CN101310781A - 一种血管内加热的输液装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶、传输管、穿刺针；其中，在穿刺针之内或之上有电加热器，该电加热器与电源连接，并用于加热在穿刺针内流动的液体。本发明在实施过程中不需要复杂的医疗设备，只要普通的点滴装置及相应温度监控装置即可，过程简单、方便，甚至可不用住院，直接在门诊即可接受治疗；本发明进行全身热疗时，机体升温速度快。血液循环可在数十分钟内把热量迅速输送到全身。

Description

一种血管内加热的输液装置及方法

技术领域

本发明涉及输液装置，特别涉及用于血管内加热的输液装置，本发明还涉及输液方法。

背景技术

肿瘤高温热疗是一种借助于人为提升人体温度来达到消灭肿瘤的物理治疗方法，其一般可分为局部加热和全身加热两大类。目前较为流行的是局部加热治疗，相应仪器设备有超声、射频、微波、激光等。然而，对于临床上更为常见的恶性肿瘤已弥漫全身的情况，局部热疗很难奏效。因而，副作用很小的全身热疗正引起临床医学界的高度关注。全身热疗由于针对的是整个人体的加热，原则上讲可克服局部热疗的缺点。

迄今所发展的全身热疗方法主要包括生物学法、经体表加温方法、体外循环加热方法等。生物学法通过向患者体内注射毒素、细菌来诱发机体产热，但此类方法因为过程很难控制而在现代热疗中并不被采用。体表加温法主要有温毯包裹法、热蜡浴法、热水服法、辐射热式加温法等，但这些方法因治疗费用高、副作用大、加热效果偏弱等因素，限制了它们在全身热疗中的应用。为此，研究者提出了体外循环加热这种由内而外的升温方法，该方法的具体做法是将循环血液引出体外，通过热交换器将血液升温，再输送回体内。但这种方法的缺点是需要全身抗凝，血管处理手术复杂，对病人的创伤大，容易感染。

考虑到现有的全身热疗方法在临床应用时所存在的上述缺陷，本发明提供一种简易、安全的可用于全身热疗的加热装置以及相应的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有的全身热疗方法以及相关装置在临床应用时需要全身抗凝，血管处理手术复杂，对病人的创伤大，容易感染的缺陷，从而提供一种通过对血管注射高温生理盐水或水合放热性物质，从而迅速提升血液温度进而借助于血液流动将热量传至相邻部位及远端组织温度的输液式血管内加热装置及方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶、传输管和穿刺针，在所述穿刺针之内或之上设有电加热器，所述电加热器能与电源连接并且所述电加热器用于加热在所述穿刺针中流动的液体。

上述技术方案中，所述穿刺针的针尖部分还设有绝热套管。

上述技术方案中，所述电加热器为电阻加热丝或其他具有加热功能的微针如微波天线、射频天线、激光光纤等，所述电阻加热丝或微波天线、射频天线、激光光纤等的直径在1μm-1mm之间，它绕制或镀制在所述穿刺针的前端，绕制长度在1mm到5cm之间。

本发明还提供了一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶、传输管和穿刺针，所述穿刺针内设有内直径保持一致的细长直管，所述细长直管内设置有将化合物推送到血管内的微小活塞。

上述技术方案中，所述传输管和所述穿刺针的内壁镀有防腐蚀的膜。

一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶、传输管和穿刺针，所述吊瓶包括酸存储器和碱存储器，所述传输管包括酸传输管和碱传输管，所述穿刺针有两个相互独立的来流管，所述酸存储器和所述碱存储器通过各自的传输管与所述穿刺针内的各自的来流管流体连通，所述穿刺针的针尖部分有中和区，所述酸溶液和所述碱溶液在所述中和区汇合而发生放热反应。

所述装置可以与包裹用毛毯或者红外辐射仪联合使用。

所述装置还可与用于保护人体重要部位免受加热损伤的头部冷却水袋、冰水袋或半导体制冷器联合使用。

一种采用血管内加热的输液装置的输液方法，包括以下步骤：

步骤100、做常规术前准备，并在吊瓶中加入放热物质；所述放热物质为高温生理盐水或水合放热物质或酸碱；

步骤101、将穿刺针插入患者表层较浅的静脉血管；

步骤102、打开控制阀或启动输液泵，患者体内注入放热物，开始全身热疗过程，在加温过程中，对病人的体温进行监测，询问病人感受，做好护理。

上述技术方案中，所述水合放热物质为可水合放热、且产物无毒或低毒的化合物，包括NaCl，H₂SO₄，NaOH，CaO，BaO，K₂O或者KCl。

本发明的优点在于：

1、本发明在实施过程中不需要复杂的医疗设备，只要普通的点滴装置及相应温度监控装置即可，过程简单、方便，甚至可不用住院，直接在门诊即可接受治疗；

2、采用本发明的装置进行全身热疗时，机体升温速度快。血液循环可在数十分钟内把热量迅速输送到全身；

3、采用本发明的装置进行全身热疗时，机体升温过程高度可控。升温速率和机体温度可通过手动或自动调节输液量来实现；治疗费用低；

4、本发明的方法中所采用的高温生理盐水和水合物形成批量生产后的费用很低，可有效降低患者的治疗费用。

附图说明

附图1为本发明的用于肿瘤全身热疗的输液式血管内加热装置在实施例1中的实现示意图；

附图2为本发明的用于肿瘤全身热疗的输液式血管内加热装置在实施例2中的实现示意图；

附图3为本发明的用于肿瘤全身热疗的输液式血管内加热装置在实施例3中的实现示意图。

图面说明

1吊瓶         2高温生理盐水    3传输管

4穿刺针       5电源            8水合放热物质

9酸存储器     10碱存储器       11酸传输管

12碱传输管    33绝热套管       72细长直管

73活塞

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的血管内加热的输液装置根据加热原理的不同，有不同的实现方式，下面在不同的实施例中分别进行说明。

实施例1：

对体温进行加热的一种实现方法是将高温生理盐水通过点滴的方式直接注入人体血液循环系统，借助于血液循环把高温盐水的热量输运至全身各处，实现对机体的加热，达到杀伤肿瘤细胞的目的。众所周知，生理盐水的比热高达4200J/kg·℃，饱含热量的生理盐水微小液滴进入血液后，迅速降低自身的温度，把热量释放给周围血液。因换热过程进行的非常快，在不到100ms的时间内完成，不会对细胞造成损伤，并可提高血液的温度。

全身热疗的目的是要均匀升高机体的温度，并达到42℃以上。人体组织是富含水分的材料，正常时含水量高达60％以上。人体体温升高实质上就是机体内水的升温过程。体重为50Kg的人体，其中约60％为水。因此，根据热力学定理，人体从37℃升高到42℃需热量：

Q＝mC(T₂-T₁)

＝50×60％×4190×(42-37)

＝628.5kJ

上式中，Q为吸热量，单位KJ；C为水的比热，单位J/Kg·℃；T为温度，单位为℃。

假设90℃，1000ml的生理盐水注入人体血液循环系统，温度降至37℃放热为

Q＝mC(T₂-T₁)

＝1×4.19×(90-37)

＝222.1kJ

式中各项意义同前。可见，只要3000ml的热生理盐水，其放热量即可达到升高机体温度的需要。当然实际过程应视人体所能承受的输液量确定注射剂量。实用中，为避免人体对巨大水量的承受压力，可采用循环取水及供水方案，即在特定部位的血管壁开出引流小口，利用只允许水分通过的渗透膜，将血液中水份适时地引出后，此时再通过穿刺针补充升温后的生理盐水，即可维持体内水量的平衡。

针对上述的高温盐水点滴加热方法，本发明提供了一种相应的用于血管内加热的输液装置，如图1所示，该装置包括：吊瓶1、传输管3、穿刺针4。其中，在所述穿刺针4之内或之上设有电加热器，电加热器与外接的电源5连接并且电加热器用于加热在穿刺针4中流动的液体。

吊瓶1用于存储高温生理盐水2，它应具有良好的保温性能，可由玻璃制成并外套泡沫塑料保温。吊瓶1的容量大小有多种规格，可根据实际需要选用。

传输管3用于传输高温盐水，应具有保温、耐腐蚀、柔软等性能。传输管3可采用聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺等无毒聚合物，也可采用不锈钢或镍钛等材料制成。

穿刺针4的材料由不锈钢等制成，其外直径可在0.1mm到10mm之间。穿刺针4的刺入皮肤部分有绝热套管绝热33，以防止高温生理盐水烫伤皮肤。穿刺针4内的电加热器为电阻加热丝，由镍、铬等金属材料作成，电加热丝也可采用其他具有加热功能的微针如微波天线、射频天线、激光光纤等，加热丝直径在1μm-1mm之间，绕制或镀制在穿刺针前端，绕制长度在1mm到5cm之间。

外接的电源5可以为直流电源或交流电源，电源电压可在0-220V之间任意可调。

本实施例中的用于血管内加热的输液装置在使用前，首先对一个用于存储生理盐水的容器进行加热，生理盐水被加热到指定的温度后，取出一定量的生理盐水放入高温生理盐水吊瓶1中，生理盐水以点滴方式将盐水2输送至病人血管内实施全身加热。在点滴过程中，穿刺针4可对输液过程中的生理盐水进行加热，以弥补输液过程中的热量损失。

实施例2：

对体温进行加热的另一种实现方法是水合放热法，该方法将可水合放热、反应产物对人体无害且可被人体吸收的化合物以点滴的方式直接注入血液内。化合物和血浆内的水发生原子级别的放热反应，极微量的反应物即可获得巨大的热能。随着点滴过程的逐渐进行，热能源源不断地输送到周身各处。众所周知，通过点滴的方式实现血管内给药已成为目前在医疗中最为常规的医疗手段之一，其实施过程安全、方便、快捷，易于被患者接受。以输液的方式实现全身热疗，是一种不同于以往的崭新概念的肿瘤全身热疗手段。

水合放热实际上是一个吸热和放热同时进行的过程。一方面是溶质的分子或离子要克服分子与分子之间的作用力，离子与离子之间的静电引力才能脱离出来，所以这一过程中的溶质分子或离子要吸收能量，因此这一过程是吸热过程。另一方面是溶质分子或离子在溶液中跟水分子作用形成水合分子或水合离子，使其达到一种能量最低的稳定状态，此过程要释放出能量，这一过程是放热过程。当放热量总和大于吸热量时，水合过程表现为放热过程。

在水合放热法中，所采用的水合放热物质可以有多种选择，如NaCl，H₂SO₄，NaOH，CaO，BaO，K₂O，KCl等均可。上述各种物质在水合放热时的放热量有很大的差异，例如，每摩尔H₂SO₄水合放热可发出85.5KJ的热量，而每摩尔KaCl水合放热可放出17KJ的热量。在实际使用中，应当对水合放热的物质进行筛选，应当选用水合放热产物对人体无毒，或毒性非常小，可被人体的代谢系统排泄掉的水合放热物质。

针对上述的水合放热法，本实施例提供了一种与该方法相适应的用于血管内加热的输液装置，如图2所示，该装置包括吊瓶1、传输管3、穿刺针4，其中，在穿刺针4内设有内直径保持一致的细长直管72，所述细长直管72末端设置有将化合物推送到血管内的微小活塞73。

吊瓶1用于存放水合放热物质8，由于在本实施例中，吊瓶1所存放的水合放热物质没有保温要求，因此，与实施例1相比，吊瓶1可选用材料的范围更广，如不会与水热化合物发生反应的玻璃、塑料等。

传输管3用于传送水合放热物质，传输管3可采用聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺等无毒聚合物，也可采用不锈钢或镍钛等材料制成，可在传输管3内壁镀膜，如钛金属膜等，以免发生腐蚀。

穿刺针4的材料由不锈钢、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺等制成，其外直径可在0.1mm到10mm之间。为避免发生腐蚀，可在穿刺针4的内壁镀膜，如钛金属膜等。穿刺针4的刺入皮肤部分还有绝热套管33绝热。在本实施例中，所述水合放热物质一般需预先配制成液态，此时采用注射方式即可进行传输。但某些水合放热物必须呈粉末状，因此穿刺针4内应做成内直径保持一致的细长直管，管内设置有微小活塞73如不锈钢金属丝，通过金属丝活塞73沿管内的运动将化合物不断推送到血管内。

实施例3：

对体温进行加热的又一种方法是直接利用酸碱中和反应放热来提高血液温度。众所周知，酸碱中和反应放出大量的热。但用这种方法因为酸和碱具有强烈的腐蚀性而很难被临床医生和患者所接受。实际上，如果采用比较合理的方法，能实现对这部分能量的合理利用。在本发明中，把酸碱在各自的微细通道内输送，进入血液之前，微小的碱液滴和酸液滴进行混合，混合之后的溶液在极其微小的瞬间以极快的速度弹射入血液内，在血液内完成化合反应和放热反应。

以常见的酸HCl与常见的NaOH为例，在酸碱中和反应过程中，HCl与NaOH的反应生成热为56.8KJ/mol，而生成物为身体可以很好接受的NaCl，该物质正是生理盐水的组成物。所以，借助于良好控制的反应过程，本方法在完成加热的同时不引起组织的毒性，这在许多肿瘤化疗中很难作到。

针对上述的酸碱中和反应放热法，本实施例提供了一种相应的用于血管内加热的输液装置，如图3所示，该装置包括吊瓶1、传输管3和穿刺针4。其中，所述的吊瓶1分成相互间隔的两个部分，分别为酸存储器9和碱存储器10。所述的传输管3分为两个部分，分别为酸传输管11和碱传输管12。在酸存储器9和碱存储器10的底端分别有一个输出口，酸存储器9的输出口与酸传输管11的一端紧密连接，碱存储器10的输出口与碱传输管12的一端紧密连接。酸传输管11和碱传输管12的另一端分别与穿刺针4内的一个来流管连接。

吊瓶1用来存放酸溶液或碱溶液，吊瓶1中的酸存储器应当由耐酸材料制成，如聚乙烯等，吊瓶1中的碱存储器应当由耐碱材料制成，如聚乙烯等。吊瓶1的容量大小有多种规格，可根据实际需要选用。

传输管3中的酸传输管11用来传输酸溶液，传输管3中的碱传输管12用来传输碱溶液，酸传输管11由耐酸材料制成，如聚乙烯等，碱传输管12由耐碱材料制成，如聚乙烯等。

与实施例1中略有差别的是，穿刺针4内部同时设置有两个来流管，分别传输酸、碱溶液，两股来流管供应的酸、碱溶液在针尖处的中和区汇合而发生放热反应。穿刺针4的针尖部分具有良好的绝热性。

除了上述实施例中所描述的用于血管内加热的输液装置，为加速人体全身体温的迅速升高，本发明还可与用于增强全身热疗效应的包裹用毛毯，以及配合体外照射升温的红外辐射仪联合使用。因此，本发明可以同时实施内部和外部加热，对人体的升温速度优于以往单一的加热方式，可大大缩短治疗时间并减轻病人痛苦。在加热过程中，过高的温度易于对脑神经造成损伤，因而本装置还可与用于保护人体重要部位如脑部等免受加热损伤的头部冷却水袋、冰水袋或半导体制冷器等联合使用。此外，上述方法也可联合使用，比如，水合反应或酸碱反应中，可同时采用电加热增加热量注入，由此进一步缩短人体升温时间。

本发明的热疗过程如下：

1.热疗医生做常规术前准备，做器械消毒，手术用品、影像监护设备准备。根据高温生理盐水注射、水合放热物注射、中和放热物注射疗法分别准备高温生理盐水，水合放热物，酸碱，传输线，穿刺针，加热电源等。病人可平躺接受治疗。

2.准备工作结束后，将传输线充满生理盐水、水合放热化合物、或酸碱液。之后，将穿刺针介入患者较表浅的静脉血管。

3.打开控制阀或启动输液泵，患者体内注入放热物，开始全身热疗过程。加温过程中，对病人的体温进行监测，询问病人感受，做好护理。

4.为加快升温速度，上述加热过程也可同时配合体外加热过程，如采用体表微波照射实现。并做好病人保温工作，采用毛毯包裹等措施。

5.为防止人体一些关键部位受到热损伤，如大脑，在加温的同时，也采取局部降温措施，如采用冰帽或冷却水对脑部进行冷却。

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 (10)

1、一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶(1)、传输管(3)和穿刺针(4)，其特征在于，在所述穿刺针(4)之内或之上设有电加热器，所述电加热器能与电源(5)连接并且所述电加热器用于加热在所述穿刺针(4)中流动的液体。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述穿刺针(4)的针尖部分还设有绝热套管(33)。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电加热器为电阻加热丝，或其他具有加热功能的微针，包括微波天线、射频天线、激光光纤；所述电阻加热丝或微波天线、射频天线、激光光纤的直径在1μm-1mm之间，它绕制或镀制在所述穿刺针(4)的前端，绕制长度在1mm到5cm之间。

4、一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶(1)、传输管(3)和穿刺针(4)，其特征在于，所述穿刺针内设有内直径保持一致的细长直管(72)，所述细长直管(72)内设置有将化合物推送到血管内的微小活塞(73)。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述传输管(3)和所述穿刺针(4)的内壁镀有防腐蚀的膜。

6、一种血管内加热的输液装置，包括吊瓶(1)、传输管(3)和穿刺针(4)，其特征在于，所述吊瓶(1)包括酸存储器(9)和碱存储器(10)，所述传输管(3)包括酸传输管(11)和碱传输管(12)，所述穿刺针(4)有两个相互独立的来流管，所述酸存储器(9)和所述碱存储器(10)通过各自的传输管与所述穿刺针(4)内的各自的来流管流体连通，所述穿刺针(4)的针尖部分有中和区，所述酸溶液和所述碱溶液在所述中和区汇合而发生放热反应。

7、根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置可以与包裹用毛毯或者红外辐射仪联合使用。

8、根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还可与用于保护人体重要部位免受加热损伤的头部冷却水袋、冰水袋或半导体制冷器联合使用。

9、一种采用根据权利要求1、4或6所述装置的输液方法，包括以下步骤：

步骤100、做常规术前准备，并在吊瓶中加入放热物质；所述放热物质为高温生理盐水或水合放热物质或酸碱；

步骤101、将穿刺针插入患者表层较浅的静脉血管；

步骤102、打开控制阀或启动输液泵，患者体内注入放热物，开始全身热疗过程，在加温过程中，对病人的体温进行监测，询问病人感受，做好护理。

10、根据权利要求9所述的加热方法，其特征在于，所述水合放热物质为可水合放热、且产物无毒或低毒的化合物，包括NaCl，H₂SO₄，NaOH，CaO，BaO，K₂O或者KCl。

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