具有可变长度天线参数的宽频带微波组织消融探针

本申请作为PCT国际专利申请于2020年1月10日以作为所有国家指定的申请人的美国公司波士顿科学国际有限公司(Boston Scientific Scimed,Inc.)以及作为所有国家指定的发明人的美国公民Hong Cao和美国公民Timothy A.Ostroot的名义提交，并且要求2019年1月11日提交的美国临时申请号62/791,276的优先权且要求2020年1月9日提交的美国专利申请号16/738,532的优先权，这些申请的内容在此通过援引以其全部内容并入本文。

背景技术

微波消融(MWA)是在许多部位(包括肝脏、肾脏和肺部的软组织损伤)进行身体治疗的微创能量物理疗法。微波消融探针使用天线(诸如单极天线或偶极天线)将微波能量辐射到组织中进行加热。与依靠离子运动和摩擦进行加热的射频消融不同，微波消融的能量使水分子由于分子的极性而旋转，并且由于磁滞而产生热量。微波消融通常在工业、科学和医学(ISM)无线电波段(诸如500MHz至10GHz)操作，更具体地可以在945MHz或2.45GHz操作。微波消融具有诸如加热快的优点，以允许探针在高温下操作从而产生更大损伤，并且在过去十年中在组织消融方面已经获得了超过射频消融(RFA)的市场份额。

发明内容

一个总体方面包括一种微波消融探针，所述微波消融探针包括探针本体、所述探针本体内的同轴电缆以及帽。所述探针本体包括屏蔽部分和对微波能量至少部分透明的辐射窗口。所述同轴电缆包括：中心导体；电介质材料，所述电介质材料包围所述电缆的中心导体；以及外导体，所述外导体具有外导体远端边界。所述中心导体包括延伸超出所述外导体的远端边界的辐射部分，其中，所述辐射部分被配置用于发射微波能量，其中所述辐射部分与所述辐射窗口对齐。所述帽位于探针远端处并且包括帽近端边界，其中，所述外导体远端边界或所述帽近端边界距所述探针远端的距离有变化。

实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述探针其中，所述外导体远端边界距所述探针远端的距离有变化。所述探针其中，所述帽包括金属材料，并且所述帽近端边界距所述探针远端的距离有变化。所述探针其中，所述外导体远端边界和所述帽近端边界距所述探针远端的距离有变化。所述探针其中，所述外导体远端边界或所述帽近端边界包括多个离散区段，其中相邻的离散区段在距所述探针远端的不同距离处。所述探针其中，所述外导体远端边界或所述帽近端边界包括波形状。所述探针其中，所述外导体远端边界或所述帽近端边界包括锯齿形状。所述探针其中，所述外导体远端边界距所述探针远端的距离一致。所述探针其中，所述帽近端边界距所述探针的远端的距离是一致的。所述探针进一步包括扼流圈。所述探针其中，所述探针本体的屏蔽部分包括金属插管。所述探针进一步包括在所述金属插管与所述外导体之间的电介质层。所述探针进一步包括扼流圈，所述扼流圈包括：扼流圈接触件，所述扼流圈接触件在所述金属插管与所述外导体之间；以及扼流圈长度，所述扼流圈长度在所述扼流圈接触件与所述金属插管的远端之间延伸。所述探针其中，所述扼流圈接触件或所述插管的远端距所述探针远端的距离有变化。所述探针其中，所述辐射窗口包括所述电缆的电介质材料的包围所述中心导体的辐射部分的一部分。所述探针其中，所述帽进一步包括帽尖端，所述帽尖端被配置为在帽远端处刺穿组织。所描述的技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程，或者计算机可访问介质上的计算机软件。

一个总体方面包括一种微波消融系统，所述微波消融系统包括微波能量源和微波消融探针。所述探针包括探针本体、所述探针本体内的同轴电缆、位于探针远端处的帽以及扼流圈。所述探针本体包括屏蔽部分和对微波能量至少部分透明的辐射窗口。所述探针本体进一步包括金属插管。所述探针本体内的同轴电缆连接到所述微波能量源。所述电缆包括：中心导体；电介质材料，所述电介质材料包围所述电缆的中心导体；以及外导体，所述外导体具有外导体远端边界。所述中心导体包括延伸超出所述外导体的远端边界的辐射部分，其中，所述辐射部分被配置用于发射微波能量，其中所述辐射部分与所述辐射窗口对齐。所述帽包括被配置为在帽远端处刺穿组织的帽尖端以及帽近端边界。所述扼流圈包括：扼流圈接触件，所述扼流圈接触件在所述金属插管与所述外导体之间；以及扼流圈长度，所述扼流圈长度在所述扼流圈接触件与所述金属插管的远端之间延伸。所述外导体远端边界或所述帽近端边界距所述探针远端的距离有变化。所述外导体远端边界距所述探针远端的距离可以变化。所描述的技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程，或者计算机可访问介质上的计算机软件。

一个总体方面包括一种微波消融方法，所述微波消融方法包括提供微波消融探针以及向所述探针的辐射部分提供微波能量。所述探针包括探针本体，所述探针本体包括屏蔽部分和对微波能量至少部分透明的辐射窗口。所述探针还包括所述探针本体内的同轴电缆，所述同轴电缆包括：中心导体；电介质材料，所述电介质材料包围所述电缆的中心导体；以及外导体，所述外导体具有外导体远端边界。所述中心导体包括延伸超出所述外导体的远端边界的辐射部分，其中，所述辐射部分被配置用于发射微波能量，其中所述辐射部分与所述辐射窗口对齐。所述探针包括帽，所述帽位于探针远端处，所述帽包括被配置为在帽远端处刺穿组织的帽尖端、以及帽近端边界。所述外导体远端边界或所述帽近端边界距所述探针远端的距离有变化。所述探针可以产生两个或更多个谐振频率的微波能量。所描述的技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程，或者计算机可访问介质上的计算机软件。

本概述是对本申请的一些教导的综述，并且不旨在是对本发明主题的排他性或穷尽性处理。在详细说明和所附权利要求中可找到进一步的细节。当阅读和理解以下详细说明并且查看形成该详细说明的一部分的附图时，其他方面对于本领域技术人员而言将是清楚的，这些附图中的每一个均不具有限制意义。本文的范围是由所附权利要求及其法律等效物来限定的。

附图说明

图1是根据一些示例的微波消融探针的截面图。

图2是示出了具有不同天线参数的微波消融探针的谐振频率的曲线图。

图3是示出了微波消融天线的谐振频率的温度依赖性的曲线图。

图4是根据一些示例的包括微波消融探针的微波消融系统的示意图。

图5是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图6是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图7是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图8是图5的天线的展开圆柱形视图。

图9是图6的天线的展开圆柱形视图。

图10是图7的天线的展开圆柱形视图。

图11是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图12是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图13是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图14是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图15是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图16是根据一些示例的具有可变参数的微波消融天线的侧视图。

图17是缝隙微波天线的截面图。

图18是单极微波天线的截面图。

图19是偶极微波天线的截面图。

图20是三轴微波天线的截面图。

图21是带扼流圈的微波天线的截面图。

图22是根据一些示例的具有可变参数的微波消融探针的剖视侧视图。

图23是根据一些示例的具有可变参数的微波天线的剖视透视图。

图24是根据一些示例的冲洗冷却式微波消融探针的截面图。

一些附图本质上是示意性的，并且未按比例绘制。某些特征被示出为大于它们的比例，并且某些特征从一些视图中被省略以便于说明。虽然实施例容许各种修改形式和替代形式，但这些实施例的具体形式已借助示例和附图示出，并且将进行详细描述。然而，应理解，本文的范围不限于所描述的具体方面。相反，本发明将覆盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物和替代方案。

具体实施方式

本披露内容提供一种具有可变长度天线参数的宽带微波组织消融探针。本文中术语“可变”的使用是指天线结构的不同部分与邻近部分相比具有不同尺寸。

微波天线具有谐振频率。天线的谐振频率会影响系统的效率，因为当谐振频率与周围组织正确地调谐时，相对于被反射的能量的量，高比率的能量被传输到组织中。当谐振频率未被调谐时，反射更多的能量，从而导致被传输到患者组织中的能量更少。

天线的具有不同尺寸的不同部分允许天线能够有多于一个谐振频率，诸如两个、三个、四个或更多个谐振频率。天线具有多个部分，每个部分具有不同的谐振频率。单个天线的作用就好像是并联的多个天线一样。

由于微波消融探针内的微波天线的限制，从微波能量源通过探针传输到探针的远端部分的一些微波能量从探针的远端部分往回朝向探针的近端部分反射。这降低了探针的效率，并且可能会在天线内引起自加热。减少所反射的能量的量可以帮助减少这种自加热。

许多因素会影响探针的谐振频率。一个因素是天线的各种部分的长度。这些长度的变化可以显著地影响谐振频率。扼流圈长度、臂长度、辐射部分长度、帽基部长度以及帽尖端长度均可以影响谐振频率。下面更详细地描述这些长度中的每一个长度。图1是微波消融探针的截面图，展示了可以被改变以影响探针的谐振频率的参数。

转到图1，探针112具有远端部分102和近端部分104。如本文所使用的，词语“近端”和“远端”表示两个不同元件之间的关系。指定为近端的元件被定位成更靠近系统的外部部分，即，不进入患者身体的部分。指定为远端的元件被定位成更靠近系统的插入端。在一些示例中，探针112包括插管113，该插管具有邻近辐射窗口119的插管远端边界114。插管113组成探针112的屏蔽部分115的一部分。帽尖端165在探针112的远端部分102处。辐射窗口119在屏蔽部分115的远端边界114与帽尖端165的近端边界166之间延伸。

微波天线152包括同轴电缆151，该同轴电缆具有中心导体121、同轴地包围中心导体121的外导体131以及电介质141，该电介质包围中心导体121并将中心导体121与外导体131隔开。技术的一些示例还包括在天线152的远端部分102处的帽161。在一些示例中，帽161包括帽基部163和帽尖端165，该帽尖端毗连帽基部163且在帽基部163的远端。在一些示例中，帽尖端165是组织刺穿套管针尖端。外导体131具有邻接天线152的辐射部分123的远端边界133。帽161具有邻接辐射部分123的帽基部163的近端边界164，该近端边界与外导体131的远端边界133相对。天线152的辐射部分123包括电介质141的在外导体131的远端边界133与帽基部163的近端边界164之间的暴露部分。在一些示例中，探针112包括扼流圈172，该扼流圈包括插管113的被限定在扼流圈接触件175与插管113的远端边界114之间的长度171。扼流圈接触件175将插管113电连接到外导体131。例如，扼流圈接触件175可以是焊接连接。扼流圈172进一步包括在插管113与外导体131之间的电介质116。电介质116可以是聚合物，或者在替代性示例中，电介质可以是气隙。扼流圈172被设计为四分之一波反射器并且充当阻挡件，从而防止微波能量沿着同轴电缆151往回行进。

消融探针112包括包围天线152并与其同轴的屏蔽部分115。辐射窗口119与天线152的辐射部分123对齐。在消融过程期间，微波能量在方向141上传播，其中中心导体121和外导体131作为边界约束。在同轴电缆的远端处，移除外导体131，使得微波能量可以辐射到患者组织中以引起加热。

臂长度、辐射部分长度和帽长度每一个都可以影响天线的谐振频率。如本文所使用，词语“长度”是指沿着或平行于消融探针的纵向轴线测量到的距离。仍参考图1，臂135是探针112的一部分，其中中心导体121被电介质141包围，该电介质被外导体131包围，并且其中外导体131被辐射窗口119包围。臂135具有被限定在插管113的远端边界114与外导体131的远端边界133之间的臂长度a。扼流圈172具有被限定在扼流圈接触件175与插管113的远端边界114之间的扼流圈长度171。辐射部分123具有被限定在外导体131的远端边界133与帽161的近端边界164之间的辐射部分长度r。帽161具有被限定在帽161的近端边界164与探针远端180之间的帽长度C。帽161的近端边界164也是帽基部163的近端边界。帽基部163具有从其近端边界164延伸到帽尖端165的近端边界的长度Cb。帽尖端165具有从帽基部163的远端延伸到探针远端180的长度Ct。Cb与Ct之和就是帽长度C。与内导体重叠的臂长度和帽长度是可以变化以改变辐射部分的长度且由此改变天线152的谐振频率的参数。

转到图2，曲线图200示出了当天线的特定结构的尺寸改变时天线的谐振频率可以如何改变。曲线图200示出了相对于频率(千兆赫)绘制的天线反射系数|S

图3示出了第二曲线图300，展示了在探针周围的患者组织的温度增加时微波天线的单个配置的谐振频率的改变。曲线图300也示出了相对于频率(千兆赫)绘制的天线反射系数|S

如在图2和图3中示出的曲线图所展示，微波消融天线的谐振频率既依赖于温度又依赖于天线的结构的尺寸。谐振频率还依赖于患者组织的质量。当天线的参数被固定时，天线在天线的谐振频率下具有较高的辐射振幅。由于组织的电介质性质在组织被加热到不同温度时会改变，因此固定的天线只能匹配处于给定的频率和温度的组织谐振频率。固定的天线随着组织变热而损失效率。

因消融过程期间的加热而引起的组织温度改变致使天线的谐振频率改变，这造成天线谐振频率与期望的工作频率(915MHz或2.45GHz)之间的不匹配。本文中的技术描述了具有可变天线参数的天线设计。这种可变参数天线具有更广范围的谐振频率；尽管所披露的可变参数天线的辐射振幅相对于固定参数天线而言是降低的，但在更广范围的温度上，可变参数天线的谐振频率与工作频率(915MHz或2.45GHz)一致，因此它可以有效地将微波能量辐射到组织中。这更适于不同的组织消融情形并且产生更好的消融性能。

所披露的具有可变参数的天线充当并联连接的多个天线，每个天线具有不同的谐振频率。具有可变参数的天线具有谐振频率处于工作频率(915MHz或2.45GHz)的天线的一部分，并且以足够高的能量振幅传输能量，以与不同的组织类型且在不同温度下工作。

在可变长度天线的各种实施方式中，辐射部分的长度在同轴电缆的圆周周围变化。例如，辐射部分的长度可以在0.5mm至1.5mm之间变化。天线的行为就像存在并联连接的具有在2GHz至3GHz的范围内的不同谐振频率的多个天线。以此方式，甚至在组织性质因不同的组织类型和不同的组织温度而改变时，也始终存在以2.45GHz谐振的天线的一部分。如下面将讨论，可变长度参数可以是离散的或连续的。

图4是根据一些示例的微波消融系统的示意图。系统401包括微波消融控制单元403，该微波消融控制单元包括将微波能量输送到消融探针411的微波能量源405。微波消融控制单元403还包括：控制器407，该控制器可以是控制微波能量源的微处理器；用户输入402；以及显示器404，从而允许医师或其他医疗专业人员监控控制单元403并与其交互。

可获得的微波消融发生器是由法国奈勒的塞雷姆(Sairem)制造的在200W及2450MHz下操作的塞雷姆GMS固态发生器。替代性地，可以使用由英国苏格兰的Emblation有限公司Emblation微波制造的在100W以及2450MHz下操作的Emblation微波MSYS245医疗系统。这些商业系统和任何组合可以用于实施本文描述的系统。

微波消融探针包括探针本体412，该探针本体具有在消融探针411的远端部分431处的辐射窗口419。细长的探针本体412可以包括插管413，该插管设置为各种长度。探针本体412的长度远大于其直径。例如，该长度可以是直径的10倍或以上、直径的50倍或以上、直径的100倍或以上、或者直径的200倍或以上。该长度可以是至少5厘米或至少10厘米。

探针411在探针411的远端部分431处具有帽尖端415，该帽尖端被配置为插入到患者组织423中。在一些示例中，帽尖端415具有被配置用于经皮进入患者组织423中的组织刺穿尖端。消融探针411具有防止微波能量沿着探针本体412的近端部分435进入患者组织的屏蔽部分417以及对微波能量透明的辐射窗口419，从而允许微波能量传输到患者组织423中，以形成损伤421。辐射窗口419对在电磁频谱的微波范围内以大约300兆赫至300千兆赫的频率发射的电磁辐射至少部分透明。辐射窗口419的长度基于在微波消融探针411中使用的特定天线。在一些示例中，辐射窗口419的长度为至少约7毫米、至少约10毫米或至少约13毫米。在一些示例中，该长度为至多约30毫米或至多约20毫米。在一个示例中，该长度为约15毫米。

图5至图7是根据一些示例的可变长度天线的侧视图。图8至图10示出了图5至图7中的可变长度天线的展开圆柱视图。出于说明的目的，在图5至图7中示出了同轴电缆天线的远端部分和延伸超出插管的帽的侧视图。同轴电缆的远端部分被示出为从远端到边界513，在该边界，同轴电缆与插管远端或扼流圈段的端部相遇。图5至图7中省略了将包围探针中的同轴电缆的插管和电介质材料，使得可以描述外导体、帽和辐射部分的尺寸。同轴电缆的内导体在图5至图7的侧视图中不可见，因为它在辐射窗口部分的电介质材料后面。在图5至图7的示例中，帽长度(其包括帽基部长度和帽尖端长度)保持恒定。在这些示例中，臂长度和辐射部分长度因为外导体的远端边界的变化而是可变的。

在图5中，天线形状的变化是矩形的阶梯形状，其中外导体的相邻离散区段处于距远端的不同距离处。在图6中，天线形状的变化是正弦波形状。在图7中，天线形状的变化是锯齿形状。这些形状可以例如通过对外导体进行激光切割或模切来形成。在一些示例中，天线的外导体是铜，并且将化学蚀刻与掩模一起使用以形成可变天线形状。

在图5中，同轴天线501包括具有远端边界505的外导体503。臂504从插管的端部513延伸到外导体503的远端边界505。臂504的近端边界是插管的端部513。臂近端边界是插管远端在外导体503上的轴向位置。帽511包括帽基部515和帽尖端517。帽基部515具有近端边界516。辐射部分521被限定在外导体503的远端边界505与帽基部515的近端边界516之间。如本文所述，帽511具有被限定在探针远端531与帽近端边界516之间的帽长度551。在图5的示例中，帽近端边界516具有距探针远端531的恒定的一致距离。外导体远端边界505包括在距探针远端531的不同距离处的多个离散区段。图8示出了图5的示例的展开圆柱视图；如可以在图8中看出，远端边界505的重复阶梯图案设置在同轴天线501的圆周周围。臂504的远端边界是外导体503的远端边界505。外导体的远端边界505具有距探针远端531的第一距离553，该第一距离被限定在探针远端531与外导体远端边界505的第一部分506之间。外导体的远端边界505具有距探针远端531的第二距离555，该第二距离被限定在探针远端531与外导体远端边界505的第二部分507之间。外导体远端边界505具有第三距离557，该第三距离被限定在探针远端531与外导体远端边界505的第三部分508之间。距离553、555与557之间的差异形成具有阶梯形状的远端边界505。臂504具有可变长度，如在臂504的远端边界505与臂近端边界513之间测量到。辐射部分521在远端边界的不同部分506、507和508中的每一个处具有不同长度。部分506、507和508中的每一个形成天线501的不同谐振频率。

图6示出了具有探针远端531的同轴天线601以及包括帽基部515和帽尖端517的帽511。帽511的近端边界516与探针远端531保持恒定的一致距离。天线601的臂604包括连续可变的远端边界605。远端边界605具有距探针远端531的第一长度653，该第一长度被限定在探针远端531与远端边界605的第一部分607之间。远端边界605具有距探针远端531的第二长度655，该第二长度被限定在探针远端531与远端边界605的第二部分608之间。在图6的示例中，远端边界605相对于探针远端531具有连续可变长度，而不是处于不同长度的离散区段。换句话说，图6的示例提供了臂604的连续可变长度。臂604具有可变，如在臂远端边界605与臂近端边界513之间测量到。图9示出了图6的示例的展开圆柱形视图。远端边界605在远端边界部分607与608之间具有正弦形图案。辐射部分621在远端边界605的不同部分中的每一个处具有不同长度。远端边界605的正弦形状形成天线601的不同谐振频率。

图7示出了具有探针远端531的同轴天线701以及包括帽基部515和帽尖端517的帽511。帽511的近端边界516与探针远端531保持恒定的一致距离。天线701的臂704包括在其距远端531的长度和距离方面连续可变的远端边界705。远端边界705具有距探针远端531的第一长度753，该第一长度被限定在探针远端531与远端边界705的第一部分707之间。远端边界705具有距探针远端531的第二长度755，该第二长度被限定在探针远端531与远端边界705的第二部分708之间。在图7的示例中，臂704的远端边界705相对于臂近端边界513也具有可变长度。图10示出了图7的示例的展开圆柱形视图。远端边界705在远端边界部分707与708之间形成锯齿图案。辐射部分721在远端边界705的不同部分中的每一个处具有不同长度。

图11至图13示出了具有与邻近部分的尺寸不同的部分的天线的替代性示例。出于说明的目的，图11至图13中仅示出了在臂的近端边界1113的远端的同轴电缆天线和帽，插管在该近端边界结束，类似于图5至图7所示的部分。在图11至图13的示例中，臂长度和帽尖端长度保持恒定，而辐射部分长度和帽基部长度均是可变的。由于帽基部长度是可变的，因此帽长度也是可变的。

在图11中，同轴天线1101包括具有远端边界1105的外导体1103。外导体1103具有远端边界1105，其在远端边界1105与探针远端1131之间具有恒定长度1151。另外，在臂的近端边界1113与臂的远端边界1105之间的天线1101的臂长度保持恒定。帽基部1115具有提供可变帽基部长度的近端边界1116。辐射部分1121被限定在外导体1103的远端边界1105与帽基部1115的近端边界1116之间。可变帽基部长度使辐射部分1121具有可变长度。帽基部长度包括第一长度1153，该第一长度被限定在探针远端1131与帽基部近端边界的第一部分1181之间。帽基部长度包括第二长度1155，该第二长度被限定在探针远端1131与帽基部近端边界的第二部分1182之间。帽基部长度包括第三长度1157，该第三长度被限定在探针远端1131与帽基部近端边界的第三部分1183之间。各长度的近端边界部分1181、1182与1183之间的差异形成具有阶梯形状的帽基部1115的近端边界1116。辐射部分1121在近端边界的不同部分1181、1182和1183中的每一个处具有不同长度。部分1181、1182和1183中的每一个形成天线1101的不同谐振频率。

图12示出了天线1201与具有正弦形近端边界1216的帽基部1215。正弦形近端边界1216包括在近端边界的第一部分1281与探针远端1131之间的第一帽长度1253，以及在探针远端1131与近端边界的第二部分1282之间的第二长度1255。在第一部分1281与第二部分1282之间，近端边界1216是连续可变的，从而提供连续可变的帽长度。可变帽基部长度使辐射部分1221具有可变长度。

图13示出了包括外导体1303的天线1301以及具有锯齿形近端边界1316的帽基部1315。锯齿形近端边界1316形成在探针远端1131与近端边界的第一部分1381之间的第一帽长度1353，以及在探针远端1131与近端边界的第二部分1382之间的第二帽长度1355。可变帽基部长度使辐射部分1321具有可变长度。近端边界1316的矩形形状形成连续可变的帽长度，从而形成天线1301的多种不同谐振频率。

图14至图16是根据一些示例的可变长度天线的示意图。出于说明的目的，在图14至图16中仅示出了同轴电缆天线和帽。出于说明的目的，图14至图16中仅示出了在臂的近端边界1113的远端的同轴电缆天线和帽，插管在该近端边界结束，类似于图5至图7和图11至图13所示的部分。在图14至图16的示例中，臂长度、辐射部分长度和帽长度各自包括与探针的远端相比且与邻近部分相比长度不同的部分。在图14至图16的示例中，帽包括帽基部和帽尖端。帽尖端具有恒定长度，并且帽基部具有可变长度。

在图14中，同轴天线1401包括限定臂1404的外导体1403。外导体1403具有远端边界1405，该远端边界具有各自位于距探针远端1431的不同长度处的不同段1406、1407和1408。帽1411包括帽基部1415和帽尖端1417。另外地，帽基部1415具有近端边界1416，该近端边界由各自具有距探针远端1431的不同长度的不同段1481、1482、1483组成。辐射部分1421具有可变长度，该可变长度被限定在外导体1403的远端边界1405与帽基部1415的近端边界1416之间。外导体1403的远端边界1405和帽基部1415的近端边界1416形成辐射部分1421的可变长度。辐射部分1421的最小长度位于臂1404的远端边界部分1407与帽基部1415的近端边界部分1482之间。辐射部分1421的最大长度位于臂1404的远端边界部分1408与帽基部1415的近端边界部分1483之间。可变远端边界1405形成可变臂长度，其中外导体远端边界距探针远端1431的距离有变化。可变近端边界1416形成可变帽长度，其中帽基部近端边界1416距探针远端1431的距离有变化。臂1404、辐射部分1421和帽1411的这些可变长度形成天线1401的一系列不同谐振频率。

图23是用于微波消融探针的天线2301的局部剖视透视图。天线2301类似于天线1401，因为臂长度和帽长度两者都以阶梯式段变化。与图14的天线1401相比，天线2301具有阶梯式段的不同尺寸和比例。图23的透视图提供对具有臂和帽基部的可变尺寸的天线的结构的附加见解。图23中未示出插管。

天线2301具有可变臂长度和可变帽长度，并且因此具有可变辐射部分长度。天线2301是具有中心导体2302和外导体2303的同轴电天线。电介质材料2306将中心导体2302与外导体2303分开。外导体2303形成臂2304。外导体2303具有远端边界2305，该远端边界距探针远端2331的距离有变化。天线2301进一步包括具有近端边界2316的帽基部2315，该近端边界具有距探针远端2331的可变距离。可变近端边界2316向帽2311提供可变长度，该帽包括帽尖端2317和帽基部2315。辐射部分2321被限定在远端边界2305与近端边界2316之间。

在图15中，同轴天线1501包括限定臂1504的外导体1403。臂1504具有正弦形远端边界1505。同轴天线1501进一步包括具有正弦形近端边界1516的帽基部1515。天线1501还包括帽尖端1517。臂1504的远端边界1505包括第一远端边界部分1507和第二远端边界部分1508。帽基部1515的近端边界1516包括第一近端边界部分1581和第二近端边界部分1582。远端边界1505和近端边界1516形成辐射部分1521的可变长度。辐射部分1521具有在帽基部1515的第一近端部分1581与臂1504的第一远端部分1507之间的最小长度。辐射部分1521具有在帽基部1515的第二近端部分1582与臂1504的第二远端部分1508之间的最大长度。可变远端边界1505形成可变臂长度，其中外导体远端边界距探针远端1431的距离有变化。可变近端边界1516形成可变帽长度，其中帽近端边界距探针远端1431的距离有变化。臂1504、辐射部分1521和帽的这些可变长度形成天线1501的一系列不同谐振频率。

在图16中，同轴天线1601包括限定臂1604的外导体1403。臂1604具有锯齿形远端边界1605。同轴天线1601进一步包括帽1611，该帽具有帽基部1615和帽尖端1617。帽基部1615具有锯齿形近端边界1616。臂1604的远端边界1605包括第一远端边界部分1607和第二远端边界部分1608。帽基部1615的近端边界1616包括第一近端边界部分1681和第二近端边界部分1682。远端边界1605和近端边界1616形成辐射部分1621的可变长度。辐射部分1621具有在帽基部1615的第一近端部分1681与臂1604的第一远端部分1607之间的最小长度。辐射部分1621具有在帽基部1615的第二近端部分1682与臂1604的第二远端部分1608之间的最大长度。可变远端边界1605形成可变臂长度，其中外导体远端边界距探针远端1431的距离有变化。可变近端边界1616形成可变帽长度，其中帽近端边界距探针远端1431的距离有变化。臂1604、辐射部分1621和帽1611的这些可变长度形成天线1601的一系列不同谐振频率。

图17至图21示出了根据本文中披露的技术的可以用来形成可变长度天线的不同的同轴微波天线类型的截面图。图17至图21示出了组成每个天线的一部分的同轴电缆的远端部分，该同轴电缆包括中心导体、外导体以及在内导体与外导体之间的绝缘层。

在图17中，微波天线1701是具有中心导体1702和外导体1703的缝隙天线。在一些示例中，外导体1703的远端边界1705可以被配置为具有距微波消融探针的远端的可变距离。在一些示例中，帽基部1715的近端边界1716可以被配置为具有距微波消融探针的远端的可变距离。在一些示例中，远端边界1705和近端边界1716两者都可以被配置为具有距微波消融探针的远端的可变距离。这些可变长度允许辐射部分1721的位于远端边界1705与近端边界1716之间的那段具有可变宽度，从而向天线1701提供一系列不同谐振频率。

在图18中，微波天线1801具有中心导体1802和外导体1803。在图18的示例中，微波天线1801是单极天线。外导体1803的远端边界1805可以被配置为具有距微波消融探针的端部的可变距离，从而向天线1801提供可变臂长度并且向天线1801提供一系列不同谐振频率。

在图19中，微波天线1901是具有中心导体1902和外导体1903的偶极天线。天线1901进一步设有帽1915。帽基部的近端边界1916、外导体1903的远端边界1905或这两者可以设有距微波消融探针的远端的可变长度。这些可变长度允许辐射部分1921的位于远端边界1905与近端边界1916之间的那段具有可变宽度，从而向天线1901提供一系列不同谐振频率。

在图20中，微波天线2001是具有中心导体2002和外导体2003的三轴天线。三轴天线2001进一步具有包括屏蔽部分2071的外套筒。外导体2003的远端边界2005可以设有距探针远端的可变长度。替代性地或另外，外屏蔽部分2071的远端边界2075可以设有距探针远端的可变长度。外导体2003的远端边界2005决定辐射部分2021的长度。可变远端边界向天线2001提供一系列不同谐振频率。

在图21中，微波天线2101是具有同轴电缆的带扼流圈的天线，其具有中心导体2102、外导体2103和扼流圈2131。微波天线2101进一步包括帽基部2115。帽基部2115可以设有近端边界2116，该近端边界具有距探针远端的可变距离。天线2101的辐射部分2121具有在扼流圈2131与帽基部2115的近端边界2116之间确定的可变长度。可变近端边界2116向微波天线2101提供一系列不同谐振频率。

图22是示出具有一系列谐振频率的微波消融探针的替代性示例的侧视剖视图。探针2211具有包括臂2204的同轴天线2201以及帽2214。帽2214包括帽基部2215和帽尖端2217。在图22的示例中，帽基部2215具有恒定的近端边界2216，并且臂2204具有可变的远端边界2205。辐射部分2221具有基于臂2204的远端边界2205而变的可变长度。探针2211进一步包括屏蔽部分2212，该屏蔽部分可以包括插管2213。从侧视图示出了插管2213，并且该插管从探针的近端部分延伸到插管2213的远端边界2241。插管2213的远端边界2241可以具有距探针远端2231的可变距离。消融探针2211进一步包括扼流圈接触件2265，其中插管2213电连接到下面的外导体。扼流圈长度2266被限定在扼流圈接触件2265与插管2213的远端边界2241之间。在一些示例中，扼流圈长度2266保持恒定，其中扼流圈接触件2265的轮廓遵循远端边界2241的轮廓，如图22所示。在替代性示例中，扼流圈接触件2265具有距探针远端2231的恒定的一致距离。在其他替代性示例中，帽2214可以具有变化的边界。

图24是根据一些示例的冲洗冷却式微波消融探针的截面图。探针2411包括屏蔽部分2414，该屏蔽部分包括插管2413。探针2411还包括同轴电缆2451和内衬2461。探针本体2412具有近端部分2402和远端部分2403。同轴电缆2451具有内导体2432、外导体2431以及将内导体2432和外导体2431电隔离的绝缘体2433。天线2452包括辐射部分2453，该辐射部分与探针本体2412的辐射窗口2419对齐。

沿着冲洗路径2471提供被冷却流体。冲洗路径2471包括从探针2411的外部部分接收冷却流体的入口路径2491，以及引导流体离开探针本体2412并进入探针外部的冷却流体储器的出口路径2492。在一些示例中，流体可以被收集在单独的废液储器中。冷却流体冷却同轴电缆2451和探针本体2412。外导体2431具有远端边界2405，该远端边界可以具有距探针远端2462的可变距离。帽基部2415具有近端边界2416，该近端边界可以具有距探针远端2462的可变距离。辐射部分2453具有被限定在外导体2431的远端边界2405与帽基部2415的近端边界2416之间的长度。辐射部分2453可以具有可变长度。天线2452的可变参数允许探针2411具有一系列不同谐振频率。

内衬2461可以由电绝缘材料制成，诸如具有足够高的熔化温度的聚合物，以承受在系统中产生的热量。一些示例材料包括含氟聚合物或聚酰胺。聚酰胺管件可以具有约0.001英寸(0.025mm)、小于0.001英寸(0.025mm)、至少约0.001英寸(0.025mm)或至少约0.001英寸(0.025mm)且至多约0.002英寸(0.051mm)的壁厚度。聚合物管件可以具有约0.003英寸(0.076mm)、至少约0.003英寸(0.076mm)或至少约0.003英寸(0.076mm)且至多约0.004英寸(0.102mm)的壁厚度。

在一些示例中，内衬2461的内直径比同轴电缆2451的外直径大了少于约0.005英寸(0.13mm)。在一些示例中，插管2413的内直径比内衬2461的外直径大了至少0.001英寸(0.025mm)，并且比内衬2461的外直径大了少于0.005英寸(0.13mm)。

在一些示例中，穿过冲洗路径2471的冷却流体的流动速率可以在每分钟约10ml与每分钟90ml之间。在一些示例中，流动速率可以在每分钟约30ml与每分钟50ml之间。

提供了用于微波消融探针的微波消融方法，该微波消融探针具有天线，该天线具有可变长度参数。消融探针包括探针本体，该探针本体具有屏蔽部分、辐射窗口以及具有帽尖端的帽。在一些示例中，提供了扼流圈。该探针进一步包括同轴电缆天线，该同轴电缆天线具有外导体、中心导体以及设置在中心导体与外导体之间的电介质。天线具有辐射部分，该辐射部分包括被电介质包围的中心导体，其中不存在外导体。该探针具有扼流圈长度以及臂长度、辐射部分长度、帽基部长度、帽尖端长度和帽长度，该帽长度被限定为帽基部长度加帽尖端长度。臂长度、辐射部分长度和帽长度中的至少一个围绕天线的圆周是可变的。围绕天线的圆周，不同的参数长度向消融探针提供具有宽频带的谐振频率的能力。

该方法包括将微波消融探针插入到患者组织中。该方法进一步包括通过经由同轴电缆将微波能量输送到微波天线的远端来消融患者组织。微波能量从天线的辐射部分发射到患者组织中。患者组织在消融之前具有第一温度。可变长度天线的至少第一部分具有处于消融过程的期望工作频率的谐振频率，例如，945MHz或2.45GHz。随着消融过程进行，患者组织和天线的温度增加，从而使谐振频率改变。可变长度天线的第二部分具有处于消融过程的期望工作频率的谐振频率。在增加的温度下，可变长度天线的第一部分具有不同于该过程的期望工作频率的谐振频率。

本文描述的插管可以由金属材料制成。在一些示例中，插管是金属管，诸如黄铜管或不锈钢皮下注射管(海波管)。在替代性示例中，插管可以是由诸如PEBA(聚醚嵌段酰胺)、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)或聚四氟乙烯(PTFE)的材料构造成的聚合物管。如果插管由聚合物构造成，则可以提供单独的金属结构来充当插管内部的扼流圈，该扼流圈包括与外导体的扼流圈接触点以及附接到扼流圈接触点的扼流圈长度管或箔。在一个示例中，插管具有约0.033英寸(0.84mm)的内直径、约0.039英寸(0.99mm)的外直径以及约0.006英寸(0.15mm)的壁厚度。在一些示例中，插管具有0.13英寸(3.4mm)或更小的外直径。在一些示例中，插管的外直径是至少约18规格(1.02毫米)、至少约17规格(1.15毫米)或至少约16规格(1.29毫米)。在一些示例中，插管113的外直径是至多约12规格(2.01毫米)、至多约13规格(1.83毫米)或至多约14规格(1.63毫米)。将了解，对于插管113来说其他尺寸是可能的。在一些示例中，插管向探针本体提供结构完整性。

在一些示例中，辐射窗口是形成探针的表面的延伸的管状构件。在一些示例中，辐射窗口可以由含氟聚合物、聚氨酯、聚醚嵌段酰胺(PEBA)、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜和聚醚醚酮(PEEK)构造成。在一些示例中，辐射窗口可以包括氧化铝。在一些示例中，辐射窗口是金属插管与外导体之间的电介质层，并且辐射窗口的材料在辐射窗口部分的近端在插管的内直径与同轴电缆的外直径之间延伸。

形成天线的同轴电缆可以是外直径为至少约0.5毫米、至少约0.7毫米、至多约2毫米、至多约5毫米、在约0.5毫米至约5毫米的范围内或者在约0.7毫米至约2毫米的范围内的同轴电缆。电缆可以是外直径为约0.864毫米的同轴电缆，其可从亚利桑那州斯科茨代尔的Micro-Coax(卡莱互连技术公司)商购，零件号为UT-034。

帽可以由诸如黄铜或不锈钢的金属构造成。在一些示例中，帽可以由陶瓷材料构造成。在一些示例中，帽具有尖锐的套管针尖端，该尖端具有足够的结构完整性来刺穿组织，从而允许消融探针插入到要消融的组织中。如果帽由金属材料制成，则金属长度可以变化以便为天线提供可变长度。

应注意，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式包括复数，除非上下文另外明确指出。还应注意，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非内容另外清楚地指明。还应注意，如在本说明书和所附权利要求中使用的，短语“被配置”描述了被构造或配置用于执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置”可以与其他类似的短语如“被布置并配置”、“被构造并布置”、“被构造”、“被制造并布置”等可互换地使用。

本说明书中引用的所有出版物和专利申请通过援引以其全部内容并入本文。

已经参考各种特定且优选的实施例以及技术描述了所披露的技术。然而，应理解，可以进行许多变化和修改而仍保持在本文的精神和范围内。