[发明专利]用于RF和微波传递的电手术设备

说明书

技术领域

本发明涉及使用射频和微波频率能量来治疗生物组织的电手术设备。特别地，本发明涉及能够产生用于切割组织的射频（RF）能量和用于止血（即，通过促进血液凝固来封闭（seal）破裂的血管）的微波频率能量，和/或与气流一起，使用RF能量和微波频率能量来撞击并保持等离子体（其可用于切割或消毒组织）的手术设备。

本发明的背景技术

手术切除是一种从人体或动物体内去除具有大量血管的器官的部分的方式，例如，肝脏或脾脏。当切割（分割或横切）组织时，被称为细动脉的小血管损伤或破裂。开始出血后是凝血级联（coagulation cascade），此时使血液变成凝块，以尝试堵住出血点。在手术过程中，希望患者损失尽可能少的血液，因此已经开发了多种尝试提供无血切割的装置。

例如，热手术刀系统（http://www.hemostatix.com）将锋利的刀片与止血系统组合。该刀片涂有塑性材料，并与控制刀片的温度的加热单元连接。加热的刀片旨在当切割组织时烧灼该组织。

其他已知的同时切割并止血的装置不使用刀片。一些装置使用射频（RF）能量来切割和/或凝固组织。其他装置（例如超声刀）使用快速振动的尖端来切割组织，并可提供一定程度的凝固。

使用RF能量切割的方法使用这样的原理来操作：当电流通过组织基质时（在细胞的离子成分的帮助下），阻止电子在组织上流动会产生热量。当对组织基质施加纯正弦波时，在细胞内产生足够的热量，以使组织的水分蒸发。因此，细胞的内部压力急剧上升，其无法由细胞膜控制，导致细胞破裂。当这在广大区域上出现时，可以看到，组织已被横切。

尽管以上原理在非脂肪组织中非常起作用，但其在脂肪组织中不太有效，因为存在更少的离子成分来帮助电子通过。这意味着，使细胞的成分蒸发所需要的能量大得多，因为脂肪蒸发的潜热比水的潜热大得多。

RF凝固通过对组织施加不太有效的波形来起作用，由此细胞成分被加热至大约65℃，而非被蒸发。这通过干燥来使组织变干，并且这还使血管壁和组成细胞壁的胶原中的蛋白质变性。使蛋白质变性用作对凝血级联的刺激，从而增强凝固。同时，使壁中的胶原变性，并且从杆状分子变成盘状，这导致血管收缩并减小尺寸，为凝块提供锚定点和更小的堵住面积。

然而，当存在脂肪组织时，RF凝固不太有效，因为会减小电效应。因此，会非常难以使肥胖的易出血者止血。与具有干净的白色边缘相反，组织具有变黑的、烧焦的外观。在血管器官（例如肝脏）中，还具有散热效应，因为通过组织灌注大量流体。

实际上，RF装置可使用具有中间波峰因数的波形来操作，该中间波峰因数位于切割和凝固输出之间的中间。

肝脏是具有大量血管的，对于在体内某处具有肿瘤的患者来说，其通常变成继发肿瘤的位置。必须切除大肿瘤或受许多较小肿瘤影响的区域，以阻止癌症在器官中扩散，可能由于施加化学治疗剂而已经危及器官的功能。由于肝脏中的血管收缩，所以手术通常伴有大量失血，需要输入大量血液。一旦在肝脏中开始出血，便难以停止。氩气凝血器是已知的可用来尝试止血的装置的一个实例，此装置产生表面凝固。

WO 2008/044000公开了适于同时切割并封闭具有大量血管的组织（例如肝脏或脾脏）的手术切除设备。该设备包括与手术器械接合的微波辐射源，该手术器械具有与用于切割生物组织的刀片相连的天线，其中，天线布置为将微波能量可控地从源传递至刀片切入组织的区域。微波能量可使血液凝固，以有效地封堵切割区域处的血流。WO 2008/044000建议使用高微波频率（例如，10GHz或更高），由于辐射能量的有限穿透深度和使得小锋利刀片结构通过在能够切入组织以去除患病组织或癌组织的部分的同时能够沿着刀片的长度产生均匀的场而将能量有效地辐射至组织中以封堵血流的能力，其提供比使用已知的较低微波频率系统和射频（RF）系统更好的特殊优点。

还已经注意到，通过提前治疗来防止出血，即，治疗组织以在横切之前封闭血管。在一种已知的装置中，将两行发出RF能量的针插入肝组织中，以执行嵌入封闭。理想地，RF能量足以在肝脏的整个厚度中封闭组织。因此，有效地切断对正在被横切的区域的供血。当接下来用刀片切入组织时，不出血。