核磁共振兼容型冷热疗系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核磁共振兼容型冷热疗系统，该系统包括冷疗模块、热疗模块、热绝缘冷热刀、温度传感器和控制模块，其中所述冷疗模块和热疗模块通过控制模块的协调交替工作，所述控制模块采集冷疗过程中病灶处的温度和回路中气体压强，并控制回路中气体或液体的流量，所述控制模块采集热疗过程中病灶处的温度，控制加热功率。通过本发明专利技术的核磁共振冷热疗系统能够实时监控冰球的生长及消融情况从而能够准确快速地杀死肿瘤细胞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种核磁共振兼容型冷热疗系统。
技术介绍
肿瘤是目前世界上死亡率最高的疾病之一，严重威胁着人类的生命。然而，70% 80%的患者确诊时己属晚期，失去了手术治疗的机会，然而即使是手术治疗，术后复发和转移的概率仍高达50% 70%，总的治愈率不足10%。因而，准确、迅速、干净地杀死肿瘤细胞非常重要。传统治疗肿瘤的方法通常包括手术切除、放疗和化疗等方法，其中，手术治疗风险高，尤其对于部位敏感的肿瘤，如脑肿瘤，手术危险性大，成功率低。而且手术对人体的创伤大，使患者的免疫力降低，对疾病的抵抗力下降，且易产生一系列的手术并发症；放疗和化疗在杀伤癌细胞的同时，也将正常细胞和免疫(抵抗)细胞一同杀灭，虽然通过放疗和化疗方法能够局部或全身减轻肿瘤细胞负荷，但是它无法根除肿瘤细胞组织，易转移、复发，全身毒副作用大，极易产生恶心、呕吐、脱发、食欲不振等症状，造成人体免疫功能损伤，加重患者病情，对癌症患者的身心健康造成沉重的打击，尤其是癌症晚期患者，其身体健康状况常常无法耐受化疗的巨大副作用，因此很多晚期患者多不适合化疗治疗方法，特别是中晚期肿瘤或身体虚弱的病人，盲目地使用化疗和放疗方法，不仅会导致病情迅速恶化，更会加速病人的死亡。现在通用的氩氦刀虽能实现冷冻和热疗治疗肿瘤的效果，由于其热疗的原理是由氦气在针尖急速释放时产生热量，且复温和升温急速，但其热疗能达到的最高温度有限，有数据表明传统的氩氦刀在体温度只能达到20°C 30°C之间，一般认为多数恶性肿瘤细胞的致死温度的临界点在42. 5 43°C，杀灭恶性肿瘤细胞的最低温度为42°C，并且加热持续时间需要在半小时以上；温度越 高，杀灭癌细胞所需要的时间就越短，因此，现在通用的氩氦刀常常无法达到杀死癌细胞或其他病灶区域所需要的温度，不能起到热疗的功效。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种核磁共振兼容型冷热疗系统，该冷热疗系统适合在核磁共振成像技术(MRI)的实时引导下工作。本专利技术提供的核磁共振兼容型冷热疗系统，包括冷疗模块，其进一步包括进气通路和出气通路，所述进气通路用于将冷源引导至所述热绝缘冷热刀5的刀尖，其依次包括装有冷源的钢瓶1、用于测量所述钢瓶I的压强的第一气压表2、第一阀门3 ;所述出气通路用于吸收冷疗过程中产生的废气，其依次包括 第三阀门7、用于对所述出气通路进行加热的加热器8、用于测量所述出气通路的压强的第二气压表10、用于为冷源的流动提供动力的泵11、第四阀门12、用于容置治疗过程中产生的废气的废气瓶14 ；热疗模块，其包括射频发生器16和射频热疗天线，所述射频发生器16与控制模块和所述射频热疗天线相连，用于产生射频波；所述射频热疗天线贯穿整个热绝缘冷热刀5， 其末端通过射频信号线与所述射频发生器16连接，其置于所述热绝缘冷热刀5的刀尖处的顶端，用于发射所述射频发生器16产生的射频波；多支能单独控制的热绝缘冷热刀5，用于插入到病变组织中进行冷热治疗，每个热绝缘冷热刀5的刀杆内部均包括一氩气管道和一射频热疗天线，氩气管道用于把高压氩气输送到刀尖处，每个热绝缘冷热刀5还设有一个连接所述进气通路的进气口和连接所述出气通路的出气口，用于为冷疗过程提供冷源以及排除冷疗过程中产生的废气；温度传感器，安装在所述热绝缘冷热刀5的刀尖，并与所述控制模块连接，用于实时采集所述热绝缘冷热刀5刀尖的温度； 控制模块，至少包括一与所述泵11和所述射频发生器16连接的计算机15，用于根据事先设定的参数和所述温度传感器和第二气压表10传回的信号来调节所述泵11的流量和所述射频发生器16的发射功率。与现有技术相比，本专利技术所提出的核磁共振兼容型冷热疗系统的优点如下1.该系统工作时可由医学影像技术(MRI)实时监控和引导，从而避免了不能动态观察、组织结构不清晰、分辨率不高，存在伪影、有放射性等不足，使整个治疗和使用过程中，病灶的位置、冰球的生长及消融情况、病灶的消除状况都能得到很好的实时监控。2.该系统的热疗过程通过射频加热，与氦气在刀尖释放使肿瘤组织升温相比，射频能把肿瘤组织加热到更高的温度，温度越高，杀灭癌细胞所需时间就越短。进一步，由于射频的波长比较大，对组织的穿透力很强，因此，热量可以渗透到比较深的组织。3.本专利技术采用的是一种介入微创治疗的方式，具有其独特之处，如创伤小、费用低、恢复快，无需住院，随治随走，纯绿色疗法，无毒副作用，无放射性(介入治疗是一种精确靶向摧毁的过程)。4.本专利技术装有4 8支型号不同且能单独控制的热绝缘冷热刀，可以适合治疗不同大小，不同位置，不同时期的肿瘤。附图说明图1为根据 本专利技术一实施例的核磁共振兼容型冷热疗系统示意图。图2为根据本专利技术另一实施例的核磁共振兼容型冷热疗系统示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提出一种核磁共振兼容型冷热疗系统，该系统包括冷热疗系统冷疗模块、 热疗模块、多支能单独控制的热绝缘冷热刀5、控制模块和传感器，其中所述冷热疗系统冷疗模块进一步包括进气通路和出气通路，所述进气通路依次包括装有冷源的钢瓶1、第一气压表2、第一阀门3，用于将冷源引导至所述热绝缘冷热刀5 的刀尖；其中，所述冷源为高压氩气或低温液体(比如液氮)；所述第一气压表2用于测量所述钢瓶I的压强；所述出气通路依次包括第三阀门7、加热器8、流量计9、第二气压表 10、泵11、第四阀门12、第三气压表13、废气瓶14，用于吸收冷疗过程中产生的废气；其中，所述加热器8用于对所述出气通路进行加热，以辅助调节所述出气通路中的压强；所述流量计9用于测量所述出气通路中冷源的流量，操作者可以通过流量计9的读数判断仪器是否正常工作；所述第二气压表10用于测量所述出气通路的压强，以提供给所述控制模块进行调节操作；所述泵11用于为冷源的流动提供动力；所述第三气压表13用于测量所述废气瓶14的压强；所述废气瓶14用于容置治疗过程中产生的废气；所述热疗模块包括射频发生器16和置于所述热绝缘冷热刀5内部的射频热疗天线，其中，所述射频发生器16与所述控制模块和所述射频热疗天线相连；所述射频发生器 16用于产生射频波；所述射频热疗天线为由导电性材料制成的圆棒，所述射频热疗天线贯穿整个热绝缘冷热刀(比如沿所述热绝缘冷热刀5的中心轴)，所述射频热疗天线的末端由射频线连接到所述射频发生器16上，其顶端，也就是所述热绝缘冷热刀5的刀尖处，用于发射所述射频发生器16产生的射频波，以激发刀尖周围的病变组织(一般指人体癌变组织) 发生离子震荡摩擦产热；所述热绝缘冷热刀5用于插入到病变组织中进行冷热治疗，每个热绝缘冷热刀5 的刀杆内部包括一根氩气管道(内径可选为O. 3 Imm)和一根所述射频热疗天线，氩气管道把高压氩气引至冷热刀刀头，每个热绝缘冷热刀5还设有一个进气口和出气口，其中，所述进气口连接所述冷热疗系统冷疗模块中的进气通路，以为冷疗过程提供冷源；所述出气口连接所述冷热疗系统冷疗模块中的出气通路，以排除冷疗过程中产生的废气，同时还通过所述控制模块调节所述出气口所连接的出气通路的压强，来间接控制所述热绝缘冷热刀 5的冷源的流量。所述热绝缘冷热刀5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核磁共振兼容型冷热疗系统，其特征在于，该系统包括：冷疗模块，其进一步包括进气通路和出气通路，所述进气通路用于将冷源引导至所述热绝缘冷热刀(5)的刀尖，其依次包括：装有冷源的钢瓶(1)、用于测量所述钢瓶(1)的压强的第一气压表(2)、第一阀门(3)；所述出气通路用于吸收冷疗过程中产生的废气，其依次包括：第三阀门(7)、用于对所述出气通路进行加热的加热器(8)、用于测量所述出气通路的压强的第二气压表(10)、用于为冷源的流动提供动力的泵(11)、第四阀门(12)、用于容置治疗过程中产生的废气的废气瓶(14)；热疗模块，其包括射频发生器(16)和射频热疗天线，所述射频发生器(16)与控制模块和所述射频热疗天线相连，用于产生射频波；所述射频热疗天线贯穿整个热绝缘冷热刀(5)，其末端通过射频信号线与所述射频发生器(16)连接，其置于所述热绝缘冷热刀(5)的刀尖处的顶端，用于发射所述射频发生器(16)产生的射频波；多支能单独控制的热绝缘冷热刀(5)，用于插入到病变组织中进行冷热治疗，每个热绝缘冷热刀(5)的刀杆内部均包括一氩气管道和一射频热疗天线，氩气管道把高压氩气引至冷热刀刀头，每个热绝缘冷热刀(5)还设有一个连接所述进气通路的进气口和连接所述出气通路的出气口，用于为冷疗过程提供冷源以及排除冷疗过程中产生的废气；温度传感器，安装在所述热绝缘冷热刀(5)的刀尖，并与所述控制模块连接，用于实时采集所述热绝缘冷热刀(5)刀尖的温度；控制模块，至少包括一与所述泵(11)和所述射频发生器(16)连接的计算机(15)，用于根据事先设定的参数和所述温度传感器和第二气压表(10)传回的信号来调节所述泵(11)的流量和所述射频发生器(16)的发射功率。...

【技术特征摘要】
1.一种核磁共振兼容型冷热疗系统,其特征在于,该系统包括冷疗模块，其进一步包括进气通路和出气通路，所述进气通路用于将冷源引导至所述热绝缘冷热刀(5)的刀尖，其依次包括装有冷源的钢瓶(I)、用于测量所述钢瓶(I)的压强的第一气压表(2)、第一阀门(3);所述出气通路用于吸收冷疗过程中产生的废气，其依次包括第三阀门(7)、用于对所述出气通路进行加热的加热器(8)、用于测量所述出气通路的压强的第二气压表(10)、用于为冷源的流动提供动力的泵(11)、第四阀门(12)、用于容置治疗过程中产生的废气的废气瓶(14)；热疗模块，其包括射频发生器(16)和射频热疗天线，所述射频发生器(16)与控制模块和所述射频热疗天线相连，用于产生射频波；所述射频热疗天线贯穿整个热绝缘冷热刀(5)，其末端通过射频信号线与所述射频发生器(16)连接，其置于所述热绝缘冷热刀(5)的刀尖处的顶端，用于发射所述射频发生器(16)产生的射频波；多支能单独控制的热绝缘冷热刀(5)，用于插入到病变组织中进行冷热治疗，每个热绝缘冷热刀(5)的刀杆内部均包括一氩气管道和一射频热疗天线，氩气管道把高压氩气引至冷热刀刀头，每个热绝缘冷热刀(5)还设有一个连接所述进气通路的进气口和连接所述出气通路的出气口，用于为冷疗过程提供冷源以及排除冷疗过程中产生的废气；温度传感器，安装在所述热绝缘冷热刀(5)的刀尖，并与所述控制模块连接，用于实时采集所述热绝缘冷热刀(5)刀尖的温度；控制模块，至少包括一与所述泵(11)和所述射频发生器(16)连接的计算机(15)，用于根据事先设定的参数和所述温度传感器和第二气压表(10)传回的信号来调节所述泵(11) 的流量和所述射频发生器(16)的发射功率。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷源为高压氩气或低温液体。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废气瓶(14)还连接有一第三气压表(13)，用于测量所述废气瓶(14)的压强。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述出气通路中还设有一流量计(9)，用于测量所述出气通路中冷源的流量。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射频热疗天线为由导电性材料制成的圆棒。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热绝缘冷热刀(5)和与其相连的气体通路以及所述射频信号线用顺磁材料制成。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热绝缘冷热刀(5)的刀杆上嵌有基于热补偿的主动式绝热段，以避免病变组织周围的正常组织被冷冻伤害。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热绝缘冷热刀(5)的进气口和出气口处分别连接一个减压阀，以防止冷源压强过大而损坏所述热绝缘冷热刀。9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述冷源为高压氩气时，在所述第一阀门(3)之后还设有一低温液体瓶(17)和一第二阀门(18)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵刚，朱凯旋，高大勇，邱本胜，许云鹏，沈凌霄，汪涛，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：