本發(fā)明涉及一種針對(duì)前列腺冷凍消融術(shù)中電加熱尿道保溫裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

前列腺癌是世界上男性中被診斷出最多的一種惡性腫瘤。大約六分之一的男性會(huì)得這種疾病。很多治療方法都被用于治療前列腺癌，如外科切除手術(shù)，化療放療等。如今消融治療，尤以冷凍消融（Targeted Cryoablation of Prostate Cancer，TCAP）通過(guò)低溫器械，有控制地使病灶組織經(jīng)歷降溫、凍結(jié)、復(fù)溫過(guò)程，從而造成腫瘤細(xì)胞的不可逆損傷甚至壞死，因其具有定位精確、止血鎮(zhèn)痛、術(shù)后并發(fā)癥少、安全性高，對(duì)健康組織傷害小等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大醫(yī)生與患者的好評(píng)與青睞。

盡管TCAP是一種微創(chuàng)技術(shù)，報(bào)道中提及有17%左右的病人在經(jīng)過(guò)前列腺冷凍消融術(shù)后，會(huì)引起有關(guān)尿失禁、性功能障礙、尿道直腸瘺等并發(fā)癥，而冷凍壞死組織脫落后易引起急性或遲發(fā)性下尿路梗阻。近年來(lái)，很多研究都致力于研發(fā)熱保護(hù)裝置來(lái)限制冷凍消融對(duì)周圍組織的低溫傷害，同時(shí)隨著尿道溫?zé)嵫h(huán)、測(cè)溫探針等保護(hù)裝置、影像監(jiān)測(cè)、冷媒技術(shù)發(fā)展進(jìn)步、操作技術(shù)成熟而發(fā)生了很大變化。臨床數(shù)據(jù)表明，尿道直腸瘺的概率降低到了0.4%，尿失禁也降低到了3.1%，因此尿道保溫措施是前列腺靶冷凍消融手術(shù)保護(hù)尿道及其泌尿功能必要手段；雖然尿道保溫裝置保護(hù)了尿道，但可能會(huì)有周圍環(huán)狀殘存癌組織，增加了癌癥復(fù)發(fā)概率，Perrotte等的研究也證明了這一點(diǎn)，所以，目前不能取代全腺體冷凍治療方法?？焖佟⒕_地提供尿道保溫功能，保護(hù)尿道組織同時(shí)又盡量小的因素影響有效的冷凍邊界是尿道保溫的關(guān)鍵技術(shù)難題。

目前國(guó)內(nèi)TCAP手術(shù)中，醫(yī)生雙層管熱水換熱器或者普通的電加熱裝置，加熱熱源至37^oC左右，在手術(shù)中始終維持這個(gè)溫度，不加以控制，雖然保護(hù)了尿道的正常功能，但也降低了冷凍消融在尿道周圍腫瘤組織中的低溫殺傷力。

經(jīng)檢索現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于用于前列腺冷凍消融手術(shù)測(cè)溫保溫方面，上海交通大學(xué)在2007年申請(qǐng)中國(guó)專利“CN200710036336.3前列腺消融用尿道溫度多點(diǎn)監(jiān)控導(dǎo)管”，及上海導(dǎo)向醫(yī)療系統(tǒng)有限公司在2016年申請(qǐng)的中國(guó)專利“CN201510553498.9一種前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫裝置”，這些專利主要是用于尿道前列腺段內(nèi)壁溫度的多點(diǎn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)尿道進(jìn)行加熱保溫和對(duì)正常導(dǎo)尿管的改造，但并沒(méi)有對(duì)加熱裝置有所控制。

目前市場(chǎng)上還沒(méi)有一款有效的加熱保溫裝置能夠很好地解決冷凍消融手術(shù)后癌癥復(fù)發(fā)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有前列腺癌冷凍手術(shù)過(guò)程中，尿道保溫裝置雖減小對(duì)尿道的傷害，但也增加了術(shù)后癌癥復(fù)發(fā)率這情況，提供一種智能程序的控制其加熱行為的前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫控制裝置及方法，從而控制尿道周圍消融區(qū)的大小，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便易用，針對(duì)腫瘤的冷凍消融術(shù)提供不同的控制方法。能夠測(cè)量尿道壁上的真實(shí)溫度，同時(shí)能夠及時(shí)對(duì)信息給予反饋，實(shí)現(xiàn)智能程序控制加熱啟動(dòng)溫度和升溫，且電加熱絲和熱電偶溫度感應(yīng)器皆置于保溫管內(nèi)，最大程度地降低患者在治療過(guò)程中的不便與痛苦。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的采用的技術(shù)方案是：一種前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫控制裝置，包括電加熱尿道保溫管、熱電偶、電加熱絲、溫度開(kāi)關(guān)、PID溫控儀、人機(jī)界面、交流電源、直流電源，所述電加熱絲和熱電偶編織于電加熱尿道保溫管內(nèi)的導(dǎo)尿管上，內(nèi)置的電加熱絲和熱電偶在電加熱尿道保溫管內(nèi)腔引出，與PID溫控儀連接，反饋于人機(jī)界面上，用于實(shí)時(shí)顯示溫度；所述PID溫控儀、溫度開(kāi)關(guān)和熱電偶共同組成控制電路，用于控制電加熱尿道保溫管中的加熱、加熱溫度、加熱時(shí)間；所述熱電偶采集得到的溫度信號(hào)處理后與溫度開(kāi)關(guān)的設(shè)定溫度比較，用于控制保溫裝置內(nèi)電加熱絲上的電流流通與否，同時(shí)熱電偶采集得到的信號(hào)與PID溫控儀內(nèi)的設(shè)定溫度比較，防止尿道壁上的溫度過(guò)高，通過(guò)PID溫控儀自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱電壓而達(dá)到精確、可控地加熱；熱電偶與PID溫控儀處理成溫度信號(hào)與溫度開(kāi)關(guān)的設(shè)定溫度比較，從而判定電流的流通與否；所述熱電偶采集到的溫度信號(hào)、溫度開(kāi)關(guān)有設(shè)定溫度、以及PID溫控儀的設(shè)定溫度、電壓、加熱時(shí)間參數(shù)顯示于人機(jī)界面上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)組織的溫度。

所述人機(jī)界面直接與交流電源相連，所述PID溫控儀和電加熱尿道保溫管的電流經(jīng)轉(zhuǎn)換成為直流電源后與人機(jī)界面相連。

所述電加熱絲3分段螺旋排布在尿道保溫管1壁內(nèi)，滿足分段選擇性地加熱而保護(hù)尿道的要求，所述熱電偶2編織于硅膠涂層內(nèi)的電加熱絲3外部的中央處附近或者外置三根，用于精確測(cè)量溫度。

所述的熱電偶為銅-康銅熱電偶，銅絲與康銅絲分別被絕緣漆包裹，測(cè)溫范圍為-200～100℃，內(nèi)置熱電偶的外徑為0.1mm或外置熱電偶的外徑為0.5 mm，外置熱電偶外部以不銹鋼外管包覆，若熱電偶排布于硅膠涂層內(nèi)，則熱電偶測(cè)得的溫度，自動(dòng)修正得到管壁上的溫度。

一種應(yīng)用前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫控制裝置的控制方法，首先，在電加熱尿道保溫管上編織入三個(gè)熱電偶，熱電偶測(cè)溫點(diǎn)在同一直線上，間距為5或8 mm，標(biāo)記好熱電偶的位置，插入尿道后，按照冷刀插入的位置調(diào)整電加熱尿道保溫管的位置，使得熱電偶測(cè)溫點(diǎn)可以測(cè)得術(shù)中最低溫度；設(shè)定溫度開(kāi)關(guān)的加熱啟動(dòng)溫度，當(dāng)其中一個(gè)熱電偶測(cè)得溫度為溫度開(kāi)關(guān)設(shè)定的啟動(dòng)加熱溫度時(shí)候，啟動(dòng)加熱，設(shè)定PID溫控儀的控制溫度，當(dāng)溫度低于設(shè)定的控制溫度時(shí)，則加熱繼續(xù)；若溫度高于設(shè)定和控制溫度，則加熱停止，并且智能程序會(huì)根據(jù)尿道組織不同的位置對(duì)熱量需求不同而提供不同的加熱功率，確保其溫度在設(shè)定的控制范圍內(nèi)。

所述溫度開(kāi)關(guān)設(shè)定的加熱啟動(dòng)溫度為10 ^o -20^oC，PID溫控儀設(shè)定的控制溫度為37^o-43^oC，PID溫控儀和溫度開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)的時(shí)候，自動(dòng)完成設(shè)定的加熱任務(wù)，并且精確控制尿道壁上的溫度介于-20～43℃之間，使其不受熱損傷和低溫?fù)p傷。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明不僅能精確地測(cè)溫，且能根據(jù)需要進(jìn)行加熱，保護(hù)尿道組織，擴(kuò)大消融區(qū)，降低前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)后復(fù)發(fā)的幾率，同時(shí)最大程度保護(hù)患者正常的身體機(jī)能。

本發(fā)明在原有尿道保溫裝置實(shí)時(shí)測(cè)溫，智能控溫的功能的前提下，使之對(duì)消融區(qū)更精準(zhǔn)的控制，增大消融區(qū)，減小尿道保溫裝置對(duì)冷凍消融的影響，降低術(shù)后癌癥復(fù)發(fā)的概率，即在保護(hù)尿道組織的前提下獲取最大冷凍消融范圍。

本發(fā)明最大的優(yōu)勢(shì)在于，溫度開(kāi)關(guān)的接入，使得加熱行為得到更精準(zhǔn)的控制，保溫裝置對(duì)消融術(shù)的影響能夠極大程度上的減少，同時(shí)保溫裝置也能實(shí)時(shí)反饋溫度的變化，盡量降低病人的痛苦，減少并發(fā)癥，保護(hù)患者身體的機(jī)能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫控制裝置示意圖；

圖2是本發(fā)明的前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫控制裝置中熱電偶的放置位置及電阻絲和硅膠涂層示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1，2所示，本發(fā)明的前列腺腫瘤冷凍消融術(shù)中尿道保溫控制裝置，包括電加熱尿道保溫管1、熱電偶2、電加熱絲3、溫度開(kāi)關(guān)4、PID溫控儀5、人機(jī)界面6、電源7。電加熱絲3分段螺旋排布在尿道保溫管1壁內(nèi)，滿足分段選擇性地加熱而保護(hù)尿道的要求，熱電偶2編織于硅膠涂層內(nèi)的電加熱絲3外部的中央處附近或者外置三根，手術(shù)時(shí)按照管身上標(biāo)記，調(diào)節(jié)其位置，盡可能地監(jiān)測(cè)尿道組織的最低溫度，便于調(diào)節(jié)電壓對(duì)靶向區(qū)域進(jìn)行加熱保溫。內(nèi)置的電加熱絲3和熱電偶2在尿道保溫管1內(nèi)腔引出，與PID溫控儀5連接，反饋于人機(jī)界面6上，用于實(shí)時(shí)顯示溫度。PID溫控儀5、溫度開(kāi)關(guān)4和熱電偶2共同組成控制電路，用于控制電加熱尿道保溫管1中的加熱、加熱溫度、加熱時(shí)間；所述熱電偶2采集得到的溫度信號(hào)處理后與溫度開(kāi)關(guān)4的設(shè)定溫度比較，用于控制保溫裝置內(nèi)電加熱絲3上的電流流通與否，同時(shí)熱電偶2采集得到的信號(hào)與PID溫控儀5內(nèi)的設(shè)定溫度比較，防止尿道壁上的溫度過(guò)高，通過(guò)PID溫控儀5自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱電壓而達(dá)到精確、可控地加熱；熱電偶2與PID溫控儀5處理成溫度信號(hào)與溫度開(kāi)關(guān)4的設(shè)定溫度比較，從而判定電流的流通與否；所述熱電偶2采集到的溫度信號(hào)、溫度開(kāi)關(guān)4有設(shè)定溫度、以及PID溫控儀5的設(shè)定溫度、電壓、加熱時(shí)間參數(shù)顯示于人機(jī)界面6上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)組織的溫度。人機(jī)界面6直接與交流電源7相連，所述PID溫控儀5和電加熱尿道保溫管1的電流經(jīng)轉(zhuǎn)換成為直流電源8后與人機(jī)界面6相連。

實(shí)施例提供的利用尿道保溫控制裝置對(duì)尿道進(jìn)行加熱保溫的控制方式有6種，在此僅以三種方式給予簡(jiǎn)單說(shuō)明。

方式一：

在現(xiàn)用的尿道保溫管上編織入三個(gè)熱電偶，熱電偶測(cè)溫點(diǎn)在同一直線上，間距為5 mm，標(biāo)記好熱電偶的位置，插入尿道后，按照冷刀插入的位置調(diào)整保溫管的位置，使得熱電偶測(cè)溫點(diǎn)可以測(cè)得術(shù)中最低溫度，設(shè)定好溫度開(kāi)關(guān)為20^oC（熱電偶測(cè)得溫度經(jīng)校準(zhǔn)后得到的溫度，為管壁上的溫度），當(dāng)其中一個(gè)熱電偶測(cè)得溫度為20^oC的時(shí)候，啟動(dòng)加熱，設(shè)定PID溫度控制器的控制溫度為37^oC，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，則加熱繼續(xù)；若溫度高于設(shè)定溫度，則加熱停止，并且智能程序會(huì)根據(jù)尿道組織不同的位置對(duì)熱量需求不同而提供不同的加熱功率，確保其溫度在-20~37^oC之間。

方式二：

在現(xiàn)用的尿道保溫管上編織入三個(gè)熱電偶，熱電偶測(cè)溫點(diǎn)在同一直線上，間距為8 mm，標(biāo)記好熱電偶的位置，插入尿道后，按照冷刀插入的位置調(diào)整保溫管的位置，使得熱電偶測(cè)溫點(diǎn)可以測(cè)得術(shù)中最低溫度，設(shè)定好溫度開(kāi)關(guān)為10^oC（熱電偶測(cè)得溫度經(jīng)校準(zhǔn)后得到的溫度，為管壁上的溫度），當(dāng)其中一個(gè)熱電偶測(cè)得溫度為10^oC的時(shí)候，啟動(dòng)加熱，設(shè)定PID溫控儀的控制溫度為43^oC，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，則加熱繼續(xù)；若溫度高于設(shè)定溫度，則加熱停止，并且智能程序會(huì)根據(jù)尿道組織不同的位置對(duì)熱量需求不同而提供不同的加熱功率，確保其溫度在-20~43^oC之間。

方式三：

在現(xiàn)用的尿道保溫管外部置入三根熱電偶，熱電偶測(cè)溫點(diǎn)在同一直線上，間距為8 mm，插入尿道后，按照冷刀插入的位置調(diào)整保溫管的位置，使得熱電偶測(cè)溫點(diǎn)可以測(cè)得術(shù)中最低溫度，設(shè)定好溫度開(kāi)關(guān)為10^oC，當(dāng)其中一個(gè)熱電偶測(cè)得溫度為10^oC的時(shí)候，啟動(dòng)加熱，設(shè)定PID溫控儀的控制溫度為43^oC，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，則加熱繼續(xù)；若溫度高于設(shè)定溫度，則加熱停止，并且智能程序會(huì)根據(jù)尿道組織不同的位置對(duì)熱量需求不同而提供不同的加熱功率，確保其溫度在-20~43^oC之間。