CN2899724Y - 一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统 - Google Patents

Abstract

一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，包括计算机6、生命体征监护装置5、三维运动床体8和至少二个控制器(11、12)、微波源(21、22)、微波辐射器(31、32)及微波聚束器(41、42)。生命体征监护装置接计算机，计算机I/O接口一路接三维运动床体的驱动电路，另一路接至控制器，控制器输出端接微波源的控制器，微波辐射器输入口安装在微波源上而输出口接微波聚束器，离人体7体表5～48cm。该系统可用于人体各部位的恶性肿瘤治疗，也可同时用于患者全身治疗。热疗效果好、安全、无毒副作用。系统适应范围广，易于操作、维护。

Description

一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备，尤其是指一种用于治疗人类恶性肿瘤的可全身热疗同时又可局部原发病灶热疗的微波治疗设备。

背景技术

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。微波体外热疗，即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。

传统的微波热疗装置正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，传统的微波热疗设备要么只能用于局部热疗，要么只能用于全身热疗。而单纯的局部热疗对全身性疾病疗效较低甚至无效。比如恶性肿瘤、爱滋病就是典型的全身性疾病；而单纯的全身热疗时原发病灶的温度常常低于周围正常组织温度，达不到应有的治疗效果。例如美国BSD公司生产的BSD-400型热疗机，使用频率为915MHz的微波，最大功率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；湖南舒泰公司生产的UHR-2000型热疗机，微波频率915MHZ，最大功率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。例如日本公司的RF-8热疗机、美国BSD公司的BSD-2000型热疗机、吉林迈达公司的NRL-002型热疗机、深圳先科公司的SR1000肿瘤射频热疗机系统均属射频机类热疗设备，仅能作区域性的局部热疗；重庆海扶公司的JC型高强超声聚焦肿瘤治疗系统、北京源德的PEP-BYO型热疗机等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FCM公司生产的TEMET1000型全身热疗机，设计为人体血液通过体外加温再输入人体，对恶性肿瘤有较好的治疗效果，但副作用大，并发症多，且治疗价格太高不利于推广。国内深圳一体智能公司生产的ET-SPACE型热疗机的红外太空仓的使用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器中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，极有可能导致病人皮肤烫伤，如遇晚期癌症病人，病人当难以承受。

实用新型内容

由于人类恶性肿瘤、爱滋病、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地治疗，而人类恶性肿瘤的治疗必须同时对原发病灶进行有效加温才能达到根本的治疗目的。

因此，本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统。使用该系统，能通过微波辐射人体，使其全身体温升高到有效治疗温度，具有较大透热深度，较大加温面积和较大加热效率；还能远场加温，能使微波辐射器离体表距离可调，全躯干部位加热均匀，全身热疗同时对肿瘤等原发病灶能持续有效加温，并能及时监控。

本实用新型的技术解决方案是，所述同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，参见图1～2，该系统包括计算机6和计算机6控制下的控制器(11、12)、微波源(21、22)、微波辐射器(31、32)、微波聚束器(41、42)、生命体征监护装置5及三维运动床体8，其技术特点是，所述计算机6控制下的控制器(11、12)、微波源(21、22)、微波辐射器(31、32)及微波聚束器(41、42)分别至少为二个。能准确地采集生物体或人体体温、脉搏、血压、血氧饱和度等参数的生命体征监护装置5的信号输出端同所述计算机6的相应信号输入端口相连接，计算机6的I/O接口一路同所述三维运动床体8的驱动电路相连而另一路接至控制器(11、12)，所述控制器(11、12)的输出端口分别对应连接微波源(21、22)的控制器，微波辐射器(31、32)的输入口安装在所述微波源(21、22)上而其输出口与所述微波聚束器(41、42)依序对应相连接，所述微波辐射器(31、32)安装在一个使之离三维运动床8上人体7体表5～48cm距离可调节机构上。

该系统的控制器(11、12)的功率取值范围为0～3KW，频率输出范围为400～1500MHZ，连续可调；

微波源(21、22)的功率取值范围为0～5KW，可调，输出频率范围为400～1500MHZ；

微波辐射器(31、32)采用口径为￠40～500mm的通用微波辐射器产品，该产品具有二个输入、输出口，其输入口连接微波源(21、22)的输出口，输出口与微波聚束器(41、42)相连。距离加热生物体如人体7体表4～80cm安装。微波辐射器(31、32)内含通用的脉冲调制器故具有脉冲调制功能，能将微波源连续发射的微波经脉冲调制转变为间断性脉冲波，以增强微波对人体组织的穿透力，减少生物体表皮肤及皮下组织受微波辐射的时间，降低皮肤及皮下组织热损伤的机会。还可使微波能量密度增加2～20倍，更有利于穿透生物体组织，起到深部加温的作用。所述微波辐射器32置于三维运动床体8下方，微波辐射器32发射的微波可使床体上人体7躯干受到均匀的短时间高强度加温，使浅部和深部组织及血管内血液充分受热，并通过血液循环将热量带到人体全身，引起全体温度升高，而受微波辐射部位的体表不会受到热辐射损伤。床上方的微波辐射器31发射的微波在计算机6控制下始终对准人体病灶位置，对原发病灶进行充分加温，使其病灶温度高于周围正常组织温度；

上述微波聚束器(41、42)与微波辐射器(31、32)对应相连。微波聚束器(41、42)的微波聚束直径取值范围为￠4cm～￠50cm、中心点厚度取值范围为2～10cm，呈凸镜形状；

上述生命体征监护装置5主要为8～16导联的热电偶测温装置，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＜0.2℃。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，因而能精确地测量与采集被加热人体的体温、脉搏、血压和血氧饱和度之参数；

而计算机6有多个I、O接口，可分别连接生命体征监护装置5、微波源(21、22)及微波辐射器(31、32)、微波聚束器(41、42)和三维运动床体8并能显示生命体征变化情况、发出控制信号，调整微波输出功率，达到控制人体体温的目的。

本实用新型以微波脉冲波调制技术为基础，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的透热深度，而减少体表热剂量，以防止皮肤热损伤；同时以微波凸透聚束技术为基础，利用微波在不同介质的传导折射原理，设计聚四氟乙烯聚束装置使之微波能量增加2～20倍，解决生物体深部加热难题；又以生物组织热损伤与热剂量成正比的理论，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和组织；在全身热疗的同时可进行局部病灶的热疗，以解决单纯全身热疗或局部热疗的局限性及其所导致的治疗效果差的缺陷。

本实用新型的有益效果是，上述同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统在医学临床应用中，可用于人类恶性肿瘤的治疗。通过全身加热杀死血液和身体其它部位散在的癌细胞。同时进行局部病灶加热，有效地杀死原发病灶的肿瘤细胞。该系统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、寄生虫疾病患者的全身治疗及病原体根除，如艾滋病、病毒性感冒、血吸虫病等。同时，人类的许多良性疾病也可用热疗方法治疗，例如风湿性关节炎、非特异性结肠炎、肩周炎、脊柱炎、前列腺肥大等。其效能确切，副作用几乎为零。

附图说明

图1是本实用新型一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统的结构框图；

图2是同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统聚束器平面结构示意图。

以上图中标示为：

11、12—控制器，

21、22—微波源，

31、32—微波辐射器，

41、42—微波聚束器，

5—生命体征监护装置，

6—计算机，

7—人体，

8—运动床体。

具体实施方式：

本实用新型的一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，其实施例产品按照图1～2和上述结构，计算机(6)控制下的控制器(11、12)、微波源(21、22)、微波辐射器(31、32)及微波聚束器(41、42)分别为二个。微波源(21、22)采用通用的微波发生器，输出功率3kw，输出频率915MHZ或433MHZ，可调控，有二个输出口；微波辐射器(31、32)采用通用产品，口径￠500mm，有二个输入、输出口，能将微波源21、22发射的连续波微波经脉冲调制变为间断性脉冲波。以增强微波对人体组织的穿透力；与二个微波辐射器(31、32)出口相连的微波聚束器(41、42)，其外壳为聚乙烯材料制成的双凸面圆柱，直径￠500mm、长400mm，凸面X轴直径￠410mm，Y轴直径￠605.4mm，双曲面顶点到弧基平面距离80mm，该聚束器经电磁波透镜聚焦能将微波聚束，使能量密度增加2～20倍；生命体征监护装置5，能准确地采集生物体或人体体温、脉搏、血压、血氧饱和度等生命体征参数，并显示于计算机6自动控制系统的界面。计算机6采用PIV计算机。本系统的微波频率为900MHZ，输出功率为1200W。上述体温参数经计算机模型可反映出生物体或人体各部位的近似体温值，误差小于0.2℃。本系统的控制器(11、12)与生命体征监护装置5相连，能及时反映人体生命体征情况并提供控制信号，调节微波源21、22输出功率，可以改变人体的体温使之达到和维持安全而有效的治疗温度。能准确地采集生物体或人体体温、脉搏、血压、血氧饱和度参数的生命体征监护装置(5)的信号输出端同所述计算机(6)的相应信号输入端口相连接。

采用该实施例的这样一种同时实施局部和全身热疗的微波治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0～1500W，加温时间5分钟；辐射器出口直径￠15cm，离体模表面距离30cm。

体摸实验结果(Δt0-5min所升温度)：

透热深度(cm)	温度(t0-5min，℃)	t-Max，％	加温区域cm×cm
				0	1.65	100％	＞20×20
1	1.59	92％	＞20×20
				2	1.46	84％	20×20
3	1.32	75％	19×19
				4	1.20	68％	17.5×17.5
5	0.98	59％	15×15
				6	0.84	51％	13.5×13.5
7	0.78	47％	11.2×11.2
				8	0.66	38％	10×10
9	0.45	25％	8.3×8.2
				10	0.32	17％	6.5×6.5
11	0.15	8％	不可测
				12	0.06	1.8％	不可测

动物试验：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：微波频率915MHZ，输出功率800W，辐射器离猪表皮距离30cm，加温时间12分钟。

透热深度(cm)	温度(℃)
		0	43.4
1	43.1
		2	42.9
3	42.8
		4	42.6
5	42.7
		6	42.5
7	42.7
		8	42.6
9	42.5
		10	42.6
11	42.5
		12	42.4
13	42.4
		14	42.5
15	42.3

上述试验结果证明在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。

使用本实用新型设计的同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，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，注意给病人即时补充体液，病人便安然无恙。该系统热疗效果被实践证明良好、安全、无毒副作用。系统适应范围广，易于操作、维护。

Claims (4)

1、一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，包括计算机(6)和计算机(6)控制下的控制器(11、12)、微波源(21、22)、微波辐射器(31、32)、微波聚束器(41、42)、生命体征监护装置(5)及三维运动床体(8)，其特征是，所述计算机(6)控制下的控制器(11、12)、微波源(21、22)、微波辐射器(31、32)及微波聚束器(41、42)分别为至少二个，能准确地采集生物体或人体体温、脉搏、血压、血氧饱和度参数的生命体征监护装置(5)的信号输出端同所述计算机(6)的相应信号输入端口相连接，计算机(6)的I/O接口一路同所述三维运动床体(8)的驱动电路相连而另一路接至控制器(11、12)，所述控制器(11、12)的输出端口分别对应连接微波源(21、22)的控制器，微波辐射器(31、32)的输入口安装在所述微波源(21、22)上而其输出口与所述微波聚束器(41、42)依序对应相连接，所述微波辐射器(31、32)安装在一个使之离三维运动床(8)上人体(7)体表5～48cm距离可调节机构上。

2、根据权利要求1所述的一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，其特征在于，所述控制器(11、12)的功率取值范围为0～3KW，频率输出范围为400～1500MHZ，连续可调。

3、根据权利要求1所述的一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，其特征在于，所述微波源(21、22)的功率取值范围为0～5KW，可调，输出频率范围为400～1500MHZ。

4、根据权利要求1所述的一种同时实施局部和全身热疗的微波治疗系统，其特征在于，所述微波聚束器(41、42)的微波聚束直径取值范围为

4cm～ 50cm、中心点厚度取值范围为2～10cm，呈凸镜形状。