[发明专利]电外科系统

说明书

各种实施方案提供了一种电外科系统。系统包括被布置来供应微波能量和电穿孔信号的电外科发生器。系统还包括用于插入生物组织中的治疗区域的电外科器械。电外科器械包括连接到电外科发生器以接收微波能量和电穿孔信号的同轴电缆。而且，器械包括耦合到同轴电缆的远端以接收微波能量和电穿孔信号的杆状辐射尖端部分，所述辐射尖端部分用于将微波能量从其远端辐射到治疗区域中，并且用于使用电穿孔信号在其远端处建立电场以对治疗区域中的生物组织进行电穿孔。此外，器械包括用于将生物组织输送离开治疗区域的导管。此外，系统包括与导管流体连通以接收生物组织的细胞计数器，所述细胞计数器用于检测所接收的生物组织中第一预定细胞类型的存在。

技术领域

本发明涉及一种用于向生物组织供应微波能量并对生物组织执行电穿孔的电外科系统。特别地，电外科系统包括具有用于从治疗区域提取生物组织的导管的电外科器械，以及用于识别所提取的生物组织中特定细胞类型的存在的细胞计数器或细胞分选仪。电外科系统可被布置来消融组织，诸如肿瘤。

背景技术

已经发现电磁(EM)能量以及特别是微波和射频(RF)能量因其能够切割、凝结和消融体组织而在电外科手术中是有用的。通常，用于向体组织递送EM能量的系统包括具有EM能量源的发生器以及连接到发生器以用于将能量递送到组织的电外科器械。常规的电外科器械往往被设计成经皮地插入患者体内。然而，例如如果靶部位是在移动的肺或胃肠(GI)道的薄壁区段中，则可能难以将器械经皮地定位在身体中。其他电外科器械可通过外科窥视装置(例如内窥镜)递送到靶部位，所述外科窥视装置可运行通过身体内的通道，诸如气道或者食道或结肠的内腔。这允许微创治疗，这可降低患者的死亡率并降低术中和术后并发症率。

使用微波EM能量进行组织消融是基于生物组织主要由水构成的事实。人体软器官组织的水含量通常在70％和80％之间。水分子具有永久电偶极矩，这意味着在整个分子中存在电荷不平衡。这种电荷不平衡使分子响应于由时变电场的施加所产生的力而移动，因为所述分子旋转来使其电偶极矩与所施加的场的极性对准。在微波频率下，快速分子振荡导致摩擦加热以及随之发生的场能以热量的形式耗散。这被称为介电加热。

微波消融疗法利用了这一原理，在所述疗法中，靶组织中的水分子通过在微波频率下施加局部电磁场而被快速地加热，从而导致组织凝结和细胞死亡。已知使用微波发射电外科器械来治疗肺和其他器官中的各种疾病。例如，在肺中，微波辐射可用于治疗哮喘并且消融肿瘤或病灶。

另一种类型的肿瘤治疗利用称为电穿孔(或电通透)的效应。在此技术中，电脉冲被施加到生物组织以使纳米级孔隙在靶部位处的细胞膜中打开。孔隙允许抗癌药物或通常不能透过细胞膜的其他材料进入细胞。然后孔隙可重新密封以将材料捕捉(trap)在细胞内，在所述细胞处材料可产生治疗效果(例如以杀死细胞)。还已知使用电穿孔在细胞膜中产生永久纳米级孔隙。这些孔隙不重新密封，并且因此破坏细胞内稳态，最终导致细胞死亡。此技术称为不可逆电穿孔或非热不可逆电穿孔。与热消融不同，例如使用微波能量，不可逆电穿孔保留细胞外基质。

介电电泳(DEP)是当介电粒子经受非均匀电场时，力施用在介电粒子上的现象。这种力不需要粒子带电。所有粒子在电场存在的情况下表现出介电泳活性。然而，力的强度强烈地取决于介质和粒子电学性质、粒子形状和大小，以及电场的频率。因此，特定频率的场可以较大选择性操纵粒子。介电电泳可用于操纵、运输、分离和分选不同类型的粒子。由于生物细胞具有介电性质，因此介电电泳具有医学应用。例如，已经制成将癌细胞与健康细胞分离的器械。

本发明已经鉴于以上考虑而想出。

发明内容