一種柔性微波消融天線及采用其的微波消融針的制作方法

本發(fā)明涉及微波治療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種柔性微波消融天線及采用其的微波消融針。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，微波消融技術(shù)快速發(fā)展，其主要是利用微波在極性分子，如水中的熱效應(yīng)，使病變區(qū)域瞬間達(dá)到很高的溫度，組織凝固，脫水壞死，從而達(dá)到治療的目的。早期微波消融技術(shù)主要應(yīng)用于肝癌的治療，現(xiàn)在微波消融技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到更多的人體器官腫瘤消融，如腎癌、甲狀腺癌、腸癌、肺癌等等。其中，對(duì)于肺癌的消融，目前主要是通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)，即采用硬質(zhì)消融針通過(guò)皮下穿刺到腫瘤區(qū)進(jìn)行消融。但由于肺器官的特殊性，采用硬針通過(guò)皮下穿刺進(jìn)行微波消融的方式容易導(dǎo)致肺部氣體泄漏到胸腔，從而引起氣胸、肺炎等術(shù)后并發(fā)癥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種柔性微波消融天線及采用其的微波消融針，以克服上述技術(shù)問題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種柔性微波消融天線，包括：

輻射器，用于將用于消融的微波信號(hào)發(fā)射出去；

同軸線，用于將微波發(fā)生器產(chǎn)生的所述用于消融的微波信號(hào)傳輸給所述輻射器；

其特征在于，所述柔性微波消融天線能夠彎曲，且最小彎曲半徑為10-80mm，優(yōu)選為40-60mm，進(jìn)一步優(yōu)選為50mm。

作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種微波消融針，所述微波消融針采用如上所述的柔性微波消融天線；以及

所述微波消融針能夠隨著待治療人體身上的天然管道彎曲變形而深入該人體內(nèi)部。

基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的柔性微波消融天線和微波消融針具有如下有益效果：

(1)可以使得消融針保持比較好的柔韌性，可以通過(guò)呼吸道深入肺部進(jìn)行消融，避免在肺部造成穿孔，從而減少了發(fā)生氣胸、肺部發(fā)炎等術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)；

(2)能有效抑制微波沿消融針針桿向后傳播，將微波集中在針頭部，獲得理想消融區(qū)域，消融效果好；消融區(qū)域的仿真圖如圖2所示，消融區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)球型區(qū)域；

(3)可以保證循環(huán)水到達(dá)消融針頭部，充分冷卻消融針，避免消融針溫度過(guò)高而損壞或燙傷人體。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的消融針頭部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的消融針頭部消融區(qū)域的仿真圖。

在圖1中附圖標(biāo)記含義如下：1、柔性同軸線金屬編織層，2、進(jìn)水管，3、金屬箔、薄金屬環(huán)或金屬涂層，4、外套管，5、柔性同軸電纜的介質(zhì)層，6、柔性同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，7、焊接在同軸線內(nèi)導(dǎo)體上的金屬帽。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明中的“柔性”是相對(duì)于“剛性”而言的，是指該物體可以適度彎曲，優(yōu)選為可以任意彎曲且能夠復(fù)原；該彎曲優(yōu)選限定最小彎曲半徑，例如最小彎曲半徑為10-80mm，優(yōu)選為40-60mm，進(jìn)一步優(yōu)選為50mm。

具體地，本發(fā)明公開了一種柔性微波消融天線及采用其的微波消融針，該柔性微波消融天線包括輻射器和同軸線，其中輻射器，用于將用于消融的微波發(fā)射出去；同軸線，用于將微波發(fā)生器產(chǎn)生的用于消融的微波傳輸給輻射器；其中，該柔性微波消融天線整體表現(xiàn)為可撓曲，即該柔性微波消融天線能夠彎曲，且最小彎曲半徑為10-80mm，優(yōu)選為40-60mm，進(jìn)一步優(yōu)選為50mm，從而可以隨著待治療人體身上的天然管道彎曲變形而深入該人體內(nèi)部，例如當(dāng)用于治療肺部腫瘤時(shí)，隨著氣管和支氣管而深入肺部，用于治療結(jié)腸癌或結(jié)腸腫瘤時(shí)，順著肛門和腸道進(jìn)入身體內(nèi)部。

此外，在同軸線的外圍設(shè)置有一個(gè)環(huán)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)，用于抑制沿同軸線反向傳播的電磁波，該環(huán)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)包括一環(huán)狀非金屬層及位于該環(huán)狀非金屬層外的一環(huán)狀金屬層，該環(huán)狀金屬層與同軸線電絕緣。作為優(yōu)選，該環(huán)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)可以僅包括上述兩層，也可以還包括更多層，比如在環(huán)狀金屬層外還有一非金屬層。

該環(huán)狀金屬層的材料可以為銅、鐵、鋁、金、銀、鈀、鉑、錫、鎳、鋅或其合金，優(yōu)選為銅；厚度可以在0.001～0.1mm范圍之間；長(zhǎng)度可以為該柔性微波消融天線發(fā)射的微波在組織中的波長(zhǎng)的四分之一至四分之三；作為優(yōu)選，對(duì)于頻率為2.45GHz的柔性微波消融天線，該環(huán)狀金屬層的長(zhǎng)度為5～25mm。

該柔性微波消融天線還包括冷卻通道，用于對(duì)輻射器進(jìn)行冷卻；其中，優(yōu)選冷卻通道能夠?qū)⒗鋮s介質(zhì)輸送到輻射器的最前端，從而對(duì)整個(gè)輻射器進(jìn)行冷卻。冷卻通道可以為非金屬柔性材質(zhì)，例如由PEEK(聚醚醚酮)或PTFE(聚四氟乙烯)材料制成。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該環(huán)狀金屬層通過(guò)將加工成薄層的金屬箔包裹或粘貼在環(huán)繞設(shè)置在同軸線外圍的冷卻通道的外壁，或者通過(guò)濺鍍工藝、電鍍或化學(xué)鍍工藝在環(huán)繞設(shè)置在同軸線外圍的冷卻通道的外壁上形成，從而環(huán)狀金屬層與非金屬材質(zhì)的冷卻通道共同構(gòu)成環(huán)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)或環(huán)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)狀金屬層形成在冷卻通道的進(jìn)入通道上，其長(zhǎng)度可以不完全覆蓋該冷卻通道，例如冷卻通道靠近輻射器的一端至少有0.5mm沒有被該環(huán)狀金屬層覆蓋。

輻射器可以為金屬帽、同軸線內(nèi)芯的延長(zhǎng)段或點(diǎn)上焊錫的同軸線內(nèi)芯。

該柔性微波消融天線還可以包括外管套，用于保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，防止短路。該外管套可以為非金屬柔性材質(zhì)，例如優(yōu)選由PEEK或PTFE材料制成。

本發(fā)明還公開了一種微波消融針，采用如上所述的柔性微波消融天線；該微波消融針能夠隨著待治療人體身上的天然管道彎曲變形而深入該人體內(nèi)部。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述說(shuō)明。

如圖1所示，為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的微波消融針頭部的剖面圖，其中：1是柔性同軸線金屬編織層；2是進(jìn)水管；3是金屬箔、薄金屬環(huán)或金屬涂層；4是外套管；5是柔性同軸線介質(zhì)層；6是柔性同軸線內(nèi)導(dǎo)體；7是焊接在同軸線內(nèi)導(dǎo)體上的金屬帽。

在該實(shí)施例中，進(jìn)水管2和外套管4采用Peek或PTFE等非金屬柔性材質(zhì)。進(jìn)水管2末端包裹的薄金屬箔3長(zhǎng)度約為微波在組織中波長(zhǎng)的一半(有效范圍±50％)，對(duì)于2.45GHz的微波和人體肺部組織，金屬箔或薄金屬環(huán)3長(zhǎng)約為15mm左右。金屬箔或薄金屬環(huán)3厚度在0.001mm～0.1mm之間，優(yōu)選為可獲得的最薄厚度，這樣可以保證進(jìn)水管2與外套管4之間的出水通道通暢，且進(jìn)水管2包裹薄金屬箔3后仍然有較好的柔韌性。

柔性同軸線金屬編織層1末端與金屬箔3的A端相對(duì)距離小于微波在組織中波長(zhǎng)的1/10；柔性同軸線介質(zhì)層5末端與金屬帽7緊貼，與金屬箔3的B端相對(duì)距離小于微波在組織中波長(zhǎng)的1/5；金屬帽7長(zhǎng)度為微波在組織中波長(zhǎng)的1/10～1/4；對(duì)于采用薄金屬環(huán)3的情況，薄金屬環(huán)3可以嵌接在進(jìn)水管上，進(jìn)水管2末端比柔性同軸線金屬編織層1末端、薄金屬環(huán)3的A端至少長(zhǎng)0.5mm。

微波主要由B點(diǎn)輻射出來(lái)，同時(shí)在A端也有部分微波從柔性同軸線金屬編織層1與金屬層3的間隙泄漏出來(lái)。由B點(diǎn)輻射出來(lái)的微波會(huì)有部分沿消融針桿傳輸，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)其相位與A點(diǎn)泄漏出來(lái)的微波相位相反而相互抵消，抑制了微波繼續(xù)沿針桿傳播。這樣，微波能量會(huì)被集中在金屬箔3附近區(qū)域。

這種柔性微波消融針可以通過(guò)呼吸道及肺部支氣管深入肺部腫瘤區(qū)進(jìn)行消融。這種消融方式不會(huì)引起氣胸，且不會(huì)留下創(chuàng)口。

該微波消融針的冷卻介質(zhì)可以為循環(huán)水，例如醫(yī)用純凈水或生理鹽水等。

此外，該微波消融針也可以不具有金屬帽形式的輻射器，而是通過(guò)直接在同軸線內(nèi)芯上點(diǎn)焊錫來(lái)代替，或直接將該同軸線內(nèi)芯的延長(zhǎng)段(無(wú)金屬編織層包裹)作為輻射器；

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。