CN114176770B - 一种冷却套管和冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷却套管，其包括内管和外管，外管和内管之间设置有第一支撑结构，内管的内侧设置有第二支撑结构，外管的远端为盲端，外管与内管之间的空间形成第一通道，第一通道与所述内管的空间在远端流体连通；第一通道在近端与第一连通结构连接，内管在近端与第二连通结构连接。

Description

一种冷却套管和冷却装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是涉及一种冷却套管和冷却装置。

背景技术

激光热疗是一种通过光纤将光导入到人体内部，使局部生物组织受热后发生凝结、坏死的新型肿瘤治疗技术，它能通过较小的入侵达到清除原位肿瘤或病灶的目的。与传统的外科切除手术相比，该方法具有手术时间短，手术创伤面小，很少出现大量出血，对患者造成的痛苦小，术后恢复效果好，并且具有一定的消炎杀菌作用的特点。在疾病治疗中具有很好的前景，特别是在肿瘤的治疗研究中，目前已被用于治疗许多类型的肿瘤，例如肝脏、脑、乳腺、视网膜等部位的肿瘤。但是目前仍然有多个问题：

首先，激光在加热组织过程中，会导致局部组织过热碳化，妨碍继续治疗，减小了治疗范围，所以采用冷却套管，使用冷却流体对消融光纤进行冷却是本领域所采取的现有方案。然而，在现有技术中，采用气体冷却的方案中，冷却套管受到冷却剂从液态到气体的变化限制，直径过大；采用液体冷却的方案中，由于植入组织后受到组织挤压，外壁和内壁之间，内壁和消融光纤之间有时会黏在一起，影响冷却流体通过，严重削弱了冷却流体对消融光纤的散热作用。

其次，由于部分组织或肿瘤外部有一定韧性的膜结构，导致消融套管无法穿透该膜，使得消融光纤偏离预设路径，导致消融手术精度下降或者对正常组织的损伤增加。

第三，在使用定向出光的消融光纤时，消融光纤需要旋转并在旋转时保持中轴线不变，否则会造成实际消融与预期消融的偏差。

第四，可以保持光纤与内管，内管与外管之间的距离，避免内管与外管之间接触，光纤与内管之间接触。

为了解决以上问题，本发明提出了用于激光热疗的一种冷却套管。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种冷却套管，其包括内管、外管和支撑结构，外管和内管之间设置有第一支撑结构，内管的内侧设置有第二支撑结构，外管的远端为盲端，外管与内管之间的空间形成第一通道，第一通道与所述内管的管内空间在远端流体连通；第一通道在近端可以与冷却装置流体连通，内管的管内空间在近端可以与冷却装置流体连通。

使用状态下，冷却装置包括泵送机构(例如蠕动泵)和冷却流体(例如生理盐水)，通过蠕动泵将冷却流体泵入本发明的冷却套管，从第一通道的近端输入，到达远端之后再从内管的管内空间返回，从内管管内空间的近端流出，从而将冷却套管远端的热量带走，降低温度。冷却流体可以方向运动，即从从内管管内空间的近端输入，到达远端之后再从第一通道返回，从第一通道的近端流出。

本发明的冷却套管与治疗细长件(例如光纤，电极等)结合使用，即治疗细长件放置在冷却套管之中时，第二支撑结构允许治疗细长件发生转动；优选地，第二支撑结构不影响或者几乎不影响治疗细长件的转动；进一步地，第二支撑结构可以在竖直状态下不接触治疗细长件，尽量减少对转动的影响。

第一支撑结构的数量可以为3个或更多个，例如3个、4个、5个、6个、8个等，优选地，第一支撑结构围绕冷却套管的中轴线对称分布，即在横截面上沿外管的圆周等间隔分布。

第二支撑结构的数量可以为3个或更多个，例如3个、4个、5个、6个、8个等，优选地，第二支撑结构围绕冷却套管的中轴线对称分布，即在横截面上沿内管的圆周等间隔分布。

第一支撑结构和第二支撑结构在轴向上延伸；

可选地，第二支撑结构在远端的结束位置相比于第一支撑结构的远端结束位置更靠近近端；

可选地，第一支撑结构和第二支撑结构在轴向上可以是不连续的。

在一些实施例中，本发明的冷却套管的第一支撑结构和外管是一体结构，即第一支撑结构设置在外管的内壁；进一步地，内管的外侧可以设置有凹槽，用于与所述第一支撑结构匹配；或者在截面上第一支撑结构靠近中心轴线的一端具有与内管的外径相匹配的弧度，即截面上第一支撑结构靠近中心轴线的一端为凹弧，与内管外壁的凸弧相匹配。

在另一些实施例中，本发明的冷却套管的第一支撑结构和内管是一体结构，即第一支撑结构设置在内管的外壁上，此时第一支撑结构、内管和第二支撑结构为一体结构；进一步地，在截面上第一支撑结构靠近外管的一端具有与外管的内径相匹配的弧度，即即截面上第一支撑结构靠近外管的一端为凸弧，与外管内壁的凹弧相匹配；或者外管的内侧设置有凹槽，外管内侧设置的凹槽与设置在内管外壁上的第一支撑结构匹配。

在又一些实施例中，本发明的冷却套管的部分第一支撑结构和外管是一体结构，其余第一支撑结构和内管为一体结构，即部分第一支撑结构设置在外管的内壁，其余第一支撑结构设置在内管的外壁；进一步地，设置在外管内壁的第一支撑结构与设置在内管外壁的第一支撑结构间隔设置。

在一些实施例中，本发明的冷却套管中，外管、第一支撑结构、内管是一体结构，即外管、第一支撑结构、内管和第二支撑结构是一体的，这种一体结构有利于制造加工，省略了装配过程，使用更加便捷。进一步地，在外管、第一支撑结构、内管和第二支撑结构是一体结构的情况下，内管可以在远端与外管连接，且在内管的远端设置有连通孔，使得第一通道和内管的内部空间流体连通。

本发明的冷却套管中，第二支撑结构靠近轴心的一端具有与可置入其中的治疗细长件(例如光纤，电极等)相配合，

可选地，在截面上，第二支撑结构靠近轴心的一端为凹面，与光纤的外径的凸面匹配；

可选地，在截面上，第二支撑结构靠近轴心的一端为凸面，与光纤外径的凸面对应，该方案与本发明的其他结构相比，接触面积小，光纤旋转的阻力小；

可选地，在截面上，第二支撑结构与治疗细长件不接触，即与治疗细长件之间没有摩擦力或者摩擦力可以忽略不计。

本发明的冷却套管还可以包括基座，基座中设置有两个连通结构，两个连通通道各自设置有端口，两个连通结构中的一个通过其端口与第一通道在近端流体连通，两个连通结构中的另一个通过其端口与内管的内部空间在近端流体连通。

在一些实施例中，本发明的冷却套管中，第一连通结构上设置第一端口，第一端口与第一流通流体连通，第二连通结构上设置第二端口，第二端口与内管的管内空间流体连通；

冷却流体自第一连通结构上的第一端口进入到第一通道中，从第一通道近端流动到远端，到达冷却套管远端之后吸收热量，再回流到内管管内空间的近端，最后从第二连通结构上的第二端口流出，从而降低治疗光纤的温度；

或者，冷却流体自第二连通结构上的第二端口进入内管管内空间，从内管管内空间的近端流动到远端，到达冷却套管远端之后吸收热量，再回流到第一通道的近端，最后从第一连通结构上的第一端口流出，从而降低治疗光纤的温度。

在另一些实施例中，本发明的冷却套管中，第一连通结构上设置第一端口，第一端口与内管的管内空间流体连通，第二连通结构上设置第二端口，第二端口与第一流通流体连通；

冷却流体自第二连通结构的第二端口进入到第一通道中，从第一通道近端流动到远端，到达冷却套管远端之后吸收热量，再回流到内管管内空间的近端，最后从第一连通结构上的第一端口流出，从而降低治疗光纤的温度；

或者，冷却流体自第一连通结构上的第一端口进入内管管内空间，从内管管内空间的近端流动到远端，到达冷却套管远端之后吸收热量，再回流到第一通道的近端，最后从第二连通结构上设置第二端口流出，从而降低治疗光纤的温度。

冷却流体的进口设置在第二连通结构中，冷却的流体的出口设置在第一连通结构中；这种连接结构中，冷却流体自进口进入到第二连通结构中，从第二连通结构近端流动到远端，到达冷却套管远端之后再进入第一连通结构远端，吸收热量后再流动到第一连通结构近端，最后从出口流出，从而降低治疗光纤的温度。

可选地，本发明的冷却套管中，在外管的远端设置有卡接结构，卡接结构的整体形状为圆筒状，其与外管内壁固定连接(即设置在外的远端内侧)，卡接结构内径等于或大于内管的外径，使得安装或制造之后的冷却套管中，内管的远端位于卡接结构之中，或者卡接结构的外径等于或小于内管201的内径，使得安装或制造之后的冷却套管中，内管的远端套接卡接结构；

进一步地可以设置连通孔，连接孔用于维持第一通道与内管的内部空间之间的流体连通，连通孔的设置可以有不同的选择：

在一些实施例中，内管的远端设置成位于卡接结构之中，并且不会阻挡全部连通孔，即仅在卡接结构上设置连通孔，且内管不阻挡连通孔发挥流体连通作用；

在另一些实施例中，在卡接结构和内管的远端均设置连通孔，使用过程中，卡接结构的连通孔和内管远端的连通孔至少部分的对应，以保持流体连通。

本发明的第二方面提供一种冷却装置，其包括本发明的冷却套管。进一步地，还包括泵送结构和冷却流体，泵送结构(例如蠕动泵)驱动冷却流体(例如生理盐水)在冷却套管中流动，流动方式如前所述。

在一些实施例中，外管的远端设置有穿刺增强结构，例如圆锥结构或者类似功能的结构，穿刺增强结构和支撑结构一起，提供了更加优秀的结构强度，穿刺能力更强。

本发明的冷却套管至少具有以下优点：

1、外管和内管之间设置第一支撑结构，内管和医疗装置(例如治疗光纤)之间设置第二支撑结构，增强了径向强度，防止了内管与外管之间，医疗装置和内管之前的空间因植入后受组织挤压而黏连阻断，确保了冷却流体的顺畅流通；

2、增强了冷却导管的轴向结构强度，能够更加容易的穿透膜结构，同时减少偏离预设路径的可能性，提高穿刺精度，减少因消融位置偏移造成的对正常组织的损伤；

3、特殊的支撑结构设计，使得医疗装置(例如治疗光纤、深部电极等)在需要旋转时保持中轴线基本处于内管的中心位置，更加准确的计算旋转角度，预估消融等治疗效果。

4、支撑结构和对应的卡槽设计，防止内管相对于外管发生绕轴线的旋转；

5、卡接结构更好的将内管维持在中轴线的位置上，防止在远端因为支撑结构缺失导致的偏移问题；

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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1A为本发明一个实施例的冷却套管的正视图，图1B为部分结构的剖视图，图 1C为截线A-A'的截面图；

图2A-图2D是一些实例中冷却套管在图1B中A-A'位置处的截面图；

图3A-图3D是另一些实例中冷却套管在图1B中A-A'位置处的截面图；

图4A-图4B是又一些实例中冷却套管在图1B中A-A'位置处的截面图；

图5A-图5B分别是一个实例中冷却套管的剖面图和截面图；

图6是本发明的一个实例中冷却套管的剖面图；

图7是本发明的另一个实例中冷却套管的剖面图；

图标：

10-外管；101-第一支撑结构，1012-第一支撑结构，102-第一通道，103-卡接结构，1031-流通孔，104-锥体，20-内管；201-第二支撑结构；202-第二通道，30-消融光纤， 301-消融端头，40-第一连通结构，401-第一端口，50-第二连通结构，501-第二端口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例

参考图1，示出了本发明的一些实施例中的冷却套管的示意图，图1A是冷却套管的正视图，其中10表示外管，20内管和30消融光纤位于其中(未示出)，第一连通结构40和第一端口401，第二连通结构50和第二端口501，冷却流体可以从第一端口进入，从第二端口流出，或者从第二端口进入，从第一端口流出；第一端口与第一通道流体连通，第二端口与内管的管内空间流体连通或者第一端口与内管的管内空间流体连通，第二端口与第一通道流体连通；第一通道、内管的内部空间与冷却装置流体连通的一些具体结构可以参见本发明人的在先专利申请“一种激光手术器械水冷结构”(申请号：20181077693.8)，其全部内容通过引用并入本文；图1B是图1A中圈出的远端部分结构的剖视图，对应于图1C中指示线B-B'的位置，其中示出了外管10，内管20，内管内侧设置的第二支撑结构201，治疗光纤30，外管10和内管20之间的空间形成第一通道102，第一通道102与内管20的内部空间202在远端流体连通，第一支撑结构101 和第二支撑结构201在远端缺失，内管20的远端在远端超出第二支撑结构201的远端，使得消融光纤30的消融端头301处不受第二支撑结构201的影响，即消融端头301围绕轴心一周的方向上对消融激光的透射率基本一致，箭头指示了冷却流体在其中的流通方向的一个实例；

图1C是图1B中截线A-A'位置处的截面图的一个实例，其中示出了在外管10内侧设置的四个第一支撑结构101，第一支撑结构101将第一通道102分成了4部分，内管20的内侧设置了四个第二支撑结构201。

第一支撑结构101的数目m和第二支撑结构201的数目n都可以选择大于2的任意自然数，m和n可以相同也可以不同，根据需求进行设置即可，例如，m和n可以分别为3和3；4和4,8和4等；图4A和图4B示出了具有三个第一支撑结构101和三个第二支撑结构201的两个冷却套管实例；

支撑结构的形状可以根据需要调整，例如在截面上可以是沿冷却套管径向等宽的，或者沿冷却套管径向渐变的，例如图3A-图3D，其中示出了第一支撑结构和第二支撑结构中的至少一部分在截面图上沿径向是渐变的多种情况；

第一支撑结构可以设置在不同的位置：

第一支撑结构101仅设置在外管10上的情况，参见附图1C，附图2A-2B，附图 3A，进一步地，可以在内管20上设置对应的凹槽或卡槽，例如附图2A-2B，方便装配，并可限制内管20相对外管10发生绕长轴的转动；

第一支撑结构1012仅设置在内管20上的情况，请参见附图2C-2D，附图3C，第一支撑结构1012、第二支撑结构201,和内管20是一体结构；此时，还可以在外管10 的内壁设置凹槽或卡槽(附图2C-2D)，用于方便安装，并限制内管20相对外管10发生绕长轴的转动；

第一支撑结构还可以同时设置在内管20的外壁和外管10的内壁，参见附图3B，其中设置有在外管10内壁的第一支撑结构101,和设置在内管20内壁的第一支撑结构 1012，进一步地，还可以分别在内管外壁和外管内壁设置有对应的凹槽或卡槽，更多的第一支撑结构，进一步增强了结构强度，更有利于抵抗形变和增强穿刺强度。

本发明的冷却套管可以在内管的外壁上有与设置在外管10内壁的第一支撑结构101进行匹配的凹槽，使得通过第一支撑结构101将内管20和外管10进行组装，并防止内管20在外管10内发生绕长轴的转动。凹槽可以有多种形式，例如卡槽，参见附图 2A，在截面图上第一支撑结构101靠近中心的一端与矩形类似；凹槽也可以是在截面上呈现为向中心凹陷的弧形，对应的第一支撑结构101靠近中心的一端为凸起的弧形，参见图2B；进一步地，第二支撑结构201靠近中心的一端也是凸起的弧形，从而使得消融光纤与第二支撑结构201的接触面积最小或者不接触，使得消融光纤旋转的阻力微小，特别适用于需要进行定向治疗的情况，参见图2B。

本发明冷却套管也可以在外管的内壁上设置有凹槽，用于与第一支撑结构进行匹配，参见图2C和2D，其中第一支撑结构1012设置在内管20的外壁上，第二支撑结构 201设置在内管20的内壁上，即第一支撑结构1012、内管20和第二支撑结构201是一体结构，支撑结构的分布可以有多种设计，优选地，采用均匀分布的设置，例如在具有四个支撑结构的情况下，每个支撑结构与相邻的支撑结构垂直。

本发明的冷却套管也可以整体的一体结构，参见图3D，其中第一支撑结构1201 连接外管10的内壁，同时连接内管20的外壁；一体化结构有利于制造加工，省略了装配过程，使用时置入治疗光纤即可，更加便捷。

冷却套管的支撑结构在轴向上可以是不连续的，例如图5A示出了一个实例的剖面，第二支撑结构201在轴向上显示出三段的结构，在C-C'位置处的截面(图5B)中，缺乏第二支撑结构201；此种情况下，进一步减轻了冷却套管的重量，使得四个第二通道202的流体连通更加顺畅。

进一步增强内管稳定性的冷却套管实例参见图6和图7，在外管的远端设置有卡接结构，卡接结构103的整体形状为圆筒状，其与外管10内壁固定连接(即设置在外管10的远端内侧)，卡接结构103的内径等于或大于内管201的外径，使得安装或制造之后的冷却套管中，内管201的远端位于卡接结构103之中，进一步地可以设置连通孔，使得冷却流体可以按照箭头的方向流动；

可以理解，卡接结构103的外径也可以等于或小于内管201的内径，使得安装或制造之后的冷却套管中，内管201的远端环绕卡接结构103，进一步地可以设置连通孔，使得冷却流体可以按照箭头的方向流动；

连通孔的设置可以有多种选择：

仅在卡接结构103上设置连通孔1031，内管201的远端设置在卡接结构103之中，但尚未到达连通孔1031，即不阻挡连通孔发挥作用；

在卡接结构103和内管201的远端均设置连通孔，

使得冷却流体可以按照箭头的方向，通过流通孔1031进行流动，或者可以在卡接结构103和内管201同时设置流通孔，内管201可以完全与外管远端抵接。

进一步增强穿刺能力的冷却套管实例参见图7，其外管10的远端设置有圆锥结构104，通过几何外形的设计，和支撑结构一起，提供了更加优秀的结构强度，穿刺能力更强。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种冷却套管，用于激光热疗，其特征在于，包括内管、外管和支撑结构，所述外管和所述内管之间设置有第一支撑结构，所述内管的内侧设置有第二支撑结构，所述外管的远端为盲端，所述外管与所述内管之间的空间形成第一通道，所述第一通道与所述内管的管内空间在远端流体连通；所述第一通道在近端可以与冷却装置流体连通，所述内管的管内空间在近端可以与冷却装置流体连通；所述第一支撑结构的数量至少为3个，所述第一支撑结构在横截面上沿外管的圆周等间隔分布；所述第二支撑结构的数量至少为3个，所述第二支撑结构在横截面上沿内管的圆周等间隔分布；所述第一支撑结构和所述第二支撑结构在冷却套管的轴向上延伸；所述内管的外侧，和/或，所述外管的内侧可以设置有凹槽，所述凹槽与所述第一支撑结构相配。

2.根据权利要求1所述的冷却套管，其特征在于，所述第一支撑结构和所述外管是一体结构。

3.根据权利要求2所述的冷却套管，其特征在于，所述内管外侧设置的凹槽与所述第一支撑结构匹配。

4.根据权利要求1所述的冷却套管，其特征在于，所述第一支撑结构和所述内管是一体结构。

5.根据权利要求4所述的冷却套管，其特征在于，所述外管内侧设置的凹槽与所述第一支撑结构匹配。

6.根据权利要求1所述的冷却套管，其特征在于，部分所述第一支撑结构和所述外管是一体结构，其余所述第一支撑结构和所述内管为一体结构。

7.根据权利要求6所述的冷却套管，其特征在于，所述凹槽分别与相应的支撑结构匹配。

8.根据权利要求1所述的冷却套管，其特征在于，还包括基座，所述基座中设置有两个连通结构，所述两个连通结构中的一个与所述外管与内管之间的空间在近端流体连通，所述两个连通结构中的另一个与所述内管的空间在近端流体连通。

9.根据权利要求8所述的冷却套管，其特征在于，冷却流体的进口设置在所述两个连通结构中的一个之上，冷却的流体的出口设置在所述两个连通结构中的另一个之上。

10.一种冷却装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的冷却套管。

11.跟据权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，还包括泵送结构和冷却流体。

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