[发明专利]高性能水冷微波消融天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波消融肿瘤之医疗器械，属于医用微波技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，微波消融肿瘤已迅速发展成为临床肿瘤治疗中的一种主要手段，它能够在B超或CT等现代影像的引导下对肿瘤实施原位灭活，并具有微创、精准、高效且无毒副作用小的显著特点。由于微波消融肿瘤升温速度快、瘤内温度高、消融范围大，受碳化和血流影响小等突出优点，在实体肿瘤特别是对较大实体肿瘤的治疗中发挥着越来越重要的作用，临床应用的普及率也越来越高。

随着微波消融肿瘤的不断普及，临床医学对微波消融器械的性能及质量的要求也越来越高。目前在现有的微波消融手术器械中，暴露出了一些产品性能与质量方面的缺陷和不足：

1当微波源在采用输出高功率和较长时间的工作条件下，存在头部脱落和漏水现象。

2同一厂家同一批次的微波消融手术器械，在微波源输出微波功率和工作时间相同的条件下，消融肿瘤的体量大小不尽相同。换言之，它们的微波热效应的形状与大小不尽一致。

上述技术问题的存在，势必给治疗方案的制定，以及微波消融临床手术造成困扰，也使微波消融肿瘤的疗效大打折扣。其原因分析如下：

当微波消融不同脏器的不同肿瘤时，因为其组织、层面及细胞的结构及其周围血流的分布情况等比较复杂，使之对微波的反射、折射，以及对微波的吸收等存在着很大区别，特别是当组织发生严重的碳化或焦化时，上述缺陷将尤为突出。其中有些状况，也是临床上采用物理手段消融治疗所遇到的共性问题。

对于微波消融手术器械而言，因为它是一根医用的介入人体组织的针状微波天线，所以它必须首先具备优良的微波天线的结构与特性，才能安全而有效地达到消融肿瘤的目的。从客观的角度，来讨论和分析其特性在于：

1医用临床介入手术，要求其器械的径向几何尺寸应尽可能的小，这使得微波消融手术器械在结构设计、机械强度和刚度等方面受到一定的制约，同时也给其零件及产品的加工与制造带来一定的难度。但是，只要设计合理和工艺可靠，其产品是完全能够满足其临床的使用要求的，完全能够解决其手术器械的头部脱落和解决漏水的问题。

2针状微波消融手术器械是属于典型的单极子天线类型。在微波消融器械的前端部位是微波传输线的终端，即同轴电缆内、外导体开放型部位，从此处电磁波脱离场源，以电磁波的形式在人体组织(介质)中传播，亦称之为辐射，普通天线的电磁波是在空间传播。它的电场和磁场交替激发的变化率(频率)非常之高，医用微波工作频率为2450MHz、915MHz和433.92MHz(注：1MHz＝1×10⁶周/秒)。所以，消融天线前端部位的每一个零件所处的位置与状态，结构形状与几何尺寸等等，均将成为消融天线辐射场源的边界条件，将直接影响电磁波的辐射及辐射各方向的功率通量密度，影响电磁波在肿瘤组织介质中传播条件与状态，影响着微波能量作用肿瘤组织介质并转变成热量而升温结果，即表现为消融肿瘤的形态与体量。因此，当在微波消融天线前端部位的结构设计和制造工艺中，忽视了上述精确性的细节，忽视了可能产生的变量因素，或考虑不周密，就会使消融天线性能不稳定，造成其空间电磁场强的不确定，使其前端部位的电磁场分布参量不一致，其结果必将导致微波消融灶(热效应范围)不一致，即消融肿瘤的形态与体量的不一致，就会差异较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服上述现有产品的关键技术问题和质量缺陷，提出一种高性能水冷微波消融天线。

本发明高性能水冷微波消融天线，包括：辐射头、介质管、半刚同轴电缆、针杆，所述介质管装配于辐射头的尾部圆柱体上，所述半刚同轴电缆内导体装入辐射头尾部圆柱体盲孔内并固定，其特征在于：还包括装套在介质管尾部的金属外导套，所述半刚同轴电缆从金属外导套的轴心孔内穿过后与辐射头连接，金属外导套前端套装在介质管上，针杆前端套装在外导套尾部外圆上，所述外导套与半刚同轴电缆的外导体、针杆均为欧姆接触。

本发明通过金属外导套与半刚同轴电缆的外导体的欧姆连接，使得本消融天线形成为相对统一的和精确的结构，换言之，使得本消融天线具备了几何形状相对确定的边界条件，则有利于求解天线上场源在其周围空间所产生的电磁场分布，进而有利于求解天线辐射场的问题，即有利于解决微波消融灶(热效应范围)的问题。同时，通过金属外导套与半刚同轴电缆的外导体、针杆的欧姆连接，即高温焊接，解决了消融天线前端漏水的问题。并且通过金属外导套与介质管的紧固连接，也解决了消融天线前端的头部脱落的问题。

本发明进一步的改进在于：