CN1657115A

CN1657115A - 一种微波全身热疗装置

Info

Publication number: CN1657115A
Application number: CN 200410022922
Authority: CN
Inventors: 肖美林
Original assignee: 孙映辉
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-08-24

Abstract

一种微波全身热疗装置，它的结构是，人体生命体征监控装置5的信号输出端同电子计算机6的相应信号输出端口相连接，电子计算机6的I/O接口一路同三维运动床7的驱动电路相连而另一路接至控制电路1，控制电路1的输出端口接微波源2，微波辐射器3的输入口安装微波源2而其输出口与微波聚束器4相连，微波辐射器3装在一个使之离三维运动床7上患者9体表4－45cm距离可调节机构上。可对生物体全躯干部位均匀加热，由大面积深部加温，经血液循环将热量送达全身而起全身热疗作用，同时可避免热量对生物体表面的损伤；可用于人类恶性肿瘤、艾滋病、血吸虫病等热敏感微生物、寄生虫疾病的全身治疗及病原体治疗，以及多种良性疾病的治疗，无任何副作用。

Description

一种微波全身热疗装置

技术领域

本发明涉及医疗设备，进一步是指用于生物体某些疾病全身热疗的微波装置。

背景技术

一般微波体外热疗是把微波辐射器对准病灶以贴近的或远离的方式进行持续加热，通过微波的热效应使照射部位的温度升高，达到治疗疾病的目的。由于微波辐射穿透生物体组织时能使活性细胞中的极性分子在微波电磁场中高速运动发生碰撞和摩擦产生热量。以往的微波热疗装置就是利用该原理使生物体局部温度升高，并利用生物体内病变组织与正常组织热耐受的差异而治疗疾病。如人类恶性肿瘤组织，由于其血管畸形、血流不畅等原因，在人体体温39-41.5℃时肿瘤细胞开始凋亡，体温达41.5-43℃时，肿瘤细胞迅速死亡。又如人类的某些微生物、寄生虫等疾病，由于病原体对热敏感，在对病变部位加温时，微生物或寄生虫会因热致死，过去的微波热疗设备均只能用于局部热疗，对全身性疾病效率低或无效。如美国某公司生产的BSD-400型设备使用915MHZ频率的微波，最大功率为400W，带有粘接式辐射头，辐射功率迅速衰减，患者体表烧伤严重而加温深度仅3-4cm；湖南某公司生产的UHR-2000型热疗机，使用915MHZ微波频率，最大功率达1.2KW，远距离加温，皮肤烧伤减少，加温深度有所增加，但仅对局部肿瘤治疗有一定效果。由于微波为球面辐射，因此一般微波热疗机的实际加温面积只有辐射器口面积的40％以下。其他方式的局部热疗还有微波腔内热疗、组织间热疗、射频波局部热疗，以及近年来出现的超声聚焦热疗，比如日本某公司的RF-8热疗机、美国某公司的BSD-2000型热疗机，吉林某公司的NRL-002型、深圳某公司的SR1000肿瘤射频热疗机系统均属射频机类热疗设备，仅能作局部的区域热疗；重庆生产的JC型高强超声聚焦肿瘤治疗系统、北京生产的PIP-BYO型就是超声聚焦热疗机，仅用于肿块直径2cm以内的恶性肿瘤的治疗。

为了解决全身热疗难题，美国某公司生产的TEMET1000型全身热疗机，设计人体血液通过体外加温再输入人体称热灌注，对恶性肿瘤取得了较好的治疗效果，但副作用并发症太多，治疗价格太高不利于推广。国内深圳某公司生产的ET-SPACE的红外太空仓也对恶性肿瘤的治疗有一定促进作用，但它主要通过热传导加温，需全身麻醉下将人体置入密闭的红外线容积中4-6小时以上，由于是对皮肤加温后通过热传导使全身温度升高，其加温诱导期长，很有可能导致病人皮肤烫伤，晚期癌症病人的耐受力也成问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种微波全身热疗装置，可对生物体全躯干部位均匀加热，由大面积、深部加温，通过血液循环将热量送达全身而起到全身热疗作用，同时可避免热量对生物体表面的损伤。

本发明的技术解决方案是，所述微波全身热疗装置包括控制用电子计算机及显示器、控制电路、微波源、微波辐射器、微波聚束器、三维运动床、人体生命体征监控装置，其结构特点是，可准确采集体温的人体生命体征监控装置的信号输出端同所述电子计算机的相应信号输入端口相连接，该电子计算机的I/O接口一路同所述三维运动床的驱动控制电路相连而另一路接至控制电路，所述控制电路的输出端口接微波源的控制电路，微波辐射器的输入口安装所述微波源而其输出口与微波聚束器相连接，所述微波辐射器安装在一个使之离三维运动床上患者体表5-48cm距离可调节机构上。

以下做出进一步说明。

参见图1，本发明包括控制用电子计算机6及显示器8、控制电路1、微波源2、微波辐射器3、微波聚束器4、三维运动床7、人体生命体征监控装置5，其结构特点是，可准确采集体温的人体生命体征监控装置5的信号输出端同所述电子计算机6的相应信号输出端口相连接，该电子计算机6的I/O接口一路同所述三维运动床7的驱动电路相连而另一路接至控制电路1，所述控制电路1的输出端口接微波源2的控制电路，微波辐射器3的输入口安装所述微波源2而其输出口与所述微波聚束器4相连接，所述微波辐射器3安装在一个使之离三维运动床7上患者9体表5-48cm距离可调节机构上。

本发明的工作原理包括：(1)微波脉冲波调制技术，使连续微波辐射变成间隙性微波辐射，增加微波对生物机体组织放透热深度，而减少体表热剂量，以防止皮肤热损伤；(2)微波凸透聚束技术，利用微波在不同介质的传导折射原理，设计的聚四氟乙烯聚束装置使微波能量增加2-20倍，解决生物体深部加热难题；(3)生物组织热损伤与热剂量成正比的理论(单位时间×辐照强度＝热剂量)，使用移动床体短时间高强度均匀加热生物体躯干，加热深部和皮下血液，使热量均匀分布，达到全身热疗效果，而不损伤受微波辐射的体表皮肤。

由于人类恶性肿瘤、艾滋病、血吸虫病等均为全身性疾病，只有用全身热疗的方式才能更有效的治疗。因此，本发明能通过微波辐照生物体，使其全身体温升高到有效治疗温度，如恶性肿瘤亚高温全身热疗为39-41.5℃，标准全身热疗为41.6-43℃。

本发明的微波源2采用通用的微波发生器，输出功率为0-3KW可调，输出频率范围600MHZ-1500MHZ，本热疗系统采用的是915MHZ或433MHZ。

微波辐射器3采用通用的微波辐射器，口径为164-656mm，其输入口安装微波源，输出口与微波聚束器相连。离加热生物体表5-48cm，内含通用的脉冲调制器，将微波连续波变为间断波。在载波频率为915MHZ或433MHZ的情况下，施以50-600HZ调制波频率，将原915MHZ或433MHZ的正弦波调制为脉冲波，使调制后的微波兼有微波安全和射频波穿透力强的优点，而克服了微波穿透深度不够，射频波容易导致软组织热损伤的弱点。

微波聚束器4置于微波辐射器输出口，并与辐射器连于一体，外壳为聚乙烯材料制成的双凸面圆柱体，根据要求直径可为164-656mm，聚束器为聚四氟乙烯材料铸成。圆柱长100-480mm，凸面X轴半径为205mm，Y轴半径为302.7mm，双曲面顶点到弧基平面的距离为80mm。

生命体征监控系统5主要为8-16导膜的热电偶测温装置，通过全身8-16处体温采集数据，由计算机人体体温模型计算出全身各部位拟似体温温度，其误差＜0.1℃。同时配有血压、血氧、脉搏测量装置，能及时反映生命体征变化情况。

计算机可用“奔4”计算机，其I/O接口与微波源、监护系统相连，能显示生命体征并提供控制信号到微波源，调节和控制微波源的输出功率，以控制生物体温度。

采用本发明全身热疗系统的体模试验结果，如下表：实验条件为微波频率915MHZ，输出功率0-800W，加温时间：5分钟；辐射器出口直径15cm，离体模表面距离30cm。

体模实验结果(Δt0-5min所升温度)如下表：

透热深度(cm)	温度(t0-5min℃)	t-Max，％	加温区域cm×cm
透热深度(cm)	温度(t0-5min℃)	t-Max，％	加温区域cm×cm	0	1.62	100％	＞20×20
1	1.49	92％	＞20×20	0	1.62	100％	＞20×20
1	1.49	92％	＞20×20	2	1.36	84％	20×20
3	1.22	75％	19×19	2	1.36	84％	20×20
3	1.22	75％	19×19	4	1.10	68％	17.5×17.5
5	0.96	59％	15×15	4	1.10	68％	17.5×17.5
5	0.96	59％	15×15	6	0.82	51％	13.5×13.5
7	0.76	47％	11.2×11.2	6	0.82	51％	13.5×13.5
7	0.76	47％	11.2×11.2	8	0.62	38％	10×10
9	0.41	25％	8.3×8.3	8	0.62	38％	10×10
9	0.41	25％	8.3×8.3	10	0.28	17％	6.5×6.5
11	0.13	8％	不可测	10	0.28	17％	6.5×6.5
11	0.13	8％	不可测	12	0.03	1.8％	不可测

动物实验：一头75Kg活猪，受热部位活猪胸腹部。测温部位：脐与剑突连线中点腹直肌右沿处。

实验条件微波率915MHZ，输出功率800W，辐射器离猪表皮距离30cm，加温时间12分钟。

实验结果如下表：

透热深度(cm)	温度(℃)
透热深度(cm)	温度(℃)	0	43.2
1	42.9	0	43.2
1	42.9	2	42.7
3	42.6	2	42.7
3	42.6	4	42.6
5	42.7	4	42.6
5	42.7	6	42.6
7	42.5	6	42.6
7	42.5	8	42.6
9	42.6	8	42.6
9	42.6	10	42.7
11	42.5	10	42.7
11	42.5	12	42.4
13	42.4	12	42.4
13	42.4	14	42.5
15	42.4	14	42.5

上述实验结果证明在0-15cm深度范围内，温度差很小，不同部位温度相近，充分说明其加热效率明显，热分布均匀，能达到并控制有效治疗温度。

使用本发明的全身微波热疗装置治疗病人时，病人仅感觉体内发热，无其他不适反应，随着体温升高会出现汗腺分泌增加，要注意给病人及时补充体液，因此该热疗系统安全有效，无毒副作用，适应范围广阔，设备易于操作和维护。

本发明的医学应用中，首先可用于人类恶性肿瘤的治疗，通过全身加热原理杀死癌细胞，既可用于人体全身各部位的不同时期、不同组织的恶性肿瘤治疗，也可用于热敏感的微生物、寄生虫疾病的全身治疗及病原体治疗，如艾滋病、病毒性感冒、血吸虫等。同时由于人类许多良性疾病也可用热治疗方法，比如风湿性关节炎、非特异性结肠炎、脊柱炎、前列腺肥大等等。本发明的热疗装置加温效能确切副作用几乎为零。因此，亦可用于良性病治疗。

由以上可知，本发明为一种微波全身热疗装置，可对生物体全躯干部位均匀加热，由大面积、深部加温，通过血液循环将热量送达全身而起到全身热疗作用，同时可避免热量对生物体表面的损伤；可用于人类恶性肿瘤、艾滋病、血吸虫病等热敏感微生物、寄生虫等疾病的全身治疗及病原体治疗，以及多种良性疾病的治疗，无任何副作用。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是微波聚束器结构示意图。

在图中：

1—控制电路， 2—微波源，

3—微波辐射器， 4—微波聚束器，

5—生命体征监控装置， 6—电子计算机，

7—三维运动床， 8—显示器，

9—患者。

具体实施方式

按照图1和上述结构的微波全身热疗装置，微波源2的功率0-3kw可调控，输出频率为600-1500MHZ；微波辐射器3采用通用产品，口径500mm；微波聚束4外壳为聚乙烯材料制成的双凸面圆柱，直径500mm、长400mm，凸面X轴半径205mm，Y轴半径302.7mm，双曲面顶点到弧基平面距离80mm；生命体征监控装置5为市售10导膜热电偶测温装置，电子计算机6采用PIV计算机，装置的微波频率915MHZ，输出功率0-800W。

Claims

1、一种微波全身热疗装置，包括控制用电子计算机6及显示器8、控制电路1、微波源2、微波辐射器3、微波聚束器4、三维运动床7、人体生命体征监控装置5，其特征是，可准确采集体温的人体生命体征监控装置5的信号输出端同所述电子计算机6的相应信号输出端口相连接，该电子计算机6的I/O接口一路同所述三维运动床7的驱动电路相连而另一路接至控制电路1，所述控制电路1的输出端口接微波源2的控制电路，微波辐射器3的输入口安装所述微波源2而其输出口与所述微波聚束器4相连接，所述微波辐射器3安装在一个使之离三维运动床7上患者9体表5-48cm距离可调节机构上。