CN113907867A - 不可逆电穿孔消融针及不可逆电穿孔消融针可视化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不可逆电穿孔消融针及不可逆电穿孔消融针可视化系统，不可逆电穿孔消融针包括多根电极针和光纤平行等长标定器，通过将电极针设计为中空结构，每根电极针的中空结构中嵌入一条传感光纤，传感光纤上设有多个光栅，光栅能够在电极针发生形变时产生应变，传感光纤的尾端伸入到中空结构的远端针尖处，前端从电极针的近端开口处伸出来；多条传感光纤的前端并排着穿过显示窗口，通过将光纤等长标记对齐且处于显示窗口内的传感光纤的起始段保持平行，保证自光纤等长标记起伸入到各电极针内部的传感光纤的长度一致；此外，以首个光栅处的平行坐标为基准可以对电极针内部的传感光纤的平行度进行识别，医生可根据识别结果对电极针平行度进行调整。

Description

不可逆电穿孔消融针及不可逆电穿孔消融针可视化系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种不可逆电穿孔消融针及不可逆电穿孔消融针可视化系统。

背景技术

不可逆电穿孔消融术采用高电压短脉冲放电引起细胞膜发生纳米级穿孔，导致细胞凋亡，因此被认为是一种“分子消融”。不可逆电穿孔消融术，每次手术需要至少2支消融针，一支作为正极另一支作为负极，正负极之间形成电场进行放电消融。为了放电的能量均匀，正负电极针需要平行着进入患者的肿瘤部位。

为了确保电极针平行进入人体内部，现有技术中提出了一种方便平行针布针的布针板，通过在布针板上设置平行的导针孔来保证电极针能够平行地对准人体皮肤。

但是，电极针在进入人体后遇人体内部组织阻力会导致其外壳产生形变弯曲，这会导致电极针之间不平行，由于电极针在人体内部医生无法获知电极针之间是否产生不平行现象，也无法对电极针之间的平行度进行调整，最终导致电极针无法平行着进入患者的肿瘤部位，影响手术效果。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种不可逆电穿孔消融针及不可逆电穿孔消融针可视化系统，以解决现有技术中的不可逆电穿孔消融针的电极针进入人体后在阻力作用下产生弯曲形变导致电极针间不平行且无法调整的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种不可逆电穿孔消融针，包括

光纤平行等长标定器，具有显示窗口；

多根电极针，所述电极针内部为中空结构，每根所述电极针的所述中空结构嵌入一条设有多个光栅的传感光纤，所述光栅在所述电极针发生形变时产生应变；所述传感光纤具有前端和尾端，所述尾端伸入到所述中空结构的远端针尖处，所述前端从所述中空结构的近端开口处伸出；

多条所述传感光纤的前端的相同位置处设有以首个所述光栅为基准的光纤等长标记，多条所述传感光纤的所述前端并排穿过所述显示窗口且所述光纤等长标记在所述显示窗口中对齐，以所述光纤等长标记为起点的起始段在所述显示窗口平行设置。

可选地，所述传感光纤在所述光纤等长标记至所述尾端间设有等间隔的多个光栅，首个所述光栅设于所述光纤等长标记起点处。

可选地，所述传感光纤在所述光纤等长标记至所述尾端间设置有连续光栅，所述连续光栅以所述光纤等长标记为起点。

可选地，所述传感光纤内部设有纤芯，所述光栅填充于所述纤芯上。

可选地，所述纤芯设为四条，在所述传感光纤内呈矩形对称分布。

本发明第二方面提供一种不可逆电穿孔消融针可视化系统，包括

上述的不可逆电穿孔消融针；

光源模块，用于将光源光束入射到所述传感光纤；

光谱采集模块，用于接收所述传感光纤的所述光栅反射出的光信号；

解调模块，用于将所述光栅反射出的所述光信号转为形态应变量；

数据分析及显示模块，用于对所述形态应变量进行分析处理及显示。

可选地，所述数据分析及显示模块为计算机。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的不可逆电穿孔消融针，包括多根电极针和光纤平行等长标定器，通过将电极针设计为中空结构，然后每根电极针的中空结构中嵌入一条传感光纤，传感光纤上设有多个光栅，光栅能够在电极针发生形变时产生应变，传感光纤具有前端和尾端，尾端伸入到中空结构的远端针尖处，前端从电极针的近端开口处伸出来；光纤平行等长标定器具有显示窗口，多条传感光纤的前端并排着穿过显示窗口且通过将传感光纤前端的光纤等长标记对齐且处于显示窗口内的传感光纤的起始段保持平行，则能够保证自光纤等长标记起伸入到各电极针内部的传感光纤的长度是一致的；此外，由于光纤等长标记处设有首个光栅，因此以首个光栅处的平行坐标为基准可以对电极针内部的传感光纤的平行度进行识别，医生可根据识别结果对电极针平行度进行调整。

2. 本发明提供的不可逆电穿孔消融针可视化系统，包括上述的不可逆电穿孔消融针、光源模块、光谱采集模块、解调模块、数据分析及显示模块，光源模块向所述传感光纤发射光源光束并将光源光束入射到所述传感光纤中，光谱采集模块接收传感光纤的所述光栅反射出的光信号，然后通过解调模块将所述光栅反射出的所述光信号转为形态应变量，最后可通过数据分析及显示模块对所述形态应变量进行分析处理及显示。具体操作中，医生通过光纤平行等长标定器的显示窗口，调整光纤等长标记对齐，以保证测量光纤的等长和起始段平行，随着电极针在人体内部遇阻后的形状变化，测量光栅产生的微应变，解调光栅微应变量后，计算绘制出光纤形态，以此可视化判断光纤平行度。

3. 本发明提供的不可逆电穿孔消融针可视化系统，将传感光纤嵌入电极针内部，利用光纤柔性测量技术，完成电极针姿态定位，投射到显示器上，实现一边布针一边可视化，后期结合CT、MR等图像信息，和机器人操作，实现布针自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的不可逆电穿孔消融针的结构示意图。

附图标记说明：

1-电极针；11-中空结构；2-传感光纤；21-光栅；22-前端；23-尾端；24-光纤等长标记；25-起始段；3-光纤平行等长标定器；31-显示窗口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“远端”指电极针1在手术时靠近患者的一端，“近端”指电极针1在手术时远离患者的一端。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种不可逆电穿孔消融针，包括光纤平行等长标定器3和多根电极针1。在本实施例中以两根电极针1为例，如图1所示，电极针1设计为中空结构11，每根电极针1的中空结构11中嵌入一条传感光纤2，传感光纤2上设有多个光栅21，光栅21能够在电极针1发生形变时产生应变。传感光纤2具有前端22和尾端23，尾端23伸入到中空结构11的远端针尖处，前端22从电极针1的近端开口处伸出来；光纤平行等长标定器3具有显示窗口31，两条传感光纤2的前端22并排着穿过显示窗口31且通过将传感光纤2前端22的光纤等长标记24对齐且处于显示窗口31内的传感光纤2的起始段25保持平行，则能够保证自光纤等长标记24起伸入到各电极针1内部的传感光纤2的长度是一致的；此外，由于光纤等长标记24处设有首个光栅21，因此以首个光栅21处的平行坐标为基准可以对电极针1内部的传感光纤2的平行度进行识别，医生可根据识别结果对电极针1平行度进行调整。

在本实施例中，所述传感光纤2上的首个光栅21以光纤等长标记24起点进行设置，自光纤等长标记24至尾端23之间设置等间隔的多个光栅21。

作为传感光纤2的一个可替代实施例，所述传感光纤2在所述光纤等长标记24至所述尾端23间设置有连续光栅，所述连续光栅以所述光纤等长标记24为起点。

对于传感光纤2的具体结构，在本实施例中，传感光纤2内部设有纤芯，光栅21填充于纤芯上，纤芯设为四条，在传感光纤2内呈矩形分布。将纤芯设计为四条，有利于空间坐标系的建立，且解调过程不会太复杂。

本发明实施例还提供一种不可逆电穿孔消融针可视化系统，包括上述实施例的不可逆电穿孔消融针、光源模块、光谱采集模块、解调模块和数据分析及显示模块。其中，光源模块用于将光源光束入射到所述传感光纤2；光谱采集模块用于接收所述传感光纤2的所述光栅21反射出的光信号；解调模块用于将所述光栅21反射出的所述光信号转为形态应变量；数据分析及显示模块用于对所述形态应变量进行分析处理及显示。

进一步地，在本实施例中，数据分析及显示模块为计算机。

本发明实施例的不可逆电穿孔消融针可视化系统的工作原理为：

医生在进行不可逆电穿孔消融针消融术时，先通过光纤平行等长标定器3的显示窗口31，调整光纤等长标记24对齐，以保证测量的传感光纤2的等长和起始段25平行，之后医生操作电极针1刺入人体，随着电极针1在人体内部遇阻后的形状变化，通过可视化系统测量光栅21的微应变，解调光栅21微应变量后，通过计算机计算绘制出光纤形态并在计算机的显示器上进行显示，以此可视化判断传感光纤2平行度。

需要说明的是，医生操作电极针1刺入人体可以是手动的，也可以是利用自动化的手术机器人来实现。

本发明实施例的不可逆电穿孔消融针可视化系统，后期还可以结合CT、MR等图像信息，与手术机器人操作，实现自动化布针。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种不可逆电穿孔消融针，其特征在于，包括

光纤平行等长标定器（3），具有显示窗口（31）；

多根电极针（1），所述电极针（1）内部为中空结构（11），每根所述电极针（1）的所述中空结构（11）嵌入一条设有多个光栅（21）的传感光纤（2），所述光栅（21）在所述电极针（1）发生形变时产生应变；所述传感光纤（2）具有前端（22）和尾端（23），所述尾端（23）伸入到所述中空结构（11）的远端针尖处，所述前端（22）从所述中空结构（11）的近端开口处伸出；

多条所述传感光纤（2）的前端（22）的相同位置处设有以首个所述光栅（21）为基准的光纤等长标记（24），多条所述传感光纤（2）的所述前端（22）并排穿过所述显示窗口（31）且所述光纤等长标记（24）在所述显示窗口（31）中对齐，以所述光纤等长标记（24）为起点的起始段（25）在所述显示窗口（31）平行设置。

2.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔消融针，其特征在于，所述传感光纤（2）在所述光纤等长标记（24）至所述尾端（23）间设有等间隔的多个光栅（21），首个所述光栅（21）设于所述光纤等长标记（24）起点处。

3.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔消融针，其特征在于，所述传感光纤（2）在所述光纤等长标记（24）至所述尾端（23）间设置有连续光栅，所述连续光栅以所述光纤等长标记（24）为起点。

4.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔消融针，其特征在于，所述传感光纤（2）内部设有纤芯，所述光栅（21）填充于所述纤芯上。

5.根据权利要求4所述的不可逆电穿孔消融针，其特征在于，所述纤芯设为四条，在所述传感光纤（2）内呈矩形对称分布。

6.一种不可逆电穿孔消融针可视化系统，其特征在于，包括

根据权利要求1-5中任一项所述的不可逆电穿孔消融针；

光源模块，用于将光源光束入射到所述传感光纤（2）；

光谱采集模块，用于接收所述传感光纤（2）的所述光栅（21）反射出的光信号；

解调模块，用于将所述光栅（21）反射出的所述光信号转为形态应变量；

数据分析及显示模块，用于对所述形态应变量进行分析处理及显示。

7.根据权利要求6所述的不可逆电穿孔消融针可视化系统，其特征在于，所述数据分析及显示模块为计算机。

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