CN117860372A - 用于激光间质热疗术的消融光纤组件及激光间质热疗系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种用于激光间质热疗术的消融光纤组件及激光间质热疗系统,其中消融光纤组件包括:消融光纤;套管件,在使用时套接在消融光纤外侧且消融光纤与套管件沿长轴能够相对移动,套管件的管腔用于为消融光纤构建植入目标组织的植入通道;消融光纤和套管件二者之一设有位置指示部,二者另一设有位置配合部,位置指示部与位置配合部沿长轴的相对位置变化用于表示消融光纤与套管件沿长轴的相对移动距离。借助于位置指示部和位置配合部的相对位置关系,可以快速且精准地将消融光纤调节至预设的轴向位置处,以使消融光纤能够在预设的位置处进行介入治疗,而无需反复移动消融光纤。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域,具体涉及一种用于激光间质热疗术的消融光纤组件及激光间质热疗系统。
背景技术
激光间质热疗时,为了增大治疗范围,需要使消融光纤沿长轴方向前后移动以增大轴向消融范围,或者为了增大消融范围或调整消融方向,需要使消融光纤在体内进行旋转调整消融光纤侧向出光方向。目前对消融光纤的前后移动和/或旋转这些操作,通常的做法是医生进入磁共振室内凭经验对消融光纤进行边测量边操作的方式,例如在对轴向治疗范围进行调节时,医生通过量尺一边测量光纤前移或后撤的距离,一边继续进行前移或后撤的操作,直到移动到合适位置;例如在对光纤的侧向出光方向进行调节时,医生通过角尺边测量边转动,直到旋转到合适的位置。
以上这种方式存在的问题是:测量慢(通常需要反复多次移动及测量才能达到预期)、控制不准,精度低(有误差)且容易破坏无菌环境造成细菌污染(耗材进入人体前要求是无菌的,在反复多次移动中容易出现从体内撤出再重新进入的情况,从而造成细菌污染)。
发明内容
因此,本申请提供一种用于激光间质热疗术的消融光纤组件及激光间质热疗系统,以解决相关技术中测量慢、控制不准、精度低且容易破坏无菌环境造成细菌污染的问题。
具体的技术方案如下:
本申请第一方面提供一种用于激光间质热疗术的消融光纤组件,包括:
消融光纤;
套管件,在使用时套接在所述消融光纤外侧且所述消融光纤与所述套管件沿长轴能够相对移动,所述套管件的管腔用于为所述消融光纤构建植入目标组织的植入通道;
所述消融光纤和所述套管件二者之一设有位置指示部,二者另一设有位置配合部,所述位置指示部与所述位置配合部沿长轴的相对位置变化用于表示所述消融光纤与所述套管件沿长轴的相对移动距离。
可选地,所述位置指示部包括设有长度刻度的第一标尺,所述位置配合部包括用于与所述长度刻度配合的第一标记。
可选地,所述第一标尺为固连于所述消融光纤外侧且沿所述消融光纤长轴方向延伸的包裹层,所述长度刻度设于所述包裹层上,所述第一标记为设于所述套管件上的标记线或所述套管件近端端部的周缘。
可选地,所述消融光纤包括消融光纤本体和与之连接的第一冷却套管,所述第一标尺或者第一标记设置在所述消融光纤本体或者所述第一冷却套管上;所述消融光纤本体和所述第一冷却套管在使用过程中保持相对位置不变;进一步地,所述第一标尺或者第一标记设置在所述第一冷却套管的内管或外管上,第一冷却套管对消融光纤本体进行冷却。
可选地,所述套管件包括导管,所述导管用于将所述消融光纤接纳于其内部且所述消融光纤能够相对所述导管沿长轴方向移动;所述消融光纤组件还包括用于将所述导管与目标物相对固定的导管导向结构。
可选地,所述导管导向结构包括导向件和紧固件,所述导向件用于固定到所述目标物上,所述导向件内部设有导向通道,在所述导向件固定到所述目标物后所述导向通道使所述目标物内部与外界连通,所述导管连接到所述导向通道并通过所述紧固件与所述导向件锁紧。
可选地,所述导向件包括自攻螺纹件,所述自攻螺纹件内部设有所述导向通道,所述自攻螺纹件用于旋紧到作为所述目标物的颅骨的预先开设的钻孔上;所述紧固件包括用于将所述导管与所述自攻螺纹件锁紧的螺帽。
可选地,所述导管导向结构设置在手术机器人的机械臂的末端。
可选地,所述导管为第二冷却套管,所述第二冷却套管内部形成第一通道和第二通道,所述第一通道和所述第二通道在远端连通形成用于冷却介质循环的冷却回路。
可选地,所述第二冷却套管还包括用于连通冷却介质源和所述冷却回路的冷却介质进出组件,以及安装于所述冷却介质进出组件近端一侧且与所述消融光纤密封连接的旋紧防漏塞。
可选地,所述套管件还包括第一护套和/或第二护套,所述第一护套套接于所述消融光纤的外侧且一端与所述旋紧防漏塞或所述冷却介质进出组件的近端侧固定连接,另一端向所述消融光纤的近端延伸,所述第二护套套接于所述第二冷却套管的外侧且一端与所述冷却介质进出组件固定连接,另一端向所述第二冷却套管的远端延伸。
可选地,所述第一护套的近端设置有位置配合部。
可选地,所述第一护套和/或所述第二护套设置为在长轴方向上不可压缩。
可选地,当所述套管件包括第一护套时,所述第一护套、所述冷却介质进出组件形成一体刚性结构;或者,
当所述套管件包括第二护套时,所述第二护套的远端一侧可选择地延伸至所述导管导向结构且与所述导管导向结构固定连接,所述冷却介质进出组件、所述导管导向结构固定连接及所述第二护套形成一体刚性结构;或者,
当所述套管件包括第一护套和第二护套时,所述第二护套的远端一侧可选择地延伸至所述导管导向结构且与所述导管导向结构固定连接,所述第一护套、所述冷却介质进出组件、所述导管导向结构、及所述第二护套形成一体刚性结构。
当所述套管件包括第一护套时,在使用时,可以通过手工来对第一护套进行固定,然后对消融光纤的轴向运动进行操作。
当所述套管件包括第一护套时,消融光纤组件还可以包括用于对所述第一护套的近端部分进行固定的近端固定结构,在使用时,所述第一护套的近端一侧延伸至所述近端固定结构且与所述近端固定结构固定连接,近端固定结构、第一护套、冷却介质进出组件形成一体刚性结构;或者近端固定结构、第一护套、冷却介质进出组件、导管导向结构、及第二护套形成一体刚性结构。
可选地,当所述消融光纤组件在MRI辅助下使用时,所述消融光纤和所述第一护套的近端一侧长距离延伸至MRI室旁侧的光纤控制室,在所述光纤控制室内通过近端固定结构或人工固定所述第一护套的近端,以能够在所述光纤控制室内对所述消融光纤进行远距离操控;
所述消融光纤组件还包括设置在所述光纤控制室内用于对所述第一护套的近端部分进行固定的近端固定结构,所述第一护套的近端一侧可选择地延伸至所述近端固定结构且与所述近端固定结构固定连接。
可选地,所述消融光纤组件还包括可选择性地将所述第一护套与所述消融光纤固定的固定夹。
可选地,所述消融光纤的近端连接有用于对其进行操控的驱动装置或用于操作者手动操控的操控部。
可选地,所述位置指示部还包括设有角度刻度的第二标尺,所述位置配合部还包括用于与所述角度刻度配合的第二标记,所述第二标尺与所述第二标记的相对位置变化用于表示所述光纤组件与所述套管件的所述相对旋转角度。
可选地,所述第二标尺为固连于所述套管件外侧且沿所述套管件的径向延伸的面盘,所述角度刻度设于所述面盘上,所述第二标记为与所述消融光纤固定连接且指向所述角度刻度的角度指针。
可选地,所述消融光纤包括光纤束和光路调节结构,所述光纤束包括多根独立光纤;多根所述独立光纤沿周向分布形成周向光纤;所述光路调节结构用于改变多根所述独立光纤传播或出射的激光的方向,以使所述激光朝向所述消融光纤的径向外侧面输出;所述独立光纤中的激光能量设置成能够被单独或分组控制,使得可形成多种形式的激光分布。
本申请第二方面提供一种激光间质热疗系统,包括本申请第一方面提供的消融光纤组件以及激光发生组件,所述激光发生组件与所述消融光纤连接。
本申请提供的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,通过在消融光纤和所述套管件二者之一设有位置指示部,二者另一设有位置配合部,且位置指示部与位置配合部沿长轴的相对位置变化用于表示所述消融光纤与所述套管件沿长轴的相对移动距离的设置,使得在对轴向治疗范围进行调节时,操作者(例如医生)无需再采用边测量边操作且反复操作的方式,借助于位置指示部和位置配合部的相对位置关系,操作者可以快速识别当下消融光纤与套管件的轴向位置关系以及消融光纤需要移动的轴向距离,并可以精准地将消融光纤调节至预设的轴向位置处,某些情况下,操作者可以一次调节到位,相比相关技术,有效提高了操作效率和对消融光纤的控制精准度。此外,由于减少或者避免了消融光纤的反复移动,从而确保消融光纤不会出现从患者体内撤出再重新进入的情况,避免了外界有菌环境对患者体内的细菌污染问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式,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是根据本申请一个实施例提供的细长型介入手术器械的结构示意图;
图2是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件的结构示意图;
图3是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件中第二标尺与第二标记指示结构的示意图;
图4是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件的另一结构示意图;
图5是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件中一种第二冷却套管与消融光纤的装配结构示意图;
图6是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件中另一种第二冷却套管与消融光纤的装配结构示意图;
图7是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件中再一种第二冷却套管与消融光纤的装配结构示意图;
图8是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件实现远距离操控的结构示意图;
图9是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件实现远距离操控的另一结构示意图;
图10是根据本申请一个实施例提供的消融光纤组件实现远距离操控的又一结构示意图;
图11是根据本申请一个实施例的光纤束的结构示意图;
图12是根据本申请的多个实施例中不同激光分布形式的结构示意图;
图13是根据本申请一个实施例中另一种光纤束的结构示意图;
图14是图13的正视结构示意图;
图15是图14的侧视结构示意图;
图16是根据本申请一个实施例中一种消融光纤组件的截面示意图;
图17是根据本申请又一个实施例中另一种消融光纤组件的截面示意图;
图18是根据本申请一个实施例中消融光纤采用一种光路调节结构时的侧剖结构示意图;
图19是根据本申请另一个实施例中消融光纤采用另一种光路调节结构时的侧剖结构示意图;
图20是采用图19中的光路调节结构时光纤束的轴测结构示意图;
图21是根据本申请实施例中一种激光消融系统的示意图;
图22是根据本申请实施例中另一种激光消融系统的示意图。
附图标记说明:
1101、操作部;1102、第一标尺;11021、长度刻度;1103、细长型构件;1104、消融光纤;1105、包裹层;1030、第二冷却套管;1031、第一外管;1032、第一内管;1033、第一支撑结构;1034、第二支撑结构;1035、支撑件;11051、第一标记;1201、第一护套;1202、旋紧防漏塞;1204、第二护套;12031、冷却介质进入件;12032、冷却介质输出件;1301、螺帽;1302、导向件;13021、旋翼;13022、自攻螺纹件;1106、面盘;1107、角度指针;1108、驱动装置;1109、颅骨;1110、拉环;
1、光纤束;101、独立光纤;102、第二内管;103、第二外管;104、中心光纤;105、第一通道;106、第二通道;107、楔形结构;108、反射锥体;2、出光范围;3、激光器;4、连接器;5、光分路器;6、可变光衰减器;7、光路调节结构;71、反射面。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,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申请中的具体含义。
此外,下面所描述的本申请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。
在本申请的描述中,“相对移动距离”包括细长型构件1103或消融光纤1104相对套管件前移的距离以及相对套管件后撤的距离;“相对旋转角度”包括细长型构件1103或消融光纤1104相对套管件顺时针旋转的角度以及相对套管件逆时针旋转的角度。
“前移”表示细长型构件1103或消融光纤1104相对套管件朝套管件的远端方向移动;“后撤”表示细长型构件1103或消融光纤1104相对套管件朝套管件的近端方向移动。
“远端”表示远离操作者的一端;“近端”表示靠近操作者的一端。
实施例1
图1示出了一种细长型介入手术器械,用于作为介入手术器械进入人体进行介入治疗。细长型介入手术器械包括细长型构件1103,所述细长型构件1103用于与套接在其外侧的套管件配合且在使用时能够与所述套管件相对运动,所述细长型构件1103和所述套管件二者之一设有位置指示部,二者另一设有位置配合部,所述位置指示部与所述位置配合部的相对位置变化用于表示所述细长型构件1103与所述套管件的相对运动位置关系,所述相对运动位置关系包括相对移动距离和/或相对旋转角度。
使用时,操作者(例如医生)借助于位置指示部和位置配合部的相对位置关系,可以快速且精准地将细长型构件1103调节至预设的轴向位置或角度处,以使细长型构件1103能够在预设的位置处进行介入治疗。与相关技术相比,采用本实施例的细长型介入手术器械,不需要反复移动/旋转和测量即可达到预期效果,并且对细长型构件1103的控制更加精准,减少误差。此外,由于减少或者避免了细长型构件1103的反复移动,从而确保细长型构件1103不会出现从患者体内撤出再重新进入的情况,避免了外界有菌环境对患者体内的感染问题。
进一步地,位置指示部包括设有长度刻度11021的第一标尺1102,位置配合部包括用于与长度刻度11021配合的第一标记11051。在一种实施方式中,第一标尺1102为固定连接于细长型构件1103外侧、沿细长型构件1103的轴向延伸的包裹层1105,长度刻度11021设于包裹层1105上;第一标记11051为设于套管件上的标记线。在使用时,通过包裹层1105上的长度刻度11021与套管件上的标记线的相对位置关系即可识别细长型构件1103相对套管件前移或后撤的距离。
需要说明的是,虽然采用本实施例的细长型介入手术器械,通常情况下可以避免反复移动/旋转细长型构件1103的操作,但不排除在某些情况下依然需要通过反复移动/旋转细长型构件1103来达到预期的治疗效果,可以理解的是,使用本实施例的细长型介入手术器械,也能够提高反复移动/旋转细长型构件1103以达到预期效果的操作效率。
第一标记11051不限于套管件上的标记线,在其他实施方式中,第一标记11051还可以是套管件近端端部的周缘。通过周缘与长度刻度11021的指示即可识别细长型构件1103相对套管件前移或后撤的距离。
需要说明的是,作为可替换实施方式,第一标尺1102也可以设置在套管件上,第一标记11051设置在细长型构件1103上,只要能够清楚准确的体现出细长型构件1103与套管件的相对移动关系在本申请中都是允许的。
进一步地,在一种实施方式中,位置指示部还包括设有角度刻度的第二标尺,位置配合部包括用于与角度配合的第二标记。第二标尺为固定连接于套管件外侧且沿套管件的径向延伸的面盘1106,角度刻度设于面盘1106上;第二标记为固定连接于光纤的角度指针1107。通过角度指针1107与角度刻度的指示可以识别细长型构件1103相对套管件的顺时针旋转角度和逆时针旋转角度。与第一标尺1102和第一标记11051相同,第二标尺和第二标记也可以互换位置,只要能够清楚准确的体现出细长型构件1103与套管件的相对旋转关系在本申请中都是允许的。
为了更为清楚的指示细长型构件1103和套管件的相对旋转角度关系,设有角度刻度的第二标尺设于面盘1106的外周缘,角度指针1107设置为连接到细长型构件1103的L形指针,一个边以超出面盘1106的长度搭接在面盘1106的外周缘,使得细长型构件1103与套管件相对旋转时,L形指针与面盘1106上的角度刻度形成更为直观的对应关系。优选的,角度指针1107的一个边搭接在面盘1106外周缘的顶部。
为了方便操作者操作或者用于与其他器械配合使用,细长型介入手术器械还包括固定连接于细长型构件1103近端的、用于操作者手动操作和/或与其他器械装配的操作部1101。操作部1101可以是设置在细长型构件1103近端端部的一个拉环1110,或者固定套接在细长型构件1103近端端部的方便操作者握持的操作柄,对此本申请不作特别限制,只要能够方便操作者操作即可。操作部1101还可以用于与其他器械,例如递进/旋转装置,进行装配的结构,通过与递进/旋转装置装配实现细长型构件1103操作的自动化。
在本实施例中,细长型构件1103可以是消融光纤1104、深部电极、液氮导管、水蒸气注入导管、射频探针中的一种。
套管件用于为细长型构件1103建立进入人体的植入通道,优选的,套管件为固定套管,但不限于固定套管,根据实际需要,套管件也可以设置为可移动套管。
实施例2
在激光间质热疗术治疗过程中,为了增大消融范围,需要操作者(例如医生)对消融光纤1104进行纵向移动,纵向移动包括前移、后撤或者在前移和后撤之间往复的反复移动。对于激光间质热疗术来说,对消融光纤1104的纵向移动需要精确控制才能达到预期的治疗效果。
在相关技术中,为了增大轴向消融范围,操作者通过量尺一边测量消融光纤1104前移或后撤的距离,一边继续进行前移或后撤的操作,直到移动到合适位置。
相关技术存在的问题是:测量慢(通常需要反复移动及测量多次才能达到预期)、控制不准,精度低(有误差)且容易破坏无菌环境造成细菌污染(耗材进入体内前要求是无菌的,在反复多次移动中容易出现从体内撤出再重新进入的情况,从而造成细菌污染)。
图2示出了本实施例的用于激光间质热疗术的消融光纤组件。消融光纤组件主要包括消融光纤1104和套管件。套管件套接在所述消融光纤1104外侧且在使用时所述消融光纤1104与所述套管件能够相对移动,所述套管件的管腔用于为所述消融光纤1104构建植入体内的植入通道;
所述消融光纤1104和所述套管件二者之一设有位置指示部,二者另一设有位置配合部,所述位置指示部与所述位置配合部沿长轴方向的相对位置变化用于表示所述消融光纤1104与所述套管件沿长轴方向的相对移动距离。
在进行轴向消融范围调节时,操作者借助于位置指示部和位置配合部的相对位置关系,可以快速且精准地对消融光纤1104进行前移或后撤操作以使消融光纤1104沿轴向移动至预设位置。与相关技术相比,使用本实施例的消融光纤1104组件,不需要反复移动和测量即可达到预期的轴向位置,对消融光纤1104的轴向移动的控制可以更加精准,减少误差;此外,由于减少或者避免了消融光纤1104的反复移动,使得消融光纤1104不会出现从患者体内撤出再重新进入的情况,避免了外界有菌环境对患者体内的细菌污染问题。
进一步地,位置指示部包括设有长度刻度11021的第一标尺1102,位置配合部包括用于与长度刻度11021配合的第一标记11051。
由于消融光纤1104为细长结构且强度不高,直接在消融光纤1104上加工长度刻度11021具有一定的加工难度,为了减小长度刻度11021的加工难度以及同时提高消融光纤1104的强度,在一种实施方式中,将第一标尺1102设置为固定连接于消融光纤1104外侧、沿消融光纤1104的轴向延伸的包裹层1105,长度刻度11021设于包裹层1105上;第一标记11051为设于套管件上的标记线。在使用时,通过包裹层1105上的长度刻度11021与套管件上的标记线的相对位置关系即可识别消融光纤1104相对套管件纵向移动的距离。
为了方便操作者读数,套管件优选为透明的,这样操作者可以透过套管件看到包裹层1105上的长度刻度11021,有利于操作者快速识别长度刻度11021与标识线的对应关系。
在包裹层1105上加工长度刻度11021,可以将长度刻度11021加工在包裹层1105的外表面上,也可以加工在包裹层1105的中层或者底层,对此是不限制的。
第一标记11051不限于套管件上的标记线,在其他实施方式中,第一标记11051还可以是套管件近端端部的周缘。通过周缘与长度刻度11021的指示即可识别消融光纤1104相对套管件前移或后撤的距离。
作为可替换实施方式,第一标尺1102也可以设置在套管件上,第一标记11051设置在消融光纤1104上,只要能够清楚准确的体现出消融光纤1104与套管件的相对移动关系在本申请中都是允许的。
作为可替换实施方式,可以取消包裹层1105,第一标尺1102可以直接成型在消融光纤1104上,具体的,可以成型在消融光纤1104的外表面,也可以成型在消融光纤1104的下层,对此本申请不作限制。第一标尺1102的长度刻度11021的形式也不作限制,可以是具有分度值刻度线的刻度,也可以是变色交替的条纹;当采用变色交替的条纹时,变色交替条纹的间隔也不作限制,可以是1mm、2mm或5mm等。刻度和变色交替条纹的制作方式也不作限制,可以通过喷漆、丝印、激光雕刻工艺中的一种来进行制作。
包裹层1105还可以替换为粘结片,在粘结片上加工出第一标尺1102,将粘结片粘结在消融光纤1104上。
第一标尺1102及长度刻度11021的长度也不作限制,第一标尺1102及长度刻度11021可以覆盖消融光纤1104的全部长度,也可以只覆盖消融光纤1104的部分长度,最好是覆盖消融光纤1104的部分长度并设置在消融光纤1104的近端处,以方便操作者操作。
所述套管件包括导管,所述导管用于将消融光纤接纳于其内部且所述消融光纤能够相对所述导管沿长轴方向移动,导管用于对消融光纤进行支撑和保护以及为消融光纤建立进入体内的植入通道。
为了使消融光纤1104能够快速且精准地进入体内预设位置,本实施例的消融光纤1104组件还包括用于将导管与目标物相对固定的导管导向结构。
如图4所示,例如当目标物为人体的颅骨1109,套管件导向结构包括导向件1302和紧固件,导向件内部设有导向通道,导向件1302用于与目标物进行固定,在导向件固定到颅骨后导向件内部的导向通道使颅骨内部与外界连通;之后,将导管连接到导向通道并通过紧固件与导向件锁紧。
进一步地,导向件1302包括自攻螺纹件13022和旋翼13021,紧固件包括螺帽1301。使用时,利用旋翼13021将自攻螺纹件13022旋紧到颅骨1109预先开设的钻孔上,自攻螺纹件13022的内部设有导向通道,将导管穿入到导向通道中并伸入到颅骨1109的病灶位置处,然后通过螺帽1301将导管与自攻螺纹件13022旋紧从而实现导管与颅骨1109的固定,然后将消融光纤1104穿入导管并穿过自攻螺纹件13022伸入到病灶位置处进行消融治疗。
需要说明的是,通常情况下,导管的远端是封闭的,消融光纤1104在导管的内部不与目标组织接触;但某些情况下,导管的远端可以是开放的,消融光纤1104从导管远端伸出而与目标组织直接接触,例如对于脑部病灶进行治疗时,由于脑部组织较软,某些情况下,消融光纤自身可以穿过脑组织到达脑内指定的病灶位置处,而无需使用导管的远端为其建立支撑通道。
在一种实施方式中,自攻螺纹件13022、旋翼13021以及螺帽1301均为刚性件,自攻螺纹件13022与旋翼13021一体设置;在其他实施方式中,旋翼13021与自攻螺纹件13022可以是可拆卸结构。
作为可替换实施方式,导管导向结构还可以设置在手术机器人的机械臂的末端,即利用手术机器人的机械臂末端建立等效导向结构。例如当目标物不是患者颅骨1109时,此时则不需要植入骨钉,在使用时预先在目标物的指定位置打孔,然后控制机器人使机械臂移动到指定位置处,之后将导管与机械臂末端的等效导向结构固定连接并使得导管的管腔与等效导向结构的导向通道连通,然后再将消融光纤1104依次插入导管的管腔、等效导向结构的导向通道最终进入到患者体内。当需要调整消融位置时,可以通过机械臂进行整体移动。
在本实施例中,导管可以是第二冷却套管1030。第二冷却套管1030内部形成第一通道和第二通道,第一通道和第二通道在远端位置形成冷却回路。在使用时,通过向冷却回路中输入冷却介质(例如冷却水)以实现对消融光纤1104和第二冷却套管1030的降温冷却。
第二冷却套管1030内部形成第一通道和第二通道的方式有多种。例如图5所示,第二冷却套管1030由第一外管1031和第一内管1032组成,消融光纤1104位于第一内管1032内部,第一外管1031和第一内管1032之间形成第一通道105,第一内管1032与消融光纤1104之间形成第二通道106,第一通道和第二通道在远端位置连通形成冷却回路;为了增强第二冷却套管1030的支撑强度,第一外管1031和第一内管1032之间设有若干第一支撑结构1033,第一内管1032与消融光纤1104之间设有若干第二支撑结构1034。该实施方式下的第二冷却套管1030和消融光纤1104的装配结构可参见本申请人在先专利申请“一种激光消融组件和激光消融系统”(申请号:202123422382.1),其全部内容通过引用并入本文。
第二冷却套管1030内部形成第一通道和第二通道的方式可以如图6所示,第二冷却套管1030包括第一外管1031和支撑件1035,消融光纤1104位于第一外管1031的管腔中间,两侧通过支撑件1035与第一外管1031内壁密封连接,消融光纤1104与支撑件1035一同将第二冷却套管1030分隔为第一通道105和第二通道106,第一通道105和第二通道106在远端位置连通以形成冷却回路。
第二冷却套管1030内部形成第一通道和第二通道的方式可以如图7所示,第二冷却套管1030只包括第一外管1031,第一外管1031为椭圆形管,椭圆形管的短轴距离与消融光纤的外径尺寸一致,将消融光纤设置于椭圆形管的内部,消融光纤的外壁与椭圆形管短轴方向的内壁贴合,以使得消融光纤在椭圆形管长轴方向的两侧分别形成第一通道105和第二通道106。
第二冷却套管1030内部形成第一通道和第二通道的方式还可以如图15所示,第二冷却套管1030由第二外管103和第二内管102组成,第二内管102为一个环形管,消融光纤1104设置于环形管的环形管腔中,环形管内部的圆形空腔形成第一通道105,第二外管103的内壁与环形管的外壁形成第二通道106。
需要说明的是,本实施例不限于以上四种实施方式,可以理解的是,只要第二冷却套管1030与消融光纤1104一同形成用于冷却介质循环的第一通道和第二通道的实施方式均应属于本申请的保护范围之内。
为了实现冷却介质循环以及提高对第二冷却套管1030及消融光纤1104的支撑和保护,在本实施例中,光纤组件还包括安装在第二冷却套管1030外侧,用于连通冷却介质源和冷却回路的冷却介质进出组件,以及安装于冷却介质进出组件近端一侧且与消融光纤密封连接的旋紧防漏塞1202。
在一种实施方式中,如图4所示,冷却介质进出组件包括冷却介质进入件12031和冷却介质输出件12032,冷却介质进入件12031和冷却介质输出件12032并排着安装在第二冷却套管1030上且两个件中的一个与第二冷却套管1030内的第一通道105连通,两个件中的另一个与第二冷却套管1030内的第二通道106连通。冷却介质进入件12031和冷却介质输出件12032的位置可以互换,对此没有限制。
冷却介质进入件12031和冷却介质输出件12032还可以是一体的。
为了防止冷却介质泄漏,在冷却介质进出组件的近端一侧设有旋紧防漏塞1202,旋紧防漏塞1202安装在第二冷却套管1030上且旋紧防漏塞1202与第二冷却套管1030的内壁密封连接。旋紧防漏塞1202内部留出消融光纤1104穿过的密封孔,该密封孔与消融光纤1104也是密封的。
进一步地,如图4所示,套管件还包括第一护套1201和第二护套1204。所述第一护套1201套接于所述消融光纤1104的外侧且一端与所述冷却介质进出组件的近端侧固定连接,另一端向所述消融光纤1104的近端延伸;所述第二护套1204套接于所述第二冷却套管的外侧且一端与所述冷却介质进出组件固定连接,另一端向所述第二冷却套管1030的远端延伸。
为了保护消融光纤和第二冷却套管,第一护套1201和第二护套1204设置为在长轴方向上不可压缩。
进一步地,第一护套1201、冷却介质进出组件和第二护套1204形成一体刚性结构。在本实施例中,该刚性结构与导管导向结构固定连接。该刚性结构在操控消融光纤纵向移动时能够抵抗纵向的压缩力,而确保对消融光纤纵向操控的精准性。
作为可替换实施方式,套管件可以只包括第一护套1201,当只包括第一护套1201时,所述第一护套的近端一侧延伸至近端固定结构且与近端固定结构固定连接,第一护套、冷却介质进出组件形成一体刚性结构;
作为可替换实施方式,套管件可以只包括第二护套1204,当只包括第二护套1204时,所述第二护套的远端一侧可选择地延伸至所述导管导向结构且与所述导管导向结构固定连接,所述冷却介质进出组件、导管导向结构及所述第二护套形成一体刚性结构。
在本实施例中,冷却介质可以是冷却水、液氮、液态二氧化碳等。当然冷却介质不限于液态,在其他实施例中,冷却介质还可以是气态冷却介质。
为了方便操作者操作或者用于与其他器械配合使用,如图2所示,消融光纤1104组件还包括固定连接于消融光纤1104近端的、用于操作者手动操作和/或与其他器械装配的操作部1101。操作部1101可以是设置在消融光纤1104近端端部的一个拉环1110,或者固定套接在消融光纤1104近端端部的方便操作者握持的操作柄,对此本申请不作特别限制,只要能够方便操作者操作即可。操作部1101还可以用于与其他器械,例如递进/旋转装置,进行装配的结构,通过与递进/旋转装置装配实现消融光纤1104操作的自动化,例如可选用905、FC、ST或E2000等型号的连接器。
在激光间质热疗术中,患者的头部(颅骨1109)在治疗过程中位于磁共振的核心位置,操作者需要探身进去才能操作,很不方便。为了解决该问题,本实施例的消融光纤1104和第二冷却套管1030可以向近端一侧进行长距离延伸,从而为操作者制造出操作空间来。考虑到操作者在MR手术室内依然暴露在辐射下,为了实现对操作者的保护,本实施例的消融光纤1104和第二冷却套管1030在近端一侧可以进一步的延长,以穿过MR手术室的墙壁一直延伸到旁侧的光纤控制室内,这样操作者则可以摆脱MR手术室的束缚,在光纤控制室内对消融光纤1104进行远距离操控以完成治疗。
如图8至图10示出了远距离控制消融光纤1104移动的示例。众所周知MRI室在工作时需要封闭环境保证安全,当需要移动消融光纤1104进行消融位置调节时操作者需要频繁进入MRI室内进行消融光纤1104移动操作,严重影响手术效率。通过将套管201延伸至MRI旁侧(当然也可以不是旁侧,还可以更远)的光纤控制室中,通过在光纤控制室中控制消融光纤1104移动,提高了操作效率。
在光纤控制室中,对光纤移动的控制可以是手动的,也可以是电动的。图9示出的远程控制光纤移动的示例中,光纤的近端连接在一驱动装置1108上,通过驱动装置1108来控制光纤的前后移动和/或旋转。图10示出的远程控制光纤移动的示例中,光纤的近端连接在一个手动操作部1101上,医生通过手动操作该手动操作部1101来控制光纤的前后移动和/或旋转。在另外一些实施例中,两种控制方式还可以同时存在。
为了实现对消融光纤1104及第二冷却套管1030的支撑和保护,第一护套1201也穿过MR手术室的墙壁一直延伸到旁侧的光纤控制室内。考虑到消融光纤1104从MR手术室延伸到光纤控制室会特别长,以及旋紧防漏塞1202与消融光纤1104连接紧密,操作者在拉拽消融光纤1104时有一定的摩擦力,为避免在拉拽消融光纤1104时第一护套1201不会因为过长而随意摆动造成对消融光纤1104递进和旋转操作的影响,本实施例中,所述消融光纤组件还包括设置在所述光纤控制室内用于对所述第一护套1201的近端部分进行固定的近端固定结构,所述第一护套1201的近端一侧延伸至所述近端固定结构且与所述近端固定结构固定连接。或者,在光纤控制室内通过人工固定第一护套的近端,例如操作者用手捏住第一护套的近端。
所述消融光纤组件还包括可选择性地将所述第一护套1201与所述消融光纤1104固定的固定夹。在消融光纤开始工作时,通过固定夹将第一护套1201的近端与消融光纤1104固定,可以防止消融光纤1104发生意外移动。
与第一护套1201相对应,第二护套1204向第二冷却套管1030的远端延伸,一直延伸到螺帽1301或自攻螺纹件13022处并与螺帽1301或自攻螺纹件13022固定,由于第一护套1201的远端与冷却进出组件固定连接,第二护套1204的近端与冷却介质进出组件固定连接,远端延伸至导管导向结构且与导管导向结构固定连接,因此第一护套1201、冷却介质进出组件、第二护套1204及导管导向结构一同形成对第二冷却套管1030和消融光纤1104进行支撑和保护的刚性件。且对于该刚性件,光纤控制室内的近端固定结构和远端的螺帽1301或自攻螺纹件13022形成对该刚性件的两点支撑,使得消融光纤1104在递进时能够实现精确传导。
此外,在激光间质热疗时,还需要根据病灶的形状调节消融方向,为了调节消融光纤1104的侧向出光方向,需要操作者对消融光纤1104进行旋转操作;或者,为了增大消融光纤1104的轴向消融范围的同时调节侧向出光方向,需要操作者对消融光纤1104既进行前移或后撤操作,又对光纤进行旋转操作。在相关技术中,为了对消融光纤1104的侧向出光方向进行调节,操作者通过角尺边测量边转动消融光纤,直到消融光纤旋转到合适的位置。
对于消融光纤1104侧向出光方向的调节,相关技术存在的问题是:测量慢(通常需要反复旋转及测量多次才能达到预期方向)、控制不准,精度低(有误差)。
在本实施例中,位置指示部还包括设有角度刻度的第二标尺,位置配合部包括用于与角度配合的第二标记。如图3所示,第二标尺为固定连接于套管件外侧且沿套管件的径向延伸的面盘1106,角度刻度设于面盘1106上;第二标记为固定连接于光纤的角度指针1107。通过角度指针1107与角度刻度的指示可以识别消融光纤1104相对套管件的顺时针旋转角度和逆时针旋转角度。与第一标尺1102和第一标记11051相同,第二标尺和第二标记也可以互换位置,只要能够清楚准确的体现出消融光纤1104与套管件的相对旋转关系在本申请中都是允许的。
使用时,操作者借助于面盘1106上角度刻度与角度指针1107的相对位置关系,能够快速且精准地对消融光纤1104进行旋转操作以使消融光纤1104转动至预设的角度。
为了更为清楚的指示消融光纤1104和套管件的相对旋转角度关系,设有角度刻度的第二标尺设于面盘1106的外周缘,角度指针1107设置为L形指针,一个边以超出面盘1106的长度搭接在面盘1106的外周缘,使得消融光纤1104与套管件相对旋转时,L形指针与面盘1106上的角度刻度形成更为直观的对应关系。
在本实施例中,如图5-7所示,消融光纤1104可以是定向出光光纤,定向出光光纤为单光纤结构,在进行适形消融时,需要操作者对定向出光光纤进行精准的前移、后撤以及旋转控制,从而完成对病灶的适形消融。
本实施例的消融光纤1104还可以是包含多根独立光纤的复合光纤结构。通过采用复合光纤结构可以实现多向出光消融,这样操作者则不必进行旋转控制即可完成对病灶的适形消融。
具体的,如图11所示,本实施例提供一种消融光纤,该消融光纤包括:
光纤束1,包括多根独立光纤101,多根所述独立光纤101沿周向分布形成周向光纤;
光路调节结构7,用于改变所述独立光纤101传播或出射的激光的传播方向,以使所述激光朝向所述消融光纤的径向外侧面输出;
所述独立光纤101中的激光能量设置成能够被单独或分组控制,使得可形成多种形式的激光分布。
在本实施例中,光纤束1为多根光纤组成的多通道消融光纤,多根独立光纤101沿着光线束1的中心轴周向分布并形成周向光纤,其可沿周向分布形成一个完整的环形,也可沿周向分布形成具有一定弧度的非封闭环形,相邻的独立光纤101之间可紧密贴合从而可在同一个圆周上尽可能布置更多的独立光纤101。当然也可根据实际需求使相邻的独立光纤101之间具有一定的间距,当多根独立光纤101按照具有一定的间距的形式分布式,多根独立光纤101可均匀分布也可非对称分布或不均匀分布,从而便于调整多根独立光纤101共同形成的激光分布形式。
光路调节结构在本实施例中的作用是改变独立光纤101传播或出射的激光的光路(如图18和图19中示意了两种光路调节结构对激光的反射),以使激光沿独立光纤101的径向外侧面输出。在本实施中光路调节结构7具有改变光路的作用,其可通过光路反射件或光路折射件或光路衍射件来实现。多根独立光纤101可逐一对应一个光路调节结构7(如图18所示),也可多根独立光纤101对应同一个光路调节结构7(如图19所示)。
如图13和图14所示,每根独立光纤101输出的出光范围2为锥体,并且出光范围2沿远离独立光纤101的方向逐渐增大。在光路调节结构的作用下,本实施例中每根独立光纤101的激光均沿径向并朝向消融光纤的外侧面输出,且相邻独立光纤101的出光范围2可不重叠或不完全重叠。
如图11和图12所示,当每根独立光纤101内的激光输出能量一致时,沿着周向分布的多根独立光纤101能够共同输出大致为环形或扇形的激光分布。为适用于更多的消融情况,独立光纤101优选为以环形分布,从而在激光输出能量一致时能够形成环形的激光分布。在本实施例中,对于连续激光而言,控制激光能量实质是控制激光功率,对于脉冲激光而言则是控制激光能量。
为使多个独立光纤101共同形成的激光分布能够随着病灶的形状进行改变,本实施例中独立光纤101的激光能量设置成能够被单独控制,或者将多根独立光纤101按照一定的规则分为多组,每组独立光纤101的激光能量设置成能够被单独控制,从而可调整不同位置独立光纤101的激光能量,最终使得多根独立光纤101共同形成的激光分布能够与病灶匹配。为提高激光分布与病灶形状的匹配度,优选为将每根独立光纤101的激光能量均设置为可单独控制。
当独立光纤101内的激光能量调整时,独立光纤101输出的激光的出射角度不变,改变的是侧向的消融深度。如图10和图11所示,当病灶形状为圆形时,可控制每根独立光纤101内的激光输出能量一致,从而形成环形的激光分布。或者在病灶形状为扇形时,可控制一部分的独立光纤101内的激光能量为零,另一部分的独立光纤101内的激光能量一致,从而形成扇形的激光分布,又或者可形成对侧分布、单侧定向的激光分布。又或者通过调节各独立光纤101内激光能量大小,形成如图11中所示产生的消融截面为心形分布的激光分布。
本实施例可通过对各独立光纤101内激光能量大小的调节,能够拟合出与病灶形状接近或匹配的激光分布,从而能够对病灶位置进行一次性精确消融。而独立光纤101形成的激光分布与病灶位置的匹配精度可通过调整独立光纤101的数量、各独立光纤101输出的出光范围2来提升。可以理解的是,当独立光纤101的数量越多、各独立光纤101输出的出光范围2越小时,其能够拟合的精度越高。
本实施例通过该消融光纤能够形成与病灶形状匹配的激光分布形式,从而可以一次性精确消融不规则形状的病变组织,相对于单束侧向光纤,消融时间短,不需要多个型号,并且可以在术中通过调整各个独立光纤101内的激光能量来实时改变消融范围,进而解决了相关技术中的消融光纤存在消融时间长,无法实时的根据病变形状进行规划适形,对于不规则形状的病变组织消融困难的问题。
当相邻独立光纤101的出光范围2在周向上部分重叠或仅相接触时,整个光纤束1能够形成占满至少一个圆周空间的出光范围2。当相邻独立光纤101的出光范围2不接触时,由于激光消融过程为利用激光的热量实现对病灶的消融,激光在与病灶接触后热量能够向外传递,因此在相邻独立光纤101的出光范围2不接触时,利用激光的热量传递依然能够对相邻出光范围2之间的病灶组织进行消融。
光纤束1中多根独立光纤101之间具有多种排列方式,其中一种排列方式为多根独立光纤101均沿同一圆周分布,即多根独立光纤101所形成的周向光纤在光纤束1的轴向上的投影位于一个圆周上,此时的光纤束1能够形成至少一个绕环形的激光分布。
可以理解的是,其投影也可位于更多个圆周上,当位于多个圆周上时,多个周向光纤沿光纤束1的径向分布。具体的,多根独立光纤101分布形成2圈或2圈以上的周向光纤,外圈的周向光纤叠放在内圈的周向光纤上。
更为具体的,多圈周向光纤沿光纤束1的径向从内至外依次分布,每组周向光纤所包含的独立光纤101数量不定,可根据需求进行设计。在该排列方式下还具有至少两种不同的独立光纤101叠加方式,其中一种叠加方式为外圈的独立光纤101和内圈的独立光纤101沿光纤束1的径向依次叠加。另一种叠加方式为外圈的独立光纤101叠加在内圈的相邻的独立光纤101之间(如图15所示)。可以理解的是,前者对空间利用率较低,会导致光纤束1的直径增加,后者能够充分利用空间,光纤束1的直径能够得到控制。
当各个独立光纤101上的侧向出光位置位于轴向的同一位置时,其整体形成的激光分布在轴向上的长度有限。当病灶位置在轴向上的长度大于了该激光分布的轴向长度时,该类型的消融独立光纤101需要沿轴向多次向前或向后移动进行消融。为使在该情况下消融独立光纤101减少移动的次数,可增加光纤束1在轴向上的激光分布长度,即光纤束1在轴向上具有多个侧向出光位置,而侧向出光位置由光路调节结构的位置和光纤分布的位置决定,因此需要调整光路调节结构在轴向上的位置和设置轴向光纤的分布来使光纤束1在轴向上具有多个激光出光位置,从而能够在消融光纤轴向的不同位置形成多个激光分布,从而实现更大范围的适形消融。
当周向光纤在光纤束的轴向上的投影位于同一个圆周上时,为实现上述目的,本实施例将周向光纤按照其在轴向上的侧向出光位置分为两个或更多个周向光纤组。同一个所述周向光纤组中的周向光纤所对应的侧向出光位置位于相同的轴向位置,不同的所述周向光纤组中的周向光纤所对应的侧向出光位置位于不同的轴向位置。
例如,将在周向上分布顺序为奇数的独立光纤101分为一个周向光纤组,将在周向上分布顺序为偶数的独立光纤101分为另一周向光纤组。控制分布顺序为奇数的独立光纤101组成的周向光纤组中所对应的光路调节结构7位于靠近前端的位置,从而使得侧向出光位置在靠近独立光纤101轴向的前端位置,该类型的周向光纤能够在光纤束1前端的同一圆周空间上形成绕环形的激光分布。控制分布顺序为偶数的独立光纤101组成的周向光纤组中所对应的光路调节结构7位于相对靠后的位置,从而使得侧向出光位置在轴向上相对靠后的位置,该类型的周向光纤能够在光纤束1相对靠后的同一圆周空间上形成绕环形的激光分布,进而便可使光纤束1形成两个绕环形的激光分布。同理,可按照其他的分组周向光纤组分组规则形成三个或更多个的激光分布形式。
当周向光纤在光纤束1的轴向上的投影位于两个或更多个圆周上时,为实现上述目的,同样将周向光纤分为多个周向光纤组,并调整不同周向光纤组所对应的侧向出光位置的轴向位置。例如,如图13和图14所示,将内圈的周向光纤分为一个周向光纤组,将外圈的周向光纤分为另一个周向光纤组,位于内圈的周向光纤组所对应的光路调节结构7位于相对靠近前端的位置,位于外圈的周向光纤组所对应的光路调节结构7位于相对靠近后端的位置,从而也能形成两个绕环形的激光分布。同理,在布置更多的周向光纤时,能够形成更多的激光分布形式。可以理解的是,上述两种周向光纤组的分组形式可以互相结合,即在第二种的分组形式中也可将投影位于同一圆周上的周向光纤按照设定的规则再分为不同的周向光纤组。
除此之外,独立光纤101还具有多种分组方式,上述实施例仅是对部分分组方式进行描述,可以理解的时,也可根据其他的规则(例如调整独立光纤101的长度,使较长的独立光纤101为一组,较短的独立光纤101为另一组,或者根据独立光纤101的叠加方式分组)对独立光纤101进行分组,最终能够在轴向上形成多个激光分布即可。
在轴向上具有多个激光分布的基础上,为提高光纤束1的激光分布在周向上的覆盖范围,如图13和图14所示。本实施例中相邻周向光纤组中的独立光纤101的出光范围2相互错开且不完全重叠,即在轴向上相邻的两个出光范围2相互错开且不完全重叠,使得两个出光范围2能够互补,从而能够覆盖更大的周向范围。
消融光纤还包括设于所述光纤束1的圆周中心的中心光纤104或装配结构,所述周向光纤绕所述中心光纤104或装配结构分布。当设置为中心光纤104时,周向光纤绕中心光纤104分布,中心光纤104可具有独立消融的能力,其激光输出方式可为沿轴向向前输出。
当设置为装配结构时,通过装配结构能够利于各个独立光纤101的安装和定位。具体的,为实现环形出光,每根独立光纤101的出光角度需要满足设计要求,因此独立光纤101在装配的位置是唯一的。为此可在装配结构上开设与独立光纤101匹配的凹槽,独立光纤101可部分容纳在凹槽内,由凹槽对独立光纤101的周向位置进行定位。在此基础上还需要对独立光纤101的出光位置进行定位,为此本实施例中可在装配结构上标注指示线,独立光纤101上在标注对应的指示线,两个指示线的设计位置可以根据当对齐时则表明独立光纤101处于设计位置的要求进行设计。
光路调节结构7用于改变独立光纤101内的激光出射方向,光路调节结构7可设于所述独立光纤101的前端。在一种实施方式中,所述光路调节结构7设置为光路反射件,其具有用于反射光的反射面71。所述反射面71与所述光纤的轴向之间具有大于0°的夹角,反射面71和独立光纤101的轴向之间的夹角决定了独立光纤101的激光出光角度,因此可根据需求进行设计,夹角范围优选为30°-60°。在本实施例中,反射面71在轴向上的位置将决定独立光纤101的侧向出光位置。
为实现对光的反射,如图18所示,本实施例中的光路反射件可设置为楔形结构107或带镀膜层的楔形结构107,其反射面71形成于楔形结构107上。当仅设置为楔形结构107时,光路反射件可采用全反射材料制成并与独立光纤101形成一体结构。该楔形结构107可通过对独立光纤101的端面进行研磨或切割或蚀刻形成。当楔形结构107为非全反射材料时,便需要在楔形结构107的内表面设置镀膜层,镀膜层可为光学镀膜。当采用该类型的光路反射件时,每根独立光纤101内均设置有一个上述的光路反射件。换言之,每根独立光纤101的前端均设置有一个反射面71,当该反射面71在独立光纤101的轴向位置改变时,该独立光纤101的侧向出光位置随之改变。
当光纤束1需要在轴向上形成多个激光分布时,可将周向光纤按照反射面71在轴向上的位置分为两个或更多个周向光纤组。同一个周向光纤组中的周向光纤所对应的反射面71位于相同的轴向位置,不同的周向光纤组中的周向光纤所对应的反射面71位于不同的轴向位置。例如,反射面71靠近前端的一组周向光纤将在光纤束1的前端形成激光分布,反射面71相对靠后的另一组周向光纤将在光纤束1的相对靠后位置形成激光分布,从而在光纤束1的轴向上形成两个激光分布。
在另一种实施方式中,如图19和图20所示,光路反射件设置为反射锥体108,反射锥体108设于独立光纤101的前方。需要说明的是,独立光纤101的前方指的是独立光纤101中光线前进的方向,反射锥体108在布置时,其减缩的一端靠近独立光纤101。
反射锥体108可为圆锥或棱锥,反射锥体108同样具有能够对独立光纤101发出的激光进行反射的反射面71。具体的,在反射锥体108的每一侧均具有一个反射面71,该反射面71能够对应一个或多个侧向出光位置。同时反射面71在轴向上具有多个反射位置,在应用于形成沿轴向的多个激光分布时,多个周向光纤可共同对应一个反射面71,并且在反射面71上不同的反射位置形成不同位置的侧向出光。
具体的,当光纤束1具有沿内外圈分布的周向光纤时,位于内圈的一组周向光纤可通过反射面71上相对靠近减缩端的反射位置实现侧向出光,位于外圈的一组周向光纤可通过反射面71上相对远离减缩端的反射位置实现侧向出光。最终使得位于内圈的一组周向光纤形成的激光分布相对靠后,位于外圈的一组周向光纤形成的激光分布相对靠前,从而通过一个反射锥体108同样能够形成沿轴向分布的至少两个激光分布。
当光路反射件为反射锥体108时,反射锥体108位于独立光纤101的前方,与独立光纤101之间没有直接的连接关系,因此需要通过额外的结构来提供反射锥体108的安装基础,该结构可为套接在光纤束1上的套管。
为便于多根独立光纤101的布置,如图16至图19所示,多根独立光纤101组成的光纤束1均布置在第二内管102内。根据不同的需求光纤束1可位于第二内管102内的不同位置,例如在一种实施方式,光纤束1嵌设于第二内管102的管壁内,在制作时可先将独立光纤101夹持固定在两个壁之间,然后卷曲两个壁形成管状即可形成。在另一个实施方式中,可以通过注塑的方式进行,将独立光纤101夹持在模具中,然后注入流体状态的管材材料,待管材材料冷却成型即可。如图16所示,另一实施方式为将光纤束1设置在第二内管102内中空的第一通道105内,第一通道105为第二内管102内中空的圆形空腔。
由于独立光纤101在使用时会产生热量,因此需要对独立光纤101进行冷却。为此,本实施例中如图16至图19所示,第二外管103套接在第二内管102上,第二外管103和第二内管102之间具有第二通道106,第一通道105和第二通道106在远端流体连通并形成冷却回路。
如图16和图17所示,在本实施例中第二外管103套接在第二内管102上,二者之间具有一定的间距以形成第二通道106,可通过在第二内管102的外侧布置保持架,第二外管103的内壁与保持架连接,由保持架来稳定的形成第二通道106。第二通道106在和第一通道105连通形成冷却回路后,外部冷却介质能够从第一通道105流入并流经第二通道106后流出,或者外部冷却介质从第二通道106流入并流经第一通道105后流出,从而对独立光纤101进行散热,外部冷却介质可为冷却液体或冷却气体。
当光纤束1布置在第二内管102的第一通道105内时,第一通道105的尺寸需要满足多根独立光纤101的布置以及冷却介质的顺畅流动,冷却介质在冷却回路中流动时能够与独立光纤101直接接触。当光纤束1嵌设于第二内管102的管壁内时,冷却介质在冷却回路中流动时不会独立光纤101直接接触。由于第二内管102内中空的第一通道105不需要用来安装光纤束1,只需要用于冷却介质流动,因此第一通道105的直径可减小,从而使得第二内管102和第二外管103的直径可减小,能够减小消融独立光纤101的直径。如图19所示,在该冷却结构中,第二外管103能够作为反射锥体108的安装基础。
如图18和图19所示,为使激光能够穿透第二冷却套管104,本实施例中的第二冷却套管104采用透明材质制成,第二冷却套管104的前端为封闭结构,第二冷却套管104的前端和第二内管102之间的区域可作为冷却介质的回流段,该回流段连通第二内管102的第一通道以及第二冷却套管104的第二通道。
实施例3
根据本申请的另一方面,如图21和图22所示,提供一种激光间质热疗系统,包括消融光纤,以及激光发生组件,激光发生组件与独立光纤101连接,用于向各独立光纤101内输出激光,激光发生组件能够对独立光纤101内的激光能量进行调整,从而使得具有多个独立光纤101的光纤束1能够形成多种形式的激光分布。
在一种实施例中,激光发生组件包括多个激光器3,多个所述激光器3通过连接器4和对应的所述独立光纤101连接。连接器4为MPO连接器,其具有多个接入口和接出口,多个接入口和分别连接一个激光器3,多个接出口可分别连接一根独立光纤101,可通过独立控制每个激光器3的输出功率,从而控制每个独立光纤101内的激光能量。
在另一种实施例中,激光发生组件包括激光器3、光分路器5和多个可变光衰减器6;
激光器3和光分路器5连接,通过光分路器5将激光器3输出的激光分为N份,光分路器5的每个输出端口均连接一个可变光衰减器6,多个可变光衰减器6逐一与对应的独立光纤101连接,通过调节不同可变光衰减器6的光衰减系数来实现不同独立光纤101内不同功率的激光输出。
实施例4
本实施例提供一种用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其包括消融光纤1104和套管件。在本实施例中,消融光纤与实施例1至3中消融光纤的区别在于:消融光纤1104包括消融光纤本体和与之连接的第一冷却套管(图中未示出),具体的,第一冷却套管可以通过粘结、紧配合或者使用锁紧件的方式固定套接在消融光纤本体上,从而使消融光纤与第一冷却套管为一体连接的结构。套管件套接在消融光纤本体与第一冷却套管形成的一体结构的外侧,该一体结构相对于套管件可移动。
一些实施方式中,第一标尺或者第一标记设置在消融光纤本体上,与之配合的第一标记或第一标尺设置在套管件上;另一些实施方式中,第一标尺或第一标记设置在第一冷却套管上,与之配合的第一标记或第一标尺设置在套管件上。
进一步地,在上述基础上,在一些实施方式中,第一标尺或者第一标记设置在第一冷却套管的内管上;在另一些实施方式中,第一标尺或者第一标记设置在第一冷却套管的外管上。第一冷却套管用于对消融光纤本体进行冷却。
在一些实施方式中,第一冷却套管的具体结构以及第一冷却套管与消融光纤本体的装配结构,与上述实施例中第二冷却套管的具体结构以及第二冷却套管与消融光纤的装配结构相同,区别在于,本实施例中第一冷却套管与消融光纤本体是固定装配的。
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申请创造的保护范围之中。
Claims (22)
1.一种用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,包括:
消融光纤;
套管件,在使用时套接在所述消融光纤外侧且所述消融光纤与所述套管件沿长轴能够相对移动,所述套管件的管腔用于为所述消融光纤构建植入目标组织的植入通道;
所述消融光纤和所述套管件二者之一设有位置指示部,二者另一设有位置配合部,所述位置指示部与所述位置配合部沿长轴的相对位置变化用于表示所述消融光纤与所述套管件沿长轴的相对移动距离。
2.根据权利要求1所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述位置指示部包括设有长度刻度的第一标尺,所述位置配合部包括用于与所述长度刻度配合的第一标记。
3.根据权利要求2所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述第一标尺为固连于所述消融光纤外侧且沿所述消融光纤长轴方向延伸的包裹层,所述长度刻度设于所述包裹层上,所述第一标记为设于所述套管件上的标记线或所述套管件近端端部的周缘。
4.根据权利要求2所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述消融光纤包括消融光纤本体和与之连接的第一冷却套管,所述第一标尺或者第一标记设置在所述消融光纤本体或者所述第一冷却套管上。
5.根据权利要求1所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述套管件包括导管,所述导管用于将所述消融光纤接纳于其内部且所述消融光纤能够相对所述导管沿长轴方向移动;所述消融光纤组件还包括用于将所述导管与目标物相对固定的导管导向结构。
6.根据权利要求5所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述导管导向结构包括导向件和紧固件,所述导向件用于固定到所述目标物上,所述导向件内部设有导向通道,在所述导向件固定到所述目标物后所述导向通道使所述目标物内部与外界连通,所述导管设置到所述导向通道中并通过所述紧固件与所述导向件锁紧。
7.根据权利要求6所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述导向件包括自攻螺纹件,所述自攻螺纹件内部设有所述导向通道,所述自攻螺纹件用于旋紧到作为所述目标物的颅骨的预先开设的钻孔上;所述紧固件包括用于将所述导管与所述自攻螺纹件锁紧的螺帽。
8.根据权利要求5所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述导管导向结构设置在手术机器人的机械臂的末端。
9.根据权利要求5所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述导管为第二冷却套管,所述第二冷却套管内部形成第一通道和第二通道,所述第一通道和所述第二通道在远端连通形成用于冷却介质循环的冷却回路。
10.根据权利要求9所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述第二冷却套管还包括用于连通冷却介质源和所述冷却回路的冷却介质进出组件,以及安装于所述冷却介质进出组件近端一侧且与所述消融光纤密封连接的旋紧防漏塞。
11.根据权利要求10所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述套管件还包括第一护套和/或第二护套,所述第一护套套接于所述消融光纤的外侧且一端与所述冷却介质进出组件的近端侧固定连接,另一端向所述消融光纤的近端延伸,所述第二护套套接于所述第二冷却套管的外侧且一端与所述冷却介质进出组件固定连接,另一端向所述第二冷却套管的远端延伸。
12.根据权利要求11所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述第一护套的近端设置有位置配合部。
13.根据权利要求11所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述第一护套和/或所述第二护套设置为在长轴方向上不可压缩。
14.根据权利要求13所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,
当所述套管件包括第一护套时,所述第一护套、所述冷却介质进出组件形成一体刚性结构;或者,
当所述套管件包括第二护套时,所述第二护套的远端一侧可选择地延伸至所述导管导向结构且与所述导管导向结构固定连接,所述冷却介质进出组件、所述导管导向结构及所述第二护套形成一体刚性结构;或者,
当所述套管件包括第一护套和第二护套时,所述第二护套的远端一侧可选择地延伸至所述导管导向结构且与所述导管导向结构固定连接,所述第一护套、所述冷却介质进出组件、所述导管导向结构、及所述第二护套形成一体刚性结构。
15.根据权利要求14所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述消融光纤组件还包括用于对所述第一护套的近端部分进行固定的近端固定结构,所述第一护套的近端一侧延伸至所述近端固定结构且与所述近端固定结构固定连接。
16.根据权利要求14所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,当所述消融光纤组件在MRI辅助下使用时,所述消融光纤和所述第一护套的近端一侧长距离延伸至MRI室旁侧的光纤控制室,以能够在所述光纤控制室内对所述消融光纤进行远距离操控。
17.根据权利要求11所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述消融光纤组件还包括可选择性地将所述第一护套与所述消融光纤固定的固定夹。
18.根据权利要求1所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述消融光纤的近端连接有用于对其进行操控的驱动装置或用于操作者手动操控的操控部。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述位置指示部还包括设有角度刻度的第二标尺,所述位置配合部还包括用于与所述角度刻度配合的第二标记,所述第二标尺与所述第二标记的相对位置变化用于表示所述光纤组件与所述套管件的所述相对旋转角度。
20.根据权利要求19所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述第二标尺为固连于所述套管件外侧且沿所述套管件的径向延伸的面盘,所述角度刻度设于所述面盘上,所述第二标记为与所述消融光纤固定连接且指向所述角度刻度的角度指针。
21.根据权利要求1所述的用于激光间质热疗术的消融光纤组件,其特征在于,所述消融光纤包括光纤束和光路调节结构,所述光纤束包括多根独立光纤;多根所述独立光纤沿周向分布形成周向光纤;所述光路调节结构用于改变多根所述独立光纤传播或出射的激光的方向,以使所述激光朝向所述消融光纤的径向外侧面输出;所述独立光纤中的激光能量设置成能够被单独或分组控制,使得可形成多种形式的激光分布。
22.一种激光间质热疗系统,其特征在于,包括权利要求1-21所述的消融光纤组件以及激光发生组件,所述激光发生组件与所述消融光纤连接。
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