CN105344018A - 一种微波治疗方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微波治疗肿瘤灼除，止血，凝固，止痛，改善血液循环的方法及装置，将病灶体4通过影像机28摄像，由计算机32控制刻绘机31刻绘出三维病灶体投影的金属漏版8、9、10的空洞13、14、15，从投影方向的反向三维方向轮流穿过漏版空洞的微波束19、20、21辐射到病灶体上，交汇形成三维重叠与其相紊合的微波辐射高温区26，达到癌细胞所耐温度43℃以上；使正常细胞组织53处于不重叠的一维波束辐射的低于40℃的温度区25。由金属版限定辐射范围和位置，脉冲微波发生器和透镜天线发射平行微波束44、45、46，流水控制辐射顺序，热释电红外体温计及超温断电控制辐射温度等电路组成。加热位置及范围精准，治疗安全，无痛苦，快速，一次性，干净地杀灭癌细胞，且费用低。

Description

一种微波治疗方法及其装置

技术领域

本发明要求保护的技术所属技术领域是一种放射疗方法及其装置，尤其涉及一种无创伤，无痛苦，无残留，无逃逸，一次性，数分钟杀灭肿瘤病灶体细胞的微波治疗方法及其装置。

背景技术

中国医学装备2009年3月第6卷第3期《微波治疗仪的研究和应用新进展》中写道：微波理疗，采用适量的局部照射，提高局部生物体的新陈代谢，增强血液循环，增强免疫能力，达到解痉镇痛，抗炎脱敏，促进生长等作用。

微波治疗恶性肿瘤，利用微波辐射线照射癌组织部位，致使照射区的温度上升，达到杀灭肿瘤细胞的效果。微波治疗肿瘤包括两种机制：一种是微波温热治疗，通过微波辐射器将肿瘤温度提高到41～43℃，可将癌细胞杀死而保护肿瘤周围的正常细胞，此方法在临床上取得了很好的效果；另一种是微波热凝固治疗肿瘤，其原理是应用54℃或60℃以上高温直接造成肿瘤细胞的凝固性坏死，具体是通过大功率的微波辐射器照射肿瘤，使其中心温度达到60℃以上造成肿瘤细胞的碳化和凝固坏死，此方法对组织定位及安全性提出更高的要求。近10年来已由单纯的温热治疗发展到配合腔内手术治疗的热凝固法，再发展到今天的透热治疗的非手术疗法。利用微波对病变组织进行止血，凝固、灼除和消炎，消肿，止痛，改善局部组织血液循环等，达到治疗疾病的作用。

如中国专利ZL200810024956.X的《微波功率及其微波消融治疗仪》及申请号200910234273.1的《微波消融针及其微波消融治疗仪》都是将微波消融天线穿刺针直接插入患者肿瘤部位，将微波能量传送到肿瘤组织内，产生54℃或60℃以上的高温，使肿瘤组织在短时间内热凝固坏死。这种介入式治疗方法：第一，穿刺或灼伤正常组织而使病人痛苦大；第二，由于肿瘤病变组织与正常组织联系密切，只监控病灶的温度，在治疗中无法形成理想的与病灶体相紊合的突变温度场，难免损伤正常组织；或病灶组织内的癌细胞不能干净地、彻底地杀灭。

另外市场上现有的日本产三维微波治疗仪MT3D(SL)产品，其特征在间歇模式的基础上追加了三维空间照射(3D模式)的标准装置，其三维模式是指用2个探头对患部同时进行微波照射。MT3D中采用了可避免因输出的相互影响而产生热点的安全装置。连续模式或间歇模式都可实施2个探头的同时照射。通过三维照射可获得治疗效率的提高。通过反相位照射可避免形成热点。此脉冲微波主要利用产生非热效应治疗急性炎症，并达到效果，不适用于治疗各种肿瘤病灶，其治疗时的热场区位置的准确性，以及病灶体与正常组织温度场的突变界面无法精准控制。

中国专利ZL00100162.0如图1及图1-1，图1-2，图1-3，图1-4，图1-5已能根据国家GB9706.6-92技术标准微波功率输出≤200W，设计出输出平均功率20W～200W范围内充分选择此脉冲幅度进行脉冲输出方式调制输出功率的间断输出，瞬时脉冲输出功率可达到5000W高能量，能穿透人体组织深度16厘米以上的微波治疗仪。

据百度《治疗癌症的那些“神刀”》搜狐健康，2015年06月09日出版的“射波刀”介绍：由美国Varian公司研发的EDGE是迄今为止最有效的无创肿瘤清除技术，其利用特有的FDA于2014年7月21日批准的CalypsoGPSfortheBcdy系统和表面光束监测系统以高达10毫秒的高频率实时动态监测并锁定治疗中肿瘤逃逸，结合新一代IGRT等影像引导技术，利用独有高达2400Mu/min的高强度HD-MLC准直器以亚毫米级的精度，几乎不留残余地消除肿瘤组织。其优点是：1、无创；2、放疗最大剂量率高；3、高精准治疗；4、治疗时间短；5、治疗次数1～5次；6、高效；7、彻底；8、几乎没有副反应。

世界第一台无创肿瘤消除系统EDGE即增强型数据速率GSM演进技术位于美国亨利福特医院肿瘤中心，平均每个患者治疗费用在35万人民币，治疗费用高，且需数次治疗，治疗技术复杂，成本高。

传感器技术2004年第23卷第10期的《用热释电红外传感器制作异常体温报警器》设计和制作了超过37.5℃体温就报警的报警器。

发明内容

本发明的目的是提供一种非介入式能精确定位的，且与病灶体形完全相紊合的突变温度场，能无创伤、无痛苦、干净、彻底、快速、一次性，低成本地对无凹陷表面的颗粒实体的病灶进行微波治疗的方法及其装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

第一步，在医生指导下，向癌症患者体内注射显像剂，让患者身体中的病灶体尽量靠近以O点为中心的三维座标OX、OY、OZ的面，在这三维座标所成的三个面上安装覆金属漏版，利用影像机，通过计算机的键盘鼠标控制刻绘机，分别在覆金属漏版上刻绘出1∶1的三维显像投影三张，并用人工方法将此投影的病灶体阴影部分的金属覆膜揭去，留下带病灶体空洞的覆金属漏版，再将此三块覆金属漏版分别放置原投影的三维空间位置的支架上。

第二步，通过控制三维脉冲微波发生器的每维流水式轮流微波输出，使其微波经透镜天线后，输出的平行微波束与第一步中的病灶体投影方向相反，将各微波束分别穿过各自相互垂直的覆金属漏版上的空洞及夹水层，其中夹水层用于吸收多余被覆金属漏版反射的微波能量，穿过空洞后的微波束，再穿透各自辐射的病灶体的一面，当该面的人体皮肤的温度达到升高2.5℃后的40℃时，由温度传感器控制电路自动切断该路的微波辐射，这样三维的微波从相互垂直的三个方向上辐射病灶体的三个面，在病灶体上形成与之相吻合的三维微波聚交汇合的高温区。如果每维微波能使该方向人体组织温升2.5℃，即三维聚交汇合处的病灶体温度最少也要升高2.5℃×3＝7.5℃，即达到37.5℃+7.5℃等于45℃，而45℃足以杀灭该病灶体内的癌细胞，因为癌细胞只耐43℃温度，而不重叠的每维微波束辐射范围内的人体正常细胞和皮肤温度控制在37.5℃+2.5℃等于40℃以内，从而保证了正常细胞组织的安全。

以上本发明微波治疗的方法，由以下的脉冲微波发生器，透镜天线夹水层，覆金属漏版，皮肤温度传感器及控制器，流水切换三维微波辐射器顺序控制电路，以及病灶体投影机、计算机、刻绘机等部分组成。

其中脉冲微波发生器采用申请号00100162.0已有技术，由直流稳压电源分别连脉冲调制器、功率调节器，主控电源连高压电源，输出网络，功率调节器，脉冲调制器连输出网络，微波源连高压电源，传输网络，传输网络连辐射器，能产生间歇瞬时输出脉冲功率500-5000W高能量微波穿透人体组织深度16cm以上，产生温热效应，为本发明的三维微波束穿透病灶体提供能量来源。

透镜天线，由辐射器和凸透镜组成。当微波波长小于物体的尺寸时，微波的传输特性会与几何光学的特性相似，其传播路径近于直线，因而微波具有光的特性，因此可将点发射的微波辐射器置于凸透镜的焦点上，通过凸透镜向外发射出平行微波束，该平行微波束为通过覆金属漏版向病灶体的一面辐射做准备。

平行微波束再通过凸透镜到达覆金属漏版时，一部分微波被金属覆膜挡回来，为防止反射回来的微波方向聚焦毁坏仪器，所以这里设置一个能通过微波的夹水层容器，用水来吸收反回的微波能量。

覆金属漏版时由可穿透微波的非金属硬质板上覆盖一层如锡箔之类的金属膜而成的，刻绘机可在此三块每维覆金属漏版上刻绘出病灶体的投影，人工揭去病灶体投影阴影部分，再放回各自投影时的三维空间位置的支架上，以便治疗时三维微波的定位、定形穿透，最后正好吻合落在病灶体上。

皮肤温度传感器最好选用热释电红外传感器，其晶体材料，当受热时温度升高，在晶体两端产生数量相等符号相反的电荷，晶体冷却时电荷符号与温度升高时相反，这种电极化现象为热释电效应。当传感器所测温度小于或等于40℃时，温度控制器的触点不动作；当所测患者处于单维微波辐射区的皮肤温度＞40℃时，即能杀死正常组织的细胞温度时，立即切断该方向的微波输出，从而保护正常组织细胞。

流水切换三维微波辐射器顺序控制电路，采用先进的节日彩灯电脑程序专用集成电路SH-804，实行对三级微波输出继电器的控制，以控制其三个输出触点的流水式轮流接通、断开，以保证三维微波轮流辐射病灶体。

病灶体是通过医生向患者身体注射病灶显像剂。显像剂种类较多，如PET显像剂，中药显像剂，脑胶质瘤正电子显像剂，天化殪癌细胞更新剂，PET/CT肿瘤靶向分子显像剂等，是已有成熟技术，不复述。注入显像剂后，就可通过影像机摄像，并按1∶1的比例在计算机键盘，鼠标的控制下，通过刻绘机在覆金属漏版上刻绘出病灶体的三维投影漏版，人工揭去病灶体投影的阴影部分，再放回原投影时的三维空间支架位置。

治疗时，当三维微波输出都被切断时，即微波发生器输出指示为“零”时，皮肤温度传感器三维都达到40℃时，治疗结束，并报警。

治疗时应注意：为保证病灶体投影，刻绘覆金属漏版时，与微波漏版束辐射治疗时的位置准确性，必须保证患者病灶体前后时间内不能变位或移动，如果在治疗如肺、胃上的病灶时，必须休克使病灶体静止。

本发明在治疗过程中，处于每维微波束辐射的低温区范围内的人体皮肤或正常细胞组织内的水分子极性的变化是180°直线高速换极变化，其加温区为每维不重叠的，故为低温区。而处于三维微波相互影响，相互重叠聚交汇合而形成的热场高温区范围内的人体病灶体内的水分子极性变化为：分别在作180°直线高频率换极变化时，再间歇轮流沿x轴、y轴、z轴方向在三维空间内高速换向变化，其三维加温区为交汇重叠的，故形成热场高温区。

本发明可以对任意无表面凹陷形状的病灶体进行微波治疗，由于采用了以上技术，使病灶体与正常组织之间温度场特变界限清晰，易控制，因为只要控制覆金属漏版图案，及位置范围就可以达到精确定位，干净、彻底地、快速地治疗的目的，而控制病灶区温度，只要控制好正常组织或皮肤的温度，就可以控制治疗病灶体的温度，而这些控制都是自动控制的，所以治疗更安全，易控制，采用非介入式低温透热治疗，使病人无痛苦，其治疗设备结构简单，费用低，且一次性杀灭病灶体内癌细胞，不仅用于治疗恶性肿瘤，还可以用于治疗变组织的止血，凝固，灼除和消炎，消肿，止痛及各种微波理疗。

附图说明

图1是本发明中微波源(脉冲微波发生器)电路结构方框图，这部分为已有技术。

图2是本发明人体内病灶体通过影像机，计算机控制刻绘机在覆金属漏版上的投影刻绘制作原理图。

图3是本发明治疗时的微波辐射器，透镜天线，覆金属漏版，病灶体位置三维工作原理结构图。

图4是本发明结构方框图之一，虚线方框内为已有技术。

图5是本发明结构方框图之二。

图6是本发明流水切换三维微波辐射器顺序控制电路图。

图1-1是图1中脉冲调制器线路图。

图1-2是图1中功率调节器的线路图。

图1-3是图1中的指示灯线路图。

图1-4是图1中指示灯线路的一个反射器线路图。

图1-5是图1中的指示灯线路的另一个反射器线路图。

图7覆金属漏版、病灶体与三维支架的位置图。

图8是热释电传感器内部接线图。

图9是热释电红外传感器体温报警、断电控制工作原理图。

图10是体温报警、断电控制执行电路图。

图11是三路温度控制接点串联后控制治疗仪治疗结束的报警接点图。

1、平行于x轴向的辐射器

2、平行于y轴向的辐射器

3、平行于z轴向的辐射器

4、病灶体

5、fx为光轴平行于x轴的透镜天线凸透镜的焦点。

6、fy为光轴平行于y轴的透镜天线凸透镜的焦点

7、fz为光轴平行于z轴的透镜天线凸透镜的焦点

8、垂直于x轴覆金属漏版

9、垂直于y轴覆金属漏版

10、垂直于z轴覆金属漏版

11、覆金属漏版的三维支架槽

12、皮肤

13、病灶体在垂直于yoz面即在平面BDCO覆金属漏版上的投影

14、病灶体在垂直于xoz面即在平面CEAO覆金属漏版上的投影

15、病灶体在垂直于xoy面即在平面AFBO覆金属漏版上的投影

16、待通过透镜22的x方向微波束

17、待通过透镜23的y方向微波束

18、待通过透镜24的z方向微波束

19、穿过垂直于x轴漏版后的微波漏束

20、穿过垂直于y轴漏版后的微波漏束

21、穿过垂直于z轴漏版后的微波漏束

22、光轴平行于x轴的透镜天线的凸透镜

23、光轴平行于y轴的透镜天线的凸透镜

24、光轴平行于z轴的透镜天线的凸透镜

25、单维微波束辐射的低温区

26、三维微波束相互影响相互重叠而形成的高温热场区

27、温度突变分界面，即正常细胞组织与病灶体表面的分界面

28、影像机

29、浸水布层

30、微波发生器

31、刻绘机

32、计算机

33、显示器

34、键盘或鼠标

35、主控电源

36、传输网络

37、电源

38、病灶体在ZOY面上的投影轮廓线

39、病灶体在XOZ面上的投影轮廓线

40、病灶体在YOX面上的投影轮廓线

41、平行于X轴透镜天线

42、平行于Y轴透镜天线

43、平行于Z轴透镜天线

44、位于透镜与漏版之间的X方向平行微波束

45、位于透镜与漏版之间的Y方向平行微波束

46、位于透镜与漏版之间的Z方向平行微波束

47、影像机沿-X轴病灶在BDCO平面上的投影方向

48、影像机沿-Y轴病灶在CEAO平面上的投影方向

49、影像机沿-Z轴病灶在AFBO平面上的投影方向

50、覆金属漏版的骨架，由微波可穿过的板材制成

51、覆金属漏版的金属层

52、病灶体显像剂

53、正常细胞组织

54、热释电红外皮肤温度传感器

55、温度控制器

56、人体

57、夹水层X

58、夹水层Y

59、夹水层Z

60、ZJ_x为控制常开触点ZJ_x1的继电器

61、ZJ_y为控制常开触点ZJ_y1的继电器

62、ZJ_z为控制常开触点ZJ_z1的继电器

63、三维支架上的槽

64、调制盘

65、放大器

66、滤波器

67、加法器

68、比较器

69、温敏二极管

70、慢速电机

71、温度补偿器

72、外壳

73、硅窗口

R′：高值电阻器

D′：漏极

S′：源极

E′：地极

KJ_x：X路温度控制继电器

KJ_y：Y路温度控制继电器

KJ_z：Z路温度控制继电器

VT：三极管

VD：二极管

KJ_x1：X路温度控制继电器的常闭触点M_x，N_x

KJ_x2：X路温度控制继电器的常开触点p_x，q_x

KJ_y1：Y路温度控制继电器的常闭触点M_y，N_y

KJ_y2：Y路温度控制继电器的常开触点p_y，q_y

KJ_z1：Z路温度控制继电器的常闭触点M_z，N_z

KJ_z2：Z路温度控制继电器的常开触点p_z，q_z

a、b为KJ_x2、KJ_y2、KJ_z2三个常开触点的串联后接点

实施方案

图1中的直流稳压电源线路通过桥式整流后，又通过IC₆稳压器稳压，再通过二级π型滤波网络后，把非常稳定的电压5V直流电压供应给IC₃、IC₄、IC₅。

图1-1中，脉冲调制器是由脉冲发生器IC₁的3端通过R₄₃和光电隔离器IC₂的1端相连及连接一些元器件组成。其中，IC₁的和R₄₁(10K-300K)R₄₃(10Ω-1KΩ)，3端相连，IC的2，6端相连并通C₁(1-100MF)接地，通过C₂(0.0001-0.1MF)接地，1端直接接地，IC₁的4，8端和R₄₁，R₄₂(100K-10M)相连后接5V电源；7端和D₁₁正端连后和R₄₅中间抽头接电位器。R₄₅(100K-10M)的两端分别与R₄₂，R₄₄端相连；D₁₁负端和D₁₂正端相连后与IC₁的6端连。

R₄₄(0.5-10K)一端接D₁₂的负端，IC₂的2端接地，5端接+5V电源，+5V电源有C₃(1-100M)C₄(0.001-0.1MF)滤波电容，IC₂的4端和R₃₇(100Ω-10KΩ)R₄₆一端接连，R₃₇另端接地：R₄₆(100Ω-10KΩ)另端接高速开关管T₁基极；T₁集电极接电源，T₁发射极接输出网络并通过R₄₈(10Ω-100Ω)接地。

微波治疗仪的脉冲调制器，是产生微波脉冲的根源，是通过IC₁，集成电路产生可变脉冲宽度的脉冲信号，改变脉冲宽度是通过R₄₅可调电位器，由于脉冲源抗干扰能力差，因此采用IC₂光电隔离器，使经过一次光电转换，完全切断通电干扰，再通过T₁高速开关管产生脉冲电流，再经过输出网络送到主控电源的变压器。

输出网络是通过T₁高速开关管产生的电流脉冲，进行整形后，进入固体开关器件，并通过RC形成输出网络，把高压脉冲送往主控电源，再通过高压电源把脉冲高压电源送往磁控管阴极上，形成脉冲微波振荡源。高压电源是由高压变压器，桥式整流，阻容滤波组成的线路。

图1-2中，功率调节器即功率档选择是通过显示器屏幕上展示的10个窗口图标，选择其中之一后，通过程序指令进入计算机总线，再通过治疗仪控制板上IC₃和IC₄打开其中之一的双向可控硅通路，接通主控电源(即是多抽头的初级及次级组成的变压器)相应的初级抽头，完成一次换档动作，如需加大或减小微波功率，可灵便更换档位，完成更换双向可控硅通路。功率调节器是由锁存器IC₃连接8路驱动器IC₄再连8路双向可控硅通路组成的。

图1-3，图1-4，图1-5中，微波治疗仪面板上有8个功率换档指示灯，是和显示器展示的窗口图标是相对应的。即IC₄中的PUR1-8接IC₅的PUR_1-6和图图1-4，图1-5的PUR_7-8。通过观查面板指示灯也可确定微波输出功率在那一个档位上。它的工作原理是通过IC₄的输出端，直接接入6反相器，其余两位通过分立器件来完成即图1-4图1-5，再通过IC₅驱动8个发光二极管，那只发光二极管发光，表明微波治疗仪在那个功率档位上。销存器IC₃，8路驱动器IC₄，6路驱动器IC和相应的分立器件和发光二极管有专用的直流稳压电源供应。

微波治疗仪的微波部分是治疗仪的核心，例如可用2450MHZ，也可用915MHZ或433MHZ的微波脉冲磁控管，产生微波，微波的产生是通过脉冲激荡起来的旋转辐射电子流，通过多腔谐振再通过耦合环，把微波能量施放，通过微波传输网络，也就是通过微波元件如微波衰减器起到微波缓冲提高传输性能，然后通过微波方向耦合器起100∶1的耦合孔再经分支同轴再经微波检波器把微波振荡中的脉冲波形重现出来，能有效的监视微波功率输出质量。

微波辐射器是微波治疗仪的关键部件，通过磁控管产生的微波能量经过传输网络再通过辐射器直接作用在人体的治疗部位，因此辐射器的传输特性，方向性、能量衰耗指标都很重要，其中最关键的高频电缆要求微波损耗要小，并保证中间传输特性阻抗变化小，使微波能量无衰减的传输到辐射器。(辐射器是由振子和反射器组成的)

脉冲调制器产生的脉冲宽度变化通过功率调节器的调节加到主控电源的变压器初级使高压电源电压变化，从而使微波源的瞬时峰值变化，可以在辐射器测得输出20-200W的平均功率。

图2中OX、OY、OZ分别为相互垂直的三维空间座标，覆金属漏版的三维支架11的原点正好与座标原点重合，三维支架11的支架正好与X、Y、Z轴相重合，其支架的槽用于插入和固定相对应的三维覆金属漏版8、9、10在医生指导下将患者人体中的病灶体4尽量同时靠近由平面BDCO，平面CEAO和平面AFBO组成的以O点为共同相交接点的三维空间座标的覆金属漏板8、9、10。病灶体4通过注入(癌细胞)病灶显像剂52，由影像机28(如B超、CT、X光或MRI等手段)显像，这都是已有的成熟技术。

本发明不同的是，将这些病灶体4的二维显像从垂直于YOZ面，即在平面BDCO覆金属漏版上，沿一x轴方向47，按1∶1大小投影，并将此投影的病灶体4阴影部分13人工揭去，从而留下三维空间位置上的垂直于-x轴的金属漏板8；病灶体4从垂直于XOZ面，即在平面CEAO覆金属漏板，且沿-y轴方向48按1∶1大小投影14，并将此投影的病灶体4阴影部分14人工揭去，从而留下原三维空间上的垂直于-y轴的覆金属漏版9；再将病灶体4从垂直于xoy，即在平面AFBO覆金属漏版上，且-z轴方向49按1∶1大小投影15，并将此投影的病灶4阴影部分15人工揭去，从而留下原三维空间位置上的垂直于-Z轴的覆金属漏版10。病灶体4在三个相互垂直的覆金属漏版8、9、10上的投影边缘轮廓线为38、39、40，刻绘漏版图8、9、10分别以影像机1∶1的病灶体4的平面投影图为依据，由人工控制计算机32的键盘或鼠标34，通过计算机32控制刻绘机31，将来自影像机28的病灶体4的影像信号传给刻绘机31，在各维的覆金属漏版上分别刻绘出各自方向上的病灶体4的投影阴影图案，再分别放置于垂直于x轴，y轴，Z轴漏版的三维支架11的支架槽63内，即恢复投影的原位置。覆金属漏版8、9、10也可直接为金属版，用激光雕刻机刻绘病灶体4的投影为空洞的漏空版。

图3中，分别平行于x轴、y轴、z轴的透镜天线41、42、43都是已有技术，在厘米波段，透镜能使放在透镜焦点上的点光源辐射出的球面波，经过透镜折射后变为平面波，这里将平面波称为平行的微波束，便于叙述和理解，透镜天线就是利用这一原理制作而成的。在本发明中，由平行于x轴向，y轴向，z轴向的辐射器1、2、3分别处于凸透镜22、23、24的焦点f_x、f_y、f_z上组成三个相互垂直的三维透镜天线41、42、43.

本发明所不同的是将三张各维的覆金属漏版8、9、10分别插入投影摄像时的原漏版的三维支架槽63内，由辐射器1、2、3辐射出的微波束，即将通过透镜22、23、24的x、y、z方向微波束16、17、18经凸透镜折射后，为位于透镜于覆金属漏版之间的x、y、z方向平行微波束44、45、46即平面波，且这三维微波束相互垂直，并且微波束方向与图2中的影像机28的各维投影方向相反，在病灶体4上得到精确通过垂直于覆金属漏版8、9、10漏空部分的三束相互垂直的平行微波束，即穿过垂直于x轴、y轴、z轴覆金属漏版后的微波束19、20、21在病灶体4上，从x、y、z三个相互垂直的方向上各维微波相聚交汇合形成三维微波相互影响，相互叠加聚合而形成的高温热场区26，高温热场区26的外表即温度突变分界面27，也就是正常细胞组织53与病灶体4表面的部分界面27，在温度突变分界面27内部的病灶体4内形成每维波束辐射后组织增加2.5℃，三维微波交汇处的病灶体的温度工增加2.5℃×3等于7.5℃的温度，也就是说病灶体4的温度可达到37.5℃+7.5℃等于45℃，因45℃大于肿瘤细胞的最高存活温度43℃，所以能杀死肿瘤细胞，使病灶体4死亡；另一方面，正常细胞组织53及皮肤12的温度仍控制在不重复聚交汇合的一维微波辐射下的37.5℃+2.5℃等于40℃以下。而当正常细胞组织53或皮肤12的温度传感器54所测温度超过细胞最高存活温度40℃时，如图4或图5中说明，切断微波发生器30的电源，或微波输出，从而停止对人体56的微波加热，以保证人体56内的正常细胞组织53或皮肤12的安全。

为防止辐射到漏空之外的覆金属漏版的覆金属51部分挡回来的微波，也就是没有从漏版空洞漏出的那部分微波束再返回聚焦到凸透镜焦点上，而造成高温毁坏本仪器，采取两种方案，以吸收多余不要的返回的微波束能量。第一：在焦点f_x、f_y、f_z上或焦点分别与透镜22、23、24之间加一层与透镜平行的透明玻璃夹层容器或其它能使微波束通过的夹层容器，其容器内注入水的夹水层57、58、59，或设有浸水布层29。第二，也可以在透镜22、23、24分别与覆金属漏版8、9、10之间，加设一层与覆金属漏版8、9、10平行的夹水层57，、58、59，或浸水海绵层。

图4中，由3组脉冲微波发生器组成，每路的脉冲分别接入三相四线制的电源，每组相线与零线之间的电压是～220V，相位相差120°，所以这三组脉冲微波发生器分顺序轮流分别使平行于x、y、z轴的辐射器1、2、3，辐射微波，使病灶体4内的水分子的极性不断变化，形成高温热场区26，从而加热病灶体4；而每维不重叠微波束的辐射的低温区25的皮肤12，正常细胞组织53的温度通过皮肤温度传感器55的T_x、T_y、T_z，实行皮肤温度控制电路的常闭触电KJ_x1、KJ_y1、KJ_z1的控制，当温度超过40℃时发出指令变为常开触点，切断该路微波发生器的电源，从而停止该路微波的辐射，也就停止对该方向微波对人体56的辐射加热，以达到保护皮肤12及正常细胞组织53的安全。图中病灶体4通过注射病灶显像剂52，由影像机28，可以是B超，X光或MRI等手段显像，通过键盘或鼠标34，在计算机32上设定病灶体4在zoy面，xoz面，yox面上的投影轮廓线38、39、40，并连接刻绘机31，向刻绘机31发送刻绘病灶体4投影信息，由刻绘机31分别刻绘出垂直于x、y、z轴的覆金属漏版8、9、10，再人工将漏版中病灶体4的阴影部分揭去，将覆金属漏版按原三维空间位置分别插入摄像时各自的三维支架11的固定槽63内。电脑显示器33为直观制作覆金属漏版8、9、10用。

图5中，采用一组脉冲微波发生器连续工作，分时由流水切换三维微波辐射器按顺序分别控制电路中的ZJx、ZJy、ZJz三个继电器的ZJ_x1、ZJ_y1、ZJ_z1触点，控制分别流水到平行于x轴、y轴、z轴的辐射器1、2、3上辐射出微波，由皮肤温度传感器54的T_x、T_y、T_z控制温度常闭触点KJ_x1、KJ_y1、KJ_z1，当皮肤12温度超过40℃时发出断电指令，该路的常闭触点变为常开触点，切断该路微波传输网络，停止对该方向的人体56的微波加热，从而保护该方向每维微波束的辐射低温区25内的皮肤12和正常细胞组织53的安全。流水切换三维微波辐射器顺序控制电路的解释见图6的说明，其它工作原理见图3和图4说明。当3路温度传感器54的T_x、T_y、T_z达到40℃后，发出断电指令后，都分别切断串联在微波发生器30输出线路中的温度控制触点KJ_x1、KJ_y1、KJ_z1，即输出指示均为零时，病灶体4的温度达到45℃，超过病灶细胞的活存温度，治疗结束。

图5中每路皮肤温度控制55的常闭触点KJ_x1、KJ_y1、KJ_z1，，都分别与该路的流水切换三维微波辐射器顺序控制电路中的ZJ_x1、ZJ_y1、ZJ_z1控制触点相串联。

图6中，IC采用的节目彩灯电脑程序专用集成电路SH-804，是大规模CMOS集成电路，具有顺流水、倒流水等多种循环变化方式和变化速度，其外围电路除提供电源，同步信号之外，其他控制电路均集成在IC内部，使电路大大简化；图中～220V交流电经VD1～VD4桥式整流，R3限流，VDz稳压，C1滤波，形成5V左右的直流电压，加到集成电路第10脚，作为供电电源。同步信号直接取自交流电源端，220V交流电压经限流电阻R1加到IC第1脚作同步用。R2是IC的外接振荡电阻，改变R2的值可以改变循环变化速率。第3，4，5脚输出的3路控制信号经电阻R4，R5，R6分别加到晶闸管VT1，VT2，VT3的控制极，改变其导通角，以控制ZJ_X，ZJ_Y，ZJ_z三路继电器的吸合顺序和吸合时间。第9脚接按钮开关SB，SB是顺序控制选择开关，可选择流水式定时切换方式，流水切换ZJ_X1，ZJ_Y1，ZJ_z1的接通，而使人体56从三维方向轮流进行微波加热。

图7中，覆金属漏版8，9，10按图中箭头所示的三维方向分别插入三维支架11的槽63内，三块覆金属漏版8，9，10互相垂直，三维支架11的三维交点正好为三维座标的原点O，每二维的平面相交线分别为OX轴，OY轴，OZ轴，图中箭头所指方向为三块覆金属漏版8，9，10插入三维支架槽63的方向，要求在投影或治疗时插入的正反、方向一致，且插入要紧密配合，无松动，到位；病灶体4的三维投影要求都能落在这三块覆金属漏版8，9，10上。

图8中，温度传感器54最好选择这种热释电红外体温计，如采用LN-206P热释电型红外温度传感器，由于人体不同的体温会辐射出不同波长的红外线，根据这一生物、物理原理制成的红外线体温计具有测温响应速度快，测量准确，方便安全，非接触测量的优点。该测温计接收人体发射出的红外线，使之转换成电压信号，红外线由菲涅耳透镜，辐射某些晶体材料，当其受热时温度升高，在晶体两端产生数量相等符号相反的电荷；晶体冷却，则反之，这种热释电效应的传感器是一种高阻抗的器件，容易引入噪声，所以与它相连的前置放大器的第一级必须采用高输入阻抗R、低噪声的场效应晶体管，并把它封装在热释电探测器管壳内，降低噪声，防止振动的外界影响，图中D′为漏极，S′为源极，E′为地极，73为硅窗口。

图9中，它的光学系统为一个固定位焦距的透射系统。物镜为硅透镜的硅窗口73。安装时保证使红外传感器的光敏面落在透镜的焦点上。待测物体的红外辐射经光光学系统聚焦后经过调制器64和滤光片会聚在探测器上。将热释电传感器固定在外壳72内，前面加调制盘64，调制盘由频率为1Hz的慢速电机70带动旋转，对入射的红外幅射进行斩光，将恒定或缓变的红外幅射转换为交变辐射。与敏感元件装在一起的温敏二极管69，用来进行温度补偿，硅窗口73对准被测人体56的皮肤12以便接收1Hz的红外幅射，传感器通过D′，S′，E′三极输出的温度对应的电压信号，经电容耦合到放大器65的闭环增益23～24dB，同时，放大器65还兼做高通滤波器其截止频率为0.3Hz。滤波器66是一个低通滤器，其闭环增益约为1dB，其截止频率为7Hz。放大器65和滤波器66分别把低于0.3Hz高于7Hz的信号滤掉，使输出的信号仅是经过调制器调制的1Hz红外辐射信号。

温度补偿部分由温敏二极管69和温度补偿器71的放大器组成，它检测调制器的温度，利用温敏二极管69的非线性作温度补偿。加法器67的作用是将信号电压与温度校正部分的输出进行加法计算。使用时，可在被测源为40℃时调节放大器65输出端的电位器和变阻器，使滤波器66的输出为3V；在环境温度下，调节温度补偿器71同相端的电位器和变阻器，使温度补偿器71的输出为1V。因为加法器67是一个同相加法器，且其增益为2，故对于二端输入电路，其输出电压为V₀＝3V+1V＝4V。

比较器68为电压比较器，调节电位器使反相端电压为4V。被测量皮肤低于40℃时，加法器67输出电压小于4V，同相端电压低于反相端电压，比较器68输出低电平；当皮肤12的温度大于40℃时，加法器67输出电压大于4V，同相端电压高于反相端电压，比较器翻转，输出高电平，发出断电信号。

图10中，当图9中该X路所测温度超过40℃时，发出高电平的断电信号输入图中VT的基极时，VT管偏置电压升高并导通，执行机构继电器KJ_x动作吸合，常闭点KJ_x1断开，M_x，N_x不通，切断该路的微波输出；同时常开触点KJ_x2闭合，P_x，Q_x导通。

图11中，当X，Y，Z三路温度控制执行机构继电器KJ_X，KJ_Y，KJ_Z都吸合，其三个常开触点KJ_X2，KJ_Y2，KJ_Z2都吸合，a，b两点被接通，从而接通治疗结束的蜂鸣器报警电路，即接通蜂鸣器的电源，报警，治疗结束，人工关闭所有电器设备的电源。

本发明不但可用于治疗肿瘤，而且可用于治疗其它病变组织，进行止血，凝固，灼除和消炎，消肿，止痛，改善局部组织血液循环及各种理疗。

凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种微波治疗方法，由脉冲微波发生器通过传输网络连接辐射器，将脉冲微波能量由辐射器将微波经透镜的焦点处辐射出去，通过透镜的折射，变成平行的微波束，进行三维空间辐射，辐射加热已显像的病灶体，其特征在于：病灶体(4)通过影像机(28)摄的像传到计算机(32)，由计算(32)控制刻绘机(31)在覆金属漏版(8)，(9)，(10)上刻去病灶体(4)，按1∶1的三维投影(13)，(14)，(15)的阴影部份，再按投影时的三维空间位置分别插回三维支架的槽(63)，治疗时，用三维相互成90°透镜天线(41)，(42)，(43)发出的平行微波束(44)，(45)，(46)与投影时相反的方向，从病灶体(4)投影(13)，(14)，(15)的覆金属版(8)，(9)，(10)的空洞部份穿过，辐射病灶体(4)所对应的三维方向的面，在病灶体(4)上形成与之相紊合的三维微波相互影响，相互交合重叠的加热高温热场区(26)，以及不重叠的每维微波辐射的低温区(25)，当低温区(25)的皮肤(12)的温度传感器(54)测出超过40℃时，发出指令，温度控制(55)的触点断开，从而切断该路的微波输出，停止该方向对病灶体(4)的微波加热，当三维微波加热都使该方向的人体(56)的皮肤(12)超过40℃时，病灶体(4)的温度达到45℃左右，即可杀灭耐43℃的病灶体(4)内的癌细胞。

2.根据权利要求所述的一种微波治疗方法，其特征在于：在辐射器(Tx)(Ty)(Tz)分别与覆金属漏版(8)，(9)，(10)之间设有一道夹水层，吸收覆金属漏版反射的微波能量。

3.根据权利要求所述微波治疗方法的装置，包括脉冲微波发生器电路，传输网络连接辐射器，通过透镜天线向病灶体(4)辐射微波，加热病灶体(4)之间添加了三维方向的覆金属漏版(8)，(9)，(10)，其覆金属漏版是由一层可穿透微波的非金属硬质板上覆盖一层可揭去的金属膜或直接为金属层漏版而成。

4.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：由一路脉冲微波发生器提供微波源，分时向三维微波辐射器输出，由流水切换三维微波辐射器顺序控制电路的三个断电器(ZJx)(ZJy)(ZJz)的三个常开触点(ZJx₁)，(ZJy₁)，(ZJz₁)来控制，采用集成电路SH-804及外围～220V交流电源接VD₁～VD₄桥式整流，R₃限流，VD₂稳压，C₁滤波加到集成电路10脚为供电电源，同步信号取自交流电源端，220V交流电压经限流电阻R₁加到IC的第1脚作同步用。R₂是IC的外接振荡电阻，改变R₂的值可以改变循环变化速率，第3，4，5脚输出3路控制信号经电阻R₄，R₅，R₆分别加到晶闸管VT₁，VT₂，VT₃的控制极，改变其导通角，以控制ZJx，ZJy，ZJz的轮流吸合，第9脚接一按钮开关SB，用来选择控制顺序。

5.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：包括热释电红外体温传感器(Tx)、(Ty)、(Tz)测量及温度控制(KJx₁)，(Kjy₁)，(KJz₁)触点控制患者皮肤(12)的温度，当温度大于40℃时，并发出断电指令，推动温度控制触点的断开，切断微波发生器30的输出，用三维皮肤温度控制触点(KJx₁)，(Kjy₁)，(KJz₁)分别与三维流水切换常开触点(ZJx₁)，(Zjy₁)，(ZJz₁)串联，控制各路微波输出。

6.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：由三路脉冲微波发生器提供微波源，且它们的电源分别连接到三相四线制的电源上，电源相线分别连接三路相线(U)、(V)、(W)，零线公用，三路电源各串接一个皮肤温度控制电路，由各自的温度传感控制器控制其触点的通断。

7.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：由影像机(28)向连接的计算机(32)提供病灶体(4)图像信息，再由键盘或鼠标(34)控制与计算机(32)相连的刻绘机(31)在覆金属漏版(8)，(9)，(10)上刻绘病灶体(4)的投影轮廓图(38)、(39)、(40)。

8.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：在辐射器(1)、(2)、(3)与覆金属漏版(8)，(9)，(10)之间设有夹水层(57)、(58)、(59)该夹水层由能穿透微波的容器而成，容器中注入水，以吸收被覆金属层(51)反射回的微波能量。

9.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：包括能按三维方向固定覆金属漏版(8)、(9)、(10)的三维支架(11)，支架上带有槽(63)。

10.根据权利要求3所述微波治疗装置，其特征在于：测量皮肤(12)温度所用的热释电红外传感器(Tx)，(Ty)，(Tz)以及其温度控制电路。当该路皮肤(12)温度超过40℃时能自动切断该路的微波辐射输出电路，具有当三维辐射使(Tx)，(Ty)，(Tz)都达到40℃，能由(KJx₂)，(Kjy₂)，(KJz₂)串联起来控制接点G、b，实现治疗结束报警。