CN111938806A - 一种适形消融针 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，特别是一种适形消融针。现有消融针装置存在不能对肿瘤“适形包裹”影响消融效果、无法精确引导电极针精准到达肿瘤边界、多根电极针不能分清等问题。本发明提供一种适形消融针，包括介入导管和引导定位的影像设备、设于介入导管端部带尖端的空心消融针、收纳于消融针内的伞状电极针，消融针设于介入导管端部并可活动伸出，组成伞状电极针的各电极针均为柔性电极针，所述影像设备包括设于介入导管插入端部的超声探头和设于消融针前端的光纤透镜组件。发明能对不规则肿瘤作充分的适形包裹，引导电极针精确到达肿瘤边界位置，分清每根电极针所在位置，以便后续能有针对性的结合各电极针对肿瘤组织进行消融治疗。

Description

一种适形消融针

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是一种适形消融针。

背景技术

近年来，电脉冲非热消融在治疗肿瘤方面显示出广泛的临床应用价值。现有的非热电脉冲消融装置主要通过经皮穿刺或利用手术开腹暴露病变组织，对患者进行有创的电脉冲消融治疗，部分患者因为身体原因无法承受有创手术，而经皮穿刺在控制上又很难精确地达到病变区域。随着影像技术的发展，利用超声引导肿瘤微创消融得到广泛应用，对于一些解剖结构复杂的肿瘤如胰腺肿瘤，肿瘤位置较深并且常包绕肠系膜上动、静脉及腹腔干动脉等重要血管，工作时消融针装置采取多枚平行电极针经内镜穿入人体内到达肿瘤位置，然后电极针伸出展开包裹肿瘤进行电击消融，由于现有消融针装置采用的电极针多为平行分布的硬针，加之肿瘤自身不规则形状，这类电极针难以做到对肿瘤的“适形包围”，大大影响消融效果；同时恶性的肿瘤组织多呈浸润性生长与周围组织分界欠清晰，当前单一超声内镜引导不能清楚展现肿瘤边界，也就很难精确引导电极针精准到达肿瘤边界，对边界内的肿瘤消融不够彻底；多个电极针同时刺入在超生影像下难以区分，造成无法选择最靠近肿瘤组织的对应电极针作电击消融治疗。

发明内容

本发明克服现有消融针装置不能对肿瘤“适形包裹”影响消融效果、难以精确引导电极针精准到达肿瘤边界、多根电极针不能分清等问题，本发明提供一种适形消融针，所述适形消融针能对不规则肿瘤作充分的适形包裹，并有效引导电极针精确到达肿瘤边界位置，多个电极针刺入情况下能也能分清每根所在位置，以选择最邻近肿瘤组织的电极针进行电击消融。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一种适形消融针，包括介入导管和引导定位的影像设备、设于介入导管端部带尖端的空心消融针、收纳于消融针内的伞状电极针、与伞状电极针电连接的外置脉冲电场发生器，所述伞状电极针由若干可活动伸出的电极针组成，各电极针的前端为放电尖端，其特征是所述消融针设于介入导管端部并可活动伸出，所述电极针均为柔性电极针，各柔性电极针可同步或异步活动改变伸出于消融针的长度，所述影像设备包括设于介入导管插入端部的超声探头和设于消融针前端的光纤透镜组件。

本发明通过在消融针尖端一侧设置可活动伸出的伞状电极针，并将该伞状电极针限定由多根柔性电极针组成，柔性电极针伸长时可以继续贴合肿瘤组织，特别是对不规则的肿瘤组织，柔性电极针组成的伞状可以充分包裹待消融的肿瘤组织，以使电极针能发挥最大效用增强通电后消融效果，每根电极针还能单独控制形成异性电极；同时利用介入导管插入端部的超声探头和消融针前端的光纤透镜组件使用界定肿瘤边界，其中光纤透镜组件照射光束到组织产生超声波，通过组织吸收光能产生超声波反射，再由超声探头检测前述超声波反射对组织做出高分辨率和高对比度的成像，因为超声探头随介入导管进入人体内部对待消融部位作近距离超声诊断，更方便对肿瘤边界做出清晰界定；同时由于血液中的主要成分如脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白对不同波长的广吸收系数不同，利用不同波长的光束激发可以获得不同的光声信号，只需要对采集得到的光声信号与图像进行处理计算就能获得消融针刺入部位的肿瘤血氧饱和度数值，所述血氧饱和度参数可在手术中有效监测消融前后状态，对诊断和治疗具有重要意义。工作时消融针尖端在人体内进行穿刺，结合声光的多模态叠加来界定肿瘤组织的边界，再控制调节伸出电极针长度；各柔性电极针可同步或异步活动改变伸出于消融针的长度，柔性电极针同步活动是是指的伸出长度相同，异步活动是指得伸出长度不同，以形成和实际肿瘤组织形状相配的最佳适形覆盖，然后在后续通电消融过程中利用各电极针的独立控制形成异性电极，对不规则肿瘤消融。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述消融针前端内设可活动伸出的外筒，所述外筒前端对接一导电金属管，且导电金属管与脉冲电场发生器相连，所述导电金属管前端伸出消融针，且导电金属管端部形成尖端；所述导电金属管后段和外筒对接部分的表面设有绝缘涂层，导电金属管的前段在通电后形成放电的筒极，所述伞状电极针隐藏设置在导电金属管前段套置的内管中，所述内管表面设有绝缘涂层并可相对导电金属管活动伸出，所述光纤透镜组件设于内管中。工作时各电极针伸缩移动，改变各电极针的伸出长度，放电时电极针的放电尖端作为芯极并和作为筒极的导电金属管配合，实现筒极和芯极之间的电场强度曲线外扩分布，随着各电极针伸出长度的变化，就能调节改变筒极和芯极之间的径向消融面积，以更好适形覆盖不规则的肿瘤边界。

所述导电金属管和内管之间设有沿轴向长度分布的导轨，所述内管移动设于导轨上。由于导电金属管和内管之间设有导轨，借助导轨作用内管滑移更加稳定并且更易精确控制移动行程。

所述伞状电极针包括3～6根柔性电极针，且其中至少有1根电极针的表面涂覆吸光涂料。3～6根柔性电极针可以围成一个合适的伞状分布，适形覆盖不规则的肿瘤组织，电极针数量太少对肿瘤覆盖效果差，电极针数量太多对肿瘤覆盖提升效果增加有限没有必要；在围成一圈的各电极针中的一根表面涂覆吸光材料，该电极针在成像上较其它电极针暗淡，利用这根电极针的定位显像结合伞状电极的圆周分布，就能识别出每根电极针所在位置，以便独立控制每根电极针的放电参数形成异性电极，有针对性的结合最近肿瘤组织的电极针不规则消融肿瘤。

所述伞状电极针包括4根柔性电极针，所述4根柔性电极针中任意2根相邻电极针的表面涂覆吸光材料。通过4根柔性电极针围成的伞状电极针已经能够适形覆盖大部分的不规则肿瘤，在4根电极针中对任意的2根涂覆吸光材料，可以更快速寻找定位每根电极针的位置，以便独立控制进行相应放电，对临近位置的肿瘤组织做合适的消融。

所述伞状电极针中的每根柔性电极针都包括前段的弯曲伸出段和后段的直线滑动段，且电极针的针尖呈三角形，各柔性电极针的直线滑动段套置在内管中设置的绕周向均布的多孔通道中。柔性电极针主要包括前面的弯曲伸出段和后面的直线滑动段，其中直线滑动段始终限位在内管中并相对内管前后滑动，推动弯曲伸出段伸出后呈弯曲状态以适形覆盖待消融的肿瘤组织；沿圆周均布的多孔通道内用于容纳各柔性电极针，每个孔道内穿设一根柔性电极针确保各柔性电极针都能独立调节伸出而互不影响；三角形针尖方便穿刺。

所述伞状电极针使用时按以下步骤进行穿刺动作后展开成型：

a、穿刺，导电金属管刺入待消融组织，消融针随导电金属管部分刺入待消融组织；

b、推送，外筒伸出消融针并带动导电金属管在待消融组织内部前行；

c、伸出，内管伸出导电金属管，各柔性电极针的弯曲伸出段伸出内管；

d、展开，各柔性电极针的弯曲伸出段伸出内管长度逐渐增加，以在待消融组织内部向周围展开形成伞状，各弯曲伸出段端部对应的针尖临近待消融组织边缘。

伞状电极针在穿刺时先利用导电金属管刺入，然后外筒伸出连同导电金属管一起在组织内部深入，各柔性电极针前部的弯曲伸出段伸出内管向四周伞状展开，控制各柔性电极针向外伸出合适长度使各弯曲伸出段端部对应的针尖临近待消融组织边缘，实现对肿瘤组织的适形覆盖。

所述光纤透镜组件包括外到内依序串接的反射镜、微透镜和光纤，所述消融针在尖端后方的侧壁位置开设透光孔，光纤射出的光束经微透镜聚焦后由反射镜反射向透光孔射出。工作时，光纤射出的光束通过微透镜聚焦后射向反射镜，经过反射从消融针侧壁的透光孔射向人体组织，使所述人体组织吸收光能产生超声波，继而反射给超声探头。

所述微透镜和光纤通过套管对接。光纤和微透镜之间通过套管对接定位，确保光纤射出的激光光束精准送达微透镜聚焦后射到反射镜上射出。

本发明所述的适形消融针在使用中突破了现有单一超声内镜边界识别瓶颈，可以利用光声叠加从分子层面清晰地勾勒出肿瘤边界；针对肿瘤的不规则形状，伞状电极针伸出展开后适形覆盖肿瘤；多个电极针同时刺入情况下有效识别每根电极针所在位置，以便后续能有针对性的结合最近肿瘤组织的电极针进行消融治疗。

附图说明

图1：本发明所述介入导管端部结构示意图。

图2：图1的A部放大图。

图3：本发明所述光纤透镜组件结构示意图。

图4：伞状电极针刺入肿瘤示意图。

图5：伞状电极针改变伸出长度覆盖区域变化示意图。

图6：伞状电极针穿刺动作示意图。

图中：1.介入导管、2.超声探头、3.消融针、4.外筒、5.筒极、6.内管、7、伞状电极针、71.第一电极针、72.第二电极针、73.第三电极针、74.第四电极针、8.光纤透镜组件、81.光纤、82.微透镜、83.套管、84.反射镜、9.光束、10.导轨、11.导电金属管、12.肿瘤。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1～6所示，一种适形消融针，包括介入导管1和引导定位的影像设备、设于介入导管1端部带尖端的空心消融针3、收纳于消融针3内的伞状电极针、与伞状电极针电连接的外置脉冲电场发生器，所述伞状电极针7包括3～6根柔性电极针，各电极针的前端为放电尖端，本实施例中优选4根柔性电极针，如图上编号第一电极针71、第二电极针72、第三电极针73、第四电极针74，其中第二电极针和第三电极针的表面涂覆吸光材料，所述消融针3设于介入导管1端部并可活动伸出，各电极针均为柔性电极针，各柔性电极针可同步或异步活动改变伸出于消融针3的长度，所述影像设备包括设于介入导管1插入端部的超声探头2和设于消融针3前端的光纤透镜组件，消融针3前端内设可活动伸出的外筒4，外筒4前端对接一导电金属管11，且导电金属管11与脉冲电场发生器相连，所述导电金属管11后段和外筒4对接部分的表面设有绝缘涂层，导电金属管11的前段在通电后形成放电的筒极5，所述伞状电极针7隐藏设置在导电金属管11前段套置的内管6中，具体的伞状电极针7中的每根柔性电极针都包括前段的弯曲伸出段和后段的直线滑动段，且电极针的针尖呈三角形，各柔性电极针的直线滑动段逐一套置在内管6中设置的绕周向均布的相应多孔通道中；导电金属管11和内管6之间设有沿轴向长度分布的导轨10，内管6移动设于导轨10上，内管6表面设有绝缘涂层并可相对导电金属管11活动伸出；所述光纤透镜组件设于内管6中，包括外到内依序串接的反射镜8-4、微透镜8-2和光纤8-1，所述微透镜82和光纤81通过套管83套接定位，消融针3在尖端后方的侧壁位置开设透光孔，光纤8-1射出的光束9经微透镜8-2聚焦后由反射镜8-4反射向透光孔射出。

工作时，介入导管通过内镜进入人体靠近待消融的肿瘤组织，消融针尖端穿刺进入肿瘤12，光纤射出的光束通过微透镜聚焦后射向反射镜，经过反射从消融针侧壁的透光孔射向人体组织，使所述人体组织吸收光能产生超声波，继而反射给超声探头，结合声光的多模态叠加来界定肿瘤组织的边界；再控制调节伸出电极针的长度，形成对肿瘤组织的最佳适形覆盖，然后在后续通电消融过程中利用各电极针的独立控制形成异性电极，对不规则肿瘤消融，在消融过程中利用涂覆吸光材料的第二、第三电极针在成像上和其它两根电极针的不同形态，辨别出未涂覆吸光材料的第一、第四电极针所在位置，有针对性的结合最近肿瘤组织的电极针对肿瘤组织消融。如图5所示，各电极针随内筒在导轨上移动，电极针相对导电金属管的伸出长度增加，伞状电极针形成的径向覆盖范围从D1增大为D2，反之各电极针伸出长度减小，进行覆盖范围也随之缩小。伞状电极针7如图6所示工作，具体是伞状电极针7使用时按以下步骤进行穿刺动作后展开成型：

a、穿刺，导电金属管11刺入待消融的肿瘤组织12，消融针3随导电金属管11部分刺入肿瘤组织12；

b、推送，外筒4伸出消融针3并带动导电金属管11在肿瘤组织12内部前行；

c、伸出，内管6伸出导电金属管11，各柔性电极针的弯曲伸出段伸出内管6，这里各弯曲伸出段可以是伸出一样的长度或者不同的长度；

d、展开，各柔性电极针的弯曲伸出段伸出内管6长度逐渐增加，以在肿瘤组织12内部向周围展开形成伞状，各弯曲伸出段端部对应的针尖临近肿瘤组织12边缘对其适形覆盖。

Claims (9)

1.一种适形消融针，包括介入导管（1）和引导定位的影像设备、设于介入导管（1）端部带尖端的空心消融针（3）、收纳于消融针（3）内的伞状电极针、与伞状电极针电连接的外置脉冲电场发生器，所述伞状电极针（7）由若干可活动伸出的电极针组成，各电极针的前端为放电尖端，其特征是所述消融针（3）设于介入导管（1）端部并可活动伸出，所述电极针均为柔性电极针，各柔性电极针可同步或异步活动改变伸出于消融针（3）的长度，所述影像设备包括设于介入导管（1）插入端部的超声探头（2）和设于消融针（3）前端的光纤透镜组件。

2.根据权利要求1所述的适形消融针，其特征是所述消融针（3）前端内设可活动伸出的外筒（4），所述外筒（4）前端对接一导电金属管（11），且导电金属管（11）与脉冲电场发生器相连，所述导电金属管（11）前端伸出消融针，且导电金属管（11）端部形成尖端；所述导电金属管（11）后段和外筒（4）对接部分的表面设有绝缘涂层，导电金属管（11）的前段在通电后形成放电的筒极（5），所述伞状电极针（7）隐藏设置在导电金属管（11）前段套置的内管（6）中，所述内管（6）表面设有绝缘涂层并可相对导电金属管（11）活动伸出，所述光纤透镜组件设于内管（6）中。

3.根据权利要求2所述的适形消融针，其特征是所述导电金属管（11）和内管（6）之间设有沿轴向长度分布的导轨（10），所述内管（6）移动设于导轨（10）上。

4.根据权利要求1所述的适形消融针，其特征是所述伞状电极针（7）包括3～6根柔性电极针，且其中至少有1根电极针的表面涂覆吸光涂料。

5.根据权利要求4所述的适形消融针，其特征是所述伞状电极针（7）包括4根柔性电极针，所述4根柔性电极针中任意2根相邻电极针的表面涂覆吸光材料。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的适形消融针，其特征是所述伞状电极针（7）中的每根柔性电极针都包括前段的弯曲伸出段和后段的直线滑动段，且电极针的针尖呈三角形，各柔性电极针的直线滑动段套置在内管（6）中设置的绕周向均布的多孔通道中。

7.根据权利要求6所述的适形消融针，其特征是所述伞状电极针（7）使用时按以下步骤进行穿刺动作后展开成型：

a、穿刺，导电金属管（11）刺入待消融组织，消融针（3）随导电金属管（11）部分刺入待消融组织；

b、推送，外筒（4）伸出消融针（3）并带动导电金属管（11）在待消融组织内部前行；

c、伸出，内管（6）伸出导电金属管（11），各柔性电极针的弯曲伸出段伸出内管（6）；

d、展开，各柔性电极针的弯曲伸出段伸出内管（6）长度逐渐增加，以在待消融组织内部向周围展开形成伞状，各弯曲伸出段端部对应的针尖临近待消融组织边缘。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的适形消融针，其特征是所述光纤透镜组件包括外到内依序串接的反射镜（84）、微透镜（82）和光纤（81），所述消融针（3）在尖端后方的侧壁位置开设透光孔，光纤（81）射出的光束（9）经微透镜（82）聚焦后由反射镜（84）反射向透光孔射出。

9.根据权利要求8所述的适形消融针，其特征是所述微透镜（82）和光纤（81）通过套管（83）对接。

Images