本發(fā)明涉及一種超聲溫熱治療系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于超聲無損測溫和溫度閉環(huán)的超聲溫熱治療控制系統(tǒng)及帶有該系統(tǒng)的超聲溫熱治療裝置。

背景技術：

現(xiàn)代腫瘤治療的主要方法是手術切除、放射以及化學療法，然而這些侵入式治療方法會給病人帶來一定程度上的痛苦。超聲熱療治療腫瘤由于其非侵入性治療的特點在逐漸得到臨床的廣泛應用。

當正常細胞溫度高于40℃時細胞停止生長，達到45℃時蛋白質開始變性，溫度再繼續(xù)升高，蛋白質將分解。瘤體內部血管先天不良，血流量往往只有鄰近組織的10％，熱量容易積累，在熱源作用下，腫瘤內部的細胞更容易被殺傷。而且腫瘤瘤細胞為乏氧細胞，它抵御射線的能力較強，但對熱殺傷敏感，溫度升高可抑制腫瘤細胞的呼吸，加重細胞缺氧，使腫瘤內部PH值下降，溶酶體隨之增多，活性增強，促使腫瘤細胞自我消化。研究表明，溫熱治療能促進細胞對藥物的攝取量，從而提高腫瘤內藥物濃度可見，熱療是繼放療、化療之后的又一治療惡性腫瘤的有效手段。

然而傳統(tǒng)的超聲溫熱療法在治療規(guī)劃以及治療過程中，測溫環(huán)節(jié)多采用微創(chuàng)測溫方法(例如直接在病灶區(qū)域內插入測溫針)進行實時監(jiān)測的閉環(huán)控制。這一方法對于治療過程存在一定的隱患，不僅治療過程可能需要反復插拔測溫設備來找到準確位置，造成創(chuàng)口，帶來感染風險，而且拔出測溫針的過程可能將腫瘤組織帶出，存在腫瘤復發(fā)的可能性，增加了再次治療的風險。

從目前常用的超聲測溫方式有透射和反射兩種模式。由于透射式的測溫技術是收發(fā)分體式的，使用不方便，且受生物體體積大小，體位等制約，精度不高，臨床應用不方便。近來超聲測溫方法多采用反射模式，根據(jù)特定的組織模型，對超聲的反射(散射)回波進行檢測，并進一步處理和分析有關特性參數(shù)，根據(jù)實驗建立起特性參數(shù)與組織溫度的關系，作為測溫的依據(jù)。而測溫范圍在37℃-45℃范圍內，超過45℃后，活體組織會變硬失活，蛋白質會發(fā)生不可逆壞死，從而失去超聲測溫必要條件。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種減小干擾影響、提高控制精度的基于超聲無損測溫和溫度閉環(huán)的超聲溫熱治療控制系統(tǒng)及帶有該系統(tǒng)的超聲溫熱治療裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種基于超聲無損測溫和溫度閉環(huán)的超聲溫熱治療控制系統(tǒng)，分別連接檢測超聲設備、治療超聲設備和水冷設備，實現(xiàn)治療、測溫的分時切換工作，該控制系統(tǒng)包括：

治療計劃設置模塊，用于接收治療計劃信息；

參數(shù)設備模塊，用于對檢測超聲設備和水冷設備的參數(shù)進行設置；

溫度檢測模塊，用于接收檢測超聲設備的溫度檢測反饋信號；

治療控制模塊，用于根據(jù)所述治療計劃信息和溫度檢測反饋信號控制治療超聲設備的停止；

冷卻控制模塊，用于根據(jù)所述溫度檢測反饋信號控制水冷設備的水冷速度和停止。

所述治療控制模塊包括：

第一溫度判定單元，判斷所述溫度檢測反饋信號是否超過第一預設值；

計劃判定單元，在第一溫度判定單元的判斷結果為否時響應，判斷所述治療計劃信息是否完成；

停止信號發(fā)送單元，在第一溫度判定單元的判斷結果為是時或計劃判定單元的判斷結果為是時響應，向檢測超聲設備、治療超聲設備和水冷設備發(fā)送停止信號。

所述第一預設值為43℃。

所述冷卻控制模塊包括：

第二溫度判定單元，判斷所述溫度檢測反饋信號是否超過第二預設值；

速度信號發(fā)送單元，在第二溫度判定單元的判斷結果為是時，向水冷設備發(fā)送水冷速度加大信號。

所述第二預設值為38℃。

該控制系統(tǒng)還包括：

顯示驅動模塊，用于接收所述治療計劃信息和溫度檢測反饋信號，并顯示于顯示設備。

一種帶有上述超聲溫熱治療控制系統(tǒng)的超聲溫熱治療裝置，包括所述超聲溫熱治療控制系統(tǒng)、檢測超聲設備、治療超聲設備和水冷設備，所述超聲溫熱治療控制系統(tǒng)分別連接檢測超聲設備、治療超聲設備和水冷設備。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)不需要通過在人體內部插入測溫針這種有創(chuàng)形式來得到治療區(qū)域內部溫度，直接通過超聲無創(chuàng)測溫，得到治療區(qū)域的空間溫度分布，較少感染風險。

(2)本發(fā)明對治療和測溫過程進行控制，實現(xiàn)治療與檢測超聲分時快速切換工作，減少治療超聲對檢測超聲的干擾影響，減小誤差，保證測溫反饋的實時性與準確性，控制精度高。

(3)本發(fā)明采用非侵入式超聲閉環(huán)控制方法，實時反饋病灶及皮膚溫度并及時給予反饋，對治療超聲的輸出功率和水冷設備工作情況進行控制，不僅保證治療的安全，同時確保檢測區(qū)域溫度一直處于超聲無損測溫的有效范圍內。

(4)溫熱治療的同時可進行輔助熱敏藥物釋放，增強療效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制流程示意圖；

圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)的應用示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本實施例提供一種基于超聲無損測溫和溫度閉環(huán)的超聲溫熱治療控制系統(tǒng)1，分別連接檢測超聲設備2、治療超聲設備3和水冷設備4，實現(xiàn)治療、測溫的分時切換工作，該控制系統(tǒng)1包括治療計劃設置模塊101、參數(shù)設備模塊102、溫度檢測模塊103、治療控制模塊104和冷卻控制模塊105，其中，治療計劃設置模塊101用于設置、接收治療計劃信息，參數(shù)設備模塊102用于對檢測超聲設備和水冷設備的參數(shù)進行設置，溫度檢測模塊103用于接收檢測超聲設備的溫度檢測反饋信號，治療控制模塊104用于根據(jù)治療計劃信息和溫度檢測反饋信號控制治療超聲設備的停止，冷卻控制模塊105用于根據(jù)溫度檢測反饋信號控制水冷設備的水冷速度和停止。溫度檢測模塊103將治療區(qū)域以及表皮的溫度信息反饋給治療控制模塊104和冷卻控制模塊105，治療控制模塊104和冷卻控制模塊105進行相應的溫度控制，如控制開關超聲治療設備或改變水冷設備的工作模式等。水冷設備緊貼治療處外部皮膚，用于降低皮膚表面溫度和治療處溫度，防止其溫度過高，可通過控制冷卻水的循環(huán)速度來改變冷卻效果。

該系統(tǒng)控制過程采用超聲無損測溫取代微創(chuàng)測溫的閉環(huán)反饋實時監(jiān)測控制治療的方法進行腫瘤的溫熱治療。通過在線的溫度反饋控制方法控制治療超聲的輸出功率，使得監(jiān)控區(qū)域溫度在45度以下，不僅避開超聲測溫的不精準區(qū)域，同時能夠達到溫熱治療的效果。

治療控制模塊104包括第一溫度判定單元、計劃判定單元、和停止信號發(fā)送單元，第一溫度判定單元判斷溫度檢測反饋信號是否超過第一預設值；計劃判定單元在第一溫度判定單元的判斷結果為否時響應，判斷治療計劃信息是否完成；停止信號發(fā)送單元在第一溫度判定單元的判斷結果為是時或計劃判定單元的判斷結果為是時響應，向檢測超聲設備、治療超聲設備和水冷設備發(fā)送停止信號。本實施例中，第一預設值為43℃。

冷卻控制模塊105包括第二溫度判定單元和速度信號發(fā)送單元，第二溫度判定單元判斷溫度檢測反饋信號是否超過第二預設值；速度信號發(fā)送單元在第二溫度判定單元的判斷結果為是時，向水冷設備發(fā)送水冷速度加大信號。本實施例中，第二預設值為38℃。

該控制系統(tǒng)1還包括顯示驅動模塊106，用于接收治療計劃信息和溫度檢測反饋信號，并顯示于顯示設備5。

該控制系統(tǒng)控制過程中，治療超聲設備3可伴隨輔助熱敏藥物釋放，增強療效。

將上述控制系統(tǒng)應用于超聲溫熱治療過程中，形成帶有所述超聲溫熱治療控制系統(tǒng)的超聲溫熱治療裝置，其結構如圖3所示，其控制過程如圖2所示，具體為：

在步驟401中，治療超聲設備、檢測超聲設備、水冷設備以及控制系統(tǒng)開機并進行自檢準備下一步驟402、403、404；

在步驟402中，通過控制系統(tǒng)針對病人情況對超聲治療設備進行治療計劃的設置，然后執(zhí)行步驟405；

在步驟403中，通過控制系統(tǒng)設置檢測超聲參數(shù)，檢測超聲開始工作執(zhí)行步驟406；

在步驟404中，通過控制系統(tǒng)設置水冷設備參數(shù)，然后執(zhí)行步驟407；

在步驟405中，開始執(zhí)行治療計劃治療，治療過程中，控制系統(tǒng)接收步驟406中進行的超聲溫度檢測反饋，執(zhí)行步驟409；

在步驟406中，檢測超聲設備實時執(zhí)行病灶與表皮溫度的檢測并反饋給控制系統(tǒng)，知道治療完成；

在步驟407中，開始執(zhí)行水冷設備循環(huán)，治療過程中，控制系統(tǒng)接收步驟406中進行的超聲溫度檢測反饋，執(zhí)行步驟410；

在步驟408中，治療超聲停止加熱工作，返回步驟409；

在步驟409中，判斷是否超過預設值43℃，如果超過則執(zhí)行步驟408，如果不超過則執(zhí)行步驟412；

在步驟410中，判斷是否超過預設值38℃，如果超過則執(zhí)行步驟411，如果不超過則執(zhí)行步驟413；

在步驟411中，加快水冷速度，返回步驟410；

在步驟412中，判斷整體治療計劃是是否完成，如果沒有完成則執(zhí)行步驟409，如果完成則停止所有進程；

在步驟413中，判斷整體治療計劃是是否完成，如果沒有完成則執(zhí)行步驟410，如果完成則停止所有進程。