專利名稱：一種微波熱療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，進(jìn)一步是指用于人體熱療的微波熱療裝置。
背景技術(shù)：
一般微波體外熱療是把微波輻射器對(duì)準(zhǔn)病灶，以貼近的或遠(yuǎn)離的方式進(jìn)行持續(xù)加熱。本發(fā)明引述發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?0106492.0，該發(fā)明采用中遠(yuǎn)距離聚焦輻射場(chǎng)方式進(jìn)行固定位置的熱療?，F(xiàn)有技術(shù)的同共點(diǎn)是，把微波輻射器對(duì)準(zhǔn)被輻照的病灶部位進(jìn)行持續(xù)的加熱，以期利用微波透熱效果達(dá)到殺死病變組織的目的。
根據(jù)研究，無論采用近場(chǎng)微波還是采用中遠(yuǎn)場(chǎng)聚焦微波，微波的強(qiáng)度在人體組織內(nèi)被迅速吸收而衰減，特別是病變部位較深的(5-15cm)熱療。采用專利申請(qǐng)?zhí)?0106492.0的發(fā)明，實(shí)際實(shí)施中發(fā)現(xiàn)在皮膚耐受極限的條件下需持續(xù)加溫60-75分鐘才能達(dá)到殺死癌細(xì)胞的目的，可見皮膚與人的精神在治療過程中承受了很大的壓力。雖然人體內(nèi)病變(腫瘤)部位微循環(huán)較差、升溫較快，但要達(dá)到深層腫瘤的治療目的，腫瘤部位的熱聚積單靠皮膚極限耐受條件下的大功率加熱是風(fēng)險(xiǎn)很高的作法。急驟衰減的微波到達(dá)深部病灶時(shí)能量已經(jīng)很微弱了，因此通常微波深部加熱的時(shí)間就很長。病人由于不能動(dòng)，長達(dá)120分鐘以上的治療更顯得痛苦。同時(shí)，長時(shí)間的加熱造成人體生物組織的“熱耐受”嚴(yán)重，影響下次治療效果。
熱耐受是所有生物組織的普遍現(xiàn)象，其表現(xiàn)為第一次加熱后引起細(xì)胞對(duì)再次加熱的抗拒。其不但影響腫瘤對(duì)加溫的敏感性也影響到腫瘤對(duì)放療化療的敏感性，同時(shí)使高熱抗癌效應(yīng)減弱。經(jīng)研究，長時(shí)間較低溫度緩慢升溫，容易導(dǎo)致熱耐受發(fā)生；這提示在加溫治癌時(shí)，必須在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，使腫瘤達(dá)到足夠的致死溫度。由于正常的細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞熱耐受不同，熱療技術(shù)是在腫瘤細(xì)胞得到應(yīng)有加溫前，應(yīng)避免腫瘤組織發(fā)生熱耐受，而導(dǎo)致先使正常組織熱耐受?，F(xiàn)有技術(shù)受到皮膚極限耐受力的影響，對(duì)深部腫瘤的加溫，需要長時(shí)間的熱聚積，非常容易使正常組織先于腫瘤組織發(fā)生熱耐受。
另外，由于人體表面適于采用微波熱療的、內(nèi)有腫瘤病灶的各部位或多或少呈現(xiàn)外凸的曲面形態(tài)，特別是沿身體長度即X向呈外凸柱狀、外凸錐狀、外凸腰鼓狀(統(tǒng)稱外凸柱狀或柱狀凸曲率)的局部曲面形態(tài)比較多，如大腿、臂膀、胸部等，現(xiàn)有技術(shù)的熱療對(duì)病變部位凸曲率或柱狀凸曲率的表面采用較大加熱面(大焦癍)直射式加熱，其實(shí)也屬不均勻加熱。凸起的最高點(diǎn)較少發(fā)生散射但接受輻射功率密度大，容易灼傷；而邊緣部分反射、散射嚴(yán)重，吸收微波能量少。因此，在人體凸起部作常規(guī)微波熱療時(shí)除了加熱不均勻外需要更多的加熱時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，研制出微波熱療裝置，它可使微波輻射器始終對(duì)準(zhǔn)病灶且與皮膚各種表面形態(tài)保持定距離掃描運(yùn)動(dòng)，并可有效減少皮膚灼傷，以克服現(xiàn)有技術(shù)的所述缺陷，還具有適用范圍寬、對(duì)人體病灶部位加熱時(shí)間短、可提高療效的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述微波熱療裝置包括床體和連接了微波饋線的輻射器，其技術(shù)特點(diǎn)是，所述輻射器安裝在使該輻射器始終對(duì)準(zhǔn)輻射目標(biāo)并相對(duì)該目標(biāo)空間表面作定距離及一個(gè)或一個(gè)以上方向擺動(dòng)掃描的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
以下對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。
本發(fā)明所述一個(gè)或一個(gè)以上方向是指病床長度方向之縱向(X向)或與該方向垂直在同一平面的橫向(Y向)，或平行于所述橫向的平行軸線方向。
參見圖1和圖2，本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)是，所述微波熱療裝置有連接了微波饋線15的輻射器2和床身55，所述床身55裝有可使其沿長度方向作前后平移的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(可以是已有技術(shù)之機(jī)構(gòu))，該床身55下部裝有托架65，升降機(jī)構(gòu)46的上端45同所述托架65相連接，其技術(shù)特點(diǎn)是，所述升降機(jī)構(gòu)46的下端固定安裝在定圈43下部而所述床身55一端則位于所述定圈43的圈孔中，該定圈43下部固定安裝在由左支架47和右支架51組成的底座上，所述定圈43外周裝有一個(gè)與該定圈43組成滑動(dòng)副的擺動(dòng)圈42；如圖2所示，該擺動(dòng)圈42下部有輪齒與裝在動(dòng)力軸49上的驅(qū)動(dòng)齒輪50相嚙合，空心懸臂41的一端固定安裝在所述擺動(dòng)圈42上部而另一端(懸空端)裝有一個(gè)固定盤38，軸套5的上端與安裝在該固定盤38中心孔中的鉸接軸一端相連而該鉸接軸另一端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)57的動(dòng)力軸相連接，裝在所述軸套5中的空心軸56的下端安裝了帶有鏡頭1的輻射器2，該空心軸56上端裝有由頂部動(dòng)力裝置39驅(qū)動(dòng)的螺桿37而組成可使所述空心軸56相對(duì)所述軸套5作軸向移動(dòng)的輻射器伸縮機(jī)構(gòu)，所述空心懸臂41的懸空端及固定盤38、軸套5、空心軸56置于一個(gè)由上部剛性護(hù)罩40和下部雙向折疊罩44組成的護(hù)罩中。
本發(fā)明所述裝置的機(jī)械運(yùn)行工作原理是，與動(dòng)力源相接的所述動(dòng)力軸49按設(shè)定角度作正反(順、逆時(shí)針)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則經(jīng)驅(qū)動(dòng)齒輪50帶動(dòng)擺動(dòng)圈42以一定頻率作相對(duì)于定圈43左、右往復(fù)擺動(dòng)(參見圖1和圖3)，即實(shí)現(xiàn)了使固定安裝在擺動(dòng)圈42上的空心懸臂41及輻射器2作相應(yīng)運(yùn)動(dòng)；參見圖1和圖3，當(dāng)合理設(shè)置所述輻射器2相對(duì)患者身體病灶21的距離和擺動(dòng)角度，就可實(shí)現(xiàn)微波輻射器始終對(duì)準(zhǔn)該病灶而微波透過皮膚的位置卻不斷發(fā)生變換而有效減少了對(duì)皮膚的灼傷，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。所述床身55沿長度(亦即人體長度)方向的移動(dòng)和輻射器2的Y向擺動(dòng)，就組成了適于實(shí)際需要的復(fù)合掃描運(yùn)動(dòng)。床身55下部的升降機(jī)構(gòu)46和所述輻射器伸縮機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)患者病灶21處于裝置中心點(diǎn)58，而輻射器2經(jīng)軸套56上端的鉸接軸以固定盤38中心軸孔為園心的轉(zhuǎn)動(dòng)則可適應(yīng)人體體表不同凸曲率情況下的掃描。
由以上可知，本發(fā)明為微波熱療裝置，它可使微波輻射始終對(duì)準(zhǔn)病灶并可效減少皮膚灼傷，克服了現(xiàn)有技術(shù)的所述缺陷，還具有適用范圍寬、因皮膚及相關(guān)組織內(nèi)熱交換相對(duì)減少而對(duì)人體病灶部位加熱時(shí)間短、減輕病人痛苦、可提高療效的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例正視結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1所示裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖(帶局部剖視)；圖3是本發(fā)明輻射器工作原理圖；圖4和圖5分別是本發(fā)明另一種實(shí)施例的正視圖和側(cè)圖視。
在附圖中1-鏡頭， 2-輻射器， 4-引線孔，5-軸套， 15-饋線 19-人體凸曲率部位，6-軸，7-動(dòng)力裝置，8-Y軸向擺動(dòng)符號(hào)，9-下橫架，10-X軸向擺動(dòng)符號(hào)，11-輻射器軸向移動(dòng)符號(hào)，12-上立架， 13-軸，20-薄膠囊，21-病灶， 24-主軸線，25-輻射器軸線，31-最高測(cè)點(diǎn)，32-輻射器在0錐度時(shí)與凸曲率最高測(cè)點(diǎn)的距離，33-擺動(dòng)角，34-偏心距， 35-反射角，
37-螺桿， 36-凸曲率上掃描點(diǎn)的法線，38-固定盤，39-動(dòng)力裝置， 40-剛性護(hù)罩，41-懸臂， 42-擺動(dòng)圈，43-定圈44-雙向折疊罩，45-上端， 46-導(dǎo)向套，47-左支架，48-動(dòng)力裝置， 49-動(dòng)力軸，50-驅(qū)動(dòng)齒輪， 51-右支架，52-螺桿53-螺母， 55-床身， 56-空心軸，57-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 58-中心點(diǎn)，59-X向軸線60-Y向軸線， 61-輻射器轉(zhuǎn)軸線，62-正、反旋轉(zhuǎn)方向， 64-上側(cè)孔，65-托架， 66-墊塊， 68-孔。
具體實(shí)施例方式
按照附圖和上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明微波熱療裝置，可采用如下原理和方法確定輻射器的運(yùn)行線路和實(shí)際結(jié)構(gòu)。
適當(dāng)小的聚焦微波束(小直徑焦癍—照射到皮膚表面的熱象圖簡稱焦癍)，圍繞離病灶最近的體表凸起部法線為軸線，向病灶部作類似圓錐運(yùn)動(dòng)的掃描輻射；對(duì)皮膚表面來說因聚焦微波束周期的掃描使皮膚較少接受輻射，也就是焦癍運(yùn)動(dòng)面積大于焦癍面積，因聚焦微波束始終聚焦在病灶上，雖然微波到達(dá)實(shí)際病灶的過程有所損耗，但因?qū)嶋H病灶部熱聚積時(shí)間比皮膚表面多，所以病灶部溫升較快。
本發(fā)明規(guī)定，當(dāng)人體呈平躺或平臥姿式，順著人體的方向?yàn)閄向，橫向?yàn)閅向。根據(jù)CT或其它手段確認(rèn)的病灶部位中心與病灶部位最接近皮膚表面的一個(gè)確定的點(diǎn)(設(shè)為D)作一連線，同時(shí)認(rèn)為該連線是皮膚柱狀凸曲面中心位置的法線(簡稱中心法線)。把本發(fā)明裝置輻射器軸線重合到中心法線，以D為中心確定裝置運(yùn)動(dòng)范圍。
在輻射器軸線始終描準(zhǔn)病灶部位前提下，輻射器軸線作Y向角度和軸向距離的改變，目的是在皮膚表面發(fā)生盡可能小的微波反射角的條件下獲得盡可能大或小的錐角設(shè)置。本發(fā)明設(shè)置最大反射角為0°-15°，最好0°-5°。該反射角指的是輻射器軸線與所在位置凸曲率法線在X和Y向立面上的投影線的不重合度。
本發(fā)明注意到人體適應(yīng)微波體外輻射治療的部位，大多屬于凸曲率部位特別是柱狀凸曲率比較多?，F(xiàn)有技術(shù)在凸曲率部位只作固定式的長時(shí)間的持續(xù)輻射。凸曲率越大，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)生微波散射的可能也越大，造成病灶部位需更長時(shí)間加溫，導(dǎo)致皮膚灼傷和熱耐受的風(fēng)險(xiǎn)更大，以及能源浪費(fèi)和微波污染；本發(fā)明通過測(cè)量治療位置的人體凸曲率或柱狀凸曲率形態(tài)尺寸作為控制裝置的掃描模型，并在輻射能量接觸皮膚部分采用較小聚焦直徑(焦癍)防止了散射；聚焦輻射器圍繞所建控制模型的凸曲率或柱狀凸曲率部位在描準(zhǔn)病灶的前提下，焦癍在皮膚表面作封閉軌跡或擺動(dòng)軌跡的掃描。從而實(shí)現(xiàn)在病灶始終被加熱的情況下，減輕了皮膚承擔(dān)大劑量輻射而灼傷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，由于皮膚及其相關(guān)組織內(nèi)熱交換相對(duì)減少，從而整體上減少了加熱時(shí)間，減少了病人痛苦，提高了治療效率。
本發(fā)明裝置的一種實(shí)際結(jié)構(gòu)是，輻射器2與裝入軸套5的空心軸56剛性相連，空心軸56另一端有貫通螺母，其通過結(jié)合在動(dòng)力裝置39上的螺桿37，帶動(dòng)螺桿37穿過貫通螺母帶動(dòng)輻射器2作軸向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)外凸錐狀和外凸腰鼓狀表面形態(tài)的徑向移動(dòng)以保持輻射器與皮膚表面變化的形態(tài)有相等的距離，防止距離變化引起輻射能量變化而致的灼傷。在軸套5的中上側(cè)，固定有一平行于Y向軸線60的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸插入固定盤38的一端并通過其間貫通中孔，與固定在另一端的輻射器搖擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)57連接。在治療中把病灶定位在中心點(diǎn)58上，輻射器2軸線25與中心法線重合后的位置作為擺動(dòng)平衡位置。搖擺驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)57帶動(dòng)輻射器2，X向跟蹤病灶21作擺動(dòng)，擺動(dòng)的依據(jù)是病灶凸起的程度，以在皮膚表面盡可能小的微波反射角的條件下以盡可能大些或小些的錐角設(shè)置。固定盤38與固定在擺動(dòng)圈42上的空心且有上側(cè)孔64的懸臂41剛性相連。懸臂41中孔對(duì)準(zhǔn)擺動(dòng)圈42上孔68部位固定。微波饋線15穿過擺動(dòng)圈42上孔68和懸臂中孔從上側(cè)孔64穿出，成弧狀引入空心軸56的下側(cè)孔4并接入輻射器2，弧狀饋線可保持饋線在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)呈彈性變形，而不致發(fā)生損壞及發(fā)生輻射泄漏危險(xiǎn)。在懸臂41上固定有饋線剛性護(hù)罩40，下側(cè)連有雙向折疊罩44。擺動(dòng)圈42與定圈43成圓周滑動(dòng)或滾動(dòng)副。在擺動(dòng)圈上孔68的徑向?qū)?cè)有一段傳動(dòng)齒(可以嵌一段齒圈)，固定在定圈43下方的左右支架47、51下方孔內(nèi)的搖擺動(dòng)力軸49在擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)齒輪50帶動(dòng)擺動(dòng)圈42，Y向搖擺，從而帶動(dòng)聚焦輻射器2實(shí)現(xiàn)定心圓周輻射。
在定圈43空心部位下方正中固有一墊塊66，其中間固有一導(dǎo)向套，其中僅作軸向滑動(dòng)的導(dǎo)桿內(nèi)固定有一貫通螺母53，內(nèi)有螺桿52與病床升降動(dòng)力裝置48固接，動(dòng)力裝置48固定在墊塊66的中孔內(nèi)。導(dǎo)桿上端與床托架65固接，床托架65和床身55內(nèi)分別裝有可分別沿X、Y軸作自動(dòng)定位移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)是，X向擺動(dòng)的動(dòng)力裝置7的軸6上固定有L形下橫架9，下橫架9的另一端與Y向擺動(dòng)的動(dòng)力裝置57相連，其軸13上固定有L形上立架12，上立架12的另一端接有伸縮動(dòng)力裝置39，并通過軸套5內(nèi)的螺桿37帶動(dòng)另一端有貫通螺母的空心軸56作軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，輻射器2在空心軸56的另一端；軸6和軸13相交于同一平面，本裝置是正交于同一平面。目標(biāo)(病灶21)在交點(diǎn)上，輻射器2的軸線25垂直于X、Y相交平面上。
權(quán)利要求
1.一種微波熱療裝置，包括床體和連接了微波饋線的輻射器，其特征是，所述輻射器安裝在使該輻射器始終對(duì)準(zhǔn)輻射目標(biāo)并相對(duì)該目標(biāo)空間表面作定距離及一個(gè)或一個(gè)以上方向擺動(dòng)掃描的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波熱療裝置，它有連接了微波饋線(15)的輻射器2和床身(55)，所述床身(55)裝有可使其沿長度方向作前后平移的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該床身(55)下部裝有托架(65)，升降機(jī)構(gòu)(46)的上端(45)同所述托架(65)相連接，其特征是，所述升降機(jī)構(gòu)(46)的下端固定安裝在定圈(43)下部而所述床身(55)一端則位于所述定圈(43)的圈孔中，該定圈(43)下部固定安裝在由左支架(47)和右支架(51)組成的底座上，所述定圈(43)外周裝有一個(gè)與該定圈(43)組成滑動(dòng)副的擺動(dòng)圈(42)；該擺動(dòng)圈42下部有輪齒與裝在動(dòng)力軸(49)上的驅(qū)動(dòng)齒輪(50)相嚙合，空心懸臂(41)的一端固定安裝在所述擺動(dòng)圈(42)上部而另一端裝有一個(gè)固定盤(38)，軸套(5)的上端與安裝在該固定盤(38)中心孔中的鉸接軸一端相連而該鉸接軸另一端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(57)的動(dòng)力軸相連接，裝在所述軸套(5)中的空心軸(56)的下端安裝了帶有鏡頭(1)的輻射器(2)，該空心軸(56)上端裝有由頂部動(dòng)力裝置(49)驅(qū)動(dòng)的螺桿(37)而組成可使所述空心軸(56)相對(duì)所述軸套(5)作軸向運(yùn)動(dòng)的輻射器伸縮機(jī)構(gòu)，所述空心懸臂(41)的懸空端及固定盤(38)、軸套(5)、空心軸(56)置于一個(gè)由上部剛性護(hù)罩(40)和下部雙向折疊罩(44)組成的護(hù)罩中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波熱療裝置，其特征是，饋線15穿過擺動(dòng)圈42上孔68和懸臂中孔從上側(cè)孔64穿出，成弧狀引入空心軸56的下側(cè)孔4并接入輻射器2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波熱療裝置，其特征是，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，X向擺動(dòng)的動(dòng)力裝置7的軸6上固定有L形下橫架9，下橫架9的另一端與Y向擺動(dòng)的動(dòng)力裝置57相連，其軸13上固定有L形上立架12，上立架12的另一端接有伸縮動(dòng)力裝置39，并通過軸套5內(nèi)的螺桿37帶動(dòng)另一端有貫通螺母的空心軸56作軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，輻射器2在空心軸56的另一端；軸6和軸13正交于同一平面。
全文摘要
本發(fā)明為一種微波熱療裝置，包括床體和連接了微波饋線的輻射器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述輻射器安裝在使該輻射器始終對(duì)準(zhǔn)輻射目標(biāo)并相對(duì)該目標(biāo)空間表面作定距離及一個(gè)或一個(gè)以上方向擺動(dòng)掃描的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上。本裝置可使輻射器始終對(duì)準(zhǔn)病灶而顯著減輕對(duì)皮膚的灼傷，對(duì)人體病灶加熱時(shí)間短、療效高。
文檔編號(hào)A61N5/02GK1522771SQ03118089
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者吳祖?zhèn)?申請(qǐng)人:孫映輝