消融天線的制作方法

消融天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種射頻消融天線。微帶消融天線具有基本上管狀形狀的介電構件。第一導體布置在所述介電構件內，第二導體布置在所述介電構件的外表面上。第一導體設置為與射頻源或地電連接，并且第二導體設置為與所述射頻源或地中的另一個電連接。
【專利說明】消融天線
[0001]相關申請
[0002]本申請要求于2011年9月20日提交的名稱為微波消融天線的美國臨時申請號61/536,680的權益，該臨時申請通過引用結合在本文中。
[0003]背景
[0004]射頻消融(RFA)是一種醫學操作，其中使用高頻交流電將體內組織消融從而治療醫學病癥。通常進行RFA來治療機體器官中的腫瘤。在RFA過程中，將針樣的RFA探頭放置在腫瘤內。從所述探頭發射的射頻波加熱周圍的腫瘤組織，破壞目標組織，諸如癌性腫瘤、神經或其他目標結構。特別地，癌細胞在由射頻消融操作引起的升高的溫度下能夠分解并且死亡。一些RFA操作，諸如微波消融(MWA)操作，使用多至或者超過300°C的溫度。盡管最近在RFA天線設計方面有一些進展，但還需要改進。
[0005]概述
[0006]在本發明的一些方面中，射頻消融(RFA)裝置包括介電構件，布置在所述介電構件內的第一導體，和布置在所述介電構件外表面上的第二導體。所述介電構件可以采用任何形狀和構造，包括結合到一個裝置中的多個聯在一起的形狀。在一個方面，所述介電構件具有基本上管狀的形狀。所述第一導體設置為與射頻源或地電連接，所述第二導體設置為與射頻源或地中的另一個電連接。
[0007]在另一方面，制造RFA天線的方法至少包括下述步驟:提供內導體；在中央導體的外部上沉積介 電材料層，所述介電材料層形成管狀形狀；并且在所述介電材料層的外表面上沉積外導體。
[0008]在又另一方面，微波消融(MWA)裝置包括探頭構件和布置在所述探頭構件內的微帶天線元件。所述微帶天線元件包括介電常數為約4-約30的介電基板。所述介電基板具有第一基本上平坦的表面和第二基本上平坦的表面。第二表面與第一表面相對。微帶天線元件還包括布置在所述介電基板的第一表面上的第一導體和布置在所述介電基板的第二表面上的第二導體。第二導體是微帶跡線。第一導體設置為與射頻源或地中的一個電連接，第二導體設置為與射頻源或地中的另一個電連接。
[0009]在又另一個方面，RFA裝置包括RFA消融探頭構件和布置在所述探頭構件內的螺旋形偶極天線元件。所述螺旋形偶極天線元件包括第一導體和第二導體。第一導體和第二導體分別沿著螺旋形偶極天線的縱軸向螺旋形偶極天線的中心點以基本上平行的方向延伸。第一導體在距中心點的遠側方向上圍繞縱軸螺旋卷繞，并且第二導體在距中心點的近側方向上圍繞縱軸螺旋卷繞。
[0010]附圖簡述
[0011]為了能夠更容易理解本公開內容的上述和其他特征和優點，以下參考附圖提供更具體的描述。這些附圖僅描述本公開內容所述的射頻裝置的示例性實施方案，并且因此不被認為是限制本公開內容的范圍。
[0012]圖1是按照本發明的一些實施方案進入患者內的目標組織的探頭構件的部分橫截面視圖。[0013]圖2是按照本發明的一些實施方案的探頭構件的橫截面視圖。
[0014]圖3是按照本發明的一些實施方案的天線元件的立體圖。
[0015]圖4是按照本發明的一些實施方案的具有螺旋形外導體的天線元件的橫截面視圖。
[0016]圖5是按照本發明的一些實施方案的另一個具有螺旋形外導體的天線元件的橫截面視圖，其中所述天線元件布置在同軸電纜的端部周圍。
[0017]圖6是按照本發明的一些實施方案的另一個具有螺旋形外導體的天線元件的橫截面視圖。
[0018]圖7是按照本發明的一些實施方案的具有兩個螺旋形導體的天線元件的橫截面視圖。
[0019]圖8是按照本發明的一些實施方案的具有三個螺旋形導體并且設置為作為兩相天線元件工作的天線元件的橫截面視圖。
[0020]圖9是按照本發明的一些實施方案的天線元件和與射頻饋線耦合的可調節套管的部分橫截面視圖。
[0021]圖10是按照本發明的一些實施方案的具有與多個導電粒子耦合的外導體的天線元件的橫截面視圖。
[0022]圖11是按照本發明的一些實施方案的具有與介電構件內的多個導電粒子耦合的內導體的天線元件的橫截面視圖。
[0023]圖12是按照本發明的一些實施方案的具有與介電構件內的多根導線耦合的內導體的天線元件的橫截面視圖。
[0024]圖13是按照本發明的一些實施方案的具有分形圖案并且布置在介電構件的外部上的導體的立體圖。
[0025]圖14是按照本發明的一些實施方案的僅布置在介電構件外部的一部分上的導體的立體圖。
[0026]圖15是按照本發明的一些實施方案的具有平面型導體的天線元件的立體圖。
[0027]圖16是按照本發明的一些實施方案具有一組平面型導體的天線元件的立體圖。
[0028]圖17是按照本發明的一些實施方案的螺旋形偶極天線元件的立體圖。
[0029]詳述
[0030]本說明書描述本發明的示例性的實施方案和應用。然而，本發明不限于這些示例性的實施方案和應用，或不限于所述示例性的實施方案和應用運行的方式，或不限于本文所述。并且，為清楚起見，附圖可以顯示簡化的或部分的視圖，并且附圖中元件的尺寸可以放大或者另外地不按比例。另外，單數形式“一個(“a，” “an，”)”與“這個(“the”)”包括復數指代，除非上下文另外清楚指明。因此，例如，對端點的引用包括對一個或多個端點的引用。另外，當提及一列元件(例如，a，b, c)時，這樣的提及意欲包括所列元件中任一個本身，少于全部所列元件的任意組合和/或所有所列元件的組合。
[0031]數字數據在本文中可以表示或顯示為范圍形式。應該理解這樣的范圍形式僅為方便和簡潔而使用，因此應該靈活地將其解釋為不僅包括所述范圍界限明確引用的數值，而且包括在該范圍內涵蓋的所有單個數值或子范圍，如同每個數值和子范圍被明確引用一樣。例如，“約1-5”的數字范圍應該解釋為不僅包括約1-5的明確引用的值，而且包括在所示范圍內的單個值和子范圍。因此，該數字范圍內包括諸如2、3和4的單個值和諸如1-3、2-4和3-5等的子范圍。這種相同的法則適用于僅引用一個數值的范圍，并且不管是否描述所述范圍的寬度或特征，也應該適用。
[0032]術語“基本上”意指所引用的特征、參數或值不需要準確獲得，而是可以存在不排除意欲提供的效果和特征的量的背離或變化，包括，例如，公差，測量誤差，測量精度限值和本領域技術人員已知的其他因素。
[0033]術語“近側”用來表示裝置的一部分，該部分在正常使用過程中離使用該裝置的使用者最近并且離患者最遠。術語“遠側”用來表示裝置的一部分，該部分在正常使用過程中離使用者最遠并且離患者最近。
[0034]圖1舉例說明可以用于RFA操作的射頻消融(RFA)裝置10。該RFA裝置10可以包括探頭構件20 (或消融器)，所述探頭構件包括細長軸，并且具有遠端22，所述遠端形成斜邊、尖頭或其他類似的切割構件。該遠端22可以促進消融針20穿透患者的皮膚30、組織32和目標組織34。并且，探頭構件20的遠側部分可以包括天線元件40。探頭構件20的軸可以具有不同的長度，諸如約I英寸-約12英寸或大于12英寸的長度。軸的規格可以在8-24的范圍內，包括，但不限于，12、14、16、17或18號的軸。探頭構件20的實例是來自猶他州鹽湖城 BSD 醫藥公司(BSD Medical Corporation of Salt Lake City, Utah)的Synchro 微波天線(SynchroWave Antenna)。
[0035]RFA裝置10還可以包括與探頭構件20連接的射頻電源26。射頻電源26可以向探頭構件20的天線元件40傳遞射頻能量。并且，射頻電源26可以包括控制器28。控制器28可以控制傳遞到探頭構件20的天線元件40的能量的功率、頻率和/或相位。例如，當兩個以上的探頭構件20與射頻電源26連接時，控制器28可以控制傳遞至兩個以上的探頭構件的能量的功率、頻率和/或相位。在另一個實例中，控制器28可以控制傳遞至單個天線元件40 (如圖8所示的天線元件40)的兩個分開的導體的能量的功率、頻率和/或相位。在一些實施方案中，控制器28還可以設置為自動調節傳遞至天線元件40的能量的功率、頻率和/或相位，從而自動將天線元件40調諧或阻抗匹配至目標結構34。
[0036]RFA裝置10可以設置為傳輸具有一個或多個頻率或可變頻率的能量。例如，在一些實施方案中，射頻電源是設置為向天線元件40提供微波能的微波源。所述能量可以具有在約880-960MHZ范圍內的頻率，特別包括，例如，915MHZ。當微波能傳遞至天線元件40時，天線元件40周圍的組織可以被天線元件40產生的熱量消融(加熱、燒灼或蒸煮)。在其他實施方案中，由射頻電源26傳遞的能量可以具有約400MHz-約4GHz范圍內的頻率。
[0037]另外地，射頻電源26可以設置為向天線元件40傳輸不同水平的能量。在一些實施方案中，射頻電源26可以向天線元件40傳輸多至約300W的功率。在其他實施方案中，射頻電源26可以向天線元件40傳輸0W-300W的功率，特別包括向天線元件40傳輸多至40W、多至60W、多至120W、多至180W或多至240W的功率。
[0038]在一些實施方案中，控制器28可以設置為在消融操作開始階段過程中使傳遞至天線元件40的功率上升。這樣的配置可以在預定時間內遞增地或指數地或另外將功率從O升高至最大功率輸出。例如，控制器28可以設置為在兩分鐘的時期內使傳遞至天線元件40的功率從OW升高至60W。逐步增加或升高功率可以輔助在消融區域內保持水或水蒸氣，因此隨時間增加消融區域的尺寸。相反，快速施加高功率可能使消融區域碳化，這使得更難以增加消融區域的尺寸。具有控制器的射頻源的實例是來自猶他州鹽湖城BSD醫藥公司(BSDMedical Corporation)的 MicroThermX? 微波消融系統(MicroThermX? MicrowaveAblation System)。
[0039]如圖1所示，RFA裝置10可以用于消融操作。所述操作包括使用高頻交流電消融體內組織。在RFA過程中，探頭構件20通過患者的皮膚30和組織32插入，然后導向目標結構34，諸如腫瘤、細胞或神經。探頭構件20可以插入到目標結構34中，如所示，或者布置在目標結構34旁邊。然后，由探頭構件20發射的射頻能量24能夠加熱所述目標結構34，其可以被燒灼和/或殺死。當目標結構34暴露于所傳輸的射頻能量持續足夠量的時間時，目標結構34能夠被消融。特別地，在由射頻消融操作引起的升高的溫度下，癌癥細胞可以分解并且死亡。一些RFA操作，諸如微波消融(MWA)操作，使用多至或超過100，200, 300和350°C的溫度。
[0040]通常，由天線元件40產生的消融圖案的形狀和尺寸大致對應由天線元件40發射的波24的射頻傳輸圖案的形狀和強度。因此，基本上球形的傳輸圖案可以產生大致球形的消融圖案。因此，RFA裝置10可以設置為產生基本上與目標結構34相同尺寸的消融區域，以使適當量的目標組織被消融，而不消融健康的周圍組織。例如，由于多種腫瘤近似是球形的，所以RFA裝置10可以設置為產生大體是球形的消融區域。這樣的球形消融區可以使用下述附圖中所示的天線元件40中的一種產生。
[0041]另外，RFA裝置10可以設置為產生為定向的和可操作的(或可成形的)消融區，以使它們能夠被成形為與目標結構35相同的尺寸，或者以使它們能夠被導向探頭構件20附近的目標結構。在一些情形中，所述定向性可以通過改變經由天線元件40 (如圖8所示且參考該附圖所述)的多個導體傳輸的已傳輸的射頻能量之間的相位產生。
[0042]圖2舉例說明 探頭構件20的遠側部分的橫截面視圖。探頭構件20可以包括具有內腔64和尖端62的軸60。天線元件40、同軸電纜42和/或冷卻管50可以布置在內腔64內。不同類型的天線元件40可以結合在探頭構件20中。例如，天線元件40可以是大體管狀的或圓柱狀的微帶型天線元件(例如，圖3-14的天線元件40)，平面微帶型天線元件(例如，圖15-16的天線元件40)，螺旋形偶極天線元件(例如，圖17的天線元件40)，或其他類型的天線元件。
[0043]天線元件40可以與同軸電纜42連接，所述同軸電纜可以用于電耦合天線元件40、射頻電源24 (圖1所示)和接地線或公用線。同軸電纜42可以包括被介電材料48隔開的內導體44和外導體46。并且,在一些實施方案中，同軸電纜42可以包括多于一個內導體44。例如，同軸電纜42可以包括兩個、三個、四個或更多個內導體44。圖8舉例說明包括兩個內導體44的同軸電纜42的實例。在其他實施方案中，三個、四個或多于四個內導體44布置在同軸電纜42內。當使用多個內導體44時，獨立的信號或具有不同相位、頻率等的信號可以沿著每個內導體44向下傳輸。在一些實施方案中，同軸電纜42可以具有約10至約20 的規格(gauge)。
[0044]在一些實施方案中，內導體44可以是射頻饋線(feed line),并且外導體46可以是接地的。在其他情形中，內導體44可以是接地的，并且外導體46可以與饋線連接。然而，為了本申請的目的，假定采用內導體44是與射頻電源24連接的射頻饋線，而外導體46是接地的。[0045]仍然參見圖2，探頭構件20可以包括冷卻系統，所述冷卻系統冷卻軸60的至少一部分，從而防止對與軸60接觸的患者皮膚和其他組織的損害。所述冷卻系統可以包括冷卻液，諸如水、鹽水或另一種流體，其通過布置在內腔64中的一個或多個冷卻管50、冷卻通道或冷卻套管循環。并且，熱電(TE)冷卻器可以結合在冷卻系統中，以向主冷卻儲庫提供額外的冷卻，所述主冷卻儲庫諸如靜脈輸液袋，其包含通過冷卻系統泵送的流體。另外，冷卻系統可以包括用于經由冷卻管50循環流體的泵(未顯示)。
[0046]在一個實例中，如所示,冷卻系統包括至少兩個冷卻管50,每個冷卻管具有通過曲部54連接的流入部分52和流出部分56。在運行時，流體沿著流入部分52流下，流過曲部54，并且通過流出部分56流回。在另一個實例中，冷卻系統可以包括折流回流系統(bafflereturn system)、傳熱導熱管(heat transfer conduction pipe)或熱管(未顯示)。如所示，冷卻系統可以在靠近天線元件40的近端處終止。在其他構造中，冷卻系統可以通過或包繞天線元件40。
[0047]如圖2進一步所示，在一些實施方案中，探頭構件20包括布置在其上的一個或多個電熱調節器或傳感器(統稱“傳感器”)66。這些傳感器66可以與軸60的內側或外側耦合和/或包埋在其中。這些傳感器66還可以布置在探頭構件20的遠側部分處的內部或外部，接近或鄰近天線元件40。另外，一個或多個傳感器66可以沿著軸60移位，以向控制器28提供參考測量。
[0048]傳感器66可以與控制器28電耦合，以提供用于控制RFA裝置10的運轉的各種測量。例如，傳感器66可以設置為檢測在所述傳感器附近的組織、組織阻抗、組織一致性、溫度、水分含量等的變化。示例性的傳感器66包括seabeck的濺射電阻膜結，P-N結、熱電偶、溫度傳感器等等。在一些實施方案中，傳感器66可以是參考頻率依賴性的和/或被調諧至特定的頻率。例如，可以在每個傳感器66與控制器28之間放置電容器。 [0049]在一些實施方案中，傳感器66中的一個或多個可以設置為感測接近所述傳感器的組織或其他結構的溫度。溫度反饋可以用來控制供應給天線元件40的能量的功率級。使用這種溫度反饋，控制器28可以控制消融溫度，以防止目標結構34中的水過早煮沸。這可以防止天線元件40周圍的組織的碳化，并且因此減少消融時間并且增加功率效率。
[0050]另外或備選地，傳感器66可以設置為感測接觸或接近傳感器66的組織或其他結構的介電特性。這樣設置，傳感器66可以區分不同類型的組織，包括健康組織和患病組織。
[0051]仍然參考圖2，天線元件40可以被密封構件(未顯示)包繞或密封。所述密封構件可以保護天線元件40免于暴露于患者的組織32和/或流體，并且防止與其的電干擾。例如，在一些實施方案中，密封構件是環氧樹脂、玻璃或其他此類材料的層。在其他實施方案中，密封構件是陶瓷管或塑料管等。其他類型的密封構件可以用來保護天線元件，特別是可以耐受消融操作的熱量的構件。在一些實施方案中，可以放置所述密封構件與天線元件40的外表面緊密接觸。在其他實施方案中，在所述密封構件和天線元件40的外表面之間可能有間隔。
[0052]由于消融過程至少部分基于組織中的含水量加熱所述組織，因此，在一些情形中，使得在消融過程中可能導致的水分丟失最小化可能是有用的。因此，在一些實施方案中，在介電和目標組織之間放置障礙物或隔板。此類障礙物的非限制性實例包括與探頭構件20耦合或另外連接的硅充氣氣囊。所述氣囊可以利用氣壓膨脹。膨脹的氣球可以壓縮組織并且保留其中的水分。障礙物或隔板的另一種非限制性的實例包括一個或多個擴張式支架。
[0053]在一些構造中，探頭構件20和RFA裝置10的其他部件可以設置為被多次消毒的。因此，探頭構件20可以包括防護罩、涂層或其他這樣的防護，以設置為經受消融過程和消毒過程。此類防護可以由醫用等級的材料制成。
[0054]圖3舉例說明按照本發明的一些實施方案的天線元件40的實例。在一些實施方案中，此天線元件40可以代替圖1或2中所示的天線元件40。
[0055]如所示,天線元件40可以包括具有基本上管狀或圓柱狀的介電構件70。例如,介電構件70可以形成長或鈍邊的管或圓筒。管形的介電構件70可以包括沿著該管的整個長度延伸的內間隙。該間隙可以填充有另一種結構。此外，管形的介電構件70可以形成為另一物體上的層或涂層。并且，管形介電構件70還可以形成為套管或獨立部件。在管構造中，所述管可以具有多個內部和外部形狀，包括，但不限于，完美或準完美的正方形、圓形、卵形、橢圓形、三角形、其他多邊形或其他適宜的形狀。
[0056]第一導體，即內導體72，可以布置在介電構件70內和/或與之耦合。內導體72可以布置在介電構件70的內表面上，包括布置在介電構件70的內腔76的內表面上。另外，第二導體，即外導體74,可以布置在介電構件70的外表面上和/或與之稱合。在一些實施方案中，內導體72可以與射頻電源24電連接，并且外導體74與地78電連接。在其他實施方案中，如所示，內導體72與地78電連接，并且外導體74與射頻電源24電連接。
[0057]使用管狀的或圓柱形的介電構件70可以允許內導體72和外導體74具有不同的構造，即，分別圍繞整個內表面或外表面布置，或者僅布置在內表面或外表面的一部分上，諸如在一側、一個象限(quadrant)、兩個象限、三個象限和/或象限的一部分上。這種多用性可以使得天線元件40能夠被設置為圍繞整個天線元件40提供均一的輻射圖案或者提供定制的或定向的輻射圖案。產生的輻射圖案可能由內導體72的構造和外導體74的構造以及射頻電源24與內導體72或外導體74的連接形成。另外，使用管狀的或圓柱形的介電構件70可以使得內導體72和/或外導體74能夠以非線性圖案布置在介電構件70上，以使介電構件70能夠具有更短的總長度。由此，天線元件40可以更像點源那樣運轉，并且因此能夠產生相對球形的消融圖案。
[0058]內導體72和外導體74都可以具有多種形狀、尺寸和構造，例如，如所示，內導體72可以是在介電構件70的遠端和近端之間延伸的相對直的或線性的材料帶。備選地，內導體72可以是具有非線性圖案的材料帶，諸如Z字形圖案、螺旋形圖案、分形圖案、來回圖案(back-and-forth pattern)、徑向環組、徑向箍帶組或其他適宜的圖案。在另一個實例中，內導體72可以形成在介電構件70的內腔76的整個內表面上的層或涂層。由此，內導體72可以是圓柱狀或管狀的。在另一個實例中，內導體72可以形成介電構件70內的實體核心。類似地，如所示，外導體74可以是在介電構件70的遠端和近端之間延伸的相對直的或線性的材料帶。備選地，外導體74可以是具有非線性圖案的材料帶，諸如Z字形圖案、螺旋形圖案、分形圖案、來回圖案、徑向環組、徑向箍帶組或其他適宜的圖案。另外，內導體72可以軸向對準或不重合從而產生需要的消融圖案。圖4-圖14舉例說明了前述實例中的至少一些。
[0059]內導體72和外導體74的形狀、尺度和長度可以一起作用將天線元件40調諧至一種或多種頻率。[0060]另外，為了將天線元件40調諧至需要的頻率或頻率范圍，可以調節天線元件40的下述特性中的至少一些:介電構件70的介電常數，介電構件70的厚度，介電構件70的直徑，和天線元件40的長度。這些特性中的每一個都將在下文進行描述。
[0061]仍然參考圖3，可以選擇介電構件70的特性以將天線元件40正確地調諧至需要的頻率。在一些實施方案中，介電構件70是陶瓷材料的。例如，介電構件70可以包括氧化鋁、氮化硅、氧化鈦、其他金屬氧化物、石英和/或其他陶瓷材料。介電構件70的介電常數可以為約4-約30或大于30。在一些構造中，介電構件70的介電常數可以為約9-10.5。在一些構造中，介電構件70，諸如由氧化鋁制成的介電構件70，具有約9.8的介電常數。在一些構造中，介電構件70的厚度為約0.001-0.05英寸。在一些構造中，介電構件70的厚度為約0.005-0.04英寸。在具體的實施方案中，厚度為0.0001-0.03英寸。在一些構造中，介電構件70的直徑為約0.01-0.15英寸。
[0062]可以選擇內和外導體72，74的性質、形狀和尺寸以正確調諧天線元件40并且定制形狀和輻射圖案。例如，在一些實施方案中，內和/或外導體72，74形成導電條帶。這些條帶可以具有約0.001英寸-0.1英寸的寬度。這些條帶可以具有約0.001英寸-0.05英寸的厚度。當使用特定的薄膜制造方法時，寬度可以小于0.001英寸，厚度可以小于0.001英寸。另外，內和外導體72，74可以由多種導電材料制成，包括導電金屬、油墨、復合材料等。示例性的材料包括銅、錫、鋁、金、銀、鉻鎳鐵合金、黃銅、簡并透明半導體等。導電粒子也可以應用到內和外導體72，74上或者與這些導體連接。在一些實施方案中，這些導體的橫截面可以包括多種擠出的導電金屬-對-金屬材料，以組合需要的物理和/或機械性質。這些組合的材料可以包含在一個外徑導線、電纜或帶子中，以產生最佳的射頻場和電導率。
[0063]可以使用多種制造方法中的一種或多種制造天線元件40。例如，介電構件70可以形成為介電管，其可以插入到內導體72之上，并且在其上可以應用外導體74。例如，內和/或外導體72，74可以使用 導電油墨絲網印刷或涂到介電材料上。
[0064]在具體的實施方案中，內導體72或外導體74可以包含金屬油墨，諸如銀或銅油墨。可以利用多種方法將金屬油墨涂在或另外涂覆在介電構件70的外表面上。在一些情形中，可去除的掩膜，如膠帶，以需要的螺旋形圖案布置在介電構件70的外表面上。然后，將金屬油墨通過涂抹、氣相淀積或一些其他的涂覆工藝涂覆到介電構件70的暴露的表面上。金屬油墨可以干燥，諸如在干燥器中干燥約10-30分鐘。在一些情形中，然后去除可去除的掩膜，并且可以烘烤金屬油墨，諸如在烘箱中烘烤。在其他情形中，在烘烤后去除可去除的掩膜。在一些實施方案中，金屬油墨在約800-1100°C烘烤約1-10分鐘。在一些實施方案中，可以將金屬粉應用到金屬油墨中，之后將其干燥和/或固化。這種金屬粉可以提供至少一些偽分形天線的特性，這將在下文中進行描述。
[0065]在另一個實例中，內導體72、介電構件70和/或外導體74可以使用沉積、濺射或其他生長或涂敷方法制造。例如，這些結構中的一種或多種可以使用一種或多種生長方法和/或一種或多種薄膜或厚膜沉積方法，諸如濺射CVD或蒸發涂敷方法形成。將參考圖7和8更詳細地討論這些方法。
[0066]仍然參考圖3，在一些實施方案中，天線元件40形成微帶型天線元件。通常，微帶型天線包括與介電基板粘合的金屬跡線形式的天線元件圖案，諸如印制電路板，金屬層粘合在所述基板的形成接地平面的對側上。圖3所示的天線元件40可以使用至少一些與前述平面微帶天線元件相同的原理進行運轉。例如，內導體72可以起接地平面的作用，介電構件70可以起介電基板的作用，并且外導體74可以起金屬跡線的作用。在另一個實例中，外導體74可以起接地平面的作用，并且內導體72可以起金屬跡線的作用。在一些構造中，微帶型天線元件40的實施方案可以比其他天線類型小，并且產生比其他天線類型更加球形的輻射圖案。
[0067]微帶型天線元件40能夠為射頻消融操作提供多種優勢。在一些實施方案中，微帶天線可以使用陶瓷電介質，與一些其他類型的電介質相比，其可以制備得更小，并且更耐熱。由于微帶型天線元件40能夠更耐熱，因此它們可以以更高的功率級驅動，從而使用更小的裝置產生更大和/或更熱的消融區。因此，在一些實施方案中，微帶型天線元件40可以產生比其他類型的消融天線更可控的溫度場。在一些情形中，微帶型天線元件40增加和/或改變功率級的能力允許臨床醫師增加或減少微帶型天線元件40的功率，從而使得消融區帶的尺寸與目標結構34的尺寸相匹配(圖1所示)。
[0068]圖4舉例說明按照本發明的一些實施方案的天線元件40的另一個實例。在一些實施方案中，該天線元件40可以代替圖1或2中所示的天線元件40。
[0069]如所示，與圖2所示的類似，天線元件與同軸電纜42連接。天線元件40可以機械連接和電耦合到同軸電纜42的遠端。在一些情形中，同軸電纜42的一個或多個導體延續到天線元件40中，提供這兩個結構之間的機械連接和電連接。天線元件40和同軸電纜42之間的連接區域96還可以焊接在一起或使用膠粘劑或其他緊固件結合。此外，在同軸電纜42和天線元件40之間可以提供間隙，以提供在這兩個結構之間的電絕緣。該間隙可以使用絕緣材料填充或其可以被保持為空的。考慮連接天線元件40與同軸電纜的其他方式。
[0070]天線元件40可以包括具有圓柱體管形的介電構件70。內導體80可以布置在介電構件70內，并且在其中 形成實體核心。內導體80可以連接到同軸電纜42的外導體82上，所述同軸電纜可以接地連接。外導體82可以以球形或螺旋形圖案卷繞介電構件的外側，如所示。外導體82可以連接到同軸電纜42的內導體80上，所述同軸電纜可以連接到射頻電源26上(圖1和3所示)。通過將外導體82卷繞在介電構件70的外表面上，天線元件40的總長度90可以比外導體82的總長度短得多。由此，天線元件40的總長度90可以相對小，并且有助于產生更加球形的輻射圖案。這可能是由于較短的天線元件40可能更類似于具有基本上球形的輻射圖案的理論點源天線進行響應。此外，外導體82的長度可以是射頻電源28的所需傳輸頻率的四分之一波長的整數倍(例如，四分之一波長、半波長、全波長等)。
[0071]在非限制性的實例中，外導體82可以具有約2英寸的長度，并且卷繞在氧化鋁電介質上。該長度可以與濕的組織進行阻抗匹配，諸如以915MHZ。在其他情形中，該長度與微波波段或另一波段中的其他頻率進行阻抗匹配。
[0072]通常，圖4的天線元件40可以起螺旋形微帶型天線元件的作用，其中內導體80起接地平面的作用，并且外導體82起天線跡線元件的作用。
[0073]如所提及的，可以選擇天線元件40的多種尺寸、構造和材料將天線調諧至需要的頻率和功率級。如所提及的，天線元件40可以設置為傳輸一種或多種微波頻率。為了將圖4的天線元件40調諧至需要的頻率和/或需要組織的阻抗，可以調節天線元件40的至少下述特性:介電構件70的介電常數，介電構件70的厚度92，介電構件70的直徑94，外導體82的繞組數目，外導體82的厚度84，外導體82的寬度86和長度，外導體82的繞組之間的間隔88，內導體80的尺寸，天線元件40的長度90。這些特性將在下文進行描述。
[0074]可以選擇介電構件70的特性以將天線元件40正確地調諧至需要的頻率。在一些實施方案中，介電構件70是陶瓷材料的。例如，介電構件70可以包括氧化鋁、石英或其他陶瓷材料。該介電構件70可以是管形的，并且可以插入到形成接地平面的內導體80之上。在一些構造中，介電構件70的介電常數可以為約4-約30或大于30。在一些構造中，介電構件70 (諸如氧化鋁)的介電常數為約9-10.5。在一些構造中，介電構件70具有約9.8的介電常數。在一些構造中，介電材料的厚度92為約0.002-0.04英寸。當使用特定的薄膜制造方法時，厚度可以小于0.002英寸。在一些構造中，厚度為約0.1英寸。在一些構造中，介電構件70的直徑94為約0.001-0.25英寸。
[0075]還可以選擇外導體82的特性以正確調諧天線元件40并且定制形狀和輻射圖案。如所示，外導體82可以以螺旋或螺線圖案圍繞介電構件70布置。外導體82的特性和卷繞特性可以影響輻射圖案。因此，在一些實施方案中，外導體82緊密卷繞(在相鄰的繞組之間具有狹窄的間距88)并且靠近，以使天線元件40的長度90變短并且輻射圖案基本上是球形的。在一些構造中，外導體82包括寬度86為約0.001英寸-0.25英寸的導電材料條帶。在一些構造中，外導體82的厚度84小于或等于0.004英寸。繞組的數目可以在0.5-50個繞組的范圍內。在一些實施方案中，存在約0.5-20個繞組。在一些實施方案中，存在約1-15個繞組。外導體82的繞組之間的間距88可以為約0.001-0.1英寸。在一些情形中，間距88為約0.001-0.07英寸。外導體82的每種特性都可以影響天線元件40的長度。在一些情形中，長度90為約0.1英寸-1.0英寸。在一些情形中，長度為約0.5英寸。對于較大的消融區域，其他構造可以包括1-3英寸的長度。
[0076]在具體的實施方案中，天線元件40設置為在大約為90W-180W的功率、約915MHz的頻率傳輸。天線元 件40可以具有下述特定的尺寸:介電構件70可以是0.05英寸的氧化鋁管，其介電常數為約9.8。介電構件70的外徑94為約0.09-0.125英寸。介電構件70的內徑為約0.011-0.02英寸。介電構件70的厚度92為約0.039英寸。外導體82具有跨度為約0.05-0.09英寸的大約12個繞組。繞組之間的間距88為約0.01-0.037英寸。外導體82的寬度86為約0.035英寸。
[0077]如圖4進一步所示，天線元件40可以任選地在其遠端包括端蓋98。端蓋98可以由導電材料(例如金屬)或絕緣材料制成。端蓋98可以通過減小其長度(沿著天線元件40的縱軸的尺寸)而影響輻射圖案的形狀和方向。因此，在一些情形中，端蓋98可以使得輻射圖案更為球形，并且至少部分防止其被導出遠端。在一些構造中，端蓋98不與內導體80或螺旋形導體54電耦合，而是與這兩個結構絕緣。在一些情形中，端蓋98僅與介電構件70耦合。在一些其他情形中，端蓋98可以與接地導體耦合，諸如圖4所示的內導體80。因此，端蓋98可以不與外導體82耦合或不與連接射頻電源的另一個導體耦合。
[0078]圖5-9描述了天線元件40的其他實例。應該理解，盡管這些實例舉例說明具有不同構造的天線元件40，但是許多特性、結構和特征可以與參考圖3和4所述的那些相同或相似。例如，繞組數目、繞組之間的間距、介電材料與其周長和厚度和/或外導體82的寬度和聞度等可以改變并且在如文提及。
[0079]現在參考圖5，顯示了具有外接同軸電纜42的外部的遠側部分的介電構件100的天線元件40。在一些實施方案中，所述天線元件40可以代替圖1或2中所示的天線元件40。
[0080]如所示，同軸電纜42的外導體46沿著天線元件40的長度形成天線元件40的內導體102。內導體102可以粘合或另外耦合到介電構件100上。如在圖4的示例性天線元件40中，外導體104可以以螺旋、球形或其他圖案布置在介電構件100的外表面上。內導體102，作為同軸電纜42的外導體46的一部分，可以接地連接。外導體104可以與同軸電纜42的內導體44連接,所述同軸電纜與射頻電源連接。如所示，斷流器槽(cutout groove)108可以在同軸電纜42的遠端形成，以適應同軸電纜42的內導體44與天線元件40的外導體102之間的電連接。
[0081 ] 在一些實施方案中，圖5的構造可以提供比圖4的構造更短的天線元件40，原因在于介電構件100的外徑更大，并且因此具有更大的周長。因此，外導體104可以具有用于天線調諧目的的相同的長度，但是具有更少的繞組。因此，天線元件40可以具有更短的長度。在一些構造中，更短的長度更像是充當點源，并且可以提供更加球形的輻射圖案。
[0082]現在參考圖6，其描述了天線元件40的另一個實例。在一些實施方案中，所述天線元件40可以代替圖1或2中所示的天線元件40。圖6描述了與圖4的天線元件相似的天線元件，并且各個部件的特性以及各個部件的尺寸、形狀和大小可以與參考圖4所述的那些相似。在其他實施方案中，如圖9中所示，還可以在天線元件40上放置獨立的套管，如參考該圖所述。
[0083]如圖6中所示，天線元件42與圖4的天線元件40相似，不同之處在于天線元件40的內導體110可以是同軸電纜42的內導體44的延伸或與其連接。此外，天線元件40的外導體112可以與同軸電纜42的外導體46連接。因此，當所述天線元件40起微帶型天線元件的作用時，外導體104起接地平面的作用，并且內導體102起微帶跡線的作用。盡管外導體112起接地平面的作用，但是其仍然可以圍繞介電構件70的外部以螺旋或球形圖案布置，這可以允許輻射通過繞組之間的間距傳播。還考慮外導體112的其他圖案。在這些構造中，天線元件40可以起使用內和外螺旋卷繞的縫隙天線的作用。傳輸的能量可以在外導體112的間隙之間通過。
[0084]如圖6中設置，饋線信號被傳送到天線元件40的中心，而不是圍繞天線元件的外部傳送。在一些構造中，饋線信號被傳送到天線元件的中心，并且可以圍繞更小的介電構件70纏繞。例如，所述更小的介電構件70可以具有約0.050英寸的直徑。
[0085]現在參考圖7和8，其描述按照本發明的一些實施方案的天線元件40的另一個實例。在一些實施方案中,這些天線元件40中的每一個都可以單獨地代替圖1或2中所示的天線元件40。這些實施例舉例說明可以使用沉積、濺射或其他生長或涂敷方法制造的天線元件40。例如，這些結構中的一個或多個可以使用一種或多種生長方法和/或一種或多種薄膜或厚膜沉積方法，諸如濺射、CVD或蒸發涂敷方法形成。另外，這些天線元件40可以與同軸電纜42連接，如前面所述和參考圖4-6所示。此外，考慮連接天線元件42與同軸電纜42的其他形式。
[0086]如所示，天線元件40可以包括介電構件124、內導體128和外導體130。如進一步所示，天線元件40可以任選地包括載體棒120、在所述載體棒120上形成的支持層(例如，氧化物層等)122，和/或在介電構件124和外導體130的外部上形成的外介電層126。
[0087]如提及的，圖7和8的天線元件40可以使用一種或多種生長方法和/或一種或多種薄膜或厚膜沉積方法形成。盡管參考圖7和8的實施方案描述了這種類型的制造，但是這些相同的方法可以用于形成圖3-17所示的其他天線元件實施方案。現在將描述這些方法的代表性實例。
[0088]如所示，可以提供載體棒120，在其上可以生長或沉積天線元件40的部件和結構。載體棒120可以具有不同的長度，例如，約0.040-2.0英寸，優選0.04-0.5英寸的長度。載體棒120可以進行陽極化處理，以使其外表面氧化形成支持層122。內導體128可以沉積在載體棒120上或支持層122上。內導體128的材料可以使用濺射方法或其他此類方法沉積。使用平板印刷法和蝕刻方法或其他此類方法，內導體128可以形成特定的跡線圖案，諸如螺旋形圖案。在其他實施方案中，載體棒120可以是導電的，并且用作內導體128。由此，內導體128可以不需要沉積在載體棒120上。[0089]提供內導體后，如上文提及的，介電材料124 (例如，氮化硅)可以在支持層122和內導體128的暴露部分上生長或沉積，以形成介電構件124。然后，使用與用于形成內導體128的相同的方法，可以在所述介電構件124的外表面上形成外導體130。內導體128和外導體130的導電層可以為約10-300納米。任選地，可以在介電構件124和外導體130的暴露部分上生長、沉積或另外形成另一個介電層126。介電構件124可以具有約10-300納米的厚度，包括約20-50納米的厚度。天線元件的總直徑可以為約0.01英寸-0.125英寸。
[0090]如圖7中進一步所示，內導體128可以與同軸電纜42的內導體44連接，外導體130可以與同軸電纜42的外導體46連接。這些連接也可以反轉，以使內導體128與同軸電纜42的外導體46連接，外導體130與同軸電纜42的內導體44連接。如前面所討論的，可以設置并且另外選擇內導體128和外導體130的尺寸以及繞組數目和繞組之間的間距來將天線調諧到需要的頻率和/或所需組織的阻抗。
[0091]現在將參考圖8，其舉例說明與圖7的天線元件40相似的天線元件40，不同之處在于其具有第二內導體132 (其為第三導體)。第一內導體128和第二內導體132都可以圍繞載體棒120螺旋卷繞，并且布置在介電構件124的內表面上。應該理解，在其他情形中，天線40還可以包括使用與第二內導體132相同的原理的第三或第四內導體(未顯示)。類似地，應該理解，在其他情形中，天線元件40可以具有使用與第二內導體132相同的原理的第二外導體、第三外導體或第四外導體(未顯示)。
[0092]如所示，第一內導體128可以與同軸電纜42的第一內導體44a連接，并且第二內導體132可以與同軸電纜42的第二內導體44b連接。參考圖2和圖8 二者，射頻電源26的控制器28可以設置為控制傳遞至第一內導體128和第二內導體132的能量的相位。因此，控制器28可以產生在第一內導體128和第二內導體132上傳輸的兩種單獨的信號之間的相位差。類似地，在圖8的天線元件40上添加第三和/或第四內導體的情形中，控制器28可以設置為傳輸與這些導體中的每一個具有不同的相位的能量。
[0093]使用多相位天線元件，諸如圖8的二相天線元件40，或三相天線元件(未顯示)，可以用來操縱發射的輻射圖案以及由此產生的消融區的尺寸和形狀。因此，可以操縱相對相位，以使消融區可以被成形為與目標結構34相同的尺寸，或者以使其可以被導向探頭構件20附近的目標結構(圖1所示)。使用這種功能性，消融區可以圍繞探頭構件20向遠側、向近側或軸向移動。在一些情形中，可以通過改變經由天線元件40的多個導體傳輸的已傳輸的射頻能量之間的相位來產生這樣的操縱性和定向性，如圖8所示。[0094]盡管僅參考圖8描述并舉例說明了使用可以提供有具有不同相位的信號的兩個以上的導體，但是，這些結構和特征可以與圖2-16的任意其他天線元件實施方案一起使用。由此，這些附圖中的單個內導體或外導體可以替換為兩個、三個或更多個單獨的導體，每一個設置為傳輸單獨的信號。
[0095]現在將參考圖9，其描述天線元件40的另一個實例。在一些實施方案中，所述天線元件40可以替換圖1或2中所示的天線元件40。與之前所述的天線裝置相似，該裝置可以基于同軸電纜42。天線元件40可以包括可能具有與圖4-6所示例的和本文所述的那些構造相同的構造的內部分。如所示，所述內部分與圖6所示的和參考該附圖所述的內部分相似。
[0096]如所示,天線元件40包括套管140,所述套管選擇性布置在天線元件40上，并且通過例如一組螺紋143、147或其他類似的可調連接器與同軸電纜42連接，諸如黃銅套管，其可以壓配合并且旋轉和焊接在適當的位置，而不需要螺紋。套管140可以圍繞同軸電纜42的縱軸可旋轉地調節(沿著其長度延伸)和/或沿著同軸電纜42的縱軸軸向可調。套管140可以包括連接器部分141和天線部分146。這兩個部分可以連接在一起，諸如使用可以包括熱粘附接頭的焊料或焊縫來連接。這種連接可以通過向天線部分的整個近端添加銅或銀油墨而得以輔助。連接器部分141選擇性地將套管140連接到同軸電纜42上。天線部分146可以包括用于與由天線元件40發射的射線相互作用的天線部件，從而以產生需要的輻射圖案的方式改變所發射的射線圖案。在一些構造中，天線部分146包括介電管142或套管，其覆蓋并且至少基本上包繞其中的天線元件40。為了促進電絕緣，可以在介電管142和天線元件40之間設置間隙148。在保存和使用過程中都可以維持該間隙148。介電管142可以包括布置在其上的一個或多個導體144。一個或多個導體144可以是導電跡線并且可以具有不同的構造，諸如本文所述的那些構造，包括螺旋形構造。所述一個或多個導體144可以連接到射頻電源上，接地連接或是獨立式的。 [0097]為了提供可調節套管140的可調節性，同軸電纜42的外部分可以包括螺紋145。這些螺紋145可以制造為同軸電纜42的一部分或者在制造同軸電纜42后安裝在其上。這些螺紋145可以是黃銅或銅螺紋或由另一種類型的剛性或半剛性材料制成。螺紋145可以是公螺紋，如所示，或是其他的螺紋類型。在一些構造中，套管140通過螺紋145選擇性地連接在共軸導體42上。套管140還可以包括帶螺紋的連接器部分141，其包括螺紋143，如所示的母螺紋。在其他實施方案中，其他可調節部件布置在同軸電纜42和套管140之間，其允許套管140在可調節套管140上的不同位置處連接到同軸電纜42上。
[0098]通過調節套管140被擰到到同軸電纜42上的距離，制造商或使用者可以將天線元件40調諧到特定的頻率。在一些情形中，制造商可以適當地調整可調節套管，然后將可調節套管140固定連接(例如，通過焊接材料，熱粘合和/或其他類似的工藝)在適當的位置。當套管140在螺紋145上前進時，其也被旋轉。這些移動可以改變天線元件40的頻率響應。在一些實施方案中，天線裝置設置為在消融過程期間具有非常低的或接近沒有反射功率。使用布置在天線元件40上的套管140，可以影響產生的消融圖案，其可以調節產生的消融圖案的形狀和/或尺寸。因此，套管140的介電管142和外導體144可以與內部的天線元件40—起作用作為組合的天線元件。這種構造可以提供短的天線元件，其在適當地調諧時，可以產生球形的或幾乎是球形的消融圖案。應該理解，套管140的螺紋和同軸電纜上的螺紋145之間的界面可以足夠緊密，以允許套管140在將其擰到特定的距離后保持在固定的位置，同時也是足夠松的，以允許套管140按照需要進行調節。
[0099]在一些實施方案中，使用固定的套管(未顯示)替代可調節套管。所述固定的套管可以與同軸電纜42機械連接和/或電耦合。固定的套管可以具有與可調節套管140相似的天線部分146。所述固定的套管可以固定在某個位置和方位，在所述位置和方位此天線裝置被調諧至需要的頻率或頻率范圍。
[0100]可以對天線元件40、介電管142、外導體144、間隙148和其他部件的不同的尺度和比例進行成形和定尺寸，以產生需要的消融圖案，這是應該理解的并且如本文所述。
[0101]另外，介電管142的遠端可以成形并且定尺寸，以產生有角度的邊或點，如所示。該遠端可以用作針頭用于穿透肉體或其他機體輪廓。在一些情形中，該遠端可以通過涂層、保護罩或其他構件加固、分離和/或絕緣。
[0102]圖10舉例說明天線元件40的另一個實例，其具有布置在介電構件70的外表面上的多個導電粒子150。在一些實施方案中，這種天線元件40可以替代圖1或2中所示的天線元件40。與先前描述的天線元件相似，該天線元件40可以連接到同軸電纜42上，通過所述同軸電纜其連接到射頻電源上和/或接地連接。
[0103]如所示，同軸電纜42的內導體44可以延伸至天線元件40中形成天線元件40的內導體110。介電管70可以圍繞內導體110放置，并且端蓋98可以任選地布置和/或耦合在天線元件40的遠端上。前述部件的尺寸和特性可以與參考圖4的實施方案所述的那些相似。同軸電纜42的外導體46的至少一部分可以延伸到天線元件40的介電管70的外表面上以形成外 導體152。外導體152可以與布置在介電管70的外表面上的多個導電粒子150形成電接觸。所述多個導電粒子150可以用來影響天線元件40的輻射圖案。在其他實施方案中，同軸電纜42的內導體44可以與天線元件40的外導體152連接，并且同軸電纜42的外導體46可以與天線元件40的內導體110連接。
[0104]在一些實施方案中，所述多個導電粒子150起的作用與分形天線相似，因此在本文中被稱為偽分形天線。分形天線是使用分形設計或自相似設計的天線，以使在給定的總表面積或體積內可以接收或傳輸電磁輻射的材料的長度或周長最大化。在一些情形中，所述多個導電粒子150具有至少一些自相似設計、形狀和尺寸，這增加天線元件40的周長，允許天線元件40具有較短的長度154，并且提供更加球形的輻射圖案。由于分形天線的反應能夠同時以多種不同的頻率以良好至優異的性能來操作，因此，所述多個偽分形導電粒子150的分形性質還可以提高天線元件的性能和調諧能力。
[0105]所述多個導電粒子150可以是不同類型的導電金屬的小顆粒。在一些實施方案中，所述多個導電粒子150可以包括鋁、銅、銀、其他導電粒子或它們的組合中的至少一種。導電粒子150的大小可以為約100-320Mesh (約150-40微米)。在其他實施方案中，導電粒子150的大小為約50-625Mesh (約300-20微米)。在其他實施方案中，導電粒子150的大小為約 250-300Mesh (約 105-74 微米)。
[0106]在一些情形中，可以使用粘合構件將所述多個導電粒子150粘合在一起。所述粘合構件可以是膠粘劑、金屬油墨或另一種導電粘合構件。例如，可以將金屬油墨涂覆在介電構件70的外表面上。然后，介電構件70的具有濕金屬油墨的部分可以浸沒在具有多個導電粒子150的容器中,所述導電粒子與所述金屬油墨粘附。介電構件70、金屬油墨和多個導電粒子150可以固化。在一些構造中，固化在烘箱中在約500°C進行約15分鐘。也可以使用其他的固化程序。在其他情形中，所述多個導電粒子150被部分熔融，以使相鄰的粒子粘合在一起，而無需粘合構件。
[0107]圖11舉例說明天線元件40的一個實例，其具有布置在介電構件160內的多個導電粒子150。在一些實施方案中，該天線元件40可以替換圖1或2中所示的天線元件40。與前述天線元件相似，該天線元件40可以連接到同軸電纜42上，通過所述同軸電纜其連接到射頻電源上和/或接地連接。該天線元件40可以用于將輻射圖案由天線元件40的遠側尖端沿著探頭構件20的縱軸向外導出(圖1和2所示)。
[0108]如所示，天線元件40包括形狀為圓柱體管的介電構件160。外導體112布置在介電構件160的外表面上。外導體112與同軸電纜42的外導體46連接。天線元件40的內導體110是同軸電纜42的內導體44的延伸或與其連接。內導體110與布置在介電構件160內的多個導電粒子150電耦合。所述多個導電粒子150可以用來影響天線元件40的輻射圖案，如參考圖10的天線元件40所述。此外，在一些實施方案中，所述天線元件40包括輔助將導電粒子150保持在介電構件160內的端蓋。在其他實施方案中，天線元件40可以被緊密密封，以將所述導電粒子150保持在介電構件160內。
[0109]圖12舉例說明天線元件40的一個實例，其具有布置在介電構件160內的多個導線170。在一些實施方案中，該天線元件40可以替代圖1或2中所示的天線元件40。與之前所述的天線元件相似，該天線元件40可以連接到同軸電纜42上，通過所述同軸電纜其連接到射頻電源上和/或接地連接。
[0110]圖12的天線元件40可以與圖11的天線元件相似，不同之處在于多個導電粒子可以被多條導線170替代。導線170可以包括細小的/小導線絞線、纖維或其他小型化的細長的導電結構。所述導線 可以具有相對小的厚度，諸如約ι-?ο毫米。一些導線可以是同軸電纜42的內導體44的一部分，其延伸至天線元件40。導線170的用途和功能可以與導電粒子的相似，原因在于它們相似地影響天線元件40的輻射圖案。如所示，導線170可以沿著天線元件40的縱軸排成一行。另外地和/或備選地，導線170可以彼此折疊在一起，卷繞在一起，系在一起或另外以有序的或無序的方式插入到介電構件160中。導線170可以使用耦合器172與內導體110耦合，所述耦合器可以是機械化學的或其他此類的耦合裝置。
[0111]如進一步所示，所述多個導線170中的一些可以具有不同的長度。導線的不同長度幫助穩定天線元件40的頻率范圍和總阻抗。例如，在整個消融過程中的駐波反射功率可能需要保持在約50ohms，這可以使用不同長度的導線實現。這些長度可以為約0.1-4英寸，約1.3-3英寸，或約0.5-2.5英寸。另外，每條導線的直徑也可以不同。
[0112]在一些實施方案中，圖12的天線元件40可以包括輔助將導線170保持在介電構件160內的端蓋。在其他實施方案中，天線元件40可以緊密密封，以將導線170保持在介電構件160內。
[0113]圖13舉例說明天線元件40的一個實例，其具有以分形圖案布置在介電構件70的外表面上的外導體180。在一些實施方案中，該天線元件40可以替代圖1或2中所示的天線元件40。并且，所述分形圖案可以替代前面的附圖中所述的螺旋形圖案。在一些實施方案中，這種及其他分形圖案構造可以替代圖4-6中示例的天線元件的螺旋形圖案。在一些情形中，所述分形圖案可以圍繞介電材料的外表面以不同的方式(諸如以半螺旋的方式)卷繞。
[0114]圖14舉例說明天線裝置40的一個實例，其具有僅布置在天線元件40的外表面的一部分上的外導體190。在一些實施方案中，該天線元件40可以替代圖1或2中所示的天線元件40。并且，在一些實施方案中，這種及其他天線圖案或其他類似的天線圖案可以替代圖4-6中所示的天線元件的螺旋形圖案。在其他實施方案中，外導體190僅圍繞介電構件70的一個象限(quadrant)、兩個象限、三個象限和/或部分象限放置。這些構造可以允許天線元件40被設置為圍繞整個天線元件40提供均一的輻射圖案或提供定制的或定向的輻射圖案。
[0115]現在參考圖15和16，其舉例說明使用具有相對平坦的構造(與管狀構造相反)的介電構件200形成的天線元件40的實例。在一些實施方案中，這些天線元件40可以分別獨立地替代圖1或2中所示的天線元件40。并且，除了具有相對平坦或平面的構件之外，這些天線元件可以包括與前述那些天線元件實施方案相同的特征、材料、厚度等。
[0116]如所示，天線元件40可以是平面的，而不是圓柱形或管狀的。在其他實施方案中，天線元件40可以具有其他非圓形的橫截面，諸如方形、三角形或其他多邊形的橫截面。另外，天線元件40在天線裝置的長度上可以具有其他形狀的橫截面和不均一的橫截面。如所示，天線元件40可以包括第一導體204，介電體202和第二導體202。在一些實施方案中，第一導體204是接地的接地平面，第二導體202是與射頻電源(例如，圖1的射頻電源26)連接的微帶跡線。在其他實施方案中，第二導體202是接地平面，第一導體204與射頻電源連接。在一些實施方案中，介電體200具有約4-約30的介電常數。
[0117]現在參考圖16，其描述了天線元件40的其他實施方案。如所示，在一些實施方案中，天線元件40可以包括堆疊的部件組。例如，天線元件40可以包括布置在一組介電基板之間的一組導體，如所 示。所述的天線元件40包括疊層的材料，按順序包括:第一導體202，第一介電體200,第二導體204,第二介電體210和第三導體212。在一些構造中，第二導體204可以是接地平面，第一導體202和第三導體212可以是微帶跡線。備選地，第一導體202和第三導體212可以作為接地平面，并且第二導體204可以與反饋信號耦合。在一些實施方案中，第一和第二介電體200，210具有約4-約30的介電常數。
[0118]現在參考圖17，其舉例說明設置為螺旋形偶極天線的天線元件40。在一些實施方案中，該天線元件40可以替代圖1或2中所示的天線元件40。
[0119]在一些實施方案中，圖17的天線元件40可以設置為產生基本上球形的輻射圖案。天線元件40可以包括兩個導體:第一導體232和第二導體234。這些導體中的一個可以接地耦合，而另一個與饋線耦合。在一些實施方案中，第一導體232接地耦合，而在其他實施方案中，第二導體234接地耦合。天線元件40包括第一螺旋部分236和第二螺旋部分238。第一和第二導體232，234基本上彼此平行且與縱軸242平行地通過第一螺旋部分236的中心布置。在中心點240,第一導體232轉向并且在第一螺旋部分中形成圍繞第一和第二導體232，234的平行部分和縱軸242卷繞的線圈。在中心點240，第二導體234轉向并且在第二螺旋部分中在與第一導體236相反的大體方向上形成圍繞縱軸242的繞組。以這種方式，第一和第二導體232，234保持為基本上管狀的空間區域，由此允許第一和第二導體232，234插入到探頭構件20中，諸如在圖1中所示。
[0120]圖17的天線元件40可以包括設置天線元件40傳輸微波能量并且產生消融相鄰組織的消融水平溫度的部件、尺寸和特性。在一些實施方案中，介電材料(未顯示)布置在天線元件40內并且圍繞所述天線元件40。在其他實施方案中，天線元件40包括冷卻系統。在一些實施方案中，設置繞組數目、每個繞組的尺寸、繞組之間的間距、每個導體的厚度和/或介電材料的介電常數以產生需要的傳輸特性。在其他實施方案中，也可以通過薄膜沉積法(諸如RF磁控管濺射)、蒸發離子涂敷和化學蒸氣沉積或其他方法應用螺旋繞組和介電絕緣體。用于介電絕緣體的材料可以包括氧化鋁和/或氮化硅。螺旋繞組可以由鋁、銀、鎳和/或銅制成。
[0121]本發明可以在不背離如本文廣義描述的和后文要求保護的其結構、方法或其他必要特征的前提下以其他具體形式體現。在所有方面中，所述的實施方案僅應該被視為是舉例說明性的，而非限制性的。因此，本發明的范圍由后附的權利要求所示，而不是由前述說明書所示。在權 利要求的等價物的意思和范圍內的所有改變都包括在本發明的范圍之內。
【權利要求】
1.一種射頻消融(RFA)裝置，所述裝置包括: 介電構件； 布置在所述介電構件內的第一導體；和 布置在所述介電構件的外表面上的第二導體，其中: 所述第一導體設置為與射頻源或地中的一個電連接，并且 所述第二導體設置為與所述射頻源或地中的另一個電連接。
2.權利要求1的裝置，所述裝置還包括探頭構件，其中所述介電構件布置在所述探頭構件的遠側部分內。
3.權利要求2的裝置，所述裝置還包括一個或多個傳感器，所述傳感器與所述探頭構件連接并且設置為感測鄰近所述一個或多個傳感器處的溫度、電導率和水分中的至少一種或多種。
4.權利要求2的裝 置，所述裝置還包括布置在所述探頭構件內的冷卻系統，所述冷卻系統具有一個或多個冷卻管，所述一個或多個管設置為保持液體在其中流動。
5.權利要求2的裝置，所述裝置還包括布置在所述探頭構件內的冷卻系統，所述冷卻系統具有一個或多個熱管、傳熱導熱管和折流回流系統。
6.權利要求2的裝置，其中所述介電構件與同軸電纜的遠端連接，所述同軸電纜至少部分布置在所述探頭構件內。
7.權利要求6的裝置，其中所述介電構件至少外接所述同軸電纜遠端的一部分。
8.權利要求1的裝置，其中所述介電構件具有約4-約30的介電常數。
9.權利要求1的裝置，其中所述第一導體與射頻饋源連接。
10.權利要求1的裝置，其中所述第一導體接地連接。
11.權利要求1的裝置，其中所述第二導體以螺旋形圖案布置在所述介電構件的外表面上。
12.權利要求1的裝置，其中所述第二導體以分形或偽分形圖案布置在所述介電構件的外表面上。
13.權利要求1的裝置，其中所述第一導體以螺旋形圖案布置。
14.權利要求1的裝置，所述裝置還包括: 布置在所述介電構件外表面上的第三導體，其中所述第二導體與所述射頻源電耦合，并且其中所述第三導體與所述射頻源電耦合；和 控制器，所述控制器用于調節在所述第二導體上和在所述第三導體上傳輸的射頻信號之間的相位差。
15.權利要求1的裝置，所述裝置還包括: 布置在所述介電構件內的第三導體，其中所述第一導體與所述射頻源電耦合，并且其中所述第三導體與所述射頻源電耦合；和 控制器，所述控制器用于調節在所述第一導體上和在所述第三導體上傳輸的射頻信號之間的相位差。
16.權利要求1的裝置，其中所述第二導體與多個導電粒子電耦合。
17.權利要求1的裝置，其中所述第一導體與布置在所述介電構件內的多個導電粒子電率禹合。重復序號17.權利要求1的裝置，其中所述第一導體與布置在所述介電構件內的多個不同長度的導線電耦合。
18.權利要求1的裝置，所述裝置還包括與同軸電纜可調節地耦合的套管，所述套管圍繞所述同軸電纜的縱軸可旋轉地調節，并且沿著所述同軸電纜的縱軸可軸向調節。
19.權利要求18的裝置，其中所述套管還包括介電管，所述介電管具有布置在所述介電管外表面上的一個或多個導體。
20.權利要求19的裝置，所述裝置還包括布置于所述套管與所述第二導體的外表面之間的間隙。
21.權利要求1的裝置，其中所述射頻源設置為向所述第一導體或所述第二導體提供充足的功率以產生足以消融鄰近所述第一導體或所述第二導體的組織的熱量。
22.權利要求1的裝置，其中所述射頻源設置為向所述第一導體或所述第二導體提供具有在微波范圍內的頻率的射頻功率。
23.一種制造射頻消融(RFA)天線的方法，所述方法包括: 提供內導體； 在中心導體的外部上沉積介電材料層，所述介電材料層形成管狀形狀；和 在所述介電材料層的外表面上沉積外導體。
24.權利要求23的方法，其中沉積外導體包括: 在所述介電材料層上沉積導電材料層；和 去除所述導電材料層的一個或多個部分使得在所述介電材料上留下所述導電材料的條帶，所述導電材料的條帶具有預先確定的圖案。
25.權利要求24的方法，其中所述預先確定的圖案是螺旋形、分形或偽分形圖案中的一種。
26.權利要求23的方法，其中提供內導體包括: 提供載體棒； 在所述載體棒上沉積導電材料層；并且 去除所述導電材料層的一個或多個部分使得在所述載體棒上留下所述導電材料的條帶，所述導電材料的條帶具有預先確定的圖案。
27.權利要求23的方法，所述方法還包括: 將所述內導體與射頻源或地中的一個連接；并且 將所述外導體與所述射頻源或地中的另一個連接。
28.一種微波消融(MWA)裝置，所述裝置包括: 探頭構件；和 布置在所述探頭構件內的微帶天線元件，所述微帶天線元件包括: 介電常數為約4-約30的介電基板，其具有第一基本上平坦的表面和第二基本上平坦的表面，所述第二表面與所述第一表面相對； 布置在所述介電基板的第一表面上的第一導體；和 布置在所述介電基板的第二表面上的第二導體，所述第二導體是微帶跡線；和其中所述第一導體設置為與射頻源或地中的一個電連接，并且第二導體設置為與所述射頻源或地中的另一個電連接。
29.權利要求28的MWA天線，其中所述第一導體和第二導體中的一個或多個與多個導電粒子連接。
30.一種射頻消融(RFA)裝置，所述裝置包括: RFA消融探頭構件；和 布置在所述探頭構件內的螺旋形偶極天線元件，所述螺旋形偶極天線元件包括: 第一導體；和 第二導體，其中所 述第一導體和所述第二導體中的每一個沿著所述螺旋形偶極天線的縱軸向所述螺旋形偶極天線的中心點以基本上平行的方向延伸，所述第一導體在距所述中心點的遠側方向上圍繞所述縱軸螺旋卷繞，并且所述第二導體在距所述中心點的近側方向上圍繞所述縱軸螺旋卷繞。
【文檔編號】A61B18/18GK103841914SQ201280045847
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月20日 優先權日:2011年9月20日
【發明者】羅伯特·H·伯格納, 托德·H·圖恩倫德, 切特·M·克倫普, 肯特·莫爾 申請人:Bsd醫療公司