CN117838296A - 带有远侧切割电极的探针 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的探针(10)在其远侧端部处包括切割电极(34)，该切割电极(34)形成在探针(10)的端件(17)上。丝(28)从端件(17)在探针(10)的整个长度上延伸穿过探针(10)。丝(28)可用于至端件(17)的电流供应。根据本发明，切割电极(34)包括接合部位(39)，电极表面(37，38)沿至少三个方向延伸远离该接合部位(39)。
Description
技术领域
本发明涉及一种特别是用于生物组织的高频消融的探针。
背景技术
用于高频消融的探针例如用于组织区段的失活，例如，嵌入在组织(例如，肺或肝)中的肿瘤等的失活。
EP3788974A1、EP1181896A1和US2005/0010201A1分别公开指示的构造的消融探针，其具有保持在软管状本体上的电极，该电极将与电气发电机的输出连接。如果消融探针刺入到组织中，则电极用于通过施加电流来加热组织。为了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，电极被冷却。出于该目的，流体毛细管布置在此类消融电极的软管的内腔中，冷却流体经由该流体毛细管离开并且冷却电极。
特别是在肿瘤治疗的情况下，探针在生物组织中的刺入是关键任务。特别地，进入难以经过的包膜肿瘤或位于上游的结构应当变为可能。另外，无需高度努力的受控刺入应当变为可能，因为该受控刺入可导致穿透穿过肿瘤。此类穿透将导致下游结构的损伤或肿瘤细胞的遗留。还应当避免肿瘤细胞可在肿瘤穿透的情况下带入健康组织中。
从US6,454,727B1知道活组织检查器械，其在其远侧端部处在外侧上设有支架形电极。电极与电流供应源连接，并且如果被触动，则切割到组织中。
发明内容
由此开始，本发明的目的在于提供改进的探针。
该目的借助于根据权利要求1的探针来解决：
探针包括柔性软管，两个或更多个电极可在软管的轴向方向上以关于彼此的距离布置在该柔性软管上。优选地，此类电极可由此围绕软管的整个圆周以及在轴向长度(在其远侧端部与其近侧端部之间测量)上延伸。优选地，电极为柔性的，以使它们可遵循紧密的侧向曲率。出于该目的，它们可以以螺旋弹簧的类型构造。
电极连接于从相应电极延伸直至软管的近侧端部的电线，并且可在那里借助于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，并且因此输出高频电流。
软管包围从其近侧端部延伸直至其远侧端部并且在那里闭合的内腔。端件设在远侧端部处，该端件与软管刚性地连接并且可闭合其内腔。流体供应管线布置在内腔内部，该流体供应管线从软管的近侧端部沿远侧方向延伸直至电极。在近侧端部处，流体供应管线可设有合适的连接装置，以便与例如布置在供应设备中的低温流体源连接。因此，供应设备可在一个设备中包括低温流体源和用于将电流供应至电极的发电机。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。
用于闭合支承电极的软管的端件可由绝缘材料(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。端件的导电区域可用作电极，例如，以便支持探针到生物组织中的刺入。特别地，端件包括用作切割电极的延伸部，其由绝缘体包围，留下未覆盖的条带形远侧端部表面。优选地，未覆盖的端部表面仅稍微突出，或者不从绝缘体突出。如此形成的切割电极支持探针到生物组织中的刺入，并且保持小组织侧向损伤。特别地，由此可能的是穿透穿过组织，而不由此负面地影响随后的消融。而且，可避免围绕穿透位置形成太大的凝固区，该太大的凝固区将导致待消融的组织的阻抗的增加。特别地，由此可能的是穿透穿过恶性组织或刚性组织结构，而不由此使恶性组织延续到健康组织中，或由于穿透期间的作用而无意地损伤健康组织。
根据本发明的探针的远侧切割电极附加地减小在穿透到组织中、特别是到致密肿瘤组织中期间的机械阻力。切割电极可在刺入期间使位于其前方的组织失活并切割该组织，以使其可容易地进入到组织中。因为这样做时，与没有切割电极的仅机械穿透相比，必须施加显著较低的推力功率，故现在可能的是将探针构造得特别柔性。这便于消融电极的进一步小型化，即，可实现具有特别小直径的探针。另外，可实现非常小的弯曲半径，这增加应用范围和治疗可能性。
优选地，端件连接于抗拉丝，其从端件延伸穿过探针的内腔直至其近侧端部并且锚定在那里。丝用于在从患者、特别是其组织移除探针期间支承拉力。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中而产生的治疗问题的情况下，可以可靠地收回探针。牵引丝优选地包括在由外力(例如，通过使接近系统弯曲)引起的变形之后的高恢复力。
探针的端件可由导电陶瓷或金属(例如，不锈钢或硬金属)构成。端件可完全地或还仅在延伸部的区域中或还仅在用作切割电极的端部表面上设有涂层，例如，银涂层。这样做时，可积极地影响切割特性。
探针的远侧端部表面可包括多个区段从其延伸的接合部位。接合部位可轴向居中布置。具有切割效果的条带形区域以该方式在组织中打开通道，探针可容易地移动穿过该通道并且不会遗留组织。
在根据本发明的探针中，区段可遵循金字塔形状、圆锥形状、椭圆形状或球形状布置。可以以该方式容易地加宽通过借助于切割电极切割而打开的组织通道。如果探针的延伸部构造成具有三个或多个导叶，则这特别适用。出于该目的，延伸部可包括多个导叶，其优选地远离中心轴线径向延伸。
探针的端件可由绝缘体和金属本体构成，该金属本体在远侧端部表面处不被覆盖。然而，还可能的是绝缘体由金属本体的涂层形成。由此，涂层可为陶瓷或塑料的非导电涂层，其覆盖端件的远侧面的部分，并且在该部分之间留下形成切割电极的未覆盖的区段。
探针的端件可构造成能够连接于切割电流源。另外，一个或多个电极可布置在软管处或其上。这些电极中的至少一个可能够连接于消融电压源，并且可以以该方式用作用于源自切割电极的电流的返回电极(中性电极)。然而，还可能的是使用在另一位置处附接于患者的扩展电极作为中性电极。
用于将探针插入在肿瘤或其它组织中的方法是本发明的部分，在此期间，探针刺入到包括需要治疗的区域(例如，肿瘤)的组织中。在刺入期间，端件施加有切割电压。这简化组织的穿透，特别是刚性更大的组织的穿透。由此，探针可灵敏地定位，而不必害怕组织沿形成的穿透通道的遗留。
在执行治疗之后，探针在肿瘤的消融之后通过穿透通道缩回。为了避免肿瘤细胞的遗留，可提供：以特殊模式向末端电极和/或消融电极供应电流。这样做时，包绕穿透通道的组织可在消融之后凝固。
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探针，
图2示出沿纵向方向剖切的探针的远侧端部，具有到其内腔中的观察，
图3以透视分解图示出用于根据图1或图2的探针的端件，
图4以部分透视图示出根据图3的端件，
图5以剖切侧视图示出具有绝缘体的根据图3的端件，
图6和图7以透视图示出绝缘体的不同变型，
图8以透视图示出具有切割电极和用于绝缘材料的定位的凹穴的端件，
图9示出在无探针情况下的具有刺入开口的生物组织，以及
图10示出在有探针情况下的具有刺入开口的生物组织。
具体实施方式
在探针10可用于内窥镜用途，例如用于肿瘤或其它组织(例如，肺肿瘤)的失活，而且用于其它目的时，图1示出探针10，。探针10包括长形柔性软管11，其从探针10的近侧端部12延伸直至远侧端部13。在近侧端部12处，设置一个或多个插头或另一个合适的连接装置，以便将探针10与供应设备14连接。
优选地，软管11为柔性塑料软管，其由合适的生物相容性塑料(例如，PE/PET、PEEK或类似物)制成。虽然其长度可具有数米，但是直径优选在1mm至3mm的范围内。取决于应用，其它尺寸是可能且权宜的。
探针10的远侧端部13可包括在轴向方向A上彼此间隔的一个或多个电极15，16。电极15和至少一个附加电极16(如果必要，可提供至少一个附加电极16)可用于组织消融。
从图2显而易见的，软管11附加地在其远侧端部处设有端件17，端件17在远侧闭合其内腔18。
软管11包绕该内腔18并且由此优选地构造成没有间隙和没有中断。电极15，16在形成在软管11中的槽19的区域中布置在软管11上。电极15，16的连接部20,21位于槽19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。在那里，它们连接于用于设备14的插头或另一个连接装置。
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形成。套筒形绝缘体25可布置在电极15，16之间。另外，另一个绝缘体可布置在远侧电极15与端件17之间。
优选地，端件17在其远侧外表面处是圆形的。例如，其可半球形地构造。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，端件17优选地与丝28连接，丝28从端件开始延伸直至探针10的力传递部分，该力传递部分例如布置在探针10的近侧端部12处，以便将拉力从近侧端部可靠地传递到远侧端部13上。探针10的力传递部分还可布置在探针10的长度的进程中。
流体供应管线29可布置在内腔18内部，流体供应管线29可构造为薄塑料软管，但是如果需要，还构造为金属毛细管。流体供应管线29用于在其远侧端部30或一个或多个侧向开口31，32处释放冷却流体。流体供应管线的远侧端部可相应地开启，或者可例如借助于粘合剂或借助于塞子闭合。流体冷却电极15，16，并且接着流动穿过内腔18回至设备14。在那里或在探针10的近侧端部12处，其可释放到环境中或者还可被捕获和再循环。
为了保证开口31，32相对于电极15，16的足够准确的轴向相对位置，流体供应管线29可在其远侧端部处轴向地固定。出于该目的，其可例如借助于收缩软管33、夹子等连接于丝28。丝可由弹簧钢或优选地包括变形后的高恢复倾向的另一种特别抗拉的材料(诸如，镍钛诺)制成。而且，塑料丝的使用为可能的。备选地，牵引丝28可以以中空方式构造并且用作流体供应管线29。如图5所示，端件17以抗拉方式(例如，焊接、压接和/或粘合连接)连接于牵引丝28。特别地，连接是导电的。
端件17从图3和图4为单独地显而易见的。其形成切割电极34并且出于该目的，可完全由导电材料制成，例如，作为金属本体36，作为由碳化钨，或还由导电陶瓷的硬金属本体。端件17可包括多个(至少三个)导叶F1，F2，F3，其从中心轴线M开始延伸，优选地径向向外延伸，并且切割电极34形成在其上。
如图3和图4中所示，绝缘体35可分配给端件17，其中绝缘体覆盖端件17的不用作切割电极的区域并且因此将其与外部隔离。绝缘体可保持导叶F1,F2,F3。
在其圆形端部表面处(例如，在其导叶F1,F2,F3处)，金属本体36包括延伸穿过绝缘体35的相应开口且形成切割电极34的电极表面37,38。后者还可稍微向远侧突出超过绝缘体35。例如，如图3中所示，金属本体36可由此在其远侧端部处为十字形的。然而，在该情况下，电极表面37,38遵循闭合件17的远侧端部的近似球形曲率从中心接合部位39径向分叉。具有四个导叶的电极结构导致从接合部位39延伸的电极区段成对地包括关于彼此的90°的角度。因此，电极表面37,38在四个不同的方向上从接合部位39分叉。然而，还可提供具有三个导叶的电极结构(其中，电极表面之间的角度为120°)，以使电极表面在三个方向上从接合部位39(径向)向外分叉。而且，可选择具有五个或更多个导叶的结构，由此电极表面接着在五个或更多个方向上从接合部位39(径向)向外分叉。
优选地，绝缘体35由塑料(特别是耐高温且耐蠕变电流的塑料)或陶瓷制成。其包括适合于电极表面37,38的形状且其边缘邻接电极表面的开口。绝缘体35可构造为单独的部分，如图3中所示，或者还可备选地与绝缘体26一起整体地构造，以使它们形成单个公共部分。
绝缘体26,35的此类变型在图6和图7中示出。图6示出绝缘体35，其描绘为套筒形绝缘体26的冠状延伸部。在将绝缘体26施加在软管11的远侧端部上之后，图6中示出的绝缘体35的四个部分可径向向内变形，以使绝缘体35呈现根据图7的形状。然而，包围绝缘体26,35的本体在其附接于探针之前也可具有图7中示出的形状，并且可在将端件17插入在软管11的端部中之后以该形状放置在软管11的远侧端部上。
另外，可能的是，通过布置在端件17的相应形状的凹陷或凹穴41中的绝缘嵌体或涂层40来构造绝缘体35。图8示出此类端件17，其中这些凹穴41形成在金属裸电极表面37,38之间。嵌体或涂层可由塑料、陶瓷、玻璃或其它非导体构成。如示出的，电极表面37,38继而可形成具有四个导叶的电极，但是备选地，还可形成具有三个、五个或更多个导叶的电极。然而，三或四导叶变型认作是最佳实施例。
支承拉力的牵引丝28可在近侧端部12处设有电连接装置，以便供应有来自设备14的电压和电流。这样做时，例如在探针10在生物组织中的穿透期间，金属嵌体36的电极表面37,38作为切割电极变得有效。
到目前为止描述的探针10操作如下：
探针10独自或经由相应的接近器械(例如，内窥镜或在消融肺肿瘤的情况下，支气管镜)插入在患者的支气管树中。接着，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，并且刺入在其中。出于该目的，由电极表面37,38形成的切割电极供应有电压，该电压的量足以实现组织切割。如图9中示意性地示出的，电极表面37,38首先在生物组织42中产生具有凝固边界44的十字形切口43。在探针10的向前移动期间，十字形切口借助于探针10加宽，由此探针沿凝固边界44的凝固表面滑动。由于探针的光滑外形状和切口43的电产生，故仅需要小的推力来将探针10刺入到组织42中。因此，探针10可设计得非常纤细且柔性。另外，组织42的凝固和凝固边界44的形成避免在肿瘤穿透期间组织在刺入方向上的遗留。
在探针10的刺入之后，电极15和16施加有治疗电压并且设有治疗电流。同时或在此之前/之后不久，流体供给管线29供应有冷却流体，以使冷却流体从开口31,32离开。冷却流体(例如，二氧化碳)在几十巴(例如，65巴)的高压下提供在流体供应管线中，并且穿过开口31,32到内腔18中，内腔18中存在至多几巴的较低压力。开口31,32由此用作节流开口，由此由于焦耳-汤姆逊效应而产生制冷。由于固定配准，即，开口31,32关于电极15，16的轴向对准，故冷却效果特别近似地相对于电极15，16居中产生，以使保证每个电极15，16的大部分均匀的冷却。这样做时，即使探针10的直径减小至非常低的值(这导致电极15，16处的高电流密度)，例如，2.3mm或更小，避免电极15，16的过量加热和因此邻接组织的干燥。然而，借助于根据本发明的构思，实现电极冷却的改进和均匀化，由此提高消融治疗的质量。
必须注意的是，如上所述，探针10不仅可提供为消融探针，而且可在没有电极15，16的情况下提供为例如冷冻探针，或在没有内部冷却的情况下提供为用于穿透到组织42中(即，用于创建设有凝固边界43的通道)的电针。
根据本发明的探针10在其远侧端部处包括切割电极34，切割电极34形成在探针10的端件17上。丝28从端件17在探针10的整个长度上延伸穿过探针10。丝28可用于至端件17的电流供应。根据本发明，切割电极34包括接合部位39，电极表面37，38沿至少三个方向延伸远离接合部位39。
部件列表
10 探针
11 软管
12 探针10的近侧端部
13 探针10和软管11的远侧端部
14 设备/设备组，切割电流源，消融电压源，冷却流体源
15 第一电极
16 第二电极
17 端件
18 软管11的内腔
19 槽
20，21 电极15，16的连接部
22，23 管线
24 覆盖软管
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 第一侧向开口/喷嘴开口
32 第二侧向开口/喷嘴开口
33 收缩软管
34 切割电极
F1-F3 导叶
M 中心轴线
35 绝缘体
36 金属本体
37，38 电极表面
39 接合部位
40 嵌体/涂层
41 凹穴
42 组织
43 切口
44 凝固边界。
Claims (14)
1.一种用于高频消融的探针(10)，
所述探针(10)具有柔性软管(11)，所述柔性软管(11)在其远侧端部(13)处包括具有切割电极(34)的导电端件(17)，所述切割电极(34)由绝缘体(35)包围，由此留下未覆盖的条带形远侧电极表面(37,38)。
2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述端件(17)由金属构成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，所述远侧电极表面(37,38)包括接合部位(39)，所述远侧电极表面(37,38)沿至少三个不同方向延伸远离所述接合部位(39)。
4.根据权利要求3所述的探针，其特征在于，所述电极表面(37,38)遵循金字塔形状、圆锥形状、椭圆形状或球形状布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，所述端件(17)构造成具有三个或更多个导叶。
6.根据权利要求5所述的探针，其特征在于，所述端件(17)包括远离中心轴线(M)延伸的多个导叶(F1,F2,F3)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，所述端件(17)由绝缘体(35)和金属本体(36)构成，所述金属本体(36)在所述远侧端部表面处不被覆盖。
8.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，所述绝缘体(35)由所述金属本体(36)的涂层形成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，所述端件(17)连接于延伸穿过所述内腔(18)的丝(28)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，所述端件(17)构造成能够与切割电流源(14)连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的探针，其特征在于，至少一个电极(15)布置在所述软管(11)处或其上。
12.根据权利要求11所述的探针，其特征在于，所述电极(15)可连接于消融电压源(14)。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的探针，其特征在于，所述电极(15)可连接用于接收源自所述切割电极(34)的电流。
14.一种用于将根据权利要求1至权利要求13中任一项所述的探针插入在肿瘤中的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述探针(10)插入到包括需要治疗的区域，例如肿瘤的组织中，由此以切割电压向所述端件(17)供应电压，
刺入到所述肿瘤中，并且由此将至少一个电极(15)定位在需要治疗的组织中，或者利用所述切割电极(34)穿透所述肿瘤，直到其到达健康组织，并且由此将至少一个电极(15)定位在需要治疗的所述组织中。
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