CN114206243A - 电外科端头 - Google Patents
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Abstract
本公开整体涉及医疗装置领域。特别地，本公开涉及一种电外科手术端头，所述电外科手术端头包括导电且低轮廓切割表面以提供对于周围组织具有最小热损伤的高电流密度射频能量。例如，本公开的电外科端头可包括导电材料环状物和导电材料条状物，所述导电材料环状物绕着非导电基部部件的远侧开口被溅镀，所述导电材料条状物沿着所述非导电基部部件的纵向轴线进行溅镀。
Description
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119要求于2019年7月30日提交的标题为“溅镀陶瓷电外科端头(Sputter-Coated Ceramic Electrosurgical Tip)”的美国临时申请No.62/880,226的优先权权益，该临时申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及医疗装置领域。具体地，本公开涉及一种电外科手术端头，其包括导电且低轮廓切割表面以提供高电流密度射频能量，同时对周围组织热损伤最小。
发明背景
许多内窥镜超声(EUS)引导程序涉及利用组织穿透针通过目标解剖结构的组织层创建刺穿道(例如，瘘管)，将导丝推进通过组织穿透针以将该导丝的远侧端部定位于目标解剖结构内，并且然后将具有圆形电外科端头的医疗装置在导丝上推进以扩张该刺穿道。为以最小热损伤(例如，炭化、灼伤、凝结等)有效地扩张组织层，电外科端头必须将具有足够电流密度的射频能量递送通过低表面积轮廓。由于这些设计标准，常规电外科端头往往为昂贵的，并且难以制造。
考虑到这些因素，多种有利医疗成果可通过本公开的装置、系统和方法来实现。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种医疗装置，该医疗装置包括非导电基部部件，该非导电基部部件限定了纵向轴线和穿过其的管腔。导电材料可绕着管腔的远侧开口设置于非导电基部部件的外表面上。导电材料可沿着纵向轴线设置于非导电基部部件的外表面上。绕着远侧开口所设置的导电材料可包括第一导电材料层，该第一导电材料层结合至非导电基部部件。沿着纵向轴线所设置的导电材料可包括第二导电材料层，该第二导电材料层结合至非导电基部部件。第一和第二导电材料层可溅镀于非导电基部部件上。
在所描述和其它实施例中，第一和第二导电材料层的一个以上可溅镀于非导电基部部件上。通道可沿着纵向轴线形成于非导电基部部件的外表面内。第二导电材料层可延伸通过通道。第一和第二导电材料层可包括钛。绕着远侧开口所设置的导电材料还可包括第三导电材料层，该第三导电材料层结合至第一导电材料层，并且沿着纵向轴线所设置的导电材料可包括第四导电材料层，该第四导电材料层结合至第二导电材料层。第三和第四导电材料层可溅镀于相应第一和第二导电材料层上。第三和第四导电材料层可包括铌。绕着远侧开口所设置的导电材料还可包括第五导电材料层，该第五导电材料层结合至第三导电材料层。沿着纵向轴线所设置的导电材料可包括第六导电材料层，该第六导电材料层结合至第四导电材料层。第五导电材料层可包括金。第六导电材料层可包括镍铜合金。第五和第六导电材料层可溅镀于相应第三和第四导电材料层上。第五导电材料层可钎焊至第三导电材料层。第六导电材料层可溅镀于第四导电材料层上。导电线材的远侧部分可焊接至第六导电材料层。
在另一个方面，本公开涉及一种系统，该系统包括非导电基部部件，该非导电基部部件附接至电外科护套的远侧端部。非导电基部部件可包括绕着非导电基部部件的远侧开口所施加的导电材料和沿着非导电基部部件的纵向轴线所施加的导电材料条状物。进入插管可设置于电外科护套的管腔内并且可延伸通过非导电基部部件。
在所描述和其它实施例中，导电材料和导电材料条状物的一者或多者可经由溅镀来施加。通道可沿着纵向轴线形成于非导电基部部件的外表面内。导电材料条状物可延伸通过通道。通道可设置于电外科护套的远侧部分内。导电线材的远侧部分可设置于通道内。导电线材的远侧部分利用焊料可结合至通道。导电线材可沿着电外科护套延伸，并且导电线材的近侧端部可连接至电外科生成器。导丝可延伸通过进入插管的管腔。
在又一个方面，本公开涉及一种医疗装置，该医疗装置包括非导电基部部件，该非导电基部部件限定了纵向轴线和穿过其的管腔。第一导电材料层可以螺旋图案绕着非导电基部部件的外表面来设置。第二导电材料层可以螺旋图案绕着非导电基部部件的外表面来设置。第一和第二导电材料层可彼此电绝缘。
在所描述和其它实施例中，第一和第二导电材料层可为相同的。第一和第二导电材料层可为不同的。第一和第二导电材料层可溅涂至非导电基部部件。
附图简述
本公开的非限制性实施例通过实例的方式参考附图进行描述，这些附图为示意性的并且非旨在按比例绘制。在图中，所示的每个等同或近乎等同部件通常由单个标号来表示。出于清晰的目的，并非每个部件在每个图中进行标记，而且在图示对于允许本领域的技术人员理解本公开为非必需的情况下，每个实施例的每个部件也未示出。图中：
图1A根据本公开的一个实施例提供了电外科端头的立体图。
图1B根据本公开的一个实施例提供了各个导电材料层的剖视图。
图2根据本公开的一个实施例提供了电外科端头的立体图。
图3A至图3B根据本公开的一个实施例提供了电外科端头的立体图，该电外科端头容纳于固定装置内以用于物理气相沉积。
图4根据本公开的一个实施例提供了固定装置(图3A至图3B)的示意图，该固定装置设置于物理气相沉积腔室内。
图5A至图5B根据本公开的实施例示出了另选电外科端头配置的立体图。
图6根据本公开的一个实施例提供了电外科系统的立体图。
具体实施方式
本公开不限于本文所描述的特定实施例。本文所用的术语仅出于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制超出附属权利要求书的范围。除非另有定义，本文所用的所有技术术语具有与本公开所属领域的技术人员通常所理解相同的意义。
虽然本公开的实施例特别参考电外科手术端头来描述，该电外科手术端头包括利用物理气相沉积(PVD)、非电解镀、电解电镀或钎焊而涂布于非导电陶瓷基部上的一个或多个导电金属层，但是所公开装置和方法不限于医疗装置或电外科装置，而是可包括涂布有一个或多个多种导电材料层的多种非导电装置。
如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在还包括复数形式，除非上下文另行清楚地指示。还应当理解，术语“包括”和/或“包含”，或“含有”和/或“具有”当在本文使用时指定了所述及特征、步骤、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
如本文所用，术语“远侧”是指当将装置引入患者时最远离医疗专业人员的端部，而术语“近侧”是指当将装置引入患者时最靠近医疗专业人员的端部。
在各种实施例中，本公开整体涉及一种医疗装置(例如，电外科端头)，该医疗装置包括单个或多个导电材料层，该单个或多个导电材料层以受控位置和/或图案精确地施加/沉积于非导电(例如，陶瓷)基部上，并且具有低表面积。导电材料层可提供高电流密度射频(RF)能量，并且最小化或防止对于周围组织的附带热损伤。医疗装置的导电材料层的局部部件可为电和热绝缘的，以防止对于患者的伤害和/或防止对于医疗装置自身的热损伤。
参考图1A，在一个实施例中，本公开的医疗装置100(例如，电外科端头)可包括非导电基部部件110，非导电基部部件110包括圆锥形或渐缩远侧部分118(例如，在恒定或变化远侧至近侧方向上延伸的渐增锥形或倾斜表面)和圆柱形近侧部分120(例如，具有大体恒定的外部尺寸)。管腔112可沿着非导电基部部件110的纵向轴线延伸。圆柱形近侧部分120的外部尺寸可小于渐缩远侧部分118的最大外部尺寸。凹槽或通道116可沿着近侧部分120的纵向轴线形成于非导电基部部件110的外表面内(例如，沿着其延伸)。此外，通道116可形成于非导电基部部件110的远侧部分118的近侧端部内(例如，沿着其延伸)。在各种实施例中，非导电基部部件110可包括多种绝缘材料，包括但不限于陶瓷、硬塑料等。导电材料的环状物122(例如，圆形环状物、迹线等)可绕着管腔112的远侧开口114设置于非导电基部部件110的外表面上。导电材料的条状物124(例如，纵向条状物、迹线等)可沿着非导电基部部件110的纵向轴线设置于远侧和近侧部分118,120的外表面上。条状物124的远侧端部可相交、重叠或以其它方式接触环状物122的一部分以在非导电基部部件110的远侧和近侧部分118,120的外表面之上/沿着其提供相接导电材料层(例如，单个/整体导电层)。在各种实施例中，导电材料的条状物124的一部分可设置于通道116内(例如，延伸通过)。
在一个实施例中，导电材料的环状物122可包括结合至非导电基部部件110的第一导电材料层，并且导电材料的条状物124可包括结合至非导电基部部件110的第二导电材料层。第一和第二导电材料层可为相同或不同材料。在各种实施例中，第一和第二导电材料层可包括金属(例如，钛)，该金属提供了与非导电基部部件110(例如，陶瓷)形成/产生强原子键(例如，粘合力)的优点。在各种实施例中，第一和/或第二导电材料层可利用物理气相沉积(例如，溅镀、热蒸发、电弧喷涂等)、无电解镀、电解电镀或钎焊或其它涂层应用而施加或沉积至非导电基部部件110。
在一个实施例中，导电材料的环状物122可包括第三导电材料层，该第三导电材料层结合至第一导电材料层，并且导电材料的条状物124可包括第四导电材料层，该第四导电材料层结合至第二导电材料层。第三和第四导电材料层可为相同或不同材料(例如，彼此不同的和/或与第一和第二材料层不同的)。在各种实施例中，第三和第四导电材料层可包括金属(例如，铌)，该金属提供了以与相应第一和第二导电材料层形成/产生强原子键(例如，可焊接性)的优点。在各种实施例中，第三和第四导电材料层可利用物理气相沉积(例如，溅镀、热蒸发、电弧喷涂等)、无电解镀、电解电镀或钎焊或其它涂层应用而施加或沉积至非导电基部部件110。
在一个实施例中，导电材料的环状物122可包括第五导电材料层，该第五导电材料层结合至第三导电材料层，并且导电材料的条状物124可包括第六导电材料层，该第六导电材料层结合至第四导电材料层。第五和第六导电材料层可为相同或不同材料(例如，彼此不同的，和/或与第一、第二、第三和第四材料层不同的)。在各种实施例中，第五导电材料层可包括高导电金属(例如，金)，该高导电金属与第三导电材料层形成/产生了强原子键。在各种实施例中，第六导电材料层可包括导电金属(例如，镍铜合金)，该导电金属与第四导电材料层形成/产生了强原子键并且可与焊料层(下文所讨论)形成强原子键。在各种实施例中，第五和第六导电材料层可利用物理气相沉积(例如，溅镀、热蒸发、电弧喷涂等)、无电解镀、电解电镀或钎焊或其它涂层应用而施加或沉积至非导电基部部件110。在一个实施例中，包括环状物122(例如，第一、第三和第五层)的导电材料层和包括条状物124(例如，第二、第四和第六层)的导电材料层可以多种不同图案、层和/或配置彼此相交(例如，重叠、触碰、接触等)以形成相接的导电材料层(图1B)。另选地，第五导电材料层可包括兼容填充材料123(例如，金、银、锡等)，兼容填充材料123钎焊或焊接(图2)至非导电基部部件(例如，而非利用物理气相沉积)，并且第六导电材料层可利用物理气相沉积(例如，溅涂、热蒸发、电弧喷涂等)、无电解镀、电解电镀或钎焊或其它涂层应用而施加或沉积至非导电基部部件110。在各种实施例中，钎焊或焊接导电材料层可提供具有几何形状的切割表面，设计用于特定应用(例如，凸起、扩大或较厚切割表面等)。
在各种实施例中，导电材料的环状物122可为医疗装置100的患者接触部分(例如，切割表面)，并且导电材料的条状物124可为医疗装置的非患者接触部分。在一个实施例中，导电线材(未示出)的远侧部分可设置于凹槽116内并且通过焊料层附接至第六导电材料层，该焊料层形成于第六导电材料层和导电线材(设置于其间)的顶部上的通道116内。导电线材的近侧端部可电连接至电外科发生器，如下文所讨论。
在各种实施例中，管腔112的内壁可未涂布有导电材料以使管腔112和延伸穿过其的任何医疗装置(例如，插管、导丝等)与导电环状物122和/或条状物124热和电绝缘。在各种实施例中，导电环状物122和条状物124的低轮廓/低表面积以及非导电基部部件110的周围表面(例如，远侧部分118、近侧部分120、管腔112)可传导足够RF能量以有效地切割/穿透各种软组织壁(例如，胃、十二指肠、胆囊、胰腺、肝脏等)，具有对于周围组织的最小附带热损伤。环状物122可设置于远侧部分118的最远侧部分上，使得组织首先接触环状物122，并且经受RF能量以用于穿透组织。
在各种实施例中，导电材料层利用视线PVD工艺可施加/沉积于非导电基部部件110上，该视线PVD工艺利用惰性等离子体原子从阴极置换金属原子。参考图3A至图3B，在一个实施例中，本公开的非导电基部部件110可设置于固定装置130内，固定装置130掩蔽非导电基部部件110的所有外表面，除了将施加环状物122和条状物124的表面。堵头或坯件132可设置于非导电基部部件110的远侧开口114内以屏蔽管腔112以免接触/涂布雾化金属。另选地，非导电基部部件110可由预形成条带、可图案化涂层、光致抗蚀剂或其它可移除涂层来遮蔽，以界定环状物122和条状物124。
参考图4，在一个实施例中，固定装置130可位于溅镀腔室140内，使得固定装置130的一侧直接相对金属靶148a(例如，待溅镀的导电材料)。溅镀腔室140可用作阳极，金属目标148a可用作阴极，并且溅镀腔室140的内表面可用作电极。惰性气体146(例如，氩气)可泵送至溅镀腔室140中，通电至等离子体状态和施加电场用以轰击阴极/金属靶148a。随着等离子体原子接触金属靶148a，金属原子可从金属靶148a置换并且指向固定装置130的表面。然后，薄层(例如，大约50微米)的溅镀金属148b可形成于固定装置130的表面上，包括设置于其中的非导电基部部件110的未遮蔽/暴露部分。在各种实施例中，固定装置130可在溅镀腔室140内旋转，以使非导电基部部件的其它未遮蔽表面暴露于金属靶148a，并且该过程重复。此外，金属靶148a可以不同金属目标来替换，以将各种金属层施加/沉积至非导电基部部件110的相应部分(例如，环状物122和条状物124)，如上文所讨论。
参考图6，在一个实施例中，本公开的系统200可包括医疗装置100的非导电基部部件110，非导电基部部件110附接至非导电电外科护套126的远侧端部。在各种实施例中，非导电基部部件110的近侧部分(未示出)可接纳/设置于电外科护套126的远侧部分内，使得通道116(未示出)和设置于其中的导电线材(未示出)的远侧部分为热和电绝缘的。导电线材可沿着电外科护套126延伸(例如，嵌入电外科护套的侧壁内)以将导电线材的近侧端部连接至电外科发生器。进入插管129可延伸通过非导电基部部件110的管腔(未示出)。
多种优点可通过本公开的装置、系统和方法来实现。例如，所公开导电材料层(利用PVD而施加/沉积于电外科装置的外表面上)可允许高温下的较广泛加工条件，以提供较精细表面特征(例如，较低表面积、较低轮廓等)，从而减少生产成本，简化制造，使附带热损伤最小化，并且使患者安全性最大化。所公开PVD工艺可应用于新医疗装置和/或降低现有医疗装置的制造或修改成本。例如，制造常规电外科端头涉及的手工且昂贵工艺，例如，其中双极金迹线以螺旋图案绕着非导电端头进行印刷(马萨诸塞州马尔伯勒的Gold ProbeTM波士顿科学公司(Gold ProbeTMBoston Scientific Corp.,Marlborough MA.)；图5A)或钢线材绕着陶瓷端头来形成(马萨诸塞州马尔伯勒的Hot AxiosTM波士顿科学公司(HotAxiosTMBoston Scientific Corp.,Marlborough MA.)；图5B))，可修改成利用PVD工艺来施加/沉积双极或单极导电层。在各种实施例中，对于其中可需要较厚导电层的医疗应用，额外导电材料层可利用无电解镀、电解电镀和/或钎焊而施加至PVD层。
在各种实施例中，其中上文所列出的各种导电材料层(例如，钛、铌、金、镍铜合金)可施加/沉积至非导电基部部件的次序可基于其对于非导电基部(例如，陶瓷)的相应粘合性质、可焊接性(例如，将高度导电外/顶层粘合/粘结至粘合剂内/底层的能力)和/或导电性(例如，外/组织接触层的导电性)。然而，应当理解，本公开绝不限制于这些材料/金属、此类材料的层数量和/或其沉积的次序或图案。多种导电材料(以非限制性实例的方式包括钛、铌、金、钼、氮化钛、钽、钨、铂、钯、铱、锡、镍、铜、钒、银、锌或其它生物相容性金属，以及此类材料的合金、氧化物和氮化物)可以多种次序/层、图案和/或厚度施加/沉积于所公开医疗装置100上。
在各种额外实施例中，施加至非导电基部部件的导电材料的层数量(例如，环状物122和/或条状物124)不限于上文所列出的第一至第六层，而是可包括单个层、两个层或任何数量的额外层。
在各种额外实施例中，包括环状物122的导电材料层(例如，第一、第三和第五层)和包括条状物124的导电材料层(例如，第二、第四和第六层)可以多种不同图案、层和/或配置彼此相交(例如，重叠、触碰、接触等)，以形成邻近导电材料层。例如，第二层的一部分可部分地重叠第一导电材料层的一部分，第三导电材料层的一部分可部分地重叠第二导电材料层的一部分，第四导电材料层的一部分可部分地重叠第三导电材料层的一部分，第五导电材料层的一部分可部分地重叠第四导电材料层的一部分，并且第六导电材料层的一部分可部分地重叠第五导电材料层的一部分。
根据本公开，本文所公开和所要求保护的所有装置和/或方法可做出并执行而无需过多实验。尽管本公开的装置和方法已根据优选实施例进行描述，但是对于本领域的技术人员可显而易见的是，变型可应用于本文所描述的装置和/或方法以及方法的步骤或步骤序列，而不脱离本公开的理念、精神和范围。对本领域的技术人员显而易见的所有此类类似替代物和修改视为在由附属权利要求书所限定的本公开的精神、范围和理念内。
Claims (15)
1.一种医疗装置，包括：
非导电基部部件，所述非导电基部部件限定了纵向轴线和穿过其的管腔；
导电材料，所述导电材料绕着所述管腔的远侧开口设置于所述非导电基部部件的外表面上；和
导电材料，所述导电材料沿着所述纵向轴线设置于所述非导电基部部件的外表面上；和
其中绕着所述远侧开口所设置的所述导电材料包括第一导电材料层，所述第一导电材料层结合至所述非导电基部部件，并且沿着所述纵向轴线所设置的所述导电材料包括第二导电材料层，所述第二导电材料层结合至所述非导电基部部件。
2.根据权利要求1所述的医疗装置，其中所述第一和第二导电材料层的一者或多者溅镀于所述非导电基部部件上。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的医疗装置，还包括通道，所述通道沿着所述纵向轴线形成于所述非导电基部部件的所述外表面内，其中所述第二导电材料层延伸通过所述通道。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的医疗装置，其中所述第一和第二导电材料层包括钛。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗装置，其中绕着所述远侧开口所设置的导电材料还包括第三导电材料层，所述第三导电材料层结合至所述第一导电材料层，并且沿着所述纵向轴线所设置的导电材料包括第四导电材料层，所述第四导电材料层结合至所述第二导电材料层，并且其中所述第三和第四导电材料层溅镀于相应的第一和第二导电材料层上。
6.根据权利要求5所述的医疗装置，其中所述第三和第四导电材料层包括铌。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的医疗装置，其中绕着所述远侧开口所设置的所述导电材料还包括第五导电材料层，所述第五导电材料层结合至所述第三导电材料层，并且沿着所述纵向轴线所设置的导电材料包括第六导电材料层，所述第六导电材料层结合至所述第四导电材料层。
8.根据权利要求7所述的医疗装置，其中所述第五导电材料层包括金，并且所述第六导电材料层包括镍铜合金。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的医疗装置，其中所述第五导电材料层钎焊至所述第三导电材料层，并且所述第六导电材料层溅镀于所述第四导电材料层上。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的医疗装置，还包括导电线材的远侧部分，所述导电线材焊接至所述第六导电材料层。
11.一种系统，包括：
非导电基部部件，所述非导电基部部件附接至电外科护套的远侧端部，其中所述非导电基部部件包括绕着所述非导电基部部件的远侧开口所施加的导电材料和沿着所述非导电基部部件的纵向轴线所施加的导电材料条状物；和
进入插管，所述进入插管能设置于所述电外科护套的管腔内并且能延伸通过所述非导电基部部件。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述导电材料和所述导电材料条状物的一者或多者经由溅镀来施加。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的系统，还包括通道，所述通道沿着所述纵向轴线形成于所述非导电基部部件的外表面内，其中所述导电材料条状物延伸通过所述通道。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述通道设置于所述电外科护套的远侧部分内。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的系统，还包括设置于所述通道内的导电线材的远侧部分。
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