ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ
ELECTROSURGICAL INSTRUMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к электрохирургическому инструменту для доставки микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии к биологическим тканям с целью абляции целевых тканей. Зонд может быть введен через канал эндоскопа или катетера, или может быть использован в лапароскопической хирургии, или же в открытом хирургическом вмешательстве. Инструмент может быть использован в легочных или желудочно-кишечных направлениях практического применения, но не ограничивается этим.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обнаружено, что электромагнитная (ЭM) энергия, и в частности микроволновая и радиочастотная (РЧ) энергия имеет лечебную эффективность в электрохирургических операциях вследствие ее способности разрезать, коагулировать и подвергать абляции ткани организма. Как правило, устройство для доставки ЭМ энергии к тканям организма содержит генератор, содержащий источник ЭM энергии, и электрохирургический инструмент, подключенный к генератору, для доставки энергии к тканям. Стандартные электрохирургические инструменты в большинстве случаев предназначены для чрескожного введения внутрь организма пациента. Тем не менее, может быть сложным чрескожно расположить в определенном месте инструмент в организме, например, если целевая область находится в движущемся легком или в тонкостенном участке желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Другие электрохирургические инструменты могут быть доставлены к целевой области с помощью хирургического смотрового устройства (например, эндоскопа), которое может быть проведено через каналы в организме, такие как дыхательные пути или просвет пищевода, или толстой кишки. Это обеспечивает возможность применения минимально инвазивных способов лечения, которые могут снизить уровень смертности пациентов и снизить частоту интраоперационных, а также и послеоперационных осложнений.
Абляция тканей с использованием микроволновой ЭМ энергии основана на том факте, что биологическая ткань в основном состоит из воды. Мягкие ткани органов человека, как правило, содержат от 70% до 80% воды. Молекулы воды имеют постоянный электрический дипольный момент, а это означает, что в молекуле существует дисбаланс заряда. Этот дисбаланс заряда заставляет молекулы двигаться в ответ на усилия, возникающие при приложении переменного во времени электрического поля, когда молекулы вращаются, чтобы выровнять свой электрический дипольный момент с полярностью приложенного поля. На микроволновых частотах быстрые молекулярные колебания приводят к нагреву от трения и, как следствие, к рассеиванию энергии поля в виде тепла. Это называется диэлектрическим нагревом.
Этот принцип используется в терапии с использованием микроволновой абляции, когда молекулы воды в целевой ткани быстро нагреваются за счет приложения локализованного электромагнитного поля на микроволновых частотах, что приводит к коагуляции тканей и гибели клеток. Известно использование зондов, излучающих микроволновое излучение, для лечения различных заболеваний легких и других органов. Например, в легких микроволновое излучение может быть использовано для лечения астмы и удаления опухолей или патологических изменений.
Радиочастотная электромагнитная (РЧ ЭМ) энергия может быть использована для разрезания и/или коагуляции биологических тканей. Способ разрезания с использованием РЧ энергии функционирует с использованием того принципа, что электрический ток проходит через межклеточное вещество тканей (благодаря ионному содержимому клеток, то есть натрию и калию), при этом сопротивление потоку электронов через ткани генерирует тепло. Когда немодулированный синусоидальный сигнал прилагают к межклеточному веществу тканей, внутри клеток генерируется достаточное количество тепла для испарения воды, содержащейся в тканях. Таким образом, происходит большой рост внутреннего давления клетки, которое не может регулироваться клеточной мембраной, что приводит к разрыву клетки. Когда это происходит на большой площади, можно увидеть, что ткани были рассечены.
РЧ коагуляция осуществляется за счет приложения к тканям менее эффективной формы волны, в результате чего содержимое клетки не испаряется, а нагревается до около 65°C. Это высушивает ткани путем обезвоживания, а также денатурирует белки в стенках сосудов и коллаген, составляющий клеточную стенку. Денатурация белков действует как стимул для системы свертывания крови, поэтому свертываемость улучшается. В то же время коллаген в клеточной стенке денатурируется из стержневидной молекулы в спираль, что приводит к сжатию сосуда и уменьшению его в размере, давая сгустку крови опорную точку и меньшую площадь для закупорки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В самом общем виде в изобретении предлагается электрохирургический инструмент, имеющий излучающий наконечник с повышенной гибкостью. В первом аспекте изобретения это может быть достигнуто путем придания формы диэлектрическому материалу в излучающем наконечнике для облегчения изгибания излучающего наконечника. Во втором аспекте изобретения это достигается путем формирования диэлектрической основной части и наружной оболочки излучающего наконечника в виде отдельных частей, чтобы обеспечить перемещение и сгибание между частями. Посредством повышения гибкости излучающего наконечника может быть улучшена маневренность электрохирургического инструмента.
Электрохирургический инструмент согласно изобретению может быть использован для абляции целевых тканей в организме. Чтобы эффективно подвергнуть абляции целевые ткани, излучающий наконечник должен располагаться как можно ближе (а во многих случаях внутри) целевых тканей. Для достижения целевых тканей (например, в легких), может потребоваться введение устройства через каналы (например, дыхательные пути) и в обход препятствий в организме. Таким образом, повышение гибкости излучающего наконечника может облегчить проведение излучающего наконечника к целевым тканям. Например, если целевые ткани находятся в легких, это может облегчить проведение инструмента по каналам, таким как бронхиолы, которые могут быть узкими и извилистыми. Расположив излучающий наконечник как можно ближе к целевым тканям, можно избежать облучения окружающих здоровых тканей, или уменьшить его.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается электрохирургический инструмент, содержащий: коаксиальный питающий кабель для передачи микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, при этом коаксиальный питающий кабель содержит внутренний проводник, наружный проводник и диэлектрический материал, разделяющий внутренний проводник и наружный проводник; и излучающий наконечник, расположенный на дистальном конце коаксиального питающего кабеля для приема микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, причем излучающий наконечник содержит: конструктивный элемент для доставки энергии, выполненный с возможностью доставки микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, принимаемой от коаксиального питающего кабеля, от наружной поверхности излучающего наконечника, при этом конструктивный элемент для доставки энергии содержит удлиненный проводник, электрически соединенный с внутренним проводником, и проходящий в продольном направлении за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля; и диэлектрическую основную часть, расположенную вокруг удлиненного проводника, причем диэлектрическая основная часть содержит внутри себя полость, при этом полость прилегает к удлиненному проводнику для облегчения изгибания излучающего наконечника.
Конструктивный элемент для доставки энергии может быть выполнен с возможностью доставки только микроволновой энергии или только радиочастотной энергии. И в вариантах осуществления изобретения конструктивный элемент для доставки энергии может быть выполнен с возможностью доставки как микроволновой, так и радиочастотной энергии, по отдельности или же одновременно. Удлиненный проводник может быть сконфигурирован в виде антенны для излучения микроволновой энергии, или как средство обеспечения электрического соединения с активным электродом для передачи радиочастотной энергии (например, в сочетании с обратным электродом, подключенным к наружному проводнику).
Электрохирургический инструмент может пригодным для абляции тканей, особенно в ограниченных или труднодоступных местах человеческого организма, таких как легкие или матка. Тем не менее, можно понять, что инструмент может быть использован для абляции тканей и в других органах.
Коаксиальный питающий кабель может представлять собой обычный коаксиальный кабель с малыми потерями, который можно подсоединить на одном конце к электрохирургическому генератору. В частности, внутренний проводник может представлять собой удлиненный проводник, проходящий вдоль продольной оси коаксиального питающего кабеля. Диэлектрический материал может быть расположен вокруг внутреннего проводника, например, первый диэлектрический материал может иметь канал, через который проходит внутренний проводник. Наружный проводник может представлять собой рукав из проводящего материала, расположенный на поверхности диэлектрического материала. Коаксиальный питающий кабель может дополнительно содержать наружную защитную оболочку для изоляции и защиты кабеля. В некоторых примерах защитная оболочка может быть изготовлена из материала с низкой адгезией или покрыта им для предотвращения адгезии тканей к кабелю. Излучающий наконечник расположен на дистальном конце коаксиального питающего кабеля и служит для передачи ЭМ энергии, передаваемой по коаксиальному питающему кабелю, внутрь целевых тканей. Излучающий наконечник может быть постоянно прикреплен к коаксиальному питающему кабелю или может быть съемным образом прикреплен к коаксиальному питающему кабелю. Например, на дистальном конце коаксиального питающего кабеля может быть предусмотрен соединитель, который предназначен для приема излучающего наконечника и формирования необходимых электрических соединений.
Диэлектрическая основная часть может содержать канал для перемещения удлиненного проводника. Инструмент может быть собран путем пропускания удлиненного проводника через канал или размещения диэлектрической основной части на удлиненном проводнике.
Диэлектрическая основная часть может быть в целом цилиндрической, хотя также возможны и другие формы. Диэлектрическая основная часть может быть прикреплена к дистальному концу коаксиального питающего кабеля. В некоторых примерах диэлектрическая основная часть может содержать выступающую часть диэлектрического материала коаксиального питающего кабеля, которая выступает за дистальный конец коаксиального питающего кабеля. Это может упростить конструкцию излучающего наконечника и избежать отражений ЭМ энергии на границе между излучающим наконечником и коаксиальным питающим кабелем. В других примерах второй диэлектрический материал, отдельно от диэлектрического материала коаксиального питающего кабеля, может быть использован для образования диэлектрической основной части. Второй диэлектрический материал может быть таким же, как и диэлектрический материал коаксиального питающего кабеля, или же отличаться от него. Второй диэлектрический материал может быть выбран для улучшения согласования импеданса с целевой тканью, чтобы повысить эффективность доставки микроволновой энергии внутрь целевых тканей. Диэлектрическая основная часть также может содержать множество различных кусков диэлектрического материала, которые выбраны и скомпонованы для формирования профиля излучения желаемым образом. Диэлектрическая основная часть может быть изготовлена из материала с низкой адгезией, или покрыта им (например, политетрафторэтиленом, ПТФЭ), для предотвращения адгезии к ней тканей.
Диэлектрическая основная часть проходит в продольном направлении, то есть в направлении, параллельном продольной оси коаксиального питающего кабеля. Удлиненный проводник проходит внутри канала в диэлектрической основной части. Канал может представлять собой проход, проходящий через участок диэлектрической основной части. Удлиненный проводник может представлять собой любой подходящий проводник, имеющий удлиненную форму. Например, удлиненный проводник может представлять собой проволоку, стержень или полосу из проводящего материала, которые проходят внутри диэлектрической основной части. В некоторых вариантах осуществления изобретения удлиненный проводник может представлять собой дистальную часть внутреннего проводника, которая выходит за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля. Другими словами, внутренний проводник может выступать за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля и внутрь диэлектрической основной части, образуя удлиненный проводник. Это может облегчить формирование излучающего наконечника на дистальном конце коаксиального питающего кабеля, поскольку это позволяет избежать подключения отдельного проводника к дистальному концу внутреннего проводника.
Излучающий наконечник может быть выполнен с возможностью функционирования в качестве микроволнового излучателя, т. е. он может быть выполнен с возможностью излучения микроволновой энергии, передаваемой по коаксиальному питающему кабелю. В частности, микроволновая энергия, передаваемая к излучающему наконечнику от коаксиального питающего кабеля, может излучаться вдоль длины удлиненного проводника. Наружный проводник может заканчиваться на дистальном конце коаксиального питающего кабеля, в результате чего удлиненный проводник выходит за пределы дистального конца наружного проводника. Таким образом, излучающий наконечник может действовать как микроволновая монопольная антенна. В связи с этим микроволновая энергия, передаваемая на излучающий наконечник, может излучаться от удлиненного проводника внутрь окружающих целевых тканей.
Дополнительно или в качестве альтернативы излучающий наконечник может быть выполнен с возможностью разрезания или абляции целевых тканей с использованием радиочастотной (РЧ) энергии. Например, излучающий наконечник может содержать пару открытых электродов (например, биполярных РЧ-электродов), которые предназначены для разрезания или абляции целевых тканей. Один из электродов может быть электрически соединен с внутренним проводником (например, через удлиненный проводник), а другой из электродов может быть электрически соединен с наружным проводником. Таким образом, путем передачи радиочастотной энергии к проксимальному и дистальному электродам можно разрезать и/или подвергать абляции биологические ткани, расположенные между электродами или вокруг них. В некоторых случаях излучающий наконечник может быть сконфигурирован для доставки как микроволновой, так и РЧ энергии, либо отдельно или же одновременно. Это может обеспечить быстрое изменение функциональности электрохирургического инструмента за счет переключения между РЧ и микроволновой энергиями, или путем изменения прикладываемой энергии.
Полость может быть сформирована в участке диэлектрической основной части, который расположен вокруг удлиненного проводника, то есть полость может быть расположена в участке диэлектрической основной части, который имеет канал, через который проходит удлиненный проводник. Полость может быть отделена от канала в латеральном (например, радиальном) направлении, которое является перпендикулярным продольному направлению. Например, если диэлектрическая основная часть является цилиндрической, канал может быть по существу центрирован на центральной оси цилиндрической основной части, а полость может отстоять от канала в радиальном направлении. Полость может представлять собой пустоту, образованную внутри или на поверхности диэлектрической основной части, например область, где диэлектрический материал диэлектрической основной части отсутствует. Например, полость может представлять собой выемку или углубление на поверхности диэлектрической основной части. Полость может быть выполнена на наружной поверхности диэлектрической основной части. В качестве альтернативы полость может быть выполнена на внутренней поверхности диэлектрической основной части, например, в стенке канала. В случае если полость выполнена внутри диэлектрической основной части, полость может представлять собой пустоту или карман, заключенные внутри диэлектрической основной части.
Полость может уменьшить количество материала в участке диэлектрической основной части, окружающей удлиненный проводник. Например, полость может уменьшать общую толщину в латеральном направлении материала, образующего диэлектрическую основную часть, в участке диэлектрической основной части, окружающем удлиненный проводник. Это может снизить жесткость диэлектрической основной части вокруг удлиненного проводника. Полость также может действовать как точка изгиба или гибкости, что облегчает изгибание диэлектрической основной части. Следовательно, полость может служить для увеличения гибкости диэлектрической основной части. Это может облегчить изгибание излучающего наконечника, что, в свою очередь, может облегчить проведение электрохирургического инструмента через узкие и извилистые проходы в организме. Это может позволить расположить излучающий наконечник как можно ближе к целевым тканям, чтобы гарантировать эффективную доставку энергии к целевым тканям. Объем полости может быть относительно небольшим по сравнению с общим объемом диэлектрического материала. Таким образом, полость может улучшить гибкость диэлектрической основной части без значительного влияния на свойства согласования импеданса диэлектрической основной части. Таким образом, наличие полости не может существенно влиять на профиль излучения излучающего наконечника.
Полость может быть пустой (например, она может быть заполнена воздухом). В некоторых случаях полость может быть заполнена деформируемым материалом для улучшения гибкости диэлектрической основной части.
В некоторых случаях в диэлектрической основной части может быть образовано множество полостей. Полости могут быть расположены вдоль длины диэлектрической основной части, например, они могут быть разнесены в продольном направлении. Это может обеспечить множество точек изгибания по длине диэлектрической основной части, чтобы облегчить изгибание диэлектрической основной части по ее длине. Полости также могут быть расположены вокруг продольной оси диэлектрической основной части. Это может облегчить изгибание диэлектрической основной части в различных направлениях относительно продольного направления. Таким образом, наличие множества полостей может дополнительно улучшить гибкость диэлектрической основной части. Множество полостей могут быть расположены на равном расстоянии друг от друга или могут быть расположены произвольным образом. Полости могут быть размещены на диэлектрической основной части для облегчения изгибания диэлектрической основной части в определенном направлении. Например, размещение полости на стороне диэлектрической основной части может облегчить изгибание диэлектрической основной части в направлении этой стороны, например, за счет уменьшения жесткости диэлектрической основной части на стороне с полостью. Множество полостей могут быть размещены вокруг продольной оси диэлектрической основной части для облегчения изгибания диэлектрической основной части во множестве направлений.
Полость (или полости) может быть выполнена во время изготовления диэлектрической основной части. Например, диэлектрическая основная часть может быть отформована таким образом, что она содержит одну или более полостей. В качестве альтернативы полости могут быть выполнены путем сверления отверстий в диэлектрической основной части и/или путем механической обработки частей диэлектрической основной части.
В некоторых вариантах осуществления изобретения полость может быть образована просветом, проходящим в продольном направлении в диэлектрической основной части. Диэлектрическая основная часть может содержать внутренний рукав, окружающий удлиненный проводник (т.е. обеспечивающий канал, через который проходит удлиненный проводник). Просвет может быть отделен от удлиненного проводника посредством радиальной толщины внутреннего рукава. Просвет может проходить вдоль всей диэлектрической основной части, или ее участка, для повышения гибкости диэлектрической основной части. Просвет может представлять собой проход, или канал, проходящий через участок диэлектрической основной части. Просвет может быть закрытым, т.е. он может быть образован внутри диэлектрической основной части. В качестве альтернативы просвет может быть открытым просветом, т.е. он может быть образован на поверхности диэлектрической основной части. В некоторых примерах просвет может быть параллельным каналу в диэлектрической основной части. В других примерах просвет может иметь спиралевидную форму, в результате чего он обвивает канал в диэлектрической основной части. Просвет может иметь круглое поперечное сечение или может иметь поперечное сечение другой формы. Предпочтительно просвет может быть использован для разведения проводки или других вводов через излучающий наконечник. Просвет в диэлектрической основной части может быть непрерывным с просветом в коаксиальном питающем кабеле, в результате чего ввод может подаваться от проксимального конца электрохирургического инструмента к излучающему наконечнику. Например, просвет может быть использован для транспортировки жидкости (например, охлаждающей жидкости для охлаждения наконечника). Просвет может быть использован для прокладывания управляющего провода (например, для управления лезвием или другим механизмом, расположенным на дистальном конце излучающего наконечника).
В диэлектрической основной части может быть множество просветов, проходящих в продольном направлении (например, там, где имеется множество полостей). Просветы могут быть расположены так, чтобы они были расположены вокруг канала в диэлектрической основной части, например, они могут быть расположены на равных расстояниях вокруг канала. Это может облегчить изгибание излучающего наконечника относительно продольной оси во множестве направлений.
В некоторых вариантах осуществления изобретения просвет может иметь кольцевое поперечное сечение, которое окружает участок диэлектрической основной части, в которой сформирован канал. Другими словами, диэлектрическая основная часть может содержать внутренний участок, в котором сформирован канал, содержащий удлиненный проводник, и наружный участок, который образует рукав вокруг внутреннего участка. Наружный участок может отстоять от внутреннего участка, чтобы образовать просвет между внутренним участком и наружным участком. Наружный участок может, например, отстоять от внутреннего участка с использованием разделителя. Обеспечивая просвет с кольцевым поперечным сечением, который окружает внутренний участок диэлектрической основной части, полость может быть эффективно сформирована вокруг продольной оси диэлектрической основной части. Это может привести к тому, что жесткость диэлектрической основной части будет по существу симметричной относительно продольной оси, что может облегчать изгибание диэлектрической основной части относительно продольной оси, например, может отсутствовать предпочтительное направление изгиба. Просвет может быть расположен таким образом, чтобы его кольцевое поперечное сечение было по существу центрировано на продольной оси диэлектрической основной части, в результате чего просвет является аксиально-симметричным относительно продольной оси. Это может дополнительно улучшить изотропию жесткости диэлектрической основной части относительно продольной оси.
В некоторых вариантах осуществления изобретения просвет может быть расположен на наружной поверхности диэлектрической основной части. Например, он может образовывать проходящую в продольном направлении канавку на наружной поверхности диэлектрической основной части. Таким образом, просвет может представлять собой открытый просвет на наружной поверхности диэлектрической основной части. Если диэлектрическая основная часть содержит множество полостей, на наружной поверхности может быть сформировано множество канавок. В дополнение к этому, для облегчения изгибания излучающего наконечника канавки могут служить в качестве элементов зацепления. Например, наружная защитная оболочка электрохирургического инструмента может иметь один или более выступов, которые входят в зацепление с канавками, чтобы зафиксировать наружную защитную оболочку относительно излучающего наконечника. В другом примере канавки могут быть использованы для проведения излучающего наконечника вдоль инструментального канала хирургического смотрового устройства и/или поддержания требуемой ориентации излучающего наконечника. Канавки на поверхности диэлектрической основной части также могут быть использованы для захвата излучающего наконечника, например, для вращения излучающего наконечника.
В некоторых вариантах осуществления изобретения полость может быть образована углублением в диэлектрической основной части. Углубление может быть образовано на поверхности диэлектрической основной части. Углубление может представлять собой выемку или вырез, выполненный на поверхности диэлектрической основной части. Углубление может действовать как точка изгибания или изгиба диэлектрической основной части, например, оно может формировать область, имеющую пониженное сопротивление изгибу по сравнению с другими областями диэлектрической основной части (например, вследствие уменьшенной толщины диэлектрической основной части в углублении). Длина углубления может быть перпендикулярна продольному направлению, чтобы облегчить изгибание диэлектрической основной части относительно продольного направления. В диэлектрической основной части могут быть выполнены множество углублений для обеспечения множества точек изгибания или изгибов. Таким образом, изгибание диэлектрической основной части может быть облегчено во множестве точках вдоль ее длины.
В некоторых вариантах осуществления изобретения углубление может быть выполнено на наружной поверхности диэлектрической основной части. В других вариантах осуществления изобретения углубление может быть выполнено на внутренней поверхности диэлектрической основной части, например, в стенке канала в диэлектрической основной части. Если имеется множество углублений, некоторые из углублений могут быть выполнены на наружной поверхности, в то время как некоторые из углублений могут быть выполнены на внутренней поверхности.
В некоторых вариантах осуществления изобретения углубление может образовывать канавку, проходящую по окружности диэлектрической основной части. Канавка может быть выполнена на наружной поверхности диэлектрической основной части. Канавка может образовывать петлю или кольцо по окружности диэлектрической основной части. В этом случае канавка может быть ориентирована в направлении, перпендикулярном продольному направлению. В других случаях канавка может иметь спиралевидную форму так, что она обвивает диэлектрическую основную часть вдоль длины диэлектрической основной части. Посредством формирования канавки по окружности диэлектрической основной части жесткость диэлектрической основной части может быть по существу симметричной относительно продольной оси. Это может облегчить изгибание диэлектрической основной части относительно продольной оси.
В некоторых вариантах осуществления изобретения диэлектрическая основная часть может содержать гофрированную поверхность, а углубление может быть образовано гофрами на гофрированной поверхности. Наружная поверхность диэлектрической основной части может быть гофрированной, и/или внутренняя поверхность (стенка канала) может быть гофрированной. В некоторых случаях как наружная, так и внутренняя поверхности диэлектрической основной части могут быть гофрированными. Например, участок диэлектрической основной части может быть образован отрезком гофрированной трубки или трубы. Подходящие гофрированные трубки или трубы могут быть изготовлены из ПТФЭ, фторированного этиленпропилена (ФЭП) или перфторалкокси сополимера (PFA). Гофрированная поверхность может содержать ряд гофров или гребней, которые расположены таким образом, что образуют последовательность выступов и впадин. Углубление может соответствовать впадине, образованной между соседними гофрами/гребнями. В связи с тем, что гофрированная поверхность может содержать множество гофров, на гофрированной поверхности могут быть образованы множество углублений. Углубления могут служить точками изгибания или изгиба диэлектрической основной части, как обсуждалось выше. Гофрированные трубки широко доступны в продаже. Это может облегчить изготовление гибкого излучающего наконечника по низкой цене.
В некоторых вариантах осуществления изобретения излучающий наконечник может дополнительно содержать наружную оболочку, расположенную вокруг наружной поверхности диэлектрической основной части, причем наружная оболочка отделена от диэлектрической основной части, чтобы обеспечить относительное перемещение между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью. Наружная оболочка может служить для защиты и изоляции излучающего наконечника от окружающей среды. Наружная оболочка может быть изготовлена из материала с низкой адгезией, или покрыта им (например, ПТФЭ), для предотвращения адгезии к ней тканей. Наружная оболочка может представлять собой рукав из изоляционного материала, который покрывает наружную поверхность диэлектрической основной части. Например, наружная оболочка может быть образована отрезком термоусадочной трубки, которая была сжата вокруг диэлектрической основной части. Наружная оболочка отделена от диэлектрической основной части, что означает, что она выполнена отдельно от диэлектрической основной части, то есть они выполнены как отдельные компоненты. Кроме того, может отсутствовать клей или другие средства соединения, прикрепляющие наружную оболочку к диэлектрической основной части. Наружная оболочка может удерживаться на диэлектрической основной части за счет сил трения между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью. В результате может быть возможным небольшое относительное перемещение между наружной поверхностью диэлектрической основной части и наружной оболочкой. Таким образом, когда диэлектрическая основная часть изгибается, наружная оболочка может перемещаться относительно поверхности диэлектрической основной части, чтобы избежать нарастания напряжений в наружной оболочке. Например, наружная оболочка может «собираться в складки» вокруг внутреннего участка изгиба диэлектрической основной части. В связи с этим наружная оболочка может не обеспечивать какого-либо значительного сопротивления изгибанию излучающего наконечника, то есть наружная оболочка не может значительно увеличивать жесткость излучающего наконечника. По этой причине формирование наружной оболочки отдельно от диэлектрической основной части может облегчить изгибание излучающего наконечника. Кроме того, это может предотвратить концентрацию напряжения на границе между диэлектрической основной частью и наружной оболочкой, что может вызвать разрывы диэлектрической основной части и/или разрывы наружной оболочки.
Наружная оболочка может быть прикреплена одним концом к дистальному концу коаксиального питающего кабеля, чтобы зафиксировать ее положение относительно коаксиального питающего кабеля. Например, наружная оболочка может быть прикреплена к защитной оболочке коаксиального питающего кабеля. В некоторых случаях наружная оболочка может быть продолжением защитной оболочки коаксиального питающего кабеля, например, наружная оболочка может представлять собой дистальный участок защитной оболочки коаксиального питающего кабеля, который выходит за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля. Если полость выполнена на наружной поверхности диэлектрической основной части, наружная оболочка может служить для покрытия полости. Таким образом, излучающий наконечник может иметь гладкую наружную поверхность, несмотря на наличие полостей в диэлектрической основной части.
Конфигурация наружной оболочки может обеспечить независимый аспект изобретения. В соответствии с данным аспектом изобретения предлагается электрохирургический инструмент, содержащий: коаксиальный питающий кабель для передачи микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, при этом коаксиальный питающий кабель содержит внутренний проводник, наружный проводник и диэлектрический материал, разделяющий внутренний проводник и наружный проводник; и излучающий наконечник, расположенный на дистальном конце коаксиального питающего кабеля для приема микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, причем излучающий наконечник содержит: конструктивный элемент для доставки энергии, выполненный с возможностью доставки микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, принимаемой от коаксиального питающего кабеля, от наружной поверхности излучающего наконечника, при этом конструктивный элемент для доставки энергии содержит удлиненный проводник, электрически соединенный с внутренним проводником, и проходящий в продольном направлении за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля; и диэлектрическую основную часть, расположенную вокруг удлиненного проводника, и наружную оболочку, расположенную вокруг наружной поверхности диэлектрической основной части, при этом наружная оболочка отделена от диэлектрической основной части, чтобы обеспечить относительное перемещение между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью.
Отличительные признаки первого аспекта изобретения могут быть общими со вторым аспектом изобретения и снова не обсуждаются. В частности, диэлектрическая основная часть электрохирургического инструмента в соответствии со вторым аспектом изобретения может содержать полость (или множество полостей), как описано выше в связи с первым аспектом изобретения.
Варианты осуществления первого или второго аспектов изобретения, изложенных выше, могут включать следующие конструктивные особенности.
В некоторых вариантах осуществления изобретения диэлектрическая основная часть может быть выполнена из первого диэлектрического материала, а наружная оболочка может быть выполнена из второго диэлектрического материала, отличного от первого диэлектрического материала. Первый и второй диэлектрические материалы могут быть выбраны для улучшения согласования импеданса излучающего наконечника с целевыми тканями. Первый и второй диэлектрические материалы также могут быть выбраны для облегчения изгибания излучающего наконечника. Например, второй диэлектрический материал может иметь меньшую жесткость, чем первый диэлектрический материал. Это может гарантировать, что наружная оболочка не придаст значительное увеличение общей жесткости излучающего наконечника.
В некоторых вариантах осуществления изобретения первый диэлектрический материал может иметь более высокую температуру плавления, чем второй диэлектрический материал. Это может позволить формировать наружную оболочку путем плавления или усадки второго диэлектрического материала поверх диэлектрической основной части. Например, наружная оболочка может быть образована трубкой из термоусадочного материала, изготовленной из второго диэлектрического материала. Термоусадочная трубка может быть помещена поверх диэлектрической основной части, а затем сжата поверх диэлектрической основной части путем приложения тепла. В силу того, что температура плавления первого диэлектрического материала выше, чем температура плавления второго диэлектрического материала, диэлектрическая основная часть не плавится, когда на ней формируют наружную оболочку. Это может обеспечить хорошее прилегание наружной оболочки к диэлектрической основной части, в то же время сохраняя их как отдельные компоненты для обеспечения относительного перемещения между ними. Это может облегчить изготовление излучающего наконечника.
В некоторых вариантах осуществления изобретения первый диэлектрический материал может представлять собой политетрафторэтилен (ПТФЭ), а второй диэлектрический материал может представлять собой фторированный этиленпропилен (ФЭП). ПТФЭ имеет более высокую температуру плавления, чем ФЭП. ФЭП, как правило, является более мягким, чем ПТФЭ, поэтому его легко гнуть. Используя данную комбинацию материалов, наружная оболочка может быть сформирована путем плавления ФЭП поверх диэлектрической основной части (например, с использованием пресс-формы) для формирования наружной оболочки непосредственно на диэлектрической основной части. В качестве альтернативы, отрезок термоусадочной трубки, изготовленной из ФЭП, может быть использован для формирования наружной оболочки поверх диэлектрической основной части.
В некоторых вариантах осуществления изобретения наружная оболочка может содержать дистальный конец, расположенный для покрытия дистального конца диэлектрической основной части. Таким образом, наружная оболочка может покрывать как наружную поверхность (например, стороны), так и дистальный конец диэлектрической основной части. Таким образом, наружная оболочка может образовывать покрытие поверх диэлектрической основной части. Дистальный наконечник может быть изготовлен из того же диэлектрического материала, что и остальная часть наружной оболочки (например, из второго диэлектрического материала). Дистальный наконечник может быть заострен, чтобы облегчить введение излучающего наконечника в целевые ткани. В качестве альтернативы дистальный конец может быть закругленным или плоским. Дистальный наконечник может служить для улучшения согласования импеданса с целевыми тканями. Дистальный наконечник может также служить для предотвращения попадания жидкости, находящейся в окружающей среде вокруг излучающего наконечника, в пространство (например, полость) между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью.
В некоторых вариантах осуществления изобретения наружная оболочка может быть сконфигурирована таким образом, чтобы образовывать уплотнение вокруг наружной поверхности диэлектрической основной части. Таким образом, наружная оболочка может заключать в капсулу наружную поверхность диэлектрической основной части. Наружная оболочка может предотвращать попадание жидкости, находящейся в окружающей среде вокруг излучающего наконечника, в пространство между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью. Например, уплотнение может быть образовано между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью на проксимальном конце диэлектрической основной части и на дистальном конце диэлектрической основной части. Если наружная оболочка содержит дистальный наконечник, уплотнение может потребоваться только на проксимальном конце диэлектрической основной части. В некоторых случаях между наружной оболочкой и дистальным концом коаксиального питающего кабеля может быть выполнено уплотнение для предотвращения утечек на границе между коаксиальным питающем кабелем и излучающим наконечником.
Когда полость находится на наружной поверхности диэлектрической основной части, наружная оболочка может улавливать воздух (или другую жидкость) в полости и предотвращать попадание в полость жидкостей из окружающей среды.
В некоторых вариантах осуществления изобретения излучающий наконечник может дополнительно содержать диэлектрический дроссель. Диэлектрический дроссель может представлять собой часть электроизоляционного материала, установленного относительно наружного проводника (например, между наружным проводником и проксимальным электродом), чтобы уменьшить распространение ЕМ энергии, отраженной от излучающего наконечника обратно по коаксиальному питающему кабелю. Это может уменьшить величину, на которую профиль излучения излучающего наконечника проходит вдоль коаксиального питающего кабеля, и обеспечить улучшенный профиль излучения.
Диэлектрическая основная часть может содержать спиральную деталь, через которую проходит удлиненный проводник. Другими словами, участок диэлектрической основной части может иметь форму спирали, при этом спираль обвивается вокруг длины удлиненного проводника. Таким образом, канал, через который проходит удлиненный проводник, может быть образован витками спирали. Спиральная форма диэлектрической основной части может облегчать изгибание диэлектрической основной части и может обеспечивать по существу симметричную жесткость диэлектрической основной части относительно продольной оси диэлектрической основной части. Спиральная деталь может действовать как винтовая пружина, обеспечивая высокую степень гибкости излучающего наконечника. Кроме того, спиральная форма диэлектрической основной части может облегчать возвращение диэлектрической основной части к ее исходной форме после изгибания. Например, после изгибания для прохождения через извилистый проход излучающий наконечник может снова выпрямиться вследствие упругости диэлектрической основной части.
Спиральная диэлектрическая основная часть может составлять третий независимый аспект настоящего изобретения. В соответствии с данным аспектом изобретения предлагается электрохирургический инструмент, содержащий: коаксиальный питающий кабель для передачи микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, при этом коаксиальный питающий кабель содержит внутренний проводник, наружный проводник и диэлектрический материал, разделяющий внутренний проводник и наружный проводник; и излучающий наконечник, расположенный на дистальном конце коаксиального питающего кабеля для приема микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, причем излучающий наконечник содержит: конструктивный элемент для доставки энергии, выполненный с возможностью доставки микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии, принимаемой от коаксиального питающего кабеля, от наружной поверхности излучающего наконечника, при этом конструктивный элемент для доставки энергии содержит удлиненный проводник, электрически соединенный с внутренним проводником, и проходящий в продольном направлении за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля; и диэлектрическую основную часть, расположенную вокруг удлиненного проводника; при этом диэлектрическая основная часть содержит спиральную деталь, через которую проходит удлиненный проводник.
Отличительные признаки первого аспекта изобретения и второго аспекта изобретения могут быть общими с третьим аспектом изобретения и снова не обсуждаются.
В некоторых вариантах осуществления изобретения электрохирургического инструмента любого из аспектов изобретения, описанных выше, конструктивный элемент для доставки энергии может содержать проксимальный настроечный элемент и дистальный настроечный элемент, каждый из которых электрически соединен с удлиненным проводником, при этом проксимальный настроечный элемент и дистальный настроечный элемент разнесены в продольном направлении на длину удлиненного проводника. Диэлектрическая основная часть может содержать первый диэлектрический разделитель, расположенный между проксимальным настроечным элементом и дистальным настроечным элементом.
Проксимальный настроечный элемент может представлять собой деталь из проводящего материала (например, металла), расположенную рядом с проксимальным концом излучающего наконечника. Дистальный настроечный элемент может представлять собой деталь из проводящего материала (например, металла), расположенную рядом с дистальным концом излучающего наконечника. Таким образом, дистальный настроечный элемент может быть расположен на большем расстоянии от дистального конца коаксиального питающего кабеля, чем проксимальный настроечный элемент. Как проксимальный, так и дистальный настроечные элементы электрически соединены с удлиненным проводником. Например, проксимальный и дистальный настроечные элементы могут быть расположены на удлиненном проводнике или вокруг него. Проксимальный и дистальный настроечные элементы могут быть электрически соединены с удлиненным проводником любыми подходящими средствами. Например, проксимальный и дистальный настроечные элементы могут быть приварены или припаяны к удлиненному проводнику. В другом примере проксимальный и дистальный настроечные элементы могут быть соединены с удлиненным проводником с использованием проводящего клея (например, проводящей эпоксидной смолы). Проксимальный и дистальный настроечные элементы разнесены в продольном направлении на длину удлиненного проводника. Другими словами, отрезок удлиненного проводника расположен между проксимальным и дистальным электродами. Проксимальный и дистальный настроечные элементы могут быть покрыты участком диэлектрической основной части, в результате чего они являются изолированными/защищенными от окружающей среды.
Проксимальный и дистальный настроечные элементы могут служить для формирования профиля микроволновой энергии, излучаемой излучающим наконечником. В частности, авторы изобретения обнаружили, что размещение разнесенных в продольном направлении настроечных элементов на удлиненном проводнике может служить для создания профиля излучения, которое концентрируется вокруг излучающего наконечника. Профиль излучения может иметь приблизительно сферическую форму. Настроечные элементы могут также служить для уменьшения хвоста профиля излучения, который проходит вдоль коаксиального питающего кабеля. Таким образом, микроволновая энергия, передаваемая на излучающий наконечник, может излучаться из излучающего наконечника и подвергать абляции окружающие целевые ткани в четко определенном объеме вокруг излучающего наконечника. Форма, размер и расположение настроечных элементов могут быть выбраны для получения желаемого профиля микроволнового излучения.
Первый диэлектрический разделитель может представлять собой участок диэлектрической основной части, который расположен между проксимальным настроечным элементом и дистальным настроечным элементом. Канал в диэлектрической основной части может быть частично или полностью сформирован в первом диэлектрическом разделителе. В некоторых случаях проксимальный настроечный элемент может быть расположен на расстоянии от дистального конца коаксиального питающего кабеля. В таком случае диэлектрическая основная часть может содержать второй диэлектрический разделитель, расположенный между дистальным концом коаксиального питающего кабеля и проксимальным настроечным элементом.
Если в диэлектрической основной части выполнена полость, полость может быть выполнена в первом диэлектрическом разделителе. В некоторых случаях полость может быть выполнена во втором диэлектрическом разделителе. В качестве альтернативы полости могут быть выполнены как в первом, так и во втором диэлектрических разделителях. Это может дополнительно улучшить гибкость излучающего наконечника.
Если излучающий наконечник содержит наружную оболочку, наружная оболочка может покрывать наружную поверхность первого диэлектрического разделителя. Наружная оболочка может быть расположена отдельно от первого диэлектрического разделителя, чтобы обеспечить относительное перемещение между наружной оболочкой и первым диэлектрическим разделителем. Если диэлектрическая основная часть также содержит второй диэлектрический разделитель, наружная оболочка может также покрывать наружную поверхность второго диэлектрического разделителя. Наружная оболочка может также покрывать наружные поверхности проксимальных и дистальных настроечных элементов для защиты и изоляции их от окружающей среды.
В некоторых вариантах осуществления изобретения электрохирургического инструмента в соответствии с любым из аспектов изобретения, описанным выше, конструктивный элемент для доставки энергии может содержать дистальный электрод и проксимальный электрод, расположенные на поверхности диэлектрической основной части, при этом дистальный электрод и проксимальный электрод физически разделены друг от друга промежуточным участком диэлектрической основной части. Проксимальный электрод может быть электрически соединен с наружным проводником. Дистальный электрод может быть электрически соединен с внутренним проводником через удлиненный проводник.
Поскольку проксимальный и дистальный электроды электрически соединены с наружным и внутренним проводниками, соответственно, проксимальный и дистальный электроды могут принимать РЧ энергию, передаваемую по коаксиальному питающему кабелю, чтобы служить в качестве биполярных РЧ электродов. Таким образом, путем передачи радиочастотной энергии к проксимальному и дистальному электродам могут быть подвержены абляции и/или коагуляции биологические ткани, расположенные между электродами или вокруг них. Кроме того, когда микроволновая энергия передается по коаксиальному питающему кабелю, продольное расстояние между проксимальным и дистальным электродами позволяет проксимальному и дистальному электродам действовать в качестве полюсов дипольной антенны. Таким образом, излучающий наконечник может действовать как микроволновая дипольная антенна, когда микроволновая энергия передается по коаксиальному питающему кабелю. Расстояние между проксимальным и дистальным электродами может зависеть от используемой частоты микроволн и нагрузки, вызванной целевыми тканями. Таким образом, такая конфигурация излучающего наконечника позволяет обрабатывать ткани с использованием как РЧ, так и микроволновой энергии. Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что путем переключения между РЧ энергией и микроволновой энергией, можно изменять профиль излучения (также называемый «профилем абляции») инструмента. Другими словами, размер и конфигурация объема тканей, подвергаемых абляции посредством электрохирургического инструмента, могут быть отрегулированы путем переключения между РЧ энергией и микроволновой энергией. Это может позволить изменить профиль абляции в месте проведения процедуры без необходимости менять инструменты во время хирургической процедуры.
Промежуточный участок диэлектрической основной части может представлять собой диэлектрический разделитель, расположенный между проксимальным электродом и дистальным электродом. Канал в диэлектрической основной части может быть частично или полностью выполнен в промежуточном участке диэлектрической основной части.
Если в диэлектрической основной части выполнена полость, полость может быть выполнена в промежуточном участке диэлектрической основной части. Если излучающий наконечник содержит наружную оболочку, наружная оболочка может покрывать наружную поверхность промежуточного участка диэлектрической основной части. Наружная оболочка может быть отделена от промежуточного участка, чтобы обеспечить относительное перемещение между наружной оболочкой и диэлектрической основной частью. Наружная оболочка может быть расположена таким образом, чтобы она не покрывала проксимальный и дистальный электроды, то есть проксимальный и дистальный электроды являются открытыми на поверхности излучающего наконечника. Наружная оболочка может быть расположена заподлицо с поверхностями проксимального и дистального электродов, в результате чего излучающий наконечник имеет гладкую наружную поверхность.
В некоторых вариантах осуществления изобретения излучающий наконечник может дополнительно содержать настроечный элемент, установленный в промежуточном участке диэлектрической основной части. Настроечный элемент может служить для формирования профиля излучения и улучшения согласования импеданса между излучающим наконечником и целевыми тканями. Настроечный элемент может содержать электропроводящую деталь, установленную внутри промежуточном участке диэлектрической основной части, при этом электропроводящая деталь электрически соединена с удлиненным проводником. Настроечный элемент может иметь размеры, выбранные, чтобы ввести емкость для повышения эффективности связи излучающего наконечника. Например, электропроводящая деталь может представлять собой рукав, установленный вокруг участка удлиненного проводника, расположенного между проксимальным электродом и дистальным электродом.
Электрохирургический инструмент согласно любому из аспектов изобретения, описанных выше, может составлять часть полной электрохирургической системы. Например, электрохирургическая система может содержать электрохирургический генератор, предназначенный для подачи микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии; и электрохирургический инструмент согласно настоящему изобретению, подключенный для приема микроволновой энергии и/или радиочастотной энергии от электрохирургического генератора. Электрохирургический аппарат может дополнительно содержать хирургическое смотровое устройство (например, эндоскоп), имеющее гибкий вводимый ствол для введения в организм пациента, при этом гибкий вводимый ствол имеет инструментальный канал, проходящий вдоль его длины, и при этом электрохирургический инструмент имеет размеры, подходящие для размещения внутри инструментального канала.
В настоящем описании термин «микроволновой» может использоваться в широком смысле для указания диапазона частот от 400 МГц до 100 ГГц, но предпочтительно диапазона от 1 ГГц до 60 ГГц. Предпочтительные фиксированные частоты для микроволновой ЭМ энергии включают: 915 МГц, 2,45 ГГц, 3,3 ГГц, 5,8 ГГц, 10 ГГц, 14,5 ГГц и 24 ГГц. Может быть предпочтительнее 5,8 ГГц. В противоположность этому, в данном описании используются термины «радиочастотный» или «РЧ» для указания диапазона частот, который по меньшей мере на три порядка ниже, например, вплоть до 300 МГц. Предпочтительно РЧ энергия имеет частоту, достаточно высокую для предотвращения стимуляции нервов (например, более 10 кГц) и достаточно низкую для предотвращения побледнения тканей или теплового распространения (например, менее 10 МГц). Предпочтительный частотный диапазон для РЧ энергии может составлять от 100 кГц до 1 МГц.
В данном документе термины «проксимальный» и «дистальный» означают концы электрохирургического инструмента, находящиеся дальше от обрабатываемой области, и ближе к ней, соответственно. Таким образом, при использовании проксимальный конец электрохирургического инструмента находится ближе к генератору для снабжения РЧ или микроволновой энергией, в то время как дистальный конец находится ближе к обрабатываемой области, то есть к целевым тканям пациента.
В настоящем документе термин «проводящий» используется для обозначения электрической проводимости, если в контексте не определено иное.
Используемый в данном документе термин «продольный» относится к направлению вдоль длины электрохирургического инструмента, параллельно оси коаксиальной линии передачи. Используемый в данном документе термин «латеральный» относится к направлению, перпендикулярному к продольному направлению, например, направлению радиально наружу от продольной оси коаксиальной линии передачи. Термин «внутренний» означает радиально ближайший к центру (например, оси) инструмента. Термин «наружный» означает радиально удаленный от центра (оси) инструмента.
Термин «электрохирургический» используется в отношении инструмента, аппарата или приспособления, которые используются во время операции и которые используют микроволновую и/или радиочастотную электромагнитную (ЭМ) энергию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Примеры изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых:
на Фиг. 1 представлено схематическое изображение электрохирургической системы для абляции тканей, которая представляет собой вариант осуществления изобретения;
на Фиг. 2 представлен схематический вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента, который представляет собой вариант осуществления изобретения;
на Фиг. 3 представлен схематический вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента, который представляет собой другой вариант осуществления изобретения;
на Фиг. 4a представлен схематический вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента, который представляет собой вариант осуществления изобретения;
на Фиг. 4b представлен вид в поперечном разрезе диэлектрического разделителя электрохирургического инструмента, изображенного на Фиг. 4а;
на Фиг. 5a-5с представлены виды в поперечном разрезе диэлектрических разделителей, которые могут быть использованы в электрохирургическом инструменте в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на Фиг. 6 представлен схематический вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента, который представляет собой другой вариант осуществления изобретения;
на Фиг. 7а и 7b представлены виды в перспективе диэлектрического разделителя электрохирургического инструмента, изображенного на Фиг. 6;
на Фиг. 8 представлена схема, показывающая смоделированный профиль излучения для электрохирургического инструмента, изображенного на Фиг. 2;
на Фиг. 9 представлена схема, показывающая смоделированный профиль излучения для электрохирургического инструмента, изображенного на Фиг. 6;
на Фиг. 10 представлен схематический вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента, который представляет собой другой вариант осуществления изобретения; и
на Фиг. 11a и 11b представлены виды в перспективе диэлектрического разделителя, который может быть использован в электрохирургическом инструменте в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ; ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ
На Фиг. 1 представлено схематическое изображение полной электрохирургической системы 100, способной снабжать микроволновой энергией или радиочастотной энергией дистальный конец инвазивного электрохирургического инструмента. Система 100 содержит генератор 102 для управляемой подачи микроволновой и/или радиочастотной энергии. Подходящий для этой цели генератор описан в патенте WO 2012/076844, который включен в данный документ посредством ссылки. Генератор может быть выполнен с возможностью контроля отраженных сигналов, принимаемых обратно от инструмента, для определения подходящего уровня мощности для доставки. Например, генератор может быть выполнен с возможностью вычисления импеданса, получаемого на дистальном конце инструмента, для определения оптимального уровня мощности доставки. Генератор может быть выполнен с возможностью подачи мощности в виде серии импульсов, которые модулируются в соответствии с дыхательным циклом пациента. Это позволит подавать энергию, когда легкие спадаются.
Генератор 102 соединен с интерфейсным узлом 106 посредством интерфейсного кабеля 104. При необходимости, интерфейсный узел 106 может содержать в себе механизм управления инструментом, который работает посредством перемещения пускового устройства 110, например, для управления продольным (назад и вперед) перемещением одного или более проводов управления или толкателей (не проиллюстрированы). Если имеется множество управляющих проводов, на интерфейсном узле может быть несколько смещаемых пусковых устройств для обеспечения полного контроля. Функцией интерфейсного узла 106 является объединение входов от генератора 102 и механизма управления инструментом в один гибкий вал 112, который проходит от дистального конца интерфейсного узла 106. В других вариантах осуществления изобретения могут быть также использованы другие типы входов, соединенных с интерфейсным узлом 106. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения к интерфейсному узлу 106 может быть подключена подача жидкости, в результате чего к инструменту может доставляться жидкость.
Гибкий вал 112 вставляется по всей длине инструментального (рабочего) канала эндоскопа 114.
Гибкий вал 112 имеет узел 118 дистального конца (не проиллюстрирован в масштабе на Фиг. 1), форма которого позволяет ему проходить через инструментальный канал эндоскопа 114 и выступать наружу (например, внутри пациента) на дистальном конце трубки эндоскопа. Узел дистального конца содержит активный наконечник для доставки микроволновой энергии и радиочастотной энергии в биологические ткани. Конфигурация наконечника более подробно описана ниже.
Конструкция узла 118 дистального конца может быть выполнена с максимальным наружным диаметром, подходящим для прохождения через рабочий канал. Как правило диаметр рабочего канала в хирургическом смотровом устройстве, таком как эндоскоп, составляет менее 4,0 мм, например любое значение из следующего: 2,8 мм, 3,2 мм, 3,7 мм, 3,8 мм. Длина гибкого вала 112 может быть равна или больше 0,3 м, например 2 м или более. В других примерах узел 118 дистального конца может быть установлен на дистальном конце гибкого вала 112 после того, как вал был введен через рабочий канал (и до того, как ствол инструмента введен в организм пациента). В качестве альтернативы гибкий вал 112 может быть введен в рабочий канал от дистального конца перед выполнением его проксимальных соединений. В этих конструкциях узел 118 дистального конца может иметь размеры большие, чем рабочий канал хирургического смотрового устройства 114.
Описанная выше система - это один из путей введения инструмента в организм пациента. Также возможны другие технические способы. Например, инструмент может быть также введен с использованием катетера.
На Фиг. 2 представлен вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента 200, который представляет собой вариант осуществления изобретения. Электрохирургический инструмент 200 предназначен для абляции биологических тканей путем излучения микроволновой энергии внутрь тканей. Дистальный конец электрохирургического инструмента может соответствовать, например, узлу дистального конца 118, описанному выше. Электрохирургический инструмент 200 содержит коаксиальный питающий кабель 202, который на своем проксимальном конце может быть подсоединен к генератору (например, генератору 102) для передачи микроволновой энергии. Коаксиальный питающий кабель может соответствовать интерфейсному кабелю 104, упомянутому выше. Коаксиальный питающий кабель 202 содержит внутренний проводник 204 и наружный проводник 206, которые разделены диэлектрическим материалом 208. Коаксиальный питающий кабель 202 предпочтительно имеет низкие потери микроволновой энергии. На коаксиальном подводящем кабеле 204 может быть предусмотрен дроссель (не показан) для предотвращения обратного распространения микроволновой энергии, отраженной от дистального конца, и, следовательно, ограничения обратного нагрева вдоль устройства. Коаксиальный питающий кабель 202 дополнительно содержит гибкую защитную оболочку 210, расположенную вокруг наружного проводника 206 для защиты коаксиального питающего кабеля. Защитная оболочка 210 может быть изготовлена из изоляционного материала для электрической изоляции наружного проводника 206 от его окружения. Защитная оболочка 210 может быть изготовлена из материала с низкой адгезией, или покрыта им, например, ПТФЭ, для предотвращения адгезии тканей к инструменту.
Излучающий наконечник 212 выполнен на дистальном конце 214 коаксиального питающего кабеля 202. Пунктирная линия 215 на Фиг. 2 иллюстрирует границу раздела между коаксиальным питающим кабелем 202 и излучающим наконечником 212. Излучающий наконечник 212 предназначен для приема микроволновой энергии, передаваемой по коаксиальному питающему кабелю 202, и доставки энергии внутрь биологических тканей. Наружный проводник 206 коаксиального питающего кабеля 202 заканчивается на дистальном конце 214 коаксиального питающего кабеля 202, то есть наружный проводник 206 не проходит в излучающий наконечник 212. Излучающий наконечник 212 содержит дистальный участок 216 внутреннего проводника 204, который выходит за пределы дистального конца коаксиального питающего кабеля 202. В частности, дистальный участок 216 внутреннего проводника 204 выходит за пределы дистального конца наружного проводника 206.
Проксимальный настроечный элемент 218, изготовленный из проводящего материала (например, металла), электрически соединен с дистальным участком 216 внутреннего проводника 204 рядом с проксимальным концом излучающего наконечника 212. Проксимальный настроечный элемент 218 имеет цилиндрическую форму и содержит канал 220, через который проходит дистальный участок 216 внутреннего проводника 204. Проксимальный настроечный элемент 218 может быть прикреплен к внутреннему проводнику 204, например, с помощью проводящего клея (например, проводящей эпоксидной смолы) или с помощью пайки или сварки. Проксимальный настроечный элемент 218 установлен таким образом, чтобы он был отцентрирован на внутреннем проводнике 204, в результате чего он расположен симметрично относительно продольной оси внутреннего проводника 204.
Дистальный настроечный элемент 222, изготовленный из проводящего материала (например, металла), электрически соединен с дистальным участком 216 внутреннего проводника 204 рядом с дистальным концом излучающего наконечника 212. Таким образом, дистальный настроечный элемент 222 расположен дальше вдоль внутреннего проводника 204, чем проксимальный настроечный элемент 218. Дистальный настроечный элемент 222 отстоит от ближнего настраивающего элемента на длину дистального участка 216 внутреннего проводника 204. Как и проксимальный настроечный элемент 218, дистальный настроечный элемент имеет цилиндрическую форму и содержит канал 224. Как показано на Фиг. 2, дистальный участок 216 внутреннего проводника 204 проходит в канал 224. Дистальный участок 216 внутреннего проводника 204 заканчивается на дистальном конце канала 224, т. е. он не выступает за пределы дистального настроечного элемента 222. Дистальный настроечный элемент 222 может быть прикреплен к внутреннему проводнику 204, например, с помощью проводящего клея (например, проводящей эпоксидной смолы) или с помощью пайки или сварки. Как и проксимальный настроечный элемент 218, дистальный настроечный элемент 222 установлен так, чтобы он был центрирован на внутреннем проводнике 204.
Как проксимальный настроечный элемент 218, так и дистальный настроечный элемент 222 имеют одинаковый наружный диаметр. Наружный диаметр проксимального настроечного элемента 218 и дистального настроечного элемента 222 может быть немного меньше, чем наружный диаметр электрохирургического инструмента 200. В показанном примере дистальный настроечный элемент 222 является более длинным, чем проксимальный настроечный элемент 218 в продольном направлении инструмента. Например, дистальный настроечный элемент 222 может быть приблизительно вдвое длиннее проксимального настроечного элемента 218. Делая дистальный настроечный элемент 222 длиннее, чем проксимальный настроечный элемент 218, можно сконцентрировать микроволновое излучение вокруг дистального конца излучающего наконечника 212.
Дистальный участок 226 диэлектрического материала 208 выходит за пределы дистального конца 214 коаксиального питающего кабеля 202 внутрь излучающего наконечника 212. Дистальный участок 226 диэлектрического материала 208 действует как разделитель между проксимальным настроечным элементом 218 и дистальным концом. 214 коаксиального питающего кабеля 202. В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) диэлектрический материал 208 может заканчиваться на дистальном конце 214 коаксиального питающего кабеля 202, и между дистальным концом 214 коаксиального питающего кабеля 202 и проксимальным настроечным элементом 218 может быть предусмотрен отдельный разделитель. Диэлектрический разделитель 228 предусмотрен в излучающем наконечнике 212 между проксимальным настроечным элементом 218 и дистальным настроечным элементом 222. Диэлектрический разделитель 228 представляет собой цилиндрическую деталь из диэлектрического материала, имеющую проходящий сквозь него центральный канал. Таким образом, диэлектрический разделитель 228 может представлять собой трубку из диэлектрического материала. Дистальная часть 214 внутреннего проводника 204 проходит через канал в диэлектрическом разделителе 228. Проксимальная поверхность диэлектрического разделителя 228 контактирует с проксимальным настроечным элементом 218, а дистальная поверхность диэлектрического разделителя 228 контактирует с дистальным настроечным элементом 222. Диэлектрический разделитель 228 имеет примерно такой же наружный диаметр, как и проксимальный и дистальный настроечные элементы 218, 222.
Микроволновая энергия, передаваемая по коаксиальному питающему кабелю 202, может излучаться вдоль длины дистального участка 216 внутреннего проводника 204 для абляции целевых тканей. Профиль излучения электрохирургического инструмента 200 описан ниже со ссылкой на Фиг. 8.
Излучающий наконечник 212 дополнительно содержит наружную оболочку 230, которая расположена на наружной стороне излучающего наконечника 212. Наружная оболочка 230 покрывает диэлектрический разделитель 228, а также проксимальный и дистальный настроечные элементы 218, 222 для формирования наружной поверхности излучающего наконечника 212. Наружная оболочка 230 может служить для изоляции излучающего наконечника 212 и защиты его от окружающей среды. Наружный диаметр защитной оболочки 230 является по существу таким же, как и наружный диаметр коаксиального питающего кабеля 202, в результате чего инструмент имеет гладкую наружную поверхность. В частности, наружная поверхность оболочки 230 может быть выполнена заподлицо с наружной поверхностью коаксиального питающего кабеля 202 на границе раздела 215. Наружная оболочка 230 прикреплена своим проксимальным концом к дистальному концу защитной оболочки 210. Герметичность может быть образована между наружной оболочкой 230 и защитной оболочкой 210 для предотвращения утечки жидкостей внутрь инструмента на границе между коаксиальным питающем кабелем 202 и излучающим наконечником 212. В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) наружная оболочка 230 может представлять собой продолжение защитной оболочки 210 коаксиального питающего кабеля 202.
Наружная оболочка 230 содержит заостренный дистальный наконечник 232, который покрывает дистальный конец излучающего наконечника 212. Дистальный наконечник 232 соединен с участком 231 рукава наружной оболочки 230, который покрывает наружную поверхность диэлектрического разделителя 228. Таким образом, наружная оболочка 230 образует колпачок вокруг наружной стороны излучающего наконечника 212. Дистальный наконечник 232 может быть заострен, чтобы облегчить введение излучающего наконечника 212 в целевые ткани. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения (не показаны) дистальный конец может быть закругленным или плоским.
Вместе диэлектрический разделитель 228 и дистальный участок 226 диэлектрического материала 208 могут образовывать диэлектрическую основную часть излучающего наконечника 212. Наружная оболочка 230 (включая дистальный наконечник 232) формируется отдельно от диэлектрической основной части излучающего наконечника. В частности, наружная оболочка 230 не прикреплена к диэлектрической основной части излучающего наконечника (например, посредством клея или иным образом). Наружная оболочка также может не быть прикреплена к проксимальным или дистальным настроечным элементам 218, 222. Таким образом, наружная оболочка 230 удерживается на излучающем наконечнике 212 при помощи его соединения с защитной оболочкой 210 и за счет сил трения между наружной оболочкой 230 и диэлектрической основной частью излучающего наконечника 212. В результате может быть возможным небольшое относительное перемещение и изгибание между наружной оболочкой 230 и диэлектрической основной частью излучающего наконечника 212. Диапазон относительного перемещения между наружной оболочкой 230 и диэлектрической основной частью может зависеть от относительной жесткости (гибкости) наружной оболочки и диэлектрической основной части.
Способность диэлектрической основной части изгибаться может облегчить изгибание излучающего наконечника 212, поскольку перемещение наружной оболочки 230 относительно диэлектрической основной части может позволить ослабить напряжения в наружной оболочке 230 (что может возникать, например, когда излучающий наконечник 212 изгибается). Например, наружная оболочка 230 может «собираться в складки» вокруг внутреннего участка изгиба излучающего наконечника 212 и/или становиться отстоящей от диэлектрической основной части вокруг внутреннего участка изгиба излучающего наконечника 212. Кроме того, обеспечивая возможность относительного перемещения между наружной оболочкой 230 и диэлектрической основной частью излучающего наконечника 212 можно избежать напряжений на границе раздела между диэлектрической основной частью и наружной оболочкой 230.
Наружная оболочка 230 изготовлена из диэлектрического материала, имеющего более низкую температуру плавления, чем диэлектрическая основная часть излучающего наконечника 212. Например, наружная оболочка 230 может быть изготовлена из ФЭП, в то время как диэлектрический разделитель 228 может быть изготовлен из ПТФЭ. Наружная оболочка может быть выполнена путем плавления или усадки диэлектрического материала наружной оболочки 230 поверх диэлектрической основной части. Например, наружная оболочка 230 может быть образована отрезком термоусадочной трубки. Таким образом, наружная оболочка 230 может быть выполнена непосредственно на диэлектрической основной части излучающего наконечника 212, обеспечивая при этом отсутствие соединения наружной оболочки 230 с диэлектрической основной частью во время производства. Наружная оболочка 230 может быть выполнена как единое целое, т. е. участок 231 рукава и дистальный наконечник 232 могут быть выполнены как одно целое. В качестве альтернативы, участок 231 рукава и дистальный наконечник 232 могут быть выполнены отдельно и впоследствии собраны вместе.
На Фиг. 3 представлен вид сбоку в разрезе электрохирургического инструмента 300, который представляет собой другой вариант осуществления изобретения. Электрохирургический инструмент 300 выполнен с возможностью доставки как микроволновой энергии, так и РЧ энергии в целевые ткани по отдельности или одновременно. Дистальный конец электрохирургического инструмента может соответствовать, например, узлу дистального конца 118, описанному выше.
Электрохирургический инструмент 300 содержит коаксиальный питающий кабель 302, который на своем проксимальном конце может быть подсоединен к генератору (например, генератору 102) для передачи микроволновой энергии и РЧ энергии. Коаксиальный питающий кабель 302 содержит внутренний проводник 304 и наружный проводник 306, которые разделены диэлектрическим материалом 308. Коаксиальный питающий кабель дополнительно содержит гибкую защитную оболочку 310, расположенную вокруг наружного проводника 306 для защиты коаксиального питающего кабеля 302. Коаксиальный питающий кабель 302 может быть аналогичен коаксиальному питающему кабелю 202, описанному выше.
Излучающий наконечник 312 выполнен на дистальном конце коаксиального питающего кабеля 302. Излучающий наконечник 312 предназначен для приема микроволновой энергии и РЧ энергии, передаваемой по коаксиальному питающему кабелю 302, и доставки энергии внутрь биологических тканей. Излучающий наконечник 312 содержит проксимальный электрод 314, расположенный рядом с проксимальным концом излучающего наконечника 312, и дистальный электрод 316, расположенный рядом с дистальным концом излучающего наконечника 312. Проксимальный электрод 314 представляет собой полый цилиндрический проводник, который образует открытое кольцо вокруг наружной поверхности излучающего наконечника 312. Проксимальный электрод 214 электрически соединен с наружным проводником 306 коаксиального питающего кабеля 302. Например, проксимальный электрод 314 может быть приварен или припаян к наружному проводнику 306. Проксимальный электрод 314 может быть электрически соединен с наружным проводником 306 посредством области физического контакта, которых проходит по всей окружности наружного проводника 306, чтобы гарантировать осевую симметрию соединения. Наружный проводник 206 заканчивается в проксимальном электроде 314, то есть он не выходит за пределы проксимального электрода 314 в дистальном направлении. В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) проксимальный электрод может представлять собой открытый дистальный участок наружного проводника 306.
Дистальный электрод 316 также представляет собой полый цилиндрический проводник, который образует открытое кольцо вокруг наружной поверхности излучающего наконечника 312. Как и проксимальный электрод 314, дистальный электрод 316 расположен коаксиально с коаксиальным питающим кабелем 302. Проксимальный и дистальный электроды 314, 316 могут иметь практически одинаковые форму и размер. Дистальный электрод 316 расположен на расстоянии от проксимального электрода 314 в продольном направлении электрохирургического инструмента 300. Проксимальный и дистальный электроды 314, 316 имеют наружный диаметр, равный наружному диаметру коаксиального питающего кабеля 302, в результате чего электрохирургический инструмент 300 имеет гладкую наружную поверхность. Это может предотвратить захват тканей проксимальным и дистальным электродами 314, 316.
Проксимальный электрод 314 определяет канал, через который проходит выступающий в дистальном направлении участок внутреннего проводника 304. Таким образом, внутренний проводник 304 проходит внутрь излучающего наконечника 312, где он электрически соединяется с дистальным электродом 316. Внутренний проводник 304 электрически соединен с дистальным электродом 316 через проводник 318, который проходит радиально (т. е. наружу) от внутреннего проводника 306. Проводник 318 может содержать один или множество отводов (например, провода или другие гибкие проводящие элементы), которые расположены симметрично относительно оси внутреннего проводника 304. В качестве альтернативы проводник 318 может содержать проводящий диск или кольцо, установленные вокруг внутреннего проводника 304 и соединенные между внутренним проводником 304 и дистальным электродом 316. Соединение между внутренним проводником 304 и дистальным электродом 316 предпочтительно является симметричным относительно оси, определяемой внутренним проводником 204. Это может облегчать формирование симметричной формы поля вокруг излучающего наконечника 312.
Дистальный участок диэлектрического материала 308 коаксиального питающего кабеля 302 также проходит за пределы дистального конца наружного проводника 306 и внутрь излучающего наконечника 312 через канал, определенный проксимальным электродом 314. Внутренний проводник 304 и проксимальный электрод 314 таким образом изолированы диэлектрическим материалом 308. Дистальный участок диэлектрического материала 308 образует диэлектрическую основную часть излучающего наконечника 312. Настроечный элемент 320 расположен в промежуточном участке 322 диэлектрической основной части излучающего наконечника 312, расположенной между проксимальным электродом 314 и дистальным электродом 316. Настроечный элемент 320 представляет собой электропроводящий элемент, который электрически соединен с внутренним проводником 304 между проксимальным электродом 314 и дистальным электродом 316 для создания емкостного реактивного сопротивления. В этом примере проводящий настроечный элемент 320 имеет цилиндрическую форму и расположен коаксиально с внутренним проводником 304. Настроечный элемент 320 может служить для повышения эффективности соединения (то есть уменьшения отраженного сигнала), когда инструмент работает на микроволновых частотах.
Поскольку проксимальный электрод 314 и дистальный электрод 316 электрически соединены с наружным проводником 306 и внутренним проводником 304, соответственно, они могут использоваться в качестве биполярных РЧ режущих электродов. Например, дистальный электрод 316 может действовать как активный электрод, а проксимальный электрод 314 может действовать как обратный электрод для РЧ энергии, передаваемой по коаксиальному питающему кабелю 302. Таким образом, целевые ткани, расположенные вокруг излучающего наконечника 312, могут быть разрезаны и/или подвергнуты коагуляции с использованием РЧ энергии с помощью механизмов, описанных выше.
Кроме того, излучающий наконечник 312 может действовать как микроволновая дипольная антенна, когда микроволновая энергия передается по коаксиальному питающему кабелю 302. В частности, проксимальный электрод 314 и дистальный электрод 316 могут действовать как излучающие элементы дипольной антенны на микроволновых частотах. Таким образом, конструкция излучающего наконечника позволяет доставлять в целевые ткани как радиочастотную, так и микроволновую энергию. Это позволяет подвергать абляции и/или коагуляции целевые ткани с использованием радиочастотной и микроволновой энергии, в зависимости от типа ЭМ энергии, передаваемой на излучающий наконечник. Цилиндрические формы проксимального и дистального электродов 314, 316 могут служить для создания профиля излучения, симметричного относительно продольной оси инструмента 300.
Излучающий наконечник 312 содержит наружную оболочку 324. Наружная оболочка 324 покрывает наружную поверхность промежуточного участка 322 диэлектрического материала 308 между проксимальным электродом 314 и дистальным электродом 316. Наружная оболочка 324 расположена заподлицо с открытыми поверхностями проксимального и дистального электродов 314, 316, в результате чего излучающий наконечник 312 имеет гладкую наружную поверхность. Наружная оболочка 324 может служить для защиты и изоляции участка излучающего наконечника 312 между проксимальным и дистальным электродами 314, 316. Наружная оболочка 324 выполнена отдельно от диэлектрического материала 308. В частности, наружная оболочка 324 не прикреплена к диэлектрическому материалу 308 (например, посредством клея или иным образом). Наружная оболочка 324 может удерживаться на излучающем наконечнике 312 проксимальным и дистальным электродами 314, 316, которые могут блокировать перемещение наружной оболочки 324 в продольном направлении (поскольку проксимальный электрод 314, дистальный электрод 316 и наружная оболочка 324 имеют одинаковый наружный диаметр). Наружная оболочка 324 также может удерживаться на месте силами трения между наружной оболочкой 324 и диэлектрическим материалом 308. В результате этого может быть возможным небольшое перемещение и изгиб между наружной оболочкой 324 и промежуточным участком 322 диэлектрического материала 308. Диапазон относительного перемещения между наружной оболочкой 324 и промежуточным участком 322 может зависеть от относительной жесткости (гибкости) наружной оболочки 324 и промежуточного участка 322. Излучающий наконечник 312 дополнительно содержит дистальный наконечник 326 на своем дистальном конце. Дистальный наконечник заострен для облегчения введения излучающего наконечника 312 в целевые ткани.
Подобно инструменту 200, эта конфигурация наружной оболочки 324 может облегчать изгибание излучающего наконечника 312. В частности, обеспечивая возможность некоторого перемещения между наружной оболочкой 324 и промежуточным участком 322 диэлектрического материала 308, могут быть ослаблены напряжения в наружной оболочке 324, которые могут возникать, когда излучающий наконечник изгибается. Также можно избежать напряжений на границе раздела между промежуточным участком 322 и наружной оболочкой 324.
Наружная оболочка 324 может быть выполнена аналогично наружной оболочке 230, описанной выше. Например, наружная оболочка 324 может быть изготовлена из ФЭП, который плавится или усаживается вокруг промежуточного участка 322 диэлектрического материала 208. Промежуточный участок 322 диэлектрического материала 208 может быть изготовлен из материала, имеющего более высокую температуру плавления, чем ФЭП (например, ПТФЭ), чтобы он не плавился во время формирования наружной оболочки 324.
Гибкость излучающего наконечника электрохирургического инструмента также может быть увеличена путем изменения формы диэлектрического материала в излучающем наконечнике. В частности, для облегчения изгибания в диэлектрическом материале излучающего наконечника могут быть выполнены одна или более полостей.
На Фиг. 4a представлен вид в разрезе электрохирургического инструмента 400, который представляет собой вариант осуществления изобретения. Электрохирургический инструмент 400 аналогичен электрохирургическому инструменту 200, описанному выше, за исключением того, что его диэлектрический разделитель содержит проходящий сквозь него кольцевой просвет. Ссылочные позиции, соответствующие тем, которые использованы на Фиг. 2, используются на Фиг. 4a для обозначения конструктивных особенностей электрохирургического инструмента 400, соответствующих конструктивным особенностям, описанным выше в отношении Фиг. 2.
Электрохирургический инструмент 400 содержит диэлектрический разделитель 401 в его излучающем наконечнике 212 между проксимальным настроечным элементом 218 и дистальным настроечным элементом 222. Диэлектрический разделитель 401 является аналогичным диэлектрическому разделителю 228 электрохирургического инструмента 200, за исключением того, что он содержит проходящий сквозь него кольцевой просвет 402. Кольцевой просвет 402 проходит в продольном направлении вдоль длины диэлектрического разделителя 401. На Фиг. 4b показано поперечное сечение диэлектрического разделителя 401 электрохирургического инструмента 400 в плоскости, перпендикулярной продольному направлению электрохирургического инструмента 400. Как можно видеть, кольцевой просвет 402 имеет кольцевое (например, круглое) поперечное сечение, которое окружает дистальный участок 216 внутреннего проводника 204. Кольцевой просвет 402 выполнен между внутренним участком 404 диэлектрического разделителя 401, через который проходит дистальный участок 216 внутреннего проводника, и наружным участком 406 диэлектрического разделителя 401, который образует рукав вокруг внутреннего участка 404. Кольцевой просвет 402 коаксиально расположен вокруг дистального участка 216 внутреннего проводника 204. Другими словами, кольцевой просвет 402 является, по существу, симметричным относительно продольной оси внутреннего проводника 204.
Кольцевой просвет 402 образует полость (или пустоту) внутри диэлектрического разделителя 401, то есть он образует трубчатую область внутри диэлектрического разделителя 401, где диэлектрический материал диэлектрического разделителя 401 отсутствует. Кольцевой просвет 402 может быть заполнен, например, воздухом. В результате этого количество материала в диэлектрическом разделителе 401 (например, по сравнению с диэлектрическим разделителем 228 электрохирургического инструмента 200) уменьшено. В частности, как показано на Фиг. 4b, площадь поперечного сечения диэлектрического разделителя 401, которая содержит диэлектрический материал, уменьшается на величину, соответствующую площади поперечного сечения кольцевого просвета 402. В целом, жесткость основной части пропорциональна площади поперечного сечения материала, образующего эту основную часть. Таким образом, за счет формирования кольцевого просвета 402 в диэлектрическом разделителе 228 жесткость диэлектрического разделителя 401 может быть уменьшена, что может облегчать изгибание диэлектрического разделителя 401 вдоль его длины. Поскольку кольцевой просвет 402 расположен симметрично относительно продольной оси инструмента, жесткость диэлектрического разделителя 401 может быть по существу симметричной относительно продольной оси. В результате изгибание диэлектрического разделителя 401 может быть облегчено во всех направлениях, лежащих в плоскости, перпендикулярной продольной оси.
Для повышения гибкости излучающего наконечника могут быть использованы различные виды просвета или полости, отличающиеся от кольцевого просвета 402, показанного на Фиг. 4а и 4b. На Фиг. 5a-5c показаны виды в поперечном сечении (в плоскости, перпендикулярной продольной оси) диэлектрических разделителей, имеющих проходящие сквозь них просветы различной формы. Диэлектрические разделители, проиллюстрированные на Фиг. 5a-5c могут, например, заменить диэлектрический разделитель 401 в электрохирургическом инструменте 400.
На Фиг. 5а показан вид в разрезе диэлектрического разделителя 500. Диэлектрический разделитель 500 содержит центральный канал 502, через который может проходить дистальный участок 216 внутреннего проводника 204. Диэлектрический разделитель 500 также содержит три просвета 504, 506, 508, которые расположены вокруг центрального канала 502. Просветы 504, 506, 508 расположены так, что они по существу осесимметричны относительно продольной оси. Просветы 504, 506, 508 могут проходить в продольном направлении вдоль длины диэлектрического разделителя 500. Просветы 504, 506, 508 могут быть заполнены воздухом. Подобно кольцевому просвету 402, просветы 504, 506, 508 служат для уменьшения жесткости диэлектрического разделителя 500, чтобы улучшить гибкость излучающего наконечника.
На Фиг. 5b показан вид в разрезе другого диэлектрического разделителя 510. Диэлектрический разделитель 510 содержит центральный канал 512, через который может проходить дистальный участок 216 внутреннего проводника 204. Центральный канал 512 может иметь большее поперечное сечение, чем дистальный участок 216 внутреннего проводника 204, в результате чего между стенкой центрального канала 512 и дистальным участком 216 образуется пространство. Таким образом, центральный канал 512 может действовать как полость внутри диэлектрического разделителя 500, чтобы уменьшить его жесткость. Диэлектрический разделитель 510 также содержит ряд открытых просветов 514-524 (или канавок), выполненных на его наружной поверхности. Открытые просветы 514-524 расположены так, что они являются, по существу, осесимметричными относительно продольной оси. Открытые просветы 514-524 могут уменьшить жесткость диэлектрического разделителя 510. Воздух может задерживаться в открытых просветах при помощи наружной оболочки (например, наружной оболочки 230), которая выполнена поверх наружной поверхности диэлектрического разделителя.
На Фиг. 5c показан вид в разрезе другого диэлектрического разделителя 526. Диэлектрический разделитель 526 является аналогичным диэлектрическому разделителю 510, поскольку он содержит центральный канал 528, через который может проходить дистальный участок 216 внутреннего проводника 204, и ряд открытых просветов 530-536, расположенных на его наружной поверхности. Открытые просветы 530-536 расположены так, что они являются, по существу, осесимметричными относительно продольной оси.
Полости или просветы не обязательно должны проходить вдоль всей длины диэлектрического разделителя. Например, просвет или полость могут проходить только вдоль участка диэлектрического разделителя, или могут иметь один или более радиальных опорных плеч, проходящих сквозь них. В некоторых случаях может быть предусмотрено множество просветов или полостей, которые проходят вдоль различных участков диэлектрического разделителя. В диэлектрическом разделителе могут быть объединены различные типы полости или просвета. Если требуется, чтобы излучающий наконечник был предпочтительно изгибаемым в определенном направлении, полости или просветы могут быть расположены на соответствующей стороне диэлектрического разделителя, чтобы уменьшить жесткость разделителя на этой стороне. В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) просветы могут быть выполнены в дистальном участке 226 диэлектрического материала 208 для повышения гибкости излучающего наконечника 212 вблизи границы раздела с коаксиальным питающим кабелем 202. Полости или просветы, описанные выше, могут быть встроены в другие электрохирургические инструменты, чтобы улучшить гибкость излучающего наконечника. Например, описанный выше электрохирургический инструмент 300 может быть модифицирован таким образом, чтобы промежуточный участок 322 диэлектрического материала 308 содержал один или более проходящих сквозь него просветов.
На Фиг. 6 представлен вид в разрезе электрохирургического инструмента 600, который представляет собой другой вариант осуществления изобретения. Электрохирургический инструмент 600 является аналогичным электрохирургическому инструменту 200, описанному выше, за исключением того, что его диэлектрический разделитель имеет форму, улучшающую его гибкость. Ссылочные позиции, соответствующие тем, которые использованы на Фиг. 2, используются на Фиг. 6 для обозначения конструктивных особенностей электрохирургического инструмента 600, соответствующих конструктивным особенностям, описанным выше в отношении Фиг. 2.
Электрохирургический инструмент 600 содержит диэлектрический разделитель 602 в его излучающем наконечнике 212 между проксимальным настроечным элементом 218 и дистальным настроечным элементом 222. Диэлектрический разделитель 602 имеет в целом цилиндрическую форму. Диэлектрический разделитель 602 содержит канал 603, проходящий через его центр, в котором проходит дистальный участок 216 внутреннего проводника 204. На наружной поверхности диэлектрического разделителя 602 выполнены первая кольцевая канавка 604 и вторая кольцевая канавка 606. Как первая канавка 604, так и вторая канавка 606, образуют петлю вокруг наружной поверхности диэлектрического разделителя 602. На Фиг. 7a представлен вид в перспективе диэлектрического разделителя 602, а на Фиг. 7b представлен вид сбоку диэлектрического разделителя 602. Первая канавка 604 и вторая канавка 606 образуют области в диэлектрическом разделителе 602, где площадь поперечного сечения диэлектрического разделителя 602 уменьшена (например, по сравнению с областями диэлектрического разделителя 602 в стороне от канавок). По этой причине диэлектрический разделитель 602 может иметь меньшую жесткость в канавках 604, 606, чем снаружи канавок, в результате чего изгибание диэлектрического разделителя 602 облегчается в канавках 604, 606. Таким образом, первая и вторая канавки 604, 606 могут действовать как точки изгибания или сгибания диэлектрического разделителя. Таким образом, первая и вторая канавки 604, 606 могут служить для повышения гибкости излучающего наконечника 212.
Участок 231 рукава наружной оболочки 230 покрывает наружную поверхность диэлектрического разделителя 602. Таким образом, первая и вторая канавки 604, 606 покрываются наружной оболочкой 230, в результате чего излучающий наконечник 212 имеет гладкую наружную поверхность. Воздух может задерживаться в первой и второй канавках 604, 606 при помощи наружной оболочки.
В других вариантах осуществления изобретения (не показаны) на наружной поверхности диэлектрического разделителя может быть предусмотрено большее количество канавок для обеспечения дополнительных точек изгиба диэлектрического разделителя. Канавки также могут быть выполнены на внутренней поверхности диэлектрического разделителя, например, на стенке канала 603, через который проходит дистальный участок 216 внутреннего проводника 204, чтобы дополнительно улучшить гибкость диэлектрического разделителя. В проиллюстрированном примере первая и вторая канавки 604, 606 имеют прямоугольный профиль, т. е. имеют параллельные друг другу боковые стенки 608, 610 и внутреннюю стенку 612, перпендикулярную боковым стенкам 608, 610 (см. Фиг. 7b.). Тем не менее, также могут быть использованы канавки других форм. Например, боковые стенки 608, 610 могут располагаться под углом друг к другу. В некоторых случаях канавки могут иметь треугольный профиль или закругленный профиль. На одном и том же диэлектрическом разделителе могут быть использованы комбинации канавок, имеющих различные профили. В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) канавки могут быть выполнены в дистальном участке 226 диэлектрического материала 208 для повышения гибкости излучающего наконечника 212 вблизи границы раздела с коаксиальным питающим кабелем 202. Концепция формирования канавок или углублений в поверхности диэлектрического разделителя может быть внедрена в другие электрохирургические инструменты, чтобы улучшить гибкость излучающего наконечника. Например, электрохирургический инструмент 300 может быть модифицирован таким образом, чтобы в промежуточном участке 322 диэлектрического материала 308 образовывались канавки для обеспечения точек изгибания в излучающем наконечнике 312.
На Фиг. 8 проиллюстрирован смоделированный профиль излучения в целевых тканей для электрохирургического инструмента 200. Профиль излучения был смоделирован для микроволновой частоты 5,8 ГГц с использованием программного обеспечения для анализа методом конечных элементов. Профиль излучения указывает на результирующий объем ткани, подвергнутой абляции с применением микроволновой энергии. Как можно видеть на Фиг. 8, профиль излучения сосредоточен вокруг излучающего наконечника и определяет примерно сферическую область.
На Фиг. 9 проиллюстрирован смоделированный профиль излучения в целевых тканей для электрохирургического инструмента 600. Профиль излучения был смоделирован для микроволновой частоты 5,8 ГГц с использованием программного обеспечения для анализа методом конечных элементов. Подобно профилю излучения, показанному на Фиг. 8, профиль излучения для электрохирургического инструмента 600 сосредоточен вокруг излучающего наконечника и определяет примерно сферическую область. На форму профиля излучения электрохирургического инструмента 600 заметно не влияет наличие первой и второй канавок 604, 606 в диэлектрическом разделителе 602. Таким образом, первая и вторая канавки 604, 606 могут улучшить гибкость излучающего наконечника без существенного влияния на профиль излучения излучающего наконечника.
На Фиг. 10 представлен вид в разрезе электрохирургического инструмента 700, который представляет собой другой вариант осуществления изобретения. Электрохирургический инструмент 700 является аналогичным электрохирургическому инструменту 200, описанному выше, за исключением того, что его диэлектрический разделитель гофрирован для повышения его гибкости. Ссылочные позиции, соответствующие тем, которые использованы на Фиг. 2, используются на Фиг. 10 для обозначения конструктивных особенностей электрохирургического инструмента 700, соответствующих конструктивным особенностям, описанным выше в отношении Фиг. 2.
Электрохирургический инструмент 700 содержит диэлектрический разделитель 702 в его излучающем наконечнике 212 между проксимальным настроечным элементом 218 и дистальным настроечным элементом 222. Диэлектрический разделитель 702 выполнен из отрезка гофрированной (или извитой) трубки. Отрезок гофрированной трубки может быть изготовлен, например, из ПТФЭ или PFA. Диэлектрический разделитель 702 определяет канал (или проход), через который проходит дистальный участок внутреннего проводника 204. Гофры на наружной поверхности диэлектрического разделителя 702 определяют серию расположенных с равными интервалами выступающих гребней (например, выступающих гребней 704, 706) и впадин (например, впадин 708), расположенных между выступающих гребней. Впадины на гофрированной наружной поверхности соответствуют канавкам или углублениям на наружной поверхности диэлектрического разделителя 702, то есть областям, где диэлектрический разделитель имеет меньший наружный диаметр (например, по сравнению с областями, где расположены выступающие гребни). Таким образом, впадины (канавки) могут действовать в качестве точек изгибания или сгибания диэлектрической основной части 702. Таким образом, гофрированная наружная поверхность диэлектрического разделителя 702 обеспечивает ряд равномерно расположенных точек изгибания, которые могут облегчать изгибание диэлектрического разделителя 702 вдоль его длины. Это может обусловливать высокую гибкость излучающего наконечника 212.
Наружная оболочка 230 покрывает гофрированную наружную поверхность диэлектрического разделителя 702, в результате чего излучающий наконечник 212 имеет гладкую наружную поверхность. Воздух может быть захвачен в гофрах наружной оболочкой 230. В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) наружная поверхность диэлектрического разделителя может быть гладкой, а гофры вместо этого могут быть выполнены на внутренней поверхности диэлектрического разделителя (например, на стенке канала, через который проходит дистальный участок 216 внутреннего проводника 204). Концепция использования гофрированного диэлектрического материала в излучающем наконечнике для увеличения гибкости излучающего наконечника может быть внедрена в другие электрохирургические инструменты. Например, электрохирургический инструмент 300 может быть модифицирован таким образом, чтобы промежуточный участок 322 диэлектрического материала 308 имел гофрированную поверхность, чтобы обеспечить ряд точек изгибания для излучающего наконечника 312.
На Фиг. 11a и 11b представлены виды в перспективе диэлектрического разделителя 800, который представляет собой вариант осуществления изобретения. Например, диэлектрический разделитель 800 может заменять диэлектрический разделитель 228 в электрохирургическом инструменте 200. Диэлектрический разделитель 800 имеет спиральную основную часть 802, изготовленную из гибкого диэлектрического материала (например, ПТФЭ), который выполнен в виде спирали. Спиральная основная часть 802 определяет проход 804, который проходит вдоль ее оси и через который может проходить удлиненный проводник (например, дистальный участок 216 внутреннего проводника 208). Вследствие своей спиральной формы диэлектрический разделитель 800 может действовать как винтовая пружина. В частности, спиральная форма диэлектрического разделителя 800 может облегчать изгибание диэлектрического разделителя 800 относительно его продольной оси. Таким образом, путем встраивания диэлектрического разделителя 800 в излучающий наконечник электрохирургического инструмента может быть облегчено изгибание излучающего наконечника. Спиральная форма диэлектрического разделителя может также повысить упругость диэлектрического разделителя 800. Диэлектрический разделитель 800 может служить для выпрямления излучающего наконечника после того, как излучающий наконечник был изогнут. Например, после изгибания излучающего наконечника, чтобы он прошел через извилистый канал, упругость диэлектрического разделителя 800 может действовать для выпрямления излучающего наконечника. Таким образом, после изгибания излучающий наконечник может автоматически вернуться к своей исходной (например, прямой) конфигурации.
В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны) только участок диэлектрического разделителя может иметь спиральную форму. Концепция использования диэлектрического материала спиральной формы в излучающем наконечнике для увеличения гибкости излучающего наконечника может быть внедрена в другие электрохирургические инструменты. Например, электрохирургический инструмент 300 может быть модифицирован таким образом, чтобы промежуточный участок 322 диэлектрического материала 308 имел спиральный участок, чтобы облегчить изгибание излучающего наконечника 312.