[发明专利]电外科切除器工具

说明书

各种实施方案提供了一种电外科切除器工具，所述电外科切除器工具包括：能量输送结构，所述能量输送结构用于传送射频(RF)电磁(EM)能量和微波EM能量，所述能量输送结构包括同轴传输线，所述同轴传输线具有通过介电材料与外导体分隔开的内导体；以及器械尖端，所述器械尖端安装在所述能量输送结构的远端处。所述器械尖端包括第一钳口和第二钳口。所述第二钳口能够相对于所述第一钳口在闭合位置与打开位置之间移动，在所述闭合位置中，所述第一钳口与所述第二钳口彼此并靠在一起，在所述打开位置中，所述第二钳口与所述第一钳口间隔开一定间隙以用于接收生物组织。所述第一钳口包括彼此电隔离的第一对电极。所述第二钳口包括彼此电隔离的第二对电极。所述第一对电极耦合到所述能量输送结构，使得所述第一对电极能够作为用于递送由所述能量输送结构传送的RF EM能量的有源电极和返回电极来操作。所述第二对电极耦合到所述能量输送结构，使得所述第二对电极能够作为用于递送由所述能量输送结构传送的RF EM能量的有源电极和返回电极来操作。所述第一对电极和所述第二对电极能够作为用于发射由所述能量输送结构传送的微波EM能量的微波场发射结构来操作。

发明领域

本发明涉及一种用于切割生物组织、使生物组织凝结和消融的电外科切除器工具。具体来说，本发明涉及一种能够递送射频(RF)能量和/或微波频率能量以用于切割生物组织、止血(即通过促进血液凝结来封闭破裂的血管)和组织消融的电外科切除器工具。

发明背景

外科手术切除是一种从人类或动物体内移除器官部段的手段。所述器官可能是血管密集的。当切割(即分割或横切)组织时，小血管可能会受损或破裂。最初的出血之后是凝血级联，其中血液变为凝块以试图堵住出血。在手术期间，期望患者尽可能少地失血，因此已开发出各种装置以试图提供不出血的切割。就内窥镜检查程序来说，由于血流可能遮挡操作者的视线，因此发生出血而且无法便利地处置也是不期望的。

代替锋利的刀片，已知可使用RF能量来切割生物组织。使用RF能量进行切割的方法使用以下原理来操作：当电流通过组织基质(在离子细胞内容物的辅助下)时，整个组织上对电子流的阻抗会产生热量。当对组织基质施加纯正弦波时，会在细胞内产生足够的热量以蒸发组织的水分。因此，细胞内部压力大幅地升高，细胞膜无法控制所述细胞内部压力，从而导致细胞破裂。当这种情况大面积地发生时，可看到组织被横切。以上程序在无脂肪组织中效果良好，但在脂肪组织中则效率低下，因为有助于电子传递的离子成分变少了。这意味着蒸发细胞的内容物所需的能量更大，因为蒸发脂肪的潜热远大于蒸发水的潜热。

RF凝结通过以下方式来操作：对组织施加效率较低的波形，由此代替蒸发，细胞内容物被加热到约65℃，从而通过脱水而使组织变干并且使血管壁中的蛋白质变性。这种变性充当对凝血级联的刺激，因此增强结块。同时，壁中的胶原变性，从而从杆状分子变为盘绕状分子，使血管收缩并且大小减小，为结块给出了锚定点并且要堵住的区域变小。然而，当存在脂肪组织时，由于电效应减弱，因此RF凝结效率低下。因此可能很难封闭脂肪出血点。组织具有变黑的烧焦外观，而不具有干净的白色边缘。

使用微波电磁(EM)能量进行组织消融是基于生物组织大部分由水构成的事实。人类软器官组织的水含量通常在70％与80％之间。水分子具有永久电偶极矩，这意味着整个分子中存在电荷不平衡。这种电荷不平衡使得分子响应于由施加时变电场产生的力而移动，因为分子会旋转来将其电偶极矩与施加场的极性对准。在微波频率下，快速的分子振荡会导致摩擦加热，以及随之而来的场能量呈热量形式的耗散。这被称为介电加热。微波消融疗法中利用了这个原理，其中靶组织中的水分子因在微波频率下施加局部电磁场而被迅速地加热，从而导致组织凝结和细胞死亡。

发明内容

最一般地，本发明提供了一种电外科切除器工具，所述电外科切除器工具具有提供多种操作模式的能量递送结构，所述多种操作模式使用射频(RF)电磁能量和/或微波EM能量来促成生物组织切割和封闭。特别地，本发明涉及足够紧凑以使得工具能够穿过外科检视装置(诸如内窥镜、胃镜或支气管镜)的器械通道进行插入的组合式致动和能量递送机构。所述装置还可用于执行腹腔镜检查或开腹手术，即在腹腔打开的情况下对肝叶进行无血切除。