專利名稱：腫瘤磁熱療治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交變磁場(chǎng)頻率為10-1000kHz、場(chǎng)強(qiáng)為1-200kA/m的腫瘤磁熱療治療儀。
背景技術(shù)：
目前臨床上應(yīng)用的電磁波加熱腫瘤熱療治療儀是采用較高頻率(如13.56-2450MHz)電磁波的射頻熱療治療儀、微波熱療治療儀等，由于頻率大于10MHz的電磁波具有加熱正常組織和組織穿透性差等特性，上述熱療治療儀的應(yīng)用存在腫瘤加熱不均勻、易損傷正常組織及加熱組織和部位受限制等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種交變磁場(chǎng)頻率為10-1000kHz、場(chǎng)強(qiáng)為1-200kA/m的腫瘤磁熱療治療儀。腫瘤磁熱療是一種利用導(dǎo)入體內(nèi)腫瘤部位的磁性材料在體外交變磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的磁滯生熱效應(yīng)加熱腫瘤，選擇性殺滅腫瘤細(xì)胞，治療腫瘤的熱療新方法。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，由于磁熱療中磁性材料可以通過埋植、注射、介導(dǎo)及主、被動(dòng)靶向等方式導(dǎo)入腫瘤，并且采用1000kHz以下較低頻率的交變磁場(chǎng)用于治療，它具有磁場(chǎng)穿透性好、不損傷正常組織、可以安全有效地治療任何部位與體積的腫瘤，并且腫瘤加熱具有精確定位性或靶向性、腫瘤內(nèi)溫度均勻性等技術(shù)特色，是一種安全有效的腫瘤熱療新方法。
本實(shí)用新型腫瘤磁熱療治療儀利用電磁感應(yīng)線圈的交變磁場(chǎng)與導(dǎo)入人體腫瘤部位的磁性材料相互作用產(chǎn)生的磁滯生熱效應(yīng)使腫瘤組織達(dá)到40.5-45℃及45℃以上治療腫瘤。本實(shí)用新型適用于鐵磁性、亞鐵磁性和超順磁性的納米粉、微米粉體及絲狀、棒狀等各種磁性材料以埋植、注射、介導(dǎo)及主被動(dòng)靶向等方式導(dǎo)入腫瘤的腫瘤磁熱療。
本實(shí)用新型腫瘤磁熱療治療儀主要由中央操作控制器、交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、電磁感應(yīng)線圈、治療床、水冷卻裝置、影像檢測(cè)器、溫度測(cè)控裝置、輔助設(shè)備、打印機(jī)、操作臺(tái)、停電保護(hù)裝置等部分組成。
中央操作控制器與操作臺(tái)、打印機(jī)、電源、交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、監(jiān)視器、水冷卻裝置、溫度測(cè)控裝置、影像檢測(cè)器、治療床以及輔助設(shè)備用連接線相連，電磁感應(yīng)線圈與交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置用導(dǎo)線相連并與水冷卻裝置用水管相連，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置與水冷卻裝置用水管相連，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、電磁感應(yīng)線圈、溫度測(cè)控裝置、影像檢測(cè)器、監(jiān)視器裝備在治療床上，顯示器和打印機(jī)放置在操作臺(tái)上，操作臺(tái)、中央操作控制器、電源、水冷卻裝置以及輔助設(shè)備配置在治療床周圍或一側(cè)。
中央操作控制器由微處理器、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、可編程邏輯控制器、電位器、繼電器、開關(guān)以及治療、診斷和控制軟件等軟硬件組成，用于自動(dòng)處理、調(diào)整、控制溫度數(shù)據(jù)與電磁感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)頻率、強(qiáng)度，具有建立病人診斷、治療數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)器等功能，同時(shí)顯示各裝置工作狀態(tài)與故障報(bào)警等。
交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置由晶閘交流調(diào)壓器、整流變壓器、電子管振蕩器或半導(dǎo)體器件頻率發(fā)生器、冷卻水管件等器件組成，具有發(fā)生、控制與調(diào)整頻率為10-1000kHz和電流量的交變電流，并能使與其相連的電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度為1-200kA/m的交變磁場(chǎng)的功能。
電磁感應(yīng)線圈是空心銅管或其它空心導(dǎo)線繞成的線圈以及配備冷卻系統(tǒng)的各種導(dǎo)體制成的線圈。
治療床具有外殼由工程塑料或銅骨架與工程塑料組成，外殼內(nèi)裝置有電機(jī)、變速器、傳動(dòng)器，具有進(jìn)退、升降、旋轉(zhuǎn)、停止精確平穩(wěn)、安全可靠、外觀美觀等功能，同時(shí)治療床上配置有電磁感應(yīng)線圈，具有送進(jìn)、退回、旋轉(zhuǎn)等功能，以便適用人體不同部位與不同磁感應(yīng)加熱法的治療需要。
水冷卻裝置由水箱、水泵或自來水、水泵與電磁感應(yīng)線圈及交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置配置的冷卻水管路組成，并且配備調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警、保護(hù)裝置，通過控制冷卻水壓和水流量防止電磁感應(yīng)線圈過熱，保護(hù)交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置。
影像檢測(cè)器由磁共振成像裝置、X線CT裝置及超聲成像儀等腫瘤檢測(cè)儀組成，用于觀測(cè)治療前后瘤體形狀、尺寸、療效以及熱療生物學(xué)研究。
溫度測(cè)控裝置由有損溫度傳感器，采用光纖溫度傳感器、高阻導(dǎo)線熱敏電阻等，或無損溫度裝置，采用磁共振成像裝置、超聲成像儀及X線CT裝置、微波CT、微波輻射計(jì)等]測(cè)定腫瘤溫度，并將所測(cè)溫度信號(hào)傳遞給中央操作控制器與顯視器，通過自動(dòng)操作軟件或操作臺(tái)人工操作調(diào)整、控制電磁感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度、頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，使治療過程中治療溫度準(zhǔn)確、穩(wěn)定、有效、安全和可靠。
輔助裝置屬于選配裝置，可以選配身體檢測(cè)裝置及輔助治療裝置等。
操作臺(tái)由可編程邏輯控制器、電位器、繼電器及開關(guān)等多種電子器件組成，用于開機(jī)、關(guān)機(jī)以及手動(dòng)或程控操作調(diào)整交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置和電磁感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)頻率和強(qiáng)度、電磁感應(yīng)線圈的位置、水冷卻裝置的水壓、流量和溫度，操作溫度測(cè)控裝置、影像檢測(cè)器、輔助裝置、監(jiān)視器、治療床運(yùn)動(dòng)與打印機(jī)等部分的運(yùn)行，同時(shí)對(duì)講機(jī)建立與治療病人的實(shí)時(shí)溝通，根據(jù)病人的具體情況對(duì)治療進(jìn)行輔助性調(diào)整，同時(shí)可以顯示各部分的工作狀態(tài)與故障報(bào)警等。
停電保護(hù)裝置在突然停電時(shí)，備用電源自動(dòng)啟動(dòng)，保障水冷卻系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行1小時(shí)以上，并且中央操作控制器自動(dòng)保存治療信息、設(shè)備其它功能自動(dòng)恢復(fù)停止?fàn)顟B(tài)、治療床退回原位。
本實(shí)用新型特點(diǎn)本實(shí)用新型腫瘤磁熱療治療儀利用電磁感應(yīng)線圈的交變磁場(chǎng)與導(dǎo)入人體腫瘤部位的磁性材料相互作用產(chǎn)生的磁滯生熱效應(yīng)使腫瘤組織達(dá)到40.5-45℃及45℃以上治療腫瘤。本發(fā)明適用于鐵磁性、亞鐵磁性和超順磁性的納米、微米粉體及絲狀、棒狀等各種磁性材料以埋植、注射、介導(dǎo)及主被動(dòng)靶向等方式導(dǎo)入腫瘤的腫瘤磁熱療。
腫瘤磁熱療是一種利用導(dǎo)入體內(nèi)腫瘤部位的磁性材料在體外交變磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的磁滯生熱效應(yīng)加熱腫瘤，利用腫瘤細(xì)胞耐熱性差選擇性殺滅腫瘤細(xì)胞，治療腫瘤的熱療新方法。腫瘤磁熱療治療儀使用時(shí)，將病灶部位已經(jīng)導(dǎo)入磁性材料的病人的病灶部位通過治療床的移動(dòng)裝置移至電磁感應(yīng)線圈旁或電磁感應(yīng)線圈中間，啟動(dòng)已經(jīng)預(yù)熱的治療儀中交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置，使電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生治療需要的交變磁場(chǎng)并對(duì)病灶進(jìn)行磁熱療治療，經(jīng)過一定治療時(shí)間后關(guān)閉交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置，結(jié)束治療，30分鐘以后關(guān)閉治療儀。由于磁熱療中磁性材料可以通過埋植、注射、介導(dǎo)及主被動(dòng)靶向等方式導(dǎo)入腫瘤，并且采用1000kHz以下較低頻率的交變磁場(chǎng)用于治療，它具有磁場(chǎng)穿透性好、不損傷正常組織、可以安全有效地治療任何部位與體積的腫瘤，并且腫瘤加熱具有精確定位性或靶向性、腫瘤內(nèi)溫度均勻性等技術(shù)特色，是一種安全有效的腫瘤熱療新方法。


以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是腫瘤磁熱療治療儀基本結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是腫瘤磁熱療治療儀的平面示意圖。
圖3是腫瘤磁熱療治療儀的平面示意圖的A向視示意圖。
圖4是腫瘤磁熱療治療儀的平面示意圖的B向視示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1-4，本實(shí)用新型腫瘤磁熱療治療儀主要由中央操作控制器、交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置7、電磁感應(yīng)線圈8、治療床1、水冷卻裝置6、影像檢測(cè)器10、溫度測(cè)控裝置11、輔助設(shè)備5、打印機(jī)12、操作臺(tái)13、電源和停電保護(hù)裝置4等部分組成。
中央操作控制器2由微處理器、顯示器14、鍵盤、鼠標(biāo)、可編程邏輯控制器、電位器、繼電器、開關(guān)以及治療、診斷和控制軟件等軟硬件組成，用于自動(dòng)處理、調(diào)整、控制溫度數(shù)據(jù)與電磁感應(yīng)線圈8的磁場(chǎng)頻率、強(qiáng)度，具有建立病人診斷、治療數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)器等功能，同時(shí)顯示各裝置工作狀態(tài)與故障報(bào)警等。
交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置7由晶閘交流調(diào)壓器、整流變壓器、電子管振蕩器或半導(dǎo)體器件頻率發(fā)生器、冷卻水管件等器件組成，具有發(fā)生、控制與調(diào)整頻率為10-1000kHz和電流量的交變電流，并能使與其相連的電磁感應(yīng)線圈8產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度為1-200kA/m的交變磁場(chǎng)的功能。
電磁感應(yīng)線圈8是空心銅管或其它空心導(dǎo)線繞成的線圈以及配備冷卻裝置的各種導(dǎo)體制成的線圈。圖2、4中所示電磁感應(yīng)線圈是同心線圈，實(shí)際使用時(shí)治療機(jī)根據(jù)治療需要電磁感應(yīng)線圈采用餅狀電極、同軸線圈組或同心線圈三種不同磁感應(yīng)式加熱方式的電磁感應(yīng)線圈。
治療床1具有外殼9由工程塑料或銅骨架與工程塑料組成，外殼9內(nèi)裝置有電機(jī)、變速器、傳動(dòng)器，具有進(jìn)退、升降、旋轉(zhuǎn)、停止精確平穩(wěn)、安全可靠、外觀美觀等功能，同時(shí)治療床上配置有電磁感應(yīng)線圈8，具有送進(jìn)、退回、旋轉(zhuǎn)等功能，以便適用人體不同部位與不同磁感應(yīng)加熱法的治療需要。
水冷卻裝置6由水箱、水泵或自來水、水泵與電磁感應(yīng)線圈8及交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置7配置的冷卻水管路組成，并且配備調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警、保護(hù)裝置，通過控制冷卻水壓和水流量防止電磁感應(yīng)線圈8過熱，保護(hù)交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置7。
影像檢測(cè)器10由磁共振成像裝置、X線CT裝置及超聲成像儀等腫瘤檢測(cè)儀組成，用于觀測(cè)治療前后瘤體形狀、尺寸、療效以及熱療生物學(xué)研究。
溫度測(cè)控裝置11由有損溫度傳感器，如光纖溫度傳感器、高阻導(dǎo)線熱敏電阻等，或無損溫度裝置，如磁共振成像裝置、超聲成像儀及X線CT裝置、微波CT、微波輻射計(jì)等]測(cè)定腫瘤溫度，并將所測(cè)溫度信號(hào)傳遞給中央操作控制器與顯視器14，通過自動(dòng)操作軟件或操作臺(tái)人工操作調(diào)整、控制電磁感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度、頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，使治療過程中治療溫度準(zhǔn)確、穩(wěn)定、有效、安全和可靠。
輔助裝置5屬于選配裝置，可以選配身體檢測(cè)裝置及輔助治療裝置等。
操作臺(tái)13由可編程邏輯控制器、電位器、繼電器及開關(guān)等多種電子器件組成，用于手動(dòng)操作調(diào)整交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置7和電磁感應(yīng)線圈8的磁場(chǎng)頻率和強(qiáng)度、電磁感應(yīng)線圈8的位置、水冷卻裝置6的水壓、流量和溫度，操作溫度測(cè)控裝置、影像檢測(cè)器10、輔助裝置5、監(jiān)視器(攝象機(jī)、對(duì)講機(jī))3、治療床1運(yùn)動(dòng)與打印機(jī)12等部分的運(yùn)行，同時(shí)對(duì)講機(jī)建立與治療病人15的實(shí)時(shí)溝通，根據(jù)病人15的具體情況對(duì)治療進(jìn)行輔助性調(diào)整，同時(shí)可以顯示各部分的工作狀態(tài)與故障報(bào)警等。
停電保護(hù)裝4置在突然停電時(shí)，備用電源自動(dòng)啟動(dòng)，保障水冷卻系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行1小時(shí)以上，并且中央操作控制器2自動(dòng)保存治療信息、設(shè)備其它功能自動(dòng)恢復(fù)停止?fàn)顟B(tài)、治療床1退回原位。
實(shí)施例1取荷人結(jié)腸癌LS174T裸鼠16只，測(cè)定并計(jì)算腫瘤體積后，按腫瘤體積隨機(jī)分成兩組，第一組為對(duì)照組，每只裸鼠腫瘤部位注射純水0.1ml，第二組每只裸鼠注射0.1ml含有一定量納米磁粉的水劑，將第二組裸鼠置入上述腫瘤磁熱療治療儀的電磁感應(yīng)線圈中，在頻率為100KHz、場(chǎng)強(qiáng)為30KA/m的交變磁場(chǎng)下將腫瘤溫度加熱到42-43℃治療1小時(shí)，治療10天后處死上述裸鼠、分離腫瘤，稱取腫瘤重量。結(jié)果表明，第一組瘤重4.2±0.8g，第二組瘤重1.3±0.3g，治療組的抑瘤率為75％，P值小于0.01。同時(shí)，在治療后十天對(duì)第二組裸鼠進(jìn)行體重和不良反應(yīng)觀測(cè)，未見明顯異常，裸鼠處死后，取心、腦、脾、腎、腸、肝等重要器官做病理檢查，未見明顯異常。
實(shí)施例2取荷人結(jié)腸癌LS174T裸鼠16只，測(cè)定并計(jì)算腫瘤體積后，按腫瘤體積隨機(jī)分成兩組，第一組為對(duì)照組，每只裸鼠腫瘤部位注射純水0.2ml，第二組每只裸鼠注射0.2ml含有一定量納米磁粉的水劑，將第二組裸鼠置入上述腫瘤磁熱療治療儀的電磁感應(yīng)線圈中，在頻率為200KHz、場(chǎng)強(qiáng)為20KA/m的交變磁場(chǎng)下將腫瘤溫度加熱到42-43℃治療1小時(shí)，治療10天后處死上述裸鼠、分離腫瘤，稱取腫瘤重量。結(jié)果表明，第一組瘤重2.77±0.75g，第二組瘤重0.19±0.11g，治療組的抑瘤率為93％，P值小于0.01。同時(shí)，在治療后十天對(duì)第二組裸鼠進(jìn)行體重和不良反應(yīng)觀測(cè)，未見明顯異常，裸鼠處死后，取心、腦、脾、腎、腸、肝等重要器官做病理檢查，未見明顯異常。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明腫瘤磁熱療治療儀具有顯著有效治療腫瘤的功能，并且具有安全無毒副作用的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種腫瘤磁熱治療儀，其特征在于結(jié)構(gòu)包括中央操作控制器、交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、治療床和電磁感應(yīng)線圈、水冷卻裝置、影像檢測(cè)器、溫度測(cè)控裝置、輔助設(shè)備、打印機(jī)、操作臺(tái)、停電保護(hù)裝置；中央操作控制器與操作臺(tái)、打印機(jī)、電源、交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、監(jiān)視器、水冷卻裝置、溫度測(cè)控裝置、影像檢測(cè)器、治療床以及輔助設(shè)備用連接線相連，電磁感應(yīng)線圈與交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置用導(dǎo)線相連并與水冷卻裝置用水管相連，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置與水冷卻裝置用水管相連，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、電磁感應(yīng)線圈、溫度測(cè)控裝置、影像檢測(cè)器、監(jiān)視器裝備在治療床上，顯示器和打印機(jī)放置在操作臺(tái)上，操作臺(tái)、中央操作控制器、電源、水冷卻裝置以及輔助設(shè)備配置在治療床周圍或一側(cè)；中央操作控制器由微處理器、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、可編程邏輯控制器、電位器、繼電器、開關(guān)組成；交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置由晶閘交流調(diào)壓器、整流變壓器、電子管振蕩器或半導(dǎo)體器件發(fā)生器、冷卻水管件組成；治療床具有外殼由工程塑料或銅骨架與工程塑料組成，外殼內(nèi)裝置有電機(jī)、變速器、傳動(dòng)器、治療床上配置有電磁感應(yīng)線圈，電磁感應(yīng)線圈由空心銅管或其它空心導(dǎo)線繞成的線圈以及配備冷卻裝置的各種導(dǎo)體制成；水冷卻裝置由水箱、水泵、或自來水、水泵與電磁感應(yīng)線圈及交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置配備的冷卻水管路組成，并且配置水量和水壓調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警和保護(hù)裝置；影像檢測(cè)器具有磁共振成像裝置、或X線CT裝置、或超聲成像儀；溫度測(cè)量裝置由有損溫度傳感器，包括光纖溫度傳感器、高阻導(dǎo)線熱敏電阻，或無損溫度裝置，包括磁共振成像裝置、超聲成像儀、X線CT裝置、微波CT及微波輻射計(jì)；操作臺(tái)由可編程邏輯控制器、電位器、繼電器及開關(guān)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1述的腫瘤熱療治療儀，其特征在于輔助裝置屬于選配裝置，選配身體檢測(cè)裝置及輔助治療裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1述的腫瘤磁熱療治療儀，其特征在于停電保護(hù)裝置配置有停電電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1述的腫瘤磁熱療治療儀，其特征在于電磁感應(yīng)線圈采用餅狀電極、同軸線圈組或同心線圈三種不同磁感應(yīng)式加熱方式的電磁感應(yīng)線圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種交變磁場(chǎng)頻率為10－1000kHz、場(chǎng)強(qiáng)為1－200kA/m的腫瘤磁熱療治療儀。其特征在于結(jié)構(gòu)包括中央操作控制器、交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置、電磁感應(yīng)線圈、治療床、水冷卻裝置、影像檢測(cè)器、溫度測(cè)控裝置、輔助設(shè)備、打印機(jī)、操作臺(tái)、停電保護(hù)裝置；中央操作控制器包括微處理器、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、可編程邏輯控制器、電位器、繼電器、開關(guān)組成，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置由晶閘交流調(diào)壓器、整流變壓器、電子管振蕩器或半導(dǎo)體器件頻率發(fā)生器、冷卻水管件組成，具有發(fā)生、控制與調(diào)整頻率為10－1000kHz和電流量的交變電流，并能使與其相連的電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度為1－200kA/m的交變磁場(chǎng)。
文檔編號(hào)A61N2/00GK2691632SQ20032012014
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者朱宏 申請(qǐng)人:朱宏