CN101969875A - 微波发生器 - Google Patents

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Abstract

微波发生器，具有包含拉长杆(14)的探针，该杆具有外部管状壁(18)，设置于杆(14)远端的微波发射部分(15)，在管状外壁(18)内部延伸到发射部分的传输线(17)，以及与传输线(17)沿杆(14)纵向协同延伸的拉长的分流构件(19)，传输线(17)的侧壁和分流构件(19)的侧壁相互接触并在两个空间分隔的分立位置与外部管壁(18)的内表面接触，由此在杆(14)内限定了一对流道(20，21)。在使用时，冷却液能够从一条流道(20)流动并经由另一条流道(21)返回。探针的结构不复杂，且探针易于组装。

Description

微波发生器
技术领域
本发明涉及一种医用的微波发生器。
背景技术
众所周知，利用微波发生器来烧蚀身体组织，这样的微波发生器会加热和破坏周围的组织。这种发生器的一种应用是用在人体内部器官例如肝脏的非侵入性癌症治疗。GB2415630公开了一种上述类型的发生器，其包含具有能插入病人体内的细长杆的探针。探针的近端包括通过细长的柔韧的线缆与外部微波发生器连接到一起的手柄。细长的微波传输线在探针内部从手柄向置于或毗连于探针远端的辐射尖端延伸。使用时，从尖端射出的微波场加热并烧蚀局部区域内周围的组织。
上述发生器的缺点是探针能够因多种原因而变热。首先，在沿着探针向尖端延伸的传输线内存在能量损失，该能量损失加热传输线和探针周围部分。其次，辐射出的微波能量能够使探针变热。第三，来自烧蚀的热量能够沿着探针回传。探针的这种变热是不可取的，因为它能烧伤病人探针切入点处的皮肤或者它能烧伤病人身体毗邻探针杆的其它部位。事实上，英国政府明确规定任何医疗器械的外部温度不应超过48°。
为了克服上述问题，众所周知的是通过例如生理盐水的液体沿着探针流动以便冷却探针。在使用时，液体从探针远端的孔流出进入周围的体腔。这样设置的缺点是液体填充了伤口并且不可取地或流出或流进身体。此外，辐射的微波能量能够使体腔内的液体变热。
为了克服上述问题，WO2005/011049，DE2407559和US4375220均公开了一种微波发生器，其中冷却液沿一条流道顺着探针流向远端然后沿着另一条流道返回。
为了实现这一目标，每个上述发生器在探针内包含复杂排列的冷却管或成形器，其限定了流动及返回通道。显然，微波发生器探针最好是比较有利地细的，以便使它们尽可能被非侵入性使用。然而，用于上述发生器的管子或成形器的缺点是为了达到所需的流速需要相对大的流动及返回通道，显然这会相应增加探针的全径。此外，为了方便管子或成形器的插入，探针也需要相应大的直径。
发明内容
我们现在设计出一种缓解上述问题的微波发生器。
根据本发明，提供一种微波发生器，具有包含拉长杆的探针，该杆具有管状外壁，置于杆远端的微波发射部分和在所述管状外壁内部延伸到所述发射部分的传输线，其中细长的分流装置沿着所述管状外壁内部延伸并沿着围绕管壁外围的两个空间分离的分立位置的长度与所述管壁的内表面密封接触，所述分流装置的外围与位于上述两个位置之间的所述管壁不接触，以便限定第一和第二分立流道，其为运送冷却液而沿所述杆纵向延伸。
在使用时，冷却液沿着第一通道流动以冷却探针，该冷却液然后沿着第二通道返回。因为分流装置和外部管壁共同限定了流道，避开了复杂管子和成形器的需要，并且因此探针的直径能够最小化。分流装置也相应直接插入探针，这将在下文中说明。
在一个实施例中，分流装置包含具有与外部管壁的内部横截面形状不同的外部横截面形状的单向分流构件。例如，分流装置的外部横截面形状可以是圆形，管壁的内部横截面形状可以是椭圆形，或者反之亦然。
所述分流构件可以包含承载所述传输线的空心管，或者传输线自身可以形成所述分流构件。
在另一可供选择的实施例中，所述分流装置包括所述传输线和与所述传输线沿所述杆的纵向协同延伸的拉长的分流构件，传输线的侧壁与分流构件的侧壁相互接触，并且在所述两个空间分离的分立位置与所述外部管壁的内表面接触。
所述分流构件可以相对细，优选地直径大体上等于或大于杆的所述管状外壁的内径与所述传输线的外径之差。
通常希望能够感知参数例如在辐射尖端的温度。为了实现这一目标，所述分流构件可以包含承载一根或多根导线到杆远端的管或电缆，在使用时，导线可以传输来自于位于杆远端的传感器的测量信号。
传输线优选地包含连接到传感器并与分流构件的导线形成信号对的导体。
优选地，所述分流构件包含承载热电偶的至少一根导线的管或电缆，所述一根导线优选地由例如康铜的第一金属制成。所述第一金属导线远端优选地其末梢处连接到传输线的所述导体上，该导体由例如铜的第二金属制成。优选地，所述第二金属的主体置于所述第一金属导线的远端以便在所述金属之间形成可靠的联接。所述第二金属的主体优选地在探针内与传输线的所述导体电连接。
所述流道优选地具有大体上相等的横截面面积，结合后的流道横截面面积优选地等于管状外壁的内部横截面面积减去传输线的横截面面积减去分流构件的横截面面积。
优选地，分流装置的远端在探针的所述辐射部分前终止，以便在所述流道之间形成交叉。
优选地，至少一条所述流道在探针近端通过密封垫或其它构件封闭。
优选地，杆的近端延伸到岐管内，岐管优选地形成探针的手柄。
优选地，该岐管包含相互密封分隔的第一和第二隔腔，所述第一和第二流道分别与所述第一和第二隔腔相连。
优选地，岐管的第一和第二隔腔设置在杆轴线纵向的相应位置处。
优选地，在杆近端的管状外壁上形成一孔，所述孔将一所述流道与岐管的一所述隔腔连接。
优选地，岐管的一个隔腔包含连接运送冷却液的外部流管的口。这个流管优选从泵或其它冷却液的压力源运送冷却液进入探针内。
优选地，岐管的另一个隔腔包含连接到发生器拉长的柔韧电缆远端的口，该电缆从微波辐射源延伸，所述电缆包含运送所述冷却液的流管。电缆的流管优选将冷却液从探针运送到排水管或收集容器里。液体沿着电缆的流动于是进一步冷却由于能量损失而变热的电缆。
优选地，电缆的近端包含口，其作为电缆流管的入口或出口。
根据本发明，还提供一种制造微波发生器探针的方法，包括提供拉长的管，使管垂直于其纵向轴线变形，将拉长的分流装置插入变形后的管中然后释放管以使其恢复原状。
管的变形使得拉长的分流装置很容易被插入管内。一旦被释放，管恢复原状并将拉长的分流装置压进它与壁的内表面在围绕管壁外围的两个空间分离位置接触的位置处。以这样的方式，沿管形成两个密闭分隔的流道。
优选地，该方法包括将拉长的传输线插入管内。拉长传输线可以单独形成所述分流装置或者连同拉长的分流构件一同形成所述分流装置。在后一种情况下，传输线和分流构件可以同时被插入到管内或者依次插入管内。在后一种情况下，可以在变形前将分流构件之一插入管内。
附图说明
现在仅通过例子并参照附图说明本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明的微波发生器的第一实施例示意图；
图2是图1发生器的探针远端的透视外形图；
图3是图1发生器的探针的杆的近端的透视外形图；
图4是图1发生器的探针近端和微波馈电电缆的透视外形图；
图5是图1装置的探针的岐管的局部透视外形图；
图6是图1发生器的馈电电缆输出腔的透视外形图；
图7是说明图1发生器的探针的杆的制造方法的透视示意图；
图8是根据本发明的微波发生器探针第二实施例中穿过探针杆的纵向剖视图；
图9是沿图8中线IX-IX的剖视图；及
图10是根据本发明的微波发生器探针第三实施例中穿过探针杆的横向剖视图。
具体实施方式
参考附图的图1，示出了微波发生器探针，包括经由拉长的柔韧的馈电电缆12连接到发生器探针11的微波发生器10。探针11包括手柄部分13和由手柄13延伸出的拉长的杆部分14。在使用时，发生器10产生沿馈电电缆12向探针11传送的微波信号。该微波信号然后沿着探针的杆14传送到探针远端的辐射尖端15。
参考附图的图2，杆14包括由不锈钢制成的外部拉长的管状壁。同轴传输线17在管壁14内延伸，传输线17在其近端耦合到微波馈电电缆12上，在其远端耦合到设置于探针11尖端15内的辐射天线16上。以实心电缆或导线形式存在的拉长的分流构件19与同轴的传输线17沿着其长度方向的大体部分共同延伸，构件19终端短距离远离辐射天线16。
传输线17和分流构件19结合后的直径略大于管状外壁18的内径，以使得传输线17和分流构件都能绝对地与外部管状壁18的内表面接触，并且相互沿着杆14长度方向的大体部分接触。传输线17和分流构件19以这样的方式共同限定了两条流道20，21，它们沿杆14纵向从近端向分流构件19终止的点延伸。两条流道20，21除在分流构件19终止的点之外均互相连接。
参考附图的图3和图4，一条流道20被位于杆14近端的构件22密封。在杆14近端的外部管壁18上形成多个孔27，这些孔27与密封的流道20连通。14的近端延伸入设置于探针11的手柄13内的岐管23里。岐管23通常为圆形并被边界壁26分成两个轴向设置的腔24，25，该边界壁延伸法线到杆14纵轴。杆14的近端延伸进岐管23内并穿过边界壁26，以使得孔27通向岐管23的远端腔24，杆14的第二(非密封)流道21通向岐管23的近端腔25。入口28由岐管23的侧壁放射状地向外延伸，入口28与岐管23的远端腔24连接。
岐管23的近端壁13连接到馈电电缆12上，该馈电电缆12包括外管28和松散地在外管28内延伸的同轴电缆29。同轴电缆29穿过岐管23的近端壁30延伸并在腔25内通过联轴器31连接到同轴传输线17上。管28的远端密封耦合到岐管23的近端壁的孔上，以使管28的内部通向岐管23的近端腔25。
参考附图的图6，馈电电缆12的近端连接到拉长的圆柱形输出腔32。馈电电缆12的管28的近端耦合到输出腔32，以使得管28的内部通向输出腔32。同轴电缆29穿过输出腔32延伸到位于腔32近端壁外表面上的同轴连接器34。出口32从输出腔32的侧壁放射状地向外延伸。
在使用时，同轴连接器34连接到微波发生器10上。岐管23的入口28通过拉长管(未示出)连接到泵上。出口33经由拉长管(未示出)连接到收集容器上。当通电时，泵抽取冷却液通过入口28进入岐管23的远端腔24内。冷却液然后流经杆14的外部管壁18上的孔27并流入流道20内。冷却液然后沿杆14纵向流动，从而冷却杆的外壁18和传输线17。除了分流构件19终止处的点外，冷却液从流道20流到杆14远端的另一流道21。冷却液然后沿杆14经由冷却流道21返回，然后流入岐管23的近端腔25。液体流出岐管23并流入馈电电缆12，然后沿着电缆12流进由外管28和同轴电缆29限定的环形流道内。液体然后通过出口33流出输出腔32流向收集容器。以这样的方式，冷却液也冷却了同轴电缆29。
参考附图的图7，通过压外部管壁18，沿管壁18的纵轴，管壁18横断面变成椭圆形，同轴传输线17和分流构件19被插入杆14的外部管壁18内。传输线17和分流构件19因此能够容易地插入到变形后的外部管壁18内。一旦被插入，外力可以去除，从而使外部管壁18恢复原状，以使得同轴传输线17和分流构件19相互压紧并且与外部管壁18相互压紧。
参考附图的图8和图9，示出了微波发生器探针的可供选择的实施例，其探针类似图1-7的探针，同样的部件以同样的参考数字给出。在此实施例中，拉长的分流构件19由细管代替，例如由不锈钢制成。拉长的康铜的绝缘线36从测量仪器43延伸穿过管35。康铜丝的远端不绝缘，且铜材料的主体37置于康铜丝36裸露的导体上面。传输线17包含一外铜套管40。拉长的中心导体38在铜套管40内延伸并由绝缘套管39从中绝缘。康铜丝36上面的铜主体37与传输线17的铜套管40接触。铜主体37的直径大体上等于管35的直径，以使它与传输线17的铜套管40紧密接触。铜主体37的外表面可以被电镀以确保与传输线17的铜套管40可靠接触。铜导体40的近端通过导线42连接到测量仪器43上。管35最好由康铜丝36或阻止液体流动的其它构件密封。用这种方法，避免了液体利用管35作为返回路径的风险。
显然热电偶仪器43的闭合电路就由康铜丝36、铜主体37和传输线17的铜套管40创建成了。主体37内的铜-康铜结点形成能够被用于提供给探针11的尖端温度指示的热电偶结。
从测量仪器43延伸的两根热电偶线36，42优选地延伸入输出岐管32，并沿着由外管28与同轴电缆29之间限定的环形流道里的电缆12延伸。导线36，42然后通过岐管13延伸到探针11的杆14。这种设置有助于隐藏导线36，42，并提高发生器的整体外观。
参考附图的图10，示出了微波发生器探针的可供选择的实施例，其类似于图8和图9的实施例，同样的部件以同样的参考数字给出。在此实施例中，单独的分流构件19被删除了，作为替代，传输线17作用在于其自身限定了两条流道120，121。这是通过给杆14设置截面通常为椭圆形的外部管壁118来实现的。通过沿壁的纵轴，使壁的横断面变形，直到它在形状上变为通常的圆形为止，将传输线17插入进外壁118内：这使得传输线17被插入，届时可以消除变形力以使传输线17与外壁118在径向相对的位置接触。
根据本发明的微波发生器的探针在结构上比较简单和便宜，然而能使探针被可靠地冷却。

Claims (34)

1.微波发生器，具有包含拉长杆的探针，该杆具有管状外壁，置于杆远端的微波发射部分和在管状外壁内部延伸到所述发射部分的传输线，其中：拉长的分流装置沿着所述管状外壁内部延伸并沿着围绕管壁外围的两个空间分离的分立位置的长度与所述管壁的内表面密封接触，所述分流装置的外围与位于上述两个位置之间的所述管壁不接触，以便限定第一和第二分立流道，其为运送冷却液而沿所述杆纵向延伸。
2.如权利要求1所述的微波发生器，其中：分流装置包含具有与外部管壁的内部横截面形状不同的外部横截面形状的单向分流构件。
3.如权利要求2所述的微波发生器，其中：分流装置的外部横截面形状为圆形且管壁的内部横截面形状为椭圆形，或者反之亦然。
4.如权利要求2或3所述的微波发生器，其中：所述分流构件包含一承载所述传输线的空心管。
5.如权利要求2或3所述的微波发生器，其中：所述分流构件由所述传输线形成。
6.如权利要求1所述的微波发生器，其中：所述分流装置包括所述传输线和与所述传输线沿所述杆的纵向协同延伸的拉长的分流构件，传输线的侧壁与分流构件的侧壁相互接触，并且在所述两个空间分离的分立位置与所述外部管壁的内表面接触。
7.如权利要求6所述的微波发生器，其中：所述分流构件的直径大体上等于或大于杆的所述管状外壁的内径与所述传输线的外径之差。
8.如权利要求1所述的微波发生器，其中：所述分流构件包含一承载一根或多根导线到杆的远端的管或电缆，所述导线设置用于传输来自于位于杆的远端的传感器的测量信号。
9.如权利要求8所述的微波发生器，其中：所述传输线包含一连接到传感器并与分流构件的导线形成信号对的导体。
10.如权利要求8或9所述的微波发生器，其中：所述分流构件包含一承载热电偶的至少一根导线的管或电缆，所述一根导线优选由例如康铜的第一金属制成。
11.如权利要求10所述的微波发生器，其中：所述第一金属导线的远端在其末梢处连接到传输线的所述导体上，该导体由例如铜的第二金属制成。
12.如权利要求11所述的微波发生器，其中：所述第二金属的主体置于所述第一金属导线的远端。
13.如权利要求12所述的微波发生器，其中：所述第二金属的主体在探针内与传输线的所述导体电连接。
14.如权利要求6所述的微波发生器，其中：所述流道具有大体上相等的横截面面积，结合后的流道横截面面积等于管状外壁的内部横截面面积减去传输线的横截面面积减去分流构件的横截面面积。
15.如前述任意一权利要求所述的微波发生器，其中：分流装置的远端在探针的所述辐射部分前终止，以便在所述流道之间形成交叉。
16.如前述任意一权利要求所述的微波发生器，其中：至少一条所述流道在探针近端通过密封垫或其它构件封闭。
17.如前述任意一权利要求所述的微波发生器，其中：杆的近端延伸到岐管内。
18.如前述任意一权利要求所述的微波发生器，包括在含有所述岐管的杆的近端的手柄。
19.如权利要求17或18所述的微波发生器，其中：该岐管包含相互密封分隔的第一和第二隔腔，所述第一和第二流道分别与所述第一和第二隔腔相连。
20.如权利要求19所述的微波发生器，其中：岐管的第一和第二隔腔设置在杆轴线纵向的相应位置处。
21.如权利要求19或20所述的微波发生器，其中：在杆的近端管状外壁上形成孔，所述孔将所述流道与岐管的所述隔腔连接。
22.如权利要求19至21中任一项所述的微波发生器，其中：岐管的一个隔腔包含连接到运送冷却液的外部流管的口。
23.如权利要求22所述的微波发生器，其中：所述流管从泵或其它冷却液的压力源运送冷却液进入探针内。
24.如权利要求22或23所述的微波发生器，其中：岐管的另一个隔腔包含连接到发生器拉长的柔韧电缆远端的口，该电缆从微波辐射源延伸，所述电缆包含运送所述冷却液的流管。
25.如权利要求24所述的微波发生器，其中：电缆的流管将冷却液从探针运送到排水管或收集容器里。
26.如权利要求24或25所述的微波发生器，其中：电缆的近端包含口，其作为电缆流管的入口或出口。
27.如前述任意一权利要求所述的微波发生器，包括造成液体流经探针的装置，使得液体沿着所述第一通道朝向杆远端流动并沿着所述第二通道返回。
28.如权利要求24所述的微波发生器，其中：杆的近端包含分别连接到所述第一和第二通道的流体入口和流体出口。
29.形成微波发生器探针的方法，包括提供拉长的管，使管垂直于其纵向轴线变形，将拉长的分流装置插入变形后的管中，以及释放管以使其恢复原状。
30.如权利要求2所述的方法，包括将一拉长的传输线插入管内。
31.如权利要求28或29所述的方法，包括将拉长的分流构件插入管内。
32.如从属于权利要求29的权利要求30所述的方法，包括同时将传输线和分流构件插入管内。
33.如从属于权利要求29的权利要求30所述的方法，包括将传输线和分流构件依次插入管内。
34.如权利要求32所述的方法，包括在变形前将传输线或分流构件插入管内的情况。
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