[發明專利]用于微波消融系統的微波測溫

有效

• 申請號: 201380039151.1
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN104507408B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: J·D·布蘭南;C·M·拉德考
• 申請（專利權）人: 柯惠有限合伙公司
• 主分類號: A61B18/18
• 分類號: A61B18/18;A61B18/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 邊海梅

對相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年6月22日提交的美國臨時專利申請No.61/663,099、于2013年4月8日提交的美國臨時專利申請No.61/809,634以及于2013年6月20日提交的美國臨時專利申請No.61/837,633的權益和優先權，這些申請當中每一個的全部內容都通過引用被結合于此，用于所有目的。

技術領域

本公開內容涉及微波消融系統中的微波測溫。

背景技術

電磁輻射可以被用來加熱并破壞腫瘤細胞。治療可以涉及把消融探針插入識別出癌腫瘤的組織。一旦消融探針被適當地定位，消融探針就把電磁輻射發射到消融探針周圍的組織中。

在諸如癌癥的疾病的治療當中，已經發現某些類型的腫瘤細胞在比通常對健康細胞造成損害的溫度略低的升高的溫度變性。已知的治療方法，諸如高溫療法，把患病的細胞加熱至高于41℃的溫度，同時維持相鄰的健康細胞低于不可逆細胞破壞發生的溫度。這些方法涉及施加電磁輻射來加熱或消融組織。

已經開發出了用于各種用途和應用的利用電磁輻射的電外科設備。通常，用在消融手術中的裝置包括充當能量源的功率發生源，例如微波或射頻(RF)電外科發生器，及用于把能量指向目標組織的外科器械(例如，具有天線組件的微波消融探針)。發生器和外科器械通常由電纜組件操作耦合到一起，其中電纜組件具有多個導體，用于把能量從發生器發送到器械，并且用于在器械和發生器之間傳送控制、反饋和識別信號。

有幾種類型可以在組織消融應用中使用的微波探針在使用中，例如，單極、雙極和螺旋形。在單極和雙極天線組件中，微波能量一般垂直地遠離導體的軸輻射。單極天線組件通常包括單個細長的導體。典型的雙極天線組件包括兩個細長的導體，這兩個導體線性對齊并且關于彼此端到端定位，其間放置電絕緣體。螺旋形天線組件包括各種維度，例如直徑和長度，的螺旋形導體配置。螺旋形天線組件的主要操作模式是其中由螺旋線輻射出的場在與螺旋線軸垂直的平面內最大的正常模式(寬邊)，以及其中最大輻射沿螺旋線軸的軸向模式(直列式)。

為了實現期望的外科結果，特定類型的組織消融手術可以指示特定的消融體積。消融體積與天線設計、天線性能、天線阻抗、消融時間和瓦數以及組織特性，例如組織阻抗，相關。

因為使惡性細胞變性所需的溫度與通常對健康細胞造成傷害的溫度之間的小溫差，所以需要精確的溫度測量來產生更可預測的溫度分布，以便在最小化對要施加微波能量的組織周圍健康組織的傷害的同時根除腫瘤細胞。可植入的測溫探針，諸如熱電偶或光纖，通常用來測量組織溫度。但是，這些測量局限于測溫探針的測量點周圍小體積的組織。

發明內容

一方面，本公開內容的特征在于微波消融系統，該系統包括微波施加器、耦合到微波施加器的微波發生器、耦合在微波發生器和微波施加器之間的測溫電路，以及耦合到測溫電路的控制器。微波施加器包括輸送微波能量以便消融組織的天線，并且微波發生器生成微波信號并把微波信號經傳輸網絡發送到天線。測溫電路包括測量噪聲溫度信號的輻射計和把在傳輸網絡中傳播的噪聲溫度信號提供給輻射計的耦合網絡，該耦合網絡耦合到傳輸網絡。控制器基于噪聲溫度信號計算溫度值。

傳輸網絡可以包括連接在微波施加器和微波發生器之間的微波電纜，并且測溫電路可以集成到微波施加器、微波發生器或者微波電纜中。

測溫電路可以包括隔離噪聲溫度信號與由微波發生器生成的微波信號的第一濾波器。測溫電路可以包括過濾來自第一濾波器的輸出以便獲得來自組織的噪聲溫度信號和來自微波消融系統的部件的噪聲溫度信號的第二濾波器。微波消融系統的部件可以是連接在微波施加器和微波發生器之間的微波電纜。

耦合網絡可以把傳播通過傳輸網絡的信號的一部分耦合到輻射計。耦合網絡可以是定向同軸耦合器。或者，耦合網絡可以是從天線和微波發生器之間的連接切換到天線和輻射計之間的連接的開關。在還有另一種替代方案中，耦合網絡可以是具有用于把噪聲溫度信號傳遞到輻射計的第一帶通濾波器和用于把微波信號傳遞到天線的第二帶通濾波器的T型網絡。