CN117838295A - 具有内部冷却的消融探针 - Google Patents

Abstract

根据本发明的消融探针(10)包括至少一个电极(15)和/或(16)，其保持在软管(11)上。在末端上，消融探针(10)设有闭合件(17)，丝(28)从该闭合件(17)在整个长度上延伸并且延伸穿过软管(11)。流体供应管线(29)附接于丝(28)，流体供应管线(29)具有用于冷却电极(15，16)的侧向开口(32，33)并且在末端处闭合。由于流体供应管线(29)固定于丝(28)，故实现开口(32，33)相对于电极(15，16)的轴向对准，并且避免错位，然而，该错位可导致电极(15，16)的冷却的不均匀。

Description

具有内部冷却的消融探针

技术领域

本发明涉及一种特别用于生物组织的高频消融的消融探针。

背景技术

用于高频消融的探针例如用于使组织区段失活，例如，嵌入在组织(例如，肺或肝)中的肿瘤等的失活。

EP3788974A1示出具有保持在软管状基部本体上的两个电极的指定构造的消融探针，其中电极将与电气发电机的输出部连接。电极以关于彼此的轴向距离布置在软管状基部本体的远侧端部上，以便在它们刺入到组织中的情况下，使电流穿过组织并且以该方式加热组织。

结果表明，冷却电极以便避免与电极接触的组织的干燥是权宜的。出于该目的，由软管包围的内腔供应有冷却剂，以使电极温度维持在极限内。

该原理还通过探针实现(在该探针在EP1181896A1、WO2012/012869A1或US2005/0010201A1中示出时)。另外的现有技术由EP3323366A1、EP3769706A1、US6,106,524、WO99/08633A、EP1432360B1、EP2768563B1、EP0754075B1、EP3763314B1、EP3437579B1和WO94/11059A公开。另外，从DE102008024946A1知道冷冻探针，其包括具有侧向出口开口的低温流体毛细管。

在组织治疗期间，电极应当被冷却，以使与电极直接接触的组织不由于干燥而变得高电阻，而是保持湿润和因此低电阻。因此，用于冷却的冷却剂在器械的远侧端部处输出。出于该目的，流体供应毛细管布置在软管的内腔内部，该流体供应毛细管在其远侧端部处具有至少一个开口，冷却流体经由该至少一个开口离开并且冷却探针的远侧端部和因此电极。该构造在EP3788974A1中具体地描述。

WO2012/012869公开一种具有流体供应管线的心脏导管，该流体供应管线布置在由导管包绕的内腔中，并且包括在其远侧端部附近的多个侧向输出流开口。它们用于至导管的远侧端部的冷却剂供应。

US2005/0010201A1公开一种用于生物组织的冷处理的探针。探针基本上由软管本体构成，延伸穿过软管壁的多个热传导元件布置在该软管本体的远侧端部处。在第一变型中，流体供应管线布置在软管的内腔内部，该流体供应管线包括多个侧向出口开口，其分别将一股流体流引导到相应的热传导元件上。在另一个变型中，多个流体毛细管布置在探针的内腔内部，该多个流体毛细管的相应的远侧出口开口分别分配给一个热传导元件。

为了便于探针到生物组织中的刺入，附加已知的是在外侧向探针的远侧端部提供例如支架形电极，其连接于电流供应源，并且如果被触动，则有效切割到组织中。

日益期望的是提供尽可能细长的消融探针，即，具有小直径，关于待治疗的组织区段的大小不具有它们的功能的限制。预期小于2.5mm的直径，由此提供的电极表面也相应地变得较小。在另一方面，由此电极表面处的电流密度增加，并且因此，对电极的冷却的需要增加。

发明内容

由此开始，本发明的目的在于提供具有内部冷却的消融探针，由此本发明将特别地保证探针直径的进一步减小，并且在另一方面，保证消融治疗的所需质量。

该目的借助于根据权利要求1所述的消融探针来解决：

消融探针包括柔性软管，至少一个或此外两个或更多个电极布置在该柔性软管上，该至少一个或此外两个或更多个电极在软管的轴向方向上彼此间隔。它们布置在软管的远侧端部上或附近。优选地，电极由此围绕软管的整个圆周以及在优选为其直径的倍数的轴向长度(在其远侧端部和其近侧端部之间测量)上延伸。优选地，电极是柔性的，以使它们能够遵循紧密的侧向曲率。出于该目的，它们可以以螺旋弹簧类型构造。由此，与金属套筒相比，它们在轴向方向上具有降低的导电率和导热率。

电极连接于电线，该电线从相应的电极延伸直至软管的近侧端部，并且可在那里经由合适的连接手段与供应发电机连接。优选地，供应发电机构造成提供高频交流电压，并因此输出高频电流。

软管包绕内腔，该内腔从其近侧端部延伸直至其远侧端部并且在那里闭合。例如，出于该目的，可设置闭合件，该闭合件与软管刚性连接并且闭合其内腔。流体供应管线布置在内腔内部，该流体供应管线沿远侧方向从软管的近侧端部延伸直至电极。在近侧端部处，流体供应管线可设有合适的连接装置，以便允许连接于例如布置在供应设备中的低温流体源。因此，供应设备可在一个设备中包括用于冷却电极的低温流体源和用于向电极供应电流的发电机。分开的构造也是可能的。此类单独的设备可借助于合适的接口(例如，总线)连接以形成设备系统。

优选地，流体供应管线在其末端处闭合，由此其在电极的区域中分别包括至少一个侧向开口。以该方式，低温流体分别在电极处释放，即，在由电极包绕的相应容积内释放，以便均匀地冷却电极。由于低温流体在电极处的特定释放，故可在需要高偏差的地方(即，在电极处)局部精确地实现高冷却功率。在另一方面，排除其它区域的过强冷却以及因此探针上的组织的冻结。这样做时，可在不损害消融性能的情况下实现在一方面提高消融探针的性能或在另一方面进一步减小直径。

一个或此外多个侧向开口可分别设在流体供应管线上的电极的区域中。然而，优选地，全部用于流体出口的所有侧向开口的截面表面小于流体供应管线的内部通道的截面表面。由于该措施，故沿流体供应管线的长度的压力降低被最小化，并且基本上集中在用作喷嘴的侧向开口上。以该方式，冷却效果非常良好地定位在电极的区域上。特别地，电极可独立于它们的热导率被有效地冷却。

在其末端处，流体供应管线可实现有粘合剂或另一种合适材料的闭合件或塞子，该另一种合适材料与流体供应管线建立刚性连接。优选地，流体供应管线是薄塑料软管(例如，来自PE、PET或PEEK或具有低弹性模量的另一种合适材料)。优选地，侧向开口是具有在50μm与150μm之间、优选地在85μm与125μm之间的直径的激光开孔。优选地，流体供应管线的内径为0.4mm至0.7mm，例如0.6mm或0.57mm。因此，流体供应管线为极其柔性的。

用于闭合支承电极的软管的闭合件可由绝缘材料(例如，塑料或陶瓷)构成，或者还可由金属构成。特别地，其还可由电绝缘材料和导电材料的组合构成。闭合件的导电区域可例如用作电极，以便支持器械在生物组织中的刺入。优选地，闭合件的导电部分从绝缘材料突出较少或不突出。以该方式形成在远侧端部处的电极可便于器械到生物组织中的刺入而不侧向地损坏该生物组织。

优选地，闭合件刚性地连接于抗拉丝，其从闭合件延伸穿过消融探针的内腔直至其近侧端部并且锚定在那里。丝用于在器械从患者，特别是从他/她的组织的移除期间支承拉力。丝减轻软管的拉力，以使在任何情况下，也在例如由于消融电极粘在组织上而产生的治疗问题的情况下，可安全地收回器械。优选地，牵引丝包括在由外力(例如，由接近系统的弯曲)引起的变形之后的高恢复力。

在根据本发明的消融探针中，流体供应管线至少在一个位置处连接于牵引丝。优选地，流体供应管线由此在电极之间和因此在(可选的)多个喷嘴之间与牵引丝连接。备选地，其还可在其它区域中，优选地在电极的区域之外连接于牵引丝。这样做时，避免在器械的弯曲或扭结期间流体供应管线的侧向开口相对于电极的轴向错位。这继而允许安全且可靠的操作和小弯曲半径的实现而不影响功能。

还支持器械的弯曲，其中电极是柔性的。例如，它们可由螺旋缠绕的丝或由螺旋开槽的套筒等形成。还可使用其它可弯曲的开槽结构，诸如，设有半圆形狭缝的套筒。另外，与具有用于流体压力支承的足够壁厚和用于支承拉力的材料刚度的流体管线相比，用于支承拉力的牵引丝和用于流体供应的管几何形状的功能分离最终允许实现低弯曲刚度。在根据本发明的构造中，可选择具有高抗拉强度的(实心)材料和带有低次级面积矩的几何形状，以便支承拉力。这一切与由具有低刚性(足以支承流体压力)和大内截面的材料构成的流体管线组合。然而，由于高材料柔韧性，故高次级面积矩仍然无害。

附图说明

本发明的有利实施例的另外的细节为从属权利要求的主题。在附图中示出本发明的实施例。附图示出：

图1以透视原理图示出连接于供应设备的根据本发明的消融探针，

图2示出沿纵向方向剖切的消融探针的远侧端部，具有到其内腔中的观察，

图3以透视图示出用于根据图1或图2的消融探针的端件，

图4以部分剖切侧视图示出根据图3的端件，

图5以透视图示出布置在消融探针的内腔内部的流体供应软管的远侧端部。

具体实施方式

图1公开能够用于内窥镜用途，例如，支气管镜用途(例如，用于肺肿瘤的灭活，而且用于其它目的)的消融探针10。消融探针10包括长形柔性软管11，其从消融探针10的近侧端部12延伸直至远侧端部13。一个或多个插头或另一个合适的连接装置设置在近侧端部12上，以便将消融探针10与供应设备14连接。

优选地，软管11是由合适的生物相容性塑料(例如，PE、PET、PEEK或类似物)制成的柔性塑料软管。虽然其长度可具有数米，但是直径在1mm至3mm的范围内。取决于应用，其它尺寸是可能且权宜的。

消融探针10的近侧端部13包括在轴向方向A上彼此间隔的第一电极15和至少优选地，第二电极16。根据需要，可提供附加的电极，其可供应有电流。器械还可具有仅一个单电极，并且可构造为单极器械。从图2显而易见的，软管11附加地在其远侧端部上设有闭合件17，闭合件17在远侧闭合其内部内腔18。

软管11包围该内腔并且由此构造成没有间隙和没有中断。其壁不包括中断或通孔。电极15，16布置在软管11上，特别是在其中长方形凹陷(例如，槽19)压印在软管11的壁中的区域中。电极15，16的连接部20，21位于其中。电线22，23从连接部20，21在近侧方向上在外侧上沿软管11延伸直至端部12，并且在那里连接于用于设备14的插头或另一个连接装置。线22，23借助于合适的连接手段(例如，压接筒22a，23a)连接于连接部20，21。如图2中所示，它们可分别定位成直接接近连接的电极15，16，或者可两者交替地布置在近侧电极16的近侧。

线22，23延伸穿过软管11与覆盖软管24之间的间隙，覆盖软管24优选地由非常柔性的可滑动塑料制成。套筒形绝缘体25可布置在电极15，16之间，套筒形绝缘体25用作电极15，16之间的间隔件。另外，另一个绝缘体26可布置在远侧电极15与闭合件17之间。

优选地，闭合件17在其远侧外表面处是圆形的。例如，其可以以半球形形状构造。柄部27从半球形头部延伸到内腔中，由此柄部27以形状配合的方式和/或借助于粘合剂或其它合适的附接手段装固于软管11。另外，优选地，闭合件17与丝28连接，丝28从闭合件开始延伸直至消融探针10的力传递部分，该力传递部分例如设在消融探针10的近侧端部12处，以便将拉力从近侧端部可靠地传递至远侧端部13。消融探针10的力传递部分还可布置在消融探针10的长度的进程中。

流体供应管线29布置在内腔18内部，流体供应管线29可构造为薄塑料软管，而且如果适用，构造为金属毛细管。流体供应管线用于释放冷却流体，其冷却电极15，16，并且接着穿过冷却内腔18流动回至设备14。其可在那里或在消融探针10的近侧端部12处释放到环境中，或者还可被捕获和再循环。

流体供应管线29在其远侧端部30处闭合。例如，固化的粘合剂31(图5)可用于该目的，固化的粘合剂31位于流体供应管线29的远侧端部区段中作为塞子。

流体供应管线29包括用作出口喷嘴的第一侧向开口32和也用作出口喷嘴的第二侧向开口33。第一开口32用于冷却第一电极15并且因此布置成与其轴向配准(即，在由第一电极15包绕的空间内)。优选地，开口32由此布置成比电极15的中心稍微进一步在远侧。第二侧向开口33布置在由第二电极16包绕的空间内部。因此，其布置成与第二电极16配准，并且可定位成在电极16的中心的稍微远侧。

开口32，33彼此分开，基本上相同地构造。如示出的，它们可在相同的径向方向上布置，或者还在周向方向上相对于彼此偏移，或者它们可在截面上不同。

然而，开口32结合图2和图5的以下阐释和描述相应地应用于开口33。

虽然流体供应管线29的内径可在近似半毫米的范围内，但是优选地通过激光钻孔产生的开口32的直径仅为近似十分之一毫米。这样做时，由所有开口32，33形成的喷嘴截面显著地小于内径的自由流动截面(截面面积)，以及因此流体供应管线29的内腔。

在提出的实施例中，对每个电极15，16而言，独立于它们的数量，在每种情况下单独地分配一个喷嘴开口32，33。然而，还可能的是向每个电极15，16分配两个或更多个开口，该两个或更多个开口彼此轴向地和/或沿周向方向偏移。由此，在特别长的电极15，16的情况下，电极的可靠且均匀的冷却也是可能的。

为了保证开口32，33相对于电极15，16的安全轴向相对定位，流体供应管线29在其远侧端部处轴向地固定。出于该目的，其可与丝28连接，丝28可由例如弹簧钢或具有特定抗拉强度的另一种材料(诸如例如，镍钛诺)制成，该另一种材料优选地在变形之后具有高恢复倾向。而且，塑料丝的使用为可能的。

为了将流体供应管线29附接于丝28，它们可例如仅在一个位置处局部地或还在多个位置处连接于彼此。特别地，连接可布置在电极15，16之间以及因此在开口32，33之间。丝与流体供应管线29之间的连接可通过例如夹持器件34来实现，夹持器件34以摩擦配合的方式将流体供应管线29和丝28保持在一起。夹持器件34可例如以收缩软管34的形式构造，丝28以及流体供应管线29延伸穿过收缩软管34，并且收缩软管34将丝28和流体供应管线29夹持抵靠彼此。代替收缩软管，还可使用另一种合适的连接手段，例如，金属压接筒、粘合接头、借助于熔化和固化的粘合剂的连接、弹簧夹等。

除了丝28与流体供应管线29之间的连接之外或代替该连接，另外可能的是在流体供应管线29的远侧端部与闭合件17之间提供连接。出于该目的，例如可提供粘合接头、压接接头、压缩接头等。例如，流体供应软管29的闭合端部可胶合到柄部27的开孔中。然而，在所有实施例中重要的是，流体供应软管29特别是在其远侧端部的区域中相对于电极15，16轴向不可移动地固定。以该方式，可避免在对患者使用内窥镜期间由于软管11的拉伸或弯曲而产生的流体供应软管和其侧向开口32，33的错位。

端件17从图3和图4为单独地显而易见的。其可完全由绝缘材料(诸如，塑料或陶瓷)制成，或者还可完全由金属(例如，碳化钨)形成。然而，在图3和图4中，示出特别实施例，其中端件17由金属本体36和绝缘体35形成。优选地，金属本体36在闭合件17的圆形端部表面处不被覆盖，由此金属本体36稍微突出或不突出超过闭合件17的圆形远侧端部表面。绝缘体35还可稍微向远侧突出越过金属本体36。例如，如图3中所示，由此金属本体36可在其远侧端部处为十字形的。而且，其它形状(诸如，简单的弧形或具有三个或更多个腿部的星形)为可能的。金属本体36延伸穿过绝缘体35并且如图4中所示，从近侧柄部端部突出。在那里，其可例如借助于焊接接头37以抗拉方式与丝28连接。备选地，端件17还可由金属本体形成，绝缘体以绝缘材料的涂层的形式施加在该金属本体上。

支承拉力的丝28可在近侧端部12处设有电连接装置，以便从设备14供应有电压和电流。这样做时，金属嵌体36在消融探针10刺入在生物组织中期间作为切割电极变得有效。

迄今为止描述的消融探针10操作如下：

消融探针10单独地或通过相应的接近器械(例如，内窥镜或在消融肺肿瘤的情况下，支气管镜)插入到患者的支气管树中。接着，消融探针10进一步朝向需要治疗的组织(例如，肺肿瘤)沿远侧方向移出内窥镜，并且刺入在该组织中。这可仅机械地执行，或者如果存在远侧电极，则例如以具有电支持的嵌体36的形式执行。出于该目的，由嵌体36形成的电极被触动，其中经由丝28向该电极供应电能。接着，消融探针10刺入到肿瘤中如此远，直到两个电极15，16定位在肿瘤内部。远侧电极36随后不活动。

现在电极15和16施加有治疗电压并且供应有治疗电流。同时或以后不久，流体供应管线29供应有冷却流体，以使该冷却流体从开口32，33离开。冷却流体(例如，二氧化碳)以约几十巴(例如，65巴)的高压存在于流体供应管线29中，并且穿过开口32，33到内腔18中，在内腔18中，存在至多几巴的较低压力。开口32，33由此用作节流开口，由此由于焦耳-汤姆逊效应而产生制冷。由于不可移动的配准，即，开口32，33关于电极15，16的轴向对准，故特别是相对于电极15，16近似在中心产生冷却效果，以使保证每个电极15，16的大部分均匀的冷却。由此，如果消融探针10的直径经由小型化减小到例如，2.3mm或更小的非常小的值(其导致电极15，16处的高电流密度)，还避免电极15，16的过量加热以及因此邻接组织的干燥。然而，利用根据本发明的构思，可实现电极冷却的改进和均匀化，由此提高消融治疗的质量。

根据本发明的消融探针10包括至少一个电极15和/或16，其保持在软管11上。在末端上，消融探针10设有闭合件17，丝28从闭合件17在整个长度上延伸并且延伸穿过软管11。流体供应管线29附接于丝28，流体供应管线29具有用于冷却电极15，16的侧向开口32，33并且在末端处闭合。由于流体供应管线29固定于丝28，故实现开口32，33相对于电极15，16的轴向对准，并且避免错位，然而，该错位可导致电极15，16的冷却的不均匀。

部件列表

10 消融探针

11 软管

12 消融探针10的近侧端部

13 消融探针10的远侧端部

14 设备

15 第一电极

16 第二电极

17 闭合件

18 软管11的内腔

19 槽

20，21 电极15，16的连接部

22，23 线

22A，23a 压接筒

24 盖软管

25，26 绝缘体

27 柄部

28 牵引丝

29 流体供应管线

30 流体供应管线的远侧端部

31 粘合剂

32 第一侧向开口/喷嘴开口

33 第二侧向开口/喷嘴开口

34 夹持器件/收缩软管

35 绝缘体

36 金属本体

37 焊接接头。

Claims (17)

1.一种特别用于高频消融的消融探针(10)，所述消融探针(10)具有

柔性软管(11)，至少一个第一电极(15，16)布置在所述柔性软管(11)上，并且所述柔性软管(11)包括远侧闭合的内腔(18)，

流体供应管线(29)，其布置在所述内腔(18)中，并且在第一电极(15)的区域中具有至少一个侧向开口(32)，并且在第二电极(16)的区域中具有至少一个第二侧向开口(33)。

2.根据权利要求1所述的消融探针，其特征在于，所述流体供应管线(29)在远侧闭合。

3.根据前述权利要求中任一项所述的消融探针，其特征在于，所述软管(11)在远侧设有闭合件(17)。

4.根据权利要求3所述的消融探针，其特征在于，所述闭合件(17)由绝缘材料或导电材料构成。

5.根据权利要求3所述的消融探针，其特征在于，所述闭合件(17)由不导电材料和导电材料的组合构成。

6.根据权利要求5所述的消融探针，其特征在于，所述闭合件(17)由绝缘体(35)和金属本体(36)构成，所述金属本体(36)在远侧端部表面处不被覆盖。

7.根据权利要求6所述的消融探针，其特征在于，所述绝缘体(35)由所述金属本体(36)的涂层形成。

8.根据权利要求3或权利要求4所述的消融探针，其特征在于，所述闭合件(17)连接于延伸穿过所述内腔(18)的丝(28)。

9.根据权利要求8所述的消融探针，其特征在于，所述流体供应管线(29)至少在一个位置处连接于所述丝(28)。

10.根据权利要求9所述的消融探针，其特征在于，由实心材料构成的所述丝(28)和所述流体供应管线(29)的组合在相同水平的拉伸强度处包括比组合拉力支承和流体供应的管低的抗弯性。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的消融探针，其特征在于，所述丝(28)和所述流体供应管线(29)借助于夹持器件(34)连接于彼此。

12.根据前述权利要求中任一项所述的消融探针，其特征在于，所述电极(15，16)是柔性的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的消融探针，其特征在于，所述软管(11)构造成没有中断。

14.根据前述权利要求中任一项所述的消融探针，其特征在于，所述流体供应管线(29)是塑料软管。

15.根据前述权利要求中任一项所述的消融探针，其特征在于，所述第一开口(32)和所述第二开口(33)是激光开孔。

16.一种用于使用根据权利要求1至15中任一项所述的消融探针的肿瘤消融的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述消融探针(10)刺入到包括需要治疗的区域，例如肿瘤的组织中，

将所述至少一个电极(15)定位在需要治疗的所述组织中，

向所述电极(15)供应电流，并且同时

通过借助于气态流体产生制冷来冷却所述电极(15)，所述气态流体经由所述流体供应管线传导到由所述电极包绕的内腔(18)中，并且经由所述节流开口(32)释放到所述内腔(18)中，以便通过使用焦耳-汤姆逊效应来产生制冷，

通过经由所述牵引丝(28)将拉力传递到所述闭合件(17)上来缩回所述消融探针(10)。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述金属本体(36)在所述消融探针(10)的刺入期间施加有电压，以便切割位于所述金属本体(36)前方远侧的组织，并且便于以该方式刺入。