CN116650104A - 微波消融探针 - Google Patents

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CN116650104A CN202310791992.3A CN202310791992A CN116650104A CN 116650104 A CN116650104 A CN 116650104A CN 202310791992 A CN202310791992 A CN 202310791992A CN 116650104 A CN116650104 A CN 116650104A
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Abstract

一种微波消融探针(200；300；400)，包括：涂药器(202；302；402)，其布置成施加微波辐射以加热周围组织；馈线(204；304；404)，其布置成向涂药器供应电磁能；冷却剂能够流过的冷却剂流动路径(206)；扼流圈，其布置成减少从涂药器(202；302；402)沿着馈线(204；304；404)反射的功率。扼流圈包括通过在冷却剂流动路径(206)中流动的冷却剂冷却的扼流构件(208；209；308；408)。所述扼流构件(208；209；308；408)在两个点之间延伸，所述两个点在至少具有平行于馈线的纵向轴线的组件的方向上间隔开。扼流构件(208；209；308；408)包括围绕馈线的纵向轴线延伸的一个或多个匝。扼流构件可以是螺旋形构件(208；308；408)。

Description

微波消融探针
分案申请
本申请为申请号2018800655635、申请日2018年06月29日、题为“微波消融探针”的分案申请。
技术领域
本申请涉及一种微波消融探针。特别地，本申请涉及可用于在组织内产生热量以破坏组织生长的消融探针。
背景技术
热消融可用于破坏可能是恶性的体内组织生长。当前的消融系统使用将射频(RF)能量或微波能量传递到涂药器尖端周围的组织的涂药器。这导致局部加热和破坏恶性细胞。这些涂药器可以设计用于经皮递送，因此长度相对较短而直径较大。但是，许多疾病的位置不能经皮安全或容易地进入。例如，胰腺位于肝脏后方的位置，使其难以经皮进入。类似地，通过胸壁进入肺也可引起气胸。大直径的涂药器在插入过程中也可能导致不期望的组织损伤。这限制了使用现有的经皮涂药器可以成功地进行热消融治疗的适应症范围。
内窥镜可用于进入与胃肠道邻接的许多疾病部位。这些包括胰腺、胆道树、淋巴结和许多重要的血管。此外，内窥镜超声(EUS)系统提供了一种使用集成在内窥镜内的超声成像系统识别与胃肠道相邻的组织中的病灶的手段。活检针可以通过EUS系统递送，并在超声引导下导向目标位点。类似的内窥镜可用于使用超声和导航系统进入肺部的疾病位置。该技术可用于将扩展的工作通道或可操纵导管引导至疾病位置。已知的涂药器设计特别不适合通过内窥镜的工作通道进行递送，因为它们的横截面通常太大，并且长度和柔韧性不足。
现有技术的消融探针包括通常由陶瓷材料制成的活性尖端(或涂药器)，所述活性尖端耦合到同轴馈线，所述同轴馈线布置为向活性尖端提供电磁能量。如果馈线连接到活性尖端，则反向电流可沿远离活性尖端的馈线反射回来。对于微波消融尤其如此。这些电流可以从目标组织区域中涂药器周围的消融区域消减功率，并产生泪珠状的消融区域。但是，为了对所实施的治疗提供更好的控制，球状消融区域在消融探针的使用期间是有利的。
扼流圈是一种微波组件，已知可以缓解在馈线的外部导体上流动的反向电流(back currents)，所述馈线将电磁能量提供给涂药器或天线。在图1中示意性地示出了现有技术的扼流圈的实施例。在该实施例中，馈线102耦合到活性尖端104。馈线包括内部导体106和外部导体108。可以看到内部导体106延伸到活性尖端104中。在该实施例中，扼流圈由位于活性尖端104基底的金属袋110形成。扼流圈产生与反射电流(标记为‘B’)相位相反的影像电流(image currents)(标记为‘A’)，其有助于缓解馈线的外部导体108上的返向电流。
使用已知的扼流圈有很多缺点，例如图1所示的带有消融探针的扼流圈。图1中所示的扼流圈尺寸不紧凑，因此可能会抑制消融探针的使用。图1中所示的示例扼流圈，在不增加设备尺寸的情况下，也难以使用冷却剂流来保持冷却，并且还可能抑制消融探针的柔韧性。
发明内容
在第一方面，本公开提供了一种微波消融探针，其包括：涂药器，所述涂药器布置成施加微波辐射以加热周围组织；馈线，所述馈线布置成向涂药器提供电磁能；冷却剂能够流过的冷却剂流动路径；以及扼流圈，所述扼流圈布置成减少从涂药器沿馈线反射的功率，其中扼流圈包括：由在冷却剂流动路径中流动的冷却剂冷却的扼流构件，所述扼流构件在至少具有与馈线纵向轴线平行的方向上间隔开的两点之间延伸，所述扼流构件包括围绕馈线的纵向轴线延伸的一个或多个匝。
可选地，所述扼流构件可包括一个或多个弯曲部分，所述弯曲部分围绕纵向轴线延伸，所述一个或多个弯曲部分在至少具有与纵向轴线平行的组件的方向上，由一个或多个连接部分连接。可选地，一个或多个弯曲部分可以在与纵向轴线正交的平面中延伸。
可选地，所述扼流构件是螺旋形构件。可选地，螺旋形构件形成沿着馈线的长度延伸的螺旋。
在第二方面，本公开提供了一种微波消融探针，其包括以下一个或多个特征：涂药器，所述涂药器布置成施加微波辐射以加热周围组织；馈线，所述馈线布置成向涂药器提供电磁能；冷却剂能够流过的冷却剂流动路径；以及扼流圈，所述扼流圈布置成减少从涂药器沿着馈线反射的功率，其中扼流圈包括：螺旋形构件，所述螺旋形构件通过在冷却剂流动路径中流动的冷却剂冷却。
通过从沿馈线的轴线延伸的组件形成扼流圈，并围绕该轴线有一个或多个匝，其中的一个例子是至少部分的螺旋形组件，它可以有效地冷却而不呈现其它阻碍或抑制冷却剂流动的形状。与更刚性和坚固的现有技术扼流圈相比，扼流构件(例如，螺旋形组件)还可改善消融探针的柔韧性。因此，扼流构件(例如，螺旋形构件)的使用可以提供横截面小、柔韧并且有效冷却的消融探针。因此，消融探针可以减少使用过程中不希望的组织损伤，并且当与内窥镜一起使用以通过曲折路径到达组织时，可能是特别有利的。
可选地，螺旋形构件可以形成沿着馈线的长度延伸的螺旋。这可以提供适合的形状，以允许冷却剂流动并提供期望水平的柔韧性。
以下任何语句中限定的特征都可以与第一方面或第二方面结合使用。
可选地，扼流构件(例如，螺旋形构件)可以至少部分地设置在冷却剂流动路径内。这可以允许扼流构件(例如，螺旋形构件)被流过消融探针的冷却剂冷却。
可选地，消融探针可以进一步地包括第一围绕构件(surrounding member)，所述第一围绕构件布置成至少部分围绕所述馈线，其中，扼流构件(例如，螺旋形构件)设置在第一围绕构件内。这可以有助于提供具有小横截面的小且紧凑的布置。
可选地，第一围绕构件可以包括布置成围绕馈线的管。这可以有助于产生具有小且紧凑的布置的消融探针的针状部分。
可选地，冷却剂流动路径可以包括馈线冷却部分，所述馈线冷却部分包括在馈线和第一围绕构件之间形成的通道，并且其中扼流构件(例如，螺旋形构件)布置在该通道内。这可以提供扼流圈和冷却剂流动路径的小且紧凑的布置，同时减小扼流圈对冷却剂的流速的影响。
可选地，冷却剂流动路径可以布置成在馈线的长度的至少一部分周围和/或在扼流构件(例如，螺旋形构件)周围提供均匀的冷却剂流动。这可以提供均匀的冷却，其可以有助于提供受控的和可重复的组织消融。
可选地，扼流构件(例如，螺旋形构件)可以布置成将馈线的外表面和第一围绕构件的内表面间隔开以形成通道。当消融探针弯曲时，这可以有助于阻止通道塌陷，从而可以避免冷却剂流体的收缩，并且可以有助于减少消融探针开裂或损坏的机率。
可选地，扼流构件(例如，螺旋形构件)可以布置成使馈线和第一围绕构件相对于彼此是同心对准的。这可以有助于提供对馈线和/或扼流构件(例如，螺旋形构件)的均匀冷却。
可选地，扼流构件(例如，螺旋形构件)可以布置成将第一围绕构件电连接到馈线，使得第一围绕构件的一部分形成扼流圈的一部分。这可以允许第一围绕构件既向消融探针提供刚性，又作为扼流圈的一部分运行。这可以有助于提供整体紧凑且小的布置。
可选地，馈线可以包括内部导体和外部导体，并且其中扼流构件(例如，螺旋形构件)在馈线的外部导体和第一围绕构件之间形成电连接。这可以允许第一围绕构件的一部分形成扼流圈的一部分。
可选地，电连接可以沿着馈线的长度与外部导体的远端间隔开一定距离形成。可选地，所述距离与对应于消融探针工作频率的电磁能波长的大约四分之一的奇数倍成比例。可选地，所述距离可以对应于围绕馈线的介质(例如，围绕馈线的扼流圈内的介质)中电磁能波长的大约四分之一的奇数倍。
这可以允许在扼流圈中提供影像电流，所述影像电流具有与沿馈线流回的反射电流相反的相位。
可选地，螺旋形构件的螺距，或一个或多个弯曲部分的轴向间隔(即沿馈线的纵向轴线的方向)可以与对应于消融探针的工作频率的电磁能波长的大约四分之一成比例。可选地，距离可以对应于围绕馈线的介质(例如，围绕馈线的扼流圈内的介质)中电磁能波长的大约四分之一的奇数倍。这可以进一步允许提供影像电流的所期望的相位。
可选地，扼流圈可包括围绕馈线的一部分的扼流区域，所述扼流区域由扼流构件(例如，螺旋形构件)和第一围绕构件的至少一部分限定。
可选地，扼流区域可以至少部分地填充有：a)在冷却剂流动路径中流动的冷却剂；和/或b)涂药器的一部分，布置成在馈线和第一围绕构件之间延伸。这可以允许扼流区域填充具有高介电常数的介质，其可以减小扼流圈的尺寸。
可选地，第一围绕构件可以包括铰链部分，所述铰链部分布置成增加第一围绕构件的柔韧性。其可以有助于消融探针的弯曲，并且有助于减小涂药器与馈线和/或第一围绕构件之间的接头中的压力。
可选地，铰链部分可布置为：a)在涂药器的近端和扼流构件(例如，螺旋形构件)的远端之间；和/或b)以便沿着馈线的长度与螺旋形构件的至少一部分重叠。这可以允许靠近涂药器和/或在扼流构件(例如，螺旋形构件)周围的第一围绕构件的柔韧性受控。
可选地，铰链部分可以包括形成在第一围绕构件中的一个或弱化部分。
可选地，一个或多个弱化部分可以布置成促进消融探针的弯曲。这可以促使第一围绕构件在铰链部的位置处优先于在与涂药器的耦合处(或在其他不期望的位点处)弯曲。这可以有助于减小消融探针的组件之间的压力。
可选地，铰链部分可以由一个或多个穿过第一围绕构件延伸的孔形成。优选地，一个或多个孔可以布置成允许冷却剂流动。这可以允许铰链部分既有助于控制消融探针的柔韧性，又允许冷却剂流动。这种组合功能可以允许减小消融探针的整体尺寸。
可选地，冷却剂流动路径包括涂药器冷却部分，所述涂药器冷却部分布置成将冷却剂流递送到涂药器的至少一部分。这可能有助于在消融过程中冷却涂药器。
可选地，形成铰链部分的一个或多个孔可以布置成将涂药器冷却部分流体耦合至冷却剂流动路径的线缆冷却部分。
可选地，消融探针可以包括第二围绕构件，所述第二围绕构件布置成围绕涂药器和/或第一围绕构件的至少一部分，其中涂药器冷却部分包括在第二围绕构件与涂药器和第一围绕构件中的一者或两者之间形成的通道。这可以提供冷却剂流动路径的紧凑且小的布置。
可选地，涂药器冷却部分可在涂药器的表面或主体中，包括一个或多个通道。这也可以有助于提供冷却剂流动路径的紧凑且小的布置。
可选地，消融探针可以进一步地包括至少一个温度传感器。这可以允许在使用期间以及在消融的过程中，提供关于消融探针的温度的反馈。
可选地，至少一个温度传感器可以包括热电耦。
可选地，至少一个温度传感器可以与扼流构件(例如螺旋形构件)的至少一部分集成，或由扼流构件(例如螺旋形构件)的至少一部分形成。这可以允许螺旋形构件同时充当扼流圈和温度传感器的一部分。
可选地，涂药器可包括：内部导体的天线部分，所述天线部分从外部导体的远端延伸；以及电耦合到内部导体的重叠天线构件，所述重叠天线构件可以沿着内部导体的天线部分的长度至少部分地重叠内部导体的天线部分。这可以允许天线的紧凑布置，以有助于消融探针的整体柔韧性，提供更多的球状消融区域并有助于冷却。
可选地，重叠构件可围绕馈线的天线部分的长度包括一个或多个匝。可选地，重叠构件的几何形状可以具有最小间隔参数，所述最小间距参数大于在空气中测量的喷头辐射波长的0.05％。这可以减小天线的各部分内的信号消除的影响，并因此减小输出信号强度的损失。
可选地，涂药器可以进一步地包括介电绝缘体，所述介电绝缘体的至少一部分设置在内部导体的天线部分和重叠天线构件之间。
可选地，介电绝缘体可以包括具有凹陷部分的外表面，所述凹陷部分布置成容纳重叠天线构件。凹陷部分到介电绝缘体中的深度可以适合于结合机械强度和匹配涂药器的阻抗。
可选地，内部导体的天线部分可以从外部导体的远端延伸一距离，所述距离是在空气中测得的由涂药器发射的微波辐射波长的0.3％到10％之间。
可选地，重叠天线构件可以沿着内部导体的天线部分的长度延伸一距离，所述距离是在空气中测量的由涂药器发射的微波辐射波长的0.3％到20％之间。
可选地，重叠天线构件可以通过在冷却剂流动路径中流动的冷却剂冷却。
可选地，涂药器可进一步地包括套筒构件，所述套筒构件布置成至少部分地围绕重叠天线构件，以限制来自重叠天线构件的热传递。这可以减少对消融探针的其他组件的热损伤，并且可以减少组织炭化。
在第三方面，本公开提供了一种微波消融探针，其包括以下一个或多个特征：涂药器，所述涂药器布置成施加微波辐射以加热周围组织；馈线，所述馈线布置成向涂药器提供电磁能；其中，馈线由内部导体和外部导体形成，其中涂药器包括：内部导体的天线部分，天线部分从外部导体的远端延伸；以及重叠天线构件电耦合到内部导体，所述重叠天线构件沿着天线部分的长度至少部分地重叠内部导体的天线部分。
与第一或第二方面相关的上述任何特征，可以与第三方面结合使用。
附图说明
现在将参考附图，仅通过举例的方式，来描述本发明的实施方案，其中：
图1示出了现有技术的扼流圈的一实施方案；
图2示出了根据一实施方案的消融探针的一部分的示意性的横截面图；
图3a示出了在图2所示的消融探针中使用的螺旋形构件；
图3b示出了根据一替代实施方案的扼流构件；
图4示出了根据一实施方案的穿过消融探针的一部分的横截面图；
图5示出了根据一实施方案的消融探针的一部分的分解图；
图6a至图6d示出了处于各种组装状态的图5的消融探针；
图7示出了电场比较的模拟结果，所述电场由位于消融探针馈线外部导体上的理想探针捕获，所述理想探针不具有扼流圈、具有现有技术的固体扼流圈，以及具有包括根据实施方案的螺旋形构件的扼流圈；
图8示出了与其他实施例相比，根据实施方案由消融探针产生的消融区域的纵横比；
图9a、9b和9c示出了由各种消融探针产生的消融区域的示意图；
图10a示出了根据另一个实施方案的消融探针的一部分的横截面图；
图10b示出了在图10a中所示的消融探针的分解图；
图11a示出了在图10a中所示的消融探针的一部分的特写图；
图11b示出了与图11b相同的视图，其中内部结构以虚线示出；
图12a示出了图10a所示的消融探针的一部分的另一分解图；
图12b示出了图12a所示的消融探针的一部分的组装图；
图13a示出了重叠构件的一实施方案的特写图，所述重叠构件形成消融探针的涂药器的一部分；
图13b单独示出了图13a的重叠构件；
图14a示出了重叠构件的一实施方案的特写图，所述重叠构件形成消融探针的涂药器的一部分；
图14b单独示出了图14a的重叠构件；
图15a示出了重叠构件的一实施方案的特写图，所述重叠构件形成消融探针的涂药器的一部分；
图15b单独示出了图15a的重叠构件；
图16a示出了重叠构件的一实施方案的特写图，所述重叠构件形成消融探针的涂药器的一部分；以及
图16b单独示出了图16a的重叠构件。
具体实施方式
在图2中示意性地示出了根据一个实施方案的消融探针200。仅示出了消融探针的总长度的一部分。消融探针200可以适合于插入体内以到达所期望的治疗位点，例如恶性组织生长。在一些实施方案中，消融探针200可以在内窥镜下使用，以便到达体内的多种疾病位置。因此，消融探针可以具有整体柔韧性，使得其可以插入内窥镜的工作通道中。在其他实施方案中，消融探针200也可以经皮使用，或使用任何其他合适的技术，例如通过身体的现有孔插入。对于经皮使用，消融探针通常地可以是刚性的，以便它可以插入。
消融探针200包括涂药器202，所述涂药器202布置成施加辐射以加热周围组织。所施加的辐射可以适用于引起局部加热，以及在涂药器202周围或附近的恶性细胞的破坏。在所描述的实施方案中，涂药器202布置成向周围组织施加微波辐射。在一些实施方案中，操作频率可以在2.45GHz附近。在其他实施方案中，操作频率可以在微波范围内不同于这个值。在其他实施方案中，涂药器202可以布置成将任何适合的形式的辐射施加到周围组织，从而引起所期望的加热(例如，RF辐射)。在所描述的实施方案中，涂药器可以由陶瓷材料形成。在其他实施方案中，可以使用其他适合的材料(例如，任何适合的介电材料或其他类型的天线材料或结构)。涂药器202可以布置在消融探针200的远端处或附近，使得其可以相对于待治疗的组织定位于所期望的位置。在下文中，当放置消融探针使用时，术语“远侧”和“近侧”是相对于操作消融探针的使用者和治疗部位而言的，-消融探针200的远端最靠近治疗部位，而近端最靠近使用者。控制装置(在图中未示出)(例如手柄)可以布置在消融探针200的近端处，使得它可以被使用者操纵和定位。
消融探针200进一步地包括馈线204，其布置成向涂药器202供应电磁能。馈线204可以是适合于向涂药器供应电磁能的任何细长构件(例如，导体)。馈线204可沿着消融探针200的长度的至少一部分延伸，以将能量供应递送至涂药器202。在所描述的实施方案中，馈线204的远端耦合至涂药器202的近端，并且馈线204的近端耦合至产生装置(图中未示出)，所述产生装置适合于产生所期望的信号，以将能量供应给涂药器202(即，馈线的全长未在图中示出)。
消融探针200进一步地包括冷却剂流动路径206，冷却剂能够通过该流动路径206流动。冷却剂流动路径可以布置成携带冷却剂通过消融探针200，以提供冷却。冷却剂流动路径206可以包括不同的部分，所述部分布置成向消融探针的各个部分输送和返回冷却剂，如后面所描述的。冷却剂可以是水，或本领域已知的任何其他适合的冷却剂。
消融探针200进一步地包括扼流圈，所述扼流圈布置成减小从涂药器202沿着馈线204反射的功率。所述扼流圈布置成产生影像电流，所述影像电流至少部分地抵消从涂药器202沿着馈线反射的电流。所述影像电流的相位可能与沿馈线反射回来的那些相反，因此它们会产生电磁场，所述电磁场结合起来至少部分地彼此抵消。所述影像电流和反射电流是彼此反相的，从而它们至少部分彼此抵消。就阻抗而言，这对应于扼流圈上的非常高的阻抗状况，其会降低或防止电流沿着馈线回流。扼流圈包括螺旋形构件208，其由在冷却剂流动路径206中流动的冷却剂冷却。在图3中，螺旋形构件208的实施方案与消融探针分开示出。如在图中可以看出，螺旋形构件208包括至少一部分具有螺旋形状的组件。
扼流圈可以被定位，因此，它被沿着冷却剂流动路径206流向涂药器202的冷却剂冷却。这意味着可以通过冷却剂流来冷却扼流圈，否则将如在后面进行的描述，需要其来冷却消融探针200的各个部件。
与现有技术的扼流圈相比，通过至少部分地由螺旋形构件208形成扼流圈提供了许多优点。螺旋形构件208可以通过在冷却剂流动路径206中流动的冷却剂而被更有效地冷却，因为其螺旋形状提供了用于冷却的巨大的表面积。即使当螺旋形构件208包装在消融探针200的主体内以提供紧凑的整体尺寸时(例如，螺旋形状可允许冷却剂容易地在其周围流动，而不会形成会阻碍冷却剂在消融探针200内流动的固体块)，螺旋形构件208的螺旋形状也可以减少对冷却剂的流动的任何影响。螺旋形构件208的螺旋形状还可以为消融探针200提供改善的柔韧性。现有技术的扼流圈可以是实心结构，因此更坚固，因此可以在使用期间，抑制消融探针的弯曲。在将消融探针与内窥镜结合使用的实施方案中，这一点尤其重要，所述内窥镜用于接近难以到达的身体部位。在这样的实施方案中，螺旋形构件208的改进的柔韧性允许消融探针200通过曲折的路径到达体内所期望的消融部位。
如在图2和3a中可以看到的，螺旋形构件208形成沿着馈线204的长度延伸的螺旋。在所描述的实施方案中，螺旋形构件208被布置在冷却剂流动路径206内，从而通过冷却剂流冷却。在其他实施例中，螺旋形构件208可以仅至少部分地布置在冷却剂流动路径206内。这种形状和布置允许实现紧凑的设计，从而减小了消融探针200的横截面，而不会抑制消融探针200内的冷却剂流动和扼流圈的冷却。在所描述的实施方案中，螺旋形构件的至少一部分可以具有单个螺旋形状。在其他实施方案中，螺旋形构件的至少一部分可以具有双螺旋形状、三螺旋形状或可以由任意数量的连接的或交织的螺旋形状部分形成。螺旋形构件可以适当地由右旋或左旋螺旋形成。
在图3a所示的实施方案中，螺旋形构件208可形成弯曲的螺旋路径。在其他实施方案中，螺旋形构件208可具有一个或多个直段。然而在那种情况下，它仍将沿着一条大体上呈螺旋形的路径环绕，并沿着馈线204。
螺旋形构件208仅是扼流构件的实施例，其可用于减少沿馈线反射回的信号。在其他实施方案中，可以使用具有不同几何形状的扼流构件。扼流圈可以包括在两个点(在图2、3a和3b中标记为A和B)之间延伸的扼流构件，所述两个点在平行于馈线的纵向轴线(在图2中标记为Y)的方向上间隔开，所述扼流构件包括一个或多个围绕馈线的纵向轴线延伸的匝。因此，图2和图3a示出了在点A和B之间延伸的扼流构件的实施例，在它们之间具有一个或多个围绕纵向轴线Y延伸的匝。图3b中所示的扼流构件的可替代的实施方案，类似地在点A和点B之间延伸，在它们之间具有一个或多个围绕纵向轴线Y延伸的匝。
扼流构件的匝允许抑制沿着从应用处的馈线反射回来的电流，同时还提供可以有效冷却的灵活的结构。因此，扼流构件可限定连续的冷却剂通道，其在上述限定的两个点之间延伸，在所述两个点之间，扼流构件延伸。
螺旋形构件是扼流构件的实施例，其中，将匝连接在一起以形成沿着馈线的长度延伸的连续的螺旋形或螺旋。
在另一实施方案中，扼流构件可包括一个或多个弯曲部分，所述弯曲部分在垂直于纵向轴线的平面(在图2中标记为X)上延伸。一个或多个弯曲部分可以通过在平行于纵向轴线的方向上延伸的一个或多个连接部分连接。这样的实施例在图3b中示出。在该实施方案中，扼流构件209包括围绕馈线延伸的多个弯曲部分209a。弯曲部分209a可以仅部分地围绕馈线延伸(例如，围绕馈线至少一半的匝)。这可以允许冷却剂流围绕并穿过扼流构件。弯曲部分209a通过一个或多个连接部分209b连接，所述连接部分209b在至少具有沿着馈线204的长度的组件的方向上延伸。连接部分209a可以如图3b所示，通常是直的。弯曲部分209a可以沿着馈线的长度间隔开，以允许在弯曲部分内形成影像电流，该影像电流将抵消从涂药器沿着馈线反射的电流。弯曲部分209a的间隔可以与沿着馈线的长度的螺旋形构件的相应点之间的间隔相同，如后面将描述的(例如，图2中的距离C)。
本文所提及的关于螺旋形构件208任何其他特征，可以等同地应用于扼流构件的其他实施方案。因此，所描述的任何实施方案的螺旋形构件208，可以由具有以上限定的几何形状的扼流构件代替，例如，如图3b所示的扼流构件。
扼流构件可以由细长组件形成，所述细长组件遵循至少部分地围绕馈线的纵向轴线延伸的路径。在图3b所示的扼流构件209的情况下，每个弯曲部分209a在垂直于馈线的纵向轴线(在图2中标记为Y)的平面(在图2中标记为X)延伸。因此，每个弯曲部分围绕，但不沿着馈线的长度延伸。螺旋形构件延伸使得它由弯曲部分形成，该弯曲部分相对于垂直于馈线的纵向轴线的平面成角度，从而使其围绕并沿着馈线延伸(即，它沿其长度成螺旋形)。在又一实施方案中，弯曲部分可以相对于正交于纵向轴线的平面成角度，但是也可以通过一个或多个平行于纵向轴线延伸的连接部分连接。
螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)都可以由任何合适的导电材料形成，使得其可以通过承载适当的影像电流而充当扼流圈。螺旋形构件208或扼流构件的其他实施例可以，例如，由金属形成。在一些实施方案中，扼流构件208、209可以由单独的组件形成，或者可以通过在消融探针的合适的结构上(例如，围绕所述馈线)沉积或电镀材料而形成。
在一些实施方案中，螺旋形构件可包括定位部分208a，所述定位部分208a包括大体上垂直于螺旋形构件的纵向轴线(例如，形成螺旋形构件的螺旋的轴线)的表面。定位比例可以提供更明显的参考，螺旋形构件将从此处与涂药器或馈线的远端间隔开，如后面所述。这可以允许螺旋形构件在组装过程中更精确的定位。在所描述的实施方案中，定位部分由螺旋形构件的一部分形成，所述螺旋形构件具有管状形状，其至少部分地围绕螺旋形构件的纵向轴线延伸。
消融探针200可以进一步地包括围绕构件210，所述围绕构件210布置成至少部分地围绕馈线204。如图2的横截面图所示，围绕构件可以包括管(例如，海波管)，该管布置成完全围绕馈线204。在其他实施方案中，围绕构件210可以是任何其他适合的形状，并且可以仅部分地围绕馈线204。螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以设置在围绕构件210中(例如，它在管的空心体内)。这可以提供小且紧凑的布置。
形成围绕构件210的管(或其他形状组件)，可以起到形成消融探针200的针状部分的作用，其可以在使用期间插入组织中。在该实施方案中，管可以具有足以允许插入组织中的刚度，但是也可以具有足够的柔韧性，以允许其弯曲并用于内窥镜中。在一些实施方案中，在柔韧性不是很重要的情况下，可以提供刚性的围绕构件，以允许经皮使用消融探针。在一些实施方案中，形成围绕构件210的管可以由NiTi合金(镍钛诺)形成。这可以提供合适水平的柔韧性和导电性。
在一些实施方案中(图中未示出)，消融探针200通常地包括两个部分：针部分和导管部分。针部分可以布置在消融探针200的远端，并且适用于在使用期间插入组织中，以到达所期望的消融位置。针部分可包括涂药器202、馈线204的远端部分、螺旋形构件208和围绕构件210，如上所述。导管部分可以设置在消融探针200的近端处，并且布置成向针部分和从针部分提供电磁能和冷却剂流。在一些实施方案中，消融探针200可以进一步地包括手柄部分，在使用过程中可以通过所述手柄部分来操纵和定位消融探针200。导管部分可具有延长的长度和用于内窥镜使用的柔韧性。在其他实施方案中，可以提供较短的、更为刚性的导管部分用于经皮使用。
在一些实施方案中，针部分可以形成消融探针200的总长度的一小部分。例如，针部分的长度可以为大约5mm至2000mm，并且优选地可以为大约70mm的长度。可以根据要进入的解剖结构选择针部分的长度。约70mm的长度可能有利于对胰腺中的消融部位提供良好的进入。例如，较长长度的针部分可能更适合于进入肺部。导管部分的长度可以为大约1000mm至2000mm，并且优选地，长度为大约1400mm。可以根据必须达到的消融部位的位置来选择导管部分的长度。在其他实施方案中，消融探针200的针部分可占消融探针的总长度的更大比例。在一些实施方案中，消融探针200的整个长度可以由针部分形成。在这样的实施方案中，可能不需要导管部分。例如，如果消融探针是经皮使用的，则导管部分可以比内窥镜使用更短，或者可以不需要。
在一些实施方案中，冷却剂流动路径206可包括馈线冷却部分，所述馈线冷却部分布置成向馈线204的至少一部分提供冷却。馈线冷却部分可包括形成在馈线204与围绕构件210之间的通道。在所描述的实施方案中，围绕构件210由围绕馈线204延伸的管形成，以在它们之间形成通道。在该实施方案中，管的内径大于馈线204的外径，以在它们之间产生间隙，冷却流体可以沿着所述间隙流动。这种布置可以沿着由管道围绕的馈线204的长度的一部分提供直接和有效的冷却。在其他实施方案中，可以提供替代的几何形状，并且形成馈线冷却部分的通道可以具有不同的形状。例如，管的横截面可以是椭圆形或正方形。在其他实施方案中，围绕构件210可以仅围绕馈线204的一部分，以便形成沿着馈线204的外部延伸的一个或多个单独的通道。
在一些实施方案中，围绕构件210可包括一个或多个孔或槽，冷却剂可通过孔或槽从馈线冷却部分流出。孔或槽可以布置在围绕构件的远端处或附近。
螺旋形构件208可以布置在形成冷却流动路径的线缆冷却部分的通道内。这可以允许螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)被冷却剂有效地冷却。如上所述，螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)的形状，可以允许冷却剂在其周围流动，从而减小对沿着冷却剂流动路径206的流速的任何影响。
在所描述的实施方案中，冷却剂流动路径206布置成在馈线204的长度的至少一部分的周围提供均匀的冷却剂流。如图2所示，冷却剂流动路径的馈线部分形成均匀的冷却剂层，在馈线204周围流动。在该实施方案中，螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)也可以位于馈线冷却部分内，因此还提供均匀的冷却剂流。通过在馈线204和/或螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)周围提供均匀的冷却剂流，可以更可靠地控制它们的温度。这可以有助于实现周围组织的规则的且可重复的消融。
螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以布置成将馈线204的外表面和围绕构件210的内表面间隔开以形成通道。螺旋形构件(或扼流构件的其他实施例)因此可以在馈线204和围绕构件210之间提供耦合，以设置它们之间的分隔，并保持通道的形状。这可以有助于防止通道在消融探针200弯曲时塌陷，因此可以有助于维持冷却剂的流动。
在一些实施例中，螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以布置成使馈线204和围绕构件210相对于彼此同心地对准。同心的对准可以在围绕馈线204的通道中提供冷却流体的均匀流动以提供均匀的冷却。在其他实施方案中，螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以布置成相对于围绕构件210以非同心布置，将馈线204保持在固定位置(例如，馈线204可以不沿着形成围绕构件的管的中心纵向轴线向下延伸)。
螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以布置成将围绕构件210电连接到馈线204，使得围绕构件210的一部分形成扼流圈的一部分。因此，螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以起到将馈线204所携带的电流传输到围绕构件210的作用。这允许在围绕构件210中建立异相电流，所述异相电流起到至少部分地抵消通过涂药器202，沿着馈线204反射回来的任何电流。
通过由螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)和一部分围绕构件210形成扼流圈，可以不需要单独的扼流圈组件。这可以有助于提供小型且紧凑的扼流圈布置。图2中所示的扼流圈包括围绕馈线204的扼流区域(或袋)。所述扼流区域通过螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)和形成扼流圈的围绕构件的至少一部分限定。如在图2中可以看到的，扼流区域可以至少部分地通过在冷却剂流动路径中流动的冷却剂填充。
在一些实施方案中，如图2所示，涂药器202的一部分可以布置成在馈线204和围绕构件210之间延伸。因此，涂药器202的这一部分可以至少部分地填充扼流区域。在一些实施方案中(例如，如图5所示)，在围绕构件和馈线之间延伸的涂药器的部分，可以被分成一个或多个指状构件。这可以有助于柔韧性。所述指状构件还可与围绕构件中的槽对准，以允许冷却剂沿冷却剂流动路径流动。
通过在扼流区域内包括冷却剂和/或涂药器材料的一部分(例如，由陶瓷材料形成)，可以提高扼流区域的介电常数(例如，与充满空气的情况相比)。这可以允许减小扼流圈的整体尺寸。这是因为提供所期望的影像电流所需的扼流区域的尺寸与其中的介质的介电常数的平方根成比例。通过用冷却剂和/或涂药器202的一部分填充扼流区域，可以减小消融探针200的总横截面尺寸。
在所描述的实施方案中，馈线204包括内部导体212和外部导体214。内部导体212可以通过介电材料与外部导体214分开，所述介电材料由图2中它们之间的阴影区域示出。内部导体导体212可以延伸到涂药器202的主体中，并且因此可以延伸超过外部导体214(和电介质)的远端。因此，涂药器由内部导体的从外部导体延伸的部分和陶瓷材料形成，以形成单极天线。因此，在一些实施方案中，馈线可以由同轴线缆形成。在其他实施方案中，可以在馈线204和涂药器之间提供不同的耦合。
螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以在馈线204的外部导体214和围绕构件210之间形成电连接。在一些实施方案中，螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)可以沿其整个长度电连接到围绕构件210。在这样的实施方案中，螺旋形构件的内表面(在图3中标记为208b)或扼流构件的其他实施例，可以与馈线204的外表面形成电接触。螺旋形构件208的外表面208c可以与围绕构件210的内表面形成电接触。该连接还可以起到在馈线204和围绕构件之间设置分隔的作用。在其他实施方案中，螺旋形构件208(或扼流构件的另一实施例)可以在沿其长度的仅一个或多个离散点处，电连接至围绕构件210。例如，螺旋形构件208(或扼流构件的其它实施例)的至少一匝可以电耦合到馈线204和/或围绕构件210。
在一些实施方案中，在螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)和围绕构件210之间形成的电连接可以沿着馈线204的长度，与外部导体214的远端间隔开一定距离。可以布置该距离使得从外部导体214流到扼流圈的电流具有所期望的相位，以抵消由涂药器202反射的任何电流。在图2中，分隔距离标记为‘C’。在这些实施方案中，当在微波范围内操作时，距离C可以与电磁能波长大约四分之一的奇数倍成比例，所述电磁能波长对应于消融探针的操作频率。在所描述的实施方案中，距离C可以与工作频率的波长的大约四分之一成比例。这种分隔可以在流经螺旋形构件208和形成扼流圈的第一围绕部分210的电流，与从涂药器202沿着外部导体214反射的电流之间，产生期望的相位差。
螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)与从外部导体214的远端的围绕构件210之间的间隔(即距离C)，可以通过该距离内围绕馈线的介质的介电常数来确定。在一些实施方案中，图2中所示的距离C可以是大约nλm/4，其中λm是指填充以上限定的扼流区域的介质中的电磁能的波长，并且n是整数。在该表达式中，λm＝λ/√εm，其中εm是填充扼流区域的介质的介电常数，并且λ是消融探针操作频率的波长。
在一些实施方案中，螺旋形构件208的螺距(例如，通过螺旋形构件208形成的螺旋的螺距)可以与对应于消融探针200的操作频率的电磁能的波长的大约四分之一成比例。在其他实施方案中，在形成扼流构件209的一个或多个弯曲部分209a之间，沿着馈线的长度的距离，可以与对应于消融探针200的工作频率的电磁能的波长的大约四分之一成比例。螺旋形构件的螺距(或弯曲部分209a的间隔)，也可以通过围绕馈线的介质的介电常数(例如，可以与以上定义的距离C相同)确定。这可以在馈线204与围绕构件210之间以大约四分之一的波长间隔(如图2中标记的重复距离C所示)产生重复的电接触。在其他实施方案中，螺旋形构件208的螺距(或弯曲部分209a的间隔)可以不同于该量，并且可以沿着螺旋形构件208(或扼流构件的其他实施例)的长度而变化。
在图4至图6d中示出了根据本公开的实施方案的消融探针300的另一实施方案。图中所示的实施方案应理解为仅仅是一个示例。图4至图6d中与图2的实施方案所共有的特征被相应地标记。
图4至图6d所示的消融探针300通常地包括涂药器302、馈线304、螺旋形构件308和第一围绕构件310。根据本文所述的任何其他实施方案，图4所示的螺旋形构件可以由扼流构件代替。馈线304包括内部导体312和外部导体314。在该实施方案中，消融探针300进一步地包括第二围绕构件316，可变形构件318和铰链部分320，在下面将更详细地描述。以上结合图2和3所示的实施方案描述的任何特征也可以用在图4至图6d所示的实施方案中，反之亦然。
图4示出了沿着从其近端到其远端的长度的消融探针300的一部分的横截面。图5示出了消融探针300的一部分的爆炸图。图6a至图6d示出了处于组装的各个阶段的消融探针300。在图6a中，馈线304已经插入到涂药器302中，并且螺旋形构件308安装在馈线304的周围。在图6b中，第一围绕构件310已经安装在馈线304的周围，使得它通过螺旋形构件308与其间隔开。如稍后将描述的，在图6c中，第二围绕构件316已经安装在第一围绕构件310和涂药器302的周围。最终，在图6d中，可变形构件318已经安装在第一和第二围绕构件的周围。
消融探针300的冷却剂流动路径可以包括馈线冷却部分、消融探针冷却部分和返回部分。图4中所示的箭头指示冷却剂沿着冷却剂流动路径的流动方向。在该实施方案中，冷却剂沿馈线冷却部分流动，以沿其长度(至少部分)提供冷却。如上所述，形成扼流圈的一部分的螺旋形构件308，可以布置在馈线冷却部分内，使得其也被冷却。馈线冷却部分可以沿着馈线304的长度延伸直到在涂药器302处或附近的点，如图4所示。在其他实施方案中，馈线冷却部分可以在该点之前停止。
在所描述的实施方案中，馈线冷却部分流体耦合至涂药器冷却部分。涂药器冷却部分可以在螺旋形构件308的下游点处，流体耦合到馈线冷却部分。这意味着冷却剂必须流过或围绕螺旋形构件308，以便到达涂药器冷却部分。因此，螺旋形构件308的螺旋形状是有利的，因为这有助于减少冷却剂通过馈线部分然后流向涂药器冷却部分的流量收缩，而无需增加消融探针300的整体横截面。
涂药器冷却部分可通过沿着涂药器302的长度和宽度的一部分或全部来延伸来冷却涂药器。涂药器冷却部分可由以下任一项形成：在第二围绕构件316和涂药器302之间形成的通道，在涂药器302的表面上的一个多个通道；及在涂药器302的主体上形成一个或多个通道。
在图4至图6d所示的实施方案中，涂药器冷却部分包括由第二围绕构件316形成的通道。第二围绕构件可围绕第一围绕构件的至少一部分的长度和涂药器的至少一部分长度以形成冷却剂可在其中流动的通道。可以在第一围绕构件中形成一个或多个孔，以将涂药器冷却部分流体耦合至冷却剂流动路径的线缆冷却部分。在所描述的实施方案中，第二围绕构件316包括管，所述管布置成围绕涂药器302的一部分和第一围绕构件310的一部分。第二围绕构件316可以与涂药器302的主体(或其至少一部分，如图4所示)间隔开，在它们之间定义冷却剂通道。在一些实施方案中，第二围绕构件316可以通过聚酰胺材料形成，所述聚酰胺材料布置成阻挡由涂药器302产生的热量。
在其他实施方案中，涂药器冷却部分可在涂药器302的外表面中包括一个或多个槽。在这样的实施方案中，所述槽可通过第二围绕构件316封闭以形成一个或多个单独的通道，冷却剂可以沿着该单独的通道流动。在其他实施方案中，涂药器冷却部分可以由设置在涂药器302的主体内的一个或多个通道形成。在这样的实施方案中，可以不需要第二围绕构件316。在这样的实施方案中，涂药器302中的通道可以直接流体耦合冷却剂流动路径的馈线冷却部分。
涂药器冷却部分可以流体耦合至冷却剂流动路径的返回部分。因此，冷却剂可以沿着返回部分流向消融探针300的近端。然后，冷却剂可以返回到泵和冷却装置，以便通过冷却剂流动路径再循环，或者允许离开系统并被新的冷却剂替代，这对本领域技术人员将是显而易见的。
在一些实施方案中，馈线冷却部分可以直接流体耦合至返回部分。在这样的实施方案中，涂药器冷却部分可以不存在，或者冷却剂可以至少部分地绕开涂药器冷却部分，以沿着返回部分直接地回流。
在图4至图6d所示的实施方案中，冷却剂返回部分由可变形构件形成，所述可变形构件布置成在有助于消融探针300的插入的插入构造和展开构造之间移动。当冷却剂返回部分在展开构造中时，冷却剂返回部分可以由可变形构件的壁与消融探针的主体之间的空间产生。当不需要冷却剂的流动时，这可以允许在插入期间减小消融探针300的横截面尺寸。在图4至图6d所示的实施方案中，可变形构件318可包括可膨胀构件(例如，气球)，其围绕第一围绕构件310的至少一部分、第二包围构件316的至少一部分和涂药器302的至少一部分。在其他实施方案中，可变形构件318可具有任何其他合适的形状为从馈线冷却部分和/或涂药器冷却部分流出的冷却剂提供返回路径。例如，可变形构件318可以仅部分地围绕消融探针300的内部延伸，或者可以由沿着其长度延伸的一个或多个单独的可变形构件形成。在其他实施方案中，可变形构件可以由不可变形构件代替，所述不可变形构件可以沿着消融探针300的一些或全部长度限定冷却剂返回部分。在该实施方案中，可以提供用于冷却剂返回部分的固定形状的通道。
在所描述的实施方案中，冷却剂返回部分可以布置成使其远离馈线304和涂药器302，相比于馈线冷却部分和/或涂药器冷却部分。在所描述的实施方案中，返回部分(至少部分地)围绕馈线冷却部分和/或涂药器冷却部分的外部设置。这意味着沿冷却剂流动路径从消融探针300的近端到远端行进的冷却剂流，与沿相反方向流动的返回冷却剂相比，更靠近馈线304和/或涂药器302。这可以有助于将较冷的冷却剂流提供给需要高水平冷却的涂药器300的部分。但是，图中所示的冷却剂流动路径的布置仅是一个这样的示例，其他布置也是可能的。可以在消融探针的其他部分(例如，如上所述的导管部分)中，提供冷却剂通道的不同布置。在一些实施方案中，图4所示的冷却剂的流动方向可以是相反的。
消融探针300可进一步地包括铰链部分320，所述铰链部分320布置成增加消融探针的整体柔韧性。在所描述的实施方案中，第一围绕构件310可以包括铰链部分320。铰链部分320可以布置在涂药器302的近端与螺旋形构件308的远端之间。铰链部分320可以进一步地或可替代地布置成沿着第一围绕构件310的长度，与螺旋形构件308的至少一部分重叠。该布置可以有助于增加围绕螺旋形构件308和/或靠近涂药器302的第一围绕构件310的柔韧性。当在使用过程中消融探针300弯曲时，这可以有助于使在第一围绕构件310中产生的压力与涂药器302分离。
铰链部分320可以包括在第一围绕构件310中形成的一个或弱化部分。弱化部分可以布置成促进消融探针300沿着其长度在某个点处弯曲。例如，弱化部分的尺寸、形状和/或取向可以促使消融探针300在铰链部分320的位置处弯曲。这可以改善消融探针300的柔韧性，并允许其在弯曲的解剖面周围弯曲，并且可以使其更容易地与内窥镜一起使用。但是，铰链部分320可以布置成仍然提供消融探针的足够的刚度，从而不损害其柱强度和/或提供足够的推动力，以便在使用过程中它可以刺穿组织。
通过提供在沿着第一围绕构件320的特定点处布置铰链部分320，可以减小涂药器302上的压力。消融探针可优选在铰链部分320处弯曲，而不是在涂药器与第一围绕构件310之间的连接点处弯曲。这可以有助于减小涂药器302上的压力。
铰链部分320可以包括一个或多个横向槽，其延伸穿过第一围绕构件310的壁。通过垂直于第一围绕构件310的长度(例如，从远端到近端)延伸，铰链构件320可以布置成促进沿消融探针的长度弯曲(例如，从远端到近端沿其纵向轴线从笔直成弯曲)。铰链部分320可以布置成围绕第一围绕构件310均匀地延伸，以允许在所有方向上均匀地弯曲。在其他实施方案中，铰链构件320可以仅部分围绕第一围绕构件310延伸，以促进仅在某些方向上的弯曲。
形成图5和图6所示出的铰链部分320的孔的图案仅仅是一个示例。在其他实施方案中，所述孔或其他弱化部分可以具有任何其他合适的形状、尺寸或方向，以实现弯曲所需的程度和方向。例如，在一些实施方案中，铰链部分320可以由沿着第一围绕构件310的长度延伸的一个或多个螺旋槽形成。
延伸穿过第一围绕构件310以形成铰链构件320的一个或多个孔可以布置成允许冷却剂沿着冷却剂流动路径流动。因此，铰链部分320可以具有提供改善的柔韧性，并且还允许冷却剂流过消融探针300的组合功能。在这样的实施方案中，孔的尺寸和/或形状可以布置成在机械强度和对冷却液流的低阻力之间取得平衡。在所描述的实施方案中，铰链部分320布置成将冷却剂流动路径的馈线冷却部分流体连接至消融探针冷却部分。在其他实施方案中，铰链部分可以将馈线冷却部分流体连接到返回部分。
结合图4至图6d的实施方案描述的螺旋形构件，可以由本文描述的任何其他实施方案的扼流构件代替。
在一些实施方案中(图中未示出)，消融探针300可以进一步地包括至少一个温度传感器，该温度传感器布置成在一个或多个不同位置处提供关于消融探针的温度的信息。在一些实施方案中，一个或多个温度传感器可以包括热电偶，所述热电偶布置成测量消融探针的温度。
在一些实施方案中，一个或多个温度传感器可以与螺旋形构件308(或扼流构件)的至少一部分集成，或由螺旋形构件308(或扼流构件)的至少一部分形成。在这样的实施方案中，螺旋形构件308(或扼流构件的其他实施方案)的长度的一部分或全部可以由布置成形成热电偶的双金属部分形成。这可以允许精确地确定阻流构件的温度，并且可以向操作者提供关于由涂药器302产生的消融区域的反馈。通过提供与螺旋形构件308(或其他扼流构件)集成，或由螺旋形构件308(或其他扼流构件)形成的温度传感器，可能不需要单独的温度传感器组件。这可以有助于减小消融探针300的整体尺寸，并实现小型且紧凑的布置。在其他实施方案中，可以在消融探针300内的其他位置处提供额外的或替代的温度传感器。在其他实施方案中，一些温度传感器可以是任何其他合适类型的温度传感器。
提供图7至图9c以显示根据本申请的实施方案的消融探针的性能。图7至图9c所示的数据示出了图4所示的实施方案与其他消融探针的比较。
图7示出了具有不同扼流圈布置的消融探针周围产生的电场曲线图。图7中的电场值是根据在消融探针近端和扼流圈之间的理想探针点，计算馈线的外部导体上电场的模拟结果，作为提供给涂药器的能量频率的函数。结果示出了具有不同扼流圈布置的消融探针。图7中的线X示出了由不具有扼流圈的消融探针产生的电场，线Y示出了具有实心的现有技术扼流圈(例如，如图1所示)的消融探针产生的电场，而线Z示出了由具有扼流圈的消融探针产生的电场，所述扼流圈包括螺旋形构件(例如，如图4所示)。所示电场与沿着馈线流回的反射电流成比例。
从图7中可以看出，没有扼流圈的消融探针会产生高电场，表明存在大量电流从涂药器沿馈线反射回去。具有现有技术的固体扼流圈的消融产品产生的电场小于没有提供扼流圈的电场，表明沿馈线反射的电流减小。最后，可以看出，与现有技术的扼流圈相比，根据本公开的实施方案的具有包括扼流构件的扼流圈的消融探针，电场产生进一步减小。通过具有螺旋形构件的扼流圈可以产生的反向电流47％的减小(在2.45GHz的操作频率下)。
图8示出了由具有不同扼流圈布置的消融探针产生的消融区域的纵横比的模拟的比较。如图8所示，没有扼流圈的消融探针会产生纵横比为0.27的锥形消融区域。具有现有技术的实心扼流圈(例如，如图1所示)的消融探针，产生了具有0.67的纵横比的较小的锥形消融区域。根据本申请的实施方案的具有包括螺旋形构件的扼流圈的消融探针，可以产生纵横比为0.89甚至更小的锥形消融区域。因此，本申请的消融探针可以产生形状上更为球状的消融区域。这可以允许在使用期间更精确地控制消融区域，并且可以允许更准确且可靠地施加组织的消融。
图9a、9b和9c示出了由具有/不具有扼流圈的不同冷却水平的消融探针产生的消融区域的实施例呈现。图9a示出了由没有扼流圈和低效冷却的消融探针产生的消融区域。图9a中的消融区域的纵横比小于0.5。如图9a所示，在没有扼流圈和有效冷却的情况下，所得的消融区域的形状呈锥形。
图9b示出了由消融探针产生的消融区域，所述消融探针不具有扼流圈，但是可以有效地冷却涂药器。在该实施例中，消融区域的纵横比为0.68。可以看出，与图9a相比，冷却的增加产生了锥度较小的消融区域。
图9c示出了由本申请的消融探针产生的消融区域的实施例(例如，使用包括冷却的螺旋形构件的扼流圈)。由图4示出的实施方案的消融探针产生的消融区域具有的纵横比为0.9。因此，本申请的消融探针产生的消融区域的锥度较小，并且形状上更接近球状。这可以允许在使用期间更精确地控制消融区域，并且可以允许组织的消融被更准确地且可靠地施加。
在图10a至图12b中，示出了根据本公开的实施方案的消融探针400的另一实施方案。这些附图中所示的实施方案应被理解为仅仅是一个示例。对于图10a至12b中与图2或4至6d的实施方案共同的特征作了相应地标记。
图10a至图12b中示出的消融探针400，通常包括涂药器402、馈线404、螺旋形构件408(其可以用上述扼流构件的任何其他实施方案代替)和第一围绕构件410。馈线404包括内部导体412和外部导体414。在该实施方案中，消融探针400也进一步包括与上述相对应的可变形构件418。与任何其他实施方案相关的本文描述的任何特征也可以用在图10a至图12b示出的实施方案中，反之亦然。
在图10a至图12b所示的实施方案中，涂药器402包括内部导体412的天线部分402a，和重叠天线构件402b。内部导体的天线部分402a从外部导体414的远端延伸。重叠天线构件402b被布置成沿着天线部分402a的长度的至少一部分，与内部导体412的天线部分402a重叠(例如，它们在沿图2中标记为Y的消融探针的纵向轴线方向上相互重叠)。因此，重叠天线构件402b可以至少部分地围绕内部导体414的天线部分402a。重叠天线构件402b电耦合到内部导体412，使得由馈线提供的信号沿着天线部分402a，然后沿着重叠天线构件402b穿过。因此，为了携带来自内部导体412的信号，重叠天线构件402b由任何合适的导电材料形成，例如金属。
因此，涂药器402由内部导体的天线部分402a形成的直单极天线和重叠天线构件402b的结合形成。这可以允许提供更短的涂药器，同时仍然允许在期望的频率范围内施加电磁能。涂药器402的总长度可以为，例如大约8mm或更小。天线部分402a和重叠构件402b的组合因此形成了小型化的单极天线。
减小涂药器的长度可以具有许多优点。上述重叠天线构件402b和扼流圈螺旋形构件408(或扼流构件的其他实施方案)的结合，在提供适当的柔韧性消融探针方面可能是有利的，所述消融探针可沿曲折路径递送至消融部位。此外，涂药器的较短长度可以有助于促进完全冷却的结构以减少使用期间的炭化和天线失谐。消融区域的纵横比也可以通过减少涂药器的长度来提高。较短的涂药器自然会提供更大的球状的消融区域，因为涂药器的长度与其宽度更具有可比性。
重叠天线构件402b可以由布置成遵循多个不同的路径的细长组件而形成，使得其重叠于和至少部分地围绕于内部导体412的天线部分402a。重叠天线构件402b的可能形状的实施例在图13a至16b中示出。
为了从涂药器提供所需的能量辐射，重叠天线构件402b围绕内部导体的天线部分形成一个或多个匝。因此，重叠天线构件402b可以包括围绕和/或沿着馈线的天线部分的长度延伸的一个或多个区段。取决于天线构件的几何形状，每个区段可以是直的或弯曲的。重叠天线构件的几何形状可以具有最小间隔参数，所述最小间隔参数大于在空气中测量的、由涂药器发射的辐射的波长的0.05％。最小间隔参数可以对应于由重叠构件形成的重复图案中的对应点的间隔(例如，周期或螺距)。这可以允许天线被小型化，而不会导致由于重叠天线构件402b的部分太靠近而造成的信号的显著抵消。最小间距参数在图13a、14a、15a和16a中标记为m。
在图13a和13b所示出的实施例中，重叠天线构件402b沿着围绕内部导体412的天线部分402a的螺旋路径延伸。所述螺旋路径可以形成如图所示的围绕内部导体的螺旋路径，并且可以对应于扼流圈的螺旋形构件208的形状。在这种情况下，最小间距参数对应于螺旋线的螺距，所述螺距大于在空气中测量到的涂药器发射的辐射波长的0.05％。在所描述的实施方案中，重叠天线构件402b包括螺旋部分402d和圆柱形部分402e(如图11a所示)。圆柱形部分402d可以位于重叠天线构件402b的远端。圆柱形部分402d的形状可以类似于设置在螺旋扼流构件208中的定位部分208a。圆柱形部分402d可以有助于增强天线的电磁性能和机械耐久性。
在图14a和14b所示的实施例中，重叠天线构件402b沿着围绕内部导体412的天线部分402a的环形路径延伸。所述环形路径可以对应于图3b所示的扼流构件209的形状。因此，重叠天线构件402b可类似地包括一个或多个弯曲部分，所述弯曲部分围绕内部导体412的天线部分402a部分地延伸，一个或多个环形部分被一个或多个在沿长度方向延伸的连接部分隔开。一个或多个弯曲部分可以在与内部导体的天线部分的纵向轴线正交的平面中延伸，并且通过连接部分沿着该纵向轴线间隔开。在这种情况下，最小间隔参数对应于沿着内部导体的天线部分的长度的环路部分的间隔，其大于在空气中测量的由涂药器发射的辐射的波长的0.05％。
在图15a和15b所示的实施例中，重叠天线构件402b沿着锯齿形路径，围绕内部导体412的天线部分402a延伸。在这种情况下，最小间隔参数对应于锯齿图案的周期，其大于在空气中测得的涂药器辐射波长的0.05％。
在图16a和图16b所示的实施例中，重叠天线构件402b沿着曲折的路径，围绕内部导体412的天线部分402a延伸。在这种情况下，重叠天线构件包括在沿着内部导体的天线部分的长度的方向上延伸的多个重叠纵向的部分，所述纵向部分由一个或多个在围绕天线部分402b的方向上延伸的连接弯曲部分连接。在这种情况下，最小间距参数对应于曲折的图案的周期，其大于在空气中测量的涂药器发射的辐射波长的0.05％。
除了内部导体412的天线部分402a和重叠天线构件402b之外，涂药器进一步可包括介电绝缘体402c。介电绝缘体可以包括介电材料，例如如上所述的陶瓷材料，并且可以具有尖端以允许插入组织中，如图10a和10b所示。介电绝缘体402c的至少一部分可以设置在内部导体412的天线部分402b与重叠天线构件402b之间。重叠天线构件402b可以，例如缠绕在介电共振器402c的外表面周围。介电共振器402c可以包括布置为接收内部导体414的远端的孔，并且如上所述，可以在第一围绕构件410和外部导体414之间延伸。介电绝缘体402c的一部分可以向远侧延伸超过内部导体的天线部分402a的末端以及重叠天线构件402b。
内部导体412的天线部分402a可以从外部导体414的末端延伸一段距离，所述距离是在空气中测量的由涂药器发射的微波辐射的波长的0.3％至10％之间。这可以提供所期望的发射辐射频率，同时仍然提供小型且紧凑的设备。
重叠天线构件402b可以沿着内部导体412的天线部分402b的长度延伸一段距离，所述距离是在空气中测量的由涂药器发射的微波辐射的波长的0.3％至20％之间。这可以再次提供所期望的发射频率和紧凑的设计。
重叠天线构件402b可以通过在流过消融探针400的冷却剂流动路径中，流动的冷却剂来冷却。例如，重叠天线构件可以通过冷却剂冷却，所述冷却剂通过在围绕构件410和馈线404的外部导体414之间形成的通道进行递送。
介电绝缘体402c可以包括凹陷部分422，在图11a和11b的特写图中更清楚地示出。凹陷部分422可以形成于介电共振器402c的外表面上，并且布置为容纳重叠天线构件402b。所述凹陷部分422可以流体耦合至冷却剂流动路径，使得冷却剂流可以围绕重叠天线构件402a流动以促进其冷却。
重叠天线构件402b可以由例如金属的导电材料形成。为了将重叠天线构件402b和内部导体的天线部分402a电连接，可以通过电介质谐振器402c的主体形成电连接。可以使用如图11b所示的导电连接销424，或形成在介电绝缘体402c中的金属化孔，或两者兼有，来形成电连接。在其他实施方案中，可以使用任何其他合适的方法进行电连接。
在一些实施方案中，重叠天线构件402b可以由包裹在介电绝缘体402c的表面周围的单独的组件形成。在其他实施方案中，重叠天线构件402b可以通过电镀导电材料(例如金属)到介电绝缘体402c的表面上来形成。
在一些实施方案中，重叠天线构件402b可以由内部导体412的一部分形成。重叠天线构件402b可以，例如，通过当馈线的内部导体412从介电绝缘体424的孔中出来时，将馈线的内部导体412的一部分缠绕在介电绝缘体402c上而形成。
涂药器402可以进一步包括套筒构件426。套筒构件426可以布置成至少部分地围绕重叠天线构件402b，以限制热量从重叠天线构件402b传递到消融探针的其他部分。套筒构件426可以，例如，减少向可变形构件418，或可能存在的消融探针的其他周围部分的热传递。可以在套筒构件426中设置一个或多个通孔428，以允许冷却剂从可变形构件418流入介电共振器402c的凹陷部分422，以允许冷却剂在重叠天线构件402b周围流动。冷却剂可经由延伸穿过第一围绕构件410的一个或多个孔410a流入套筒构件。所述套筒构件可由任何合适的耐热材料，例如聚酰胺形成。因此，套筒构件426可以对应于上述第二围绕构件316。
在图10a和10b中描述的实施方案中，重叠构件可以与螺旋形构件(或其他形状的扼流构件)和形成冷却剂流动路径的可变形构件结合设置。在其他实施方案中，重叠构件可以单独使用以形成消融探针的涂药器的一部分。

Claims (12)

1.一种微波消融探针，包括：涂药器，所述涂药器布置成施加微波辐射以加热周围组织；和馈线，所述馈线布置成向所述涂药器提供电磁能，其中所述馈线由内部导体和外部导体形成，以及其中所述涂药器包括：
所述内部导体的天线部分，所述天线部分从所述外部导体的远端向远侧延伸；以及
所述内部导体的重叠部分，所述重叠部分沿着所述内部导体的天线部分的长度，至少部分地重叠所述天线部分，并沿着围绕所述内部导体的天线部分的螺旋路径延伸。
2.根据权利要求1所述的微波消融探针，其中，所述涂药器包括介电绝缘体，所述介电绝缘体的至少一部分设置在所述内部导体的天线部分与所述内部导体的重叠部分之间，所述内部导体的重叠部分围绕所述介电绝缘体延伸。
3.根据权利要求2所述的微波消融探针，其中，所述介电绝缘体包括孔，所述内部导体穿过所述孔以在所述内部导体的天线部分和围绕所述介电绝缘体延伸的所述内部导体的重叠部分之间形成连接。
4.根据权利要求2所述的微波消融探针，其中，所述介电绝缘体包括具有凹陷部分的外表面，所述凹陷部分布置成容纳所述内部导体的重叠部分。
5.根据权利要求1所述的微波消融探针，其中，由所述内部导体的重叠部分形成的螺旋线的螺距大于在空气中测得的涂药器发射的辐射波长的0.05％。
6.根据权利要求1所述的微波消融探针，其中，所述内部导体的天线部分向远侧延伸超过所述外部导体的末端一距离，所述距离是在空气中测量到的由涂药器发射的微波辐射波长的0.3％到10％之间。
7.根据权利要求1所述的微波消融探针，其中，所述内部导体的重叠部分沿着所述内部导体的天线部分的长度延伸一距离，所述距离是在空气中测量到的涂药器发射的微波辐射波长的0.3％到20％之间。
8.根据权利要求1所述的微波消融探针，其中，所述内部导体的重叠部分通过在所述消融探针的冷却剂流动路径中流动的冷却剂冷却。
9.根据权利要求1所述的微波消融探针，其中，所述涂药器进一步包括套筒构件，所述套筒构件布置成围绕所述内部导体的重叠部分以限制来自所述内部导体的重叠部分的热传递。
10.根据权利要求9所述的微波消融探针，其中，
所述涂药器包括介电绝缘体，所述介电绝缘体的至少一部分设置在所述内部导体的天线部分与所述内部导体的重叠部分之间，所述内部导体的重叠部分围绕所述介电绝缘体延伸；以及
所述套筒构件与所述介电绝缘体的外表面的一部分间隔开，以在其间形成冷却剂通道。
11.根据权利要求9所述的微波消融探针，其中，
所述涂药器包括介电绝缘体，所述介电绝缘体的至少一部分设置在所述内部导体的天线部分与所述内部导体的重叠部分之间，所述内部导体的重叠部分围绕所述介电绝缘体延伸；以及
所述介电绝缘体在所述介电绝缘体的表面中具有一个或多个通道，所述通道布置形成冷却剂流动路径。
12.根据权利要求2所述的微波消融探针，其中，所述内部导体、所述外部导体和所述馈线的介电材料延伸到所述介电绝缘体的体内，使得所述介电绝缘体围绕所述馈线的远端部分。
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