[发明专利]电外科设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种电外科设备(electrosurgical apparatus)，其中，射频能量和微波频率能量用于处理生物组织。具体地，本发明涉及能够生成用于切割组织的射频(RF)能量以及用于止血的微波频率能量(即，通过促进血液凝固来密封破裂的血管)的外科设备。

背景技术

外科切除是一种从人类或动物的身体内去除器官部分的装置。这种器官会具有大量的血管。在切割(分割或横切)组织时，使被称为小动脉的小血管损坏或破裂。在最初的出血之后是凝血级联(coagulation cascade)，其中，在试图堵塞出血点时，血液转化成凝块。在手术期间，期望地是使患者尽可能较少地失血，因此，在试图提供无血切割时，研制了各种装置。对于内窥镜术，还不期望地的是，发生出血并且未尽快地或者通过有利的方式处理，这是因为血流可以使操作人员的视力模糊，这会造成需要停止该处理，并且使用另一种方法来代替，例如，开放手术。

众所周知的是使用射频(RF)能量来切割生物组织来代替锋利的刀片。使用RF能量切割的方法使用以下原理来操作：在电流穿过组织基质(借助于细胞的离子含量)时，对电子在组织之上的流动的阻抗生成热量。在将纯正弦波应用于组织基质中时，在细胞内生成足够的热量来蒸发组织的水含量。因此，细胞的内部压力大幅上升，而不能受到细胞膜的控制，这造成细胞破裂。在大范围内发生这种情况时可以看出组织被横切。

在以上原理很好地应用于瘠瘦组织中时，在脂肪组织中却不太有效，这是因为具有更少的离子成分来帮助电子通过。这表示在脂肪气化的潜伏热远远大于水的潜伏热时，蒸发细胞的含量所需要的能量大得多。

通过将不太有效的波形应用于组织中而使RF凝固起作用，据此，将细胞内含物加热到大约65℃而非汽化。这通过脱水来使组织变干并且还在血管壁以及构成细胞壁的胶原质内使蛋白质变性。使蛋白质变性起到对凝血级联的刺激作用，因此增强了凝血效应。同时，在壁部内的胶原质变性并且从杆状分子变成线圈，这促使血管收缩并且减小尺寸来为凝块提供锚固点并且堵塞更小的区域。

然而，由于电效应减少，故在具有脂肪组织时RF凝固不太有效。因此，可能非常难以密封肥胖的出血者。组织具有变黑的烧伤外观，没有干净的白色边缘。

实际上，RF装置可使用波形进行操作，具有在切割与凝固输出之间的媒介波峰因素。

GB 2 486 343公开了一种用于电外科设备的控制系统，其中，基于传输给探针的RF能量的采样电压和电流信息以及针对传输给探针并且从探针中传输的微波能量的所采样的正向和反射的功率信息来设置传输给探针的RF能量和微波能量的能量传输剖面(profile)。

图1示出了在GB 2 486 343中提出的电外科设备400的示意图。该设备包括RF信道和微波信道。RF信道包含用于以适合于处理(例如，切割或脱水)生物组织的功率电平来生成和控制RF频率电磁信号的部件。微波信道包含用于以适合于处理(例如，凝结或切除)生物组织的功率电平来生成和控制微波频率电磁信号的部件。

微波信道具有微波频率源402，随后有功率分配器424(例如，3dB的功率分配器)，该功率分配器将源402的信号分成两个分支。来自功率分配器424的一个分支形成微波信道，该微波信道具有：功率控制模块，包括由控制器406通过控制信号V₁₀控制的可变衰减器404以及由控制器406通过控制信号V₁₁控制的信号调制器408；以及放大器模块，包括驱动放大器410和功率放大器412，用于生成正向微波EM辐射，用于通过适合于处理的功率电平从探针420中传输。在放大器模块之后，微波信道接下来具有微波信号耦合模块(形成微波信号检测器的一部分)，该微波信号耦合模块包括：循环器416，该循环器连接为沿着其第一端口与第二端口之间的路径将微波EM能量从源极传输给探针；处于循环器416的第一端口处的正向耦合器414；以及处于循环器416的第三端口处的反射耦合器418。在穿过反射耦合器之后，在功率突降负载422中吸收来自第三端口的微波EM能量。微波信号耦合模块还包括开关415，控制器406通过控制信号V₁₂操作该开关，用于将正向耦合信号或反射耦合信号连接至用于检测的外差式接收机(heterodyne receiver)。