三维靶向微波肿瘤热疗机制造技术

技术编号:22556321 阅读:35 留言:0更新日期:2019-11-16 00:42
本发明专利技术公开了一种三维靶向微波肿瘤热疗机,包括:工控机、微波输出系统和测温系统;工控机用于控制测温系统的启动或关闭;测温系统用于实时检测病灶处的温度信息并将温度信息发送至所述工控机;工控机还用于根据温度信息控制微波输出系统的输出功率;微波输出系统用于对病灶处进行微波热疗。本发明专利技术实施例提供的三维靶向微波肿瘤热疗机,利用测温系统实时检测病灶处的温度信息,利用工控机并根据温度信息对微波输出系统的输出功率进行控制,形成了温度和输出功率的闭环控制,一方面保证了病灶处的微波热疗温度,有利于提高热疗效果;另一方面避免热疗过程中病灶周围正常组织的温度过高,有利于提高微波热疗的安全性和可靠性。

Three dimensional targeted microwave tumor hyperthermia machine

The invention discloses a three-dimensional target microwave tumor hyperthermia machine, which comprises an industrial computer, a microwave output system and a temperature measurement system; an industrial computer is used to control the start or shutdown of the temperature measurement system; a temperature measurement system is used to detect the temperature information at the focus in real time and send the temperature information to the industrial computer; an industrial computer is also used to control the output power of the microwave output system according to the temperature information; Microwave output system is used for microwave hyperthermia at the focus. The three-dimensional targeted microwave tumor hyperthermia machine provided by the embodiment of the invention uses the temperature measurement system to detect the temperature information at the focus in real time, uses the industrial computer and controls the output power of the microwave output system according to the temperature information, forming a closed-loop control of the temperature and output power, on the one hand, ensuring the microwave hyperthermia temperature at the focus, which is conducive to improving the hyperthermia effect; on the other hand In order to avoid the high temperature of normal tissue around the focus in the process of hyperthermia, it is beneficial to improve the safety and reliability of microwave hyperthermia.

【技术实现步骤摘要】
三维靶向微波肿瘤热疗机
本专利技术涉及微波热疗
,具体涉及一种三维靶向微波肿瘤热疗机。
技术介绍
热疗是肿瘤治疗领域新兴的一种技术,它是利用物理方法使肿瘤区域加热到有效治疗温度并且持续一定时间,达到杀灭肿瘤细胞而又较小损伤正常组织的治疗目的。热疗设备主要有射频电容式热疗机、超声热疗机和微波热疗机。射频电容式热疗机的电场分布不易均匀控制,深部加热较困难,使用时脂肪易过热疼痛,仅适用于脂肪薄(厚度≤1.5cm)的部位;超声热疗机不能穿透含气空腔。微波热疗是较为理想的热疗方法。微波热疗的目标是使得肿瘤靶区得到比较高的热剂量,避免治疗冷点的出现,同时也要尽量对正常组织进行保护,使其受到尽量小的热剂量以规避治疗热点和不可逆的损伤,温度测量是保证热疗质量的重要技术。为了保证治疗效果,需要将肿瘤组织的温度加热达有效治疗高温区43~45℃,同时不损伤其周围的正常组织,保证正常组织的温度低于40℃。早期单凭患者的热感来控制加热功率,现在很多热疗机采用间断停机测温方式,测温误差大。现有的微波热疗技术,由于在微波热疗过程中不能同步实现对温度的实时监控,使得热疗效果不理想,并且微波热疗的安全性和可靠性较低。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例提供了一种三维靶向微波肿瘤热疗机,以解决现有的微波热疗过程中由于不能同步实现对温度的实时监控,使得热疗效果不理想,并且微波热疗的安全性和可靠性较低的问题。根据第一方面,本专利技术实施例提供了一种三维靶向微波肿瘤热疗机,包括:工控机、微波输出系统和测温系统;所述工控机用于控制所述测温系统的启动或关闭;所述测温系统用于实时检测病灶处的温度信息并将所述温度信息发送至所述工控机;所述工控机还用于根据所述温度信息控制所述微波输出系统的输出功率;所述微波输出系统用于对病灶处进行微波热疗。本专利技术实施例提供的三维靶向微波肿瘤热疗机,利用测温系统实时检测病灶处的温度信息,利用工控机并根据温度信息对微波输出系统的输出功率进行控制,形成了温度和输出功率的闭环控制,一方面保证了病灶处的微波热疗温度,有利于提高热疗效果;另一方面避免热疗过程中病灶周围正常组织的温度过高,有利于提高微波热疗的安全性和可靠性。结合第一方面,在第一方面第一实施方式中,所述微波输出系统包括:微波固态源和微波辐射器阵列;所述微波辐射器阵列包括底座和均匀排布在所述底座上的多个微波辐射器;所述底座为圆柱形,所述多个微波辐射器分别在所述底座的端面和侧面均匀分布以构成立体阵列;所述多个微波辐射器分别与所述微波固态源的输出端相连接;所述微波固态源的控制端与所述工控机的输出端相连接,所述微波固态源在所述工控机的控制下输出不同功率的微波信号。本专利技术实施例提供的三维靶向微波肿瘤热疗机,由于将微波固态源与工控机相连,实现了工控机对微波固态源的输出管控,进而使得与微波固态源输出端相连的微波辐射器阵列的输出功率可控,有利于提高热疗效果,以及提高微波热疗的安全性和可靠性。此外,由于将微波辐射器阵列的底座设计为圆柱形,并在圆柱形的端面和侧面均设置了微波辐射器,构成立体阵列,使得微波辐射器阵列能够适应不同位置的病灶的热疗需要。例如,对于位于平面或半径较大的曲面上的肿瘤,可以使用圆柱形底座端面上的微波辐射器进行热疗;对于位于环形腔管上的肿瘤,可以使用圆柱形底座侧面上的微波辐射器进行热疗。结合第一方面第一实施方式,在第一方面第二实施方式中,所述微波辐射器阵列还包括:第一接头、枢设于所述第一接头的第一连接件,以及枢设于所述第一连接件的第二接头,所述第二接头相对所述第一连接件的枢摆方向垂直于所述第一连接件相对所述第一接头的枢摆方向;所述第一接头内设有第一腔室,所述第一腔室内设有用于驱动所述第一连接件相对所述第一接头枢摆的第一摆动音圈电机;所述第一连接件内设有第二腔室,所述第二腔室内设有用于驱动所述第二接头相对所述第一连接件枢摆的第二摆动音圈电机;所述底座设置在所述第二接头的顶部。本专利技术实施例提供的三维靶向微波肿瘤热疗机,由于在微波辐射器阵列中设置有两个枢摆方向垂直的接头,使得微波辐射器阵列能够万向转动,满足定向热疗的需要,实现了狭小空间内指定方向的热疗。结合第一方面第一实施方式或第二实施方式,在第一方面第三实施方式中,所述微波辐射器包括:反射体、设置在所述反射体中心位置上的支撑体以及设置在所述反射体上的第一音圈电机;所述反射体为开口逐渐增大的喇叭形对称结构;所述支撑体沿所述反射体的轴线设置且指向所述反射体的开口方向;所述支撑体包括多节首尾相连的套筒;所述支撑体上设置有一个或多个微波天线;所述第一音圈电机用于驱动构成所述支撑体的套筒沿所述反射体的轴线运动。本专利技术实施例提供的三维靶向微波肿瘤热疗机,由于在微波辐射器中设置有喇叭形的反射体,使得微波天线向外辐射的电磁波能够更为聚拢,有利于电磁波朝向病灶的方向射出,减小电磁波在其他方向上的消耗;由于在微波辐射器中设置了用于驱动构成支撑体的各个套筒前后运动的第一音圈电机,使得设置在支撑体上的微波天线能够根据需要接近病灶处;由于音圈电机能够在狭小空间内提供定量的位移,使得微波天线与病灶处的距离能够精准可控,实现精准定位的微波热疗。结合第一方面第三实施方式,在第一方面第四实施方式中,所述微波辐射器还包括双曲面平凸透镜,所述双曲面平凸透镜设置在所述反射体的开口处。本专利技术实施例提供的三维靶向微波肿瘤热疗机,由于在微波辐射器中设置了双曲面平凸透镜,并利用双曲面平凸透镜对电磁波的会聚作用,能够将弱方向性电磁波聚集为锐方向性的电磁波束,使微波辐射器射出的微波功率密度增加。在肿瘤的微波热疗中,增设透镜的微波辐射器对浅表层肿瘤的治疗具有方向性好、增益大、热效率高等特点,且治疗区域较小,不易损伤肿瘤周围的正常组织。结合第一方面第一实施方式或第二实施方式,在第一方面第五实施方式中,所述测温系统包括:同步脉冲发生器、脉冲激光器、数据采集卡以及多路结构相同的光信号采集电路;所述工控机的输出端接所述同步脉冲发生器的一输入端,所述同步脉冲发生器的一输出端接所述脉冲激光器的输入端,所述同步脉冲发生器的另一输出端接所述数据采集卡的一输入端;所述多路结构相同的光信号采集电路并联于所述脉冲激光器的输出端与所述数据采集卡的另一输入端之间;所述数据采集卡的输出端接所述工控机的输入端;所述同步脉冲发生器在所述工控机的控制下启动,并向所述脉冲激光器和所述数据采集卡发送同步脉冲信号,以同步启动所述脉冲激光器和所述数据采集卡;所述光信号采集电路包括光波分复用器、测温光纤、第一光电检测器、第二光电检测器、第一放大器和第二放大器;所述光波分复用器的输入端接所述脉冲激光器的一个输出端,所述光波分复用器的输入/输出端接所述测温光纤,以将所述脉冲激光器发射的激光发送至所述测温光纤,并接收所述测温光纤发回的散射光;所述光波分复用器的一输出端经第一光电检测器和第一放大器接所述数据采集卡的输入端,以将所述测温光纤发回的一路散射光转换为电信号并发送至所述数据采集卡;所述光波分复用器的另一输出端经第二光电检测器和第二放大器接所述数据采集卡的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,包括:/n工控机、微波输出系统和测温系统;/n所述工控机用于控制所述测温系统的启动或关闭;/n所述测温系统用于实时检测病灶处的温度信息并将所述温度信息发送至所述工控机;/n所述工控机还用于根据所述温度信息控制所述微波输出系统的输出功率;/n所述微波输出系统用于对病灶处进行微波热疗。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,包括:
工控机、微波输出系统和测温系统;
所述工控机用于控制所述测温系统的启动或关闭;
所述测温系统用于实时检测病灶处的温度信息并将所述温度信息发送至所述工控机;
所述工控机还用于根据所述温度信息控制所述微波输出系统的输出功率;
所述微波输出系统用于对病灶处进行微波热疗。


2.根据权利要求1所述的三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,所述微波输出系统包括:微波固态源和微波辐射器阵列;
所述微波辐射器阵列包括底座和均匀排布在所述底座上的多个微波辐射器;所述底座为圆柱形,所述多个微波辐射器分别在所述底座的端面和侧面均匀分布以构成立体阵列;
所述多个微波辐射器分别与所述微波固态源的输出端相连接;
所述微波固态源的控制端与所述工控机的输出端相连接,所述微波固态源在所述工控机的控制下输出不同功率的微波信号。


3.根据权利要求2所述的三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,所述微波辐射器阵列还包括:
第一接头、枢设于所述第一接头的第一连接件,以及枢设于所述第一连接件的第二接头,所述第二接头相对所述第一连接件的枢摆方向垂直于所述第一连接件相对所述第一接头的枢摆方向;
所述第一接头内设有第一腔室,所述第一腔室内设有用于驱动所述第一连接件相对所述第一接头枢摆的第一摆动音圈电机;
所述第一连接件内设有第二腔室,所述第二腔室内设有用于驱动所述第二接头相对所述第一连接件枢摆的第二摆动音圈电机;
所述底座设置在所述第二接头的顶部。


4.根据权利要求2或3所述的三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,所述微波辐射器包括:反射体、设置在所述反射体中心位置上的支撑体以及设置在所述反射体上的第一音圈电机;
所述反射体为开口逐渐增大的喇叭形对称结构;
所述支撑体沿所述反射体的轴线设置且指向所述反射体的开口方向;所述支撑体包括多节首尾相连的套筒;所述支撑体上设置有一个或多个微波天线;
所述第一音圈电机用于驱动构成所述支撑体的套筒沿所述反射体的轴线运动。


5.根据权利要求4所述的三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,所述微波辐射器还包括双曲面平凸透镜,所述双曲面平凸透镜设置在所述反射体的开口处。


6.根据权利要求2或3所述的三维靶向微波肿瘤热疗机,其特征在于,所述测温系统包括:同步脉冲发生器、脉冲激光器、数据采集卡以及多路结构相同的光信号采集电...

【专利技术属性】
技术研发人员:段顺江孙洪利梁金生
申请(专利权)人:河北亿邦医疗设备股份有限公司
类型:发明
国别省市:河北;13

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