CN116492044A - 一种控温式肿瘤微波消融治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，可控温治疗设备具有穿刺针头、治疗设备杆以及同轴电缆，穿刺针头由穿刺部和介质部构成，治疗设备杆包括外套管和导热芯杆，外套管同轴连接在介质部的尾端，导热芯杆穿设在外杆套内，介质部的尾端端面设置有环形插接槽，导热芯杆的头端对应设置有与环形插接槽相配合的环形插接头。温消融治疗装置具有微波发生器、治疗设备、制冷部件以及手柄。本发明的控温式肿瘤微波消融治疗设备利用导热性能好的材质进行热量的传导，能够对靠近微波天线处的肿瘤组织、同轴电缆以及紧贴穿刺通道的治疗设备外管同时进行降温，与现有的水冷设计相比，大大简化了治疗设备的结构设计，且更有利用医务人员进行手术操作。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种控温式肿瘤微波消融治疗设备。
背景技术
目前肿瘤的防控方法与治疗技术已经成为许多国家重点研究领域之一。现有的治疗肿瘤方法有手术、放疗、化疗、血管介入、局部消融、生物靶向等疗法，各疗法均有相应的优势和应用局限性。近年来，随着影像引导技术的发展与应用，基于局部微创术的肿瘤消融技术发展迅速，主要包括射频、微波、激光、超声波及冷冻治疗等，其中，微波消融治疗技术因其具有操作简单、局部热效率高、肿瘤局部灭活彻底、创伤小、并发症少等优势。
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，微波消融在临床上最常用的频率为915MHz和2450MHz。微波消融治疗技术是肿瘤热消融治疗的一种方法，主要是基于微波的生物热效应工作机理，通常是利用影像引导将消融天线导入肿瘤组织，微波通过消融天线传递至肿瘤组织内，在天线辐射端周围局部的组织内的偶极分子和蛋白质的极性侧链以极高频率振荡，增加分子运动，吸收微波能量，导致热量产生，通过热凝团使细胞核和染色质凝固，蛋白质凝固及细胞染色体畸变而诱导细胞死亡。高温使癌细胞浆内溶酶体的活性增高，并产生新的溶酶体而使其自溶，达到治疗肿瘤的目的。
微波消融系统一般由微波发生器、同轴电缆和植入式微波天线及测温系统组成。其中。由于利用微波近场辐射，辐射能量集中导致局部升温快，短时间内造成辐射器附近组织炭化，炭化组织形成热阻影响传热和降低微波辐射效率，且炭化组织附着辐射器表面不利于术后退针。目前，水循环内冷却天线或气冷却天线是解决天线温度过高的手段，使得大功率、长时间的消融能够得以实施。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种控温式肿瘤微波消融治疗设备。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，穿刺针头、消融设备杆以及同轴电缆，穿刺针头设置在消融设备杆的头端，同轴电缆穿设在消融设备杆内，其特征在于穿刺针头由穿刺部和介质部构成介质部连接在穿刺部的尾端，介质部呈圆筒状，其材质为绝缘且导热性能好的材料。同轴电缆的头端穿设在介质部内，其头端具有裸露的内导体部，消融设备杆包括外套管和导热芯杆，外套管同轴连接在介质部的尾端，导热芯杆穿设在外杆套内，介质部的尾端端面设置有环形插接槽，导热芯杆的头端对应设置有与环形插接槽相配合的环形插接头。
优选的，穿刺针头由一体成型的穿刺部和介质部构成，穿刺针头的材质为金刚石。
优选的，穿刺针头的穿刺部为金属材质，介质部为金刚石材质。
优选的，同轴电缆的头端裸露的内导体部与穿刺针头的穿刺部连接在一起。
优选的，置于介质部内的同轴电缆非裸露段的长度大于环形插接槽的深度。
优选的，介质部的环形插接槽内嵌设有显像环，显像环为在超声或CT成像中可见的材质。
优选的，微波发生器，其用于产生微波能量；以及上述消融设备，消融设备中的同轴电缆与微波发生器连接；以及制冷部件，连接在导热芯杆的尾端，用于对导热芯杆进行降温；以及手柄，用于承载制冷部件且设有同轴电缆的外接头。
优选的，制冷部件包括半导体制冷片、散热元件以及电源，半导体制冷片为圆筒结构，其内侧面为制冷面，散热元件设置在半导体制冷片的外侧面，电源用于向半导体制冷片供电。
优选的，导热芯杆由一体连接的直杆部和加强部构成，加强部的直径大于直杆部直径，半导体制冷片裹设在导热芯杆的加强部处。
优选的，还包括超声成像系统和触控显示计算机，超声成像系统在微波消融程序期间的对患者身体成像以可视化同轴电缆的消融头在患者体内的位置其它附件和外围装置，触控显示计算机用于输入和输出控制指令。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的控温式肿瘤微波消融治疗设备利用导热性能好的材质进行热量的传导，能够对靠近微波天线处的肿瘤组织、同轴电缆以及紧贴穿刺通道的消融设备外管同时进行降温，与现有的水冷设计相比，大大简化了消融设备的结构设计，且更有利用医务人员进行手术操作。
附图说明
图1为第一实施方式中消融治疗设备的内部结构示意图；
图2为第一实施方式中消融治疗设备(带显像环)的内部结构示意图；
图3为第一实施方式中消融治疗设备的介质部的结构示意图；
图4为第一实施方式中消融治疗设备的导热芯杆(接头处)的结构示意图；图5为第一实施方式中消融设备的导热芯杆的外部结构示意图；
图6为第一实施方式中介质部、导热芯杆以及外套管的连接关系示意图；
图7为第一实施方式中介质部、导热芯杆以及外套管(介质部与导热芯杆插合状态)的连接关系示意图；
图中：1、穿刺针头；101、穿刺部；102、介质部；1021、环形插接槽；2、消融设备杆；201、外套管；202、导热芯杆；2021、环形插接头；2022、直杆部；2023、加强部；3、同轴电缆；301、内导体；302、绝缘外皮；4、显像环；5、微波发生器；6、制冷部件；601、半导体制冷片；602、散热元件；7、手柄；8、超声成像系统；9、触控显示计算机。
实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图：一种用于肿瘤消融治疗的可控温消融设备，其具有：穿刺针头1、消融设备杆2以及同轴电缆3。上述三个主要部件为现有技术中常见的三大部件，其基本结构大同小异，主要是细节方面有差别。
穿刺针头1主要起到穿刺的作用，具体地，其设置在消融设备杆2的头端，穿刺针头1由穿刺部101和介质部102构成，穿刺部101为圆锥形结构，便于进行组织内的穿刺，以减小穿刺的阻力。
介质部102连接在穿刺部101的尾端，介质部102呈圆筒状，其材质为绝缘且导热性能好的材料。介质部102的作用有两方面，一方面是连接穿刺针头1和消融设备杆2，另一方面是为微波天线提供微波消融通道。
同轴电缆3的头端穿设在介质部102内，其头端具有裸露的内导体301(非裸露段包裹有绝缘外皮302)，该裸露的内导体301即为微波天线段，置于介质部102内的同轴电缆3非裸露段的长度大于环形插接槽1021的深度。同轴电缆3尾端与能够产生微波能量的器件连接，并将微波能力传递至头端的微波天线，再由微波天线传递至肿瘤组织，进行消融治疗。
消融设备杆2包括外套管201和导热芯杆202，外套管201同轴连接在介质部102的尾端，导热芯杆202穿设在外套管201内，介质部102的尾端端面设置有环形插接槽1021，导热芯杆202的头端对应设置有与环形插接槽1021相配合的环形插接头2021。
介质部102的尾端端面设置有圆台1022，环形插接槽1021设置在圆台1022上，圆台1022的设计是为了方便外套管201的插接，在组装时，将外套管201的头端插入介质部102的圆台1022上，然后进行胶粘或者其他可预见的连接方式将其固定在一起。
环形插接槽1021和环形插接头2021的结构设计使得两者连接处具有较大的接触面积，这样是为了传热效率的考虑，使得介质部102的热量能够高效率地传导至导热芯杆202。
导热芯杆202的材质应选用加工性能好，且热传导性能好的材料，可以预见的材料为铜或铝。
在微波消融治疗过程中，由于利用微波近场辐射，辐射能量集中导致局部升温快，短时间内造成微波天线附近组织炭化，炭化组织形成热阻影响传热和降低微波辐射效率，且炭化组织附着穿刺针头的表面也不利于术后退针。
本实施例中，穿刺针头1由一体成型的穿刺部101和介质部102构成，穿刺针头1的材质为金刚石。金刚石均有优良的导热性能，其热导率能够达到138.16W/(m·K)，并且具有不导电的特点，由于穿刺针头1整体即为金刚石材质，且穿刺针头1与靠近微波源的肿瘤组织紧密接触。能够将肿瘤组织产生的部分热量及时带走，避免微波天线附近组织炭化。
介质部102的环形插接槽1021内嵌设有显像环4，显像环4为在超声或CT成像中可
见的材质。在进行穿刺过程中，在利用超声或CT成像确定穿刺头是否到达预定穿刺位置时，显像环4有助于标识微波天线在患者体内的位置。
为了便于调节制冷部件的功率，可以在消融设备内置温度传感组件，以实时监控消融组织及同轴电缆的温度，并根据反馈的温度数据对制冷部件的输出功率进行调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，包括，其特征在于：
所述穿刺针头(1)由一体成型的穿刺部(101)和介质部(102)构成，穿刺针头(1)的材质为金刚石。
2.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述穿刺针头(1)的穿刺部(101)为金属材质，介质部(102)为金刚石材质。
3.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述同轴电缆(3)的头端裸露的内导体(301)与穿刺针头(1)的穿刺部(101)连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述置于介质部(102)内的同轴电缆(3)非裸露段的长度大于环形插接槽(1021)的深度。
5.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述介质部(102)的环形插接槽(1021)内嵌设有显像环(4)，显像环(4)为在超声或CT成像中可见的材质。
6.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述微波发生器(5)，其用于产生微波能量；以及权利要求1-6中任意权利要求所述治疗设备，治疗设备中的同轴电缆(3)与微波发生器(5)连接；以及制冷部件(6)，连接在导热芯杆(202)的尾端，用于对导热芯杆(202)进行降温；以及手柄(7)，用于承载制冷部件(6)且设有同轴电缆(3)的外接头。
7.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述制冷部件(6)包括半导体制冷片(601)、散热元件(602)以及电源，半导体制冷片(601)为圆筒结构，其内侧面为制冷面，散热元件(602)设置在半导体制冷片(601)的外侧面，电源用于向半导体制冷片(601)供电。
8.根据权利要求1所述的一种控温式肿瘤微波消融治疗设备，其特征在于：
所述导热芯杆(202)由一体连接的直杆部(2022)和加强部(2023)构成，加强部(2023)的直径大于直杆部(2022)直径，半导体制冷片(601)裹设在导热芯杆(202)的加强部(2023)处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230728 |