包括但不限于心律失常的治疗、肿瘤消融(良性和恶性)、手术期间及创伤后的出血控制、出血的任何其它控制、移除软组织、组织切除和获取、治疗静脉曲张、管腔内组织消融(例如，治疗食道病理，诸如巴雷特氏食道癌和食道腺癌)、骨肿瘤及正常骨和良性骨病症的治疗、眼内用途、美容外科手术中的用途、中枢神经系统病理(包括脑肿瘤和电干扰)的治疗、灭菌规程(例如输卵管的消融)以及出于任何目的血管或组织的烧灼。在一些实施方案中，外科应用包括消融治疗(例如，以实现促凝坏死)。在一些实施方案中，外科应用包括肿瘤消融以靶向例如原发性或转移性肿瘤。在一些实施方案中，外科应用包括出血(例如，电烧灼)的控制。在一些实施方案中，外科应用包括组织切割或移除。在一些实施方案中，该装置被配置用于在对组织或生物体造成最小损伤的情况下，在任何期望的位置(包括但不限于脑部、颈部、胸部、腹部、骨盆和四肢)处运动和定位。在一些实施方案中，该装置被配置用于例如通过计算机断层扫描、超声、磁共振成像、荧光镜透视检查等引导递送。
下文提供的例示的实施方案根据医疗应用(例如，通过递送微波能量来消融组织)来描述具有可调节尖端的系统和能量递送装置。然而，应当理解，本发明的此类系统和装置不限于医疗应用。此类装置和系统可以用于需要向负载递送能量的任何环境(例如，农业环境、制造环境、研究环境等)中。所展示的实施方案在微波能量方面描述了本发明的装置和系统。应当理解，本发明的装置和系统不限于特定类型的能量(例如，射频能量、微波能量、聚焦超声能量、激光、等离子体)。如本文所用，术语“能量递送装置”、“具有天线的能量递送装置”和“具有可调节尖端的能量递送装置”可互换使用。
本发明的系统不限于任何特定的部件或部件数量。在一些实施方案中，本发明的系统包括但不限于包括功率源，引导、控制和递送功率的装置(例如，功率分离器)，处理器、具有带天线的可调节尖端的能量递送装置、冷却系统、成像系统和/或跟踪系统。当使用多个天线时，该系统可以用于单独地控制每个天线。
在一些实施方案中，提供了具有可调节尖端的能量递送装置，作为能量递送系统的一部分，该能量递送系统包括本文所述的装置、功率源、传输线、功率分配部件(例如，功率分离器)、处理器、成像系统和温度监测系统。在一些实施方案中，能量递送系统的部件经由传输线、电缆等连接。在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置与功率源、引导、控制和递送功率的装置(例如，功率分离器)、处理器、成像系统、跨无菌区屏障的温度监测系统分离。
图1示出了示例性能量递送装置1，该能量递送装置被配置为具有能量递送装置主体5和用于在涉及消融组织区域的规程期间改进能量递送装置的操纵和操控的可调节尖端4。能量递送装置1不限于用于在涉及消融组织区域的规程期间改进能量递送装置的操纵和操控的特定方式或配置。
仍然参见图1，在一些实施方案中，能量递送装置3被配置为发射和/或递送能量(例如，消融能量)(例如，微波消融能量)。此类能量递送装置1不限于装置内发射这种能量的特定区域。在一些实施方案中，能量递送装置1的被配置用于能量发射的区域整个地定位在能量递送装置主体5和可调节尖端4内。在一些实施方案中，能量递送装置1的被配置用于能量发射的区域定位在整个能量递送装置主体5内并且部分地(例如，1％、5％、10％、25％、28％、30％、33％、39％、40％、42％、48％、50％、55％、60％、70％、78％、79％、82％、85％、88％、90％、95％、98％、99％、99.9％)定位在可调节尖端4内。在一些实施方案中，能量递送装置1的被配置用于能量发射的区域定位在整个可调节尖端4内并且部分地定位在能量递送装置主体5内。在一些实施方案中，能量递送装置3的被配置用于能量发射的区域定位在可调节尖端4的一部分(例如，1％、5％、10％、25％、28％、30％、33％、39％、40％、42％、48％、50％、55％、60％、70％、78％、79％、82％、85％、88％、90％、95％、98％、99％、99.9％)内和能量递送装置主体5的一部分(例如，1％、5％、10％、25％、28％、30％、33％、39％、40％、42％、48％、50％、55％、60％、70％、78％、79％、82％、85％、88％、90％、95％、98％、99％、99.9％)内。在一些实施方案中，能量递送装置1的被配置用于能量发射的区域整个地定位在可调节尖端4内，而不是能量递送装置主体5内。在一些实施方案中，能量递送装置1的被配置用于能量发射的区域整个地定位在能量递送装置主体5内，而不是可调节尖端4内。
在一些实施方案中，能量递送装置1在其中具有一个或多个用于这种能量发射的天线。此类能量递送装置1不限于天线的特定定位。在一些实施方案中，天线整个地定位在能量递送装置主体5和可调节尖端4内。在一些实施方案中，天线定位在整个能量递送装置主体5内并且部分地(例如，1％、5％、10％、25％、28％、30％、33％、39％、40％、42％、48％、50％、55％、60％、70％、78％、79％、82％、85％、88％、90％、95％、98％、99％、99.9％)定位在可调节尖端4内。在一些实施方案中，天线定位在整个可调节尖端4内并且部分地定位在能量递送装置主体5内。在一些实施方案中，天线定位在可调节尖端4的一部分(例如，1％、5％、10％、25％、28％、30％、33％、39％、40％、42％、48％、50％、55％、60％、70％、78％、79％、82％、85％、88％、90％、95％、98％、99％、99.9％)内和能量递送装置主体5的一部分(例如，1％、5％、10％、25％、28％、30％、33％、39％、40％、42％、48％、50％、55％、60％、70％、78％、79％、82％、85％、88％、90％、95％、98％、99％、99.9％)内。在一些实施方案中，天线整个地定位在可调节尖端4内，而不定位在能量递送装置主体5内。在一些实施方案中，天线整个地定位在能量递送装置主体5内，而不定位在可调节尖端4内。
本发明的此类实施方案设想了使用任何类型的天线来递送(例如，发射)能量(例如，消融装置、外科装置等)。适用天线的示例包括但不限于下列专利中所述的天线中的任一种：美国专利7,101,369、7,033,352、6,893,436、6,878,147、6,823,218、6,817,999、6,635,055、6,471,696、6,383,182、6,312,427、6,287,302、6,277,113、6,251,128、6,245,062、6,026,331、6,016,811、5,810,803、5,800,494、5,788,692、5,405,346、4,494,539，美国专利申请序列11/728,460、11/728,457、11/728,428、11/237,136、11/236,985、10/980,699、10/961,994、10/961,761、10/834,802、10/370,179、09/847,181；英国专利申请2,406,521、2,388,039；欧洲专利1395190；以及国际专利申请WO 06/008481、WO 06/002943、WO05/034783、WO 04/112628、WO 04/033039、WO 04/026122、WO 03/088858、WO 03/039385、WO95/04385。此类天线包括被配置用于能量发射的任何和所有医疗应用装置、兽医应用装置和研究应用装置；以及在农业环境、制造环境、机械环境或任何其它要递送能量的应用中使用的装置。
再次参见图1，可调节尖端4不限于特定的设计或配置。在一些实施方案中，可调节尖端4的设计和配置使得所得到的能量递送装置1能够在涉及消融组织区域的规程期间改进操纵和操控。在一些实施方案中，如图1所示，可调节尖端4包括连接到柔性接合部3的成角度尖端2。在一些实施方案中，如图1所示，可调节尖端4定位在能量递送装置主体5的远侧端部处。
仍然参见图1，能量递送装置1不限于柔性接合部3的特定类型或配置。在一些实施方案中，如图1所示，柔性接合部3定位在能量递送装置主体5与成角度尖端2之间。在一些实施方案中，柔性接合部3具有使得能量递送装置3能够在涉及消融组织区域的规程期间改进操纵和操控的任何类型的配置。如图1所示，能量递送装置主体5整体上限定了装置的中心轴线。
仍然参见图1，在一些实施方案中，柔性接合部3不限于柔性的特定方向或量。在一些实施方案中，柔性接合部3被配置为相对于能量递送装置主体5沿任何方向旋转，并且从这种旋转位置沿任何方向挠曲。例如，在一些实施方案中，柔性接合部3被配置为相对于能量递送装置主体5的轴线从0度旋转到360度。在一些实施方案中，柔性接合部3被配置为相对于其旋转位置从0度挠曲到360度。在一些实施方案中，柔性接合部3的调节后的旋转和挠曲位置可以被锁定在这样的调节后的位置(例如，使得当在规程(例如，递送消融能量)中使用时，该装置保持调节后的位置)。在一些实施方案中，柔性接合部3的调节后的旋转和挠曲位置可以被锁定在这样的调节后的位置，并且如果需要，可以进一步调节。
仍然参见图1，柔性接合部3不限于特定的调节方式。在一些实施方案中，用户(例如，医师、兽医、医疗保健提供者)可以先将柔性接合部3手动地调节到期望位置，然后再用于规程中。在一些实施方案中，用户可以自动地将柔性接合部3调节到期望位置(例如，通过使用被配置为调节柔性接合部3的软件)。在一些实施方案中，可以在规程期间(例如，手动地或自动地)调节柔性接合部3。
仍然参见图1，柔性接合部3不限于特定尺寸。在一些实施方案中，柔性接合部3具有使得能量递送装置3能够在涉及消融组织区域的规程期间改进操纵和操控的任何尺寸。
仍然参见图1，柔性接合部3不限于特定类型或种类的接合部。在一些实施方案中，柔性接合部3的类型是使得能量递送装置3能够在涉及消融组织区域的规程期间改进操纵和操控的任何种类。在一些实施方案中，柔性接合部3是可成形的接合部。
图2和图3示出了能量递送装置1的另选实施方案，该能量递送装置具有能量递送装置主体5、可调节尖端4、成角度尖端2和柔性接合部3。
如所指出的，该系统利用能量递送装置，这些能量递送装置在其中具有被配置为发射能量(例如，微波能量、射频能量、辐射能量)的天线。这些系统不限于天线的特定类型或设计(例如，消融装置、外科装置等)。在一些实施方案中，该系统利用具有直线形状天线的能量递送装置(参见例如美国专利6,878,147、4,494,539、美国专利申请序列11/728,460、11/728,457、11/728,428、10/961,994、10/961,761；以及国际专利申请WO 03/039385)。在一些实施方案中，该系统利用具有非线性形状天线的能量递送装置(参见例如美国专利6,251,128、6,016,811和5,800,494、美国专利申请序列09/847,181和国际专利申请WO03/088858)。在一些实施方案中，该天线具有角状反射部件(参见例如美国专利6,527,768、6,287,302)。在一些实施方案中，该天线具有定向反射屏蔽件(参见例如美国专利6,312,427)。在一些实施方案中，该天线在其中具有固定部件，以便将能量递送装置固定在特定的组织区域内(参见例如美国专利6,364,876和5,741,249)。
一般来讲，被配置为发射能量的天线包括同轴传输线。这些装置不限于同轴传输线的特定配置。同轴传输线的示例包括(但不限于)Pasternack、Micro-coax和SRC Cables开发的同轴传输线。在一些实施方案中，同轴传输线具有中心导体、介电元件和外导体(例如，外屏蔽件)。在一些实施方案中，该天线具有柔性同轴传输线(例如，以便围绕例如肺静脉或通过管状结构定位)(参见例如美国专利7,033,352、6,893,436、6,817,999、6,251,128、5,810,803、5,800,494)。在一些实施方案中，该天线具有刚性同轴传输线(参见例如美国专利6,878,147，美国专利申请序列10/961,994、10/961,761，和国际专利申请WO 03/039385)。
在一些实施方案中，这些能量递送装置具有定位在天线内的同轴传输线，以及与天线连接的同轴传输线。在一些实施方案中，天线内的同轴传输线的尺寸大于与天线连接的同轴传输线的尺寸。天线内的同轴传输线和与天线连接的同轴传输线不限于特定的尺寸。例如，在一些实施方案中，尽管与天线连接的同轴传输线为约0.032英寸，但是天线内的同轴传输线的尺寸大于0.032英寸(例如，0.05英寸、0.075英寸、0.1英寸、0.5英寸)。在一些实施方案中，天线内的同轴传输线具有坚硬且厚的内导体。在一些实施方案中，天线内的同轴传输线的端部被锐化以用于经皮使用。在一些实施方案中，天线内的同轴传输线的介电涂层为PTFE(例如，以便使从插管到内导体(例如，细而尖的内导体)的过渡平滑)。
此类实施方案不限于特定的同轴传输线形状。实际上，在一些实施方案中，同轴传输线和/或介电元件的形状被选择并且/或者能够调节以适合特定的需要。
在一些实施方案中，外导体是20号针或直径与20号针相似的部件。优选地，对于经皮使用，外导体不大于17号针(例如，不大于16号针)。在一些实施方案中，外导体是17号针。然而，在一些实施方案中，根据需要使用更大的装置。例如，在一些实施方案中，使用12号直径。本发明不受外导体的尺寸的限制。在一些实施方案中，外导体被配置为装配在一系列较大的针内，以便辅助医疗规程(例如，辅助组织活检)(参见例如美国专利6,652,520、6,582,486、6,355,033、6,306,132)。在一些实施方案中，中心导体被配置为延伸超过外导体，以便将能量递送到期望的位置。在一些实施方案中，馈线特性阻抗中的一些或全部被优化以最小化功率耗散，而不管终止于其远侧端部处的天线是何种类型。
在一些实施方案中，能量递送装置设置有近侧部分和远侧部分，其中远侧部分是可拆卸的并且以可以附接到芯近侧部分的多种不同的配置设置。例如，在一些实施方案中，近侧部分包括柄部和与系统的其它部件(例如，功率源)的接口，而远侧部分包括具有期望特性的可拆卸天线。可以提供被配置用于不同用途的多个不同的天线，并将其附接到柄部单元以用于适当的指示。
在一些实施方案中，多个(例如，多于1个)(例如，2、3、4、5、10、20个等)同轴传输线和/或三轴传输线定位在每个能量递送装置内，以便在延长的时间段内递送大量的能量。
在一些实施方案中，该能量递送装置包括具有经优化调谐能力的三轴微波探针(参见例如美国专利7,101,369；另参见美国专利申请10/834,802、11/236,985、11/237,136、11,237,430、11/440,331、11/452,637、11/502,783、11/514,628；以及国际申请PCT/US05/14534)。三轴微波探针不限于特定的经优化调谐能力。在一些实施方案中，三轴微波探针具有特定于特定组织类型的预定义的经优化调谐能力。在一些实施方案中，三轴微波探针被配置为消融较小的组织区域(例如，仅消融器官的边缘、消融小肿瘤等)。在此类实施方案中，第一导体的长度被减小(例如，使得导线接触尖端以便保持小的消融区域)。
在一些实施方案中，本发明的装置被配置为与可拆卸柄部附接。本发明不限于特定类型的可拆卸柄部。在一些实施方案中，该可拆卸柄部被配置为与多个装置(例如，1、2、3、4、5、10、20、50个……)连接，以便控制通过此类装置的能量递送。在一些实施方案中，柄部设计有用于向能量递送装置提供功率的功率放大器。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置被设计成在物理上围绕特定组织区域以用于能量递送的目的(例如，该装置的主体和可调节尖端可以围绕特定组织区域柔性地成形)。例如，在一些实施方案中，该装置的主体和/或可调节尖端可以围绕血管(例如，肺静脉)柔性地成形，以便将能量递送到组织内的精确区域。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置被配置为具有主体，该主体具有柔性区域和非柔性区域这两者。这些能量递送装置不限于具有柔性区域和非柔性区域这两者的主体的特定配置。在一些实施方案中，柔性区域包括塑料(例如，PEEK)。在一些实施方案中，非柔性区域包括陶瓷。柔性区域和非柔性区域不限于能量递送装置的主体内的特定位置。在一些实施方案中，柔性区域定位在经受更少量的微波场发射的区域中。在一些实施方案中，非柔性区域定位在经受大量微波场发射的区域中(例如，位于天线的近侧部分上方以提供介电强度和机械刚度)。在一些实施方案中，能量递送装置在远侧部分(例如，天线)上具有热缩件，以提供附加的耐久性。
在一些实施方案中，天线的材料是耐用的并且提供高介电常数。在一些实施方案中，天线的材料是锆和/或锆的功能等效物。在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置作为附接到相同或不同的功率源的两个或更多个单独的天线提供。在一些实施方案中，不同的天线附接到相同的柄部，而在其它实施方案中，为每个天线提供不同的柄部。在一些实施方案中，在患者体内同时或串联(例如，切换)使用多个天线，以在患者体内递送期望强度和几何形状的能量。在一些实施方案中，天线是可单独控制的。在一些实施方案中，多个天线可以由单个用户、计算机或多个用户操作。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置被设计成在无菌区内操作。本发明不限于特定的无菌区环境。在一些实施方案中，无菌区包括围绕受试者的区域(例如，手术台)。在一些实施方案中，无菌区包括仅允许灭菌物品(例如，灭菌装置、灭菌辅助剂、灭菌身体部位)进入的任何区域。在一些实施方案中，无菌区包括容易受病原体感染的任何区域。在一些实施方案中，无菌区在其中具有在无菌区与非无菌区之间建立屏障的无菌区屏障。本发明不限于特定的无菌区屏障。在一些实施方案中，无菌区屏障是围绕正在经受涉及使用具有本发明的可调节尖端的能量递送装置的规程(例如，组织消融)的受试者的消毒盖布。在一些实施方案中，房间是无菌的并且提供无菌区。在一些实施方案中，无菌区屏障由本发明的系统的用户(例如，医师)建立。在一些实施方案中，无菌区屏障阻止非无菌物品进入无菌区。在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置设置在无菌区中，而该系统的一个或多个其它部件(例如，功率源)不被容纳在无菌区中。
在一些实施方案中，能量递送装置在其中具有保护传感器，这些保护传感器被设计成防止不期望地使用具有可调节尖端的能量递送装置。能量递送装置不限于特定类型或种类的保护传感器。在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置在其中具有温度传感器，该温度传感器被设计成测量例如能量递送装置和/或接触能量递送装置的组织的温度。在一些实施方案中，当温度达到某一水平时，传感器经由例如处理器向用户传送警告。在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置在其中具有皮肤接触传感器，该皮肤接触传感器被设计成检测能量递送装置与皮肤(例如，皮肤的外表面)的接触。在一些实施方案中，在与不期望的皮肤接触时，皮肤接触传感器经由例如处理器向用户传送警告。在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置在其中具有空气接触传感器，该空气接触传感器被设计成检测能量递送装置与环境空气的接触(例如，通过测量流过该装置的电的反射功率来进行检测)。在一些实施方案中，在与不期望的空气接触时，皮肤接触传感器经由例如处理器向用户传送警告。在一些实施方案中，传感器被设计成在检测到不期望的事件(例如，与皮肤接触、与空气接触、不期望的温度升高/降低)时阻止使用能量递送装置(例如，通过自动地减少或阻止功率递送)。在一些实施方案中，传感器与处理器通信，使得处理器在不存在不期望的事件的情况下显示通知(例如，绿灯)。在一些实施方案中，传感器与处理器通信，使得处理器在存在不期望的事件时显示通知(例如，红灯)并识别不期望的事件。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置以高于制造商推荐的额定功率使用。在一些实施方案中，应用本文所述的冷却技术以允许更高的功率递送。本发明不限于特定的功率增加量。在一些实施方案中，额定功率超过制造商的推荐值5倍或更多倍(例如，5倍、6倍、10倍、15倍、20倍等)。
除此之外，本发明的装置被配置为在不同的时间(例如，由用户控制)和以不同的能量强度(例如，由用户控制)从装置的不同区域(例如，外导体区段间隙)递送能量。对装置的此类控制允许能量递送场的相位调整，以便在特定的组织区域处实现相长相位干涉或在特定的组织区域处实现相消相位干涉。例如，用户可以采用通过两个(或更多个)靠近定位的外导体区段的能量递送，以便实现组合的能量强度(例如，相长干涉)。此类组合的能量强度在特别深或致密的组织区域中可能是有用的。除此之外，可以通过利用两个(或更多个)装置来实现此类组合的能量强度。在一些实施方案中，一个或多个装置之间的相位干涉(例如，相长相位干涉、相消相位干涉)由处理器、调谐元件、用户和/或功率分离器来控制。因此，用户能够控制通过装置的不同区域的能量释放，并且控制通过装置的每个区域递送的能量的量，以便精确地雕刻消融区域。
本发明提供了多种用于冷却装置的方法。一些实施方案采用可熔化的屏障，这些屏障在熔化时允许进行吸热反应的化学物质接触。
在一些实施方案中，该装置还包括用于将天线固定在特定的组织区域处的锚固元件。该装置不限于特定类型的锚固元件。在一些实施方案中，该锚固元件是可充胀的球囊(例如，其中球囊的充胀将天线固定在特定的组织区域处)。利用可充胀球囊作为锚固元件的附加优点是在球囊充胀时抑制血液流动或空气流动到特定区域。此类空气或血液流动抑制在例如心脏消融规程和涉及肺组织、血管组织和胃肠组织的消融规程中特别有用。在一些实施方案中，该锚固元件是天线的被设计成接合(例如，闩锁到)特定组织区域的延伸部。另外的示例包括但不限于美国专利6,364,876和5,741,249中所述的锚固元件。在一些实施方案中，该锚固元件具有循环剂(例如，以其临界点或接近其临界点的温度递送的气体；CO2)，该循环剂冻结了天线与组织之间的界面，从而将天线粘贴在适当的位置。在此类实施方案中，当组织熔化时，由于组织干化，天线保持固定到组织区域。
因此，在一些实施方案中，本发明的装置用于消融具有大量的空气和/或血液流动的组织区域(例如，肺组织、心脏组织、胃肠组织、血管组织)。在涉及消融具有大量的空气和/或血液流动的组织区域的一些实施方案中，还利用元件来抑制空气和/或血液向该组织区域流动。本发明不限于特定的空气和/或血液流动抑制元件。在一些实施方案中，该装置与气管内/支气管内管结合。在一些实施方案中，与装置附接的球囊可以在组织区域处充胀，以便将装置固定在期望的组织区域内，并且抑制血液和/或空气流动到期望的组织区域。
在一些实施方案中，能量递送装置在其中具有插塞区域，该插塞区域被设计成将能量递送装置的内部部分分开，以便例如防止装置的一个或多个部分冷却或加热，同时允许其它部分冷却或加热。该插塞区域可以被配置为将能量递送装置的任何期望的一个或多个区域与任何其它区域隔离。在一些实施方案中，该插塞区域被设计成防止能量递送装置的一个或多个区域冷却。在一些实施方案中，该插塞区域被设计成防止能量递送装置的被配置为递送消融能量的部分冷却。该插塞区域不限于防止装置的一部分冷却的特定方式。在一些实施方案中，该插塞区域被设计成与温度降低的区域(例如，能量递送装置的具有循环冷却剂的区域)接触。在一些实施方案中，该插塞区域的材料使得该区域能够与具有低温的材料或区域接触而不会使其温度显著降低(例如，隔热材料)。该插塞区域不限于特定类型的隔热材料(例如，合成聚合物(例如，聚苯乙烯、冷凝脂(polyicynene)、聚氨酯、聚异氰脲酸酯)、气凝胶、玻璃纤维、软木)。该插塞区域不限于特定的尺寸大小。在一些实施方案中，该插塞区域的尺寸使得该区域能够防止循环冷却剂的冷却效果降低能量递送装置的其它区域的温度。在一些实施方案中，该插塞区域沿能量递送装置的整个插管部分定位。在一些实施方案中，该插塞区域定位在能量递送装置的插管部分的远侧部分处。在一些实施方案中，该插塞区域包裹在能量递送装置的插管部分的外部部分周围。
在一些实施方案中，能量递送装置在其中具有“粘贴”区域，该“粘贴”区域被设计用于将能量递送装置固定到组织区域。该粘贴区域不限于促进能量递送装置与组织区域关联的特定方式。在一些实施方案中，该粘贴区域被配置为达到并维持降低的温度，使得在与组织区域接触时，该组织区域附着到粘贴区域，从而引起能量递送装置与组织区域附接。该粘贴区域不限于特定的材料组成。在一些实施方案中，该粘贴区域是例如金属材料、陶瓷材料、塑性材料和/或此类物质的任何组合。在一些实施方案中，该粘贴区域包括能够达到并维持温度的任何种类的材料，使得在与组织区域接触时诱导该组织区域附着到粘贴区域上。该粘贴区域不限于特定的尺寸大小。在一些实施方案中，该粘贴区域的尺寸使得该区域能够在能量递送装置同时进行组织消融和/或同时进行运动(例如，定位)期间维持组织区域的附着。在一些实施方案中，提供了两个或更多个粘贴区域。在一些实施方案中，利用密封防止该粘贴区域暴露于装置的远侧区域。在一些实施方案中，密封定位在装置的粘贴区域与远侧区域之间，从而防止粘贴区域暴露于远侧区域。在一些实施方案中，密封以不透气/气密性方式配置。在一些实施方案中，密封被激光焊接到装置(例如，同轴区域)上。在一些实施方案中，密封被感应焊接到装置(例如，同轴区域)上。在一些实施方案中，密封是局部的(例如，60％/40％、55％/45％、50％/50％)激光焊接和感应焊接。在一些实施方案中，该粘贴区域是可调节尖端的一部分(全部或一部分)。在一些实施方案中，该粘贴区域与可调节尖端分开。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置被配置用于递送具有优化的特性阻抗的微波能量(参见例如美国专利申请序列11/728,428)。此类装置被配置为以高于50Ω(例如，介于50Ω与90Ω之间；例如，高于50、…、55、56、57、58、59、60、61、62、…、90Ω，优选地为77Ω)的特性阻抗工作。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置具有冷却剂通过通道(参见例如美国专利6,461,351和美国专利申请序列11/728,460)。特别地，本发明的能量递送系统利用具有同轴传输线的装置，这些同轴传输线允许通过使冷却材料流经同轴部件的介电导体和/或内导体或外导体来冷却。在一些实施方案中，这些装置被配置为使装置的直径最小化，同时允许冷却剂通过。在一些实施方案中，这是通过将内导体或外导体和/或固体介电材料的条替换为通过其传送冷却剂的通道来实现的。在一些实施方案中，这些通道是通过沿内同轴电缆的长度从一个或多个(例如，两个、三个、四个)区域剥离外导体或导体和/或固体介电材料来生成的。由于外导体或内导体和/或固体介电材料的被移除部分形成了用于传送冷却剂的通道，所以被剥离的部件配合在比移除外导体或内导体和/或固体介电材料之前更小的外导体中。这提供了具有由此获得的所有优点的较小装置。在其中采用多个通道的一些实施方案中，冷却剂可在交替方向上通过这些通道中的一个或多个通道传送。此类装置的优点是不需要增加同轴电缆的直径来容纳冷却剂。这允许使用下述冷却装置：这些装置是微创的，并且允许进入身体的原本不能进入或仅在具有不期望的风险的情况下才能进入的区域。使用冷却剂还允许递送更大的能量并且/或者在延长的时间段内递送能量。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置采用中心馈电偶极部件(参见例如美国专利申请序列号11/728,457)。这些装置不限于特定的配置。在一些实施方案中，这些装置在其中具有中心馈电偶极，用于通过施加能量(例如，微波能量)来加热组织区域。在一些实施方案中，此类装置具有连接到中空管(例如，其中内径为外径的至少50％；例如，其中内径与外径基本上相似)的同轴电缆。同轴电缆可以是标准同轴电缆，或者可以是其中具有电导率接近零的介电部件(例如，空气)的同轴电缆。中空管不限于特定的设计配置。在一些实施方案中，中空管采取例如20号针的形状(例如，直径)。优选地，中空管由固体刚性导电材料(例如，任何数量的金属、涂覆导体的陶瓷或聚合物等)制成。在一些实施方案中，中空管被配置为在其远侧端部上具有锐化的点或附加的管心针，以允许在不使用例如插管的情况下将装置直接插入到组织区域中。中空管不限于特定的组成(例如，金属、塑料、陶瓷)。在一些实施方案中，中空管包括例如铜或具有其它硬化金属的铜合金、银或具有其它硬化金属的银合金、镀金铜、镀金属的Macor(可机加工的陶瓷)、镀金属的硬化聚合物和/或它们的组合。管心针尖端可以由任何材料制成。在一些实施方案中，该尖端由硬化树脂制成。在一些实施方案中，尖端是金属。在一些实施方案中，管心针尖端由钛或钛的等效物制成。在一些实施方案中，管心针尖端被焊接烧灼至氧化锆或氧化锆的等效物。在一些此类实施方案中，金属尖端是天线的金属部分的延伸部并且具有电活性。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置具有天线部件的线性阵列(参见例如美国临时专利申请60/831,055)。这些装置不限于特定的配置。在一些实施方案中，具有天线部件的线性阵列的能量递送装置在其中具有天线，该天线包括内导体和外导体，其中外导体设置在被间隙分开的两个或更多个线性区段中，使得这些区段的长度和位置被配置用于在天线的远侧端部处优化能量递送。例如，在一些实施方案中，天线包括跨该天线的近侧端部到远侧端部附近的区域的第一外导体区段，以及在第一区段远侧的第二外导体区段，其中间隙将第一区段和第二区段分开或部分地分开。这些间隙可以完全外接外导体，或者可以仅部分地外接外导体。在一些实施方案中，第二区段的长度是λ/2、λ/4等，但是本发明不限于此。在一些实施方案中，在第二区段的远侧提供一个或多个附加的(例如，第三、第四、第五)区段，其中每个区段通过间隙与另一个区段分开。在一些实施方案中，天线终止在与内导体进行电子通信的导电终端。在一些实施方案中，导电终端包括直径基本上与外导体的直径相同的圆盘。天线沿此类天线的远侧端部的长度提供了多个能量递送峰值，从而提供了到靶组织的更大区域的更宽的能量递送区域。通过选择外导体区段的长度并通过控制所递送的能量的量来控制这些峰值的位置和定位。
在一些实施方案中，具有可调节尖端的能量递送装置具有精密天线或用于与现有天线耦接的精密探针。
精密探针不限于与特定类型的天线耦接。在一些实施方案中，天线具有内导体。在一些实施方案中，天线为三轴天线(参见例如美国专利7,101,369；另参见美国专利申请10/834,802、11/236,985、11/237,136、11,237,430、11/440,331、11/452,637、11/502,783、11/514,628；以及国际申请PCT/US05/14534)。在一些实施方案中，该天线是同轴天线。在一些实施方案中，该天线是被配置为递送(例如，发射)能量的任何类型的装置(例如，消融装置、外科装置等)(参见例如美国专利7,101,369、7,033,352、6,893,436、6,878,147、6,823,218、6,817,999、6,635,055、6,471,696、6,383,182、6,312,427、6,287,302、6,277,113、6,251,128、6,245,062、6,026,331、6,016,811、5,810,803、5,800,494、5,788,692、5,405,346、4,494,539，美国专利申请序列11/728,460、11/728,457、11/728,428、11/237,136、11/236,985、10/980,699、10/961,994、10/961,761、10/834,802、10/370,179、09/847,181；英国专利申请2,406,521、2,388,039；欧洲专利1395190；以及国际专利申请WO 06/008481、WO06/002943、WO 05/034783、WO 04/112628、WO 04/033039、WO 04/026122、WO 03/088858、WO03/039385、WO 95/04385)
精密探针不限于特定的形状和/或设计。在一些实施方案中，精密探针的形状使得其能够被装配在天线的内导体之上。在一些实施方案中，精密探针的形状和/或设计是圆柱形的。在一些实施方案中，精密探针的形状和/或设计是管状的。
精密探针不限于天线内的特定位置。在一些实施方案中，为了容纳精密探针，天线的外导体和电介质被移除，以便沿内导体生成精密探针将被定位在其中的部分(例如，由此生成暴露的内导体区域)。在一些此类实施方案中，精密探针沿整个暴露的内导体区域定位。在一些此类实施方案中，天线套管(例如，聚四氟乙烯或PTFE天线套管)沿暴露的导体的一部分定位，并且精密探针沿内暴露的内导体的剩余部分定位。
精密探针的导电配件不限于与天线的内导体耦接的特定方式。在一些实施方案中，该配件被焊接到内导体。在一些实施方案中，该配件被钎焊到内导体。在一些实施方案中，该配件被压接到内导体。在一些实施方案中，该配件被熔焊到内导体。在一些实施方案中，精密探针与内导体之间的附接是导电的。
精密探针不限于特定的尺寸大小。在一些实施方案中，精密探针的尺寸大小被配置为容纳任何类型或尺寸的天线(例如，内导体或天线)。在一些实施方案中，精密探针的直径尺寸尽可能大，以便最小化在外套管针帽内形成的阻抗。
在一些实施方案中，提供了下述系统，这些系统包括：一个或多个具有可调节尖端的能量递送装置；以及处理器，这些处理器监测和/或控制该系统的一个或多个部件并且/或者提供关于该系统的一个或多个部件的反馈。在一些实施方案中，处理器设置在计算机模块内。该计算机模块还可以包括由处理器用来实施其一个或多个功能的软件。例如，在一些实施方案中，本发明的系统提供用于通过监测组织区域的一个或多个特性来调整提供给组织区域的微波能量的量的软件，所监测的特征包括但不限于靶组织的尺寸和形状、组织区域的温度等(例如，通过反馈系统)(参见例如美国专利申请序列11/728,460、11/728,457和11/728,428)。在一些实施方案中，软件被配置成实时提供信息(例如，监测信息)。在一些实施方案中，该软件被配置为与本发明的能量递送系统进行交互，使得能量递送系统能够升高或降低(例如，调谐)递送到组织区域的能量的量。在一些实施方案中，该软件被设计成调节能量递送装置的可调节尖端的角度(参见图1和所附描述)。在一些实施方案中，该软件被设计成基于在规程期间检测到的条件变化(例如，最佳组织治疗区域中的变化)来调节能量递送装置的可调节尖端的角度。在一些实施方案中，该软件被设计成准备好用于分配到例如能量递送装置中的冷却剂，使得该冷却剂在使用能量递送装置之前处于期望的温度。在一些实施方案中，正被治疗的组织的类型(例如，肝脏)被输入到软件中，以便允许处理器基于针对该特定类型的组织区域的预先校准的方法来调整(例如，调谐)到该组织区域的微波能量递送。在其它实施方案中，处理器基于特定类型的组织区域生成图表或图示，这些图表或图示显示对系统的用户有用的特征。在一些实施方案中，处理器提供能量递送算法以用于例如缓慢增加功率以避免由于由高温产生的快速逸气而导致的组织破裂的目的。在一些实施方案中，处理器允许用户选择功率、治疗持续时间、针对不同组织类型的不同治疗算法、在多天线模式中将功率同时施加到天线、在天线之间切换功率递送、相干相位和非相干相位等。在一些实施方案中，处理器被配置用于基于具有相似或相异患者特征的先前治疗来创建与特定组织区域的消融治疗有关的信息数据库(例如，基于特定患者特征的组织区域的所需能级、治疗持续时间)。在一些实施方案中，处理器通过远程控制操作。
在一些实施方案中，处理器用于基于组织特性(例如，肿瘤类型、肿瘤大小、肿瘤位置、周围血管信息、血流信息等)的输入来生成例如消融图。在此类实施方案中，处理器可以指导能量递送装置的放置，以便基于消融图实现期望的消融。
在一些实施方案中，提供了软件包以与处理器交互，该软件包允许用户输入待治疗组织的参数(例如，待消融的肿瘤或组织切片的类型、大小、所处的位置、血管或易损结构的位置，以及血流信息)，然后在CT或其它图像上绘制期望的消融区域以提供期望的结果。可以将探针放置到组织中，然后计算机基于所提供的信息生成预期的消融区域。此类应用可以结合反馈。例如，在消融期间可以使用CT、MRI或超声成像或测温法。该数据被反馈到计算机中，并且参数被重新调节以产生期望的结果。
在一些实施方案中，提供了用于监测和/或操作能量递送系统的部件的用户界面软件。在一些实施方案中，用户界面软件通过触摸屏界面操作。在一些实施方案中，用户界面软件可在无菌设置(例如，规程室)或非无菌设置中实现和操作。在一些实施方案中，用户界面软件在规程装置集线器内(例如，经由处理器)实现和操作。在一些实施方案中，用户界面软件在规程推车内(例如，经由处理器)实现和操作。用户界面软件不受特定功能的限制。与用户界面软件相关联的功能的示例包括但不限于跟踪能量递送系统内每个部件的使用次数(例如，跟踪使用能量递送装置的次数)、提供并追踪每个部件或每个部件的零件的实时温度(例如，沿着能量递送装置(例如，在柄部处、在杆部处、在尖端处)提供不同位置的实时温度)(例如，提供与能量递送系统相关联的缆线的实时温度)、提供并跟踪被治疗的组织的实时温度、为部分或全部能量递送系统提供自动关闭(例如，紧急关闭)、基于例如在规程之前、期间和之后累积的数据生成报告、向用户提供听觉和/或视觉警报(例如，指示规程已经开始和/或完成的警报、指示温度已经达到异常水平的警报、指示规程的长度已经超过默认值的警报等)。
如本文所用，术语“计算机存储器”和“计算机存储器装置”是指计算机处理器可读的任何存储介质。计算机存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、计算机芯片、光盘(例如，压缩光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)等)、磁盘(例如，硬盘驱动器(HDD)、软盘、ZIP.RTM.盘等)、磁带和固态存储装置(例如，存储卡、“闪存”介质等)。
如本文所用，术语“计算机可读介质”是指用于存储信息(例如，数据和指令)并将其提供给计算机处理器的任何装置或系统。计算机可读介质的示例包括但不限于光盘、磁盘、磁带、固态介质和用于网络上的串流媒体的服务器。如本文所用，术语“处理器”和“中央处理单元”或“CPU”可互换使用，并且是指能够从计算机存储器装置(例如，ROM或其它计算机存储器)读取程序并且根据该程序执行一组步骤的装置。
在一些实施方案中，提供了下述系统，这些系统包括：一个或多个具有可调节尖端的能量递送装置，以及包括成像装置的成像系统。能量递送系统不限于特定类型的成像装置(例如，内窥镜装置、立体定向计算机辅助神经外科导航装置、热传感器定位系统、运动速率传感器、转向线系统、规程中超声、间隙超声、微波成像、声波层析成像、双能成像、荧光镜透视检查、计算机断层摄影磁共振成像、核医学成像装置三角测量成像、热声学成像、红外和/或激光成像、电磁成像)(参见例如美国专利6,817,976、6,577,903和5,697,949、5,603,697，以及国际专利申请WO06/005,579)。在一些实施方案中，该系统利用内窥镜照相机、成像部件和/或导航系统，其允许或有助于放置、定位和/或监测与本发明的能量系统一起使用的任何物品。
在一些实施方案中，能量递送系统提供了被配置用于使用成像设备(例如，CT、MRI、超声)的软件。在一些实施方案中，该成像设备软件允许用户基于组织、脉管系统的已知热力学特性和电学特性以及天线的位置来进行预测。在一些实施方案中，该成像软件允许生成组织区域(例如，肿瘤、心律失常)的位置、天线的位置的三维图，并且允许生成消融区域的预测图。
在一些实施方案中，本发明的成像系统用于监测消融规程(例如，微波热消融规程、射频热消融规程)。本发明不限于特定类型的监测。在一些实施方案中，成像系统用于监测正在经受热消融规程的特定组织区域内发生的消融的量。在一些实施方案中，该监测连同消融装置(例如，能量递送装置)一起操作，使得递送到特定组织区域的能量的量取决于组织区域的成像。这些成像系统不限于特定类型的监测。本发明不限于用成像装置监测的内容。在一些实施方案中，该监测是对特定区域的血液灌注进行成像，以便例如在热消融规程之前、期间和之后检测该区域中的变化。在一些实施方案中，该监测包括但不限于MRI成像、CT成像、超声成像、核医学成像和荧光透视成像。例如，在一些实施方案中，在热消融规程之前，将造影剂(例如，碘或其它合适的CT造影剂；钆螯合物或其它合适的MRI造影剂、微泡或其它合适的超声造影剂等)供应给受试者(例如，患者)，然后监测灌注通过正在经受消融规程的特定组织区域的造影剂的血液灌注变化。在一些实施方案中，该监测是关于消融区域特性(例如，直径、长度、横截面积、体积)的定性信息。成像系统不限于用于监测定性信息的特定技术。在一些实施方案中，用于监测定性信息的技术包括但不限于非成像技术(例如，时域反射计、飞行时间脉冲检测、调频距离检测、本征模式或谐振频率检测或者在任何频率下的反射和透射，基于单独的一个间隙装置或者与其它间隙装置或外部装置协作)。在一些实施方案中，该间隙装置提供用于成像(例如，电声成像、电磁成像、电阻抗断层成像)的信号和/或检测。在一些实施方案中，非成像技术用于监测天线周围介质的介电特性、通过几种方式检测消融区域与正常组织之间的界面，所述方式包括谐振频率检测、反射计或测距技术、来自间隙天线或外部天线的功率反射/传输等。在一些实施方案中，定性信息是对消融状态、功率递送状态和/或用于确保功率正被施加的简单的通过/未通过检查的估计。
在一些实施方案中，这些成像系统被设计成以任何期望的频率(例如，每秒间隔、每一分钟间隔、每十分钟间隔、每小时间隔等)自动地监测特定组织区域。在一些实施方案中，本发明提供了下述软件：该软件被设计成自动地获得组织区域的图像(例如，MRI成像、CT成像、超声成像、核医学成像、荧光透视成像)、自动地检测组织区域中的任何变化(例如，血液灌注、温度、坏死组织的量等)，并且基于该检测自动地调节通过能量递送装置递送到组织区域的能量的量。同样，可以应用算法来预测要消融的组织区域的形状和尺寸(例如，肿瘤形状)，使得系统推荐消融探针的类型、数量和位置，以有效地治疗该区域。在一些实施方案中，该系统被配置为具有导航或引导系统(例如，采用三角测量或其它定位例程)，以辅助或指导探针的放置及其使用。
例如，此类规程可以使用造影剂材料团块的增强或缺乏造影剂材料团块的增强来跟踪消融或其它治疗规程的进展。还可以使用减影方法(例如，类似于用于数字减影血管造影术的那些方法)。例如，可以在第一时间点拍摄第一图像。后续的图像从第一图像中减去一些或全部信息，使得组织中的变化更容易观察到。同样，可以使用应用“欠采样”技术(与奈奎斯特采样形成对照)的加速成像技术。可以预期，此类技术使用随时间推移获得的多个低分辨率图像来提供优异的信噪比。例如，称为HYPER(高度约束的投影重建)的算法可用于MRI，该算法可以应用于本发明的系统的实施方案。
当组织温度超过例如50℃时，基于热的治疗使血管凝结，因此凝结减少了对已经完全凝结的区域的血液供应。在施用造影剂之后，凝结的组织区域没有增强。在一些实施方案中，本发明利用成像系统，通过提供例如造影剂的少量测试注射以确定造影剂到达所考虑的组织区域的时间并建立基线增强，来自动地跟踪消融规程的进展。在一些实施方案中，在消融规程开始之后，接着执行一系列小的造影剂注射(例如，在CT的情况下，注射一系列多达十五个10ml的300mgI/ml水溶性造影剂的团块)，在期望的适当注射后时间(例如，如从测试注射开始确定的)执行扫描，并且使用例如感兴趣区域(ROI)来跟踪多个参数中的任一个参数，从而确定靶标区域的造影剂增强，这些参数包括但不限于CT的衰减(亨氏单位[HU])、信号(MRI)、回声反射性(超声)等。成像数据不限于特定的呈现方式。在一些实施方案中，成像数据被呈现为下列各项的彩色编码或灰色标度图或覆盖图：衰减/信号/回声反射性的变化、靶标组织与非靶标组织之间的差异、治疗期间造影剂团块到达时间的差异、组织灌注的变化，以及在注射造影剂材料之前和之后可以测量的任何其它组织特性。本发明的方法不限于所选择的ROI，而是可以推广到任何图像内的所有像素。像素可以是彩色编码的，也可以是用于展示组织变化已经发生和正在发生的位置的覆盖图。像素可以随着组织特性的变化而改变颜色(或其它特性)，从而提供治疗进展的近实时显示。该方法也可以推广到图像显示的3d/4d方法。
在一些实施方案中，待治疗的区域呈现在计算机覆盖图上，并且不同颜色或阴影的第二覆盖图产生治疗进展的近实时显示。在一些实施方案中，呈现和成像是自动进行的，使得存在针对治疗技术(RF、MW、HIFU、激光、低温等)的反馈回路，以基于成像发现来调制功率(或任何其它控制参数)。例如，如果对靶标区域的灌注减小到目标水平，则可以减小或停止功率。例如，此类实施方案适用于多施加器系统，因为功率/时间/频率/占空比等针对相控阵列系统中的每个单独的施加器或元件进行调制，以产生组织治疗的精确雕刻区域。相反地，在一些实施方案中，这些方法用于选择将不被治疗的区域(例如，需要避开的易损结构，诸如胆管、肠等)。在此类实施方案中，这些方法监测待避开的区域中的组织变化，并且使用警报(例如，视觉警报和/或声音警报)警告用户(例如，治疗医师)待保护的结构有损伤的危险。在一些实施方案中，使用反馈回路来修改功率或任何其它参数，以避免对选择为不进行治疗的组织区域造成持续损伤。在一些实施方案中，通过设置阈值(诸如易损区域中的目标ROI)或使用计算机覆盖图来定义用户所期望的“无治疗”区域，来实现保护组织区域免于消融。
在一些实施方案中，提供了下述系统，这些系统包括：一个或多个具有可调节尖端的能量递送装置；以及调谐元件，这些调谐元件用于调节递送到组织区域的能量的量。在一些实施方案中，调谐元件由系统的用户手动调节。在一些实施方案中，调谐系统被结合到能量递送装置中，以便允许用户根据需要调节该装置的能量递送(参见例如美国专利5,957969、5,405,346)。在一些实施方案中，该装置被预调谐到期望的组织并在整个规程中被固定。在一些实施方案中，该调谐系统被设计成匹配发生器与能量递送装置之间的阻抗(参见例如美国专利5,364,392)。在一些实施方案中，该调谐元件由本发明的处理器自动调节和控制(参见例如美国专利5,693,082)。在一些实施方案中，处理器考虑到许多期望因素，包括但不限于热量、靶组织的性质和/或位置、期望的损伤的大小、治疗时间的长度、与敏感器官区域或血管的接近度等，随时间推移调节能量递送，以在整个规程中提供恒定的能量。在一些实施方案中，该系统包括传感器，该传感器向用户或向处理器提供反馈，该处理器连续地或在多个时间点监测装置的功能。该传感器可以记录和/或报告回任何数量的特性，包括但不限于系统的部件的一个或多个位置处的热量、组织处的热量、组织的特性等。传感器可以是成像装置的形式，诸如CT、超声、磁共振成像或任何其它成像装置。在一些实施方案中，特别是对于研究应用，系统记录并存储信息，用于在将来大体上优化系统并且/或者用于在特定的条件(例如，患者类型、组织类型、靶区域的尺寸和形状、靶区域的位置等)下优化能量递送。
在一些实施方案中，提供了下述系统，这些系统包括：一个或多个具有可调节尖端的能量递送装置；以及冷却剂系统，以便减少能量递送装置(例如，组织消融导管)内和沿该能量递送装置的不期望的加热。本发明的系统不限于特定的冷却系统机构。在一些实施方案中，这些系统被设计成使冷却剂(例如，空气、液体等)在整个能量递送装置中循环，使得同轴传输线和天线的温度降低。在一些实施方案中，这些系统利用其中具有被设计成容纳冷却剂循环的通道的能量递送装置。在一些实施方案中，这些系统提供了包裹在天线或部分天线周围的冷却剂护套，以便从外部冷却天线(参见例如美国专利申请11/053,987)。在一些实施方案中，这些系统利用在天线周围具有导电覆盖物的能量递送装置，以便限制热量消散到周围组织上(参见例如美国专利5,358,515)。在一些实施方案中，在冷却剂循环时，冷却剂被输出到例如废物容器中。在一些实施方案中，在冷却剂循环时，冷却剂被再循环。在一些实施方案中，冷却剂是以其临界点或接近其临界点的温度循环的气体。在一些实施方案中，以其临界点或接近其临界点的温度递送的气体是二氧化碳气体。在一些实施方案中，这些能量递送装置被配置为以期望的压力压缩输送的冷却剂(例如，处于其临界点或接近其临界点的温度的二氧化碳气体)，以便将冷却剂保持在其临界点或接近其临界点的温度。
在一些实施方案中，这些系统利用可膨胀的球囊与能量递送装置相结合，以便将组织推离天线的表面(参见例如美国专利申请11/053,987)。
在一些实施方案中，这些系统利用被配置为附接到能量递送装置上的装置，以便减少能量递送装置内和沿能量递送装置的不期望的加热(参见例如美国专利申请11/237,430)。
在一些实施方案中，提供了下述系统，这些系统包括：一个或多个具有可调节尖端的能量递送装置；以及与系统的一个或多个部件相关联的识别元件(例如，RFID元件、识别环(例如，信用证)、条形码等)。在一些实施方案中，识别元件传送关于系统的特定部件的信息。本发明不受所传送的信息的限制。在一些实施方案中，所传送的信息包括但不限于部件的类型(例如，制造商、尺寸、能量等级、组织配置等)、部件之前是否已经使用过(例如，以便确保不使用非无菌部件)、部件的位置、患者特异性信息等。在一些实施方案中，该信息由本发明的处理器读取。在一些此类实施方案中，处理器配置系统的其它部件，以便与包含识别元件的部件一起使用，或者最佳地与包含识别元件的部件一起使用。
在一些实施方案中，能量递送装置在其上具有一个或多个标记(例如，刮痕、配色方案、蚀刻(例如，激光蚀刻)、着色的造影剂标记、识别环(例如，信用证)和/或脊)，以便改善对特定能量递送装置的识别(例如，改善对位于具有类似外观的其它装置附近的特定装置的识别)。这些标记在将多个装置插入患者体内的情况下具有特定用途。在此类情况下，特别是在装置可以以各种角度彼此交叉的情况下，治疗医师难以将装置的位于患者体外的某个近侧端部与装置的位于患者体内的某个远侧端部对应起来。在一些实施方案中，标记(例如，数字)存在于装置的近侧端部上，使得它可由医师的眼睛观察到，并且第二标记(例如，对应于数字的标记)存在于装置的远侧端部上，使得它在存在于身体中时可由成像装置观察到。在一些实施方案中，在采用一组天线的情况下，在近侧端部和远侧端部这两者上对该组天线的各个成员进行编号(例如，1、2、3、4等)。在一些实施方案中，柄部被编号，匹配编号的可拆卸(例如，一次性)天线在使用之前连接到柄部。在一些实施方案中，系统的处理器确保柄部和天线被适当地匹配(例如，通过RFID标签或其它方式)。在一些实施方案中，在天线是一次性天线的情况下，如果应当已被丢弃的一次性部件被试图重新使用，则系统提供警告。在一些实施方案中，标记改善了任何类型的检测系统(包括但不限于MRI、CT和超声检测)中的识别。
本发明的能量递送系统不限于特定类型的跟踪装置。在一些实施方案中，使用GPS装置和GPS相关装置。在一些实施方案中，使用RFID装置和RFID相关装置。在一些实施方案中，使用条形码。
在此类实施方案中，在使用具有识别元件的装置之前需要进行授权(例如，输入代码、扫描条形码)。在一些实施方案中，信息元件识别之前已经使用过的部件，并将信息发送到处理器以锁定(例如，阻止)系统的使用，直到提供新的无菌部件为止。
在一些实施方案中，提供了下述系统，这些系统包括：一个或多个具有可调节尖端的能量递送装置，以及温度监测系统。在一些实施方案中，温度监测系统用于监测能量递送装置的温度(例如，借助温度传感器)。在一些实施方案中，温度监测系统用于监测组织区域(例如，正被治疗的组织、周围组织)的温度。在一些实施方案中，温度监测系统被设计成与处理器通信，以用于向用户或向处理器提供温度信息的目的，从而允许处理器适当地调节系统。在一些实施方案中，在沿天线的几个点处监测温度，以估计消融状态、冷却状态或安全检查。在一些实施方案中，在沿天线的几个点处监测的温度用于确定例如消融区域的地理特征(例如，直径、深度、长度、密度、宽度等)(例如，基于组织类型，以及能量递送装置中所使用的功率的量)。在一些实施方案中，在沿天线的几个点处监测的温度用于确定例如规程的状态(例如，规程的结束)。在一些实施方案中，使用热电偶或电磁装置通过间隙天线来监测温度。
本发明的系统(包括具有可调节尖端的一个或多个能量递送装置)还可以采用一个或多个附加部件，这些附加部件直接或间接地利用或辅助本发明的特征。例如，在一些实施方案中，一个或多个监测装置用于监测和/或报告系统的任何一个或多个部件的功能。另外，可直接或间接与本发明的装置结合使用的任何医疗装置或系统可包括在该系统中。此类部件包括但不限于消毒系统、装置和部件、其它外科手术、诊断或监测装置或系统、计算机设备、手册、指令、标签和指南、机器人设备等。
在一些实施方案中，这些系统采用泵、储罐、管道、配线和/或其它部件，这些部件提供与本发明的系统的各种部件的连接性有关的材料。例如，可以使用任何类型的泵来将气体冷却剂或液体冷却剂供应到本发明的天线。在系统中可以采用容纳冷却剂的气体处理罐或液体处理罐。在一些实施方案中，同时、连续地或根据需要使用多个罐(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、50、100个等)。在一些实施方案中，使用多于一个罐，使得当一个罐变空时，将自动地使用附加罐，以便防止规程中断(例如，当一个CO2罐被排空时，自动地使用第二个CO2罐，从而防止规程中断)。在其中采用CO2的一些实施方案中，使用标准E尺寸的CO2气瓶来供应CO2。
在一些实施方案中，这些系统采用一个或多个外部加热装置。这些系统不限于外部加热装置的特定用途。在一些实施方案中，这些外部加热装置用于将系统的某些元件保持在特定的温度范围内。例如，在一些实施方案中，外部加热装置用于保持气体处理罐或液体处理罐(例如，容纳CO2的罐)，从而在特定的温度范围内将冷却剂提供给一个或多个装置。实际上，在一些实施方案中，外部加热装置防止罐在其内容物释放时所经历的温度自然降低，从而确保提供给装置的冷却剂处于恒定的温度或温度范围。这些系统不限于特定的外部加热装置。外部加热装置不限于将温度保持在特定范围内的特定方式。在一些实施方案中，外部加热装置将气体处理罐或液体处理罐(例如，容纳CO2的罐)内的压力保持在特定范围内(例如，加热容纳1000磅每平方英寸CO2的罐(例如，标准E尺寸的CO2气瓶)，以便在罐以850磅每平方英寸释放CO2时保持压力。
在某些实施方案中，这些能量递送系统(例如，具有可调节尖端的能量递送装置、处理器、功率源、成像系统、温度调节系统、温度监测系统和/或识别系统)以及所有相关的能量递送系统利用源(例如，提供能量、气体、冷却剂、液体、压力和通信物品的电缆、电线、软线、管子、管道)以减少不期望的呈现问题(例如，与未组织的能量递送系统利用源相关联的缠结、杂乱和无菌折衷处理)的方式提供。本发明不限于提供能量递送系统和能量递送系统利用源的特定方式，使得减少了不期望的呈现问题。在一些实施方案中，能量递送系统和能量递送系统利用源与导入/导出盒、运输护套和规程装置舱盒一起组织提供了若干益处。此类益处包括但不限于：减少在发生器(例如，微波发生器)与患者之间穿过的软线的数量(例如，减少地板上的软线的数量)、消除无菌环境和规程室的混乱、通过使能量递送系统与患者一起“移动”从而防止装置移位(例如，天线移位)来增加患者安全度、通过减少能量递送装置内的能量行进距离来增加功率递送效率，以及通过缩短一次性电缆的长度来减少一次性成本。
本发明不限于特定类型或种类的导入/导出盒。在一些实施方案中，该导入/导出盒容纳功率源和冷却剂供应。在一些实施方案中，该导入/导出盒位于正在其中治疗患者的无菌区的外部。在一些实施方案中，该导入/导出盒位于正在其中治疗患者的房间的外部。在一些实施方案中，该导入/导出盒位于正在其中以无菌方式治疗和维持患者的房间的内部。在一些实施方案中，一根或多根电缆将导入/导出盒连接到规程装置舱盒。在一些实施方案中，使用单根电缆(例如，运输护套)。例如，在一些此类实施方案中，运输护套容纳用于将能量和冷却剂这两者递送到导入/导出盒和/或从导入/导出盒递送出来的部件。在一些实施方案中，运输护套连接到规程装置舱盒，而不会对执业医生造成物理障碍(例如，在地板下方、头顶上方行进等)。在一些实施方案中，电缆是低损耗电缆(例如，将功率源附接到规程装置集线器的低损耗电缆)。在一些实施方案中，低损耗电缆被固定(例如，固定到规程装置集线器、固定到规程台、固定到天花板)，以便防止在意外拉动电缆的情况下造成伤害。在一些实施方案中，连接功率发生器(例如，微波功率发生器)和规程装置集线器的电缆是可重复使用的低损耗电缆。在一些实施方案中，将规程装置集线器连接到能量递送装置的电缆是柔性的一次性电缆。在一些实施方案中，将规程装置集线器连接到能量递送装置的电缆具有高柔性和“记忆”特性(例如，该电缆可以被成形为保持一个或多个期望的位置)。在一些实施方案中，将规程装置集线器连接到能量递送装置的电缆是硅树脂覆盖的玻璃纤维电缆。
本发明不限于特定类型或种类的规程装置舱盒。在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为从导入/导出盒或其它源接收功率、冷却剂或其它元素。在一些实施方案中，该规程装置舱盒提供在物理上位于患者附近的控制中心，用于下列各项中的任何一项或多项：将能量递送到医疗装置、将冷却剂循环到医疗装置、收集和处理数据(例如，成像数据、能量递送数据、安全监测数据、温度数据等)，以及提供有利于医疗规程的任何其它功能。在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为接合运输护套，以便接收相关联的能量递送系统利用源。在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为接收各种能量递送系统利用源并将其分配给适用的装置(例如，能量递送装置、成像系统、温度调节系统、温度监测系统和/或识别系统)。例如，在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为从能量递送系统利用源接收微波能量和冷却剂，并将微波能量和冷却剂分配到能量递送装置。在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为根据需要打开或关闭、校准和调节(例如，自动地或手动地)特定能量递送系统利用源的量。在一些实施方案中，该规程装置舱盒在其中具有功率分离器，该功率分离器用于根据需要调节(例如，手动地或自动地打开、关闭、校准)特定能量递送系统利用源的量。在一些实施方案中，该规程装置舱盒在其中具有被设计成以期望的方式提供能量递送系统利用源的软件。在一些实施方案中，该规程装置舱盒具有显示区域，该显示区域指示每个能量递送系统利用源的相关联特征(例如，哪些装置当前正在使用/未使用、特定身体区域的温度、特定CO2罐中存在的气体的量等)。在一些实施方案中，该显示区域具有触摸能力(例如，触摸屏)。在一些实施方案中，与能量递送系统相关联的处理器位于该规程装置舱盒中。在一些实施方案中，与能量递送系统相关联的功率源位于该规程装置舱盒内。在一些实施方案中，该规程装置舱盒具有传感器，该传感器被配置为在发生不期望的事件(例如，不期望的加热、不期望的泄漏、不期望的压力改变等)时自动地禁止一个或多个能量递送系统利用源。在一些实施方案中，规程装置集线器的重量使得该集线器可以被放置到患者上而不引起患者的不适和/或对患者的伤害(例如，小于15磅、小于10磅、小于5磅)。
本发明的规程装置舱盒不限于特定用途或在特定环境内的用途。实际上，这些规程装置舱盒被设计用于在其中适用能量发射的任何环境中使用。此类用途包括任何和所有医学应用、兽医学应用和研究应用。除此之外，这些规程装置舱盒可以在农业环境、制造环境、机械环境或其中待递送能量的任何其它应用中使用。在一些实施方案中，这些规程装置舱盒在其中患者移动性不受限制的医疗规程(例如，CT扫描、超声成像等)中使用。
在一些实施方案中，该规程装置舱盒被设计用于定位在无菌环境中。在一些实施方案中，该规程装置舱盒被定位在患者的床上(例如，在床上；在床的栏杆上)、患者所在的工作台(例如，用于CT成像、超声成像、MRI成像等的工作台)上，或患者附近的其它结构(例如，CT机架)上。在一些实施方案中，该规程装置舱盒定位在单独的工作台上。在一些实施方案中，该规程装置舱盒附接到天花板。在一些实施方案中，该规程装置舱盒附接到天花板，使得用户(例如，医师)可以将其移动到期望的位置(从而避免在使用时必须将能量递送系统利用源(例如，提供能量、气体、冷却剂、液体、压力和通信物品的电缆、电线、软线、管子、管道)定位在患者身上或附近)。在一些实施方案中，规程装置集线器被定位成躺在患者身上(例如，躺在患者的腿、大腿、腰、胸上)。在一些实施方案中，该规程装置集线器定位在患者头部上方或患者双脚下方。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有允许附接到期望区域(例如，规程台、患者的消毒盖布和/或手术衣)上的维可牢尼龙搭扣(Velcro)。
在一些实施方案中，该规程装置集线器被配置用于附接到用于医疗规程的规程带(例如，CT安全带)。在一些实施方案中，该规程带(例如，通过规程台的侧面上的狭槽、通过维可牢尼龙搭扣、通过粘合剂、通过抽吸)附接到规程台(例如，CT台)，并且用于将患者固定到规程台(例如，通过缠绕在患者周围并且用例如维可牢尼龙搭扣连接)。该规程装置集线器不限于与规程带的特定附接方式。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到规程带。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到允许更换规程带的单独的带。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到被配置为附接到规程带的单独的带。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到被配置为附接到规程台的任何区域的单独的带。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到具有隔离材料和/或填料的单独的带，以确保患者的舒适度。
在一些实施方案中，该规程装置集线器被配置用于附接到规程环。本发明不限于特定类型或种类的规程环。在一些实施方案中，该规程环被配置用于围绕患者(例如，围绕患者的躯干、头部、双脚、手臂等)放置。在一些实施方案中，该规程环被配置为附接到规程台(例如，CT台)。该规程装置环不限于特定的形状。在一些实施方案中，该规程装置环是例如椭圆形、圆形、矩形、对角形等。在一些实施方案中，规程装置环是周期性形状的大约一半(例如，周期性形状的25％、周期性形状的40％、周期性形状的45％、周期性形状的50％、周期性形状的55％、周期性形状的60％、周期性形状的75％)。在一些实施方案中，该规程环是例如金属、塑料、石墨、木材、陶瓷，或它们的任何组合。该规程装置集线器不限于附接到规程环的特定方式。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到规程环上(例如，用维可牢尼龙搭扣、用摁扣、用粘合剂)。在利用低损耗电缆的一些实施方案中，这些低损耗电缆另外附接到规程环上。在一些实施方案中，可以调节(例如，缩回、延长)该规程环的尺寸以适应患者的尺寸。在一些实施方案中，可以将附加的物品附接到该规程环。在一些实施方案中，该规程环可以容易地被移动到患者附近和从患者附近移走。
在一些实施方案中，该规程装置集线器被配置用于附接到定制的无菌消毒盖布上。本发明不限于特定类型或种类的定制的无菌消毒盖布。在一些实施方案中，该定制的无菌消毒盖布被配置用于放置到患者身上(例如，放置到患者的躯干、头部、双脚、手臂、整个身体等上)。在一些实施方案中，该定制的无菌消毒盖布被配置为附接到规程台(例如，CT台)。该定制的无菌消毒盖布不限于特定的形状。在一些实施方案中，该定制的无菌消毒盖布是例如椭圆形、圆形、矩形、对角形等。在一些实施方案中，该定制的无菌消毒盖布的形状使得它适应患者的特定身体区域。在一些实施方案中，该规程环是例如布、塑料或它们的任何组合。该规程装置集线器不限于附接到定制的无菌消毒盖布的特定方式。在一些实施方案中，该规程装置集线器附接到定制的无菌消毒盖布上(例如，用维可牢尼龙搭扣、用摁扣、用粘合剂、用夹子(例如，鳄鱼夹))。在利用低损耗电缆的一些实施方案中，这些低损耗电缆另外附接到定制的无菌消毒盖布上。在一些实施方案中，可以将附加的物品附接到该定制的无菌消毒盖布。在一些实施方案中，该定制的无菌消毒盖布可容易地被移动到患者附近和从患者附近移走。在一些实施方案中，出于执行医疗规程的目的，该定制的无菌消毒盖布具有一个或多个开窗。
在一些实施方案中，该规程装置集线器配置有用于将该集线器定位在患者附近的支脚。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有可调节的支脚(例如，从而允许将该规程装置集线器定位在多种位置)。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有三个可调节的支脚，从而允许将该装置定位在各种三脚架位置。在一些实施方案中，这些支脚在其中具有允许附接到期望区域(例如，规程台、患者的消毒盖布和/或手术衣)上的维可牢尼龙搭扣。在一些实施方案中，这些支脚由弹性材料形成，该弹性材料被配置为在规程台(例如，CT台)上方形成弧形并挤压规程台的导轨。在一些实施方案中，这些支脚被配置为附接到规程台的导轨上。
在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为与处理器(例如，计算机，与互联网、与蜂窝电话、与PDA)(无线地或经由电线)通信。在一些实施方案中，该规程装置集线器可以经由遥控器来操作。在一些实施方案中，该规程装置舱盒在其上具有一个或多个灯。在一些实施方案中，当功率从规程装置集线器流到能量递送装置时，该规程装置集线器提供可检测信号(例如，听觉信号、视觉信号(例如，脉冲光))。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有听觉输入(例如，MP3播放器)。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有用于提供声音(例如，来自MP3播放器的声音)的扬声器。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有用于向外部扬声器系统提供声音的听觉输出。在一些实施方案中，使用规程装置舱盒允许使用较短的电缆、电线、软线、管子和/或管道(例如，小于4英尺、3英尺、2英尺)。在一些实施方案中，该规程装置舱盒和/或与该舱盒连接的一个或多个部件、或该舱盒的多个部分被无菌护套覆盖。在一些实施方案中，该规程装置集线器具有用于供应功率(例如，供给到能量递送装置)的功率放大器。
在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为以任何期望的压力压缩输送的冷却剂(例如，CO2)，以便例如将冷却剂保持在期望的压力(例如，气体的临界点)下，以便改善冷却或温度维持。例如，在一些实施方案中，以其临界点或接近其临界点的温度提供气体，以便将装置、管线、电缆或其它部件的温度维持在恒定的限定温度或接近该温度的温度。在一些此类实施方案中，部件本身不被冷却，因为其温度不从起始温度(例如，室温)下降，而是被维持在比该部件本来的温度更低的恒定温度，除非进行干预。例如，CO2可以以其临界点(例如，在78.21kPa下为31.1摄氏度)或接近其临界点的温度使用以维持温度，使得系统的部件足够凉爽而不会灼伤组织，但同样也不会被冷却或被维持为显著低于室温或体温，这样，与该部件接触的皮肤就不会冻结或以其它方式因冷而受损。使用此类配置允许使用较少的隔离材料，因为没有“冷”部件必须与人或周围环境隔离。在一些实施方案中，该规程装置舱盒具有缩回元件，该缩回元件被设计成让使用过的和/或未使用过的提供能量、气体、冷却剂、液体、压力和/或通信物品的电缆、电线、软线、管子和管道弹回。在一些实施方案中，该规程装置舱盒被配置为准备好用于分配到例如能量递送装置中的冷却剂，使得该冷却剂在使用能量递送装置之前处于期望的温度。在一些实施方案中，该规程装置舱盒在其中具有软件，该软件被配置为准备好用于分配到例如能量递送装置中的冷却剂，使得该系统在使用能量递送装置之前处于期望的温度。在一些实施方案中，以其临界点或接近其临界点的温度循环的冷却剂允许冷却能量递送装置的电子元件，而不必使用附加的冷却机构(例如，风扇)。
在一个例示性实施方案中，导入/导出盒容纳一个或多个微波功率源和冷却剂供应(例如，加压的二氧化碳气体)。该导入/导出盒连接到单个运输护套，该运输护套将微波能量和冷却剂这两者递送到规程装置舱盒。该运输护套内的冷却剂管线或能量管线可以彼此缠绕，以允许最大程度地冷却运输护套本身。该运输护套进入无菌区，在无菌区中，在不妨碍照顾患者的医疗团队运动的位置处，沿地板进行规程。该运输护套连接到位于患者躺在其上的成像台附近的工作台。该工作台是便携式的(例如，在轮子上)，并且可连接到成像台，以便它们一起移动。该工作台包括臂，该臂可以是柔性的或伸缩式的，以便允许将该臂定位在患者之上和上方。该运输护套或连接到该运输护套的电缆沿臂延伸到头顶位置。该臂的端部是规程装置舱盒。在一些实施方案中，两个或更多个臂设置有两个或更多个规程装置舱盒，或者单个规程装置舱盒的两个或更多个子部件。该规程装置舱盒很小(例如，小于1英尺的立方体、小于10cm的立方体等)，以便在患者之上轻松地运动和定位。该规程装置舱盒容纳用于控制该系统的所有计算方面的处理器。该装置舱盒容纳一个或多个连接端口，用于连接通向能量递送装置的电缆。电缆连接到这些端口。电缆是可回缩的，长度小于三英尺。使用短电缆减少了费用并防止功率损耗。当不使用时，这些电缆悬挂在患者上方的空中，不与患者的身体接触。这些端口在不使用时(例如，当能量递送装置未连接到特定的端口时)被配置为具有虚负载。该规程装置舱盒在治疗医师可及的范围内，使得在规程期间可以调节计算机控件并且可以实时地查看所显示的信息。
在一些实施方案中，这些能量递送系统利用规程台车将系统元件维持在一个区域内。例如，在一些实施方案中，这些系统提供规程台车，该规程台车被配置为储存用于装置冷却目的的冷却供应(例如，向本发明的装置供应气体冷却剂或液体冷却剂的多个罐)(例如，标准E尺寸的CO2气瓶)、将冷却剂供应维持在期望压力的外部加热装置、一个或多个功率源、一个或多个相关的能量递送系统利用源(例如，提供能量、气体、冷却剂、液体、压力和通信物品的电缆、电线、软线、管子、管道)，和/或规程装置集线器。实际上，该规程台车不限于特定的设计或目的。在一些实施方案中，该规程台车被配置用于在无菌环境(例如，规程室)内使用，并且在其中具有冷却罐、相关的外部加热装置和规程装置舱盒/集线器。在一些实施方案中，该规程台车仅被配置用于非无菌环境。在一些实施方案中，该规程台车被配置用于容易运动(例如，被设计为具有轮子)。该规程台车被配置为与本发明的能量递送系统的任何部件(例如，导入/导出盒、运输护套和/或规程装置集线器)连接。在一些实施方案中，该规程台车在其中具有用于操作和/或监视能量递送系统的部件(例如，用户界面软件)的显示区域。在一些实施方案中，该规程台车被配置为与处理器(例如，计算机，与互联网、与蜂窝电话、与PDA)(无线地或经由电线)通信。在一些实施方案中，该规程台车被配置为(无线地或经由电线)发送和接收与能量递送系统有关的信息(例如，每个部件的使用次数、正在使用哪些装置等)。
本发明的包括具有可调节尖端的能量递送装置的系统不限于特定用途。实际上，本发明的能量递送系统被设计用于其中能量发射适用的任何环境。此类用途包括任何和所有医学应用、兽医学应用和研究应用。此外，本发明的系统和装置可用于农业环境、制造环境、机械环境或待递送能量的任何其它应用中。
在一些实施方案中，该系统被配置用于开放式外科手术、经皮、血管内、心内、内窥镜、管腔内、腹腔镜或外科能量递送。在一些实施方案中，能量递送装置可通过导管、通过外科手术形成的开口和/或通过身体孔道(例如，嘴、耳、鼻、眼、阴道、阴茎、肛门)(例如，N.O.T.E.S.规程)定位在患者体内。在一些实施方案中，该系统被配置用于将能量递送到靶组织或区域。在一些实施方案中，提供定位板，以便用本发明的能量递送系统改善能量的经皮、血管内、心内、腹腔镜和/或外科递送。本发明不限于特定类型和/或种类的定位板。在一些实施方案中，该定位板被设计成将一个或多个能量递送装置固定在期望的身体区域处，以用于经皮、血管内、心内、腹腔镜和/或外科递送能量。在一些实施方案中，该定位板的组成使得它能够防止身体区域暴露于来自能量递送系统的不期望的热量。在一些实施方案中，该板提供用于辅助定位能量递送装置的引导件。本发明不受靶组织或区域的性质的限制。用途包括但不限于治疗心律失常、肿瘤消融(良性和恶性)、控制手术期间及创伤后的出血、用于任何其它出血控制、移除软组织、组织切除和获取、治疗静脉曲张、管腔内组织消融(例如，治疗食道病理，诸如巴雷特氏食道癌和食道腺癌)，骨肿瘤及正常骨和良性骨病症的治疗、眼内用途、美容外科手术中的用途、中枢神经系统病理(包括脑肿瘤和电干扰)的治疗、灭菌规程(例如输卵管的消融)以及出于任何目的血管或组织的烧灼。在一些实施方案中，外科应用包括消融治疗(例如，以实现促凝坏死)。在一些实施方案中，外科应用包括肿瘤消融以靶向例如转移性肿瘤。在一些实施方案中，该装置被配置用于在对组织或生物体造成最小损伤的情况下移动和定位在任何期望的位置处，包括但不限于脑、颈部、胸部、腹部和骨盆。在一些实施方案中，系统被配置用于例如通过计算机断层扫描、超声、磁共振成像、荧光镜透视检查等引导递送。
在某些实施方案中，本发明提供了治疗组织区域的方法，包括：提供组织区域和本文所述的系统(例如，具有可调节尖端的能量递送装置，以及下列部件中的至少一者：处理器、功率源、温度监测器、成像器、调谐系统和/或降温系统)；将可调节尖端调节至相对于能量递送装置主体的期望的角度和/或位置；将能量递送装置的一部分定位在组织区域的附近，并利用该装置向组织区域递送一定量的能量。在一些实施方案中，组织区域为肿瘤。在一些实施方案中，能量的递送导致例如组织区域的消融和/或血管的血栓形成和/或组织区域的电穿孔。在一些实施方案中，组织区域为肿瘤。在一些实施方案中，组织区域包括心脏、肝脏、生殖器、胃、肺、大肠、小肠、脑、颈部、骨、肾、肌肉、肌腱、血管、前列腺、膀胱和脊髓中的一者或多者。
以引用方式并入
本文所引用的专利文献和科学文章中的每一者的全部公开内容均通过引用并入以用于所有目的。
等同方案
在不脱离本发明的实质或本质特征的前提下，本发明可以以其它特定形式实施。因此，前述实施方案在所有方面都应当被认为是例示性的，而非限制本文所述的本发明。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由前述说明书来指示，并且在权利要求书的等同方案的含义和范围内的所有变化都旨在被涵盖在其中。

Claims (20)

1.一种能量递送装置，包括能量发射区域、主体、柔性接合部和可调节末端，
其中所述能量发射区域配置成发射消融能量，
其中所述主体限定所述能量递送装置的主体线性轴线，
其中所述柔性接合部定位在所述主体与所述可调节末端之间，
其中所述柔性接合部配置成使得它相对于所述主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上调节并且能够固定在此类期望的方向上，
其中对所述柔性接合部的调节导致对所述可调节末端的相同调节。
2.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述柔性接合部配置成使得它相对于所述主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上可旋转地调节。
3.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述柔性接合部配置成使得它相对于所述主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上灵活地调节。
4.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述柔性接合部配置成使得它相对于所述主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上手动地调节。
5.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述柔性接合部配置成使得它相对于所述主体线性轴线的方向能够在任何期望的方向上自动地调节。
6.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述柔性接合部是可成形的接合部。
7.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述柔性接合部由柔性且可调节的材料形成。
8.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述能量发射区域配置成发射射频消融能量。
9.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述能量发射区域配置成发射微波消融能量。
10.根据权利要求9所述的能量递送装置，其特征在于，所述能量发射区域包括微波天线。
11.根据权利要求10所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线包括同轴传输线。
12.根据权利要求10所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线包括三轴传输线。
13.根据权利要求1所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线完全延伸穿过所述主体、所述柔性接合部和所述可调节末端。
14.根据权利要求10所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线完全延伸穿过所述主体和所述柔性接合部，并且部分延伸穿过所述可调节末端。
15.根据权利要求10所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线完全延伸穿过所述主体和所述柔性接合部，而不延伸穿过所述可调节末端。
16.根据权利要求10所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线完全延伸穿过所述主体并且部分延伸穿过所述柔性接合部，而不延伸穿过所述可调节末端。
17.根据权利要求10所述的能量递送装置，其特征在于，所述微波天线完全延伸穿过所述主体，而不延伸穿过所述柔性接合部和所述可调节末端。
18.一种系统，包括根据权利要求1所述的装置和电连接到所述能量递送装置的功率供应部。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述功率供应部产生微波能量。
20.一种消融样本内的组织区域的方法，包括
提供根据权利要求1所述的能量递送装置，
将所述柔性接合部调节到相对于所述主体线性轴线的期望方向，
将所述能量递送装置定位到所述样本内的组织区域，其中所述样本在活的人类受试者内，
在使得所述组织区域消融的条件下将能量从所述能量递送装置递送到所述样本内的所述组织区域。
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