CN106137378A - 一种小型数字化冷热交替治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型数字化冷热交替治疗仪，主要包括主控制模块、实时数据采集模块、显示控制模块、热处理模块、冷处理模块。主控制模块包括微处理器、数据采集处理电路、通信电路、冷疗与热疗控制电路，主要用于处理实时采集治疗过程中的治疗数据，并且将采集的数据反馈到微处理器，用于程序化控制整个治疗过程；显示控制模块采用数字化触控显示的方式，主要用于设置治疗过程与治疗参数、选择治疗方式、以及实时显示治疗过程中的治疗数据。本发明采用数字化控制的方式设计了小型数字化冷热交替治疗仪，实现了冷热交替治疗仪的小型化、数字化、低成本、操作便捷的设计。

Description

一种小型数字化冷热交替治疗仪

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，尤其涉及一种小型数字化肿瘤冷热交替治疗仪。

背景技术

随着恶性肿瘤发病率逐年提高，对人类健康的威胁越来越大，传统的治疗方法如手术、放疗、化疗等在治疗中也日趋成熟，但他们都不可避免地对机体的正常功能造成不同程度的损伤，且在治疗的成功率上仍有待提高。而随着科学技术的发展，特别是图像技术如核磁共振成像，超声成像等的进步，肿瘤的低温冷冻手术和热疗方法等微创手术开始有了比较多的发展，正越来越受欢迎，但它们也仍然有着各自的缺陷。

然而，肿瘤的冷热交替治疗不仅能够克服单冷和单热疗法的不足，还能够提高肿瘤的治愈率，同时能够保护正常组织不受损害，已成为近年来肿瘤热物理治疗研究的一个热点方向。已有的研究表明采用冷热交替治疗的方法能够显著扩大肿瘤的杀伤区域，直接杀死或破坏肿瘤细胞，打破免疫抑制，恢复正常的免疫监视，刺激全身最大程度的自身防卫系统，即肿瘤免疫力。通过对恶性肿瘤局部的热物理作用的精确控制与调节，不仅有效治疗原位肿瘤，解除恶性肿瘤对机体的免疫抑制，并且诱导和增强机体的抗肿瘤免疫响应，通过对恶性肿瘤局部的热物理作用的精确控制与调节，不仅有效治疗原位肿瘤，解除恶性肿瘤对机体的免疫抑制，并且诱导和增强机体的抗肿瘤免疫响应，从而有效抑制远端转移。

目前，实验室研究的用于冷热交替治疗的系统，体积庞大，费用高，治疗过程中损耗严重，且操作不方便。以及随着现在科学技术的发展，数字化技术与数字化设备在各领域的应用逐渐成熟。因此，很有必要将数字化技术应用于本领域的研究，实现冷热交替治疗方法的数字化，小型化，低成本，低复杂度的治疗，以及实现治疗过程的精确控制与调节。

综上所述，本领域迫切的需要有能更好的实现冷热交替治疗方法的小型数字化冷热交替治疗仪。

发明内容

有鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效、方便的实现肿瘤的冷热交替治疗，实现了系统的集成化，数字化，小型化的设计，以及操作界面的人性化设计。

为实现上述目的，本发明提供了一种小型数字化冷热交替治疗仪，具体地，本发明提供的技术方案如下：

一种小型数字化冷热交替治疗仪，包括主控制模块以及与主控制模块连接的实时数据采集模块、显示控制模块、热处理模块和冷处理模块。

优选地，主控制模块包括数据采集处理电路、冷疗与热疗控制电路、微处理器；数据处理电路用于处理实时数据采集模块采集的治疗组织的温度、功率、组织阻抗等治疗信息，然后将这些信息作为数据反馈的输入端，传输到主控制模块的微处理器，微处理器根据反馈的信息进行控制算法处理，输出对应的控制信号，控制冷疗与热疗电路的工作，从而控制热处理模块或冷处理模块工作，从而达到程序化控制冷热交替治疗的过程。

进一步地，微处理器可以使用单片机、DSP、ARM或其他可编程的嵌入式微处理器中的一种或多种。

进一步地，主控制模块还包括报警系统，报警系统被设置为能根据治疗仪的故障或正确操作进行语音、声光等提示。

优选地，实时数据采集模块包括多通道温度采集单元、功率采集单元、组织阻抗采集单元等数据采集单元，多通道温度采集单元为微型热电偶，用于同时采集治疗组织中一点或多点的实时温度数据。

优选地，显示控制模块采用数字化触摸屏控制，数字化触摸屏为电阻屏或电容屏，用于实现治疗过程参数的设置以及实时治疗数据的显示。

优选地，治疗仪还包括通信模块，通信模块与与主控制模块中的通信电路连接，通信模块采用WiFi局域网通信模式或485总线通信模式，通信模块被设置为使得用户可以根据实际情况选择其中的任何一种通信方式对治疗仪进行远程监控与保存治疗数据。

优选地，冷处理模块与热处理模块采用集成射频加热与液氮制冷的一体化设计。

进一步地，治疗仪还包括冷热一体化接口，冷热一体化接口通过管道与热处理模块和冷处理模块连接，冷热一体化接口为插拔式冷热一体化输出接口，用于将冷疗与热疗通过同一个管道输出，且能使冷疗与热疗相互独立工作。

优选地，治疗仪还包括电源模块，用于给治疗仪供电。

本发明的有益效果在于：本发明提供的小型数字化肿瘤冷热交替治疗仪，是在实验室已有的冷热交替治疗的基础上，实现了小型化、数字化、便携式、低成本、低复杂度、高效率的治疗控制仪；更加适合于现实治疗的需求。

冷处理模块与热处理模块采用的是集成射频加热与液氮制冷的一体化设计，能够在实现有效的冷热交替治疗的同时，大大减小了冷热交替治疗仪的实际体积，并实现了集成化设计，的冷处理模块与热处理模块的能量输出采用的是插拔式的冷热一体化接口。

显示控制模块采用的是数字化触控屏的设计，其不仅能够完全取代仪器上的复杂键盘操作，实现仪器设计的简捷得体，而且还能实现智能化、可视化的操作，更好的实现了人机友好交互。

以下将结合附图对本发明的方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明一种小型数字化冷热交替治疗仪结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例揭示了一种小型数字化冷热交替治疗仪，主要包括主控制模块以及与其连接的实时数据采集模块、显示控制模块、热处理模块、冷处理模块。

主控制模块包括微处理器、数据采集处理电路、通信电路、报警系统、冷疗与热疗控制电路。在治疗过程中数据采集处理电路处理实时数据采集模块采集的治疗组织的温度、功率、组织阻抗等相关治疗信息，然后将这些信息作为数据反馈的输入端，传输到主控制模块的微处理器，微处理器根据反馈的信息进行相应的控制算法处理，输出对应的控制信号，控制冷疗与热疗控制电路的工作，从而控制热处理模块或冷处理模块进行相应的处理，达到冷热交替治疗仪对肿瘤组织治疗的精确控制与调节，以达到冷热交替治疗的目的。

主控制模块中的微处理器采用了可编程的嵌入式微处理器，可以采用嵌入式可编程单片机、DSP、ARM、其他可实现本实施例要求的微处理器(MCU)中的一种或多种以实现整个仪器系统的程序化过程控制。微处理器具有一定容量大小的程序存储单元，用于存放不同肿瘤组织的相关治疗控制程序，从而实现有选择的对相应疾病的程序化治疗过程。

主控制模块中的报警系统采用的是语音、声光报警提示的形式，主要用于当在治疗过程中出现了故障的情况下，系统会发出相应的故障语音提示或声光报警信息，提示故障的所在，有利于及时仪器系统诊断，还能够在治疗过程中进行相关治疗过程的提示。

实时数据采集模块，用于采集治疗过程中多通道的实时温度数据，热疗功率数据，组织阻抗数据等，然后传输到主控制模块进行相关处理。的实时数据采集模块中的温度采集优选为采用OMEGA公司生产的微型热电偶，并将其集成在实时数据采集模块中，用于实时采集治疗肿瘤组织中一点或多点的实时温度。

通信电路采用的是WiFi的局域网通信和485总线的通信模式，用户可以根据实际情况选择其中的一种通信方式进行远程的实时通信与远程治疗过程监控，或将治疗过程中实时数据保存。

显示控制模块，采用的是触摸屏的控制，通过触摸屏设置本次治疗的相关参数，选择治疗程序，控制治疗过程；以及将治疗过程中采集的相关治疗数据实时的显示在触摸屏上。

冷处理单元主要采用的是液氮制冷的形式，能够在低压的条件下通过控制液氮的流量，以控制液氮的制冷量，从而实现低温的精确控制。

热处理单元主要采用的是射频加热的形式对待治疗的肿瘤组织进行热处理，并通过控制射频实时功率、或能量，以实现治疗过程中热处理的精确控制与调节。

实施例二

本实施例的一种小型数字化冷热交替治疗仪主要是采用了集成化与数字化的设计，实现肿瘤的冷热交替治疗，以及更方便、便捷的实现冷热交替治疗的过程。如图1所示，治疗仪包括主控制模块1以及与其连接的实时数据采集模块2、通信模块3、显示控制模块4、热处理模块5、冷处理模块6、电源模块8。其中多通道温度采集单元21、功率采集及阻抗反馈单元22构成了实时数据采集模块2；热处理模块5与冷处理模块6上连接有冷热一体化接口7。

主控制模块1主要用于控制与协调整个冷热交替治疗的过程控制；显示控制模块4主要用于当次治疗过程中的治疗参数、选择治疗控制过程以及实时显示治疗过程中的相关实时数据；热处理模块5主要用于对待治疗组织的热处理；冷处理模块6主要用于对待治疗组织的冷处理；冷热一体化接口7主要用于将冷疗输出与热疗输出通过同一个接口输出，并能够实现冷疗与热疗独立控制输出；电源模块8主要用于给各个模块进行供电，保证系统的正常工作。

冷处理模块与热处理模块采用的集成射频加热与液氮制冷的一体化设计，能够在实现有效的冷热交替治疗的同时，大大减小了冷热交替治疗仪的实际体积，并实现了集成化设计。

本发明的一种小型数字化冷热交替治疗仪的具体使用方式如下：

当肿瘤冷热交替治疗手术规划完毕后，准备治疗，首先通过触摸屏设置本次治疗的相关参数，并且根据具体实际选择相应的治疗程序，进行治疗。

治疗仪进入治疗状态后，首先自动监测相关治疗状态，比如治疗通路，治疗电极是否脱落，组织阻抗超过规定阈值等相关问题，当仪器运行前出现相应问题，主控制模块1中的报警系统会发出相应的语音与声光报警信号，进行相应提示，操作人员可根据相应提示进行治疗前诊断，防止治疗中的误操作，给治疗带来不必要伤害。

在治疗过程中多通道温度采集单元21实时采集治疗过程中的多点温度数据，然后，将其采集的温度数据，送入主控制模块1的实时数据采集处理电路，进行初步的处理，之后反馈到微处理器进行处理；当在进行热疗过程时，实时数据采集模块2同时还采集治疗过程中的治疗功率与治疗组织的实时阻抗，然后将其传输到微处理器进行相关处理。

微处理器根据实时反馈的治疗数据，进行相应的程序处理，从而控制冷处理模块6或热处理模块5，发出相应的冷处理信号与热处理信号。达到对冷热交替治疗过程中冷处理与热处理的精确控制与调节，实现精确的冷热交替治疗目的。

当在进行冷处理过程时，冷处理模块6根据主控制器模块1发出的相应控制信号，调节液氮的流速，从而控制冷处理的剂量，并且将用于降温的冷疗液氮通过冷热一体化接口7输出到待治疗的肿瘤组织上，实现冷热交替治疗仪对冷疗过程的实时精确控制的目的。

当在进行热处理过程时，热处理模块5根据主控制模块1发出的相应的控制信号与控制要求，调节热疗功率或能量，通过冷热一体化接口7将热疗能量输出到治疗组织上，实现冷热交替治疗仪对热疗过程实时精确控制。

同时，在整个治疗过程中，显示控制模块4的触摸屏上，实时显示着在治疗过程中的，实时组织的相关治疗数据。并且系统将治疗过程中的实时数据通过通信模块3传输到远程监控终端，然后远程监控终端还可以根据实际需求，对治疗过程的实时数据进行存储。以及在治疗过程中出现相应故障，系统会发出相应的语音或声光报警信号，提示对应的故障，以便操作人员及时故障诊断。

综上，本发明提供了一种小型数字化的冷热交替治疗仪，是一种小型化、便携式、低成本、操作简便、高效率的冷热交替治疗仪，能够实现对冷热交替治疗过程的数字化程序控制。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小型数字化冷热交替治疗仪，其特征在于：所述治疗仪包括主控制模块以及与所述主控制模块连接的实时数据采集模块、显示控制模块、热处理模块和冷处理模块。

2.如权利要求1所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述主控制模块包括数据采集处理电路、冷疗与热疗控制电路、微处理器；

所述数据处理电路用于处理所述实时数据采集模块采集的治疗组织的温度、功率、组织阻抗等治疗信息，然后将这些信息作为数据反馈的输入端，传输到主控制模块的微处理器，微处理器根据反馈的信息进行控制算法处理，输出对应的控制信号，控制冷疗与热疗电路的工作，从而控制所述热处理模块或所述冷处理模块工作，从而达到程序化控制冷热交替治疗的过程。

3.如权利要求2所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述微处理器可以使用单片机、DSP、ARM或其他可编程的嵌入式微处理器中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述主控制模块还包括报警系统，所述报警系统被设置为能根据所述治疗仪的故障或正确操作进行语音、声光等提示。

5.如权利要求1所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述实时数据采集模块包括多通道温度采集单元、功率采集单元、组织阻抗采集单元等数据采集单元，所述多通道温度采集单元为微型热电偶，用于同时采集治疗组织中一点或多点的实时温度数据。

6.如权利要求1所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述显示控制模块采用数字化触摸屏控制，所述数字化触摸屏为电阻屏或电容屏，用于实现治疗过程参数的设置以及实时治疗数据的显示。

7.如权利要求1所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述治疗仪还包括通信模块，所述通信模块与与所述主控制模块中的通信电路连接，所述通信模块采用WiFi局域网通信模式或485总线通信模式，所述通信模块被设置为使得用户可以根据实际情况选择其中的任何一种通信方式对所述治疗仪进行远程监控与保存治疗数据。

8.如权利要求1所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述冷处理模块与所述热处理模块采用集成射频加热与液氮制冷的一体化设计。

9.如权利要求8所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述治疗仪还包括冷热一体化接口，所述冷热一体化接口通过管道与所述热处理模块和所述冷处理模块连接，所述冷热一体化接口为插拔式冷热一体化输出接口，用于将冷疗与热疗通过同一个管道输出，且能使冷疗与热疗相互独立工作。

10.如权利要求1所述的小型数字化冷热交替治疗仪，其中所述治疗仪还包括电源模块，所述电源模块用于给所述治疗仪供电。