一种可聚焦电磁场的多电极双频谱射频肿瘤热疗仪

摘要

一种可聚焦电磁场的多电极双频谱射频肿瘤热疗仪，属于肿瘤治疗用医疗器械。它包括射频电极、双射频源、功放器、控制柜、电源、计算机及治疗床，射频电极通过切换开关分别连接两个功放器，两个功放器分别通过两个匹配器连接双射频源，双射频源连接控制柜，控制柜分别与电源、计算机及治疗床相连，其技术要点是：射频电极周向阵列的电极数量为5-37之间的奇数，如此设计便于非中心肿瘤的聚焦治疗，借助于施加于射频电极阵列上的电磁场的作用，实现对肿瘤目标组织有选择性快速加热，提高肿瘤加热效率，可有效破坏患者体内的肿瘤营养血床，可避免包括肿瘤组织在内的大面积“波场”照射而造成正常组织受损的问题。

说明书

技术领域：

本发明属于肿瘤医疗器械，具体涉及一种可聚焦电磁场的多电极双频谱射频肿瘤热疗仪。 

背景技术：

手术治疗肿瘤被公认为是最佳治疗方法之一，其次用于抑制和直接杀伤肿瘤细胞的治疗器械有x-射线放疗机、γ-射线刀、激光刀等。但对于一些晚期以及身体条件差不适宜进行手术治疗的病人就必须采取其它的治疗方法，如放疗、化疗、热疗、冷冻、酒精栓塞等方法，其中热疗是继放疗、化疗之后的又一种重要的肿瘤治疗方法，是一种对人体没有任何损害的绿色治疗方法。根据肿瘤形成机理和肿瘤细胞的特性，当肿瘤细胞受到高于人体体温一定值时就会自动死亡，为此人们发明了各种加热治疗肿瘤的仪器，医疗市场已普及应用多种肿瘤热疗仪，如微波原理、射频原理、超声波原理的热疗仪等，这些热疗仪利用人体在微波、电容量场、越声波的能量作用下，在人体内产生离子振动而生热，并且使体内肿瘤的独特组织结构产生局部过热，进而导致肿瘤组织因过热而坏死的结果，从而达到治疗肿瘤的目的。 

医学研究表明，采用射频加热技术的热疗仪不仅加热效果好，而且穿透力强，是一种较为理想的肿瘤治疗仪器。射频热疗仪是一种将射频信号转化为热能的智能型肿瘤热疗仪器，主要是通过频率一定的单极向射频发生器，产生、发射较高功率的射频信号来产生一个高频交变磁场，围绕电极的组织将受电磁场影响而发生变化，人体组织(包括肿瘤组织)的离子和极性分子在电磁场中发生分子扭动、摩擦，产生热量，使组织温度升高，对肿瘤加热过程中，正常组织血流丰富、顺畅，所吸收的热量会经血液循环被带走到全身，无热蓄积效益；而肿瘤组织血流不畅，无法将热量顺利带走，产生热滞留，使其温度高于周围正常组织3-7℃，因此，射频热疗是利用正常组织和肿瘤组织的血液循环差异来加强对癌细胞的破坏。 

但射频治疗仪尚存在一些不足，如因冷却困难而造成过热疼痛，其治疗过程尚难达到肿瘤组织杀伤效力，治疗效果有待提高。且由于热疗仪电极工作模式固定，采用包括肿瘤组织在内的大面积“波场”照射，会造成正常组织受损，又因能量不聚焦，导致治疗效率低下，很难完全破坏体内的肿瘤营养血床，彻底杀死肿瘤组织，其治愈效果还难以满足当前肿瘤医疗领域的要求。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种高效的可聚焦电磁场的多电极双频谱射频肿瘤热疗仪，其射 频电极周向阵列的电极数量为5-37之间的奇数，便于非中心肿瘤的聚焦治疗，可有效破坏患者体内的肿瘤营养血床、彻底杀死肿瘤组织，其治愈效果显著，可避免包括肿瘤组织在内的大面积“波场”照射而造成正常组织受损的问题。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

该可聚焦电磁场的多电极双频谱射频肿瘤热疗仪，包括射频电极、双射频源、功放器、控制柜、电源、计算机及治疗床，射频电极通过切换开关分别连接两个功放器，两个功放器分别通过两个匹配器连接双射频源，双射频源连接控制柜，控制柜分别与电源、计算机及治疗床相连，所述的射频电极由周向阵列的电极构成，每圈上的电极数量为5-37之间的奇数。 

工作时，根据肿瘤的位置来确定所选择的电极对，所谓的电极对是将射频电极上的两个不同位置的电极相对的面相对应的顶点进行连线，其连线与两个电极之间必须形成一柱体，且此柱体区域必须能覆盖住处于非中心位置的肿瘤，这样的两个电极才能构成电极对，从而实现对处于非中心位置的肿瘤进行聚焦治疗。每组电极对可按顺序依次工作或多组电极对组合工作。此外，本发明的热疗仪具有双频谱发射功能，可根据肿瘤的种类及特征，选择不同的频谱工作模式，也可选用交叉式工作模式或组合式工作模式。 

本发明的有益效果是：其射频电极以周向阵列的方式布置到体表肿瘤特定区域，其周向阵列的电极总数为5-37之间的奇数，与现有技术相比，具有更多的偏心的电极对，便于进行非中心肿瘤的聚焦治疗，其中射频电极可为两圈以上同轴周向阵列的电极，当射频电极周向阵列为多圈电极时，根据肿瘤的位置或情况，可让其中一组电极进行工作，其余圈的电极停止工作，或多圈电极组合工作，当多圈电极组合工作时，可将不在同一圈上的电极配成电极对，这样可实现立体聚焦，效果会更好。本发明适用于各种初、中、晚期肿瘤的治疗，借助于施加于射频电极阵列上的电磁场的作用，实现对体内肿瘤目标组织有选择性快速加热，提高肿瘤加热效率，可有效破坏患者体内的肿瘤营养血床、彻底杀死肿瘤组织，其治愈效果显著，可避免包括肿瘤组织在内的大面积“波场”照射而造成正常组织受损的问题。其射频电磁场聚焦方法是顺序选择电磁场覆盖肿瘤的电极对，根据肿瘤的种类及特征，所选的电极对可顺序工作或多组电极对组合工作，随着射频电极阵列数目的增加，采取顺序工作模式可有效减少射频电磁场对人体表皮所产生的热效应，降低病人热灼痛苦。此外本发明具有双频谱发射功能，可根据肿瘤的种类及特征，选择不同的频谱工作模式，也可选用交叉式工作模式或组合式工作模式。 

附图说明：

图1是本发明的原理框图。 

图2是本发明的实施例一中电极聚焦原理示意图。 

图3是本发明的实施例二中电极聚焦原理示意图。 

图4是本发明的实施例三中射频电极周向阵列为两圈的电极的示意图。 

图5是本发明的实施例三中一半电极聚焦原理示意图。 

图6是本发明的实施例三中另一半电极聚焦原理示意图。 

图7是本发明的实施例四中射频电极周向阵列为三圈的电极的示意图 

图8是本发明的实施例四中第一电极圈和第三电极圈进行电极配对的一半电极聚焦原理示意图。 

图9是本发明的实施例四中第一电极圈和第三电极圈进行电极配对的另一半电极聚焦原理示意图。 

图10是本发明的实施例四中第二电极圈上的电极聚焦原理示意图。 

具体实施方式

实施例一 

参照图1，本发明的可聚焦电磁场的多电极双频谱射频肿瘤热疗仪，包括射频电极、双射频源、功放器、控制柜、电源、计算机及治疗床，射频电极通过切换开关分别连接两个功放器，两个功放器分别通过两个匹配器分别连接100KHz低射频源和13.5MHz高射频源，100KHz低射频源和13.56MHz高射频源分别连接控制柜，控制柜分别与电源、计算机及治疗床相连，计算机也连接电源，两个功放器分别连接两个数据处理器，两个数据处理器分别连接两个控制器，所述的射频电极由周向阵列的电极构成，参照图2，本实施例以射频电极周向阵列为一圈的电极、电极数量为17个为例，假设肿瘤位置在人体平躺横切面的第四象限的一点上，图2中选定了1₁-1₉；1₂-1₁₀；1₃-1₁₀；1₄-1₁₁；1₅-1₁₂；1₆-1₁₃；1₇-1₁₄；1₈-1₁₆共8组电极对，从图2中可看出，电极数量为奇数，根据肿瘤在坐标系中的位置来选择合适的电极对，所选的各电极对构成的柱体区域均为偏心的区域，此偏心区域可覆盖住第四象限内肿瘤所在的位置，便于对非中心肿瘤进行聚焦治疗。工作时，此8组电极对可按顺序依次工作，或多组电极对组合工作。 

本实施例中的射频电极周向阵列的电极也可以为两圈以上，在工作时只选择其中一圈的电极进行工作，其余圈的电极停止工作，选中圈上的电极所选的电极对与图2中所选定的8组电极对相同。 

实施例二 

参照图3，与实施例一不同的是，本实施例以射频电极周向阵列为一圈的电极、电极数量为15个为例，假设肿瘤位置在人体平躺横切面的第一象限的一点上，图3中选定了1₁-1₈；1₂-1₉；1₃-1₁₀；1₄-1₁₂；1₅-1₁₃；1₆-1₁₄；1₇-1₁₅共7组电极对，从图3中可看出，电极数量为奇数，根据肿瘤在坐标系中的位置来选择合适的电极对，所选的各电极对构成的柱体区域均为偏心的区域，此偏心区域可覆盖住第一象限内肿瘤所在的位置，便于对非中心肿瘤进行聚焦治疗。工作时，此7组电极对可按顺序依次工作，或多组电极对组合工作。 

本实施例中的射频电极周向阵列的电极也可以为两圈以上，在工作时只选择其中一圈的电极进行工作，其余圈的电极停止工作，选中圈上的电极所选的电极对与图3中所选定的7组电极对相同。 

实施例三 

参照图4、图5及图6，与实施例一不同的是，本实施例以射频电极周向阵列为两圈的电极、各圈上的电极数量均为17个为例，工作时，肿瘤处于第一圈电极1和第二圈电极2之间，根据肿瘤在坐标系中的位置，选取第一圈电极1和第二圈电极2上的电极构成电极对，假设肿瘤位置在人体平躺横切面的第一象限的一点上，图5和图6中选定了1₁-2₉；1₂-2₁₀；1₃-2₁₀；1₄-2₁₁；1₅-2₁₂；1₆-2₁₃；1₇-2₁₄；1₈-2₁₆；2₁-1₉；2₂-1₁₀；2₃-1₁₀；2₄-1₁₁；2₅-1₁₂；2₆-1₁₃；2₇-1₁₄；2₈-1₁₆共16组电极对，所选的电极对是根据肿瘤在坐标系中的位置来选择的，所选的电极对为不在同一圈上的电极，这样可实现立体聚焦，各电极对构成的柱体区域均为偏心的区域，此偏心区域可覆盖住第四象限内肿瘤所在的位置，便于对非中心肿瘤进行聚焦治疗。工作时，此16组电极对可按顺序依次工作，或多组电极对组合工作。 

本实施例中也可单独启用第一电极圈1或第二圈电极2进行工作，如实施例一或实施例二的工作方式。 

实施例四 

参照图7、图8、图9及图10，与实施例一不同的是，本实施例以射频电极周向阵列为三圈的电极、各圈上的电极数量均为15个为例，工作时，肿瘤位于第二圈电极2内，根据肿瘤在坐标系中的位置，选取第一圈电极1和第三圈电极3上的电极构成电极对，同时，第二圈电极2上的电极自身也在进行电极对配对，假设肿瘤位置在人体平躺横切面的第一象限的一点上，图8、图9及图10中选定了1₁-3₈；1₂-3₉；1₃-3₁₀；1₄-3₁₂；1₅-3₁₃；1₆-3₁₄；1₇-3₁₅；3₁-1₈；3₂-1₉；3₃-1₁₀；3₄-1₁₂；3₅-1₁₃；3-1₁₄；3₇-1₁₅；2₁-2₈；2₂-2₉；2₃-2₁₀；2₄-2₁₂；2₅-2₁₃；2-2₁₄；2₇-2₁₅共21组电极对，所选的电极对是根据肿瘤在坐标系中的位置来选择的，选取 的第一电极圈1和第三圈电极圈3上电极对为不在同一圈上的电极，这样可实现立体聚焦，选取的第二电极圈2上的电极对继续对肿瘤部位进行聚焦治疗，各电极对构成的柱体区域均为偏心的区域，此偏心区域可覆盖住第一象限内肿瘤所在的位置，便于对非中心肿瘤进行聚焦治疗。这些配上对的电极可按顺序轮流工作，也可同时工作，或多组电极对组合工作。 

本实施例中也可单独启用第一电极圈1，或第二圈电极2，或第三圈电极进行工作，如实施例一或实施例二的工作方式；或是任意选取两圈电极进行工作，如实施例三的工作方式。 

以上各实施例中每圈上的电极数量还可以为5-37之间的其它奇数，其中11、13、15、17、19、21为较佳数量，其工作原理与各实施例相同。 

此外，本发明中的双射频源的频率可根据肿瘤的实际情况调节成其他合适的频率值，并不局限于实施例给出的频率值。