一种带药物输送功能的冷热刀及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种带药物输送功能的冷热刀及系统，其中带药物输送功能的冷热刀包括冷热刀主体、导药管和注射单元；所述导药管的一端开口，另一端封闭，所述导药管的底壁和/或侧壁上设置有出药孔，所述注射单元与所述导药管开口的一端相连接；所述冷热刀主体上设置有导药管通道，所述导药管位于所述导药管通道中。本发明提供的带药物输送功能的冷热刀在传统冷热刀的结构基础上增加了可输送药物的导药管，使得冷热刀在能够完成冷热治疗的同时，还能够完成抗肿瘤药物的输送，提高了冷热刀的治疗效果及适用范围，使冷热刀不但对直径小且形状规则的肿瘤有更好地治疗效果，而且也适用于治疗直径大及形状不规则的肿瘤。
【专利说明】一种带药物输送功能的冷热刀及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种带药物输送功能的冷热刀及系统。
【背景技术】
[0002]肿瘤是机体在各种致癌因素作用下，局部组织的某一个细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致其克隆性异常增生而形成的异常病变，一般将肿瘤分为良性和恶性肿瘤两大类。肿瘤是威胁人类生命和健康的一种常见的疾病，近年来，全世界由肿瘤引发的癌症的发病率和死亡率呈逐年上升的趋势，已跃居全世界人类生命健康的首要敌人。
[0003]随着科学技术的不断发展，治疗肿瘤的方法有很多种，如肿瘤手术治疗、肿瘤化疗、肿瘤放疗等。通常早期患者可以通过手术切除，但由于手术常常无法彻底清除癌细胞且无法控制转移，因此手术治疗肿瘤可能会在若干年后存在会复发和转移可能性，并且传统手术治疗还存在创伤大、出血多、病人恢复慢、住院时间长等缺点。肿瘤化疗是通过化疗药物杀死肿瘤组织，达到治疗效果，由于化疗常常是全身用药，化疗药物通常对人体正常细胞也具有一定伤害，特别是身体虚弱的病人不宜采用化疗方法。放疗是通过高能量射线杀死肿瘤组织，比较适合治疗皮肤性、鳞癌等表皮癌症，对于人体内脏器官癌症效果不明显，且也会对正常组织造成很大伤害，同时放疗和化疗在杀伤癌细胞的同时，也将对正常细胞和免疫(抵抗)细胞一同杀死，易出现毒副作用。因此传统疗法不仅成功率不高，而且严重影响病人的正常生活，大部分人丧失劳动能力。
[0004]为了更好更安全地治疗肿瘤，近年来冷热刀技术得到了快速的发展。冷热刀是一种用于治疗肿瘤的新兴医疗器械，其可对肿瘤组织实施快速降温冻结和骤然升温，从而有效地摧毁肿瘤组织。但现有的冷热刀只适用于治疗直径小(一般指直径小于4cm)且形状规则的肿瘤，对于直径较大或者形状不规则的肿瘤则很难全部杀死，这样往往会导致术后易复发。
【发明内容】
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[0005]本发明要解决的技术问题在于提供一种不仅适用于治疗直径小且形状规则的肿瘤，对直径大及形状不规则的肿瘤也能够起到良好治疗效果的带药物输送功能的冷热刀及冷热刀系统。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种带药物输送功能的冷热刀，包括冷热刀主体、导药管和注射单元；所述导药管的一端开口，另一端封闭，所述导药管的底壁和/或侧壁上设置有出药孔，所述注射单元与所述导药管开口的一端相连接；所述冷热刀主体上设置有导药管通道，所述导药管位于所述导药管通道中。
[0007]优选地，所述导药管的直径为0.5mm~1.0mm。
[0008]优选地，所述导药管通道位于所述冷热刀主体的刀杆上。
[0009]更优选地，所述导药管的直径为所述刀杆直径的1/10~1/5。
[0010]更优选地，所述导药管通道为所述刀杆外表面上的凹槽。[0011]更优选地，所述凹槽的截面形状为大于1/2圆周的圆弧，且所述导药管通道的直径比所述导药管的直径大0.01mm~0.05mm。
[0012]优选地，所述注射单元为注射泵。
[0013]本发明还提供了一种冷热刀系统，包括上述带药物输送功能的冷热刀、信息采集单元、导药管移动控制单元以及控制单元；所述控制单元根据所述信息采集单元采集到的肿瘤信息，输出导药管移动速率信号及注射速率信号；所述注射单元根据注射速率信号控制药物的输出速率，所述导药管移动控制单元根据导药管移动速率信号控制所述导药管在所述导药管通道中的移动速率。
[0014]优选地，所述信息采集单元为核磁共振仪。
[0015]优选地，所述导药管移动控制单元为微电机。
[0016]本发明提供的带药物输送功能的冷热刀在传统冷热刀的结构基础上增加了可输送药物的导药管，使得冷热刀在能够完成冷热治疗的同时，还能够完成抗肿瘤药物的输送，提高了冷热刀的治疗效果及适用范围，使冷热刀不但对直径小且形状规则的肿瘤有更好地治疗效果，而且也适用于治疗直径大及形状不规则的肿瘤。
[0017]本发明提供的冷热刀系统通过对注射单元和导药管移动控制单元的控制，可保证抗肿瘤药物更均匀的渗透到肿瘤组织中，从而对肿瘤起到更好的治疗效果，且易于实现全自动化，便于冷热刀系统的推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明带药物输送功能的冷热刀实施例的结构示意图；
[0019]图2为本发明带药物输送功能的冷热刀的导药管实施例的结构示意图；
`[0020]图3为本发明冷热刀系统实施例的信号传输示意图。
[0021]图中标示如下:
[0022]带药物输送功能的冷热刀-1，冷热刀主体-11，刀柄-11a，刀杆-11b，刀头-11c，导药管通道-110，导药管-12，出药孔-120，注射单元-13，信息采集单元-2，导药管移动控制单元-3,控制单元-4。
【具体实施方式】
[0023]为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0024]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0025]如图1和图2所示，带药物输送功能的冷热刀I包括冷热刀主体11、导药管12和注射单元13，其中冷热刀主体11由依次连接地刀柄11a、刀杆Ilb和刀头Ilc组成；所述导药管12的一端开口，另一端封闭，所述导药管12的底壁和/或侧壁上设置有出药孔120，所述注射单元13与所述导药管12开口的一端相连接，上述底壁是指导药管12封闭的一端的面形成的壁，侧壁是指导药管12侧面形成的壁，注射单元13将抗肿瘤药物自导药管12开口的一端注入后，抗肿瘤药物再自出药孔120输出；所述冷热刀主体11上设置有导药管通道110，所述导药管12位于所述导药管通道110中，导药管通道110与外界相通使导药管12输出的抗肿瘤药物能够进入肿瘤组织，更重要的是起到保护导药管12的作用，从而延长导药管12的使用寿命。
[0026]其中，导药管12上出药孔120的数量和大小根据具体需求设置，本发明对此并没有进一步限定，导药管12的底壁和侧壁上可同时设置有出药孔120，也可仅位于底壁或侧壁上。
[0027]在上述带药物输送功能的冷热刀I实施例的操作过程中，导药管12随着冷热刀主体11 一起进入肿瘤组织，注射单元13将抗肿瘤药物自导药管12开口的一端注入，抗肿瘤药物再自导药管12的出药孔120输出，通过导药管通道110与外界相通处进入肿瘤组织，这时再进行冷热刀的冷热治疗。导药管12上的出药孔120的设置不仅可有效地减小药物在导药管12中的流动阻力，而且有利于使抗肿瘤药物更均匀快速地进入肿瘤组织。抗肿瘤药物的输送时间可在冷热治疗前或冷热治疗后或冷热治疗中，优选地在冷热治疗中，这样药物治疗和冷热治疗同时进行，可起到更好地肿瘤治疗效果。
[0028]本发明公开的导药管12的直径优选地可为0.5mm~1.0mm,以方便在导药管12上设置出药孔120。
[0029]需要说明的是，导药管通道110的具体设置位置根据实际需求设置，当然为了方便导药管通道110的形成，所述导药管通道110位于所述冷热刀主体11的刀杆Ilb上。为了便于将导药管12装配在冷热刀主体11的导药管通道110内，所述导药管12的直径优选地为所述冷热刀主体11的刀杆Ilb直径的1/10~1/5。
[0030]对本领域技术人`员而言，导药管通道110的具体形状及大小根据实际需求有多种实现方式，如导药管通道110为贯通孔，即导药管通道110为冷热刀主体11的刀杆Ilb上一个两端开口的孔，导药管`12位于上述孔中，更优地还可采用如下【具体实施方式】:所述导药管通道110为所述刀杆Ilb外表面上的凹槽，更优选地，所述凹槽的截面形状为大于1/2圆周的圆弧，且所述导药管通道110的直径比所述导药管12的直径大0.01mm~0.05mm,这样导药管通道110在保证导药管12顺滑移动的前提下，可对导药管12起到包覆作用，从而有效防止导药管12在刀杆Ilb插入人体的过程中与组织碰撞受到损伤，而且抗肿瘤药物自导药管12中输出后，再通过导药管通道110的开口处进入肿瘤组织，增大了抗肿瘤药物与肿瘤组织的接触面积，使抗肿瘤药物更迅速地进入到肿瘤组织中。
[0031 ] 注射单元13可采用本领域常用的装置，优选地，所述注射单元13为可实现自动化的注射泵，在一个具体地实施例中，为了更方便地将注射单元13和导药管12连接，注射单元13与导药管12开口的一端之间通过导管连接。
[0032]本发明还提供了一种冷热刀系统，其包括上述带药物输送功能的冷热刀1、信息采集单元2、导药管移动控制单元3以及控制单元4 ;所述控制单元4根据所述信息采集单元2采集到的肿瘤信息，输出导药管移动速率信号及注射速率信号；所述注射单元13根据注射速率信号控制药物的输出速率，所述导药管移动控制单元3根据导药管移动速率信号控制所述导药管12在所述导药管通道110中的移动速率。
[0033]导药管移动控制单元3控制导药管12在所述导药管通道110内的移动，使得导药管12能够在导药管通道110内朝向冷热刀主体11刀头Ilc的方向运动，或朝向远离冷热刀主体11刀头Ilc的方向运动，具体的运动方向根据实际需求选择。[0034]在上述冷热刀系统的实施例中，带药物输送功能的冷热刀I插入肿瘤组织内部，信息采集单元2采集肿瘤信息，并将肿瘤信息传送给控制单元4，控制单元4根据信息采集单元2采集到的肿瘤信息，输出导药管移动速率信号及注射速率信号，注射单元13接收到注射速率信号后控制药物的输出速率，同时导药管移动控制单元3接收到导药管移动速率信号后控制导药管12的移动速率，优选地导药管12可选择匀速地向远离冷热刀主体11刀头Ilc的方向运动，以更好地保护导药管12，这样即完成了冷热刀系统合理而有效地输送药物的过程。冷热刀系统实施例的信号传输示意图具体地如图3所示。
[0035]对于本领域技术人员而言，控制单元4的实现方式可采用中央处理器，控制单元4根据信息采集单元2采集到的肿瘤信息，得到导药管移动速率和注射速率的过程可根据实际需求确定，或通过下述方式实现:肿瘤信息为肿瘤的形状信息，控制单元4根据信息采集单元2采集到的肿瘤信息生成一个最小且能包围肿瘤组织的椭球或者球,控制单元4根据椭球的赤道半径和极半径数据或球的半径数据，以及导药管出药孔120至肿瘤边界的距离数据来查表得到导药管移动速率和注射速率，通常肿瘤越大，导药管移动速率越低，随着导药管移动速率的增大，注射速率增大，随着导药管的药物输出端至肿瘤边界的距离的增大，注射速率增大。当然为了得出更合适地导药管移动速率和注射速率，对肿瘤产生更好地治疗效果，上述肿瘤信息中还可包括肿瘤位置、肿瘤的类型、肿瘤的时期等相关信息，控制单元4根据椭球的赤道半径和极半径数据或球的半径数据、导药管出药孔120至肿瘤边界的距离数据、肿 瘤的位置数据、肿瘤的类型数据，以及肿瘤的时期数据来查表得到导药管的移动速率和注射速率。
[0036]由于治疗过程中的给药量是由药物注射速率和导药管移动速率来共同确定的，因此有利于减少抗肿瘤药物渗透到正常组织细胞中的量，降低抗肿瘤药物对肿瘤周边的正常组织细胞的损伤，并且保证抗肿瘤药物均匀的渗透到肿瘤组织中。
[0037]信息采集单元2和导药管移动控制单元2的实现方式可有多种，优选地，信息采集单元2为核磁共振仪，导药管移动控制单元3为微电机，且导药管移动控制单元3可直接设置在导药管12的外壁上，或是冷热刀主体11的刀柄Ila内。
[0038]虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。
【权利要求】
1.一种带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，包括冷热刀主体、导药管和注射单元；所述导药管的一端开口，另一端封闭，所述导药管的底壁和/或侧壁上设置有出药孔，所述注射单元与所述导药管开口的一端相连接；所述冷热刀主体上设置有导药管通道，所述导药管位于所述导药管通道中。
2.根据权利要求1所述的带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，所述导药管的直径为 0.5mm ~1.0mnin
3.根据权利要求1所述的带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，所述导药管通道位于所述冷热刀主体的刀杆上。
4.根据权利要求3所述的带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，所述导药管的直径为所述刀杆直径的1/10~1/5。
5.根据权利要求3所述的带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，所述导药管通道为所述刀杆外表面上的凹槽。
6.根据权利要求5所述的带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，所述凹槽的截面形状为大于1/2圆周的圆弧，且所述导药管通道的直径比所述导药管的直径大0.01mm~0.05mmo
7.根据权利要求1所述的带药物输送功能的冷热刀，其特征在于，所述注射单元为注射泵。
8.一种冷热刀系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项中所述的带药物输送功能的冷热刀、信息采集单元、导药管移动控制单元以及控制单元；所述控制单元根据所述信息采集单元采集到的肿瘤信息，输出导药管移动速率信号及注射速率信号；所述注射单元根据注射速率信号控制药物的输出速率，所述导药管移动控制单元根据导药管移动速率信号控制所述导药管在所述导药管通道中的移动速率。
9.根据权利要求8所述的冷热刀系统，其特征在于，所述信息采集单元为核磁共振仪。
10.根据权利要求8所述的冷热刀系统，其特征在于，所述导药管移动控制单元为微电机。
【文档编号】A61B18/02GK103767783SQ201410058249
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】赵刚, 朱凯旋, 沈凌霄, 王震 申请人:中国科学技术大学