治疗肝癌门静脉癌栓的超声消融系统技术方案

本发明专利技术是一种治疗肝癌门静脉癌栓的超声消融系统，它包括微机１、超声波发生器２、换能器３、变幅杆导丝４、穿刺针８和打印机５。超声波通过变幅杆导丝可直接消融癌栓，配合化疗药物的灌注及吸引装置将消融后的碎屑吸出体外，可达到疏通血管，消除癌栓，防止癌细胞播散的良好治疗效果。超声消融过程由计算机控制。本发明专利技术操作方便，疗效好，对正常组织损伤小，还可用于其他血管内癌栓或泥沙样结石的治疗。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，是一种治疗肝癌门静脉癌栓的超声消融系统。肝癌是世界上流行最广的10种恶性肿瘤之一，居我国癌症死亡率第三位。尽管由于早期诊断和外科技术的发展，肝癌的治疗已有长足的进步，但从总体上说，由于大多数患者就诊时已处于晚期，使手术切除率降低，预后仍较差。晚期肝癌病人的主要特征之一是门静脉系统内形成癌栓，进而向肝内或远处发展转移，并迅速致门脉高压、肝功能衰竭而死亡。至今对肝癌门静脉癌栓的治疗还没有找到有效可靠的方法。虽然近年来有如B超引导下行门静脉癌栓的无水酒精(或化疗药物)注射，或是门脉内栓塞等，但临床实践证明其疗效极有限，而且由于门静脉仍有阻塞，仍不能解决门静脉高压等并发症。因此很有必要寻找新的技术或方法来彻底治疗门静脉内癌栓，以提高晚期肝癌病人的整体疗效。本专利技术的目的在于提供一种既能消融癌栓，疏通门静脉血管，降低门静脉压力，能有效破坏癌细胞，又对正常组织损伤性小的治疗肝癌门静脉癌栓的超声消融系统。为便于叙述，先介绍附图附图说明图1是微机控制下的治疗肝癌门静脉癌栓的超声消融系统示意图。图2是体外门静脉穿刺用的穿刺针示意图。图3是体外门静脉穿刺行肝癌门静脉癌栓超声消融治疗模式图。图4是超声波发生器电路及工作原理示意图。本系统包括微机1、超声波发生器2、换能器3、变幅杆导丝4、穿刺针8和打印机5。超声波发生器2按微机1的指令发出脉冲电能，通过换能器3晶体的压电效应，产生一定频率和功率的超声波，超声波通过变幅杆导丝4的头部，产生剧烈振荡效应，这种振荡效应直接作用于癌栓组织，使癌栓组织消融。变幅杆导丝4是通过穿刺针管8深入到门静脉癌栓处的。为防止消融下来的癌细胞扩散转移，也为加大对癌细胞的杀伤作用，穿刺针管8的根部设两个侧孔6和7，其中一个侧孔可用于化学药物的灌注，以便在超声消融的同时灌入化学药物以杀死癌细胞，另一侧孔可与吸引装置连接，以便将超声消融的癌栓碎屑吸出体外，从而达到清除癌栓，疏通血管，杀死癌细胞及防止癌细胞扩散转移的目的。将整个仪器集装于专用的推车上，可机动灵活地借助B超定位操作。下面结合附图对本专利技术作进一步介绍参见图1，微机1设定超声波发生频率、功率和相关治疗参数，然后指令超声波发生器2发出脉冲电能，通过换能器3晶体的压电效应，产生相应的超声波频率和功率，然后作用于变幅杆导丝4的头部，产生超声振荡效应。治疗参数和治疗结果由打印机5打印出来。换能器3的形状为后部为圆柱体，前部为圆锥体，圆柱体直径30-50mm，高50-120mm。圆锥体高30-50mm。圆锥体顶部有内螺纹，与变幅杆导丝4尾部的外螺纹相匹配，以相旋连接。变幅杆导丝4为弹性钢丝材料，其头部烙有钛合金圆球。其他各部件的连接均为线性连接。参见图2，穿刺针8为不锈钢材料，根部有两个侧孔6、7，似一小支管，侧孔内径约1mm，外突3mm，以便套乳胶管分别与灌注装置和吸引装置连接。在消融时一孔可灌入化疗药物，另一孔则将消融后癌栓碎屑吸出体外。参见图3，治疗开始时，先将穿刺针8在B超定位下穿刺入肝门静脉内，根据门静脉管径大小不同，选择管径不同的穿刺针，通常针管长100～150mm，内径0.4～0.6mm。然后将变幅杆导丝4通过穿刺针管8深入到门静脉癌栓处进行超声消融，变幅杆导丝4通常长150～200mm，粗0.2～0.4mm，通过侧孔6和7分别灌入化疗药物和吸出癌栓碎屑。化疗药物常用卡铂+表阿霉素，用生理盐水配制，浓度为卡铂4mg/ml，表阿霉素0.8mg/ml，总量为50ml左右，灌注速度为60滴/分。碎屑吸引时，负压为0.02Kpa，由定时吸引装置提供。消融完毕后拔出变幅杆导丝4和穿刺针8。治疗完毕。超声消融术的作用机理，主要是利用超声波的机械振动、空化效应和物理化学反应来消融癌栓的。癌栓由于缺乏正常的胶原纤维和弹性纤维，质地坚硬易碎，弹性极限小，容易被超声能量分裂和崩解，而正常的管壁组织富含胶原纤维和弹性纤维，具有弹性和柔韧性，弹性极限大，能够缓冲超声的作用，不易被超声的机械振动和空化效应破坏，因此对正常的血管壁组织损伤较小，也不会引起血管痉挛、诱发血栓形成或远端栓塞。空化效应是指在声学区内，当(液体)拉力大于内聚力时，微泡快速形成，突然爆裂，在瞬间产生巨大冲力，达1-3个大气压，可冲断高分子化学键或使细胞融解。另外还产生微声流、自由基等物理化学效应，致细胞DNA断裂、膜破裂等。体内研究也发现经超声照射过的癌组织其生长明显受到抑制，也不会引起肿瘤扩散。这些说明了超声消融术本身具有融解癌细胞的能力，选择一个合适的剂量，就能防止癌栓碎屑远处播散转移的可能。此外，超声具有促使药物渗透入细胞的作用。利用这种效应，设想超声结合化疗或免疫治疗，可达到1+1＞2的增效作用，同时更有效地防止超声碎屑的扩散，也更有效地防止门静脉癌栓消融后的再生，取得事半功倍的效果。参见图4，超声波发生器电路及工作原理由于在换能器工作期间，其谐振频率有一定范围的变化，而这个变化却会使功率放大管处于失谐状态，其后果是使输出部分阻抗不能很好匹配，从而导致功率放大管发热，极易烧毁。为此设计了一个自动频率控制电路(AFCF)，且该电路受数字信号控制。该数字信号取自于功率放大管(VMOS)的源极，当失谐时，电流将增大，则经整流二极管与滤波后的直流电平也将增大，因而模/数转换(A/D)电路会输出相应的数字信号去控制AFCF电路，使之输出一个频率信号总是朝使功率放大管电流变小的方向变化，直到电流最小时，也就是达到谐振时为止。如图4所示该电路由五个部分组成1.高频变压器、VMOS功率放大管、功率电源组成功率放大高频变压器的作用是进行与超声换能器的阻抗匹配，功率放大管负责功率放大，其电源由功率电源提供；2.R、D、PR为取样电阻，D为整流二极管，P进行滤波，其目的是给A/D(模拟电路与数字电路转换)电路提供模拟电压；3.A/D、AFCF电路A/D电路输出一个对应于R、D、P输入的模拟电平的数字信号，AFCF电路即自动频率控制电路，该控制电路由一个晶体振荡器和一个频率合成器组成，频率合成器在数字信号的控制下，其频率会按一定的规律输出高频信号，并将此信号送到驱动电路；4.驱动电路驱动电路接收到AFCF信号，将其加以放大，以达到符合VMOS功率放大管的驱动要求。大量动物实验和体外研究证实，本专利技术具有如下优点及积极效果本专利技术既能消融门静脉癌栓，疏通门静脉血管，降低门静脉压力，又能有效破坏癌细胞，为肝癌的后续治疗如肝动脉化疗栓塞、免疫生物治疗得以继续顺利进行创造了条件。同时也适合用于其他血管内癌栓或泥沙样结石的清除治疗。实验一我们解剖了12例人肝癌伴门静脉癌栓新鲜手术标本，发现l1例癌栓是肿瘤局部突破门静脉管壁作为基部向门静脉腔内生长的，除基部外，癌栓与门静脉内膜无紧密粘连。因此，癌栓可被超声消融术消融，而门静脉管壁未受损伤，这是本专利技术用于门静脉癌栓治疗的解剖学基础。实验二我们选用变幅杆导丝直径为0.4mm，在超声频率42KHz，功率为0.22W情况下，消融5×5×5mm3新鲜癌栓标本，结果平均消融时间为4min，91％超声碎屑小于10μm。消融导丝头温度，5min内不超过10℃。对正常门静脉、胆管内膜的消融实验发现，未见明显损伤。说明超声消融治疗是有效和安全的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治疗门静脉癌栓的超声消融系统，其特征在于包括微机（１）、超声波发生器（２）、换能器（３）、变幅杆导丝（４）、穿刺针（８）和打印机（５），换能器（３）的形状：后部为圆柱体，前部为圆锥体，圆柱体直径３０－５０ｍｍ，高５０－１２０ｍｍ，圆锥体高３０－５０ｍｍ，圆锥体顶部有内螺纹，与变幅杆导丝（４）尾部的外螺纹相匹配，以相旋连接，变幅杆导丝（４）为弹性钢丝材料，长为１５０－２００ｍｍ，粗０．２－０．４ｍｍ，其头部烙有钛合金圆球，与穿刺针（８）配套使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程树群，钱德初，吴孟超，
申请(专利权)人：上海东方肝胆外科医院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]