血管瘤铜针治疗仪

摘要

一种血管瘤铜针治疗仪,它由铜针和治疗控制电路以及相应的电源组成,其中控制电路的CPU输入端通过铜针接口电路接铜针电流检测信号、键盘,输出端接控制电压输出电路、显示屏,控制电压输出电路接铜针,CPU通过控制电压输出电路控制铜针的治疗电压和治疗电流,CPU的程序控制治疗时间。本发明启动时治疗电压慢速上升,避免了对人体的刺激,治疗的电压可以调节并精确稳定,它除了具有操作简单、使用安全,并具备打印、存储治疗数据以及与计算机通信、显示和声音提示等功能特点。

说明书

本发明涉及一种医疗器械的控制装置，尤其是一种具有有效地实时采集治疗数据、实现自动控制、大大提高使用安全性的血管瘤铜针治疗仪。

血管瘤及血管畸形性疾病为常见病和多发病。在治疗这些血管性疾病的方法中，有一种铜针治疗法。这种治疗法以其方法简单、安全可靠、疗效确切、不留疤痕、患者无痛苦等优点，目前被医学界认为是最安全可靠的方法之一，广泛地应用于临床。它的基本原理是：在特定的通电条件下，铜在血液内的解离速度高于其他金属，正电极端吸引血液中带负电荷的红细胞、血小板、白细胞、蛋白等集聚，与解离出的带正电荷的铜离子结合形成稳定的血栓，而对血管瘤周围正常组织无明显损伤。体内游离铜离子在48-72小时被排除体外。血管瘤腔内形成血栓后，腔体闭塞，经36个月后，血管瘤体被机体机化吸收，血管瘤因而被治愈。在治疗过程中，随着血栓的形成，铜针回路电阻逐渐增大，在电压不变的情况下，电流逐渐减小。当电流减小到某一特定值时是形成最牢固血栓的时刻，此时再继续通电，将可能导致血管瘤周围正常组织的损伤。因此，在治疗时，必须有精确的电压、电流和时间的控制，同时也必须有全面自动检测、安全报警的措施。现有的产品在启动时，治疗电压无慢速上升过程，对人体有明显的刺激；治疗电压氛围不能精确稳定；不能自动停机，随时存在治疗超时的危险，需要操作人员守侯；而且现有的每根铜针上的治疗电压不能及时地检测出来，以便进行闭环控制；用电安全措施少，对过电压、过电流、是否到达终止电流域值等情况没有较好的测量和控制能力；同时，治疗数据不能存储，断电后数据消失，不能进行打印或与计算机通信，因此不利于后期的分析、处理。

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种血管瘤铜针治疗仪，它能够在电压达到预先设定的值前，能够具有缓慢的上升阶段，克服加压的不适感，并且能够自动检测每根铜针的电流，依据要求自动停机，具有过压过流保护以及声音报警、提示的特点，不需操作人员守侯，使用安全性能高，同时还具有显示数据、打印数据和与计算机通讯的能力，集成化程度高，成本低。

本发明的目的是这样实现的：一种血管瘤铜针治疗仪，它由铜针和治疗控制电路以及相应的电源组成，其中所述的控制电路包括中央处理器(CPU)，CPU输入端通过铜针接口电路接铜针电流检测信号、键盘，输出端接控制电压输出电路、显示屏，控制电压输出电路接铜针，CPU通过控制电压输出电路控制铜针的治疗电压和治疗电流，CPU的程序控制治疗时间。

所述的CPU还接有非易失性数据存储器。

所述的铜针接口电路由锁存器接译码器，再接反向器，反向器接连接铜针信号采样电路的模拟开关电路组成。

所述的模拟开关电路可为一个以上。

所述的控制电压输出电路由D/A转换电路接电压跟随电路组成，使治疗电压在达到预设值前，有慢速上升过程。

所述的电压跟随电路为电压放大倍数为1的电流放大器。

所述的治疗电压可为3-6V。

所述的治疗电流分为开机电流和停机电流，其中开机电流0.6-0.8mA，停机电流为0.1mA。

所述的治疗时间针对铜针直径与血管直径相近似者较佳治疗时间为5.5分钟到10.5分钟；铜针直径小于血管直径者较佳治疗时间为7.5分钟-17.5分钟。

根据上述技术方案分析可知，本发明的特点除了具有操作简单、使用安全，并具备打印、存储治疗数据以及与计算机通信、显示和声音提示等功能特点外，具体地说还具有：

1、启动时治疗电压慢速上升，避免了对人体的刺激。

2、治疗的电压可以调节并精确稳定，有助于将仪器的工作电压调定在血栓形成的最佳工作点。

3、实时检测每根铜针的电流，当电流减小到预先设定的终止值时，自动停机。操作人员不用守侯，缩短了疗程，避免了超时治疗可能导致的对血管瘤周围正常组织的损伤。

4、可长期保存多组治疗数据，便于后期分析、处理。

下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的详细说明。

图1为本发明构成方框图。

图2为本发明电路原理图之一。

图3为本发明的电路原理图之二。

参见图1、2、3，本发明一种血管瘤铜针治疗仪，它由铜针和治疗控制电路以及相应的电源组成，其中控制电路包括中央处理器(CPU)，CPU输入端通过铜针接口电路接铜针电流检测信号、键盘，输出端接控制电压输出电路、显示屏，控制电压输出电路接铜针，CPU通过控制电压输出电路控制治疗电压和治疗电流，CPU的程序控制治疗时间。CPU还接有非易失性数据存储器。铜针接口电路由锁存器接译码器，再接反向器，反向器接连接铜针信号采样电路的模拟开关电路组成。模拟开关电路可为一个以上。控制电压输出电路由D/A转换电路接电压跟随电路组成，使治疗电压在达到预设值前，有慢速上升过程。电压跟随电路为电压放大倍数为1的电流放大器。

如图2、3，在本实施例中，CPU可采用PIC16C73，内含A/D转换器以及程序存储器。CPU端口线RC3、RC4接有数据存储器IC7的时钟线和数据线SCL、SDA，IC7为具有I2C总线的串行EEPROM，记录预先设定的原始参数和治疗过程中的测量参数，以便于治疗后提供打印数据或传送到计算机做进一步的处理。CPU的端口线RA5、RB0-RB7接显示屏TM402A，用于显示治疗的时间和电压、电流、电阻等参数，并在设定参数时做人机对话。CPU端口线RC0、RC1、RC5以及MCLR接预设定用键盘，分别包括启动键、终止键、增值、减值设定键以及复位键。

铜针接口电路的电源为单独的5V电源，与控制电路的电源不为同一电源。铜针的前端接分压电阻R13，铜针上的治疗电压由CPU端口线RB0-RB7所接D/A转换器IC2及IC2输出线I01、I02所接的运算放大器IC3：B完成数字/模拟转换后，所输出的控制电压接IC3：A，IC3：A与TR1组成电压放大倍数为1的电流放大器，TR1的发射极接分压电阻R13，从而使铜针得到治疗电压，此治疗电压可精确跟踪控制电压。同时结合CPU的控制，实现了在达到预设置电压前，加在人体的电压有一个缓慢上升的过程，患者没有被刺激感觉，克服了现有技术中一直存在的治疗电压加上时对患者刺激的不适感。

IC10、IC11等多个模拟8选1开关的COM端口线连接到一起接到CPU端口线RA0，端口线RA0是CPU中A/D转换器的模拟电压输入端。CPU端口线RA3、RB0-RB7接总线锁存器IC5的端口线LE以及D0-D7，IC5的输出线Q0-Q2接3-8译码器IC8的地址线A、B、C，译码器IC8的输出线Y0-Y7接反相器IC9的输入线A1-A4、B1-B4，反相器IC9转换高低电平信号，通过其输出线X1-X4、Y1-Y4分别接各模拟8选1开关IC10、IC11等的EN端口线，满足高电平被选中的电路逻辑要求；IC5的另3根输出线Q3-Q5接各个模拟8选1开关IC10、IC11等的A0-A2地址线。这样，CPU可以通过IC5、IC8、IC9、组成的铜针选择译码电路和IC10、IC11等组成的模拟开关阵列扫描各个铜针，并在某一时刻选中某一个铜针，将其端电压分压后采样到CPU的端口线RA0。因为R13上的电压降代表了铜针的电流大小，而R13前端的电压为由CPU精确控制的治疗电压，故测量R13的后端电压即铜针的端电压就可以计算出铜针电流的大小。在铜针前端与电阻R13之间接分压电路R14、R15，经R14、R15分压后的采样电压接到模拟8选1开关IC10、IC11等的N1、N2等端，由CPU的不断扫描可得到所有铜针上的电流值信号，再经过程序处理，CPU输出信号直接调整加在铜针上的控制电压的幅值。

CPU的端口线RB0经总线锁存器IC5接到扬声器的放大三极管TR2，因此当发生超电压、超电流以及治疗进程终止而产生报警或提示信号时，扬声器发出声响通知了操作人员。

为满足对数据进行存档和数据分析的要求，CPU端口线RA4、RB0-RB7接打印机接口DB25。

CPU的端口线TX、RX接有串行通信口IC6以及9针插口，为RS232异步通信口，用于与计算机连接，进行必要的数据传输。

另外，使用缓冲器IC5的D6端口线，可根据实际需要进一步扩大铜针网络的数目。

本发明能在铜针电流达到预设的终止值时，或达到预定的治疗时间时，自动停机并发出声音信号。

本发明揭示的较佳治疗电压可为3-6V，其中最佳值为4V，这时通电所导致形成的血栓对血管瘤周围正常组织的损伤最小；而由于随着通电时间的延长电流逐渐下降，趋向0.1mA。为达到较佳治疗效果，治疗电流分为开机电流和停机电流，因此铜针在开机时的电流较佳值为0.6-0.8mA，停机时电流为0.1mA，这时血栓形成较为理想。

在血栓形成过程中，通电时间越长，血栓形成就越长，但是通电超过一定时间，会使正常组织破坏。由于相同直径的铜针对不同直径的血管通电后，血管内血栓形成的时间不同，对于铜针直径与血管直径相近似者，血栓形成的最短时间为5.5分钟，开始出现血管瘤周围正常组织破坏时间为10.5分钟，铜针直径小于血管直径者，血栓形成的最短时间为7.5分钟，开始出现血管瘤周围正常组织破坏时间为17.5分钟。因此铜针直径与血管直径相近似者较佳治疗时间为5.5分钟到10.5分钟；铜针直径小于血管直径者较佳治疗时间为7.5分钟-17.5分钟。