CN100405989C - 直接穿刺治疗肿瘤的微波辐射天线 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可直接经皮穿刺治疗人体多种部位肿瘤的微波辐射天线。由天线接头(1)、硬同轴线(2)、陶瓷管(3)、进水管(4)、出水管(5)、测温系统(6)、不锈钢套管(7)及手柄(8)组成。它是对现有天线的改进，改进之处为：1.天线辐射端部位的内外导体间的绝缘材料由陶瓷材料所替代，既有绝缘作用，又具有抗高温、抗压、抗弯作用，使用时无需穿刺引导针，可直接经皮穿刺达肿瘤部位。2.传输微波的硬同轴线外设水循环冷却处理系统，使在不增加天线直径的条件下增大传输功率达到100W以上，增大了热凝固肿瘤的范围，避免穿刺针道周围正常组织烫伤。3.将辐射端的内导体由单根铜丝改为多根铜丝，增加辐射效率。4.设置测温探头以便实时测温，确保疗效和安全。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，是一种用于治疗人体多种部位肿瘤的、可直接经皮穿刺的微波辐射天线。
背景技术
微波是一种对肿瘤组织具有高效、快速、均匀加热、热凝固彻底、使用方便、安全的高频电磁波，被人们已广泛使用于临床。用于经皮穿刺治疗肿瘤等疾病的微波辐射天线，在使用天线插入组织器官时，临床希望天线越细越好，以便在穿刺时对穿刺路径血管、神经等组织的损伤达到最小程度，同时又希望天线辐射端在组织中的热凝固范围能根据需要尽可能的越大越好，以便能热凝固治疗大的肿瘤。目前用于经皮穿刺治疗肿瘤的微波辐射天线由硬同轴线和高频接头组成。硬同轴线是由金属外导体(屏蔽作用)、金属内导体(传输微波作用)和内外导体间的塑料绝缘层组成。硬同轴线一端连接高频接头(高频接头用于与微波机连接)，另一端为辐射端，其末端剥去一段金属外导体，留下内外导体间的塑料绝缘层和金属内导体。由于该段不受金属外导体的屏蔽，因此微波能辐射出去，肿瘤吸收了微波，会产生高温热凝固作用，将肿瘤细胞热凝固灭活。然而目前国内、外所使用的穿刺治疗天线有两个缺点，一是天线辐射端塑料绝缘层和内导体铜丝都是软质材料，无法直接穿刺，因此，使用时必须先用硬质的穿刺引导针穿入肿瘤中，然后拨出穿刺针芯再放入辐射天线。这样不仅增加了穿刺直径，加大组织创伤，而且在拨出穿刺针芯时穿刺针壳内会出血，甚至大出血，况且如果定位不准需重新穿刺甚至多次重新穿刺时，组织损伤会更大，增加了手术风险和患者的痛苦。二是目前使用的天线热凝固范围小，只能治疗小的肿瘤，原因在于同轴线本身所致。常温下，当同轴线直径为1-2mm时，只能传输10-20W的微波功率，如果强制增大通过同轴线的输出功率，则同轴线会因传导过大电流而发热，不仅直接造成传输功率的下降，而且可能烧毁同轴线，甚至导致同轴线周围正常组织被烫伤。而这20W左右的微波功率，组织热凝固范围只能达到直径小于2cm的肿瘤(1.Sato M，Watanabe Y，Kashu Y，et al.Sequential Percutaneous microwave coagulation therapy for livertumor.American Journal of Surgery 1998，175，322-324.
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发明内容
本发明提供一种穿刺直径细、热凝固范围大、可测量辐射端温度、可防止硬同轴线温度升高烫伤周围正常组织并可直接经皮穿刺的微波辐射天线。
本发明微波辐射天线由天线接头、硬同轴线、陶瓷管、进水管、出水管、测温系统、不锈钢套管及手柄组成。也可以说它是对上述现有微波辐射天线的改进，改进之处为：1、天线辐射端部位的内外导体间的绝缘材料由硬质陶瓷材料所替代，原因在于：一方面陶瓷材料具有绝缘作用，对微波既不屏蔽也不吸收，微波可从此处辐射出，另一方面用陶瓷材料制成的辐射端具有抗高温、抗压、抗弯曲作用，它将金属内导体包于其中就可在使用时不必用穿刺引导针直接经皮穿刺达肿瘤部位，这样既因穿刺直径的减小而减轻损伤，又因不再需要拨出针芯而减少出血和手术风险，操作简便、使用安全。2、给传输微波的硬同轴线外设置水循环冷却处理系统，以便在不增加直径的条件下增大输出功率时同轴天线保持适当温度，使1-2mm直径的同轴线能达到相当于5-6mm直径的同轴线所传输的微波功率的作用，往往可达到100W以上，这不仅增大了热凝固肿瘤的范围，而且可避免烫伤天线周围的正常组织。3、将天线辐射端的内导体由单根铜丝改为多根铜丝，目的是增大辐射面积，利于阻抗匹配，增加辐射效率。4、在天线辐射端内设置测温探头以便实时测温，在整个治疗过程中可随时监测瘤内温度，确保安全和治疗效果。5、安装手柄、以便于操作。
为便于叙述，先介绍附图说明。
附图说明
图1为本发明微波辐射天线立体结构示意图。
图2为本发明微波辐射天线纵剖面结构示意图。
图3为本发明的天线接头与硬同轴线结构示意图。
图4为陶瓷管结构示意图。
图5为进水管结构示意图。
图6为测温系统结构示意图。
图7为手柄结构示意图。
图8为辐射端纵剖面结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例，对本发明微波辐射天线作详细描述。
本发明由天线接头1、硬同轴线2、陶瓷管3、进水管4、出水管5、测温系统6、不锈钢套管7及手柄8组成。硬同轴线2由内导体2.1、辐射头2.2、包裹于内导体2.1外的塑料绝缘材料2.3和外导体2.4组成。内导体2.1为单根铜丝，在末端约5m m，为内导体2.1的裸露部分，其顶端焊接辐射端2.2，辐射端2.2由多根长1.5-1.7cm、波长为1/8-1/6(2450MHz)细铜丝组成，呈毛刷状。陶瓷管3中间段增粗，为环状凸起3.1，其管壁向外凸起增厚，增加的厚度与不锈钢套管7的管壁厚度一致，陶瓷管的内径与内导体2.1的外径匹配，以便套合并固定于辐射端，陶瓷管两端3.3和3.2的外径与不锈钢套管7的内径匹配。不锈钢套管7分为两截，即体部7.1和针状部7.2，分别套于陶瓷管两端3.3和3.2，两个接口均用粘合剂粘接，并用机械方法进一步固定密封。体部7.1位于手柄一端的不锈钢管壁上，设有进水管孔、出水孔和测温丝孔。针状部7.2末端为针尖以利于穿刺。一侧壁上设有微孔7.3用于固定测温丝的测温点。体部7.1和针状部7.2的不锈钢管外表面均喷涂有聚四氟乙烯，以防与组织粘连。手柄8安装于天线接头1和与之相连的不锈钢套管7外，设有进水管孔8.1、出水管孔8.2及测温接头孔8.3。进水管4由总进水管4.1和分支进水管4.2组成，总进水管4.1一端穿过手柄的进水管孔8.1通过进水管接头与冷却水管相连，另一端与2～3根细小的分支进水管4.2连接，分支进水管穿过不锈钢套管管壁上的进水管孔进入不锈钢套管内腔，沿管壁向前延伸到靠近于陶瓷管一端3.3的后方。出水管5一端连接于不锈钢套管7的出水孔处，另一端穿出手柄的出水管孔8.2。使用时冷却水从总进水管4.1进入分支进水管4.2，由靠近陶瓷管3.3的管口流出再向后返流至不锈钢管的出水孔顺出水管5流出，以使硬同轴线快速冷却。测温系统为热电偶材料，由测温接头6和与其相连的鏮铜丝6.1所组成。接头6采用四芯推进式卡口接头，安装于手柄的测温接头孔8.3内，接四根两路热电偶测温系统，每路测温系统各由二根直径0.05mm外涂绝缘漆的鏮铜丝组成，其末端刮去绝缘漆相互焊接短路组成一个测温点，测温点大小：直径0.1mm、长0.5mm，穿过不锈钢套管管壁上的测温丝孔，沿不锈钢管内壁向前延伸，一路固定于辐射端2.2外套的陶瓷管环状凸起3.1的内壁上的微孔3.4，以检测辐射中心温度，另一路穿过陶瓷管内腔向前延伸到针状不锈钢管7.2的微孔7.3，以检测辐射边缘的温度，从所测温度来控制微波辐射治疗的时间及判断热凝固范围及效果。
实施例1.
本发明由天线接头1、硬同轴线2、陶瓷管3、进水管4、出水管5、测温系统6、不锈钢套管7及手柄8组成。总长25cm，其中手柄8长9cm，天线接头长1.3c m，不锈钢套管的针状部7.2长1.2m。硬同轴线2外径1.2mm阻抗50Ω，内导体2.1直径为0.2mm，辐射头2.2由多根长为1.6cm波长为1/8的细铜丝组成，不锈钢套管的外径2mm、内径1.93mm。陶瓷管3总长1.2cm，内径与内导体2.1的直径匹配，其两端3.3和3.2各长5mm，外径与不锈钢套管7的内径匹配，环状凸起3.1长2mm，外径2mm。总进水管4.1为塑料管、外径2mm，分支进水管4.2为2根细小的不锈钢管，外径0.5mm，出水管5为塑料管，外径2mm。手柄体部的外径1.6cm，进水管孔8.1、出水管孔8.2的外径均为0.9cm，内径分别与进水管和出水管的外径匹配，测温接头孔8.3外径为0.9cm，内径与测温接头外径匹配。本微波辐射天线可传输100w微波功率。
本发明微波辐射天线可摆脱穿刺针的引导直接经皮穿刺到治疗部位，既减轻了组织损伤，又减少了手术风险；由于设置了水循环冷却处理系统和增加了辐射头辐射面积，致使在不增加穿刺天线直径的情况下增强了传输的微波功率，从而增大了热凝固的范围；测温系统能随时监测患部温度，确保安全和治疗效果。本发明操作方便，还可防止正常组织烫伤和粘连。
Claims (2)
1.一种直接穿刺治疗肿瘤的微波辐射天线，其特征在于由天线接头(1)、硬同轴线(2)、陶瓷管(3)、进水管(4)、出水管(5)、测温系统(6)、不锈钢套管(7)及手柄(8)组成，硬同轴线(2)由内导体(2.1)、辐射头(2.2)、包裹于内导体(2.1)外的塑料绝缘材料(2.3)和外导体(2.4)组成，内导体(2.1)为单根铜丝，在末端约5mm，为内导体(2.1)的裸露部分，其顶端为辐射端(2.2)，陶瓷管(3)中间段增粗，为环状凸起(3.1)，其管壁向外凸起增加的厚度与不锈钢套管(7)的管壁厚度一致，陶瓷管的内径与内导体(2.1)的外径匹配，以便套合并固定于辐射端，陶瓷管两端(3.3)和(3.2)的外径与不锈钢套管(7)的内径匹配，不锈钢套管(7)分为两截，即体部(7.1)和针状部(7.2)，分别套于陶瓷管两端(3.3)和(3.2)，两个接口均粘接固定密封，体部(7.1)位于手柄一端的不锈钢管壁上设有进水管孔、出水孔和测温丝孔，针状部(7.2)末端为针尖以利于穿刺，其一侧壁上设有微孔(7.3)用于固定测温丝的测温点，体部(7.1)和针状部(7.2)的不锈钢管外表面均喷涂有聚四氟乙烯，以防与组织粘连；手柄(8)安装于天线接头(1)和与之相连的不锈钢套管(7)外，设有进水管孔(8.1)、出水管孔(8.2)及测温接头孔(8.3)；进水管(4)由总进水管(4.1)和分支进水管(4.2)组成，总进水管(4.1)一端穿过手柄的进水管孔(8.1)通过进水管接头与冷却水管相连，另一端与2～3根细小的分支进水管(4.2)连接，分支进水管穿过不锈钢套管管壁上的进水管孔进入不锈钢套管内腔，沿管壁向前延伸到靠近于陶瓷管一端(3.3)的后方，出水管(5)一端连接于不锈钢套管(7)的出水孔处，另一端穿出手柄的出水管孔(8.2)，使用时冷却水从总进水管(4.1)进入分支进水管(4.2)，由靠近陶瓷管(3.3)的管口流出再向后返流至不锈钢管的出水孔顺出水管(5)流出，以使硬同轴线快速冷却；测温系统为热电偶材料，由测温接头(6)和与其相连的鏮铜丝(6.1)所组成，接头(6)安装于手柄的测温接头孔(8.3)内，接四根两路热电偶测温系统，每路测温系统各由二根外涂绝缘漆的鏮铜丝组成，其末端刮去绝缘漆相互焊接短路组成一个测温点，穿过不锈钢套管管壁上的测温丝孔，沿不锈钢管内壁向前延伸，一路固定于辐射端(2.2)外套的陶瓷管环状凸起(3.1)内壁上的微孔(3.4)，另一路穿过陶瓷管内腔向前延伸到不锈钢管针状部(7.2)的微孔(7.3)。
2.按权利要求1所述的直接穿刺治疗肿瘤的微波辐射天线，其特征在于辐射头(2.2)由多根焊接于内导体(2.1)裸露顶端的细铜丝组成。
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