CN111329579B - 一种多层同心电极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型结构的电极，属于医疗领域。但本电极也可以用作其他领域。本发明设计的电极形状，采用了横截面为“多层同心”的结构。本发明是通过特殊形状的电极，来增强电极功能的，不是针对电极材料进行创新。本发明的电极，可以极大提高能量输出的精度，而且可以更加灵活地实现在同一电极内达到不同效果的同时输出，是电极结构的重大创新，具有很好的应用前景。

Description

一种多层同心电极
技术领域
本发明涉及一种新型结构的电极，属于医疗领域。但本电极也可以用作其他领域。
背景技术
如何增强电极对生物体的电传导、电场、射频(RF)等作用，一直是治疗领域不懈追求的目标。尤其是在诸如射频(RF)治疗等精准治疗领域，电极结构直接影响到功率输出精度及治疗效果。但目前使用的电极结构，存在诸多缺陷，如功率传导精度不够、距离电极稍远的组织也被附带损伤等。因此，通过改进或重新设计新结构的电极，是解决问题的必然选择。
发明内容
发明人经大量实验和筛选，设计出一种新型的生物电极。具体地说，本发明是通过特殊形状的电极，来增强电极功能的，不是针对电极材料进行创新。
本发明设计的电极形状，采用了横截面为“多层同心”的结构。
本发明的多层同心电极，首要的结构，是采用横截面为“同心环”的结构，而且至少为两层同心环，或中心为圆柱或细针，从第二层开始是环状。同心环结构，有利于精确调节输出功率和能量输出指向。其次，本发明的每一层，首选是螺旋形状。因为螺旋形状的电极，更容易传导射频(RF)等类型的高频振动能量，传导和转换效率也最高。而且，在输出功率相同的前提下，本发明的结构也有利于提高转化效率。
本发明的典型结构，是三层同心电极。圆心为细圆柱或细针，外面两层为单螺旋。不过，圆心的细圆柱也可以换成是单螺旋，这取决于输入能量类型和输出能量类型的需要。如果是射频(RF)能量，优选“中间细针、外面两层单螺旋”的同心结构。每一环，间距相同也可以不同。每一环，可单独调节相对位置，也可以固定位置。
以圆心部位的电极为第一层的话，沿半径向外，依次为第二层、第三层、第四层等等，以此类推。一般情况下，三层结构就足以满足大多数应用需要。
本发明的结构，以奇数层数为主要形式。
本发明的结构，圆心部位的电极，一般用作基准电极，兼做接地极。沿半径向外，奇数层的电极为基准电极或负极，偶数层电极为输出电极或正极。
本发明的电极，材料使用目前所属领域的常用材料，优选为纯铜(即紫铜)。
以纯铜三层电极结构进行射频(RF)治疗为例，具体说明本发明的工作原理及优势。射频(RF)治疗的原理，是电子电路产生射频电流，经针状电极或射频导管导入至治疗部位，射频电流在电极产生热能，使不良组织(如肿瘤等)凝固坏死，进而达到治疗的目的。但传统的电极，一般为单个针状或螺旋电极，在产生热能的同时，也伴有电磁效应，会作用于周边的正常组织。而且，热能的方向性也不够精确，沿电极径向会出现热能发散的情况，也会导致周边组织受到影响。
本发明的三层电极，就可以有效解决上述问题。本发明中，圆心部位的细针电极和第三层电极并联，接射频电流输出端的负极，同时起到接地作用。第二层电极接射频电流的正极，也是发热治疗电极。当射频电流输出到本发明的电极结构时，第二层电极的射频电流产生的电磁效应，就会被第一层和第三层屏蔽和阻挡住，进而将不需要的电磁效应消除，使周边组织得到必要的保护。同时，第二层电极产生的热能，除电极的纵向方向输出给目标组织外，沿径向发散的多余热能会被第一层和第三层电极吸收。由于圆心部位的细针电极体积小，所以发散的热能主要由第三层较大电极吸收，最终，输出给目标组织的热能，会主要集中在以第二层电极为边界的圆柱区域内，进而使热能输出更加精准和集中。由于射频(RF)治疗中，单次输出电流的时间都非常短，因此，第二层电极产生的径向发散热量，不会有足够时间对第三层电极加热而产生很高温度，因此第三层电极只是起到吸收和分散热能的作用，不会因温度高而伤害到周边组织。同时，由于热能输出更加集中和精准，因此，本电极结构还有节能的效果，进而进一步缩小设备体积及降低能耗。
如果是五层以上的电极结构，明显的应用，就是可以在不同的偶数层电极上，形成不同的输出功率。如果设计成各层电极的相对长度和间距可调的结构，将会有更多输出方式的组合。因此，本发明的电极，可以适应各类不同形状和深度的目标区域，进而达到精准地、一次性治疗的目的，而无需像传统电极那样需要多次治疗。
实际使用结果表明，本发明的电极，可以极大提高能量输出的精度，而且可以更加灵活地实现在同一电极内达到不同效果的同时输出，是电极结构的重大创新，具有很好的应用前景。
很明显，只要符合横截面为“多层同心”的结构，即为本发明的主要特征，而不局限于实施例。
具体实施方式
1)附图中，图1为应用于射频(RF)治疗领域的三层电极结构。圆心中间为细针状电极，沿径向依次为第二层和第三层电极，均采用螺旋形状。
本实施例的电极材料为纯铜。三层电极的间距相同，截面是属于“同心”环状。三层电极均为刚性，外力不可随意改变其形状，以保证输出的稳定性。
2)附图中，图2是图1的改型。适用于输出范围很小、同时指向性更加精准的使用环境。此实施例是将附图1的输出端延长，热能只在第二层电极的尖端输出。第一层和第三层电极的延长段，同样是起到保护周边组织的作用。而且，第一层细针状电极也有辅助固定位置的作用。

Claims (1)

1.一种新型生物电极，其特征在于，采用了“多层同心”的结构；
所述新型生物电极为三层同心电极，圆心为细圆柱或细针，外面两层为单螺旋；圆心部位的电极，用作基准电极，兼做接地极；
沿半径向外，奇数层的电极为基准电极或负极，偶数层电极为输出电极或正极；
以圆心部位的电极为第一层电极，沿半径向外，依次为第二层电极和第三层电极；
所述第一层电极、所述第二层电极和所述第三层电极的尖端均沿第一层电极的直径方向延长；
圆心部位的细针电极和所述第三层电极并联，接射频电流输出端的负极，同时起到接地作用；所述第二层电极接射频电流的正极，即发热治疗电极；当射频电流输出到所述新型生物电极时，所述第二层电极的射频电流产生的电磁效应，就会被所述第一层电极和所述第三层电极屏蔽和阻挡住，进而将不需要的电磁效应消除，使周边组织得到必要的保护；同时，所述第二层电极产生的热能，除电极的纵向方向输出给目标组织外，沿径向发散的多余热能会被所述第一层电极和所述第三层电极吸收；由于圆心部位的细针电极体积小，所以发散的热能主要由所述第三层电极吸收，最终，输出给目标组织的热能，会主要集中在以所述第二层电极为边界的圆柱区域内，进而使热能输出更加精准和集中。
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