專利名稱：基于人工免疫技術(shù)的腫瘤電子治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論與技術(shù)所確立的 人體神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)纖維)“動(dòng)作電位”活動(dòng)各參數(shù)，見(jiàn)

圖1，實(shí)現(xiàn)一種“人工生物因子”的 細(xì)胞免疫調(diào)控治療儀，達(dá)到配合使用治療腫瘤的目的。
背景技術(shù)：
腫瘤發(fā)病和人體自身免疫功能狀態(tài)明顯有關(guān)，免疫力低下者易患惡性 腫瘤；患病后，癌細(xì)胞分泌代謝毒素?fù)p害各臟器組織；其主要治療方法是手術(shù)、放療和化 療，手術(shù)的機(jī)械性創(chuàng)傷造成相關(guān)臟器缺失和功能喪失，放療損傷照射野局部臟器組織，全身 副效應(yīng)亦較明顯，化療藥物隨血流周流全身，毒副作用廣泛，且較重，甚至危及生命。在上述 因素作用下，癌癥病人的免疫力通常很低。改善免疫功能的相關(guān)醫(yī)療技術(shù)現(xiàn)狀人類很多疾病的發(fā)病與免疫功能障礙有關(guān)， 如結(jié)締組織病的紅斑狼瘡、免疫性疾病的自身免疫病等等。免疫功能障礙易并發(fā)病毒感 染，如獲得性免疫缺陷綜合癥(愛(ài)滋病)、普通感冒、流感、肝炎等，而一般藥物對(duì)病毒多無(wú) 效果。目前醫(yī)學(xué)主要采用激素或抗病毒治療，療效有限，副作用較明顯，需長(zhǎng)期用藥。有些 疾病既用抑制有關(guān)免疫細(xì)胞功能的免疫抑制劑，也配用增強(qiáng)另類免疫細(xì)胞功能的免疫增強(qiáng) 齊U，以改善相關(guān)免疫細(xì)胞的功能，這些藥物也有一定的毒副作用?？傊?，免疫性疾病涉及的 病種繁多，治療方法有限，療效不理想，應(yīng)當(dāng)努力挖掘其他有效治療方法。癌癥和免疫性疾病病人的改善免疫力的治療，其主要藥物有兩類，一是我國(guó)的傳 統(tǒng)中藥，制劑繁多，有一定的效果，毒副作用相對(duì)較低。另一類是近30年興盛起來(lái)的生物反 應(yīng)調(diào)節(jié)劑，如干擾素，香菇多糖、白細(xì)胞介素、胸腺肽等等，有者價(jià)格較貴，副作用較明顯，其 應(yīng)用受到限制。藥物是通過(guò)藥理作用發(fā)揮其治療效果，必然產(chǎn)生一定的毒副作用，而且起效 慢，作用微弱，達(dá)不到較快、確切改善免疫力的效果。疾病是人體在一定病因損害性作用下，因自身穩(wěn)定調(diào)節(jié)作用紊亂而發(fā)生的異常生 命、生理活動(dòng)過(guò)程，出現(xiàn)相關(guān)癥狀和體征而發(fā)病。傳統(tǒng)的祖國(guó)醫(yī)學(xué)很早就認(rèn)識(shí)到疾病的發(fā)病 過(guò)程，數(shù)千年來(lái)就采用針灸技術(shù)刺激經(jīng)絡(luò)穴位治病，對(duì)不少疾病有良好效果，目前不少國(guó)家 也采用該技術(shù)。醫(yī)學(xué)研究表明，經(jīng)絡(luò)穴位處多有重要的神經(jīng)通過(guò)，針刺穴位實(shí)際上也刺激了 神經(jīng)?，F(xiàn)代針灸經(jīng)絡(luò)生物物理學(xué)研究表明，經(jīng)絡(luò)是一極微細(xì)的體液管道，具有低阻抗導(dǎo)電特 性和經(jīng)絡(luò)電位活動(dòng)。它“內(nèi)聯(lián)臟腑，外絡(luò)肢節(jié)，貫穿全身，運(yùn)行氣血，調(diào)節(jié)陰陽(yáng)，維持平衡，調(diào) 虛實(shí)，處百病”，對(duì)人體各臟器功能的調(diào)節(jié)起著重要作用，提高人體抗病能力，保持健康?，F(xiàn) 代醫(yī)學(xué)對(duì)神經(jīng)作了深入的研究，實(shí)測(cè)了神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”波形，明確了該波形的特征和 相關(guān)參數(shù)；定性定量地測(cè)定了神經(jīng)所含阻抗Rn、容抗Cn和感抗Ln，依此提示了神經(jīng)細(xì)胞有 其最適“電位”活動(dòng)頻率，從而，明確了神經(jīng)生理活動(dòng)的本質(zhì)是其特殊的“動(dòng)作電位”活動(dòng)。 但針灸是一機(jī)械性刺激，其刺激特性與神經(jīng)及經(jīng)絡(luò)生理活動(dòng)“電位”的本質(zhì)完全不相符，療 效明顯受限。近百年來(lái)國(guó)外研制出多種類型的電子醫(yī)療儀器，50余年來(lái)我國(guó)也應(yīng)用這些設(shè)備， 例如超聲波治癌儀，是通過(guò)熱效應(yīng)殺傷癌細(xì)胞，是一局部治療方法。該設(shè)備治療過(guò)程復(fù)雜， 對(duì)病人限制較大，有可能損傷腫瘤相鄰重要臟器，不能治療微小轉(zhuǎn)移癌。陡脈沖治癌儀，該 設(shè)備可致腫瘤細(xì)胞膜電穿孔，改變其通透性，促進(jìn)化療藥進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，殺死癌細(xì)胞，是一輔助治療，其本身無(wú)治癌作用。在針灸技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的低頻電治療儀，產(chǎn)品較多，如日本產(chǎn)IT01200型TENS治療儀、美國(guó)產(chǎn)AUT0GENICSA620型腦電生物反饋系統(tǒng)、我國(guó)上海產(chǎn) G6805型電針儀等。通過(guò)刺激經(jīng)絡(luò)穴位和神經(jīng)，發(fā)揮其調(diào)理作用，改善免疫力，對(duì)心、腦血管 疾病、帕金森病、造血系統(tǒng)疾病、神經(jīng)功能障礙等疾病有一定療效，但較弱，尚未見(jiàn)用于惡性 腫瘤的治療。這些電子醫(yī)療儀器的醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)采用的是電子學(xué)的方波、正弦波、鋸齒形 波、或其種種組合，其波形特點(diǎn)是物理波形，實(shí)質(zhì)上是一種“人工物理因子”。這些波形參數(shù) 與神經(jīng)細(xì)胞所固有的“動(dòng)作電位”波形活動(dòng)各參數(shù)完全不相適應(yīng)，所使用的頻率也很高，不 能促使神經(jīng)細(xì)胞“波形響應(yīng)”和“頻率響應(yīng)”，不能促成“生物共振”，不能激發(fā)神經(jīng)主動(dòng)應(yīng)答 性反應(yīng)，因此，不能有效興奮神經(jīng)和經(jīng)絡(luò)、改善它們的功能，其療效必然受限。腫瘤本身無(wú)神經(jīng)，人們不能感知其存在，當(dāng)它增大到一定程度、侵及周圍正常組 織、引起癥狀、明確診斷時(shí)，常界晚期，發(fā)生轉(zhuǎn)移，歐美醫(yī)療發(fā)達(dá)國(guó)家約60%病人已處于此狀 態(tài)，在我國(guó)，尤其鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村，其轉(zhuǎn)移率更高。因此，絕大多數(shù)病人需手術(shù)、放療、化療等綜合治 療。這些方法均是外因性、損傷性治療手段，病人完全處于被動(dòng)狀態(tài)接受其治療，進(jìn)一步降 低其免疫力。臟器受損傷、免疫力降低，即病人失去了 “內(nèi)因抗病基礎(chǔ)”的配合，任何治療方 法實(shí)難取得良效。細(xì)胞是人體最小的功能單位，制造各種活性物質(zhì)，維持正常生理活動(dòng)，對(duì)抗疾病， 保持人體處于健康狀態(tài)。細(xì)胞生理活動(dòng)的基礎(chǔ)和表現(xiàn)形式是其“生物電位”信息活動(dòng)。當(dāng) 今醫(yī)學(xué)一般都采用藥物的方法改善臟器組織功能、治療疾病，藥物的藥理作用與人體細(xì)胞 “電”的生理活動(dòng)特點(diǎn)完全不相符，人體完全處于被動(dòng)狀態(tài)接受其治療，實(shí)質(zhì)是一強(qiáng)迫性的 治療方法，因此，療效受限。不同“質(zhì)”的矛盾總是要用與之相應(yīng)的方法去解決，既然細(xì)胞生 理活動(dòng)的本質(zhì)是其特殊的“電”的活動(dòng)，那么，采用與其相應(yīng)的“電”的方法去刺激它，實(shí)則 抓住了改善細(xì)胞功能的核心方法，有可能引起細(xì)胞發(fā)生“波形響應(yīng)”和“頻率響應(yīng)”，促使“生 物共振”，達(dá)到興奮細(xì)胞并改善其功能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
1.本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的研究，其目的在于，提供應(yīng)用現(xiàn)代新穎的計(jì)算機(jī) 人工智能手段，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工免疫系統(tǒng)通過(guò)有效的協(xié)同作用機(jī)制，確立人體神經(jīng) 細(xì)胞“生物電位”活動(dòng)各參數(shù)，實(shí)現(xiàn)由既往醫(yī)學(xué)界沿用的各電子治療儀技術(shù)參數(shù)的“物理波 形”向“生物波形”這一“質(zhì)”的轉(zhuǎn)換。刺激人體有關(guān)經(jīng)絡(luò)走行途徑上兩個(gè)特定穴位處(含 神經(jīng))體表，通過(guò)生理性調(diào)節(jié)，改善各臟器組織功能，特別是免疫系統(tǒng)功能，增強(qiáng)人體自身 固有的免疫抗病能力，維持健康，對(duì)惡性腫瘤等免疫力低下的病人發(fā)揮良好的治療效果。本發(fā)明潛心研究解決上述課題的結(jié)果，首先通過(guò)“白細(xì)胞增長(zhǎng)儀”(以下簡(jiǎn)稱“白 儀”，其專利號(hào)是ZL 95 1 17623.4)的臨床應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)528例惡性腫瘤化(放)療—— 神經(jīng)動(dòng)作電位波形在人體產(chǎn)生效應(yīng)的研究，肯定了對(duì)癌癥病人化、放療所致的血白細(xì)胞計(jì) 數(shù)減少有明顯增升效果，同時(shí)，也減輕了其他毒副反應(yīng)。本發(fā)明者進(jìn)一步反復(fù)研究，用微電子技術(shù)模擬了神經(jīng)組織和其細(xì)胞“生物電位”活 動(dòng)各參數(shù)，依據(jù)臨床應(yīng)用反饋信息，對(duì)醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)予以多次改進(jìn)和完善，其臨床治療效果 有較大提高，尤其突現(xiàn)出治癌效果，故發(fā)展為“腫瘤治療儀”(以下簡(jiǎn)稱腫瘤儀)。該技術(shù)1996年用于臨床，2000年實(shí)施了轉(zhuǎn)化，2004年1月14日授予專利權(quán)利，專利號(hào)為ZL 00 1 13777. 8。經(jīng)多家省級(jí)醫(yī)院應(yīng)用、對(duì)比研究和和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，均肯定了有明顯的治癌效果，有 關(guān)醫(yī)院先后發(fā)表了論文“生物電位效應(yīng)在食管癌化療中的作用”、“仿生波腫瘤治療儀聯(lián)合 化療治療晚期胃癌的研究”、“仿生波腫瘤治療儀”減輕放、化療毒副反應(yīng)的療效觀察”。原“白儀”和“腫瘤儀”兩產(chǎn)品的醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)均使用了 I、II號(hào)波，而科學(xué)技術(shù)是 一漸進(jìn)性的深化發(fā)展過(guò)程，使用I號(hào)“興奮波形”，原目的在于改善局部組織敏感性，以增強(qiáng) 后續(xù)的II、III號(hào)治療波的效果，但經(jīng)10年臨床實(shí)踐觀察，其作用并不理想。II號(hào)“綜合 神經(jīng)動(dòng)作電位波形”，即由A、B、C三種類型神經(jīng)細(xì)胞(纖維)的電位所構(gòu)成，其目的在于整 體改善一組神經(jīng)組織的功能 ，經(jīng)臨床實(shí)踐，對(duì)比研究，該波形的療效亦不理想。以上兩波形 于1999年棄之，僅保留了原兩產(chǎn)品醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)的III號(hào)波形，即神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”波 形，進(jìn)行臨床試用觀察。其因是，在人體，一股神經(jīng)組織通常含有大量、甚至數(shù)十萬(wàn)、百萬(wàn)個(gè) 神經(jīng)細(xì)胞，由肢體感受到的刺激信息(感覺(jué))傳至大腦，是由三級(jí)神經(jīng)原(細(xì)胞)以接力形 式完成這一信息傳遞，每一神經(jīng)細(xì)胞的長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十厘米。它們并非平行規(guī)律排列，可形成 角度，或相互纏繞。同時(shí)，各神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)間也非同步，實(shí)測(cè)其“動(dòng)作電位”多在微伏級(jí)， 而單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”則波動(dòng)于80 120毫伏，如此大幅度地高于一股神經(jīng)組織的 電位數(shù)值，很可能是一組神經(jīng)組織的電位數(shù)值是各神經(jīng)細(xì)胞電位的“矢量代數(shù)和”。采用“綜 合神經(jīng)動(dòng)作電位”波形刺激一股神經(jīng)組織，不能逆向有效興奮數(shù)目繁多的神經(jīng)細(xì)胞并改善 其功能，而且占據(jù)了每次50%的治療時(shí)間，依臨床應(yīng)用效果，廢棄II號(hào)“綜合神經(jīng)動(dòng)作電位 波形”是合理的。對(duì)上述兩產(chǎn)品的三號(hào)波，即單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”波形特性，依據(jù)臨床 應(yīng)用反饋信息作了三次較大幅度的改進(jìn)和完善，2006年最后定型，經(jīng)三年應(yīng)用，達(dá)到理想效^ ο本發(fā)明的醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)是人體神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”波形，其波形構(gòu)成設(shè)定該波 形最高正向絕對(duì)值峰值為1單位(U)，按照波形各子波產(chǎn)生的時(shí)間順序，從零電位較慢上升 形成“a”波段，幅值0. 3U，持續(xù)時(shí)間0. 5毫秒；繼續(xù)快速上升，形成“b”波段，幅值1. 0U,即 快速下降至0. 4U，持續(xù)時(shí)間1. 0毫秒，下接c波段；c波段幅值0. 4U，下降至零電位，持續(xù)時(shí) 間2. 2毫秒，續(xù)接“d”波段；“d”波段起始零電位，反向下行，負(fù)向電位絕對(duì)幅值0. 26U,緩 慢平穩(wěn)變化，后上升至零電位，持續(xù)時(shí)間5. 3毫秒，續(xù)接“e”波段；“e”波段起始于零電位， 正向上升達(dá)幅值0. 1U，持續(xù)時(shí)間3毫秒。以上各波相連接，構(gòu)成神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”正向 電位波形。神經(jīng)細(xì)胞具有接受刺激而興奮、雙向傳遞信息的特點(diǎn)，本發(fā)明又設(shè)神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng) 作電位”負(fù)向電位波形，與正向波各參數(shù)絕對(duì)值相同。正向波和負(fù)向波以1 1關(guān)系交替出 現(xiàn)，該設(shè)計(jì)，可避免治療電極在人體組織處形成的電荷聚集。本發(fā)明與“白儀”及“腫瘤儀” 醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比見(jiàn)附表3-1所示表3-1本發(fā)明與“白細(xì)胞增長(zhǎng)儀”及“腫瘤治療儀”醫(yī)學(xué)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表
權(quán)利要求
一種基于人工免疫技術(shù)的腫瘤電子治療設(shè)備，有圖2系統(tǒng)總體，由I/O模塊、電源模塊和治療模塊組成。包括系統(tǒng)主體治療模塊電路(圖3)、電源模塊(圖4)、I/O模塊(圖5)、系統(tǒng)軟件流程(圖6)、液晶面板布局(圖7)、面板電源開(kāi)關(guān)及輸出布局(圖8)、整機(jī)外型(圖9)。其輸出作用參數(shù)是人體神經(jīng)細(xì)胞一次興奮所形成的“動(dòng)作電位”波形(圖1)，其特征在于神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”的形成，依波形出現(xiàn)的時(shí)間順序，依次為a、b、c、d、e五個(gè)電位波段，緊密連續(xù)，形成一完整的神經(jīng)細(xì)胞一次興奮時(shí)所呈現(xiàn)的“生物電位”波形。
2.依權(quán)利要求1所述的電位波段有圖1所示a、b、c、d、e五個(gè)電位波段，并設(shè)立完全 對(duì)等的負(fù)電位。其特征在于a波段持續(xù)時(shí)間為0. 5ms, b波段1. 0ms, c波段2. 2ms, d波段 5. 3ms, e波段3. Om S。設(shè)定該波形的主波b波段的幅值為1個(gè)絕對(duì)單位(U)，則a波段為 0. 3U, c 為 0. 4U，d 為 0. 26U, e 為 0. 1U。
3.依權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)總體構(gòu)成，有圖2，由治療模塊、電源模塊、I/O模塊構(gòu)成。 其特征在于功能模塊分別獨(dú)立。
4.依權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)主體治療模塊電路有圖3，由中央處理器及其外圍電路組 成。其特征在于以U1(C8051F020)為主處理器，包括JTAG調(diào)試電路、基準(zhǔn)電壓電路、復(fù)位電 路、波形輸出電路、串口電路、人體阻抗采集電路、波形放大電路等外圍輔助電路構(gòu)成系統(tǒng) 主體電路。
5.依權(quán)利要求1所述的電源模塊，有圖4，由不同型號(hào)的電源芯片、數(shù)個(gè)整流橋和一些 輔助器件組成。其特征在于外接電源，變壓器變壓，經(jīng)整流橋、二極管和電容整流穩(wěn)壓，取 得本儀器電路所需的各直流電壓。用整流橋Gl、G2、G3將交流轉(zhuǎn)為直流，然后用電源芯片 MC7805產(chǎn)生+5V電壓，MC7812產(chǎn)生+12V電壓，LM317產(chǎn)生3. 3V電壓，用200V穩(wěn)壓二極管 產(chǎn)生+100V和-100V電壓。
6.依權(quán)利要求1所述的I/O模塊，有圖5，由語(yǔ)音電路部分和鍵盤電路部分構(gòu)成。其特 征在于用ISD4003語(yǔ)音芯片作為語(yǔ)音輸出，按鍵電路設(shè)計(jì)作為輸入。
7.依權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)軟件流程，有圖6，由上位機(jī)程序和下位機(jī)程序組成。其特 征在于由觸摸屏掃描程序、鍵盤掃描程序、上位機(jī)掃描程序、顯示程序、鍵盤處理子程序、觸 摸屏處理子程序、指令處理子程序構(gòu)成一個(gè)主循環(huán)。
8.依權(quán)利要求1所述的液晶面板布局，有圖7，由顯示部分和操作部分組成。其特征在 于屏幕的左邊作為波形顯示和人體阻抗顯示的主畫面，右邊是各項(xiàng)參數(shù)的顯示和調(diào)節(jié)。
9.依權(quán)利要求1所述的面板電源開(kāi)關(guān)及輸出布局，有圖8，由電源線孔和波形輸出線孔 組成。其特征在于開(kāi)關(guān)位于顯示屏的下方，輸出接口位于電源開(kāi)關(guān)的兩側(cè)。
全文摘要
“基于人工免疫技術(shù)的腫瘤電子治療設(shè)備”，應(yīng)用微電子技術(shù)建立了人體神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”活動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)了一種“人工生物電位”技術(shù)。該技術(shù)參數(shù)適應(yīng)于人體神經(jīng)細(xì)胞生理活動(dòng)的特點(diǎn)，有效興奮神經(jīng)、經(jīng)絡(luò)和大腦，發(fā)揮對(duì)全身調(diào)節(jié)作用，改善各組織細(xì)胞的功能，從而建立起人體內(nèi)因抗病基礎(chǔ)，對(duì)抗疾病。該設(shè)備技術(shù)采用外接電源、變壓器變壓、整流橋、二極管和電容整流穩(wěn)壓，取得電路所需各直流電壓。系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)U1 C8051F020內(nèi)集成的D/A轉(zhuǎn)換器將神經(jīng)細(xì)胞“動(dòng)作電位”波形數(shù)據(jù)表還原為其實(shí)際的波形，經(jīng)放大作用于人體，實(shí)現(xiàn)治療程序。
文檔編號(hào)A61N1/36GK101961526SQ200910023979
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者王振雄, 王磊 申請(qǐng)人:王磊;王振雄