一种柔性冷冻消融探头的制作方法

专利查询2022-05-21  8



1.本实用新型涉及医疗设备技术领域,特别涉及一种可用于肺癌消融治疗的柔性冷冻消融探头。


背景技术:

2.肺癌是目前我国患病率和病死率均第一位的恶性肿瘤。肺癌的早发现、早诊断是提高肺癌患者生存率的根本策略之一。外科手术和立体定向放疗被认为是早期肺癌治疗的一线技术。但有一些肺癌患者不能耐受手术或不适合放疗,使得介入治疗成为其治疗的重要手段之一。近年来,经支气管镜的介入呼吸病学技术和肺结节精准导航系统取得了长足的进步,经支气管镜的周围型肺癌/早期肺癌消融治疗逐渐兴起,尤其在肺癌直径小于2cm的患者中疗效更为确切,具有良好的应用前景;同时,经自然腔道进行消融治疗,能够降低气胸、出血等风险。
3.经支气管镜的周围型肺癌消融技术主要包括射频、微波和冷冻治疗。与传统的射频、微波消融相比,冷冻消融具有一些优势。射频和微波呈椭球体消融范围,而冷冻消融形成的近乎球体,并对血管、神经保护性更好。另外,冷冻消融本身具有止疼作用,较传统的射频、微波消融可降低手术中疼痛及并发症的发生。传统的冷冻消融治疗为经皮入路抵达肺癌病灶,存在创伤、气胸和皮肤冻伤等风险。


技术实现要素:

4.为了解决传统的肺癌冷冻消融治疗为经皮入路抵达肺癌病灶,存在创伤、气胸和皮肤冻伤等风险的问题,本实用新型提供了一种可用于肺癌消融治疗的柔性冷冻消融探头,包括探头本体、手柄部、保护外管和输气管;所述探头本体与所述手柄部连接;所述手柄部与所述保护外管连接;所述探头本体包括冷冻探头、节流管、医用塑料导管、测温热电偶线和回流管;所述回流管的前端与所述冷冻探头连接,所述测温热电偶线以螺旋状缠绕在所述回流管外表面,所述测温热电偶线外表面套有所述医用塑料导管;所述医用塑料导管与所述回流管之间形成隔热夹层;所述节流管设置于所述回流管内部,并且所述节流管的前端靠近所述回流管的前端,所述节流管的后端伸入所述手柄部内部;所述输气管设置于所述保护外管内部,并且所述输气管与所述节流管连通。
5.进一步地,所述手柄部包括第一手柄外壳、第二手柄外壳、第一变径、手柄真空夹层内层管、手柄真空夹层外层管、热交换器、电加热线、第二变径和过滤器;所述第一手柄外壳的一端与所述探针本体连接,所述第一手柄外壳的另一端与所述第二手柄外壳连接;所述回流管的后端穿过所述第一手柄外壳后伸入所述第二手柄外壳内部;所述第一手柄外壳通过所述第一变径与所述手柄真空夹层内层管连接,所述手柄真空夹层外层管的两端与所述手柄真空夹层内层管连接,所述手柄真空夹层内层管与所述手柄真空夹层外层管之间形成手柄真空夹层;所述节流管的后端与所述热交换器的出气口连接;所述热交换器内部设置有所述过滤器,所述过滤器的出口与所述热交换器的出气口连接,所述过滤器的入口与
所述热交换器的进气口连接,所述输气管与所述热交换器的进气口连接;所述电加热线以螺旋状缠绕在所述热交换器的外表面上;所述手柄真空夹层内层管通过所述第二变径与所述保护外管连接;所述第二手柄外壳与所述保护外管连接。
6.优选地,所述热交换器为微型翅片热交换器,所述微型翅片热交换器的材质为紫铜。
7.优选地,所述过滤器为铜烧结过滤器,所述铜烧结过滤器由铜粉末烧结而成。
8.优选地,所述节流管为内径0.2mm-0.3mm的不锈钢毛细管。
9.优选地,所述回流管为经过热处理软化的直径为1mm-2mm的医用不锈钢毛细管,并且可任意弯曲。
10.优选地,所述测温热电偶线为t型热电偶线。
11.优选地,所述输气管为金属毛细管。
12.优选地,所述冷冻探头的材质为医用不锈钢;所述医用塑料导管的材质为医用三氟或高分子聚乙烯。
13.优选地,所述第一手柄外壳的材质为硅胶;所述第二手柄外壳的材质为abs树脂;所述手柄真空夹层的真空度为10-4
pa;所述电加热线为镍铬、钨或碳纤维加热线;所述第一变径的材质为不锈钢;所述第二变径的材质为金属或塑料;所述保护外管的材质为硅胶或pvc。
14.本实用新型提供的柔性冷冻消融探头,通过探头本体、手柄部、保护外管和输气管,并经支气管可实现肺癌病灶的全肺抵达,具有更好的安全性和微创性,其近乎球体的消融范围会更好的实现肺癌消融治疗,确保安全消融范围,具有良好的临床应用前景。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的柔性冷冻消融探头的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例,对本实用新型技术方案作进一步描述。
17.本实用新型实施例提供的柔性冷冻消融探头,可满足经支气管镜肺癌冷冻消融治疗,从而实现对肺癌病灶的全肺抵达,实现安全高效的消融治疗,为医学临床提供了一种新型的肺癌介入治疗技术。参见图1,本实用新型实施例提供的可用于肺癌消融治疗的柔性冷冻消融探头,包括探头本体、手柄部、保护外管16和输气管17;探头本体与手柄部连接;手柄部与保护外管16连接;探头本体包括冷冻探头1、节流管2、医用塑料导管3、测温热电偶线4和回流管5;回流管5的前端与冷冻探头1连接,测温热电偶线4以螺旋状缠绕在回流管5外表面,测温热电偶线4外表面套有医用塑料导管3;医用塑料导管3与回流管5之间形成隔热夹层;节流管2设置于回流管5内部,并且节流管2的前端靠近回流管5的前端,节流管2的后端伸入手柄部内部;输气管17设置于保护外管16内部,并且输气管17与节流管2连通。
18.参见图1,本实用新型实施例的手柄部进一步包括第一手柄外壳6、第二手柄外壳7、第一变径8、手柄真空夹层内层管9、手柄真空夹层外层管10、热交换器12、电加热线13、第二变径14和过滤器15。其中,第一手柄外壳6的一端与探针本体连接,第一手柄外壳6的另一端与第二手柄外壳7连接;回流管5的后端穿过第一手柄外壳6后伸入第二手柄外壳7内部;
第一手柄外壳6通过第一变径8与手柄真空夹层内层管9连接,手柄真空夹层外层管10的两端与手柄真空夹层内层管9连接,手柄真空夹层内层管9与手柄真空夹层外层管10之间形成手柄真空夹层11;节流管2的后端与热交换器12的出气口连接;热交换器12内部设置有过滤器15,过滤器15的出口与热交换器12的出气口连接,过滤器15的入口与热交换器12的进气口连接,输气管17与热交换器12的进气口连接;电加热线13以螺旋状缠绕在热交换器12的外表面上;手柄真空夹层内层管9通过第二变径14与保护外管16连接;第二手柄外壳7与保护外管16连接。
19.在实际应用中,热交换器12可为微型翅片热交换器,用于对流经其内部和外部的气体进行热交换,微型翅片热交换器的材质为紫铜;过滤器15为铜烧结过滤器,铜烧结过滤器由铜粉末烧结而成,铜烧结过滤器用于过滤气体中的微小颗粒,防止堵塞节流管2,同时铜材质的导热系数高,加之微小孔隙,可以有效提高气体热交换效率;节流管2为内径0.2mm-0.3mm的不锈钢毛细管,工作时喷射高压气体(高压氩气或高压氦气);冷冻探头1为冷冻消融区域,冷冻探头1的材质为医用不锈钢;医用塑料导管3的材质为耐低温材料,例如医用三氟或高分子聚乙烯;测温热电偶线4为t型热电偶线,用于测量冷冻探头1的温度和支撑医用塑料导管3,使医用塑料导管3与回流管5之间形成隔热夹层;回流管5为经过热处理软化的直径为1mm-2mm的医用不锈钢毛细管,可以任意弯曲;第一手柄外壳6的材质为硅胶;第二手柄外壳7的材质为abs树脂;手柄真空夹层11的真空度为10-4
pa,用于起到隔热的作用;电加热线13为镍铬、钨或碳纤维加热线,用于对热交换器12加热,以便提高升温速度和节省氦气;第一变径8的材质为不锈钢,用于焊接密封回流管5和手柄真空夹层内层管9,同时固定第一手柄外壳6和第二手柄外壳7;第二变径14的材质为金属或塑料,用于固定第二手柄外壳7和保护外管16;保护外管16的材质为硅胶或pvc;输气管17为金属毛细管,并且与热交换器12焊接在一起。
20.参见图1,本实用新型实施例的柔性冷冻消融探头需配合支气管镜使用,该探头沿支气管镜的工作孔插入,经支气管镜到达支气管目标肿瘤位置,开始冷冻消融治疗,具体过程如下:
21.1、冷冻模式:高压氩气经过输气管17进入热交换器12的内孔,再经过过滤器15进入节流管2(图1的实心箭头),并从节流管2的端口喷射出来变为低压氩气,同时由于焦耳汤姆逊原理,氩气降温;低压低温氩气经过回流管5与节流管2之间的通道回流至热交换器12的外侧翅片处,并沿着翅片螺旋流出至保护外管16与输气管17之间,随后排到大气中(图1的空心箭头);低温低压氩气流过热交换器12的翅片时,通过热交换结构对热交换器12内管新流进的高压氩气预冷,经过预冷的高压氩气经过节流管2的端口喷射出,从而进一步降温,如此循环不断降温直到达到液态氩的沸点;由于回流气体经过热交换器12会有一定的阻力,导致回流低压氩气的压力在1-2mpa左右,因此冷冻探头1最低的温度为-150℃左右;医用塑料导管3与回流管5之间的隔热夹层被测温热电偶线4支撑起来,起到隔热的作用,防止冻伤并提高冷量的利用率,使得冷量全部集中在冷冻探头1的冷冻工作区域。
22.2、加热模式:高压氦气经过输气管17流入热交换器12的内孔,再经过过滤器15进入节流管2,并从节流管2的端口喷射出来变为低压氦气,同时由于焦耳汤姆逊原理,氦气升温;低压高温氦气经过回流管5与节流管2之间的通道回流至热交换器12的外侧翅片处,并沿着翅片螺旋流出至保护外管16与输气管17之间,随后排到大气中;低压高温氦气流过热
交换器12的翅片时,通过热交换结构对热交换器12内管新流进的高压氦气预热,经过预热的高压氦气经过节流管2的端口喷射出,从而进一步升温,如此循环温度不断升高。但由于氦气价格较高,同时医生希望快速升温,故在热交换器12的翅片根部缠绕电加热线13,在加热模式启动时,通过给电加热线13供电发热使热交换器12加热,这样在电加热和氦气节流制热的双重作用下,可以在几秒内将探头从零下150度升至0度,实现解冻,探头与目标组织脱离,并且节省了氦气。
23.本实用新型实施例提供的柔性冷冻消融探头,可满足经支气管镜肺癌冷冻消融治疗,柔性冷冻消融探头经支气管镜工作孔道在导航系统导引下或影像导引定位下抵达肺癌病灶内,形成中心温度为-150℃的近乎球体的消融范围。本实用新型实施例提供的柔性冷冻消融探头的外径仅为1.5mm,具有高度的病灶可抵达性,其可抵达7级以远支气管,能够实现经自然腔道全肺抵达,并进行肺癌冷冻消融;相比于经皮冷冻消融,降低了气胸、出血、皮肤冻伤等风险。本实用新型实施例的柔性冷冻消融探头的外径仅为1.5mm,能够更加容易地形成球体的消融范围,较传统的射频、微波消融的椭球体消融范围更具优势,并且对血管、神经的保护性更好。另外,冷冻消融本身具有止疼作用,较传统的射频、微波消融可降低术中疼痛并发症的发生。在临床应用中,本实用新型实施例提供的柔性冷冻消融探头经支气管可实现肺癌病灶的全肺抵达,具有更好的安全性和微创性,其近乎球体的消融范围会更好的实现肺癌消融治疗,确保安全消融范围,具有良好的临床应用前景。
24.以上所述的具体实施例,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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