CN207605008U - 一种真圆水冷微波消融系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真圆水冷微波消融系统，具有微波发射源和微波消融天线，所述天线具有容纳同轴电缆和引水管的腔室，腔室和引水管向前延伸至天线的前端，天线的发射窗口至少部分的位于引水管内，使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温；微波发射区域的引水管为绝缘材质，使微波能够向外辐射，引水管的其余部分为微波屏蔽材质；位于发射区域后侧的扼流环与引水管密封固定，使扼流环起到阻挡微波的作用，扼流环与针杆之间存在间隙，该间隙用于冷却介质的回流。本实用新型将天线的发射窗口设置于引水管内，使得冷却介质能够对天线前端进行降温，配合扼流环对微波进行抑制，确保微波消融的形态较圆，“真圆”系数达到0.95，并且可实现5cm以上的消融半径。

Description

一种真圆水冷微波消融系统

技术领域

本发明涉及一种真圆水冷微波消融系统，属于微波消融技术领域。

背景技术

随着现代科技与肿瘤学的进步，近十年来，国内微波肿瘤消融技术取得了突破性的紧张。微波肿瘤消融是利用微波能作用组织即可产生热效应，在数分钟到十数分钟的时间内，其热场中心温度可达100℃以上，肿瘤组织在瞬间高温下被凝固、灭活，达到肿瘤消融治疗的目的。微波肿瘤消融术是将微波消融针介入人体组织的病灶，由其前端持续发射微波能，以实施手术，因其效率高，创口小，并且对组织的作用深度及范围大小均可控，适用于全身实体肿瘤的消融手术。

目前，临床使用的微波消融针存在以下不足之处 ：

1、针体前端工作温度高，影响微波能发射的稳定性，同时针杆温度高会灼伤正常组织。

2、针体前端微波发射结构存在缺陷，制约其可使用的微波输出功率。

3、目前的微波消融损毁形态都不圆（长条或椭圆），真圆率小于0.7，消融短径小于3厘米，不能一针治疗3厘米的肿瘤。临床使用时受到很大限制，不能保证完全消融治疗，结果变得不可预知。

为了解决上述技术问题，申请人于2010年9月向专利局提交了专利申请CN201020520138.1，涉及一种“可大功率使用的水冷微波消融针”，该方案在发射端后侧的同轴电缆上焊接扼流环（堵水轴），套装在同轴电缆外的引水管前端固定于扼流环，从而形成进出水道，利用冷却介质（水）对针体前端（微波发射区域的后端）进行水冷，从而一定程度上解决了上述问题，然而该方案消融的真圆率依然没有达到0.9，因此，仍然需要进一步的研发与改进。

由于微波消融时，肿瘤组织迅速被凝固脱水后，组织的介电系统会发生动态变化，而且高温导致的碳化（≧140℃）或焦化（约110℃）的核心组织介电系数变化大，微波的波长会变长，造成爬行波的衍射能力变强（可绕过扼流环）。同时碳化的组织形成一个反射面，将部分微波能量向针杆方向（天线的后端）反射，共同的结果导在致持续消融时微波天线消融的形态不圆，临床实践中“真圆”系数（短径/长径）很难超过0.7。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺点，提供一种真圆水冷微波消融系统。

为了解决以上技术问题，本发明提供的真圆水冷微波消融系统，具有微波发射源和微波消融天线，所述微波消融天线包括：针头、针杆、同轴电缆、引水管和扼流环，所述天线具有容纳同轴电缆和引水管的腔室，引水管与同轴电缆之间设置有进水道，引水管与针杆之间设置有回水道；其特征在于：所述腔室和引水管向前延伸至天线的前端，天线的发射窗口至少部分的位于引水管内，使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温；微波发射区域的引水管为微波可穿透材质，使微波能够向外辐射，引水管的其余部分为微波屏蔽材质；位于发射区域后侧的扼流环与引水管密封固定，使扼流环起到阻挡微波的作用，扼流环与针杆之间存在间隙，该间隙用于冷却介质的回流。

本发明真圆水冷微波消融系统对微波天线进行了革命性的创新，一改传统消融天线的水冷结构，将天线的发射窗口设置于引水管内，使得冷却介质（水）能够对天线前端进行降温，防止高温区域的肿瘤组织在短时间内发生碳化或焦化，高温区域肿瘤组织的介电系数变化小，从而使得手术过程中微波波长基本稳定，其爬坡能力弱，配合扼流环即可对其进行抑制；同时也不存在背景技术中提及的“碳化组织形成的反射面”，确保微波消融的形态较圆，“真圆”系数（短径/长径）达到0.95；并且由于针头高温区域的温度被有效控制，从而可以通过加大功率和增加消融时间可实现更大的消融半径（5cm以上）。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是实施例一真圆微波消融天线前端部分剖视图。

图2是实施例二真圆水冷微波消融天线前端部分剖视图。

图中标号示意如下： 1-针杆，2-同轴电缆，3-极芯，4-针头，5-天线发射窗口，6-引水管，61-第一子管，62-第二子管，7-扼流环，8-介质套管，9-凸起。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

本实施例真圆水冷微波消融系统，具有微波发射源（未提供示意图）和微波消融天线。如图1所示，本实施例微波消融系统的微波消融天线，包括：针头4、针杆1、同轴电缆2、引水管6和扼流环7。天线具有容纳同轴电缆2和引水管6的腔室，引水管6与同轴电缆2之间设置有进水道（建议利用引水管6与同轴电缆2之间的间隙作为进水道），引水管6与针杆1之间设置有回水道（建议利用引水管6与针杆1之间的间隙作为回水道）。如图1所示，针头4（二氧化锆刺头）具有开口朝后的盲孔，盲孔内设置有极芯3，同轴电缆2的内导体与极芯3相连（导电连接），极芯3与同轴电缆外导体2之间形成天线发射窗口5。盲孔的孔壁与极芯3、同轴电缆外导体2之间形成空腔，引水管的前端靠近或抵住所述盲孔的底部，使得天线的发射窗口5（至少部分的）位于引水管内，从而使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温。本例中，借助引水管，冷却介质引流至天线的最前端，从而可以对微波辐射中心区域进行冷却降温。

如图1所示，本实施例中，引水管6具有靠近针头的第一子管61和远离针头的第二子管62，第一子管61为绝缘材质，可以选用聚氯乙烯（PVC）或聚四氟乙烯（PTFE）等，使微波能够向外辐射，其后部与第二子管61密封连接，确保冷却介质向前输送；第二子管62为金属材质，可以选择铜或不锈钢；其前部与扼流环71密封焊接固定，使扼流环起到阻挡微波的作用；扼流环与针杆之间存在间隙，该间隙用于冷却介质的回流。图1中，天线腔室内的箭头表示冷却介质的流动方向。

本施例中，引水管6的第一子管61和第二子管62密封对接，扼流环7套装于第二子管62，并密封焊接固定。引水管与扼流环还可以采用其他的装配结构，例如：

1、第一子管61和第二子管62分别固定于扼流环7的前后两端；

2、第一子管插入扼流环7的内孔进行密封固定；第二子管62密封焊接于扼流环7的后端。

3、扼流环7套装于第二子管62，第一子管61插入第二子管62的前部。

采用上述装配结构均落入本发明的保护范围。

实施例二

本实施例与实施例一的主体结构基本相同，区别在于天线的前端部分。本例中，天线的针头4为金属刺头，金属刺头尾部具有向后凸起9，同轴电缆2的内导体与该金属刺头的尾部（凸起9）相连，金属刺头尾部（凸起9）的后端与同轴电缆2外导体前端之间形成天线的发射窗口5。针头4通过介质套管8与针杆1相连，介质套管8与同轴电缆3之间具有空腔，引水管向前延伸该空腔内, 天线的发射窗口至少部分的位于引水管内，使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温。

还有一种变形结构是：金属刺头直接与针杆相连，针杆前端与同轴电缆之间具有空腔，引水管向前延伸该空腔内，使天线的发射窗口至少部分的位于引水管内。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种真圆水冷微波消融系统，具有微波发射源和微波消融天线，所述微波消融天线包括：针头、针杆、同轴电缆、引水管和扼流环，所述天线具有容纳同轴电缆和引水管的腔室，引水管与同轴电缆之间设置有进水道，引水管与针杆之间设置有回水道；其特征在于：所述腔室和引水管向前延伸至天线的前端，天线的发射窗口至少部分的位于引水管内，使冷却介质能够对天线的发射窗口区域进行降温；微波发射区域的引水管为微波可穿透材质，使微波能够向外辐射，引水管的其余部分为微波屏蔽材质；位于发射区域后侧的扼流环与引水管密封固定，使扼流环起到阻挡微波的作用，扼流环与针杆之间存在间隙，该间隙用于冷却介质的回流。

2.根据权利要求1所述的真圆水冷微波消融系统，其特征在于：所述针头具有盲孔，所述盲孔内具有极芯，同轴电缆内导体与极芯相连，极芯与同轴电缆外导体之间形成天线发射窗口，所述引水管的前端靠近或抵住所述盲孔的底部。

3.根据权利要求1所述的真圆水冷微波消融系统，其特征在于：所述针头为金属刺头，金属刺头尾部向后凸起，同轴电缆内导体与该金属刺头的尾部相连，金属刺头尾部的后端与同轴电缆外导体前端之间形成天线的发射窗口。

4.根据权利要求3所述的真圆水冷微波消融系统，其特征在于：金属刺头通过介质套管与针杆相连，介质套管与同轴电缆之间具有空腔，引水管向前延伸该空腔内。

5.根据权利要求3所述的真圆水冷微波消融系统，其特征在于：金属刺头与针杆相连，针杆前端与同轴电缆之间具有空腔，引水管向前延伸该空腔内。

6.根据权利要求1所述的真圆水冷微波消融系统，其特征在于：所述扼流环套装在引水管外。

7.根据权利要求1所述的真圆水冷微波消融系统，其特征在于：所述引水管具有靠近针头的第一子管和远离针头的第二子管，所述第一子管为绝缘材质，其后部与第二子管或扼流环密封连接；所述第二子管为金属材质，其前部与扼流环密封焊接固定。