[发明专利]逆向温控组合探针式肿瘤热疗仪

说明书

一、技术领域：

本发明涉及电热传感技术和自动化控制技术领域。本方案可直接应用于肿瘤热疗临床。

二、背景技术：

肿瘤热疗作为肿瘤的治疗方法，从正式提出到推广，经历了漫长的过程。启初，一些热疗新技术，在临床方面报道了许多令人鼓舞的结果，但更多还只属于II期临床，离普遍接受的III期临床还存在一定差距(《肿瘤热疗技术与临床实践》.P107.刘珈.湖南省肿瘤医院放疗科热疗室主任.2009.8)。例如：1、微波热疗技术，因其针式单极微波天线的研制成功，实现了将微波能量集中于针尖而针体无微波泄漏，将单根或多根微波天线经皮穿刺对准肿瘤靶区，利用微波的电磁能量加热可以杀灭深部肿瘤，其优点显而易见，但技术上存在许多难以解决的问题，比如，由于受高能微波场的强干扰使温度传感系统失效，微波热疗实际上失去了测温功能，在不掌控内部加热区域温度的情况下，医生只能凭经验来确定加热的持续时间，这种估计加热治疗模式，固定造成加热过度导致正常器官热损伤或加热不足导致残留治疗无效的结果。另外，微波这种电磁波能量具有波束性和方向性特点，微波应用于肿瘤热疗，以当今科技水平，尚难以掌控对人体造成的伤害程度。2、超声热疗技术，其优点是对人体无辐射，不存在射线治疗敏感性问题，防护简单。但超声波受本身特性限制，不能穿透含气的组织或受骨骼阻挡的器官，因而不适宜治疗胸部的肺癌和肠腔部位的食道癌、肠癌及胃癌等，也不能治疗受肋骨阻挡的肝癌。3、射频热疗技术，也叫射频消融术，它是通过射频电极探针介入人体，使探针周围组织中的带电粒子高速振荡摩擦产热，瞬间温度可达90～110℃，导致电极周围肿瘤细胞发生凝固性坏死，产热程度与电流强度和持续时间呈正相关，与阻抗呈负相关，并与组织的含水量、加温的速度密切相关。射频消融技术作为国外引进的热疗新技术，已在我国肿瘤临床试用了十余年，在有丰富临床经验的专家配合下，出现过极个别成功病例，优点是可见的，但技术上仍有不可避免的问题，从严格上说仍不具备测、控温技术。由于在电磁波强大场强的干扰下，对癌病灶及周边温度的测量与回控造成严重障碍，使测温无法准确，控温也就无法实现，这种每秒数万次的高频振荡电磁波对肿瘤组织的疗效和对周边正常器官组织的伤害是不可预知的。从自控技术讲，属于开环电路状态；从治疗模式看，属于预值操作，至于治疗结果如何要看运气。

另外，还有激光诱导间质热疗技术、循环热介质加热技术、磁感应热疗技术、红外线加热技术以及全身热疗法等等，都各有其优缺点。

医学界公认，肿瘤细胞加热到40～43℃就会开始死亡；而正常组织细胞加热到45～47℃以上才开始死亡(Roemer，1999)。要想解决用温度杀灭不规则形状的整体肿瘤组织而又不伤及其周边的正常组织这一世纪难题，就必须实现理想的加热模式：1、要做到100％的不规则肿瘤组织被加热到其杀伤阀值温度即40～43℃以上，并维持以彻底摧毁病灶组织所需要的足够长的时间；同时肿瘤边缘以外的温度要被控制在45℃以下，避免肿瘤周围的正常组织或器官过热而受伤(《肿瘤热疗物理学》.P4.刘静.中科院理化所.2008.5)。2、要做到对受热的目标组织区域的温度进行实时、瞬间的监测与控制，能让治疗实施者随时“看”到患者体内的温度分布和改变，提高对治疗准确性的把握度(《肿瘤热疗技术与临床实践》.P107.刘珈.湖南省肿瘤医院放疗科热疗室主任.2009.8)。

目前各种热疗方法的测温技术基本还处于实验研究阶段，有的尚不具备测温功能，离临床应用均有很大距离，造成该状况的原因主要是受加热方式所限(刘静.中科院.2008)。在肿瘤热疗临床中，对目标组织的温度加以实时监测，是调控手术进程及事后评估的最关键的环节(林世寅.1997；李鼎九.2003)。对目标组织加热时，组织内温度场尤其是病灶部位温度的准确测定是手术成功的关键(刘静.中科院.2008)。目前，现有热疗方法所面临的共同难题是如何将热量定向输送到靶区肿瘤组织，既有效杀灭肿瘤组织而又不伤及正常组织。这一核心问题，至今尚未得到很好解决(刘静.中科院.2008)。