CN114967784A - 一种用于药液的加热保温装置、温度控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提出了一种用于药液的加热保温装置、温度控制系统和控制方法，所述加热保温装置包括导管部，所述导管部的第一端与加热部连接，所述导管部的第二端与控制装置相连接，其特征在于，在所述加热部上套设镂空的外罩，在所述外罩中设置检测部，其中，所述检测部用于检测所述药液的实际温度，所述加热部用于对所述药液进行加热。本公开实施例可以直接深入到患者的腔体内进行温度检测，基于实时获取的灌注药液的实际温度，以实现灌注药液的快速加热以及精确恒温控制，确保手术过程中药液的有效性和温度的可靠性。

Description

一种用于药液的加热保温装置、温度控制系统和控制方法

技术领域

本公开涉及医疗装置领域，特别涉及一种用于药液的加热保温装置、温度控制系统和控制方法。

背景技术

由于癌变细胞的热耐受能力不如正常细胞，在近些年来通过热灌注治疗法治疗肿瘤逐步得到推广，这种方法对人的伤害小且效果明显，并且这种方法对肿瘤性疾病的治疗效果已经得到国内外医疗界机构、人士的认可。热灌注治疗法可用于各个阶段的肿瘤病人，从早期的根治术后的预防治疗，到中晚期的转化治疗，再到晚期的姑息治疗，都具有非常显著的疗效。

热灌注治疗法疗法主要需要通过热灌注设备实施，其基本工作原理是运用热化疗灌注机的体外加热装置，将药液加热到一定温度，使用灌注泵将其导入患者的腔体内，并且持续循环加热，并通过测温系统实时监测出水口、入水口和腔体内的温度，以确保腔体内的温度维持在治疗温度并保持一定的时间，以达到使肿瘤细胞凋亡并带出体外的方法。此种方法可用于内科、胸水、腹水的治疗，通过连续灌注以确保杀灭种植癌灶。

热灌注设备中控制药液温度是核心功能，现有的方法主要是增加管路与加热器的接触面积来提高加热效果，但为了避免液体过热，不能将加热器温度设置过高，所以影响加热速度。此外，热灌注泵尽管可以解决液体恒温的问题，但长期使用会造成内部循环管道容易滋生细菌，后期需要大量的维保工作，并且在药液循环过程中的热能损耗及冷凝现象也会影响药液温度的精确控制，造成温度相对波动较大，从而影响手术及治疗效果。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提出了一种用于药液的加热保温装置、温度控制系统和控制方法，以解决现有技术中加热效率较低、药液温度波动较大的问题。

一方面，本公开实施例提出一种用于药液的加热保温装置，其包括导管部，所述导管部的第一端与加热部连接，所述导管部的第二端与控制装置相连接，在所述加热部上套设镂空的外罩，在所述外罩中设置检测部，其中，所述检测部用于检测所述药液的实际温度，所述加热部用于对所述药液进行加热。

在一些实施例中，所述加热部以及所述检测部与所述控制装置通过电线连接，所述电线设置在所述导管部中。

在一些实施例中，所述加热部为柱状，其内部设置电阻丝。

在一些实施例中，所述检测部固定设置在所述外罩的内侧。

在一些实施例中，所述检测部为温度检测探头。

在一些实施例中，所述外罩为栅格状。

另一方面，本公开实施例还提供一种温度控制系统，其包括控制装置以及至少一个根据上述任一项技术方案中所述的加热保温装置，所述控制装置包括PID控制器，所述PID控制器用于基于所述实际温度对所述药液进行温度调整。

在一些实施例中，所述控制装置还包括至少一个加热接口，所述加热接口与对应的所述加热装置连接。

在一些实施例中，所述控制装置还包括电源、继电器以及控制面板。

在一些实施例中，所述控制面板为可触摸的显示面板。

在一些实施例中，所述控制装置还包括风扇。

再一方面，本公开实施例还提供一种温度控制方法，采用上述任一项技术方案中所述的温度控制系统，所述控制方法包括：检测所述药液的实际温度；当所述实际温度低于预设阈值时，提高加热功率。

在一些实施例中，还包括：当所述实际温度不低于预设阈值时，动态调整加热功率，使得所述实际温度在预设温度范围内。

在一些实施例中，提高或者动态调整加热功率通过调整所述PID控制器的PID参数实现。

本公开实施例无需采用外置的热灌注泵循环系统的结构，可以直接深入到患者的腔体内进行温度检测，通过配备外置的温度控制系统，基于实时获取的灌注药液的实际温度，以实现灌注药液的快速加热以及精确恒温控制，通过实时自动调节PID参数，自动控制加热功率的动态输出，保证药液的快速加热以及在达到预设温度阈值后的恒温调节，确保手术过程中药液的有效性和温度的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一实施例的加热保温装置的结构示意图；

图2为本公开一实施例的加热保温装置中外罩的结构示意图；

图3为本公开一实施例的加热保温装置中外罩的结构示意图；

图4为本公开一实施例的温度控制系统中控制装置的结构示意图；

图5为本公开一实施例的温度控制方法的步骤示意图；

图6为本公开一实施例的温度控制方法中不同控制输出占空比的示意图。

附图标记：

1-导管部；1a-第一端；1b-第二端；2-加热部；3-控制装置；4-外罩；5-检测部；6-电线；10-加热保温装置；31-PID控制器；32-加热接口；33-电源；34-继电器；35-控制面板；36-风扇。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本公开的第一实施例涉及一种用于药液的加热保温装置，这里的所述加热保温装置用于在通过热灌注治疗仪对患者进行热灌注治疗时针对例如胸腔等腔体内的药液进行加热和保温操作。这里的所述加热保温装置在实际操作时需要深入到患者的腔体内部，其结构如图1所示，图1示出了一种用于药液的加热保温装置10，其包括导管部1，这里的所述导管部1由于需要伸入到患者的腔体内，因此其采用对人体无害的材料制成；所述导管部1的第一端1a与加热部2连接，所述导管部1的第二端1b与控制装置相连接，这里的所述加热部2通过现有技术中采用的任意方式固定设置在所述导管部1的所述第一端1a，例如通过卡接等方式实现连接，其用于与患者的腔体内的药液接触，并且在所述药液温度较低时，在所述控制装置的控制下对所述药液进行加热，其结构以及对应的加热原理在此不做限定，任何现有技术中的加热装置均可以适用，例如在一个实施方式中，所述加热部2可以通过采用电流使得电阻丝发热的方式实现加热，为此，可以在其内部设置电阻丝，通过输出电流穿过所述电阻丝以实现加热的功能；另一方面，所述加热部2可以采用柱状结构，这种结构能够增加所述加热部2与所述药液之间的接触面积，以提升加热的效率。

进一步地，在所述加热部2上套设镂空的外罩4，所述外罩4采用镂空的结构从而能够将所述加热部2进行安全隔离，这样使得所述药液能够穿过所述外罩4并与所述加热部2相接触，同时由于所述外罩4的隔离作用使得所述加热部2只能接触到所述药液而不会直接接触患者的腔体内的器官、血管等以防止被灼伤，保证了加热操作不会对患者的身体产生伤害。具体地，如图2和3所示，这里的所述外罩4可以采用栅格状结构，相邻的栅格间的距离可以基于使用需求和使用环境确定，例如，当患者的腔体内的需要加热的所述药液量较多时，可以将相邻的栅格间的距离设置较大，以使得更多的所述药液能够与所述加热部2相接触以实现对所述药液的快速加热。

为了能够所述药液的温度以控制是否进行加热操作，在所述外罩4中设置检测部5，这里的所述检测部5用于检测所述药液的实际温度，并能够将检测得到的温度数据反馈给所述控制装置，其中，可以将所述检测部5设置在所述外罩4内以使得所述检测部5仅能够接触到透过所述外罩4的所述药液而不会接触患者的腔体内的器官、血管等，从而能够方便快速地检测所述药液的当前的实际温度，而不会对患者的身体内部造成伤害。作为一种实施方式，所述检测部5采用温度检测探头，其结构较小并且检测敏感性高，能够快速检测所述药液的实际温度。进一步地，为了能够在所述加热保温装置中固定所述检测部5，以不会造成所述检测部5掉落在患者的腔体内，所述检测部5可以固定设置在所述外罩4的内侧，并且远离所述加热部2设置，以防止所述加热部2给温度检测的准确性带来影响，所述检测部5设置的位置以及与所述外罩4的连接方式在此不做限定，只要便于检测所述药液的实际温度即可。

进一步地，为了能够实时获取患者的腔体内的所述药液的实际温度并基于所述实际温度通过所述加热部2对所述药液进行加热操作，所述加热部2以及所述检测部5与所述控制装置之间通过电线6连接，这里的所述电线6至少具有包括信号传递、电流传输等在内的多种功能；为了避免所述电线6与患者的腔体内的器官、血管等直接接触，所述电线6设置在所述导管部1中，这样能够在实现加热、传输数据等功能的同时还能保证患者的安全。

本公开实施例能够方便地对患者的腔体内的药液的温度进行实时检测，并且在药液温度较低时能够实现对药液的加热功能，还能保证患者的身体安全。

本公开的第二实施例涉及一种温度控制系统，所述温度控制系统特别地适用于热灌注治疗仪，其包括控制装置以及至少一个根据上述第一实施例中任一项所述的加热保温装置，这里的控制装置为上述第一实施例中的控制装置，如图4所示，所述控制装置3包括PID控制器31，所述PID控制器31采用PID控制算法能够精确控制调整所述药液的所述实际温度，温度调节的精度可以达到±0.1℃，具体地，能够基于所述药液的所述实际温度通过调整PID参数，从而对所述加热部2进行输出功率的调整，最终实现对所述药液进行温度调整，例如包括将温度较低的所述药液的温度通过加热达到一定温度，并将所述药液的温度稳定在一定范围内。

进一步地，在本实施例中，在一些情况下，例如患者的腔体内的所述药液的量较大，或者需要在短时间内对所述药液进行快速加热，亦或者患者的腔体内的多个位置的所述药液需要加热的情况下，需要在患者的腔体内伸入一个甚至多个所述加热保温装置，这就需要所述控制装置3能够与至少一个甚至多个所述加热保温装置相连接，这样通过所述控制装置3能够实现检测多个位置的所述药液的实际温度，还可以同时在多个位置进行所述药液的加热操作，为此，所述控制装置3还包括至少一个加热接口32，所述加热接口32与对应的所述加热保温装置连接。在本实施例中，以两个所述加热接口32为例，从而实现对于所述药液的快速均匀加热。

进一步地，所述控制装置3还包括电源33、继电器34以及控制面板35，其中，所述电源33用于为所述控制装置33的各部件提供电能，具体地，所述电源33能够提供例如DC 24V的稳定工作电压，以确保系统恒压稳定；所述继电器34用于控制所述电流的输出并能够实现电流信号的放大，所述控制面板35能够便于实现加热和保温控制以及显示相关的信息，例如所述控制面板35能够将所述PID控制器31获取的所述药液的实际温度与预设温度阈值进行实时显示，并展示动态温度曲线。具体地，为了便于操作和显示，所述控制面板35采用可触摸的显示面板。

此外，所述控制装置3还包括风扇36，所述风扇36用于对所述控制装置3的内部进行散热降温操作，以防止所述控制装置3发生过热情况。

本公开实施例无需采用外置的热灌注泵循环系统的结构，可以直接深入到患者的腔体内进行温度检测，通过配备外置的温度控制系统，基于实时获取的灌注药液的实际温度，以实现灌注药液的快速加热以及精确恒温控制，通过实时自动调节PID参数，自动控制加热功率的动态输出，保证药液的快速加热以及在达到预设温度阈值后的恒温调节，确保手术过程中药液的有效性和温度的可靠性。

本公开的第三实施例涉及一种温度控制方法，这里的所述温度控制方法适用于为上述第二实施例中任意一项的温度控制系统，如图5所示，所述温度控制方法包括以下步骤：

S101，检测所述药液的实际温度。

在本步骤中，例如通过所述加热保温装置10中的所述检测部5检测患者的腔体内的所述药液的实际温度，并将所述实际温度反馈给所述控制装置3中的所述PID控制器31。

S102，当所述实际温度低于预设温度阈值时，提高加热功率。

在本步骤中，当例如通过所述PID控制器31获取所述药液的所述实际温度后，将所述实际温度与预设温度阈值进行比较，其中，当所述实际温度低于预设温度阈值时，这时说明所述药液的温度较低，则需要例如使得所述加热部2全功率输出以提高加热功率，实现对所述药液的快速加热。

进一步地，本公开实施例涉及的温度控制方法，还包括：

S103，当所述实际温度不低于预设温度阈值时，动态调整加热功率，使得所述实际温度在预设温度范围内。

在本步骤中，当获取的所述实际温度达到预设温度阈值后，即不低于预设温度阈值时，例如可以通过所述PID控制器31动态调节所述加热部2的加热功率以实现温度的动态平衡，使得所述实际温度维持在预设温度范围内

进一步地，所述提高或者动态调整加热功率可以通过调整例如所述PID控制器的PID参数的方式实现。具体地，能够根据所述药液的所述实际温度自动调节PID参数，可以是在固定周期的范围内控制所述PID控制器的控制输出占空比，以调整所述加热部2的加热时间，进而控制所述加热部2在固定周期的范围内输出的加热功率的大小，从而实现对所述药液的所述实际温度的动态恒温控制，例如在当所述实际温度低于预设温度阈值时，可以通过提高控制输出占空比的方式提高加热时间，当所述实际温度不低于预设温度阈值时，可以通过降低控制输出占空比的方式降低加热时间，如图6所示，例如可以以10秒为固定周期，通过调整输出占空比为30％、50％或者70％以调整加热时间，从而实现对所述药液的加热或者恒温控制。

本公开实施例无需采用外置的热灌注泵循环系统的结构，通过配备外置的温度控制系统，基于实时获取的灌注药液的实际温度，以实现灌注药液的快速加热以及精确恒温控制，通过实时自动调节PID参数，自动控制加热功率的动态输出，保证药液的快速加热以及在达到预设温度阈值后的恒温调节，确保手术过程中药液的有效性。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。

本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

Claims (14)

1.一种用于药液的加热保温装置，其包括导管部，所述导管部的第一端与加热部连接，所述导管部的第二端与控制装置相连接，其特征在于，在所述加热部上套设镂空的外罩，在所述外罩中设置检测部，其中，所述检测部用于检测所述药液的实际温度，所述加热部用于对所述药液进行加热。

2.根据权利要求1所述的加热保温装置，其特征在于，所述加热部以及所述检测部与所述控制装置通过电线连接，所述电线设置在所述导管部中。

3.根据权利要求1所述的加热保温装置，其特征在于，所述加热部为柱状，其内部设置电阻丝。

4.根据权利要求1所述的加热保温装置，其特征在于，所述检测部固定设置在所述外罩的内侧。

5.根据权利要求1所述的加热保温装置，其特征在于，所述检测部为温度检测探头。

6.根据权利要求1所述的加热保温装置，其特征在于，所述外罩为栅格状。

7.一种温度控制系统，其特征在于，包括控制装置以及至少一个根据权利要求1-6中任一项所述的加热保温装置，所述控制装置包括PID控制器，所述PID控制器用于基于所述实际温度对所述药液进行温度调整。

8.根据权利要求7所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括至少一个加热接口，所述加热接口与对应的所述加热装置连接。

9.根据权利要求7所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括电源、继电器以及控制面板。

10.根据权利要求9所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制面板为可触摸的显示面板。

11.根据权利要求7所述的温度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括风扇。

12.一种温度控制方法，其特征在于，采用权利要求7-11中任一项所述的温度控制系统，所述控制方法包括：

检测所述药液的实际温度；

当所述实际温度低于预设阈值时，提高加热功率。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述实际温度不低于预设阈值时，动态调整加热功率，使得所述实际温度在预设温度范围内。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，提高或者动态调整加热功率通过调整所述PID控制器的PID参数实现。

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