微波消融导管、操控其的机械手及机械手控制系统技术方案

一种微波消融导管、操控其的机械手及机械手控制系统。其中，该微波消融导管包括主体管，所述主体管内设置有冷却管路和微波信号传输线，所述冷却管路用于冷却所述微波信号传输线。其中，所述微波消融导管的头端设置有头端管，且所述头端管采用套管和变径结构。本发明专利技术的变径可控弯穿刺微波消融导管可以消融人体支气管内部的病灶，便于进入肺部较深的小直径支气管进行病灶消融，实现以往既有技术难以达到的消融位置和精确治疗效果；本发明专利技术的微波消融导管具有套管结构，针头不会划伤组织。

Microwave ablation catheter, manipulator and manipulator control system

【技术实现步骤摘要】
微波消融导管、操控其的机械手及机械手控制系统
本专利技术属于微波消融医疗器械领域，具体地涉及一种微波消融导管、操控其的机械手及机械手控制系统。
技术介绍
在世界范围内，肺癌的发病率和死亡率居癌症之首，全球每年发病约250万例，每年有超过160万人死于肺癌。在我国，肺癌的发病形势更加严峻，2010年新发肺癌605900例，死亡486600例。2016年我国将新发肺癌733300例，死亡610200例，绝对数均排在世界第一。对于早期非小细胞肺癌(NSCLC)，外科切除是治愈的主要手段，但是由于各种原因，大约80％的肺癌无法通过手术切除治疗。对于无法手术切除的多数肺癌患者在传统的放化疗中获益有限，因此许多新的局部消融治疗方法应运而生。局部热消融术作为一种微创技术，目前已应用于早期肺癌的治疗，年治疗患者数目迅速增加。目前临床常用的肺肿瘤热消融方法主要有射频消融、微波消融、冷冻消融和激光消融。微波消融术是近十几年发展起来的治疗恶性肿瘤的有效的微创技术，尤其是在实体肿瘤的治疗中更是取得了显著成效，已有多篇报道说明其治疗效果优于激光消融、射频消融、冷冻消融等其它微创方法。随着工程技术的发展，这种方法不但可以治疗丧失手术机会的患者，而且具有较手术治疗更能耐受脏器功能差、保存瘤外正常组织、避免全身化疗不良反应以及减少手术创伤和病死率、有效治疗转移肿瘤的优势。在CT等影像技术引导下，将微波天线经皮肤穿刺进入肿瘤组织内，在微波电磁场的作用下，肿瘤组织内的水分子、蛋白质分子等极性分子产生极高速振动，造成分子之间的相互碰撞、相互摩擦，在短时间内产生高达60℃～150℃的高温，从而导致细胞凝固性坏死。微波消融因其消融时间短、消融范围大，受血流灌注影响小，局部复发率低等优势，其在肺部肿瘤消融中应用越来越广泛。微波消融治疗不可耐受手术的早期肺癌，5年生存率可达50％左右；治疗各种恶性肿瘤肺部寡转移瘤的5年生存率也可达50％左右。肺部转移瘤在临床上十分常见，是所有肿瘤转移的第二器官，目前已证实，经皮微波消融也可以有效地治疗肺部转移瘤。然而临床上人体肺部肿瘤复杂多变，气管内的肿瘤病变十分常见。受限于经皮穿刺的技术特点，气管内的肿瘤病变不适合使用常规的经皮穿刺的硬微波针消融，例如起源于小直径支气管的腺癌。使用经皮穿刺的硬微波针进行体外穿刺进入支气管治疗病灶，势必导致气管和肺叶等组织贯穿，形成气胸，从而进一步导致如胸腔积液、肺炎、咳血等并发症。此外，很多临近支气管壁靠近肺动脉的肿瘤，由于病灶所处的位置特殊，从人体外部经皮硬针穿刺很难实现不贯穿重要血管、器官等组织而到达理想的消融位置。某些病灶经由人体内气管或支气管等自然腔体进入肺部反而更容易到达病灶位置。再者，从体外经皮将微波硬针穿刺进入肿瘤内部进行消融治疗时有肿瘤种植扩散的风险。肿瘤种植扩散是指穿刺进入肿瘤内部的微波针头，在反复穿入肿瘤内部时会接触肿瘤细胞，微波硬针在回撤时针头带有肿瘤细胞，肿瘤细胞随着微波硬针的回撤进入人体的正常组织，形成新的肿瘤。肿瘤微波消融治疗时由医生手部操作微波消融导管，手术的成功与否受限于医生的手术操作熟练程度及个人手术经验。过于依赖医生经验及操作技能不利于微波消融手术的技术推广。同时，经CT、X光机等核医学影像设备进行图像导航引导的微波消融手术，患者及医生受到X射线的灼伤较严重，此问题亟待解决。因此，临床中急需一种能够经由人体气管或支气管等自然腔体进入人体肺部，可以治疗肺部远端小直径支气管病灶，能够准确到达病灶位置，并可对病灶进行准确消融的微波消融导管。同时为减少射线伤害，增加置管精度，一种自动化的可以操作微波消融导管的机械手系统也是临床的迫切需求。
技术实现思路
鉴于上述技术缺陷，本专利技术提供了一种微波消融导管、操控其的机械手及机械手控制系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管包括主体管，所述主体管内设置有冷却管路和微波信号传输线，所述冷却管路用于冷却所述微波信号传输线。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种用于操纵如上所述的微波消融导管的机械手，其特征在于，所述机械手包括前端机械手和后端机械手，所述前端机械手上设置有前端手柄握持器，用于固定控弯手柄，且所述前端手柄握持器上设有旋转输出器用于自动操作控弯旋钮；所述后端机械手上设置有后端手柄握持器，用于固定操控手柄。作为本专利技术的再一个方面，还提供了一种用于操控如上所述的微波消融导管的机械手控制系统，其特征在于，所述机械手控制系统包括远程控制单元、机械手驱动器单元、手臂位置传感器、手臂力传感器、手臂速度传感器，以及如上所述的机械手；其中：远程控制单元，用于设置并发送前进、后退、旋转、前端/后端手柄握持器夹紧或释放的操控指令；机械手驱动器单元，用于接收远程控制单元发出的指令并解码，并驱动机械手按指令执行相应动作；手臂位置传感器，设置于机械手上的关节电机的前轴端或后轴端，用于监测机械手所到达的位置，并将其传送给机械手驱动器单元；手臂力传感器，用于实时检测机械手各关节电机的扭矩值变化，防止机械手超载，一旦机械手关节电机扭矩值突变并超限，所述手臂力传感器将发送指令给所述机械手驱动器单元，使关节电机停转，使机械手锁止；机械手速度传感器，设置于机械手上的关节电机轴前端或尾端，与所述机械手驱动器单元交互信息，实时监测电机转速，防止失速或超速；机械手，具有多自由度，每一自由度由一关节电机实现转动。基于上述技术方案可知，本专利技术的微波消融导管、操控其的机械手及机械手控制系统相对于现有技术，具有如下有益效果：(1)本专利技术的变径可控弯穿刺微波消融导管可以消融人体支气管内部的病灶，与微波硬针从体外经皮穿刺不同，本专利技术采用的进入人体肺部的通路是人体上呼吸道气管，因此不会贯穿气管与肺叶，不会形成气胸，不会导致针道烧伤、咳血、胸腔积液、肺炎等并发症；本专利技术的微波消融导管具有变径的头端管(从近端到远端，头端导管由较粗的直径逐渐变为较细的直径，所以是变径的头端管)，管体实现了从粗到细的圆滑曲率连续渐变，同时导管头端可以双向精确控弯，上述特征便于导管进入肺部较深的小直径支气管进行病灶消融，实现以往既有技术难以达到的消融位置和精确治疗效果；(2)本专利技术的微波消融导管具有内管和外管的套管结构，变径头端管可以在主体管内滑动，即导管向前推进时带有针头的头端管可以回退至主体管内，因此针头不会划伤组织，同时在到达病灶位置时又能由套管内穿刺进入支气管壁外侧对病灶进行消融；(3)本专利技术的变径可控弯穿刺微波消融导管可以通过机械手系统来操控，本专利技术的机械手系统可灵活操控导管完成管体夹紧、释放、前进、后退、旋转、控弯、消融等操作，由机械手完成手术，增加了手术操控精度，降低了因术者身体疲劳带来的手术风险，利于实现微波消融导管消融手术方式的推广，同时可大大降低患者和医生受到的X射线辐射的伤害。附图说明图1A为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管包括主体管，所述主体管内设置有冷却管路和微波信号传输线，所述冷却管路用于冷却所述微波信号传输线。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管包括主体管，所述主体管内设置有冷却管路和微波信号传输线，所述冷却管路用于冷却所述微波信号传输线。


2.如权利要求1所述的微波消融导管，其特征在于，所述主体管由具有内、中、外三层结构的复合管材制成；
作为优选，所述冷却管路内通冷却水或冷却气体。


3.如权利要求1所述的微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管的头端设置有头端管；
作为优选，所述头端管上设置有能够穿刺的针头，进一步优选所述针头的材质为陶瓷或不锈钢；
作为优选，所述头端管设置为能够在主体管内前后滑动，即所述微波消融导管为双层套管，内层为头端管，外层为内径比头端管外径大的主体管；
作为优选，所述微波消融导管在人体内穿行时，带有针头的头端管回退至主体管内部；
作为优选，所述主体管的远端端部带有锥形圆滑过渡的头端，保证所述微波消融导管在人体内穿行时不会划伤组织。


4.如权利要求3所述的微波消融导管，其特征在于，所述头端管具有变径结构；
作为优选，所述头端管从近端向远端的外管径逐渐变细，且所述头端管的外壁曲率连续。


5.如权利要求3所述的微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管的头端设置有可控弯的头端管，所述头端管能够在控弯手柄的操纵下实现控弯；
作为优选，所述头端管能够实现单向或双向控弯；
作为优选，所述头端管为双向控弯时，向两个方向弯曲时的弯曲曲率不同。


6.如权利要求3所述的微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管的近端还设置有操控手柄，用于操控所述头端管的前进、后退、控弯和/或扭转操作；
作为优选，所述操控手柄与主体管之间还设置有张力释放管，用于释放控弯时主体管承受的轴向张力，使得控弯时主体管的近端不弯曲变形。


7.如权利要求3所述的微波消融导管，其特征在于，所述微波消融导管的近端还设置有控弯手柄，用于操控头端管的弯曲方向；
作为优选，所述控弯手柄尾端设置有止血阀，止血阀内设有开口的硅胶片；
作为优选，所述控弯手柄上设置有信号线接头，用于输...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴春喜，詹德志，黄文星，李光荣，
申请(专利权)人：赛诺微医疗科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33