一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪及其应用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪及其应用方法，主要应用于医疗领域。由上位机经主控单元、多通道宽频信号发生单元、信号调理单元、功率放大单元与亥姆霍兹线圈组连接，主控单元分别与信号调理单元、功率放大单元连接，磁场测量单元以及温度反馈单元分别与上位机连接，磁场测量单元经PID反馈调节单元与主控单元连接组成。本发明专利技术所涉及的磁场治疗仪的频带覆盖0.1Hz‑300Hz的低频段，操作便捷，磁场方向及大小可控，应用时无需事先对不同肿瘤的最佳磁场抑制频率进行研究，既节约时间，避免了由于磁场频率特异性引起的疗效不佳，又提高了效率，增加了磁场疗法应用于不同肿瘤的普适性，可对多种肿瘤有显著的抑制作用。

A Low Frequency Broadband Magnetic Field Therapy Instrument for Tumor Therapy and Its Application

The invention relates to a low-frequency broadband magnetic field therapeutic instrument for cancer treatment and its application method, which is mainly applied in the medical field. The upper computer is connected with Helmholtz coil group by main control unit, multi-channel broadband signal generating unit, signal conditioning unit, power amplifying unit, signal conditioning unit, power amplifying unit, magnetic field measuring unit and temperature feedback unit, respectively. The magnetic field measuring unit is connected with the upper computer by PI. The D feedback regulating unit is connected with the main control unit. The frequency band of the magnetic field therapeutic apparatus covered the low frequency band of 0.1Hz 300Hz, which is convenient to operate and controllable in magnetic field direction and size. It does not need to study the optimal magnetic field suppression frequency of different tumors beforehand in application, thus saving time, avoiding the bad curative effect caused by the frequency specificity of magnetic field, and improving efficiency. It increases the applicability of magnetic field therapy in different tumors, and can significantly inhibit many tumors.

【技术实现步骤摘要】
一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪及其应用方法
本专利技术涉及磁场治疗仪领域，尤其是一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪及其应用方法。
技术介绍
肿瘤是机体在各种致瘤因素的作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去了对其生长的正常调控，导致异常增生而形成的赘生物。它是目前危害人类健康最严重的疾病之一。现有的肿瘤治疗方法主要包括化疗与放射疗法，疗效不够理想，对人体机能损伤很大，因而研究更为简单有效的新型绿色疗法十分必要。利用磁场的生物效应来治疗肿瘤正是这些新疗法中一个可行的发展方向。磁场可分为稳恒磁场和可变磁场，稳恒和变化的属性除了与磁场源有关外，还和磁场与机体的相对运动密切相关。磁场的类型及其物理参数的差异会导致磁场所致生物效应之不同。变化磁场又因频率高低不同、作用时间长短不一也会产生不同的生物效应。近年来，国内外最新的研究成果表明，0-300Hz的低频电磁场可以有效抑制肿瘤增殖，诱导肿瘤细胞凋亡，不同类型的肿瘤的抑制效果主要与电磁场的参数(频率，强度，类型)有关，其中磁场频率是抑制肿瘤细胞增殖的最重要因素。文章“Cancercellproliferationisinhibitedbyspecificmodulationfrequencies”文中称，低频电磁场在治疗癌变肿瘤方面有着惊人的效果。研究发现，频率在0.1赫兹到114千赫的低频电磁场能够抑制部分患者体内恶性肿瘤的生长。据悉，不同癌症对应着不同的频率，这一研究成果或许能把癌症从不治之症的名单上抹掉。美国专利US8019414，US8406870公开了一种100-300kHz的中频磁场治疗仪，可应用于复发与初发的神经胶质母细胞瘤。美国专利US8192969公开了一个可产生1-1000Hz和1-100mT电磁场的装置可以干预细胞的存活。CN1053555公开了“强磁场治癌装置”，提出一种用于治疗癌症的磁场强度高于0.4特斯拉(T)的磁疗式强磁场治癌装置。能产生强磁场的磁场装置包括恒定强磁场装置和脉冲强磁场装置。CN2721133Y公开了“脉冲电磁场肿瘤治疗装置”，提出了一种用于恶性肿瘤治疗的脉冲电磁场。CN207168835U公开了“具有肿瘤抑制作用的工频电磁场发生装置”，CN106621050A公开了“具有肿瘤抑制作用的工频电磁场发生装置和加载方式”，提出了一种抑制效应的电磁场，其加载方式具有一定拓展性，其频率在30-300Hz范围内，静态与交变磁场强度比值在0.5-2.5范围内，总强度在1-10mT范围内。其可作用于生物体，无创低毒副作用，对多种肿瘤具有显著的抑制作用，磁场作用可增加细胞内超氧自由基含量，并促进细胞自噬。以上技术都针对体内肿瘤治疗或体外肿瘤细胞实验提出了交变磁场或/与稳恒磁场治疗的装置，频率与场强范围可调，但运行时，仅能产生具有单一频率的磁场，而肿瘤的治疗有频率依赖性，不同肿瘤无法使用单一频率达到最佳治疗效果，为了提升磁场应用于不同肿瘤细胞治疗的普适性。
技术实现思路
本专利技术的目的针对上述现有技术的不足，提供一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪。本专利技术的另一目的就是提供一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪的应用方法本专利技术是这样实现的，一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪，该治疗仪包括：上位机、主控单元、多通道宽频信号发生单元、信号调理单元、功率放大单元、亥姆霍兹线圈组、磁场测量单元、PID反馈调节单元以及温度反馈单元，其中所述上位机向主控单元传达指令；所述主控单元控制多通道宽频信号发生单元产生直流信号，经由信号调理单元以及功率放大单元处理后输出到亥姆霍兹线圈组中；所述亥姆霍兹线圈组产生磁场；所述磁场测量单元测量中心区域场强发送给PID反馈调节单元后经由PID反馈调节单元发送至主控单元，形成闭环反馈控制系统；所述温度反馈单元测量测量亥姆霍兹线圈组各个角落的温度信息反馈给上位机使得温度稳定在人体接收的正常温度范围内。进一步地，所述亥姆霍兹线圈组为半径相同，匝数相等的多对线圈组成的圆环，使用时人体位于圆环内，其中每对线圈同轴，且每对线圈之间的间距相等，每对线圈由同一根铜线绕制而成，匝数相同，多对线圈中心位于同一平面。进一步地，所述线圈为4对，经由其中的一对线圈经各线圈中心所在平面顺时针旋转45，90，135度分别可与其他的线圈重合。进一步地，多通道宽频信号发生单元产生对应多对线圈的多路电流值为的直流信号。进一步地，所述上位机接收温度反馈单元测试的各个角落的温度信息反馈，若温度稳定在人体正常温度范围内，则安全性测试通过；若低于正常温度范围时，则上位机通过主控单元调节多通道宽频信号发生单元产生的电流大小，直至温度稳定在人体正常温度范围，进行安全测试，并提取此时多通道宽频信号发生单元输出的电流范围Id～Iu，记为“安全输入电流范围”。进一步地，所述上位机向主控单元传达稳定性测试指令，主控单元控制多通道宽频信号发生单元产生多路电流值为Iin的直流信号，上位机同时通过主控单元提取功率放大单元的输出电流Iout，并利用电流值Iout及亥姆霍兹线圈组模型进行物理场仿真，得到磁场中心均匀区域的磁场强度B0，并将场强值B0发送至PID反馈调节单元，作为预设磁场强度；磁场测量单元实时采集中心磁场的场强及方向信息，一路经主控单元将亥姆霍兹线圈组中心区域测得的磁场方向发送至上位机由上位机记录保存；另一路将中心区域场强发送给PID反馈调节单元，形成闭环反馈控制系统。一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪的应用方法，包括：包括安全性测试、稳定性测试以及治疗阶段；其中，安全性测试，上位机向主控单元传达安全性测试指令，主控单元控制多通道宽频信号发生单元产生多路电流值为I0的直流信号，经信号调理单元、功率放大单元与亥姆霍兹线圈组相连，温度反馈单元经主控单元将分布在亥姆霍兹线圈组各个角落的温度信息反馈给上位机，若温度稳定在人体正常温度范围内，则安全性测试通过；若低于人体正常温度范围时，则上位机通过主控单元调节多通道宽频信号发生单元产生的电流大小，直至温度稳定在人体正常温度范围内，安全测试通过；上位机经主控单元提取此时多通道宽频信号发生单元输出的电流范围Id～Iu，记为“安全输入电流范围”，用于后续测试及治疗，若输入电流超出此范围内，则系统不工作；稳定性测试：安全输入电流范围，选取一电流值Iin作为输入电流，上位机向主控单元传达稳定性测试指令，上位机同时通过主控单元提取功率放大单元的输出电流Iout，并利用电流值Iout及亥姆霍兹线圈组模型进行物理场仿真，得到磁场中心均匀区域的磁场强度B0，并将场强值B0发送至PID反馈调节单元，作为预设磁场强度，磁场测量单元实时采集中心磁场的场强及方向信息，一路经主控单元将亥姆霍兹线圈组中心区域测得的磁场方向发送至上位机由上位机记录保存；另一路将中心区域场强发送给PID反馈调节单元，形成闭环反馈控制系统，其中PID反馈调节单元负责降低当前测得的磁场强度与预设磁场强度B0之间的稳态误差，直至误差小于设定值，PID反馈调节单元停止工作，上位机记录此时多通道宽频信号发生单元输出的电流值Iw，记做“工作电流”，稳定性测试通过；治疗阶段：上位机经主控单元向多通道宽频信号发生单元传达发射指令，多通道宽频信号发生单元产生强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪，其特征在于，该治疗仪包括：上位机、主控单元、多通道宽频信号发生单元、信号调理单元、功率放大单元、亥姆霍兹线圈组、磁场测量单元、PID反馈调节单元以及温度反馈单元，其中所述上位机向主控单元传达指令；所述主控单元控制多通道宽频信号发生单元产生直流信号，经由信号调理单元以及功率放大单元处理后输出到亥姆霍兹线圈组中；所述亥姆霍兹线圈组产生磁场；所述磁场测量单元测量中心区域场强发送给PID反馈调节单元后经由PID反馈调节单元发送至主控单元，形成闭环反馈控制系统；所述温度反馈单元测量测量亥姆霍兹线圈组各个角落的温度信息反馈给上位机使得温度稳定在人体接收的正常温度范围内。

【技术特征摘要】
1.一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪，其特征在于，该治疗仪包括：上位机、主控单元、多通道宽频信号发生单元、信号调理单元、功率放大单元、亥姆霍兹线圈组、磁场测量单元、PID反馈调节单元以及温度反馈单元，其中所述上位机向主控单元传达指令；所述主控单元控制多通道宽频信号发生单元产生直流信号，经由信号调理单元以及功率放大单元处理后输出到亥姆霍兹线圈组中；所述亥姆霍兹线圈组产生磁场；所述磁场测量单元测量中心区域场强发送给PID反馈调节单元后经由PID反馈调节单元发送至主控单元，形成闭环反馈控制系统；所述温度反馈单元测量测量亥姆霍兹线圈组各个角落的温度信息反馈给上位机使得温度稳定在人体接收的正常温度范围内。2.按照权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述亥姆霍兹线圈组为半径相同，匝数相等的多对线圈组成的圆环，使用时人体位于圆环内，其中每对线圈同轴，且每对线圈之间的间距相等，每对线圈由同一根铜线绕制而成，匝数相同，多对线圈中心位于同一平面。3.按照权利要求2所述的治疗仪，其特征在于，所述线圈为4对，经由其中的一对线圈经各线圈中心所在平面顺时针旋转45，90，135度分别可与其他的线圈重合。4.按照权利要求2所述的治疗仪，其特征在于，多通道宽频信号发生单元产生对应多对线圈的多路电流值为的直流信号。5.按照权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述上位机接收温度反馈单元测试的各个角落的温度信息反馈，若温度稳定在人体正常温度范围内，则安全性测试通过；若低于正常温度范围时，则上位机通过主控单元调节多通道宽频信号发生单元产生的电流大小，直至温度稳定在人体正常温度范围，进行安全测试，并提取此时多通道宽频信号发生单元输出的电流范围Id～Iu，记为“安全输入电流范围”。6.按照权利要求1所述的治疗仪，其特征在于，所述上位机向主控单元传达稳定性测试指令，主控单元控制多通道宽频信号发生单元产生多路电流值为Iin的直流信号，上位机同时通过主控单元提取功率放大单元的输出电流Iout，并利用电流值Iout及亥姆霍兹线圈组模型进行物理场仿真，得到磁场中心均匀区域的磁场强度B0，并将场强值B0发送至PID反馈调节单元，作为预设磁场强度；磁场测量单元实时采集中心磁场的场强及方向信息，一路经主控单元将亥姆霍兹线圈组中心区域测得的磁场方向发送至上位机由上位机记录保存；另一路将中心区域场强发送给PID反馈调节单元，形成闭环反馈控制系统。7.一种用于肿瘤治疗的低频段宽频带磁场治疗仪的应用方法，其特征在于，包括：包括安全性测试、稳定性测试以及治疗阶段；其中，安全性测试，上位机向主控单元传达安全性测试指令，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：林君，徐奡澍，刁庶，吕欣，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22