一种带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针的制作方法

本发明涉及一种带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，适用于浅表性，如甲状腺、乳腺等脏器的实体肿瘤微创消融治疗，也可用于胸部、腹部及骨科等脏器实体肿瘤的微创消融治疗，属于医用微波技术应用领域。

背景技术：

随着高新科技和现代影像技术的快速发展，经皮穿刺的肿瘤微波消融技术已广泛应用于临床上各种实体肿瘤的微创治疗。

在医学临床上，人体各脏器及实体肿瘤的生理结构与组织特征十分复杂，其形态各异、体量不一。在把握得当的治疗策略下，通过临床医生的精湛手术，肿瘤微波消融微创治疗取得了快速进展，日益安全有效，治疗愈加精准，进而实现最低复发率，达到根治肿瘤的目的，同时减少术后并发症，促进术后的快速康复，为此成为医学专家、临床医生和微波器械研制者不懈努力的方向。

其中，诸如甲状腺、乳腺等肿瘤和结节等病灶，多为浅表性、多位性和体量较小的特点，对此类实体肿瘤的临床治疗，医生往往会把微波治疗仪（主机）的微波输出能量设置在中、低档功率，在微波消融针介入到病灶以后，临床医生将根据病灶的体量与形态，经常会采用主机微波功率间歇式输出的方式，即高频次的控制主机微波功率输出的启/停，与此同时，临床医生还会同步采用微波消融针的进、退位移等手法，实施肿瘤微波消融的手术。

然而，现有微波治疗仪系统的微波功率输出，始终延续着传统的术前设定微波功率的输出值和利用脚踏开关来控制主机微波功率输出的方式，显然已经不适应上述临床肿瘤微波消融的治疗方略和纯熟有序的手术操作，尤其愈加不能满足肿瘤微创治疗的精准化和治疗系统的操控协调性与灵敏度的要求。

技术实现要素：

本发明所解决的关键技术是，克服现有产品的上述缺陷和不足，提出一种带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针。

本发明的技术方案如下：

一种带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，包括手柄和设置在手柄外部的微波天线结构，其中手柄包括依次连接的手柄帽、手柄体和手柄座；微波天线结构包括辐射电极、介质管、半刚同轴电缆和针杆，其中半刚同轴电缆一端的内导体装入辐射电极尾部的盲孔内，介质管套装在辐射电极尾部，微波天线结构还包括金属外导套，金属外导套沿半刚同轴电缆套入并装套在介质管尾部台肩外圆上，金属外导套的轴心孔套装在半刚同轴电缆的外导体上；针杆的一端套装在金属外导套的尾部台肩外圆上，且针杆与半刚同轴电缆之间形成间隙；内水管一端伸入所述间隙中，且与针杆和半刚同轴电缆之间均存在空隙；半刚同轴电缆、针杆和内水管的另一端均从手柄帽端通入手柄体内部；在手柄体内部，半刚同轴电缆的内导体与外导体分别与射频接头的内导体和外导体对应连接，进水套一端套接于内水管上，另一端与射频接头固定，进水嘴与进水套连通，针杆套一端套接于针杆上，另一端与进水套固定，出水嘴与针杆套连通，射频接头设置于手柄座上。

进一步地，所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，所述手柄还包括两个手柄半圆管，在每个手柄半圆管内开设有一个方槽，其中在一个手柄半圆管的方槽内安装有微动开关，微动开关按键突出于手柄外表面的圆锥形凹槽，另一个手柄半圆管的方槽内安装双色发光二极管，双色发光二极管顶端外露于手柄外表面的圆锥形凹槽；两个手柄半圆管对位合拢后一侧与手柄帽连接装配，另一侧与手柄体连接装配。

进一步地，所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，所述金属外导套的轴心孔套装在半刚同轴电缆的外导体上并焊接固定为一体；所述针杆的一端套装在金属外导套的尾部台肩外圆上并焊接为一体。

进一步地，所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，所述辐射电极为金属t形圆柱体，前部为圆锥体或多棱体形状，并具有足够的直接穿刺生物组织的锋利度。

更进一步地，所述辐射电极可采用铜质或不锈钢质等材料。

进一步地，所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，介质管尾部台肩外圆上设置有环形凹槽；所述金属外导套为阶梯形管状圆柱体，在金属外导套装套于介质管台肩外圆后，采用铆压对位于介质管外圆环形凹槽的金属外导套外圆部位，以实现彼此的无轴向位移的紧固连接。

更进一步地，介质管可采用低正切损耗角的特种工程塑料或电子陶瓷等材料；金属外导套可采用铜质或不锈钢质材料。

进一步地，所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，微动开关和双色发光二极管通过线路与外部工作系统连接。

进一步地，所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，所述双色发光二极管为一字型led红、绿色双色发光二极管。

本发明提供的微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，金属外导套的前端装套在介质管尾部台肩外圆柱上，其轴心孔装套在半刚同轴电缆的外导体上并以焊接固定为一体，以此构成微波消融针前端的形状与尺寸十分精确的电磁波辐射（微波天线）之场源结构，同时针杆的前端装套在金属外导套尾部台肩外圆上并焊接为一体，以此构成微波消融针前端气密性的封水结构，有益于对此水冷循环的热交换，有助于解决因高热引起针体前端辐射电极脱落的问题。

本发明的突出特点还在于，在微波消融针的操作手柄上设有微动开关和双色发光二极管，以高灵敏度的控制主机微波功率输出的启动/停止和及时显示其运行状态，其控制信号和显示信号可以通过四芯电缆（线）和四芯插座与微波治疗仪（主机）系统连通。

本发明进一步的改进在于：

1、针体尾部，包括：针杆套、进水套、射频接头和进、出水嘴等，采用装配组焊，以构成微波针体内冷却水流的单向循环系统，其中包括对其半刚同轴电缆与射频接头部位的良好冷却。

2、本发明的手柄由手柄帽、手柄半圆管、手柄体和手柄座组成，可采用粘接剂粘结组合，以易于微波针的整体装配。

3、本发明中，所述内水管设于针杆与半刚同轴电缆的空隙之间，以形成为内水管内壁与半刚同轴电缆之间的进水通道，内水管外壁与针杆内壁之间的回水通道，使得水冷单向循环的水流直接注入到微波针的最前端，实现对微波针高热前端和半刚同轴电缆、针杆的最佳冷却效果。

本发明提供的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针的独到之处还在于：所述微波消融针前端的金属外导套，由于其结构形状及加工精度的高度统一，且连同半刚同轴电缆与针杆的组焊为一体，从而提高了微波消融针辐射电磁波（天线）的场源结构的稳定性、高效性和可靠性，同时以此使其前端获得最佳的冷却效果，从而进一步提高肿瘤消融治疗的精准度。

本发明提供的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，所述操作手柄上设有高灵敏的微动开关和双色发光二极管，可以让医生根据临床治疗的状况，可随时能动且协调一致的操控微波治疗（主机）系统的工作程序并及时显示其状态，从而突破了现有微波治疗主机的系统操控与治疗手术的传统模式。

本发明提供的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针的针体尾部结构，大大改善并提高了现有直柄微波针的水冷却效果，有益于肿瘤微波治疗过程中微波传输的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例1所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针微波天线结构示意图；

图2是本发明实施例1所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针手柄结构示意图；

图3是本发明实施例2所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针手柄结构示意图；

图4是本发明实施例2所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针手柄尾部结构示意图；

图5是本发明实施例2所述的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针结构示意图；

以上图1-4中的标号示意如下：1-辐射电极，2-介质管，3-半刚同轴电缆，4-金属外导套，5-针杆，6-内水管，7-手柄帽，8-手柄半圆管，9-手柄体，10-针杆套，11-出水嘴，12-进水嘴，13-进水套，14-射频接头，15-四芯插座，16-四芯电缆，17-手柄座，18-微动开关，19-双色发光二极管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针进行进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，其中消融针包括手柄和设置在手柄外部的微波天线结构，微波天线结构示意图如图1所示，包括辐射电极1、介质管2、半刚同轴电缆3和针杆5，其中半刚同轴电缆3一端的内导体装入辐射电极1尾部的盲孔内，介质管2套装在辐射电极1尾部，其中还包括金属外导套4，金属外导套4沿半刚同轴电缆3套入并装套在介质管2尾部台肩外圆上，金属外导套4的轴心孔套装在半刚同轴电缆3的外导体上；针杆5的一端套装在金属外导套4的尾部台肩外圆上，且针杆5与半刚同轴电缆3之间形成间隙；内水管6的一端伸入所述间隙中，且与针杆5和半刚同轴电缆3之间均存在空隙。所述辐射电极1为金属t形圆柱体，前部为圆锥体或多棱体形状，并具有足够的直接穿刺生物组织的锋利度。手柄结构示意图如图2所示，手柄包括依次连接的手柄帽7、手柄体9和手柄座17；其中以上半刚同轴电缆3、针杆5和内水管6的另一端均从手柄帽端通入手柄体9内部；在手柄体9内部，半刚同轴电缆3的内导体与外导体分别与射频接头14的内导体和外导体对应连接，进水套13一端套接于内水管6上，另一端与射频接头14固定，进水嘴12与进水套13连通，针杆套10一端套接于针杆5上，另一端与进水套13固定，出水嘴11与针杆套10连通，射频接头14设置于手柄座上。

进一步地，介质管2尾部台肩外圆上设置有环形凹槽，金属外导套4为阶梯形管状圆柱体，在金属外导套4装套于介质管2台肩外圆后，采用铆压对位于介质管2外圆环形凹槽的金属外导套4外圆部位，以实现彼此的无轴向位移的紧固连接。

本实施例提供的高性能水冷微波消融针，在工作过程中，从进水嘴12进入的水首先进入到进水套13中，然后在进水套13中进入内水管6，并沿内水管6内壁与半刚同轴电缆3之间的空隙到达消融针微波天线结构的前端，再通过内水管6外壁与针杆5之间的空隙回流至针杆套10，并从出水嘴11流出，形成了单向水冷循环，达到了良好的冷却效果。

实施例2

本实施例为在实施例1基础上的进一步改进，如图3所示，其中手柄还包括两个手柄半圆管8，每个手柄半圆管8内开设有一个方槽，其中在一个手柄半圆管的方槽内安装有微动开关18，微动开关18按键突出于手柄外表面的圆锥形凹槽，另一个手柄半圆管的方槽内安装双色发光二极管19，双色发光二极管19顶端外露于手柄外表面的圆锥形凹槽；两个手柄半圆管8对位合拢后一侧与手柄帽7连接装配，另一侧与手柄体9连接装配。与四芯插座15焊接好的四芯电缆16穿过手柄座17尾端的对应孔，分别与微动开关18和双色发光二极管19的各接线脚连接。

如图4所示，为手柄尾部结构示意图，可以看出，进水嘴12、出水嘴11分别通过进水管与出水管以及与四芯电缆16分别穿出手柄座17，射频接头设置于手柄座17上。

如图5所示，为本实施例带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针结构示意图。

实施例3

本实施例对于以上实施例2提供的带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针的装配过程进行说明，具体过程如下：

1、微波天线结构装配过程如下：

（1）将半刚同轴电缆3的内导体装入辐射电极1尾部圆柱体的盲孔内，再采用焊接并辅以打点铆压予以固定；

（2）将介质管2装套在辐射电极1尾部台肩圆柱体上，其配合面可涂以粘接剂固定；

（3）将金属外导套4沿半钢同轴电缆3套入并装配在介质管2的台肩外圆上，并以多点机械力压铆和辅以粘接剂固定；另外，在金属外导套4轴心孔与半刚同轴电缆3的外导体配合的端部，予以气密性焊接固定；

（4）将针杆5前端装套在金属外导套4尾部台肩外圆上，予以气密性焊接固定；

（5）将内水管6（长度按要求尺寸）穿入在半刚同轴电缆3与针杆5的间隙之间；

以上，完成了本实施例微波天线结构的装配。

2、手柄内部结构装配过程，具体如下：

（1）将进水嘴12安装于进水套13外圆上的对应孔内，焊接成为“进水组件”和将出水嘴11安装于针杆套10外圆上的对应孔内，焊接成为“出水组件”；

（2）将“进水组件”进水套13空套于内水管6上，然后，再将半刚同轴电缆3的内、外导体分别与射频接头14的内、外导体一一对应焊接牢固，并按结构进行防水焊接；

（3）将进水套13尾部对位装套在射频接头14的前端，进行气密性焊接，此后对进水套13内孔与内水套6表面的接触部位，进行气密性焊接固定；

（4）将针杆套10一端对位装套在进水套13的前端抬肩上，予以气密性焊接固定，然后将针杆套10另一端套装在针杆5上，其内孔与针杆5表面的接触部位，进行气密性焊接固定；

以上，完成了本实施例针体整件部分的装配与焊接。此后，即可按照国标gb9706.1、gb9706.6和行业标准yy0838、yy0899等有关技术要求，对本实施例针体整件进行严格检验，合格者继续进入如下装配流程。

3、手柄主体结构装配过程如下：

（1）将微动开关18安装并粘接于手柄半圆管8方槽内，在将双色发光二极管19并粘接于另一片手柄半圆管8方槽内，以待装配；

（2）将射频接头14尾端台肩外圆涂以粘接剂，然后装入手柄座17的中心孔；

（3）将进、出水管穿过手柄座17尾端的对应孔分别装套并固定在进水嘴12和出水嘴11上；

（4）将手柄体9沿本实施例针体整件前端套装在手柄座17的前端外圆上，并涂以粘接剂固定；

（5）将已经与四芯插座15焊接好的四芯电缆16穿过手柄座17尾端的对应孔，分别与微动开关18和双色发光二极管19的各接线脚一一焊接牢固，然后，将两个手柄半圆管8（连同微动开关18和双色发光二极管19）对位合拢后，涂以粘接剂，再装入柄体9的前端内孔中固定；

（6）将柄帽7尾孔装套在合拢的两个手柄半圆管8的抬肩外圆上，在配合表面涂以粘接剂。

以上，全部完成本实施例带微波功率控制开关的水冷微波消融针的装配过程，此后可执行gb2828抽样，按产品技术要求项目进行检验。

本实施例中，所述采用的焊接技术推荐：选用无铅焊锡丝和使用恒温电烙铁或采用半自动焊接，使之具有足够的焊接强度和良好的导电、导热性能，且要求气密性要好，无虚焊、不漏水或不渗水等现象。

本实施例中，所述高温粘接剂推荐：选用环氧树脂胶，具有介电常数低，且粘接强度高和耐高温性能好，防潮、防水等。

从本实施例样针的测试结果看，其特性参数和技术性能很稳定。从本实施例样针的离体猪肝实验结果看，其微波消融灶的范围（热场）一致性好。通过微波加载对离体猪肝的实验过程证明，本实施例用手动操控微波治疗主机的微波功率输出的启动/停止之协调无误，且系统程序反映和状态显示之及时无误。

通过本实施例再次表明，本发明是一种临床肿瘤微波消融范围（热场）稳定性好、能效高，更趋于精准化的微波消融手术器械。同时，本发明提供的一种带微波功率控制开关的高性能水冷微波消融针，突破了现有在术前设定微波功率输出值，再利用脚踏开关来控制主机微波功率输出的传统方式，充分满足临床肿瘤微创治疗的精准化和治疗系统操控的协调性与高灵敏度的要求，也为微波消融治疗的智能化奠定了良好的硬件基础。

除上述实施例外，也可在弯柄式微波针上设计微动开关和双色发光二极管，还可以有其他的实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。