具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線的制作方法
【專利摘要】具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，包括：輻射頭、介質管、半剛同軸電纜，以及外導套與水腔套組成的“水熱交換腔”和進、出毛細水管組成的天線體內的水路冷卻系統，其特征在于：還包括在輻射頭內設有T型熱電偶的測溫裝置，其溫度測量端凸出于輻射頭的頂端，可與微波作用的組織無間隙接觸，其方法可靠，結構穩定，且線性度好和靈敏度高。本實用新型之可靠的行之有效的測溫方式，突破并解決了半剛微波消融天線在對腔內、腸道內或血管內，乃至心臟內實施微波熱療或微波消融的同時，進行實時溫度測量的關鍵技術，從而為之獲得最佳療效及其應用拓展，提供了有力保障，同時也為半剛微波熱療或微波消融的智能化，創造了有利條件。
【專利說明】具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融治療之醫療器械，屬于醫用微波技術應用領域。
【背景技術】
[0002]隨著現代高新科技和生物工程的快速發展，進入21世紀以來，醫用微波技術更加廣泛地用于體表或體外的微波熱療，腔內、腸道內或血管內的微波熱療或微波消融和介入器官組織或骨骼內的腫瘤微波消融等三大分支領域，并且倍受醫生和患者的重視和歡迎。
[0003]醫用微波技術應用之所以拓展迅速，是基于微波作用生物體的熱效應和非熱效應，是基于微波熱效應的機制。人類細胞具有特別的熱敏感性。在臨床微波治療中，當微波工作頻率確定的條件下，病例的治愈、細胞的存活、腫瘤細胞的凝固壞死等，主要與微波輸出功率的高低和作用時間的長短有關，即微波作用于細胞和組織的能量與致使其發熱、溫升有關。因為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。有學者將人子宮頸癌細胞系(Hela細胞)分成不同溫度組，又分成不同時間組，進行相應的溫度和時間處理后，觀察細胞的活性，發現隨溫度的增高對Hela細胞的殺傷作用逐漸增強:在40°C以下無明顯的殺傷作用，在40-45°C之間細胞的死亡形式以凋亡為主，在45°C以上主要為死亡，而在50°C以上Hela細胞的存活率為零。醫學研究結果和物理治療實踐表明，在微波治療中微波作用于組織的溫度是至關重要的，它直接影響著微波熱療或微波消融的治療效果與術后的康復水平。
[0004]因此，在臨床微波治療過程中，對微波作用于組織的溫度測量無疑地成為了微波熱療或微波消融治療的關鍵技術。然而，在現有的腔內、腸道內或血管內實施微波熱療或微波消融的分支領域里，對微波作用于組織的溫度及其變化，迄今為止沒有任何可靠的或行之有效的測溫手段和測量方法。
實用新型內容
[0005]本實用新型要解決的關鍵技術是:在微波對腔內、腸道內或血管內實施熱療或消融的治療過程中，對微波作用于組織的溫度及其變化，進行可靠的和行之有效的實時測量，提出一種具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線。
[0006]本實用新型具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，包括:輻射頭、介質管、半剛同軸電纜、外導套、外護套管，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，其特征在于:還包括安裝在輻射頭內的T型熱電偶的測溫裝置，所述輻射頭大圓柱體的臺肩端面與尾部小圓柱體的交接處，對準輻射頭頂部開設有兩個斜孔，兩個斜孔在輻射頭頂部相交，且輻射頭的頂部內凹；所述的兩個斜孔內分別裝有測溫導線，兩根測溫導線的前端熔焊連接，熔焊處形成球形的熔合點，熔合點的前半球面凸出于輻射頭錐體的前端表面，熔合點的后半球面與輻射頭的頂部內凹面密封，所述兩根測溫導線依次穿過介質管內孔與輻射頭尾部的外圓柱體之間的間隙、外導套內孔與半剛同軸電纜外導體之間的間隙、外護套管內孔與半剛同軸電纜外導體之間的空隙，延伸到天線的尾部。
[0007]本實用新型還具有如下進一步的改進:
[0008]1、兩根測溫導線尾端通過測溫專用轉接線端子和同名連接導線與主機設備連接，將溫度信息輸送給主機設備。
[0009]2、所述外導套裝配并固定在介質管尾部外圓柱體上，在所述外導套后端裝配并焊接固定水腔套，外導套后端與水腔套組成為水熱交換的空腔，所述外導套的軸心孔裝套在半剛同軸電纜的外導體上，并予以焊接固定，在所述水腔套的尾部端面上至少開設有三個小孔，與小孔數目相等的毛細管的前端分別與小孔焊接，所述毛細管分布在半剛同軸電纜外導體的周圍，其中至少有一根毛細管的尾端與消融天線的進水嘴相連，其余毛細管的后端與消融天線的出水嘴相連，以形成單向循環的冷卻水流，來冷卻消融天線高熱的前端和因介質損耗而發熱的半剛同軸電纜，并及時轉移熱量至天線體外，降低了微波輻射和微波傳輸過程中天線頭部和線體的溫度。
[0010]3、所述測溫導線的尾端與測溫專用轉接線端子焊接連接，所述測溫專用轉接線端子位于操作手柄內，測溫專用轉接線端子與同名連接線連接，所述同名連接線與主機設備的溫度顯示及主控系統等單元接插。
[0011]4、所述兩根測溫導線分別為高絕緣強度漆包純銅絲和高絕緣強度漆包銅鎳合金絲。
[0012]本實用新型采用T型熱電偶測溫技術，其最突出的特點是溫度測量端(測溫頭)與微波作用的病灶組織或消融組織之無間隙接觸，來直接獲得精準的溫度信息，其方法可靠，結構穩定，并具有線性度好，熱電動勢較大和靈敏度高的優點。
[0013]本實用新型所述測溫導線分別選用高絕緣強度漆包純銅絲和高絕緣強度漆包銅鎳合金絲。所述其溫度測量端，采用特種焊接技術，將銅-銅鎳絲的前端連接處熔焊成為球形的熔合點，熔合點表面光滑圓潤，無毛刺。
[0014]本實用新型具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，以其可靠并行之有效的測溫方式，突破并解決了半剛微波消融天線在對腔內、腸道內或血管內，乃至心臟內實施微波熱療或微波消融治療的同時，進行實時溫度測量的關鍵技術，從而為之臨床治療獲得最佳療效及其應用拓展，提供了有力保障，同時也為半剛微波熱療或消融的智能化，創造了有利條件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0016]圖1是本實用新型實施例一天線的前端結構剖視示意圖。
[0017]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0018]圖3是圖1的B-B剖視圖。
[0019]圖4是本實用新型實施例一天線的尾部結構剖視示意圖。
[0020]圖5是圖4的D-D剖視圖。
[0021]圖6是本實用新型實施例二的尾部結構示意圖。
[0022]圖1-圖6中的標號與示意名稱如下:1_輻射頭，2-介質管，3-半剛同軸電纜，4-緊固環，5-外導套，6-水腔套，7-進水管，8-出水管，9-定心卡圈，10-熱塑管，11-外護套管，12-T形定位片，13-支架，14-射頻插針連接器，15-柄尾，16-出水嘴，17-進水嘴，18-哈夫式柄體，19-柄端，20-純銅絲測溫導線，21-銅鎳合金絲測溫導線，22-專用轉接線端子。
【具體實施方式】
[0023]實施例一
[0024]如圖1-圖4所示，本實施例具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，其組成包括:輻射頭1、介質管2、半剛同軸電纜3、緊固環4，外導套5、水腔套6，進水管
7,出水管8,定心卡圈9,熱塑管10,外護套管11, T形定位片12,圓板形的支架13,射頻插針連接器14，柄尾15，出水嘴16，進水嘴17，哈夫式柄體18，柄端19，純銅絲測溫導線20，銅鎳合金絲測溫導線21和測溫專用轉接線端子22。
[0025]如圖1所示，在輻射頭I前部錐形與大圓柱形體的兩軸向斜孔內，分別裝有純銅絲測溫導線20和銅鎳合金絲測溫導線21，在兩測溫導線20、21的連接處，采用特種技術焊接成為球形熔合點，作為T型熱電偶的溫度測量端，熔合點的前半球面凸出于輻射頭I的前端表面，熔合點的后半球面落入并吻合于輻射頭I的前端半球形凹坑內。兩測溫導線20、21穿過介質管2內孔與輻射頭I尾部外圓柱體之間的間隙，穿過外導套5內孔與半剛同軸電纜3外導體之間的間隙，然后穿行于外護套管11內，一直延伸到消融天線的尾部。所述輻射頭I尾部的圓柱體盲孔內裝入半剛同軸電纜3的內導體，并以壓鉚與焊接方式固定。介質管2裝套在輻射頭I的尾部圓柱體上，并兩者接觸面涂以適量粘接劑固定，在介質管2的外圓尾部臺肩外圓上裝套外導套5，并以機械力壓鉚固定，輔以粘接劑固定，外導套5的軸心孔裝配套在半剛同軸電纜3的外導體上，以焊接固定。水腔套6裝配并焊接在外導套5后端的臺肩外圓上，組成“水熱交換空腔”。水腔套6的端面開設的三個小孔，分別焊接三根毛細管，其中一根毛細管為進水管7，兩根為出水管8。在細長的半剛同軸電纜3的外導體上，裝套定心卡圈9，以保持進水管7和出水管8均布于半剛同軸電纜3的周圍，然后裝套并熱封熱塑管10，以保持進水管7和出水管8均布并包裹著半剛同軸電纜3，并使之具有良好的接觸狀態，而后，依次裝配若干定心卡圈9和熱塑管10。
[0026]圖2所示為圖1的A-A剖視圖。圖中反映定心卡圈9、熱塑管10、半剛同軸電纜3，以及兩根測溫導線20、21裝配要求與所處的位置關系。
[0027]圖3所示為圖1的B-B剖視圖。圖中反映進水管7、出水管8、半剛同軸電纜3，以及兩根測溫導線20、21裝配要求與所處的位置關系。
[0028]如圖4、圖5所示，為本實用新型實施例天線的尾部結構，其手柄外形特征為直式圓形。其內部結構是，將銅質T形定位片12裝配在三根毛細管7、8和半剛同軸電纜3的尾部，以焊接固定之，同時利用T形定位片12的前端的臺肩孔包容外護套管11，以防止其過量的軸向攢動和徑向擺動。將進水管7與進水嘴17焊接連通，將兩根出水管8與出水嘴16焊接連通，將半剛同軸電纜3的內、外導體分別與射頻插針連接器14內、外導體焊接牢固，內、外導體之間不得短路。進水嘴17、出水嘴16和射頻插針連接器14，以及兩只測溫專用轉接線端子22分別對位焊接在圓板形支架13上。最后，通過T形定位片12的大外圓和圓板形支架13的大外圓，裝夾在哈夫式柄體18的軸向內槽內，熱合或膠合另一半哈夫式柄體18,最后裝配合柄尾15和柄端19。[0029]本實施例一具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線的裝配，過程如下:
[0030]首先，進行組件裝配。
[0031]采用特種焊接技術，將純銅絲測溫導線20和銅鎳合金絲測溫導線21的連接端部熔焊為球形熔合點，應光滑圓潤，無毛刺，或專業工廠定制。然后，將兩根測溫導線的尾端從輻射頭I的前端分別穿出輻射頭I體內的兩軸向斜孔，再將球形熔合點的后半球面推入并吻合在輻射頭I前端的半球形凹坑內，其接觸面涂以適量的粘接劑，執行粘接工藝要求。檢驗:熔合點的前半球面凸出于輻射頭I之前端表面，其線高度為0.2-0.4毫米。
[0032]將水腔套6裝配并焊接于外導套5的臺肩外圓上，組成“水熱交換空腔”，再將一根出水毛細管7、兩根出水管8分別對位焊接牢固在水腔套6的端面三小孔上，組成“水路組件”。
[0033]將射頻插針連接器14、進水嘴17、出水嘴16和兩只測溫專用轉接線端子22等分別對位焊接在(圓板形)支架13上，組成“支架組件”。
[0034]此后是本實施例的總裝配，流程如下:
[0035]將半剛同軸電纜3的內導體裝入輻射頭I尾部圓柱體的盲孔中，采用專用工具施以壓鉚，再采用高溫焊接，熔錫應從輻射頭I尾部外圓柱的徑向孔注入，以達到焊接牢固的目的。再將介質管2裝套在輻射頭I的尾部圓柱體上，同時順勢將兩測溫導線20、21從介質管2與輻射頭I的尾部圓柱體之間隙中穿出，在介質管2與輻射頭I的各接觸面上涂以適量粘接劑。
[0036]對“水路組件”的裝配，將外導套5內孔沿半剛同軸電纜3的外導體軸向裝入，同時順勢將兩測溫導線20、21從外導套5內孔與半剛同軸電纜3的外導體之間隙中穿出，當外導套5裝套在于介質管2的臺肩外圓上并推至到位后，使用專用鉚點工具在外導套5相對應于的介質管2外圓上的凹槽部位施以機械壓力，以約束兩者之相對運動，形成固定連接，并于兩者接觸面涂以適量粘接劑，對外導套5的內孔與半剛同軸電纜3外導體接觸部位，必須采用低溫焊接，既保證不破壞測溫導線的高絕緣漆膜，又使兩者焊接牢固。
[0037]對細長“線體”部位的裝配，首先將半剛同軸電纜3、進水管7、兩根出水管8和兩根測溫導線20、21沿軸向理順并調直，此后將若干定心卡圈9和若干熱塑管10依次裝套在半剛同軸電纜3的外導體上，邊裝套邊塑封，最后然后裝套外護套管11于外導套5上，再裝卡緊固環4等。上述裝配過程中應注意:半剛同軸電纜3、進水管7、兩出水管8和兩根測溫導線20、21裝配的位置及其狀態，如圖2、3所示，各工序裝配均可按照半剛水冷微波消融天線專利(專利號:ZL201320144928.8)的有關內容及要求進行。
[0038]對手柄內的各工序裝配均可按照半剛水冷微波消融天線專利(專利號:ZL201320144928.8)的有關內容及要求進行。此外注意:兩根測溫導線20、21在從外護套管內穿出以后，不得與其他零件纏繞，將其尾端分別焊接于兩只測溫專用轉接線端子22上，如圖4、5所示，并應焊接可靠，無虛焊。
[0039]在實施手柄裝配之前，對半成品應進行全性能和國家有關醫藥行業標準產品出廠指標的全檢。另，在上述裝配過程中，凡采用焊接技術，應焊接牢固可靠，無虛焊現象，尤其涉及水路系統部位，應不得漏水，不得滲水。凡采用粘接技術，均選用常溫固化的單組份高溫粘接劑，并嚴格執行粘接工藝。[0040]最后是本實施例總裝配的熱合或膠合塑料手柄工序，此工序仍可按照半剛水冷微波消融天線專利(專利號:ZL201320144928.8)的有關內容及要求進行。之后的成品檢驗，可執行GB2828抽樣檢驗。
[0041]實施例二
[0042]本實施例天線與實施例一的區別在于，采用了手感較好的L型槍柄式手柄，其內部結構的不同在于兩只測溫專用轉接線端子22是固定在(L型)支架13上，如圖6所示。圖6中標號不意可參考實施例一。
[0043]本實施例與實施例一相同部分，這里不再累述。
[0044]就不同裝配流程為:先行焊接進水嘴17、出水嘴16和兩只測溫專用轉接線端子22組成“支架組件”，再將利用L型支架13的筒形子口焊接并固定在L型射頻插針連接器14的臺肩外圓上，然后依次將進水管7、兩出水管8和與測溫導線20、21與進水嘴17、出水嘴16上和兩只測溫專用轉接線端子22進行位置焊接固定。注意:半剛同軸電纜3的內、外導體分別與射頻插針連接器14的內外導體焊接牢固，內、外導體之間不得短路。
[0045]在實施L型手柄裝配之前，對半成品應進行全性能和國家有關醫藥行業標準產品出廠指標的全檢。另，在上述裝配過程中，凡采用焊接技術，應焊接牢固可靠，無虛焊現象，尤其涉及水路系統部位，應不得漏水，不得滲水。凡采用粘接技術，均選用常溫固化的單組份高溫粘接劑，并嚴格執行粘接工藝。
[0046]最后是本實施例總裝配的熱合或膠合塑料手柄工序，此工序仍可按照半剛水冷微波消融天線專利(專利號:ZL201320144928.8)的有關內容及要求進行。之后的成品檢驗，可執行GB2828抽樣檢驗。
[0047]本實用新型具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，經測試和實驗證明，其使用性能與技術指標均達到國家《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。
【權利要求】
1.一種具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，包括:輻射頭、介質管、半剛同軸電纜、外導套、外護套管，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，其特征在于:還包括安裝在輻射頭內的T型熱電偶的測溫裝置，所述輻射頭大圓柱體的臺肩端面與尾部小圓柱體的交接處，對準輻射頭頂部開設有兩個斜孔，兩個斜孔在輻射頭頂部相交，且輻射頭的頂部內凹；所述的兩個斜孔內分別裝有測溫導線，兩根測溫導線的前端熔焊連接，熔焊處形成球形的熔合點，熔合點的前半球面凸出于輻射頭錐體的前端表面，熔合點的后半球面與輻射頭的頂部內凹面密封，所述兩根測溫導線依次穿過介質管內孔與輻射頭尾部的外圓柱體之間的間隙、外導套內孔與半剛同軸電纜外導體之間的間隙、外護套管內孔與半剛同軸電纜外導體之間的空隙，延伸到天線的尾部。
2.根據權利要求1所述的具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，其特征在于:兩根測溫旱線尾端通過測溫專用轉接線端子和同名連接導線與主機設備連接，將溫度信息輸送給主機設備。
3.根據權利要求1所述的具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，其特征在于:所述外導套裝配并固定在介質管尾部外圓柱體上，在所述外導套后端裝配并焊接固定水腔套，外導套后端與水腔套組成為水熱交換的空腔，所述外導套的軸心孔裝套在半剛同軸電纜的外導體上，并予以焊接固定，在所述水腔套的尾部端面上至少開設有三個小孔，與小孔數目相等的毛細管的前端分別與小孔焊接，所述毛細管分布在半剛同軸電纜外導體的周圍，其中至少有一根毛細管的尾端與消融天線的進水嘴相連，其余毛細管的后端與消融天線的出水嘴相連，以形成單向循環的冷卻水流，來冷卻消融天線高熱的前端和因介質損耗而發熱的半剛同軸電纜，并及時轉移熱量至天線體外，降低了微波輻射和微波傳輸過程中天線頭部和線體的溫度。
4.根據權利要求2所述的具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，其特征在于:所述測溫導線的尾端與測溫專用轉接線端子焊接連接，所述測溫專用轉接線端子位于操作手柄內，測溫專用轉接線端子與同名連接線連接，所述同名連接線與主機設備的溫度顯示及主控系統等單元接插。
5.根據權利要求1所述的具有實時測溫與消融為一體的半剛水冷微波消融天線，其特征在于:所述兩根測溫導線分別為高絕緣強度漆包純銅絲和高絕緣強度漆包銅鎳合金絲。
【文檔編號】G01K7/02GK203555830SQ201320704600
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】楊興瑞 申請人:楊興瑞
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
