治疗头PID温度调节系统及冷却式内腔治疗用光动力治疗机

摘要

本发明提供一种治疗头PID温度调节系统及冷却式内腔治疗用光动力治疗机，冷却式内腔治疗用光动力治疗机包括光动力治疗头PID温度调节系统，所述治疗机还包括用以连接治疗头的治疗头连接器插座，所述治疗头连接器插座在治疗机的内部连接光源能量控制板和PID温度调整控制板，所述治疗头连接器插座在治疗机的外部连接主机端治疗头连接器，主机端治疗头连接器通过连接管连接到治疗端治疗头连接器，治疗端治疗头连接器连接治疗头。本发明能对腔内在进行光动力治疗时的治疗温度实施精准设定和控制，彻底避免和消除了光动力治疗时产生的“光热效应”，对人体内腔粘膜组织的热损伤，为拓展光动力在人体内腔粘膜组织的治疗应用提供了保证。

说明书

技术领域

本发明涉及用于光动力治使用的医疗器械，尤其涉及一种采用现代制冷技术，进行温度设定和恒温控制的冷却式腔内治疗用治疗头技术，在内腔粘膜组织使用的光动力治疗系统。

背景技术

现代科学技术的进步，不断推进着医学科学的进步和发展。采用光治疗和光动力治疗的无创物理治疗方法不断进步，现代光动力医学的发展及其推广应用，为某些传统疾病的治疗提供了更加安全、有效、便捷的治疗手段，为一些传统医疗方法无法治疗的疾病开辟了新的治疗途径。

近年来，采用光动力疗法不仅在一些体表疾病的治疗中得到了广泛的应用，而且，在治疗恶性肿瘤方面也取得了突破性的进展。例如：在治疗皮肤鳞状细胞癌、口腔鳞状细胞癌、基底细胞癌、妇科宫颈早期癌前病变等恶性肿瘤等方面取得了显著疗效，受到了医学界的一致肯定和重视。

光动力治疗的基本原理是：特定的光敏剂配合特定的波长光谱照射，在生物组织内产生光化学反应，其基本要素是氧、光敏剂和可见光(常用激光)。首先肿瘤组织选择性摄取光敏剂，并储于其内，随后在适当波长光线局部照射后，光敏剂被激活，产生光敏效应。光敏剂是能吸收和重新释放特殊波长的卟啉类分子，具有四吡咯基结构。第一代光敏剂有血卟啉衍生物(HpD)、二血卟啉酯(DHE)。由于肿瘤细胞较正常细胞具有更多的LDL受体，因此光敏剂通过LDL受体介导可较多地进入肿瘤细胞内；卟啉类可被动地弥散入细胞内，而弥散效率与细胞外pH值有关，pH值越低弥散越多。肿瘤组织代谢加速，以致其细胞外pH值比正常组织为低，卟啉类进入瘤细胞也多。从而，光敏剂在特定光谱的作用下迅速形成单态氧，病变组织和肿瘤细胞在这种环境下迅速中毒死亡达到治愈疾病的目的。

在光动力治疗过程中，用于光和光敏剂的结合在照射治疗过程中会产生较大的热量，在人体组织中形成较为强烈的“光热效应”，光热效应的堆积，如不进行散热处理就会形成对治疗部位的“热损伤”。通常，体表的光动力治疗可采用冷风降温和喷射冷却剂的办法实施降温，但是，在进行一些腔内的器官光动力治疗时进行冷却降温就是一个需要解决的课题，特别是在进行如阴道、宫颈、口腔、肛门等娇嫩的粘膜组织光动力治疗时，如果不进行行之有效的冷却降温，十分容易造成粘膜组织的热损伤，因此，在人体内腔光动力治疗过程中，有效的防止粘膜组织的光热损伤，是一个必须解决的技术难题，针对这一必要性，研究一套解决内腔光动力治疗中保护粘膜组织，避免造成粘膜组织热损伤的技术方案十分必要。

我司从1993年开始在国内从事光动力治疗的研究工作，并率先发明采用半导体窄光谱技术用于人体疾病治疗和光动力治疗，并在该领域获得了三项发明专利和多项实用新型专利，随着生物医药技术的进步，众多的光敏剂不断研发成功，光动力医学也随之不断进步和发展，光动力医疗已逐渐在由体表到体内，由普通疾病到恶性肿瘤的推广应用。光动力医学是光和光敏剂的组合应用，二者缺一不可。因此，光动力治疗仪器的技术进步也十分重要，为解决光动力疗法在进行内腔粘膜组织的“光热损伤”这一瓶颈问题，研发一套在光动力治疗中，能有效保护内腔粘膜组织，安全可靠的光动力内腔治疗系统迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种治疗头PID温度调节系统及冷却式内腔治疗用光动力治疗机，彻底避免和消除了光动力治疗时产生的“光热效应”，对人体内腔粘膜组织的热损伤，为拓展光动力在人体内腔粘膜组织的治疗应用提供了保证。

本发明的技术方案：

一种治疗头PID温度调节系统，包括安装在治疗头内的光电隔离温检探头和光能量检测探头，所述光电隔离温检探头连接到PID温度调整控制板，所述光能量检测探头连接到光源能量控制板，所述光源能量控制板和PID温度调整控制板连接到CPU核心控制板，所述治疗头还连接冷却液储存箱，冷却液储存箱连接双循环冷却液制冷系统，所述双循环冷却液制冷系统连接冷却液循环泵，所述冷却液循环泵连接到冷却液过滤器，冷却液过滤器连接到治疗头从而实现冷却液的循环利用。

所述CPU核心控制板连接到显示器及控制面板，所述光源能量控制板、PID温度调整控制板、CPU核心控制板、双循环冷却液制冷系统、冷却液循环泵以及显示器及控制面板均连接到电源系统。

所述冷却液过滤器与治疗头之间还连接有冷却液流量光电检测器，所述冷却液流量光电检测器连接到CPU核心控制板。

所述冷却液储存箱内设置有冷却液光电隔离温检探头，冷却液光电隔离温检探头连接到PID温度调整控制板。

一种冷却式内腔治疗用光动力治疗机，包括以上所述的光动力治疗头PID温度调节系统，所述治疗机还包括用以连接治疗头的治疗头连接器插座，所述治疗头连接器插座在治疗机的内部连接光源能量控制板和PID温度调整控制板，所述治疗头连接器插座在治疗机的外部连接主机端治疗头连接器，主机端治疗头连接器通过连接管连接到治疗端治疗头连接器，治疗端治疗头连接器连接治疗头。

所述治疗机用于安装光源能量控制板和PID温度调整控制板的腔体的壳体上设置用以对腔体进行散热的散热风扇，所述治疗机上还设置有用以支撑治疗头的治疗头放置架。

所述治疗头包括半导体窄光谱发光单元围绕冷却腔体的外侧壁形成的半导体窄光谱发光阵列，在半导体窄光谱发光阵列的外侧设置有透明的治疗头外壳，在冷却腔体内安装有冷却液进液管和冷却液出液管，所述冷却液进液管、冷却液出液管、冷却腔体以及治疗头外壳组成插入到人体内腔的治疗部。

所述治疗头设置有光源工作电极插座和信号检测电极插座；

所述半导体窄光谱发光阵列连接光源工作电极插座，接光源工作电极插座连接到光源能量控制板；

所述光电隔离温检探头和光能量检测探头通过信号检测电极插座以及治疗头连接器插座连接到PID温度调整控制板和光源能量控制板。

所述冷却腔体为一端开口，一端封闭的圆柱体结构，并且冷却腔体的封闭端采用圆弧形设计。

所述冷却液进液管的进液口连接到冷却液过滤器，所述冷却液进液管的出液口延伸到冷却腔体封闭端用以将冷却液输送到整个冷却腔体内，所述冷却液出液管进液口设置在冷却腔体的开口端，冷却液出液管的出液口连接到冷却液储存箱，用以将冷却腔体内的冷却液完全排出；所述冷却液进液管的横截面积大于冷却腔体内空腔的横截面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用现代控制技术，以嵌入式计算机系统为核心，集闭环光电流量检测、光电隔离式温度检测器、双循环液体制冷技术、PID温度控制技术、能量恒流控制技术等技术与一体，形成一套完整的治疗仪系统，能对腔内在进行光动力治疗时的治疗温度实施精准设定和控制，彻底避免和消除了光动力治疗时产生的“光热效应”，对人体内腔粘膜组织的热损伤，为拓展光动力在人体内腔粘膜组织的治疗应用提供了保证。

附图说明

图1是本发明的治疗机整体结构示意图。

图2是本发明的治疗机剖面结构示意图。

图3是本发明的光动力治疗头PID温度调节系统原理示意图。

图4是本发明的治疗头连接示意图。

图5是本发明的治疗头横截面结构示意图。

图6是本发明的治疗头剖面结构示意图。

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。

如图3所示，一种治疗头PID温度调节系统，包括安装在治疗头1内的光电隔离温检探头17和光能量检测探头18，所述光电隔离温检探头17连接到PID温度调整控制板21，所述光能量检测探头18连接到光源能量控制板20，所述光源能量控制板20和PID温度调整控制板21连接到CPU核心控制板22，所述治疗头1还连接冷却液储存箱27，冷却液储存箱27连接双循环冷却液制冷系统26，所述双循环冷却液制冷系统26连接冷却液循环泵25，所述冷却液循环泵25连接到冷却液过滤器24，冷却液过滤器24连接到治疗头1从而实现冷却液的循环利用。

所述CPU核心控制板22连接到显示器及控制面板28，所述光源能量控制板20、PID温度调整控制板21、CPU核心控制板22、双循环冷却液制冷系统26、冷却液循环泵25以及显示器及控制面板28均连接到电源系统29。

所述冷却液过滤器24与治疗头1之间还连接有冷却液流量光电检测器23，所述冷却液流量光电检测器23连接到CPU核心控制板22。

所述冷却液储存箱27内设置有冷却液光电隔离温检探头30，冷却液光电隔离温检探头30连接到PID温度调整控制板21。

如图1-图4所示，一种冷却式内腔治疗用光动力治疗机，包括以上所述的光动力治疗头PID温度调节系统，组成光动力治疗头PID温度调节系统的光源能量控制板20、PID温度调整控制板21、CPU核心控制板22、冷却液流量光电检测器23 、冷却液过滤器24、冷却液循环泵25、双循环冷却液制冷系统26、冷却液储存箱27、显示器及控制面板28以及电源系统29均安装在治疗机的壳体内，所述治疗机还包括用以连接治疗头1的治疗头连接器插座31，所述治疗头连接器插座31在治疗机的内部连接光源能量控制板20和PID温度调整控制板21，所述治疗头连接器插座31在治疗机的外部连接主机端治疗头连接器32，主机端治疗头连接器32通过连接管33连接到治疗端治疗头连接器34，治疗端治疗头连接器34连接治疗头1。

所述治疗机用于安装光源能量控制板20和PID温度调整控制板21的腔体的壳体上设置用以对腔体进行散热的散热风扇35，所述治疗机上还设置有用以支撑治疗头1的治疗头放置架3。

如图5和图6所示，所述治疗头1包括半导体窄光谱发光单元10围绕冷却腔体11的外侧壁形成的半导体窄光谱发光阵列，在半导体窄光谱发光阵列的外侧设置有透明的治疗头外壳12，在冷却腔体11内安装有冷却液进液管15和冷却液出液管16，所述冷却液进液管15、冷却液出液管16、冷却腔体11以及治疗头外壳12组成插入到人体内腔的治疗部。

所述治疗头1设置有光源工作电极插座14和信号检测电极插座13；

所述半导体窄光谱发光阵列连接光源工作电极插座14，光源工作电极插座14连接到光源能量控制板20；

所述光电隔离温检探头17和光能量检测探头18通过信号检测电极插座13以及治疗头连接器插座31连接到PID温度调整控制板21和光源能量控制板20。

所述冷却腔体11为一端开口，一端封闭的圆柱体结构，并且冷却腔体11的封闭端采用圆弧形设计。

所述冷却液进液管15的进液口连接到冷却液过滤器24，所述冷却液进液管15的出液口延伸到冷却腔体11封闭端用以将冷却液输送到整个冷却腔体11内，所述冷却液出液管16进液口设置在冷却腔体11的开口端，冷却液出液管16的出液口连接到冷却液储存箱27，用以将冷却腔体11内的冷却液完全排出；所述冷却液进液管15的横截面积大于冷却腔体11内空腔的横截面积。

治疗头1为可调温恒温冷却式内腔治疗用光动力治疗头，根据治疗要求可采用400nm-800nm的不同波长现代半导体窄光谱发个器件做治疗光源；为了适应人体内腔光动力治疗的特点，本发明将治疗头的治疗部位设计成圆柱状结构的发光体；将半导体窄光谱发光器件以柔性电路板为基板，按半导体窄光谱发光器件的电器参数设计好印刷电路板；并将半导体窄光谱发光器件焊接在柔性电路板上形成可弯曲光源电路部件。

冷却腔体11采用金属导温材料根据柱状治疗头的尺寸做成内部中空，外部光滑的封闭式圆柱状治疗头散热器本体；圆柱状散热器本体的一端有两个冷漠管接口，连接冷媒循环管。

治疗头的冷却方式采用可控温的制冷液强制冷却；在治疗头内部，发明了冷却液“单管强制输送”方式，冷却流道发明了“差流道”结构，即将冷却液的进口用单管强制导流输送到治疗头的顶端流出，然后经整个冷却腔充满回流到回液管，由于输送管的截面积大于治疗头内冷却腔的截面积即形成“差流道”输送，从而保证了冷却液在治疗头冷却腔内无死角，无气泡流动使之冷却效率最大化。

治疗头的电极线信号检测线等采用接插件引出，便于与治疗机连接；冷却液输送管采用柔软的耐高低温的复合材料制成，并在管子表面包裹高效保温材料以防温度散发造成能源浪费和温度控制不准，将冷却液输送管、工作电极、检测电极集成为一条连接管，采用水电分离插头分别连接治疗机和治疗头，治疗头一端可以任意插拔，便于更换不同波长和不同规格的治疗头。

光能量检测探头实时监测半导体窄光谱发光阵列的发光强度，并传输到光源能量控制板，光源能量控制板控制半导体窄光谱发光阵列的发光强度，根据不同需要调整光的强弱，从而确保治疗的准确的性。采用高精度微型嵌入式温度探测器，直接将探头镶嵌于治疗头冷却腔的中心部位的囊壁中，均匀的检测治疗头的温度变化，其电极引出的温度信号方便的可供计算机进行温度调节和恒温控制。PID温度调整控制板能够根据光电隔离温检探头17检测到的温度数值，通过控制冷却液的流量和流速来进行温度的调节控制精度高，冷却效果好，有效避免在进行内腔光动力治疗时造成粘膜组织热损伤。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。