一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備的制造方法
專利名稱:一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，包括工控機、調功器、加熱器、傳熱線、熱刀、溫度傳感器和電源；電源分別與加熱器、調功器和工控機相連接；所述工控機、調功器、加熱器、傳熱線和熱刀依次連接；溫度傳感器安裝在加熱器上，溫度傳感器與工控機信號連接；熱刀由導熱端和固定端組成，導熱端的材質選用金屬，固定端的材質選用柔性材料；固定端為管狀結構，固定端與導熱端連接；傳熱線由保溫層和導熱纖組成，保溫層包裹在導熱纖的外周。本實用新型的可調控溫度范圍廣，包含了低溫熱療和高溫熱療，因而本實用新型的通用性強。本實用新型的安全性高、結構簡單、成本低、易推廣、治療時間短、節能且能避免局部過熱而引起碳化形成焦痂。
【專利說明】
一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種熱刀治療設備，特別是涉及一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，屬于醫療器械領域，該設備主要用于腫瘤熱切除。
【背景技術】
[0002]腫瘤可分為惡性腫瘤和良性腫瘤，其中惡性腫瘤是當今危害人類生命健康的一大疾病。目前，對于惡性腫瘤的治療方法包括有化療、放療、手術、免疫療法等。但利用熱能來治療癌癥成為了治療癌癥的新型治療手段。這種治療手段是利用腫瘤細胞的耐熱性較差的特性，將不同物理因子轉變為熱能來提高病灶區域的溫度，從而殺死腫瘤組織。
[0003]文獻“徐中林，伍烽，惡性腫瘤的熱切除治療[J]，國際腫瘤學雜志，2 O O 2，2 9 (4):277-280.”論述加熱可以誘導細胞變形甚至發生不可逆損傷，其中溫度在45°C以上并持續60min，則細胞會發生不可逆損傷，隨著溫度的升高，造成細胞不可逆損傷所需持續的時間隨之減少，在60-100°C的時候，在極短的時間內就會造成細胞死亡。根據這個加熱溫度范圍的不同，可以將熱療分為低溫熱療和高溫熱療。
[0004]低溫熱療分為局部熱療和全身熱療。局部熱療借助影像學的發展，可直接定位癌癥病灶來進行治療，故而在發展上更具有前景。局部熱療在臨床上有微波加熱、射頻加熱、超聲波加熱、熱灌注等，其中熱灌注，是將恒溫的流體借助外部動力在體內進行循環。低溫熱療是采用較低的溫度和較長的持續加熱時間來殺死腫瘤組織。
[0005]高溫熱療又稱為熱切除，采用極短時間內的高溫來殺死腫瘤組織。高溫熱療主要指靶向熱切除技術，它在影像診斷、物理測溫技術改進等的基礎上發展起來的無創或微創的新技術，其溫度范圍在60-200°C。由于其治療溫度相對低溫熱療高，相對低溫熱療的治療時間短。與低溫熱療相似，高溫熱療同樣使用多種形式的物理因子作為治療源，目前常見的物理因子多為射頻、微波、超聲、激光等。
[0006]微波加熱是利用微波或高頻電場作用，使得組織重的帶電粒子或偶極子迅速振動或轉動，克服周圍阻力做功而產生熱量。但是微波加熱不能達到腫瘤深處，采用IGHz以下的微波，則容易出現表面局部過熱。高頻波發熱量較大，但衰減量也大，在深層加熱過程存在著與微波加熱相同的問題。射頻燒灼熱療則是利用電極針的射頻電流，將離子激化轉換成熱能來治療腫瘤治療。加熱機制在原則上與微波相同。
[0007]還有使用熱管作為治療針進行傳熱，但為了減少創口，需要將熱管加工為極小尺寸，在加工上存在困難，質量無法得到保證，而且在使用的時候對熱管針的使用方向具有一定的要求，使得熱管針在實際推廣和應用上存在著很多的問題。
[0008]針對降低設備通用性、造價及治療費用，現有技術文獻“路桂英，王院生.多通道溫針治療儀的研制[J].自動化與儀器儀表，2007 (4): 47 - 50.”，提出直接用電加熱的方式，并提供了一種熱療設備，采用電阻加熱的方法來局部加熱腫瘤，但其加熱器設置在溫針的前端，需要用電線與溫針連接后進入人體，故而對人體存在一定的安全風險。
[0009]另外，中國實用新型專利申請CN103654946A提出了電熱治療針，其中包括治療針的本體、產熱組件和溫度檢測組件，其中產熱組件和溫度檢測組件都位于治療針的尖端內，產熱組件通過電磁效應或電阻效應加熱來給金屬尖端供熱來治療腫瘤組織。
[0010]現有技術提及的電熱針，都是在針尖處設置加熱組件，由于電熱針本身的體積小，故而在溫針中加入電阻絲等加熱設備，對溫針的加工提出較大的要求。
[0011]采用其他物理因子進行加熱，存在著造價高、治療費用高的缺點。而要直接將熱導入人體內，則迫切需要使用新的材料來進行傳導，在安全高效導熱的同時，實現手術過程中的無電源性。
【實用新型內容】
[0012]本實用新型的目的為提供一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其能達到結構簡單、低成本、高療效、安全系數高，且能避免局部過熱而引起碳化形成焦痂。
[0013]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0014]—種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，包括工控機、調功器、加熱器、傳熱線、熱刀、溫度傳感器和電源;所述電源分別與加熱器、調功器和工控機相連接;所述工控機、調功器、加熱器、傳熱線和熱刀依次連接;溫度傳感器安裝在加熱器上，溫度傳感器與工控機信號連接；
[0015]所述熱刀由導熱端和固定端組成，導熱端的材質選用金屬，固定端的材質選用柔性材料;固定端為管狀結構，固定端與導熱端連接；
[0016]傳熱線由保溫層和導熱纖組成，保溫層包裹在導熱纖的外周；導熱纖選用石墨烯纖維、碳纖維或碳納米管材料制成；導熱纖一端與加熱器相連，另一端與導熱端連接;傳熱線主體安裝在固定端的空心管內。
[0017]為進一步實現本實用新型目的，優選地，所述導熱端形狀為針形、平頭型、圓頭型或多爪型。
[0018]優選地，所述柔性材料包括橡膠。
[0019]優選地，所述金屬包括鈦合金、銅和不銹鋼.
[0020]優選地，所述導熱纖的根數為1-40根。
[0021 ] 優選地，所述保溫層由醫用硅膠制成。
[0022]優選地，所述溫度傳感器選用光纖溫度傳感器或熱敏電阻傳感器。
[0023]優選地，所述加熱器選用電阻片加熱器或電阻絲加熱器，加熱器的電阻材料選用高電阻材料。
[0024]優選地，所述電阻材料選用氮化硅、鐵鉻鋁或鐵鉻鎳。
[0025]優選地，所述調功器選用可控硅調功器;進一步優先選用JKlS系列的全數字可控娃調功器。
[0026]相比于現有技術，本實用新型的有益效果在于:
[0027]I)導熱纖利用的是石墨烯類材料定向高導熱、柔韌性好、機械強度高的特性。定向高導熱，即沿著導熱纖的軸向方向具有高導熱系數，沿著導熱纖的徑向方向具有低導熱系數，故而用在靶向熱切除手術的過程，在傳導高熱流的過程中導熱纖并不發生較大的溫升，在實現手術過程無電源性，也保證了人體其他正常組織不會有燙傷的危險；導熱纖柔韌性好，可進行任意彎曲，故而導熱纖可以隨著引導導管進行任意彎曲以進入人體;機械強度高，故而在整個手術過程中可以承受較大的力，順利牽引熱刀進出人體。
[0028]2)本實用新型導熱纖的直徑可以小到微米級別，配合使用相應尺寸的熱刀，可在手術過程中真正實現微創。
[0029]3)本實用新型能夠更適用于不同大小的腫瘤；導熱纖的數量在2-40根，可以根據不同位置及大小的腫瘤選擇使用不同數量的導熱纖作為導熱通道，以此達到更好的治療效果O
[0030]4)本實用新型可控制加熱的溫度范圍在40-200°C內，可同時用于低溫熱療和高溫熱療的治療過程中，較大的溫度調控范圍使得整臺設備的通用性更佳。
[0031]5)根據腫瘤的大小，本實用新型可選擇不同的形狀的熱刀。其中，多爪型的熱刀多用記憶金屬制成。在熱刀加熱之前，整個多爪型的熱刀3的分支為平直的，且聚攏在一起，方便熱刀進入人體。當熱刀進入了人體之后，熱量通過導熱纖從加熱器傳遞到熱刀的導熱端，導熱端受熱，所有金屬分支彎曲，分布呈現傘形，并張開。則在治療腫瘤細胞的時候，多爪型的熱刀具有更多的受熱點。整個腫瘤細胞因而能更加地受熱均勻。當加熱停止后，整個熱刀冷卻，多爪型熱刀的導熱端各個分支從傘形彎曲分布恢復成平直聚攏分布，方便整個熱刀在手術過程后回收。
[0032]6)將導管、傳熱線及熱刀通過血管選擇性地插入營養腫瘤的主要血管內直達病灶，灼熱腫瘤細胞后，還可通過導管把壞死組織吸出體外，達到對病人最小的傷害。
[0033]7)本實用新型導熱纖外部包裹有一層保溫層，保溫層由絕熱、且人體相容性好的材料構成，如醫用硅膠。保溫層可以最大限度減少過程中熱量的散失，也可以消除在非正常使用情況中，導熱纖斷裂而引起的安全隱患。
[0034]8)本實用新型的結構簡單、成本低、易推廣、治療時間短、節能且能避免局部過熱而引起碳化形成焦痂，而且保證了整個治療過程中只產生熱流，不產生電流，從源頭保證進入身體材料的無電源性。
【附圖說明】
[0035]圖1為應用導熱纖的靶向熱刀治療設備組成示意圖。
[0036]圖2為圖1中熱刀和傳熱線連接示意圖。
[0037]圖中示出:工控機1、調功器2、加熱器3、傳熱線4、保溫層4-1、導熱纖4-2、熱刀5、固定端5-1、導熱端5- 2、溫度傳感器6、電源7。
【具體實施方式】
[0038]為更好地理解本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型的實施方式不限如此。
[0039]如圖1所示，一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，包括工控機1、調功器2、加熱器
3、傳熱線4、熱刀5、溫度傳感器6和電源7;電源7分別與加熱器3、調功器2和工控機I相連接，為各部件供電。工控機1、調功器2、加熱器3、傳熱線4和熱刀5依次連接;溫度傳感器6與安裝在加熱器3上，溫度傳感器6與工控機I信號連接，將加熱器3的溫度信號傳遞給工控機I。
[0040]如圖2所示，熱刀5由導熱端5-2和固定端5-1組成，導熱端5-2的材質選用金屬，金屬包括鈦合金、銅和不銹鋼;固定端5-1的材質選用柔性材料，柔性材料包括橡膠;導熱端5-2的形狀為針形、平頭型、圓頭型或多爪型；固定端5-1為管狀結構，固定端5-1與導熱端5-2連接，導熱端5-2是熱刀加工部件。
[0041]傳熱線4優選由保溫層4-1和導熱纖4-2兩部分組成，保溫層4-1包裹在導熱纖4-2的外周；導熱纖4-2優選有多根，導熱纖4-2的根數優選2-40根;導熱纖4-2選用石墨烯纖維、碳纖維、碳納米管材料制成;其中導熱纖4-2優選使用定向高導熱材料的石墨烯纖維制成。保溫層4-1由絕熱且人體形容性好的材料構成，如醫用硅膠。導熱纖4-2—端與加熱器3相連，另一端與導熱端5-2連接;加熱器3的熱量能夠通過導熱纖4-2進行傳遞。定向高導熱特性在于，軸向方向導熱纖4-2具有高導熱系數，在徑向方向導熱纖4-2具有低導熱系數。故而熱量在導熱纖4-2中傳遞的時候，熱量沿著導熱纖4-2的軸向方向迅速傳遞，且本體并沒有產生較大的溫升。傳熱線4主體安裝在固定端5-1的空心管內。
[0042]溫度傳感器6選用光纖溫度傳感器或熱敏電阻傳感器，優選精度高的溫度傳感器。溫度傳感器6檢測加熱器3的溫度并反饋給工控機I，工控機I通過調功器2來調整加熱器3的加熱功率。
[0043]加熱器3選用電加熱器，具體選用電阻片加熱器或電阻絲加熱器，電加熱器的電阻材料選用高電阻材料，具體選用氮化硅、鐵鉻鋁或鐵鉻鎳。工控機I控制加熱器3加熱的溫度范圍在40_200°C內。
[0044]調功器選用可控硅調功器;包括三相可控硅調功器，優先選用JKlS系列的全數字可控硅調功器。
[0045]在手術過程中，啟動電源7，設定好手術所需溫度，工控機I通過調功器2控制加熱器3開始運行。加熱器3為電加熱設備，電加熱設備為特種陶瓷(氮化硅)，保證只產生熱流，不產生電流。從源頭保證進入身體材料的無電源性。工控機I通過安裝在加熱器3上溫度傳感器6檢測加熱器3的溫度，根據加熱器3的溫度容易測算出傳遞到熱刀5上的溫度；當工控機I測算出熱刀5上的溫度即將超過設定的溫度，則工控機通過調功器2來改變加熱器3的功率，進而改變加熱器3產生的熱量，控制熱刀5上的溫度保持在設定的溫度。由于熱刀5始終保持在一定的溫度，而非直接的發熱源，故而可以避免腫瘤組織因表面溫度過高而碳化產生焦痂。
[0046]本實用新型石墨烯纖維的軸向導熱系數目前實驗數據已經高達1435W/(m.K)，拉伸強度為200MPa，能夠滿足在使用過程中對導熱性和機械強度的要求。為了保障導熱纖4-2在使用過程中的安全及熱量損失問題，在導熱纖4-2外表面增加一層保溫層。另外，熱刀5的導熱端5-2優選由不銹鋼制成。導熱纖4-2與熱刀5相連，則熱量通過導熱纖4-2從加熱器3傳遞到熱刀5的導熱端5-2。為了使導熱纖4-2與熱刀5之間的連接更加牢固，熱刀5除了有導熱端5-2還增加了固定端5-1。整個導熱纖4-2穿過固定端5-1，而導熱端5-2的一端插入固定端5-1之中，兩者使用插接結構及膠黏劑進行連接，故而保證導熱纖4-2與熱刀5連接更為牢固。
[0047]在胸腔鏡、腹腔鏡、膀胱鏡，X光，B超或CT的引導下直接準確地定位癌瘤組織，將導管、傳熱線4及熱刀5通過血管選擇性地插入營養腫瘤的主要血管內直達病灶。采用選擇性或超選擇性動脈插管，以球囊導管阻斷腫瘤供養血管，達到阻斷腫瘤的供血造成局部缺血目的，將導熱纖和熱刀送到腫瘤病灶內，使腫瘤營養血管破裂，從而破壞腫瘤營養血管床，熱滲漏到腫瘤組織間，實現組織間加熱，使腫瘤組織凝固壞死。
[0048]灼熱腫瘤細胞后，還可通過導管把壞死組織吸出體外。達到對病人最小的傷害。比如腦深部腫瘤患者做手術時傷害是很大的。因此使用本產品益處更大。
[0049]當腫瘤的大小超過0.5cm，考慮使用多個熱刀5對腫瘤進行熱切除。可以在很大程度上緩解了因為單個熱刀5傳熱不均勻而導致的治療腫瘤組織的死角，從而充分誘導腫瘤組織凝固性壞死。
【主權項】
1.一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，包括工控機、調功器、加熱器、傳熱線、熱刀、溫度傳感器和電源;所述電源分別與加熱器、調功器和工控機相連接;所述工控機、調功器、加熱器、傳熱線和熱刀依次連接;溫度傳感器安裝在加熱器上，溫度傳感器與工控機信號連接； 所述熱刀由導熱端和固定端組成，導熱端的材質選用金屬，固定端的材質選用柔性材料;固定端為管狀結構，固定端與導熱端連接； 傳熱線由保溫層和導熱纖組成，保溫層包裹在導熱纖的外周；導熱纖選用石墨烯纖維、碳纖維或碳納米管材料制成;導熱纖一端與加熱器相連，另一端與導熱端連接;傳熱線主體安裝在固定端的空心管內。2.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述導熱端形狀為針形、平頭型、圓頭型或多爪型。3.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述柔性材料包括橡膠。4.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述金屬包括鈦合金、銅和不銹鋼。5.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述導熱纖的根數為2-40根。6.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述保溫層由醫用硅膠制成。7.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述溫度傳感器選用光纖溫度傳感器或熱敏電阻傳感器。8.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述加熱器選用電阻片加熱器或電阻絲加熱器，加熱器的電阻材料選用高電阻材料。9.根據權利要求8所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述電阻材料選用氣化娃、鐵絡招或鐵絡銀。10.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述調功器選用可控硅調功器。
【文檔編號】A61B18/04GK205697989SQ201620305138
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】張定, 陳燕, 李靜, 吳少如
【申請人】華南理工大學
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，包括工控機、調功器、加熱器、傳熱線、熱刀、溫度傳感器和電源；電源分別與加熱器、調功器和工控機相連接；所述工控機、調功器、加熱器、傳熱線和熱刀依次連接；溫度傳感器安裝在加熱器上，溫度傳感器與工控機信號連接；熱刀由導熱端和固定端組成，導熱端的材質選用金屬，固定端的材質選用柔性材料；固定端為管狀結構，固定端與導熱端連接；傳熱線由保溫層和導熱纖組成，保溫層包裹在導熱纖的外周。本實用新型的可調控溫度范圍廣，包含了低溫熱療和高溫熱療，因而本實用新型的通用性強。本實用新型的安全性高、結構簡單、成本低、易推廣、治療時間短、節能且能避免局部過熱而引起碳化形成焦痂。
【專利說明】
一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種熱刀治療設備，特別是涉及一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，屬于醫療器械領域，該設備主要用于腫瘤熱切除。
【背景技術】
[0002]腫瘤可分為惡性腫瘤和良性腫瘤，其中惡性腫瘤是當今危害人類生命健康的一大疾病。目前，對于惡性腫瘤的治療方法包括有化療、放療、手術、免疫療法等。但利用熱能來治療癌癥成為了治療癌癥的新型治療手段。這種治療手段是利用腫瘤細胞的耐熱性較差的特性，將不同物理因子轉變為熱能來提高病灶區域的溫度，從而殺死腫瘤組織。
[0003]文獻“徐中林，伍烽，惡性腫瘤的熱切除治療[J]，國際腫瘤學雜志，2 O O 2，2 9 (4):277-280.”論述加熱可以誘導細胞變形甚至發生不可逆損傷，其中溫度在45°C以上并持續60min，則細胞會發生不可逆損傷，隨著溫度的升高，造成細胞不可逆損傷所需持續的時間隨之減少，在60-100°C的時候，在極短的時間內就會造成細胞死亡。根據這個加熱溫度范圍的不同，可以將熱療分為低溫熱療和高溫熱療。
[0004]低溫熱療分為局部熱療和全身熱療。局部熱療借助影像學的發展，可直接定位癌癥病灶來進行治療，故而在發展上更具有前景。局部熱療在臨床上有微波加熱、射頻加熱、超聲波加熱、熱灌注等，其中熱灌注，是將恒溫的流體借助外部動力在體內進行循環。低溫熱療是采用較低的溫度和較長的持續加熱時間來殺死腫瘤組織。
[0005]高溫熱療又稱為熱切除，采用極短時間內的高溫來殺死腫瘤組織。高溫熱療主要指靶向熱切除技術，它在影像診斷、物理測溫技術改進等的基礎上發展起來的無創或微創的新技術，其溫度范圍在60-200°C。由于其治療溫度相對低溫熱療高，相對低溫熱療的治療時間短。與低溫熱療相似，高溫熱療同樣使用多種形式的物理因子作為治療源，目前常見的物理因子多為射頻、微波、超聲、激光等。
[0006]微波加熱是利用微波或高頻電場作用，使得組織重的帶電粒子或偶極子迅速振動或轉動，克服周圍阻力做功而產生熱量。但是微波加熱不能達到腫瘤深處，采用IGHz以下的微波，則容易出現表面局部過熱。高頻波發熱量較大，但衰減量也大，在深層加熱過程存在著與微波加熱相同的問題。射頻燒灼熱療則是利用電極針的射頻電流，將離子激化轉換成熱能來治療腫瘤治療。加熱機制在原則上與微波相同。
[0007]還有使用熱管作為治療針進行傳熱，但為了減少創口，需要將熱管加工為極小尺寸，在加工上存在困難，質量無法得到保證，而且在使用的時候對熱管針的使用方向具有一定的要求，使得熱管針在實際推廣和應用上存在著很多的問題。
[0008]針對降低設備通用性、造價及治療費用，現有技術文獻“路桂英，王院生.多通道溫針治療儀的研制[J].自動化與儀器儀表，2007 (4): 47 - 50.”，提出直接用電加熱的方式，并提供了一種熱療設備，采用電阻加熱的方法來局部加熱腫瘤，但其加熱器設置在溫針的前端，需要用電線與溫針連接后進入人體，故而對人體存在一定的安全風險。
[0009]另外，中國實用新型專利申請CN103654946A提出了電熱治療針，其中包括治療針的本體、產熱組件和溫度檢測組件，其中產熱組件和溫度檢測組件都位于治療針的尖端內，產熱組件通過電磁效應或電阻效應加熱來給金屬尖端供熱來治療腫瘤組織。
[0010]現有技術提及的電熱針，都是在針尖處設置加熱組件，由于電熱針本身的體積小，故而在溫針中加入電阻絲等加熱設備，對溫針的加工提出較大的要求。
[0011]采用其他物理因子進行加熱，存在著造價高、治療費用高的缺點。而要直接將熱導入人體內，則迫切需要使用新的材料來進行傳導，在安全高效導熱的同時，實現手術過程中的無電源性。
【實用新型內容】
[0012]本實用新型的目的為提供一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其能達到結構簡單、低成本、高療效、安全系數高，且能避免局部過熱而引起碳化形成焦痂。
[0013]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0014]—種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，包括工控機、調功器、加熱器、傳熱線、熱刀、溫度傳感器和電源;所述電源分別與加熱器、調功器和工控機相連接;所述工控機、調功器、加熱器、傳熱線和熱刀依次連接;溫度傳感器安裝在加熱器上，溫度傳感器與工控機信號連接；
[0015]所述熱刀由導熱端和固定端組成，導熱端的材質選用金屬，固定端的材質選用柔性材料;固定端為管狀結構，固定端與導熱端連接；
[0016]傳熱線由保溫層和導熱纖組成，保溫層包裹在導熱纖的外周；導熱纖選用石墨烯纖維、碳纖維或碳納米管材料制成；導熱纖一端與加熱器相連，另一端與導熱端連接;傳熱線主體安裝在固定端的空心管內。
[0017]為進一步實現本實用新型目的，優選地，所述導熱端形狀為針形、平頭型、圓頭型或多爪型。
[0018]優選地，所述柔性材料包括橡膠。
[0019]優選地，所述金屬包括鈦合金、銅和不銹鋼.
[0020]優選地，所述導熱纖的根數為1-40根。
[0021 ] 優選地，所述保溫層由醫用硅膠制成。
[0022]優選地，所述溫度傳感器選用光纖溫度傳感器或熱敏電阻傳感器。
[0023]優選地，所述加熱器選用電阻片加熱器或電阻絲加熱器，加熱器的電阻材料選用高電阻材料。
[0024]優選地，所述電阻材料選用氮化硅、鐵鉻鋁或鐵鉻鎳。
[0025]優選地，所述調功器選用可控硅調功器;進一步優先選用JKlS系列的全數字可控娃調功器。
[0026]相比于現有技術，本實用新型的有益效果在于:
[0027]I)導熱纖利用的是石墨烯類材料定向高導熱、柔韌性好、機械強度高的特性。定向高導熱，即沿著導熱纖的軸向方向具有高導熱系數，沿著導熱纖的徑向方向具有低導熱系數，故而用在靶向熱切除手術的過程，在傳導高熱流的過程中導熱纖并不發生較大的溫升，在實現手術過程無電源性，也保證了人體其他正常組織不會有燙傷的危險；導熱纖柔韌性好，可進行任意彎曲，故而導熱纖可以隨著引導導管進行任意彎曲以進入人體;機械強度高，故而在整個手術過程中可以承受較大的力，順利牽引熱刀進出人體。
[0028]2)本實用新型導熱纖的直徑可以小到微米級別，配合使用相應尺寸的熱刀，可在手術過程中真正實現微創。
[0029]3)本實用新型能夠更適用于不同大小的腫瘤；導熱纖的數量在2-40根，可以根據不同位置及大小的腫瘤選擇使用不同數量的導熱纖作為導熱通道，以此達到更好的治療效果O
[0030]4)本實用新型可控制加熱的溫度范圍在40-200°C內，可同時用于低溫熱療和高溫熱療的治療過程中，較大的溫度調控范圍使得整臺設備的通用性更佳。
[0031]5)根據腫瘤的大小，本實用新型可選擇不同的形狀的熱刀。其中，多爪型的熱刀多用記憶金屬制成。在熱刀加熱之前，整個多爪型的熱刀3的分支為平直的，且聚攏在一起，方便熱刀進入人體。當熱刀進入了人體之后，熱量通過導熱纖從加熱器傳遞到熱刀的導熱端，導熱端受熱，所有金屬分支彎曲，分布呈現傘形，并張開。則在治療腫瘤細胞的時候，多爪型的熱刀具有更多的受熱點。整個腫瘤細胞因而能更加地受熱均勻。當加熱停止后，整個熱刀冷卻，多爪型熱刀的導熱端各個分支從傘形彎曲分布恢復成平直聚攏分布，方便整個熱刀在手術過程后回收。
[0032]6)將導管、傳熱線及熱刀通過血管選擇性地插入營養腫瘤的主要血管內直達病灶，灼熱腫瘤細胞后，還可通過導管把壞死組織吸出體外，達到對病人最小的傷害。
[0033]7)本實用新型導熱纖外部包裹有一層保溫層，保溫層由絕熱、且人體相容性好的材料構成，如醫用硅膠。保溫層可以最大限度減少過程中熱量的散失，也可以消除在非正常使用情況中，導熱纖斷裂而引起的安全隱患。
[0034]8)本實用新型的結構簡單、成本低、易推廣、治療時間短、節能且能避免局部過熱而引起碳化形成焦痂，而且保證了整個治療過程中只產生熱流，不產生電流，從源頭保證進入身體材料的無電源性。
【附圖說明】
[0035]圖1為應用導熱纖的靶向熱刀治療設備組成示意圖。
[0036]圖2為圖1中熱刀和傳熱線連接示意圖。
[0037]圖中示出:工控機1、調功器2、加熱器3、傳熱線4、保溫層4-1、導熱纖4-2、熱刀5、固定端5-1、導熱端5- 2、溫度傳感器6、電源7。
【具體實施方式】
[0038]為更好地理解本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型的實施方式不限如此。
[0039]如圖1所示，一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，包括工控機1、調功器2、加熱器
3、傳熱線4、熱刀5、溫度傳感器6和電源7;電源7分別與加熱器3、調功器2和工控機I相連接，為各部件供電。工控機1、調功器2、加熱器3、傳熱線4和熱刀5依次連接;溫度傳感器6與安裝在加熱器3上，溫度傳感器6與工控機I信號連接，將加熱器3的溫度信號傳遞給工控機I。
[0040]如圖2所示，熱刀5由導熱端5-2和固定端5-1組成，導熱端5-2的材質選用金屬，金屬包括鈦合金、銅和不銹鋼;固定端5-1的材質選用柔性材料，柔性材料包括橡膠;導熱端5-2的形狀為針形、平頭型、圓頭型或多爪型；固定端5-1為管狀結構，固定端5-1與導熱端5-2連接，導熱端5-2是熱刀加工部件。
[0041]傳熱線4優選由保溫層4-1和導熱纖4-2兩部分組成，保溫層4-1包裹在導熱纖4-2的外周；導熱纖4-2優選有多根，導熱纖4-2的根數優選2-40根;導熱纖4-2選用石墨烯纖維、碳纖維、碳納米管材料制成;其中導熱纖4-2優選使用定向高導熱材料的石墨烯纖維制成。保溫層4-1由絕熱且人體形容性好的材料構成，如醫用硅膠。導熱纖4-2—端與加熱器3相連，另一端與導熱端5-2連接;加熱器3的熱量能夠通過導熱纖4-2進行傳遞。定向高導熱特性在于，軸向方向導熱纖4-2具有高導熱系數，在徑向方向導熱纖4-2具有低導熱系數。故而熱量在導熱纖4-2中傳遞的時候，熱量沿著導熱纖4-2的軸向方向迅速傳遞，且本體并沒有產生較大的溫升。傳熱線4主體安裝在固定端5-1的空心管內。
[0042]溫度傳感器6選用光纖溫度傳感器或熱敏電阻傳感器，優選精度高的溫度傳感器。溫度傳感器6檢測加熱器3的溫度并反饋給工控機I，工控機I通過調功器2來調整加熱器3的加熱功率。
[0043]加熱器3選用電加熱器，具體選用電阻片加熱器或電阻絲加熱器，電加熱器的電阻材料選用高電阻材料，具體選用氮化硅、鐵鉻鋁或鐵鉻鎳。工控機I控制加熱器3加熱的溫度范圍在40_200°C內。
[0044]調功器選用可控硅調功器;包括三相可控硅調功器，優先選用JKlS系列的全數字可控硅調功器。
[0045]在手術過程中，啟動電源7，設定好手術所需溫度，工控機I通過調功器2控制加熱器3開始運行。加熱器3為電加熱設備，電加熱設備為特種陶瓷(氮化硅)，保證只產生熱流，不產生電流。從源頭保證進入身體材料的無電源性。工控機I通過安裝在加熱器3上溫度傳感器6檢測加熱器3的溫度，根據加熱器3的溫度容易測算出傳遞到熱刀5上的溫度；當工控機I測算出熱刀5上的溫度即將超過設定的溫度，則工控機通過調功器2來改變加熱器3的功率，進而改變加熱器3產生的熱量，控制熱刀5上的溫度保持在設定的溫度。由于熱刀5始終保持在一定的溫度，而非直接的發熱源，故而可以避免腫瘤組織因表面溫度過高而碳化產生焦痂。
[0046]本實用新型石墨烯纖維的軸向導熱系數目前實驗數據已經高達1435W/(m.K)，拉伸強度為200MPa，能夠滿足在使用過程中對導熱性和機械強度的要求。為了保障導熱纖4-2在使用過程中的安全及熱量損失問題，在導熱纖4-2外表面增加一層保溫層。另外，熱刀5的導熱端5-2優選由不銹鋼制成。導熱纖4-2與熱刀5相連，則熱量通過導熱纖4-2從加熱器3傳遞到熱刀5的導熱端5-2。為了使導熱纖4-2與熱刀5之間的連接更加牢固，熱刀5除了有導熱端5-2還增加了固定端5-1。整個導熱纖4-2穿過固定端5-1，而導熱端5-2的一端插入固定端5-1之中，兩者使用插接結構及膠黏劑進行連接，故而保證導熱纖4-2與熱刀5連接更為牢固。
[0047]在胸腔鏡、腹腔鏡、膀胱鏡，X光，B超或CT的引導下直接準確地定位癌瘤組織，將導管、傳熱線4及熱刀5通過血管選擇性地插入營養腫瘤的主要血管內直達病灶。采用選擇性或超選擇性動脈插管，以球囊導管阻斷腫瘤供養血管，達到阻斷腫瘤的供血造成局部缺血目的，將導熱纖和熱刀送到腫瘤病灶內，使腫瘤營養血管破裂，從而破壞腫瘤營養血管床，熱滲漏到腫瘤組織間，實現組織間加熱，使腫瘤組織凝固壞死。
[0048]灼熱腫瘤細胞后，還可通過導管把壞死組織吸出體外。達到對病人最小的傷害。比如腦深部腫瘤患者做手術時傷害是很大的。因此使用本產品益處更大。
[0049]當腫瘤的大小超過0.5cm，考慮使用多個熱刀5對腫瘤進行熱切除。可以在很大程度上緩解了因為單個熱刀5傳熱不均勻而導致的治療腫瘤組織的死角，從而充分誘導腫瘤組織凝固性壞死。
【主權項】
1.一種應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，包括工控機、調功器、加熱器、傳熱線、熱刀、溫度傳感器和電源;所述電源分別與加熱器、調功器和工控機相連接;所述工控機、調功器、加熱器、傳熱線和熱刀依次連接;溫度傳感器安裝在加熱器上，溫度傳感器與工控機信號連接； 所述熱刀由導熱端和固定端組成，導熱端的材質選用金屬，固定端的材質選用柔性材料;固定端為管狀結構，固定端與導熱端連接； 傳熱線由保溫層和導熱纖組成，保溫層包裹在導熱纖的外周；導熱纖選用石墨烯纖維、碳纖維或碳納米管材料制成;導熱纖一端與加熱器相連，另一端與導熱端連接;傳熱線主體安裝在固定端的空心管內。2.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述導熱端形狀為針形、平頭型、圓頭型或多爪型。3.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述柔性材料包括橡膠。4.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述金屬包括鈦合金、銅和不銹鋼。5.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述導熱纖的根數為2-40根。6.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述保溫層由醫用硅膠制成。7.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述溫度傳感器選用光纖溫度傳感器或熱敏電阻傳感器。8.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述加熱器選用電阻片加熱器或電阻絲加熱器，加熱器的電阻材料選用高電阻材料。9.根據權利要求8所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述電阻材料選用氣化娃、鐵絡招或鐵絡銀。10.根據權利要求1所述的應用導熱纖的靶向熱刀治療設備，其特征在于，所述調功器選用可控硅調功器。
【文檔編號】A61B18/04GK205697989SQ201620305138
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】張定, 陳燕, 李靜, 吳少如
【申請人】華南理工大學
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