CN219040973U - 一种同轴转接转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及同轴转接转换器，用于连接空心同轴电缆和微波输入连接器，包含中空的绝缘管、分设于绝缘管内外表面的绝缘管内导体和绝缘管外导体，绝缘管内导体的尾端设置有插座转接头，绝缘管内导体的首端设置有针杆连接转接头，绝缘管内导体的内部形成与同轴电缆内导体连接的第一腔室；绝缘管外导体向前延伸并与针杆相连从而在内部形成第二腔室，针杆与空心同轴电缆外导体之间形成的水道与第二腔室相连。通过本实用新型同轴转接转换器，不但实现了标准50Ω的主机同轴电缆与非标的消融针内置同轴电缆之间的特性阻抗匹配、冷媒交换，还不会挤压消融针手柄内的同轴电缆，减少了同轴电缆扭曲变形造成性能下降的风险。

Description

一种同轴转接转换器

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种同轴转接转换器，特别涉及一种可重复使用的同轴转接转换器。

背景技术

微波消融术目前已经成为治疗实体肿瘤组织的重要手段之一。微波消融术是利用微波消融针向肿瘤组织释放微波能，肿瘤组织中的极性分子(大部分是水)在微波场的作用下产生高速旋转而迅速产热达到较高的温度，引起组织脱水、凝固、蛋白变性，从而使肿瘤组织灭活失去增生能力，达到治疗的目的。

采用微波能量对肿瘤软组织实施微创消融手术，临床最关注两点：一是消融针的外径必须尽可能小，二是传输的微波功率必须足够大。常用的微波消融针外径基本上不允许大于2mm。目前未见低于1.2mm的微波消融针适用产品，主要原因是受到消融针可选用的同轴电缆的限制。

为此发明人设计了一种空心内导体同轴电缆，包括由内向外同轴设置的内导体、绝缘层和外导体，其内导体内设置有第一冷媒通道，针杆与外导体之间的间隙则形成第二冷媒通道。空心内导体同轴电缆利用同轴电缆内导体的空心结构实现其中一路冷媒通道，节省出一路冷媒空间，在缩小针杆外径的同时还能加大电缆导体尺寸。使消融针实现了大功率传输又不会超过同轴电缆的额定功率，提高手术效率、降低产品温升和结构失效风险。

目前的微波功率发射器的微波传输电缆为标准的50Ω同轴电缆，因此需要一款同轴转接转换器，用以实现标准同轴电缆与空心内导体同轴电缆之间的连接。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，解决上述现有技术中的不足，本实用新型提出一种同轴转接转换器，实现传统标准同轴电缆与空心内导体同轴电缆之间的连接。

为了实现本实用新型目的，本实用新型提供的同轴转接转换器，用于连接空心同轴电缆和微波输入连接器，包含中空的绝缘管、分设于绝缘管内外表面的绝缘管内导体和绝缘管外导体，绝缘管内导体的尾端设置有插座转接头，绝缘管内导体的首端设置有针杆连接转接头，绝缘管内导体的内部形成与同轴电缆内导体连接的第一腔室；绝缘管外导体向前延伸并与针杆相连从而在内部形成第二腔室，针杆与空心同轴电缆外导体之间形成的水道与第二腔室相连。

本实用新型同轴转接转换器可以实现良好的传输通道阻抗匹配。已有技术的主机同轴电缆、消融针内置同轴电缆和微波连接器都是50Ω工业标准，不存在这种部件。已有技术的主要矛盾是消融针内置同轴电缆的额定功率不足而不是同轴电缆间的阻抗匹配。通过本实用新型同轴转接转换器，不但实现了标准50Ω的主机同轴电缆与非标的消融针内置同轴电缆之间的特性阻抗匹配、冷媒交换，还不会挤压消融针手柄内的同轴电缆，减少了同轴电缆扭曲变形造成性能下降的风险。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是实施例一同轴转接转换器示意图。

图2是实施例二同轴转接转换器示意图。

图中标号示意如下

31-微波输入连接器；

3201-绝缘管内导体，3202-绝缘管，3203-绝缘管外导体，3204-插座转接头，3205-针杆连接转接头，3206-外导体连接片，3207-端封盖板，3211-第一水嘴，3212-第二水嘴；

33-针杆，3301-同轴堵头，3302-冷媒转移口；

34-空心同轴电缆，3401-同轴电缆内导体，3403-空心同轴电缆外导体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例一

由于消融针内置同轴电缆内导体中心孔为冷媒通道，消融针针杆外径很小，冷媒的注入和返回不能够直接从消融针杆实现，需要通过同轴转接转换器来完成。同轴转接转换器相当于一段径向尺寸放大的同轴电缆。同轴转接转换器固定在消融针手柄中，手柄内空间较大，工程上可以实现，不再受制于针杆结构尺寸的严苛限制。

如图1所示，本实施例同轴转接转换器，用于连接空心同轴电缆34和微波输入连接器31，包含中空的绝缘管3202、分设于绝缘管3202内外表面的绝缘管内导体3201和绝缘管外导体3203，绝缘管内导体3201的尾端设置有插座转接头3204，绝缘管内导体3201的首端设置有针杆连接转接头3205(绝缘管内导体3201通过针杆连接转接头3205与空心同轴电缆内导体3401连接)。

如图1所示，绝缘管内导体3201的内部形成与同轴电缆内导体3401连接的第一腔室；绝缘管外导体3203向前延伸并与针杆33相连从而在内部形成第二腔室，针杆33与空心同轴电缆外导体3403之间形成的水道与所述第二腔室相连。第一腔室设置有与外界相通的第一水嘴3211，第二腔室设置有与外界相通的第二水嘴3212。杯中，第一腔室为进水腔，第一水嘴3211为用于连接进水管的进水嘴；第二腔室为回水腔，所述第二水嘴3212为用于连接出水管的出水嘴。冷却水经由第一水嘴3211进入第一腔室，通过空心同轴电缆内导体3401到达天线的前端后经针杆33与空心同轴电缆外导体3403之间的间隙回流至第二腔室，并且从第二水嘴3212流出，实现水冷。

本例中，绝缘管3202的前立面设置有用于连接绝缘管外导体3203与空心同轴电缆外导体3403的外导体连接片3206。绝缘管外导体3203的前端则通过端封盖板3207与针杆33相连。

消融针内的同轴电缆需要与主机输出同轴电缆连接，主机输出同轴电缆特性阻抗是50Ω，设为Z₀。根据消融针内置同轴电缆的实现方式，很明显这种同轴电缆特性阻抗不是50Ω，连接时需要进行阻抗变换。而已有技术采用的工业标准同轴电缆特性阻抗是50Ω，所以不需要这种阻抗变换。

根据已经确定的消融针外径、额定功率、冷媒循环通道截面积确定了消融针内的同轴电缆尺寸，此时消融针内置同轴电缆的阻抗也就确定了，设为Z₁。设同轴转接转换器的特性阻抗为Z，根据传输线λ/4阻抗变换器原理，可以得到同轴转接转换器的特性阻抗：

由Z参数和选用的同轴转接转换器绝缘层材质的实际相对介电常数ε，根据同轴传输线特性阻抗计算公式

求出同轴转接转换器绝缘层的外径D和内径d的比例

对同轴转接转换器内导体选择一个能够容纳冷媒回流或输入管道连接器3211(第一水嘴)连接管的内孔尺寸(大于1.5mm)和同轴转接转换器内导体壁厚比如0.2mm，就可以得到需要的绝缘层内d和内径D。

同轴转接转换器外导体关键长度L的确定。根据同轴线传播速度计算公式可得

其中n为大于等于零的整数，c为真空中的光速，f为微波频率，ε为同轴转接转换器绝缘层的相对介电常数。具体设计时n需要根据消融针手柄的长度空间尺寸进行选择。

同轴转接转换器外导体在两端还需要保持附加长度，以与实现微波传输通道的连接和冷媒管路的连接。

连接主机输出同轴电缆实现方法：主机输出同轴电缆及其端部连接器都采用特性阻抗为50欧姆的工业标准器件。在消融针手柄上固定特性阻抗为50欧姆的工业标准微波输入连接器31实现与主机输出同轴电缆的连接。同轴转接转换器内导体输入插座转接头外延部分与消融针手柄微波输入连接器31的内导体焊接，另一端插入同轴转接转换器内导体中心孔的长度大于2mm并与同轴转接转换器内导体紧密配合，外侧烫锡加强电气连接，内部填胶进行封堵防止冷媒泄露。同轴转接转换器内导体输入插座转接头端对应的外导体与消融针手柄微波输入连接器31的外壳紧密套接，连接处采用烫锡进行固定。

连接消融针内置同轴电缆实现方法：将同轴电缆依次去除一部分外导体和绝缘体，同轴转接转换器内导体针杆连接转接头为中心孔结构，嵌入同轴转接转换器内导体中心孔内形成紧密配合，内部填胶进行封堵防止冷媒泄露；消融针内置同轴电缆裸露的内导体插入同轴转接转换器内导体针杆连接转接头中心孔，外侧烫锡加强电气连接并实现封堵防止冷媒泄露。将同轴转接转换器外导体连接片分别与消融针内置同轴电缆外导体和同轴转接转换器外导体内壳紧密固定，接缝烫锡加强电气连接强度，并在外侧表面填充1mm左右密封胶。同轴转接转换器外导体连接片3206与绝缘管内导体3201之间保持0.5mm～2mm的距离，并填充氟塑料材料防止二者直接接触，同时起到同轴转接转换器外导体连接片3206安装定位的作用。这样就实现了微波传输通道内、外导体的连接。

消融针内中心冷媒输入通道实现方法：由同轴转接转换器内导体3201空腔、同轴转接转换器内导体输入插座转接头3204、同轴转接转换器内导体针杆连接转接头3205形成了一个独立封闭空间，该封闭空间与消融针内置同轴电缆内导体的中心孔已经连通。在这个独立封闭空间对应的同轴转接转换器外壁开孔贯穿其外导体、绝缘体和内导体，通过这个孔装入外径不大于2mm的塑胶毛细管并用胶粘剂密封固定，形成冷媒回流或输入管道连接器3211(第一水嘴)，塑胶毛细管再安装外部冷媒管连接接头，实现这个封闭空间与冷媒供应装置的连通。此处的冷媒回流或输入管道连接器只能采用非金属材料。

消融针外周冷媒回流实现方法：由同轴转接转换器外导体3203、同轴转接转换器外导体连接片3206、同轴转接转换器端封盖板3207、消融针内置同轴电缆外导体3403形成了另一个独立封闭空间。同轴转接转换器端封盖板与同轴转接转换器外导体和针杆33形成紧密配合并采用封胶或者焊接措施进行密封。消融针针杆与同轴转接转换器外导体连接片3206保持1mm以上距离，实现该封闭空间与针杆内另一冷媒通道的连通。

该封闭空间取代了已有技术的冷却水转接水箱，结构异常简单。由于针杆内冷媒通道具有充分的间隙，因此冷媒的方向可逆，同时能够保护同轴电缆，避免造成同轴电缆被挤压或者弯曲造成性能下降。

绝缘管内导体3201：采用铜材、银材或者表面为铜质或者银质的复合材料制成空心圆管。

绝缘管3202：采用氟塑料填充，如PTFE、PFA、FET材料。

绝缘管外导体3203：采用铜材、银材或者表面为铜质或者银质的复合材料制成空心圆管。

插座转接头3204：采用刚性较强的铜合金或者银合金材料制成。

针杆连接转接头3205：采用铜材或者银材制成。

外导体连接片3206：采用铜材或者银材制成。

端封盖板3207：采用金属材料或者非金属材料制成。

实施例二

如图2所示，本实施例主体结构与实施例一相同，区别在于：外导体连接片3206前部设置有套装于空心同轴电缆外导体3403的长度不大于5mm的同轴堵头3301，针杆33的尾端与该同轴堵头3301固定，并且针杆33在第二腔室内的区段上开设有冷媒转移口3302，使得冷却水能够顺利的从回水道流入第二腔室。该方案也可实现该封闭空间与针杆内另一冷媒通道的连通，本实施例方式更有利于提高同轴转接转换器和消融针固定强度。在这个独立封闭空间对应的同轴转接转换器外壁上开孔，通过这个孔装入外径不大于2mm的塑胶毛细管并用胶粘剂密封固定，形成冷媒回流通道连接器3212(第二水嘴)，实现前述这个独立封闭空间与冷媒供应装置的连通。此处的冷媒输入或回流通道连接器既可以采用非金属材料，也可以采用金属材料。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，比如将第一腔室作为回水腔，第二腔室作为进水腔等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种同轴转接转换器，用于连接空心同轴电缆（34）和微波输入连接器（31），其特征在于：包含中空的绝缘管（3202）、分设于绝缘管（3202）内外表面的绝缘管内导体（3201）和绝缘管外导体（3203），绝缘管内导体（3201）的尾端设置有插座转接头（3204），绝缘管内导体（3201）的首端设置有针杆连接转接头（3205），绝缘管内导体（3201）的内部形成与同轴电缆内导体（3401）连接的第一腔室；所述绝缘管外导体（3203）向前延伸并与针杆（33）相连从而在内部形成第二腔室，所述针杆（33）与空心同轴电缆外导体（3403）之间形成的水道与所述第二腔室相连。

2.根据权利要求1所述的同轴转接转换器，其特征在于：所述第一腔室设置有与外界相通的第一水嘴（3211），所述第二腔室设置有与外界相通的第二水嘴（3212）。

3.根据权利要求1所述的同轴转接转换器，其特征在于：绝缘管（3202）的前立面设置有用于连接绝缘管外导体（3203）与空心同轴电缆外导体（3403）的外导体连接片（3206）。

4.根据权利要求3所述的同轴转接转换器，其特征在于：绝缘管外导体（3203）的前端通过端封盖板（3207）与针杆（33）相连。

5.根据权利要求4所述的同轴转接转换器，其特征在于：所述外导体连接片（3206）前部设置有套装于空心同轴电缆外导体（3403）的同轴堵头（3301），所述针杆（33）的尾端与该同轴堵头（3301）固定，并且针杆（33）在第二腔室内的区段上开设有冷媒转移口（3302）。

6.根据权利要求2所述的同轴转接转换器，其特征在于：所述第一腔室为进水腔，所述第一水嘴（3211）为用于连接进水管的进水嘴；第二腔室为回水腔，所述第二水嘴（3212）为用于连接出水管的出水嘴。

7.根据权利要求1所述的同轴转接转换器，其特征在于：所述绝缘管内导体（3201）通过针杆连接转接头（3205）与空心同轴电缆内导体（3401）连接。

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