智能超声肿瘤温控热疗仪及使用方法

技术领域

本发明涉及肿瘤预防治疗技术领域，具体领域为一种智能超声肿瘤温控热疗仪及使用方法。

背景技术

恶性肿瘤是指生物体内的正常的细胞，在众多内因和外因长期作用下，发生了质的改变，从而具有过度增殖的能力，形成新生物，目前恶性肿瘤防控形势逐年严峻，发病与死亡率居高不下。目前的恶性肿瘤治疗方法如手术、化疗、放疗、靶向治疗等，无差别的攻击正常细胞，都存在不同程度的不良反应和副作用，且疗效有待提升，病人比较痛苦和抗拒。

研究表明，超声（Ultrasound）作为一种非侵入性的无创手段，可在机体内产生热效应以及非热效应，可明显减轻患者炎性疼痛症状。超声的非热生物学效应能够促进成骨细胞分裂、调节神经递质传递、增加细胞膜的通透性、引起平滑肌细胞节律性运动等。以此来促进药物释放，获得更好的疗效。于是，市场上也出现了一批高频聚焦式超声刀（HIFU）和部分低频超声肿瘤治疗仪。

但目前市场上的超声肿瘤治疗仪在实际临床上也存在两个局限性：（1）高频聚焦式超声刀（HIFU）需要借助超声成像或者核磁共振（CT）来精确定位肿瘤组织，以此来调整焦距对准焦点，而病人不一定都是在昏迷或者麻醉状态，即使病人是在昏迷或者麻醉状态，呼吸也会伴随胸腔的扩张和收缩，疼痛也会导致身体不由自主的扭曲。稍有不慎，高频聚焦式超声刀（HIFU）就会伤及无辜的正常组织。（2）低频超声肿瘤治疗仪没有温度检测和保护功能。当组织温升达到8℃以上时，会对组织造成热损伤。需要病人向操作医生实时反馈皮肤烫伤感觉来调整功率。因此，既要利用热效应治疗肿瘤的同时，又要实时监测和保护病人，避免医疗事故的发生。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能超声肿瘤温控热疗仪及使用方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能超声肿瘤温控热疗仪，包括可移动医疗小车、和安装在可移动医疗小车上的网电源开关、磁珠、隔离变压器、浪涌抑制器、EMI滤波器、开关电源、工控机、显示器、无线键鼠、温度变送器、交流变送器、20k超声电源发生器、1M超声电源、20k超声换能器探头和1M超声换能器探头，

网电源开关连接外部网电源，网电源开关的输出端依次连接磁珠、隔离变压器后与EMI滤波器的输入端连接，

EMI滤波器的一路输出端连接开关电源的输入端，EMI滤波器的另一路输出端连接20k超声电源发生器的输入端；

开关电源的一路输出端连接工控机的电源输入端，开关电源的另一路输出端分别连接温度变送器和交流变送器的供电端；

20k超声电源发生器的输出端与20k超声换能器探头连接；

温度变送器与工控机数据互通连接，温度变送器的检测端连接20k超声换能器探头；

交流变送器与工控机数据互通连接，交流变送器的检测端连接20k超声电源发生器的输出端；

工控机的输出端与1M超声电源的控制端连接，1M超声电源的输出端与1M超声换能器探头连接；

无线键鼠与工控机无线通信，显示器与工控机视频数据通信，工控机通过显示器和无线键鼠实现人机交互。

优选的，所述可移动医疗小车包括医疗小车、万向轮、刹车板、支撑安装盘、升降脚踏、把手、工作台、置物架、前盖、后盖和接口板，

万向轮安装在医疗小车底部，刹车板安装在万向轮上；

支撑安装盘设置在医疗小车的中部，且通过升降脚踏与医疗小车连接；

把手安装在医疗小车的顶部，固定有工作台和置物架；

前盖和后盖包设在医疗小车外部，接口板安装在后盖上；

前盖上设置有logo和铭牌。

优选的，所述的工控机、温度变送器、交流变送器、20k超声电源发生器和1M超声电源安装在支撑安装盘上；

所述的显示器和无线键鼠放置在工作台上；

所述的20k超声换能器探头和1M超声换能器探头放置在置物架上；

所述的网电源开关、磁珠、隔离变压器、浪涌抑制器、EMI滤波器和开关电源安装在接口板上。

优选的，所述的工作台、置物架、前盖、后盖、接口板均由光敏树脂3D打印制成。

优选的，所述的20k超声换能器探头和1M超声换能器探头的前辐射面由PC料3D打印制成。

优选的，所述的工控机内设置有控制系统，所述控制系统包括菜单模块、设置模块和实时数据模块；

菜单模块包括主页、病例录入、病例查询、用户账号权限管理与密码修改和打印控制单元；

设置模块包括探头型号选择、振幅比、频率和治疗时间控制单元；

实时数据模块包括显示功率、频率、温度、当前进度和报警状态控制单元。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种智能超声肿瘤温控热疗仪的使用方法，其步骤为：

（1）操作者首先录入病例信息，然后在设置模块设置探头型号选择、振幅比、频率、治疗时间；

（2）完成设置后，将超声换能器探头对着肿瘤组织部位后，鼠标点击开始按钮，系统启动工作；

（3）系统首先检测温度是否超标，如果超标，则直接报警提示并结束流程；

（4）否则进入下一步检测换能器频偏，如果频偏，将进行频率跟踪修正后进入下一步；

（5）否则直接进入下一步功率超限检测，如果超限，将进行功率调整后进入下一步；

（6）否则直接进入下一步发波治疗阶段，并依据设定的治疗时间运行；

（7）时间倒计时期间，如果时间没到，回到温度检测环节依次循环往复，直至时间截止结束本次治疗并保存数据信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明人机交互较为友好，操作简便，方便移动，能严格控制温度和输出功率，能实时监测和保护病人免受烫伤的安全隐患。疗效较好，适用范围较广，无后遗症无副作用无明显不良反应，风险低安全性高。

附图说明

图1为本发明的电路器件部分原理框图。

图2为本发明的医疗小车结构安装图。

图3为本发明的控制系统界面主页图。

图4为本发明的控制系统流程图；

图5为本发明的电气绝缘图。

图中：1、网电源开关；2、磁珠；3、隔离变压器；4、浪涌抑制器；5、EMI滤波器；6、开关电源；7、工控机；8、温度变送器；9、交流变送器；10、20k超声电源发生器；11、20k超声换能器探头；12、1M超声电源；13、1M超声换能器探头；14、显示器；15、无线键鼠；16、医疗小车；17、万向轮；18、刹车盘；19、支撑安装盘；20、升降脚踏；21、把手；22、工作台；23、置物架；24、前盖；25、后盖；26、logo和铭牌；27、接口板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1至4，本发明提供一种技术方案：一种智能超声肿瘤温控热疗仪，包括可移动医疗小车、和安装在可移动医疗小车上的网电源开关、磁珠、隔离变压器、浪涌抑制器、EMI滤波器、开关电源、工控机、显示器、无线键鼠、温度变送器、交流变送器、20k超声电源发生器、1M超声电源、20k超声换能器探头和1M超声换能器探头，

网电源开关连接外部网电源，网电源开关的输出端依次连接磁珠、隔离变压器后与EMI滤波器的输入端连接，

EMI滤波器的一路输出端连接开关电源的输入端，EMI滤波器的另一路输出端连接20k超声电源发生器的输入端；

开关电源的一路输出端连接工控机的电源输入端，开关电源的另一路输出端分别连接温度变送器和交流变送器的供电端；

20k超声电源发生器的输出端与20k超声换能器探头连接，用于对探头驱动；

温度变送器与工控机数据互通连接，温度变送器的检测端连接20k超声换能器探头内的温度传感器，将温度传感器检测的温度数据传输到工控机内，工控机据此控制20k超声电源的启停和报警；

交流变送器与工控机数据互通连接，交流变送器的检测端连接20k超声电源发生器的输出端，用于对20k超声电源发生器的功率进行实时检测，便于工控机对20k超声电源发生器的输出功率进行实时调节；

工控机的输出端与1M超声电源的控制端连接，给与1M超声电源控制指令；1M超声电源的输出端与1M超声换能器探头连接，用于对探头驱动；

无线键鼠与工控机通过蓝牙无线通信，显示器与工控机通过VGA线连接视频数据通信，工控机通过显示器和无线键鼠实现人机交互，用于录入病例信息，设置模块设置探头型号选择、振幅比、频率、治疗时间等相关的操作控制。

实施例2

基于实施例1的基础上对可以的医疗小车进行改进，

所述可移动医疗小车包括医疗小车、万向轮、刹车板、支撑安装盘、升降脚踏、把手、工作台、置物架、前盖、后盖和接口板，

万向轮安装在医疗小车底部，刹车板安装在万向轮上；

支撑安装盘设置在医疗小车的中部，且通过升降脚踏与医疗小车连接；

把手安装在医疗小车的顶部，固定有工作台和置物架；

前盖和后盖包设在医疗小车外部，且通过螺丝固定在支撑安装盘上；

接口板安装在后盖上；

前盖上设置有logo和铭牌。

所述的工控机、温度变送器、交流变送器、20k超声电源发生器和1M超声电源安装在支撑安装盘上；

所述的显示器和无线键鼠放置在工作台上；

所述的20k超声换能器探头和1M超声换能器探头放置在置物架上；

所述的网电源开关、磁珠、隔离变压器、浪涌抑制器、EMI滤波器和开关电源安装在接口板上。

实施例3

基于实施例2所述内容，所述的工作台、置物架、前盖、后盖、接口板均由光敏树脂3D打印制成。

实施例4

基于实施例1-2中的内容，所述的20k超声换能器探头和1M超声换能器探头的前辐射面由PC料3D打印制成，满足生物相容性要求。

实施例5

在实施例1的基础上，所述的工控机内设置有控制系统，所述控制系统包括菜单模块、设置模块和实时数据模块；

菜单模块包括主页、病例录入、病例查询、用户账号权限管理与密码修改和打印控制单元；

设置模块包括探头型号选择、振幅比、频率和治疗时间控制单元；

实时数据模块包括显示功率、频率、温度、当前进度和报警状态控制单元。

智能超声肿瘤温控热疗仪的电器绝缘如图5所示，其绝缘要求如下表1所示，完全符合医疗器械安规的要求GB9706.1-2020。

表1电器绝缘图参数表

基于上述实施例1-5，所述采用的一种智能超声肿瘤温控热疗仪的使用方法，其步骤为：

（1）操作者首先录入病例信息，然后在设置模块设置探头型号选择、振幅比、频率、治疗时间；

（2）完成设置后，将超声换能器探头对着肿瘤组织部位后，鼠标点击开始按钮，系统启动工作；

（3）系统首先检测温度是否超标，如果超标，则直接报警提示并结束流程；

（4）否则进入下一步检测换能器频偏，如果频偏，将进行频率跟踪修正后进入下一步；

（5）否则直接进入下一步功率超限检测，如果超限，将进行功率调整后进入下一步；

（6）否则直接进入下一步发波治疗阶段，并依据设定的治疗时间运行；

（7）时间倒计时期间，如果时间没到，回到温度检测环节依次循环往复，直至时间截止结束本次治疗并保存数据信息。

通过本申请的技术方案，其人机交互较为友好，操作简便，方便移动，能严格控制温度和输出功率，保护病人免受烫伤的安全隐患。总之，本发明疗效较好，适用范围较广，无明显不良反应，安全性较高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。