CN2721133Y - 脉冲电磁场肿瘤治疗装置 - Google Patents

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孙福印
赵文正
王道平
张丽娟
赵阿津
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Abstract

本实用新型涉及脉冲电磁场肿瘤治疗装置，由磁场发生器及其托架、电控箱与电源组成，其磁场发生器由开口磁芯和低频脉冲电磁场发生器组成；其托架为由支架与滑轨结构组成；其主控电路包括主控双稳态电路、计时门电路、计时电路、复位开关、译码电路、时间显示电路和定时开关、电容器C、电阻R、石英晶体振荡器、十分频电路、二分频电路、单稳延迟电路和频率显示控制电路、频率计数电路、方波发生器、磁场输出门控制电路、译码器、频率显示电路、±6V、+12V、+24V和+60V低压直流电源。其脉冲电磁场能量可达人体各部的癌瘤，且无抗磁性、耐磁性，癌瘤细胞按自身指令程序死亡，主要适用于恶性肿瘤治疗。其结构轻巧、无工作机械噪音，效果良好。

Description

脉冲电磁场肿瘤治疗装置
技术领域
本实用新型涉及电磁场肿瘤治疗仪，特别是涉及脉冲电磁场肿瘤治疗装置，主要适用于恶性肿瘤治疗。
背景技术
当前治疗肿瘤的主要手段是放射线治疗，即放疗，和化疗，即药物治疗。临床治疗效果表明，由于癌细胞膜的电荷密度、电位与时间常数与正常细胞膜的不同，它对放、化疗一般不敏感，只有在加大剂量和射线强度才有一定的医疗效果，与此同时会严重损坏人体的正常免疫力、造血功能和机体的自然抗癌能力。鉴此，人们寻求用电磁场感应和化疗相结合的办法治疗肿瘤，经应用验证，其治疗效果显著，可以提高化疗效果的敏感性；电磁场能抑制癌细胞生长和促进癌细胞凋亡，还可以使G0/G1期癌细胞进入周期，减少其复发率。目前，其科研尚处于方兴未艾阶段，如MiYagiN(Bioeletromagn，2000，21<2>，pp112-21)和RuiZ-Gomez(Bioeletromagnetics，2002，<8>，pp578-85)均涉及脉冲磁场作用于癌细胞有增敏作用，对非周期癌细胞有促进其进入周期的作用，对已进入周期的癌细胞有抑制作用。又如中国专利申请号94111668.9(公告号1096968)和90100152.X涉及的磁场治疗肿瘤装置，均是用恒磁场作用于癌部位，其效果与其磁场作用于癌细胞的距离成反比，因此，对人体深层的癌细胞有效治疗效果有限；恒磁场治疗肿瘤，随着治疗次数与时间的延伸，瘤癌细胞具有抗磁、耐磁性，治疗效果会逐渐降低；此外，上述恒磁场治疗仪是从人体下方向上单一方向放射磁力线，并且其磁头位置不可上下、左右调整，不便于有效治疗人体深层癌瘤；其恒磁场由数块永久磁铁组合产生，每块磁铁难以精确对准癌细胞放射磁场；上述装置较重，不便于移动与安装，即机动性差，并且在工作中有机械噪音，不宜于医疗静境之要求。
实用新型内容
本实用新型的技术方案是根据电磁场转换原理，利用1-3000Hz频率的脉冲电流，在电磁换能器上产生脉冲磁场，作用于癌细胞靶组织上，借助电磁场与生物机体中的非热效应存在阀窗性，即生物效应只发生在某些离散与较窄频段和较强频段内，细胞信号系统中存在着多个能与低频电磁场相耦合的位点，当低频脉冲电磁场与癌细胞耦合，便影响着其信息流、代谢调控，从而产生明显的生物电磁效应，影响DNA的合成、转录、蛋白质合成的细胞凋亡；利用癌细胞膜的负电荷密度大于正常细胞膜的负电荷密度的特性，癌细胞在低频电脉冲磁场的作用下，其中的微电流变化大于正常细胞的微电流变化，促进癌细胞凋亡，使G0-G1期癌细胞进入周期，降低其复发率，提高肿瘤治疗效果。
本实用新型由磁场发生器及其托架、电控箱与电源组成，其特征在于：其磁场发生器由25cm-45cm开口磁芯、其上的绕阻线包和外套组成的1-3000Hz低频脉冲电磁场发生器U16组成；其托架为由支架与滑轨结构组成的与该发生器连为一体的托架；其电控箱由箱体、操作显示面板、电源插座和其中的主控电路板组成；其电路板上的电路包括输入端分别接自停端与停止按钮和开始按钮开关的主控双稳态电路U1、接U1输出端的计时门电路U2、接U2输出端的计时电路U3、接该电路的复位开关、接U3输出端的译码电路U4、接U4输出端的时间显示电路U5和定时开关、接该开关一端的电容器C、接该电容器一极的电阻R、接电阻一端的U1自停端，接电阻R另一端的+12V，还包括一只石英晶体振荡器U12、接U12输出端的十分频电路U6、接U6输出端和U2输出端的二分频电路U7、接U7输出端的单稳延迟电路U13和频显控制电路U15、接U13输出端的频率计数电路U9，还包括一只方波发生器U8、接U8输出端的磁场输出门控制电路U14和U15、接U15输出端的U9、接U9输出端的译码器U10、接U10输出端的频率显示电路U11、接U14输出端的1-3000Hz低频电脉冲磁场发生器U16和U14输入端接U1输出端；其电源为±6V、+12V、+24V和+60V低压直流U17(图2)。
由U1产生的脉冲信号，经U6分频后，输出1Hz/S的脉冲信号，送入U2作为时间显示电路U5的输入信号和送入二分频作为频率显示线路U11的控制信号，使U11显示当前正在使用的工作频率。
方波发生器U8输出的脉冲信号，分别送入脉冲磁场门控电路U14和频率显示控制电路U15，作为脉冲磁场的输入信号和频率显示的输入信号。
U15在转换开关的控制下，显示已经使用的治疗时间或当前正在使用的工作频率。
U1当启动命令到达时，U1的状态发生改变，同时，时基计数电路U3和磁场输出控制门电路U14输出一开门信号，打开U3和U14，在开门信号控制下，磁场输出控制门打开，接收脉冲信号发生器产生的脉冲信号，经功率放大，在换能器件上产生治疗所需要磁感应强度的脉冲磁场；计数电路也同时接收分频电路输出的1C/S的时基脉冲，作为患者进行治疗的时间显示信号，输向显示电路显示已进行的治疗时间；当预先设定的治疗时间到达时，由译码电路向主控单元输出一关门停止的信号，主控单元在关门停止信号的作用下，状态再次发生改变，再次同时向时基计数电路和磁场输出控制门电路输出一关门停止信号，封锁时基计数电路和磁场输出控制门电路，使时基计数电路停止时间计数，磁场输出控制门电路关闭，停止接收脉冲信号发生器产生的脉冲信号，功率输出电路截止，磁场输出电路换能器断电，无脉冲磁场输出。
本实用新型的有益效果是脉冲电磁场的瞬变脉冲电磁场能量完全达到人体癌瘤部位，在治疗中癌细胞无抗磁性耐磁性，可使癌细胞按自身指令程序死亡，磁头可容人体各部位于其间治疗人体深层肿瘤，其结构轻巧、装运、安装方便，无工作机械噪音，电磁场频率可调、可视，磁头可上下移动，精确定位于癌瘤部位，经临床治疗证实，效果良好。
附图说明
图1为本实用新型的一结构示意图与说明书摘要附图；
图2为图1中电控箱8中电路板电路框图；
图3为图2的一具体电路图。
具体实施方式
见图1、图3可知本实用新型的一具体结构：其开口磁芯可为长方形的、有U形开口的磁芯2。
开口磁芯2的绕阻线包可为6个直径0.8-2.0mm的漆线包线包3和匝数为线包3的1∶10的磁场强度测量线包；其托架由支架4、一根穿过该架上部孔与底架16上部凸耳17孔的横向连接轴销6、板7及其中部的垂直滑轨5组成；其电控箱可为电控箱8，其面板上有电源按钮12、调频旋钮13、频率显示窗口10与11、定时显示窗口14与15和操作键盘9；其电控箱中的电路框图如图2所示，各单元电路框图连接关系与功能，如上文所述，其电路IC块可选用：U1可选用ICCH1001A，U2、U15、U14可共选用一块ICCH1001A，U3可选用6块ICC180，U4可选用ICCH1001A，U5可选用6块ICC302，U6可选用6块ICC180，U7可选用ICC180，U8可选用ICNE555W，U9可选用6块ICC180，U10可选用6块ICCH1001A，U11可选用ICC302，U12可选用IC5GB06，U13可选用ICCH1001A(图3)。其IC块间的连接关系如下文所述。
U5的5、9、10、11、12、13、14脚分别接定时显示窗口14与15中数码管管脚c、e、b、d、g、a、f，U11的5、9、10、11、12、13、14脚分别接频率显示窗口10与11中数码管管脚c、e、b、d、g与f，U8的输入端接调频旋钮13(图3与图1)。
当按下开始按键，一个负信号加到UI的6脚，使U1双稳电路发生翻转，其输出的高电平信号分成两路，一路由U1的1脚馈入U2的一部分构成的U3的13脚作为开门信号，打开计时门，使得末级十分频电路IC6的14脚输出的1c/s时序脉冲信号，经U2的12脚输入，由U2的10脚输出到由U3多位十进制计数器构成的多级十进制计时电路U3第一级的4脚作为输入信号，各级U3的14脚输出信号除送入下一级U3十进制计时电路作进位的输入信号外，每级U3的10、11、13、14脚的输出信号也是多级译码电路对应的各级译码器U4的3、6、12、15的输入信号，多级译码电路对应的各级译码器U4的1、8、10、17脚的输出信号，作为多级显示电路对应的各级显示电路U5的1、2、3、4的输入信号，多级显示电路各级显示电路U5的5、9、10、11、12、13、14、脚的输出信号，由对应的各级七段荧光数码管按接收到的信号定时显示窗口14与15(图1)显示相应的数字。
另一路信号由U1的7脚输出，馈入由U2的另一部分构成的磁场输出控制门U14的5脚，作为门控信号的开门信号，打开磁场输出控制门，使得方波发生器U8的3脚输出的方脉冲信号，经U14的6脚输入，由U14的8脚输出到场效应管的栅级G，控制场效应管的关断与接通，使磁头输出的磁感应强度波形几乎完全接近于理想的方波波形。
当预定的治疗时间到达时，由译码显示电路送出一个停止信号到主控双稳U1的3脚，使U1双稳电路状态再次发生翻转，其输出的低电平信号分成两路，一路由U1的1脚输出，馈入U2的13脚作为关门信号，封锁计时门，停止计时。另一路由U1的7脚输出，馈入U14的5脚作为关门信号，封锁磁场输出控制门，使场效应管被关断截止，磁头无磁感应强度输出。
在磁头的同一铁芯上按1∶10的比例绕制上检测磁场强度的线圈，以便于测量输出的脉冲磁场强度。
由石英晶体振荡器U12构成的振荡电路产生的时序信号，由U12的3脚输出，馈入到由多级十进位计数器构成的多级十分频电路U6的第一级的4脚，由末级十分频U6的14脚输出的1c/s信号，一路馈入U2的12脚(前面已述)，另一路馈入二分频电路U7的4脚，经二分频电路U7的10脚输出信号，一路作为频显控制门(U2的另一部分)的门控信号，馈入频显控制门U15的3脚，经U15内部反向器反向，由U15的2脚馈入U15的14脚，作为门控信号，控制频显控制门打开或关断，在频显控制门打开期间，使得方波发生器U8的3脚输出的方脉冲信号，馈入U15的15脚，经U15的17脚输出，馈入到由多级十进位计数器构成的多级十进制频率计数电路U9第一级的4脚作为输入信号，各级U9的14脚输出信号除送入下一级十进制计数电路U9作进位的输入信号外，每级U9的10、11、13、14脚的输出信号也是多级译码电路对应的各级译码器U10的、6、12、15的输入信号，多级译码电路对应的各级译码器U10的1、8、10、17脚的输出信号，作为多级显示电路对应的各级显示电路U11的1、2、3、4脚的输入信号，多级显示电路各级显示电路U11的5、9、10、11、12、13、14脚的输出信号，由对应的各级七段荧光数码管按接收到的信号在频率显示窗口11与10(图2)显示相应的方脉冲频率计数。
经二分频电路IC7的10脚输出信号，另一路馈入单稳延迟电路IC13的13脚，经单稳电路延迟成形，由17脚输出到多级十进制频率计数电路IC9各级的6脚，作为频率计数电路的自动清零信号，使频率计数电路每次显示后自动复位。
电源为低压电源，220v交流电源经变压、整流、滤波、调整，分别输出±6v、±12v、±24v和±60v低压电源。其中60v电源为功率输出电路和磁场输入电路电源，±6v、±12v和±24v电源为主控电路、石英晶体震荡器和分频电路、时基电路、译码显示电路、脉冲信号发生器、放大和频率计数电路的电源。
仪器工作环境：温度25C°±10C°；湿度＜80％(20C°±10C°)；允许使用条件：电源220V，50c/s；温度0-40C°，湿度＜90％(30C°±3C°)。
注意：禁止患者佩带心脏起搏器；炎症急性期患者禁：重症患者慎用。
           要技术指标
项目 技术指标
中心位置磁场强度 13.0±0.01mT
输出脉冲强度 40.0±0.02mT
输出脉冲频率 1～3000Hz
磁场有效作用区间 400mm
磁场有效作用面积 120×200mm2
脉宽 0.16～500ms
脉冲幅度 30±0.05V
重复频率 1～3000Hz

Claims (7)

1、一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，由磁场发生器及其托架、电控箱与电源组成，其特征在于：其磁场发生器由25cm-45cm开口磁芯、其上的绕阻线包和外套组成的1-3000Hz低频脉冲电磁场发生器U16组成；其托架为由支架与滑轨结构组成的与该发生器连为一体的托架；其电控箱由箱体、操作显示面板、电源插座和其中的主控电路板组成；其电路板上的电路包括输入端分别接自停端与停止按钮和开始按钮开关的主控双稳态电路U1、接U1输出端的计时门电路U2、接U2输出端的计时电路U3、接该电路的复位开关、接U3输出端的译码电路U4、接U4输出端的时间显示电路U5和定时开关、接该开关一端的电容器C、接该电容器一极的电阻R、接电阻一端的U1自停端，接电阻R另一端的+12V，还包括一只石英晶体振荡器U12、接U12输出端的十分频电路U6、接U6输出端和U2输出端的二分频电路U7、接U7输出端的单稳延迟电路U13和频率显示控制电路U15、接U13输出端的频率计数电路U9，还包括一只方波发生器U8、接U8输出端的磁场输出门控制电路U14和U15、接U15输出端的U9、接U9输出端的译码器U10、接U10输出端的频率显示电路U11、接U14输出端的1-3000Hz低频电脉冲磁场发生器U16和U14输入端接U1输出端；其电源为±6V、+12V、+24V和+60V低压直流U17。
2、根据权利要求1所述的一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，其特征在于：U1可选用ICCH1001A，U2、U15、U14可共选用一块ICCH1001A，U3可选用6块ICC180，U4可选用ICCH1001A，U5可选用6块ICC302，U6可选用6块ICC180，U7可选用ICC180，U8可选用ICNE555W，U9可选用6块ICC180，U10可选用6块ICCH1001A，U11可选用ICC302，U12可选用IC5GB06，U13可选用ICCH1001A。
3、根据权利要求1所述的一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，其特征在于：其开口磁芯可为长方形的、有U形开口的磁芯(2)。
4、根据权利要求1所述的一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，其特征在于：其上的绕阻线包可为6个直径0.8-2.0mm的漆线包线包(3)和匝数为线包(3)的1∶10的磁场强度测量线包。
5、根据权利要求1所述的一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，其特征在于：其托架由支架(4)、一根穿过该架上部孔与底架(16)上部凸耳(17)孔的横向连接轴销(6)、板(7)及其中部的垂直滑轨(5)组成。
6、根据权利要求1所述的一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，其特征在于：其电控箱面板上有电源按钮(12)、调频旋钮(13)、频率显示窗口(10)与(11)、定时显示窗口(14)与(15)和操作键盘(9)。
7、根据权利要求1所述的一种脉冲电磁场肿瘤治疗装置，其特征在于：U5的(5、9、10、11、12、13、14)脚分别接定时显示窗口(14)与(15)中数码管管脚c、e、b、d、g、a、f，U11的95、9、10、11、12、13、14)脚分别接频率显示窗口(10)与(11)中数码管管脚c、e、b、d、g与f，U8的输入端接调频旋钮(13)。
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