高性能水冷微波消融天線制造技術(shù)

高性能水冷微波消融天線，包括：輻射頭、介質(zhì)管、半剛同軸電纜、針桿，裝套在介質(zhì)管尾部的金屬外導(dǎo)套，半剛同軸電纜從金屬外導(dǎo)套的軸心孔內(nèi)穿過(guò)后與輻射頭連接，金屬外導(dǎo)套前端套裝在介質(zhì)管上，針桿前端套裝在外導(dǎo)套尾部外圓上，所述外導(dǎo)套與半剛同軸電纜的外導(dǎo)體、針桿均為歐姆接觸。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過(guò)金屬外導(dǎo)套將針桿與介質(zhì)管連接在一起，并且外導(dǎo)套與半剛同軸電纜的外導(dǎo)體、針桿均為歐姆接觸，從而提高了本微波消融天線結(jié)構(gòu)的精確性，使其空間電磁場(chǎng)源的邊界條件，不再是不穩(wěn)定的，不再是未知的，因而使本消融天線的性能和主要特性參數(shù)趨于一致和具有確定性，進(jìn)而提高了本消融天線的穩(wěn)定度、高效性和可靠性。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種微波消融腫瘤之醫(yī)療器械，屬于醫(yī)用微波

技術(shù)介紹
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，微波消融腫瘤已迅速發(fā)展成為臨床腫瘤治療中的一種主要手段，它能夠在B超或CT等現(xiàn)代影像的引導(dǎo)下對(duì)腫瘤實(shí)施原位滅活，并具有微創(chuàng)、精準(zhǔn)、高效且無(wú)毒副作用小的顯著特點(diǎn)。由于微波消融腫瘤升溫速度快、瘤內(nèi)溫度高、消融范圍大，受碳化和血流影響小等突出優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)體腫瘤特別是對(duì)較大實(shí)體腫瘤的治療中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，臨床應(yīng)用的普及率也越來(lái)越高。隨著微波消融腫瘤的不斷普及，臨床醫(yī)學(xué)對(duì)微波消融器械的性能及質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。目前在現(xiàn)有的微波消融手術(shù)器械中，暴露出了一些產(chǎn)品性能與質(zhì)量方面的缺陷和不足:I當(dāng)微波源在采用輸出高功率和較長(zhǎng)時(shí)間的工作條件下，存在頭部脫落和漏水現(xiàn)象。2同一廠家同一批次的微波消融手術(shù)器械,在微波源輸出微波功率和工作時(shí)間相同的條件下，消融腫瘤的體量大小不盡相同。換言之，它們的微波熱效應(yīng)的形狀與大小不盡—致。上述技術(shù)問(wèn)題的存在，勢(shì)必給治療方案的制定，以及微波消融臨床手術(shù)造成困擾，也使微波消融腫瘤的療 效大打折扣。其原因分析如下:當(dāng)微波消融不同臟器的不同腫瘤時(shí)，因?yàn)槠浣M織、層面及細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其周圍血流的分布情況等比較復(fù)雜，使之對(duì)微波的反射、折射，以及對(duì)微波的吸收等存在著很大區(qū)另O，特別是當(dāng)組織發(fā)生嚴(yán)重的碳化或焦化時(shí)，上述缺陷將尤為突出。其中有些狀況，也是臨床上采用物理手段消融治療所遇到的共性問(wèn)題。對(duì)于微波消融手術(shù)器械而言，因?yàn)樗且桓t(yī)用的介入人體組織的針狀微波天線，所以它必須首先具備優(yōu)良的微波天線的結(jié)構(gòu)與特性，才能安全而有效地達(dá)到消融腫瘤的目的。從客觀的角度，來(lái)討論和分析其特性在于:I醫(yī)用臨床介入手術(shù)，要求其器械的徑向幾何尺寸應(yīng)盡可能的小，這使得微波消融手術(shù)器械在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械強(qiáng)度和剛度等方面受到一定的制約，同時(shí)也給其零件及產(chǎn)品的加工與制造帶來(lái)一定的難度。但是，只要設(shè)計(jì)合理和工藝可靠，其產(chǎn)品是完全能夠滿足其臨床的使用要求的，完全能夠解決其手術(shù)器械的頭部脫落和解決漏水的問(wèn)題。2針狀微波消融手術(shù)器械是屬于典型的單極子天線類型。在微波消融器械的前端部位是微波傳輸線的終端，即同軸電纜內(nèi)、外導(dǎo)體開(kāi)放型部位，從此處電磁波脫離場(chǎng)源，以電磁波的形式在人體組織(介質(zhì))中傳播，亦稱之為輻射，普通天線的電磁波是在空間傳播。它的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替激發(fā)的變化率(頻率)非常之高，醫(yī)用微波工作頻率為2450MHz、915MHz和433.92MHz (注:1MHz = I X IO6周/秒)。所以，消融天線前端部位的每一個(gè)零件所處的位置與狀態(tài)，結(jié)構(gòu)形狀與幾何尺寸等等，均將成為消融天線輻射場(chǎng)源的邊界條件，將直接影響電磁波的輻射及輻射各方向的功率通量密度，影響電磁波在腫瘤組織介質(zhì)中傳播條件與狀態(tài)，影響著微波能量作用腫瘤組織介質(zhì)并轉(zhuǎn)變成熱量而升溫結(jié)果，即表現(xiàn)為消融腫瘤的形態(tài)與體量。因此，當(dāng)在微波消融天線前端部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝中，忽視了上述精確性的細(xì)節(jié)，忽視了可能產(chǎn)生的變量因素，或考慮不周密，就會(huì)使消融天線性能不穩(wěn)定，造成其空間電磁場(chǎng)強(qiáng)的不確定，使其前端部位的電磁場(chǎng)分布參量不一致，其結(jié)果必將導(dǎo)致微波消融灶(熱效應(yīng)范圍)不一致，即消融腫瘤的形態(tài)與體量的不一致，就會(huì)差異較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服上述現(xiàn)有產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題和質(zhì)量缺陷，提出一種高性能水冷微波消融天線。本專利技術(shù)高性能水冷微波消融天線，包括:輻射頭、介質(zhì)管、半剛同軸電纜、針桿，所述介質(zhì)管裝配于輻射頭的尾部圓柱體上，所述半剛同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體裝入輻射頭尾部圓柱體盲孔內(nèi)并固定，其特征在于:還包括裝套在介質(zhì)管尾部的金屬外導(dǎo)套，所述半剛同軸電纜從金屬外導(dǎo)套的軸心孔內(nèi)穿過(guò)后與輻射頭連接，金屬外導(dǎo)套前端套裝在介質(zhì)管上，針桿前端套裝在外導(dǎo)套尾部外圓上，所述外導(dǎo)套與半剛同軸電纜的外導(dǎo)體、針桿均為歐姆接觸。本專利技術(shù)通過(guò)金屬外導(dǎo)套與半剛同軸電纜的外導(dǎo)體的歐姆連接，使得本消融天線形成為相對(duì)統(tǒng)一的和精確的結(jié)構(gòu)，換言之，使得本消融天線具備了幾何形狀相對(duì)確定的邊界條件，則有利于求解天線上場(chǎng)源在其周圍空間所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布，進(jìn)而有利于求解天線輻射場(chǎng)的問(wèn)題，即有利于解決微波消融灶(熱效應(yīng)范圍)的問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)金屬外導(dǎo)套與半剛同軸電纜的外導(dǎo)體、針 桿的歐姆連接，即高溫焊接，解決了消融天線前端漏水的問(wèn)題。并且通過(guò)金屬外導(dǎo)套與介質(zhì)管的緊固連接，也解決了消融天線前端的頭部脫落的問(wèn)題。本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于:1、介質(zhì)管外圓設(shè)置有環(huán)形凹槽，金屬外導(dǎo)套的對(duì)應(yīng)部位通過(guò)鉚壓變形壓入所述介質(zhì)管外圓的凹槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)金屬外導(dǎo)套與介質(zhì)管的緊固連接。2、針桿與金屬外導(dǎo)套通過(guò)焊接固定在一起。3、所述介質(zhì)管裝與輻射頭尾部的圓柱體之間填充有高溫粘接劑。4、針桿與半剛同軸電纜之間設(shè)有內(nèi)水管，所述內(nèi)水管與進(jìn)水嘴相連，內(nèi)水管與針桿的內(nèi)壁之間形成為回水通道，所述回水通道與出水嘴相連。5、天線的尾端部分包括:針桿定位套、過(guò)渡套、射頻插針連接器和進(jìn)水嘴、出水嘴、哈夫式柄體、柄端和柄尾，所述射頻插針連接器、過(guò)渡套和針桿定位套組焊為一體。6、天線的尾端部分包括:所述針桿定位套裝配在針桿尾部，并以焊接固定。本專利技術(shù)中，輻射頭為銅質(zhì)或不銹鋼質(zhì)材料的T型圓柱體，其特征為:前端為圓錐體連接圓柱體或多棱體連接圓柱體，使之具有直接刺入組織的鋒利度，其尾部為圓柱體，軸心設(shè)有盲孔，并在尾部圓柱體上加工有徑向孔且與盲孔打通。兩垂直孔的工藝目的，在于使同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體與輻射頭盲孔的高溫焊接具有足夠的連接強(qiáng)度。并且在同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體裝入輻射頭的尾部盲孔后，再對(duì)其徑向施加機(jī)械力，輔以壓鉚變形緊固之。此外，推薦采用電阻壓力焊接技術(shù)，使其具有更可靠的連接強(qiáng)度。本專利技術(shù)中，介質(zhì)管為電子陶瓷材料，外圓為階梯形的管狀圓柱體，其特征為:在臺(tái)肩外圓上設(shè)有兩道環(huán)形凹槽，一道環(huán)形凹槽為增加其粘接強(qiáng)度，一道環(huán)形凹槽為機(jī)械鉚壓連接用，以使之與外導(dǎo)套裝配具有足夠高的連接強(qiáng)度，本專利技術(shù)中，外導(dǎo)套為銅質(zhì)或不銹鋼質(zhì)材料，其內(nèi)、外圓均為階梯形的管狀圓柱體，其特征為:前端是薄壁管狀，當(dāng)裝配到介質(zhì)管的臺(tái)肩外圓上，在相對(duì)于介質(zhì)管的臺(tái)肩外圓上的環(huán)形凹槽位置，施以多點(diǎn)機(jī)械壓力，使薄壁管產(chǎn)生內(nèi)凸變形，以防止兩者之軸向竄動(dòng)和徑向擺動(dòng)，另事先在外導(dǎo)套的內(nèi)表面與介質(zhì)管的外圓臺(tái)肩圓柱面和環(huán)形凹槽內(nèi)涂以高溫粘接齊U，進(jìn)一步輔以緊固連接。在其臺(tái)肩外圓的根部設(shè)有環(huán)形凹槽，當(dāng)針桿裝配在其表面，采用高溫焊接固定時(shí)，槽內(nèi)空間可存適量錫料，以使之具有足夠的焊接強(qiáng)度和氣密性。其軸心孔裝配在半剛同軸電纜的外導(dǎo)體上，采用高溫焊接固定，在軸心孔尾端設(shè)有倒角，用作為焊料熔化時(shí)導(dǎo)流，進(jìn)一步使外導(dǎo)套與同軸電纜外導(dǎo)體之間具有可靠的機(jī)械連接和電連接，以及具有良好的導(dǎo)熱性和氣密性。本專利技術(shù)中，針桿為不銹鋼質(zhì)薄壁無(wú)縫鋼管，其特征為:其前端裝套在外導(dǎo)套的尾部臺(tái)肩外圓上，采用高溫焊接固定之。因高溫焊接是對(duì)針桿內(nèi)壁與外導(dǎo)套的臺(tái)肩外圓配合表面，則利用設(shè)在外導(dǎo)套的環(huán)形凹槽，可進(jìn)一步增強(qiáng)之焊接牢固度、抗拉強(qiáng)度和氣密性，同時(shí)外觀上可保持針桿與外導(dǎo)套的對(duì)接表面的流暢、光滑。此外，對(duì)外導(dǎo)套與針桿的連接，可采用激光焊接技術(shù)。本專利技術(shù)中，通過(guò)兩根內(nèi)水管與進(jìn)水嘴連通，冷卻水可直接注入消融天線的最前端，利用針桿內(nèi)壁與半剛同軸電纜、內(nèi)水管之間形成的空腔作回水通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)消融天線高熱前端和半剛同軸電本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高性能水冷微波消融天線，包括：輻射頭、介質(zhì)管、半剛同軸電纜、針桿，所述介質(zhì)管裝配于輻射頭的尾部圓柱體上，所述半剛同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體裝入輻射頭尾部圓柱體盲孔內(nèi)并固定，其特征在于：還包括裝套在介質(zhì)管尾部的金屬外導(dǎo)套，所述半剛同軸電纜從金屬外導(dǎo)套的軸心孔內(nèi)穿過(guò)后與輻射頭連接，金屬外導(dǎo)套前端套裝在介質(zhì)管上，針桿前端套裝在外導(dǎo)套上，所述外導(dǎo)套與半剛同軸電纜的外導(dǎo)體、針桿均為歐姆接觸。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊興瑞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：楊興瑞，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：