用于肿瘤消融的装置和方法与流程

背景技术：

1、用于治疗软组织中的肿瘤或各种形式的癌症的疗法递送的工具和方法的开发仍然是备受关注的主题。虽然在许多情况下，有用于肿瘤治疗的各种选择，但仍在继续寻找最小化或消除附带组织损伤和副作用的有效治疗的递送。

2、不可逆电穿孔，也称为脉冲场消融，之前已在肿瘤的外科治疗的背景下进行了探索。在外科应用中，一直在追求最佳的工具集。在微创方法的背景下，还有很多工作要做，以开发实用的有效的微创工具，同时确保局部治疗，最小化附带损伤。

3、本公开解决了对用于高效且有效地递送脉冲场消融疗法的微创设备的需求，特别是对于肿瘤治疗，比如胰腺癌症或肺肿瘤的治疗。脉冲场消融手术可以快速进行，同时最小化热疗法中常见的附带组织损伤。同时，术后愈合可以相对较快，副作用也最小。

技术实现思路

1、本公开公开了用于微创进入内部器官以进行肿瘤治疗应用中的疗法递送的工具和设备。具体地，本公开的设备可以具有用于针或组织穿刺设备的通过的一个或多个管腔。在一些实施例中，针可以采取线或线状设备的形式。在实施例中，设备的管腔的远端可以在一侧具有楔形部分，该楔形部分减小管腔的有效内径，并且限制针或线从设备管腔中露出的朝向。在实施例中，楔形部分的形状可以是曲线的。当线以通常与管腔的长轴的朝向不同的朝向从管腔露出时，楔形部分可以充当线的局部支撑。在具有约2～约8个之间的不同管腔的多管腔设备的情况下，每个针可以相对于彼此以及相对于设备的长轴的朝向以不同的朝向从其相应的管腔中露出。

2、在实施例中，管腔的轴的远端可以在一侧成一定角度地远离设备的长轴，以便为针提供有角度的出口。在一些实施例中，有角度的部分可以具有直边，而在其他实施例中，它可以具有曲边。在实施例中，设备可以具有多个这样的管腔，其中每个管腔的轴的远端成一定角度地远离设备的长轴，使得每个针可以相对于设备的其他针以及相对于设备的长轴的朝向以不同的朝向从相应的管腔中露出。

3、在实施例中，设备可以是具有一个或多个管腔的导管设备，导管设备本身穿过内窥镜设备的工作通道或仪器通道，其中内窥镜设备能够利用诸如光学成像或超声成像之类的成像方式获取导管设备的图像。内窥镜成像方式可用于引导导管设备在组织表面的放置，并在一根或多根针从导管设备中露出并刺穿组织表面或进入相邻解剖器官时，使所述一根或多根针的穿过可视化。例如，导管设备可以经由内窥镜放置在胃或十二指肠中，并且针可以从导管设备插入十二指肠壁，以便进入胰腺用于后续的疗法递送。在实施例中，导管设备可以与内窥镜设备一起插入，其中内窥镜设备之后用于对导管设备在组织表面的放置进行成像和引导以及使针的插入可视化。在一些实施例中，导管设备是可以偏转的，使得可以调整远端的朝向以实现合适的组织贴合。

4、在实施例中，线的长度的大部分可以用一层或多层绝缘材料绝缘，这些绝缘材料能够承受横跨其厚度的至少约500v的电压而不会介电击穿。在实施例中，绝缘材料可以是涂层的形式，比如聚对二甲苯涂层，而在其他实施例中，绝缘材料可以包括管状形式的聚合物材料。在实施例中，线的远端可以包括细而尖锐的尖端，以便易于刺穿组织。在实施例中，线的邻近远端部分的一部分在其自由或无应力状态下可以具有轻微弯曲。

5、在实施例中，线的远端部分可以是螺旋形状。螺旋或螺旋部分以同轴方式附接到线的主体，即，螺旋的卷绕轴与紧邻螺旋的线的切线重合。这样，随着推进(绕其纵轴)扭转线产生螺旋的螺钉式运动。当线的远端部分在设备的管腔内时，与线处于无应力状态时相比，螺旋是自然拉伸的，使得当在设备的管腔中时，线的螺旋形状可以具有比在其自由或无应力状态下更大的螺距或相邻螺旋圈之间的长度。同时，当在设备的管腔中时，螺旋的卷绕直径比在无应力状态下更小，例如以便容纳在设备的管腔中。

6、在使用中，具有螺旋针的设备被置于紧邻期望用针穿透的组织或器官表面的位置。设备的近端手柄包括用于线的螺钉式推进的机构，例如，使得用户转动轮子、旋钮或其他控制机构以同时旋转和推进线或针。在一个实施例中，推进机构的螺距与螺旋在其无应力状态下的螺距一致。线的近端部分被保持在手柄中的推进机构中，该推进机构起类似于给定螺距的螺钉的作用。在实施例中，单个控制机构可以经由选择机构，例如滑块，有选择地接合多个针中的任何一个。为了推进线，用户旋转旋钮或其他控制机构，从而同时旋转和推进线。这种螺钉运动自然地推进线，当线从设备的远端部分露出时，针或线的露出部分呈现其无应力的螺旋形状。这种旋转和推进在针的远端部分引起螺旋状运动。在组织表面，针的远端部分的螺旋状运动用于穿刺，并且随后将针推进组织中；插入组织的针的螺旋部分的卷绕直径现在是无应力的更大直径。这使得与设备轴内的卷绕直径或螺旋直径相比，插入的螺旋针具有更大的有效直径。更大的有效直径有助于产生用于脉冲场消融递送的合适电场。

7、在各个实施例中，设备的多个管腔可以承载直针或螺旋针线的各种组合的形式的多个针。在实施例中，设备可以具有由一组外部管腔包围的中心管腔，而在其他实施例中，可能只有外部管腔而没有中心管腔，其中每个管腔携带直针或螺旋针形式的针线。

8、在实施例中，导管设备或其主轴本身可以是用于经皮插入的针。在这样的实施例中，中空金属针轴的很大一部分可以涂覆有绝缘层，比如聚对二甲苯，其中只有针的远端部分是电暴露的。设备的轴可以包含也起电绝缘体作用的一个或多个管腔，直径较小的外针可以穿过每个这样的管腔。较小的针也可以沿着其长度的很大一部分涂覆有绝缘层，比如聚对二甲苯。较小的针通过主针轴的远端部分中邻近主针轴的远端尖端的开口露出。主针轴的远端针尖被削尖成能够刺穿组织以便插入的形状。在使用中，主针被置于用于经皮插入的适当刺穿部位，例如，用于治疗肺部肿瘤的胸部部位。在视觉引导下，例如，通过诸如计算机断层扫描(ct)成像之类的方式，进行穿刺并插入主针。主针被推进到感兴趣的区域，比如肿瘤。一旦主针进入肿瘤内，就通过主针的远端轴中的开口推进外针。

9、然后，主针和/或外针的子集可以按单极模式(例如，所有针具有一种电极性，并且放置在受试者上的参考贴片具有相反的电极性)或双极模式(例如，针的两个不同子集具有相反的电极性)用于脉冲场消融波形的疗法递送。

10、本文中的任何实施例中的针或线通常是金属的；例如，它们可以包括金属合金，比如镍钛诺或不锈钢。针可以附接或连接到电导体，该电导体附接到电缆或连接器电缆，用于从可以输送高压脉冲场消融波形的适当发生器输送电能。通常，这种能量输送以单极模式或双极模式进行。在单极模式下，针的子集具有一种电极性，而放置在受试者上的参考贴片具有相反的电极性。在双极模式下，针的两个不同子集以相反的电极性通电。在实施例中，针的多个成对子集可以按顺序的方式通电以输送能量。脉冲场消融波形可以在结构上是单相的(例如，输送到电极对的每个脉冲具有相同的极性)，或者是双相的(例如，输送到电极对的连续脉冲具有相反的极性)。当施加脉冲场消融波形时，产生的电场的空间分布决定了细胞死亡的区域。取决于针对给定目标细胞类型的不可逆电穿孔场强阈值的值，电场大小大于阈值的空间区域中的细胞被杀死或消融，而电场大小低于阈值的其他空间区域中的细胞存活。

11、在一些实施例中，本公开的导管设备可以具有在约0.5mm～约5mm的近似范围内的外径，包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，根据实施例，针或线的直径可以具有在约0.15mm～约1.6mm的近似范围内的直径，包括其间的所有值和子范围。在螺旋针的情况下，螺旋的螺距可以在约0.1mm～约4mm之间的近似范围内，包括其间的所有值和子范围，并且螺旋的直径(在中心线的卷绕直径上测量)可以在约0.3mm～约4mm之间的近似范围之内，包括其间的所有值和子范围。

12、在一些实施例中，一种装置包括：限定管腔的轴；以及布置在所述管腔中的针设备，所述针设备具有包括暴露的电导体的远端部分，所述针设备的远端部分被配置为相对于所述轴的纵轴以非零角度伸出所述管腔，所述针设备被配置为接收脉冲电压波形并经由暴露的电导体递送脉冲电场以消融周围组织。

13、在一些实施例中，一种装置包括：限定一组一个或多个管腔的轴；以及布置在一组管腔中的第一针设备和第二针设备，第一针设备和第二针设备中的每一个具有包括暴露的电导体的远端部分，第一针设备和第二针设备的远端部分被配置为相对于所述轴的纵轴以非零角度伸出所述一组管腔，第一针设备和第二针设备被配置为接收脉冲电压波形，并经由它们各自的暴露的电导体共同递送脉冲电场以消融周围组织。

14、在一些实施例中，一种装置包括：限定管腔的轴；以及布置在所述管腔中的针设备，所述针设备具有包括暴露的电导体的远端部分，所述针设备的远端部分具有螺旋几何形状，所述针设备被配置为接收脉冲电压波形，并经由暴露的电导体递送脉冲电场以消融周围组织。

15、在一些实施例中，一种装置包括：限定管腔的轴；以及布置在所述管腔中的针设备，所述针设备具有远端部分和近端部分，所述远端部分包括暴露的电导体，所述近端部分用绝缘材料电绝缘，所述绝缘材料被配置为承受至少约500伏电压而不介电击穿，所述针设备的远端部分具有基本笔直的几何形状，所述针设备被配置为接收脉冲电压波形并经由暴露的电导体递送脉冲电场以消融周围组织。

16、在一些实施例中，一种装置包括：限定管腔的轴；布置在所述管腔中的针设备，所述针设备具有远端部分和近端部分，所述远端部分包括暴露的电导体，所述近端部分用绝缘材料电绝缘，所述绝缘材料被配置为承受至少约500伏电压而不介电击穿，所述针设备的远端部分具有螺旋几何形状并被配置为伸到所述管腔外部，所述螺旋几何形状的直径当所述远端部分伸到所述管腔外部时比当所述远端部分在所述管腔内部时更大，所述针设备被配置为接收脉冲电压波形并经由暴露的电导体递送脉冲电场以消融周围组织；以及附接到所述轴和所述针设备的近端部分的近端致动组合件，所述近端致动组合件被配置为控制所述针设备相对于导管设备的相对运动。

17、在一些实施例中，一种方法包括：将针设备的远端部分伸到位于感兴趣的解剖区域的导管设备的轴的管腔外部，所述针设备的远端部分包括暴露的电导体；响应于将所述针设备的远端部分伸到所述管腔外部，刺穿感兴趣的组织；在感兴趣的组织内移动所述针设备的远端部分，以将所述针设备的远端尖端置于目标位置处；以及向所述针设备施加电压脉冲以递送脉冲场消融疗法。

18、在一些实施例中，一种方法包括：将第一针设备和第二针设备的远端部分伸到位于感兴趣的解剖区域的导管设备的轴的一个或多个管腔外部，第一针设备和第二针设备的远端部分包括暴露的电导体；响应于将第一针设备和第二针设备的远端部分伸到所述一个或多个管腔外部，刺穿感兴趣的组织；在感兴趣的组织内移动第一针设备和第二针设备的远端部分，以将第一针设备和第二针设备的远端尖端置于目标位置处；以及向第一针设备和第二针设备施加电压脉冲以递送脉冲场消融疗法。