消融针、加工工艺、消融系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及高端装备制造技术领域，特别涉及一种消融针、加工工艺、消融系统及其使用方法。


背景技术：

2.不可逆电穿孔(ire)是一项有关肿瘤非热消融的新兴技术，该项技术通过电极发送一组高压电脉冲在组织中形成电场，使细胞膜发生不可逆电穿孔，从而使得肿瘤细胞凋亡。在进行手术消融时，一般根据肿瘤大小需要同时穿刺两到六条单极消融针，然后分别选择两条针之间施加的高压脉冲击穿细胞膜，以进行肿瘤消融。
3.由于需要布置多根消融针，在放电消融时对针之间的平行度要求比较高，而且病变部位附近往往有密集血管或病变部位附近空间狭窄，存在布针困难的问题。


技术实现要素：

4.本发明主要提供一种消融针、加工工艺、消融系统及其使用方法，以解决布针困难的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种消融针，该消融针包括第一针体、第二针体以及绝缘部件；所述第一针体包括第一导电杆和连接于所述第一导电杆的第一电极部；所述第二针体包括套设于所述第一导电杆的第二电极部和第二导电杆，所述第二电极部连接于所述第二导电杆，所述第一电极部和所述第二电极部沿所述消融针的轴向方向间隔排布；所述绝缘部件包括第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部的一部分结构设于所述第一电极部和所述第二电极部之间，另一部分结构设于所述第一导电杆和所述第二电极部之间以及所述第一导电杆和所述第二导电杆之间，所述第二绝缘部套设于所述第二导电杆外部；其中，所述第一电极部和所述第二电极部等径设置，所述第一电极部和所述第二电极部用于在通电之后在病灶部位上形成电场，以对病灶部位进行消融。
6.可选地，所述第一绝缘部包括第一外绝缘套管和内绝缘套管，所述内绝缘套管套设于所述第一导电杆，所述第一外绝缘套管套设于所述内绝缘套管，且设置于所述第一电极部和所述第二电极部之间；沿所述第一导电杆的轴向方向，所述第一外绝缘套管具有长度l1，所述第一电极部和所述第二电极部具有相同的长度l2，其中，所述长度l1和所述长度l2的比值为x，所述x的范围为1-4。
7.可选地，所述x的范围为1-3。
8.可选地，所述长度l1为5-20mm。
9.可选地，所述第二绝缘部包括第二外绝缘套管，所述第二外绝缘套管套设于所述第二导电杆外部，所述第一导电杆的外径小于所述第一电极部的外径，所述第二导电杆的外径小于所述第二电极部的外径。
10.可选地，所述第一外绝缘套管的外径和所述第二外绝缘管的外径均与所述第二电极部的外径相等。
11.可选地，所述第一电极部和所述第二电极部的外径为0.3-1.5mm。
12.可选地，所述第一外绝缘套管、所述内绝缘套管以及所述第二外绝缘套管的材质分别为peek、氧化锆、氧化铝、pi中的一种；和/或，所述第一针体和所述第二针体的材质为sus304。
13.可选地，所述消融针还包括手柄、第一导电接头以及第二导电接头，所述第一针体和所述第二针体远离所述第一电极部的一端固定于所述手柄，所述第一导电接头通过第一导电线缆与所述第一针体电性连接，所述第二导电接头通过第二导电线缆与所述第二针体电性连接；其中，所述第一导电线缆的一端和所述第二导电线缆的一端安装于所述手柄。
14.为实现上述目的，本发明还提出一种消融针的加工工艺，该加工工艺包括：消融针预处理：对两不锈钢针管进行表面擦洗和酒精浸泡，得到第一不锈钢针管和第二不锈钢针管；制备第一针体：在已处理的第一不锈钢针管的一端制备针头，以得到第一电极部，对第一不锈钢针管远离针头的部分结构制备成外径小于第一电极部外径的不锈钢针管，以得到第一导电杆，在第一导电杆的表面制备内绝缘层，在内绝缘层靠近第一电极部的表面制备外径与第一电极部外径相等的第一外绝缘层；制备第二针体：在已处理的第二不锈钢针管的一端制备外径与第一电极部外径相等的第二电极部，对第二不锈钢针管远离第二电极部的部分结构制备成外径小于第二电极部外径的不锈钢针管，以得到第二导电杆，在第二导电杆的表面制备外径与第二电极部外径相等的第二外绝缘层；组装消融针芯：将第二电极部和第二导电杆同轴套设在第一导电杆外部，并且第二电极部抵顶第一外绝缘层，以得到消融针的针芯；焊接电接头：将第一导电线缆一端焊接在第一导电杆远离第一电极部的一端，得到第一接电部，第一导电线缆另一端与第一导电接头焊接，将第二导电线缆一端焊接在第二导电杆远离第二电极部的一端，得到第二接电部，第二导电线缆另一端与第二导电接头焊接；装配消融针：将手柄的上下壳和内部固定块装配在消融针芯上，第二接电部和第二接电部安装于手柄，得到消融针。
15.为实现上述目的，本发明还提出一种消融系统，该消融系统包括消融主机和所述消融针，所述消融针与所述消融主机电性连接，所述消融主机用于生成电脉冲，并电传导至所述消融针，所述消融针用于通过所述第一电极部和所述第二电极部在病灶部位上形成电场，以对病灶部位进行消融。
16.为实现上述目的，本发明还提出一种消融系统的使用方法，所述使用方法使用所述消融系统，包括以下步骤：消融针穿刺进病灶部位；消融主机生成电脉冲，并将所述电脉冲传输至所述消融针；所述消融针接收所述电脉冲，并通过第一电极部和第二电极部在所述病灶部位上
形成电场，以对所述病灶部位进行消融。
17.本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明公开了一种消融针、加工工艺、消融系统及其使用方法，通过将第二电极部和第二导电杆同轴套设于第一导电杆外部，使得第一电极部和第二电极部同轴设定，第一电极部和第二电极部沿消融针轴向方向间隔排布，第一电极部和第二电极部之间通过第一绝缘部绝缘，同时第一导电杆和第二电极部之间以及第一导电杆和第二导电杆之间也通过第一绝缘部绝缘，第二导电杆外部通过第二绝缘部绝缘，其中第一电极部和第二电极部等径设置，使得第一电极部和第二电极部在通电之后在病灶部位上形成较圆的电场，通过上述方式，能够解决传统上布局多根消融针困难的问题，极大地降低了布针的难度，使得手术操作更加简便。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本发明消融系统一实施例的结构示意图；图2为本发明消融针整体的一实施例的剖切结构示意图；图3为本发明消融针一实施例的断开结构示意图；图4为本发明消融针加工工艺一实施例的工艺步骤示意图；图5为本发明消融系统的使用方法一实施例的流程步骤示意图；图6为本发明一实施例的第一组消融针对实验动物的病灶部位的消融图；图7为本发明一实施例的第二组消融针实验动物的病灶部位的消融图；图8为本发明一实施例的第三组消融针对实验动物的病灶部位的消融图。
20.附图标号说明：10、消融主机；20、消融针；30、第一导电线缆；40、第二导电线缆；1、第一针体；11、第一导电杆；12、第一电极部；2、第二针体；21、第二导电杆；22、第二电极部；3、绝缘部件；31、第一绝缘部；311、第一外绝缘套管；312、内绝缘套管；32、第二绝缘部；321、第二外绝缘套管；4、手柄；41、固定头；5、第一导电接头；6、第二导电接头。
21.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据
具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
25.本发明提出一种消融系统，参照图1和图2，图1为本发明消融系统一实施例的结构示意图，图2为本发明消融针整体的一实施例的剖切结构示意图，该消融系统包括消融主机10和消融针20，消融针20通过第一导电线缆30以及第二导电线缆40与消融主机10电性连接。消融主机10具有脉冲生成模块，脉冲生成模块可以是脉冲电压发生器，脉冲电压发生器用于生成电脉冲，并通过第一导电线缆30以及第二导电线缆40电传导至消融针20。消融针20用于经皮穿刺进病灶部位，消融针20穿刺于病灶部位的前端具有双极性部件，双极性部件用于在通电之后在病灶部位上形成电场，使得病灶部位上的细胞膜发生不可逆电穿孔，从而对病灶部位进行消融。
26.具体地，该消融针20可用于对胰腺癌、前列腺增生、甲状腺结节/癌等病变部位进行消融。
27.在消融的过程中，只需要将一根消融针20穿刺进病灶部位，即可对病灶部位进行消融操作，相对于传统上将两根或者多根消融针20穿刺于病灶部位的方式，以单根消融针20对病灶部位进行消融的方式，具有布针简单，手术操作简便的优势，特别地，对于密集血管的病灶部位或者狭窄的空间，能够极大地降低布针的难度，降低医疗事故发生的可能性。
28.基于上述发明目的，本发明提出一种消融针20，参照图1至图3，其中图3为本发明消融针一实施例的断开结构示意图，该消融针20包括第一针体1、第二针体2以及绝缘部件3。第一针体1和第二针体2均呈圆柱状设置，第一针体1包括第一导电杆11和固定连接于第一导电杆11一端的第一电极部12，第一导电线缆30与第一导电杆11电性连接。第二针体2包括同轴套设于第一导电杆11的第二电极部22和第二导电杆21，第二电极部22固定连接于第二导电杆21靠近第一电极部12的一端，第二导电线缆40与第二导电杆21电性连接。第一电极部12和第二电极部22沿消融针20的轴向方向间隔排布，第一电极部12和第二电极部22互相靠近的两端面呈平行设置。
29.绝缘部件3包括第一绝缘部31和第二绝缘部32，第一绝缘部31的一部分结构设于第一电极部12和第二电极部22之间，以使第一电极部12和第二电极部22之间绝缘隔开，另一部分结构设于第一导电杆11和第二电极部22之间以及第一导电杆11和第二导电杆21之间，以使第一导电杆11和第二电极部22之间以及第一导电杆11和第二导电杆21之间绝缘隔开。第二绝缘部32套设于第二导电杆21外部，裸露于消融针20外。
30.其中，第一电极部12和第二电极部22用于在通电之后在病灶部位上形成电场，使病灶部位上的细胞膜发生不可逆电穿孔，从而对病灶部位进行消融。第一电极部12和第二电极部22等径设置，使得第一电极部12和第二电极部22在病灶部位上形成的电场较圆，进而提升消融效果，从而提高治疗的效果。
31.将第一电极部12和第二电极部22同轴设置在同一根消融针20上，并且第一电极部
12和第二电极部22始终保持平行的状态，通过这样的设定，单根消融针20在通电之后就可以在病灶部位上形成电场，从而进行一系列的消融操作。相比于传统上通过两根或者多根消融针20通电来形成电场的方式，本发明提供的消融针20在实施过程中，无需布局两根或者多根消融针20就可以完成对病灶部进行消融的操作。这样，不仅可以有效地解决布针困难的问题，还可以提升布针效率，操作简单、快速。
32.在使用过程中，消融主机10生成的电脉冲，通过第一导电线缆30和第二导电线缆40分别电传导至第一导电杆11和第二导电杆21，然后利用第一电极部12和第二电极部22进行放电，以形成较圆的电场，通过第一电极部12和第二电极部22之间传播的一系列电脉冲使得病灶部位的细胞膜产生纳米孔，也即病灶部位上的细胞膜发生不可逆电穿孔，从而对病灶部位进行消融。
33.其中，双极性部件可以为第一电极部12和第二电极部22，第一电极部12和第二电极部22分别为正电极和负电极中的一种。例如，第一电极部12可以为正电极，第二电极部22可以为负电极。
34.第一电极部12可以作为针头，针头采用三棱针头设计，通过这样的设定，使得针头能够易经皮穿刺进病灶部位，有助于提升穿刺的流畅性，降低对生物组织的破坏。
35.继续参照图1至图3，第一绝缘部31包括第一外绝缘套管311和内绝缘套管312，内绝缘套管312套设于第一导电杆11，第一外绝缘套管311套设于内绝缘套管312，且第一外绝缘套管311套设置于第一电极部12和第二电极部22之间，以绝缘隔开第一电极部12和第二电极部22。第二绝缘部32包括第二外绝缘套管321，第二外绝缘套管321套设于第二导电杆21的外部，以使第二导电杆21的外部为绝缘设置。
36.可选地，第一绝缘部31也可以为第一外绝缘套管311和内绝缘涂层，内绝缘涂层涂覆在第一导电杆11外部，第一外绝缘套管311套设于内绝缘涂层。第二绝缘部32也可以为外绝缘涂层，外绝缘涂层涂覆在第二导电杆21外部。通过在第一导电杆11外部涂覆内绝缘涂层，第二导电杆21外部涂覆外绝缘涂层，一方面可以实现绝缘的功能，另一方面便于安装，节省安装步骤，提升安装效率。
37.沿第一导电杆11的轴向方向，第一外绝缘套管311具有长度l1，第一电极部12和第二电极部22具有相同的长度l2，其中，长度l1和长度l2的比值为x，x的范围为1-4。其中，长度l1的范围为5-20mm。
38.可选地，x的范围为1-3。
39.例如，长度l1和长度l2的比值为1，长度l1的取值为5mm，则长度l2为5mm；长度l1和长度l2的比值为3，长度l1的取值为15mm，则长度l2为5mm；长度l1和长度l2的比值为4，长度l1的取值为20mm，则长度l2为5mm。
40.选用上述数值的消融针20对病灶部位进行消融，其中，病灶部位为实验动物的病灶部位，消融情况如下表所示：组别l1-l2消融面积(cm2)长(cm)宽(cm)第一组5-51.2421.6300.881第二组15-56.3263.9761.577第三组20-55.1213.5611.576实验动物的病灶部位消融情况如图6、图7以及图8所示，其中，图6为第一组消融针
对实验动物的病灶部位的消融图，图7为第二组消融针实验动物的病灶部位的消融图，图8为第三组消融针对实验动物的病灶部位的消融图。通过上述实验消融情况可知，第一组的消融针20对病灶部位的消融面积较小，第二组的消融针20对病灶部位的消融面积较大，第三组的消融针20对病灶部位的消融面积小于第二组的消融针20对病灶部位的消融面积。
41.将第一电极部12和第二电极部22的长度设定为5mm，第一外绝缘套管311的长度设定为15mm时，也即设定第一电极部12和第二电极部22之间的间距为15mm，通过这样的设定，在脉冲电压相同的情况下，能够扩大消融针20对病灶部位的消融面积，以提升消融效率、消融效果，缩短消融时间，从而缩短手术时间。
42.第一导电杆11的外径小于第一电极部12的外径，以便于填充内绝缘套管312和第一外绝缘套管311，第二导电杆21的外径小于第二电极部22的外径，以便于填充第二外绝缘套管321，从而充分利用结构之间的间隙，以提升空间利用率。
43.第一外绝缘套管311的外径和第二外绝缘套管321的外径均与第二电极部22的外径相等，通过这样的设定，使得消融针20在经皮刺穿进病灶部位时，刺穿顺畅，同时降低对生物组织的损坏。
44.其中，第一电极部12和第二电极部22的外径为0.3-1.5mm。例如，第一电极部12和第二电极部22的外径均为0.45mm，通过设定第一电极部12和第二电极部22的外径，使得消融针20经皮穿刺进生物组织时，在皮肤上留下的针眼较小，有效地避免对表皮组织的损害。
45.第一外绝缘套管311、内绝缘套管312以及第二外绝缘套管321的材质分别为peek、氧化锆、氧化铝、pi中的一种；和/或，第一针体1和第二针体2的材质为sus304，以能够提升消融针20的使用寿命。
46.例如，第一外绝缘套管311的材质可以为pi，内绝缘套管312的材质可以为peek，第二外绝缘套管321的材质可以为氧化铝。
47.继续参照图1至图3，消融针20还包括手柄4、第一导电接头5以及第二导电接头6，第一针体1和第二针体2远离第一电极部12的一端固定于手柄4，第一导电接头5通过第一导电线缆30与第一导电杆11电性连接，第二导电接头6通过第二导电线缆40与第二导电杆21电性连接。其中，第一导电线缆30的一端和第二导电线缆40的一端安装于手柄4。
48.手柄4靠近第一电极部12的一端安装有固定头41，固定头41用于固定第一针体1和第二针体2，以稳固地安装在手柄4上，提升安装的稳固性。
49.在使用时，第一导电接头5和第二导电接头6分别电连接于消融主机10，第一导电接头5和第二导电接头6分别用于将消融主机10生成的电脉冲电传导至第一导电杆11和第二导电杆21，以实现消融针20通电，以便于对病灶部位进行消融操作。
50.本发明还提出一种消融针的加工工艺，参照图4，图4为本发明消融针加工工艺一实施例的工艺步骤示意图，该加工工艺包括：s10：消融针20预处理：对两不锈钢针管进行表面擦洗和酒精浸泡，得到第一不锈钢针管和第二不锈钢针管；s20：制备第一针体1：在已处理的第一不锈钢针管的一端制备针头，以得到第一电极部12，对第一不锈钢针管远离针头的部分结构制备成外径小于第一电极部12外径的不锈钢针管，以得到第一导电杆11，在第一导电杆11的表面制备内绝缘层，在内绝缘层靠近第一电极部12的表面制备外径与第一电极部12外径相等的第一外绝缘层；
s30：制备第二针体2：在已处理的第二不锈钢针管的一端制备外径与第一电极部12外径相等的第二电极部22，对第二不锈钢针管远离第二电极部22的部分结构制备成外径小于第二电极部22外径的不锈钢针管，以得到第二导电杆21，在第二导电杆21的表面制备外径与第二电极部22外径相等的第二外绝缘层；s40：组装消融针20芯：组装消融针20芯：将第二电极部22和第二导电杆21同轴套设在第一导电杆11外部，并且第二电极部22抵顶第一外绝缘层，以得到消融针20的针芯；s50：焊接电接头：将第一导电线缆30一端焊接在第一导电杆11远离第一电极部12的一端，得到第一接电部，第一导电线缆30另一端与第一导电接头5焊接，将第二导电线缆40一端焊接在第二导电杆21远离第二电极部22的一端，得到第二接电部，第二导电线缆40另一端与第二导电接头6焊接；s60：装配消融针20：将手柄4的上下壳和内部固定块装配在消融针20芯上，第二接电部和第二接电部安装于手柄4，得到消融针20。
51.在制备第一针体1和制备第二针体2的工艺中，第一不锈钢针管的一端制成针头，第一不锈钢针管远离针头的部分结构制备成外径小于第一电极部12外径的第一导电杆11，对第二不锈钢针管远离第二电极部22的部分结构制备成外径小于第二电极部22外径的第二导电杆21，都可以通过车削或者磨削的加工方式进行加工。制备工艺可采用化学粘合、热喷涂、化学气相沉积等工艺中的一种或多种工艺，第一绝缘部31和第二绝缘部32采用的工艺可以相同或不同。采用粘合剂来将第一导电杆11和第一绝缘部31以及第二导电杆21和第二绝缘部32进行固定的成本便宜，使用效率高，热喷涂则是依据聚醚醚酮、聚酰亚胺等材料的热塑性特征，经过热喷涂处理的第一绝缘部31和第二绝缘部32可以达到更薄的厚度，消融针20的消融效果能进一步提升，化学气相沉积主要是针对具有优异绝缘性质但形态稳固的氧化铝、氧化锆等坚固涂层，化学气相沉积方式形成的绝缘层更薄，也更加坚固，不易损伤。
52.本发明还提出一种消融系统的使用方法，使用方法使用消融系统，参照图5，图5为本发明消融系统的使用方法一实施例的流程步骤示意图，该使用方法包括以下步骤：s1：消融针穿刺进病灶部位；在步骤s1之前，消融针通过第一导电接头和第二导电接头与消融主机连接。
53.s2：消融主机生成电脉冲，并将电脉冲传输至消融针；s3：消融针接收电脉冲，并通过第一电极部和第二电极部在病灶部位上形成电场，以对病灶部位进行消融。
54.本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明公开了一种消融针、加工工艺、消融系统及其使用方法，通过将第二电极部22和第二导电杆21同轴套设于第一导电杆11外部，使得第一电极部12和第二电极部22同轴设定，第一电极部12和第二电极部22沿消融针20轴向方向间隔排布，第一电极部12和第二电极部22之间通过第一绝缘部31绝缘，同时第一导电杆11和第二电极部22之间以及第一导电杆11和第二导电杆21之间也通过第一绝缘部31绝缘，第二导电杆21外部通过第二绝缘部32绝缘，其中第一电极部12和第二电极部22等径设置，使得第一电极部12和第二电极部22在通电之后在病灶部位上形成较圆的电场，通过上述方式，能够解决传统上布局多根消融针20较为困难的问题，极大地降低了布针的难度，使得手术操作更加简便。
55.以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。