CN101061968A - 用于高频热理疗的多管道射频发生器 - Google Patents
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Abstract
一种与多个电极结合使用的高频热理疗多管道射频发生器。所述多管道射频发生器包括振荡器，用于产生高频；波形调制元件，用于调制所述振荡器产生的所述高频的波形；第一至第三放大管道，用于将从所述波形调制元件输出的所述高频放大为具有30－200瓦的均方根输出，然后将所述均方根输出提供至所述电极；管道选择元件，用于允许使用者选择所述第一至第三放大管道中的一个或多个；键入元件，能够让使用者对所述第一至第三放大管道的电压、电流和阻抗进行设置；以及微控单元，用于对从所述第一至第三放大管道中的每一个输出的所述高频的功率、时间和相位进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高频热理疗的多管道射频发生器，特别涉及一种可对多个电极提供高频以更安全有效地电灼治疗大面积扩散癌细胞的多管道射频发生器，该发生器还可控制一个以上的放大管道，以同时治疗相距较远的病变。
背景技术
在身体器官，如肝脏等中发生癌症时，典型的治疗方法为非外科的方法或是外科手术治疗。外科手术需要对癌症病变处的身体部位切开较宽的切口，这样会在手术后留下疤痕并且需要长期的医护。如果癌症在身体器官内复发，就不得不再次做外科手术，这不仅使病人痛苦，而且加重了病人的开支和所承担的风险。
由于以上原因，非外科的手术方法被广泛采用，包括，如动脉栓塞化疗(transarterial chemoembolization)，经皮无水乙醇注射治疗(percutaneous ethanol injection therapy)，系统的癌症化疗(systemiccancer chemotherapy)，以及局部红外热理疗(local red heat treatment)的方法，其中局部红外热理疗已证明具有积极的效果。局部红外热理疗的示例包括高频热理疗，微波电烙(microwave cautery)和激光电烙，其中高频热理疗在近几年受到高度青睐。
高频热理疗涉及一种借助于高频热，对如在肝脏内产生的癌细胞进行电灼治疗而不需开刀的方法。通常使用的用于高频热理疗的高频热理疗设备包括产生恒压高频的射频发生器，和与射频发生器相连的电极。
实际上，由于传统的理疗设备由一个单射频发生器和一个单电极组成，这种设备的可执行的烧灼面积过于狭小，而无法烧灼大面积的肿瘤块，因此造成治疗时间延长。而且，这种传统的理疗设备不能用于远端病变的治疗。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中固有的上述问题以及其他的问题，进而提供一种能够将高频提供到多个电极，从而在提高安全性的情况下有效电灼治疗大面积扩散癌细胞的多管道射频发生器，这种多管道射频发生器还可控制一个以上的放大管道，以同时治疗相距较远的病变。
针对上述目的，本发明提供了一种用于与多个电极结合使用的高频热理疗多管道射频发生器，可包括：振荡器，用于产生高频；波形调制元件，用于调制所述振荡器产生的所述高频的波形；第一至第三放大管道，用于将从所述波形调制元件输出的所述高频放大为具有30-200瓦的均方根输出，然后将所述均方根输出提供至所述电极；管道选择元件，用于允许使用者选择所述第一至第三放大管道中的一个或多个；键入元件，能够让使用者对所述第一至第三放大管道的电压、电流和阻抗进行设置；以及微控单元，用于对从所述第一至第三放大管道中的每一个输出的所述高频的功率、时间和相位进行控制。
附图说明
在参照相应的附图对优选的实施方案进行描述后，本发明的上述及其它目的、特征和优点将显而易见，其中：
图1是示出根据本发明的用于高频热理疗的多管道射频发生器的方框图；
图2是示出根据本发明的多管道射频发生器的前端面板；
图3是使用图1中所示的多管道射频发生器的示例；
图4示出了根据本发明的与多管道射频发生器的前端面板相连的多个电极；以及，
图5示出了两个互联并结合使用的多管道射频发生器的示例。
具体实施方式
下面将参考附图，详细描述根据本发明的用于高频热理疗的多管道射频发生器的一个优选实施方案。
参照图1至图5，多管道射频发生器1与多个电极结合使用，用于例如对癌症进行高频热理疗。所述多管道射频发生器1包括用于产生高频的振荡器16，和用于对振荡器16产生的高频波形进行调制的波形调制元件17。
第一至第三放大管道10、11和12与波形调制元件17相连，用于将从波形调制元件17输出的高频放大到具有30-200瓦的均方根(RMS)输出，然后将此均方根输出提供到相应的电极。应该理解，在本发明中放大管道的数目并非限制于三个，而是可以大于或小于三个。
管道选择元件4被设置用来允许使用者选择第一至第三放大管道10、11和12中的一个或多个，键入元件(key part)3被设置用来允许使用者设置第一至第三放大管道10、11和12的电压、电流和阻抗。
还提供了微控制元件5，用于控制从第一至第三放大管道10、11和12中的每个输出的高频信号的功率、时间和相位。
第一至第三放大管道10、11和12中的每个都包括：相位控制元件20，用于控制从波形调制元件17输出的高频的相位；前置放大器21a和主放大器21b，用于以两级的形式将从波形调制元件17输出的高频放大为，具有30-200瓦的均方根输出和约为50欧姆的负载；以及继电器22，用于将从主放大器21b输出的高频信号传输到对应的电极13、14和15中的一个。
此外，第一至第三放大管道10、11和12中的每个还包括：感应供应到继电器22的高频电流和电压、并将所感应的电流和电压提供至微控单元5的功率传感器23，使主放大器21b输出端的阻抗和继电器22负载端的阻抗相匹配的阻抗匹配元件24，以及用于感应电极13、14和15的温度并将所感应的温度提供到微控单元5的温度传感器25。
微控单元5适于控制前置放大器21a和主放大器21b的放大比率，以避免功率传感器23感应的电流和电压过度地超出预设值。作为对温度传感器25感应的温度的响应，微控单元5还适于控制从第一至第三放大管道10、11和12中的每个中输出的高频，以使得电极13、14和15在介于10-90℃±4的温度范围内工作。
除以上所述，本发明的多管道射频发生器还包括用于设置和测定第一至第三放大管道10、11和12中每个的工作时间的计时器2，逐个管道地(channel-by-channel)显示第一至第三放大管道10、11和12的功率传感器23和温度传感器25检测的数据的显示元件6，将射频发生器1的工作条件通知给远程计算机以使得使用者能监看射频发生器1的工作条件的数据通信元件7，以及与一个或多个附加射频发生器1a相连并组合使用的控制通信部件8，如图5所示。
在一个或多个附加的射频发生器1a与控制通信部件8相连的情况下，多管道射频发生器用作主发生器，而附加的射频发生器用作从发生器，反之亦然。
接下来，将具体说明上述多管道射频发生器的工作方式和有益效果。本发明的多管道射频发生器的工作方式分为：在第一至第三放大管道10、11和12中仅有一个被驱动的单管道驱动方式，和多于一个的管道被驱动用于高频热理疗的多管道驱动方式。
单管道驱动模式
此方法以单个电极电灼例如相对较小的癌细胞。
首先，使用者操作键入元件3设置要供应到电极13上的高频信号的电压、电流和阻抗，然后用管道选择元件4选择第一放大管道10。
在这种情况下，如果使用者按下键入元件3的一个特定键，振荡器16就产生一个如480赫兹的高频，而所产生的高频又被传输到波形调制元件17。波形调制元件17将该高频的波形调制成适于在电极13中使用的波形，然后将该高频提供至第一放大管道10的相位控制元件20。相位控制元件20用于在高频信号被提供至随后的组件之前对其相位进行调节。
前置放大器21a和主放大器21b与相位控制元件20串连，用于放大上述高频的信号，使该信号具有例如30-200瓦的均方根输出，和例如约50欧姆的负载。然后高频信号通过继电器22被反馈至电极13。
此时，微控单元5控制相位控制元件20的相控工作状态和前置放大器21a与主放大器21b的放大比率。相位控制元件5还控制第一放大管道10，以使其能够在由计时器2设定和测定的时间周期产生输出。放置于主放大器21b和继电器22之间的阻抗匹配元件24用于使主放大器21b输出端的阻抗与继电器22负载端的阻抗相匹配。
利用这种方式，高频被提供到使用者选择的电极13。如果电极13保持与癌肿瘤接触或电极13被插入到癌肿瘤中，则癌细胞就会被电极13产生的热量所烧灼。
此外，在高频被提供电极13的期间，功率传感器23对高频的电流和电压进行检测，然后把检测到的电流和电压反馈回微控单元5。此外，温度传感器25检测电极13的温度，并将所检测到的温度反馈回微控单元5。
另外，微控单元5可避免功率传感器23检测到的电流和电压过量地增加，并相应温度传感器25检测的温度控制高频的输出，以使得电极13在介于10-90℃±4的温度范围内工作。
多管道驱动模式
此方法以多个电极电灼例如面积相对较大的癌细胞。
首先，使用者操作键入元件3设置要被提供到电极13、14和15的高频信号的电压、电流和阻抗，然后用管道选择元件4选择第一至第三放大管道10、11和12。
在这种情况下，如果使用者按下键入元件3的一个特定键，振荡器16就产生一个如480赫兹的高频信号，而该信号又传输到波形调制元件17。波形调制元件17将该高频信号的波形调制成适于在电极13、14和15中使用的波形，然后将高频信号提供到第一至第三放大管道10、11和12各自的相位控制元件20。相位控制元件20用于在将高频信号提供至随后的组件之前对其相位进行调节。
前置放大器21a和主放大器21b与相位控制元件20串连，用于放大高频信号，使该信号具有例如30-200瓦的均方根(RMS)输出，和例如约50欧姆的负载。然后该高频信号通过相应的继电器22被反馈至电极13、14和15。
同时，微控单元5对相位控制元件20的相控工作状态和前置放大器21a与主放大器21b的放大比率进行控制。相位控制元件5还控制第一至第三放大管道10、11和12，以使得它们能够在计时器2设定并测定的时间周期产生输出。放置于主放大器21b和继电器22之间的每个阻抗匹配元件24用于使主放大器21b输出端的阻抗与继电器22负载端的阻抗相匹配。
如此，高频被提供到使用者选择的电极13、14和15。如果电极13、14和15保持与癌肿瘤的接触或电极13、14和15被插入到癌肿瘤中，癌细胞就会被电极13、14和15中产生的热量所烧灼。
假设电极14被插入到大面积的癌肿瘤块的中心，而电极13和15则与癌肿瘤块的周边接触，提供到电极14的高频的电压被控制为大于电极13和15上的电压，如图3所示。这是因为电极14负责治疗癌肿瘤块较大的区域。
微控单元5可以如图3所示的交替方式或以同步的方式(未示出)控制提供到各自电极13、14和15上的高频的脉冲时序。
同时，在将高频提供到电极13、14和15期间，功率传感器23对高频的电流和电压进行检测，然后把所检测到的电流和电压反馈回微控单元5。此外，温度传感器25检测电极13的温度，并将所检测到的温度反馈回微控单元5。
另外，微控单元5可避免功率传感器23检测到的电流和电压过量增加，并响应于温度传感器25检测到的温度，控制高频的输出，以使得电极13、14和15在介于10-90℃±4的温度范围内工作。
如上所述，多管道驱动模式可有效应用于大面积肿瘤块的烧灼。由于多个电极被单个射频发生器驱动，所以理疗的处理是易于执行的。
在可选的实施例中，射频发生器1可与附加的射频发生器1a结合使用，尤其是当肿瘤块大到一次足以需要三个以上的电极联合使用时。
更为具体地，如图5所示，附加的射频发生器1a与射频发生器1的控制通信元件8相连，这时，射频发生器1用作主发生器，而射频发生器用作从发生器，反之亦然。
换句话而言，主发生器1的微控单元5控制从发生器1a的微控单元(未示出)，从而能够将具有期望电压电平的高频提供到从发生器1a的电极上。
参照图5，与主发生器1的第一至第三放大管道10、11和12相连的电极13、14和15由在主发生器1的微控单元5的控制下提供的高频所驱动。同样地，与从发生器1a的第四至第六放大管道10a，11a和13a相连的电极13a，14a和15a由在主发生器1的微控单元5的控制下提供的高频所驱动。
这种两个射频发生器的组合使用使得一次用六个电极治疗大面积的癌肿瘤块或远端癌肿瘤成为可能。它也使得通过采用通信电缆将三个或三个以上的射频发生器互联来驱动六个以上的电极成为可能。
回到图1，数据通信元件7用于将从放大管道10、11和12各自输出的高频的输出特性通知到远程计算机，从而使得使用者能够监看射频发生器的工作条件。
如上所述，依据本发明的多管道射频发生器能够将高频提供到多个电极，因此能够在提高安全性的情况下有效电灼治疗大面积扩散癌细胞。而且，多管道射频发生器还能控制一个以上的放大管道而同时治疗相距较远的病变。
尽管本发明具体说明了一个优选的实施方式，但是对本领域技术人员而言，在所附的权利要求书对本发明的限定范围内另外做出各种改变和修改是显而易见的。
Claims (5)
1.一种用于高频热理疗的多管道射频发生器，其与多个电极结合使用，并包括：
振荡器，用于产生高频；
波形调制元件，用于调制所述振荡器产生的所述高频的波形；
第一至第三放大管道，用于将从所述波形调制元件输出的所述高频放大为具有30-200瓦的均方根输出，然后将所述均方根输出提供至所述电极；
管道选择元件，用于允许使用者选择所述第一至第三放大管道中的一个或多个；
键入元件，能够让使用者对所述第一至第三放大管道的电压、电流和阻抗进行设置；以及
微控单元，用于对从所述第一至第三放大管道中的每一个输出的所述高频的功率、时间和相位进行控制。
2.如权利要求1所述的多管道射频发生器，其中，所述第一至第三放大管道中的每一个包括：
相位控制元件，用于控制从所述波形调制元件输出的所述高频的相位；
前置放大器和主放大器，用于以两级的形式将从所述波形调制元件输出的所述高频放大为，具有30-200瓦的均方根输出和约50欧姆的负载；以及
继电器，用于将从所述主放大器输出的所述高频提供到所述电极。
3.如权利要求2所述的多管道射频发生器，其中，所述第一至第三放大管道中的每一个进一步包括：
功率传感器，用于检测提供至所述继电器的所述高频的电流和电压，并将所检测到的电流和电压提供到所述微控单元；
阻抗匹配元件，用于使所述主放大器的输出端的阻抗和所述继电器的负载端的阻抗相匹配；以及
温度传感器，用于检测所述电极的温度，并将所检测到的温度提供至所述微控单元；
所述微控单元适于控制所述前置放大器和所述主放大器的放大比率，以防止所述功率传感器检测到的所述电流和电压增加超过预先设定的值，所述微控单元还适于响应所述温度传感器所检测到的温度，控制从所述第一至第三放大管道输出的高频，从而使得所述电极在介于10-90℃±4的温度范围内工作。
4.如权利要求1所述的多管道射频发生器，还包括：
计时器，设置和检测所述第一至第三放大管道中每一个的工作时间；
显示元件，用于逐个管道地显示所述第一至第三放大管道的传感器检测的信息；
数据通信元件，用于将所述射频发生器的工作条件通知到远程计算机，从而使得所述使用者能监看所述射频发生器的工作条件；以及
控制通信元件，与一个或多个附加射频发生器相连以结合使用。
5.如权利要求4所述的多管道射频发生器，其中，所述的附加射频发生器作为从射频发生器。
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