專利名稱：一種微波全身熱療裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設備，進一步是指用于生物體某些疾病全身熱療的微波裝置。
背景技術：
一般微波體外熱療是把微波輻射器對準病灶以貼近的或遠離的方式進行持續(xù)加熱，通過微波的熱效應使照射部位的溫度升高，達到治療疾病的目的。由于微波輻射穿透生物體組織時能使活性細胞中的極性分子在微波電磁場中高速運動發(fā)生碰撞和摩擦產(chǎn)生熱量。以往的微波熱療裝置就是利用該原理使生物體局部溫度升高，并利用生物體內(nèi)病變組織與正常組織熱耐受的差異而治療疾病。如人類惡性腫瘤組織，由于其血管畸形、血流不暢等原因，在人體體溫39-41.5℃時腫瘤細胞開始凋亡，體溫達41.5-43℃時，腫瘤細胞迅速死亡。又如人類的某些微生物、寄生蟲等疾病，由于病原體對熱敏感，在對病變部位加溫時，微生物或寄生蟲會因熱致死，過去的微波熱療設備均只能用于局部熱療，對全身性疾病效率低或無效。如美國某公司生產(chǎn)的BSD-400型設備使用915MHZ頻率的微波，最大功率為400W，帶有粘接式輻射頭，輻射功率迅速衰減，患者體表燒傷嚴重而加溫深度僅3-4cm；湖南某公司生產(chǎn)的UHR-2000型熱療機，使用915MHZ微波頻率，最大功率達1.2KW，遠距離加溫，皮膚燒傷減少，加溫深度有所增加，但僅對局部腫瘤治療有一定效果。由于微波為球面輻射，因此一般微波熱療機的實際加溫面積只有輻射器口面積的40％以下。其他方式的局部熱療還有微波腔內(nèi)熱療、組織間熱療、射頻波局部熱療，以及近年來出現(xiàn)的超聲聚焦熱療，比如日本某公司的RF-8熱療機、美國某公司的BSD-2000型熱療機，吉林某公司的NRL-002型、深圳某公司的SR1000腫瘤射頻熱療機系統(tǒng)均屬射頻機類熱療設備，僅能作局部的區(qū)域熱療；重慶生產(chǎn)的JC型高強超聲聚焦腫瘤治療系統(tǒng)、北京生產(chǎn)的PIP-BYO型就是超聲聚焦熱療機，僅用于腫塊直徑2cm以內(nèi)的惡性腫瘤的治療。
為了解決全身熱療難題，美國某公司生產(chǎn)的TEMET1000型全身熱療機，設計人體血液通過體外加溫再輸入人體稱熱灌注，對惡性腫瘤取得了較好的治療效果，但副作用并發(fā)癥太多，治療價格太高不利于推廣。國內(nèi)深圳某公司生產(chǎn)的ET-SPACE的紅外太空倉也對惡性腫瘤的治療有一定促進作用，但它主要通過熱傳導加溫，需全身麻醉下將人體置入密閉的紅外線容積中4-6小時以上，由于是對皮膚加溫后通過熱傳導使全身溫度升高，其加溫誘導期長，很有可能導致病人皮膚燙傷，晚期癌癥病人的耐受力也成問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提出一種微波全身熱療裝置，可對生物體全軀干部位均勻加熱，由大面積、深部加溫，通過血液循環(huán)將熱量送達全身而起到全身熱療作用，同時可避免熱量對生物體表面的損傷。
本發(fā)明的技術解決方案是，所述微波全身熱療裝置包括控制用電子計算機及顯示器、控制電路、微波源、微波輻射器、微波聚束器、三維運動床、人體生命體征監(jiān)控裝置，其結(jié)構特點是，可準確采集體溫的人體生命體征監(jiān)控裝置的信號輸出端同所述電子計算機的相應信號輸入端口相連接，該電子計算機的I/O接口一路同所述三維運動床的驅(qū)動控制電路相連而另一路接至控制電路，所述控制電路的輸出端口接微波源的控制電路，微波輻射器的輸入口安裝所述微波源而其輸出口與微波聚束器相連接，所述微波輻射器安裝在一個使之離三維運動床上患者體表5-48cm距離可調(diào)節(jié)機構上。
以下做出進一步說明。
參見圖1，本發(fā)明包括控制用電子計算機6及顯示器8、控制電路1、微波源2、微波輻射器3、微波聚束器4、三維運動床7、人體生命體征監(jiān)控裝置5，其結(jié)構特點是，可準確采集體溫的人體生命體征監(jiān)控裝置5的信號輸出端同所述電子計算機6的相應信號輸出端口相連接，該電子計算機6的I/O接口一路同所述三維運動床7的驅(qū)動電路相連而另一路接至控制電路1，所述控制電路1的輸出端口接微波源2的控制電路，微波輻射器3的輸入口安裝所述微波源2而其輸出口與所述微波聚束器4相連接，所述微波輻射器3安裝在一個使之離三維運動床7上患者9體表5-48cm距離可調(diào)節(jié)機構上。
本發(fā)明的工作原理包括(1)微波脈沖波調(diào)制技術，使連續(xù)微波輻射變成間隙性微波輻射，增加微波對生物機體組織放透熱深度，而減少體表熱劑量，以防止皮膚熱損傷；(2)微波凸透聚束技術，利用微波在不同介質(zhì)的傳導折射原理，設計的聚四氟乙烯聚束裝置使微波能量增加2-20倍，解決生物體深部加熱難題；(3)生物組織熱損傷與熱劑量成正比的理論(單位時間×輻照強度＝熱劑量)，使用移動床體短時間高強度均勻加熱生物體軀干，加熱深部和皮下血液，使熱量均勻分布，達到全身熱療效果，而不損傷受微波輻射的體表皮膚。
由于人類惡性腫瘤、艾滋病、血吸蟲病等均為全身性疾病，只有用全身熱療的方式才能更有效的治療。因此，本發(fā)明能通過微波輻照生物體，使其全身體溫升高到有效治療溫度，如惡性腫瘤亞高溫全身熱療為39-41.5℃，標準全身熱療為41.6-43℃。
本發(fā)明的微波源2采用通用的微波發(fā)生器，輸出功率為0-3KW可調(diào)，輸出頻率范圍600MHZ-1500MHZ，本熱療系統(tǒng)采用的是915MHZ或433MHZ。
微波輻射器3采用通用的微波輻射器，口徑為164-656mm，其輸入口安裝微波源，輸出口與微波聚束器相連。離加熱生物體表5-48cm，內(nèi)含通用的脈沖調(diào)制器，將微波連續(xù)波變?yōu)殚g斷波。在載波頻率為915MHZ或433MHZ的情況下，施以50-600HZ調(diào)制波頻率，將原915MHZ或433MHZ的正弦波調(diào)制為脈沖波，使調(diào)制后的微波兼有微波安全和射頻波穿透力強的優(yōu)點，而克服了微波穿透深度不夠，射頻波容易導致軟組織熱損傷的弱點。
微波聚束器4置于微波輻射器輸出口，并與輻射器連于一體，外殼為聚乙烯材料制成的雙凸面圓柱體，根據(jù)要求直徑可為164-656mm，聚束器為聚四氟乙烯材料鑄成。圓柱長100-480mm，凸面X軸半徑為205mm，Y軸半徑為302.7mm，雙曲面頂點到弧基平面的距離為80mm。
生命體征監(jiān)控系統(tǒng)5主要為8-16導膜的熱電偶測溫裝置，通過全身8-16處體溫采集數(shù)據(jù)，由計算機人體體溫模型計算出全身各部位擬似體溫溫度，其誤差＜0.1℃。同時配有血壓、血氧、脈搏測量裝置，能及時反映生命體征變化情況。
計算機可用“奔4”計算機，其I/O接口與微波源、監(jiān)護系統(tǒng)相連，能顯示生命體征并提供控制信號到微波源，調(diào)節(jié)和控制微波源的輸出功率，以控制生物體溫度。
采用本發(fā)明全身熱療系統(tǒng)的體模試驗結(jié)果，如下表實驗條件為微波頻率915MHZ，輸出功率0-800W，加溫時間5分鐘；輻射器出口直徑15cm，離體模表面距離30cm。
體模實驗結(jié)果(Δt0-5min所升溫度)如下表

動物實驗一頭75Kg活豬，受熱部位活豬胸腹部。測溫部位臍與劍突連線中點腹直肌右沿處。
實驗條件微波率915MHZ，輸出功率800W，輻射器離豬表皮距離30cm，加溫時間12分鐘。
實驗結(jié)果如下表

上述實驗結(jié)果證明在0-15cm深度范圍內(nèi)，溫度差很小，不同部位溫度相近，充分說明其加熱效率明顯，熱分布均勻，能達到并控制有效治療溫度。
使用本發(fā)明的全身微波熱療裝置治療病人時，病人僅感覺體內(nèi)發(fā)熱，無其他不適反應，隨著體溫升高會出現(xiàn)汗腺分泌增加，要注意給病人及時補充體液，因此該熱療系統(tǒng)安全有效，無毒副作用，適應范圍廣闊，設備易于操作和維護。
本發(fā)明的醫(yī)學應用中，首先可用于人類惡性腫瘤的治療，通過全身加熱原理殺死癌細胞，既可用于人體全身各部位的不同時期、不同組織的惡性腫瘤治療，也可用于熱敏感的微生物、寄生蟲疾病的全身治療及病原體治療，如艾滋病、病毒性感冒、血吸蟲等。同時由于人類許多良性疾病也可用熱治療方法，比如風濕性關節(jié)炎、非特異性結(jié)腸炎、脊柱炎、前列腺肥大等等。本發(fā)明的熱療裝置加溫效能確切副作用幾乎為零。因此，亦可用于良性病治療。
由以上可知，本發(fā)明為一種微波全身熱療裝置，可對生物體全軀干部位均勻加熱，由大面積、深部加溫，通過血液循環(huán)將熱量送達全身而起到全身熱療作用，同時可避免熱量對生物體表面的損傷；可用于人類惡性腫瘤、艾滋病、血吸蟲病等熱敏感微生物、寄生蟲等疾病的全身治療及病原體治療，以及多種良性疾病的治療，無任何副作用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構框圖；圖2是微波聚束器結(jié)構示意圖。
在圖中1—控制電路， 2—微波源，3—微波輻射器， 4—微波聚束器，5—生命體征監(jiān)控裝置， 6—電子計算機，7—三維運動床， 8—顯示器，9—患者。
具體實施例方式
按照圖1和上述結(jié)構的微波全身熱療裝置，微波源2的功率0-3kw可調(diào)控，輸出頻率為600-1500MHZ；微波輻射器3采用通用產(chǎn)品，口徑500mm；微波聚束4外殼為聚乙烯材料制成的雙凸面圓柱，直徑500mm、長400mm，凸面X軸半徑205mm，Y軸半徑302.7mm，雙曲面頂點到弧基平面距離80mm；生命體征監(jiān)控裝置5為市售10導膜熱電偶測溫裝置，電子計算機6采用PIV計算機，裝置的微波頻率915MHZ，輸出功率0-800W。
權利要求
1.一種微波全身熱療裝置，包括控制用電子計算機6及顯示器8、控制電路1、微波源2、微波輻射器3、微波聚束器4、三維運動床7、人體生命體征監(jiān)控裝置5，其特征是，可準確采集體溫的人體生命體征監(jiān)控裝置5的信號輸出端同所述電子計算機6的相應信號輸出端口相連接，該電子計算機6的I/O接口一路同所述三維運動床7的驅(qū)動電路相連而另一路接至控制電路1，所述控制電路1的輸出端口接微波源2的控制電路，微波輻射器3的輸入口安裝所述微波源2而其輸出口與所述微波聚束器4相連接，所述微波輻射器3安裝在一個使之離三維運動床7上患者9體表5-48cm距離可調(diào)節(jié)機構上。
全文摘要
一種微波全身熱療裝置，它的結(jié)構是，人體生命體征監(jiān)控裝置5的信號輸出端同電子計算機6的相應信號輸出端口相連接，電子計算機6的I/O接口一路同三維運動床7的驅(qū)動電路相連而另一路接至控制電路1，控制電路1的輸出端口接微波源2，微波輻射器3的輸入口安裝微波源2而其輸出口與微波聚束器4相連，微波輻射器3裝在一個使之離三維運動床7上患者9體表4－45cm距離可調(diào)節(jié)機構上?？蓪ι矬w全軀干部位均勻加熱，由大面積深部加溫，經(jīng)血液循環(huán)將熱量送達全身而起全身熱療作用，同時可避免熱量對生物體表面的損傷；可用于人類惡性腫瘤、艾滋病、血吸蟲病等熱敏感微生物、寄生蟲疾病的全身治療及病原體治療，以及多種良性疾病的治療，無任何副作用。
文檔編號A61N5/02GK1657115SQ20041002292
公開日2005年8月24日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權日2004年2月25日
發(fā)明者肖美林 申請人:孫映輝