射频能量分配控制器、RFA系统以及利用该控制器实现射频能量分配控制的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种射频能量分配控制器、RFA系统以及利用该控制器实现射频能量分配控制的方法。该控制器包括，连接在射频消融主机与若干消融电极和一辅助电极之间，该控制器包括射频输入端口单元、电极转换执行机构、射频输出端口单元以及CPU单元，本发明专利技术可以实现非接触式射频消融，也可以用于电极阵列式射频消融。

【技术实现步骤摘要】
射频能量分配控制器、RFA系统以及利用该控制器实现射频能量分配控制的方法
本专利技术涉及射频肿瘤消融系统的能量分配领域，尤其涉及一种射频能量分配控制器、RFA系统以及利用该控制器实现射频能量分配控制的方法。
技术介绍
用于微创肿瘤治疗的各种消融方法中，射频消融术(radiofrequencyablation，RFA)是目前世界上公认的最佳的微创消融手段。有取代传统手术统治地位的趋势。然而，采用传统RFA治疗恶性肿瘤时，也是有缺陷的，例如，传统RFA治疗恶性肿瘤时，消融电极与肿瘤体直接接触，违背了肿瘤外科的“无瘤原则(no-touch)”，造成原位复发率较高。具体来说，如图1所示，现有RFA系统包括射频消融主机1，该主机1具有连接射频消融电极2的消融电极端口P1以及连接射频辅助电极的辅助电极端口P2。传统RFA治疗恶性肿瘤时，是直接将消融电极2插入肿瘤体5内部，将辅助电极3紧贴在患者体表4，肿瘤体5内的消融电极2与患者体表4的辅助电极3构成一个射频能量输送回路。向肿瘤体5注入射频能量时，肿瘤体5内部迅速处于高温、高压状态，此时肿瘤体5的内部压力大于其外部压力，这个内外压力差足以将还没来得及被灭活的癌细胞挤出肿瘤体5，导致其经过微小血管逃逸至正常组织内播散，造成RFA术后原位复发率较高。为了克服上述缺陷，研究人员想到了一种非接触式射频消融术(No-touchRFA)。与上述传统RFA技术不同的是，No-touchRFA是将至少两个消融电极21、22定位在肿瘤体5的周边，而不是直接插入肿瘤体5内部，如图2所示，患者体内各消融电极21、22之间构成一个射频能量输送回路，因而无需患者体表4辅助电极3的参与。这种改进的射频消融方式的优点是明显的：①消融电极21、22不直接接触肿瘤体5，无针道转移的风险；②符合肿瘤外科的“无瘤原则(no-touch)”，在No-touchRFA过程中,肿瘤体5内部的压力始终处于一个相对较低的水平，避免了因肿瘤体5热膨胀，而将没有被灭活的癌细胞挤出肿瘤体5的风险，降低了恶性肿瘤的原位复发率；③在彻底消融肿瘤体5的同时，还可以保证足够的安全消融边缘，不过多损毁正常组织，改善肿瘤患者的预后，拓宽了微创、精准消融的应用前景；④消融范围彻底，热消融范围能完全覆盖肿瘤，并能产生预期的、足够大的无瘤边界，有效解决肿瘤易残留问题；⑤治疗时间更短，热转换效率更高，No-touchRFA所需的治疗时间，还不及传统RFA的治疗时间的一半。但需要说明的是，不借助其他装置，仅依赖现有RFA系统的射频消融主机和消融电极，无法实现实用的非接触式射频消融术(No-touchRFA)。图2为非接触式射频消融术治疗肿瘤时的示意图，但临床中并不实用，原因如下：(1)根据医用电气设备相关的国际、国家标准规定，射频主机1的消融电极端口P1和辅助电极端口P2必须具有防错插功能，也就是说，二者是不能相互插接的；(2)当射频消融结束时，无法实现消融电极单独退针、烧针道的功能，而烧针道是微创消融术中必须的过程，可以防止针道转移、种植，也可以降低针道出血的风险；(3)由2支消融电极实现的非接触式射频消融，仅能摧毁小于2cm的肿瘤体5，而对于更大肿瘤体5的非接触式射频消融，需要超过2支的消融电极，方能实现。鉴于上述原因，要实现实用的非接触式射频消融术(No-touchRFA)，必须要有一种射频能量分配控制器来解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种射频能量分配控制器，该装置可以实现非接触式射频消融术。为解决上述技术问题，本专利技术一方面提供一种射频能量分配控制器，连接在射频消融主机与若干消融电极和一辅助电极之间，该控制器包括射频输入端口单元、电极转换执行机构、射频输出端口单元以及CPU单元，射频输入端口单元包括分别与射频消融主机的消融电极端口和辅助电极端口连接的第一射频输入端口和第二射频输入端口；射频输出端口单元包括若干分别连接一消融电极的消融电极输出端口和一连接辅助电极的辅助电极输出端口；电极转换执行机构与CPU单元连接，包括若干消融电极开关器和一辅助电极开关器，消融电极开关器分别连接在一消融电极输出端口与两个射频输入端口之间，辅助电极开关器连接在辅助电极输出端口与第二射频输入端口之间，消融电极开关器和辅助电极开关器均由CPU单元控制。进一步地，控制器还包括一连接至CPU单元的命令输入单元和显示单元。进一步地，消融电极开关器为具有三个接点的继电器；辅助电极开关器为具有两个接点的继电器。进一步地，命令输入单元为键盘输入单元。进一步地，第一射频输入端口通过射频电缆连接至射频消融主机的消融电极端口，第二射频输入端口通过射频电缆连接至射频消融主机的辅助电极端口。进一步地，CPU单元通过控制线与电极转换执行机构连接。本专利技术另一方面提供一种RFA系统，包括射频消融主机以及若干消融电极和一辅助电极，还包括根据前述任何一项的射频能量分配控制器，该射频能量分配控制器连接在射频消融主机与若干消融电极和辅助电极之间。本专利技术还提供了一种利用上述射频能量分配控制器实现射频能量分配控制的方法，包括以下步骤：S1：待机状态时，使辅助电极输出端口悬空，各消融电极输出端口均与第二射频输入端口联通；S2：消融时，设置辅助电极的工作状态，使各消融电极输出端口按时序交替联通、断开第一射频输入端口和第二射频输入端口，直至消融过程完成；S3：退针、烧针道时，在此期间，使辅助电极输出端口与第二射频输入端口连接，烧针道所选定的消融电极输出端口与第一射频输入端口联通，其余消融电极端口与第二射频输入端口联通。本专利技术的有益效果为：本专利技术可以实现非接触式射频消融，也可以用于电极阵列式射频消融。其中，实现非接触式射频消融时，贴在患者体表的辅助电极并不参与工作，处于悬空状态；此时，患者体内各消融电极之间构成射频回路，即联通第一射频输入端口的消融电极与联通第二射频输入端口的消融电极构成射频回路。贴在患者体表的辅助电极只有在退针、烧针道时才参与工作，与患者体内联通第一射频输入端口的消融电极构成射频回路。实现电极阵列式射频消融时，贴在患者体表的辅助电极在整个消融过程中参与工作，此时，射频回路有两条，第一条，患者体内各消融电之间构成射频回路，即联通第一射频输入端口的消融电极与联通第二射频输入端口的消融电极构成射频回路；第二条，患者体内联通第一射频输入端口的消融电极与贴在患者体表的辅助电极构成射频回路。附图说明图1为传统RFA治疗肿瘤时的示意图；图2为No-touchRFA治疗肿瘤时的示意图；图3本专利技术一个实施例的示意图；图3A为图3中的射频能量分配控制器的放大图；图4为非接触式射频消融(No-touchRFA)时，各电极工作状态的时序图；图5为电极阵列式射频消融时，各电极工作状态的时序图；图6为第一消融电极在退针、烧针道时，各电极工作状态的时序图；图7为第二消融电极在退针、烧针道时，各电极工作状态的时序图；图8为第三消融电极退针、烧针道时，各电极工作状态的时序图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频能量分配控制器，连接在射频消融主机与若干消融电极和一辅助电极之间，其特征在于，该控制器包括射频输入端口单元、电极转换执行机构、射频输出端口单元以及CPU单元；所述射频输入端口单元包括分别与所述射频消融主机的消融电极端口和辅助电极端口连接的第一射频输入端口和第二射频输入端口；所述射频输出端口单元包括若干分别连接一个消融电极的消融电极输出端口和一个连接辅助电极的辅助电极输出端口；所述电极转换执行机构与CPU单元连接，包括若干消融电极开关器和一个辅助电极开关器，所述消融电极开关器分别连接在一个消融电极输出端口与两个射频输入端口之间，所述辅助电极开关器连接在辅助电极输出端口与第二射频输入端口之间；所述CPU单元通过控制若干消融电极开关器和一辅助电极开关器进行交替开关，以实现消融电极的功能转换。

【技术特征摘要】
1.一种射频能量分配控制器，连接在射频消融主机与若干消融电极和一辅助电极之间，其特征在于，该控制器包括射频输入端口单元、电极转换执行机构、射频输出端口单元以及CPU单元；所述射频输入端口单元包括分别与所述射频消融主机的消融电极端口和辅助电极端口连接的第一射频输入端口和第二射频输入端口；所述射频输出端口单元包括若干分别连接一个消融电极的消融电极输出端口和一个连接辅助电极的辅助电极输出端口；所述电极转换执行机构与CPU单元连接，包括若干消融电极开关器和一个辅助电极开关器，所述消融电极开关器分别连接在一个消融电极输出端口与两个射频输入端口之间，所述辅助电极开关器连接在辅助电极输出端口与第二射频输入端口之间；所述CPU单元通过控制若干消融电极开关器和一辅助电极开关器进行交替开关，以实现消融电极的功能转换；所述消融电极开关器为具有三个接点的继电器，所述辅助电极开关器为具有两个接点的继电器；所述射频能量分配控制器连接在射频消融主机(1)与第一消融电极(21)、第二消融电极(22)、第三消融电极(23)和辅助电极(3)之间，包括射频输入端口单元、电极转换执行机构(6)、射频输出端口单元以及CPU单元；所述射频输入端口单元，包括第一射频输入端口(I1)和第二射频输入端口(I2)；第一射频输入端口(I1)通过射频电缆连接至射频消融主机(1)的消融电极端口(P1)；第二射频输入端口(I2)通过射频电缆连接至射频消融主机(1)的辅助电极端口(P2)；所述射频输出端口单元，包括第一消融电极输出端口(O1)、第二消融电极输出端口(O2)、第三消融电极输出端口(O3)和辅助电极输出端口(O4)，所述第一消融电极输出端口(O1)、第二消融电极输出端口(O2)和第三消融电极输出端口(O3)分别连接第一消融电极(21)、第二消融电极(22)和第三消融电极(23)，所述辅助电极输出端口(O4)连接辅助电极(3)；所述电极转换执行机构(6)，包括第一消融电极开关器(K1)、第二消融电极开关器(K2)、第三消融电极开关器(K3)和辅助电极开关器(K4)，所述第一消融电极开关器(K1)、第二消融电极开关器(K2)、第三消融电极开关器(K3)和辅助电极开关器(K4)均采用继电器来实现其功能，且继电器的转换皆受控于CPU单元；所述第一消融电极开关器(K1)、第二消融电极开关器(K2)和第三消融电极开关器(K3)均有a、b、c三个极，其中，a极为动作接点，b极为静态接点，c极为转换接点；继电器静态时，c极与静态接点b联通，继电器动作时，c极与动作接点a联通；所述辅助电极开关器(K4)有b、c两个极，辅助电极开关器(K4)静态时，c极与接点b断开，辅助电极开关器(K4)动作时，c极与接点b联通；各继电器的详细连接情况如下：第一消融电极开关器(K1)的c极与第一消融电极输出端口(O1)连接，静态接点b与第二射频输入端口(I2)连接，动作接点a与第一射频输入端口(I1)连接；第一消融电极输出端口(O1)通过第一消融电极开关器(K1)交替接通、断开第一射频输入端口(I1)和第二射频输入端口(I2)；第一消融电极开关器(K1)静态时，c极与静态接点b连接，第一消融电极输出端口(O1)和第二射频输入端口(I2)联通，第一消融电极开关器(K1)动作时，c极与动作接点a连接，第一消融电极输出端口(O1)和第一射频输入端口(I1)联通；第二消融电极开关器(K2)的c极与第二消融电极输出端口(O2)连接，静态接点b与第二射频输入端口(I2)连接，动作接点a与第一射频输入端口(I1)连接；第二消融电极输出端口(O2)通过第二消融电极开关器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马富，马宽生，陈平，仵正，周进学，唐哲，金仲群，郭道宁，
申请(专利权)人：绵阳立德电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51