[發(fā)明專利]具有集成微波源的電外科裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780029246.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109310468B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·P·漢考克;帕特里克·伯恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科瑞歐醫(yī)療有限公司
• 主分類號(hào): A61B18/18
• 分類號(hào): A61B18/18
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

一種電外科器械，其中用于獲得微波功率的放大器位于與在所述器械的遠(yuǎn)側(cè)部分中的用于遞送所述功率的輻射結(jié)構(gòu)相同的區(qū)域中。所述器械可以插入穿過(guò)外科觀測(cè)裝置，例如內(nèi)窺鏡的器械通道。整個(gè)微波發(fā)生隊(duì)列可以結(jié)合到所述器械中，使得僅需要DC輸入功率。因此可以避免已知裝置中存在的微波功率損耗和相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。所述放大器可以使用寬帶隙半導(dǎo)體材料，諸如GaN和GaN基合金來(lái)制作，所述寬帶隙半導(dǎo)體材料提供制作在RF和微波頻率下工作的裝置的能力。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于用微波能量處理生物組織的電外科裝置。特別地，本發(fā)明涉及能夠生成足夠的功率來(lái)消融生物組織的電外科裝置。本發(fā)明可以特別用于使用外科觀測(cè)裝置，例如內(nèi)窺鏡、胃鏡、支氣管鏡等等的手術(shù)中，但是原理同樣適用于腹腔鏡和開(kāi)放式手術(shù)中使用的裝置。

發(fā)明背景

微波能量在處理生物組織中的使用是眾所周知的。然而，以嚴(yán)密受控的方式遞送微波能量仍然構(gòu)成挑戰(zhàn)，這主要?dú)w因于在微波源與同組織接觸的施加器結(jié)構(gòu)之間的損耗效應(yīng)。這些效應(yīng)在使用外科觀測(cè)裝置進(jìn)行的微創(chuàng)手術(shù)中尤其成問(wèn)題。在這類布置中，發(fā)生器通常位于患者體外，這意味著在高功率處理信號(hào)可以用于處理區(qū)域之前需要沿著器械用軟線的長(zhǎng)度傳送所述高功率處理信號(hào)。器械用軟線中的損耗會(huì)導(dǎo)致不希望的腔內(nèi)加熱以及因此對(duì)處理區(qū)域處可用的功率的限制，這進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)的處理時(shí)間。

US 9,023,025公開(kāi)了一種電外科系統(tǒng)，其中微波放大器可移除地安裝在電外科器械的手柄中。

發(fā)明內(nèi)容

最一般地，本發(fā)明設(shè)想至少將微波信號(hào)發(fā)生隊(duì)列的輸出級(jí)集成到電外科器械的遠(yuǎn)側(cè)部分中。換句話說(shuō)，本發(fā)明提供了一種電外科器械，其中用于獲得微波功率的主放大器位于與用于遞送所述功率的輻射結(jié)構(gòu)相同的區(qū)域中。

本發(fā)明基本上可基于寬帶隙半導(dǎo)體材料，諸如GaN和GaN基合金的開(kāi)發(fā)，所述寬帶隙半導(dǎo)體材料提供制作在RF和微波頻率下工作的裝置的能力。特別地，已發(fā)現(xiàn)AlGaN/GaN功率高電子遷移率晶體管(HEMT)具有顯著提高的可以用于電外科手術(shù)的輸出功率性能。

GaN HEMT具有較大的材料帶隙-這允許它們?cè)诟呗O電壓和高功率密度，即10W/mm³或更多下操作。這使得較小的裝置能夠被用于實(shí)現(xiàn)給定功率密度并且被集成到包括用于ESD/EMR手術(shù)的輻射用刮刀形狀結(jié)構(gòu)的一系列輻射結(jié)構(gòu)中，或集成到可以經(jīng)由自然腔道吞咽或插入的微型相機(jī)中。

在一些實(shí)施方案中，整個(gè)微波發(fā)生隊(duì)列可以結(jié)合到器械中，這意味著僅需要引入DC電力。因此可以避免已知裝置中存在的微波功率損耗和相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種用于消融生物組織的電外科器械，所述電外科器械包括組織處理部分，所述組織處理部分用于接觸待處理的生物組織，組織處理部分具有：包括功率放大器的微波功率源，所述微波功率源被布置成生成適合于消融生物組織的微波能量；以及輻射結(jié)構(gòu)，所述輻射結(jié)構(gòu)連接到微波功率源并且被配置成將微波能量遞送到生物組織中。用于生成用于處理的微波功率的裝置因此與輻射結(jié)構(gòu)定位在一起，這可以使高功率信號(hào)在其被遞送到生物組織中之前需要輸送的距離最小化。

組織處理部分可以是較大器械的一部分。例如，器械可以包括用于固持器械和/或控制所述器械的操作的手柄。手柄可以通過(guò)一根或多根電纜連接到組織處理部分，例如以傳遞控制信號(hào)或傳遞機(jī)械力以用于如下所述操縱或調(diào)諧所述器械。在一些情況下，這些電纜例如在器械要與外科觀測(cè)裝置一起使用時(shí)可能會(huì)很長(zhǎng)。通過(guò)在組織處理部分中提供功率放大器，本發(fā)明確保不需要在手柄與輻射結(jié)構(gòu)之間輸送高功率微波信號(hào)。

功率放大器可以包括寬帶隙半導(dǎo)體晶體管，諸如GaN基HEMT。為了確保在輸入信號(hào)與輸出微波能量之間的有效的功率傳遞，功率放大器可以具有F類設(shè)計(jì)。

組織處理部分中的微波功率源可以包括用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的發(fā)生器電路。雖然原則上這種電路可以位于其他位置，例如位于手柄中，但是希望將所述電路提供在組織處理部分中以使功率轉(zhuǎn)換效率最大化。