[发明专利]将能量应用于身体组织的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及可用于在患者身体上或身体内执行诊断和/或治疗手术的医疗元件(例如，微波消融天线)。

背景技术

存在对治疗若干医疗症状的改进的装置和方法的需要。可通过施加消融能量对组织进行消融来治疗包括心房颤动、癌症、月经过多、皱纹等的若干症状。虽然已有通过对组织进行消融来治疗这些症状的装置和方法，但对改进的装置和方法的需要仍未得到满足。

例如，微波天线(例如，螺旋形天线)已经被用于包括良性前列腺增生治疗、癌症治疗等的医疗应用。很多已有的天线普遍存在例如装置轴发热和沿天线长度的不均匀损伤轮廓的缺点。因此，需要一种能够产生独特的成形微波场的微波天线来克服这些问题。若干现有技术的天线同样需要冷却机制和复杂的温度监控系统来获得可接受的临床效果。

月经过多是绝经前的女性中最常见的妇科问题之一，其以月经失血过多为特征。由于其可能干扰身体活动、工作和性生活，这种症状将严重影响患病女性的生活质量。已经开发出若干旨在以微创方式破坏子宫内膜来治疗月经过多的技术。这种子宫内膜消融技术可通过诸如射频加热、子宫腔内热盐水循环、微波加热、冷冻术、激光破坏术等的多种方式实施。目前的子宫内膜消融技术中的每一种都有一些根本的局限性。例如，波士顿科技(Boston Scientific)开发的Hydrothermablator^TM装置需要子宫镜，这增加了手术的成本和复杂性，并且此装置厚而坚硬。因此，手术要求显著麻醉(通常为朦胧麻醉或全身麻醉的形式)。Novasure^TM装置也同样厚而坚硬。因此，需要大量的宫颈扩张来将此装置引入到子宫腔内。由于宫颈扩张非常痛苦，手术需要显著麻醉(通常为朦胧麻醉或全身麻醉的形式)，而且该装置价格昂贵(约$900)。因此，虽然已有各种各样的子宫内膜消融装置，但在这个巨大且正在增长的市场中，仍然需要一种小型的、灵活的、廉价的、易用的下一代装置。

诸如微波消融的若干消融形式可用于通过加热肿瘤组织来治疗固态肿瘤(例如，肝脏肿瘤)。采用微波消融治疗肿瘤的装置较采用其他消融形式的装置具有优势，因为其可能产生更大的、均匀的块状损伤。在现有技术的微波消融装置中，微波能量通过天线被辐射并传输到肿瘤组织。消融手术的功效显著依赖于功率效率和天线的SAR和热剖面。绝大多数的现有微波消融装置源自于简单的单级天线且具有线性结构，它们的SAR和热剖面基本上为椭圆形，并且近似类似于足球形状，如图2E所示。很难在足够短的时间内采用单个单级天线对具有数厘米厚度或直径的肿瘤进行消融。对于很多与癌相关的应用，目标肿瘤具有过大的尺寸(例如，数厘米的直径)，并且单个单级天线的使用是受限的。为增加损伤尺寸而提出的方案中的一个方案涉及同时采用多个消融装置，这会增加消融系统的复杂性。由于系统中应用了更多数量的元件，该消融装置的总尺寸和成本也会增加。而且，这还增加了手术的侵入力和复杂性。

而且，图2F所示的SAR轮廓展示了邻近同轴电缆的末端存在大量的微波场，该同轴电缆供给辐射元件(单极天线)。因此，消融将不会精确地包含在辐射元件周围的区域内。围绕同轴电缆的末端区域的组织的一部分将会被消融。这又会带来因微波能量的健康组织受损的风险。因此，需要低轮廓的、能消融组织块而不会损伤邻近的健康组织的、改进的微波消融装置。