一种热电阻式发热器制造技术

本发明专利技术涉及一种热电阻式发热器，包括导热外壳，其用于与肿瘤组织接触并将热量传导至肿瘤组织；热电阻，其位于导热外壳内部通过电流使得自身发热，电能与热能转换符合焦耳定律；散热体，其位于导热外壳内部将热电阻产生的热量分散并均匀传导至导热外壳；导热补偿臂，其与散热体连接，在其特定位置上的温度与导热外壳上的温度相同或误差在要求的范围之内；温度传感器，其通过采集导热补偿臂的特定位置温度值反映出导热外壳的表面平均温度值。本发明专利技术通过调节温度传感器在导热补偿臂上的安装固定位置，使温度传感器感应到的温度与外壳发热区表面温度相同或误差在要求的范围之内，从而达到通过控制器精确控制发热器表面温度的目的。

A thermal resistance heater

The invention relates to a thermoresistive heater, which comprises a heat conducting shell for contacting the tumor tissue and conducting heat to the tumor tissue; a thermoresistor, which is located in the inner part of the heat conducting shell to heat itself by electric current, and the conversion of electric energy and heat energy conforms to Joule's law; a heat sink, which is located in the inner part of the heat conducting shell to make the thermoresistor. The heat generated is dispersed and evenly transmitted to the heat conduction housing; the heat conduction compensation arm, which is connected with the radiator, has the same temperature or error as the temperature on the heat conduction housing at its specific position within the required range; and the temperature sensor, which reflects the surface of the heat conduction housing by collecting the temperature value at the specific position of the heat conduction compensation arm. Average temperature. By adjusting the fixed position of the temperature sensor installed on the heat conduction compensation arm, the temperature sensor senses the same or the error within the required range as the surface temperature of the outer shell heating zone, so as to achieve the purpose of accurately controlling the surface temperature of the heater through the controller.

【技术实现步骤摘要】
一种热电阻式发热器
本专利技术涉及一种热电阻式发热器，尤其是涉及一种用于肿瘤治疗的热电阻式发热器。
技术介绍
现在临床使用的肿瘤热疗设备均是射频类肿瘤热疗设备和微波类肿瘤热疗设备，都是使用电磁波对肿瘤组织加热，其基本原理是人体组织吸收电磁波而升温。人体组织将电磁波转变为热不仅与电磁强度有关，还与人体组织本身的结构、介电常数等有很大关系。由于肿瘤组织是多种结构共存的，因此在使用射频或微波对肿瘤热疗时会产生整个肿瘤组织温度不均匀，肿瘤内部温度差异大，会出现有的肿瘤组织已经炭化、有的肿瘤组织还没达到灭活温度的现象，肿瘤灭活不完全。在肿瘤热疗过程中，精确控制使肿瘤组织升温的热电阻式发热器（以下简称发热器）表面温度是十分重要的。否则，就不能彻底灭活肿瘤、控制肿瘤凋亡过程，或者会对患者的正常组织、器官造成损害。所以肿瘤热疗中发热器有两个重要性能一是产生热能（没有电磁辐射），二是发热器表面温度可控。为此，在发热器上设置温度传感器是必须的选择。但是，温度传感器设置部位却会影响到测温的准确性。如果将温度传感器直接设置在发热器表面与肿瘤组织直接接触，会存在以下问题：1、温度传感器与发热器表面之间为点接触，温度传感器测量值只是发热器某个点的温度值而不是整个发热器的平均温度值；2、当温度传感器的测温点恰好位于不良散热区时，该处的热量不能快速转移造成该处温度高于其他散热良好的区域，使发热器总体（平均）温度低于需要的治疗温度值，影响治疗效果。
技术实现思路
本专利技术设计了一种热电阻式发热器，其解决的技术问题是如何精准控制发热器表面温度，使肿瘤热疗安全有效。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下方案：一种热电阻式发热器，所述热电阻式发热器用于给肿瘤组织加热使肿瘤组织灭活、消融，其特征在于：包括导热外壳，其用于与所述肿瘤组织接触并将热量传导至所述肿瘤组织中；热电阻，其位于所述导热外壳中通过电流使得自身发热；散热体，其也位于所述导热外壳中将热电阻产生的热量分散并均匀传导至所述导热外壳；导热补偿臂，其与所述散热体连接，在其特定位置上的温度与所述导热外壳上的温度相同或误差在要求的范围之内；温度传感器，其通过采集导热补偿臂的所述特定位置温度值反映出所述导热外壳的平均加热温度值。进一步，还包括控制器，所述控制器根据所述温度传感器采集的温度信号调节通过热电阻的电流大小，使温度传感器的温度信号稳定在设定的数值上，达到精确控制所述导热外壳表面温度的目的。进一步，所述温度传感器的温度信号通过温度传感器导线（5）传送至所述控制器，所述控制器输出的电流经热电阻导线送至所述热电阻。进一步，所述导热补偿臂与所述散热体连接的一端温度高，所述导热补偿臂远离所述散热体的一端温度低，通过调整温度传感器在导热补偿臂上的位置，调节导热距离，达到温度补偿的目的并最终确定安装所述温度传感器的所述特定位置。进一步，所述温度传感器与热电阻通过散热体、导热补偿臂形成一体结构。进一步，所述导热外壳为不锈钢外壳，和/或所述散热体为散热铜芯（2）。进一步，所述散热体的外壁与所述导热外壳内壁无间隙接触，所述散热体的内壁与所述热电阻导热接触。该热电阻式发热器具有以下有益效果：（1）本专利技术通过调节温度传感器在导热补偿臂上的安装固定位置，使温度传感器感应到的温度与发热器表面温度相同或误差在要求的范围之内，从而达到通过控制器精确控制发热器表面温度的目的。（2）本专利技术通过热电阻发热的方式对肿瘤组织进行灭活、消融，并且通过导热补偿臂上的温度传感器对发热器的加热温度精准控制，从而控制肿瘤的灭活、凋亡过程，而且可以避免对患者的正常组织、器官造成损害。（3）本专利技术由于采用热电阻加热以热传导方式对肿瘤组织加热，因此肿瘤组织内部温度呈梯度分布规律，即靠近控温热电阻加热器的组织温度高，远离控温热电阻加热器的组织温度低，无论任何肿瘤组织结构没有例外。置于肿瘤组织与正常组织交界区域测温器的温度值就表明整个肿瘤组织的温度都不低于该温度值。所以，当置于肿瘤组织与正常组织交界区域测温器2的温度稳定在43℃-45℃之间并保持一段时间后，就能实现既对肿瘤组织完全灭活又不伤害正常人体组织的理想肿瘤热疗方法。（4）本专利技术由于使用热电阻发热，其不会产生电磁辐射，不会对温度传感器产生任何干扰，控温热电阻加热器和测温器的温度数据真实、可靠、连续。（5）本专利技术由于采用PID温控电路，使控温热电阻加热器1的温度稳定，精确度高，在调控温度过程中过冲很小、温度控制精确，热疗过程安全、可靠。附图说明图1是本专利技术热电阻式发热器轴向剖面结构示意图；图2是本专利技术中导热补偿臂的温度分布示意图；图3是本专利技术新型肿瘤热疗设备部件构成示意图；图4是本专利技术中热电阻式发热器和测温器第一种置位示意图；图5是本专利技术中测温电阻加热器和测温器第二种置位示意图；图6是本专利技术中测温电阻加热器和测温器第三种置位示意图；图7是本专利技术中控温过程函数示意图；图8是本专利技术中测温器的结构示意图。附图标记说明：1—不锈钢外壳；2—散热铜芯；3—热电阻；4—热电阻导线；5—温度传感器导线；6—温度传感器；7—导热补偿臂；11—热电阻式发热器；12—测温器；121—传感器壳体；122—温度传感器；23—温度传感器导线；13—肿瘤组织；14—正常组织。具体实施方式下面结合图1至图8，对本专利技术做进一步说明：本专利技术是采用热电阻发热以热传导方式对肿瘤组织加热，因此肿瘤组织内部温度呈梯度分布规律，即靠近热电阻式发热器的组织温度高，远离热电阻式发热器的组织温度低，无论任何肿瘤组织结构没有例外。通过热电阻式发热器给肿瘤组织加热，当肿瘤组织边缘温度达到灭活温度时，整个肿瘤组织的温度一定在灭活温度以上，使整个肿瘤组织完全灭活。本专利技术由于使用热电阻发热，其不会产生电磁辐射，不会对邻近的电子设备和电子器件产生任何干扰。如图1所示，热电阻导线4与控制器连接，温度传感器导线5与控制器连接。控制器输出的加热电流经导线4送至热电阻3。热电阻3在电流作用下产生热量。热量通过热传导使散热铜芯2升温，散热铜芯2的升温通过热传导使薄壁不锈钢外壳1升温，同时散热铜芯2的温度经过导热补偿臂7传至温度传感器6。温度传感器6的温度信号通过温度传感器导线5传送至控制器。控制器根据温度传感器6的信号调节加热电流大小，使温度传感器6的温度信号稳定在设定的数值上，达到精确控制热刀表面温度的目的。由于不锈钢的热导率低，所以加热时不锈钢外壳1表面温度低于散热铜芯2温度很多。如果简单地将温度传感器6安装在散热铜芯2上，温度传感器6的温度显示与不锈钢外壳1表面的实际温度相差很多。如果将温度传感器6设置在不锈钢外壳1上，可能接触到散热不良区域而造成温度传感器6采集温度值失真。为了使安装在散热铜芯体上的温度传感器6能精确反应不锈钢外壳1表面的平均温度，将温度传感器6安装在导热补偿臂7上，通过调整温度传感器6在导热补偿臂上的位置，调节导热距离，达到温度补偿的目的，使温度传感器6感应到的温度与不锈钢外壳1表面温度一样或误差在允许范围之内。本专利技术通过调节温度传感器在导热补偿臂上的安装固定位置，使温度传感器感应到的温度与热刀表面温度相同或误差在要求的范围之内，从而达到通过控制器精确控制热刀表面温度的目的。如图2所示，假设不锈钢外壳1表面的平均温度真实值为T度，导热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电阻式发热器，所述热电阻式发热器用于给肿瘤组织加热使肿瘤组织灭活、消融，其特征在于：包括导热外壳，其用于与所述肿瘤组织接触并将热量传导至所述肿瘤组织中；热电阻，其位于所述导热外壳中通过电流使得自身发热；散热体，其位于所述导热外壳中将热电阻产生的热量分散并均匀传导至所述导热外壳；导热补偿臂，其与所述散热体连接，在其特定位置上的温度与所述导热外壳上的温度相同或误差在要求的范围之内；温度传感器，其通过采集导热补偿臂的所述特定位置温度值反映出所述导热外壳的平均加热温度值。

【技术特征摘要】
1.一种热电阻式发热器，所述热电阻式发热器用于给肿瘤组织加热使肿瘤组织灭活、消融，其特征在于：包括导热外壳，其用于与所述肿瘤组织接触并将热量传导至所述肿瘤组织中；热电阻，其位于所述导热外壳中通过电流使得自身发热；散热体，其位于所述导热外壳中将热电阻产生的热量分散并均匀传导至所述导热外壳；导热补偿臂，其与所述散热体连接，在其特定位置上的温度与所述导热外壳上的温度相同或误差在要求的范围之内；温度传感器，其通过采集导热补偿臂的所述特定位置温度值反映出所述导热外壳的平均加热温度值。2.根据权利要求1所述热电阻式发热器，其特征在于：还包括控制器，所述控制器根据所述温度传感器采集的温度信号调节热电阻通过的电流大小，使温度传感器的温度信号稳定在设定的数值上，达到精确控制所述导热外壳表面温度的目的。3.根据权利要求2所述热电阻式发热器，其特征在于：所述温度传感器的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：俞雪利，
类型：发明
国别省市：浙江,33