[发明专利]电外科装置

说明书

一种用于与电外科设备一起使用的能够产生高功率微波频率脉冲的装置。所述装置可以用于使生物组织凝固或消融。所述装置包括放大器阵容，其包括：微波信号发生器，所述微波信号发生器用于产生微波辐射；调制器，所述调制器被布置来使所述微波辐射脉冲化；以及放大器模块，所述放大器模块被布置来增加微波辐射脉冲的功率。所述放大器模块通过提供一组放大器来起作用，所述一组放大器所表现的增益大于在分割输入信号并然后组合输出信号的部件处所经历的总损耗。例如，如果所述阵列中的每个放大器具有10dBm的增益，则使用常规功率分裂器和组合器来获得功率明显高于常规电外科发生器提供的功率的输出微波信号是可行的。

技术领域

本发明涉及一种电外科装置，其中微波频率能量被用来治疗生物组织。具体地，本发明涉及一种用于电外科发生器的放大器阵容(amplifier line-up)，其能够产生高功率微波频率脉冲以使生物组织凝固或消融。

背景技术

已知使用微波发射探针来治疗肺和其他身体组织中的各种病状。例如，在肺中，微波辐射可以用于治疗哮喘和使肿瘤或病灶消融。

GB 2 486 343公开了一种用于电外科装置的控制系统，所述电外科装置递送RF和微波能量两者来治疗生物组织。被递送到探针的RF能量和微波能量的能量递送分布都基于传送到探针的RF能量的采样电压和电流信息以及传送到探针和从探针传送出的微波能量的采样正向功率和反射功率信息来设定。

发明内容

本发明在最一般的方面中提供了用于与电外科设备一起使用的能够产生高功率微波频率脉冲的装置。所述装置可以用于治疗生物组织，例如使生物组织凝固或消融。

根据本发明，提供了用于电外科发生器的放大器阵容，所述放大器阵容包括：微波信号发生器，其用于产生微波电磁(EM)辐射；调制器，其被布置来使微波EM辐射脉冲化；和放大器模块，其连接到调制器并被布置来增加从其接收到的微波EM辐射脉冲的功率，所述放大器模块包括并联连接的放大器阵列，其中来自放大器阵列的输出信号被组合以产生输出微波信号；以及馈送结构，其用于将输出微波信号传送到探针。所述放大器模块通过提供一组放大器来起作用，所述一组放大器所表现的增益大于在分割输入信号并然后组合输出信号的部件处所经历的总损耗。例如，如果所述阵列中的每个放大器具有10dBm的增益，则使用常规功率分裂器和组合器来获得功率明显高于常规电外科发生器提供的功率的输出微波信号是可行的。

本发明提出了放大器阵容，其将给定的能量载荷作为一系列短持续时间的高功率脉冲递送。靶组织接收能量载荷并且因此表现出所需的消融效果。例如，2kJ能量载荷可以在生物组织中产生直径大约3.5cm的损伤。然而，可以选择脉冲的持续时间和幅值两者，以确保总体治疗时间相对较短，同时还使与馈送结构相关联的影响(例如，热损耗)最小化。

为了患者舒适并避免与组织中的灌注相关联的不想要的热效应，希望具有更短的总体治疗时间。如果目标能量载荷为2kJ，可以考虑将其作为20W连续波信号，持续100s来递送，或作为在远远更短的时间段(例如，等于或小于10s)内分布的一系列短2kW脉冲来递送。持续100秒的能量连续递送可能会导致患者不适并可能导致由于灌注所致的能量远离靶位点转移。这些影响能通过使用本文提出的脉冲技术来减轻。此外，因为人体在检测接收的能量(尤其是热能)并对其产生应答时表现出非零反应时间，所以以短束(例如，持续时间等于或小于人体反应时间的短束)施加高水平能量，人体可能没有足够时间来执行其天然热补偿机制。因为这些机制(例如，增加通向皮肤表面的血液流动，等等)的作用是将热能从受热区域转移出去，所以绕过这些机制的行为使得本发明能够提供更准确的递送能量的靶向或定位。

类似的效果适合于用于传送能量的结构。例如，携带20W连续波信号的电缆将在100s治疗时间段内显著变热。通过利用本文提出的脉冲技术，可以通过以具有比电缆的热响应更快的持续时间的脉冲递送能量来减少那些热效应。简单来说，通过缩短电缆实际传输功率的时间和通过缩短总体治疗时间，可以减少或避免不想要的热效应。