CN201642316U - 微波消融针及其微波消融治疗仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波消融针及其微波消融治疗仪，其涉及一种微波消融针的结构以及使用该微波消融针的微波消融治疗仪。微波消融针主要包括有消融针头、消融针管、微波同轴电缆、毛细管、带有曲柄的手柄、温度传感器；还包括含有高频接头、进水口接头、出水口接头和温度传感器连接端子外接插口的固定架，以及含有锁卡簧片的高频接头和手柄内有用于冷水循环的水腔。循环水由进水口接头进入毛细管，再由消融针管进入水腔，最后由出水口接头流出。微波能量由高频接头进入微波同轴电缆，通过消融针头辐射。微波消融针、微波功率源及计算机控制单元构成微波消融治疗仪。其主要应用于微波消融治疗肿瘤。

Description

微波消融针及其微波消融治疗仪

技术领域

本实用新型涉及一种医疗器械，尤其涉及一种微波消融针的结构以及含有该种微波消融针的微波消融治疗仪。

背景技术

微波消融治疗是一种对肿瘤组织具有高效、快速、均匀加热、热凝固彻底、使用方便、安全的治疗方法，多年来已广泛应用于临床。随着临床的不断深入，临床对于微波消融针(微波辐射天线)的要求也越来越高。在使用微波消融针插入肿瘤组织治疗时，临床希望微波消融针越来越细，以便在穿刺时对穿刺路径上的血管、神经等组织的损伤达到最小的同时；希望微波消融针承载的微波功率尽可能地大，使消融区域尽可能的大，形态尽可能地规则成圆形，达到良好的治疗效果。目前国内外用于穿刺治疗肿瘤的微波消融针管外径一般小于2.2mm。微波消融针的微波传输部分由硬同轴电缆和高频接头组成，硬同轴电缆是由金属外导体(屏蔽作用)、金属内导体(传输微波作用)和内外导体间的塑料绝缘层组成。硬同轴电缆末端连接高频接头(高频接头用于与微波消融治疗仪的微波功率输出的治疗线连接)，硬同轴电缆前端剥去一段金属外导体，留下内外导体间的塑料绝缘层和金属内导体，金属内导体接微波消融针的针尖，针尖为微波辐射端。由于硬同轴电缆前端连接的微波消融针的针尖不受金属外导体的屏蔽，因此微波能量由此辐射出去，肿瘤吸收了微波，会产生高温热凝固作用，将肿瘤细胞热凝固灭活。然而硬同轴电缆的截面积与其可承载的微波能量是成正比的，在微波频率(如：915MHz)一定的情况下，微波消融针输出给肿瘤组织的能量越多，可凝固的组织范围越大。因此要想加大热凝肿瘤的范围就得增加同轴电缆的直径。实践证明当同轴电缆的直径达到5-6mm时，同轴电缆传输微波功率可达80-100W，在这种功率状态下，加热10-15分钟，微波对肿瘤组织的热凝固范围直径能达到4-5cm，这样的消融范围是国内外临床医师所盼望的，但要使用如同筷子一般粗的同轴电缆制成的微波消融针进行临床穿刺，将不可避免地会对穿刺路径中的血管、神经或其它组织造成严重伤害，发生组织器官大出血的几率会增高，从而增加了手术操作的复杂性和危险性。因此目前国内、外大多使用直径小于2.2mm的微波消融针，当其同轴电缆被强制增大传导输出功率时，会导致电流过大而发热，造成传输功率损耗，而且可能烧毁同轴电缆，甚至导致同轴电缆周围正常组织被烫伤。

现有技术中，采用循环水冷却微波同轴电缆。如本申请人的发明专利申请：申请号为200710134471.1的《用于915MHz的聚能微波消融针》，申请日2007.10.30，公开号CN101224137，公开日2008.07.23。以及本申请人的发明专利申请：申请号为200710165479.4的《温控微波消融针》，申请日2007.10.29，公开号CN101156804A，公开日2008.4.9。如图1所示，固定架9上设有进水口接头5.1、出水口接头4.1、高频接头3.2、温度传感器连接端子8.2及8.3。消融针的手柄10与其尾部的固定架9采用螺纹连接方式。进水口接头5.1和出水口接头4.1分别通过手柄10内的进水管和出水管与不锈钢毛细管和消融针管6连通，冷却水由进水口5.1进入不锈钢毛细管，再由消融针管6返回出水口接头4.1，进水管和出水管均穿过作为消融针管端封7的金属柱。固定架9与消融针手柄10在消融针管的方向上直线式对接。现有技术公开了采用循环水冷却针管(同轴电缆)的技术。现有技术虽然在一定程度上解决了细电缆承载较大微波功率的问题，但是，传输微波功率除了有硬同轴电缆外还有高频接头部分。在实际使用过程中，高频接头部分同样会出现强制增大传导输出功率时，导致电流过大而发热，造成传输功率损耗，而且发热将造成手柄10不断升温进而影响到手术医生手持消融针手柄。

在图2微波消融治疗仪电路框图中，微波功率的传输是通过连接在微波功率源12和微波消融针13之间的微波治疗线，微波治疗线为同轴电缆，其相对较重和较硬。现有技术中，微波消融针与微波治疗线是采用直线式对接方式连接，即微波消融针管的方向与微波治疗线及进出水管的方向一致。在手术过程中，微波消融针与微波治疗线在手柄末端的连接方式使微波治疗线及进出水管对微波消融针产生的应力在方向上具有不确定性，严重影响了操作医生穿刺的难度，且治疗过程中医生为防止微波消融针受微波治疗线等应力的影响而移位，必须花很大精力去扶持微波治疗线和微波消融针。

现有的锁卡式高频接头基于制造成本的考虑以及采用的标准件，都是将有弹性簧片的插入端安装在微波消融治疗仪的微波功率输出线(微波治疗线)一侧，没有弹性簧片的被插入端安装在微波消融针一侧。因为微波治疗线是与治疗仪连接的，且其需要重复使用，而微波消融针一般是在一次治疗过程中一次性使用。微波消融针上的高频接头，其插拔操作的使用频率远小于微波治疗线接头的操作，而有弹性簧片的插入端是相对容易疲劳和损坏的部件，所以此结构大大增加了此连接处的故障率，也缩短了微波治疗线使用寿命。

申请号为200810024956.X的《微波功率源及其微波消融治疗仪》发明专利申请，申请日2008.05.20，公开号CN101283926，公开日2008.10.15，是本申请人的发明专利申请。其中，微波消融治疗仪包括有微波功率源12、计算机控制单元14、微波消融针13。微波消融针13辐射微波能量用于肿瘤及病变组织的消融治疗，计算机控制单元14控制调节微波功率源12的功率输出。在该申请文件中没有披露有关微波消融针的结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种微波消融针及其微波消融治疗仪。

本实用新型的上述目的由以下技术方案实现：

微波消融针包括有：消融针头1、绝缘子介质2、消融针管6、手柄10、定位套11、刻度线17等组成部分，其微波消融针内部还包括有：毛细管5.2、微波同轴电缆3.1、水腔7、温度传感器8.1、固定架9，以及固定架9上的高频接头3.2、进水口接头5.1、出水口接头4.1、温度传感器8.1的连接端子8.2、8.3等部分。

微波同轴电缆3.1和毛细管5.2位于消融针管6内，水腔7位于手柄10内。绝缘子介质2位于消融针头1和消融针管6的前端之间，消融针管6的末端贯穿手柄10的头部，并与手柄10内的水腔7头部连通。微波同轴电缆3.1的前端贯穿绝缘子介质2并与消融针头1连接，其末端延伸进入手柄10内的水腔7中，并与固定架9上的高频接头3.2连接，高频接头3.2的上半部分处于水腔7内。毛细管5.2贯穿消融针管6，其末端延伸至手柄10内的水腔7中，并与固定架9上的进水口接头5.1相接通。出水口接头4.1与水腔7尾部相通。水腔7为一个闭合腔体，开有三个通口：其一与消融针管6相通，为冷却水由消融针管6流入水腔7的通口；其二与进水口接头5.1相通，为冷却水的进水口；其三与出水口接头4.1相通，为冷却水的出水口。

手柄10的尾部与手柄10主体成有一定的夹角A，即固定架9上外部连接插口的引出管线方向与消融针管6方向成一定夹角A，该夹角可以在90°～150°之间。温度传感器8.1与连接端子8.2、8.3连接。高频接头3.2和延伸进入水腔7的微波同轴电缆3.1末端的连接点置于水腔7中，高频接头3.2是一个具有弹性簧片3.3的锁卡式高频接头。

微波消融治疗仪，包括有计算机控制单元14，微波功率源12。微波功率源12的功率输出接本实用新型的微波消融针，微波消融针辐射微波能量，计算机控制单元14调节控制微波功率源12的功率输出。微波消融针上的温度传感器8.1的连接端子8.2、8.3连接计算机控制单元14，计算机控制单元14监控微波消融针中水腔7的工作温度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、微波消融针在同等的直径时，进一步提高所承载的微波功率，使得在治疗肿瘤过程中，消融肿瘤组织范围扩大，达到更好的治疗效果。

与现有技术相比，在手柄10中设置了一个水腔7，使得微波传输部分包括有：全部的微波同轴电缆3.1，微波同轴电缆3.1与高频接头3.2的连接部分以及高频接头3.2的上半部分均处于循环冷却水之中。循环水由进水口接头5.1进入，经毛细管5.2的末端到毛细管5.2的前端，在消融针管内毛细管5.2溅射出冷却水冷却与之相并排的微波同轴电缆3.1，循环水再由消融针管流进水腔7的头部，最后循环水由水腔7的尾部流进出水口接头4.1，完成整个循环过程。消融针内的冷却水均处于循环状态，有效地解决了各高频部件的散热问题。使得带有水腔7的微波消融针与现有技术相比，在同等工作温度下，可以承载更大的微波输出功率。使得消融肿瘤组织范围扩大，同时降低了消融针手柄工作期间的温度，使医生的手持部位更加舒适，从而达到更好的治疗效果。

2、微波消融针便于握持，降低了微波消融针的操作难度。

高频接头3.2、进水口接头5.1和出水口接头4.1均位于微波消融针手柄10末端的下方(按图4所示方向)，在使用微波消融针与相应管线对接时，微波治疗线及进出水管等自然下垂，其对微波消融针产生的应力在方向和大小上相对确定，便于操作人员握持，使微波消融针的穿刺更加准确，治疗过程中针在病人体内的位置稳固；让操作人员将更多的精力用于病人的疗效评估，大大减小了治疗过程中因微波消融针抖动和移位而带来的治疗风险。在CT引导下操作时除上述优点，此种方式还可使微波消融针更加方便的进出CT的龙门，方便了医生的操作。

3、提高了微波治疗线与微波消融针连接的可靠性。

将有弹性簧片3.3的高频接头3.2安装于微波消融针一侧，而不是安装在微波治线一侧，这样，对于一般来说是一次性使用的微波消融针，使用完后是要按医疗废弃物法规要求销毁，其插拔的使用次数有限，其上的弹性簧片3.3不易疲劳或变形，这将大大减少微波消融针与微波治疗线连接的故障率并延长了微波治疗线的使用寿命。

附图说明

图1是发明专利申请200710134471.1中的微波消融针结构剖视图和手柄截面图；

图2是本实用新型的微波消融治疗仪电路框图；

图3是本实用新型的微波消融针立体结构示意图；

图4是本实用新型的微波消融针纵剖面结构示意图；

图5是本实用新型的微波消融针手柄侧截面图；

图6是本实用新型的微波消融针立体结构示意图之二；

图7是本实用新型的锁卡式高频接头。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图3本实用新型的微波消融针立体结构示意图所示，从外观结构看，微波消融针由消融针头1、绝缘介质2、进水管5、出水管4、消融针管6、手柄10、定位套11、刻度线17组成。消融针头1外径为1.4～4mm，长度为3～41mm。消融针头1与消融针管6的前端之间设有绝缘介质2，绝缘介质2可以是四氟绝缘材料，消融针管6的末端穿入手柄10的头部。定位套11用于标定和限位微波消融针插入体内的深度。消融针管6上附有防粘涂层和刻度线17，刻度线17可以用来指示消融针管6长度的量度。手柄10即为手持微波消融针进行手术治疗操作的部位。冷却用的循环水由进水管5经过手柄10进入到消融针管6，再返回经过手柄10由出水管4流出。

如图4本实用新型的微波消融针纵剖面结构示意图所示，如图5本实用新型的微波消融针手柄侧截面图所示，在微波消融针管6内有微波同轴电缆3.1和毛细管5.2，在手柄10内有水腔7，在手柄10的尾部侧面有固定架9。在固定架9上贯穿有用于外部连接件的插口，包括有进水口接头5.1、出水口接头4.1、用于连接温度传感器的连接端子8.2、8.3以及高频接头3.2。手柄10尾部侧面的固定架9与手柄10成一个夹角A，也就是微波消融针所接的管线与消融针管6方向成夹角A，图3中所示的夹角A为90°，夹角一般可以在90°～150°之间，带有这样夹角的手柄10，比较便于工作人员在操作时用手握持，同时微波消融针所接的管线(微波治疗线、进出水管等)自然下垂，使得管线对微波消融针产生的应力大小稳定，应力方向不变，更加便于工作人员精确稳定地操作。

微波同轴电缆3.1的前端内芯采用压接或焊接工艺接在消融针头1上，末端穿过绝缘子介质2延伸至消融针管6内，通过消融针管6延伸至水腔7内，与高频接头3.2连接。在工作时，在消融针管6内的部分微波同轴电缆3.1由毛细管5.2溅射出的循环水冷却，在水腔7内的部分微波同轴电缆3.1由水腔7内的循环水冷却，微波同轴电缆3.1与高频接头3.2的连接处也处于水腔7内，工作时始终有循环水冷却。微波同轴电缆3.1一般为硬同轴微波线，用于传输微波能量。高频接头3.2为锁卡式同轴电缆接头，其上带有弹性簧片3.3，用于与微波治疗线相接时锁紧接插头。如图7所示，锁卡式同轴电缆接头中带有弹性簧片3.3的插入端为公插座，弹性簧片3.3属于易疲劳部件，故安装在一般为一次性使用的微波消融针上，没有弹性簧片的母插头安装在多次使用的微波治疗线一侧。

消融针管6的末端进入到手柄10内与水腔7的头部连通。进水口接头5.1上端位于水腔7底部腔体壁内，下端贯穿固定架9而出与进水软管5.3相接，进水口接头5.1在水腔7内的上端与毛细管5.2末端相接，毛细管5.2的前端延伸出水腔7进入消融针管6内，与微波同轴电缆3.1并排。毛细管5.2的数量是一根或者多根。毛细管5.2一般为不锈钢材料制成。出水口接头4.1上端位于水腔7底部腔体壁内，下端贯穿固定架9而出与出水软管4.3相接，出水口接头4.1在水腔7内的上端与弯管4.2一端相接，弯管4.2末端延伸至水腔7尾部。在工作时，水腔7内冷却水由消融针管6与水腔7头部的连接处流入，由弯管4.2末端流出，从而使得水腔7内的冷却水始终充满水腔7，且处于循环状态，水腔7内的微波同轴电缆和高频接头始终冷却循环水之中。

水腔7壁上设有温度传感器8.1，通过绝缘导线和贯穿在固定架9上的温度传感器的连接端子8.2、8.3连接。温度传感器8.1用于测量工作时循环水的温度，温度传感器8.1可以是热敏电阻，其测量精度可达±0.2℃。

在图1的现有技术中，在消融针管6的端封7与高频接头3.2之间的微波同轴电缆，由于没有散热的相应措施，使用时温度较高，成为提高微波消融针承载功率的瓶颈。与现有技术相比，本实用新型由于在微波消融针的手柄10内增设了水腔7这一结构，使得微波消融针内所有可能发热的微波部件(微波同轴电缆3.1、高频接头3.2以及它们的连接处)均处于循环冷却水之中，有效地降低了高频部件在工作时的温度。

本实用新型的微波消融治疗仪是在本申请人的申请号为200810024956.X的《微波功率源及其微波消融治疗仪》发明专利申请基础上，采用本实用新型的微波消融针构成。如图2所示，包括有计算机控制单元14，微波功率源12。微波功率源12的功率输出通过微波治疗线接本实用新型的微波消融针，微波消融针辐射微波能量，肿瘤吸收微波，产生高温热凝固作用，将肿瘤细胞热凝固灭活。计算机控制单元14调节控制微波功率源12的功率输出，以达到微波消融针的输出功率可控。微波消融针上的温度传感器8.1的连接端子8.2、8.3连接计算机控制单元14，计算机控制单元14监控微波消融针中水腔7的工作温度。

Claims (7)

1.一种微波消融针，由消融针头(1)、消融针管(6)、手柄(10)和固定架(9)组成；

在消融针管(6)内设有用于连接消融针头(1)的微波同轴电缆(3.1)和进水用的毛细管(5.2)；

在手柄(10)的尾部设有固定架(9)和用于外部连接的插口，其外部连接插口有高频接头(3.2)、进水口接头(5.1)和出水口接头(4.1)；

消融针管(6)的前端与消融针头(1)之间设有绝缘子介质(2)，消融针管(6)的末端贯穿手柄(10)的头部，微波同轴电缆(3.1)贯穿消融针管(6)，其前端与消融针头(1)连接，末端延伸进入手柄(10)，毛细管(5.2)贯穿消融针管(6)，其末端延伸至手柄(10)内；

固定架(9)上的高频接头(3.2)与延伸进入手柄(10)内的微波同轴电缆(3.1)的末端连接，固定架(9)上的进水口接头(5.1)与延伸至手柄(10)内的毛细管(5.2)末端相接通；

其特征在于：在手柄(10)内设有水腔(7)，消融针管(6)的末端贯穿手柄(10)的头部，并与手柄(10)内的水腔(7)头部连通；毛细管(5.2)的末端延伸至手柄(10)内的水腔(7)中，并与固定架(9)上的进水口接头(5.1)相连通；固定架(9)上的出水口接头(4.1)与水腔(7)尾部相通；微波同轴电缆(3.1)的末端延伸进入手柄(10)内的水腔(7)中，并与固定架(9)上的高频接头(3.2)连接，高频接头(3.2)的上半部分处于水腔(7)内。

2.根据权利要求1所述的微波消融针，其特征在于：所述手柄(10)的尾部与手柄(10)主体成有一定的夹角(A)，即固定架(9)上外部连接插口的引出管线方向与消融针管(6)方向成一定夹角(A)。

3.根据权利要求2所述的微波消融针，其特征在于：所述手柄(10)的尾部与手柄(10)主体成90°夹角(A)。

4.根据权利要求1至3之一所述的微波消融针，其特征在于：所述的高频接头(3.2)是一个具有弹性簧片(3.3)的锁卡式高频接头，在其连接微波消融治疗仪的微波治疗线时，弹性簧片(3.3)卡锁住与其配合的连接部分。

5.根据权利要求1至3之一所述的微波消融针，其特征在于：所述水腔(7)的壁上设有温度传感器(8.1)，固定架(9)上设有用于连接温度传感器(8.1)的连接端子(8.2、8.3)。

6.具有权利要求1至5之一所述微波消融针的微波消融治疗仪，包括有计算机控制单元(14)，微波功率源(12)；

其特征是微波功率源(12)的功率输出接所述的微波消融针，所述的微波消融针辐射微波能量，计算机控制单元(14)调节控制微波功率源(12)的功率输出。

7.根据权利要求6所述的微波消融治疗仪，其特征在于，所述的微波消融针上的温度传感器(8.1)的连接端子(8.2、8.3)连接计算机控制单元(14)，计算机控制单元(14)监控微波消融针中水腔(7)的工作温度。

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