專利名稱：氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，是一種應(yīng)用氣體節(jié)流冷卻 來快速控制并擴大消融范圍的射頻消融電極。
技術(shù)背景對腫瘤進行射頻消融是將電極針插入病變組織，應(yīng)用交變的高頻電磁波使 得腫瘤組織內(nèi)離子運動方向交替變化，離子動能轉(zhuǎn)換為熱能導致病變組織溫度 升高，從而達到治療目的。直接熱消融效應(yīng)與組織所受到的溫度相關(guān)，而溫度是由施加的能量、加熱的速率以及組織的熱敏感性決定的。 一般加熱溫度為41 'C一45"C，時間為30—60min，就可導致不可逆的細胞損傷。在此溫度范圍內(nèi)酶 的失活是導致組織損傷的最主要因素。當組織溫度升高到6(TC時，使得細胞產(chǎn) 生不可逆損傷的時間大大縮短。溫度升高超過6(TC后，蛋白質(zhì)變性，在這個溫 度范圍內(nèi)，出現(xiàn)有凝結(jié)壞死區(qū)間。當溫度繼續(xù)升高到IO(TC左右時，組織內(nèi)水分 沸騰氣化。溫度如果繼續(xù)升高，組織則會發(fā)生炭化以及產(chǎn)生煙的現(xiàn)象。 一旦炭 化產(chǎn)生，溫度會迅速升高。同時，由于出現(xiàn)了熱阻限制現(xiàn)象阻礙了組織受損傷 的程度，而且炭化增加了組織間隙壓力，可能會導致癌細胞擴散而深入肝臟及 血管。因此，在溫度不能太高的前提下提高消融范圍成為一個難點。目前，主要 通過如下兩種方法來提高射頻消融區(qū)域一是采用多彈頭消融電極來增加消融直徑，多彈頭消融電極由美國Radio Therapeutics Corp公司率先推出，并于1999年5月引入我國。中國發(fā)明專利 于CN2722849A于2005年09月07日公開的一種新型多極射頻腫瘤消融電極~~ 射頻消融切緣電極，其主要特征是6-16枚子針的尖端都裝有測溫熱電偶，而
且只有裝測溫熱電偶的那段1-3厘米子針是導電的，子針的其它部分和針尖、 針桿都涂有絕緣層；當子針全部展開時，各子針的尖端與針桿的距離均小于2 厘米，從而構(gòu)成扁球形。在臨床中，應(yīng)用射頻消融切緣電極可只對實體腫瘤的 邊緣進行滅活，腫瘤中間的組織將因缺血而凋亡。由于這種電極能實時而精確 地測出腫瘤邊緣的治療溫度，因此醫(yī)生能確切地知道治療效果。操作柄短是該 電極的另一重要特征，應(yīng)用這種電極對肥胖患者也能采用CT引導進行消融治療。 操作柄上的旋鈕可將6-16枚子針同時或分組展開與收回。上述多彈頭消融電極 的多枚彎曲子針可同時展開，構(gòu)成球形，從而形成球形凝固壞死區(qū)，其主要缺 點是電極的尺寸較大，且需在體內(nèi)張開，因而不但創(chuàng)傷較大，而且大大增加 了損傷鄰近重要組織的潛在性危險，而且使用操作比較復(fù)雜，難以正確插入至 靶組織；另外，多彈頭消融電極的消融區(qū)域不規(guī)則，容易造成出血及感染癥狀。 二是應(yīng)用冷卻消融電極。冷卻消融電極可以減少由于電阻增加而導致消融 停止的機率，使更多的射頻能量施加到病變組織，延長換熱時間，最終增加換 熱體積，增大消融范圍。如中國發(fā)明專利CN1263431C于2006年07月12日授 權(quán)公告的一種單針水冷式射頻消融電極，手柄內(nèi)的支承框緊配合插入儲水框， 中間的空腔形成冷卻水回流池，射頻消融電極針前段以絕緣材料涂層并刻有尺 度，尖端裸露，后段插入手柄固定在儲水框上并連接射頻引線，內(nèi)置引水鋼管 及其內(nèi)部的測溫熱電偶插在射頻消融電極針內(nèi)并保持同軸位置。進水軟管與內(nèi) 置引水鋼管連通，出水軟管連通冷卻水回流池，射頻引線與熱電偶引線共同組 成專用連接電纜，與射頻消融治療系統(tǒng)的主機相連接，完成信號傳輸。冷卻水 從進水軟管通過內(nèi)置引水鋼管流入消融電極針內(nèi)，經(jīng)熱交換后回到冷卻水回流 池，再由出水軟管流回至循環(huán)冷卻水裝置。目前采用的冷卻介質(zhì)主要是溶液， 如水或鹽水，這些冷卻溶液通過泵在電極針內(nèi)循環(huán)達到冷卻效果。但由于進水、 出水管道尺寸有限，造成冷卻溶液流速較慢，流量不大，在電極針溫度較高時， 流阻較大，導致?lián)Q熱效率不高，冷卻效果不佳。 發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種應(yīng)用氣 體節(jié)流冷卻來快速、高效的控制并擴大消融范圍的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電 極。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極包括 電極針、手柄主體、手柄連接體、錨定連接環(huán)和連接軟管，電極針前端涂有絕 緣涂層并刻有刻度，針尖裸露，電極針通過墊圈緊配合插入手柄主體，手柄連 接體一端與手柄主體固定相連，另一端通過錨定連接環(huán)與連接軟管相接；電極 針內(nèi)包括微型螺旋翅片管換熱器、微型節(jié)流管、高壓氣體細管、隔熱套管和隔 熱套管墊圈，微型螺旋翅片管換熱器前端嵌有微型節(jié)流管，后端與高壓氣體細 管相連；隔熱套管插入電極針，在兩個隔熱套管墊圈的作用下緊固定于電極針 內(nèi)。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，為了更好的固定高壓氣體粗管，應(yīng)用針管延 長管連接套將電極針與針管延長管固定在一起，而高壓氣體粗管嵌在針管延長 管內(nèi)。另外，射頻導線和熱電偶線從射頻消融系統(tǒng)的主機引出，通過連接軟管 和電極針中的排放腔，從微型螺旋翅片管換熱器中間的穿線細管穿出分別安裝 在電極針頂端。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電極針內(nèi)前端的微型節(jié)流管、微型螺旋翅片管 換熱器和高壓氣體細管三者緊密連接在一起，為了避免冷卻氣體對與電極中后 部相接觸的組織造成損傷，在電極針中還裝配有隔熱套管，并通過隔熱套管墊 圈與電極針緊配合固定。電極針前端涂有絕緣材料并刻有刻度，針尖裸露，電 極針后部緊配合插入手柄主體，手柄連接體一端與手柄主體固定相連，另一端 通過錨定連接環(huán)與連接軟管相接，射頻導線和熱電偶線從射頻消融系統(tǒng)的主機 引出，通過連接管和電極針中的排放腔，從微型螺旋翅片管換熱器中間的細管 穿出分別安裝在電極針頂端，達到信號傳輸?shù)哪康摹?本發(fā)明上述氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，高壓氣體依次經(jīng)過高壓氣體粗 管、高壓氣體細管、微型螺旋翅片管換熱器以及微型節(jié)流管后在電極針內(nèi)頂部 節(jié)流制冷，而后通過隔熱套管與高壓氣體細管間的排放腔排出。有正焦湯效應(yīng) 的氣體都可以作為本發(fā)明氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極的高壓氣體，比如氬 氣、氮氣、二氧化碳氣體或一氧化二氮，上述二種或多種氣體的混合氣體。當 高壓氣體經(jīng)過高壓管和消融針前端的微型螺旋翅片管換熱器后，在微型節(jié)流管 口處發(fā)生節(jié)流效應(yīng)，使得針端溫度迅速降低，通過針壁與周圍組織換熱后，組 織溫度迅速降低。在射頻消融的開始階段或是過程中恰當?shù)貞?yīng)用這種冷卻效應(yīng)， 可以避免組織炭化，實現(xiàn)能量聚集，控制消融范圍，尤其可以消融較大范圍的 腫瘤。同時，安裝在電極針頂端的測溫熱電偶能夠?qū)崟r測量電極針頂端的溫度， 一方面來監(jiān)測電極針工作情況是否正常，另一方面可以為醫(yī)生設(shè)計合適的治療 方案提供依據(jù)。本發(fā)明上述氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極的結(jié)構(gòu)新穎而緊湊，使用安全， 使得消融范圍大而可控。


圖1為本發(fā)明氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極前端部分放大圖。 其中l(wèi)為射頻消融電極針；2為絕緣涂層；3為針尖；4為微型螺旋翅片 管換熱器；5為微型節(jié)流管；6為熱電偶線；7為射頻導線；8為高壓氣體細管; 9為隔熱套管；IO為隔熱套管墊圈；ll為隔熱套管墊圈；12為手柄主體；13為 手柄連接體；14為錨定連接環(huán)；15為連接軟管；16為高壓氣體粗管；17為排 放腔，18為穿線細管；19為墊圈；20為針管延長管連接套；21為針管延長管。
具體實施方式
為更清楚理解本發(fā)明的特點和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明加以 詳細說明。 如圖l、圖2所示，本發(fā)明一較佳實施例提出的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電 極包括射頻消融電極針l、手柄主體12、手柄連接體13、錨定連接環(huán)14、連接 軟管15，電極針內(nèi)包括微型螺旋翅片管換熱器4、微型節(jié)流管5、高壓氣體細管 8、隔熱套管9、隔熱套管墊圈IO，微型螺旋翅片管換熱器4前端嵌有微型節(jié)流 管5，后端與高壓氣體細管8相連，隔熱套管9插入電極針，在兩個隔熱套管墊 圈10、 ll的作用下緊固定于電極針內(nèi)，高壓氣體(本實施例采用氮氣)依次經(jīng) 過高壓氣體粗管16、高壓氣體細管8、微型螺旋翅片管換熱器4以及微型節(jié)流 管后在電極針內(nèi)頂部節(jié)流制冷，而后通過隔熱套管9與高壓氣體細管8間的排 放腔17排出。電極針前端涂有絕緣涂層2并刻有刻度，針尖3裸露，電極針通 過墊圈19緊配合插入手柄主體12，手柄連接體13 —端與手柄主體12固定相連， 另一端通過錨定連接環(huán)14與連接軟管15相接。為了更好的固定高壓氣體粗管 16，應(yīng)用針管延長管連接套將電極針與針管延長管21固定在一起，而高壓氣體 粗管16嵌在針管延長管21內(nèi)。射頻導線7和熱電偶線6從射頻消融系統(tǒng)的主 機引出，通過連接軟管15和電極針中的排放腔17，從微型螺旋翅片管換熱器4 中間的穿線細管18穿出分別安裝在電極針頂端。本實施例的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極可在B超下清晰顯示出刀體所在 位置。針尖3可形成射頻場，且通過改變其長度可以對不同大小的組織進行消 融。同時，隔熱套管9的位置和長度也可以改變，從而使得冷卻的范圍發(fā)生變 化。高壓氣體在微型節(jié)流管口5處發(fā)生節(jié)流效應(yīng)，使得針端溫度迅速降低，通 過針壁與周圍組織換熱后，組織溫度迅速降低。在射頻消融的開始階段或是過 程中恰當?shù)貞?yīng)用這種冷卻效應(yīng)，可以避免組織炭化，實現(xiàn)能量聚集，控制消融 范圍，尤其可以消融較大范圍的腫瘤。同時，安裝在電極針頂端的測溫熱電偶 能夠?qū)崟r測量電極針頂端的溫度， 一方面來監(jiān)測電極針工作情況是否正常，另 一方面可以為醫(yī)生設(shè)計合適的治療方案提供依據(jù)。本實施例的電極結(jié)構(gòu)新穎而緊湊，使用安全，消融范圍大而可控。手柄部
件采用無毒聚酯材料，射頻電極針釆用不銹鋼管，絕緣涂層采用聚四氟己烯。 熱電偶采用T型熱電偶。
權(quán)利要求
1. 一種氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，其特征在于，包括電極針(1)、手柄主體(12)、手柄連接體(13)、錨定連接環(huán)(14)和連接軟管(15)，電極針(1)前端涂有絕緣涂層(2)并刻有刻度，針尖(3)裸露，電極針(1)通過墊圈(19)緊配合插入手柄主體(12)，手柄連接體(13)一端與手柄主體(12)固定相連，另一端通過錨定連接環(huán)(14)與連接軟管(15)相接；電極針(1)內(nèi)包括微型螺旋翅片管換熱器(4)、微型節(jié)流管(5)、高壓氣體細管(8)、隔熱套管(9)和隔熱套管墊圈(10)，微型螺旋翅片管換熱器(4)前端嵌有微型節(jié)流管(5)，后端與高壓氣體細管(8)相連；高壓氣體細管(8)和高壓氣體粗管(16)相連；隔熱套管(9)藉由兩個隔熱套管墊圈(10、11)緊固定于電極針(1)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，其特征在于，還 設(shè)有針管延長管連接套(20)和針管延長管(21)，針管延長管連接套(20)將 電極針(1)與針管延長管(21)固定在一起，而高壓氣體粗管(16)嵌在針管 延長管(21)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，其特征在于，射 頻導線(7)和熱電偶線(6)通過連接軟管(15)和排放腔(17)，從微型螺旋 翅片管換熱器(4)中間的穿線細管(18)穿出分別安裝在電極針頂端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，其特征在于， 高壓氣體依次經(jīng)過高壓氣體粗管(16)、高壓氣體細管(8)、微型螺旋翅片管換 熱器(4)以及微型節(jié)流管后在電極針內(nèi)頂部節(jié)流制冷，而后通過隔熱套管(9) 與高壓氣體細管(8)間的排放腔(17)排出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，其特征在于，高 壓氣體為氬氣、氮氣、二氧化碳或一氧化二氮，上述二種或多種氣體的混合氣 體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體節(jié)流冷卻式射頻消融電極，電極針前端涂有絕緣材料并刻有刻度，針尖裸露，內(nèi)置微型螺旋翅片管換熱器，換熱器前端嵌有微型節(jié)流管，后端與高壓氣體細管相連，高壓氣體經(jīng)過高壓氣體管在電極針頂部節(jié)流制冷后，經(jīng)換熱器從針內(nèi)隔熱套管與高壓氣體管中間的排放腔內(nèi)排出。射頻導線和熱電偶從微型螺旋翅片管換熱器中間穿出，并分別安裝在電極針內(nèi)頂部。本發(fā)明應(yīng)用氣體節(jié)流冷卻來快速、高效的控制并擴大消融范圍，可廣泛應(yīng)用于對腫瘤進行射頻消融。
文檔編號A61B18/14GK101209217SQ200610147978
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者常兆華, 戴海雄, 楊鵬飛, 蘇穎穎 申請人:上海導向醫(yī)療系統(tǒng)有限公司