CN1078649A - 智能癌肿治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明由计算机1、总线转换2、D/A转换3、 A/D转换4、稳压稳流5及电极针6组成。总线转 换2接在计算机总线7和仪器总线8之间，D/A转 换3的输入接仪器总线8，其输出经稳压稳流5后接 电极针的阳极和A/D转换的输入，A/D转换的输 出接仪器总线。本发明采用多路阳极独立输出可治 疗巨大型肿瘤，也可同时治疗多个小型肿瘤或数个患 者，治疗参数可动态调节，并可自动记录、存储、打印 治疗数据。

Description

本发明涉及治疗癌肿的仪器，尤其是一种电化学癌肿治疗仪。

国内外现有的电化学癌肿治疗仪，一般都采用可调稳压输出方式，多数仅有一路阳极输出，配以2～3路阴极输出（国外如瑞典、日本及荷兰Philips公司的试用产品;国内如中国原子能科学研究院的WL型、西安富达电子设备厂的ZLY型及北京航空航天大学的ZAY型等）。这些治疗仪存在以下需改进的地方：

1.在治疗过程中流过肿瘤组织各部分的治疗电流不均匀，影响疗效，甚至会使肿瘤在某一方向上加速增长;

2.电极路数少，其有效治疗范围一般仅在5CM以下，不能治疗大范围的肿瘤;

3.虽有数路阴极输出，但阳极输出路数少，动物试验证明了阴极对肿瘤的治疗作用不如阳极快，也不如阳极显著;

4.采用手动调节，操作繁琐，显示的治疗参数少。

本发明的目的是提供一种用计算机控制和管理的、具有多路阳极输出且各电极输出电流均匀可调的癌肿治疗仪。

本发明的目的是这样实现的：一种智能癌肿治疗仪由计算机、总线转换环节、D/A转换单元、A/D转换单元、稳压稳流环节及电极针组成。电极针由多于两路的多路独立阳极的电极针组构成，用于实现计算机和仪器之间的电气相互隔离及信号联络的总线转换环节接在计算机总线和仪器总线之间，D/A转换单元的输入与仪器总线相接，其输出经稳压稳流环节处理后，分别接电极针的阳极和A/D转换单元的输入，A/D转换单元的输出挂在仪器总线上。

本发明在使用中，计算机以下面的方式控制和管理仪器治疗的全过程：计算机从其总线送出表征治疗电流强度的数据及控制命令，并经总线转换环节送至仪器总线上，其中的电流数据从仪器总线经D/A转换单元转换成模拟量，经稳压稳流环节稳定后从各电极针输出。输出端呈现的电流、电阻、库仑量等治疗数据则通过A/D转换单元回送到仪器总线上，再经总线转换环节传送到计算机中，由计算机对这些治疗信息进行处理、显示和调节。治疗结束后其结果可以打印输出。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

图1是本发明组成框图;

图2是本发明中D/A转换单元和稳压稳流环节的电路原理图;

图3是本发明中A/D转换单元电路原理图。

图1中的癌肿治疗仪由计算机1、总线转换环节2、D/A转换单元3、A/D转换单元4、稳压稳流环节5及电极针6组成。总线转换环节2做成印刷线路板插在计算机主机箱内;八路D/A转换3、一路A/D转换4和八路稳压稳流5均放在治疗仪机箱内;具有八路独立阳极输出且每路配有四个阴极的电极针6放在电极盒内。总线转换环节2接在计算机总线7和仪器总线8之间，以实现计算机和仪器两者的电气相互隔离和信号联络;D/A转换3的输入与仪器总线8相接，其输出经稳压稳流5处理后，接电极针6和A/D转换4的输入端;A/D转换4的输出挂在仪器总线8上。

图中总线转换环节2由地址锁存器10、写数据锁存器11、读数据缓冲器12、控制信号驱动器13、地址缓冲器14、数据写缓冲器15、数据读缓冲器16、控制信号发生器17和用型号为TLP521-4的光耦片构成的多路光耦器9组成。其中：地址锁存器10和写数据锁存器11均采用74LS374锁存器，它们的输入分别接计算机的地址总线AB和数据总线DB，输出均接多路光耦器9的输入端;读数据缓冲器12采用74LS245总线收发器，其输入接多路光耦器9的输出，其输出接计算机的数据总线DB;控制信号驱动器13采用74LS00与非门，其输入接计算机控制总线CB，其输出接多路光耦器9的输入;地址缓冲器14和数据写缓冲器15均采用74LS245，它们的输入接多路光耦器9的输出，它们的输出分别接仪器的地址总线AB1和数据总线DB1;数据读缓冲器16也采用74LS245，其输入接DB1，其输出接光耦器9的输入;控制信号发生器17采用74LS07驱动器，其输入接多路光耦器9的输出，其输出接仪器的控制总线CB1。

在图2中，D/A转换单元由输入端口与仪器总线DB1相接的数据缓冲器18、输入端接仪器总线AB1和CB1的地址译码器19及八个D/A转换器20组成;稳压稳流环节分成相同的八路，每一路由依次串联的稳压放大器21、稳流放大器22和驱动器23组成;每一路电极针由一根阳极针和四根阴极针组成（图中仅画出一路D/A转换器、稳压稳流环节及电极针）。其中：数据缓冲器18的输出接各路D/A转换器20的数据输入口;地址译码器19的八个输出分接各路D/A转换器20的启动转换脚;每路D/A转换器20的两个输出接至对应稳压放大器21的两个输入端，后者的输出与D/A转换器20的内部反馈脚相连，这样稳压放大器21便接成负反馈形式。稳流放大器22接成同相输入双环电流负反馈形式，其第一个反馈环由接在稳流放大器22的同相输入端与驱动器23的发射极之间的电阻R1R2串联支路组成，其第二个反馈环由接在稳流放大器22的反相输入端与驱动器23的发射极之间的电阻R3组成。每一路电极针的阳极与电阻R1和R2的串联点B连接，相应的四根阴极的末端接地。双环电流负反馈的作用机理是这样的：若负载电流发生了变化（设负载电流减小），则在第一个反馈环中有I_o↓→I_i↓→V₊↑→V_b↑→I_e↑→I_o↑，在第二个反馈环中有I_o↓→I_e↓→V_-↓→V_b↑→I_e↑→I_o↑，可见两环反馈的结果都使电流得到了稳定。

图中数据缓冲器18采用74LS244线接收发器;地址译码器19采用74LS138译码器;D/A转换器20采用DAC0832;稳压放大器21采用TL074运放;稳流放大器22采用741运放。

图3中的A/D转换单元由输入端接仪器总线DB1的选择控制器24、多路开关25、A/D转换器26和输出端接仪器总线DB1的数据接收器27组成。选择控制器24的输出作为开关选择信号接所说多路开关25的控制输入端，图中B_i（i＝1，2，…，8）即为图2中各路稳压稳流环节的输出点B，它们分别经各分压电阻分压后接至多路开关25的信号输入端，多路开关25的输出接A/D转换器26的输入端，经A/D变换后与数据接收器27数据输入口相接。图中选择控制器24选用74LS273锁存器;多路开关25选用4067;A/D转换器26选用ICL7135;数据接收器27选用74LS244。

本仪器依据的治疗原理是：在肿瘤组织上插入正、负电极（即阳、阴极），使直流电从阳极流入，经肿瘤组织后从阴极流出。在此直流电电场作用下，肿瘤细胞组织的PH值发生剧烈变化，阳极区PH值降至1～2，呈强酸性，阴极区PH值升至12～14，呈强碱性，致使癌细胞膜崩溃、线粒体消失、核蛋白凝固坏死，从而使肿瘤组织遭到破坏。治疗电流按缓慢上升→保持→缓慢下降的梯形波输出，以保证治疗安全和效果。

下面说明本发明仪器的工作原理：

计算机从其总线送出表征治疗通道号、治疗电流强度的数据及相应的控制命令，并经总线转换环节送至仪器总线上，其中的治疗通道号使对应的D/A转换器启动，将仪器总线上的电流数据转换成模拟量，再经稳压稳流环节稳定后，从对应路的阳极针输出。输出端呈现的电压值经分压电阻从多路选择开关送到A/D转换器，经转换后依次从仪器总线、总线转换和计算机总线回送到计算机中，计算机对这些数据进行处理和显示。然后计算机按上述过程向下一通道发送治疗数据，并取回该通道的治疗信息进行处理和显示。如此循环至最后一个通道处理完毕。接着计算机再逐步按以上过程通过各通道送出数值逐渐增大的治疗电流，直至治疗电流达到预先设定的值为止。使各通道保持该治疗电流输出一段时间，当治疗库仑量达到给定值后，再使治疗电流逐渐下降，至电流降为零时，治疗过程即告结束。治疗过程中各种治疗信息如通道信号、电流、电压、电阻、库仑量均以屏幕显示，医师可随时进行调节，最后的治疗结果可以从打印机输出。

本发明的优点在于：

1.由于本发明采用多路独立输出，因此不仅可对巨大型肿瘤实行一次性治疗，也可同时治疗几个患者或多个小型肿瘤;

2.由于本发明的每路输出均为稳压稳流输出，因此不仅可保证治疗范围内电流密度分布均匀，还可避免电流过大形成溃疡;

3.由于本发明采用多路阳极输出，而癌细胞带有负电荷，可被阳极吸附，因此能防止癌细胞的扩散和转移，具有很好的治疗效果;

4.由于本发明配有计算机，因此可采用自动控制和人机对话的治疗方式，对治疗参数进行动态干预和调节，并可自动记录、存储、打印治疗数据和病历资料，具有操作容易、使用方便和治疗可靠的优点;

5.由于本发明在计算机和治疗仪器之间采用了双向光电隔离，因此可实现计算机和仪器的双向保护，并具有较强的抗干扰能力。

Claims (5)

1、一种智能癌肿治疗仪有计算机(1)、D/A转换(3)、A/D转换(4)及电极针(6)，其特征在于它还包括总线转换(2)和稳压稳流(5)两个环节，所说电极针(6)由多于两路的多路独立阳极的电极针组构成，用于实现计算机和仪器之间的电气相互隔离及信号联络的总线转换(2)接在计算机总线(7)和仪器总线(8)之间，D/A转换(3)的输入与仪器总线(8)相接，其输出经稳压稳流(5)处理后，分别接电极针(6)的阳极和A/D转换(4)的输入，A/D转换(4)的输出挂在仪器总线(8)上。

2、根据权利要求1所述的智能癌肿治疗仪，其特征在于所说总线转换（2）由多路光耦器（9）、地址锁存器（10）、写数据锁存器（11）、读数据缓冲器（12）、控制信号驱动器（13）、地址缓冲器（14）、数据写缓冲器（15）、数据读缓冲器（16）及控制信号发生器（17）组成，其中：计算机的地址信号依次经其总线AB、地址锁存器（10）、光耦器（9）、地址缓冲器（14）送至仪器总线AB1上;计算机的数据信号依次经其总线DB、写数据锁存器（11）、光耦器（9）、数据写缓冲器（15）写到仪器总线DB1上;仪器的数据信号依次经其总线DB1、数据读缓冲器（16）、光耦器（9）、读数据缓冲器（12）送至计算机的数据总线DB上;计算机的控制信号依次经其总线CB、控制信号驱动器（13）、光耦器（9）和控制信号发生器（17）送至仪器总线CB1上。

3、根据权利要求1所述的智能癌肿治疗仪，其特征在于所说D/A转换（3）由输入端口与仪器总线DB1相接的数据缓冲器（18）、输入端接仪器总线AB1和CB1的地址译码器（19）、及八个D/A转换器（20）组成，所说数据缓冲器（18）的输出接各D/A转换器（20）的数据输入口，所说地址译码器（19）的各个输出分接各D/A转换器（20）的启动转换脚。

4、根据权利要求1所述的智能癌肿治疗仪，其特征在于所说稳压稳流环节（5）分成相同的八路，每一路由依次串联的稳压放大器（21）、稳流放大器（22）和驱动器（23）组成，所说稳压放大器（21）的输入与所说D/A转换（3）的输出相接，所说驱动器（23）的输出接电极针（6）和A/D转换（4）的输入。

5、根据权利要求1所述的智能癌肿治疗仪，其特征在于所说的A/D转换（4）由输入端接仪器总线DB1的选择控制器（24）、多路开关（25）、A/D转换器（26）和输出端接仪器总线DB1的数据接收器（27）组成，所说选择控制器（24）的输出作为开关选择信号接所说多路开关（25）的控制输入端，所说稳压稳流环节（5）的输出信号与所说多路开关（25）的信号输入端相接，后者的输出信号接入所说A/D转换器（26）的输入端，经A/D变换后与所说数据接收器（27）的输入口相接。

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