抗微波干擾測溫與消融一體式高性能水冷微波消融天線的制作方法

本實用新型涉及一種水冷式具有抗微波電磁場干擾，在進行實時測量微波消融腫瘤組織溫度的同時，實施微波消融治療為一體的醫療器械，適用于諸如胸部、腹部及盆腔、骨科等多種良、惡性腫瘤的臨床手術，屬于醫用微波技術應用領域。

背景技術：

隨著現代高新科技與生物工程的迅速發展，進入21世紀以來，醫用微波技術得以廣泛應用，特別是微波消融腫瘤已迅速發展成為臨床腫瘤治療中的一種主要手段，以其腫瘤升溫速度快、瘤內溫度高、消融范圍大，受碳化和血流影響小等突出優點，在實體腫瘤特別是對較大實體腫瘤的治療中發揮著越來越重要的作用，因之微波消融治療已比較廣泛應用于諸如胸部、腹部及盆腔、骨科等多種良、惡性腫瘤的臨床手術。

眾所周知，微波能量作用于腫瘤細胞和組織，使其發熱、溫升，而被迅速殺傷，直至凝固壞死，其中細胞的存活、病灶的治愈、腫瘤細胞的凝固壞死和可能殺傷腫瘤邊沿的正常細胞等，其細胞和組織的病理變化，歸根結底取決于其細胞和組織的溫度變化，以致直接影響微波消融手術的成敗和治療效果。所以，如何獲得微波消融過程中細胞組織的實時溫度，已經成為微波消融手術醫生及其器械研制者最為關切的關鍵技術。

然而，現有用于微創介入體內實施微波治療的“具有測溫與微波消融的一體天線”，存在著不可克服的技術缺陷和問題：

這是因為，微波消融腫瘤是利用微波天線介入到腫瘤組織內部，通過微波能量作用其組織，來實現消融腫瘤的治療效果。由此，微波天線體本身就必然 是處于微波電磁場之中，所以“測溫與微波消融一體天線”的溫度測量端也就不可避免地受到微波能量和微波高頻電磁場強的作用和嚴重干擾，致使其溫度測量端根本無法正常地測量到微波消融腫瘤細胞組織的真實的溫度數據。用現有水冷式測溫與消融的一體天線進行微波消融離體豬肝實驗，其主機顯示的溫度數據異常。其實驗結論為：(1)溫升速率比真實溫升速率要快得多。(2)主機溫度讀數比真實溫度值要高得多。(3)顯示數據與真實數值之間存在很大誤差，并且無規律性。

技術實現要素：

本實用新型解決的關鍵技術是：針對采用微創介入，實施微波消融治療，諸如胸部、腹部及盆腔、骨科等多種良、惡性腫瘤的同時，能夠可靠無誤地測量其腫瘤細胞組織的實時溫度，提出一種具有抗微波電磁場干擾測溫與消融為一體的高性能水冷微波消融天線。

本實用新型提供的抗微波干擾測溫與消融一體式高性能水冷微波消融天線，包括：輻射頭、介質管、半剛同軸電纜、針桿和熱電偶，其特征在于：所述針桿外部設置有金屬屏蔽套管，所述熱電偶的溫度測量端固定于所述金屬屏蔽套管的內表面。

本實用新型還具有如下進一步的改進：

1、還具有套裝在介質管尾部圓柱體上的外導套，所述外導套外套裝有匹配桿，匹配桿與針桿密封對接，所述熱電偶的溫度測量端設置于匹配桿與針桿的對接處，金屬屏蔽套管分別與匹配桿和針桿密封固定。

2、在所述匹配桿與針桿對接處套裝有襯管，用于對匹配桿和針桿提供支撐，所述熱電偶的溫度測量端固定在襯管外表面，外凸于匹配桿和針桿，所述熱電偶的溫度測量端與匹配桿和針桿之間密封。

3、所述金屬屏蔽套管的罩壁有一處外凸，所述熱電偶的溫度測量端嵌入該處外凸的內壁并與之貼合。

4、金屬屏蔽套管內壁與溫度測量端之間涂覆并填充有導熱膠。

5、所述金屬屏蔽套管的前端與匹配桿表面處采用密封式全焊縫焊接牢固，金屬屏蔽套管的后端與針桿表面處采用密封式全焊縫焊接牢固。

6、所述熱電偶具有兩根測溫導線，所述兩根測溫導線的頭部焊接成球形，作為熱電偶的溫度測量端，所述襯管開設有容納所述測溫導線的凹槽，兩根測溫導線沿針桿內壁延伸到天線尾部。

7、所述介質管裝配于輻射頭的尾部圓柱體上，所述半剛同軸電纜的內導體裝入并固定在輻射頭尾部圓柱體的軸心盲孔中。

8、所述外導套與半剛同軸電纜的外導體為歐姆接觸。

9、所述半剛同軸電纜內導體裝入輻射頭尾部圓柱體盲孔內并固定，所述介質管裝配于輻射頭的尾部圓柱體上，所述半剛同軸電纜的內導體與輻射頭連接。

本實用新型具有抗微波干擾測溫與消融為一體的高性能水冷微波消融天線，采用了精密的天線結構，能夠可靠地屏蔽微波能量和微波超高頻電磁波場強對溫度測量端的作用和嚴重干擾，很好地解決了在微波消融治療過程中，對腫瘤細胞組織的溫度進行實時測量的關鍵技術，從而可以能動地掌控在微波消融治療手術的進程中腫瘤細胞組織的溫度變化，以期達到微波消融腫瘤的完美治療效果和目的，既有利于癌癥的治愈，減少對正常細胞的不必要損傷，又降低患者疼痛，有利于術后康復。同時，本實用新型為腫瘤微波消融智能化創造了條件，提供了硬件基礎。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1是本實用新型實施例一的前端結構示意圖。

圖2是圖1的A放大示意圖。

圖3是圖1的A-A剖視圖。

圖4是本實用新型實施例一的尾部結構示意圖。

圖5是圖4的B-B剖視圖。

圖6是本實用新型實施例二的尾部結構示意圖。

圖中的標號示意如下：1-輻射頭，2-介質管，3-半剛同軸電纜，4-外導套，5-匹配桿，6-針桿，7-內水管，8-襯管，9-純銅絲測溫導線，10-銅鎳合金絲測溫導線，11-金屬屏蔽套管，12-針桿定位套，13-測溫線轉接端子，14-射頻插針連接器，15-進水嘴，16-出水嘴，17-過渡套，18-哈夫式柄體，19-柄尾，20-柄端，21-端子座，9’-第二純銅絲測溫導線，10’-第二銅鎳合金絲測溫導線，13’-第二測溫線轉接端子。

具體實施方式

實施例一

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示本實施例抗微波干擾測溫與消融一體式高性能水冷微波消融天線，其組成包括：1-輻射頭，2-介質管，3-半剛同軸電纜，4-外導套，5-匹配桿，6-針桿，7-內水管，8-襯管，9-純銅絲測溫導線，10-銅鎳合金絲測溫導線，11-金屬屏蔽套管，12-針桿定位套，13-測溫線轉接端子，14-射頻插針連接器，15-進水嘴，16-出水嘴，17-過渡套，18-哈夫式柄體，19-柄尾，20-柄端，21-端子座。

如圖1所示為本實施例的前端結構：半剛同軸電纜3的內導體裝入輻射頭1的尾部圓柱體的盲孔中，采用焊接并輔以打點鉚壓予以固定。介質管2裝配在輻射頭1的尾部圓柱體上，以粘接劑固定。外導套4裝套在介質管2的臺肩外 圓上，以多點機械力壓鉚并輔以粘接劑固定，同時外導套4的軸心孔裝套在半剛同軸電纜3的外導體上，以焊接固定。匹配桿5的前端內孔裝套在外導套4臺肩外圓上，采用焊接固定。襯管8前端外圓對位裝入匹配桿5尾部內孔中，要求襯管8的外表面球形凹坑對位于匹配桿5尾端的弧形小缺口，然后以焊接固定。將T型熱電偶溫度測量端的熔合點安裝在襯管8外圓表面的球形凹坑內，順勢將兩根測溫導線9、10分別安放在襯管8的兩軸向凹槽內，其尾端延伸至天線尾部，要求兩根測溫導線9、10外圓表面低于襯管8的外圓表面。針桿6從半剛同軸電纜3和兩根測溫導線9、10的尾端套入，對位裝配在襯管8外圓上，針桿6前端的半圓形小缺口與匹配桿5尾端的半圓形小缺口相吻合對接，以形成圍合來約束T型熱電偶溫度測量端的熔合點松動，并集合襯管8，以使熔合點的球形頂面凸出于匹配桿和針桿的外表面0.15-0.20毫米，如圖2所示。匹配桿5與針桿6的軸向對位連接縫隙處，采用全焊縫焊接或激光焊接牢固，應具有可靠的氣密性。采取物理的方式，將金屬屏蔽套管11緊配合裝套于匹配桿5和針桿6的對接處，此舉使溫度測量端包含之其中。然后對金屬屏蔽套管11的前端口與匹配桿5的表面結合處，采用密封式全焊縫焊接固定，再對金屬屏蔽套管11的尾端口與針桿6的表面結合處，采用密封式全焊縫焊接固定。溫度測量端與金屬屏蔽套管11之內表面處于貼合的狀態，并在二者之間涂覆并填充有導熱膠。兩根進水管7在針桿6內，從其尾端一直伸至外導套4的尾端約為3毫米處。

圖2為圖1局部剖面放大圖，重點描述了溫度測量端的熔合點外側球頂面應凸出于匹配桿5和針桿6的外表面為0.15-0.20毫米的技術要求，金屬屏蔽套管11在緊配合裝套于匹配桿5、針桿6對接處的位置關系，金屬屏蔽套管11內壁與溫度測量端的貼合狀態，以及對金屬屏蔽套管11前端口與匹配桿5表面 和金屬屏蔽套管11尾端口與針桿6表面的密封式全焊縫焊接的情形。

圖3所示重點為：處于針桿6管內的半剛同軸電纜3、兩根進水管7、襯管8、純銅絲測溫導線9和銅鎳合金絲測溫導線10等零件之位置關系。

圖4所示為本實施例的尾部結構。其中，在端子座21上焊接固定著射頻插針連接器14、進水嘴15、出水嘴16和兩只測溫線轉接端子13等零件，以及與之相對應分別焊接固定著半剛同軸電纜3、兩根進水管7和純銅絲測溫導線9、銅鎳合金絲測溫導線10等零件。過渡套17內孔裝套在端子座21的臺肩外圓上，以焊接固定，針桿定位套12尾端臺肩外圓裝入過渡套17的端面內孔，以焊接固定，其內孔與針桿6外圓以焊接固定。由此，針桿定位套12、過渡套17和端子座21形成本消融天線的回水腔，冷卻水可以從焊接在端子座21上的出水嘴16流出天線體外。

在天線體尾部及回水腔的外圍是由柄端20、哈夫式柄體18和柄尾19組成的直柄式操作手柄。在結構上，通過哈夫式柄體18的內圓及內圓臺肩來約束天線體的自由度，輔以涂膠固定，然后柄端20和柄尾19分別裝套在哈夫式柄體18臺肩外圓的兩端，以粘接固定。

圖5所示為本實施例尾部的剖視圖，表達了手柄內部，端子座21零件上焊接著的射頻插針連接器14、進水嘴15、出水嘴16和兩只測溫線轉接端子13之相互的位置關系。

本實施例具有抗微波干擾測溫與微波消融為一體的高性能水冷微波消融天線，其裝配流程為先進行組件裝配，而后是總裝配。本實施例的組件裝配有：

1、將外導套4裝套在介質管2的臺肩外圓上，在兩者接合面上涂以粘接劑，使用專用工夾具，在相對于介質管2的臺肩外圓的環形凹槽位置施以多點機械力壓鉚，以使外導套4內壁產生內凸變形，形成緊固連接的“介質管組件”。

2、按工藝長度截取兩根進水管7，再與進水嘴15焊接固定為“進水組件”。

3、按溫度測量端(熔合點)的技術要求，焊接純銅絲測溫導線9和銅鎳合金絲測溫導線10，或驗收專業廠定制的T型熱電偶及其溫度測量端。

4、在端子座21上對位焊接并固定射頻插針連接器14、進水嘴15(進水組件)、出水嘴16和兩只測溫線轉接端子21等零組件，組成“端子座組件”。

在完成以上組件裝配之后，按照先前端部分再尾部的順序，進行總裝配：

先將半剛同軸電纜3的內導體裝入輻射頭1的尾部圓柱體的盲孔中，以焊接并輔以打點鉚壓，予以固定。將“介質管組件”沿半剛同軸電纜3的外導體表面裝套至輻射頭1的尾部圓柱體上，應事先在輻射器1的尾部圓柱表面涂以粘接劑，對外導套4的軸心孔尾端與同軸電纜3的外導體結合處，以焊接固定。

再將匹配桿5的前端內孔裝套在外導套4臺肩外圓上，以焊接固定。

將襯管8前端外圓對位裝入匹配桿5尾部內孔，要求襯管8外表面的球形凹坑與匹配桿5尾端的半圓形小缺口對位，然后以焊接固定。

將T型熱電偶溫度測量端的熔合點安裝在襯管8外圓表面的球形凹坑內，順勢將兩根測溫導線9、10分別安放在襯管8的兩軸向凹槽內，其尾端延伸至天線尾部，要求兩根測溫導線9、10外圓表面低于襯管8的外圓表面。將針桿6從半剛同軸電纜3和兩根測溫導線9、10的尾端套入，對位裝套在襯管8外圓上，針桿6前端的半圓形小缺口與匹配桿5尾端的半圓形小缺口相吻合對接，以形成圍合來約束T型熱電偶溫度測量端的熔合點松動，并集合襯管8表面凹坑，以使熔合點的球形頂面凸出于匹配桿和針桿的外表面0.15-0.20毫米。匹配桿5與針桿6的軸向對接處，采用對焊或激光焊接，使之連接牢固并具有氣密性。

采用物理方式，將金屬屏蔽套管11緊配合裝套于匹配桿5和針桿6的對接 處，此舉使溫度測量端包含之其中，并保證溫度測量端與金屬屏蔽套管11之內表面處于貼合的狀態，且在二者之間涂覆并填充有導熱膠，然后對金屬屏蔽套管11的前端口與匹配桿5結合處采用密封式全焊縫焊接固定，再對金屬屏蔽套管11的前端口與針桿6結合處采用密封式全焊縫焊接固定。

在完成本實施例前端部分的裝配后，應進行氣密性和測溫靈敏度、連接強度等方面的檢漏和檢驗。而后再進行本實施例尾部的裝配，流程如下：

先將兩根進水管7沿著針桿6內孔壁和半剛同軸電纜3之間的空隙裝入針桿6內，而后按技術要求，將半剛同軸電纜3的內、外導體與射頻插針連接器14的內、外導體對位焊接牢固，再將純銅絲測溫導線9和銅鎳合金絲測溫導線10分別對位焊接在測溫線轉接端子21。由此，完成本實施例前端結構件與“端子座組件”的裝配連接。

然后，將過渡套17尾端內孔裝套在端子座21端面臺肩外圓上，以焊接牢固，再將針桿定位套12從天線前端沿針桿6的外表面軸向裝入，將其端面臺肩外圓對位推入過渡套17的端面內孔，以焊接固定，針桿定位套12內孔與針桿6外圓以焊接固定。

以上完成本實施例天線體部分的裝配。在上述裝配過程中，凡要求焊接之處，均采用高溫錫絲焊接，不得有虛焊現象，凡焊縫不得漏水或滲水；凡要求粘接的，推薦高溫粘接劑，并按其粘接工藝要求進行。

就此作為“消融天線體”半成品，應進行產品性能和技術指標的檢驗，可按照國家醫藥行業標準的規定與要求，建議采取全檢。

最后是膠合或熱合塑料手柄。先將天線體尾部對位裝入哈夫式柄體18內，涂膠固定，再膠合另一半哈夫式柄體18，然后涂膠，將柄端20和柄尾19分別裝套在哈夫式柄體18頭尾兩端的臺肩外圓上，以涂膠固定。

就此，結束本實施例的裝配。產品檢驗建議執行GB2828抽樣檢驗。

實施例二

如圖6所示是本實施例具有抗微波干擾測溫與微波消融為一體的高性能水冷微波消融天線，其組成包括：輻射頭1，介質管2，半剛同軸電纜3，外導套4，匹配桿5，針桿6，內水管7，襯管8，純銅絲測溫導線9，銅鎳合金絲測溫導線10，金屬屏蔽套管11，針桿定位套12，測溫線轉接端子13，射頻插針連接器14，進水嘴15，出水嘴16，過渡套17，哈夫式柄體18，柄尾19，柄端20，端子座21，第二匹配桿，第二襯管，第二純銅絲測溫導線9’，第二銅鎳合金絲測溫導線10’，第二測溫線轉接端子19’。

本實施例二與實施例一主要有兩點不同：

1、本實施例是在距離第一個T型熱電偶溫度測量端的軸向適度位置上，又增設第二個溫度測量端。它為微波消融臨床手術，特別是為較大實體和復雜結構腫瘤的手術提供更為便利的可控條件。因為在腫瘤微波消融的正常情況下，越靠近微波消融中心，腫瘤的溫度就越高，微波熱場邊緣溫度較低。譬如對消融灶為5厘米以上的離體豬肝，其消融中心溫度會超過100℃，達到120℃以上。

2、本實施例手柄外形為手槍柄式樣。

本實施例的前端結構與實施例一比較，僅僅是增加了一組特質相同的零件：第二匹配桿、第二襯管、第二純銅絲測溫導線9’、第二銅鎳合金絲測溫導線10’和金屬屏蔽套管11’。

如圖6所示為本實施例的尾部結構。其中，在過渡套17上焊接固定著進水嘴15、兩只測溫線轉接端子13和兩只第二測溫線轉接端子13’等零組件，與之分別對應焊接著兩根進水管7、純銅絲測溫導線9、銅鎳合金絲測溫導線10和第二純銅絲測溫導線9’、第二銅鎳合金絲測溫導線10’等零件，此外在過 渡套17上還焊接固定著出水嘴16。半剛同軸電纜3與射頻插針連接器14直接對接，以焊接固定。過渡套17尾端內孔裝套在射頻插針連接器14水平端面臺肩的外圓上，以焊接牢固。針桿定位套12尾端臺肩外圓裝入過渡套17端面的內孔中，以焊接固定，其內孔與針桿6外圓以焊接固定。這樣，針桿定位套12、過渡套17和射頻插針連接器14組焊形成回水腔，冷卻水可從焊接在過渡套17上的出水嘴16流出天線體外。

天線體尾部是由柄端19、哈夫式柄體18和柄尾20組成的手槍柄式操作手柄。在結構上，通過哈夫式柄體18前端擋板之縮頸內孔和尾部擋塊，來約束天線體的自由度，輔以涂膠固定，然后是柄端19和柄尾20分別裝套在哈夫式柄體13臺肩外圓的兩端，以粘接固定。

本實施例具有抗微波干擾測溫與微波消融為一體的高性能水冷微波消融天線，其裝配流程仍為先行組件裝配，而后進行總裝配：

首先，與實施例一相同，先進行“介質管組件”和“進水組件”的組裝。

此外，按溫度測量端(熔合點)的技術要求，焊接純銅絲測溫導線9和銅鎳合金絲測溫導線10，焊接焊接純銅絲測溫導線9’和銅鎳合金絲測溫導線10’，兩組T熱電偶的溫度測量端的熔合點，或檢驗專業廠家定制的T型熱電偶及其溫度測量端。以及在過渡套17上對位焊接固定進水嘴15(進水組件)、出水嘴16，組成“過渡套組件”。

在完成以上組件裝配之后，依照先前端部分后尾部的順序，進行總裝配。

本實施例前端部分的裝配順序及要求與實施例一的基本相同，不再累述，其區別在于：本實施例是在距離第一個T型熱電偶溫度測量端的軸向適度位置上，又增設第二個溫度測量端，故增加了一組特質相同的零件：第二匹配桿、第二襯管、第二純銅絲測溫導線9’、第二銅鎳合金絲測溫導線10’和金屬屏 蔽套管11’。因此，兩組零件的裝配要領與裝配要求相同，且與實施例一對應一致，故也不再累述。

在完成本實施例前端部分的裝配后，建議進行氣密性和測溫靈敏度、連接強度等方面的檢漏和檢驗。

而后進入本實施例尾部的裝配流程，順序如下：

先將兩根進水管7沿著針桿6內孔壁，及其與半剛同軸電纜3之間的空隙裝入針桿6內。再將半剛同軸電纜3的內、外導體與射頻插針連接器14的內、外導體，按技術要求對位焊接牢固。將純銅絲測溫導線9、銅鎳合金絲測溫導線10、第二純銅絲測溫導線9’、第二銅鎳合金絲測溫導線10’等四根測溫導線的尾端分別對位從過渡套17的各測溫線轉接端子的安裝孔中穿出，然后分別對位與各自對應的測溫線轉接端子13(兩只)和第二專用轉接線端子13’(兩只)的芯線焊接牢固，接著將測溫線轉接端子13和第二測溫線轉接端子13’裝入過渡套17的各自安裝孔，通過各測溫線轉接端子的臺肩外圓與過渡套17的各安裝孔定位，而后焊接固定。而后將過渡套17尾端的臺肩內孔裝套在射頻插針連接器14水平端面臺肩的外圓上，以焊接固定。再將針桿定位套12從天線前端沿針桿6的外表面軸向裝入，將其端面臺肩外圓裝入過渡套17的端面內孔，到位后焊接固定，針桿定位套12內孔與針桿6外圓，再以焊接固定。

以上完成本實施例天線體部分的裝配。在上述裝配過程中，凡要求焊接之處，均采用高溫錫絲焊接，不得有虛焊現象，凡焊縫不得漏水或滲水。凡要求粘接的，推薦高溫粘接劑，并按其粘接工藝要求進行。

就此作為“消融天線體”半成品，應進行產品性能和技術指標的檢驗，可按照國家醫藥行業標準的規定與要求，建議采取全檢。

最后是膠合或熱合塑料手柄。先將天線體尾部的回水腔部分對位裝卡在哈 夫式柄體18內，涂膠固定，再膠合另一半哈夫式柄體18，然后涂膠，將柄端20和柄尾19分別裝套在哈夫式柄體18頭尾兩端的臺肩外圓上，以涂膠固定。

就此，結束本實施例的裝配。此后，產品檢驗建議執行GB2828抽樣檢驗。

經實施例的實驗表明，本實用新型比較完美地實現了在微波消融腫瘤的同時，具有可靠地屏蔽微波能量和微波電磁場的作用和嚴重干擾，進行無誤地測量微波消融組織的實時溫度，并且在其使用性能與技術指標方面，均達到國家《微波熱凝設備》和《微波熱療設備》的行業標準的規定，包括對微波熱療、消融和測溫的有關規范與要求。

除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。