CN110327112B - 一种射频消融钳及包含射频消融钳的多电极射频消融系统 - Google Patents
一种射频消融钳及包含射频消融钳的多电极射频消融系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种射频消融钳及包含射频消融钳的多电极射频消融系统，包括：钳臂、钳头、手柄、伸缩杆、限位柱及双弹簧部件，其中：所述钳臂，一端与所述钳头连接，另一端与所述手柄连接；所述钳头，包括：动钳夹和定钳夹，所述动钳夹与钳臂内的传动杆连接并从钳头的开口处伸出，所述定钳夹和动钳夹上分别平行的设有至少两条电极丝，所述电极丝为长条状。在射频消融钳的能量源被激活时，每个能量源在待消融组织中产生能量场，在能量场重叠部分能产生稳定的热损伤，达到彻底阻断扰乱心脏窦性心率信号的传导，实现心脏房颤的根本治疗。本发明提高了心脏消融透壁的效果，节省了手术时间，解决了目前房颤手术易复发的难题。
Description
技术领域
本发明涉及射频消融领域，尤其是涉及一种射频消融钳及包含射频消融钳的多电极射频消融系统。
背景技术
心房颤动（简称房颤），是最常见的心律失常疾病之一。房颤发作时，心房各部位呈现一种快速而紊乱的颤动，每分钟可达500次左右。由于心房无法进行正常、规则的收缩与舒张活动，心室跳动也变得快慢不一，心率快时达130~160次/分，慢时50次/分，极不规整。房颤的病因常见的有高血压病，瓣膜病，冠心病，先心病，甲状腺机能亢进等，部分房颤患者找不到明确的发病原因临床上一般诊断为孤立性房颤和特发性房颤。
心脏瓣膜病患者中约60％伴有心房颤动，且此类患者合并的心房颤动多为持续性和永久性心房颤动。对于二尖瓣瓣膜病患者进行瓣膜置换手术时，高达80%的二尖瓣狭窄及全身性栓塞患者同时患有房颤，房颤患者的卒中风险是普通人群的6倍，而合并有二尖瓣狭窄的房颤患者，其卒中风险则提升至15倍。合并有二尖瓣狭窄的患者，栓塞事件复发率是所有房颤中风险最高的。
迷宫手术（Cox Maze）未能在临床被广大心脏外科医师所采用的主要原因是需要采用“切割缝合”的方式来处理心房组织，尽管这种方式可以彻底的阻断电传导，但与之相伴的出血风险不可忽视。为了达到能够快速、彻底的消融心房组织，并减少或消除出血的目的。
应用射频消融能量在心脏壁上消融的已知困难在于是否彻底透壁，有研究表明在心脏壁上留有1毫米左右宽的通道都能引起房颤的复发，延长消融时间能提高透壁率，但同时加大了心脏壁碳化或穿孔的风险。
此外，射频消融还需要实时监控消融组织的阻抗变化，通过消融组织的阻抗变化来判断消融的效果。而使用较大面积的消融电极会使电极接触组织的面积变大，同时消融阻抗会随之相应变小，从而影响到对消融阻抗的判断。如心脏消融电极，原本是1对电极，但是要消融更大间隔的组织，就需要将电极数量增加为2对或者3对（相当于将电极面积增加到1对电极面积的2倍或3倍），多对电极同时输出高频高压交流电，虽然可以增加消融组织面积，但是消融组织的阻抗也会减小为原来的一半或者三分之一，而心脏消融是通过阻抗来判断破壁程度的，因此阻抗变小就会影响设备对破壁情况的判断。
因此需要一种适合瓣膜置换术中可直视的消融装置及其系统来提高心脏房颤消融治疗的有效性与安全性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种在钳夹包含多对电极，且更具有效性与安全性的射频消融钳及包含射频消融钳的多电极射频消融系统。
为达到上述目的，本发明提供一种射频消融钳，其包括：钳臂、钳头、手柄、伸缩杆、限位柱及双弹簧部件，其中：
所述钳臂，一端与所述钳头连接，另一端与所述手柄连接；
所述钳头，包括：动钳夹和定钳夹，所述动钳夹与钳臂内的传动杆连接并从钳头的开口处伸出，所述定钳夹和动钳夹上分别平行的设有至少两条电极丝，所述电极丝为长条状；
所述伸缩杆，设于所述手柄和所述钳臂之内，且所述伸缩杆能够在所述手柄和所述钳臂之内推动传动杆一起滑动，控制所述定钳夹与动钳夹的开闭；
所述限位柱，设置于手柄上，其能够在伸缩杆移动到预定位置时弹出手柄而形成限位，使伸缩杆不能移动；
所述双弹簧部件设置于手柄内，并由第一弹簧和第二弹簧弹性连接组成，其中所述第一弹簧弹性抵靠于伸缩杆，而所述第二弹簧抵靠于手柄内远离伸缩杆的一端，所述第一弹簧的弹力大于第二弹簧；
线缆的一端穿过手柄与钳臂内部的空腔分别与各电极丝电性连接，所述线缆的另一端连接射频消融系统，并传递射频消融系统所发出的通断控制信号，动钳夹和定钳夹之间的形成至少一个随着通断控制信号的通断而产生或消失的纺锤体形场。
可选地，所述动钳夹与定钳夹同时设置成长度与弧度相对应的弧形或同时设置成长度相同的直线形。
可选地，所述定钳夹与动钳夹上的电极丝分别为两条，定钳夹上的电极丝分别为第一电极丝与第二电极丝，动钳夹上的电极丝分别为第三电极丝与第四电极丝。
可选地，所述伸缩杆上还设有导引槽及导引槽末端的限位孔，推动所述伸缩杆能够使限位柱在导槽内相对滑动，在所述限位柱到达限位孔时，会向手柄外弹出并卡合于所述限位孔形成限位。
可选地，所述定钳夹与动钳夹的长度为5cm至10cm，所述定钳夹与动钳夹为弧形时，其弧度为1度至15度，所述定钳夹与钳臂的夹角和动钳夹与钳臂的夹角相同，其夹角为90度至120度；所述定钳夹与动钳夹之间的夹持物厚度小于等于20毫米；所述通断控制信号的通断频率为50Hz至1KHz。
为配合上述射频消融钳，本发明还提供一种多电极射频消融系统，该多电极射频消融系统可通过高频高压电路分时复用控制装置对高频高压交流电输出进行分时复用控制，以使所连接的射频消融钳的多组面积较小的电极在不增加设备输出功率的运行环境下分时运行，以此能够消融间隔或者面积较大的组织，同时能够准确的判断消融组织的阻抗。
本发明的多电极射频消融系统，包括至少一个前述的射频消融钳，以及两个隔离控制端电源、至少两组高频高压电路分时复用控制装置、至少两组消融电极及至少两个扩展接口；所述高频高压电路分时复用控制装置包括：控制端电源接入端、通断方波控制器、高速通断控制器及高速变电抗器；所述控制端电源接入端通过所述通断方波控制器电性连接至所述高速通断控制器，所述通断方波控制器根据通断控制信号控制所述控制端电源接入端加载于所述高速通断控制器的电压通断频率；所述高速通断控制器电性连接所述高速变电抗器的初级，用以根据所述电压通断频率控制流经所述高速变电抗器的初级的电流通断频率；所述高速变电抗器的次级电性连接交流负载电路，并且在所述高速变电抗器的初级有电流导通时所述次级为导通，在所述高速变电抗器的初级无电流导通时所述次级产生电抗；其中，每组所述高频高压电路分时复用控制装置包括两个高频高压电路分时复用控制装置；每组所述消融电极包括两个消融电极；所述两个隔离控制端电源分别对应接入至每组所述高频高压电路分时复用控制装置的两个高频高压电路分时复用控制装置的控制端电源接入端；所述高频高压交流电输出电路的一输出端电性连接于每组所述高频高压电路分时复用控制装置的其中一个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器的次级的一端，所述高频高压交流电输出电路的另一输出端电性连接于每组所述高频高压电路分时复用控制装置中的另一个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器的次级的一端；每组所述消融电极对应连接于每组所述高频高压电路分时复用控制装置的两个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器的次级的另一端；所述扩展接口分别与所述消融电极电性连接，所述射频消融钳通过线缆连接于所述扩展接口。
可选地，所述高速变电抗器是由磁环体、均匀缠绕于所述磁环体上的初级漆包线及次级漆包线构成，其中缠绕于所述磁环体上的所述初级漆包线构成所述高速变电抗器的初级，缠绕于所述磁环体上的所述次级漆包线构成所述高速变电抗器的次级；所述磁环体的材质为36X23X15的锰锌铁氧体，所述初级漆包线直径为1.0mm且均匀缠绕于所述磁环体上15圈，所述次级漆包线直径为0.8mm且均匀缠绕于所述磁环体上30圈。
本发明还提供用于上述系统的射频消融笔，所述射频消融笔包括依次连接的消融笔手柄、消融笔杆和消融笔头；所述消融笔手柄和消融笔杆内部具有空腔；所述消融笔头的端部装设有两个消融笔电极丝；线缆的一端穿过消融笔手柄和消融笔杆内的空腔分别与消融笔头的消融笔电极丝电性连接，线缆的另一端连接于所述扩展接口。
可选地，所述消融笔杆能够调整折弯130度至180度，且所述消融笔杆是椭圆形的软化金属导管，管心有两根电极丝导线。
可选地，所述消融笔头的两条消融笔电极丝是左右对称的排布。
本发明的射频消融钳及其系统通过增加电极的数量，以形成多组电极，并且通过高频高压电路分时复用控制装置对高频高压交流电输出电路的分时复用，将输出的高频高压交流电分时复用在各组电极上，分时的时间间隔极小，为每秒钟50次至1000次以上，每个分时段只有一组电极在工作，输出的电流密度不受影响，且消融阻抗不受影响，在宏观和效果上等同于多组电极将同一高频高压交流电分时作用于人体组织。据此，多组电极分别单独作用于组织的消融效果能够累积，并最终达到多组电极同时作用于组织的消融效果，相比多组电极同时作用于组织，该多组电极分时复用所需的功耗较小，且电流密度与一组电极电流密度相同，消融阻抗也与一组电极相同，因此不影响消融装置通过消融组织的阻抗变化对消融效果的判断。
在能量源被激活时，每个能量源在待消融组织中产生能量场，在能量场重叠部分能产生稳定的热损伤，达到彻底阻断扰乱心脏窦性心率信号的传导，实现心脏房颤的根本治疗。本发明提高了心脏消融透壁的效果，节省了手术时间，解决了目前房颤手术易复发的难题。
附图说明
图1为本发明射频消融钳的结构示意图；
图2为本发明图1的A部放大图；
图3为本发明定钳夹与动钳夹的剖面图；
图4为本发明双极场叠加结构原理示意图；
图5为本发明定钳夹的平面结构示意图；
图6为本发明动钳夹的平面结构示意图
图7为本发明两组双极工作示意图；
图8为本发明三组双极工作示意图；
图9为本发明手柄内双弹簧部件的结构示意图；
图10为本发明射频消融笔的点消融示意图；
图11为本发明射频消融笔的结构示意图；
图12为本发明射频消融笔的可调弯结构示意图；
图13为本发明图12的B-B剖面图；
图14为本发明高频高压电路分时复用控制装置的模块结构图；
图15为本发明中的高速变电抗器的具体结构示意图；
图16为本发明中的高速通断控制器的具体结构示意图；
图17为交流电流在两个N型MOS管与初级形成的回路中顺时针流动的示意图；
图18为交流电流在两个N型MOS管与初级形成的回路中逆时针流动的示意图；
图19为具有两组消融电极的多电极射频消融系统的结构示意图；
图20为具有三组消融电极的多电极射频消融系统的结构示意图；
图21为具有两组消融电极的多电极射频消融系统中各通断方波控制器的通断控制信号的波形图；
图22为具有三组消融电极的多电极射频消融系统中各通断方波控制器的通断控制信号的波形图；
图23为本发明多电极射频消融系统部分集成于射频消融仪中的外形示意图。
附图中的符号说明：
1第一电极丝；2第二电极丝；3第三电极丝；4第四电极丝；5动钳夹；6定钳夹；7钳臂；8手柄；9伸缩杆；10限位柱；11消融笔头；12消融笔电极丝；13消融笔杆；14消融笔手柄；15双弹簧部件；第一弹簧17；第二弹簧16；21 控制端电源接入端；22 通断方波控制器；23高速通断控制器；31 二极管；24 高速变电抗器；41 初级；42 次级；43 磁环体；44 初级漆包线；45 次级漆包线；Y；Y’消融电极；V1 高频高压交流电输出电路的一输出端；V2 高频高压交流电输出电路的另一输出端；X；X’；X’’通断控制信号；50扩展接口。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
本发明的射频消融钳及系统应用于患者进行心外科瓣膜置换手术前，需先行对房颤患者做消融处理，因为处于心脏停跳状态，而为了给换瓣手术留出更多时间，消融处理必须快速消融透壁。
具体来说，如图1至3所示，本发明的射频消融钳，其包括：钳臂7、钳头、手柄8、伸缩杆9、限位柱10及双弹簧部件15，其中：所述钳臂7，其一端与所述钳头连接，另一端与所述手柄8连接；所述钳头，包括：动钳夹5和定钳夹6，所述动钳夹5与钳臂7内的传动杆连接并从钳头的开口处伸出，其中传动杆可再通过U型杆与动钳夹5刚性连接，所述定钳夹6和动钳夹5上分别平行的设有至少两条电极丝，所述电极丝为长条状；所述伸缩杆9，设于所述手柄8和所述钳臂7之内，且所述伸缩杆9能够在所述手柄8和所述钳臂7之内推动传动杆一起滑动，控制所述定钳夹与动钳夹的开闭；所述限位柱10，设置于手柄8上，其能够在伸缩杆9移动到预定位置时弹出手柄8而形成限位，使伸缩杆9不能移动；所述双弹簧部件15设置于手柄8内，并由第一弹簧17和第二弹簧16弹性连接组成，其中所述第一弹簧17弹性抵靠于伸缩杆9，而所述第二弹簧16抵靠于手柄8内远离伸缩杆9的一端，所述第一弹簧17的弹力大于第二弹簧16；线缆的一端穿过手柄8与钳臂7内部的空腔分别与各电极丝电性连接，所述线缆的另一端连接射频消融系统，并传递射频消融系统所发出的通断控制信号，动钳夹5和定钳夹6之间的形成至少一个随着通断控制信号的通断而产生或消失的纺锤体形场。
如图5、图6所示，所述动钳夹5与定钳夹6可同时设置成长度与弧度相对应的弧形或同时设置成长度相同的直线形。
而在此实施例中，所述定钳夹6与动钳夹5上的电极丝分别为两条，定钳夹6上的电极丝分别为第一电极丝1与第二电极丝2，动钳夹5上的电极丝分别为第三电极丝3与第四电极丝4。两个钳夹闭合后激活射频能量场参见图7。而如图3所示，第一电极丝1与第四电极丝4为一组，第二电极丝2与第三电极丝3为一组，射频能量场使细胞内外极性离子与分子震荡生热，致使细胞内外水分蒸干、固缩，达到无菌性灭活，从而达到阻断错乱电生理信号的通道，实现治疗房颤的目的。所述的两组对齐电极丝有一定间隔距离，每一对电极丝在传入的射频能量场下可形成纺锤体形场，两个相邻的纺锤体形场形成一个场叠加区域，在两组能量场的交汇处形成一个参见图4的纺锤体区域，此区域细胞内外的水被快速蒸干并灭活，形成一条清晰的消融阻断线，节省手术时间并能提高消融透壁率。
再请同时参看图1和图9，使用时，术者手握消融钳手柄8用定钳夹6确定好消融位置，推动伸缩杆9，将伸缩杆9推入手柄8，继而带动双弹簧部件15与U形杆（未图示）的弹性连接在手柄8和钳臂7的导管中直线移动，同时牵引动钳夹5向定钳夹6靠近，最终使定钳夹6与动钳夹5趋于闭合，直到夹紧环肺静脉心脏组织，压缩所述双弹簧部件15，当两钳嘴闭合到一定位置，带动限位柱10在手柄8内形成自动限位并弹起，使得动钳夹5不再能移动。举例来说，伸缩杆9上可设有导引槽及导引槽末端的限位孔，推动伸缩杆9可使限位柱10可在导引槽内相对滑动，在限位柱10到达限位孔时，即可向垂直于导引槽的方向向手柄8外弹出并卡合于所述限位孔形成限位。
在上述实施例中，其中第一弹簧17抵靠于伸缩杆9并能提供回推伸缩杆9所需的弹力，而第二弹簧16抵靠于手柄8远离伸缩杆9的一端，并可在限位柱10提供限位后依然能够在一定范围内提供恒定不变的反弹力，进而解决不同厚度的心脏组织的夹紧消融，术者不用担心各个患者心脏壁厚的差异带来的手术困难，有效降低了手术难度，并保护不同厚度待消融组织不受夹持力的损伤，同时能形成有效贴紧消融组织的表面。当消融完毕后按下限位杆10，动钳夹5就在双弹簧结构的作用下自动回推伸缩杆9，可以进行下一个位置的消融。
作为优选方案，所述定钳夹与动钳夹的长度为5cm至10cm，所述定钳夹与动钳夹的弧度为1度至15度，所述定钳夹与钳臂的夹角和动钳夹与钳臂的夹角相同，其夹角为90度至120度。
而在所述限位柱10锁入手柄内形成自动限位后，在双弹簧结构的作用下，定钳夹与动钳夹之间的夹持物厚度可以在0~20毫米之间。
在上述实施例中，本消融装置只展现了双组双极场叠加射频消融的应用示例，如图7所示，两组电极丝产生两个纺锤体形场，这两个纺锤体形场形成一个场叠加区域；不排除特殊情况下应用3组双极场叠加射频消融以及应用多组双极场叠加射频消融，如图8所示，三组电极丝产生三个纺锤体形场，这三个纺锤体形场形成两个场叠加区域。
如图14所示，为本发明一种高频高压电路分时复用控制装置的一具体实施例，其包括控制端电源接入端21、通断方波控制器22、高速通断控制器23及高速变电抗器24；其中该控制端电源接入端21是作为接入隔离控制端电源(图未标示)用的，在本发明中接入至该控制端电源接入端的隔离控制端电源为12V的直流电源，以此作为加载于高速通断控制器23且控制其导通或截止的控制电源（电场）。该控制端电源接入端21通过通断方波控制器22电性连接至高速通断控制器23，其中该通断方波控制器22是一种波形信号控制装置，其在电子装置控制领域应用十分广泛，因此本发明不对其结构与型号再行赘述，该通断方波控制器22根据通断控制信号（如方波控制信号）控制该控制端电源接入端21加载于高速通断控制器23的电压通断频率；该高速通断控制器23电性连接高速变电抗器24的初级，用以根据电压通断频率控制流经高速变电抗器24的初级的电流通断频率；在本发明中，该通断控制信号的通断频率为50Hz至1KHz，也就是说，该通断方波控制器22每秒控制高速变电抗器的初级电流导通和断开50次至1000次；该高速变电抗器的次级电性连接交流负载电路，并且在高速变电抗器的初级有电流导通时该次级为导通状态，在高速变电抗器的初级无电流导通时该次级产生电抗。
更具体而言，该高速变电抗器类似一个变压器，其初级接受控制而处于短路或开路状态，其次级串联在交流电路中，如图15所示，该高速变电抗器24是由磁环体43、均匀缠绕于该磁环体43上的初级漆包线44及次级漆包线45构成，其中缠绕于该磁环体43上的初级漆包线44构成高速变电抗器24的初级41，缠绕于该磁环体43上的次级漆包线45构成高速变电抗器24的次级42。该磁环体43的材质为36X23X15的锰锌铁氧体，该初级漆包线44直径为1.0mm且均匀缠绕于磁环体43上15圈，次级漆包线45直径为0.8mm且均匀缠绕于磁环体43上30圈。当该初级41无电流导通（开路）时，该次级42产生电抗，通常电抗会随着交流电路频率的变化而变化，并引起交流电路中电流与电压的相位变化，电抗的公式为：Z=2πfL，根据公式可知电抗与交流电的频率和电感量是成正比例关系的。在本发明中，该高速变电抗器24的次级42的电感量为2.5mH，根据射频消融设备的工作频率一般为460KHz，在高速变电抗器24的初级41开路（初级无电流通过）时，高速变电抗器24的次级42串联在交流负载电路中，相当于串联入一个2.5mH的电感，而其电抗大小为Z=2πfL=2*3.14*460000*2.5/1000=7.2KΩ，而射频消融设备的标准阻抗一般是100-500Ω，此时，次级42串联在交流电路中的电抗远大于射频消融设备的标准阻抗，根据欧姆定律，在串联电路中该次级42分压了大部分高频高压交流电的电压，而负载电路只分压很少的电压；而在该高速变电抗器24的初级41有电流导通（短路）时，该次级42的电抗会非常小，相比较射频消融设备的标准阻抗而言可以忽略不计，因此负载电路会分压高频高压交流电的绝大部分电压。
如图16所示，本发明中，该高速通断控制器23是由两个场效应管构成，具体为两个N型MOS管电性连接高速变电抗器24的初级41的两端构成，其中控制端电源接入端的正极电性连接通断方波控制器22后再与两个N型MOS管的栅极G电性连接，两个N型MOS管的漏极D分别与高速变电抗器24的初级41的一端及另一端电性连接，两个N型MOS管的源极S与控制端电源接入端的负极GND电性连接。根据N型MOS管电流大、速度快的特性，利用通断方波控制器22的通断控制信号控制加载于N型MOS管栅极G与源极S之间电压（电场）的通断频率（每秒几百次到几千次），从而控制N型MOS管漏极D电流输出的通断频率（即有无电流流出），进而快速、稳定地控制高速变电抗器24的初级41中电流的导通与截止。另外，在两个N型MOS管的漏极D与源极S之间还分别电性连接一个二极管31，其中源极S与二极管31的正极电性连接，漏极D与二极管31的负极电性连接。该二极管31的作用为N型MOS管内部反向（电流）的保护二极管，尤其是当选用大功率的N型MOS管时，其内部要有反向的保护二极管31，该二极管31的速度与N型MOS管的导通截止速度基本一致。具体而言，在通断方波控制器22的通断控制信号（如方波控制信号）控制下，N型MOS管的栅极G与源极S间会形成加载电压（电场）与不加载电压的切换状态，进而使漏极D电流输出为有电流输出与无电流输出的切换状态。当N型MOS管的栅极G与源极S间加载电压使漏极D有电流输出时，该高速变电抗器24的初级41处于导通状态，而高速变电抗器24的次级42流经的是交流电流，在电磁感应的作用下，该初级41中流经的也是交流电流，如图17所示，为交流电流在两个N型MOS管与初级41形成的回路中顺时针流动的示意图，电流从控制端电源接入端负极GND流出，通过上方N型MOS管的二极管31到高速变电抗器24的初级41，然后到下方N型MOS管后流回控制端电源接入端负极GND，形成闭合回路，由于N型MOS管和二极管31压降很小，可以忽略，因此相当于高速变电抗器24的初级41短路；如图18所示，为交流电流在两个N型MOS管与初级41形成的回路中逆时针流动的示意图，电流从控制端电源接入端负极GND流出，通过下方N型MOS管的二极管31到高速变电抗器24的初级41，然后到上方N型MOS管后流回控制端电源接入端负极GND，形成闭合回路，由于N型MOS管和二极管31压降很小，可以忽略，因此相当于高速变电抗器24的初级41短路。
本发明还提供了一种多电极射频消融系统，其电性连接于一个高频高压交流电输出电路(图未标示)中，该多电极射频消融系统包括：两个隔离控制端电源(图未标示)、至少两组如上所述的高频高压电路分时复用控制装置以及至少两组消融电极；如图19、20所示，为本发明多电极射频消融系统的两个具体实施例，图19显示为具有两组消融电极的多电极射频消融系统，图20显示为具有三组消融电极的多电极射频消融系统。每组高频高压电路分时复用控制装置包括两个高频高压电路分时复用控制装置；每组消融电极包括两个消融电极Y、Y’；该两个隔离控制端电源分别对应接入至每组高频高压电路分时复用控制装置的两个高频高压电路分时复用控制装置的控制端电源接入端，本发明中，无论是几组高频高压电路分时复用控制装置，只需要两个相互隔离的隔离控制端电源即可，如图19、20所示，分别用GND1和GND2表示该两个隔离控制端电源的负极；该高频高压交流电输出电路的一输出端V1电性连接于每组高频高压电路分时复用控制装置的其中一个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器24的次级42的一端，该高频高压交流电输出电路的另一输出端V2电性连接于每组高频高压电路分时复用控制装置中的另一个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器24的次级42的一端；每组消融电极(两个消融电极Y、Y’)对应连接于每组高频高压电路分时复用控制装置的两个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器24的次级42的另一端。
如图21所示，为具有两组消融电极的多电极射频消融系统中各通断方波控制器的通断控制信号的波形图，其中通断控制信号X是控制第一组高频高压电路分时复用控制装置的通断控制信号，通断控制信号X’是控制第二组高频高压电路分时复用控制装置的通断控制信号；图22所示，为具有三组消融电极的多电极射频消融系统中各通断方波控制器的通断控制信号的波形图，其中通断控制信号X是控制第一组高频高压电路分时复用控制装置的通断控制信号，通断控制信号X’是控制第二组高频高压电路分时复用控制装置的通断控制信号，通断控制信号X’’是控制第三组高频高压电路分时复用控制装置的通断控制信号，波形中高电平时高速变电抗器的初级为短路状态，等效为输出电路与消融电极导通；低电平时高速变电抗器的初级为开路状态，等效为输出电路与消融电极开路。各组高频高压电路分时复用控制装置的通断方波控制器的通断控制信号的方波相差为360度/高频高压电路分时复用控制装置的组数；各组高频高压电路分时复用控制装置的通断方波控制器的通断控制信号的方波波形占空比为1/高频高压电路分时复用控制装置的组数*100%，即两组消融电极的通断控制信号X与X’是相差180度的2个方波，波形的占空比是50%，三组消融电极的通断控制信号X、X’与X’’是相差120度的3个方波，波形占空比是33.33%，以此类推，N组消融电极的通断控制信号的相差是（360/N）度，波形的占空比是1/N*100%。以此可确保该多电极射频消融系统的数组消融电极分时复用的稳定运行。
上述多电极射频消融系统在使用时可安装于如图23所示的，射频消融仪内，其消融电极（本实施例示例性的使用两个消融电极Y、Y’）电性连接在射频消融仪的扩展接口50上，而扩展接口50可以设置为与消融电极的数量相对应。扩展接口50可以通断控制信号并电连接多种射频消融设备，例如射频消融钳、射频消融笔等，将多电极射频消融系统输出的高频高压交流电分时复用在射频消融设备的各组电极丝上，通过信号的高频切换实现对纺锤体形场的相应控制。此外，射频消融仪上还可设置有切换开关，用于方便用户切换所需的射频消融设备。
作为一种可选的射频消融设备，本发明还提供一种射频消融笔；该射频消融笔包括依次连接的消融笔手柄14、消融笔杆13和消融笔头11；所述消融笔手柄14和消融笔杆13内部具有空腔；所述消融笔头11的端部装设有两个消融笔电极丝12；线缆的一端穿过消融笔手柄14和消融笔杆13内的空腔分别与消融笔头11的消融笔电极丝电性12连接，线缆的另一端连接于所述扩展接口50。
而作为本发明的一个实施例，所述消融笔杆能够调整折弯130度至180度，能随手术中所需弯度进行手动定形折弯调整，且所述消融笔杆是椭圆形的软化金属导管，管心有两根电极丝导线。其中，所述消融笔头的两条消融笔电极丝是左右对称的排布。
如图10所示，射频消融笔可以单只或多只同时使用，图中上半部的射频消融笔位于心脏壁之外，而下半部的射频消融笔则位于心脏壁之内。
在使用时，术者在进行左、右肺静脉环状隔离消融和双侧肺静脉环的连线隔离消融，以及右下肺静脉至二尖瓣环的隔离消融连线、左上肺静脉与左心耳的隔离消融连线，在此过程中根据每个患者心脏的大小和凹凸及不规整的实际情况，对相关病灶处实行点消融。参见图11，术者手拿消融笔手柄14，用消融笔头11上的消融笔电极丝12紧贴心脏壁激发射频能量场进行心脏壁内、外消融见图10，根据消融点位置的需要可以调整消融笔杆13的折弯角度，角度调整范围在130度至180度见图12。图13则表示了消融笔杆13两条线缆的排列方式。
由以上消融装置可见，射频消融钳处理线性阻断区域，射频消融笔处理不平整的点状阻断区域，射频消融钳与射频消融笔配合使用能有效解决实际手术中在心脏壁不规整下的消融阻断线的建立，以及多组双极场叠加的消融结构确保了阻断线的彻底透壁，提高了房颤的治疗效果，为患者消除痛苦。
本发明通过高频高压电路分时复用控制装置对高频高压交流电输出进行分时复用，以将输出的高频高压交流电分时复用在各组电极上，并传到到相应射频消融设备的各组电极丝上，分时的时间间隔极小，为每秒钟50次至1000次以上，每个分时段只有一组电极在工作，分时复用的多组电极对治疗组织做功均匀，且各组电极输出的电流密度不受影响，且消融阻抗不受影响，在宏观和效果上等同于多组电极将同一高频高压交流电分时作用于人体组织。据此，多组电极分别单独作用于组织的消融效果能够累积，并最终达到多组电极同时作用于组织的消融效果，相比多组电极同时作用于组织，该多组电极分时复用所需的功耗较小，且电流密度与一组电极电流密度相同，消融阻抗也与一组电极相同，因此不影响消融装置通过消融组织的阻抗变化对消融效果的判断。
而在能量源被激活时，每个消融装置（例如本发明的射频消融钳和射频消融笔）的能量源通过电极丝在待消融组织中产生能量场，在能量场重叠部分能产生稳定的热损伤，达到彻底阻断扰乱心脏窦性心率信号的传导，实现心脏房颤的根本治疗。本发明提高了心脏消融透壁的效果，节省了手术时间，解决了目前房颤手术易复发的难题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，包括至少一个的射频消融钳，以及两个隔离控制端电源、至少两组高频高压电路分时复用控制装置、至少两组消融电极及至少两个扩展接口；
所述射频消融钳包括：钳臂、钳头、手柄、伸缩杆、限位柱及双弹簧部件，其中：
所述钳臂，一端与所述钳头连接，另一端与所述手柄连接；
所述钳头，包括：动钳夹和定钳夹，所述动钳夹与钳臂内的传动杆连接并从钳头的开口处伸出，所述定钳夹和动钳夹上分别平行的设有至少两条电极丝，所述电极丝为长条状；
所述伸缩杆，设于所述手柄和所述钳臂之内，且所述伸缩杆能够在所述手柄和所述钳臂之内推动传动杆一起滑动，控制所述定钳夹与动钳夹的开闭；
所述限位柱，设置于手柄上，其能够在伸缩杆移动到预定位置时弹出手柄而形成限位，使伸缩杆不能移动；
所述双弹簧部件设置于手柄内，并由第一弹簧和第二弹簧弹性连接组成，其中所述第一弹簧弹性抵靠于伸缩杆，而所述第二弹簧抵靠于手柄内远离伸缩杆的一端，所述第一弹簧的弹力大于第二弹簧；
线缆的一端穿过手柄与钳臂内部的空腔分别与各电极丝电性连接，所述线缆的另一端连接射频消融系统，并传递射频消融系统所发出的通断控制信号，动钳夹和定钳夹之间的形成至少一个随着通断控制信号的通断而产生或消失的纺锤体形场；
所述高频高压电路分时复用控制装置包括：控制端电源接入端、通断方波控制器、高速通断控制器及高速变电抗器；所述控制端电源接入端通过所述通断方波控制器电性连接至所述高速通断控制器，所述通断方波控制器根据通断控制信号控制所述控制端电源接入端加载于所述高速通断控制器的电压通断频率；
所述高速通断控制器是由两个N 型MOS 管电性连接所述高速变电抗器的初级的两端构成，其中所述控制端电源接入端的正极电性连接所述通断方波控制器后再与所述两个N型MOS 管的栅极电性连接，所述两个N 型MOS 管的漏极分别与所述高速变电抗器的初级的一端及另一端电性连接，所述两个N 型MOS 管的源极与所述控制端电源接入端的负极电性连接，用以根据所述电压通断频率控制流经所述高速变电抗器的初级的电流通断频率；所述高速变电抗器的次级的一端电性连接高频高压交流电输出电路的输出端，所述高速变电抗器的次级的另一端连接消融电极，并且在所述高速变电抗器的初级有电流导通时所述次级的所述高频高压交流电输出电路的输出端与所述消融电极之间为导通，在所述高速变电抗器的初级无电流导通时所述次级的所述高频高压交流电输出电路的输出端与所述消融电极之间产生电抗；其中每组所述高频高压电路分时复用控制装置包括两个高频高压电路分时复用控制装置，各组所述高频高压电路分时复用控制装置的所述通断方波控制器的通断控制信号的方波相差为360 度/高频高压电路分时复用控制装置的组数，各组所述高频高压电路分时复用控制装置的所述通断方波控制器的通断控制信号的方波波形占空比为1/高频高压电路分时复用控制装置的组数*100%，以实现至少两组所述消融电极的分时复用；
其中，每组所述消融电极包括两个消融电极；所述两个隔离控制端电源分别对应接入至每组所述高频高压电路分时复用控制装置的两个高频高压电路分时复用控制装置的控制端电源接入端；所述高频高压交流电输出电路的一输出端电性连接于每组所述高频高压电路分时复用控制装置的其中一个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器的次级的一端，所述高频高压交流电输出电路的另一输出端电性连接于每组所述高频高压电路分时复用控制装置中的另一个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器的次级的一端；每组所述消融电极对应连接于每组所述高频高压电路分时复用控制装置的两个高频高压电路分时复用控制装置的高速变电抗器的次级的另一端；所述扩展接口分别与所述消融电极电性连接并传输所述通断控制信号，所述射频消融钳通过线缆连接于所述扩展接口。
2.如权利要求1所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述动钳夹与定钳夹同时设置成长度与弧度相对应的弧形或同时设置成长度相同的直线形。
3.如权利要求1所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述定钳夹与动钳夹上的电极丝分别为两条，定钳夹上的电极丝分别为第一电极丝与第二电极丝，动钳夹上的电极丝分别为第三电极丝与第四电极丝。
4.如权利要求1所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述伸缩杆上还设有导引槽及导引槽末端的限位孔，推动所述伸缩杆能够使限位柱在导槽内相对滑动，在所述限位柱到达限位孔时，会向手柄外弹出并卡合于所述限位孔形成限位。
5.如权利要求2所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述定钳夹与动钳夹的长度为5cm至10cm，所述定钳夹与动钳夹为弧形时，其弧度为1度至15度，所述定钳夹与钳臂的夹角和动钳夹与钳臂的夹角相同，其夹角为90度至120度；所述定钳夹与动钳夹之间的夹持物厚度小于等于20毫米；所述通断控制信号的通断频率为50Hz至1KHz。
6.如权利要求1所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述高速变电抗器是由磁环体、均匀缠绕于所述磁环体上的初级漆包线及次级漆包线构成，其中缠绕于所述磁环体上的所述初级漆包线构成所述高速变电抗器的初级，缠绕于所述磁环体上的所述次级漆包线构成所述高速变电抗器的次级；所述磁环体的材质为36X23X15的锰锌铁氧体，所述初级漆包线直径为1.0mm且均匀缠绕于所述磁环体上15圈，所述次级漆包线直径为0.8mm且均匀缠绕于所述磁环体上30圈。
7.如权利要求1或6所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，还包括：至少一个射频消融笔；所述射频消融笔包括依次连接的消融笔手柄、消融笔杆和消融笔头；所述消融笔手柄和消融笔杆内部具有空腔；所述消融笔头的端部装设有两个消融笔电极丝；线缆的一端穿过消融笔手柄和消融笔杆内的空腔分别与消融笔头的消融笔电极丝电性连接，线缆的另一端连接于所述扩展接口。
8.如权利要求7所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述消融笔杆能够调整折弯130度至180度，且所述消融笔杆是椭圆形的软化金属导管，管心有两根电极丝导线。
9.如权利要求7所述的包含射频消融钳的多电极射频消融系统，其特征在于，所述消融笔头的两条消融笔电极丝是左右对称的排布。
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