CN102188304B - 一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，包括一端配置T型塞的注射内腔，注射内腔的另一端外侧有内腔凸沿，注射内腔外有同轴的注射外腔，注射外腔的内径等于或者略大于注射内腔的外径与内腔凸沿高度之和，注射外腔靠近T型塞的一端内侧有外腔凸沿，外腔凸沿的高度等于或者略小于内腔凸沿的高度，注射外腔的另一端为封闭的连接板，空腔探针穿过连接板后针尾位于注射外腔内，空腔探针的针***于探针外管中，探针外管一端为圆柱管体，位于注射外腔外且与注射外腔同轴，探针外管的另一端为锥端开口的圆锥管体；本发明的优点是刺入肿瘤后多个注射针会展开呈伞状包绕肿瘤，从而避免了介入式治疗时造成的二次创伤。

Description

一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器

技术领域

本发明属于医疗设备领域，涉及肿瘤治疗领域的仪器，具体涉及一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器。

背景技术

长期以来，如何有效地消灭肿瘤，是学术界和临床医学界竞相追求的重大目标。肿瘤热疗与手术切除、化疗和放疗等肿瘤治疗措施相比，所带来的副作用及伤害性较小，因而被誉为“绿色疗法”。肿瘤热疗是通过各种加热手段提升肿瘤组织及其周围组织的温度，当把肿瘤组织加热到一定温度时，就可以杀死肿瘤细胞，同时由于正常细胞的耐热性好于肿瘤细胞，所以同等加热条件下，不易被烧伤，因而可在一定程度上保护正常组织。

然而，传统肿瘤热疗措施大多存在升温效果有限、加热范围难以适形化、温度检测精度低、健康组织可能遭受过热损害等不利，由此会造成最终的靶向杀伤效率不高，肿瘤细胞出现残留、转移和复发等情形。为了突破传统热疗方法的局限性，研究者提出将纳米技术与肿瘤热疗学相结合，通过在肿瘤区域加载纳米溶液，借助纳米粒子的强化热传输性质来增加肿瘤区域的能量吸收，从而提升肿瘤热疗的效果。

一般来说，组织要达到预期目标温度，在很大程度上取决于此处所加载颗粒的数量及输运方式。目前，纳米颗粒的典型加载方法主要有静脉、动脉注射或者皮下注射以及直接注射等。通过动脉导管导入，可实现动脉栓塞和热疗双重效果，而借助静脉导入，相对来说操作比较简单，但是靶向性稍差。而且通过血管运输，不可避免的存在一些不溶性颗粒会导致血管局部循环障碍或者堵塞。直接注射，一方面靶向性比较好，另一方面要达到同样的治疗效果，利用直接注射的方法导入所需要的剂量就远小于通过动脉或者静脉导管导入所需要的剂量。

在直接注射中，如果是单针注射，由于纳米粒子溶液直接注射到组织中后并不会很快的扩散，甚至会受到组织网的阻断，所以纳米颗粒通常会集中在注射点周围的小范围内，而造成周围肿瘤组织因为并未分布纳米粒子而没有达到预定的温度值；如果改为多个注射针注射，则会对组织造成明显的介入性机械创伤，在一些情况下还可能在***体内的过程中对大血管造成创伤，导致明显出血，对治疗康复的不利影响不容忽视，亟待改进。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其可以有效均匀地将纳米粒子溶液注射到肿瘤组织中，还可以在注射完纳米粒子之后进一步充当肿瘤热疗的加热探针使用，可以最小穿刺，达到多重治疗目的，有利于临床应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，包括一端配置T型塞2的注射内腔5，注射内腔5的另一端外侧有内腔凸沿51，注射内腔5外有同轴的注射外腔6，注射外腔6的内径等于或者略大于注射内腔5的外径与内腔凸沿51高度之和，注射外腔6靠近T型塞2的一端内侧有外腔凸沿61，外腔凸沿61的高度等于或者略小于内腔凸沿51的高度，注射外腔6的另一端为封闭的连接板7，空腔探针8穿过连接板7后针尾位于注射外腔6内，空腔探针8的针***于贯通的探针外管9中，探针外管9一端为第一圆柱管体91，位于注射外腔6外且与注射外腔6同轴，探针外管9的另一端为第二圆柱管体92，第二圆柱管体92的管径小于第一圆柱管体91的管径。

所述注射内腔5和注射外腔6外有带有把手的壳体1，壳体1连接到探针外管9的第一圆柱管体91。所述注射外腔6的外侧靠近T型塞2一端螺纹连接旋转推钮4，壳体1上沿旋转推钮4滑动的路径上端有刻度表3。

所述空腔探针8的材料为镍钛合金等具有记忆功能的合金，针径为0.25～0.6mm，孔径为0.2～0.5mm，其注射口开在针头顶端或者针体侧壁或者同时开在针头顶端和针体侧壁，空腔探针8的针头上还可以有热电偶。

所述多个空腔探针8穿过探针外管9后针头***到共同的针帽10中。

所述探针外管9内侧为铜，外侧为绝缘材料，其中所述第二管体92的管径小于连接板7的直径，所述第一圆柱管体91的长度为空腔探针8长度的1/4～1/2。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1)本发明多弹头空心探针枪的优点是刺入肿瘤后多个注射针会展开呈伞状包绕肿瘤，一方面以最小创伤将纳米粒子溶液快速均匀的注射到整个肿瘤区域，另一方面这种仪器还可以在注射纳米粒子溶液之后当做肿瘤热疗的加热探针使用，从而避免了介入式治疗时造成的二次创伤；

2)本发明功能可扩展，所述的多弹头注射装置所注射对象并不限于纳米溶液，也可以是其他用作治疗的药液，如化疗药物，化学消融溶液等；

3)利用本发明可实现诸多复合式治疗模式，如纳米热疗、热疗+化疗等，这将大大提升肿瘤治疗的效果；

4)利用本发明实现热疗的途径可以有多种选择，不限于电加热，还可为射频加热、激光加热、微波天线加热等方式，引用手段多样，便于因地制宜，根据实际情况确定。

附图说明

图1是本发明多弹头空心探针枪的组成示意图；

图2是本发明多弹头空心探针枪枪体的右视图；

图3是图1的A-A放大视图；

图4是图1的B-B放大视图；

图5为多弹头空心探针枪向体内注射纳米粒子实例示意图；

图6为多弹头空心探针枪充当介入式探针时进行热疗的实例示意图；

图7为大肿瘤治疗时多弹头空心探针枪位置变动方式。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施方式。

如图1至4所示，本发明为一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，包括一端配置T型塞2的注射内腔5，注射内腔5的另一端外侧有内腔凸沿51，注射内腔5外有同轴的注射外腔6，注射外腔6的内径等于或者略大于注射内腔5的外径与内腔凸沿51高度之和，注射外腔6靠近T型塞2的一端内侧有外腔凸沿61，外腔凸沿61的高度等于或者略小于内腔凸沿51的高度，注射外腔6的另一端为封闭的连接板7，空腔探针8穿过连接板7后针尾位于注射外腔6内，空腔探针8的针***于贯通的探针外管9中，探针外管9一端为第一圆柱管体91，位于注射外腔6外且与注射外腔6同轴，探针外管9的另一端第二圆柱管体92。

注射外腔6与注射内腔5之间可以滑动，注射外腔6与探针外管9的第一圆柱管体91之间也可以滑动，为便于操作，可以在注射内腔5和注射外腔6外设置带有把手的壳体1，壳体1连接到探针外管9的第一圆柱管体91，注射外腔6的外侧靠近T型塞2一端有螺纹连接的旋转推钮4，旋转推钮4穿出壳体1位于其外部，可旋转控制注射外腔6与注射内腔5之间的滑动或者固定，壳体1上沿旋转推钮4滑动的路径上端还有刻度表3，可以量化控制注射外腔6与探针外管9的滑动距离，进而控制空腔探针8伸出探针外管9的长度。

探针外管9内侧为铜，外侧为绝缘材料，也可全部选用绝缘材料，其第二圆柱管体92的最大管径小于连接板7的直径，第一圆柱管体91的长度可为空腔探针8长度的1/4～1/2，本实施例中第一圆柱管体91的长度为空腔探针8长度的1/4。为便于***待治疗的组织，第二圆柱管体92可以用锥端开口的圆锥管体替代。

空腔探针8的材料为镍钛合金或者其它具有记忆功能的合金，针体外侧可以镀铜，，针径为0.25～0.6mm，孔径为0.2～0.5mm，其注射口开在针头顶端或者针体侧壁或者同时开在针头顶端和针体侧壁，实现均匀注射，空腔探针8的针头形状如图4所示，可便于***待治疗的组织，空腔探针8的针头上还可以有热电偶，实现在治疗的同时检测组织的温度。

在不使用的时候，T型塞2塞住注射内腔5，保证注射内腔5内不会进入杂质，各个空腔探针8穿过探针外管9后针头***到共同的针帽10中，保证空腔探针8内不会进入杂质，同时保证良好的收拢效果。

在使用本装置的时候，拔掉T型塞2，将压送泵12与注射内腔5通过注射连接线11相连，然后向空腔探针8内注入一些纳米粒子溶液，排除空气，以免***组织后空气对人体有害；然后如图5所示，探针外管9的第二圆柱管体92可方便地***肿瘤13，推动旋转推钮4，释放空腔探针8，空腔探针8从第二圆柱管体92锥端的开口伸出，由于空腔探针8具有记忆功能，因此它们呈伞状包绕肿瘤，然后用压送泵12提供动力，就可以向肿瘤区域注射纳米粒子。注射过程中，可以根据治疗的要求和组织承受加载纳米粒子溶液的多少，设置注射的流速和注射时间，将纳米粒子溶液以最小损伤的方式运输到肿瘤各处，达到增强肿瘤热疗的效果。

使用压送泵12的好处是可以设置注射时的流速和注射时间，而且没有溶液容量的限制；如果只需要少量纳米溶液，也可以在注射腔5内倒入一些纳米溶液，然后使用较长的T形塞，手动将纳米溶液注射到体内。

本发明还可以通过电极连接线14和直流发生器15相连，利用空腔探针加热肿瘤组织。如图6所示，直流发生器15的一端连接面积较大的体外电极16，置于皮肤表面，而探针外管9***肿瘤13，推动推杆外钮4，多弹头空腔探针8即作为体内电极伸出电极鞘，在镍钛合金形状记忆功能的作用下，呈伞状伸出，覆盖较大范围的肿瘤区域。体内电极和体外电极16通过人体组织连成闭合回路，由于多弹头的体内电极的针尖面积小而使得电场能量集中在肿瘤区域，而体外电极16面积大，使得趋向于体外电极的电场能量分散，从而肿瘤区域外组织吸收的电场能量减小。

在使用时，体外电极16的数量可为任意，可以根据肿瘤的位置和大小，调整多块体外电极的位置从而调整体内所产生电场的分布，会更加有利于适形化治疗效果。空腔探针8尾端还可以装有热电偶，在治疗的同时检测组织的温度。

对于较大的肿瘤，在治疗中，可以移动空腔探针8的位置，来扩大治疗范围。变动方式参见附图7。首先预先设计好穿刺途径，然后将探针外管***肿瘤底部附近，如图7a所示，推动旋转推钮4，使多弹头的空腔探针8呈伞状***肿瘤底部，如图7b所示，治疗一段时间后，拉回旋转推钮4，收回伞状的空腔探针8，然后延途径返回拔出电极一段距离后，再推动旋转推钮4，释放伞状的空腔探针8，如图7c和图7d所示。

以上述实施例为参照，本发明的使用过程是这样的：

1、首先对病人做一些处理，比如治疗区域麻醉等；

2、预先设计好穿刺途径，把注射内腔和压送泵连接，开通压送泵将注射器内的空气排尽，关闭压送泵。

3、完成准备工作后，将探针外管***肿瘤底部附近推动旋转推钮，使多弹头的空腔探针呈伞状***肿瘤底部，开通压送泵，按照设置好的流速注射纳米粒子溶液，注射一段时间后，关闭压送泵，拔掉与压送泵的注射连接线，将多弹头的空腔探针与直流发生器连接，同时直流发生器另一端的体外电极也布置在适当的人体表面，然后开通电源，加热一段时间后，关闭电源，拉回推杆外钮，收回伞状的电极。

4、之后延途径返回拔出电极一段距离后，再推动旋转推钮，释放多弹头的空腔探针即体内电极，注射纳米粒子之后加热一段时间。

如此反复，直到到达肿瘤的顶部。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，包括一端配置T型塞（2）的注射内腔（5），注射内腔（5）的另一端外侧有内腔凸沿（51）,注射内腔（5）外有同轴的注射外腔（6），注射外腔（6）的内径等于或者略大于注射内腔（5）的外径与内腔凸沿（51）高度之和，注射外腔（6）靠近T型塞（2）的一端内侧有外腔凸沿（61），外腔凸沿（61）的高度等于或者略小于内腔凸沿（51）的高度，注射外腔（6）的另一端为封闭的连接板（7），空腔探针（8）穿过连接板（7）后针尾位于注射外腔（6）内，空腔探针（8）的针***于贯通的探针外管（9）中，探针外管（9）一端为第一圆柱管体（91），位于注射外腔（6）外且与注射外腔（6）同轴，探针外管（9）的另一端为第二圆柱管体（92），第二圆柱管体（92）的管径小于第一圆柱管体（91）的管径，所述注射外腔（6）的外侧靠近T型塞（2）一端螺纹连接旋转推钮（4），推动旋转推钮（4），释放空腔探针（8），空腔探针（8）从第二圆柱管体（92）锥端的开口伸出***肿瘤，空腔探针（8）具有记忆功能，释放后呈伞状包绕肿瘤。

2.根据权利要求1所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述注射内腔（5）和注射外腔（6）外有带有把手的壳体（1），壳体（1）连接到探针外管（9）的第一圆柱管体（91）。

3.根据权利要求1所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述壳体（1）上沿旋转推钮（4）滑动的路径上端有刻度表（3）。

4.根据权利要求1所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述空腔探针（8）的材料为镍钛合金。

5.根据权利要求1或4所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述空腔探针（8）的针径为0.25～0.6mm，孔径为0.2～0.5mm。

6.根据权利要求1或4所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述多个空腔探针（8）的针头***到共同的针帽（10）中。

7.根据权利要求1或4所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其 特征在于，所述空腔探针（8）的注射口开在针头顶端或者针体侧壁或者同时开在针头顶端和针体侧壁。

8.根据权利要求1所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述第二圆柱管体（92）的管径小于连接板（7）的直径，第二圆柱管体（92）可用锥端开口的圆锥管体代替，所述第一圆柱管体（91）的长度为空腔探针（8）长度的1/4～1/2。

9.根据权利要求1所述的一种空心管式多弹头纳米肿瘤热疗仪器，其特征在于，所述探针外管（9）内侧为铜，外侧为绝缘材料。 

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