CN108578893A - 一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，属于医疗器械技术领域。该装置包括磁性纳米材料、超声定位装置、磁聚焦装置、磁场发生探头、主控制器、显示器及变频电源；所述磁性纳米材料用于置入到病变组织处；所述磁聚焦装置用于实现磁性纳米材料的靶向聚焦；所述超声定位装置用于确定病变组织的具体位置、大小、形状，为磁场发生探头提供引导；所述磁场发生探头用于穿刺进入人体体内，为磁性纳米材料提供一个交变磁场；所述主控制器用于控制超声定位装置超声发射的功率和时间，同时控制磁场发生探头产生的磁场频率和强度；所述变频电源为磁场发生探头提供合适的交变电能；所述显示器连接主控制器，用于显示各种参数的状态信息。

Description

一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置。
背景技术
对于体内病变组织的传统治疗方法，如手术切除、放射治疗、化学药物治疗和生物治疗都存在不能根治或者具有较大的副作用等问题。因此利用磁场对磁性材料加热的磁热疗法作为一种较为新颖的治疗方法得到了广泛的研究和关注。
磁疗装置基本原理都是基于将电磁线圈至于生物体体表，或者围绕患病生物体全身，然后在线圈中通入交变电流产生交变磁场加热磁性纳米粒子。其中使用的高频交变电磁场是由电磁体产生，其频率在50kHz到10MHz，但场强较弱。这种使用体外施加变化磁场对磁性纳米粒子有加热已经得到广泛证实。例如名称为“一种肿瘤交变磁场热疗系统”(专利申请号 200510030112.2)的专利，整个系统由变频电源系统、磁场发生系统、热疗温度测量与反馈系统、治疗床系统、中央操作控制系统、磁路系统、交变磁场强度测量与反馈系统、屏蔽系统，治疗时通过介入铁磁物质，并将患者暴露与分布均匀的高场强交变磁场中，使铁磁物质通过磁滞、涡流等机制发热，使肿瘤部位达到40‐50℃以杀死肿瘤细胞。
但是目前大多数的磁滞加热装置都存在以下问题：首先，介入到体内的铁磁物质没有经过靶向聚焦，所以并不能够有效的针对病变组织进行治疗；其次要实现治疗效果必须要产生一个超高频的交变磁场，否则很难实现治疗效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于局部治疗病变组织的靶向磁滞加热装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，包括磁性纳米材料、超声定位装置、磁聚焦装置、磁场发生探头、主控制器、显示器及变频电源；
所述磁性纳米材料用于置入到病变组织处，并且使其处于一个交变的磁场中；
所述磁聚焦装置用于实现磁性纳米材料的靶向聚焦；
所述超声定位装置用于确定病变组织的具体位置、大小、形状，为磁场发生探头提供引导；
所述磁场发生探头用于穿刺进入人体体内，在超声定位装置的引导下到达病变组织，为磁性纳米材料提供一个交变磁场；
所述主控制器用于控制超声定位装置超声发射的功率和时间，同时控制磁场发生探头产生的磁场频率和强度；
所述变频电源的输入端外接工频电源，输出端连接磁场发生探头，为磁场发生探头提供合适的交变电能；
所述显示器连接主控制器，用于显示病变组织的位置、大小、形状，磁场发生探头在人体内的位置，以及各种参数的状态信息。
进一步的，所述磁场发生探头产生的交变磁场频率为可调50～150kHz，磁场强度为可调 100～500kA/m。
进一步的，所述磁场发生探头由耐高温、耐高压的传导纤维和包裹在传导纤维表面的绝缘表层构成。
进一步的，所述传导纤维直径为0.2～2mm的空心线缆。
进一步的，所述传导纤维内部通冷却水，实现循环冷却。
进一步的，所述传导纤维中段呈螺旋形缠绕，缠绕的圈数为2～10圈。
进一步的，所述磁聚焦装置包括绝缘工作腔和磁场发生探头，所述磁场发生探头由四根导磁棒、四个脉冲线圈、四个极化线圈，所述四根导磁棒以绝缘工作腔为中心，在水平方向上呈“十”字形对称设置；所述四个脉冲线圈分别套设在四根导磁棒上，四个极化线圈再分别套设在四个脉冲线圈上，脉冲线圈和极化线圈均连接到普通电源上。
进一步的，所述超声定位装置包括超声驱动单元和超声触发单元，所述超声驱动单元和超声触发单元均连接到主控制器上，主控制器再连接普通电源，超声驱动单元驱动超声触发单元发出连续波或者脉冲波，频率为20KHz～2MHz。
进一步的，所述变频电源包括整流器和桥式逆变频发生器，所述整流器用于将外接的交流电转换为直流电，所述桥式逆变频发生器用于改变直流电的频率并且将直流电再次转换为交流电，且频率范围为50KHz～200KHz。
本发明的有益效果在于：本发明采用超声波技术，实现病变组织的精确定位，同时本发明采用了磁聚焦技术，将介入到人体体内的磁粉精确聚焦到病变组织处，从而减小对正常组织的损伤，超声波技术还为磁场发生探头准确到达病变组织提供引导；而且本发明直接通过磁场发生探头在体内施加高频交变磁场，使磁性纳米材料磁滞加热有效的针对病变组织，实现更好的治疗效果。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的装置连接关系示意图；
图2为本发明的磁场发生探头结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
附图1是本发明的装置连接关系示意图，如图1所示，
一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，包括磁性纳米材料、超声定位装置、磁聚焦装置、磁场发生探头、主控制器、显示器及变频电源；
所述磁性纳米材料用于置入到病变组织处，并且使其处于一个交变的磁场中；
所述磁聚焦装置用于实现磁性纳米材料的靶向聚焦；
所述超声定位装置用于确定病变组织的具体位置、大小、形状，为磁场发生探头提供引导；
所述磁场发生探头用于穿刺进入人体体内，在超声定位装置的引导下到达病变组织，为磁性纳米材料提供一个交变磁场；
所述主控制器用于控制超声定位装置超声发射的功率和时间，同时控制磁场发生探头产生的磁场频率和强度；
所述变频电源的输入端外接工频电源，输出端连接磁场发生探头，为磁场发生探头提供合适的交变电能；
所述显示器连接主控制器，用于显示病变组织的位置、大小、形状，磁场发生探头在人体内的位置，以及各种参数的状态信息。
所述磁场发生探头产生的交变磁场频率为可调50～150kHz，磁场强度为可调 100～500kA/m。
所述磁场发生探头由耐高温、耐高压的传导纤维和包裹在传导纤维表面的绝缘表层构成。
所述传导纤维直径为0.2～2mm的空心线缆。
所述传导纤维内部通冷却水，实现循环冷却。
所述传导纤维中段呈螺旋形缠绕，缠绕的圈数为2～10圈。
所述磁聚焦装置包括绝缘工作腔和磁场发生探头，所述磁场发生探头由四根导磁棒、四个脉冲线圈、四个极化线圈，所述四根导磁棒以绝缘工作腔为中心，在水平方向上呈“十”字形对称设置；所述四个脉冲线圈分别套设在四根导磁棒上，四个极化线圈再分别套设在四个脉冲线圈上，脉冲线圈和极化线圈均连接到普通电源上。
所述超声定位装置包括超声驱动单元和超声触发单元，所述超声驱动单元和超声触发单元均连接到主控制器上，主控制器再连接普通电源，超声驱动单元驱动超声触发单元发出连续波或者脉冲波，频率为20KHz～2MHz。
所述变频电源包括整流器和桥式逆变频发生器，所述整流器用于将外接的交流电转换为直流电，所述桥式逆变频发生器用于改变直流电的频率并且将直流电再次转换为交流电，且频率范围为50KHz～200KHz。
在使用时，先利用超声定位装置精确确定病变组织的位置，然后将磁性纳米材料置入到病变组织处，利用磁聚焦将磁性纳米材料靶向聚焦，然后在超声定位装置的引导下将磁场发生探头穿刺到病变组织处，磁场发生探头连接变频电源，输出一个频率在50～150kHz，强度为可调100～500kA/m的交变磁场。在该交变磁场作用下，磁性纳米材料发生磁滞现象，将病变组织加热到40～50摄氏度，实现去除病灶的作用。同时，本发明的主控制器可以根据实际的情况，调节超声定位装置超声发射的功率和时间，以及磁场发生探头产生的磁场频率和强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：包括磁性纳米材料、超声定位装置、磁聚焦装置、磁场发生探头、主控制器、显示器及变频电源；
所述磁性纳米材料用于置入到病变组织处，并且使其处于一个交变的磁场中；
所述磁聚焦装置用于实现磁性纳米材料的靶向聚焦；
所述超声定位装置用于确定病变组织的具体位置、大小、形状，为磁场发生探头提供引导；
所述磁场发生探头用于穿刺进入人体体内，在超声定位装置的引导下到达病变组织，为磁性纳米材料提供一个交变磁场；
所述主控制器用于控制超声定位装置超声发射的功率和时间，同时控制磁场发生探头产生的磁场频率和强度；
所述变频电源的输入端外接工频电源，输出端连接磁场发生探头，为磁场发生探头提供合适的交变电能；
所述显示器连接主控制器，用于显示病变组织的位置、大小、形状，磁场发生探头在人体内的位置，以及各种参数的状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述磁场发生探头产生的交变磁场频率为可调50～150kHz，磁场强度为可调100～500kA/m。
3.根据权利要求2所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述磁场发生探头由耐高温、耐高压的传导纤维和包裹在传导纤维表面的绝缘表层构成。
4.根据权利要求3所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述传导纤维直径为0.2～2mm的空心线缆。
5.根据权利要求4所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述传导纤维内部通冷却水，实现循环冷却。
6.根据权利要求5所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述传导纤维中段呈螺旋形缠绕，缠绕的圈数为2～10圈。
7.根据权利要求1所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述磁聚焦装置包括绝缘工作腔和磁场发生探头，所述磁场发生探头由四根导磁棒、四个脉冲线圈、四个极化线圈，所述四根导磁棒以绝缘工作腔为中心，在水平方向上呈“十”字形对称设置；所述四个脉冲线圈分别套设在四根导磁棒上，四个极化线圈再分别套设在四个脉冲线圈上，脉冲线圈和极化线圈均连接到普通电源上。
8.根据权利要求1所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述超声定位装置包括超声驱动单元和超声触发单元，所述超声驱动单元和超声触发单元均连接到主控制器上，主控制器再连接普通电源，超声驱动单元驱动超声触发单元发出连续波或者脉冲波，频率为20KHz～2MHz。
9.根据权利要求1所述的一种腔内超声定位的磁滞加热治疗装置，其特征在于：所述变频电源包括整流器和桥式逆变频发生器，所述整流器用于将外接的交流电转换为直流电，所述桥式逆变频发生器用于改变直流电的频率并且将直流电再次转换为交流电，且频率范围为50KHz～200KHz。
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