專利名稱：精確控溫腫瘤治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種腫瘤治療儀，尤其是涉及一種通過熱方式治療腫瘤的治療 儀。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)界公認(rèn)腫瘤細(xì)胞在被加熱到的42. 5°C時就會死亡，而正常的人體組織被加 熱到45°C _47°C時，才會失去組織功能。因此醫(yī)學(xué)界采用腫瘤熱療法作為一種治療腫瘤 的方法廣為使用。理想狀態(tài)下的治療方法是一方面應(yīng)當(dāng)確保全部的腫瘤組織被加熱到 42. 5°C并保持一段時間；另一方面，要保證正常組織不能被加熱到45°C以上，以免傷害人 體的正常機能。但目前市場上的腫瘤治療儀不具有準(zhǔn)確測溫和控溫功能。逆向溫控組合探針式腫瘤熱療儀專利(申請?zhí)?01010134281. 1)雖然公開了一種 溫控探針，但其存在以下技術(shù)缺陷(1)其雖然稱為“逆向溫控組合探針式腫瘤熱療儀”，但其僅僅公開了一種探頭加 熱針，而不能稱之為腫瘤熱療儀。(2)其由于沒有公開任何溫控裝置，因而無法實現(xiàn)腫瘤組織能夠被確保一直處于 一設(shè)定的溫度值或42. 5°C，而準(zhǔn)確的加熱溫度是腫瘤熱療的基礎(chǔ)。如圖1所示，腫瘤組織 加熱過程會出現(xiàn)溫度過沖效應(yīng)，如果采用人工控制，將會導(dǎo)致加熱溫度在預(yù)定值或理想值 (42. 5°C)的較大范圍上下波動，無法穩(wěn)定溫度。如此將會嚴(yán)重影響到治療的效果，甚至?xí)?損傷正常的人體組織和器官，無法達(dá)到腫瘤治療的目的。

實用新型內(nèi)容本實用新型設(shè)計了一種精確控溫腫瘤治療儀，其解決的技術(shù)問題是(1)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域中的熱方式腫瘤治療儀不具有測溫和控溫的功能；(2)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域中的熱方式腫瘤治療儀不具有精確控溫的功能；(3)逆向溫控組合探針式腫瘤熱療儀專利申請中的探頭加熱針沒有解決溫度控制 問題。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實用新型采用了以下方案一種精確控溫腫瘤治療儀，包括帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元、復(fù)數(shù)個A/D 轉(zhuǎn)換電路單元、PID溫控系統(tǒng)、復(fù)數(shù)個測溫傳感器( 以及復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器(1)，所述 復(fù)數(shù)個測溫傳感器( 的輸出端分別通過一所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與帶有觸摸屏的數(shù)據(jù)處 理控制單元輸入端連接；復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器(1)的溫度測量輸出端分別通過一所述A/ D轉(zhuǎn)換電路單元與所述PID溫控系統(tǒng)輸入端連接。進(jìn)一步，所述PID溫控系統(tǒng)包括PID溫控電路單元和多個固態(tài)繼電器，所述PI D 控制電路單元的加熱輸出端通過所述固態(tài)繼電器與每一所述溫度可控加熱器(1)的加熱 電流輸入端連接；所述PID溫控電路單元的輸入端通過所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與每一溫度 可控加熱器(1)的溫度測量端連接。[0013]進(jìn)一步，所述帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元與一報警單元連接。進(jìn)一步，所述帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元與所述PID溫控系統(tǒng)連接，用 于設(shè)定和修改PID參數(shù)。進(jìn)一步，所述測溫傳感器(2)包括一鉬電阻(M)，所述鉬電阻04)至少分別連接 測溫傳感器正極導(dǎo)線(21)、測溫?zé)醾鞲衅鞴ぷ髁憔€02)以及測溫?zé)醾鞲衅髫?fù)極導(dǎo)線(23)。進(jìn)一步，所述溫度可控加熱器(1)包括加熱器(11)和溫度傳感器(12)，所述溫度 傳感器(12)放置在加熱器(11)內(nèi)部，所述加熱器(11)兩端分別與溫度可控加熱器⑴加 熱電流輸入端的正極導(dǎo)線(111)和負(fù)極導(dǎo)線(112)連接；所述溫度傳感器(12)包括一鉬電 阻，所述鉬電阻至少分別連接溫度傳感器正極導(dǎo)線(121)、溫度傳感器工作零線(122)以及 溫度傳感器負(fù)極導(dǎo)線(123)。該精確控溫腫瘤治療儀與傳統(tǒng)的熱療腫瘤治療儀相比，具有以下有益效果(1)本實用新型由于公開了一種精確控溫腫瘤治療儀，該精確控溫腫瘤治療儀可 以實現(xiàn)在理想的溫度下對腫瘤組織進(jìn)行充分殺滅，同時由于溫度可以精確控制從而也保證 不會傷及到正常人體生物組織。(2)本實用新型由于設(shè)有PID溫控系統(tǒng)，該PID溫控系統(tǒng)可以確保加熱器將腫瘤組 織加熱至預(yù)定值或42. 5°C，同時避免了加熱過程中溫度波動范圍大的現(xiàn)象，實現(xiàn)了精確控 溫的目的。(3)本實用新型由于將溫度傳感器置于加熱器的內(nèi)部，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以使得溫 度傳感器更能真實的反應(yīng)加熱器的實時溫度，同時PtlOO鉬電阻作為溫度傳感器具有良好 穩(wěn)定的溫阻特性，因此可以實現(xiàn)精準(zhǔn)的加熱溫度控制。(4)本實用新型由于設(shè)有一報警單元，報警單元在精確控溫腫瘤治療儀工作時，對 各個溫度可控加熱器的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，進(jìn)一步保證了精確控溫腫瘤治療儀的使用 安全性。(5)本實用新型由于采用帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元，使得精確控溫腫 瘤治療儀工作參數(shù)(包括時間、溫度等)的設(shè)定及PID控制參數(shù)的調(diào)整，通過觸摸方式得以 完成。同時所有測溫傳感器和溫度可控加熱器的工作狀態(tài)，都在顯示屏上顯示，并且操作簡 單、直觀。

圖1是腫瘤組織加熱過程會出現(xiàn)過沖效應(yīng)的函數(shù)圖；圖2是本實用新型中溫度可控加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中測溫傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型中溫度可控加熱器和測溫傳感器第一種植入方式示意圖；圖5是本實用新型中溫度可控加熱器和測溫傳感器第二種植入方式示意圖；圖6是本實用新型中溫度可控加熱器和測溫傳感器第三種植入方式示意圖；圖7是本實用新型精確控溫腫瘤治療儀部件組成示意圖；圖8是本實用新型中腫瘤組織加熱過程中控溫過程函數(shù)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-溫度可控加熱器；11-加熱器；111-正極導(dǎo)線；112-負(fù)極導(dǎo)線；12-溫度傳感器；121-溫度傳感器正極導(dǎo)線；122-溫度傳感器工作零線；123-溫度傳感器負(fù)極導(dǎo)線；2-測溫傳感器；21-測溫傳感器正極導(dǎo)線；22-測溫?zé)醾鞲衅鞴ぷ髁憔€；23-測溫?zé)醾鞲衅髫?fù)極導(dǎo)線；24-鉬電阻；3-腫瘤組織；4-正常組織。
具體實施方式
下面結(jié)合圖2至圖8，對本實用新型做進(jìn)一步說明如圖2所示，溫度可控加熱器1包括加熱器11和溫度傳感器12，溫度傳感器12置 于加熱器11內(nèi)部；加熱器11兩端分別與溫度可控加熱器1加熱電流輸入端的正極導(dǎo)線111 和負(fù)極導(dǎo)線112連接；溫度傳感器12包括一鉬電阻，鉬電阻至少分別連接溫度傳感器正極 導(dǎo)線121、溫度傳感器工作零線122以及溫度傳感器負(fù)極導(dǎo)線123。溫度傳感器采用三線連 接方式的目的，是消除溫度可控加熱器與PID溫控電路單元連接導(dǎo)線所引入的溫度測量誤 差，以保證加熱溫度的控制精度。PID溫控就是綜合比例、積分、微分等控制方式對加熱過程 進(jìn)行控制，以達(dá)到治療所需的加熱過程。如圖3所示，測溫傳感器2包括一鉬電阻24，鉬電阻24至少分別連接測溫傳感器 正極導(dǎo)線21、測溫?zé)醾鞲衅鞴ぷ髁憔€22以及測溫?zé)醾鞲衅髫?fù)極導(dǎo)線23。測溫傳感器采用 三線連接方式，是為了消除測溫傳感器與帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)測量控制單元連接導(dǎo)線所 引入的溫度測量誤差，以保證測溫精度。如圖4所示，多個溫度可控加熱器1和多個測溫傳感器2在腫瘤組織3和正常組 織4上的第一種分布示意圖。其中，多個測溫傳感器2分布在腫瘤組織3與正常組織4交 界的區(qū)域位于正常組織4的一邊。如此分布可以通過測溫傳感器2準(zhǔn)確的確定腫瘤組織3 的加熱溫度和加熱狀態(tài)。如圖5所示，多個溫度可控加熱器1和多個測溫傳感器2在腫瘤組織3和正常組 織4上的第二種分布示意圖。其中，多個測溫傳感器2分布在腫瘤組織3與正常組織4交 界的區(qū)域位于腫瘤組織3的一邊。如此分布也可以通過測溫傳感器2準(zhǔn)確的確定腫瘤組織 3的加熱溫度和加熱狀態(tài)。如圖6所示，多個溫度可控加熱器1和多個測溫傳感器2在腫瘤組織3和正常組 織4上的第二種分布示意圖。其中，多個測溫傳感器2分布在腫瘤組織3與正常組織4交 界的區(qū)域上。如此分布也可以通過測溫傳感器2準(zhǔn)確的確定腫瘤組織3的加熱溫度和加熱 狀態(tài)。如圖7所述，一種精確控溫腫瘤治療儀，包括帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單 元、復(fù)數(shù)個A/D轉(zhuǎn)換電路單元、PID溫控系統(tǒng)、復(fù)數(shù)個測溫傳感器2以及復(fù)數(shù)個溫度可控加 熱器1 ；復(fù)數(shù)個測溫傳感器2的輸出端分別通過一 A/D轉(zhuǎn)換電路單元與帶有觸摸屏的數(shù)據(jù) 處理控制單元輸入端連接；復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器1的溫度測量輸出端分別通過一 A/D轉(zhuǎn) 換電路單元與PID溫控系統(tǒng)輸入端連接。PID溫控系統(tǒng)包括PID溫控電路單元和多個固態(tài)繼電器，PID控制電路單元的加熱 輸出端通過固態(tài)繼電器與每一溫度可控加熱器1的加熱電流輸入端連接；PID溫控電路單 元的輸入端通過A/D轉(zhuǎn)換電路單元與每一溫度可控加熱器1的溫度測量端連接。帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元與一報警單元連接。[0044]帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元與所述PID溫控電路單元連接，用于設(shè)定和 修改PID參數(shù)。精確控溫腫瘤治療儀工作時所需要設(shè)定的參數(shù)，通過觸摸顯示屏進(jìn)行設(shè)定。精確 控溫腫瘤治療儀的溫度數(shù)值、時間工作數(shù)值、PID參數(shù)及其他相關(guān)數(shù)值，在觸摸顯示屏上顯示。該精確控溫腫瘤治療儀的工作原理如下第一步驟將復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器1分別植入在腫瘤組織3中，復(fù)數(shù)個測溫傳感 器2分別植入在所述腫瘤組織3與正常組織4交界的區(qū)域；第二步驟開啟精確控溫腫瘤治療儀電源后，復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器1給腫瘤組 織3持續(xù)加熱，復(fù)數(shù)個測溫傳感器2以及復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器1采集的溫度模擬信號通 過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸至PID溫控電路單元和帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控 制單元；PID溫控電路單元和帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元將每一個溫度可控加熱 器1的加熱溫度控制在預(yù)定值或42. 5°C上；第三步驟當(dāng)植入在腫瘤組織3與正常組織4交界區(qū)域的復(fù)數(shù)個測溫傳感器2的 測量溫度值也達(dá)到預(yù)定值或42. 5°C后，所有的溫度可控加熱器1輸出的熱量值僅為維持腫 瘤組織3處于預(yù)定值或42. 5°C所需，并持續(xù)一段預(yù)定時間以供腫瘤組織3所需。此外，所述報警單元在所述精確控溫腫瘤治療儀工作時，對各個溫度可控加熱器1 的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，當(dāng)一個或多個所述溫度可控加熱器1發(fā)出的溫度信號高于所述數(shù)據(jù) 處理控制單元中設(shè)定的預(yù)定值或42. 5°C時，將會報警提醒醫(yī)生或患者，或者當(dāng)溫度可控加 熱器或測溫傳感器出現(xiàn)故障時報警。如圖8所示，由于設(shè)有PID溫控系統(tǒng)，該PID控溫系統(tǒng)可以確保加熱器將腫瘤組織 加熱至預(yù)定值或42. 5°C，同時避免了加熱過程中溫度波動范圍大的現(xiàn)象，實現(xiàn)了精確控溫 的目的。該精確控溫腫瘤治療儀與傳統(tǒng)的熱療腫瘤治療儀相比，具有以下有益效果(1)本實用新型由于公開了一種精確控溫腫瘤治療儀，該精確控溫腫瘤治療儀可 以實現(xiàn)在理想的溫度下對腫瘤組織進(jìn)行充分殺滅，同時由于溫度可以精確控制從而也保證 不會傷及到正常人體生物組織。(2)本實用新型由于設(shè)有PID溫控電路單元，該PID控溫單元可以確保加熱器將腫 瘤組織加熱至預(yù)定值或42. 5°C，同時避免了加熱過程中溫度波動范圍大的現(xiàn)象，實現(xiàn)了精 確控溫的目的。(3)本實用新型由于將溫度傳感器至于加熱器的內(nèi)部，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以使得溫 度傳感器更能真實的反應(yīng)加熱器的實時溫度，同時PtlOO鉬電阻作為溫度傳感器具有良好 穩(wěn)定的溫阻特性，因此可以實現(xiàn)精準(zhǔn)的加熱溫度控制。(4)本實用新型由于設(shè)有一報警單元，報警單元在精確控溫腫瘤治療儀工作時，對 各個溫度可控加熱器的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，進(jìn)一步保證了精確控溫腫瘤治療儀的使用 安全性。(5)本實用新型由于采用帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元，使得精確控溫腫 瘤治療儀工作參數(shù)(包括時間、溫度等)的設(shè)定及PID控制參數(shù)的調(diào)整，通過觸摸方式得以 完成。同時所有測溫傳感器和溫度可控加熱器的工作狀態(tài)，都在顯示屏上顯示，并且操作簡單、直觀。 上面結(jié)合附 圖對本實用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng) 改進(jìn)將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種精確控溫腫瘤治療儀，包括帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元、復(fù)數(shù)個A/D 轉(zhuǎn)換電路單元、PID溫控系統(tǒng)、復(fù)數(shù)個測溫傳感器(2)以及復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器(1)，其特 征在于所述復(fù)數(shù)個測溫傳感器(2)的輸出端分別通過一所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與帶有觸 摸屏的數(shù)據(jù)處理控制單元輸入端連接；復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器(1)的溫度測量輸出端分別 通過一所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與所述PID溫控系統(tǒng)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述精確控溫腫瘤治療儀，其特征在于所述PID溫控系統(tǒng)包括PID 溫控電路單元和多個固態(tài)繼電器，所述PID溫控電路單元的加熱輸出端通過所述固態(tài)繼電 器與每一所述溫度可控加熱器(1)的加熱電流輸入端連接；所述PID溫控電路單元的輸入 端通過所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與每一溫度可控加熱器(1)的溫度測量端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述精確控溫腫瘤治療儀，其特征在于所述帶有觸摸顯示屏 的數(shù)據(jù)處理控制單元與一報警單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述精確控溫腫瘤治療儀，其特征在于所述帶有觸摸顯示屏的數(shù) 據(jù)處理控制單元與所述PID溫控系統(tǒng)連接，用于設(shè)定和修改PID參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述精確控溫腫瘤治療儀，其特征在于所述測溫傳感器(2)包括 一鉬電阻(24)，所述鉬電阻(24)至少分別連接測溫傳感器正極導(dǎo)線(21)、測溫?zé)醾鞲衅鞴?作零線(22)以及測溫?zé)醾鞲衅髫?fù)極導(dǎo)線(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5任何一項所述精確控溫腫瘤治療儀，其特征在于所述溫 度可控加熱器(1)包括加熱器(11)和溫度傳感器(12)，所述溫度傳感器(12)置于加熱 器(11)內(nèi)部；所述加熱器(11)兩端分別與溫度可控加熱器(1)加熱電流輸入端的正極導(dǎo) 線(111)和負(fù)極導(dǎo)線(112)連接；所述溫度傳感器(12)包括一鉬電阻，所述鉬電阻至少分 別連接溫度傳感器正極導(dǎo)線(121)、溫度傳感器工作零線(122)以及溫度傳感器負(fù)極導(dǎo)線 (123)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述精確控溫腫瘤治療儀，其特征在于所述溫度可控加熱器(1) 包括加熱器(11)和溫度傳感器(12)，所述溫度傳感器(12)置于加熱器(11)內(nèi)部；所述加 熱器(11)兩端分別與溫度可控加熱器⑴加熱電流輸入端的正極導(dǎo)線(111)和負(fù)極導(dǎo)線 (112)連接；所述溫度傳感器(12)包括一鉬電阻，所述鉬電阻至少分別連接溫度傳感器正 極導(dǎo)線(121)、溫度傳感器工作零線(122)以及溫度傳感器負(fù)極導(dǎo)線(123)。
專利摘要本實用新型涉及一種精確控溫腫瘤治療儀，包括帶有觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)處理控制單元、復(fù)數(shù)個A/D轉(zhuǎn)換電路單元、PID溫控系統(tǒng)、復(fù)數(shù)個測溫傳感器(2)以及復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器(1)，所述復(fù)數(shù)個測溫傳感器(2)的輸出端分別通過一所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與帶有觸摸屏的數(shù)據(jù)處理控制單元輸入端連接；復(fù)數(shù)個溫度可控加熱器(1)的溫度測量輸出端分別通過一所述A/D轉(zhuǎn)換電路單元與所述PI D溫控系統(tǒng)輸入端連接。本實用新型由于公開了一種精確控溫腫瘤治療儀，該精確控溫腫瘤治療儀可以實現(xiàn)在理想的溫度下對腫瘤組織進(jìn)行充分殺滅。同時由于加熱溫度可以精確控制，從而也保證不會傷及到正常人體生物組織。
文檔編號A61F7/12GK201855332SQ201020598649
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者琚力強, 韓俊江 申請人:琚力強, 韓俊江