CN102727993A - 可变电极等效直径的射频体外电极及射频热疗装置 - Google Patents

可变电极等效直径的射频体外电极及射频热疗装置 Download PDF

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本发明公开了可变电极等效直径的射频体外电极及射频热疗装置，其技术方案为：电极包括可控等效直径的射频体外电极板组件、电极体、耦合水垫、单向冷却循环水接头，其中：可控等效直径的射频体外电极板组件由多个焊有导电柱脚的电极板布置而成，电极板之间的间隙由电极板体材料填充；电极体，其小端与射频热疗装置的主机配合固定，其大端与射频体外电极板组件和耦合水垫装配；耦合水垫，其内充有具备人体耦合性的溶液并排除耦合水垫内的空气；单向冷却循环水接头，设置在的射频体外电极板组件径向外侧的相对位置，以向耦合水垫通入或回出循环水。

Description

可变电极等效直径的射频体外电极及射频热疗装置
技术领域
本发明涉及射频热疗领域，尤其涉及射频体外电极的等效直径可操控变化的技术。
背景技术
在肿瘤热疗临床中射频热疗装置较常用的形式是容性热疗，容性热疗由一对上下电极对患者的病灶部位进行容性加热，其在患者体内的热场分布随电极的大小、形状和上下位置的改变而变化。
常用电极的电极板为圆形，图1是在不同直径的电极板配置下电容射频热疗中均匀肌肉组织的等SAR分布图。根据有关热疗规范，要求射频热疗装置的50％SAR分布覆盖患者治疗区域。因此完整的射频热疗装置配置一系列直径的电极，如Φ50、Φ100、Φ150、Φ200、Φ205、Φ300各一对，临床中医生需采用不同的上下电极的组合调节热场分布，以适应不同深度和不同大小病灶患者的热疗。
这样的射频热疗装置在临床使用中操作者需要按不同患者治疗需要更换不同直径的电极，在操作上较为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变电极等效直径的射频体外电极，以一对可改变电极等效直径的射频体外电极通过可编程控制器(PLC)控制与主机射频功率源的连接方式，达到不同的上下电极等效直径的组合。
本发明的另一目的在于提供了一种射频热疗装置，其中包括了上述的可变电极等效直径的射频体外电极。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种可变电极等效直径的射频体外电极，包括可控等效直径的射频体外电极板组件、电极体、耦合水垫、单向冷却循环水接头，其中：
可控等效直径的射频体外电极板组件由多个焊有导电柱脚的电极板布置而成，电极板之间的间隙由电极板体材料填充；
电极体，其小端与射频热疗装置的主机配合固定，其大端与射频体外电极板组件和耦合水垫装配；
耦合水垫，其内充有具备人体耦合性的溶液并排除耦合水垫内的空气；
单向冷却循环水接头，设置在的射频体外电极板组件径向外侧的相对位置，以向耦合水垫通入或回出循环水。
根据本发明的可变电极等效直径的射频体外电极的一实施例，该多个焊有导电柱脚的电极板的其中之一呈圆板状并布置在中心，其余电极板均呈圆环状并以中心同心布置。
根据本发明的可变电极等效直径的射频体外电极的一实施例，各电极板上的导电柱脚以银钎焊工艺焊接，其中布置在中心的电极板上焊接的导电柱脚为圆柱体，焊接在其余电极板上的导电柱脚为半扁圆体并呈辐射状分别焊接于电极板上。
根据本发明的可变电极等效直径的射频体外电极的一实施例，耦合水垫由医用高分子薄膜制成并进行密封。
本发明还揭示了一种射频热疗装置，其中，包括可变电极等效直径的射频体外电极组、射频热疗装置主机、射频开关、可编程控制器，其中：
可变电极等效直径的射频体外电极组，由两个可变电极等效直径的射频体外电极分别安装在射频热疗装置主机的上、下两个电极套筒中，其中每一可变电极等效直径的射频体外电极进一步包括可控等效直径的射频体外电极板组件、电极体、耦合水垫、单向冷却循环水接头，其中：
可控等效直径的射频体外电极板组件由多个焊有导电柱脚的电极板布置而成，电极板之间的间隙由电极板体材料填充；
电极体，其小端与射频热疗装置的主机配合固定，其大端与射频体外电极板组件和耦合水垫装配；
耦合水垫，其内充有具备人体耦合性的溶液并排除耦合水垫内的空气；
单向冷却循环水接头，设置在的射频体外电极板组件径向外侧的相对位置，以向耦合水垫通入或回出循环水；
射频热疗装置主机，包含主机射频功率源，可控等效直径的射频体外电极板上的导电柱脚由射频功率线经射频开关至主机射频功率源；
射频开关，在任一可控等效直径的射频体外电极板和主机射频功率源的连接线路上安装一射频开关用于控制对应的射频体外电极板的状态；
可编程控制器，耦接射频开关，通过编程控制射频开关的开闭状态。
根据本发明的射频热疗装置的一实施例，在任一可控等效直径的射频体外电极板和主机射频功率源的连接线路上还安装一信号指示灯，用于指示射频体外电极板的状态。
根据本发明的射频热疗装置的一实施例，该多个焊有导电柱脚的电极板的其中之一呈圆板状并布置在中心，其余电极板均呈圆环状并以中心同心布置。
根据本发明的射频热疗装置的一实施例，各电极板上的导电柱脚以银钎焊工艺焊接，其中布置在中心的电极板上焊接的导电柱脚为圆柱体，焊接在其余电极板上的导电柱脚为半扁圆体并呈辐射状分别焊接于电极板上。
根据本发明的射频热疗装置的一实施例，耦合水垫由医用高分子薄膜制成并进行密封。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明以一组电极替代了现临床常用的六组电极，能达到原六组电极临床应用的功能。操作者不需按不同患者治疗需要经常更换电极，只需按设置的程序操作就可获得患者治疗需要的上下电极的配置。
1.提升射频热疗装置的水平，防止由于经常更换电极引发电极与射频功率源传输连接不良所致的主机故障，这在射频热疗装置中是十分重要的；
2.方便操作，指示灯可提示电极的工作状态；
3.如适当控制可获得环状热场；
4.减少医院对肿瘤射频热疗装置的日常维护保养作业量。
附图说明
图1为不同直径的电极板配置下电容射频热疗中均匀肌肉组织的等SAR分布图。
图2A和图2B示例性的示出了本发明的可变电极等效直径的射频体外电极的实施例的结构图。
图3示例性的示出了本发明的可变电极等效直径的射频体外电极中导电柱脚焊接位置的示意图。
图4示例性的示出了本发明的安装有可变电极等效直径的射频体外电极的射频热疗装置的实施例的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
可变电极等效直径的射频体外电极的实施例
图2A和图2B示出了本发明的可变电极等效直径的射频体外电极的实施例的结构。请同时参见图2A和2B，可变电极等效直径的射频体外电极(以下简称电极)主要由可控等效直径的射频体外电极板组件(以下简称电极板组件)1、电极体2、偶合水垫3、快速单向冷却循环水接头4等组成。
基本电极板121、131、141、151、161、171分别对应以银钎焊工艺焊上导电柱脚122、132、142、152、162、172后，按图2A和2B所示模压于电极板体11内，组成电极板组件1。
各基本电极板以基本电极板121的中心同心布置，其中基本电极板121为Φ50的圆板，其余均为圆环形.基本电极板131的内径比其内向基本电极板121外径大，其外径为Φ100。基本电极板141的内径比其内向基本电极板131外径大，外径为Φ150。同样基本电极板151的外径为Φ200。基本电极板161的外径为Φ250。基本电极板171的外径为Φ300。相邻电极板间的径向间隙在制作时由电极板体11材料充填，以保证各电极板间的绝缘。
在各基本电极板内表面(图2A所示)按图3规定的位置，均以银钎焊工艺焊上导电柱脚122、132、142、152、162、172。其中导电柱脚122为圆柱体，其余均为半扁圆体。除导电柱脚122外，其余的导电柱脚以图3所示的导电柱脚132为基本形式，呈辐射状分别焊接于基本电极板上组成各电极板，并保证上端位置如图2A所示。导电柱脚的总长按射频热疗装置主机的电极套筒长度设计，图示L1的尺寸按电极与主机射频功率源的连接方式，尽量降低射频的电磁辐射的要求确定。
各基本电极板和导电柱脚均以导电性能优良的导电用铜制成，并经镀银处理。各电极板按图2A、2B形式和图3的布置模压于高频特性、耐热性优良的高分子材料的电极板体11内，组成电极板组件1。图3所示的定位柱脚18(各电极板均有)用于模压时的工艺定位。
为减少射频电流边缘或尖端效应对热场分布的影响，电极板组件的表面B必需加工平整并无尖边和毛刺，经镀银处理。各电极板间的径向间隙必须充满电极板体11的材料并无气泡。
导电柱脚的外露部分(图2A所示的L1)作为与射频功率传输线焊接的接线柱或作为与其设计相配插座插入的插脚。图2B所示S1，S2，S3，S4，S5，S6分别为与六个基本电极板121、131、141、151、161、171对应连接的接线柱或插脚的标识。
在电极板体位于基本电极板171外两侧的径向相对位置各设置一循环水通孔19。
电极体2的小端是与射频热疗装置主机配合的固定端，大端为与电极板组件1和偶合水垫3的装配结构，由螺钉7将三者组合。在与电极板组件1的循环水通孔18的对应位置设置尺寸为G1/8″的管螺纹5以装配单向冷却循环水接头4，主机提供的循环水由接头4接入，满足临床需要向偶合水垫3内通入(或回出)循环水的要求。循环水应为与人体偶合性较好的NaCl溶液，以降低电极的射频损耗和提高加热回路的调谐性能。
偶合水垫3由高频特性好的医用高分子薄膜制成，装成电极的偶合水垫3内充满与人体偶合性好的NaCl溶液必须排除偶合水垫3内的空气和保证偶合水垫的有效密封。
射频热疗装置的实施例
图4示出了本发明的射频热疗装置的实施例的原理。请参见图4，本实施例的射频热疗装置包括一组可变电极等效直径的射频体外电极组20a和20b、射频热疗装置主机、射频开关以及可编程控制器(未图示)。
可变电极等效直径的射频体外电极组20a和20b分别装于射频热疗装置主机的上、下电极电极套筒8中并用螺钉9紧固。至于射频体外电极20a(或20b)的结构，在上面的实施例中已有详细描述，在此不再赘述。接线柱或插脚由射频功率线经射频开关与主机射频功率源21(主机射频功率源21是射频热疗装置主机中的一个组件)按图4所示连接。图示射频开关KS1、KS2、KS3、KS4、KS5、KS6对应控制上电极的六个基本电极板121、131、141、151、161、171与主机射频功率源21的连通或断开，射频开关KX1、KX2、KX3、KX4、KX5、KX6对应控制下电极的六个基本电极板121、131、141、151、161、171与主机射频功率源21的连通或断开。信号指示灯(Ds、Dx)作为一个可选附件连接在射频开关与基本电极板的连接线路上，用于指示基本电极板的工作状态。
射频开关的开闭状态可方便地通过可编程控制器(PLC)达到，控制射频开关开闭状态就可分别控制调整上下电极板的等效直径。
射频开关开闭状态与上下电极板的等效直径的对应关系和基本组合
Figure BDA0000053344100000071
上表是本发明电极一组上下电极的基本组合控制形式，可见上下电极均能分别控制到从Φ50-Φ300的六种等效直径。使以本发明的一组电极替代现临床常用的六组电极成为可行。
本发明的电极的结构还可以扩展应用于射频热疗用的矩阵电极中。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种可变电极等效直径的射频体外电极，其特征在于，包括可控等效直径的射频体外电极板组件、电极体、耦合水垫、单向冷却循环水接头，其中：
可控等效直径的射频体外电极板组件由多个焊有导电柱脚的电极板布置而成，电极板之间的间隙由电极板体材料填充；
电极体，其小端与射频热疗装置的主机配合固定，其大端与射频体外电极板组件和耦合水垫装配；
耦合水垫，其内充有具备人体耦合性的溶液并排除耦合水垫内的空气；
单向冷却循环水接头，设置在的射频体外电极板组件径向外侧的相对位置，以向耦合水垫通入或回出循环水。
2.根据权利要求1所述的可变电极等效直径的射频体外电极，其特征在于，该多个焊有导电柱脚的电极板的其中之一呈圆板状并布置在中心，其余电极板均呈圆环状并以中心同心布置。
3.根据权利要求2所述的可变电极等效直径的射频体外电极，其特征在于，各电极板上的导电柱脚以银钎焊工艺焊接，其中布置在中心的电极板上焊接的导电柱脚为圆柱体，焊接在其余电极板上的导电柱脚为半扁圆体并呈辐射状分别焊接于电极板上。
4.根据权利要求1所述的可变电极等效直径的射频体外电极，其特征在于，耦合水垫由医用高分子薄膜制成并进行密封。
5.一种射频热疗装置，其特征在于，包括可变电极等效直径的射频体外电极组、射频热疗装置主机、射频开关、可编程控制器，其中：
可变电极等效直径的射频体外电极组，由两个可变电极等效直径的射频体外电极分别安装在射频热疗装置主机的上、下两个电极套筒中，其中每一可变电极等效直径的射频体外电极进一步包括可控等效直径的射频体外电极板组件、电极体、耦合水垫、单向冷却循环水接头，其中：
可控等效直径的射频体外电极板组件由多个焊有导电柱脚的电极板布置而成，电极板之间的间隙由电极板体材料填充；
电极体，其小端与射频热疗装置的主机配合固定，其大端与射频体外电极板组件和耦合水垫装配；
耦合水垫，其内充有具备人体耦合性的溶液并排除耦合水垫内的空气；
单向冷却循环水接头，设置在的射频体外电极板组件径向外侧的相对位置，以向耦合水垫通入或回出循环水；
射频热疗装置主机，包含主机射频功率源，可控等效直径的射频体外电极板上的导电柱脚由射频功率线经射频开关至主机射频功率源；
射频开关，在任一可控等效直径的射频体外电极板和主机射频功率源的连接线路上安装一射频开关用于控制对应的射频体外电极板的状态；
可编程控制器，耦接射频开关，通过编程控制射频开关的开闭状态。
6.根据权利要求5所述的射频热疗装置，其特征在于，在任一可控等效直径的射频体外电极板和主机射频功率源的连接线路上还安装一信号指示灯，用于指示射频体外电极板的状态。
7.根据权利要求5所述的射频热疗装置，其特征在于，该多个焊有导电柱脚的电极板的其中之一呈圆板状并布置在中心，其余电极板均呈圆环状并以中心同心布置。
8.根据权利要求7所述的射频热疗装置，其特征在于，各电极板上的导电柱脚以银钎焊工艺焊接，其中布置在中心的电极板上焊接的导电柱脚为圆柱体，焊接在其余电极板上的导电柱脚为半扁圆体并呈辐射状分别焊接于电极板上。
9.根据权利要求5所述的射频热疗装置，其特征在于，耦合水垫由医用高分子薄膜制成并进行密封。
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