CN1037746C - 电脑微波乳腺病治疗仪 - Google Patents

Abstract

一种电脑微波乳腺病治疗仪，由控制主机、高频同轴电缆和辐射器组成，其中控制主机内设有作为中央处理器inte18031单片微型计算机，辅以存储器、键盘和数码显示器，以及微波功率控制器，微波发生器、过流保护器和直流稳压电源等电路。辐射器为不锈钢薄壁圆柱管筒。该装置电路结构简单，工作可靠性高，操作简便，性能稳定，成本较低，便于推广应用，临床试用效果显著。

Description

电脑微波乳腺病治疗仪

本发明涉及一种电子医疗仪器，确切地说，涉及一种应用微波电子技术治疗乳腺病的医用仪器。

微波是一种波长为1毫米-1米、频率为300-300000兆赫的高频电磁波，其频谱位于超短波与长波红外线之间。当微波作用于人体时，将使人体细胞内的大量带电粒子在电场作用下产生位移而顺电场方向排列。在微波高频交变电场的作用下，这些带电粒子就会不断地往返运动，即振动。在振动与转动过程中，粒子间的彼此互相碰撞、摩擦以及与周围媒质的摩擦、碰撞就会产生热效应，使人体的体温升高，从而扩张血管，使血液流通加快，局部升温，能够活血散结，消肿、止痛，杀灭病原，舒展肌肉。因此，近年来应用微波热疗的原理，人们研制了一些相应的医疗仪器。如：“具有稳定功率输出的微波治疗机”(专利申请号：90104294.3)、“多功能微波手术治癌机”(专利申请号：90108314.3)等等，但是，应用微波热疗原理来专门治疗妇女常见病、多发病之一的乳腺病医用仪器尚未见到问世和消息报导。尤其是目前对乳腺病的几种治疗方法和效果都不甚理想，或者周期长，或者疗效不显著。广大患者和医护人员都希望能有比较理想的乳腺病治疗仪应用于临床。

本发明的目的是提供一种利用电脑控制的微波乳腺病治疗仪，作为治疗妇女常见病、多发病的乳腺疾病的一种疗效好、周期短、使用简便的无损伤理疗仪器。

本发明是这样实现的：由设有微波发生器的控制主机、高频同轴电缆、微波天线和电源所组成，在控制主机内设有作为中央处理器的intel8031单片微型计算机集成电路，辅以存储器、键盘和数码显示器；其特征在于：在控制主机内还设有：可以分别对微波发生器进行控制的微波功率控制器和过流保护器，其中微波功率控制器与中央处理器相连接；微波发生器的输出通过同轴高频电缆与微波天线相连，该微波天线安设在一个不锈钢薄壁圆柱管筒的辐射器的一端中央，该辐射器的另一端为敞口式。

控制主机采用集成电路74LS164，ULNZ003A与四个数码管构成数码显示电路的硬件，采用动态扫描方式轮换显示电路的硬件，以动态扫描方式轮换显示微波功率与时间。

辐射器的直径为Ф180-Ф230毫米，高度为100-120毫米，壁厚3-5毫米。

在本发明的控制主机里，单片计算机控制微波电子管在高压直流电场和磁场作用下产生微波，并将高压回路的采样信号随时与设定功率相比较，以保证输出功率稳定，所产生的微波经由高频同轴电缆和辐射器输出，作用于病灶部位。整个操作过程可以在计算机的控制下实现人机会话，数码显示，声光指示和定时、调整功率输出。

本发明是微波电子技术在医疗领域中应用的一项创造，是根据乳腺病的病理、组织结构和临床医疗经验而研制的专用治疗设备。控制主机采用单片微型计算机作为中央处理器，用软件程序进行控制，既大大简化硬件电路结构，使装置工作可靠性明显提高，又降低了装置生产成本，便于推广应用。控制电路采用计算机直接输出移相改变可控硅导通角来实现输出功率的控制，也使机器元器件减少，成本下降；触摸键盘输入和数码管显示，使操作简便直观，性能稳定安全；特殊形状构造的辐射器使仪器的治疗能发挥其最佳效果。总之，本发明集现代微波射频技术与计算机技术于一体，是当代发展无损伤治疗乳腺病的比较理想的医疗设备。

下面结合附图，具体介绍本发明的组成结构和工作原理。

图1是本发明的工作原理方框图。

图2是本发明的CPU控制板电原理图。

图3是本发明的显示控制硬件布线原理图。

图4是本发明动态显示程序框图。

图5是本发明可控硅调动原理示意图。

图6是本发明的过流保护器电原性示意图。

图1所示的是本发明的电路构成框图。本发明的控制主机1采用intel 8031单片微型计算机作为其中央处理器。我们知道单片微型计算机作为实时控制的先进技术手段正在被日益广泛开拓新的应用领域。该器件包含有一个微机的全部基本组成：I/O端口，16位定时器和计数器，8位CPU和128字节的RAM单元。本发明为其配置键盘(型号为：JPB-A)，显示器(型号为：XSK2-B)，扩展存储器(型号为：6264)和锁存器(用74LS373芯片构成)，构成一个完整的控制计算机，其电路组成参见图2。控制主机1的电路部分还包括有：微波功率控制器、微波发生器、过流保护器和直流稳压电源。磁控管产生的微波通过同轴连接电缆2送至辐射器3，由病人手持辐射器3作用于病灶部位，进行微波热疗。

本发明的工作原理(过程)是：开机后，首先设定微波功率及治疗时间，并通过键盘将该指令从8031的I/O口输入中央处理器，单片机的内存软件程序就根据输入的指令数据，从程序对照表中查找该功率所对应的数据，并由中央处理器将此数据转换为相应的控制信号输出给数码管显示及送至02光电隔离器(参见图5)，该信号控制光电隔离器的工作频率，此频率的变化又控制了可控硅SCR2导通截止的导通角。由于该可控硅SCR2的输出直接与微波发生器电路中能将高压直流电转换成微波功率输出的磁控管高压变压器T3的初级相连接，当可控硅受计算机发出的移相触发脉冲信号而改变其导通角产生导通截止时，使变压器T3的初级也随之不断构成通路或断路，并使其次级产生高压输出，经二极管D整流为直流高压，再经灯丝加温变压器T2送至磁控管W，把此直流高压转换成微波信号，经传输连结电缆2送至辐射器3的天线，向外辐射。如果设定的治疗功率较高，产生的直流电压也高，转换成微波信号并输出至辐射器的功率也大。即可以通过8031单片微机从键盘输入指令，由计算机直接输出移相信号改变可控硅的导通角来实现功率大小的控制。本发明的功率调整范围是0～150瓦。由于辐射器是用不锈钢薄壁管筒制成的，其一端中央安放有发射天线，另一端为敞口式。辐射器的直径为Ф180～Ф230毫米，高度为100-120毫米，壁厚为3-5毫米。患者手持辐射器将敞口部分对准病灶部位治疗，让微波作用到机体内部，由于辐射器是定向、定作用区域的，使患者的正常组织并不受到微波放射，不受任何影响，不会有副作用。图5中M为散热风扇。

图3是动态显示部分的硬件电路。为了简化，本发明采用动态显示方式，轮换显示微波功率与时间。具体方法是：将所有数码位的段选码连接在一起，由一个8位I/O口控制，并采用两个控制口，一个控制段选码，另一个控制位选，用动态扫描方式在每一位显示不同的字符，即在每一瞬间，只使某一位显示相应字符。在此瞬间，段选I/O控制口输出相应字符段选码，位选控制口在该显示位送入选通电平，使该位确保显示相应字符，并延时一段时间，产生视觉效果，然后反复轮流上述控制程序。整个显示过程都是由程序控制进行的。具体程序框图参见图4。

为了防止治疗过程中输出功率过大烧伤患者的不良后果，本发明设有过流保护器电路，当输出功率超过150瓦时会自动切断输出，其电原理图参见图6。其中插座P中的4、5号线是电源变压器提供的9伏交流电压，经整流器B1整流后，给继电器K1提供工作电压。当可控硅SCR1断开时，继电器K1不动作，各触点处于常闭位，使电路正常工作。插座P中的1、2号线是来自微波磁控管的直流高压信号线，本发明就是通过测量1、2号线的电压值进行比较而实现过流保护的：从1、2号线采集的电压信号经过R1、R2、R3、R4分压后，加至二极管D1的两端。当输出功率超过150伏时，D1的两端电压高于6.8伏，使二极管D1导通<电容C1是滤除干扰信号的>，也使可控硅SCR1也导通，继电器K1动作，各触点也随之吸离动作，切断插座P中的6与7、8与9、10与11的连接关系，从而断开了图5中的可控硅调功电路中的可控硅工作电压，使微波管W得不到直流高压输入，无法产生微波信号，辐射器自然停止输出功率。

本发明的继电器K1一旦动作就形成自锁，只有断开电源，机器方可重新起动，重新设定微波输出功率后才能恢复正常运行。

本发明已研制出试验样机，在北京、西安等地8所医院临床治疗实践中进行疗效观察实验。几个月的实践表明，该发明对乳腺炎的治疗效果是显著的，仪器操作简便，作用机理明确，成本低廉，利于普及推广应用。

Claims (3)

1、一种电脑微波乳腺病治疗仪，是由设有微波发生器的控制主机、高频同轴电缆、微波天线和电源所组成，在控制主机内设有作为中央处理器的intel8031单片微型计算机集成电路，辅以存储器、键盘和数码显示器；其特征在于：在控制主机内还设有：可以分别对微波发生器进行控制的微波功率控制器和过流保护器，其中微波功率控制器与中央处理器相连接；微波发生器的输出通过同轴高频电缆与微波天线相连，该微波天线安设在一个不锈钢薄壁圆柱管筒的辐射器的一端中央，该辐射器的另一端为敞口式。

2、如权利要求1所述的电脑微波乳腺病治疗仪，其特征在于：控制主机采用集成电路74LS164，ULNZ003A与四个数码管构成数码显示电路的硬件，采用动态扫描方式轮换显示电路的硬件，以动态扫描方式轮换显示微波功率与时间。

3、如权利要求1所述的电脑微波乳腺病治疗仪，其特征在于：辐射器的直径为Ф180-Ф230毫米，高度为100-120毫米，壁厚3-5毫米。

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