[发明专利]测控精准的肿瘤微创热疗仪

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及到加热和温度传感一体化的电热传感技术。本方案可直接应用于肿瘤热疗的临床。

二、背景技术

没有量的概念是不科学的，同样没有测温就没有肿瘤热疗。医学界公知，肿瘤细胞在43℃以上20分钟内便死亡，肿瘤热疗要求肿瘤温度达到42-45℃(公认人体正常组织损伤温度在47℃以上)，这就对肿瘤热疗提出了严格的温控要求，即肿瘤组织要被控制在治疗温度以内而临近的正常组织要在损伤温度以外。也就是说，肿瘤临床热疗设备所提供的温度，是一个既能杀死肿瘤细胞又不伤及周边正常细胞的严格限定范围的温度。那么，如何实时测知并准确控制热疗设备给出一个安全范围的治疗温度，便是问题的关键所在。

从上世纪70年代至今，许多热疗设备与技术应运而生，如微波热疗技术，射频消融技术，无创射频热疗技术，高强度聚焦超声技术等；加热的方法有高频电磁波、超声波、红外线、体外循环等；测温方法有热耦电极测温、液晶测温、强电磁场测温、超声测温、红外线成像测温及MRI测温法等等。但是，这些技术方法都存在着共性的缺陷：1、加热与测温是分离的，测温导致二次创伤；2、不能排除加热与测温之间的互扰，加大操作难度；3、测温达不到实时准确，进而不能提供精确控温的可能性。

测温工具应同时达到下述要求：1、测量工具与加热设备不应互相干扰；2、测温仪能够排除电磁波或超声波的噪声，不受干扰；3、对温度的分辨能力、温度空间分布分辨力和时间响应都要达到临床要求；4、所得出的温度值只应反映温度变化，不应含其他生理变化；5、设备探头体积应小巧，可经导管放入体内；6、测量方法简便易行，不给病人、医技人员增加大的麻烦。

三、发明内容：

1、要解决的技术问题：为了克服因加热器与测温器分离而导致的测温不准、估计加热的现状，本发明提供一种测控精准的肿瘤微创热疗仪。该治疗仪可提供精准、实时、恒定的需要温度，使这一温度不仅可能一次性灭绝肿瘤细胞，而且又不损伤临近的正常组织细胞。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本治疗仪有若干个热源，每个热源各有一套测温和控温系统，在这里叫它探头加热针(如图4)。探头加热针中的加热元件和温度传感器是一个元件，加热和温度测量由探头加热针完成，它和针状外壳、导线等组成一个一体针体。

如图1是单独探头加热针的热场情况。图1中所画探头加热针的情况是刺入肌体的加热情况。在探头加热针刺入肌体后，由于探头加热针的加热作用，在探头加热针的周围形成热场，并逐渐扩大，通过一定时间达到温度平衡。

如图2是多个探头加热针组成的阵列的热场情况。若干根探头加热针根据肿瘤情况和周围情况刺入肌体，编成三维加热阵列，阵列的每个交叉点是一个探头加热针针点位置，每个探头加热针的工作是相互独立的，探头加热针可以根据肿瘤形状编辑阵列，这个阵列覆盖肿瘤，把热量送入肿瘤。

本热疗仪属直接加热范畴，增加探头加热针的密度，可增加阵列温度，如图形成的44℃热场回线内部，不会超过探头加热针温度。

图2中，假设探头加热针设定在45℃供电，根据单独探头加热针的热场情况，合理配置探头加热针的密度，形成热场阵列。在探头加热针组成的阵列内部，温度将随时间升高，经过一定时间达到大于43℃并小于或等于45℃的温度平衡。

直接加热不存在射频、微波、超声波在2个及2个以上热源相互干扰、出现局部过热造成烧伤的现象。

图3是模拟膝盖肿瘤热疗。在同样的热场温度下，探头加热针之间的距离由探头加热针的直径决定，直径越大，探头加热针之间距离越大。

图4是探头加热针结构：

(1)、首先试验能够方便操作的最小热场，根据实验结果确定探头加热针的直径。

(2)、根据实际情况确定探头加热针传感加热器的长度。主要防止较大血管对探头加热针在加热时，对加热精度上的干扰，加热段越短，干扰越小。建议探头加热针的直径暂选在2mm，长度选在10mm。

3、本发明的有益效果是：(1)、热疗仪的测、控温精准实时，操作人员可及时、准确掌控杀死肿瘤细胞并保护正常组织细胞的温度范围；(2)、测温与热疗同步，无重复创伤；(3)、多针组成阵列热场，持续加热，有望实现肿瘤一次性彻底杀灭。

四、附图说明：

图1：是单独探头加热针的热场情况图：1、探头加热针及45℃热场回线；2、44℃热场回线；3、43℃热场回线。

图2：是多个探头加热针组成的阵列热场情况图：1、探头加热针及45℃热场回线；2、44℃热场回线；3、43℃热场回线。

图3：是模拟膝盖周围的肿瘤热疗情况图。