專利名稱：直腸壁溫度測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的醫(yī)療測(cè)控裝置，特別是一種直腸壁溫度測(cè)控裝置。
背景技術(shù)：
熱療是治療慢性前列腺炎、前列腺增生(前列腺良性肥大)、前列腺腫瘤等前列腺疾患的有效手段之一，理想的熱療不但應(yīng)把靶組織——前列腺加熱到有效治療溫度，即41℃～45℃之間，通常以43℃為控制的目標(biāo)溫度，并平穩(wěn)地維持一段時(shí)間，而且必須避免包括前列腺周圍的尿道和直腸壁在內(nèi)的正常組織因過熱(超過45℃)而損傷。對(duì)于經(jīng)尿道的前列腺治療儀，其熱源位于尿道內(nèi)，它既要使在前列腺內(nèi)預(yù)定深度處達(dá)到有效的治療溫度，又不會(huì)使與其緊鄰的直腸壁因過熱而損傷，這是一個(gè)困難的問題，最好的辦法是對(duì)直腸壁進(jìn)行強(qiáng)迫冷卻，才能確保其不會(huì)因過熱而損傷。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的公開文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?1811529.2的發(fā)明《加熱前列腺以治療和防止前列腺腫瘤的生長和擴(kuò)散的系統(tǒng)和方法》雖然已經(jīng)指出了監(jiān)測(cè)直腸壁溫度的必要性，并提出了通過紅外線、激光、超聲波、電阻抗斷層分析、磁共振成像和微波輻射測(cè)量術(shù)等非侵入式溫度測(cè)定法，實(shí)施直腸壁溫度測(cè)定的思想，但是，它僅僅是一種設(shè)想，并沒有考慮到實(shí)際應(yīng)用的可實(shí)施性，而且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，方法應(yīng)用煩瑣，其所時(shí)間的設(shè)備價(jià)格高昂，操作困難，另一方面，它也僅僅提出了監(jiān)測(cè)直腸壁溫度，而沒有提出對(duì)直腸壁進(jìn)行有效地冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種直腸壁溫度測(cè)控裝置，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、選材普通，易實(shí)施、易操作，所涉及的價(jià)格低廉，性能優(yōu)良，它不僅能精確地測(cè)量直腸壁的溫度，而且能根據(jù)測(cè)得的直腸壁溫度，實(shí)時(shí)地調(diào)整對(duì)直腸壁進(jìn)行強(qiáng)迫冷卻的冷卻水溫度，確保直腸壁不會(huì)因過熱而損傷。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由測(cè)溫探頭、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)和恒溫循環(huán)水裝置組成，所述的測(cè)溫探頭通過連接電纜與計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)相連，又通過進(jìn)水管和出水管與恒溫循環(huán)水裝置相連，測(cè)溫探頭由連接電纜，電纜接頭，引線腔，進(jìn)水腔，出水腔，溫度傳感器引線，溫度傳感器，絕熱層，三腔導(dǎo)管，進(jìn)水孔，水囊，出水孔，出水管和進(jìn)水管組成，水囊兩端與三腔導(dǎo)管膠合在一起，引線腔前端沿軸向依次開有三個(gè)溫度傳感器引線微孔，溫度傳感器設(shè)有三個(gè)，粘合在水囊的內(nèi)壁上，測(cè)得直腸壁溫度，各個(gè)溫度傳感器的溫度傳感器引線分別穿過對(duì)應(yīng)的溫度傳感器引線微孔進(jìn)入引線腔，所有溫度傳感器引線從引線腔后端引出，測(cè)溫探頭經(jīng)肛門插入到直腸內(nèi)，溫度傳感器測(cè)得的直腸壁溫度信息經(jīng)連接電纜傳送至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)根據(jù)直腸壁溫度值，并據(jù)此發(fā)出控制冷卻水溫度的指令，恒溫循環(huán)水裝置根據(jù)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)制冷器，使在測(cè)溫探頭中流通的循環(huán)冷卻水穩(wěn)定在指定的溫度值上，達(dá)到冷卻直腸壁。
計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)還配備有RS232通訊接口，可以把直腸壁溫度數(shù)據(jù)傳送給前列腺多模式聯(lián)合治療儀，同時(shí)接收它的指令，從而達(dá)到由前列腺多模式聯(lián)合治療儀集中控制的目的。
本發(fā)明的直腸壁溫度測(cè)控裝置的測(cè)溫精度為±1℃，測(cè)溫分辨率為0.1℃，循環(huán)冷卻水溫度的穩(wěn)定度為±2℃，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效果良好，價(jià)格低廉，安全可靠，使用方便，有著廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力?，F(xiàn)有的經(jīng)尿道的前列腺治療儀，無論采用微波、紅外熱輻射、激光、超聲波，還是采用射頻或其它技術(shù)，都還沒有采取有效措施來保護(hù)直腸壁不會(huì)因過熱(超過45℃)而損傷，影響了治療的安全性。本發(fā)明的直腸壁溫度測(cè)控裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，借助于恒溫循環(huán)水冷卻，充分地保護(hù)了直腸壁不會(huì)因過熱而損傷，確保治療安全。本發(fā)明的直腸壁溫度測(cè)控裝置可以作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，與現(xiàn)有的經(jīng)尿道的前列腺治療儀配合使用，也可以作為一個(gè)部件，融合在新設(shè)計(jì)的經(jīng)尿道的前列腺治療儀中。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成示意圖。
圖2為本發(fā)明的測(cè)溫探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為A-A剖面圖。
圖4為本發(fā)明的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的組成框圖。
圖5為本發(fā)明的恒溫循環(huán)水裝置的組成示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明由測(cè)溫探頭1、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2和恒溫循環(huán)水裝置3組成。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2和恒溫循環(huán)水裝置3集中地設(shè)置在機(jī)柜內(nèi)。測(cè)溫探頭1通過連接電纜與計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2相連，通過進(jìn)水管和出水管與恒溫循環(huán)水裝置3相連。測(cè)溫探頭1經(jīng)肛門插入到直腸8內(nèi)，其上的溫度傳感器可緊貼于與前列腺7靶組織緊鄰的直腸壁上，溫度傳感器測(cè)得的溫度信息經(jīng)連接電纜傳送至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2在將得到的表征直腸壁溫度信息的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大后，加至其內(nèi)部的單片計(jì)算機(jī)，由它對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換后計(jì)算出直腸壁溫度的值，并據(jù)此發(fā)出控制冷卻水溫度的指令給恒溫循環(huán)水裝置3。恒溫循環(huán)水裝置3根據(jù)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)其制冷器，使在測(cè)溫探頭1中流通的循環(huán)冷卻水穩(wěn)定在指定的溫度值上，例如20℃，達(dá)到冷卻直腸壁，保證其不會(huì)因過熱而損傷的目的。
水囊21呈圓筒狀，套在三腔導(dǎo)管19的前端。
粘合在水囊21的內(nèi)壁上的三個(gè)溫度傳感器17在同一軸線上等間距地分布，三個(gè)溫度傳感器17均為T型熱電偶，偶絲直徑為0.1±0.005mm，偶絲直接作為測(cè)溫?zé)犭娕家€。
所述三腔導(dǎo)管19由硅膠制成，設(shè)有引線腔13、進(jìn)水腔14和出水腔15，進(jìn)水腔14前端開有進(jìn)水孔20，與水囊21相通，后端接有進(jìn)水管10。出水腔15前端開有出水孔22，與水囊21相通，后端接有出水管9。
所述恒溫循環(huán)水裝置由出水閥門30、出水管31、微型水泵23、散熱風(fēng)扇24、制冷器25、水箱26、回水閥門27、回水管28、水溫傳感器29，制冷器25緊貼在水箱26的底面上，散熱風(fēng)扇24設(shè)置在水箱26上，直接對(duì)準(zhǔn)制冷器25吹風(fēng)，來自計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2，受脈沖寬度調(diào)制的工作電壓加至制冷器25上，微型水泵23、出水閥門30、出水管31、水箱26、回水閥門27、回水管28和測(cè)溫探頭1的進(jìn)水管10、進(jìn)水腔14、出水腔15、出水管9和水囊21構(gòu)成恒溫循環(huán)水徊路，水溫傳感器29測(cè)得水箱26內(nèi)的水溫，并傳送給計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2。
使用所述測(cè)溫探頭1時(shí)，首先將它經(jīng)肛門插入到直腸8內(nèi)，借助于B超或其它探測(cè)設(shè)備進(jìn)行定位，使其上的三個(gè)溫度傳感器17針對(duì)前列腺7靶組織。將出水管9插入至恒溫循環(huán)水裝置3的出水閥門30內(nèi)，出水管10插入至恒溫循環(huán)水裝置3的回水閥門27內(nèi)，將連結(jié)電纜11通過電纜接頭12接入到計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2。然后，開啟出水閥門，讓冷卻水流入水囊21，直至其充盈到緊緊壓住直腸壁，再開啟回水閥門，讓冷卻水循環(huán)流動(dòng)，有效地冷卻直腸壁。與此同時(shí)，溫度傳感器17也已緊貼于與前列腺7靶組織緊鄰的直腸壁，正確地測(cè)得直腸壁的溫度，它測(cè)得的溫度信息經(jīng)由帶有電纜接頭12的連接電纜11傳送至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)2。
如圖4所示，所述計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)包括單片計(jì)算機(jī)PIC16F877為核心，片內(nèi)帶有8K字節(jié)FLASH程序存儲(chǔ)器，256字節(jié)RAM，256字節(jié)E2PROM數(shù)字存儲(chǔ)器，8通道/10位分辨率的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，2通道PWM輸出等，再配以恒溫循環(huán)水控制電路、四個(gè)溫度檢測(cè)電路、RS232通信接口等外圍接口電路。三個(gè)溫度檢測(cè)電路分別接收來自測(cè)溫探頭的表征直腸壁溫度信息的三個(gè)信號(hào)，另一個(gè)溫度檢測(cè)電路接收來自恒溫循環(huán)水裝置的表征冷卻水溫度信息的信號(hào)，它們各自完成信號(hào)濾波、放大、冷端補(bǔ)償后，分別加至單片計(jì)算機(jī)的不同的A/D變換入口。單片計(jì)算機(jī)計(jì)算出直腸壁溫度值和冷卻水溫度值，并據(jù)這些溫度值發(fā)出控制冷卻水溫度的指令給恒溫循環(huán)水控制電路。恒溫循環(huán)水控制電路按照單片計(jì)算機(jī)的指令輸出受脈沖寬度調(diào)制的工作電壓，工作電壓值為12V，占空比為0～100％，給恒溫循環(huán)水裝置的半導(dǎo)體致冷器。RS232通訊接口使用MAXIM公司的電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)芯片MAX202，最高波特率為20KHz。它可以把直腸壁溫度數(shù)據(jù)、冷卻水溫度數(shù)據(jù)傳送給前列腺多模式聯(lián)合治療儀，同時(shí)接收它的指令，從而達(dá)到由前列腺多模式聯(lián)合治療儀集中控制的目的。
權(quán)利要求
1.一種直腸壁溫度測(cè)控裝置，由測(cè)溫探頭(1)、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)和恒溫循環(huán)水裝置(3)組成，其特征在于，所述的測(cè)溫探頭(1)通過連接電纜與計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)相連，又通過進(jìn)水管(9)和出水管(10)與恒溫循環(huán)水裝置(3)相連，測(cè)溫探頭(1)由連接電纜(11)，電纜接頭(12)，引線腔(13)，進(jìn)水腔(15)，出水腔(14)，溫度傳感器引線(16)，溫度傳感器(17)，絕熱層(18)，三腔導(dǎo)管(19)，進(jìn)水孔(20)，水囊(21)，出水孔(21)，出水管(9)和進(jìn)水管(10)組成，水囊(21)兩端與三腔導(dǎo)管(19)膠合在一起，引線腔(13)前端沿軸向依次開有三個(gè)溫度傳感器引線微孔，溫度傳感器(17)設(shè)有三個(gè)，粘合在水囊(21)的內(nèi)壁上，測(cè)得直腸壁溫度，各個(gè)溫度傳感器(17)的溫度傳感器引線(16)分別穿過對(duì)應(yīng)的溫度傳感器引線微孔進(jìn)入引線腔(13)，所有溫度傳感器引線(16)從引線腔(13)后端引出，測(cè)溫探頭(1)經(jīng)肛門插入到直腸(8)內(nèi)，溫度傳感器(17)測(cè)得的直腸壁溫度信息經(jīng)連接電纜(11)傳送至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)，計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)解算出直腸壁溫度值，并據(jù)此發(fā)出控制冷卻水溫度的指令，恒溫循環(huán)水裝置(3)根據(jù)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)的指令調(diào)節(jié)制冷器(25)，使在測(cè)溫探頭(1)中流通的循環(huán)冷卻水穩(wěn)定在指定的溫度值上，達(dá)到冷卻直腸壁。
2.如權(quán)利要求1所述的直腸壁溫度測(cè)控裝置，其特征是，所述的水囊(21)呈圓筒狀，套在三腔導(dǎo)管(19)的前端。
3.如權(quán)利要求1所述的直腸壁溫度測(cè)控裝置，其特征是，所述的粘合在水囊(21)的內(nèi)壁上的三個(gè)溫度傳感器(17)在同一軸線上等間距地分布。
4.如權(quán)利要求1或者3所述的直腸壁溫度測(cè)控裝置，其特征是，所述的三個(gè)溫度傳感器(17)均為T型熱電偶，偶絲直徑為0.1±0.005mm，偶絲直接作為測(cè)溫?zé)犭娕家€。
5.如權(quán)利要求2所述的直腸壁溫度測(cè)控裝置的測(cè)溫探頭(1)，其特征是，所述三腔導(dǎo)管(19)由硅膠制成，設(shè)有引線腔(13)、進(jìn)水腔(15)和出水腔(14)，進(jìn)水腔(15)前端開有進(jìn)水孔(20)，與水囊(21)相通，后端接有進(jìn)水管(9)，出水腔(14)前端開有出水孔(22)，與水囊(21)相通，后端接有出水管(10)。
6.如權(quán)利要求1所述的直腸壁溫度測(cè)控裝置，其特征是，所述計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)包括單片計(jì)算機(jī)、恒溫循環(huán)水控制電路、四個(gè)溫度檢測(cè)電路、RS232通信接口等外圍接口電路，三個(gè)溫度檢測(cè)電路分別接收來自測(cè)溫探頭的表征直腸壁溫度信息的三個(gè)信號(hào)，另一個(gè)溫度檢測(cè)電路接收來自恒溫循環(huán)水裝置的表征冷卻水溫度信息的信號(hào)，它們各自完成信號(hào)濾波、放大、冷端補(bǔ)償后，分別加至單片計(jì)算機(jī)的不同的A/D變換入口，單片計(jì)算機(jī)根據(jù)直腸壁溫度的值和冷卻水溫度值，發(fā)出控制冷卻水溫度的指令給恒溫循環(huán)水控制電路，恒溫循環(huán)水控制電路按照指令，輸出受脈沖寬度調(diào)制的工作電壓給恒溫循環(huán)水裝置的制冷器。
7.如權(quán)利要求1所述的直腸壁溫度測(cè)控裝置，其特征是，所述恒溫循環(huán)水裝置由出水閥門(30)、出水管(31)、微型水泵(23)、散熱風(fēng)扇(24)、制冷器(25)、水箱(26)、回水閥門(27)、回水管(28)、水溫傳感器(29)組成，制冷器(25)緊貼在水箱(26)的底面上，散熱風(fēng)扇(24)設(shè)置在水箱(26)上，直接對(duì)準(zhǔn)制冷器(25)吹風(fēng)，來自計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)，受脈沖寬度調(diào)制的工作電壓加至制冷器(25)上，微型水泵(23)、出水閥門(30)、出水管(31)、水箱(26)、回水閥門(27)、回水管(28)和測(cè)溫探頭(1)的進(jìn)水管(9)、進(jìn)水腔(15)、出水腔(14)、出水管(10)和水囊(21)構(gòu)成恒溫循環(huán)水徊路，水溫傳感器(29)測(cè)得水箱(26)內(nèi)的水溫，并傳送給計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)(2)。
全文摘要
一種用于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的直腸壁溫度測(cè)控裝置由測(cè)溫探頭、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)和恒溫循環(huán)水裝置組成。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)和恒溫循環(huán)水裝置集中地設(shè)置在機(jī)柜內(nèi)。測(cè)溫探頭通過連接電纜與計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)相連，通過進(jìn)水管和出水管與恒溫循環(huán)水裝置相連。測(cè)溫探頭測(cè)得的直腸壁溫度信息經(jīng)連接電纜傳送至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)計(jì)算出直腸壁溫度的值，并據(jù)此發(fā)出控制冷卻水溫度的指令。恒溫循環(huán)水裝置根據(jù)指令調(diào)節(jié)其制冷器，使冷卻水穩(wěn)定在指定的溫度值上，達(dá)到冷卻直腸壁。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)可以把直腸壁溫度數(shù)據(jù)傳送給前列腺多模式聯(lián)合治療儀，達(dá)到由治療儀集中控制的目的。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)溫正確，價(jià)格低廉，安全可靠，使用方便。
文檔編號(hào)A61B5/01GK1600266SQ200410066210
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者陳亞珠 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)