CN1220897A - 一种新型射频透热方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种采用旋转方式的射频透热方法及装置。它采用相向设置在同一圆周上的一对或多对射频加热电极(1)、(2),在驱动机构(5)的驱动下使其绕圆心做同步低速旋转,将现有的固定区域的连续加热方法,改为非固定区域的间歇加热方法,只有固定于圆心区域的病变组织始终处于加热状态。这样既能保证病变组织被均匀加热至足够高的治疗温度,又能分散皮肤、皮下脂肪及病灶周围正常组织的热吸收量,避免出现皮肤灼伤、脂肪过热等不良后果。
Description
本发明涉及一种采用旋转方式的射频透热方法及根据该方法设计的射频透热装置。
目前，热疗已成为治疗癌症的有效手段。对于人体深部脏器肿瘤，热疗法一般选用电容式射频透热方法。所谓电容式加热法，即将病变部位置于两个电极板之间，利用电场的能量加热，使病变组织升温而被杀死。由于治疗时电极与人体皮肤相距一定的距离，因此，这种结构形成的电容容量较小，容抗较大，只有高频电流才能通过，一般使用超短波(如40.68MHz)或短波(如13.56MHz和27.12MHz)。电容式射频透热方法具有热效能高、穿透深度(场强衰减到表面强度l/e的距离)大等优点，理论上计算，13.56MHz的穿透深度为0.6m,27.12MHz的穿透深度为0.4m。目前，日本、法国、美国已相继开发出不同频率的电容式射频透热治疗仪，所用频率为8MHz(日本)、13.56MHz(法国)、55～110MHz(美国)。
对于人体深部肿瘤，一般选用电容式或环形阵列式透热，即将病变部位置于一对或多对相向固定的电极板之间。由于皮肤和皮下脂肪首先受到射频电磁波的作用，而且皮下脂肪对超短波或短波的吸收系数较肌肉组织大，加之皮下脂肪血液循环较差，散热不良，因此往往出现皮下脂肪过热，甚至发生皮下脂肪硬结(即脂肪组织局部凝固性坏死)的现象，再加上表皮容易出现的灼痛现象，病人常常因此难以承受长时间治疗。为此，在已研制的电容式射频治疗设备的结构中均设计有水循环冷却装置。
目前在国际上比较先进的电容式射频透热设备是由日本山本ビニタヘ株式会社生产的Thermotron-RF8型透热治疗仪，其工作频率为8MHz，输出功率为80～1500W。它采用电容式加热法，通过高频电流发生器的两根同轴电缆，将能量传送到二个圆形电极，然后作用于人体组织。射频电极与患者接触面用柔软的水垫覆盖，内装有3％～4％的盐溶液，以减少加热过程中电场介质损耗，使透热深度增加，其在人体内的作用深度可达22～25cm。为了解决射频透热中皮下脂肪过热现象，在进行胸、腹部治疗时可使用加压循环水袋，水袋内的水温由计算机控制，这种水循环控温系统可使局部皮肤表面温度降低或升高，以减轻透热过程中的灼热感。
美国生产的BSD-1000型高频电流透热治疗机，工作频率为55～110MHz，最大输出功率为2000W。它采用2对电极组成环形阵列，每个电极由充满循环冷却水的塑料薄膜包绕，治疗时与体表接触，以减轻皮肤的灼热感。
由于目前已开发使用的这类电容式射频透热治疗仪均采用固定区域的连续加热方式，使得热量过于集中在每对电极之间的固定狭长区域，进而使得处于该区域的皮肤及皮下脂肪长时间不间断地受到加热，因此，在这种情况下即使采用循环水冷却的办法也很难保证不出现皮下脂肪过热或皮肤灼痛等不良现象。
本发明的目的是分散透过皮肤及皮下脂肪区域的热能，让局部皮肤及皮下脂肪有间歇冷却的机会，使得在射频透热治疗过程中不致出现皮下脂肪过热或皮肤灼痛等不良现象。
为达到上述目的，本发明提供如下方法：
一种电容式射频透热方法，将病变部位置于一对或多对电极板1、2之间，每对电极板沿不同的直径线相向固定在同一圆周上，每对电极均通以短波或超短波电流，产生高频电场，利用电场的能量使病变组织加热升温进而被杀死，其特征在于：所述的一对或多对射频电极1、2在驱动机构5的驱动下，绕垂直于电极所处圆面的中心对称轴做同步旋转。
根据上述方法，本发明提供如下装置：
一种根据上述方法设计的电容式射频透热装置，它主要由一对射频电极1、2或多对射频电极、电极支架3、支撑体4、高频电流发生器15、外部电源21等部件组成，每对射频电极1、2相向固定在电极支架3上，其特征在于：所有射频电极均分布在同一圆周上，垂直于该圆面的中心对称轴与电极支架3的中心对称轴重合；该装置还有用于驱动射频电极1、2做旋转运动的电机5，用于连接电极支架3与电机5的传动机构9、11、12，以及用于支撑电极支架3的轴承6、7。电机5旋转起来后，通过电机轴10带动传动机构9、11、12，进而带动电极支架3，从而带动射频电极1、2做旋转运动。
采用上述方法和装置，可使每对射频电极做同步低速旋转，旋转轨迹的圆心即为所有相向电极之间连线的焦点。由于使用电容场加热方法时，高频电场集中在以相向的二个射频电极板为上下截面的柱体空间内，因此，皮肤及皮下脂肪等首先受到照射的区域就可由原有的固定的连续加热状态，变为动态的间歇加热状态；电磁波能量分散于绕病变组织所在躯干部位的环面，就局部皮肤及皮下脂肪而言，均由此获得了间歇自然冷却的机会；将病变组织固定于旋转轨迹的圆心区域，可使其始终处于加热状态。这样既能保证病变组织被均匀加热至足够高的治疗温度，又能分散皮肤、皮下脂肪及病灶周围正常组织的热吸收量，避免出现皮肤灼伤、脂肪过热等不良后果，保证治疗过程的顺利完成，另外，由于采用上述方法和装置后，病人的热耐受能力增强，因此可以适当提高加热功率，增大透热深度，扩大治疗范围。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例一、二、三的正面透视示意图；
图2是本发明实施例一的侧面剖视示意图；
图3是本发明实施例二的侧面剖视示意图；
图4是本发明实施例三的侧面剖视示意图；
图5是本发明实施例四、五的正面透视示意图；
图6是本发明实施例四的侧面剖视示意图；
图7是本发明实施例五的侧面剖视示意图。
实施例一：
该装置主要由一对射频电极1、2、电极支架3、支撑体4、高频电流发生器15、外部电源21等部件组成，还有用于驱动电极支架3做旋转运动的电机5，用于连接电极支架3与电机5的传动机构，以及用于支撑电极支架3的轴承6、7。
射频电极1、2相向固定在电极支架3上，轴承6、7固定在支撑体4上，电极支架轴8嵌入轴承6、7内。
上述传动机构为连接套9，将电机轴10与电极支架轴8固定连成一根直轴。
电机5单向旋转。高频电流发生器15固定在电极支架3内，工作时与电极支架3一体转动。高频电流发生器15的一对输出极16、17分别与射频电极1、2通过导线24、25连结；电极支架轴8上固定有一对电极环13、14，分别与高频电流发生器15的两个输入极19、20通过导线连接；该对电极环13、14再分别与外部电源21的一对输出极22、23以电刷18连接。实施例二：
该装置主要由一对射频电极1、2、电极支架3、支撑体4、高频电流发生器15、外部电源21等部件组成，还有用于驱动电极支架3做旋转运动的电机5，用于连接电极支架3与电机5的传动机构，以及用于支撑电极支架3的轴承6、7。
射频电极1、2相向固定在电极支架3上，轴承6、7固定在支撑体4上，电极支架轴8嵌入轴承6、7内。
上述传动机构为两只啮和轮11、12，一只11固定在电机轴10上，另一只12固定在电极支架轴8上。工作时，旋转的电机轴10通过啮和轮11、12带动电极支架轴8和电极支架3旋转，从而带动射频电极1、2旋转。
电机5单向旋转。高频电流发生器15固定在电极支架3内，工作时与电极支架3一体转动。高频电流发生器15的一对输出极16、17分别与射频电极1、2通过导线24、25连结；电极支架轴8上固定有一对电极环13、14，分别与高频电流发生器15的一对输入极19、20通过导线连接；该对电极环13、14再分别与外部电源21的一对输出极22、23以电刷18连接。
实施例三：
该装置主要由一对射频电极1和2、电极支架3、支撑体4、高频电流发生器15、外部电源21等部件组成，另有用于驱动电极支架3做旋转运动的电机5，用于连接电极支架3与电机5的传动机构，以及用于支撑电极支架3的轴承6、7。
射频电极1、2相向固定在电极支架3上，轴承6、7固定在支撑体4上，电极支架轴8嵌入轴承6、7内。
上述传动机构为两只啮和轮11、12，一只11固定在电机轴10上，另一只12固定在电极支架轴8上。工作时，旋转的电机轴10通过啮和轮11、12带动电极支架轴8和电极支架3旋转，从而带动射频电极1、2旋转。
电机5单向旋转。在电极支架轴8上固定有一对电极环13、14，分别与射频电极1、2的引线24、25连接；该对电极环13、14再分别与置于外部的高频电流发生器15的一对输出极16、17以电刷18连接；高频电流发生器15的一对输入极19、20分别与电源21的一对输出极22、23通过导线连接。
实施例四：
该装置主要由一对射频电极1、2、电极支架3、支撑体4、高频电流发生器15、外部电源21等部件组成，还有用于驱动电极支架3做旋转运动的电机5，用于连接电极支架3与电机5的传动机构，以及用于支撑电极支架3的轴承6。射频电极1、2相向固定在电极支架3上。
电极支架3为一圆环体，支撑体4中心部位贯穿有一个圆柱体空腔，多个滚动轴承6间隔均匀地固定在电极支架3上，并与电极支架3一起套在支撑体4的圆环部分的内表面26之外，使得滚动轴承6均可沿该表面26滑动。
上述传动机构为两只啮和轮11、12，一只11固定在电机轴10上，另一只12固定在电极支架3上。工作时，旋转的电机轴10通过啮和轮11、12带动电极支架3旋转，从而带动射频电极1、2旋转。
电机5单向旋转。电极支架3上固定有一对电极环13、14，分别与射频电极1、2通过导线24、25连结；高频电流发生器15固定在支撑体4内，其一对输出极16、17分别与电极环13、14以电刷18连接；高频电流发生器15的一对输入极19、20分别与外部电源21的一对输出极22、23以导线连接。
实施例五：
该装置主要由一对射频电极1、2、电极支架3、支撑体4、高频电流发生器15、外部电源21等部件组成，还有用于驱动电极支架3做旋转运动的电机5，用于连接电极支架3与电机5的传动机构，以及用于支撑电极支架3的轴承6。射频电极1、2相向固定在电极支架3上。
电极支架3为一圆环体，支撑体4中心部位贯穿有一个圆柱体空腔，多个滚动轴承6间隔均匀地固定在电极支架3上，并与电极支架3一起套在支撑体4的圆环部分的内表面26之外，使得所有滚动轴承6均可沿该表面26滑动。
上述传动机构为两只啮和轮11、12，一只11固定在电机轴10上，另一只12固定在电极支架3上。工作时，旋转的电机轴10通过啮和轮11、12带动电极支架3旋转，从而带动射频电极1、2旋转。通过控制电机5的旋转方向和旋转圈数，使得射频电极1、2按180°弧正、反向来回循环转动。
射频电极1、2直接与置于外部的高频电流发生器15的一对输出极16、17通过引线24、25连接；高频电流发生器15的一对输入极19、20与外部电源21的一对输出极22、23连接。引线24、25预留了足够的长度，以保证在射频电极1、2转到最大弧度时不致出现断线或停转等故障。
实施例一至四也均可采用实施例五所采用的通过控制电机5的旋转方向和旋转圈数使得射频电极1、2按一定弧度正、反向来回转动的旋转方式。
Claims (11)
1．一种电容式射频透热方法，将病变部位置于一对或多对电极(1)、(2)之间，每对电极沿不同的径向相向固定在同一圆周上，每对电极均通以短波或超短波电流，产生高频电场，利用电场的能量使病变组织加热升温进而被杀死，其特征在于：所述的一对或多对射频电极(1)、(2)在驱动机构(5)的驱动下，绕垂直于电极所处圆面的中心对称轴做同步旋转。
2．一种根据权利要求1所述的方法而设计的电容式射频透热装置，它主要由一对射频电极(1)、(2)或多对射频电极、电极支架(3)、支撑体(4)、高频电流发生器(15)、外部电源(21)等组成，每对射频电极(1)、(2)相向固定在电极支架(3)上，其特征在于：所述射频电极(1)、(2)均分布在同一圆周上，垂直于该圆面的中心对称轴与电极支架(3)的中心对称轴重合；该装置还有用于驱动电极支架(3)做旋转运动的电机(5)，用于连接电极支架(3)与电机(5)的传动机构，以及用于支撑电极支架(3)的轴承(6)；当电机(5)旋转时，通过所述传动机构与轴承(6)驱动电极支架(3)及射频电极(1)、(2)绕上述中心对称轴作旋转运动。
3．根据权利要求2所述的电容式射频透热装置，其特征在于：轴承(6)固定在支撑体(4)上，电极支架轴(8)嵌入轴承(6)内。
4．根据权利要求2所述的电容式射频透热装置，其特征在于：电极支架(3)为一圆环体，支撑体(4)中心部位贯穿有一个圆柱体空腔，多个滚动轴承(6)间隔均匀地固定在电极支架(3)上，并与电极支架(3)一起套在支撑体(4)的圆环部分的内表面(26)之外，使得滚动轴承(6)均可沿该表面(26)滑动。
5．根据权利要求2或3或4所述的电容式射频透热装置，其特征在于：通过控制电机5的旋转方向和旋转圈数使得射频电极1、2按一定弧度正、反向来回转动。
6．根据权利要求2或3所述的电容式射频透热装置，其特征在于：所述的传动机构为连接套(9)，将电机轴(10)与电极支架轴(8)固定在一起并连成一根直轴。
7．根据权利要求2或3或4所述的电容式射频透热装置，其特征在于：所述的传动机构为两只啮和轮(11)、(12)，一只啮和轮(11)固定在电机轴(10)上，另一只啮和轮(12)固定在电极支架轴(8)或电极支架(3)上，工作时，旋转的电机轴(10)通过啮和轮(11)、(12)带动电极支架轴(8)或电极支架(3)旋转，从而带动射频电极(1)、(2)旋转。
8．根据权利要求6所述的电容式射频透热装置，其特征在于：高频电流发生器(15)固定在电极支架(3)内，工作时与电极支架(3)一体转动；高频电流发生器(15)的一对输出极(16)、(17)分别与每对射频电极(1)、(2)通过导线(24)、(25)连结；电极支架轴(8)上固定有一对电极环(13)、(14)，分别与高频电流发生器(15)的两个输入极(19)、(20)通过导线连接；该对电极环(13)、(14)再分别与外部电源(21)的一对输出极(22)、(23)以电刷(18)连接。
9．根据权利要求6所述的电容式射频透热装置，其特征在于：高频电流发生器(15)置于电极支架(3)之外，工作时不随之转动；在电极支架轴(8)或电极支架(3)上固定有对或多对电极环(13)、(14)，分别通过引线(24)、(25)与每对射频电极(1)、(2)连接；每对电极环(13)、(14)再分别与高频电流发生器(15)的一对输出极(16)、(17)以电刷(18)连接；高频电流发生器(15)的一对输入极(19)、(20)通过导线分别与外部电源(21)的一对输出极(22)、(23)连接。
10．根据权利要求7所述的电容式射频透热装置，其特征在于：高频电流发生器(15)固定在电极支架(3)内，工作时与电极支架(3)一体转动；高频电流发生器(15)的一对输出极(16)、(17)分别与每对射频电极(1)、(2)通过导线(24)、(25)连结；电极支架轴(8)上固定有一对电极环(13)、(14)，分别与高频电流发生器(15)的两个输入极(19)、(20)通过导线连接；该对电极环(13)、(14)再分别与外部电源(21)的一对输出极(22)、(23)以电刷(18)连接。
11．根据权利要求7所述的电容式射频透热装置，其特征在于：高频电流发生器(15)置于电极支架(3)之外，工作时不随之转动；在电极支架轴(8)或电极支架(3)上固定有一对或多对电极环(13)、(14)，分别通过引线(24)、(25)与每对射频电极(1)、(2)连接；每对电极环(13)、(14)再分别与高频电流发生器(15)的一对输出极(16)、(17)以电刷(18)连接；高频电流发生器(15)的一对输入极(19)、(20)通过导线分别与外部电源(21)的一对输出极(22)、(23)连接。
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