[发明专利]微波消融生成器控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于执行医学手术的系统、设备和方法，其中所述系统、设备和方法包括与输送给微波能量输送设备的手柄的微波能量相关的至少一个参数的测量。

背景技术

在微波消融手术中，微波能量输送系统(例如，包括生成器、微波能量输送设备、配置为从生成器向设备手柄输送微波能量信号的波导以及天线的系统)的电气性能在消融治疗的整个过程当中变化。性能的变化可能是由于输送设备的变化、组织属性的变化或者输送路径的变化。观察指示这些变化的参数的能力提供了对微波能量输送的更好控制。

例如，测量天线阻抗是用于确定天线性能和/或天线属性中变化的常见方法。微波系统通常设计成特性阻抗，诸如像50欧姆，其中生成器、输送系统、消融设备和组织的阻抗大约等于该特性阻抗。当系统任一部分的阻抗变化时，能量输送的效率降低。

对于低频RF系统，通过利用众所周知的算法在已知的电压测量所输送的电流并且计算组织阻抗，阻抗可以很容易地确定。在微波频率获得组织阻抗的准确测量更难，因为电路在微波频率有不同的表现。例如，不像RF系统中的电极，微波系统中的天线不把电流传导到组织。此外，微波系统中的其它部件可以发送或辐射能量，就像天线，或者部件可以把能量反射回生成器中。因此，难以确定由微波生成器生成的能量中百分之多少实际输送到组织，并且用于组织阻抗的常规算法通常不准确。

因此，测量阻抗的其它方法通常在微波系统中使用。一种众所周 知的方法是利用正向和反向功率的测量的间接方法。虽然这是一种一般而言可以被接受的方法，但是这种方法也被证明是不准确的，因为该方法未能解决部件损耗并且依赖于间接测量，诸如像来自定向耦合器的正向和反向功率测量，来计算阻抗。此外，这种方法不提供与相位相关的信息，而这是对确定天线阻抗至关重要的一个成分。

本公开内容描述了一种微波能量输送系统，该系统包括配置为测量与输送到微波能量输送设备的手柄的能量相关的至少一个参数的微波能量输送设备。

发明内容

本公开内容涉及用于执行医学手术的微波能量输送和测量系统，包括微波生成器和微波能量输送设备。在本发明的一方面，微波能量输送和测量系统包括用于微波能量信号输送的微波生成器和配置为接收微波能量信号的微波能量输送设备。微波生成器包括配置为控制微波能量信号以预定微波频率的生成和输送并且配置为从微波能量输送设备接收与微波能量信号相关的一个或多个测量信号的处理单元。微波生成器还包括配置为在微波生成器生成与微波能量信号的正向功率和/或反向功率相关的一个或多个生成器测量信号并把其提供给处理单元的定向耦合器。微波能量输送设备包括外罩、耦合到外罩并且配置为接收微波能量信号并在预定微波频率共振的微波天线、远端RF传感器和远端感测接口。远端RF传感器位于外罩中、耦合到微波天线并且配置为生成并提供一个或多个远端测量信号。远端感测接口耦合在微波生成器的处理单元和远端RF传感器之间。远端感测接口配置为从远端RF传感器接收一个或多个远端测量信号并且向处理单元提供远端测量信号。

在本公开内容的其它方面，远端RF传感器可以包括远端定向耦合器。另外，来自远端感测接口的远端测量信号可以关于在远端定向耦合器的微波能量信号的正向功率和/或反向功率。

在本公开内容的其它方面，远端感测接口可以包括耦合在微波能 量输送设备和微波生成器之间的一个或多个导体，或者远端感测接口可以在微波能量输送设备和微波生成器之间生成无线连接。

在本公开内容的其它方面，处理单元可以配置为基于生成器测量信号和/或远端测量信号的属性来调整与微波能量信号相关的参数。处理单元可以包括配置为生成与生成器测量信号和远端测量信号的比较相关的比较器信号的比较器。生成器测量信号和/或远端测量信号可以关于正向功率和/或关于反向功率。

在本公开内容的其它方面，远端RF传感器可以包括远端定向耦合器和连接到远端定向耦合器的中频生成器。远端定向耦合器可以配置为以与微波能量信号相关的预定频率生成未经调节的(unconditioned)测量信号。连接到远端定向耦合器的中频生成器配置为混合每个未经调节的的测量信号与载波信号，由此生成与由远端定向耦合器生成的每个测量信号相关的中间测量信号。

在本公开内容的其它方面，中频生成器可以包括振荡器和功率混合器。振荡器可以配置为以载波信号频率生成载波信号。功率混合器可以配置为通过混合载波信号和由远端定向耦合器生成的未经调节的测量信号来生成中间测量信号。由远端RF传感器接口提供给微波生成器的远端测量信号可以包括由功率混合器生成的中间测量信号。