醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，利用與生物體相近的體模進行測定，包括射頻源、輻射器、測溫儀、步進電機和控制處理器，輻射器與射頻源連接并照射體模，測溫儀設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器分布于體模內(nèi)并測量其溫度數(shù)據(jù)，測溫儀將溫度數(shù)據(jù)傳輸給控制處理器，步進電機連接溫度傳感器并帶動其在體模內(nèi)移動，控制處理器分別與射頻源、步進電機和測溫儀連接，控制處理器接收測溫儀傳送的溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)分析確定體模的電磁波吸收比值。本實用新型溫度傳感器的體積非常小，且測量精度高，很容易放置在體模內(nèi)；且通過控制處理器進行控制，操作簡單，成本低廉，耗時短，性能優(yōu)越。
【專利說明】醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種醫(yī)療器械，具體地說，涉及一種比吸收率測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱療就是利用人工的技術(shù)使得腫瘤內(nèi)溫度升高來達到治療目的的一種有效的治療方法，它是目前惡性腫瘤基本治療五大療法(外科手術(shù)、放射治療、化學(xué)藥物、生物治療以及熱療)之一。熱療因加溫技術(shù)和治療溫度的不同，可以單獨使用或者聯(lián)合放射治療和化學(xué)藥物治療。對腫瘤病灶的加熱方法以使用電磁波照射技術(shù)最為常用，臨床上熱療使用的是電磁輻射屬于非電離輻射，也就是說利用了電磁波輻射在人后產(chǎn)生的熱效應(yīng)，能量高的地方溫度就會高，反之也然。
[0003]由于人體各種器官均為有耗介質(zhì)，因此體內(nèi)電磁場將會產(chǎn)生電流，導(dǎo)致吸收和耗散電磁能量?？茖W(xué)上常用比吸收率(SAR, Specific Absorption Rate)來表示人體受電磁輻射后能量吸收的規(guī)律。SAR為單位質(zhì)量的人體組織所吸收或消耗的電磁功率，單位為W/kg (瓦/公斤)。在臨床應(yīng)用中，根據(jù)腫瘤病灶所在的不同部位，在實際治療中會使用不同的輻射器(電磁波輻射天線)。測定各種輻射器照射在人體后電磁能量分布的規(guī)律，是設(shè)計輻射器和使用輻射器最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，然而目前并沒有很好的技術(shù)應(yīng)用于此。
[0004]當前常用的方法是利用體模來進行SAR測定，通過SAR的分布特征來顯示該輻射器的特性。建立一個與生物體相近的實驗?zāi)Ｐ?即體模)，照射體模后，一是利用放置在體膜內(nèi)的電磁能量測量傳感器，直接讀出傳輸?shù)挠嵦栐趦x器上顯示的數(shù)據(jù)；二是利用溫度敏感的紅外線照相機或者溫度敏感液晶膜，通過不同顏色的變化來顯示溫度的差異，從而了解能量吸收分布的規(guī)律。上述測量方法耗時極長，且方法一由于輻射器離被照射物體很近，而電磁能量傳感器的體積很大，很難放置在體模內(nèi)；方法二由于溫度測量的精度較差，只是用于較粗的熱分布規(guī)律研究，離醫(yī)用的測定要求還有很大差距。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種耗時短、測量精度高的醫(yī)用電磁波能量比吸收率
測量裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，利用與生物體相近的體模進行測定，包括射頻源、輻射器、測溫儀、步進電機和控制處理器，所述輻射器與所述射頻源連接并照射所述體模，所述測溫儀設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器分布于所述體模內(nèi)并測量其溫度數(shù)據(jù)，所述測溫儀將所述溫度數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理器，所述步進電機連接所述溫度傳感器并帶動其在所述體模內(nèi)移動，所述控制處理器分別與所述射頻源、所述步進電機和所述測溫儀連接，所述控制處理器接收所述測溫儀傳送的所述溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)分析確定所述體模的電磁波吸收比值。
[0008]進一步，所述射頻源為固態(tài)射頻源。[0009]進一步，所述控制處理器控制所述射頻源輸出的功率參數(shù)。
[0010]進一步，所述射頻源輸出的功率參數(shù)包括其輸出功率大小、功率輸出的時間、功率輸出的時間間隔。
[0011]進一步，所述輻射器照射所述體模后，設(shè)定所述體模吸收的電磁波能量顯示為其溫度的上升。
[0012]進一步，所述控制處理器根據(jù)SAR=4.186xCx Δ T/t分析確定所述體模中某一點吸收的所述電磁波能量，其中，SAR的單位為W/Kg，4.186是焦耳熱常數(shù)，C是所述體模的比熱，Δ T是所述體模受照射前后溫度差值，t是照射的時間。
[0013]進一步，保持所述輻射器輻射的時間不變，SAR的變化為所述體模受照射前后的溫度變化的差值，即SAR= AT。
[0014]進一步，所述步進電機帶動所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)直線移動。
[0015]進一步，所述控制處理器控制所述步進電機帶動所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)移動的距離，并記錄所述溫度傳感器的坐標位置。
[0016]進一步，所述控制處理器為計算機。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型裝置精確度高，成本低廉，性能好，操作簡單，耗時短。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置作進一步說明。
[0020]請參閱圖1，本實用新型公開了一種醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，利用與生物體相近的體模100進行測定，所述醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置包括射頻源1、輻射器2、測溫儀3、步進電機4和控制處理器5。
[0021]所述射頻源I為固態(tài)射頻源,所述固態(tài)射頻源可以瞬時啟動,功率輸出穩(wěn)定,無需預(yù)熱。當然，本實用新型并不限于此，在其他實施例中，也可為其他射頻源。
[0022]所述輻射器2通過同軸電纜6與所述固態(tài)射頻源I連接，并照射所述體模100。本實施例中，所述輻射器2為熱療輻射器，當然，本實用新型并不限于此，在其他實施例中，也可為其他輻射器。
[0023]所述測溫儀3設(shè)有溫度傳感器31，所述溫度傳感器31分布設(shè)置于所述體模100內(nèi)，用于測量所述體模100的溫度數(shù)據(jù)。所述測溫儀3將所述體模100的所述溫度數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理器5。本實用新型中所述溫度傳感器31的體積非常小，且測量精度高，很容易放置在所述體模100內(nèi)。
[0024]所述步進電機4連接所述測溫儀3設(shè)置于所述體模100內(nèi)的所述溫度傳感器31，并帶動所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)直線移動。當然，本實用新型并不限于此，在其他實施例中，所述步進電機4也可帶動所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)以其他方式移動。[0025]所述控制處理器5分別與所述射頻源1、所述步進電機4和所述測溫儀3連接。所述控制處理器5控制所述射頻源I輸出的功率參數(shù)，包括所述射頻源I的輸出功率大小、功率輸出的時間、功率輸出的時間間隔。所述控制處理器5控制所述步進電機4帶動所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)移動的距離，并記錄所述溫度傳感器31的坐標位置信息。
[0026]所述控制處理器5接收所述測溫儀3傳送的所述溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)分析確定所述體模100的電磁波吸收比值。通過讀出放置在所述體膜100內(nèi)的所述溫度傳感器31測量的所述溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述體模100受所述輻射器2電磁波輻射前后溫度變化的規(guī)律，來確定所述體模100吸收電磁波能量的分布規(guī)律。本實施例中，所述控制處理器5為計算機，當然，本實用新型并不限于此，在其他實施例中，所述控制處理器5也可為其他。
[0027]本實用新型設(shè)定所述輻射器2照射所述體模100后，所述體模100吸收的電磁波能量顯示為所述體模100溫度的上升。所述體模100中某一點吸收的所述電磁波能量用以下公式表示
[0028]SAR=4.186xCx Δ T/t
[0029]其中，SAR的單位為W/Kg (瓦/公斤)，4.186是焦耳熱常數(shù)，C是所述體模100的比熱Λ T是所述體模100受照射前后溫度差值，t是照射的時間。
[0030]比熱容(specificheat capacity)又稱比熱容量，簡稱比熱(specific heat),是單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量，即是單位質(zhì)量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內(nèi)能。比熱容是表示物質(zhì)熱性質(zhì)的物理量，通常用符號C表示。
[0031]如果保持所述輻射器2輻射的時間t不變，由于比熱C在同一體模也是不變的，那么SAR的變化為所述體模100受照射前后的溫度變化的差值，即SAR= Δ T。使用本實用新型的所述醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置進行測量時，測量精度高，成本低廉，操作簡單。
[0032]本實用新型醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置工作過程如下:
[0033]首先，啟動所述射頻源1，所述輻射器2照射所述體模100，所述溫度傳感器31測量所述體模100的所述溫度數(shù)據(jù)，所述測溫儀3將所述溫度數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理器5，所述控制處理器5根據(jù)所述體模100的所述溫度數(shù)據(jù)確定所述體模100吸收電磁波能量的分布規(guī)律。
[0034]所述控制處理器5根據(jù)
[0035]SAR=4.186xCx Δ T/t
[0036]分析確定所述體模100中某一點吸收的所述電磁波能量，
[0037]其中，SAR的單位為W/Kg，4.186是焦耳熱常數(shù)，C是所述體模的比熱，Δ T是所述體模100受照射前后溫度差值，t是照射的時間。
[0038]保持所述輻射器2輻射的時間t不變，由于比熱C在同一體模也是不變的，那么SAR的變化為所述體模100受照射前后的溫度變化的差值，即SAR= Δ T。所述體模100中某一點受所述輻射器2電磁波照射前后的SAR的變化就是其溫度變化的差值。
[0039]接著，所述步進電機4帶動所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)直線移動，所述溫度傳感器31測量移動后的所述體模100的坐標位置的所述溫度數(shù)據(jù)，所述測溫儀3將所述溫度數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理器5，所述控制處理器5根據(jù)SAR=4.186xCx Δ T/t分析確定所述體模100中某一點吸收的所述電磁波能量。所述步進電機4帶動所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)不斷移動，重復(fù)上述過程，直至測量完成。
[0040]最終，所述控制處理器5根據(jù)所述溫度傳感器31測量的所述溫度數(shù)據(jù)制作圖表文件，以分析確定所述輻射器2照射在所述體模100后電磁能量分布的規(guī)律。
[0041]本實用新型的所述溫度傳感器31的體積非常小，且測量精度高，很容易放置在所述體模100內(nèi)；且通過所述控制處理器5進行控制，操作簡單，成本低廉，耗時短，性能優(yōu)越。
[0042]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例，應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實用新型構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，均應(yīng)該在由本權(quán)利要求書所確定的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，利用與生物體相近的體模進行測定，其特征在于:包括射頻源、輻射器、測溫儀、步進電機和控制處理器，所述輻射器與所述射頻源連接并照射所述體模，所述測溫儀設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器分布于所述體模內(nèi)并測量其溫度數(shù)據(jù)，所述測溫儀將所述溫度數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理器，所述步進電機連接所述溫度傳感器并帶動其在所述體模內(nèi)移動，所述控制處理器分別與所述射頻源、所述步進電機和所述測溫儀連接，所述控制處理器接收所述測溫儀傳送的所述溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)分析確定所述體模的電磁波吸收比值。
2.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述射頻源為固態(tài)射頻源。
3.如權(quán)利要求2所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述控制處理器控制所述射頻源輸出的功率參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述射頻源輸出的功率參數(shù)包括其輸出功率大小、功率輸出的時間、功率輸出的時間間隔。
5.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述輻射器照射所述體模后，設(shè)定所述體模吸收的電磁波能量顯示為其溫度的上升。
6.如權(quán)利要求5所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于: 所述控制處理器根據(jù)
SAR=4.186xCx Δ T/t 分析確定所述體模中某一點吸收的所述電磁波能量， 其中，SAR的單位為W/Kg，4.186是焦耳熱常數(shù)，C是所述體模的比熱，Δ T是所述體模受照射前后溫度差值，t是照射的時間。
7.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:保持所述輻射器輻射的時間不變，SAR的變化為所述體模受照射前后的溫度變化的差值，即SAR= Δ T0
8.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述步進電機帶動所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)直線移動。
9.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述控制處理器控制所述步進電機帶動所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)移動的距離，并記錄所述溫度傳感器的坐標位置。
10.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置，其特征在于:所述控制處理器為計算機。
【文檔編號】G01N22/00GK203443904SQ201320484953
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】邵汛帆, 鄭乃瑩, 莫志文, 鄧敬鋒 申請人:廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院