專利名稱：一種單針多作用位點微波治療針的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種一次性治療器械，尤其涉及一種植入式的腫瘤適形消融的單針多作用位點微波治療針。。
背景技術：
微波消融是一種局部熱消融技術，具有熱效率高、溫升快、高溫熱場較均勻、凝固區壞死徹底、充血帶較窄等特點，多年來已經得到廣泛應用。臨床進行微波消融治療時，醫生根據超聲或CT的影像數據，將微波治療針穿刺插入到預定的腫瘤特定部位進行消融治療。根據腫瘤大小、形狀等因素的不同，微波頻率通常為2.45GHz、915MHz，功率從20W到80W左右，治療時間一般在數分鐘至10分鐘不等。現應用于臨床的微波治療針為單作用位點治療針，即在發射前極與體之間只有一個絕緣介質開口。受這種結構的限制，其作用于生物組織時，生物組織對微波能量的比吸收率(SAR)在沿針體方向和垂直于針體方向分布不均，因此產生的消融形狀一般近似為橢球形，長徑與短徑相差較大，長徑一般為短徑的1.5-2倍。在臨床治療中對于球形腫瘤或其他非橢球形、形狀不規則的腫瘤，為了將其徹底毀損，就可能對周圍正常組織造成損傷，因此無法采取一次性的適形消融治療，從而只能多次穿刺消融或者組合使用多針消融，這就可能增加治療的副作用或者危及周圍正常器官，加大了治療的風險。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，改善現有的單一微波治療針對腫瘤的毀損效果，使其能夠對不同腫瘤進行適形消融治療。本發明提供的一種單針多點微波治療針，通過在單根微波治療針上設置不同位置 的兩個或多個微波消融作用位點，改變單一的一個絕緣介質點所形成的上窄下寬的類似橢球形區域，使在遠離絕緣介質位點的位置，形成較好的類似球狀或柱狀毀損區，實現對腫瘤的適形消融，減少刺穿次數，降低治療風險，提高消融效率。為解決上述技術問題，本發明可通過下列技術方案來實現:一種單針多作用位點微波治療針，包括消融發射前極1、絕緣介質開口 2、消融針體3、手柄6 ;絕緣介質開口 2位于發射前極I和消融針體3之間，所述的消融針體3前端連接消融發射前極1、末端延伸至手柄6內部，手柄6尾部設有固定架和用于外部連接的插口，其外部連接插口包括微波高頻接頭；消融針體3內部包含微波同軸電纜，所述的微波同軸電纜貫穿整個針體，穿過絕緣介質與發射前極I相連，微波同軸電纜穿過手柄6，在手柄6下方連接微波高頻接頭，其特征在于:在消融針體上的不同位置，設置包括至少2個以上的絕緣介質。在上述的微波治療針中，所述的絕緣介質長度為l-10mm。依上述的第一種或第二種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的手柄內設有冷卻水腔，所述的消融針體3與手柄內部的水腔相連通；所述的用于外部連接的插口，包括了冷卻水進水管7、出水管8 ;所述的消融針體3，內部含有與微波同軸電纜并排的毛細水冷卻管，所述的毛細水冷卻管末端延伸至手柄內的水腔中，并與進水管相連通；所述的出水管8與水腔尾部相通；所述的穿過手柄6的微波同軸電纜，其末端延伸至手柄內的水腔中，所述的微波高頻接頭的上部在水腔中。所述的手柄6內部設置溫度傳感器。所述的消融針體3表面標記穿刺刻度線4。所述的消融針體3上套設有定位套5。所述的毛細水冷卻管為不銹鋼材料制成，數量為一根或多根。所述的消融針體3體表面具有防粘涂層。所述的絕緣介質裸露于針體表面，使用的材料為四氟乙烯材料。與現有技術相比，本專利具有如下優點:
1、改變了現有技術中單一的一個絕緣介質點所形成的上窄下寬的類似橢球形區域，使在遠離絕緣介質位點的位置，形成較好的類似球狀或柱狀的毀損區，實現對腫瘤的適形消融，減少刺穿次數，降低治療風險，提高消融效率。
本發明涉及的單針多點微波治療針，其針體上設置包括至少2個以上的絕緣介質。不同治療針的絕緣介質開口大小、距離等參數不同，因此能夠產生不同形狀的消融區域，從而具有特征消融效果。臨床治療中，為了達到最佳的腫瘤毀損效果，醫生可以根據腫瘤的大小、形狀、位置等因素的不同，選擇具有不同特征消融效果微波治療針，以達到適形治療腫瘤的目的。2、絕緣介質長度為l-10mm。大大拓寬了絕緣介質的長度范圍。
圖1為本專利發明的單針多點微波治療針示意圖。圖2為本專利發明的單針多點微波治療針針體前端內部結構示意圖。圖3為本專利發明的單針多點微波治療針針體及手柄內部結構示意圖。圖4為現有的單針單點微波治療針的肝組織微波消融仿真結果。圖5為本專利新型的單針兩點微波治療針的肝組織微波消融仿真結果。圖6為本專利新型的另一種單針兩點微波治療針的肝組織微波消融仿真結果。圖7為本專利新型的第三種單針兩點微波治療針的肝組織微波消融仿真結果。圖8為本專利新型的單針四點微波治療針的肝組織微波消融仿真結果。圖9為采用本專利新型的單針多點微波治療針進行腫瘤適形消融治療的方案示意圖。圖1-圖 3 中:
1、發射前極，2、絕緣介質，3、消融針體，4、表面的刻度線，5、定位套，6、手柄，7、進水管，
8、出水管，9.1、微波同軸電纜，9.2、微波高頻接頭，10.1毛細水冷卻管，10.2、水腔，10.3、彎管，11、溫度傳感器。圖Γ圖7:為在多物理場仿真軟件COM SOL Multiphysics中仿真單針多點微波治療針消融豬肝的結果。圖中以軸對稱方式顯示的是消融結束后肝組織的溫度場等溫線，結果表明通過調整絕緣介質作用位點的不同位置和大小能夠影響微波消融區域的形狀，從而形成不同單針多點微波治療針的特征消融效果。圖4是為現有的單針單點微波治療針的消融仿真結果，從其溫度場分布可以看出消融形狀為上窄下寬的類似橢球形區域。這種微波治療針能夠使生物組織在垂直于針體的方向產生較高的能量比吸收率，但在遠離絕緣介質位點的位置消融區域收縮迅速，不能形成較好的球狀毀損區。圖5是改進的單針雙點微波治療針,在針體上具有兩個絕緣介質開口，在此針的特定尺寸下選擇最優的絕緣介質開口大小和距離，能夠得到理想的消融區域。仿真結果顯示更多能量被垂直于針體方向的組織吸收，從而形成了近似于球體的溫度場分布及毀損區。圖6和圖7是另一種單針雙點微波治療針，其絕緣介質開口距離較大，目的是為了在平行于針體方向使組織得到更多的能量吸收，形成特定的雙球形相連的消融區域。圖6相比于圖5加大了針體前段絕緣介質開口的大小，使針體后段產生的球體更大。圖8是一種單針四點微波治療針，在針體上分布的四個絕緣介質作用位點使得能量沿針體平行方向近似均勻分布，溫度場在一定范圍內成為柱體，得到另外一種特征消融效果。以上仿真結果表明，與現有技術相比，本發明通過控制絕緣介質作用位點的大小、距離等幾何參數，能夠對毀損區域進行可控調節，臨床上可以根據腫瘤的形狀和位置的不同，使用最優消融效果的單針或以最低穿刺代價使用多針組合，形成較好的球狀或柱狀毀損區，實現對腫瘤的適形消融，降低治療風險，提高消融效率。
具體實施例方式下面結合 附圖對本發明的具體實施方式
作詳細說明:
如圖1至圖3所示，水冷式單針多點微波治療針包括:發射前極1、消融針體3和多個消融絕緣介質作用位點2.1,2.2,2.3，消融針體3內部的微波同軸電纜9.1、毛細水冷卻管
10.1，消融針體3表面的刻度線4、定位套5，手柄6，手柄6內部的水腔10.2、溫度傳感器11，手柄6下方的微波高頻接頭9.2、進水管7和出水管8、彎管10.3。其使用的微波頻率可以為2.45GHz和915MHz。定位套5用于標定和限制微波治療針的穿刺深度。針體表面具有防粘涂層，并標記有刻度線4來指示長度。絕緣介質開口位于發射前極I和消融針體3之間，絕緣介質2.1,2.2,2.3長度為1-1Omm,絕緣介質的材料可以是四氟乙烯材料。絕緣介質裸露于針體表面,兩個或多個絕緣介質開口的組合成為微波消融的多個作用位點，形成治療針的特征消融效果。消融針體3前端連接消融發射前極1、末端延伸至手柄6內部，消融發射前極長度為3 22mm，消融針體3其總長度可以為10(Tl80mm，外徑為1.6^2.2mm。微波同軸電纜用于傳輸微波能量，其貫穿消融針體，前端穿過絕緣介質2.1,2.2、
2.3，采用壓接或焊接工藝連接消融發射前極。微波同軸電纜在針體內的部分由與其并排的毛細水冷卻管冷卻。微波同軸電纜穿過手柄6，在手柄6下方連接微波高頻接頭，手柄6便于工作人員在使用時握持，手柄6尾部設有固定和用于外部連接的插口，包括微波高頻接頭、冷卻水進水管7、出水管8，手柄內設有冷卻水腔，可以循環冷卻消融針體3及手柄6。冷卻用的循環水由進水管經過手柄進入到消融針體，毛細水冷卻管在消融針體內部，延伸至離手柄最近的一個絕緣介質后返回手柄內，連接水腔前端，流經手柄再由出水管流出。毛細水冷卻管一般為不銹鋼材料制成，可以是多根。進水口接頭位于水腔底部腔體壁內，與進水管7相接，進水口接頭在水腔10.2內的上端與毛細水冷管10.1末端相連，毛細水冷管10.1的前端延伸出水腔10.2進入消融針體6內，與微波同軸電纜并排。出水口接頭于水腔10.2底部腔體壁內，出水管8相接，出水口接頭在水腔10.2內的上端與彎管
10.3 一端相接，彎管10.3末端延伸至水腔10.2尾部。在工作時，水腔10.2內冷卻水由消融針管6與水腔10.2頭部的連接處流入，由彎管10.3末端流出，從而使得水腔7內的冷卻水始終充滿水腔10.2且處于循環狀態，水腔10.2內的微波同軸電纜和高頻接頭始終冷卻在循環水之中。溫度傳感器設在水腔壁上，溫度傳感器可以是熱敏電阻，用于測量工作時循環冷卻水的溫度，其測量精度能 夠達到±0.2°C。
權利要求
1.一種單針多作用位點微波治療針，包括消融發射前極、絕緣介質、消融針體、手柄；絕緣介質位于發射前極和消融針體之間，所述的消融針體前端連接消融發射前極、末端延伸至手柄內部，手柄尾部設有用于外部連接的插口，其外部連接插口包括微波高頻接頭；消融針體內部包含微波同軸電纜，所述的微波同軸電纜貫穿整個針體，穿過絕緣介質與發射前極相連，微波同軸電纜穿過手柄，在手柄下方連接微波高頻接頭，其特征在于:在消融針體上的不同位置，設置包括至少2個以上的絕緣介質。
2.依權利要求1所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的絕緣介質長度為l-10mm。
3.依權利要求1或2所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的手柄內設有冷卻水腔，所述的消融針體末端與手柄內部的水腔相連通；所述的用于外部連接的插口，包括了冷卻水進水管、出水管；所述的消融針體，內部含有與微波同軸電纜并排的毛細水冷卻管,所述的毛細水冷卻管一端延伸至手柄內的水腔中，并與進水管相連通,毛細冷卻管的另一端與水腔前段連通，水腔尾部與所述的出水管相通；所述的穿過手柄的微波同軸電纜，其末端延伸至手柄內的水腔中。
4.依權利要求3所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:手柄內部設置溫度傳感器。
5.依權利要求4所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的消融針體表面標記穿刺刻度線。
6.依權利要求5所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的消融針體上套設有定位套。
7.依權利要求6所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的毛細水冷卻管為不銹鋼材料制成，數量為一根或多根。
8.依權利要求7所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的消融針體體表面具有防粘涂層。
9.依權利要求8所述的一種單針多作用位點微波治療針，其特征在于:所述的絕緣介質裸露于針體表面，使用的材料為四氟乙烯材料。
全文摘要
本發明公開了一種植入式的腫瘤適形消融單針多作用位點微波針。包括消融發射前極、絕緣介質、消融針體、手柄；絕緣介質位于發射前極和消融針體之間，消融針體前端連接消融發射前極、末端延伸至手柄內部，消融針體內部包含的微波同軸電纜貫穿整個針體，穿過絕緣介質與發射前極相連，穿過手柄與手柄下方微波高頻接頭連接，在消融針體上的不同位置，設置包括至少2個以上的絕緣介質。這樣通過在單根微波治療針上設置不同位置的兩個或多個微波消融作用位點，改變單一的一個絕緣介質點所形成的上窄下寬的類似橢球形區域，使在遠離絕緣介質位點的位置，形成較好的類似球狀或柱狀毀損區，實現對腫瘤的適形消融，減少刺穿次數，降低治療風險。
文檔編號A61B18/18GK103202728SQ201310017900
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者錢志余, 趙金哲, 王毅, 胡光霞 申請人:南京航空航天大學