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(shí)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(jìn)行測定，包括射頻源、輻射器、測溫儀、步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)連接溫度傳感器并帶動(dòng)其在體模內(nèi)移動(dòng)，控制處理器分別與射頻源、步進(jìn)電機(jī)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(shí)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(jìn)行控制，操作簡單，成本低廉，耗時(shí)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(shí)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(dá)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(dú)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(huì)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(huì)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(shí)際治療中會(huì)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(jì)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(dāng)前常用的方法是利用體模來進(jìn)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(gè)與生物體相近的實(shí)驗(yàn)?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(jī)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(shí)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(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種耗時(shí)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)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(jìn)行測定，包括射頻源、輻射器、測溫儀、步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)連接所述溫度傳感器并帶動(dòng)其在所述體模內(nèi)移動(dòng)，所述控制處理器分別與所述射頻源、所述步進(jìn)電機(jī)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(jìn)一步，所述射頻源為固態(tài)射頻源。[0009]進(jìn)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(jìn)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(shí)間、功率輸出的時(shí)間間隔。
[0011]進(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(shí)間。
[0013]進(jìn)一步，保持所述輻射器輻射的時(shí)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(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)直線移動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步，所述控制處理器控制所述步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)移動(dòng)的距離，并記錄所述溫度傳感器的坐標(biāo)位置。
[0016]進(jìn)一步，所述控制處理器為計(jì)算機(jī)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型裝置精確度高，成本低廉，性能好，操作簡單，耗時(shí)短。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置作進(jìn)一步說明。
[0020]請參閱圖1，本實(shí)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(jìn)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(jìn)電機(jī)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(shí)啟動(dòng),功率輸出穩(wěn)定,無需預(yù)熱。當(dāng)然，本實(shí)用新型并不限于此，在其他實(shí)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(shí)施例中，所述輻射器2為熱療輻射器，當(dāng)然，本實(shí)用新型并不限于此，在其他實(shí)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(shí)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(jìn)電機(jī)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(dòng)所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)直線移動(dòng)。當(dāng)然，本實(shí)用新型并不限于此，在其他實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)4也可帶動(dòng)所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)以其他方式移動(dòng)。[0025]所述控制處理器5分別與所述射頻源1、所述步進(jìn)電機(jī)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(shí)間、功率輸出的時(shí)間間隔。所述控制處理器5控制所述步進(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)移動(dòng)的距離，并記錄所述溫度傳感器31的坐標(biāo)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(shí)施例中，所述控制處理器5為計(jì)算機(jī)，當(dāng)然，本實(shí)用新型并不限于此，在其他實(shí)施例中，所述控制處理器5也可為其他。
[0027]本實(shí)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)用新型的所述醫(yī)用電磁波能量比吸收率測量裝置進(jìn)行測量時(shí)，測量精度高，成本低廉，操作簡單。
[0032]本實(shí)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(dòng)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(diǎn)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(shí)間。
[0038]保持所述輻射器2輻射的時(shí)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(diǎn)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(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)直線移動(dòng)，所述溫度傳感器31測量移動(dòng)后的所述體模100的坐標(biāo)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(diǎn)吸收的所述電磁波能量。所述步進(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)所述溫度傳感器31在所述體模100內(nèi)不斷移動(dòng)，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(shí)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(jìn)行控制，操作簡單，成本低廉，耗時(shí)短，性能優(yōu)越。
[0042]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(hù)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(jìn)行測定，其特征在于:包括射頻源、輻射器、測溫儀、步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)連接所述溫度傳感器并帶動(dòng)其在所述體模內(nèi)移動(dòng)，所述控制處理器分別與所述射頻源、所述步進(jìn)電機(jī)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(shí)間、功率輸出的時(shí)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)直線移動(dòng)。
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(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述溫度傳感器在所述體模內(nèi)移動(dòng)的距離，并記錄所述溫度傳感器的坐標(biāo)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(jì)算機(jī)。
【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