專利名稱：用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融探針電極裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于微創(chuàng)傷治療腰椎間盤突出或人體軟組 織疾病的消融探針電極裝置，尤其是一種采用氣體冷卻與液體灌注相 結(jié)合的射頻消融電極，應(yīng)用氣冷卻和液體灌注來增大并控制消融范圍 的單針射頻消融電極的消融探針電極裝置。
背景技術(shù)：
對腰椎間盤突出進(jìn)行射頻消融是將電極針插入病變組織，應(yīng)用電 磁波來產(chǎn)生熱，電極針通過穿刺或是開腹手術(shù)插入病變部位，通過生 物組織中離子傳導(dǎo)電流所產(chǎn)生焦耳熱和生物組織在高頻電磁場中因 介電損耗而產(chǎn)生的熱，而導(dǎo)致病變組織溫度升高，從而達(dá)到治療目的。 治療范圍和效果與組織所受到的溫度有關(guān)，而溫度是由施加的能量、
加熱的速率以及組織的熱敏特性決定的。通常加熱溫度為42°C_45 °C，時間為30—60min，就可導(dǎo)致不可逆的細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)(包括膜 蛋白)變性。當(dāng)組織溫度升高到6(TC時，細(xì)胞產(chǎn)生不可逆損傷的時 間將大大縮短。在6(TC — 14(TC時，蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞片刻間死亡。 在這個溫度范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)有凝固壞死區(qū)間。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到10CTC 一30(TC時，組織內(nèi)水分氣化。除此之外，在300。C一100(TC時，會 發(fā)生碳化以及產(chǎn)生煙的現(xiàn)象。
近年來，射頻消融治療技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)，但是大多數(shù)射頻消融是用于治療腫瘤疾病。由于原理相似，并且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步， 許多方法用于獲得理想的治療效果。
一種是多電極設(shè)計，由美國Radio Therapeutics Corp公司率先 推出，中國發(fā)明專利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，其主要特征是6-16枚子針的尖端都裝 有測溫?zé)犭娕?，?dāng)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)成扁球體。在臨床中，應(yīng)用多極射頻消融電極可只 對實(shí)體腫瘤的邊緣進(jìn)行滅活，腫瘤中間的組織將齒缺血而凋亡。但是 該電極得尺寸較大，且需在體內(nèi)張開，因而創(chuàng)傷較大，而且增加了損 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 入至耙組織。
另一種是冷卻消融電極。冷卻消融電極可以減少由于電阻增加而 導(dǎo)致消融停止的幾率，研究表明還可以在溫度增加不高的情況下增大 消融范圍。目前應(yīng)用得冷卻方式分為水冷和氣冷，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?biāo)涫缴漕l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，內(nèi)置引水鋼管及其內(nèi)部的測溫?zé)犭娕疾逶谏漕l消融電極針內(nèi) 并保持同軸位置。進(jìn)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(jī)相連接，完成信號傳輸。冷卻水從進(jìn)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，以達(dá)到冷卻作用，但由于進(jìn)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(dǎo)致?lián)Q熱效率不高，冷卻效果不佳。再如中國發(fā)
明專利CN101209217A于2008年07月02日公開的氣體節(jié)流冷卻式射 頻消融電極，其特征是內(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(xì)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(dǎo)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。應(yīng)用氣體節(jié)流冷卻未快速、高效的 控制并擴(kuò)大消融范圍，但是高壓氣體在應(yīng)用時具有一定的危險系數(shù)， 且對電極的制作工藝成本要求高。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種快速安全有效地針對人體內(nèi)病 變椎間盤進(jìn)行射頻消融治療的用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻 消融探針電極裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以縮短手術(shù)時間， 提高手術(shù)效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種用于椎間盤的 氣冷與灌注組合式射頻消融探針電極裝置，包括電極基體、進(jìn)氣管、 進(jìn)液管、出氣管，電極基體前端外面設(shè)有射頻電極和絕緣層，電極基 體中部設(shè)有絕緣套管，電極基體尖端內(nèi)灌注導(dǎo)管與進(jìn)液管相連，電極 基體后部連接進(jìn)氣管、進(jìn)液管、出氣管從電極基體內(nèi)部伸出，氣體導(dǎo) 管繞在灌注導(dǎo)管上并位于電極基體空腔內(nèi)，溫度傳感器貼于電極基體 前端空腔內(nèi)壁上并與射頻電極連接在多股導(dǎo)線；其特點(diǎn)是兩個射頻電極在一根射頻電極裝置上形成回路或者在由兩根電裝置組成回路。 灌注導(dǎo)管是由電極基體的圓柱空心管內(nèi)壁構(gòu)成，且其內(nèi)壁為圓柱空心 管腔一部分。氣體導(dǎo)管前端環(huán)形結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個噴氣孔。
電極基體內(nèi)的氣體導(dǎo)管、溫度傳感器和射頻電極通過多股導(dǎo)線從 電線套管引出基體外連接至控制端。電極基體后部外固定連接有手
柄。射頻電極長度為3mm-20麗，射頻電極距離為2mm-10mm。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型用于椎間盤的氣冷與灌注 組合式射頻消融探針電極裝置有以下優(yōu)點(diǎn)1、冷卻氣體可以充盈整 個基體空腔，不會出現(xiàn)水冷卻局部汽化的現(xiàn)象，更有效的避免靶組織 因溫度過高而碳化，實(shí)現(xiàn)最大限度射頻能量轉(zhuǎn)化；2、灌注導(dǎo)管置于 電極基體內(nèi)部，可以利用冷卻氣體防止灌注液體在電極內(nèi)或電極外汽 化；3、雙電極在一根射頻針上形成回路，通過電極長度和間隔距離 調(diào)整消融范圍，不再需要負(fù)極板和復(fù)雜的多極探頭；4、氣冷、灌注、 消融集于一體，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面示意圖3為本實(shí)用新型的局部剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖l、圖2所示，用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融探
針電極裝置，包括電極基體l，射頻電極2，絕緣層3，氣體導(dǎo)管4，灌注導(dǎo)管5，手柄6，進(jìn)氣管7，進(jìn)液管8，絕緣套管9，電線套管IO， 出氣管ll，多股導(dǎo)線12 (溫度傳感器與射頻電極導(dǎo)線)，溫度傳感器 13。
電極基體1尖端內(nèi)灌注導(dǎo)管5與進(jìn)液管8相連，電極基體1前端 設(shè)有絕緣層3，電極基體1中部設(shè)有絕緣套管9，電極基體1后部連 接手柄6、進(jìn)氣管7、進(jìn)液管8、電線套管IO、出氣管ll從電極基體 1內(nèi)部伸出，氣體導(dǎo)管4繞在灌注導(dǎo)管5上并位于電極基體1空腔內(nèi)， 溫度傳感器13貼于電極基體1前端空腔內(nèi)壁上并與射頻電極2連接 在多股導(dǎo)線；電極基體1前端外面設(shè)有射頻電極2和絕緣層3，電極 基體1中部設(shè)有絕緣套管9。
兩個射頻電極2在一根射頻電極裝置上形成回路或者在由兩根 電裝置組成回路。灌注導(dǎo)管5由電極基體l的圓柱空心管內(nèi)壁構(gòu)成， 且其內(nèi)壁為圓柱空心管腔一部分，并由電極基體l尖端進(jìn)行灌注。如 圖3所示，氣體導(dǎo)管4前端環(huán)形結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個噴氣孔。絕緣層3 將射頻電極2與隔絕(導(dǎo)熱不導(dǎo)電)。絕緣套管9將電極基體中部與 外界絕緣。
電極基體1內(nèi)包括氣體導(dǎo)管4、溫度傳感器13和射頻電極2通 過多股導(dǎo)線12從電線套管10引出基體外連接至控制端。
本實(shí)用新型設(shè)計的射頻消融電極是對現(xiàn)有同類腫瘤消融電極裝 置的區(qū)別之處在于，電極將氣體循環(huán)冷卻與液體灌注集成在一根射頻 消融電極上，結(jié)構(gòu)緊湊，主要結(jié)構(gòu)為標(biāo)有刻度的管狀空腔電極基體1， 電極基體1上前端有兩個裸露的射頻電極2，射頻回路可以在一根電極裝置上的前后兩個射頻電極間形成，也可以由兩根電極裝置間形
成，可以根據(jù)治療的要求進(jìn)行選擇，射頻電極2長度為3mm-20mm， 射頻電極2距離為2mm-10mm，治療過程中不再需要負(fù)極板。電極基 體1前端內(nèi)壁貼有溫度傳感器13，通過多股導(dǎo)線12將信號傳至控制 臺，配合后臺監(jiān)控以調(diào)節(jié)氣體流速、壓強(qiáng)，灌注流速等。氣體循環(huán)冷 卻采用常壓或低壓氣體，可以選用空氣、氮?dú)獾葋碓捶奖?、價格便宜、 安全有效的氣體，氣體導(dǎo)管盤繞灌注導(dǎo)管，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，前端采用環(huán)形 多孔噴射，以防止局部溫度過低而達(dá)不到治療目的。灌注方式為前端 灌注，灌注導(dǎo)管5為管狀空腔電極基體的中空心構(gòu)成，可以避開氣體 循環(huán)回路，與之形成獨(dú)立的系統(tǒng)，可以使用生理鹽水以減少組織阻抗， 并能降低局部溫度過高碳化的可能性，同時，灌注導(dǎo)管5位于氣冷循 環(huán)回路的內(nèi)壁，可以與回路內(nèi)氣體進(jìn)行熱交換，防止因針尖過熱而導(dǎo) 致液體汽化的現(xiàn)象。為防止電極基體中后部與正常組織進(jìn)行熱交換， 或?qū)φ＝M織造成損傷，電極基體l中后部配有絕緣套管9，與電極 基體1緊密配合。
本實(shí)施例用射頻消融治療腰椎間盤突出，術(shù)前MRI成像確定椎間 盤大小選用合適電極長度和間隔距離的電極裝置。術(shù)中經(jīng)X線攝影定 位插入電極裝置。低壓氣體(本實(shí)施例采用氮?dú)?依次經(jīng)過進(jìn)氣管7、 氣體導(dǎo)管4并從前端噴口噴出，充盈整個電極基體1空腔后經(jīng)出氣管 11排出(本實(shí)施例未循環(huán)利用氣體)，兩個射頻電極2通過緊密配合 安裝在電極基體l上，其通過絕緣層3與基體不導(dǎo)聯(lián)，灌注液體通過 進(jìn)液管8流經(jīng)灌注導(dǎo)管5從電極裝置前端流出進(jìn)入靶組織。本實(shí)施例的電極裝置可以在c形臂X射線攝影下定位。兩個射頻 電極2可形成射頻場，也可以用兩個電極裝置形成射頻場，且通過改 變其規(guī)格對不同形狀的椎間盤組織進(jìn)行消融。同時氣體冷卻不僅降低 電極裝置附近溫度，而且防止灌注液體汽化，使灌注作用充分發(fā)揮， 兩者配合使用使消融范圍更大溫度分布更理想，避免了組織碳化，更 好地實(shí)現(xiàn)射頻能量累積。同時，安裝在電極基體的溫度傳感器能夠?qū)?時反映針壁溫度，方便后臺監(jiān)控操作。
工作時，常壓或低壓氣體通過進(jìn)氣管7進(jìn)入，通過電極基體l內(nèi) 的氣體導(dǎo)管4在前端噴射口噴出，迅速充滿整個基體腔內(nèi)，從而使消 融電極附近的靶組織得到充分冷卻，防止碳化。同時冷卻氣體還可以 冷卻電極基體2空心管內(nèi)的灌注液體，有效地防止灌注液體因溫度過 高而汽化的現(xiàn)象。采用常壓氣體或低壓氣體可以有效地減少電極因密 封泄露而造成的危險。灌注液體可以從電極外部控制靶組織的溫度， 彌補(bǔ)氣體冷卻的不足。為多重冷卻方式，以降低電極表面附近的溫度， 防止碳化。
權(quán)利要求1.一種用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融探針電極裝置，包括電極基體(1)、進(jìn)氣管(7)、進(jìn)液管(8)、出氣管(11)，電極基體(1)前端外面設(shè)有射頻電極(2)和絕緣層(3)，電極基體(1)中部設(shè)有絕緣套管(9)，電極基體(1)尖端內(nèi)灌注導(dǎo)管(5)與進(jìn)液管(8)相連，電極基體(1)后部連接進(jìn)氣管(7)、進(jìn)液管(8)、出氣管(11)從電極基體(1)內(nèi)部伸出，氣體導(dǎo)管(4)繞在灌注導(dǎo)管(5)上并位于電極基體(1)空腔內(nèi)，溫度傳感器(13)貼于電極基體(1)前端空腔內(nèi)壁上并與射頻電極(2)連接在多股導(dǎo)線(12)上，其特征在于兩個射頻電極(2)在一根射頻電極裝置上形成回路；灌注導(dǎo)管(5)由電極基體(1)的圓柱空心管內(nèi)壁構(gòu)成，且其內(nèi)壁為圓柱空心管腔一部分，氣體導(dǎo)管(4)前端環(huán)形結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個噴氣孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融 探針電極裝置，其特征在于，所述電極基體(1)內(nèi)的氣體導(dǎo)管(4)、 溫度傳感器(13)和射頻電極(2)通過多股導(dǎo)線(12)從電線套管(10)引出電極基體(1)外連接至控制端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融 探針電極裝置，其特征在于，所述電極基體(1)后部外固定連接有 手柄(6)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融探針電極裝置，其特征在于，所述射頻電極(2)長度為3mm-20mm， 射頻電極(2)距離為2mm-10mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于椎間盤的氣冷與灌注組合式射頻消融探針電極裝置，電極基體前端有射頻電極和絕緣層，電極基體中部有絕緣套管，電極基體尖端內(nèi)灌注導(dǎo)管與進(jìn)液管相連，電極基體后部連接進(jìn)氣管、進(jìn)液管、出氣管從電極基體內(nèi)部伸出，氣體導(dǎo)管繞在灌注導(dǎo)管上并位于電極基體空腔內(nèi)，溫度傳感器貼于電極基體前端空腔內(nèi)壁上并與射頻電極連接在多股導(dǎo)線，兩個射頻電極在一根射頻電極裝置上形成回路或者在由兩根電裝置組成回路。灌注導(dǎo)管是由電極基體的圓柱空心管內(nèi)壁構(gòu)成，且其內(nèi)壁為圓柱空心管腔一部分，氣體導(dǎo)管前端環(huán)形結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個噴氣孔。本裝置采取多種方式可以有效地調(diào)節(jié)組織溫度、控制消融范圍，縮短治療時間，提高治療效果。
文檔編號A61B18/14GK201431510SQ20092007183
公開日2010年3月31日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者穎 于, 勇 馮, 雷 李, 谷雪蓮 申請人:上海理工大學(xué)