具体实施方式

参考附图详细地描述本公开的实施例，其中相同的附图标记在若干视图中的每一个中表示相同或对应的元件。如本文中所使用，术语“远端”是指结构的较远离于用户的那个部分，而术语“近端”是指结构的较接近于用户的那个部分。另外，如本文中所使用，术语“临床医生”是指医生、护士或任何其他医护人员且可以包含辅助人员。

在以下描述中，没有详细地描述公知的功能或结构，以避免不必要的细节混淆了本公开。

本文中描述了一种提高消融手术的特定性和准确性的消融系统。

本文中所公开的实施例不限于用于治疗的任何特定组织或例如肝或肾脏等器官的应用。举例来说，本公开的系统和方法可以用于治疗胰腺组织、胃肠组织、间质性肿块和/或可以经由消融治疗的身体的其它部分。

另外，尽管下文中所描述的各种方法将微波消融和对目标组织的完全破坏定为目标，但应理解，用于引导电磁辐射的方法可以与其中部分破坏或损坏目标组织的其它疗法一起使用，例如，以防止心脏组织内电脉冲的传导。此外，本公开的教示可以应用于单极、偶极、螺旋或其它合适类型的微波天线或RF电极。

电磁能通常通过增加能量或减少波长来分为无线电波、微波、红外、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线。如此描述中所使用，“微波”通常是指频率范围为300兆赫兹(MHz)(3x108周期/秒)至300吉兆赫(GHz)(3x 1011周期/秒)的电磁波。另外，如本文中所使用，“消融手术”通常是指任何消融手术，例如微波消融、射频(RF)消融，或微波或RF消融辅助式切除。

现在参考图1，描绘了本公开的消融系统10。消融系统10包含：计算装置100，其存储一个或多个消融规划和电磁跟踪应用；触摸显示计算机110；消融发生器115；手术台120，其包含电磁(EM)场发生器121；第二显示器130；成像传感器140；成像工作站150；消融天线组合件160；和基座单元170，其被配置成支撑计算装置100、消融发生器115和触摸显示计算机110。

消融系统10的计算装置可以是例如任何合适的膝上型计算机、桌上型计算机、平板计算机或其它类似装置，并且可以包含任何合适的电气或计算机组件中的一个或多个，例如存储器、处理器、显示器、网络接口、输入装置、输出模块等或其组合。

举例来说，存储器可以包含任何非暂时性计算机可读存储介质以用于存储可以由处理器执行且控制计算装置100和/或触摸显示计算机110的操作的数据和/或软件。在实施例中，存储器可以存储可以在由处理器执行时使得显示器(例如，显示器130)呈现用户界面的应用。存储器可以包含一个或多个固态存储装置，例如快闪存储器芯片。替代地，或除一个或多个固态存储装置之外，存储器可以包含通过任何合适的大容量存储控制器(未展示)和通信总线(未展示)连接到处理器的一个或多个大容量存储装置。尽管本文中所包含的计算机可读介质的描述是指固态存储装置，但本领域的技术人员应了解，计算机可读存储介质可以是可以由处理器存取的任何可用介质。也就是说，计算机可读存储介质包含在用于存储信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术实施的非暂时性、易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。举例来说，计算机可读存储介质包含RAM、ROM、EPROM、EEPROM、快闪存储器或其它固态存储器技术、CD-ROM、DVD、Blu-Ray或其它光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁存储装置、或可用于存储期望的信息且可由工作站150存取的任何其它介质。

网络接口(未展示)可以被配置成连接到由有线网络和/或无线网络、广域网(WAN)、无线移动网络、蓝牙网络和/或因特网组成的网络，例如局域网(LAN)。输入装置(未展示)可以是用户可以借助于其与计算装置100和/或触摸显示计算机110(例如触摸显示计算机110的触摸屏)进行交互的任何装置，或可以包含联接到其上的另一装置，例如鼠标、键盘、脚踏板和/或语音接口。输出模块(未展示)可以包含任何连接性端口或总线，例如并行端口、串行端口、通用串行总线(USB)或任何其它类似的连接性端口。

消融系统10的触摸显示计算机110被配置成控制发生器115、消融天线组合件160，以及与消融系统10相关或形成所述消融系统的一部分的其它附件和外围装置。触摸显示计算机110被配置成例如在例如显示器130的显示器上呈现用户界面，从而使得临床医生能够输入用于消融发生器115的指令和设置，显示图像和/或与消融发生器115的性能、手术的进度相关的消息，并且发出问题警报或与之相关的警告。

消融系统10的手术台120可以是适合用于在外科手术期间使用的任何桌台，在某些实施例中，所述外科手术包含EM场发生器121或与所述EM场发生器相关联。EM场发生器121用于在消融手术期间生成EM场且形成EM跟踪系统的一部分，所述EM跟踪系统用于跟踪患者的身体周围和内的EM场内的外科仪器(例如消融天线组合件160和成像传感器140)的位置。与计算装置100相关联的显示器130可以用于显示成像(例如，超声波)且提供待治疗的组织的可视化以及消融天线组合件160的导航。然而，据设想，除上文所论述的其消融发生器115控制功能之外，触摸显示计算机110和计算装置100还可以用于成像和导航目的。

消融系统10的消融天线组合件160包含天线162，所述天线用于通过使用能量(例如，微波)以加热组织以便使癌细胞变性或杀死癌细胞来消融组织，例如目标部位。另外，尽管本文中公开了示例性消融天线组合件160，但预期根据本公开可以利用其它合适的消融天线。举例来说，Dickhans在2015年8月18日提交的名称为微波消融系统(MICROWAVEABLATION SYSTEM)的第2016/0058507号美国专利申请公开案、Dickhans于2015年8月25日提交的名称为微波消融系统(MICROWAVE ABLATION SYSTEM)的第PCT/US15/46729号国际申请案、Ladtkow等人于2016年2月2日发布的名称为微波消融导管和利用所述微波消融导管的方法(MICROWAVE ABLATION CATHETER AND METHOD OF UTILIZING THE SAME)的第9,247,992号美国专利、Brannan等人于2015年9月1日发布的名称为微波能量传递装置和系统(MICROWAVE ENERGY-DELIVERY DEVICE AND SYSTEM)的第9,119,650号美国专利中描述的消融天线和系统可以与本公开的方面和特征结合使用，其中的每一个的全部内容以引用的方式并入本文中。

消融系统10的消融天线组合件160经由柔性同轴电缆116联接到消融系统10的消融发生器115。消融发生器115被配置成在从约915MHz至约2.45GHz的操作频率下将能量(例如，微波)提供到天线162，但是也考虑其它合适的频率。

可以通过使用消融系统10的成像工作站150来使消融天线组合件160的天线162可视化。消融系统10的成像传感器140(其可以是例如超声棒)可以用于在消融手术期间对患者身体“B”进行成像以使在患者身体“B”内的天线162的位置可视化。成像传感器140可以具有嵌入于内或附接到其的EM跟踪传感器，例如夹式传感器或粘贴式传感器。成像传感器140可以相对于消融天线组合件160的天线162定位，使得天线162与图像平面成角度，由此使得临床医生能够观察天线162与图像平面以及与被成像物体的空间关系。另外，EM跟踪系统还可以跟踪成像传感器140的位置。成像传感器140和天线162的此空间描绘更详细地描述于Girotto于2016年4月15日提交的名称为用于微波消融规划和手术的方法(METHODS FORMICROWAVE ABLATION PLANNING AND PROCEDURE)的第2016/0317224号美国专利申请公开案中，其以引用的方式并入本文中。在外科手术期间，一个或多个成像传感器140可以放置在患者身体“B”上或内部。在此类成像传感器140和天线162相对于彼此移动时，EM跟踪系统可以接着跟踪它们的位置。还设想成像工作站150和其相关组件可以与例如实时透视、MRI或CT成像站等其它成像装置互换。

消融系统10进一步包含3D打印装置180和可安装到患者“P”的定制导航系统200。

由于身体大小、肿瘤大小和肿瘤位置是患者特定特征，因患者而异，因此临床医生必须仔细规划适当的仪器位置(例如，消融天线插入点、角度、深度等)以用于进行消融手术。并且由于每个患者都是不同的，鉴于所需的特定性和准确性，临床医生很难有效地实现消融手术。为了提高此类临床医生熟练程度，临床医生可以例如经由成像装置150成像和/或经由评估(例如，来自身体检查、患者病史等)来收集患者特定信息。此类信息可以与其它患者数据进行比较和/或从可以包含来自相同或不同患者的信息的一个或多个患者信息数据库中收集。

还参考图2、3A、3B和4，在分析此类信息且确定沿着患者身体“B”的最优位置“O”以有效地接近肿瘤“T”以实现肿瘤消融之后，3D打印装置180可以用于产生定制导航系统200(图1)的定制3D打印基座202，所述定制3D打印基座被配置成符合邻近于沿着患者身体“B”的最优位置“O”的患者身体表面轮廓“C”。举例来说，基于患者身体表面轮廓“C”的计算机建模来确定此定制或订制轮廓。可以经由可以直接或间接联接到3D打印装置180或作为所述3D打印装置的一部分的任何合适的应用、软件等(例如，CAD)等等来生成此类计算机建模。可以利用例如用成像装置150、计算装置100或其连接的网络和/或其数据库建立的模拟或电子信息和/或对患者“P”的身体检查来生成此定制。3D打印装置180被配置成制造(例如，打印)定制3D打印基座202。举例来说，对于3D打印装置的更详细描述，可以参考第2012/0201960号美国专利公开案，其全部内容以引用的方式并入本文中。

定制3D打印基座202用于将定制导航系统200的天线支撑组合件204安装到患者身体“B”，使得天线支撑组合件204可以在沿着患者身体“B”的最优位置“O”处可移动地和/或固定地定位和/或支撑消融天线组合件160(例如，用于安装在患者“P”上，将天线支撑组合件204的天线162插入到患者“P”中，和/或将天线162推进通过患者“P”到肿瘤“T”)。通过订制定制3D打印基座202，定制3D打印基座202可以具有包含例如任何合适的多边形、线性、圆形、非圆形、弧形配置等或其组合的任何合适的形状和/或尺寸。定制3D打印基座202可以包含穿过其限定的中央开口202a以用于直接进入患者身体。在一些实施例中，定制3D打印基座202可以包含穿过其限定的多个开口，并且所述开口定位在沿着基座的一个或多个合适的位置处以用于进入患者身体“B”。在某些实施例中，定制3D打印基座202可以不具有开口，但可以由被配置成实现通过定制3D打印基座202的进入的任何合适的材料或材料组合形成。在一些实施例中，定制3D打印基座202可以包含穿孔、易碎部分等或其组合。

如在图3A中所看到，定制3D打印基座202的底部表面可以包含可以层叠和/或涂覆于其上的粘合剂202x等等，以促进定制3D打印基座202到患者身体“B”的紧固。实际上，可以使用任何合适的紧固技术(例如紧固、缝合、粘合等或其组合)将定制3D打印基座202紧固到患者身体“B”。

现在参考图4至7，消融系统10的定制导航系统200包含定制3D打印基座202和安装到定制3D打印基座202的天线支撑组合件204。定制导航系统200的天线支撑组合件204包含可旋转地支撑可旋转框架208的安装环206。天线支撑组合件204进一步包含可移动地安装到可旋转框架208且可选择性地固定到其上的固定器210。天线支撑组合件204的安装环206可以包含支撑在其底部表面上的粘合材料(未展示)以促进到定制3D打印基座202的顶部表面的紧固。在一些实施例中，粘合材料可以层叠和/或涂覆在安装环206的底部表面上。另外或替代地，安装环206可以经由任何合适的紧固技术(例如紧固、摩擦配合、搭扣配合等或其组合)紧固到定制3D打印基座202的顶部表面。定制3D打印基座202的顶部表面和/或安装环206的底部表面可以包含安装结构(例如，凹槽、突片、销、突起、开口等，或其组合)以促进此类紧固。

天线支撑组合件204的可旋转框架208可旋转地安装到安装环206，如由箭头“Z”所指示，并且通过包含锁定螺钉212a的锁212可相对于安装环206选择性地锁定。锁定螺钉212a被定位成可旋转地旋转进出安装环206中限定的螺纹开口206b，如由箭头“L1”和“L2”所指示(图7)。可旋转框架208包含经由凸缘208d(例如，舌片和槽型配置)可旋转地支撑在安装环206的内部通道206a中的环形件208a。内部通道206a是环形的。凸缘208d从环形件208a的外部表面径向向外延伸，并且被定位成与锁定螺钉212a摩擦接合，使得在锁定螺钉212a和凸缘208d摩擦接合时锁定螺钉212a防止可旋转框架208相对于安装环206旋转(参见图5B)。可以按需要将锁定螺钉212a相对于凸缘208d的顶部表面拧紧或从所述顶部表面拧松以选择性地可旋转地固定可旋转框架208(或取决于拧紧或拧松锁定螺钉212a的程度来限制可旋转框架的旋转移动)。在凸缘208d和锁定螺钉212a脱离时，可旋转框架208可围绕可旋转框架208的中央纵向轴线“CA-CA”(图4)自由旋转。

可旋转框架208进一步包含从环形件208a延伸的第一和第二弓形件208b、208c。第一和第二弓形件208b、208c相对于彼此以间隔开且平行的关系安置以在第一和第二弓形件208b、208c的相应内部表面之间限定弓形通道208d。弓形通道208被定位成沿着其可滑动地收纳固定器210，如由箭头“Y”所指示。

天线支撑组合件204的固定器210包含在其近端上的可旋转旋钮210a，所述旋钮以可螺接方式联接到从支撑在天线支撑组合件204的平台210c上的引导件210f向近端延伸的隆起210b。固定器210的可旋转旋钮210a围绕隆起210b旋转，以相对于引导件210f或平台210c轴向地平移可旋转旋钮210a以将固定器210选择性地紧固到第一和第二弓形件208b、208c。可旋转旋钮210a在第一和第二弓形件208b、208c的顶部表面上方径向向外延伸以选择性地将第一和第二弓形件208b、208c的顶部表面与可旋转旋钮210a的底部表面摩擦接合。具体地说，在可旋转旋钮210a在第一方向上(例如，顺时针或逆时针)旋转，如由“X1”所指示，并且例如在逼近方向上朝向平台210c的引导件210f轴向地平移时，在平台210c的顶部表面和可旋转旋钮210a的底部表面之间捕获第一和第二弓形件208b、208c。并且在可旋转旋钮210a在第二方向上(例如，顺时针或逆时针)旋转，如由“X2”所指示且可以与第一方向相反，并且轴向地平移远离平台210c(例如，不逼近)时，可旋转旋钮210a的底部表面从第一和第二弓形件208b、208c的顶部表面脱离，而平台210c的顶部表面从第一和第二弓形件208b、208c的底部表面脱离。一旦固定器210从可旋转框架208脱离，例如不与其摩擦接合，而是松散地联接到其上，则固定器210可以沿着第一和第二弓形件208b、208c滑动以用于调整固定器210相对于可旋转框架208的位置。具体地说，固定器210的引导件210f包含平坦侧表面210g、210f(图6B)，所述平坦侧表面在第一和第二弓形件208b、208c的内侧表面之间支撑固定器210以促进沿着其的可滑动移动。固定器210可以重新固定到可旋转框架208，例如，按需要，经由可旋转旋钮210a的逼近旋转与所述可旋转框架摩擦接合。可以按需要重复重新调整。

天线支撑组合件204的固定器210进一步包含从平台210b向远端延伸的细长管210d。固定器210还包含限定在其中的中央通道210e，所述中央通道在中央延伸通过细长管210d、平台210c、引导件210f和可旋转旋钮210a。固定器210的中央通道210e被配置成接收消融天线组合件160的天线162，使得固定器210可以将天线162朝向患者身体“B”内的肿瘤“T”引导。

在使用中，参考图1至6，一旦定制导航系统200紧固到患者身体“B”，并且识别了用于将消融天线组合件160的天线162推进到患者身体“B”中的期望路径，则天线支撑组合件204的可旋转框架208可以相对于天线支撑组合件204的安装环206旋转，且经由锁212选择性地紧固到其上。另外或替代地，天线支撑组合件204的固定器210可以按需要沿着可旋转框架208选择性地滑动，且经由可旋转旋钮210a选择性地紧固到其上。一旦可旋转框架208和固定器210按需要定位(例如，以使得消融天线组合件160的天线162能够沿着期望路径前进通过固定器210)，则天线162可以通过固定器210的中央通道210e且沿着期望路径前进以进入肿瘤“T”以用于在选择性地激活天线162时消融肿瘤“T”。固定器210和/或可旋转框架208可以按需要调整和选择性地固定在各种位置中以实现不同天线接近角以用于进入肿瘤“T”。一旦完成消融，则接着移除天线162和定制导航系统200，使得可以实现伤口闭合。

参考图8至9D，天线支撑组合件的另一实施例通常被称为天线支撑组合件300。天线支撑组合件300大体上类似于天线支撑组合件300，但包含锁312。锁312包含经由销312b可枢转地支撑在安装环206上的锁定开关312a。锁定开关312a包含锁定表面312c，所述锁定表面被定位成选择性地接合可旋转框架208的环形件208a的外部表面208x以选择性地将可旋转框架208锁定在适当位置。锁定表面312c可以由可以相同或不同的一个或多个半径和/或直径限定。举例来说，锁定表面212c可以包含第一半径“r1”、第二半径“r2”、第三半径“r3”和第四半径“r4”，其中的每一个可以彼此相同或不同。举例来说，“r2”可以大于“r3”，而“r3”大于“r4”，并且所有这些都大于“r1”。

如图9B中所看到，在锁定开关312a在第一位置中时，锁定表面312c与外部表面208x间隔开，使得可旋转框架208可相对于安装环206自由旋转，如由箭头“R1”所指示。参考图9C，在锁定开关312在第二位置中时，外部表面208x和锁定表面312c彼此轻微地摩擦接触，从而拧紧或限制可旋转框架208相对于安装环206和锁定开关312的可旋转移动，如由箭头“R2”所指示，同时实现可旋转框架208相对于安装环206的一些可旋转移动。如图9D中所看到，在锁定开关312在第三位置中时，外部表面208x和锁定表面312c摩擦锁定在一起，使得可旋转框架208相对于安装环206可旋转地固定在适当位置，如由“X”所指示。

可以使用已知的紧固技术，例如焊接(例如，超声波)、压接、胶合、紧固、过盈配合、搭扣配合等或其组合，实现将本发明描述的装置的任何组件紧固到本发明描述的装置的任何其它组件上。

本领域的技术人员将理解，本文中所具体描述地且附图中所展示的结构和方法是非限制性示例实施例，并且说明书、公开内容和图式应仅解释为特定实施例的示例性。因此，应当理解，本公开内容不限于所描述的确切的实施例，并且在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下，本领域技术人员可以实现各种其它改变和修改。另外，在不脱离本公开内容的范围的情况下，结合某些实施例所展示或所描述的元件和特征可以与某些其它实施例的元件和特征组合，并且此类修改和变化还包含在本公开内容的范围内。因此，本公开的主题并不受到已特定地展示和描述的内容的限制。