CN107115146A - 具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,引水管向前延伸至天线的前端,使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温;位于发射区域后侧的扼流环与引水管密封固定,使扼流环起到阻挡微波的作用,扼流环与针杆之间的间隙用于冷却介质的回流;针杆的内还设有抽注液通道,针杆前端设有与该抽注液通道相连的通孔。本发明将天线的发射窗口设置于引水管内,使得冷却介质能够对天线前端进行降温,确保微波消融的形态较圆;通过针杆内部的抽注液通道,使得针形天线在对囊肿进行微波消融治疗的过程中,可注入人工冲洗液辅助清洗,还可通过注液通道抽吸微波消融产生的囊肿液,即在微波消融治疗的同时起到与硬化治疗相同的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,属于微波消融针技术领域。
背景技术
微波热能用于肿瘤临床治疗虽然只有短暂的十余年时间,但是却已异军突起,迅速发展成为肿瘤综合治疗方案中十分瞩目的微创高效手段,被誉为肿瘤绿色治疗的主要代表性技术之一。医用能级的微波在人体组织中传播时能够产生快速、高效的热效应和脱水效应,数分钟内便可在机体组织内形成中心温度大于 100℃、边缘大于 60℃的类球形热场,热场内的肿瘤细胞在高温和脱水作用下被快速凝固灭活,并保持稳定的后效治疗效果。借助电子计算机控制技术,微波消融实现了能量输出定量化,能量中止及时化,系统启动与停止可靠性高,结合超声、CT 等现代影像学技术的实时监控,实现了微创、精确、作用范围与程度可控、可重复性强的一系列临床治疗优势。越来越受到医生们的推崇,应用领域亦不断科学地拓展和延伸,从恶性肿瘤到良性肿瘤,从深部肿瘤到浅表肿瘤,从肿瘤性疾病到非肿瘤性疾病的治疗均显现出可持续扩展的应用前景,有望成为影像引导下的首选热消融技术。
综合国内外现有的水冷微波消融针形天线,都是以治疗实体肿瘤为研究初衷,在针形和构造上均以符合穿刺实体肿瘤为标准,不符合囊肿类疾病的组织特性和治疗要求。
而囊肿是人体内十分好发、多发的以封闭囊壁包裹一定容量液体为结构特征的占位性病变,可发生于各种器官或组织,具有较为普遍的治疗要求。在影像引导下微创治疗技术逐渐普及的当今,穿刺抽液联合硬化剂注入囊腔进行囊壁细胞硬化的治疗方法已经逐渐取代既往的外科手术去顶疗法。但是,硬化治疗的效果受到操作医师的经验、学识以及患者囊肿特质的影响较大,疗效稳定性受到质疑。如能够将微波消融技术应用到囊肿治疗中,则肯定可以继续保持微创治疗的优势,提升治疗过程的效率,还有望提高治疗效果的稳定性,并回避囊肿硬化剂匮缺的临床难题。为此,设计和研制以囊肿类疾病为专治目标的微波消融针形天线具有必要性和临床应用价值。
目前,临床使用的微波消融针还存在以下不足之处 :
1、针体前端工作温度高,影响微波能发射的稳定性,同时针杆温度高会灼伤正常组织。
2、针体前端微波发射结构存在缺陷,制约其可使用的微波输出功率。
3、目前的微波消融损毁形态都不圆(长条或椭圆),真圆率小于0.7,消融短径小于3厘米,不能一针治疗3厘米的肿瘤。临床使用时受到很大限制,不能保证完全消融治疗,结果变得不可预知。
为了解决上述技术问题,申请人于2010年9月向专利局提交了专利申请CN201020520138.1,涉及一种“可大功率使用的水冷微波消融针”,该方案在发射端后侧的同轴电缆上焊接扼流环(堵水轴),套装在同轴电缆外的引水管前端固定于扼流环,从而形成进出水道,利用冷却介质(水)对针体前端(微波发射区域的后端)进行水冷,从而一定程度上解决了上述问题,然而该方案消融的真圆率依然没有达到0.9,因此,仍然需要进一步的研发与改进。
微波消融时,肿瘤组织迅速被凝固脱水,组织的介电系统发生变化,而且高温导致的碳化(≧140℃)或焦化(约110℃)的核心组织介电系数变化大,微波的波长会变长,造成爬行波的衍射能力变强(可绕过扼流环)。同时碳化的组织形成一个反射面,将部分微波能量向针杆方向(天线的后端)反射,共同的结果导在致持续消融时微波天线消融的形态不圆,临床实践中“真圆”系数(短径/长径)很难超过0.7,不利于手术的控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的上述缺点,提供一种具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线。
为了解决以上技术问题,本发明提供的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,包括:针头、针杆、同轴电缆、引水管和扼流环,天线具有容纳同轴电缆和引水管的腔室,引水管与同轴电缆之间设置有进水道,引水管与针杆之间设置有回水道;其特征在于:所述腔室和引水管向前延伸至天线的前端,天线的发射窗口至少部分的位于引水管内,使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温;微波发射区域的引水管为微波可穿透材质,使微波能够向外辐射,引水管的其余部分为微波屏蔽材质;位于发射区域后侧的扼流环与引水管密封固定,使扼流环起到阻挡微波的作用,扼流环与针杆之间存在间隙,该间隙用于冷却介质的回流;所述针杆内还设有抽注液通道,针杆前端设有与该抽注液通道相连的通孔,所述抽注液道通过所述通孔与外部相连通。
通过天线杆体内部的注液通道,使得针形天线在对囊肿进行微波消融治疗的过程中,可注入人工冲洗液辅助清洗,还可通过注液通道抽吸微波消融产生的囊肿液,即在微波消融治疗的同时起到与硬化治疗相同的技术效果,并且球面的针尖结构也可减少针尖贴附于囊肿壁时刺伤肝、肾、卵巢实质引起的出血现象;将天线的发射窗口设置于引水管内,使得冷却介质(水)能够对天线前端进行降温,防止高温区域的肿瘤组织在短时间内发生碳化或焦化,高温区域肿瘤组织的介电系数变化小,从而使得手术过程中微波波长基本稳定,其爬坡能力弱,配合扼流环即可对其进行抑制;同时也不存在背景技术中提及的“碳化组织形成的反射面”,确保微波消融的形态较圆,“真圆”系数(短径/长径)达到0.95;并且由于针头高温区域的温度被有效控制,从而可以通过加大功率和增加消融时间可实现更大的消融半径(5cm以上)。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例天线示意图。
图2是图1的A区放大剖视图。
图中标号示意如下:1-针杆,2-同轴电缆,3-极芯,4-针头,5-天线发射窗口,6-引水管,61-第一子管,62-第二子管,7-扼流环,8-抽注液通道,9-通孔,10-手柄,11-进水腔,12-出水腔,13-抽注液腔,14-射频同轴连接器,15-抽注液管,16-进水管,17-出水管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、图2所示,本实施例具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,包括:手柄10、针头4、针杆1、同轴电缆2、引水管6和扼流环7,天线具有容纳同轴电缆2和引水管6的腔室,引水管6与同轴电缆2之间设置有进水道,(建议利用引水管6与同轴电缆2之间的间隙作为进水道),引水管6与针杆1之间设置有回水道(建议利用引水管6与针杆1之间的间隙作为回水道)。如图2所示,针头4(二氧化锆刺头)具有开口朝后的盲孔,盲孔内设置有极芯3,同轴电缆2的内导体与极芯3相连(导电连接),极芯3与同轴电缆外导体2之间形成天线发射窗口5。盲孔的孔壁与极芯3、同轴电缆外导体2之间形成空腔,引水管的前端靠近或抵住所述盲孔的底部,使得天线的发射窗口5(至少部分的)位于引水管内,从而使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温。本例中,借助引水管,冷却介质引流至天线的最前端,从而可以对微波辐射中心区域进行冷却降温;针杆内还设有抽注液通道8,针杆1前端设有与该抽注液通道8相连的通孔9,抽注液道8通过通孔9与外部相连通,进行注液和抽吸。手柄10内固定有与同轴电缆2连接的射频同轴连接器14,与进水道相连的进水腔11,与出水道相连的出水腔12,和与抽注液通道8相连的抽注液腔13。如图1所示,从手柄10的下端伸出有进水管16、出水管17和抽注液管15,进水管16的前端连接进水腔11,出水管17的前端连接出水腔12,抽注液管15的前端连接抽注液腔13。
本实施例中,抽注液通道8设置于针杆1内,直接通过该抽注液通道8进行抽吸和注射。此外,还可以在该抽注液通道8(相当于针杆内部设置的一夹层)内插入一根毛细管,该毛细管的前端位于与通孔9附近,借助该毛细管实现抽吸和注射。相对应的,手柄内的抽注液腔13则与毛细管相连。该抽吸结构的方案同样落在本发明保护范围内。
如图2所示,本实施例中,引水管6具有靠近针头的第一子管61和远离针头的第二子管62,第一子管61为绝缘材质,可以选用聚氯乙烯(PVC)或聚四氟乙烯(PTFE)等,使微波能够向外辐射,其后部与第二子管61密封连接,确保冷却介质向前输送;第二子管62为金属材质,可以选择铜或不锈钢;其前部与扼流环7密封焊接固定,使扼流环起到阻挡微波的作用;扼流环与针杆之间存在间隙,该间隙用于冷却介质的回流。图2中,天线腔室内的箭头表示冷却介质的流动方向。
本施例中,引水管6的第一子管61和第二子管62密封对接,扼流环7套装于第二子管62,并密封焊接固定。引水管与扼流环还可以采用其他的装配结构,例如:
1、第一子管61和第二子管62分别固定于扼流环7的前后两端;
2、第一子管插入扼流环7的内孔进行密封固定;第二子管62密封焊接于扼流环7的后端。
3、扼流环7套装于第二子管62,第一子管61插入第二子管62的前部。
采用上述装配结构均落入本发明的保护范围。
在本实施例中,通过天线针杆内部的抽注液通道,使得针形天线在对囊肿进行微波消融治疗的过程中,可注入人工冲洗液辅助清洗,还可通过注液通道抽吸微波消融产生的囊肿液,即在微波消融治疗的同时起到与硬化治疗相同的技术效果,同时天线杆体内部的进水道与出水道则可通过循环水降低微波消融过程中辐射器与针杆的温度。
为减少针尖贴附于囊肿壁时刺伤肝、肾、卵巢实质引起的出血现象,可以将将上述针头4的前端设置为球面状。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,包括:针头、针杆、同轴电缆、引水管和扼流环,天线具有容纳同轴电缆和引水管的腔室,引水管与同轴电缆之间设置有进水道,引水管与针杆之间设置有回水道;其特征在于:所述腔室和引水管向前延伸至天线的前端,天线的发射窗口至少部分的位于引水管内,使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温;微波发射区域的引水管为微波可穿透材质,使微波能够向外辐射,引水管的其余部分为微波屏蔽材质;位于发射区域后侧的扼流环与引水管密封固定,使扼流环起到阻挡微波的作用,扼流环与针杆之间存在间隙,该间隙用于冷却介质的回流;所述针杆内还设有抽注液通道,针杆前端设有与该抽注液通道相连的通孔,所述抽注液道通过所述通孔与外部相连通。
2.根据权利要求1所述的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,其特征在于:所述针头具有盲孔,所述盲孔内具有极芯,同轴电缆内导体与极芯相连,极芯与同轴电缆外导体之间形成天线发射窗口,所述引水管的前端靠近或抵住所述盲孔的底部。
3.根据权利要求1所述的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,其特征在于:所述扼流环套装在引水管外。
4.根据权利要求1所述的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,其特征在于:所述引水管具有靠近针头的第一子管和远离针头的第二子管,所述第一子管为绝缘材质,其后部与第二子管或扼流环密封连接;所述第二子管为金属材质,其前部与扼流环密封焊接固定。
5.根据权利要求1所述的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,其特征在于:还具有手柄,手柄内固定有与同轴电缆连接的射频同轴连接器,与进水道相连的进水腔,与出水道相连的出水腔,和与抽注液通道相连的抽注液腔。
6.根据权利要求5所述的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,其特征在于:还具有从手柄的下端或尾部伸出的进水管、出水管和抽注液管,所述进水管的前端连接进水腔,出水管的前端连接出水腔,抽注液管的前端连接抽注液腔。
7.根据权利要求1所述的具有抽注液结构的囊肿微波消融治疗针形天线,其特征在于:所述抽注液通道8内插入一根毛细管,该毛细管的前端位于与通孔9附近。
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