[發(fā)明專(zhuān)利]一種可穿戴式多場(chǎng)輻射全身熱療裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010188943.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101856290A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈得巍;劉靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61F7/00
• 分類(lèi)號(hào): A61F7/00
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)療保健設(shè)備，尤其涉及一種借助探針束將熱量經(jīng)過(guò)人體組織內(nèi)的生物熱傳導(dǎo)來(lái)迅速對(duì)體內(nèi)組織快速加熱的可穿戴式全身熱療裝置，特別適用于腫瘤患者的全身熱療。

背景技術(shù)

全身熱療是一種通過(guò)將身體溫度快速均勻升高，達(dá)到激活身體免疫系統(tǒng)工作，進(jìn)而進(jìn)行治療的方法，尤其對(duì)于糖尿病晚期、晚期擴(kuò)散型腫瘤和艾滋病等免疫功能?chē)?yán)重受阻的全身性疾病。其中，特別是腫瘤的高溫全身熱療，其熱加載在手術(shù)治療過(guò)程中所需改變的僅是人體自身的溫度，副作用很小，因而在臨床上有“綠色療法”之譽(yù)。目前包括微波、射頻、超聲、激光等在內(nèi)的熱源大多通過(guò)探針介入的方式或體外聚焦照射局部腫瘤，使其達(dá)到失活或壞死的熱劑量，作為局部加熱治療的體系。然而我們知道，許多惡性腫瘤實(shí)際上已演變?yōu)橐环N全身性疾病，局部熱療不太可能將靶向組織的所有癌細(xì)胞殺滅干凈，而極少量的癌細(xì)胞殘余很可能導(dǎo)致腫瘤全面復(fù)發(fā)，正是基于這一原因，促使人們逐步考慮研制開(kāi)發(fā)高性能的腫瘤全身熱療系統(tǒng)，以滿(mǎn)足那些已發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤的加熱治療臨床需求。

當(dāng)前所發(fā)展出的全身熱療方法包括生物學(xué)法、經(jīng)體表加溫方法、體表透熱法、體外循環(huán)加熱方法等。生物學(xué)法因是通過(guò)向患者體內(nèi)注射毒素、細(xì)菌來(lái)誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)熱，由于不可控存在很大的安全問(wèn)題；體表加溫法如溫毯包裹法、熱蠟浴法、熱水服法等，由于加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且效果十分有限，對(duì)人體造成的副效應(yīng)大；在體表透熱法中，輻射熱式加溫法采用紅外線(xiàn)、微波、射頻、超聲、激光等在體表照射，屬于非侵入治療，但升溫時(shí)間也較長(zhǎng)，由于對(duì)普通皮膚組織或含血管組織不加選擇的同樣劑量進(jìn)行輻射，易于引起病人傳熱效果不佳的局部表皮組織燙傷，而深部組織溫度則并未達(dá)到治療參數(shù)，這是因?yàn)榇祟?lèi)方法中，加熱仍然需要通過(guò)體表皮膚傳導(dǎo)入組織內(nèi)，雖然含大血管組織由于血流旺盛傳熱較好，但其與普通組織接受的能量并無(wú)區(qū)別，這是因?yàn)椋瑸楸ＷC普通組織不至灼傷，輻射最大功率以普通組織能承受量為佳，因而這種方式總的加熱深度十分有限。所以，目前臨床上采用的全身加溫方法主要轉(zhuǎn)而采用體外循環(huán)加熱法，這是一種由內(nèi)而外的加溫方法，試圖克服體表加溫法不能實(shí)現(xiàn)對(duì)深部組織加熱，以及加熱溫度不均等問(wèn)題。具體做法是將人體循環(huán)血液引出體外，通過(guò)熱交換器將血液升溫，再輸送回體內(nèi)。顯然，這種方法存在手術(shù)復(fù)雜，病人創(chuàng)傷大，易感染，費(fèi)用高等問(wèn)題，而且實(shí)際操作中加熱時(shí)間長(zhǎng)，也很難保證目標(biāo)組織溫度達(dá)到預(yù)定水平。然而這種方法可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)較好的加熱速度，因?yàn)橥ㄟ^(guò)血液循環(huán)的熱量傳遞迅速而且均勻，不容易發(fā)生局部皮膚灼傷。但這種方式的不足在于，血管手術(shù)復(fù)雜，加之血液引出到體外，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

考慮到上述原因，本發(fā)明提供一種新的避免了已有全身熱療方法不足之處的無(wú)損加熱方法和治療系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)選擇性血流輸送熱量，從而達(dá)到全身深部組織快速升溫的目的。

在各種能量束中，超聲作為一種高頻率、大功率的機(jī)械振動(dòng)在經(jīng)過(guò)人體組織時(shí)，會(huì)引起組織間的分子在平衡位置上振動(dòng)，由于組織內(nèi)的摩擦粘滯損耗、熱傳導(dǎo)損耗和一些分子的弛豫過(guò)程不斷有序地把聲波振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能，形成超聲熱作用。此外，各種頻率的電磁波，在生物組織中產(chǎn)生明顯熱效應(yīng)的包括微波、射頻和紅外。其中微波(300MHz-300kMHz)的熱效應(yīng)體現(xiàn)在微波量＞10mW/cm時(shí)，水等極性分子發(fā)生與外加電場(chǎng)取向一致的運(yùn)動(dòng)，并隨微波的高頻變化而劇烈運(yùn)動(dòng)、碰撞摩擦產(chǎn)生熱量。類(lèi)似的，射頻(100kHz-300MHz)電磁場(chǎng)作用與組織內(nèi)的水分子，使其產(chǎn)生高頻振動(dòng)，與周?chē)肿?、離子摩擦碰撞產(chǎn)生熱。具體又可分感應(yīng)加熱、容性加熱、內(nèi)生場(chǎng)加熱等模式。對(duì)應(yīng)于每一種加熱模式，探針都應(yīng)該做成相應(yīng)的形狀，以構(gòu)成所需的空間電磁波發(fā)射區(qū)域。紅外、激光以及其他頻段的電磁波同樣存在類(lèi)似的生物熱效應(yīng)。各種物理源的加熱原理和裝置不同，探針以及發(fā)生器的物理設(shè)備尺寸及形式也應(yīng)不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可穿戴式多場(chǎng)輻射全身熱療裝置，即用于快速提升生物體內(nèi)部溫度的基于血管加熱的可穿戴式多場(chǎng)輻射全身熱療裝置。該發(fā)明借助于對(duì)所施加聚焦輻射源的能量在血液內(nèi)的熱吸收和熱沉積作用，以及血液在迅速流動(dòng)(10-30s每循環(huán))過(guò)程中與組織的熱對(duì)流和局部組織內(nèi)部的熱傳導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)全身熱療。既能實(shí)現(xiàn)機(jī)體的均勻、快速升溫，又可避免局部過(guò)熱，同時(shí)兼有可穿戴式器件的便捷，是一種無(wú)創(chuàng)痛、高效的熱療方式，具有操作簡(jiǎn)便、加熱效率高且治療成本低的特點(diǎn)，對(duì)于臨床應(yīng)用也較為有利。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：