CN110507414A - 一种多缝隙微波消融针 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多缝隙微波消融针，其包括天线辐射区和消融针水冷系统，天线辐射区包括金属针头、发射区外套和半钢同轴电缆，发射区外套由相对介电常数在28～32的耐高温材料制成，且其包括一个台阶通孔；半钢同轴电缆包括同轴电缆外导体、同轴电缆内导体、同轴电缆绝缘层，半钢同轴电缆有两处的同轴电缆外导体和绝缘层被环剥，填充相对介电常数在25～35的耐高温材料，从而与发射区外套形成第一发射窗口和第二发射窗口，发射区外套的台阶通孔分为两段，半钢同轴电缆套设在台阶通孔的第一段孔内，台阶通孔的第二段孔内填充金属，与发射区外套形成第三发射窗口。该消融针通过设置三个发射窗口，从而保证消融热区范围更大，且更接近球体。

Description

一种多缝隙微波消融针
技术领域
本发明属于微波消融针技术领域，具体涉及一种多缝隙微波消融针。
背景技术
微波消融技术已经广泛应用于临床医学中，通过微波源控制其输出功率来达到尖端升温效果，使病灶处肿瘤细胞蛋白质变性凝固，达到杀死肿瘤细胞的治疗效果。相较于大范围的切除手术以及化疗放疗带来的强烈副作用，微波消融技术可以显著提高患者治疗效率和生活质量。微波消融技术的成熟与完善将会为肿瘤的治疗开辟新的模式。
但是，目前的微波消融针在治疗肿瘤时，在消融范围更大更圆方面性能并不能达到实际的需求，中国发明专利CN 104546126 A公开了一种适用于肺癌介入治疗的微波消融天线，消融直径在5cm以上，但是圆度并不高，形状是椭球或者纺锤型，癌症病灶大部分结构趋近于球体，当消融区域非球体时将导致肿瘤消融不彻底，或者损伤了很大部分的正常的组织。并且其消融热区整体靠上，也就是针头远离了消融中心位置，导致消融手术很难控制。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种多缝隙微波消融针，该消融针消融范围更接近球体，针头更接近消融范围的中心，消融效果好。
本发明的目的通过如下的技术方案来实现：
一种多缝隙微波消融针，其特征在于，包括天线辐射区和消融针水冷系统，所述的天线辐射区包括金属针头、发射区外套和半钢同轴电缆，所述的发射区外套由相对介电常数在28～32的耐高温材料制成，且其包括一个台阶通孔；所述的半钢同轴电缆包括同轴电缆外导体、同轴电缆内导体、同轴电缆绝缘层，所述的半钢同轴电缆有两处的同轴电缆外导体和绝缘层被环剥，填充相对介电常数在25～35的耐高温材料，从而与发射区外套形成第一发射窗口和第二发射窗口，所述的发射区外套的台阶通孔分为两段，所述的半钢同轴电缆套设在所述的台阶通孔的第一段孔内，所述的台阶通孔的第二段孔内填充金属形成金属电极，与发射区外套形成第三发射窗口。
进一步地，所述的台阶通孔的第二段孔为锥形孔，其临近金属针头一端的直径与临近所述的同轴电缆内导体一端的直径的比值为1～3。
进一步地，所述的第三发射窗口的长度为3～4mm，所述的第一发射窗口和第二发射窗口的长度为0.9～1.2mm，所述的第一发射窗口和第二发射窗口之间的距离为0.9～1.2mm，所述的第二发射窗口和第三发射窗口的距离也为0.9～1.2mm。
进一步地，所述的同轴电缆内导体的直径为0.28～0.31mm，所述的同轴电缆绝缘层的外径为0.93～0.95mm，所述的同轴电缆外导体的外径为1.2～1.3mm；所述的消融针的外径为1.8～1.9mm。
进一步地，所述的发射区外套具体由氧化锆制成，所述的半钢同轴电缆内填充的耐高温材料为氧化锆。
进一步地，所述的金属针头为锥形，其长度和底部直径的比值为2～5。
本发明的有益效果如下：
本发明的消融针通过设置三个发射窗口形成三个热区共同作用，并合理设置消融针各部分的尺寸和材料，从而保证消融热区范围更大，且更接近球体，并通过水冷系统保证消融针针杆温度可控，从而保证消融安全性。
附图说明
图1为本发明的微波消融针的天线部分的剖视图；
图2为本发明的消融针的整体结构示意图；
图3为本发明消融针消融效果图，图中圆形区域直径6cm。
图中标号示意如下：消融针天线辐射区100，金属针头110，发射区外套120，第三发射窗口121，第一发射窗口122，第二发射窗口123，半钢同轴电缆130，同轴电缆内导体131，同轴电缆绝缘层132，同轴电缆外导体133，金属电极134，防水垫141，针杆142，水循环通道143，挡水层144，出水箱210，进水箱220，同轴电缆连接端230，出水口240，进水口250。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-2所示，本发明提供的多缝隙微波消融针，使用半钢同轴电缆当作天线，将微波信号辐射出去，将微波能变成热能。半钢同轴电缆一端通过微波连接线与微波源进行连接，半钢同轴电缆另一端进行加工，形成微波发射区，向外辐射微波。在天线辐射一端，进行结构设计，以达到消融范围更大更圆的效果。为了不是杆温升温过高导致正常组织受损，消融针进行了水冷降温。
本发明的多缝隙微波消融针包括天线辐射区100和消融针水冷系统，所述的天线辐射区包括金属针头110、发射区外套120和半钢同轴电缆130，所述的发射区外套120由相对介电常数在28～32的耐高温材料制成，且其包括一个台阶通孔；所述的半钢同轴电缆包括同轴电缆外导体133、同轴电缆内导体131、同轴电缆绝缘层132，所述的半钢同轴电缆有两处的同轴电缆外导体133和绝缘层132被环剥，填充相对介电常数在25～35的耐高温材料，从而与发射区外套120形成第一发射窗口122和第二发射窗口123，所述的发射区外套120的台阶通孔分为两段，所述的半钢同轴电缆套设在所述的台阶通孔的第一段孔内，所述的台阶通孔的第二段孔内填充金属，与发射区外套120形成第三发射窗口121。
如图1中所示，第一发射窗口122和第二发射窗口123是将半钢同轴电缆130，按着一定的距离进行制作，第一发射窗口122和第二发射窗口123是剥离相应部分的同轴电缆外导体133、同轴电缆绝缘层132，将裸露的同轴电缆内导体131套入高相对介电常数的耐高温氧化锆陶瓷材料，并且通过AB胶与相邻的面进行紧密连接。
为了提高针头的稳定度，且为了防止手术过程中消融针针头脱落导致二次手术伤害，同时增加消融范围以及消融圆度，将台阶通孔的第二段孔设置为锥形孔，其临近金属针头110一端的直径与临近的同轴电缆内导体131一端的直径的比值为1～3。且使锥形孔内填充金属与金属针头焊接连接，对针头进行加固处理。
为了保证有效消融范围更大更圆，设置第三发射窗口121的长度为3～4mm，第一发射窗口122和第二发射窗口123的长度为0.9～1.2mm，第一发射窗口122和第二发射窗口123之间的距离为0.9～1.2mm，第二发射窗口123和第三发射窗口121的距离也为0.9～1.2mm。
为了保证有效消融范围更大更圆，设置同轴电缆内导体131的直径为0.28～0.31mm，的同轴电缆绝缘层132的外径为0.93～0.95mm，的同轴电缆外导体133的外径为1.2～1.3mm；的消融针的外径为1.8～1.9mm。
如图1-2所示，消融针水冷系统包括出水箱210、进水箱220、出水口240、进水口250，水循环通道143、挡水层144、防水垫141，半钢同轴电缆130套进针杆142中，并且将挡水层144固定在两者之间，形成水循环通道143。通过环氧树脂胶与针杆142和同轴电缆外导体133进行密封连接，保证冷却水在消融针内部流动不泄露出消融针，且针杆142采用不锈钢材质，保证微波消融针整体的硬度不易弯曲变形，也保证了冷却水在流动中生锈。防水垫141经过AB胶与发射区外套120进行固定，并且消融针冷却水使用的是安全的生理盐水，即使因为意外原因导致泄漏，对人体以及手术没有负面影响。
如图2中所示，进水口250与外界的生理盐水水源进行连接，通过外界的水泵提供动力，将外界的冷却生理盐水按着一定的速率输入进水口250到进水箱220，冷却水从进水箱220进入消融针管，在防水垫141、水循环通道143、挡水层144等共同组成消融针水冷系统中进行对消融管的冷却降温。冷却水经过消融针针管之后回到出水箱210，换热后的冷却水接着从出水口240中流出到外界的，从而形成了水冷循环降温系统。
如图2中所示，微波源将微波信号通过具有一定长度软的连接线与消融针同轴电缆接线端230进行连接，消融针同轴电缆接线端230是整个消融针的微波输入通道。
图3给出了一个具体的消融针的消融效果图，该消融针临近金属针头110一端的直径与临近同轴电缆内导体131一端的直径的比值为3。第三发射窗口121的长度为3.5mm，第一发射窗口122和第二发射窗口123的长度为0.9mm，第一发射窗口122和第二发射窗口123之间的距离为1mm，第二发射窗口123和第三发射窗口121的距离也为0.9mm。同轴电缆内导体131的直径为0.28mm，同轴电缆绝缘层132的外径为0.94mm，同轴电缆外导体133的外径为1.2mm；消融针的外径为1.8mm。金属针头110为锥形，其长度和底部直径的比值为3.8。发射区外套120由氧化锆制成，第一第二发射窗口填充氧化锆。实验在室温25摄氏度，微波功率为50W，进行对新鲜离体猪肝消融600秒，得出的实验数据。
如图3所示，在消融效果图中可知消融范围(亮线部分的外轮廓)近于球体，且直径大于6cm。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多缝隙微波消融针，其特征在于，包括天线辐射区和消融针水冷系统，所述的天线辐射区包括金属针头(110)、发射区外套(120)和半钢同轴电缆(130)，所述的发射区外套(120)由相对介电常数在28～32的耐高温材料制成，且其包括一个台阶通孔；所述的半钢同轴电缆包括同轴电缆外导体(133)、同轴电缆内导体(131)、同轴电缆绝缘层(132)，所述的半钢同轴电缆有两处的同轴电缆外导体(133)和绝缘层(132)被环剥，填充相对介电常数在25～35的耐高温材料，从而与发射区外套(120)形成第一发射窗口(122)和第二发射窗口(123)，所述的发射区外套(120)的台阶通孔分为两段，所述的半钢同轴电缆套设在所述的台阶通孔的第一段孔内，所述的台阶通孔的第二段孔内填充金属形成金属电极(134)，与发射区外套(120)形成第三发射窗口(121)。
2.根据权利要求1所述的多缝隙微波消融针，其特征在于，所述的台阶通孔的第二段孔为锥形孔，其临近金属针头(110)一端的直径与临近所述的同轴电缆内导体(131)一端的直径的比值为1～3。
3.根据权利要求1所述的多缝隙微波消融针，其特征在于，所述的第三发射窗口(121)的长度为3～4mm，所述的第一发射窗口(122)和第二发射窗口(123)的长度为0.9～1.2mm，所述的第一发射窗口(122)和第二发射窗口(123)之间的距离为0.9～1.2mm，所述的第二发射窗口(123)和第三发射窗口(121)的距离也为0.9～1.2mm。
4.根据权利要求1所述的多缝隙微波消融针，其特征在于，所述的同轴电缆内导体(131)的直径为0.28～0.31mm，所述的同轴电缆绝缘层(132)的外径为0.93～0.95mm，所述的同轴电缆外导体(133)的外径为1.2～1.3mm；所述的消融针的外径为1.8～1.9mm。
5.根据权利要求1所述的多缝隙微波消融针，其特征在于，所述的发射区外套(120)具体由氧化锆制成，所述的半钢同轴电缆(130)内填充的耐高温材料为氧化锆。
6.根据权利要求1所述的金属针头，其特征在于，所述的金属针头(110)为锥形，其长度和底部直径的比值为2～5。
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