CN115414096A - 一种超声消融导管及超声消融设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声消融导管及超声消融设备。该超声消融导管包括中心腔管，沿其轴向方向开设有中心孔；中心丝，安装有至少一个超声换能器，中心丝的第一端活动穿设在中心孔内，以在收缩状态与伸出状态之间切换；弹性支架，预成型为设定形状，并套设于中心丝上，弹性支架的第一端活动穿设在中心孔内，以在压缩状态与扩张状态之间切换；中心丝处于收缩状态下，超声换能器和弹性支架的第二端共同随中心丝的第二端收容于中心腔管内，以使弹性支架处于压缩状态；中心丝处于伸出状态下，超声换能器和弹性支架的第二端共同随中心丝的第二端伸出于中心腔管之外，以使弹性支架处于扩张状态并恢复至设定形状。利用本发明，可以提高消融手术的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声消融导管，同时也涉及包括该超声消融导管的超声消融设备，属于医疗器械技术领域。
背景技术
超声能量具有良好的方向性和穿透性。与射频能量相比，超声消融使用的能量更低，能量传递不依赖于组织的传导，在治疗过程中可避免对血管内膜组织造成损伤。因此，超声能量可能是消融治疗领域理想的能量来源之一。
目前，超声换能器的基本构造包括压电片、电极、背衬和匹配层，超声换能器通过背衬控制超声换能器频率和脉冲响应，同时控制超声换能器能量传播的方向性。由于超声换能器的背衬多采用高阻尼、高衰减材料，入射到背衬的超声能量部分转换成热能造成能量损耗，这不但降低了超声换能器的电声转换效率，转化生成的热量在人体组织中还可造成不良的后果，如在血管中，过热的换能器表面可能对治疗区域的血管内膜造成损伤，将导致治疗对象发生远期血管狭窄甚至闭塞。又如在血液中，表面温度升高的超声元件将诱发血液凝固并凝聚于换能器表面，导致声能释放受阻，进一步降低了超声换能器的电声转化效率，甚至导致换能器损坏，同时表面血栓的形成增加了发生血栓栓塞的风险。
在专利号为ZL 201410855825.1的中国发明专利中，公开了一种多声束超声消融导管系统，包括：消融导管、操控手柄和消融发生装置，消融导管由近端向远端包括依次连接的导管段和消融段；消融发生装置包括信号处理单元和治疗单元，消融段包括超声换能器组件、第一连接导管、超声成像探头和第二连接导管，超声换能器组件包括换能器基座及由换能器基座夹持的换能器振子，换能器振子包括交替层叠的三层电极层和两层压电片，两层压电片之间的电极层连接正电极，正电极与治疗单元的正极连接；两层压电片两侧的电极层分别连接负电极，负电极与治疗单元的负极连接。该系统提高了超声换能器的工作效率，减少热量的产生，并提高超声消融治疗的安全性。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种超声消融导管，用以提高超声消融治疗的安全性。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述超声消融导管的超声消融设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种超声消融导管，包括：
中心腔管，所述中心腔管沿其轴向方向开设有中心孔；
中心丝，所述中心丝上安装有至少一个超声换能器，所述中心丝的第一端活动穿设在所述中心孔内，以在收缩状态与伸出状态之间切换；
弹性支架，所述弹性支架预成型为设定形状，并套设于所述中心丝上，所述弹性支架的第一端活动穿设在所述中心孔内，以在压缩状态与扩张状态之间切换；
所述中心丝处于所述收缩状态下，所述超声换能器和所述弹性支架的第二端共同随所述中心丝的第二端收容于所述中心腔管内，以使所述弹性支架处于所述压缩状态；所述中心丝处于所述伸出状态下，所述超声换能器和所述弹性支架的第二端共同随所述中心丝的第二端伸出于所述中心腔管之外，以使所述弹性支架处于所述扩张状态并恢复至所述设定形状。
其中较优地，所述弹性支架由多根支架丝相互编织成网状。
其中较优地，所述弹性支架包括多个包裹部，所述中心丝上安装有多个超声换能器，各所述包裹部分别包裹在各所述超声换能器的外侧。
其中较优地，所述弹性支架包括多个包裹部，所述中心丝上安装有多个超声换能器，所述多个包裹部与所述多个超声换能器沿所述中心腔管的轴向方向交叉排列，以使任意两个相邻的所述超声换能器之间均具有一个所述包裹部。
其中较优地，所述超声换能器外侧还包裹有球囊，所述球囊位于所述弹性支架与所述超声换能器之间。
其中较优地，所述中心孔内设有冷却管，所述冷却管的第一端用于与冷介质供给装置连接，所述冷却管的第二端伸出于所述中心腔管之外，以在所述中心丝处于所述伸出状态下，与所述超声换能器的位置相对应。
其中较优地，所述中心丝内具有相互连通的第一通道和第二通道，所述第一通道用于与冷介质供给装置的出液口连通，所述第二通道用于与冷介质供给装置的入液口连通，以共同形成冷却循环回路；所述冷却循环回路内定期流动有冷介质，以用于对所述超声换能器进行降温。
其中较优地，所述超声换能器通过粘贴和/或嵌置的方式安装在所述中心丝的外侧，而且所述超声换能器的宽度小于所述中心丝的直径，以部分覆盖所述中心丝；所述中心丝能够绕其轴向方向360°旋转，以带动所述超声换能器360°转动。
其中较优地，所述超声消融导管还包括连接件，所述连接件与所述弹性支架的第二端和所述中心丝的第二端连接固定。
其中较优地，所述弹性支架具有透明折射区域和非透明封闭区域，所述透明折射区域与所述超声换能器相对应，以对所述超声换能器发射的超声波进行折射。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种超声消融设备，其中包括所述的超声消融导管。
与现有技术相比较，本发明所提供的超声消融导管及设备，通过安装在中心丝上的超声换能器进行可控制消融，以提高对病变组织的消融效果；同时，弹性支架扩张状态下可撑开血管，以避免超声换能器与血管壁相接触，防止对血管壁造成损伤；此外，还可以通过灌注冷盐水或冷气体的方式对超声换能器进行降温，从而进一步提高消融手术的安全性。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种超声消融导管的结构示意图；
图2为本发明第二实施例提供的一种超声消融导管的结构示意图；
图3为本发明第三实施例提供的一种超声消融导管的结构示意图；
图4为本发明第四实施例提供的一种超声消融导管的结构示意图；
图5为本发明第五实施例提供的一种超声消融导管的结构示意图；
图6为本发明第六实施例提供的一种超声消融导管的结构示意图；
图7为本发明第一实施例中，中心丝与冷介质供给装置的连接结构示意图；
图8为本发明第七实施例中，中心丝与冷介质供给装置的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
<第一实施例>
请参照图1所示，本发明实施例提供的一种超声消融导管，包括：中心腔管1、中心丝2、弹性支架3、连接件4和超声换能器5。
具体的，在本实施例中，该中心腔管1沿其轴向方向开设有中心孔11，即：本实施例中，中心腔管1为两端开口的空心圆管，该中心孔11用于为中心丝2和弹性支架3提供容置空间。
中心丝2上安装有至少一个超声换能器5，该超声换能器5用于产生超声波，以在超声消融导管到达待消融位置后，通过将超声波聚焦的特定区域，将能量聚集到足够的强度，使焦点区域达到瞬间的高温，从而破坏特定区域的病变组织，以达到消融手术的目的。具体的，本实施例中，超声换能器5为三个，三个超声换能器5沿中心丝2的长度方向间隔设置，以提高能量聚焦效率。
该中心丝2为由镍钛合金材料制成的圆柱状金属丝，从而使得中心丝2本身具有一定的硬度的刚性，该中心丝2的第一端(即图1中远离连接件4的一端)活动穿设在中心孔11内，从而使得该中心丝2能够在收缩状态与伸出状态之间切换，具体的，当该中心丝2的第二端(即图1中靠近连接件4的一端)完全收容至中心孔11内时，则中心丝2处于收缩状态，此时，安装于中心丝2上的三个超声换能器5也会随中心丝2的第二端一同收容至中心孔11内；当该中心丝2的第二端(即图1中靠近连接件4的一端)从中心孔11内伸出第一设定距离(该第一设定距离可根据实际需要自行设定：例如：10～60mm)后，则该中心丝2处于伸出状态，此时，三个超声换能器5均从所述中心孔11内伸出，以用于超声消融。
弹性支架3预成型为设定形状，并套设于中心丝2上，具体的，弹性支架3包括绕中心丝2的中心轴线按照圆形分布的多根支架丝31，所述支架丝31多为镍钛丝，同时在镍钛丝的表面进行绝缘处理。每根支架丝31的长度方向沿着中心腔管1的长度方向延伸，所有支架丝31的两端分别构成弹性支架3的第一端和第二端，同时，所有支架丝31的中间段均弯曲呈U字形，从而形成瓣状弹性支架3。
参照图1所示，瓣状弹性支架3的第一端远离连接件4，瓣状弹性支架3的第二端靠近连接件4，该瓣状弹性支架3的第一端活动穿设在中心孔11内，以在压缩状态与扩张状态之间切换。具体的，当瓣状弹性支架3的第二端完全收容至中心孔11内时，则该瓣状弹性支架3处于压缩状态，即所有支架丝31的中间段均被压缩至中心孔11内，以方便超声消融导管进入人体血管；当瓣状弹性支架3的第二端从中心孔内伸出第二设定距离(该第二设定距离可根据实际需要自行设定：例如：10～60mm)后，则瓣状弹性支架3处于扩张状态，此时，所有支架丝31的中间段均在中心腔管1之外恢复至设定形状，以阻隔血管壁与超声换能器5，防止超声换能器5直接接触血管壁而对血管造成损伤。
同时，可以理解的是，在上述实施例中，当中心丝2处于收缩状态下，则超声换能器5和弹性支架3的第二端共同随中心丝2的第二端收容于中心腔管1内，以使弹性支架3处于压缩状态；当中心丝2处于伸出状态下，则超声换能器5和弹性支架3的第二端共同随中心丝2的第二端伸出于中心腔管1之外，以使弹性支架3处于扩张状态并恢复至设定形状。即在本实施例中，中心丝2、弹性支架3和超声换能器5的运动是同步的，也即上述第一设定距离与第二设定距离相等，可通过在中心腔管1的远离连接件4的一端安装控制手柄，通过控制手柄控制中心丝2、弹性支架3和超声换能器5的工作形态。
连接件4为一端开口的空心圆管，参照图1所示，连接件4的靠近中心腔管4的一端为开口端41，远离中心腔管4的一端为封闭端42，该连接件4用于固定中心丝2和弹性支架3的第二端。当利用控制手柄对中心丝2和弹性支架3沿中心腔管1的轴向方向进行牵拉时，则连接件4的开口端41会逐渐靠近中心腔管1，直至连接件4的开口端41与中心腔管1的端面相抵顶时，则中心丝2处于收缩状态，弹性支架3处于压缩状态；当利用控制手柄将中心丝2和弹性支架3沿中心腔管1的轴向方向进行推动时，则连接件4的开口端41会逐渐远离中心腔管1，直至连接件4移动第一设定距离后，则中心丝2处于伸出状态，弹性支架3处于扩张状态。
在本发明的一个实施例中，中心孔11内设有冷却管，冷却管的第一端用于与冷介质供给装置连接，冷却管的第二端伸出于中心腔管1之外，以在中心丝2处于伸出状态下，与超声换能器5的位置相对应。具体的，在该实施例中，冷却管可以是冷盐水灌注管或冷气体灌注管，相应地，冷介质供给装置可以是冷盐水供给装置或二氧化碳等低温气体供给装置，当超声消融导管伸入人体血管内后，可通过冷却管提供冷盐水或冷气体，从而对超声换能器5进行降温，以进一步避免高温的超声换能器5对血管壁造成损伤，提高消融手术的安全性。
如图7所示，在另一个实施例中，中心丝2内具有相互连通的第一通道201和第二通道202，超声换能器5套设在中心丝2上，从而360°环绕在中心丝2的外侧。并且，在本实施例中，第一通道201和第二通道202均贯穿中心丝2的底部且不贯穿中心丝2的顶部，该第一通道201用于与冷介质供给装置10的出液口101连通，第二通道202用于与冷介质供给装置10的入液口102连通，以共同形成冷却循环回路(如图7中虚线箭头所示回路)。通过在该冷却循环回路内定期通入冷介质，利用冷介质在中心丝2内的循环流动，从而能够对超声换能器5进行降温，以进一步避免高温的超声换能器5对血管壁造成损伤，提高消融手术的安全性。可以理解的是，本实施例中，冷介质仅会在冷却循环回路内定期循环流动，不会外漏至患者体内，从而通过内部降温的方式避免对手术操作造成干扰。
在本发明的一个实施例中，该中心腔管1为蛇骨管，从而使得该中心腔管1具有可控弯功能，以进一步提高超声消融导管使用的便利性。
综上所述，本发明实施例提供的超声消融导管，通过安装在中心丝2上的超声换能器5进行可控制消融，以提高对病变组织的消融效果；同时，弹性支架3扩张状态下可撑开血管，以避免超声换能器5与血管壁相接触，防止对血管壁造成损伤；此外，还可以通过灌注冷盐水或冷气体的方式对超声换能器5进行降温，从而进一步提高消融手术的安全性。
<第二实施例>
请参照图2所示，为本发明实施例提供的另一种超声消融导管。本实施例与第一实施例相比，区别之处在于，本实施例中的弹性支架3(网状式结构)的具体结构与第一实施例中的弹性支架3的结构不同。
下面具体说明本实施例中，弹性支架3(网状式结构)的不同之处：
在该实施例中，弹性支架3(网状式结构)由多根支架丝31相互编织成网状。具体而言，在本实施例中，可将多根支架丝31均分为两组，同一组内的支架丝31相互平行，两组支架丝31形成设定角度(例如：90°)，从而将两组支架丝31相互编织成型即可。容易理解的是，在其他实施例中，可根据需要对弹性支架3进行编织，以形成不同的网状结构。
本实施例除上述结构外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
<第三实施例>
请参照图3所示，为本发明实施例提供的另一种超声消融导管。本实施例与第一实施例相比，区别之处在于，本实施例中的弹性支架3(球囊式结构)的具体结构与第一实施例中的弹性支架3的结构不同。
下面具体说明本实施例中，弹性支架3(球囊式结构)的不同之处：
在该实施例中，弹性支架3(球囊式结构)包括多个包裹部32，该包裹部32大致呈球状，其大小可根据需要进入的血管组织的粗细而定。相应地，中心丝2上安装有多个超声换能器5，多个包裹部32与多个超声换能器5一一对应，从而使得各包裹部32分别包裹在各超声换能器5的外侧。由此，通过多个包裹部32能够对各自包裹的超声换能器5进行隔离，以避免超声换能器5对血管壁造成损伤。
本实施例除上述结构外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
<第四实施例>
请参照图4所示，为本发明实施例提供的另一种超声消融导管。本实施例与第一实施例相比，区别之处在于，本实施例中的弹性支架3(球囊式结构)的具体结构与第一实施例中的弹性支架3的结构不同。
下面具体说明本实施例中，弹性支架3(球囊式结构)的不同之处：
在该实施例中，弹性支架3(球囊式结构)包括多个包裹部32，该包裹部32大致呈球状，其大小可根据需要进入的血管组织的粗细而定。相应地，中心丝2上安装有多个超声换能器5，多个包裹部32与多个超声换能器5沿中心腔管1的轴向方向交叉排列，以使任意两个相邻的超声换能器5之间均具有一个包裹部32。由此，既能够隔断超声换能器5与血管组织相接触，又能够便于超声波的传导。
本实施例除上述结构外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
<第五实施例>
请参照图5所示，为本发明实施例提供的另一种超声消融导管。本实施例与第一实施例相比，区别之处在于，本实施例中的弹性支架3的具体结构与第一实施例中的弹性支架3的结构不同。
下面具体说明本实施例中，弹性支架3的不同之处：
在本实施例中，弹性支架3具有透明折射区域33和非透明封闭区域34，透明折射区域33与超声换能器5相对应，以对超声换能器5发射的超声波进行折射。具体的，该弹性支架3可由透明材质的材料(例如：PE、PET等)制成多个直径不等的透明圆环，并由不透明材质的材料(例如：黑色硅胶等)制成多个直径不等的不透明圆环，然后将多个直径不等的透明圆环与多个直径不等的不透明圆环交叉排列，并将相邻的透明圆环和不透明圆环进行粘接，从而形成该具有透明折射区域33和非透明封闭区域34的弹性支架3。由此，利用该透明折射区域33能够对超声波进行折射，以对超声波的传导进行方向调整，从而能够将超声波通过折射的方式传导至正常情况无法到达的区域，以提高超声消融导管的适用性。
其中，可以理解的是，对超声波进行折射时，具体折射后的位置与透明折射区域33的材料、宽度、厚度、以及透明折射区域33与超声换能器5之间的相对位置均有关系，具体使用时可根据实际需要选择最合适的材料、位置和尺寸。
本实施例除上述结构外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
<第六实施例>
请参照图6所示，为本发明实施例提供的另一种超声消融导管。本实施例与第一实施例相比，区别之处在于，本实施例中的超声换能器5外侧还包裹有球囊6，球囊6位于弹性支架3与超声换能器5之间。
具体的，本实施例中，通过将球囊6包裹在超声换能器5的外侧，并使得冷却管的第二端伸入该球囊6内，从而通过该冷却管能够向球囊6内通入冷盐水或冷气体，进而更加方便对超声换能器5进行降温。
本实施例除上述结构外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
<第七实施例>
请参照图8所示，为本发明实施例提供的另一种超声消融导管，本实施例与第一实施例相比，区别之处在于，超声换能器5与中心丝2的结构不同。
具体的，中心丝2内具有相互连通的第一通道201和第二通道202。并且，本实施例中，第一通道201和第二通道202均贯穿中心丝2的底部且不贯穿中心丝2的顶部，该第一通道201用于与冷介质供给装置10的出液口101连通，第二通道202用于与冷介质供给装置10的入液口102连通，以共同形成冷却循环回路(如图7中虚线箭头所示回路)。通过在该冷却循环回路内定期通入冷介质，利用冷介质在中心丝2内的循环流动，从而能够对超声换能器5进行降温，以进一步避免高温的超声换能器5对血管壁造成损伤，提高消融手术的安全性。可以理解的是，本实施例中，冷介质仅会在冷却循环回路内定期循环流动，不会外漏至患者体内，从而通过内部降温的方式避免对手术操作造成干扰。
并且，在本实施例中，超声换能器5的宽度略小于中心丝2的直径，不同于第一实施例中的环绕型安装方式，本实施例的一个或多个超声换能器5通过粘贴和/或嵌置的方式安装在中心丝2上。具体使用时，由于超声换能器5仅覆盖中心丝2的一部分，因此，当中心丝2伸入目标消融位置后，看直接利用超声换能器5进行小范围消融。在此基础上，中心丝2可360°旋转，从而带动超声换能器5能够360°旋转，从而进行大范围消融。由此，可使得超声消融导管进行部分消融或360°消融，以通过不同的消融模式适应不同的消融需求。
本实施例除上述结构外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
<第八实施例>
本发明实施例还提供一种超声消融设备，其包括上述第一实施例至第七实施例中的任意一种超声消融导管。
具体的，该超声消融设备除了包括上述超声消融导管之外，还可以包括与上述超声消融导管连接的控制手柄和控制主机，其中控制手柄由术者进行操控，可对中心丝2和弹性支架3进行牵拉和推顶的操作，以切换中心丝2和弹性支架3的工作形态，控制主机则用于对超声换能器5进行温度控制、能量控制等。
此外，该超声消融设备还可以纳入三维测绘、区分组织密度、粉碎组织(斑块、血栓等)、以及超声造影等功能，从而配合超声消融导管完成超声消融手术。
与现有技术相比较，本发明所提供的超声消融导管及设备，通过安装在中心丝上的超声换能器进行可控制消融，以提高对病变组织的消融效果；同时，弹性支架扩张状态下可撑开血管，以避免超声换能器与血管壁相接触，防止对血管壁造成损伤；此外，还可以通过灌注冷盐水或冷气体的方式对超声换能器进行降温，从而进一步提高消融手术的安全性。
上面对本发明所提供的超声消融导管及超声消融设备进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
Claims (11)
1.一种超声消融导管，其特征在于包括：
中心腔管，所述中心腔管沿其轴向方向开设有中心孔；
中心丝，所述中心丝上安装有至少一个超声换能器，所述中心丝的第一端活动穿设在所述中心孔内，以在收缩状态与伸出状态之间切换；
弹性支架，所述弹性支架预成型为设定形状，并套设于所述中心丝上，所述弹性支架的第一端活动穿设在所述中心孔内，以在压缩状态与扩张状态之间切换；
所述中心丝处于所述收缩状态下，所述超声换能器和所述弹性支架的第二端共同随所述中心丝的第二端收容于所述中心腔管内，以使所述弹性支架处于所述压缩状态；所述中心丝处于所述伸出状态下，所述超声换能器和所述弹性支架的第二端共同随所述中心丝的第二端伸出于所述中心腔管之外，以使所述弹性支架处于所述扩张状态并恢复至所述设定形状。
2.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述弹性支架由多根支架丝相互编织成网状。
3.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述弹性支架包括多个包裹部，所述中心丝上安装有多个超声换能器，各所述包裹部与各所述超声换能器一一对应，各所述包裹部分别包裹在各所述超声换能器的外侧。
4.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述弹性支架包括多个包裹部，所述中心丝上安装有多个超声换能器，所述多个包裹部与所述多个超声换能器沿所述中心腔管的轴向方向交叉排列，以使任意两个相邻的所述超声换能器之间均具有一个所述包裹部。
5.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述超声换能器外侧还包裹有球囊，所述球囊位于所述弹性支架与所述超声换能器之间。
6.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述中心孔内设有冷却管，所述冷却管的第一端用于与冷介质供给装置连接，所述冷却管的第二端伸出于所述中心腔管之外，以在所述中心丝处于所述伸出状态下，与所述超声换能器的位置相对应。
7.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述中心丝内具有相互连通的第一通道和第二通道，所述第一通道用于与冷介质供给装置的出液口连通，所述第二通道用于与冷介质供给装置的入液口连通，以共同形成冷却循环回路；所述冷却循环回路内定期流动有冷介质，以用于对所述超声换能器进行降温。
8.如权利要求7所述的超声消融导管，其特征在于：
所述超声换能器通过粘贴和/或嵌置的方式安装在所述中心丝的外侧，并且所述超声换能器的宽度小于所述中心丝的直径，以部分覆盖所述中心丝；所述中心丝能够绕其轴向方向360°旋转，以带动所述超声换能器360°转动。
9.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于还包括连接件，所述连接件与所述弹性支架的第二端和所述中心丝的第二端连接固定。
10.如权利要求1所述的超声消融导管，其特征在于：
所述弹性支架具有透明折射区域和非透明封闭区域，所述透明折射区域与所述超声换能器相对应，以对所述超声换能器发射的超声波进行折射。
11.一种超声消融设备，其特征在于包括权利要求1～10中任意一项所述的超声消融导管。
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