[發明專利]一種X射線激發光動力診斷與治療深部腫瘤系統

有效

• 申請號: 201610038277.2
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105709342B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 陳華;聶雄;聶國朝;吳艷華;潘心紅;王約;羅思強
• 申請（專利權）人: 南寧科倫新技術有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61B8/08
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

1.一種X射線激發光動力診斷與治療深部腫瘤系統，其特征在于：設置圖像顯示器、主控計算機、X射線發生模塊、移動平臺控制模塊、B超信號采集模塊和移動檢查床，圖像顯示器與主控計算機連接，X射線發生模塊通過RS232接口與主控計算機連接，移動平臺控制模塊通過PCI總線與主控計算機連接，B超信號采集模塊通過USB接口與主控計算機連接，

X射線發生模塊依次設有連接的整流濾波單元、橋式逆變單元、整流倍壓單元、取樣反饋單元、X射線控制單元和RS232電平轉換單元，還包括與整流倍壓單元連接的X射線管，X射線控制單元還與橋式逆變單元連接，RS232電平轉換單元通過RS232接口與主控計算機連接，

移動平臺控制模塊依次設有連接的運動控制卡、驅動器、伺服電機和位置傳感器，驅動器包括X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器，伺服電機包括X軸伺服電機、Y軸伺服電機和Z軸伺服電機，X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器分別與X軸伺服電機、Y軸伺服電機和Z軸伺服電機連接，運動控制卡與主控計算機連接，伺服電機分別與位置傳感器和移動檢查床連接；

運動控制卡主要由依次連接的PCI接口、FPGA控制器和光電隔離器組成，FPGA控制器為FPGA芯片，運動控制卡通過PCI總線與主控計算機連接，FPGA控制器分別通過光電隔離器與X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器連接；

FPGA控制器通過對位置傳感器和伺服電機反饋的狀態信號進行處理，然后向主控計算機反饋X、Y和Z方向的理想位置、實際位置及運動裝置的報警、行程、減速狀態信息，主控計算機針對反饋的信息處理后發出控制命令或運動參數到FPGA控制器，FPGA控制器根據理想位置和實際位置進行分析后向驅動器發出控制脈沖和方向信號，并控制X軸伺服電機、Y軸伺服電機和Z軸伺服電機運動，使其進行精確控制，使移動檢查床達到準確位置；

B超信號采集模塊包括依次連接的B超探頭、數字B超采集板和USB控制器，USB控制器通過USB接口與主控計算機連接；

數字B超采集板主要包括依次連接的主控制器、多路發射脈沖放大電路、多路發射/接收電路、前置放大電路、發送/接收開關、放大和時間增益補償電路以及A/D轉換電路，A/D轉換電路和放大和時間增益補償電路分別與主控制器連接，B超探頭分別與主控制器和多路發射/接收電路連接；

工作時，主控計算機通過USB接口向數字B超采集板發送控制命令或信息，主控制器輸出信號到多路發射脈沖放大電路，經放大后，連接到多路發射接收電路中的發射電路部分，再經過B超探頭向患者發出超聲波信號，該超聲波信號在患者體內產生強弱不等的回波，B超探頭接收到回波信號后，經多路發射/接收電路中的接收電路接收形成微弱的電信號，該信號連接到前置放大電路輸入端，由前置放大電路進行放大，發送/接收開關在發送電路輸出信號時，是斷開狀態，只有非發送狀態下開關才能接通，使回波信號進一步連接到放大和時間增益補償電路，然后經A/D轉換后形成數字信號傳輸到主控制器，經主控制器處理后，形成B超圖像，并可以通過USB接口傳輸到主控計算機上；

操作步驟為：

（1）上電初始化：打開系統電源，運行主控計算機上的治療系統管理軟件，同時該軟件向X射線發生模塊、移動平臺控制模塊和B超信號采集模塊發送初始化命令及參數信息，系統各模塊處理待機狀態，等待接收主控計算機的控制命令；

（2）靶向納米粒增強造影：通過注射或口服進入人體內，靶向納米粒會自動跟蹤靶向腫瘤組織細胞，并與其表面受體相結合，30～40分鐘后，納米粒將腫瘤組織細胞造影染色成藍綠色組織，實現對腫瘤部位的造影效果；

（3）B超檢查：主控計算機向運動控制卡發出移動指令，運動控制卡接受指令后，給驅動器發出運動脈沖信號，驅動器驅動伺服電機控制移動檢查床移動，同時，B超探頭實時探測患者體內B超圖像，送給數字B超采集板處理后，形成B超圖像，然后由USB接口傳輸到主控計算機，并在圖像顯示器顯示出來，通過觀察B超圖像確定腫瘤或病變部位；

（4）定位：通過B超圖像獲得腫瘤或病變部位的參數信息后，運動控制卡通過對位置傳感器和伺服電機反饋的狀態信號進行處理，使其對伺服電機進行精確控制，從而定位腫瘤或病變部位在人體的位置；

（5）X射線光動力治療：主控計算機接收移動平臺控制模塊反饋的腫瘤或病變部位的位置信息，并通過X射線控制單元控制X射線管對準腫瘤或病變部位，產生腫瘤或病變部位所需的足夠強度的X射線；

（6）治療效果評價：治療后，啟動B超信號采集模塊，從B超探頭探測腫瘤或病變部位治療后的圖像信號，經過數字B超采集板處理后，形成B超圖像數據，經USB接口傳輸到主控計算機，在主控計算機上進一步識別和處理，獲得腫瘤或病變部位信息，通過觀察腫瘤體積是否縮小或者不再增大，腫瘤數目是否不再增加和其他的生理變化，實現對治療效果的評估。