CN1657116A - 微波全身加温装置 - Google Patents

Abstract

一种微波全身加温装置，它的结构是，可准确采集体温的人体生命体征监测装置8的信号输出端同所述电子计算机9的相应信号输出端口连接，电子计算机9的I/O接口一路同三维运动床6的驱动电路相连，另一路接控制电路1，控制电路1的输出端口接微波源2的控制电路，两个微波辐射器3均以微波源2为其输入，两个微波脉冲调制器4的输入端分别与其相应的微波辐射器3输出口相连，其输出端分别与对应的微波聚束器5连接，而微波辐射器3安装在一离患者7体表5－48cm距离可调节机构上。该装置可对人体躯干均匀加热，由大面积深部加温，经血液循环将热量送达全身而起全身热疗作用，同时可避免热量对人体表面的损伤；可用于恶性肿瘤、艾滋病、病毒性感冒、血吸虫病等的治疗，加热效率高，无副作用。

Description

微波全身加温装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，进一步是指用于人体某些疾病治疗所需全身加温的微波加温装置。

背景技术

一般微波体外加温是把微波辐射器对准病人身体病灶部位持续照射，通过微波的热效应使照射部位的温度升高，达到治疗疾病的目的。由于微波辐射穿透人体组织时能使活性细胞中的极性分子在微波电磁场中高速运动发生碰撞和摩擦产生热量。以往的微波热疗装置就是利用该原理使生物体局部温度升高，并利用生物体内病变组织与正常组织热耐受的差异而治疗疾病。如人类的某些微生物、寄生虫等疾病，由于病原体对热敏感，在对病变部位加温时，微生物或寄生虫会因热致死。如美国BSD公司生产的BSD400热疗机使用915MHZ频率的微波，最大功率为400W，带有粘接式辐射头，辐射功率迅速衰减，患者体表烧伤严重而加温深度仅3-4cm；湖南某公司生产的UHR-2000型热疗机，使用915MHZ微波频率，最大功率达1.2KW，远距离加温，皮肤烧伤减少，加温深度有所增加，但仅对局部肿瘤治疗有一定效果，对全身性疾病效率低或无效。

为了解决全身热疗难题，美国某公司生产的TEMET1000型全身热疗机，设计人体血液从一侧的股静脉引出，在体外循环过程中用微波原理加热血液，再从另一侧股静脉输入，使人体体温维持在41-43摄氏度，但该设备价格昂贵，治疗方法复杂，副作用和并发症多，不宜推广。国内深圳某公司生产的ETSPACE红外太空仓，利用红外线体外加温，也能使全身体温升高，但红外线对人体穿透力极差，热传导过程对体表组织损伤普遍，加上需要全身麻醉，加温诱导时间长达2-4小时，很有可能导致病人皮肤烫伤，晚期癌症病人的耐受力也成问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种微波全身加温装置，该装置可对人体全躯干部位均匀加热，由大面积、深部加温，通过血液循环将热量送达全身而起到全身热疗作用，同时尽可能地减少治疗中出现的体表灼伤和病人虚脱两大主要副作用和并发症。

本发明的技术解决方案是，一种微波全身加温装置，参见附图1，包括控制用电子计算机9及显示器10、控制电路1、微波源2、两个微波辐射器3、两个微波脉冲调制器4、两个微波聚束器5、三维运动床6、人体生命体征监测装置8，可准确采集体温的人体生命体征监测装置8的信号输出端同所述电子计算机9的相应信号输出端口相连接，该电子计算机6的I/O接口一路同所述三维运动床6的驱动电路相连而另一路接至控制电路1，所述控制电路1的输出端口接微波源2的控制电路，两个微波辐射器3均以微波源2为其输入，两个微波脉冲调制器4的输入端分别与其相应的微波辐射器3输出口相连，其输出端分别与其相对应的微波聚束器5相连接，所述两个微波辐射器3安装在一个使之离三维运动床上患者7体表5-48cm距离可调节机构上。该两个微波辐射器3分别安装在三维运动床上下两侧对应患者7可同时进行微波照射处，其中的下方输出电缆比上方输出电缆长半个波长(16.4CM)，根据微波相位理论，达到正相叠加效应。

本发明的工作原理包括：(1)微波脉冲波调制技术，使连续微波辐射变成间隙性微波辐射，增加微波对生物机体组织放透热深度，而减少体表热剂量，以防止皮肤热损伤；(2)微波聚束技术，利用微波在不同介质的传导折射原理，使单位面积的微波能量增加20倍；(3)人体上下同时加温技术，根据微波相位理论，在人体上下两面同时进行微波照射，下方输出电缆比上方输出电缆长半个波长(16.4CM)，达到正相叠加效应，使加温效率明显增加；(4)均匀移动床位，使床上病人躯干短时间高强度均匀加热，体表组织损伤概率明显降低，而体内由于热滞留效应不会影响加温效果。

由于人类恶性肿瘤、艾滋病、血吸虫病等均为全身性疾病，只有用全身热疗的方式才能更有效的治疗。因此，本发明能通过微波辐照生物体，使其全身体温升高到有效治疗温度，如恶性肿瘤亚高温全身热疗为39-41.5℃，标准全身热疗为41.6-43℃。

本发明的微波源2采用通用磁控管，输出功率为0-5KW可调，输出频率范围600MHZ-1500MHZ，本加温系统采用的是915MHZ或433MHZ。

微波辐射器3采用通用的微波辐射器，口径为164-656mm，其输入口安装微波源，输出口与微波脉冲调制器4相连，离加热生物体表5-48cm。

微波脉冲调制器4采用通用的脉冲调制器，将微波连续波变为间断波。在载波频率为915MHZ或433MHZ的情况下，施以50-600HZ调制波频率，将原915MHZ或433MHZ的正弦波调制为脉冲波，使调制后的微波兼有微波安全和射频波穿透力强的优点，而克服了微波穿透深度不够，射频波容易导致软组织热损伤的弱点。

微波聚束器5为特制单面凸透镜形的有机材料聚四氟乙烯，其直径为100-500mm，双曲面顶点到弧基平面的距离为40-200mm。

生命体征监测装置8主要为8-16导膜的热电偶测温装置，采集食道(代表胸腔温度)、内耳(代表颅内温度)、直肠(代表腹腔温度)及体表多处皮温，由计算机人体体温模型计算出人体各部位体温，其误差＜0.1℃。同时配有血压、血氧、脉搏、呼吸频率测量装置，能及时反映生命体征变化情况。

计算机9为普通PC机，其I/O接口与微波源控制电路及三维运动床相连，能显示生命体征并提供控制信号到微波源及三维运动床，调节和控制微波源的输出功率以及三维运动床床体位置，以控制人体温度。

采用本发明全身加温系统的体模试验结果如下表：实验条件为微波频率915MHZ，输出功率0-1500W，加温时间：5分钟；辐射器离体模表面距离25cm。

体模实验结果(Δt0-5min所升温度)如下表：

透热深度(cm)	温度(t0-5min℃)	t-Max，％	加温区域cm×cm
				0	2.84	100％	＞20×20
1	2.63	93％	＞20×20
				2	2.38	83％	20×20
3	2.06	70％	19×19
				4	1.92	63％	17.5×17.5

5	1.81	57％	15×15
				6	1.77	55％	13.5×13.5
7	1.66	49％	11.2×11.2
				8	1.54	42％	11.2×11.2
9	1.68	49％	13.5×13.5
				10	1.82	57％	15×15
11	1.98	66％	17.5×17.5
				12	2.23	77％	19×19
13	2.44	84％	20×20
				14	2.60	92％	＞20×20
15	2.82	100％	＞20×20

动物实验：一头70Kg活猪，受热部位活猪胸腹部。测温部位：脐与剑突连线中点腹直肌边沿。

实验条件：微波率915MHZ，输出功率800W，辐射器离猪表皮距离25cm，加温时间10分钟。

实验结果如下表：

透热深度(cm)	温度(℃)	透热深度(cm)	温度(℃)
				0	43.5	0	43.6
1	43.4	1	43.4
				2	43.2	2	43.3
3	42.9	3	43.1
				4	42.7	4	42.8

5	42.6	5	42.7
				6	42.5	6	42.7
7	42.6	7	42.5
				8	42.4	8	42.4
9	42.4	9	42.4
				10	42.3	10	42.4

上述实验结果证明在0-20cm深度范围内，温度差很小，不同部位温度相近，充分说明其加热效率明显，热分布均匀，能达到并控制有效治疗温度。

使用体发明全身微波加温装置对病人进行治疗时，病人仅感觉体内发热无其它不适应反应，随着体温升高会有汗腺分泌增加，要及时给病人补充体液。该治疗装置具有安全有效、适应范围广，且操作维护容易等特点。

本发明的医学应用中，首选人类恶性肿瘤。尤其是中晚期癌症，有20-40％病人疗效显著。三维运动床按轨迹运动时作全身热疗，定位于某点，直照肿瘤部位时可作局部热疗。对人类其它感染性疾病如艾滋病、病毒性感冒、血吸虫病等也有一定疗效。对非特异性炎症如类风湿、风湿病、非特异性结肠炎、盆腔炎、前列腺肥大等良性疾病也具有较好的治疗效果。

由上可知，本发明为一种微波全身加温装置。通过对人体躯干部位均匀大面积深部加温，再由血液循环将热量送达全身而起全身热疗作用，三维床定点对准微波辐射器，可进行肿瘤局部热疗及其它良性疾病热疗。加温效率高，无副作用。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是微波聚束器结构示意图。

图1～2中：

1-控制电路，               2-微波源，

3-微波辐射器，             4-微波脉冲调制器，

5-微波聚束器，             6-三维运动床及控制电路，

7-患者                     8-生命体征监测装置，

9-计算机，                 10-显示器。

具体实施方式

按照图1和上述结构的微波全身加温装置，微波源2的功率0-5kw可调控，输出频率为915或433MHZ；微波辐射器3采用通用微波天线；微波聚束5为聚四氟乙烯凸镜，基部直径220mm、凸面X轴半径2505mm，Y轴半径320mm，双曲面顶点到弧基平面距离40-200mm；生命体征监测装置8为8导联热电偶测温装置，其它参数为市场通用生命体征模块，电子计算机9采用PC计算机。

Claims (2)

1、一种微波全身加温装置，包括控制用电子计算机(9)、显示器(10)、控制电路(1)、微波源(2)、两个微波辐射器(3)、两个微波脉冲调制器(4)、两个微波聚束器(5)、三维运动床(6)、人体生命体征监测装置(8)，其特征是，可准确采集体温的人体生命体征监测装置(8)的信号输出端同所述电子计算机(9)的相应信号输出端口相连接，该电子计算机(6)的I/O接口一路同所述三维运动床(6)的驱动电路相连而另一路接至控制电路(1)，所述控制电路(1)的输出端口接微波源(2)的控制电路，两个微波辐射器(3)均以微波源(2)为其输入，两个微波脉冲调制器(4)的输入端分别与其相应的微波辐射器(3)输出口相连，其输出端分别与其相对应的微波聚束器(5)相连接，所述微波辐射器(3)安装在一个使之离三维运动床上患者(7)体表5-48cm距离可调节机构上。

2、根据权利要求1所述的微波全身加温装置，其特征是，所述两个微波辐射器(3)分别安装在三维运动床上下两侧对应患者(7)可同时进行微波照射处，其中的下方输出电缆比上方输出电缆长半个波长(16.4CM)。

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