[发明专利]用于执行生物组织的消融或电穿孔的电外科器械

说明书

一种能够以微创方式执行热消融和电穿孔两者的电外科器械。所述器械的尺寸设计成装配在内窥镜的器械通道内，以使非经皮插入成为可能。所述器械包括辐射尖端，所述辐射尖端安装在同轴传输线的远侧端部处，以从所述同轴传输线接收微波EM能量并将其作为所述辐射尖端周围的场进行发射。所述器械还包括辅助传输线，所述辅助传输线被布置来将具有电穿孔波形的电磁能量输送到安装在所述辐射尖端上的微电极阵列。所述电穿孔波形可以是射频或低频电磁(EM)信号。所述微电极阵列可包括多个纳米级导电电极元件。

技术领域

本发明涉及一种用于递送微波电磁(EM)能量来治疗生物组织的电外科器械。特别地，本发明涉及一种可穿过外科窥视装置(例如，内窥镜或支气管镜)的器械通道引入来以微创方式治疗肿瘤的电外科器械。

背景技术

由于支气管树的小尺寸，尤其是朝向小结节可能形成的外围区域，接近肺肿瘤是本来是很困难的。这已经导致许多治疗选项被采用，诸如化学疗法(靶向药物、抗癌药品(化疗剂))、放射疗法(递送电离辐射)、外科手术(侵入性的并且微创性的)和RF/微波消融。外科手术涉及全肺切除术(移除一个肺)、肺叶切除术(移除肺叶)、袖状肺叶切除术(切除肺叶以及附接到肺叶的一部分支气管)、楔形切除术(移除肺的楔形部分)以及肺段切除术/肺段切除(切除特定肺段)。

已知使用发射微波的探针来治疗肺和其他身体组织中的各种病症。例如，在肺中，微波辐射可用来治疗哮喘并且消融肿瘤或病变。

另一种类型的肿瘤治疗利用称为电穿孔(或电渗透)的效果。在这种技术中，在靶部位处向生物组织应用电脉冲以致使纳米级孔隙细胞膜中打开。孔隙允许抗癌药品或通常无法渗透穿过细胞膜的其他物质进入细胞。然后，孔隙可重新密封以使物质困在细胞内，所述物质可在那里引起治疗效果(例如，杀死细胞)。

还已知使用电穿孔在细胞膜中产生永久的纳米级孔隙。这些孔隙不会重新密封，并且因此破坏细胞内环境稳态，最终导致细胞死亡。这种技术称为不可逆电穿孔或非热不可逆电穿孔。

不同于热消融(例如，使用微波能量)，不可逆电穿孔保留了细胞外基质。

发明内容

最一般地，本发明提供了一种能够以微创方式执行热消融(例如，使用微波电磁能量)和电穿孔(例如，非热不可逆电穿孔)两者的电外科器械。所述电外科器械可穿过外科窥视装置(例如，内窥镜、胃镜，支气管镜等)的器械通道输送，以使所述器械能够以非经皮的方式传送到治疗部位。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于在治疗部位处向生物组织递送电磁能量的电外科器械，所述电外科器械包括：同轴传输线，所述同轴传输线包括内导体、外导体和将所述内导体与所述外导体分离的电介质材料，所述同轴传输线被布置来输送微波电磁(EM)能量；辐射尖端，所述辐射尖端安装在所述同轴传输线的远侧端部处，以从所述同轴传输线接收所述微波EM能量，并将所述微波EM能量作为所述辐射尖端周围的场进行发射；辅助传输线，所述辅助传输线沿所述同轴传输线朝向所述辐射尖端延伸，所述辅助传输线被布置来输送具有电穿孔波形的电磁能量；以及微电极阵列，所述微电极阵列安装在所述辐射尖端上并电连接到所述辅助传输线，其中所述微电极阵列被配置来从所述辅助传输线接收具有电穿孔波形的所述电磁能量，从而在所述辐射尖端处生成电场以用于进行生物组织的电穿孔。

具有以上结构，所述器械可用来选择性地用所述微波能量执行消融或用由所述微电极阵列发射的电场执行电穿孔。

所述辐射尖端可包括用于发射所述微波EM能量的天线。例如，所述辐射尖端可包括安装在所述同轴传输线的远侧端部处的电介质盖。所述微电极阵列可安装在所述电介质盖的外表面上。所述同轴传输线的所述内导体可例如作为导电指状物延伸超出所述外导体的远侧端部，以形成辐射单极。所述电介质盖可由合适的低损耗材料(诸如陶瓷)制成。所述电介质盖可装载所述同轴传输线，以使所述天线能够以适合于插入到外科窥视装置的器械通道中的方式设计尺寸。