CN1298282C

CN1298282C - 直肠壁温度测控装置

Info

Publication number: CN1298282C
Application number: CNB2004100662107A
Authority: CN
Inventors: 陈亚珠
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: CN1600266A

Abstract

一种用于生物医学工程技术领域的直肠壁温度测控装置由测温探头、计算机测控系统和恒温循环水装置组成。计算机测控系统和恒温循环水装置集中地设置在机柜内。测温探头通过连接电缆与计算机测控系统相连，通过进水管和出水管与恒温循环水装置相连。测温探头测得的直肠壁温度信息经连接电缆传送至计算机测控系统。计算机测控系统计算出直肠壁温度的值，并据此发出控制冷却水温度的指令。恒温循环水装置根据指令调节其制冷器，使冷却水稳定在指定的温度值上，达到冷却直肠壁。计算机测控系统可以把直肠壁温度数据传送给前列腺多模式联合治疗仪，达到由治疗仪集中控制的目的。它结构简单，测温正确，价格低廉，安全可靠，使用方便。

Description

直肠壁温度测控装置

技术领域

本发明涉及的是一种用于生物医学工程技术领域的医疗测控装置，特别是一种直肠壁温度测控装置。

背景技术

热疗是治疗慢性前列腺炎、前列腺增生(前列腺良性肥大)、前列腺肿瘤等前列腺疾患的有效手段之一，理想的热疗不但应把靶组织——前列腺加热到有效治疗温度，即41℃～45℃之间，通常以43℃为控制的目标温度，并平稳地维持一段时间，而且必须避免包括前列腺周围的尿道和直肠壁在内的正常组织因过热(超过45℃)而损伤。对于经尿道的前列腺治疗仪，其热源位于尿道内，它既要使在前列腺内预定深度处达到有效的治疗温度，又不会使与其紧邻的直肠壁因过热而损伤，这是一个困难的问题，最好的办法是对直肠壁进行强迫冷却，才能确保其不会因过热而损伤。

经对现有技术的公开文献检索发现，中国专利申请号为01811529.2的发明《加热前列腺以治疗和防止前列腺肿瘤的生长和扩散的系统和方法》虽然已经指出了监测直肠壁温度的必要性，并提出了通过红外线、激光、超声波、电阻抗断层分析、磁共振成像和微波辐射测量术等非侵入式温度测定法，实施直肠壁温度测定的思想，但是，它仅仅是一种设想，并没有考虑到实际应用的可实施性，而且该系统结构复杂，方法应用烦琐，其所时间的设备价格高昂，操作困难，另一方面，它也仅仅提出了监测直肠壁温度，而没有提出对直肠壁进行有效地冷却。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直肠壁温度测控装置，使其结构简单、选材普通，易实施、易操作，所涉及的价格低廉，性能优良，它不仅能精确地测量直肠壁的温度，而且能根据测得的直肠壁温度，实时地调整对直肠壁进行强迫冷却的冷却水温度，确保直肠壁不会因过热而损伤。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明由测温探头、计算机测控系统和恒温循环水装置组成，所述的测温探头通过连接电缆与计算机测控系统相连，又通过进水管和出水管与恒温循环水装置相连，测温探头由连接电缆，电缆接头，引线腔，进水腔，出水腔，温度传感器引线，温度传感器，绝热层，三腔导管，进水孔，水囊，出水孔，出水管和进水管组成，水囊两端与三腔导管胶合在一起，引线腔前端沿轴向依次开有三个温度传感器引线微孔，温度传感器设有三个，粘合在水囊的内壁上，测得直肠壁温度，各个温度传感器的温度传感器引线分别穿过对应的温度传感器引线微孔进入引线腔，所有温度传感器引线从引线腔后端引出，测温探头经肛门插入到直肠内，温度传感器测得的直肠壁温度信息经连接电缆传送至计算机测控系统，计算机测控系统根据直肠壁温度值，并据此发出控制冷却水温度的指令，恒温循环水装置根据计算机测控系统的指令调节制冷器，使在测温探头中流通的循环冷却水稳定在指定的温度值上，达到冷却直肠壁。

计算机测控系统还配备有RS232通讯接口，可以把直肠壁温度数据传送给前列腺多模式联合治疗仪，同时接收它的指令，从而达到由前列腺多模式联合治疗仪集中控制的目的。

本发明的直肠壁温度测控装置的测温精度为±1℃，测温分辨率为0.1℃，循环冷却水温度的稳定度为±2℃，装置结构简单，冷却效果良好，价格低廉，安全可靠，使用方便，有着广阔的应用前景和市场潜力。现有的经尿道的前列腺治疗仪，无论采用微波、红外热辐射、激光、超声波，还是采用射频或其它技术，都还没有采取有效措施来保护直肠壁不会因过热(超过45℃)而损伤，影响了治疗的安全性。本发明的直肠壁温度测控装置克服了现有技术的不足，借助于恒温循环水冷却，充分地保护了直肠壁不会因过热而损伤，确保治疗安全。本发明的直肠壁温度测控装置可以作为一个独立的设备，与现有的经尿道的前列腺治疗仪配合使用，也可以作为一个部件，融合在新设计的经尿道的前列腺治疗仪中。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图。

图2为本发明的测温探头的结构示意图。

图3为A-A剖面图。

图4为本发明的计算机测控系统的组成框图。

图5为本发明的恒温循环水装置的组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图作进一步的详细描述：

如图1、图2、图3、图4所示，本发明由测温探头1、计算机测控系统2和恒温循环水装置3组成。计算机测控系统2和恒温循环水装置3集中地设置在机柜内。测温探头1通过连接电缆与计算机测控系统2相连，通过进水管和出水管与恒温循环水装置3相连。测温探头1经肛门插入到直肠8内，其上的温度传感器可紧贴于与前列腺7靶组织紧邻的直肠壁上，温度传感器测得的温度信息经连接电缆传送至计算机测控系统2。计算机测控系统2在将得到的表征直肠壁温度信息的信号进行滤波、放大后，加至其内部的单片计算机，由它对信号进行调理、A/D转换后计算出直肠壁温度的值，并据此发出控制冷却水温度的指令给恒温循环水装置3。恒温循环水装置3根据计算机测控系统的指令调节其制冷器，使在测温探头1中流通的循环冷却水稳定在指定的温度值上，例如20℃，达到冷却直肠壁，保证其不会因过热而损伤的目的。

测温探头1由连接电缆11，电缆接头12，引线腔13，进水腔14，出水腔15，温度传感器引线16，温度传感器17，绝热层18，三腔导管19，进水孔20，水囊21，出水孔22，出水管9和进水管10组成。

水囊21呈圆筒状，套在三腔导管19的前端。

粘合在水囊21的内壁上的三个温度传感器17在同一轴线上等间距地分布，三个温度传感器17均为T型热电偶，偶丝16的直径为0.1±0.005mm，偶丝16直接作为测温热电偶引线。

所述三腔导管19由硅胶制成，设有引线腔13、进水腔14和出水腔15，进水腔14前端开有进水孔20，与水囊21相通，后端接有进水管10。出水腔15前端开有出水孔22，与水囊21相通，后端接有出水管9。

所述恒温循环水装置由出水阀门30、出水管31、微型水泵23、散热风扇24、制冷器25、水箱26、回水阀门27、回水管28、水温传感器29，制冷器25紧贴在水箱26的底面上，散热风扇24设置在水箱26上，直接对准制冷器25吹风，来自计算机测控系统2，受脉冲宽度调制的工作电压加至制冷器25上，微型水泵23、出水阀门30、出水管31、水箱26、回水阀门27、回水管28和测温探头1的进水管10、进水腔14、出水腔15、出水管9和水囊21构成恒温循环水回路，水温传感器29测得水箱26内的水温，并传送给计算机测控系统2。

使用所述测温探头1时，首先将它的三腔导管19前端部分即带水囊21的那段经肛门插入到直肠8内，借助于B超或其它探测设备进行定位，使位于水囊21内侧的三个温度传感器17对准前列腺7靶组织。将进水管10插入至恒温循环水装置3的出水阀门30内，出水管9插入至恒温循环水装置3的回水阀门27内，将连结电缆11通过电缆接头12接入到计算机测控系统2。然后，开启出水阀门30，让冷却水流入水囊21，直至其充盈到紧紧压住直肠壁，再开启回水阀门27，让冷却水循环流动，有效地冷却直肠壁。与此同时，温度传感器17也已紧贴于与前列腺7靶组织紧邻的直肠壁，正确地测得直肠壁的温度，它测得的温度信息经由带有电缆接头12的连接电缆11传送至计算机测控系统2。

如图4所示，所述计算机测控系统包括单片计算机PIC16F877为核心，片内带有8K字节FLASH程序存储器，256字节RAM，256字节E²PROM数字存储器，8通道/10位分辨率的多通道模/数转换器，2通道PWM输出等，再配以恒温循环水控制电路、四个温度检测电路、RS232通信接口等外围接口电路。三个温度检测电路分别接收来自测温探头的表征直肠壁温度信息的三个信号，另一个温度检测电路接收来自恒温循环水装置的表征冷却水温度信息的信号，它们各自完成信号滤波、放大、冷端补偿后，分别加至单片计算机的不同的A/D变换入口。单片计算机计算出直肠壁温度值和冷却水温度值，并据这些温度值发出控制冷却水温度的指令给恒温循环水控制电路。恒温循环水控制电路按照单片计算机的指令输出受脉冲宽度调制的工作电压，工作电压值为12V，占空比为0～100％，给恒温循环水装置的半导体致冷器。RS232通讯接口使用MAXIM公司的电平转换驱动芯片MAX202，最高波特率为20KHz。它可以把直肠壁温度数据、冷却水温度数据传送给前列腺多模式联合治疗仪，同时接收它的指令，从而达到由前列腺多模式联合治疗仪集中控制的目的。

Claims

1.一种直肠壁温度测控装置，由测温探头(1)、计算机测控系统(2)和恒温循环水装置(3)组成，其特征在于，所述的测温探头(1)通过连接电缆与计算机测控系统(2)相连，叉通过进水管(9)和出水管(10)与恒温循环水装置(3)相连，测温探头(1)由连接电缆(11)，电缆接头(12)，引线腔(13)，进水腔(14)，出水腔(15)，温度传感器引线(16)，温度传感器(17)，绝热层(18)，三腔导管(19)，进水孔(20)，水囊(21)，出水孔(22)，出水管(9)和进水管(10)组成，水囊(21)两端与三腔导管(19)胶合在一起，引线腔(13)前端沿轴向依次开有三个温度传感器引线微孔，温度传感器(17)设有三个，粘合在水囊(21)的内壁上，测得直肠壁温度，各个温度传感器(17)的温度传感器引线(16)分别穿过对应的温度传感器引线微孔进入引线腔(13)，所有温度传感器引线(16)从引线腔(13)后端引出，测温探头(1)经肛门插入到直肠(8)内，温度传感器(17)测得的直肠壁温度信息经连接电缆(11)传送至计算机测控系统(2)，计算机测控系统(2)解算出直肠壁温度值，并据此发出控制冷却水温度的指令，恒温循环水装置(3)根据计算机测控系统(2)的指令调节制冷器(25)，使在测温探头(1)中流通的循环冷却水稳定在指定的温度值上，达到冷却直肠壁。

2.如权利要求1所述的直肠壁温度测控装置，其特征是，所述的水囊(21)呈圆筒状，套在三腔导管(19)的前端。

3.如权利要求1所述的直肠壁温度测控装置，其特征是，所述的粘合在水囊(21)的内壁上的三个温度传感器(17)在同一轴线上等间距地分布。

4.如权利要求1或者3所述的直肠壁温度测控装置，其特征是，所述的三个温度传感器(17)均为T型热电偶，偶丝直径为0.1±0.005mm，偶丝直接作为测温热电偶引线。

5.如权利要求1或者2所述的直肠壁温度测控装置，其特征是，所述三腔导管(19)由硅胶制成，设有所述引线腔(13)、所述进水腔(14)和所述出水腔(15)，所述进水腔(14)前端开有所述进水孔(20)，与所述水囊(21)相通，后端接有所述进水管(10)，所述出水腔(15)前端开有所述出水孔(22)，与所述水囊(21)相通，后端接有所述出水管(9)。

6.如权利要求1所述的直肠壁温度测控装置，其特征是，所述计算机测控系统(2)包括：单片计算机、恒温循环水控制电路、四个温度检测电路、RS232通信接口，三个温度检测电路分别接收来自测温探头的表征直肠壁温度信息的三个信号，另一个温度检测电路接收来自恒温循环水装置的表征冷却水温度信息的信号，它们各自完成信号滤波、放大、冷端补偿后，分别加至单片计算机的不同的A/D变换入口，单片计算机根据直肠壁温度的值和冷却水温度值，发出控制冷却水温度的指令给恒温循环水控制电路，恒温循环水控制电路按照指令，输出受脉冲宽度调制的工作电压给恒温循环水装置的制冷器。

7.如权利要求1所述的直肠壁温度测控装置，其特征是，所述恒温循环水装置由出水阀门(30)、出水管(31)、微型水泵(23)、散热风扇(24)、制冷器(25)、水箱(26)、回水阀门(27)、回水管(28)、水温传感器(29)组成，制冷器(25)紧贴在水箱(26)的底面上，散热风扇(24)设置在水箱(26)上，直接对准制冷器(25)吹风，来自计算机测控系统(2)受脉冲宽度调制的工作电压加至制冷器(25)上，微型水泵(23)、出水阀门(30)、出水管(31)、水箱(26)、回水阀门(27)、回水管(28)和测温探头(1)的进水管(10)、进水腔(14)、出水腔(15)、出水管(9)和水囊(21)构成恒温循环水回路，水温传感器(29)测得水箱(26)内的水温，并传送给计算机测控系统(2)。