CN111904594A - 微波消融针及其微波消融治疗仪 - Google Patents

微波消融针及其微波消融治疗仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了微波消融针及其微波消融治疗仪，包括：消融针、深度调节装置、第一角度调节装置、第二角度调节装装置、底板，治疗仪，所述消融针滑动连接在所述深度调节装置的内部，且所述消融针的针尖朝下设置，所述深度调节装置的下端设置在所述第一角度调节装置的上端的内部，所述第二角度调节装装置设置在所述第一角度调节装置的后方。本发明中的深度调节装置、第一角度调节装置、第二角度调节装置能自动对消融针插入肿瘤的病灶中的深度及角度进行准确控制，保证消融针位置的准确，进而保证很好的疗效，同时减少了对消融针的深度和角度的调整，缩短了手术时间，降低医生的工作强度和技术、心理素质要求，减少患者及家属会恐惧、担心。

Description

微波消融针及其微波消融治疗仪
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，本发明涉及微波消融针及其微波消融治疗仪。
背景技术
目前，微波消融针及其微波消融治疗仪由于其疗效显著，操作简便，创口小，越来越多的应用于肿瘤消融；微波消融针及其微波消融治疗仪使用时，医生在超声波、CT等引导装置的监视或引导下，手动将消融针插入肿瘤的病灶的中心部位，消融针插入的角度及深度都需要医生手动控制，控制难度较高，对医生的技术水平要求也较高，当医生技术水平不够时，消融针插入角度或深度误差较大时，需要手动调整，手术时间较长；特别是消融针角度误差较大是，消融针重新插入特别需要医生稳定的心理素质，若消融针插入角度或深度再次出现问题，需要再次调整手术时间进一步延长，医生的工作强度提高，患者及家属会恐惧、担心；若消融针插入的角度及深度由医生手动控制转变为消融仪的自动控制，可以有效的解决上述问题，因此，有必要提出微波消融针及其微波消融治疗仪，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了微波消融针及其微波消融治疗仪，包括：消融针、深度调节装置、第一角度调节装置、第二角度调节装装置、底板，治疗仪，所述消融针滑动连接在所述深度调节装置的内部，且所述消融针的针尖朝下设置，所述深度调节装置的下端设置在所述第一角度调节装置的上端的内部，且二者可转动连接，所述第二角度调节装装置设置在所述第一角度调节装置的后方，且二者啮合连接，所述第一角度调节装置、所述第二角度调节装装置的下端均与所述底板可转动连接，所述消融针与所述治疗仪连接。
优选的是，所述深度调节装置包括主体，齿轮轴，所述主体的中心位置设有第一通孔，所述第一通孔的两端均固定连接有导向套，所述导向套的内径与所述消融针的外径相对应，所述导向套的外径与所述第一通孔的直径相对应，所述主体的侧壁向外延伸出第一腔室，所述第一腔室远离所述消融针的侧壁上设有第一开孔，所述第一腔室与所述消融针中心轴线平行且相对的两个侧壁上设有贯穿的第一U形槽，所述第一U形槽的开口向外延伸至所述第一腔室远离所述消融针的外表面，所述齿轮轴设置在第一腔室的内部，所述齿轮轴突出所述第一U形槽的一端连接有第一轴承座，另一端连接有第一电机，且所述第一轴承座、所述第一电机均与所述第一腔室的外壁固定连接，所述主体的下端的侧壁固定连接第一凸台、第二凸台，所述第一凸台设置在所述第一腔室的下方，所述第二凸台设置在所述第一凸台的对侧，所述第一凸台长度小于所述第二凸台长度。
优选的是，所述消融针的一侧沿着其轴向均匀分布若干个与所述齿轮轴上的齿轮相啮合的齿槽，所述消融针的内部设有密闭第二腔室，所述第二腔室靠近消融针的针尖一端设有微波发生源，所述微波发生源远离消融针的针尖一端连接有同轴电缆，所述同轴电缆的另一端贯穿第二腔室，所述第二腔室远离所述消融针的针尖的一端固定连接有隔离管，所述隔离管的另一端向靠近消融针的针尖方向延伸且将所述微波发生源包覆，所述同轴电缆的外径、所述微波发生源的外径均小于所述隔离管的内径，所述隔离管与所述同轴电缆、所述微波发生源的间隙形成进水通路，所述隔离管与所述第二腔室的间隙形成出水通路，所述消融针远离针尖一端设有与所述进水通路相连通的冷水进口、与所述出水通路相连通的热水出口。
优选的是，所述第一角度调节装置包括第一齿轮，所述第一齿轮的下表面固定连接有旋转轴，所述第一齿轮的上表面固定连接两个支撑板，两个所述支撑板对称分布，所述支撑板的上端设有第二U形槽，所述第二U形槽的开口均朝上设置，两个所述支撑板的外侧面固定连接有第二电机、第二轴承座，所述第一凸台、所述第二凸台均设置在所述第二U形槽的底部，所述第二凸台与所述第二轴承座连接，所述第一凸台与所述第二电机连接。
优选的是，所述第一齿轮的中心位置设有第二通孔，所述第二通孔向下延伸至所述旋转轴的下表面，所述第二通孔的直径大于所述消融针的外径。
优选的是，所述第二角度调节装置包括第三电机、电机固定板、第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述底板的上方，所述电机固定板的截面为几字形，所述第三电机包括电机主体及输出轴，所述电机主体与所述输出轴连接，所述电机固定板架设在所述第二齿轮的上方，所述输出轴的下端穿过所述电机固定板、所述第二齿轮后与所述底板可转动连接，所述电机主体的下表面与所述电机固定板的上表面固定连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合连接。
优选的是，所述底板上设有第一圆孔、所述第一圆孔内固定连接有第一轴承，所述第一圆孔的一侧设有第二圆孔，所述第二圆孔内固定连接有第二轴承，所述第一轴承的内径与所述旋转轴的外径相对应，所述第二轴承的内径与所述输出轴的直径相对应。
优选的是，本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，引导装置，所述引导装置与所述治疗仪连接，且所述引导装置用于对病灶部位及消融针进行定位扫描，所述治疗仪内部设有控制装置、电源装置、冷却水循环装置，所述电源装置分别与所述控制装置、所述微波发生源、所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述冷却水循环装置电连接，所述冷却水循环装置设有冷水出口和热水进口，所述冷水出口与所述冷水进口相连通，所述热水进口与所述热水出口相连通，所述同轴电缆远离所述所述微波发生源的一端与所述电源装置连接，所述控制装置分别与所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述电源装置、所述冷却水循环装置、引导装置连接。
优选的是，本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪穿刺病灶的深度及角度控制方法，包括如下步骤：
步骤1，医生确定消融针已安装在深度调节装置的内部，深度调节装置、第一角度调节装置、第二角度调节装装置已安装在底板上，消融针、引导装置均与治疗仪正确连接；
步骤2，在病灶区域粘贴引导装置的定位器，通过引导装置对病灶进行定位扫描；取病灶最大直径并避开骨骼、血管；
步骤3，确定消融针的进针点，并在皮肤上进行标记，同时用引导装置计算穿刺深度，并将穿刺深度反馈至控制装置中；
步骤4，对患者病灶附近部位进行局部麻醉；
步骤5，将皮肤上的标记与消融针的针尖相对应后，将底板与患者皮肤通过消毒胶带粘贴固定；
步骤6，控制装置控制第一电机转动，消融针浅刺至皮肤内；
步骤7，引导装置携带的软件计算消融针的角度偏差，并将角度偏差反馈至控制装置中；
步骤8，控制装置控制消融针退出至换者皮肤外；
步骤9，控制装置控制第二电机、第三电机对消融针的角度进行调整；
步骤10，消融针的温度稳定在设定值后，控制装置控制第一电机旋转带动消融针以所述穿刺深度插入至病灶部位；
步骤11，再行CT扫描，确定穿刺成功后，待达到治疗时间后，控制装置控制第一电机反方向旋转带动消融针退出至患者皮肤外；
步骤12，取下底板，对患者穿刺部位进行消毒、包扎。
优选的是，所述控制装置控制所述第一电机的转速进行转动，包括：
步骤A1，根据以下公式计算导热系数：
Figure BDA0002654269200000031
其中，α代表导热系数，π代表自然常数，β代表绝缘材料的相对电常数，di代表线圈直径，c代表槽宽，ln代表以e为底的对数；
步骤A2，根据以下公式计算所述第一电机(2-5)的预计转速：
Figure BDA0002654269200000041
其中，v代表所述第一电机的转速，L代表所述第一电机内部铁芯总长，p代表所述第一电机的额定功率，I代表所述第一电机的额定电流，a代表所述第一电机电枢内圆表面的线负荷，γ代表所述第一电机的反电动势，F代表所述第一电机的驱动力；
步骤A3，所述控制装置根据预计转速控制所述第一电机按照计算的预计转速转动。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪中的深度调节装置、第一角度调节装置、第二角度调节装置能自动对消融针插入肿瘤的病灶中的深度及角度进行准确控制，保证消融针位置的准确，进而保证很好的疗效，同时减少了对消融针的深度和角度的调整，缩短了手术时间，降低医生的工作强度和技术、心理素质要求，减少患者及家属会恐惧、担心。
本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪的结构示意图。
图2为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪侧视结构示意图(不包括治疗应和引导装置)。
图3为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪左视剖切结构示意图(不包括治疗应和引导装置)。
图4为图3在A-A位置剖切结构示意图。
图5为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪中深度调节装置的结构示意图。
图6为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪中主体、第一凸台、第二凸台柱状的结构示意图。
图7为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪的中消融针的断开剖切结构示意图。
图8为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪的中底板的结构示意图。
图9为本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪的中控制装置的控制示意图。
1为消融针、1-1为齿槽、1-2为第二腔室、1-2-1为进水通路、1-2-2为出水通路、1-3为微波发生源、1-4为同轴电缆、1-5为隔离管、1-6为冷水进口、1-7为热水出口、2为深度调节装置、2-1为主体、2-1-1为第一通孔、2-1-2为第一腔室、2-1-2-1为第一开孔、2-1-2-2为第一U形槽、2-2为齿轮轴、2-3为导向套、2-4为第一轴承座、2-5为第一电机、2-6为第一凸台、2-7为第二凸台、3为第一角度调节装置、3-1为第一齿轮、3-1-1为第二通孔、3-2为旋转轴、3-3为支撑板、3-3-1为第二U形槽、3-4为第二电机、3-5为第二轴承座、4为第二角度调节装装置、4-1为第三电机、4-1-1为电机主体、4-1-2为输出轴、4-2为电机固定板、4-3为第二齿轮、5为底板、5-1为第一圆孔、5-2为第一轴承、5-3为第二圆孔、5-4为第二轴承、6为治疗仪、6-1为控制装置、6-2为电源装置、6-3为冷却水循环装置、6-3-1为冷水出口、6-3-2为热水进口、7为引导装置。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-图9所示，本发明提供了微波消融针及其微波消融治疗仪，包括：消融针1、深度调节装置2、第一角度调节装置3、第二角度调节装装置4、底板5，治疗仪6，所述消融针1滑动连接在所述深度调节装置2的内部，且所述消融针1的针尖朝下设置，所述深度调节装置2的下端设置在所述第一角度调节装置3的上端的内部，且二者可转动连接，所述第二角度调节装装置4设置在所述第一角度调节装置3的后方，且二者啮合连接，所述第一角度调节装置3、所述第二角度调节装装置4的下端均与所述底板5可转动连接，所述消融针1与所述治疗仪6连接。
上述技术方案的工作原理：深度调节装置2控制消融针1插入肿瘤的病灶中的深度；第一角度调节装置3控制深度调节装置2与水平平面的夹角，夹角范围为5-175°，第二角度调节装置4带动第一角度调节装置3进行旋转，旋转范围为0-360°，进而带动消融针1旋转，消融针1的针尖朝向可改变，从而控制消融针1以准确的角度插入肿瘤的病灶的中心位置。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪中的深度调节装置2、第一角度调节装置3、第二角度调节装置4能自动对消融针1插入肿瘤的病灶中的深度及角度进行准确控制，保证消融针1位置的准确，进而保证很好的疗效，同时减少了对消融针1的深度和角度的调整，缩短了手术时间，降低医生的工作强度和技术要求，减少患者及家属会恐惧、担心。
在一个实施例中，所述深度调节装置2包括主体2-1，齿轮轴2-2，所述主体2-1的中心位置设有第一通孔2-1-1，所述第一通孔2-1-1的两端均固定连接有导向套2-3，所述导向套2-3的内径与所述消融针1的外径相对应，所述导向套2-3的外径与所述第一通孔2-1-1的直径相对应，所述主体2-1的侧壁向外延伸出第一腔室2-1-2，所述第一腔室2-1-2远离所述消融针1的侧壁上设有第一开孔2-1-2-1，所述第一腔室2-1-2与所述消融针1中心轴线平行且相对的两个侧壁上设有贯穿的第一U形槽2-1-2-2，所述第一U形槽2-1-2-2的开口向外延伸至所述第一腔室2-1-2远离所述消融针1的外表面，所述齿轮轴2-2设置在第一腔室2-1-2的内部，所述齿轮轴2-2突出所述第一U形槽2-1-2-2的一端连接有第一轴承座2-4，另一端连接有第一电机2-5，且所述第一轴承座2-4、所述第一电机2-5均与所述第一腔室2-1-2的外壁固定连接，所述主体2-1的下端的侧壁固定连接第一凸台2-6、第二凸台2-7，所述第一凸台2-6设置在所述第一腔室2-1-2的下方，所述第二凸台2-7设置在所述第一凸台2-6的对侧，所述第一凸台2-6长度小于所述第二凸台2-7长度。
上述技术方案的工作原理：第一开孔2-1-2-1与齿轮轴2-2上的齿轮相对应，齿轮轴2-2上的齿轮可从第一开孔2-1-2-1内穿过；第一U形槽2-1-2-2的宽度大于齿轮轴2-2中轴的直径，齿轮轴2-2上的轴可从第一U形槽2-1-2-2内穿至第一U形槽的底部；第一电机2-5为步进电机，方便消融仪6控制第一电机2-5的旋转角度和旋转方向；齿轮轴2-2的一端与第一电机2-5的输出轴固定连接，另一端与第一轴承座2-4中的轴承内圈固定连接，第一轴承座2-4、第一电机2-5均与第一腔室2-1-2的外壁固定连接，齿轮轴2-4平移的自由度均受到限制。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，第一开孔2-1-2-1、第一U形槽2-1-2-2方便齿轮轴2-2安装至第一U形槽2-1-2-2的底部；第一电机2-5能够自由带动齿轮轴的旋转角度和方向进行准确控制。
在一个实施例中，所述消融针1的一侧沿着其轴向均匀分布若干个与所述齿轮轴2-2上的齿轮相啮合的齿槽1-1，所述消融针1的内部设有密闭第二腔室1-2，所述第二腔室1-2靠近消融针1的针尖一端设有微波发生源1-3，所述微波发生源1-3远离消融针1的针尖一端连接有同轴电缆1-4，所述同轴电缆1-4的另一端贯穿第二腔室1-2，所述第二腔室1-2远离所述消融针1的针尖的一端固定连接有隔离管1-5，所述隔离管1-5的另一端向靠近消融针1的针尖方向延伸且将所述微波发生源1-3包覆，所述同轴电缆1-4的外径、所述微波发生源1-3的外径均小于所述隔离管1-5的内径，所述隔离管1-5与所述同轴电缆1-4、所述微波发生源1-3的间隙形成进水通路1-2-1，所述隔离管1-5与所述第二腔室1-2的间隙形成出水通路1-2-2，所述消融针1远离针尖一端设有与所述进水通路1-2-1相连通的冷水进口1-6、与所述出水通路1-2-2相连通的热水出口1-7。
上述技术方案的工作原理：消融针1的一侧沿着其轴向均匀分布若干个与齿轮轴2-2上的齿轮相啮合的齿槽1-1，齿轮轴2-2能够带动消融针1沿着导向套2-3的内孔上自由下伸缩；隔离管5采用电隔离材质，并将第二腔室1-2内部的同轴电缆1-4、微波发生源1-3包裹，同轴电缆1-4、微波发生源1-3通电产生的磁场尽可能少的散发至消融针1的外壁，冷水进口1-6、与出水通路1-2-2与消融仪6中冷却水循环装置6-3相连通。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，消融仪6通过第一电机2-5控制消融针1插入病灶部位的深度，并可当治疗时间到达后消融针1在第一电机2-5的带动下自动退出至皮肤外；同轴电缆1-4磁场尽可能少的散发至消融针1的外壁，能够有效的消除拖尾，保证消融针插入病灶中心部位后，其热量呈圆形散发至病灶部位边缘，有助于减少对正常身体组织的保护；冷却水能够对同轴电缆1-4、微波发生源1-3进行温度控制，不会由于温度过高损伤正常的身体组织。
在一个实施例中，所述第一角度调节装置3包括第一齿轮3-1，所述第一齿轮3-1的下表面固定连接有旋转轴3-2，所述第一齿轮3-1的上表面固定连接两个支撑板3-3，两个所述支撑板3-3对称分布，所述支撑板3-3的上端设有第二U形槽3-3-1，所述第二U形槽3-3-1的开口均朝上设置，两个所述支撑板3-3的外侧面固定连接有第二电机3-4、第二轴承座3-5，所述第一凸台2-6、所述第二凸台2-7均设置在所述第二U形槽3-3-1的底部，所述第二凸台2-7与所述第二轴承座3-5连接，所述第一凸台2-6与所述第二电机3-4连接。
上述技术方案的工作原理：第二电机3-4为步进电机，方便消融仪6控制第二电机3-4的旋转角度和旋转方向，第二电机3-4的输出轴与第一凸台2-6通过联轴器等固定连接，第二凸台2-7穿过第二U形槽与第二轴承座3-5中的轴承固定连接，第二电机3-4、第二轴承座3-5与支撑板3-3的外侧面固连接，第二电机3-4能够有效带动深度调节装置2旋转，其旋转范围为5-175°。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，第二电机3-4能够有效带动深度调节装置2旋转，且旋转范围为5-175°，从而调整消融针1与水平平面的夹角(0-175°)，使得消融针1对正病灶的中心位置，消融针1位置更为准确，进而保证很好的治疗效果。
在一个实施例中，所述第一齿轮3-1的中心位置设有第二通孔3-1-1，所述第二通孔3-1-1向下延伸至所述旋转轴3-2的下表面，所述第二通孔3-1-1的直径大于所述消融针1的外径。
上述技术方案的工作原理：第二通孔3-1-1的直径大于所述消融针1的外径，可保证消融针1在第一角度调节装置3带动和水平面呈一定夹角(5-175°)时依然能从第二通孔3-1-1穿出并插入至病灶部位，且不影响第二角度调节装置4对消融针1插入方向进行控制调整。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，消融针1以一定角度(5-175°)插入病灶部位，且第二角度调节装置4对消融针1插入方向进行自由控制调整。
在一个实施例中，所述第二角度调节装置4包括第三电机4-1、电机固定板4-2、第二齿轮4-3，所述第二齿轮4-3设置在所述底板5的上方，所述电机固定板4-2的截面为几字形，所述第三电机4-1包括电机主体4-1-1及输出轴4-1-2，所述电机主体4-1-1与所述输出轴4-1-2连接，所述电机固定板4-2架设在所述第二齿轮4-3的上方，所述输出轴4-1-2的下端穿过所述电机固定板4-2、所述第二齿轮4-3后与所述底板5可转动连接，所述电机主体4-1-1的下表面与所述电机固定板4-2的上表面固定连接，所述第二齿轮4-3与所述第一齿轮3-1啮合连接。
上述技术方案的工作原理：第三电机4-1为步进电机，方便消融仪6控制第三电机的旋转角度和旋转方向；第三电机4-1通过输出轴4-1-2带动第二齿轮4-3转动，第二齿轮4-3与第一齿轮3-1相啮合，从而带动第一角度调节装置3自由旋转，其旋转范围为0-360°。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，第二角度调节装置4能够带动第三角度调节装置3自由旋转，进而带动消融针1的针尖朝向改变，消融针1位置更为准确，进而保证很好的治疗效果。
在一个实施例中，所述底板5上设有第一圆孔5-1、所述第一圆孔5-1内固定连接有第一轴承5-2，所述第一圆孔5-1的一侧设有第二圆孔5-3，所述第二圆孔5-3内固定连接有第二轴承5-4，所述第一轴承5-2的内径与所述旋转轴3-2的外径相对应，所述第二轴承5-4的内径与所述输出轴4-1-2的直径相对应。
上述技术方案的工作原理：第一轴承5-2的外径与第一圆孔5-1相对应，可通过过盈配合或卡簧等方式将第一轴承5-2稳定固定在第一圆孔5-1内，旋转轴3-2通过过盈配合和设有轴肩与第一轴承5-1的内圈固定连接，具体以不超出第一轴承5-2的内圈为宜；第二轴承5-4的外径与第二圆孔5-3相对应，可通过过盈配合或卡簧等方式将第二轴承5-4稳定固定在第二圆孔5-3内，输出轴4-1-2通过过盈配合和设有轴肩与第二轴承5-4的内圈固定连接，具体以不超出第二轴承5-4的内圈为宜。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，第一轴承5-2稳定固定在第一圆孔5-1内，第一轴承5-2不会从第一圆孔5-1内脱落，旋转轴3-2通过过盈配合和设有轴肩与第一轴承5-1内圈固定连接，旋转轴3-2相对底板5自由旋转，同时第一轴承5-2的内圈对第一角度调节装置3向下的自由度进行限制，从而保证第一角度调节装置3稳定运行；第二轴承5-4稳定固定在第二圆孔5-3内，第二轴承5-4不会从第二圆孔5-3内脱落，输出轴4-1-2通过过盈配合和设有轴肩与第二轴承5-4内圈固定连接，输出轴4-1-2相对底板5自由旋转，同时第二轴承5-4的内圈对第二角度调节装置4向下的自由度进行限制，从而保证第二角度调节装置4稳定运行。
在一个实施例中，本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，还包括：引导装置7，所述引导装置7与所述治疗仪6连接，且所述引导装置7用于对病灶部位及消融针1进行定位扫描，所述治疗仪6内部设有控制装置6-1、电源装置6-2、冷却水循环装置6-3，所述电源装置6-2分别与所述控制装置6-1、所述微波发生源1-3、所述第一电机2-5、所述第二电机3-4、所述第三电机4-1、所述冷却水循环装置6-3电连接，所述冷却水循环装置6-3设有冷水出口6-3-1和热水进口6-3-2，所述冷水出口6-3-1与所述冷水进口1-6相连通，所述热水进口6-3-2与所述热水出口1-7相连通，所述同轴电缆1-4远离所述微波发生源1-3的一端与所述电源装置6-2连接，所述控制装置6-1分别与所述第一电机2-5、所述第二电机3-4、所述第三电机4-1、所述电源装置6-2、所述冷却水循环装置6-3、引导装置7连接。
上述技术方案的工作原理：引导装置7可为CT或超声波，能够对病灶部位及消融针1进行定位扫描，并通过导线将病灶深度及消融针1插入病灶的角度等信息传递至控制装置6-1中；控制装置6-1能够接收并处理引导装置7传递过来的病灶深度及消融针1插入病灶的角度等信息；冷却水循环装置6-3的冷水出口6-3-1与消融针1的冷水进口1-6通过管道相连通，冷却水循环装置6-3的热水进口6-3-2与消融针1的热水出口1-7相连通；控制装置6-1能够控制第一电机2-5、所述第二电机3-4、所述第三电机4-1进行正反转，也可控制冷却水循环装置6-3中冷水循环的速度，还可以控制电源装置6-2对微波发生源3的能量供应。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，引导装置7能够对病灶部位及消融针1进行定位扫描后，将病灶深度及消融针1插入病灶的角度等信息传递至控制系统6-1中，从而为控制系统6-1准确控消融针1插入病灶的角度和深度调整提供准确定位信息；控制系统6-1能够接受引导装置7传递过来的病灶深度及消融针1插入病灶的角度等信息,进而控制第一电机2-5、所述第二电机3-4、所述第三电机4-1进行正反转，从而完成消融针1插入病灶角度和深度的调节；另控制装置6-1控制冷却水循环装置6-3中冷水循环的速度，加之控制装置6-1通过控制电源装置6-2进而控制微波发生源3的能量供应，从而保证消融针1温度稳定，保证良好的治疗效果，且不会由于温度过高损伤正常的身体组织。
在一个实施例中，本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪穿刺病灶的深度及角度控制方法，包括如下步骤：
骤1，医生确定消融针1已安装在深度调节装置2的内部，深度调节装置2、第一角度调节装置3、第二角度调节装置4已安装在底板5上，消融针1、引导装置7均与治疗仪6正确连接；
步骤2，在病灶区域粘贴引导装置7的定位器，通过引导装置7对病灶进行定位扫描；取病灶最大直径并避开骨骼、血管；
步骤3，确定消融针1的进针点，并在皮肤上进行标记，同时用引导装置7计算穿刺深度，并将穿刺深度反馈至控制装置6-1中；
步骤4，对患者病灶附近部位进行局部麻醉；
步骤5，将皮肤上的标记与消融针1的针尖相对应后，将底板5与患者皮肤通过消毒胶带粘贴固定；
步骤6，控制装置6-1控制第一电机2-5转动，消融针1浅刺至皮肤内；
步骤7，引导装置7携带的软件计算消融针1的角度偏差，并将角度偏差反馈至控制装置6-1中；
步骤8，控制装置6-1控制消融针1退出至换者皮肤外；
步骤9，控制装置6-1控制第二电机3-4、第三电机4-1对消融针1的角度进行调整；
步骤10，消融针1的温度稳定在设定值后，控制装置6-1控制第一电机2-5旋转带动消融针1以所述穿刺深度插入至病灶部位；
步骤11，再行CT扫描，确定穿刺成功后，待达到治疗时间后，控制装置6-1控制第一电机2-5反方向旋转带动消融针1退出至患者皮肤外；
步骤12，取下底板5，对患者穿刺部位进行消毒、包扎。
上述技术方案的工作原理：首先，患者以舒适、稳定的，以病灶距体表的距离最短为原则，选取相应的仰卧、俯卧、斜卧等体位，防止患者身体稳定不影响消融针1插入病灶的角度和深度；然后通过上述步骤，通过引导装置7对肿瘤的病灶进行定位扫描，并通过引导装置7携带软件，定位消融针1的插入病灶角度和深度，并将角度及深度信息反馈至控制装置6-1，控制装置6-1通过1控制第二电机3-4、第三电机4-1对消融针1的角度进行调整，并通过控制第一电机2-5转动，以引导装置7计算的深度将消融针1刺入至病灶的中心位置。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，本发明所述的微波消融针及其微波消融治疗仪中在引导装置7引导下，控制装置6-1自动控制深度调节装置2、第一角度调节装置3、第二角度调节装置4能对消融针1插入肿瘤的病灶中的深度及角度进行准确控制，控制自动切准确，进而保证很好的疗效后，且方便医生控制操作。
在一个实施例中，本发明控制装置(6-1)控制所述第一电机(2-5)的转速进行转动，包括：
步骤A1，根据以下公式计算导热系数：
Figure BDA0002654269200000101
其中，α代表导热系数，π代表自然常数，β代表绝缘材料的相对电常数，di代表线圈直径，c代表槽宽，ln代表以e为底的对数；
步骤A2，根据以下公式计算所述第一电机2-5的预计转速：
Figure BDA0002654269200000111
其中，v代表所述第一电机2-5的转速，L代表所述第一电机2-5内部铁芯总长，p代表所述第一电机2-5的额定功率，I代表所述第一电机2-5的额定电流，a代表所述第一电机2-5电枢内圆表面的线负荷，γ代表所述第一电机2-5的反电动势，F代表所述第一电机2-5的驱动力；
步骤A3，所述控制装置根据预计转速控制所述第一电机2-5按照计算的预计转速转动。
上述技术方案的工作原理：控制装置6-1根据预计转速控制第一电机2-5按照计算的预计转速转动，以引导装置7计算的深度将消融针1刺入至病灶的中心位置；控制装置6-1控制第一电机2-5从转动到停止时，由于惯性的存在，第一电机2-5会带动消融针1继续插入至病灶中心位置，使得消融针1的插入深度超过引导装置7计算的深度，这种情况当第一电机转速过高时候更为明显，可通过控制第一电机2-5按照预计转速转动进行改善。
上述技术方案的有益效果：控制装置6-1控制第一电机2-5按照预计转速过程分为两部分，一是按照步骤A1、步骤A2计算第一电机2-5的预计转速，二是控制装置6-1根据预计转速控制第一电机2-5按照计算的预计转速转动，从而有效的降低第一电机2-5停机时候的惯性，消融针1的插入深度进一步得到控制，更加接近引导装置7计算的深度，消融针1插入病灶中心位置的准确性进一步提升，进而保证很好的疗效；同时避免了因插入的深度过深而进行调整，从而节省了手术时间，另预计转速是保证消融针1合理的深度误差前提下的最大速度，消融针1可以最快的速度插入到病灶中心位置，从而进一步节省手术时间，减轻医生工作强度，降低医生的技术要求，提升手术工作效率和成功率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，包括：消融针(1)、深度调节装置(2)、第一角度调节装置(3)、第二角度调节装装置(4)、底板(5)，治疗仪(6)，所述消融针(1)滑动连接在所述深度调节装置(2)的内部，且所述消融针(1)的针尖朝下设置，所述深度调节装置(2)的下端设置在所述第一角度调节装置(3)的上端的内部，且二者可转动连接，所述第二角度调节装装置(4)设置在所述第一角度调节装置(3)的后方，且二者啮合连接，所述第一角度调节装置(3)、所述第二角度调节装装置(4)的下端均与所述底板(5)可转动连接，所述消融针(1)与所述治疗仪(6)连接。
2.根据权利要求1所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，所述深度调节装置(2)包括主体(2-1)，齿轮轴(2-2)，所述主体(2-1)的中心位置设有第一通孔(2-1-1)，所述第一通孔(2-1-1)的两端均固定连接有导向套(2-3)，所述导向套(2-3)的内径与所述消融针(1)的外径相对应，所述导向套(2-3)的外径与所述第一通孔(2-1-1)的直径相对应，所述主体(2-1)的侧壁向外延伸出第一腔室(2-1-2)，所述第一腔室(2-1-2)远离所述消融针(1)的侧壁上设有第一开孔(2-1-2-1)，所述第一腔室(2-1-2)与所述消融针(1)中心轴线平行且相对的两个侧壁上设有贯穿的第一U形槽(2-1-2-2)，所述第一U形槽(2-1-2-2)的开口向外延伸至所述第一腔室(2-1-2)远离所述消融针(1)的外表面，所述齿轮轴(2-2)设置在第一腔室(2-1-2)的内部，所述齿轮轴(2-2)突出所述第一U形槽(2-1-2-2)的一端连接有第一轴承座(2-4)，另一端连接有第一电机(2-5)，且所述第一轴承座(2-4)、所述第一电机(2-5)均与所述第一腔室(2-1-2)的外壁固定连接，所述主体(2-1)的下端的侧壁固定连接第一凸台(2-6)、第二凸台(2-7)，所述第一凸台(2-6)设置在所述第一腔室(2-1-2)的下方，所述第二凸台(2-7)设置在所述第一凸台(2-6)的对侧，所述第一凸台(2-6)长度小于所述第二凸台(2-7)长度。
3.根据权利要求2所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，所述消融针(1)的一侧沿着其轴向均匀分布若干个与所述齿轮轴(2-2)上的齿轮相啮合的齿槽(1-1)，所述消融针(1)的内部设有密闭第二腔室(1-2)，所述第二腔室(1-2)靠近消融针(1)的针尖一端设有微波发生源(1-3)，所述微波发生源(1-3)远离消融针(1)的针尖一端连接有同轴电缆(1-4)，所述同轴电缆(1-4)的另一端贯穿第二腔室(1-2)，所述第二腔室(1-2)远离所述消融针(1)的针尖的一端固定连接有隔离管(1-5)，所述隔离管(1-5)的另一端向靠近消融针(1)的针尖方向延伸且将所述微波发生源(1-3)包覆，所述同轴电缆(1-4)的外径、所述微波发生源(1-3)的外径均小于所述隔离管(1-5)的内径，所述隔离管(1-5)与所述同轴电缆(1-4)、所述微波发生源(1-3)的间隙形成进水通路(1-2-1)，所述隔离管(1-5)与所述第二腔室(1-2)的间隙形成出水通路(1-2-2)，所述消融针(1)远离针尖一端设有与所述进水通路(1-2-1)相连通的冷水进口(1-6)、与所述出水通路(1-2-2)相连通的热水出口(1-7)。
4.根据权利要求2所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，所述第一角度调节装置(3)包括第一齿轮(3-1)，所述第一齿轮(3-1)的下表面固定连接有旋转轴(3-2)，所述第一齿轮(3-1)的上表面固定连接两个支撑板(3-3)，两个所述支撑板(3-3)对称分布，所述支撑板(3-3)的上端设有第二U形槽(3-3-1)，所述第二U形槽(3-3-1)的开口均朝上设置，两个所述支撑板(3-3)的外侧面固定连接有第二电机(3-4)、第二轴承座(3-5)，所述第一凸台(2-6)、所述第二凸台(2-7)均设置在所述第二U形槽(3-3-1)的底部，所述第二凸台(2-7)与所述第二轴承座(3-5)连接，所述第一凸台(2-6)与所述第二电机(3-4)连接。
5.根据权利要求4所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，所述第一齿轮(3-1)的中心位置设有第二通孔(3-1-1)，所述第二通孔(3-1-1)向下延伸至所述旋转轴(3-2)的下表面，所述第二通孔(3-1-1)的直径大于所述消融针(1)的外径。
6.根据权利要求4所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，所述第二角度调节装置(4)包括第三电机(4-1)、电机固定板(4-2)、第二齿轮(4-3)，所述第二齿轮(4-3)设置在所述底板(5)的上方，所述电机固定板(4-2)的截面为几字形，所述第三电机(4-1)包括电机主体(4-1-1)及输出轴(4-1-2)，所述电机主体(4-1-1)与所述输出轴(4-1-2)连接，所述电机固定板(4-2)架设在所述第二齿轮(4-3)的上方，所述输出轴(4-1-2)的下端穿过所述电机固定板(4-2)、所述第二齿轮(4-3)后与所述底板(5)可转动连接，所述电机主体(4-1-1)的下表面与所述电机固定板(4-2)的上表面固定连接，所述第二齿轮(4-3)与所述第一齿轮(3-1)啮合连接。
7.根据权利要求6所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，所述底板(5)上设有第一圆孔(5-1)、所述第一圆孔(5-1)内固定连接有第一轴承(5-2)，所述第一圆孔(5-1)的一侧设有第二圆孔(5-3)，所述第二圆孔(5-3)内固定连接有第二轴承(5-4)，所述第一轴承(5-2)的内径与所述旋转轴(3-2)的外径相对应，所述第二轴承(5-4)的内径与所述输出轴(4-1-2)的直径相对应。
8.根据权利要求1所述的微波消融针及其微波消融治疗仪，其特征在于，还包括：引导装置(7)，所述引导装置(7)与所述治疗仪(6)连接，且所述引导装置(7)用于对病灶部位及消融针(1)进行定位扫描，所述治疗仪(6)内部设有控制装置(6-1)、电源装置(6-2)、冷却水循环装置(6-3)，所述电源装置(6-2)分别与所述控制装置(6-1)、所述微波发生源(1-3)、所述第一电机(2-5)、所述第二电机(3-4)、所述第三电机(4-1)、所述冷却水循环装置(6-3)电连接，所述冷却水循环装置(6-3)设有冷水出口(6-3-1)和热水进口(6-3-2)，所述冷水出口(6-3-1)与所述冷水进口(1-6)相连通，所述热水进口(6-3-2)与所述热水出口(1-7)相连通，所述同轴电缆(1-4)远离所述微波发生源(1-3)的一端与所述电源装置(6-2)连接，所述控制装置(6-1)分别与所述第一电机(2-5)、所述第二电机(3-4)、所述第三电机(4-1)、所述电源装置(6-2)、所述冷却水循环装置(6-3)、引导装置(7)连接。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的微波消融针及其微波消融治疗仪穿刺病灶的深度及角度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，医生确定消融针(1)已安装在深度调节装置(2)的内部，深度调节装置(2)、第一角度调节装置(3)、第二角度调节装装置(4)已安装在底板(5)上，消融针(1)、引导装置(7)均与治疗仪(6)正确连接；
步骤2，在病灶区域粘贴引导装置(7)的定位器，通过引导装置(7)对病灶进行定位扫描；取病灶最大直径并避开骨骼、血管；
步骤3，确定消融针(1)的进针点，并在皮肤上进行标记，同时用引导装置(7)计算穿刺深度，并将穿刺深度反馈至控制装置(6-1)中；
步骤4，对患者病灶附近部位进行局部麻醉；
步骤5，将皮肤上的标记与消融针(1)的针尖相对应后，将底板(5)与患者皮肤通过消毒胶带粘贴固定；
步骤6，控制装置(6-1)控制第一电机(2-5)转动，消融针(1)浅刺至皮肤内；
步骤7，引导装置(7)携带的软件计算消融针(1)的角度偏差，并将角度偏差反馈至控制装置(6-1)中；
步骤8，控制装置(6-1)控制消融针(1)退出至换者皮肤外；
步骤9，控制装置(6-1)控制第二电机(3-4)、第三电机(4-1)对消融针(1)的角度进行调整；
步骤10，消融针(1)的温度稳定在设定值后，控制装置(6-1)控制第一电机(2-5)旋转带动消融针(1)以所述穿刺深度插入至病灶部位；
步骤11，再行CT扫描，确定穿刺成功后，待达到治疗时间后，控制装置(6-1)控制第一电机(2-5)反方向旋转带动消融针(1)退出至患者皮肤外；
步骤12，取下底板(5)，对患者穿刺部位进行消毒、包扎。
10.根据权利要求9所述的微波消融针及其微波消融治疗仪穿刺病灶的深度及角度控制方法，其特征在于，所述控制装置(6-1)控制所述第一电机(2-5)的转速进行转动，包括：
步骤A1，根据以下公式计算导热系数：
Figure FDA0002654269190000041
其中，α代表导热系数，π代表自然常数，β代表材料的相对电常数，di代表线圈直径，c代表槽宽，ln代表以e为底的对数；
步骤A2，根据以下公式计算所述第一电机(2-5)的预计转速：
Figure FDA0002654269190000042
其中，v代表所述第一电机(2-5)的转速，L代表所述第一电机(2-5)内部铁芯总长，p代表所述第一电机(2-5)的额定功率，I代表所述第一电机(2-5)的额定电流，a代表所述第一电机(2-5)电枢内圆表面的线负荷，γ代表所述第一电机(2-5)的反电动势，F代表所述第一电机(2-5)的驱动力；
步骤A3，所述控制装置根据预计转速控制所述第一电机(2-5)按照计算的预计转速转动。
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Pledgor: JIANGSU PULI YOUCHUANG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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