一种具有磁定位装置的微波消融天线的制作方法

本发明涉及微波消融技术领域，具体是一种具有磁定位装置的微波消融天线，在临床消融手术中，可实现在治疗组织内的三维坐标位置的实时跟踪和定位。

背景技术：

微波热消融技术是在影像引导下，微波消融天线经皮穿刺到肿瘤病灶部位。微波消融仪发射的微波能量经消融治疗线传送到微波消融天线，微波能量通过微波消融天线辐射传导到肿瘤病灶组织，微波能量使组织中的极性分子旋转振动而产生热效应。微波消融是通过热的形式使肿瘤细胞凝固坏死，以达到肿瘤治疗目的。

微波消融手术的至关重要的一步是将微波消融天线的发射部位(针头)安全、准确的穿刺到治疗的肿瘤部位，在穿刺过程中需避开肋骨、血管、重要脏器等。

目前微波消融天线在临床穿刺过程中主要有如下问题：

(1)消融天线穿刺需要具备丰富的临床经验、且有外科解剖、超声等专业知识的医生完成。根据超声、CT、MRI等影像资料信息，进行三维空间想象，以确定消融天线当前的具体空间位置，还需避开其它血管、脏器。对于新开展微波消融研究的医生，对于众多约束条件，显的力不从心，无从下手。

(2)在实际的临床治疗中，由于肿瘤组织结构(硬化、打过碘酒等)比较复杂，消融天线在影像引导穿刺的过程中，消融天线针头在某些人体组织中显影不清楚，医生不容易判断当前消融天线的精确位置。

具有定位装置的消融天线，可在消融治疗临床穿刺时提供消融天线三维位置信息。在三维图像处理软、硬件的配合下，实时动态显示消融天线进针路线和位置。

现有具有定位装置的消融天线存在如下不足之处：

(1)当前具备定位装置的消融天线其定位装置通常位于消融天线的手柄处。在消融天线出厂前，将手柄内定位器和针头的位置坐标进行标校，存入存储器。然而，在实际临床治疗穿刺时，天线杆可能会弯曲，此时针头和手柄的相对三维坐标位置发生改变，即原始存储的标校数据产生偏差，最终造成定位位置数据偏差，影响定位精度。

(2)现有消融天线配备的磁定位装置，定位线圈的外部未有防水和防止短路的绝缘保护装置，在实际使用时，可能会造成磁定位器短路或失效的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种具有磁定位装置的微波消融天线，将磁定位装置配备到靠近微波消融天线的针尖部位，为消融天线临床穿刺定位提供精准三维位置信息，并且外部提供绝缘护套保护装置，防止定位线圈短路影响穿刺定位。

本发明采用如下技术方案：

一种具有磁定位装置的微波消融天线，其特征是包括针头(1)、微波传输电缆(2)、针杆(3)、手柄(4)、水箱(5)、磁定位器(6)和定位控制装置(7)，针杆(3)一端与手柄(4)连接，另一端与针头(1)连接，微波传输电缆(2)穿过针杆(3)内部与针头(1)连接，所述的磁定位器(6)包括定位传感器(6-1)、连接线(6-2)和护套管(6-3)，磁定位器6的连接线(6-2)与位于针头(1)位置的定位传感器(6-1)连接，定位传感器(6-1)和连接线(6-2)外表面设有护套管(6-3)。

所述磁定位器6的连接线(6-2)经过水箱(5)，穿过针杆(3)和微波传输电缆(2)中间的空隙与位于针头(1)位置的定位传感器(6-1)连接，或者所述磁定位器6的连接线(6-2)经过水箱(5)，经由针杆(3)外部与位于针头(1)位置的定位传感器(6-1)连接。

微波功率信号经微波传输电缆2传送到针头1，微波信号通过针头1辐射到治疗的组织中。

定位传感器(6-1)的磁场定位信号通过连接线(6-2)传输到定位控制装置(7)进行位置信息处理。护套管(6-3)包裹在传感器(6-1)和连接线(6-2)外部，防止消融针内循环液体或金属短路对定位传感器6-1的影响。

所述定位传感器(6-1)紧靠针头(1)的后端设置。

即不会破坏发射天线的完整性，也不会影响天线的阻抗匹配。定位传感器(6-1)和针头(1)的相对位置固定，定位不会由于针杆的弯曲而造成误差。

所述定位控制装置(7)包括存储器(7-1)、连接器(7-2)、接口单元(7-3)、磁控制单元(7-4)和磁场发生器(7-5)，如图4所示。磁控制单元(7-4)控制磁场发生器(7-5)发生定位所需的磁场，磁定位器(6)的定位信息经连接器(7-2)由接口单元(7-3)放大并数字化其电信号，接口单元(7-3)用于增加磁控制单元(7-4)和磁定位器(6)之间的传输距离，同时最大限度地减少用于数据的噪声，磁控制单元(7-4)接收并解析处理接口单元(7-3)的信号，即获得磁定位器(6)的定位传感器(6-1)的坐标位置。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明将定位传感器的安装到微波消融天线靠近针尖的部位，即避免由于针杆弯曲，造成对定位精度的影响；又不会对微波消融天线结构的完整性和阻抗匹配造成影响。

(2)本发明的定位传感器线圈外部提供绝缘护套保护装置，防止定位线圈及连接线表面破损后，血液、冷循环水或与之接触的金属导体对其产生短路的影响。

附图说明

图1是本发明的消融天线的结构示意图。

图2是图1中A的局部放大图。

图3是图2中沿着B—B方向剖视图。

图4是本发明的电磁跟踪定位系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示，一种具有磁定位装置的微波消融天线，包括针头(1)、微波传输电缆(2)、针杆(3)、手柄(4)、水箱(5)、磁定位器(6)和定位控制装置(7)，针杆(3)一端与手柄(4)连接，另一端与针头(1)连接，微波传输电缆(2)穿过针杆(3)内部与针头(1)连接，所述的磁定位器(6)包括定位传感器(6-1)、连接线(6-2)和护套管(6-3)，磁定位器6的连接线(6-2)与位于针头(1)位置的定位传感器(6-1)连接，定位传感器(6-1)和连接线(6-2)外表面设有护套管(6-3)。

所述磁定位器(6)的连接线(6-2)经过水箱(5)，穿过针杆(3)和微波传输电缆(2)中间的空隙与位于针头(1)位置的定位传感器(6-1)连接，或者所述磁定位器6的连接线(6-2)经过水箱(5)，经由针杆(3)外部与位于针头(1)位置的定位传感器(6-1)连接。

定位传感器(6-1)的磁场定位信号通过连接线(6-2)传输到定位控制装置(7)进行位置信息处理。护套管(6-3)包裹在传感器(6-1)和连接线(6-2)外部，防止消融针内循环液体或金属短路对定位传感器(6-1)的影响。

所述定位传感器(6-1)紧靠针头(1)的后端设置。

即不会破坏发射天线的完整性，也不会影响天线的阻抗匹配。定位传感器(6-1)和针头(1)的相对位置固定，定位不会由于针杆的弯曲而造成误差。

所述定位控制装置(7)包括存储器(7-1)、连接器(7-2)、接口单元(7-3)、磁控制单元(7-4)和磁场发生器(7-5)，如图4所示。磁控制单元(7-4)控制磁场发生器(7-5)发生定位所需的磁场，磁定位器(6)的定位信息经连接器(7-2)由接口单元(7-3)放大并数字化其电信号，接口单元(7-3)用于增加磁控制单元(7-4)和磁定位器(6)之间的传输距离，同时最大限度地减少用于数据的噪声，磁控制单元(7-4)接收并解析处理接口单元(7-3)的信号，即获得磁定位器(6)的定位传感器(6-1)的坐标位置。

磁定位器6包括定位传感器(6-1)、连接线(6-2)、护套管(6-3)组成，如图2所示。磁定位器(6)可以是5DOF Sensor(如型号610005，610099，610090等)，也可以是6DOF Sensor(如型号610029，610059等)。定位传感器(6-1)磁场定位信号通过连接线(6-2)，传输到定位控制装置(7)进行位置信息处理。护套管(6-3)包裹在传感器(6-1)和连接线(6-2)外部，防止消融针内循环液体或金属短路对定位传感器(6-1)的影响。护套管(6-3)可以采用塑料材料，也可以采用无磁金属材料。

磁定位器(6)和定位控制装置(7)组成消融针跟踪定位系统，本系统采用电磁跟踪定位系统，电磁跟踪定位系统可在有遮挡的情况下实现精确定位，例如NDI Aurora电磁跟踪定位系统。磁定位器(6)接收磁场定位信息，定位控制装置(7)产生定位所需的信号，并且接收磁定位器(6)的定位信息并解析处理，以获得获得磁定位器(6)即消融针头(1)的坐标位置。

由于磁定位器(6)和消融针针头(1)存在一定的距离，在消融手术中，我们需要知道的是消融天线尖端的位置，所以存储器(7-1)用于存储消融天线尖端和磁定位器6标定的相对位置信息，存储器(7-1)为单线存储器SROM。电磁跟踪定位系统也可以是Ascension 3D Guidance medSAFE医学三维导航系统。

微波功率信号经微波传输电缆(2)传送到针头(1)，微波信号通过针头

(1)辐射到治疗的组织中。针头和针杆采用高强度、无磁性的医用不锈钢管材料，也可以采用钛合金材料，防止在临床穿刺时针杆弯曲或磁性物质对定位精度的影响。微波传输电缆(2)采用同轴电缆传输微波功率信号。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。