CN209032618U - 一种肿瘤消融针及具有该消融针的冷冻外科器械 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种肿瘤消融针及具有该肿瘤消融针的冷冻外科器械，肿瘤消融针包括外壳、绝热件和热交换区内部结构；外壳的外周面按规则设置一个或多个外壳凹槽，所述外壳凹槽的相邻表面的非凹槽部分相对于所述外壳凹槽形成外壳凸起，使所述外壳的外周面形成所述外壳凹槽和所述外壳凸起交替布置的结构；所述外壳凹槽中固定设置所述绝热件，并且，所述绝热件的外周面和所述外壳凸起的外周面形成光滑的圆柱表面；所述外壳的换热系数高于所述绝热件的换热系数。优点为：本实用新型可形成圆柱形冰球，从而能够大幅减少冷冻消融过程对正常组织细胞的消融，有效减少不必要的创伤；同时避免采用多针消融对人体造成的额外创伤。

Description

一种肿瘤消融针及具有该消融针的冷冻外科器械

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种肿瘤消融针及具有该消融针的冷冻外科器械。

背景技术

当前市场上冷冻消融设备中用于治疗靶向组织的冷冻消融针都是在肿瘤消融针的尖端部位有一段热交换区，低温冷冻剂经过热交换区与靶向组织进行热交换，在靶向组织部位形成冰球，使靶向组织消融以达到肿瘤治疗的目的。

当前已知冷冻肿瘤消融针形成的冰球基本都呈现圆球状，美国的氩氦刀有一项可变冰球专利技术，其结构原理是通过调节肿瘤消融针内部可移动的绝热部件来调整热交换区的大小，虽然冰球大小可适当调节，但总体而言其生成的冰球仍然呈球状或水滴状。

肿瘤组织的形状并非标准的球形形状，而是千奇百怪的形状，有圆球形状，有长条形状也有其他不规则形状。肿瘤消融针要想将肿瘤细胞全部消融，则需要将全部肿瘤细胞纳入冰球中的有效消融区域，因为现有技术形成的冰球基本为圆球形状，所以在将全部靶向细胞纳入冰球有效消融区域内的同时，也必不可少的将人体正常的组织细胞纳入到冰球有效消融区域内，对人体正常组织造成了不必要的消极影响和创伤。尤其是当靶向组织为长条形状时，一般采用的办法为使用单个肿瘤消融针形成较大冰球或沿长度方向多针排列，形成多个冰球串联，将整个肿瘤组织包容在有效消融区域内，对其进行消融。

上述方法虽可以达到消融的目的，但在实施过程中，仍然存在较多的问题和风险。首先，利用单个消融针形成的较大冰球将靶向组织完全包容进有效消融区域内，会过多的将正常组织细胞纳入消融区域，造成不必要的创伤；其次，对病人施加多个消融针，会在病人身体上形成多个穿刺孔，造成较多的创伤，存在安全隐患；此外，多个消融针的性能不可能完全一致，为了能够确保对靶向组织的完全消融，需要对冰球进行控制，通常两个冰球串联处为冰球体积最小处，为保证在两个冰球串联处也能形成有效消融区域，冰球需要生长到较大尺寸。这样即增加了穿刺孔，同时也将更多的正常组织细胞纳入了有效消融区，增加了过多的创伤。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种肿瘤消融针及具有该消融针的冷冻外科器械，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种肿瘤消融针，包括外壳、绝热件和热交换区内部结构；所述外壳的内部设置所述热交换区内部结构；

所述外壳的外周面按规则设置一个或多个外壳凹槽，所述外壳凹槽的相邻表面的非凹槽部分相对于所述外壳凹槽形成外壳凸起，使所述外壳的外周面形成所述外壳凹槽和所述外壳凸起交替布置的结构；所述外壳凹槽中固定设置所述绝热件，并且，所述绝热件的外周面和所述外壳凸起的外周面形成光滑的圆柱表面；所述外壳的换热系数高于所述绝热件的换热系数。

优选的，所述外壳凹槽具有多个，多个所述外壳凹槽沿着所述外壳的轴向均匀排列，相邻所述外壳凹槽之间的距离相等，每个所述外壳凹槽配置为：在所述外壳的外表面沿着所述外壳的周向加工形成的环形凹槽。

优选的，所述绝热件采用与所述环形凹槽相匹配的绝热环。

优选的，单个所述环形凹槽的宽度W1与单个所述外壳凸起的宽度W2的比例为2～10。

优选的，所述外壳凹槽具有多个，多个所述外壳凹槽沿着所述外壳的周向均匀排列，相邻所述外壳凹槽之间的距离相等，每个所述外壳凹槽在所述外壳侧面的投影为长边平行于所述外壳的轴向的矩形条。

优选的，所述外壳凹槽为一个，沿着所述外壳的外周面螺旋开设并轴向延伸。

优选的，所述绝热件采用实心的绝热材料；或者，所述绝热件采用空心结构，内部填充绝热材料；或者，所述绝热件采用真空结构。

优选的，所述热交换区内部结构包括：

低温工质输送管，用于输送低温工质；

回流通道，形成于所述低温工质输送管外和所述外壳的内壁之间的空间，用于实施热交换的低温工质的返回通道。

本实用新型还提供一种冷冻外科器械，包括上述的一种肿瘤消融针。

优选的，所述冷冻外科器械为冷冻探头或冷冻导管。

本实用新型提供的一种肿瘤消融针及具有该肿瘤消融针的冷冻外科器械具有以下优点：

本实用新型可形成圆柱形冰球，从而能够大幅减少冷冻消融过程对正常组织细胞的消融，有效减少不必要的创伤；同时避免采用多针消融对人体造成的额外创伤。

附图说明

图1为本实用新型提供的冰球边界形状与传统肿瘤消融针形成的冰球边界形状的对比图；

图2为实施例一提供的肿瘤消融针的剖面图；

图3为基于图2形成的温度梯度分布的示例图；

图4为基于图2形成的近似圆柱形的冰球的示例图；

图5为实施例二提供的肿瘤消融针的剖面图；

图6为图5沿B-B的剖面图；

图7为实施例二提供的肿瘤消融针的立体图；

图8为实施例三提供的肿瘤消融针的剖面图；

图9为实施例三提供的肿瘤消融针的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了解决上述已知器械存在的问题，本实用新型针对现有肿瘤消融针的构造进行改进，通过改变热交换区的结构形式，改变肿瘤消融针在靶向组织内部的传热状态，使肿瘤消融针在靶向组织内沿长条形状的靶向组织形成近似圆柱形的冰球。在图1中，标号1的曲线形状为本实用新型形成的冰球边界形状；标号2为圆形，为传统肿瘤消融针形成的近似圆球形边界形状。由标号1和标号2的线条形状比较可知，本实用新型形成的圆柱形冰球能够大幅减少冷冻消融过程对正常组织细胞的消融(尤其对于长条形的肿瘤组织而言)，有效减少不必要的创伤；同时避免采用多针消融对人体造成的额外创伤。

具体的，本实用新型提供一种肿瘤消融针，包括外壳、绝热件和热交换区内部结构；所述外壳的内部设置所述热交换区内部结构，其中，本申请中的热交换区内部结构，含义为：肿瘤消融针中除去外壳和绝热件之外的其他部件，统称为热交换区内部结构。所述外壳的外周面按规则设置一个或多个外壳凹槽，所述外壳凹槽的相邻表面的非凹槽部分相对于所述外壳凹槽形成外壳凸起，使所述外壳的外周面形成所述外壳凹槽和所述外壳凸起交替布置的结构；所述外壳凹槽中固定设置所述绝热件，并且，所述绝热件的外周面和所述外壳凸起的外周面形成光滑的圆柱表面；所述外壳的换热系数高于所述绝热件的换热系数。

因此，本实用新型中，由于肿瘤消融针的表面形成了外壳凹槽和外壳凸起交替布置的结构，而外壳凹槽被安装绝热件，从而形成绝热件和凸起交替布置的结构，由于绝热件和外壳凸起对靶向组织的换热系数不同，其中，外壳凸起采用金属材料，换热系数高；而绝热件换热系数低，因此，在高低不同的换热系数下会出现不同的换热速率，两种换热速率相互影响，会在肿瘤消融针外表形成温度梯度曲线，进而形成近似圆柱形状的冰球，用以定向消融长条状靶向组织。

本实用新型中，主要创新是对外壳和绝热件进行创新，而热交换区内部结构可采用任何常规的结构，凡是能够实现低温工质的输送、换热和回流的结构均可，本申请对此并不限制。

本实用新型中，绝热件在外壳表面的具体布置方式可以采用多种，只要能够使肿瘤消融针表面形成换热系数高低交替布置的形式，进而形成近似圆柱形状的冰球的结构，均在本申请的保护范围之内，本申请对此并不限制，为方便对本申请理解，下面列举三个具体的实施例：

实施例一：

参考图2，为本实施例提供的肿瘤消融针的剖面图，其中，101：第1低温工质输送管；102：第1真空绝热层；103：第1外壳；104：第1绝热环；105：第1回流通道；106：第1膨胀腔；107：第1热交换区。

本实施例中，热交换区内部结构包括第1低温工质输送管、第1回流通道、第1膨胀腔和第1热交换区。第1低温工质输送管，用于输送低温工质；第1回流通道，形成于所述低温工质输送管外和所述外壳的内壁之间的空间，用于实施热交换的低温工质的返回通道。具体的，第1外壳具有闭合远端和开放近端，所述闭合远端形成所述第1膨胀腔；所述开放近端可以设置第1真空绝热层；所述第1低温工质输送管的一端穿过所述第1外壳的开放近端而延伸到所述第1外壳的内腔，并使所述第1低温工质输送管的一端与所述第1膨胀腔底部具有预定距离；在所述第1低温工质输送管的外壁和所述第1外壳的内壁之间形成所述第1回流通道。本实用新型对冷冻探头内部的各部分结构，如回流通道的设置、膨胀腔的设置等未做详细说明，但所有包含有上述热交换区内部结构或类似的能达到同样冰球效果的热交换区内部结构的冷冻探针都应包含在本专利的保护范围之内。

第1外壳的外周面设置外壳凹槽，外壳凹槽具有多个，多个所述外壳凹槽沿着所述外壳的轴向均匀排列，相邻所述外壳凹槽之间的距离相等，每个所述外壳凹槽为在所述外壳的外表面沿着所述外壳的周向加工形成的环形凹槽。

作为一种具体实现方式，单个所述环形凹槽的宽度W1与单个所述外壳凸起的宽度W2的比例为2～10。绝热件采用与所述环形凹槽尺寸相匹配的绝热环。并且，所述绝热件采用实心的绝热材料；或者，所述绝热件采用空心结构，内部填充绝热材料；或者，所述绝热件采用真空结构。

其原理为：第1外壳103具有闭合远端和开放近端，闭合远端形成第1膨胀腔106，开放近端用于低温工质的流入和流出；其中，第1低温工质输送管101沿第1外壳103的轴向设置，以输出低温工质至第1外壳103闭合远端的第1膨胀腔106内，并在冷冻探头的远端蒸发膨胀进行换热。图中所示，第1低温工质输送管101的伸入端与第1膨胀腔106底部具有预定距离，以便低温工质与第1外壳103远端周壁充分接触，并随低温工质流动有效地进行换热。低温工质在膨胀腔膨胀换热后，通过第1回流通道流向第1外壳103的开放近端。在此过程中，低温工质与第1外壳103内表面接触并进行换热。

在冷冻探头的结构中，由于有第1绝热环104的存在，使得冷冻剂回流时冷冻探头的各部分外表面与靶向组织的热交换系数呈现高低起伏的不同状态，其中金属外壳与靶向组织直接接触的部分换热系数高，第1绝热环104与靶向组织直接接触的部分换热系数低，因此，形成换热系数高低交替的形式；二者相互影响，会在肿瘤消融针外表面形成图3所示的温度梯度分布，最终形成图4所示的近似圆柱形的冰球。之后冷冻剂沿着第1回流通道105经由第1真空隔热层102与第1低温工质输送管101之间的回流通道流出。

实际工艺中，外壳的外表面有多个绝热环与外壳凸起相互间隔配置，并保证装配后的冷冻探头的外径为尺寸一致的光滑圆柱面。

实施例二：

参考图5，为本实施例提供的肿瘤消融针的剖面图；图6为图5沿B-B的剖面图；图7为本实施例提供的肿瘤消融针的立体图；其中，201：第2低温工质输送管；202：第2真空绝热层；203：第2外壳；204：第2绝热件；205：第2回流通道；206：第2膨胀腔；207：第2热交换区。

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述外壳凹槽具有多个，多个所述外壳凹槽沿着所述外壳的周向均匀排列，相邻所述外壳凹槽之间的距离相等，每个所述外壳凹槽在所述外壳侧面的投影为长边平行于所述外壳的轴向的矩形条，其同样能够形成近似圆柱形的冰球。

本实施例的实现原理与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三：

参考图8，为本实施例提供的肿瘤消融针的剖面图；图9为本实施例提供的肿瘤消融针的立体图；其中，301：第3低温工质输送管；302：第3真空绝热层；303：第3外壳；304：第3绝热环；305：第3回流通道；306：第3膨胀腔；307：第3热交换区。

本实施例与实施例一的不同之处在于，外壳凹槽为一个，沿着所述外壳的外周面螺旋开设并轴向延伸。其同样能够形成近似圆柱形的冰球。

本实施例的实现原理与实施例一相同，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种冷冻外科器械，包括前述的肿瘤消融针。冷冻外科器械为冷冻探头或冷冻导管。

需要说明的是，“冷冻外科器械”在此是指包含但不限于冷冻探头和冷冻导管的任何类型的冷冻器械。尽管说明书聚焦于冷冻探头，但这仅是说明的目的，而不意在限制。由于该冷冻外科器械的其他功能构成非本申请的核心实用新型点所在，本领域的普通技术人员可以基于现有技术实现，故本文不再赘述。

本实用新型提供的一种肿瘤消融针及具有该肿瘤消融针的冷冻外科器械具有以下优点：

本实用新型通过改变肿瘤消融针结构，进而改变肿瘤消融针热交换区的换热系数，以此来达到调和肿瘤消融针长度方向的热交换系数，从而达到形成近似圆柱形冰球的效果。应用该类型探针，可以针对已探明的细长形状的肿瘤组织进行定向消融，肿瘤消融针沿着病灶组织的长度方向穿刺，在消融靶向细胞的同时，极大的减少了对正常组织细胞的冷冻消融；同时可以代替多针消融带来的穿刺孔多及创伤大的缺点，同时降低了因多针消融引发的穿刺孔被感染的风险。

本实用新型的应用效果为可形成圆柱状的冰球，针对长条状的靶向肿瘤组织进行特定方向的有效消融。本实用新型可以根据自身结构特点，通过调整绝热环宽度、外壳凸起宽度、绝热环数量、消融针总体长度等技术指标制成不同的探针系列，可根据不同的靶向消融需求，选择可形成刚好满足消融长度以及直径的消融针，在准确消融靶向组织的同时，既最大可能的减少了对正常组织的不必要消融，又减少了消融能量的输送过程，进而缩短了手术时间，更加有利于患者的后期康复；同时因采用单根消融针，避免了针对长条状靶向组织消融时采用多针消融方法带来的多穿刺孔创伤以及容易伤口感染的风险。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种肿瘤消融针，其特征在于，包括外壳、绝热件和热交换区内部结构；所述外壳的内部设置所述热交换区内部结构；

所述外壳的外周面按规则设置一个或多个外壳凹槽，所述外壳凹槽的相邻表面的非凹槽部分相对于所述外壳凹槽形成外壳凸起，使所述外壳的外周面形成所述外壳凹槽和所述外壳凸起交替布置的结构；所述外壳凹槽中固定设置所述绝热件，并且，所述绝热件的外周面和所述外壳凸起的外周面形成光滑的圆柱表面；所述外壳的换热系数高于所述绝热件的换热系数。

2.根据权利要求1所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，所述外壳凹槽具有多个，多个所述外壳凹槽沿着所述外壳的轴向均匀排列，相邻所述外壳凹槽之间的距离相等，每个所述外壳凹槽配置为：在所述外壳的外表面沿着所述外壳的周向加工形成的环形凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，所述绝热件采用与所述环形凹槽相匹配的绝热环。

4.根据权利要求2所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，单个所述环形凹槽的宽度W1与单个所述外壳凸起的宽度W2的比例为2～10。

5.根据权利要求1所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，所述外壳凹槽具有多个，多个所述外壳凹槽沿着所述外壳的周向均匀排列，相邻所述外壳凹槽之间的距离相等，每个所述外壳凹槽在所述外壳侧面的投影为长边平行于所述外壳的轴向的矩形条。

6.根据权利要求1所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，所述外壳凹槽为一个，沿着所述外壳的外周面螺旋开设并轴向延伸。

7.根据权利要求1所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，所述绝热件采用实心的绝热材料；或者，所述绝热件采用空心结构，内部填充绝热材料；或者，所述绝热件采用真空结构。

8.根据权利要求1所述的一种肿瘤消融针，其特征在于，所述热交换区内部结构包括：

低温工质输送管，用于输送低温工质；

回流通道，形成于所述低温工质输送管外和所述外壳的内壁之间的空间，用于实施热交换的低温工质的返回通道。

9.一种冷冻外科器械，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的一种肿瘤消融针。

10.根据权利要求9所述的一种冷冻外科器械，其特征在于，所述冷冻外科器械为冷冻探头或冷冻导管。