CN1066346C - 金属离子电化学治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于治疗血管疾患的金属离子电化学治疗仪，属于医疗器械。它由主机及针形电极构成，主机包括壳体、电源、计算机控制系统、模拟电路，在主机的壳体内安装有电源、计算机控制系统及模拟电路，壳体的前面板上带有显示屏，电源开关键及控制键，壳体的后面板上带有电源插座及输出信号插座，针形电极通过导线与后面板的输出信号插座连接。本发明对于治疗血管瘤、外周性脉管畸型下肢静脉曲张等多种血管疾病疗效显著。

Description

金属离子电化学治疗仪

本发明为一种主要用于治疗血管疾患的金属离子电化学治疗仪，属于医疗器械。

目前，人体的血管病患，如：外周性脉管畸型(包括低流速脉管畸型、高流速脉管畸型淋巴管瘤或神经纤维瘤)、“血管瘤”、“下肢静脉曲张”等发病率较高，而现在世界各国都缺乏对上述病症有效的治疗手段，常采用激光照射、液氮冷冻、放疗等治疗手段，不但治疗效果不理想，复发率高，并且会造成皮肤的大面积损伤，而特殊情况下的手术切除，患者失血量很大，需要补充大量血液，费用昂贵。

本发明的目的是设计一种金属离子电化学治疗仪，根据金属离子电化学留置术的原理，增强疗效，提高一次性治愈率，能够自动调节、控制治疗过程，减轻病人痛苦，减轻医护人员的工作强度。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪由主机及针形电极构成，主机主要包括壳体、电源、计算机控制系统、模拟电路，在主机的壳体内安装有电源、计算机控制系统及模拟电路，壳体的前面板上带有显示屏、电源开关键及控制键，壳体的后面板上带有电源插座及输出信号插座，针形电极通过导线与后面板的输出信号插座连接；针形电极由针体及针座组成，针体为实心的金属针，针体前端的针尖为四面尖的形状，针座为圆台形空心针座，针座固定于针体的尾部，在针座前端的针体上固定套有隔热套管。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的针形电极的针体材料为铜、铁、铂、银、金等金属材料。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的针形电极上所套有的隔热套管为无毒的橡胶或塑料隔热套管。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的主机的壳体的后面板上还带有打印电缆插座、输出保险插座及打印机电源插座。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的主机的壳体的前面板的控制键包括停止键、换极键、启动键、选择键、“-”键、“+”键及手动输出调整旋钮。

为方便使用，本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的主机的壳体的后面板上还带有用于为笔形止血器提供电源的笔形止血器输出插座。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的主机的壳体的后面板上所带的输出信号插座可同时与8对正、负极相对应的16根针形电极相连接。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的计算机控制系统包括微处理器(CPU)、数/模转换电路(DAC)、模/数转换电路(ADC)、数据存储器、程序存储器、I/O接口、控制器、蜂鸣器及打印机接口、人机对话接口，微处理器(CPU)通过地址总线、数据总线及控制总线与并行的数/模转换电路(DAC)、模/数转换电路(ADC)、数据存储器(RAM)、程序存储器(EPROM)及I/O接口进行数据及命令传输，在地址总线中串接有地址锁存器，在控制总线中串接有控制器，在I/O接口与微处理器(CPU)之间连接有复位电路，I/O接口通过线路与并行的蜂鸣器、打印机接口及人机对话接口相连接。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的模拟电路由执行电路和检测电路组成：(1)执行电路包括滤波器、极性控制器、手动/自动切换电路、功率放大电路、过载保护电路，它们依次串联在一起，执行电路与计算机控制系统的数/模转换电路(DAC)通过线路连接，数/模转换电路(DAC)的输出信号依次通过滤波器滤波、极性控制器选择极性、手动/自动切换电路进行切换选择、功率放大电路将信号放大、过载保护电路过载判断后输出与输出端并联有模拟负载电路(R1)，极性控制器、手动/自动切换电路及过载保护电路由计算机控制系统中的I/O接口控制执行；(2)测检电路由采样电路及采样补偿电路组成，采样电路包括采样、变增益放大器、检波及多路切换，采样补偿电路包括采样补偿、检波、滤波及多路切换，执行电路的输出信号分别送至测验电路中的采样及采样补偿电路中，经变增益放大器、检波或检波、滤波送至多路切换，多路切换及变增益放大器由I/O接口控制，经采样电路或采样补偿电路输出的信号送至计算机控制系统的模/数转换电路(ADC)中。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的计算机控制系统中的人机对话接口为键盘及显示屏。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪计算机控制系统与模拟电路相互配合，可提供直流、梯形波、单脉冲或双脉冲输出波形。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪在应用过程中，将针形电极通过导线与治疗仪后面板上的输出信号插座连接，治疗仪与电源相连，打印机电缆插入治疗仪上的打印电缆插座，根据病人情况，选择合适的工作参数，即输出的电压、电流、电量、时间参数及输出波形，通过治疗仪上的控制键进行设定，或根据病种、病情、诊断情况进行输出参数自动调整，然后启动输出电路，治疗仪的计算机控制系统启动工作，模拟电路检测电路自检，执行电路输出信号至针形电极，针形电极成对使用，一个为正极、一个为负极，将针形电极插入病人的病灶处，在电场的作用下，通过电离的形式，使针形电极上的金属离子导入血管内的血液中，金属离子电化学与血液中的氧结合形成金属氧化物，释放出氢气，从而达到凝血的目的。另一方面，由于局部血液中含氧量的减少，血管内形成酸中毒，破坏血管内皮组织，使管壁坏死，达到治疗目的。在治疗过程中，电流烧灼直接作用于病灶、破坏病变组织；改变人体微电流破坏病变组织，增强血小板凝血机制。在电场作用下，血液中的带电物质产生定向移动和堆积，血液逐渐凝固，产生红血栓，逐渐被吸收消逝。

在工作中，金属离子电化学治疗仪的计算机控制系统及模拟电路的工作原理是：(1)在主机接上电源后，计算机控制系统首先对主机的各硬件设备及电路进行自检、自测试，微处理器(CPU)首先将输出电路切断，将模拟负载电路(R1)接入输出回路，然后向数/模转换电路(DAC)传送一组测试数据，数/模转换电路(DAC)将该组测试数据转换为模拟信号输出；由滤波器去除杂波后信号送至极性控制器和手动/自动控制电路，根据程序要求的输出极性和控制方式进行处理后送至功率放大器，功率放大后送至模拟负载电路(R1)，进行模拟输出。其中过载保护电路同时受控于微处理器(CPU)与硬件电路。当硬件电路(其中主要是功率级)出现故障时，微处理器(CPU)通过程序可切断与输出端口的硬件联接，实现最后一级输出保护功能。

电压、电流采样电路将输出至模拟负载的电信号进行采样，并补偿因条采样所造成的误差。经过放大、检波、滤波处理后，检测信号送到多路切换电路，由I/O接口电路控制电压，电流信号接入模/数转换电路(ADC)，由模/数转换电路(ADC)将检测信号转换成数字信号送入微处理器(CPU)。微处理器(CPU)根据送出的测试数据对被测数据进行分析比较，若分析比较的结果未超出正常范围，则进行下一步的检测工作。若结果超出正常范围，则向显示接口送出自检错误信息，同时切断所有输出信号，并使蜂鸣器鸣叫报警。

微处理器(CPU)向数据存储器(RAM)写入检测数据，对数据存储器(RAM)进行检验。

若联接打印机，则向打印机输出检测结果。

自检完成后向屏幕输出自检通过信号，并将显示屏转换为人机对话方式，等待操作数据的输入。

(2)由键盘输入控制参数组，微处理器(CPU)将该参数组存储在计算机的随机数据存储器(RAM)中，同时将参数组传送到I/O接口，由I/O接口控制输出，将该参数组显示在显示屏上。

(3)当操作者按下启动键后，程序根据设定参数进行输出。

a．当输出方式设定为手动方式时，微处理器(CPU)根据设定参数调整输出值至设定参数以下，由操作人员调整改变输出值微处理器(CPU)测量输出结果，并将结果显示在显示屏上。如果操作人员调整输出值时使输出超出设定参数，则微处理器(CPU)将输出降至0后再逐渐升高，同时使蜂鸣器鸣叫报警。只有当操作人员将输出调节旋钮调整到设定参数以下时，微处理器(CPU)才解除报警。

b．当输出方式设定为自动方式时，微处理器(CPU)根据设定参数所限定的范围，参照输出、检测信号的特征，自动寻找最佳输出参数值。如果能够找到该参数，则将输出保持在该组数据上，直到输出时间到时。

如果找不到最佳输出参数，微处理器(CPU)将输出调整到设定参数上限，直至输出时间到时。

在此过程中，如果输出值超过设定参数，或者主机出现故障，微处理器(CPU)均会切断输出，进入故障状态等候操作人员处理。

在整个输出过程中，微处理器(CPU)将所有检测到的输出参数和测量数据、存入数据存储器。在没有进行下一次输出操作和断电的情况下，该数据将一直存储在数据存储器内。此时如果操作人员输入打印命令，系统可以按三种方式进行打印输出，便于存档或对下一次治疗提供依据。

计算机控制系统可以提供四种输出波形：直流、梯形、单向脉冲、双向脉冲；其中，频率、脉冲持续时间均可由操作人员自行设定。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的计算机控制系统及模拟电路具有如下特点：

1．电压采样电路选用了消除电流采样电阻所造成的误差，确保系统的整机输出、测量精度在2.5％以内。

2．电流测量电路选用了变增益放大电路，增益切换由I/O接口控制，微处理器(CPU)可根据被测电流的大小自动换档，同时避免换档临界状态下的振荡。

3．微处理器(CPU)对电压、电流的测量采用分时复用方式由I/O接口控制的多路切换的模拟开关。

4．系统采用软件复位方式。在程序中可以用中断方式对系统进行复位。

5．系统出现故障、或输出电路元器件损坏、或系统突然断电，输出过载保护电路均可将输出切断，保护病人治疗安全。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的优点是：

1．功能齐全，操作简单，使用方便。该治疗仪具有手动、自动控制模式；电压、电流多种波形，脉冲频率、治疗时间等参数都在较大范围内可供选择，主机的适用范围广，基本上能满足各种病例的治疗要求，提高疗效；主机由微处理器实时控制，治疗参数可由屏幕显示以利于医生监控，仪器本身设有多种保护装置，使仪器运行准确、快速、安全、可靠。

2．治疗过程病人痛苦小，治疗时间短。不影响表面皮肤的外貌，遗留瘢痕小，仪器可同时有8对针形电极进行输出，以供临床治疗时的选择，大大缩短了治疗时间，减少病人痛苦。仪器还可与手术联合使用，减少手术中的出血和手术中的反应。

3．治疗后无副作用，疗效显著，一次性治愈率高。对于血管瘤、外周性脉管畸型、下肢静脉曲张、淋巴管瘤、神经纤维瘤等血管疾病的治疗的临床显效率为100％，一次性治愈率为82％。

本发明所设计的金属离子电化学治疗仪为主要适用于治疗血管瘤、外周性脉管畸型、下肢静脉曲张、淋巴管瘤、神经纤维瘤等多种血管病的专用仪器。

图1是本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的主视图。

图2是图1的后视图。

图3是本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的计算机控制系统及模拟电路的方框图。

图4是本发明所设计的金属离子电化学治疗仪中针形电极的结构图。

下面根据附图结合具体实施例对本发明所设计的金属离子电化学治疗仪的实施方式及效果作详细说明。

实施例

如图1、2所设计的金属离子电化学治疗仪，由主机及针形电极16构成，主机主要包括壳体1、电源、计算机控制系统、模拟电路，在治疗仪的壳体内安装有电源、计算机控制系统及模拟电路，壳体的前面板上带有显示屏2、电源开关键3及控制键，控制键包括停止键4、换极键5、启动键6、选择键7、“-”键8、“+”键9及手动输出调整旋钮10，壳体1的后面板上带有电源插座11、打印电缆插座12、输出信号插座13、笔形止血器插座14、输出保险插座15及打印机电源插座20。针形电极16通过导线与后面板的输出信号插座13连接。针形电极16为铜针，其结构如图4所示，由针体17及针座18组成，针体17为实心的铜针，针体17前端的针尖为四面尖的形状，针座18为圆台形空心针座，针座18固定于针体17的尾部，在针座18前端的针体17上固定套有隔热套管19，隔热套管19由无毒的橡胶材料制成，针座18与导线连接端头配合，由导线与输出信号插座13连接。输出信号插座13通过导线可与16根正、负极相对的8对针形电极相连接，以方便多根电极同时治疗使用。金属离子电化学治疗仪的后面板上所带的笔形止血器插座14是用于结合手术治疗时提供笔形止血器所需的电源。金属离子电化学治疗仪的计算机控制系统及模拟电路的原理图如图3所示，计算机控制系统包括微处理器CPU、数/模转换电路DAC、模/数转换电路ADC、数据存储器RAM、程序存储器EPROM、I/O接口、控制器、蜂鸣器及打印机接口、人机对话接口，微处理器CPU通过地址总线、数据总线及控制总线与并行的数/模转换电路DAC、模/数转换电路ADC、数据存储器RAM、程序存储器EPROM及I/O接口数据及命令传输，在地址总线中串接有地址锁存器，在控制总线中串接有控制器，在I/O接口与微处理器CPU之间连接有复位电路，I/O接口通过线路与并行的蜂鸣器、打印机接口及人机对话接口相连接，人机对话接口为键盘及显示屏；模拟电路由执行电路和检测电路组成：(1)执行电路包括滤波器、极性控制器、手动/自动切换电路、功率放大电路、过载保护电路，它们依次串联在一起，执行电路与计算机控制系统的数/模转换电路通过线路连接，数/模转换电路的输出信号依次通过滤波器滤波、极性控制器选择极性、手动/自动切换电路进行切换选择、功率放大电路信号放大、过载保护电路过载判断后输出，极性控制器、手动/自动切换电路及过载保护电路由计算机控制系统中的I/O接口控制执行；(2)测检电路由采样电路及采样补偿电路组成，采样电路包括采样、变增益放大器、检波及多路切换，采样补偿电路包括采样补偿、检波、滤波及多路切换，执行电路的输出信号分别送至采样及采样补偿电路中，经变增益放大器、检波或检波、滤波送至多路切换，多路切换及变增益放大器由I/O接口控制，与输出端并联有模拟负载电路R1，经采样电路或采样补偿电路输出的信号送至计算机控制系统的模/数转换电路中。计算机控制系统与模拟电路相互配合，可提供直流、梯形波、单脉冲或双脉冲输出波形，对输出电压、电流、电量、时间、电极间所形成的电场以及人体电阻、人体电阻变化趋势进行测量、分析、控制，以达到最佳的凝血及治疗效果。金属离子电化学治疗仪的工作过程如前所述，包括接通电源、检测、设定参数及输出波形、输出方式选择等步骤，输出的电信号通过针形电极作用于病灶部分，针形电极成对使用，一个为正极、一个为负极，在电场的作用下，通过电离的形式，使针形电极上的金属离子导入血管内的血液中，金属离子与血液中的氧结合形成金属氧化物，释放出氢气，从而达到凝血的目的。另一方面，由于局部血液中含氧量的减少，血管内形成酸中毒，破坏血管内皮组织，使管壁坏死吸收，达到治疗目的。在治疗过程中，电流烧灼直接作用于病灶、破坏病变组织；改变人体微电流破坏病变组织，增强血小板凝血机制。在电场作用下，血液中的带电物质产生定向移动和堆积，血液逐渐凝固，产生红血栓，逐渐被吸收消逝。

用该金属离子电化学治疗仪对百余例患有“血管瘤”及“外周性脉管畸型”的病人进行治疗，采用如下方法：

1．患者处于局麻或全麻(小儿)状态下，在病变内刺入特制铜的针形电极16，用金属离子电化学治疗仪进行通电治疗后，取下针形电极16。

2．患者处于局麻或全麻(小儿)状态下，在病变内刺入特制铜的针形电极16，用金属离子电化学针治疗仪进行通电治疗后，针形电极16留置10至15天。

3．患者处于局麻或全麻(小儿)状态下，切开病变部位，刺入特制铜的针形电极16，用金属离子电化学治疗仪进行通电治疗。观察瘤体颜色变暗形成血栓后，取下针形电极16，手术切除病变。

治疗后，随访3-6个月。

其结果是：使用金属离子电化学治疗仪经过1-3次治疗，用B超进行检查，病变明显减小或消失，效果满意。在铜的针形电极16留置过程中，临床观察病人在治疗后有发烧，但体温一般不超过38.5℃，50％的病人有食欲差反应，6.67％的病人有头昏反应。治疗后反应均比原用的治疗技术小。

经过对病人进行3-6个月的随访及临床复查，未见血管疾患复发。根据对百余例治疗结果的统计，其中：

一次性治愈率为81.58％，

一次性显效率为100％。

经临床使用证实，金属离子电化学治疗仪应用于临床是一种安全可靠的治疗手段。其疗效肯定，并能结合在手术中应用。出血少，手术打击明显减小，彻底改善了以往对血管瘤及外周性血管疾患的治疗状况。

经临床实践总结出该金属离子电化学治疗仪具有以下优点：

1．该治疗仪治疗血管瘤及外周性脉管畸型等血管疾病较手术痛苦小、方法简便易行、出血极小、不影响外貌和功能、有针孔大小的瘢痕。可与手术联合应用，使术中少出血，术后反应较原用的治疗技术小，可分次治疗。

2．该治疗仪采用微处理器CPU电脑控制，具有手动、自动控制模式及多种输出波形可供选择，输出电压、电流及相关参数均有客观数据显示，有数对用于治疗的针形电极，可大大缩短手术和治疗时间。并能记录、打印治疗过程中的相关数据，以便于术后分析存档。

3．该仪器性能稳定、安全、可靠，操作简便、实用。

Claims (12)

1．一种金属离子电化学治疗仪，其特征是：由主机及针形电极构成，主机主要包括壳体、电源、计算机控制系统、模拟电路，在主机的壳体内安装有电源、计算机控制系统及模拟电路，壳体的前面板上带有显示屏、电源开关键及控制键，壳体的后面板上带有电源插座及输出信号插座，针形电极通过导线与后面板的输出信号插座连接；针形电极由针体及针座组成，针座为圆台形空心针座，针座固定于针体的尾部，在针座前端的针体上固定套有隔热套管，隔热套管可沿针体移动。

2．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：针形电极的针体为实心的金属针，针体前端的针尖为四面尖的形状。

3．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：针形电极的针体材料为铜、铁、铂、银、金等金属材料。

4．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：针形电极上所套有的隔热套管为无毒的橡胶或塑料隔热套管。

5．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：主机的壳体的后面板上还带有打印电缆插座、输出保险插座及打印机电源插座。

6．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：主机的壳体的前面板的控制键包括停止键、换极键、启动键、选择键、“-”键、“+”键及手动输出调整旋钮。

7．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：主机的壳体的后面板上还带有用于为笔形止血器提供电源的笔形止血器输出插座。

8．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：主机的壳体的后面板上所带的输出信号插座可同时与8对正、负极相对应的16根针形电极相连接。

9．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：计算机控制系统包括微处理器(CPU)、数/模转换电路(DAC)、模/数转换电路(ADC)、数据存储器、程序存储器、I/O接口、控制器、蜂鸣器及打印机接口、人机对话接口，微处理器(CPU)通过地址总线、数据总线及控制总线与并行的数/模转换电路(DAC)、模/数转换电路(ADC)、数据存储器(RAM)、程序存储器(EPROM)及I/O接口进行数据及命令传输，在地址总线中串接有地址锁存器，在控制总线中串接有控制器，在I/O接口与微处理器(CPU)之间连接有复位电路，I/O接口通过线路与并行的蜂鸣器、打印机接口及人机对话接口相连接。

10．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：模拟电路由执行电路和检测电路组成：(1)执行电路包括滤波器、极性控制器、手动/自动切换电路、功率放大电路、过载保护电路，它们依次串联在一起，执行电路与计算机控制系统的数/模转换电路(DAC)通过线路连接，数/模转换电路(DAC)的输出信号依次通过滤波器滤波、极性控制器选择极性、手动/自动切换电路进行切换选择、功率放大电路将信号放大、过载保护电路过载判断后输出，与输出端并联有模拟负载电路(R1)，极性控制器、手动/自动切换电路及过载保护电路由计算机控制系统中的I/O接口控制执行；(2)测检电路由采样电路及采样补偿电路组成，采样电路包括采样、变增益放大器、检波及多路切换，采样补偿电路包括采样补偿、检波、滤波及多路切换，执行电路的输出信号分别送至测验电路中的采样及采样补偿电路中，经变增益放大器、检波或检波、滤波送至多路切换，多路切换及变增益放大器由I/O接口控制，经采样电路或采样补偿电路输出的信号送至计算机控制系统的模/数转换电路(ADC)中。

11．根据权利要求8所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：人机对话接口为键盘及显示屏。

12．根据权利要求1所述的金属离子电化学治疗仪，其特征还在于：计算机控制系统与模拟电路相互配合，可提供直流、梯形波、单脉冲或双脉冲输出波形。

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