抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线的制作方法

随着现代高新科技与生物工程的快速发展，医用微波技术得以更加广泛应用。进入21世纪以来，微波消融被公认为具有微创、精准、高效，且毒副作用小的显著优势，特别是对中晚期和手术复发后的肿瘤治疗，更具有升温速度快、瘤内温度高、受炭化血流影响小，以及消融范围大的突出特点，倍受医学界专家、学者和医生，以及患者的广泛关注与重视。

微波作用于生物体产生的热效应和非热效应导致肿瘤细胞组织的发热、温升，迅速被杀伤，直至凝固坏死。临床手术表明，微波作用于细胞组织所形成消融热场的温度，致使肿瘤细胞死亡，或存活，或可能杀伤肿瘤边沿的正常细胞等解剖细节，关系到微波消融术的成败和疗效。因此，在微波消融术中如何获取微波作用细胞组织热场的实时温度，已经成为手术医生及其器械研制者最为关切的关键技术。

然而，现有用于腔内、肠道内或血管内实施微波治疗的“半刚水冷具有实时测温的微波消融一体天线”，存在着不可克服的技术缺陷和问题：

在微波消融过程中，由于微波天线是介入到消融组织的内部，即天线本身是处于微波电磁场之中，因此测温与微波消融一体天线的温度测量端也就不可避免地受到微波能的作用和微波电磁场强的干扰，致使其无法测量到消融肿瘤细胞组织的真实的温度数据。在使用现有测温与微波消融的一体天线对离体猪肝进行微波消融的实验结果表明，其主机显示的温升速率比实际的温升速率要快得多，显示的温度数据比组织的实际温度要高得多的多，两者之间存在极大的误差，而且没有规律性可循。

技术实现要素：

本发明要解决的关键技术是：在微波对腔内、肠道内或血管内实施消融治疗的同时，能够可靠无误地测量微波作用于组织的实时温度，提出一种抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线。

本发明抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，包括：辐射头、介质管、半刚同轴电缆和热电偶，其特征在于：所述辐射头外部设置有金属屏蔽罩，所述热电偶的温度测量端固定于所述金属屏蔽罩的内表面。

本发明抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，还具有如下特征：

1、所述金属屏蔽罩与辐射头之间为密封式全焊缝焊接。

2、热电偶的温度测量端与金属屏蔽罩的内表面贴合。

3、所述金属屏蔽罩设置于辐射头的前端，金属屏蔽罩形状与辐射头前端形状相吻合。

4、热电偶的温度测量端与金属屏蔽罩的内表面之间涂覆并填充有导热胶。

5、所述金属屏蔽罩压铆于辐射头前端并密封式全焊缝焊接固定。

6、所述介质管装配于辐射头的尾部圆柱体上，所述半刚同轴电缆的内导体装入并固定在辐射头尾部圆柱体的轴心盲孔中。

7、本抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，还具有外导套和外护套管，两根测温导线依次穿过辐射头内的孔、辐射头尾部的外圆柱体与介质管内孔之间的间隙、外导套内孔与半刚同轴电缆外导体之间的间隙、外护套管内孔与半刚同轴电缆外导体之间的空隙，延伸到天线的尾部。

本发明抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，还具有如下特征：本发明抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，用完美的天线结构，可靠地屏蔽了微波能量和微波电磁场强对温度测量端的作用与严重干扰，从而解决了在腔内、肠道内或血管内，乃至心脏内，实施微波消融治疗的同时，对消融肿瘤真实温度进行实时测量的关键技术。这为微波临床治疗获得最佳疗效及其应用拓展，提供了可靠的保障，也为半刚微波消融治疗智能化创造了有利条件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例一天线前端结构剖视示意图。

图2是图1的B-B剖视图。

图3是图1的C-C剖视图。

图4是本发明实施例一天线尾部结构剖视示意图。

图5是图4的D-D剖视图。

图6是本发明实施例二天线尾部结构示意图。

图1-图6中的标号与示意名称如下：1-辐射头，2-介质管，3-半刚同轴电缆，4-紧固环，5-外导套，6-水腔套，7-进水管，8-出水管，9-定心卡圈，10-热塑管，11-外护套管，12-纯铜丝测温导线，13-铜镍合金丝测温导线，14-金属屏蔽罩，15-柄尾，16-出水嘴，17-进水嘴，18-哈夫式柄体，19-柄端，20-T形定位片，21-支架，22-专用转接线端子，23-射频插针连接器。

具体实施方式

实施例一

如图1-图4所示，本实施例抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，其组成包括：辐射头1、介质管2、半刚同轴电缆3、紧固环4，外导套5、水腔套6，进水管7，出水管8，定心卡圈9，热塑管10，外护套管11，T纯铜丝测温导线12，铜镍合金丝测温导线13，金属屏蔽罩14，柄尾15，出水嘴16，进水嘴17，哈夫式柄体18，柄端19，形定位片20，圆板形的支架21，测温专用转接线端子22和射频插针连接器23。

如图1所示，在辐射头1的前部圆锥体及大圆柱体的轴向斜孔内，分别装有纯铜丝测温导线12和铜镍合金丝测温导线13，在两测温导线12、13的连接处，采用特种技术焊接成为球形熔合点，作为T型热电偶的温度测量端，熔合点的前半球面凸于辐射头1的前端表面，熔合点的后半球面落入并吻合于辐射头1的前端半球形凹坑内。两测温导线12、13穿过介质管2内孔与辐射头1尾部外圆柱体之间的间隙，穿过外导套5内孔与半刚同轴电缆3外导体之间的间隙，然后穿行于外护套管11内，一直延伸到消融天线的尾部。在所述辐射头1的圆锥体顶部和所述球形熔合点(温度测量端)的前半球表面涂覆足量的特种导热胶，然后将圆锥形无氧铜质或黄铜质金属屏蔽罩14装套并紧配合于所述辐射头1圆锥体表面和所述球形熔合点(温度测量端)的前半球表面，然后利用专用夹具，将金属屏蔽罩14压铆在辐射头1的子口部位，再对二者的铆接部位采用密封式全焊缝焊接牢固，务必做到二者之间的无虚焊与无漏焊。在所述辐射头1的尾部圆柱体盲孔内装入半刚同轴电缆3的内导体，并以压铆与焊接方式固定。介质管2装套在辐射头1的尾部圆柱体上，并在两者接触面涂以适量粘接剂固定。在介质管2的外圆尾部台肩外圆上装套外导套5，并以机械力压铆固定，辅以粘接剂固定，外导套5的轴心孔装配套在半刚同轴电缆3的外导体上，以焊接固定。水腔套6装配并焊接在外导套5后端的台肩外圆上，组成“水热交换空腔”。水腔套6的端面开设的三个小孔，分别焊接三根毛细管，其中一根毛细管为进水管7，两根为出水管8。在细长的半刚同轴电缆3的外导体上，装套定心卡圈9，以保持进水管7和出水管8均布于半刚同轴电缆3的周围，然后装套并热封热塑管10，以保持进水管7和出水管8均布并包裹着半刚同轴电缆3，且使之具有良好的接触状态，而后，依次装配若干定心卡圈9和热塑管10。

图2所示为图1的B-B剖视图。图中示意了定心卡圈9、热塑管10、半刚同轴电缆3，以及两根测温导线12、13装配要求与所处的位置关系。

图3所示为图1的C-C剖视图。图中示意了进水管7、出水管8、半刚同轴电缆3，以及两根测温导线12、13装配要求与所处的位置关系。

如图4、图5所示，为本发明实施例一天线的尾部结构，其手柄外形特征为直式圆形。其内部结构是，将铜质T形定位片20装配在三根毛细管7、8和半刚同轴电缆3的尾部，以焊接固定之，同时利用T形定位片20的前端的台肩孔包容外护套管11，以防止其过量的轴向攒动和径向摆动。将进水管7与进水嘴17焊接连通，将两根出水管8与出水嘴16焊接连通，将半刚同轴电缆3的内、外导体分别与射频插针连接器23内、外导体焊接牢固，内、外导体之间不得短路。进水嘴17、出水嘴16和射频插针连接器23，以及两只测温专用转接线端子22分别对位焊接在圆板形支架21上。最后，通过T形定位片20的大外圆和圆板形支架21的大外圆，装夹在哈夫式柄体18的轴向内槽内，热合或胶合另一半哈夫式柄体18，最后装配合柄尾15和柄端19。

本实施例一抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线的装配，过程如下：

首先，进行组件装配。

采用特种焊接技术，将纯铜丝测温导线12和铜镍合金丝测温导线13的连接端部熔焊为球形熔合点，应光滑圆润，无毛刺，或专业工厂定制。再将两根测温导线的尾端从辐射头1的前端分别穿出辐射头1体内的两轴向斜孔，再将球形熔合点的后半球面推入并吻合在辐射头1前端的半球形凹坑内，其接触面涂以适量的粘接剂，执行粘接工艺要求。检验：熔合点的前半球面凸出于辐射头1之前端表面，其线高度为0.2-0.3毫米。

在辐射头1的圆锥体顶部和球形熔合点(温度测量端)的前半球表面涂覆足量的特种导热胶，然后将圆锥形无氧铜质或黄铜质金属屏蔽罩14紧配合装套于辐射头1圆锥体表面和球形熔合点的前半球表面，而后使用专用夹具，将金属屏蔽罩14尾端旋压铆在辐射头1的凹槽内，最后再对二者的铆接部位采用密封式全焊缝焊接固定。检验：二者之间的全焊缝焊接，应无虚焊、无漏焊。

将水腔套6装配并焊接于外导套5的台肩外圆上，组成“水热交换空腔”，再将一根出水毛细管7、两根出水管8分别对位焊接牢固在水腔套6的端面三小孔上，组成“水路组件”。

将射频插针连接器23、进水嘴17、出水嘴16和两只测温专用转接线端子22等分别对位焊接在(圆板形)支架21上，组成“支架组件”。

此后是本实施例的总装配，流程如下：

将半刚同轴电缆3的内导体装入辐射头1尾部圆柱体的盲孔中，采用专用工具施以压铆，再采用高温焊接，熔锡应从辐射头1尾部外圆柱的径向孔注入，以达到焊接牢固的目的。再将介质管2装套在辐射头1的尾部圆柱体上，同时顺势将两测温导线12、13从介质管2与辐射头1的尾部圆柱体之间隙中穿出，在介质管2与辐射头1的各接触面上涂以适量粘接剂。

对“水路组件”的装配，将外导套5内孔沿半刚同轴电缆3的外导体轴向装入，同时顺势将两测温导线12、13从外导套5内孔与半刚同轴电缆3的外导体之间隙中穿出，当外导套5装套在于介质管2的台肩外圆上并推至到位后，使用专用铆点工具在外导套5相对应于的介质管2外圆上的凹槽部位施以机械压力，以约束两者之相对运动，形成固定连接，并于两者接触面涂以适量粘接剂，对外导套5的内孔与半刚同轴电缆3外导体接触部位，必须采用低温焊接，既保证不破坏测温导线的高绝缘漆膜，又使两者焊接牢固。

对细长“线体”部位的装配，首先将半刚同轴电缆3、进水管7、两根出水管8和两根测温导线20、21沿轴向理顺并调直，此后将若干定心卡圈9和若干热塑管10依次装套在半刚同轴电缆3的外导体上，边装套边塑封，最后然后装套外护套管11于外导套5上，再装卡紧固环4等。上述装配过程中应注意：半刚同轴电缆3、进水管7、两出水管8和两根测温导线12、13装配的位置及其状态，如图2、3所示，各工序装配均可按照半刚水冷微波消融天线专利(专利号：ZL201310102228.7)的有关内容及要求进行。

对手柄内的各工序装配均可按照半刚水冷微波消融天线专利(专利号：ZL201310102228.7)的有关内容及要求进行。此外注意：两根测温导线12、13在从外护套管内穿出以后，不得与其他零件缠绕，将其尾端分别焊接于两只测温专用转接线端子22上，如图4、5所示，并应焊接可靠，无虚焊。

在实施手柄装配之前，对半成品应进行全性能和国家有关医药行业标准产品出厂指标的全检。另，在上述装配过程中，凡采用焊接技术，应焊接牢固可靠，无虚焊现象，尤其涉及水路系统部位，应不得漏水，不得渗水。凡采用粘接技术，均选用常温固化的单组份高温粘接剂，并严格执行粘接工艺。

最后是本实施例总装配的热合或胶合塑料手柄工序，此工序仍可按照半刚水冷微波消融天线专利(专利号：ZL201310102228.7)的有关内容及要求进行。之后的成品检验，可执行GB2828抽样检验。

实施例二

本实施例的天线结构与实施例一的区别在于，采用了手感较好的L型枪柄式手柄，其内部结构的不同在于两只测温专用转接线端子22是固定在(L型)支架20上，如图6所示。图6中标号示意可参考实施例一。

本实施例与实施例一相同部分，这里不再累述。

就不同装配流程为：先行焊接进水嘴17、出水嘴16和两只测温专用转接线端子22组成“支架组件”，再将利用L型支架21的筒形子口焊接并固定在L型射频插针连接器23的台肩外圆上，然后依次将进水管7、两出水管8和与测温导线12、13与进水嘴17、出水嘴16上和两只测温专用转接线端子22进行位置焊接固定。注意：半刚同轴电缆3的内、外导体分别与射频插针连接器23的内外导体焊接牢固，内、外导体之间不得短路。

在实施L型手柄装配之前，对半成品应进行全性能和国家有关医药行业标准产品出厂指标的全检。另，在上述装配过程中，凡采用焊接技术，应焊接牢固可靠，无虚焊现象，尤其涉及水路系统部位，应不得漏水，不得渗水。凡采用粘接技术，均选用常温固化的单组份高温粘接剂，并严格执行粘接工艺。

最后是本实施例总装配的热合或胶合塑料手柄工序，此工序仍可按照半刚水冷微波消融天线专利(专利号：ZL201310102228.7)的有关内容及要求进行。之后的成品检验，可执行GB 2828抽样检验。

本发明抗微波干扰测温与消融一体式半刚水冷微波消融天线，经实验表明，实现了在微波场内抗干扰测量真实温度的效果，同时在其使用性能与技术指标方面均达到国家《微波热凝设备》和《微波热疗设备》的行业标准的规定，包括对微波热疗、消融和测温的有关规范与要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。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。