用于組織接觸的光學(xué)檢測的設(shè)備與方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容公開用于組織接觸的光學(xué)檢測的設(shè)備與方法。一種電外科系統(tǒng)，包括適于把能量導(dǎo)向組織的能量施加器、電外科發(fā)電源及表面接觸檢測設(shè)備。表面接觸檢測設(shè)備可操作地與能量施加器關(guān)聯(lián)。表面接觸檢測設(shè)備通信耦合到電外科發(fā)電源。表面接觸檢測設(shè)備包括：至少一個光發(fā)送器，生成光信號的；透鏡構(gòu)件，配置成當(dāng)該透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時反射由光發(fā)送器生成的光信號；及至少一個光接收器，接收透鏡構(gòu)件反射的光信號。電外科發(fā)電源適于在確定透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時把能量發(fā)送到能量施加器。
【專利說明】用于組織接觸的光學(xué)檢測的設(shè)備與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及用于執(zhí)行醫(yī)療手術(shù)的電外科系統(tǒng)與設(shè)備。本公開內(nèi)容還涉及與電外科設(shè)備聯(lián)合使用的檢測設(shè)備。更具體地說，本公開內(nèi)容涉及用于光學(xué)檢測電外科設(shè)備表面與組織的表面接觸的系統(tǒng)、設(shè)備與方法。本公開內(nèi)容還涉及包括具有介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)的電外科設(shè)備。本公開內(nèi)容還涉及包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)的電外科設(shè)備。本公開內(nèi)容還涉及利用這種設(shè)備把能量導(dǎo)向組織的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電外科器械廣泛地被外科醫(yī)生使用。電外科涉及在外科手術(shù)過程中應(yīng)用熱和/或電能來切割、解剖、消融、凝結(jié)、燒灼、封合或以其它方式治療生物組織。電外科一般是利用包括適于在電外科手術(shù)中把能量發(fā)送到組織位置的外科器械(例如，端部效應(yīng)器、消融探針或電極)的手柄、可操作輸出能量的電外科發(fā)電機(electrosurgical generator)和把外科器械操作性連接到發(fā)電機的電纜組件執(zhí)行的。
[0003]某些疾病的治療需要破壞惡性組織的生長，例如腫瘤。電磁輻射可以用于加熱并殺死腫瘤細(xì)胞。治療可以涉及把消融探針插入已經(jīng)識別出癌性腫瘤的組織。一旦探針定位好了，電磁能量就通過探針傳遞到周圍組織中。
[0004]在對例如癌癥的疾病的治療中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些類型的腫瘤細(xì)胞在稍低于通常對健康細(xì)胞有害的溫度的升高的溫度下變性。已知的治療方法，例如發(fā)熱療法，把患病的細(xì)胞加熱至高于41°C的溫度，同時保持相鄰的健康細(xì)胞低于發(fā)生不可逆細(xì)胞破壞的溫度。這些方法涉及應(yīng)用電磁輻射來加熱、消融和/或凝結(jié)組織。微波能量有時候用于執(zhí)行這些方法。利用電磁輻射加熱組織的其它手術(shù)還包括組織的凝結(jié)、切割和/或消融。
[0005]已經(jīng)為多種用途和應(yīng)用開發(fā)出了利用電磁輻射的電外科設(shè)備。有多種設(shè)備可以用于短時間提供高能量爆發(fā)，以便對各種組織實現(xiàn)切割和凝結(jié)效果。有多種不同類型的裝置可以用于執(zhí)行消融手術(shù)。一般來說，用在消融手術(shù)中的微波裝置包括充當(dāng)能量源的微波發(fā)生器及具有用于把能量導(dǎo)向目標(biāo)組織的天線組件的微波外科器械(例如，微波消融探針)。微波發(fā)生器和外科器械一般通過具有多個導(dǎo)體的電纜組件操作耦合，用于把微波能量從發(fā)生器發(fā)送到器械，并且用于在器械與發(fā)生器之間傳送控制、反饋和識別信號。
[0006]有幾種類型的微波探針可以用在組織消融應(yīng)用中，例如，單極、雙極和螺旋形。微波傳輸線路一般包括薄的內(nèi)部導(dǎo)體，其中薄的內(nèi)部導(dǎo)體沿著傳輸線路的縱軸延伸并且被介電材料包圍并且在介電材料周圍被外部導(dǎo)體進(jìn)一步包圍，使得外部導(dǎo)體也沿傳輸線路的軸延伸。
[0007]生物組織的介電屬性是體內(nèi)電磁能量耗散的決定性因素。組織阻抗在組織類型之間會廣泛變化而且會根據(jù)包圍組織的液體的質(zhì)量與數(shù)量而變。為了組織消融目的，需要使微波傳輸線路的阻抗與組織的阻抗匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面,提供了一種電外科設(shè)備。該電外科設(shè)備包括表面接觸檢測設(shè)備，該表面接觸檢測設(shè)備包括透鏡構(gòu)件、生成光信號的一個或多個光發(fā)送器及接收由透鏡構(gòu)件反射的光信號的一個或多個光接收器。透鏡構(gòu)件適于在該透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時允許一個或多個光發(fā)送器和一個或多個光接收器通信。
[0009]根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，提供了一種電外科系統(tǒng)。該電外科系統(tǒng)包括適于把能量導(dǎo)向組織的能量施加器、電外科發(fā)電源和表面接觸檢測設(shè)備。表面接觸檢測設(shè)備與能量施加器可操作地關(guān)聯(lián)。表面接觸檢測設(shè)備可通信地耦合到電外科發(fā)電源。表面接觸檢測設(shè)備包括:至少一個或多個光發(fā)送器，生成光信號；透鏡構(gòu)件，配置成當(dāng)該透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時反射由一個或多個光發(fā)送器生成的光信號；及一個或多個光接收器，接收由透鏡構(gòu)件反射的光信號。電外科發(fā)電源適于在確定透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時把能量發(fā)送到能量施加器。
[0010]與電外科發(fā)電源關(guān)聯(lián)的一個或多個工作參數(shù)可以基于從表面接觸檢測設(shè)備接收到的電信號來控制。
[0011]在任何一方面，透鏡構(gòu)件都配置成當(dāng)該透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時反射由一個或多個光發(fā)送器生成的光信號。
[0012]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，提供了一種電外科設(shè)備。該電外科設(shè)備包括適于把能量導(dǎo)向組織的能量施加器。能量施加器包括天線組件。天線組件包括波導(dǎo)。波導(dǎo)包括開口端與在其中限定腔體的導(dǎo)電壁。腔體布置成與開口端相通。包括多個介電層的第一介電結(jié)構(gòu)至少部分地位于該腔體中。第二介電結(jié)構(gòu)布置成遠(yuǎn)離波導(dǎo)壁的遠(yuǎn)端并且耦合到第一介電結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端。至少部分地位于腔體中的第一介電結(jié)構(gòu)的一個或多個介電層適于可以從波導(dǎo)除去。
[0013]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，提供了一種電外科系統(tǒng)。該電外科系統(tǒng)包括適于把能量導(dǎo)向組織的能量施加器、電外科發(fā)電源和與能量施加器可操作地關(guān)聯(lián)的表面接觸檢測設(shè)備。能量施加器包括天線組件，該天線組件包括波導(dǎo)，該波導(dǎo)又包括開口端與在其中限定腔體的導(dǎo)電壁。腔體布置成·與開口端相通。能量施加器進(jìn)一步包括介電結(jié)構(gòu)，該介電結(jié)構(gòu)包括多個介電層。該介電結(jié)構(gòu)至少部分地位于該腔體中。表面接觸檢測設(shè)備可通信地耦合到電外科發(fā)電源。表面接觸檢測設(shè)備包括:一個或多個光發(fā)送器，生成光信號；透鏡構(gòu)件，配置成當(dāng)該透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時反射由一個或多個光發(fā)送器生成的光信號，及一個或多個光接收器，接收由透鏡構(gòu)件反射的光信號。電外科發(fā)電源適于基于確定由一個或多個光發(fā)送器生成的光信號導(dǎo)致在一個或多個光接收器接收的反射光信號，把能量發(fā)送到能量施加器。
[0014]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，提供了一種把能量導(dǎo)向組織的方法。該方法包括定位能量施加器以便把能量輸送到目標(biāo)組織的初始步驟。能量施加器具有表面接觸檢測設(shè)備，該檢測設(shè)備包括一個或多個光發(fā)送器和一個或多個光接收器。能量施加器與電外科發(fā)電源可操作地關(guān)聯(lián)。該方法還包括以下步驟:基于確定由一個或多個光發(fā)送器生成的光信號是否導(dǎo)致在一個或多個光接收器接收的反射光信號來確定能量施加器的輻射部分是否布置成與目標(biāo)組織接觸，并且，如果確定能量施加器的輻射部分布置成與組織接觸，則通過該輻射部分把能量從電外科發(fā)電源發(fā)送到目標(biāo)組織。
[0015]該方法可以進(jìn)一步包括確定是否利用表面接觸檢測設(shè)備發(fā)送指示報警條件的電信號的步驟。確定是否發(fā)送指示報警條件的電信號可以進(jìn)一步包括基于確定由所述至少一個光發(fā)送器生成的光信號是否導(dǎo)致在所述至少一個光接收器接收的反射光信號來監(jiān)視能量施加器的輻射部分是否布置成與目標(biāo)組織接觸的步驟。確定是否發(fā)送指示報警條件的電信號可以進(jìn)一步包括，如果確定由所述至少一個光發(fā)送器生成的光信號不導(dǎo)致在所述至少一個光接收器接收的反射光信號，則停止能量從電外科發(fā)電源通過輻射部分輸送到目標(biāo)組織的步驟。
[0016]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，提供了一種把能量導(dǎo)向組織的方法。該方法包括定位能量施加器以便把能量輸送到目標(biāo)組織的初始步驟。能量施加器具有表面接觸檢測設(shè)備。能量施加器與電外科發(fā)電源可操作地關(guān)聯(lián)。該方法還包括以下步驟:把能量從電外科發(fā)電源通過能量施加器發(fā)送到目標(biāo)組織，基于確定由與能量施加器關(guān)聯(lián)的表面接觸檢測設(shè)備的一個或多個光發(fā)送器生成的光信號是否導(dǎo)致在表面接觸檢測設(shè)備的一個或多個光接收器接收的反射光信號來監(jiān)視能量施加器的輻射部分是否布置成與目標(biāo)組織接觸，以及，如果確定由該一個或多個光發(fā)送器生成的光信號不導(dǎo)致在該一個或多個光接收器接收的反射光信號，則停止從電外科發(fā)電源通過輻射部分輸送能量到目標(biāo)組織。
[0017]在任何一方面，一個或多個光接收器可以是光電二極管。在任何一方面，一個或多個光發(fā)送器可以是發(fā)光二極管(LED )。
[0018]電磁能量通常通過增加的能量或減小的波長分類為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽瑪射線。如在本描述中所使用的，“微波”通常指在300兆赫茲(MHz)(3X IO8周期/秒)到300千兆赫茲(GHz) (3X IO11周期/秒)頻率范圍內(nèi)的電磁波。如在本描述中所使用的，“消融手術(shù)”通常指任何消融手術(shù)，例如微波消融、射頻(RF)消融或者微波消融輔助的切除。如在本描述中所使用的，“能量施加器”通常指可以用于把來自發(fā)電源的能量輸送到組織的任何設(shè)備，發(fā)電源例如是微波或RF電外科發(fā)電機。
[0019]如在本描述中所使用的，“傳輸線路”通常指可以用于把信號從一個點傳播到另一個點的傳輸介質(zhì)。傳輸線路可以是例如電線、雙線線路、同軸線和/或波導(dǎo)。例如微帶線、共面波導(dǎo)、帶狀線(stripline)或同軸的傳輸線路也可以被認(rèn)為是波導(dǎo)。如在本描述中所使用的，“波導(dǎo)”通常指在其端點之間傳送電磁波的任何線性結(jié)構(gòu)。
[0020]如在本描述中所使用的，“長度”可以指電氣長度或者物理長度。一般來說，電氣長度是以在介質(zhì)中傳播的信號波長為單位的傳輸介質(zhì)長度的表述。電氣長度通常以波長、弧度或度為單位表述。例如，電氣長度可以表述為在傳輸介質(zhì)中傳播的電磁波或電信號波長的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)倍數(shù)。波長可以按弧度表述或者按角度測量的人工單位，例如度，表述。傳輸介質(zhì)的電氣長度可以表述為其物理長度乘以(a)電或電磁信號通過介質(zhì)的傳播時間與(b)電磁波在自由空間中經(jīng)等于介質(zhì)物理長度的距離的傳播時間之比。一般來說，電氣長度與物理長度不同。通過添加適當(dāng)?shù)碾娍乖?電容性的或者電感性的)，可以使電氣長度顯著地比物理長度短或者長。
[0021]如在本描述中所使用的，“開關(guān)”通常指任何電致動器、機械致動器、機電致動器(可旋轉(zhuǎn)的致動器、可樞轉(zhuǎn)的致動器、撥動致動器、按鈕等等)、光致動器或者通常滿足連接和斷開電子設(shè)備或者其組成部分，器械、裝備、傳輸線路或到其的連接與附屬物、或者軟件的目的的任何合適設(shè)備，。
[0022]光可以被認(rèn)為是以直線行進(jìn)(除重力與電磁影響之外)直到被反射或折射的電磁波。當(dāng)光波遇到不吸收輻射能量并且把光波彈離該表面的表面或其它邊界時，光的反射發(fā)生。通常，進(jìn)入的光波被稱為入射(原始)波，而被彈離表面的波被稱為反射波。如在本描述中所使用的，“反射系數(shù)”通常指在反射點反射波與入射波之比。當(dāng)光波從具有一個給定折射系數(shù)的介質(zhì)行進(jìn)到具有另一個折射系數(shù)的介質(zhì)時，光的折射發(fā)生。如在本描述中所使用的，“折射”通常指由于其速度的變化而造成的波方向的變化，就像在波從一種介質(zhì)通到另一種介質(zhì)時所發(fā)生的。如在本描述中所使用的，“折射系數(shù)”通常指，與真空或空氣中的光速相比，光速在一種介質(zhì)中減少了多少的測量。
[0023]如在本描述中所使用的，“光源”通常指所有的發(fā)光源，包括光致發(fā)光源、熒光源、磷光源、激光、例如電致發(fā)光燈的電致發(fā)光源，及發(fā)光二極管。如在本描述中所使用的，“發(fā)光二極管”通常指能夠接收電信號并且響應(yīng)該信號產(chǎn)生一種顏色的光的任何系統(tǒng)。因而，如在此所使用的，“發(fā)光二極管”包括所有類型的發(fā)光二極管(LED)，包括白LED、紅外線LED、紫外線LED、可見顏色LED、發(fā)光聚合物、響應(yīng)電流而產(chǎn)生光的半導(dǎo)體管芯、有機LED、電致發(fā)光條、發(fā)射光的基于硅的結(jié)構(gòu)，及其它此類系統(tǒng)。如在本描述中所使用的，“顏色”通常指可見光頻譜內(nèi)、該頻譜的紅外線和紫外線區(qū)域及發(fā)光源可以生成輻射的其它電磁頻譜區(qū)域中的任何電磁輻射頻率，或者不同頻率的組合。
[0024]如在本描述中所使用的，“光接收器”通常指把進(jìn)入的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的設(shè)備。光接收器可以包括形式為檢測器的換能器，該檢測器可以是光電二極管或者其它設(shè)備。如在本描述中所使用的，“光發(fā)送器”通常指輸出光信號的設(shè)備，包括把電信號轉(zhuǎn)換成光信號的設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]當(dāng)參考附圖閱讀對其各種實施例的描述時，用于光學(xué)檢測電外科設(shè)備與組織的表面接觸的目前公開的 系統(tǒng)、設(shè)備與方法及目前公開的包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)的電外科設(shè)備的目標(biāo)與特征將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得明顯，其中:
[0026]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的包括設(shè)有表面接觸檢測設(shè)備的能量施加器的電外科系統(tǒng)的不意圖；
[0027]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的其部件分解的圖1所示能量施加器與表面接觸檢測設(shè)備的一個實施例的放大的橫截面視圖；
[0028]圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的在圖2的表面接觸檢測設(shè)備耦合到其遠(yuǎn)端部分的配置中的組裝好的圖2的能量施加器的放大的橫截面視圖；
[0029]圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的其部件分解的圖1所示能量施加器與表面接觸檢測設(shè)備的另一個實施例的放大的橫截面視圖；
[0030]圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的在圖4的表面接觸檢測設(shè)備耦合到其遠(yuǎn)端部分的配置中示出的組裝好的圖4的能量施加器的放大的橫截面視圖；
[0031]圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的圖1所示表面接觸檢測設(shè)備的放大的橫截面視圖；
[0032]圖7是沿圖6剖面線1-1取得的放大的橫截面視圖；
[0033]圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的能量施加器的一部分與耦合到其的表面接觸檢測設(shè)備的放大的透視圖；[0034]圖9是根據(jù)本公開內(nèi)容另一實施例的能量施加器的一部分與耦合到其的表面接觸檢測設(shè)備的放大的透視圖；
[0035]圖10是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的由能量施加器,例如圖1的能量施加器,輸送到組織中的電磁能量的輻射方向圖的圖示表示；
[0036]圖1lA是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的在其中透鏡構(gòu)件關(guān)于組織隔開布置的第一配置中示出的例如圖8的表面接觸檢測設(shè)備之類的表面接觸檢測設(shè)備的一部分的放大示意圖，其中光發(fā)送器和光接收器不通信；
[0037]圖1lB是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的在其中透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸的第二配置中示出的例如圖8的表面接觸檢測設(shè)備之類的表面接觸檢測設(shè)備的一部分的放大示意圖，其中光發(fā)送器和光接收器通信；
[0038]圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的被示出定位成向組織輸送能量的例如圖1的能量施加器之類的能量施加器的放大透視圖；
[0039]圖13是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的示出透鏡構(gòu)件的第一部分布置為與組織接觸并且與該第一部分關(guān)聯(lián)的光發(fā)送器與光接收器通信的表面接觸檢測設(shè)備一部分的示意圖；
[0040]圖14是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的其部件分解的、利用圖8的表面接觸檢測設(shè)備示出的、包括天線組 件的能量施加器的示意圖，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)；
[0041]圖15是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的其部件分解的、利用圖8的表面接觸檢測設(shè)備示出的、包括天線組件的能量施加器的另一實施例的示意圖，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)；
[0042]圖16是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的其部件分解的、利用圖8的表面接觸檢測設(shè)備示出的、包括天線組件的能量施加器的又一實施例的示意圖，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)；
[0043]圖17是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的其部件分解的、利用圖8的表面接觸檢測設(shè)備示出的、包括天線組件的能量施加器的又一實施例的示意圖，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)；
[0044]圖18是根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的其部件分解的、包括天線組件的能量施加器的還有又一實施例的示意圖，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)；
[0045]圖19是說明根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的把能量導(dǎo)向組織的方法的流程圖；
[0046]圖20是說明根據(jù)本公開內(nèi)容的圖19中示出的方法中的確定是否發(fā)送指示報警條件的電信號的步驟的一個實施例的流程圖；及
[0047]圖21是說明根據(jù)本公開內(nèi)容另一實施例的把能量導(dǎo)向組織的方法的流程圖。具體實施例
[0048]在下文中，參考附圖描述用于光學(xué)檢測電外科設(shè)備與組織的表面接觸的目前公開系統(tǒng)、設(shè)備和方法的實施例及包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)的目前公開電外科設(shè)備的實施例。貫穿附圖的描述，相同的標(biāo)號可以指相似或完全相同的元件。如圖中所示并且如在本描述中所使用的，并且如在指對象上的相對定位時按照慣例地，術(shù)語“近端的”指設(shè)備更接近用戶的那部分或者其組成部分，而術(shù)語“遠(yuǎn)端的”指設(shè)備離用戶更遠(yuǎn)的那部分或者其組成部分。
[0049]本描述可以使用短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“在有些實施例中”或者“在其它實施例中”，這些短語中的每一個都可以指根據(jù)本公開內(nèi)容的相同或不同實施例中的一個或多個。
[0050]本公開內(nèi)容的各種實施例提供了用于治療組織的電外科設(shè)備。本公開內(nèi)容的各種實施例提供了用于光學(xué)檢測電外科設(shè)備表面與組織之間的表面到表面接觸的系統(tǒng)、設(shè)備與方法。實施例可以利用微波頻率或其它頻率的電磁輻射實現(xiàn)。根據(jù)各種實施例，包括能量施加器的電外科系統(tǒng)配置成在大約300MHz與大約IOGHz之間工作，其中能量施加器包括表面接觸檢測設(shè)備。
[0051]目前公開的包括能量施加器的電外科系統(tǒng)的各種實施例適于微波消融并且適用于為了微波消融輔助的手術(shù)切除而預(yù)凝結(jié)組織，其中能量施加器具有表面接觸檢測設(shè)備。 [0052]圖1示出了包括能量施加器100的電外科系統(tǒng)(總體上示為10)。能量施加器100包括天線組件(在圖2和3中總體上示為280)及包括外罩151的手柄構(gòu)件150，其中天線組件在本描述中隨后更具體地描述。可以提供傳輸線路15，把能量施加器100電耦合到電外科發(fā)電源28，例如，微波或射頻(RF)電外科發(fā)電機。在有些實施例中，如圖1中所示,能量施加器100經(jīng)傳輸線路15耦合到連接器16，該連接器16進(jìn)一步可操作把能量施加器100連接到電外科發(fā)電源28。發(fā)電源28可以是適于供電外科設(shè)備使用的任何發(fā)電機而且可以配置成提供各種頻率的能量。
[0053]在有些實施例中，能量施加器100可以配置成可以與表面接觸檢測設(shè)備(例如，圖
2、3、6和7中所示的表面接觸檢測設(shè)備130，圖8中所示的表面接觸檢測設(shè)備830，及圖9中所示的表面接觸檢測設(shè)備930)耦合。表面接觸檢測設(shè)備130可以包括一個或多個連接器部分(未示出)，這些連接器部分具有一個或多個適于與手柄構(gòu)件150的某些電路系統(tǒng)進(jìn)行電連接的電連接器或端子。
[0054]在圖2和3中更具體地示出根據(jù)本公開內(nèi)容的例如能量施加器100之類的能量施加器的一個實施例。但是，將理解，其它能量施加器實施例(例如，圖4和5中所不的能量施加器400，分別在圖14、15、16、17和18中所示的能量施加器1400、1500、1600、1700和1800)也可以使用。
[0055]外罩151包括適于被用戶握住而且可以由任何合適材料，例如陶瓷或聚合物材料，構(gòu)成的把手部分153。把手部分153可以具有任何合適的形狀而且可以具有人機工程表面，該表面配置成在器械操作過程中被用戶的手舒適地握住。在有些實施例中，能量施加器100可以適于是可重用的設(shè)備。耐高壓加熱的材料可以用于構(gòu)成外罩151和/或能量施加器100的其它組成部分，以便提供可消毒的設(shè)備。
[0056]能量施加器100可以包括與外罩151關(guān)聯(lián)的用戶接口 160。在有些實施例中，如圖
1、2和4中所示，用戶接口 160布置在手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端159附近。用戶接口 160可以包括一個或多個控制161，這些控制可以包括但不限于開關(guān)(例如，按鈕開關(guān)、撥動開關(guān)、滑動開關(guān))和/或持續(xù)致動器(例如，旋轉(zhuǎn)或線性電位計、旋轉(zhuǎn)或線性編碼器)，而且可以具有期望的人機工程形式。例如，依賴于特定的目的和/或為了實現(xiàn)期望的手術(shù)結(jié)果，用戶接口 160可以適于使用戶能夠選擇性地配置與設(shè)備或者其組成部分關(guān)聯(lián)的一個或多個工作參數(shù)。用戶接口 160可以包括適于提供音頻和/或其它可感知的感官警報的指示器單元(未示出)。應(yīng)當(dāng)理解，用戶接口 160可以布置在外罩151上別的位置。
[0057]基于由用戶接口 160生成的一個或多個電信號，控制器(未示出)和/或其它電路系統(tǒng)(未示出)可以調(diào)整與發(fā)電源28關(guān)聯(lián)的一個或多個工作參數(shù)和/或執(zhí)行其它控制功能、報警功能或者與其關(guān)聯(lián)的其它功能。控制器可以布置在發(fā)電源28中，或者位于能量施加器100的手柄構(gòu)件150。控制器可以是獨立的單元。與發(fā)電源28關(guān)聯(lián)的、可以被調(diào)整的工作參數(shù)的一些例子包括溫度、阻抗、功率、電流、電壓、工作模式和電磁能量施加的持續(xù)時間。
[0058]在有些實施例中，外罩151是由兩個外罩半塊(未不出)形成的。外罩151的每個半塊都可以包括配置成與對應(yīng)的一連串機械接口(未示出)配對嚙合的一連串機械接口部件(未示出)，以便關(guān)于能量施加器100的內(nèi)部部件和組件對準(zhǔn)兩個半個的外罩。預(yù)期外罩半塊(及本文所述的其它部件)可以借助定位銷、像撳鈕的接口、榫槽接口、鎖定調(diào)整片、粘合劑端口等組裝到一起，為了組裝，這些可以單獨地或者組合使用。
[0059]在有些實施例中，如圖1-5中所不，外罩151包括頸部156,例如位于手柄構(gòu)件150的近端157。頸部156限定從其通過的孔，該孔配置成在其中接納傳輸線路15的一部分，而且可以由任何合適的材料構(gòu)成。頸部156可以由剛性材料形成和/或利用合適的剛性材料從結(jié)構(gòu)上加強，例如，以便增強天線組件280與傳輸線路15之間的連接的可靠性。頸部156的形狀與尺寸可以與圖1-5中所繪出的配置不同。
[0060]外罩151可以適于在用戶接口 160,或者其組成部分(例如,一個或多個控制161),和一個或多個導(dǎo)體之間提供各種配置的電連接，用于在能量施加器100和發(fā)電源28之間傳送控制、反饋和/或識別信號。還應(yīng)當(dāng)理解，圖2-5中所示的指示能量施加器100各種部件之間的電連接(例如，電導(dǎo)體)的虛線僅僅是電連接的說明性和非限制性例子，而且本公開內(nèi)容的醫(yī)療設(shè)備實施例可以使用許多不同的電連接配置，有些具有比圖2-5中所繪出的更少或者額外的電連接。在有些實施例中，電纜捆束(cable harness)等可以布置在手柄構(gòu)件150中，例如，以便允許檢測 設(shè)備130與用戶接口 160，或者其組成部分(例如，一個或多個控制161)，之間的通信，而且可以經(jīng)例如布置在傳輸線路15中的電纜束(cable bundle)耦合到發(fā)電源28。
[0061]傳輸線路15包括內(nèi)部導(dǎo)體210和外部導(dǎo)體260,而且可以包括隔開內(nèi)部導(dǎo)體210與外部導(dǎo)體260的介電材料240。在有些實施例中，內(nèi)部導(dǎo)體210是由第一導(dǎo)電材料(例如，不銹鋼)形成的，而外部導(dǎo)體260是由第二導(dǎo)電材料(例如，銅)形成的。內(nèi)部導(dǎo)體210和外部導(dǎo)體260可以由任何合適的導(dǎo)電材料形成。傳輸線路15可以通過液體，例如鹽水或水，冷卻，以便改善功率處理。傳輸線路15可以附加地，或者替代地，提供導(dǎo)管(未示出)，該導(dǎo)管配置成從冷卻劑源48提供用于冷卻或緩沖能量施加器100的冷卻劑，例如，去離子水，或者其它合適的冷卻介質(zhì)。
[0062]如圖3所示，能量施加器100包括具有輻射部分112的天線組件280。參考圖2，天線組件280包括具有開口端283和波導(dǎo)饋送結(jié)構(gòu)282的波導(dǎo)285，該波導(dǎo)具有同軸線，例如，傳輸線路15中同軸線的遠(yuǎn)端部分。波導(dǎo)285包括通常為管狀的導(dǎo)電壁284，例如具有圓形或矩形橫截面，而且可以是中空的或者利用介電材料填充。在有些實施例中，波導(dǎo)285可以利用介電結(jié)構(gòu)，例如包括兩層或多層介電材料的堆，填充。
[0063]波導(dǎo)壁284在其中限定了腔體286，而且可以包括任何導(dǎo)電材料，例如像銅、不銹鋼、鈦、例如鎳-鈦和鈦-招-fL合金的鈦合金、招、招合金、碳化鶴合金，或者其組合。內(nèi)部導(dǎo)體210的部分211在腔體286中延伸。腔體286利用介電結(jié)構(gòu)(在圖2和3中總體上示為290)填充。在有些實施例中，內(nèi)部導(dǎo)體210可以在腔體壁上終止。如圖2中看到的，介電結(jié)構(gòu)290包括長度為“LI”的第一介電層291、長度為“L2”的第二介電層292和長度為“L3”的第三介電層293。內(nèi)部導(dǎo)體210可以分別在第一、第二或第三介電層291、292或293中的任何一個內(nèi)終止。介電結(jié)構(gòu)290 (下文中稱為第一介電結(jié)構(gòu)290)的介電層的數(shù)量、形狀與長度可以與圖2和3中所繪出的配置不同。
[0064]在有些實施例中，如圖2和3中所示，第一介電結(jié)構(gòu)290的一部分從波導(dǎo)285的開口端283向外延伸。在其它實施例中，第一介電結(jié)構(gòu)(例如，圖4和5中所的第一介電結(jié)構(gòu)490)完全布置在由波導(dǎo)壁284限定的腔體286中。用于形成第一介電結(jié)構(gòu)290的介電材料的介電常數(shù)可以變化，例如，以便幫助輻射方向性與阻抗匹配和/或獲得能量向組織的最佳輸送。在有些實施例中，波導(dǎo)饋送結(jié)構(gòu)282可以包括到波導(dǎo)適配器(未示出)的同軸線，波導(dǎo)適配器例如但不限于母和公類型的“N”或SMA連接器，或者其它電連接器，這些連接器可以至少部分地位于外罩151的頸部156內(nèi)。在有些實施例中，如圖2中所示，第三介電層293的遠(yuǎn)端部分294從波導(dǎo)285的開口端283向外延伸。
[0065]與第一介電結(jié)構(gòu)290關(guān)聯(lián)，能量施加器100可以包括布置成接近手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端159的第二介電結(jié)構(gòu)。在有些實施例中，如圖2和3中所示，能量施加器100包括長度為“L4”的第二介電結(jié)構(gòu)120，該第二介電結(jié)構(gòu)120配置成可以與第一介電結(jié)構(gòu)290的第三介電層293的遠(yuǎn)端294 (圖2)耦合。例如，依賴于要執(zhí)行的手術(shù)、目標(biāo)組織的或者與其相鄰的組織的組織特性，等等，第二介電結(jié)構(gòu)120具有通常圓頂形狀，但是其它配置也可以使用。在有些實施例中，第一介電結(jié)構(gòu)290和第二介電結(jié)構(gòu)120配置成使傳輸線路15的阻抗與目標(biāo)組織的阻抗匹配。
[0066]在例如利用電外科 系統(tǒng)10的微波消融過程中，能量施加器100插入到組織中或者與其相鄰地放置，而且微波能量被提供給組織。圖10圖示說明了由能量施加器，例如圖1的能量施加器100，輸送到組織中的電磁能量的輻射方向圖。臨床醫(yī)生可以預(yù)先確定微波能量要施加的時間長度。利用能量施加器100施加微波能量的持續(xù)時間可以依賴于要殺死的組織區(qū)域或者周圍組織中熱量分布的進(jìn)程。電外科系統(tǒng)10可以適配為基于由表面接觸檢測設(shè)備130發(fā)送的電信號，例如，指示報警條件的電信號，停止從電外科發(fā)電源28通過能量施加器100的輻射部分112向目標(biāo)組織輸送能量。
[0067]在操作中，具有波長拉姆達(dá)(λ )的微波能量被發(fā)送通過天線組件280，例如沿著波導(dǎo)285、第一介電結(jié)構(gòu)290和/或第二介電結(jié)構(gòu)120，并且輻射到周圍介質(zhì)例如組織當(dāng)中。用于有效輻射的天線長度可以依賴于有效波長λθ--，該有效波長Xeff又依賴于輻射到其中的介質(zhì)的介電屬性。依賴于周圍介質(zhì)，例如與乳腺組織相對的肝臟組織，微波能量以波長λ通過其發(fā)送的天線組件280可以具有不同的有效波長Xeff。
[0068]在有些實施例中，圖2、3和14-17的第二介電結(jié)構(gòu)120(和/或圖4和5中所示的第二介電結(jié)構(gòu)420)可以配置成選擇性地可分離和/或可拆卸地替換，例如，以便允許傳輸線路15的阻抗與特定類型組織的阻抗的選擇性匹配。第一介電結(jié)構(gòu)的一個或多個介電層(例如，圖14中所示的第一介電結(jié)構(gòu)1490的第三介電層1493、圖15中所示的第一介電結(jié)構(gòu)1590的第二和/或第三介電層1592和/或1593、圖16中所示的第一介電結(jié)構(gòu)1690的第三介電層1693及圖17中所示的第一介電結(jié)構(gòu)1790的第二和第三介電層1792和1793)可以附加地，或者替代地，是多配置模塊化結(jié)構(gòu)，而且可以配置成選擇性地可拆卸定位/替換，例如，以便允許傳輸線路15的阻抗與特定類型組織的阻抗的選擇性匹配。
[0069]根據(jù)本公開內(nèi)容實施例的表面接觸檢測設(shè)備(例如，圖2、3、6和7中所示的表面接觸檢測設(shè)備130、圖8中所示的表面接觸檢測設(shè)備830及圖9中所示的表面接觸檢測設(shè)備930)可以適于供能量施加器100使用，而且可以耦合到、固定到或者可釋放地固定到手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端159和/或波導(dǎo)壁284的遠(yuǎn)端。
[0070]表面接觸檢測設(shè)備130具有由主體構(gòu)件237和透鏡構(gòu)件233限定并且包括中央開口 609 (圖6和7)的通常環(huán)形配置，例如，配置成在其中接納第三介電層293的遠(yuǎn)端部分294的至少一部分。在有些實施例中，如圖2和4所示，主體構(gòu)件237包括第一主體元件235和第二主體元件236，這兩個元件耦合到一起并且限定內(nèi)部腔體239。第一主體元件235可以配置成嚙合手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端159和/或波導(dǎo)壁284的遠(yuǎn)端。如圖6中看到的，第一主體元件235包括內(nèi)表面238，而第二主體元件236總體限定中央開口 609。
[0071]主體構(gòu)件237，或者其部分，可以利用任何合適的緊固件機制，例如粘合劑、機械接口部件等，耦合到、固定到或者可釋放地固定到手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端159 (和/或第三介電層293的遠(yuǎn)端部分294)。在有些實施例中，第一主體元件235和手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端159利用粘合材料244接合或者以其它方式結(jié)合到一起，和/或第二主體元件236和第三介電層293的遠(yuǎn)端部分294的側(cè)表面利用粘合材料246接合或者以其它方式結(jié)合到一起。在未示出的備選實施例中，表面接觸檢測設(shè)備130可以適于可以可拆卸地耦合到(例如，通過螺紋可耦合到)從波導(dǎo)285的開口端283向外延伸的第三介電層293的遠(yuǎn)端部分294和/或可以可拆卸地耦合到介電結(jié)構(gòu)120或者其部分。
[0072]表面接觸檢測設(shè)備130通常包括一個或多個光源或發(fā)光元件275 (本文也稱為光發(fā)送器275)及一個或多個·光接收元件277 (本文也稱為光接收器277)。在各種實施例中，一個或多個光發(fā)送器275可以稱合到第一主體兀件235 (和/或第二主體兀件236),而一個或多個光接收器277可以耦合到第二主體元件236 (和/或第一主體元件235)。光發(fā)送器275可以是配置成發(fā)送光信號的任何光源或合適的設(shè)備，例如發(fā)光二極管(LED) 276。LED276可以配置成發(fā)送持續(xù)的或脈動的光信號。光接收器277可以包括配置成接收光信號的任何合適的設(shè)備，例如光電二極管278。在各種實施例中，至少一個光發(fā)送器275和至少一個光接收器277配置成在透鏡構(gòu)件233布置成與組織密切接觸時通信。
[0073]能量施加器100可以包括與手柄構(gòu)件150 (和/或外罩151)關(guān)聯(lián)的一個或多個電導(dǎo)體，用于提供一條或多條導(dǎo)電通路。表面接觸檢測設(shè)備130可以包括一個或多個具有一個或多個電連接器或端子的連接器部分，這些電連接器或端子適于與手柄構(gòu)件150(和/或外罩151)所關(guān)聯(lián)的電導(dǎo)體進(jìn)行電連接。這一個或多個連接器部分可以配置成可以可拆卸地耦合到與手柄構(gòu)件150 (和/或外罩151)關(guān)聯(lián)的電導(dǎo)體。
[0074]透鏡構(gòu)件233可以配置成作為單個窗格(pane)(本文也稱為“透鏡元件”)或者多個窗格，而且可以由任何合適的透明或半透明材料構(gòu)成。在有些實施例中，透鏡構(gòu)件233可以由透明或半透明材料構(gòu)成，這種材料的材料特性是當(dāng)透鏡構(gòu)件233布置成與組織密切接觸時反射光發(fā)送器275發(fā)送的光信號(例如，發(fā)射的LED波長)，而當(dāng)透鏡構(gòu)件233與組織之間沒有接觸時對光信號透明。在其它實施例中，適于形成透鏡構(gòu)件233的材料具有這樣的材料特性，當(dāng)透鏡構(gòu)件233布置成與組織密切接觸時對光發(fā)送器275發(fā)送的光信號(例如，發(fā)射的LED波長)透明，而當(dāng)透鏡構(gòu)件233與組織之間沒有接觸時反射光信號。
[0075]透鏡構(gòu)件233可以包括各種形狀的一個或多個透鏡元件，這些形狀包括平的和/或彎曲的表面。透鏡構(gòu)件233可以包括具有相同或不同不透明性的一個或多個透鏡元件，例如第一透鏡元件231和第二透鏡元件232。如果期望的話，第一透鏡元件231和第二透鏡元件232可以作為單一結(jié)構(gòu)的一部分一體化形成，或者獨立地形成并且通過任何合適的工藝結(jié)合到一起。
[0076]如在圖7中最好地看到的，表面接觸檢測設(shè)備130包括多個光發(fā)送器275 (例如，LED276)和多個光接收器277 (例如，光電二極管278)，其中每個對應(yīng)的光發(fā)送器275都與一個不同的光接收器277成對。盡管圖7中所示的表面接觸檢測設(shè)備130配置成包括十六個光發(fā)送器-接收器對279，但是光發(fā)送器275和光接收器277的任何合適配置都可以使用。在有些實施例中，多個光發(fā)送器(例如，圖9中示出的第一光發(fā)送器978和第二光發(fā)送器979)可以與每個光接收器277關(guān)聯(lián)。
[0077]每個光發(fā)送器-接收器對279都包括布置在與第一透鏡元件231相關(guān)的位置的光發(fā)送器275 (例如，LED276),使得由光發(fā)送器275發(fā)送的光信號撞到第一透鏡兀件231上。在有些實施例中，依賴于第一透鏡元件231的外表面234是否布置成與組織密切接觸，由每個對應(yīng)光發(fā)送器275發(fā)送的光信號或者被第一透鏡元件231反射并撞到光接收器277上，或者不被第一透鏡元件231反射而且不撞到光接收器277上。當(dāng)透鏡構(gòu)件233布置成與組織密切接觸時，第一透鏡兀件231朝著光接收器277反射由光發(fā)送器275發(fā)送的光信號。
[0078]在有些實施例中，缺少入射到每一個光接收器277的光信號被解釋為指示能量施加器100的遠(yuǎn)端輻射部分112沒有布置成與組織接觸?？赡艽嬖谶@樣的情形，其中透鏡構(gòu)件(例如，圖8中所示的透鏡構(gòu)件833)的第一部分布置成與組織“T”接觸而第二部分布置成與組織“T”隔開，如圖13所示，其中與第一部分關(guān)聯(lián)的一個或多個光發(fā)送器275和光接收器277通信而與第二部分關(guān)聯(lián)的一個或多個光發(fā)送器275和光接收器277不通信。在有些實施例中，缺少入射到預(yù)定數(shù)量(或者預(yù)定范圍內(nèi)一個數(shù)量)光接收器277 (例如，除一個或兩個之外的全部光接收器277)的光信號被解釋為指示能量施加器100的遠(yuǎn)端輻射部分112沒有布置成與組織接觸。
[0079]在有些實施例中，當(dāng)期望數(shù)量的光接收器277已經(jīng)檢測到光信號時，表面接觸檢測設(shè)備130把電信號發(fā)送到電外科發(fā)電源(例如，圖1中所示的電外科發(fā)電源28)而且，對其響應(yīng)，發(fā)電源的功率輸出可以被減小例如預(yù)定的時間間隔或者直到手動復(fù)位開關(guān)被啟動。
[0080]在有些實施例中，目前公開的表面接觸檢測設(shè)備可以附加地包括一個或多個傳感器(未示出)，例如但不限于溫度傳感器、監(jiān)視前向和/或反射功率的功率傳感器，和/或輻射檢測器。
[0081]圖8示出了包括手柄構(gòu)件850的能量施加器(總體上示為800)的一部分，該手柄構(gòu)件850包括外罩851。手柄構(gòu)件850及外罩851類似于圖1_5中所示的手柄構(gòu)件150及外罩151而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。在有些實施例中，能量施加器800包括波導(dǎo)(例如，圖2-5中所示的波導(dǎo)285，或者分別在圖14、15、16和17中示出的波導(dǎo)1485、1585、1685和1785中的任何一個)，而且可以包括第一介電結(jié)構(gòu)(例如，圖2和3中所示的第一介電結(jié)構(gòu)290、 圖4和5中所示的第一介電結(jié)構(gòu)490，或者分別在圖14、15、16和17中示出的第一介電結(jié)構(gòu)1490、1590、1690和1790中的任何一個)。盡管圖8中所示的能量施加器800具有第二介電結(jié)構(gòu)120，但是其它配置也可以使用(例如，圖4和5中所示的第二介電結(jié)構(gòu)420)。
[0082]能量施加器800具有可以耦合到、固定到或者可釋放地固定到手柄構(gòu)件850的遠(yuǎn)端和/或波導(dǎo)壁(例如，圖2-5中所示的波導(dǎo)壁284)的遠(yuǎn)端的表面接觸檢測設(shè)備830。表面接觸檢測設(shè)備830可以具有用于與手柄構(gòu)件850和/或能量施加器800的其它部件的一個或多個電連接器進(jìn)行電連接的一個或多個電連接器的配置。表面接觸檢測設(shè)備830包括透鏡構(gòu)件833，該透鏡構(gòu)件可以由任何合適的透明或半透明材料形成。透鏡構(gòu)件833類似于圖2-7中所示的透鏡構(gòu)件233而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0083]除光發(fā)送器275與光接收器277的配置之外，表面接觸檢測設(shè)備830類似于圖1_7中所示的表面接觸檢測設(shè)備130。表面接觸檢測設(shè)備830通常包括多個光發(fā)送器275和多個光接收器277，其中每個對應(yīng)的光發(fā)送器275單獨地與一個不同的光接收器277成對。如圖8中看到的，表面接觸檢測設(shè)備830的光發(fā)送器275與光接收器277的對273在環(huán)形配置中布置成關(guān)于彼此隔開，并且可以布置在單個表面(例如，圖6中所示第一主體元件235的內(nèi)表面238)上。
[0084]圖9示出了包括手柄構(gòu)件950的能量施加器(總體上示為900)的一部分,該手柄構(gòu)件950包括外罩951。手柄構(gòu)件950和外罩951類似于圖1_5中所示的手柄構(gòu)件150及外罩151而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。能量施加器900可以包括波導(dǎo)(例如，圖2-5中所示的波導(dǎo)285，或者分別在圖14、15、16和17中示出的波導(dǎo)1485、1585、1685和1785)，而且可以包括第一介電結(jié)構(gòu)(例如，圖2和3中所示的第一介電結(jié)構(gòu)290、圖4和5中所示的第一介電結(jié)構(gòu)490，或者分別在圖14、15、16和17中示出的第一介電結(jié)構(gòu)1490、1590、1690和1790)和/或第二介電結(jié)構(gòu)120。
[0085]能量施加器900具有表面接觸檢測設(shè)備930。表面接觸檢測設(shè)備930適于供能量施加器900使用，例如，具有用于與能量施加器900的一個或多個電連接器進(jìn)行電連接的一個或多個電連接器的配置，而且可以耦合到、固定到或者可釋放地固定到手柄構(gòu)件150的遠(yuǎn)端和/或波導(dǎo)壁(未示出)的遠(yuǎn)端。表面接觸檢測設(shè)備930包括透鏡構(gòu)件933，該透鏡構(gòu)件933可以由任何合適的透明或半透明材料構(gòu)成。透鏡構(gòu)件933類似于圖2-7中所示的透鏡構(gòu)件233而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0086]除相對于圖8所示表面接觸檢測設(shè)備830的光發(fā)送器275與光接收器277的一對一對應(yīng)性來說表面接觸檢測設(shè)備930包括與每個光接收器277關(guān)聯(lián)布置的兩個光發(fā)送器(本文也稱為第一光發(fā)送器978和第二光發(fā)送器979)之外，表面接觸檢測設(shè)備930類似于圖8中所示的表面接觸檢測設(shè)備830。
[0087]圖10圖示說明了根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的由例如圖1和12中所示的能量施加器100之類的能量施加器輸送到組織“T”的電磁能量的輻射方向圖。
[0088]圖1lA示出了以第一配置布置的表面接觸檢測設(shè)備(例如，圖8所示的表面接觸檢測設(shè)備830)的一部分，其中透鏡構(gòu)件833關(guān)于組織“T”隔開定位。在這種配置中，由光發(fā)送器275 (例如，LED276)發(fā)送的光信號穿過透鏡構(gòu)件833。因此，光發(fā)送器275和光接收器277 (例如，光電二極管278)不通信。
[0089]在圖1lB中，圖1lA的表面接觸檢測設(shè)備的部分示為以第二配置布置，其中透鏡構(gòu)件833布置成與組織“T”接觸。在這種配置中，由光發(fā)送器275 (例如，LED276)發(fā)送的光信號被透鏡構(gòu)件833反射并撞到光接收器277 (例如,光電二極管278)上。因此,光發(fā)送器275和光接收器277通信。
[0090]圖12示出了定位成把能量輸送到組織“Τ”中的能量施加器，例如圖1中所示的能量施加器100?；谟杀砻娼佑|檢測設(shè)備(例如，圖2、3、6和7中所示的表面接觸檢測設(shè)備130、圖8中所示的表面接觸檢測設(shè)備830或者圖9中所示的表面接觸檢測設(shè)備930)發(fā)送的一個或多個電信號，根據(jù)本公開內(nèi)容的電外科系統(tǒng)可以適于把能量從電外科發(fā)電源28輸送到能量施加器100和/或停止能量從電外科發(fā)電源28通過能量施加器100的輻射部分112輸送到組織“Τ”。
[0091]圖14-17中所示的各種能量施加器實施例通常都包括天線組件，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)，而且可以配置成可以與表面接觸檢測設(shè)備(例如，圖2、3、6和7中所示的表面接觸檢測設(shè)備130、圖8中所示的表面接觸檢測設(shè)備830或者圖9中所示的表面接觸檢測設(shè)備930)耦合。分別在圖14、15、16、17和18中所示的能量施加器1400、1500、1600、1700和1800可以包括圖1_3中所示能量施加器100的任何部件，這些將在以下更具體地描述。
[0092]圖14示出了根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的包括天線組件1480的能量施加器(總體上示為1400),該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)1485。能量施加器1400包括手柄構(gòu)件1450,而且可以包括用戶接口 160,例如，位于手柄構(gòu)件1450的遠(yuǎn)端附近。手柄構(gòu)件1450包括外罩1 451，該外罩1451包括帶螺紋的部分1452。除圖14中所示外罩1451的帶螺紋部分1452之外，手柄構(gòu)件1450和外罩1451分別類似于圖1_3中所示的手柄構(gòu)件150和外罩151而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0093]波導(dǎo)1485包括通常為管狀的導(dǎo)電壁1484a、1484b。包括帶螺紋部分1488的導(dǎo)電壁1484b可以從外罩1451分離。波導(dǎo)壁1484a、1484b在其中限定了一個腔體1486,而且可以由任何導(dǎo)電材料形成，例如但不限于銅、不銹鋼、鈦、例如鎳-鈦和鈦-鋁-釩合金的鈦合金、招、招合金、碳化鶴合金，或者其組合。
[0094]腔體1486用包括第一介電層1491、第二介電層1492和第三介電層1493的介電結(jié)構(gòu)(在圖14中總體上示為1490，其部件分解)填充。用于形成第一介電結(jié)構(gòu)1490的介電材料的介電常數(shù)可以變化，例如，以便幫助輻射方向性和阻抗匹配和/或獲得能量向組織的最佳輸送。介電結(jié)構(gòu)1490 (下文中稱為第一介電結(jié)構(gòu)1490)的介電層的形狀、大小和數(shù)量可以與圖14中所繪出的配置不同。
[0095]如圖14中看到的，與導(dǎo)電壁1484b關(guān)聯(lián)布置的第三介電層1493配置成可以從外罩1451分離，例如，以便允許其除去和替換。這提供了根據(jù)期望模塊化地適配和重新配置天線組件1480以例如使傳輸線路15的阻抗與組織的阻抗匹配的靈活性。
[0096]在有些實施例中，與導(dǎo)電壁1484b關(guān)聯(lián)的帶螺紋部分1488的長度小于第三介電層1493的長度，例如，以便提供足夠長度“L5”的間隔來容納高度為“H”的表面接觸檢測設(shè)備830。表面接觸檢測設(shè)備830可以耦合到、固定到或者可釋放地固定到第三介電層1493的遠(yuǎn)端部分1494和/或波導(dǎo)壁1484b的遠(yuǎn)端。
[0097]在有些實施例中，如圖14中所示，能量施加器1400包括配置成可以與第一介電結(jié)構(gòu)1490的遠(yuǎn)端部分1494耦合的第二介電結(jié)構(gòu)1420。在其它實施例中，第二介電結(jié)構(gòu)(例如，圖18中所示的第二介電結(jié)構(gòu)1820)可以配置成可以與第一介電結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端和/或波導(dǎo)壁的遠(yuǎn)端耦合。第二介電結(jié)構(gòu)1420具有通常圓頂形狀，但是其它配置也可以使用，例如，依賴于要執(zhí)行的手術(shù)、目標(biāo)組織或與其相鄰的組織的組織特性等。第二介電結(jié)構(gòu)1420類似于圖1-3中所示的第二介電結(jié)構(gòu)120而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0098]圖15示出了根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的包括天線組件1580的能量施加器(總體上示為1500),該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)1585。能量施加器1500包括手柄構(gòu)件1550，而且可以包括與手柄構(gòu)件1550關(guān)聯(lián)布置的用戶接口 160。手柄構(gòu)件1550包括外罩1551，外罩1551包括帶螺紋的部分1552。除圖15中所示外罩1551的帶螺紋部分1552之外,手柄構(gòu)件1550與外罩1551分別類似于在圖1_3中所不的手柄構(gòu)件150與外罩151而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0099]波導(dǎo)1585包括通常為管狀的導(dǎo)電壁1584a、1584b和1584c。包括第一帶螺紋部分1588的導(dǎo)電壁1584b和包括第二帶螺紋部分1589的導(dǎo)電壁1584c可單獨地從外罩1551分離。波導(dǎo)壁1584a、1584b和1584 c在其中限定了腔體1586，而且可以由任何合適的導(dǎo)電材料形成。
[0100]腔體1586用包括第一介電層1591、第二介電層1592和第三介電層1593的介電結(jié)構(gòu)(在圖15中總體上示為1590，其部件分解)填充。用于形成第一介電結(jié)構(gòu)1590的介電材料的介電常數(shù)可以變化，例如，以便幫助輻射方向性與阻抗匹配和/或獲得能量向組織的最佳輸送。介電結(jié)構(gòu)1590 (下文中稱為第一介電結(jié)構(gòu)1590)的介電層的形狀、大小和數(shù)量可以與圖15中所繪出的配置不同。
[0101]如圖15中看到的，分別與導(dǎo)電壁1584b和1584c關(guān)聯(lián)布置的第二和第三介電層1592和1593配置成可以從外罩1551分離，例如，以便允許其除去和替換。這提供了根據(jù)期望模塊化地適配和重新配置天線組件1580以便例如使傳輸線路15的阻抗與組織的阻抗匹配的靈活性。
[0102]在有些實施例中，如圖15中所示，能量施加器1500包括耦合到第一介電結(jié)構(gòu)1590的第三介電層1593的遠(yuǎn)端的第二介電結(jié)構(gòu)1520。第二介電結(jié)構(gòu)1520類似于圖1_3中所示的第二介電結(jié)構(gòu)120而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0103]圖16示出了根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的包括天線組件1680的能量施加器(總體上示為1600),該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)1685。能量施加器1600包括手柄構(gòu)件1650,手柄構(gòu)件1650包括外罩1651,其中手柄構(gòu)件1650與外罩1651分別類似于在圖1-3中所示的手柄構(gòu)件150與外罩151而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。能量施加器1600可以包括與手柄構(gòu)件1650關(guān)聯(lián)布置的用戶接口 160。
[0104]波導(dǎo)1685包括通常為管狀的導(dǎo)電壁1684，而且可以由任何合適的導(dǎo)電材料形成。波導(dǎo)壁1684在其中限定了腔體1686并且包括帶螺紋部分1652。腔體1686用包括第一介電層1691、第二介電層1692和第三介電層1693的介電結(jié)構(gòu)(在圖16中總體上示為1690，其部件分解)填充。第三介電層1693包括帶螺紋部分1694。用于形成第一介電結(jié)構(gòu)1690的介電材料的介電常數(shù)可以變化，例如，以便幫助輻射方向性與阻抗匹配和/或獲得能量向組織的最佳輸送。介電結(jié)構(gòu)1690 (下文中稱為第一介電結(jié)構(gòu)1690)的介電層的形狀、大小和數(shù)量可以與圖16中所繪出的配置不同。
[0105]如圖16中看到的，第三介電層1693配置成可以從波導(dǎo)1685分離，例如，以便允許其除去和替換。這提供了根據(jù)期望模塊化地適配和重新配置天線組件1680以便例如使傳輸線路15的阻抗與組織的阻抗匹配的靈活性。
[0106]在有些實施例中，如圖16中所示，能量施加器1600包括耦合到第一介電結(jié)構(gòu)1690的第三介電層1693的遠(yuǎn)端的第二介電結(jié)構(gòu)1620。第二介電結(jié)構(gòu)1620具有通常圓頂形狀，但是其它配置也可以使用。第二介電結(jié)構(gòu)1620類似于圖1-3中所示的第二介電結(jié)構(gòu)120而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0107]圖17示出了根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的包括天線組件1780的能量施加器(總體上示為1700)，該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)1785。能量施加器1700包括手柄構(gòu)件1750，手柄構(gòu)件1750包括外罩1751，其中手柄構(gòu)件1750與外罩1751分別類似于在圖1-3中所示的手柄構(gòu)件150與外罩151而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。能量施加器1700可以包括與手柄構(gòu)件1750關(guān)聯(lián)布置的用戶接口 160。
[0108]波導(dǎo)1785包括通常為管狀的導(dǎo)電壁1784，而且可以由任何合適的導(dǎo)電材料形成。波導(dǎo)壁1784在其中限定了腔體1786并且包括帶螺紋部分1752。腔體1786用包括第一介電層1791、第二介電層1792和第三介電層1793的介電結(jié)構(gòu)(在圖17中總體上示為1790，其部件分解)填充。第二介電層1792包括帶螺紋部分1795。第三介電層1793包括帶螺紋部分1794。用于形成第一介電結(jié)構(gòu)1790的介電材料的介電常數(shù)可以變化，例如，以便幫助輻射方向性與阻抗匹配和/或獲得能量向組織的最佳輸送。介電結(jié)構(gòu)1790(下文中稱為第一介電結(jié)構(gòu)1790)的介電層的形狀、大小和數(shù)量可以與圖17中所繪出的配置不同。
[0109]如圖17中看到的，第二和第三介電層1792和1793分別配置成可以從波導(dǎo)1785分離，例如，以便允許其除去和替換。這提供了根據(jù)期望模塊化地適配和重新配置天線組件1780以便例如匹配傳輸線路15的阻抗與組織的阻抗的靈活性。
[0110]在有些實施例中，如圖17中所示，能量施加器1700包括耦合到第一介電結(jié)構(gòu)1790的第三介電層1793的遠(yuǎn)端的第 二介電結(jié)構(gòu)1720。第二介電結(jié)構(gòu)1720具有通常圓頂形狀，但是其它配置也可以使用。第二介電結(jié)構(gòu)1720類似于圖1-3中所示的第二介電結(jié)構(gòu)120而且，為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0111]圖18示出了根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的包括天線組件1880的能量施加器(總體上示為1800),該天線組件包括具有可拆卸介電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)1885。能量施加器1800包括手柄構(gòu)件1850，而且可以包括與其關(guān)聯(lián)布置的用戶接口 160。手柄構(gòu)件1850包括外罩1851，外罩1851包括帶螺紋部分1852。除圖18所示外罩1851的帶螺紋部分1852之外，手柄構(gòu)件1850與外罩1851分別類似于在圖1-3中所不的手柄構(gòu)件150與外罩151而且,為了簡潔，省略對其的進(jìn)一步描述。
[0112]波導(dǎo)1885包括通常為管狀的導(dǎo)電壁1884a和1884b，其中導(dǎo)電壁包括帶螺紋的部分1888。與帶螺紋部分1888關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電壁1884b可以從外罩1851分離。波導(dǎo)壁1884a和1884b在其中限定了腔體1886，而且可以由任何導(dǎo)電材料形成，例如，銅、不銹鋼、鈦、例如鎳-鈦和鈦-鋁-釩合金的鈦合金、鋁、鋁合金、碳化鎢合金，或者其組合。
[0113]腔體1886用包括第一介電層1891、第二介電層1892和第三介電層1893的介電結(jié)構(gòu)(在圖18中總體上示為1890，其部件分解)填充。用于形成第一介電結(jié)構(gòu)1890的介電材料的介電常數(shù)可以變化，例如，以便幫助輻射方向性與阻抗匹配和/或獲得能量向組織的最佳輸送。介電結(jié)構(gòu)1890 (下文中稱為第一介電結(jié)構(gòu)1890)的介電層的形狀、大小和數(shù)量可以與圖18中所繪出的配置不同。
[0114]如圖18中看到的，與導(dǎo)電壁1884b關(guān)聯(lián)布置的第三介電層1893配置成可以從外罩1851分離，例如，以便允許其除去和替換。這提供了根據(jù)期望模塊化地適配和重新配置天線組件1880以便例如使傳輸線路15的阻抗與組織的阻抗匹配的靈活性。
[0115]在有些實施例中，如圖18中所示，能量施加器1800包括配置成可以與第一介電結(jié)構(gòu)1890的遠(yuǎn)端和/或波導(dǎo)壁1884b的遠(yuǎn)端耦合的第二介電結(jié)構(gòu)1820。第二介電結(jié)構(gòu)1820具有通常圓頂形狀，但是其它配置也可以使用，例如，依賴要執(zhí)行的手術(shù)、目標(biāo)組織或與其相鄰的組織的組織特性，等等。
[0116]在下文中，參考圖19至21描述根據(jù)本公開內(nèi)容的把能量導(dǎo)向組織的方法。應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本公開內(nèi)容范圍的情況下，本文所提供的方法的步驟可以組合地或者與本文所給出的次序不同地執(zhí)行。
[0117]圖19是說明根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的把能量導(dǎo)向組織的方法的流程圖。在步驟1910，能量施加器100定位成用于把能量輸送到目標(biāo)組織“T”。能量施加器100具有包括一個或多個光發(fā)送器275和一個或多個光接收器277的表面接觸檢測設(shè)備130。能量施加器100可操作地與電外科發(fā)電源28關(guān)聯(lián)。在有些實施例中，光發(fā)送器275可以是LED276和/或光接收器277可以是光電二極管278。
[0118]在步驟1920，基于確定由一個或多個光發(fā)送器275生成的光信號是否導(dǎo)致在一個或多個光接收器277接收的反射光信號而作出關(guān)于能量施加器100的輻射部分112是否布置成與目標(biāo)組織“ T ”接觸的判決。
[0119]如果在步驟1920確定能量施加器100的輻射部分112布置成與目標(biāo)組織“T”接觸，則在步驟1930中，能量 通過輻射部分112從電外科發(fā)電源28發(fā)送到目標(biāo)組織“T”。
[0120]在可選步驟1490中，作出關(guān)于是否利用表面接觸檢測設(shè)備130發(fā)送指示報警條件的電信號的判決。
[0121]在有些實施例中，指示報警條件的電信號是基于缺少入射到一個或多個光接收器277中每一個上的光信號而發(fā)送的。與電外科發(fā)電源28關(guān)聯(lián)的一個或多個工作參數(shù)可以響應(yīng)該電信號而調(diào)整?？梢员徽{(diào)整的、與發(fā)電源28關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)的一些例子包括溫度、阻抗、功率、電流、電壓、工作模式及電磁能量施加的持續(xù)時間。
[0122]如圖20中所說明的，步驟1940可以進(jìn)一步包括步驟2041和2042。在步驟2041，基于確定由一個或多個光發(fā)送器275生成的光信號是否導(dǎo)致在表面接觸檢測設(shè)備的一個或多個光接收器277接收的反射光信號，監(jiān)視能量施加器100的輻射部分112是否布置成與目標(biāo)組織“T”接觸。
[0123]在步驟2041，如果確定由一個或多個光發(fā)送器275生成的光信號不導(dǎo)致在表面接觸檢測設(shè)備的一個或多個光接收器277接收的反射光信號，則停止能量從電外科發(fā)電源28通過輻射部分112輸送到目標(biāo)組織“T”。
[0124]圖21是說明根據(jù)本公開內(nèi)容一個實施例的把能量導(dǎo)向組織的方法的流程圖。在步驟2110，能量施加器100定位成用于把能量輸送到目標(biāo)組織“T”。能量施加器100可操作與電外科發(fā)電源28關(guān)聯(lián)。
[0125]在步驟2120，能量從電外科發(fā)電源28通過能量施加器發(fā)送到目標(biāo)組織“ T ”。
[0126]在步驟2130，基于確定由表面接觸檢測設(shè)備的一個或多個光發(fā)送器275生成的光信號是否導(dǎo)致在表面接觸檢測設(shè)備130的一個或多個光接收器277接收的反射光信號，監(jiān)視能量施加器100的輻射部分112是否布置成與目標(biāo)組織“T”接觸。在有些實施例中，光發(fā)送器275可以是LED276和/或光接收器277可以是光電二極管278。
[0127]如果在步驟2130確定由一個或多個光發(fā)送器275生成的光信號不導(dǎo)致在一個或多個光接收器277接收的反射光信號，則在步驟2140停止能量從電外科發(fā)電源28通過輻射部分112輸送到目標(biāo)組織“T”。
[0128]盡管已經(jīng)為了說明和描述而參考附圖具體地描述了實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，該發(fā)明性過程與裝置不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是由此限制的。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很顯然，在不背離本公開內(nèi)容范圍的情況下，·可以對上述實施例進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種電外科設(shè)備,包括: 表面接觸檢測設(shè)備，包括: 透鏡構(gòu)件； 至少一個光發(fā)送器，生成光信號 '及 至少一個光接收器，接收由透鏡構(gòu)件反射的光信號； 其中透鏡構(gòu)件適于當(dāng)透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時允許所述至少一個光發(fā)送器和所述至少一個光接收器通信。
2.如權(quán)利要求1所述的電外科設(shè)備，其中透鏡構(gòu)件配置成當(dāng)透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時反射由所述至少一個光發(fā)送器生成的光信號。
3.如權(quán)利要求1所述的電外科設(shè)備，還包括適于把能量導(dǎo)向組織的能量施加器，能量施加器包括手柄構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求3所述的電外科設(shè)備，其中表面接觸檢測設(shè)備耦合到手柄構(gòu)件的遠(yuǎn)端。
5.如權(quán)利要求3所述的電外科設(shè)備，其中能量施加器包括至少部分地位于手柄構(gòu)件中的天線組件，天線組件包括波導(dǎo)。
6.如權(quán)利要求 5所述的電外科設(shè)備，其中表面接觸檢測設(shè)備耦合到波導(dǎo)的遠(yuǎn)端。
7.如權(quán)利要求1所述的電外科設(shè)備，其中所述至少一個光發(fā)送器包括發(fā)光二極管。
8.如權(quán)利要求1所述的電外科設(shè)備，其中所述至少一個光接收器包括光電二極管。
9.一種電外科系統(tǒng),包括: 能量施加器，適于把能量導(dǎo)向組織； 電外科發(fā)電源； 表面接觸檢測設(shè)備，可操作地與能量施加器關(guān)聯(lián)，表面接觸檢測設(shè)備可通信地耦合到電外科發(fā)電源，表面接觸檢測設(shè)備包括: 至少一個光發(fā)送器，生成光信號； 透鏡構(gòu)件，配置成當(dāng)透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時反射由光發(fā)送器生成的光信號；及 至少一個光接收器，接收透鏡構(gòu)件反射的光信號； 其中電外科發(fā)電源適于在確定透鏡構(gòu)件布置成與組織接觸時把能量發(fā)送到能量施加器。
10.如權(quán)利要求9所述的電外科系統(tǒng)，其中與電外科發(fā)電源關(guān)聯(lián)的至少一個工作參數(shù)是基于從表面接觸檢測設(shè)備接收到的電信號控制的。
11.如權(quán)利要求10所述的電外科系統(tǒng)，其中電信號是由表面接觸檢測設(shè)備響應(yīng)于確定由所述至少一個光發(fā)送器生成的光信號導(dǎo)致在所述至少一個光接收器接收的反射光信號而生成的。
12.如權(quán)利要求10所述的電外科系統(tǒng)，其中與電外科發(fā)電源關(guān)聯(lián)的至少一個工作參數(shù)選自包括溫度、阻抗、功率、電流、電壓、工作模式及電磁能量施加的持續(xù)時間的組。
【文檔編號】A61B18/18GK103705301SQ201310453229
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月2日
【發(fā)明者】J·D·布蘭南 申請人:柯惠有限合伙公司