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TWI653966B - 腫瘤消融系統 - Google Patents

腫瘤消融系統

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Publication number
TWI653966B
TWI653966B TW106115870A TW106115870A TWI653966B TW I653966 B TWI653966 B TW I653966B TW 106115870 A TW106115870 A TW 106115870A TW 106115870 A TW106115870 A TW 106115870A TW I653966 B TWI653966 B TW I653966B
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TW
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heating
wire
heat generating
outer casing
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TW106115870A
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黃聖傑
文翔昇
楊宗富
廖崇鈞
Original Assignee
台灣恩寧股份有限公司
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Publication date
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Abstract

一種腫瘤消融系統，包括一加熱針具和一電源提供裝置。該加熱針具包括一硬質管狀外殼。該加熱針具更包括一發熱部和一不發熱部，該發熱部具有至少一發熱導線、一中央圓柱體和一外殼之遠端部分，其中該發熱導線和該中央圓柱體位於該外殼內，其中該發熱導線電性連接於該不發熱部，且該發熱導線纏繞於該中央圓柱體上形成線圈，其中該外殼之遠端部分包覆了該發熱導線於該中央圓柱體上形成之該線圈，而其中當該發熱導線通電時，該發熱導線會產生熱能傳導至該外殼之遠端部分。該電源提供裝置和該不發熱部連結，且該電源提供裝置提供電力至該加熱針具。

Description

腫瘤消融系統
本揭露與一種腫瘤消融系統有關。該腫瘤消融系統可以用於癌或腫瘤之治療。進一步地，本揭露提供了一種治療固態瘤的腫瘤消融系統。
腫瘤或贅生物(neoplasm)為細胞的不正常生長。贅生物或腫瘤細胞的生長速率通常較一般細胞來得快。不增生且對治療有反應的腫瘤細胞為良性腫瘤。傾向於散佈到體內其他部且對治療有抗性的腫瘤細胞為惡性腫瘤。
癌或惡性腫瘤為體內惡性細胞的不正常增生。該惡性細胞可能源自於不同種類的組織。由上皮組織衍生的惡性細胞為上皮細胞癌，例如由乳房、肺、腎、甲狀腺、直腸、攝護腺和胃衍生的惡性細胞。由非上皮組織衍生的惡性細胞為肉瘤，例如由骨骼、肌肉、脂肪組織、神經組織、軟骨、纖維組織和血液衍生的惡性細胞。根據惡性細胞之型態，癌可被分類為固態瘤或惡性血液疾病(hematological malignancy)。惡性血液疾病是由血液生成組織衍生的癌，例如淋巴瘤(lymphoma)、多發性骨髓瘤(multiple myeloma)和白血病(leukemia)。固態瘤為一具有不正常質量且由惡性細胞形成的組織，且該固態瘤可位於體內的一個或多個位置。固態瘤通常有一可量測的物理質量和一可觀測的外觀型態。
治療固態瘤的療法可包括：藥物、手術移除、化學療法、放射線療法或消融術(ablation)。消融術為一以手術方式移除或摧毀不正常組織或 固態瘤的物理性治療。熱消融(thermal ablation)為利用提高標的組織的溫度以摧毀該組織。被消融過的組織可被身體吸收或以手術方式從體內移除。目前已有數種不同的腫瘤消融術。
射頻消融術(radiofrequency ablation)由電流產生熱能。一個或多個電極或導體被置於標的組織上，而電流直接透過一個或多個電極加熱標的組織。然而，射頻消融術可能會在標的組織上引起熱沉效應(heat-sink effect)。對於直徑大於3公分的標的組織，射頻消融術的療效有限。美國專利第8,430,870號和美國專利第8,491,578號揭露了一射頻消融術器材，該器材包括一覆蓋一部分導體的鐵磁質層(ferromagnetic layer)。
微波消融術(microwave ablation)使用微波以提高標的組織的溫度。一個或多個探針被置於標的組織上，且微波能量傳遞至該標的組織上以產生熱能。然而，微波消融術也可能會在標的組織上引起熱沉效應。當使用微波消融術時，難以控制該消融區域，如此可能導致不必要的組織損傷。該標的組織在施行微波消融術時的失血可能也難以控制。
雷射消融術(laser ablation)使用雷射以蒸發標的組織中的水分子和血紅素或切割該標的組織。然而，和微波消融術或射頻消融術相比，雷射消融術的消融區域較小。另一雷射消融術的侷限在於其消融效果僅能到達該標的組織的表淺區域。再另一雷射消融的侷限為其執行消融時需要較長的治療時間。越長的治療時間代表該手術對於接受消融術的個體來說有越高的風險。
冷凍消融術(cryoablation)以一個或多個冷凍探針(cryoprobes)引介低溫以摧毀標的組織。該些冷凍探針可以快速降低標的組織的溫度，因而可形成細胞內冰晶(intracellular ice crystal)以對該標的組織造成不可逆的傷害。然而，冷凍消融術在術中會產生嚴重的熱沉效應。
電磁熱療法(electromagnetic thermotherapy)使用磁場以提高一個或多個探針或針具的溫度。進一步地，該在線圈組件中的電流可產生一電磁場，該電磁場可誘發電流在一個或多個金屬探針或針具產生，因此而提高了該金屬探針或針具的溫度。然而，該可產生電磁場的線圈組件，其尺寸大到不方便醫師使用。美國專利公開號第20050251126號、美國專利第8,361,060號、美國專利公開號第20110054455號和美國專利第9,095,329號揭露了具有至少一個線圈組件和鐵質針具的電磁熱療法器材。
目前也有治療癌或良性腫瘤的其他熱消融療法。美國專利公開號第20090216220、美國專利第8,251,985、美國專利第8,419,723號、美國專利公開號第2010014536號、美國專利第8,388,611號、美國專利公開號第20100179416和美國專利公開號第20110077628號揭露了使用高溫液體或蒸汽以加熱標的組織的熱消融器材。美國專利第6,780,177號、美國專利第6,872,203號和美國專利公開號第20060167445號揭露了使用電阻加熱的熱消融器材。
理想的熱消融方法，為對標的組織執行熱消融時，最小化熱沉效應。因此，本揭露旨在提供一種對標的組織執行熱消融時，具有相對較低熱沉效應的腫瘤消融系統。
理想的熱消融方法，也包括控制熱消融時的出血，因出血對於接受熱消融的個體而言為重大的風險。因此，本揭露旨在提供一種對標的組織執行熱消融時，最小化出血量的腫瘤消融系統。
本揭露也旨在提供一種在腫瘤消融系統中可快速產熱的加熱針具。該種加熱針具的溫度可快速升高，對接受熱消融的個體而言代表著較短的治療時間。
本揭露也旨在提供一種不只包括熱消融器材，也包括冷凍消融 術或藥物遞送器材的腫瘤消融系統。本揭露的腫瘤消融系統能夠在標的組織上執行多種治療方法。
本揭露涉及一種腫瘤消融系統。該腫瘤消融系統包括一加熱針具和一電源提供裝置。該加熱針具為一硬質管狀結構，包括一發熱部和一不發熱部，且該發熱部包括至少一發熱導線和一中央圓柱體。該發熱導線和該中央圓柱體位於該加熱針具內，該發熱導線電性連接於該不發熱部，且在某些實施例中，該至少一發熱導線纏繞於該中央圓柱體上形成線圈，當該發熱導線通電時，該加熱針具的該發熱導線會產生治療用之熱能。該加熱針具電性連結於該電源提供裝置，且該電源提供裝置提供電力至該加熱針具。
本揭露更涉及一加熱針具。該加熱針具為一硬質管狀結構，包括一發熱部和一不發熱部。該發熱部包括至少一發熱導線和一中央圓柱體，且該至少一發熱導線纏繞於該中央圓柱體上形成線圈，其中當該發熱導線通電時，該加熱針具的該發熱導線會產生治療用之熱能。該不發熱部電性連接於該發熱導線。
根據以下一個或多個實施例，該加熱針具包括一遠端和一近端，其中一加熱針具孔洞位於該加熱針具的該遠端。該加熱針具更包括一加熱針具填料。該加熱針具填料可被填充於該加熱針具之外殼和該中央圓柱體間之空間。該加熱針具填料可由該加熱針具孔洞而被排出該空間。該加熱針具填料可為一 惰性氣體、一超音波造影劑、一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥品。該惰性氣體可為以下任一種氣體：氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)。該超音波造影劑可為以下任一種已被核可之超音波微泡類(microbubble-based)造影劑：OptsonTM、Definity®、SonoVue®或SonazoidTM。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。
根據以下一個或多個實施例，該中央圓柱體可為一中央管。該中央管包括一遠端和一近端，其中一中央管孔洞位於該加熱針具的該遠端。該中央管更包括一中央管填料。該中央管填料可被填充於該中央管中。該中央管填料可由該中央管孔洞而被排出該中央管。該中央管填料可為一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥品。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。
根據以下一個或多個實施例，該不發熱部包括複數條絕緣導線。該絕緣導線和發熱導線的不同部位連接以形成多種不同通路。該多種不同通路可通電以在該發熱導線的不同部位產生熱能。該加熱針具可包括2種、3種、4種、5種、6種、7種或8種不同通路。
根據以下一個或多個實施例，該發熱導線包括複數個具有不同電 阻的發熱導線。該具有不同電阻的發熱導線通電時可產生不同溫度。該發熱導線可包括2種、3種、4種、5種、6種、7種或8種不同電阻。
根據以下一個或多個實施例，該腫瘤消融系統更包括一周邊流道。該周邊流道螺旋地包圍了該發熱導線。該周邊流道包括一遠端和一近端，其中複數個孔洞位於該周邊流道之該遠端。該周邊流道更包括周邊流道填料，該周邊流道填料被填充於該周邊流道中，其中該周邊流道填料是由該周邊流道的該複數個孔洞而被排出該周邊流道。該周邊流道可為以下任一種物質：一惰性氣體、一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑、一冷消融藥劑或一治療腫瘤之藥物。該惰性氣體可為以下任一種氣體：氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該冷消融藥劑可為液態氮(N2)或高壓氬氣(Ar)。
根據以下一個或多個本揭露之實施例，該腫瘤消融系統更包括一連接部件。該連接部件電性連接於該加熱針具和該電源提供裝置。該連接部件可為一條或多條被絕緣體包住的導線，該絕緣體可為織物或聚合物。
根據以下一個或多個本揭露之實施例，該腫瘤消融系統更包括一量測針具。該量測針具於熱消融的過程中量測溫度。該量測針具可為一熱阻體(thermistor)或一熱電偶(thermocoupler)。
根據以下一個或多個本揭露之實施例，該腫瘤消融系統更包括一 針筒，該針筒可填入惰性氣體、一超音波造影劑、一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑、一冷消融藥劑或一治療腫瘤之藥物。該惰性氣體可為以下任一種氣體：氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)。該超音波造影劑可為以下任一種已被核可之超音波微泡類(microbubble-based)造影劑：OptsonTM、Definity®、SonoVue®或SonazoidTM。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該冷消融藥劑可為液態氮(N2)或高壓氬氣(Ar)。
本揭露更涉及一種治療腫瘤的方法，該方法包括：a)辨識標的組織之位置和b)使用一腫瘤消融系統對該標的組織進行熱消融。該腫瘤熱消融系統包括一包括一加熱針具和一電源提供裝置。該加熱針具為一硬質管狀結構，且包括一發熱部和一不發熱部，該發熱部具有至少一發熱導線和一中央圓柱體，且該發熱導線和該中央圓柱體位於該加熱針具內。該發熱導線電性連接於該不發熱部，且至少一該發熱導線纏繞於該中央圓柱體上形成線圈。當該發熱導線通電時，該加熱針具的該發熱導線會產生熱能。該加熱針具電性連接於該電源提供裝置，且該電源提供裝置提供電力至該加熱針具。
根據以下一個或多個本揭露之實施例，該治療腫瘤的方法更包括對該標的組織執行熱消融後，以手術方式移除該標的組織，使該標的組織暴露於輻射治療，使該標的組織暴露於一種或多種化學消融藥劑或使該標的組織暴 露於一種或多種冷消融藥劑。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該冷消融藥劑可為液態氮(N2)或高壓氬氣(Ar)。
10,20,30,40,50,60,70‧‧‧加熱針具
11,21,31,41,41a,41b,51,71‧‧‧發熱導線
12,22,32,42,52,62‧‧‧中央管
12a,22a,42a,52a,62a‧‧‧中央管孔洞
13,23,33,43,53,63,73‧‧‧外殼之遠端部分
14,24,34,44,54,64,74‧‧‧不發熱部
15,25,35,45,55,65,75‧‧‧發熱部
23a,53a,63a‧‧‧加熱針具孔洞
34a,34b,34c‧‧‧絕緣導線
56‧‧‧周邊流道
56a‧‧‧周邊流道孔洞
61‧‧‧發熱層
72‧‧‧中央圓柱體
71a‧‧‧向外股
71b‧‧‧向內股
80‧‧‧針座
81‧‧‧次要孔洞
82‧‧‧主要孔洞
83‧‧‧量測針具
90‧‧‧連結部件
121a,121b‧‧‧黑色素瘤
ab,bc,ac‧‧‧通路
本說明將可由以下之敘述配合附圖以更佳地理解，其中：圖1為符合本揭露的一種實施例之加熱針具的內部剖面圖。
圖2為符合本揭露的一種實施例之另一加熱針具的內部剖面圖。
圖3為符合本揭露的一種實施例之另一加熱針具的內部剖面圖。
圖4為符合本揭露的一種實施例之另一加熱針具的內部剖面圖。
圖5為符合本揭露的一種實施例之另一加熱針具的內部剖面圖。
圖6為符合本揭露的一種實施例之另一加熱針具的內部剖面圖。
圖7為符合本揭露的一種實施例之另一加熱針具的內部剖面圖。
圖8A和圖8B個別為符合本揭露的一種實施例之針座的上視圖和側視圖。
圖9A、圖9B、圖9C、圖9D和圖9E為符合本揭露的一種實施例之該腫瘤消融系統以不同電壓對體外肌肉組織執行熱消融後，該肌肉組織的形態。
圖10A、圖10B、圖10C、圖10D和圖10E為符合本揭露的一種實施例之該腫瘤消融系統以不同的消融時間對體外肌肉組織執行熱消融後，該肌肉組織於不同階段的形態。
圖11為符合本揭露的一種實施例之一正在接受熱消融手術的動物照片。
圖12A和圖12B顯示了符合本揭露的一種實施例之執行熱消融手術前和手術後的黑色素瘤變化。
為使圖式簡明清楚，因此不同圖式中代表相對應元件之符號可能 會重複。另外為了使實施例可被完整地理解，本說明書也針對各實施例中的諸多細節進行說明。然而，本技術領域中具有通常技藝之人也可不需上述諸多細節就可實施以下各實施例。本揭露之圖式並不代表部分元件之尺寸和比例，且有可能會將部分元件誇大表示以更佳地說明該元件相關之細節和特徵。本說明書之目的並非限制以下實施例之內容。
「消融」係指以手術方式移除不正常組織或固態瘤之過程。「熱消融」係指以升高標的組織溫度的方式摧毀組織。「醫師」或「使用者」係指對體外(in-vitro)動物組織、動物體或人體執行消融或熱消融手術的人。「遠端」係指在腫瘤消融系統或加熱針具之元件中，一遠離使用者之位置。「近端」係指在腫瘤消融系統或加熱針具之元件中，一靠近使用者且遠離該腫瘤消融系統或加熱針具中「遠端」位置之位置。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖1為一加熱針具10的內部剖面圖。該加熱針具10直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具10為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具10的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在一實施例中，該加熱針具10的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部 表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。
該加熱針具10之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具10之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具10同時也包括一發熱部15和一不發熱部14。該發熱部15為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具10中傳導熱能至該標的組織的部位。該發熱部15包括至少一發熱導線11、一中央管12和該外殼之遠端部份13。
該發熱導線11由通電時能產生熱能之高電阻導線所組成。在部份實施例中，該高電阻導線可為鎳鉻合金導線或鎢導線，且可被絕緣體包住以避免短路。該發熱導線11位於該加熱針具10之內且纏繞於中央管12上形成線圈。在部份實施例中，由該發熱導線11所形成之線圈的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱導線11升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。較佳地，由該發熱導線11所形成之該線圈的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱導線11所形成之該線圈有約5到20圈。較佳地，該發熱導線11所形成之該線圈有8至10圈。
該中央管12為一管道，該管道具有至少一中央管孔洞12a，該中央管孔洞12a位於該中央管12之該遠端。該中央管孔洞12a為一發熱導線11進入該中央管12之入口。該發熱導線11位於該中央管12內之部位電性連 接於該不發熱部14。在部份實施例中，該中央管孔洞12a有一直徑為約0.4公釐至約1公釐。
該中央管12為一位於該加熱針具10內部中央的中空結構，且該中央管12可被該發熱導線11纏繞。在一實施例中，該中央管12有一直徑為約1公釐。該中央管12的長度較該加熱針具10的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央管12的長度為約50公釐至約20公釐。該中央管12由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央管12為一陶瓷管。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱導線11所產生的熱能由該外殼之遠端部份13傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份13傳導由該發熱導線11通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份13之定義為：外殼包覆該發熱導線11所形成之該線圈的區域。該外殼之遠端部份13在該發熱導線11通電時會成為該外殼上的一加熱段。該外殼之遠端部份13的長度對應至該發熱導線11所形成之該線圈的長度。該外殼之遠端部份13有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份13有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可握住該加熱針具10上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份13的位置以避免因熱而受傷。
該不發熱部14電性連接於該發熱導線11且位於加熱針具10內。該不發熱部14同時也電性連接於一電源提供裝置(未顯示)。為了有效率地將該發熱導線11通電，該不發熱部14和該發熱導線11相比，為一電阻相對低的 絕緣導線。該不發熱部14可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
該加熱針具10電性連接於一電源提供裝置。被提供給該加熱針具10的電流為直流電(DC)，且該電流之電壓範圍為約0.1V至約10V。較佳地，被提供給該加熱針具10的電流之電壓範圍為約3V至約5.5V。該消融溫度範圍為約70℃至180℃，且該消融溫度和被提供給該加熱針具10的電流之電壓成正比。在部份實施例中，該電源提供裝置包括一使用者介面，一變壓器和一變頻器。該電源提供裝置可電性連接於一直流電(DC)或交流電(AC)電源。若該電源提供裝置電性連接於一交流電(AC)電源，則該變壓器可將該輸入之交流電(AC)轉為一輸出的直流電(DC)。該電源提供裝置的該使用者介面控制在熱消融過程中該加熱針具的使用時間和溫度。醫師可以透過該使用者介面調整該加熱針具10在熱消融過程中的消融時間和溫度。該熱消融過程中的消融時間和溫度與腫瘤的病理分級和大小有關。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖2為一加熱針具12的內部剖面圖。該加熱針具20直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具20為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具20的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在一實施例中，該加熱針具20的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該 外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。
該加熱針具20之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具20之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具20同時也包括一發熱部25和一不發熱部24。該發熱部15為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具20中傳導熱能至該標的組織的部位。該發熱部15包括至少一發熱導線21、一中央管22和該外殼之遠端部份23。
該發熱導線21由通電時能產生熱能之高電阻導線所組成。在部份實施例中，該高電阻導線可為鎳鉻合金導線或鎢導線，且可被絕緣體包住以避免短路。該發熱導線21位於該加熱針具20之內且纏繞於中央管12上形成線圈。在部份實施例中，由該發熱導線21所形成之線圈的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱導線21升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。較佳地，由該發熱導線21所形成之該線圈的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱導線21所形成之該線圈有約5到20圈。較佳地，該發熱導線21所形成之該線圈有8至10圈。
該中央管22為一管道，該管道具有至少一中央管孔洞22a，該 中央管孔洞22a位於該中央管22之該遠端。該中央管孔洞22a為一發熱導線21進入該中央管22之入口。該發熱導線21位於該中央管22內之部位電性連接於該不發熱部24。在部份實施例中，該中央管孔洞22a有一直徑為約0.4公釐至約1公釐。
該中央管22為一位於該加熱針具20內部中央的中空結構，且該中央管22可被該發熱導線21纏繞。在一實施例中，該中央管22有一直徑為約1公釐。該中央管22的長度較該加熱針具20的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央管22的長度為約50公釐至約20公釐。該中央管22由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央管22為一陶瓷管。
一中央管填料可被填充於該中央管22之中，該中央管填料可為一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥品。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該中央管填料可以一針筒或幫浦機制由該中央管孔洞22a而被排出該中央管22。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱導線21所產生的熱能由該外殼之遠端部份23傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份23傳導由該發熱導線21通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份23之定義為：外殼包覆該發熱導線21所形成之該線圈的區域。該 外殼之遠端部份23在該發熱導線11通電時會成為該外殼上的一加熱段。該外殼之遠端部份23的長度對應至該發熱導線21所形成之該線圈的長度。該外殼之遠端部份23有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份23有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可握住該加熱針具20上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份23的位置以避免因熱而受傷。該外殼之遠端部份23更包括一加熱針具孔洞23a，該加熱針具孔洞23a具有一直徑為約0.5公釐至1公釐。當該中央管填料到達該發熱導線21和該外殼之遠端部位23之間的空間時，該中央管填料可由該加熱針具孔洞23a而排出該加熱針具20。該中央管填料可於熱消融過程中、之前或之後排出該加熱針具20。
該不發熱部24電性連接於該發熱導線21且位於加熱針具20內。該不發熱部24同時也電性連接於一電源提供裝置(未顯示)。為了有效率地將該發熱導線21通電，該不發熱部24和該發熱導線21相比，為一電阻相對低的絕緣導線。該不發熱部24可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖3為一加熱針具30的內部剖面圖。該加熱針具30直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具30為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具30的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在 一實施例中，該加熱針具30的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。
該加熱針具30之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具30之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具30同時也包括一發熱部35和一不發熱部34。該發熱部35為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具30中傳導熱能至該標的組織的部位。該發熱部35包括至少一發熱導線31、一中央管32和該外殼之遠端部份33。
該發熱導線31由通電時能產生熱能之高電阻導線所組成。在部份實施例中，該高電阻導線可為鎳鉻合金導線或鎢導線，且可被絕緣體包住以避免短路。該發熱導線31位於該加熱針具30之內且纏繞於中央管32上形成線圈。在部份實施例中，由該發熱導線31所形成之線圈的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱導線31升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。較佳地，由該發熱導線31所形成之該線圈的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱導線31所形成之該線圈有約5到20圈。較佳地，該發熱導線31所形成之該線圈有8至10圈。
該中央管32為一位於該加熱針具30內部中央的中空結構，且該中央管32可被該發熱導線31纏繞。在一實施例中，該中央管32有一直徑為約1公釐。該中央管32的長度較該加熱針具30的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央管32的長度為約50公釐至約20公釐。該中央管32由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央管32為一陶瓷管。該不發熱部34電性連接於該發熱導線31且位於加熱針具30內。
該不發熱部34電性連接於該發熱導線31且位於加熱針具30內。該不發熱部34同時也電性連接於一電源提供裝置(未顯示)。為了有效率地將該發熱導線31通電，該不發熱部34和該發熱導線31相比，為一電阻相對低的絕緣導線。該不發熱部34可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
該不發熱部34更包括一絕緣導線34a、一絕緣導線34b和一絕緣導線34c。每一絕緣導線34a、絕緣導線34b和絕緣導線34c皆電性連接於該發熱導線31的不同部位。一通路ab為連接該絕緣導線34a、該發熱導線31、該絕緣導線34b和該電源提供裝置所形成之一迴路。一通路bc為連接該絕緣導線34b、該發熱導線31、該絕緣導線34c和該電源提供裝置所形成之一迴路。一通路ac為連接該絕緣導線34a、該發熱導線31、該絕緣導線34c該電源提供裝置所形成之一迴路。該發熱導線31的不同部位分別因該通路ab、該通路bc、該通路ac而被通電，因此該發熱導線31的不同部位也因此而產生熱能。該發 熱導線31的該不同部位會傳導熱能至該加熱針具30之外殼上的不同部位。例如當通路ab形成迴路時，該外殼上的一段包覆通路ab的部份將會被加熱。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可以選擇通路ab、通路bc或通路ac以使該加熱針具30的外殼上的不同部位產生熱能。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱導線31所產生的熱能由該外殼之遠端部份33傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份33傳導由該發熱導線31通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份33之定義為：外殼包覆該發熱導線31所形成之該線圈的區域。該外殼之遠端部份33在該發熱導線31上的通路ab、通路bc或通路ac通電時會成為該外殼上的一段或多段加熱段。該外殼之遠端部份33的長度對應至該發熱導線31所形成之該線圈的長度。該外殼之遠端部份33有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份33有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可握住該加熱針具30上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份33的位置以避免因熱而受傷。
該加熱針具30電性連接於一電源提供裝置。被提供給該加熱針具30的電流為直流電(DC)，且該電流之電壓範圍為約0.1V至約10V。較佳地，被提供給該加熱針具30的電流之電壓範圍為約3V至約5.5V。該消融溫度範圍為約70℃至180℃，且該消融溫度和被提供給該加熱針具30的電流之電壓成正比。在部份實施例中，該電源提供裝置包括一使用者介面，一變壓器和一變頻器。該電源提供裝置可電性連接於一直流電(DC)或交流電(AC)電源。 若該電源提供裝置電性連接於一交流電(AC)電源，則該變壓器可將該輸入之交流電(AC)轉為一輸出的直流電(DC)。該電源提供裝置的該使用者介面控制在熱消融過程中該加熱針具的使用時間和溫度。醫師可以透過該使用者介面調整該加熱針具30在熱消融過程中的消融時間和溫度。該熱消融過程中的消融時間和溫度與腫瘤的病理分級和大小有關。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖4為一加熱針具40的內部剖面圖。該加熱針具40直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具40為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具40的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在一實施例中，該加熱針具40的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。
該加熱針具40之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具40之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具40同時也包括一發熱部45和一不發熱部44。該發熱部45為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具40中傳導熱能至該標的組織的 部位。該發熱部45包括至少一發熱導線41、一中央管42和該外殼之遠端部份43。
該發熱導線41包括一發熱導線41a和一加熱導線41b。和該加熱導線41b相比，該加熱導線41a具有一較高的電阻，因此當該加熱導線41a和該加熱導線41b通電時，該加熱導線41a和該加熱導線41b將呈現不同溫度。在部份實施例中，該加熱導線41a和該加熱導線41b的高電阻導線可為鎳鉻合金導線或鎢導線，且可被絕緣體包住以避免短路。該發熱導線41位於該加熱針具40之內且纏繞於中央管42上形成線圈。在部份實施例中，由該發熱導線41所形成之線圈的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱導線41升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。較佳地，由該發熱導線41所形成之該線圈的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱導線41所形成之該線圈有約5到20圈。較佳地，該發熱導線41所形成之該線圈有8至10圈。
該中央管42為一管道，該管道具有至少一中央管孔洞42a，該中央管孔洞42a位於該中央管42之該遠端。該中央管孔洞42a為一發熱導線41進入該中央管42之入口。該發熱導線41位於該中央管42內之部位電性連接於該不發熱部44。在部份實施例中，該中央管孔洞42a有一直徑為約0.3公釐至約1公釐。
該中央管42為一位於該加熱針具40內部中央的中空結構，且該中央管42可被該發熱導線41纏繞。在一實施例中，該中央管42有一直徑為約 1公釐。該中央管42的長度較該加熱針具40的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央管42的長度為約50公釐至約20公釐。該中央管42由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央管42為一陶瓷管。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱導線41所產生的熱能由該外殼之遠端部份43傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份43傳導由該發熱導線41通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份43之定義為：外殼包覆該發熱導線41所形成之該線圈的區域。該外殼之遠端部份43在該發熱導線41通電時會成為該外殼上的一加熱段。該外殼上的該加熱段可能會傳導不同溫度，因有一外殼區域是包覆發熱導線41a所形成之線圈，而另一外殼區域是包覆發熱導線41b所形成之線圈。該包覆發熱導線41a的外殼之遠端部份43和包覆發熱導線41b的外殼之遠端部份43相比，將傳導不同之消融溫度。該外殼之遠端部份43的長度對應至該發熱導線41所形成之該線圈的長度。該外殼之遠端部份43有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份43有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可握住該加熱針具40上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份43的位置以避免因熱而受傷。
該不發熱部44電性連接於該發熱導線41且位於加熱針具40內。該不發熱部44同時也電性連接於一電源提供裝置(未顯示)。為了有效率地將該發熱導線41通電，該不發熱部44和該發熱導線41相比，為一電阻相對低的 絕緣導線。該不發熱部44可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
該加熱針具40電性連接於一電源提供裝置。被提供給該加熱針具40的電流為直流電(DC)，且該電流之電壓範圍為約0.1V至約10V。較佳地，被提供給該加熱針具40的電流之電壓範圍為約3V至約5.5V。該消融溫度範圍為約70℃至180℃，且該消融溫度和被提供給該加熱針具40的電流之電壓成正比。在部份實施例中，該電源提供裝置包括一使用者介面，一變壓器和一變頻器。該電源提供裝置可電性連接於一直流電(DC)或交流電(AC)電源。若該電源提供裝置電性連接於一交流電(AC)電源，則該變壓器可將該輸入之交流電(AC)轉為一輸出的直流電(DC)。該電源提供裝置的該使用者介面控制在熱消融過程中該加熱針具的使用時間和溫度。醫師可以透過該使用者介面調整該加熱針具40在熱消融過程中的消融時間和溫度。該熱消融過程中的消融時間和溫度與腫瘤的病理分級和大小有關。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖5為一加熱針具50的內部剖面圖。該加熱針具50直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具50為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具50的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在一實施例中，該加熱針具50的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該 外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。
該加熱針具50之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具50之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具50同時也包括一發熱部55和一不發熱部54。該發熱部55為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具50中傳導熱能至該標的組織的部位。該發熱部55包括至少一發熱導線51、一中央管52和該外殼之遠端部份53。
該發熱導線51由通電時能產生熱能之高電阻導線所組成。在部份實施例中，該高電阻導線可為鎳鉻合金導線或鎢導線，且可被絕緣體包住以避免短路。該發熱導線51位於該加熱針具50之內且纏繞於中央管52上形成線圈。在部份實施例中，由該發熱導線51所形成之線圈的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱導線51升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。較佳地，由該發熱導線51所形成之該線圈的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱導線51所形成之該線圈有約5到20圈。較佳地，該發熱導線51所形成之該線圈有8至10圈。
該中央管52為一管道，該管道具有至少一中央管孔洞52a，該 中央管孔洞52a位於該中央管52之該遠端。該中央管孔洞52a為一發熱導線51進入該中央管52之入口。該發熱導線51位於該中央管52內之部位電性連接於該不發熱部54。在部份實施例中，該中央管孔洞52a有一直徑為約0.3公釐至約1公釐。
該中央管52為一位於該加熱針具50內部中央的中空結構，且該中央管52可被該發熱導線51纏繞。在一實施例中，該中央管52有一直徑為約1公釐。該中央管52的長度較該加熱針具50的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央管52的長度為約50公釐至約20公釐。該中央管52由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央管52為一陶瓷管。
一中央管填料可被填充於該中央管52之中，該中央管填料可為一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥品。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該中央管填料可以一針筒或幫浦機制由該中央管孔洞52a而被排出該中央管52。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱導線51所產生的熱能由該外殼之遠端部份53傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份53傳導由該發熱導線51通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份53之定義為：外殼包覆該發熱導線51所形成之該線圈的區域。該 外殼之遠端部份53在該發熱導線51通電時會成為該外殼上的一加熱段。該外殼之遠端部份53的長度對應至該發熱導線51所形成之該線圈的長度。該外殼之遠端部份53有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份53有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可握住該加熱針具50上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份53的位置以避免因熱而受傷。該外殼之遠端部份53更包括一加熱針具孔洞53a，該加熱針具孔洞53a具有一直徑為約0.5公釐至1公釐。當該中央管填料到達該發熱導線51和該外殼之遠端部位53之間的空間時，該中央管填料可由該加熱針具孔洞53a而排出該加熱針具50。該中央管填料可於熱消融過程中、之前或之後排出該加熱針具50。
在一實施例中，一周邊流道56位於該加熱針具50之中。該周邊流道為一管狀結構且螺旋地包圍了該中央管52。該周邊流道更包括一周邊流道填料。該周邊流道填料可為一惰性氣體、一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑、一冷消融藥劑或一治療腫瘤之藥物。該惰性氣體可為以下任一種氣體：氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該冷消融藥劑可為液態氮(N2)或高壓氬氣(Ar)。該周邊流道填料可以一針筒或幫浦機制由該周邊流道孔洞56a從該加熱針具50中被排出。
該不發熱部54電性連接於該發熱導線51且位於加熱針具50內。 該不發熱部54同時也電性連接於一電源提供裝置(未顯示)。為了有效率地將該發熱導線51通電，該不發熱部54和該發熱導線51相比，為一電阻相對低的絕緣導線。該不發熱部54可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
該加熱針具50電性連接於一電源提供裝置。被提供給該加熱針具50的電流為直流電(DC)，且該電流之電壓範圍為約0.1V至約10V。較佳地，被提供給該加熱針具50的電流之電壓範圍為約3V至約5.5V。該消融溫度範圍為約70℃至180℃，且該消融溫度和被提供給該加熱針具50的電流之電壓成正比。在部份實施例中，該電源提供裝置包括一使用者介面，一變壓器和一變頻器。該電源提供裝置可電性連接於一直流電(DC)或交流電(AC)電源。若該電源提供裝置電性連接於一交流電(AC)電源，則該變壓器可將該輸入之交流電(AC)轉為一輸出的直流電(DC)。該電源提供裝置的該使用者介面控制在熱消融過程中該加熱針具的使用時間和溫度。醫師可以透過該使用者介面調整該加熱針具50在熱消融過程中的消融時間和溫度。該熱消融過程中的消融時間和溫度與腫瘤的病理分級和大小有關。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖6為一加熱針具60的內部剖面圖。該加熱針具60直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具60為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具60的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的 組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在一實施例中，該加熱針具60的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。該加熱針具20之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具60之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具60之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具60之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具60同時也包括一發熱部65和一不發熱部64。該發熱部65為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具60中傳導熱能至該標的組織的部位。該發熱部65包括至少一發熱層61、一中央管62和該外殼之遠端部份63。
該發熱層61由通電時能產生熱能之高電阻物質所構成。在部份實施例中，該高電阻物質可為鎳鉻合金或鎢。該發熱層61位於該加熱針具60之內且被電鍍於中央管62上。該發熱層的電鍍樣式為螺旋地包圍該中央管62。在部份實施例中，該發熱層61的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱層61升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。該發熱層61於該中央管62的遠端轉彎，且該發熱層61轉彎過後的 部位和該不發熱部64形成電性連接。較佳地，由該發熱層61的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱層61所形有約5到20圈。較佳地，該發熱層61有8至10圈。
該不發熱部64電性連接於該發熱層61且位於加熱針具60內。該不發熱部64同時也電性連接於一電源提供裝置(未顯示)。為了有效率地將該發熱層61通電，該不發熱部64和該發熱層61相比，為一電阻相對低的絕緣導線。該不發熱部64可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
該中央管62為一管道，該管道具有至少一中央管孔洞62a，該中央管孔洞62a位於該中央管62之該遠端。該中央管62有一直徑為約1公釐。該中央管62的長度較該加熱針具60的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央管62的長度為約50公釐至約20公釐。該中央管62由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央管62為一陶瓷管。
一中央管填料可被填充於該中央管62之中，該中央管填料可為一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥品。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該中央管填料可以一針筒或幫浦機制由該中央管孔洞62a而被排出該中央管62。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱層61所產生的熱能由該外殼之遠端部份63傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份63傳導由該發熱層61通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份63之定義為：外殼包覆該發熱層61於該中央管62上所形成之圈的區域，且該外殼之遠端部份63在該發熱層61通電時會成為該外殼上的一加熱段。該外殼之遠端部份63的長度對應至該發熱層61在該中央管62上的長度。該外殼之遠端部份63有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份63有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融系統時，使用者可握住該加熱針具60上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份63的位置以避免因熱而受傷。該外殼之遠端部份63更包括一加熱針具孔洞63a。該加熱針具孔洞63a位於該外殼之遠端部份63的遠端。該加熱針具孔洞63a具有一直徑為約0.5公釐至1公釐。當該中央管填料到達該發熱層61和該加熱針具60之外殼之間的空間時，該中央管填料可由該加熱針具孔洞63a而排出該加熱針具60。該中央管填料可於熱消融過程中、之前或之後排出該加熱針具60。
根據本揭露的一個或多個實施例，圖7為一加熱針具70的內部剖面圖。該加熱針具70直接接觸一標的組織且提供熱能以對該標的組織進行熱消融。在部分實施例中，該加熱針具70為一硬質管狀結構且該硬質管狀結構可包括一外殼，且該外殼之一部或全部在常溫常壓(如室溫)下可抗拒物理性形變。該加熱針具70的外殼由一熱傳導物質所構成以有效率地傳導熱能至標的組織。該熱傳導物質可為陶瓷、金屬、碳纖維或其他具高熱傳導性之物質。在 一實施例中，該加熱針具70的該外殼是由不鏽鋼所構成。在部份實施例中，該外殼的外部表面塗層經一表面處理，例如：奈米金(nanogold)、奈米銀(nanosilver)或鐵弗隆(Teflon®)以形成一不沾粘表面。在其他實施例中，該外殼的該外部表面可經打磨或電漿處理以形成一不沾粘表面。該加熱針具70之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具70之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具70之直徑為約1.8公釐至3公釐，且在某些實施例中其長度為約100公釐至約200公釐。較佳地，該加熱針具70之直徑為約2.4公釐，其長度為約150公釐。
該加熱針具70同時也包括一發熱部75和一不發熱部74。該發熱部75為使用該腫瘤消融系統時，該加熱針具70中傳導熱能至該標的組織的部位。該發熱部75包括至少一發熱導線71、一中央圓柱體72和該外殼之遠端部份73。
該發熱導線71由通電時能產生熱能之高電阻導線所組成。在部份實施例中，該高電阻導線可為鎳鉻合金導線或鎢導線，且可被絕緣體包住以避免短路。該發熱導線71位於該加熱針具70之內且纏繞於該中央圓柱體72上形成線圈。該發熱導線71在該中央圓柱體72的遠端折返，且該發熱導線71包括一向外股71a和向內股71b。該向外股71a在該中央圓柱體72的遠端折返以形成該向內股71b。該向內股71b與該向外股71a並排。該向外股71a和該向內股71b共同纏繞於該中央圓柱體72上形成線圈。由該發熱導線71所形成之 線圈的每一圈間的距離不大於5公釐。每一圈之間的距離越大，則該發熱導線71升高到指定溫度所需的時間越長，而該指定溫度可為消融溫度。較佳地，由該發熱導線71所形成之該線圈的每一圈間的距離約為1公釐至2公釐。在部份實施例中，該發熱導線71所形成之該線圈有約5到20圈。較佳地，該發熱導線71所形成之該線圈有8至10圈。
該中央圓柱體72位於該加熱針具70之中央。該中央圓柱體72可為一管或一圓柱，且該中央圓柱體72可被該發熱導線71纏繞。該中央圓柱體72有一直徑為約1公釐。該中央圓柱體72的長度較該加熱針具70的長度短約120公釐至約100公釐，因此該中央圓柱體72的長度為約50公釐至約20公釐。該中央圓柱體72由一絕緣體所構成，例如陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。較佳地，該中央圓柱體72為一陶瓷圓柱。
當使用該腫瘤消融系統時，該發熱導線71所產生的熱能由該外殼之遠端部份73傳導至該標的組織以執行熱消融。該外殼之遠端部份73傳導由該發熱導線71通電時而產生之熱能，且將該熱能傳導至該標的組織。該外殼之遠端部份73之定義為：該外殼包覆該發熱導線71於該中央圓柱體72上所形成之線圈的區域，且該外殼之遠端部份73在該發熱導線71通電時會成為該外殼上的一加熱段。該外殼之遠端部份73的長度對應至該發熱導線71在該中央圓柱體72上的長度。該外殼之遠端部份73有一長度為約5公分至約2公分。在一實施例中，該外殼之遠端部份73有一長度為約3公分。當使用該腫瘤消融 系統時，使用者可握住該加熱針具70上靠近使用者且遠離該外殼之遠端部份73的位置以避免因熱而受傷
該不發熱部74電性連接於該發熱導線71且位於該加熱針具70內。該不發熱部74位於該中央圓柱體72和該外殼之遠端部分73之間的空間。該不發熱部74同時也電性連接於一電源提供裝置。為了有效率地將該發熱導線71通電，該不發熱部74和該發熱導線71相比，為一電阻相對低的絕緣導線。該不發熱部74可為一導體，例如為一銅線、金線或銀線，且具有一長度為約7公分至約15公分。
該加熱針具70電性連接於一電源提供裝置。被提供給該加熱針具70的電流為直流電(DC)，且該電流之電壓範圍為約0.1V至約10V。較佳地，被提供給該加熱針具70的電流之電壓範圍為約3V至約5.5V。該消融溫度範圍為約70℃至180℃，且該消融溫度和被提供給該加熱針具70的電流之電壓成正比。在部份實施例中，該電源提供裝置包括一使用者介面，一變壓器和一變頻器。該電源提供裝置可電性連接於一直流電(DC)或交流電(AC)電源。若該電源提供裝置電性連接於一交流電(AC)電源，則該變壓器可將該輸入之交流電(AC)轉為一輸出的直流電(DC)。該電源提供裝置的該使用者介面控制在熱消融過程中該加熱針具的使用時間和溫度。醫師可以透過該使用者介面調整該加熱針具50在熱消融過程中的消融時間和溫度。該熱消融過程中的消融時間和溫度與腫瘤的病理分級和大小有關。
另外，一連接部件電性連接於該電源提供裝置。當該連接部件電 性連接於該電源提供裝置時，該連接部件可電性連接於該加熱針具10、該加熱針具20、該加熱針具30、該加熱針具40、該加熱針具50、該加熱針具60或該加熱針具70。較佳地，該連接部件電性連接於該加熱針具10中的該不發熱部14、該加熱針具20中的該不發熱部24、該加熱針具30中的該不發熱部34、該加熱針具40中的該不發熱部44、該加熱針具50中的該不發熱部54、該加熱針具60中的該不發熱部64或該加熱針具70中的該不發熱部74。該連接部件具有一條或多條被絕緣體包住的導線，該絕緣體可為織物或聚合物。該連接部件可讓使用者在使用該加熱針具10、該加熱針具20、該加熱針具30、該加熱針具40、該加熱針具50、該加熱針具60或該加熱針具70時，有更佳的操縱性。該連接部件的長度為50公分至3公尺。較佳地，該連接部件的長度為1公尺。
在以該加熱針具10、該加熱針具20、該加熱針具30、該加熱針具40、該加熱針具50、該加熱針具60或該加熱針具70執行熱消融時，醫師需先以組織學分析、目視檢查或醫學影像儀器等方式辨識腫瘤位置。該用來辨識腫瘤位置的醫學影像儀器可包括但不限於：X光機、電腦斷層掃描(CT)或核磁共振(MRI)。該醫學影像儀器可用於輔助熱消融手術過程。若該腫瘤位於一體腔中、一皮下位置(subdermal)或一粘膜下位置(subcutaneous)，則一超音波影像儀器可用於熱消融手術中，以定位該腫瘤。醫師可以在該電源提供裝置的使用者介面上設定消融時間和溫度。醫師也可以放置或插入一個或多個加熱針具10、加熱針具20、加熱針具30、加熱針具40、加熱針具50、加熱針具60或加熱針具70至該標的組織上或至該標的組織中。該超音波影像儀器可用於協助 醫師定位上述加熱針具之位置。若放置或插入超過一個加熱針具10、加熱針具20、加熱針具30、加熱針具40、加熱針具50、加熱針具60或加熱針具70，則該放置或插入之加熱針具之間的距離應為約1.5公分至2公分。經過一定時間後，該醫師可由該標的組織移除該放置或插入之加熱針具。當移除該加熱針具10、該加熱針具30、該加熱針具40、該加熱針具50、該加熱針具60或該加熱針具70時，上述任何一加熱針具皆可調整至一較燒灼溫度低10℃至30℃的溫度，以避免不必要的組織傷害。移除該加熱針具10、該加熱針具30、該加熱針具40、該加熱針具50、該加熱針具60或該加熱針具70時調整溫度同時也可破壞附著於上述使用之任一加熱針具上的腫瘤細胞，以避免癌症轉移(metastasis)。
當使用該加熱針具10、該加熱針具30、該加熱針具40、該加熱針具50、該加熱針具60或該加熱針具70進行熱消融後，醫師也可以外科手術方式移除該腫瘤。該經過燒灼的標的組織也可暴露於輻射治療下，或以化學消融方式治療。
根據圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，一加熱針具填料可被填充於該發熱導線11和該加熱針具10之外殼間之空間，該發熱導線21和該加熱針具20之外殼間之空間，該發熱導線31和該加熱針具30之外殼間之空間，該發熱導線41和該加熱針具40之外殼間之空間，該發熱導線51和該加熱針具50之外殼間之空間，該發熱層61和該加熱針具60間之空間，和發熱導線71和該加熱針具70間之空間。該加熱針具填料可為一惰性氣體、一超音波造影劑或一對溫度敏感物質。該惰性氣體可為以下任一種氣體：氦氣(He)、 氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)。該超音波造影劑可為以下任一種已被核可之超音波微泡類(microbubble-based)造影劑：OptsonTM、Definity®、SonoVue®或SonazoidTM。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。
位於該加熱針具20中的該加熱針具填料可由該加熱針具孔洞23a排出；位於該加熱針具50中的該加熱針具填料可由該加熱針具孔洞53a排出；位於該加熱針具60中的該加熱針具填料可由該加熱針具孔洞63a排出。上述之加熱針具填料可以一針筒或幫浦機制從該加熱針具20、該加熱針具50和該加熱針具60中被排出。由該加熱針具20、該加熱針具50和該加熱針具60排出的該加熱針具填料可為一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥品。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該加熱針具填料可在熱消融手術過程之前、之後或之中由該加熱針具20、該加熱針具50和該加熱針具60中排出。
該加熱針具20、該加熱針具50和該加熱針具60也可同時填入該加熱針具填料和該中央管填料。該加熱針具20、該加熱針具50和該加熱針具60可僅填入該加熱針具填料，或僅填入該中央管填料。該中央管填料可在熱消融過程之前、之後或之中由該加熱針具20、該加熱針具50和該加熱針具60中排出。
圖8A和圖8B為符合本揭露之一實施例的一種針座。該針座80 為一支撐和固定一個或多個該腫瘤消融系統中的元件之扁平結構。在某些實施例中，該針座80包括至少一主要孔洞82和三個次要孔洞81。該主要孔洞82和該次要孔洞81之間的距離可為約50公釐至約80公釐。該主要孔洞82具有一直徑為80公釐至120公釐以支撐並固定該連接部件90。該連接部件90為一聚合物所包住的導線，並連接於該加熱針具10。該次要孔洞81具有一直徑為40公釐至70公釐以支持並固定該量測針具83或該腫瘤消融系統中的其他元件。當治療用之熱能產生時，該量測針具83可用來量測周遭環境的溫度。當執行熱消融手術時，該量測針具83可用來量測該標的組織的溫度，且多個量測針具83也可用來量測該標的組織上多個部位的溫度。該量測針具83可為一熱電偶(thermocoupler)或一熱阻器(thermistor)。該量測針具83和該連接部件90之間的相對位置由該針座80所固定住。
另外，一針筒可被該針座80所支撐與固定住。該針筒可被填入一惰性氣體、一超音波造影劑、一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥物。該惰性氣體可為以下任一種氣體：氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)。該超音波造影劑可為以下任一種已被核可之超音波微泡類(microbubble-based)造影劑：OptsonTM、Definity®、SonoVue®或SonazoidTM。該對溫度敏感物質可為以下任一種物質：金屬粒子、溫感聚合體粒子(temperature-responsive polymer particle)或有聚合物塗層之金屬粒子。該化學消融藥劑可為以下任一種物質：乙醇(ethanol)、無機酸溶液或無機鹼溶液。該惰性氣體、該超音波造影劑、該對溫度敏感物質、該化學消融藥劑或該治療腫瘤 之藥物可在熱消融手術過程之前、之中或之後被注射到標的組織中。
本揭露將由以下示例進一步詳細說明，以下示例旨在說明，並非限制本揭露之範圍。
實驗材料與方法
腫瘤消融系統：該腫瘤消融系統包括一加熱針具、一連接部件、一電源提供裝置和一量測針具。該加熱針具為該加熱針具10，且該發熱部之長度為2公分。該量測針具為一熱電偶(thermocoupler)。
體外肌肉組織：該體外肌肉組織是由豬的骨骼肌所取得。該體外肌肉組織之重量為30公克。
活體標的組織：該活體標的組織為一位於犬鼻腔內的犬黑色素瘤(canine melanoma)。
示例一：消融區域、溫度和輸出電壓之關係
該電源提供裝置被調整為輸出3.0V、4.0V、4.5V、5.0V和5.5V的電壓至該加熱針具。該加熱針具隨後接觸該體外肌肉組織以執行熱消融。該消融時間為5分鐘。在熱消融的過程中，以該量測針具量測該體外肌肉組織的溫度。在執行熱消融之後量測該消融區域的大小。表一顯示了在輸出不同電壓至該加熱針具時，該體外肌肉組織的溫度和消融區域。
表一：輸出不同電壓至該加熱針具時的溫度和消融區域
如表一所示，輸出至該加熱針具的電壓越高，則該消融區域也越大，因此，消融的範圍於輸出電壓為3.0V至5.0V時成正比。輸出至該加熱針具的電壓越高，該體外肌肉組織在消融時的溫度也越高，因此該體外肌肉組織的溫度於輸出電壓為3.0V至5.0V時成正比。
圖9A為體外肌肉組織被該加熱針具以3.0V輸出電壓進行消融時之外觀。圖9B為體外肌肉組織被該加熱針具以4.0V輸出電壓進行消融時之外觀。圖9C為體外肌肉組織被該加熱針具以4.5V輸出電壓進行消融時之外觀。圖9D為體外肌肉組織被該加熱針具以5.0V輸出電壓進行消融時之外觀。圖9E為體外肌肉組織被該加熱針具以5.5V輸出電壓進行消融時之外觀。在圖9E和圖9D中的消融區域顯著地較圖9C、圖9B和圖9A中的消融區域大。
示例二：加熱針具設定一固定輸出電壓時的消融時間和消融區域之關係
該電源提供裝置被調整為輸出4.5V電壓至該加熱針具。該加熱針具隨後接觸該體外肌肉組織以執行熱消融，且在熱消融的過程中量測消融區域的直徑，以上實驗重複三次。表二顯示該消融區域大小達到特定直徑所需的時間。
如表二所示，該消融時間越長會導致消融區域越大。消融區域達到特定直徑所需的消融時間在第一次、第二次和第三次實驗時相似。該消融區域和消融時間成正比。
圖10A為該體外肌肉組織之消融區域直徑達到1.0公釐時之外 觀。圖10B為該體外肌肉組織之消融區域直徑達到2.0公釐時之外觀。圖10C為該體外肌肉組織之消融區域直徑達到3.0公釐時之外觀。圖10D為該體外肌肉組織之消融區域直徑達到4.0公釐之外觀。圖10E為該體外肌肉組織之消融區域直徑達到5.0公釐之外觀。表二、圖10A、圖10B、圖10C、圖10D和圖10E顯示了本揭露中該腫瘤消融系統所執行的熱消融可以在該標的組織上迅速升高溫度，以形成一尺寸夠大的消融區域。
示例三：腫瘤消融系統的療效
如圖11、圖12A和圖12B所示為一被麻醉的在鼻腔中具黑色素瘤(melanoma)的犬隻。該鼻腔中的黑色素瘤被指定為熱消融手術之標的組織。利用電腦斷層掃描(CT)將二組加熱針具10固定並插入於該鼻腔中。於消融溫度100。℃且消融時間為300秒的條件下，執行該熱消融手術。
圖11為手術過程之外觀。兩支該加熱針具10已插入該犬隻的鼻腔中。當執行熱消融時，該加熱針具10已通電。每支加熱針具10的遠端皆接觸該黑色素瘤。圖12A為該黑色素瘤121a在手術前的外觀。圖12B為該黑色素瘤121b在手術後的外觀。在以該腫瘤消融系統執行熱消融的過程中已控制住該標的組織的出血。由圖12A和圖12B可見該腫瘤熱消融系統的治療效果。當和該黑色素瘤121b相比時，該黑色素瘤121a明顯可見。該黑色素瘤121b在經熱消融之後壞死。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例 為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (23)

  1. 一種腫瘤消融系統，包括：一具有一硬質管狀外殼的加熱針具，該加熱針具包括一發熱部和一不發熱部，該發熱部具有至少一發熱導線、一中央圓柱體和一外殼之遠端部分，其中該發熱導線和該中央圓柱體位於該外殼內，其中該發熱導線電性連接於該不發熱部，且該發熱導線纏繞於該中央圓柱體上形成線圈，其中該外殼之遠端部分包覆了該發熱導線於該中央圓柱體上形成之該線圈，而其中當該發熱導線通電時，該發熱導線會產生熱能傳導至該外殼之遠端部分；和一電源提供裝置，該電源提供裝置和該不發熱部連結，該電源提供裝置提供電力至該加熱針具。
  2. 如申請專利範圍第1項之該腫瘤消融系統，更包括一連結部件，該連結部件電性連接於該電源提供裝置和該不發熱部。
  3. 如申請專利範圍第1項之該腫瘤消融系統，更包括一量測針具以量測該熱能產生時，周遭環境之溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項之該腫瘤消融系統，更包括一針座支撐一個或多個加熱針具和量測針具。
  5. 如申請專利範圍第1項之該腫瘤消融系統，更包括一周邊流道，該周邊流道螺旋地包圍了該發熱導線。
  6. 如申請專利範圍第5項之該腫瘤消融系統，其中該周邊流道包括一遠端和一近端，該遠端具有複數個孔洞。
  7. 如申請專利範圍第6項之該腫瘤消融系統，其中該周邊流道更包括一周邊流道填料，且該周邊流道填料被填充於該周邊流道中，且其中該周邊流道填料是由該周邊流道的該複數個孔洞而排出該周邊流道。
  8. 如申請專利範圍第7項之該腫瘤消融系統，其中該周邊流道填料可為一惰性氣體、一對溫度敏感物質、一化學消融藥劑、一冷消融藥劑或一治療腫瘤之藥物。
  9. 一具有硬質管狀外殼的加熱針具，包括：一發熱部和一不發熱部，該發熱部具有至少一發熱導線、一中央圓柱體和一外殼之遠端部分，其中該發熱導線和該中央圓柱體位於該外殼內，其中該發熱導線電性連接於該不發熱部，且於該發熱導線纏繞於該中央圓柱體上形成線圈，其中該外殼之遠端部分包覆了該發熱導線於該中央圓柱體上形成之該線圈，而其中當該發熱導線通電時，該發熱導線會產生熱能傳導至該外殼之遠端部分。
  10. 如申請專利範圍第9項之該加熱針具，更包括一加熱針具填料，其中該加熱針具填料填充於該加熱針具之外殼和該中央圓柱體間之空間。
  11. 如申請專利範圍第10項之該加熱針具，其中該加熱針具之外殼具有一遠端和一近端，其中一加熱針具孔洞位於該加熱針具之外殼的遠端，且該加熱針具填料可由該加熱針具孔洞而排出該加熱針具之外殼和該中央圓柱體間之空間。
  12. 如申請專利範圍第10項之該加熱針具，其中該加熱針具填料可為一惰性氣體、一對溫度敏感物質或一超音波造影劑。
  13. 如申請專利範圍第11項之該加熱針具，其中該加熱針具填料可為一化學消融藥劑或一治療腫瘤之藥物。
  14. 如申請專利範圍第9項之該加熱針具，其中該中央圓柱體為一中央管。
  15. 如申請專利範圍第14項之該加熱針具，其中該中央管包括一中央管填料，其中該中央管填料填充於該中央管中。
  16. 如申請專利範圍第15項之該加熱針具，其中該中央管具有一遠端和一近端，其中一中央管孔洞位於該中央管之遠端。
  17. 如申請專利範圍第16項之該加熱針具，其中該中央管填料可由該中央管孔洞而排出該中央管。
  18. 如申請專利範圍第17項之該加熱針具，其中該中央管填料可為一化學消融藥劑、一對溫度敏感物質或一治療腫瘤之藥物。
  19. 如申請專利範圍第14項之該加熱針具，其中該中央管是由一絕緣體所組成，其中該絕緣體可為以下任一種物質：陶瓷、合成聚合物、有合成聚合物塗層之陶瓷或有合成聚合物塗層之金屬。
  20. 如申請專利範圍第9項之該加熱針具，其中該發熱導線可為一鎳鉻合金導線或一鎢導線。
  21. 如申請專利範圍第9項之該加熱針具，其中該加熱針具之外殼可為陶瓷、金屬或碳纖維。
  22. 如申請專利範圍第9項之該加熱針具，其中該發熱導線和該不發熱部形成一個以上之電性連接，且該一個或多個電性連接可被選擇性地產生熱能，且該外殼之遠端部分的一段或多段可被加熱。
  23. 如申請專利範圍第9項之該加熱針具，其中該加熱針具包括至少二種具有不同電阻之材質。
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