专利名称：腹腔灌注热化疗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种腹腔灌注热化疗仪。
背景技术：
不同细胞系对热疗的敏感性存在很大差异，但是总体而言恶性肿瘤对热疗均有较 高的敏感性。迄今未发现正常细胞与癌细胞之间对热反应的显著差别，但是细胞外环境可 以改变其对热疗的敏感性。正是因为细胞外环境的不同，有关研究表明，正常组织细胞能耐 受47°C持续1小时的高温，而恶性肿瘤细胞仅在43°C持续1小时即可出现不可逆损害，因 此43°C和47°C分别被称为恶性肿瘤和正常组织不可逆损害的临界温度；再者腹腔灌注热 化疗具有高选择区域化疗药代动力学特点。腹腔液抗癌药浓度是周围血浓度的10-100倍， 高浓度的抗癌药有利于直接杀灭腹腔内游离癌细胞和微小癌灶，而体循环浓度低可减少或 避免全身毒副作用。腹腔灌注热化疗正是利用恶性肿瘤和正常组织这种对温度耐受的特殊 性以及化疗作用而消灭癌细胞。单独的热疗或全身化疗，无法有效的清除患者体内的癌细胞，对于术后游离的癌 细胞更是束手无策。腹腔灌注热化疗对癌细胞有选择性破坏作用，因解剖差异，肿瘤组织 血流少于正常组织血流，营养缺乏。且癌细胞普遍处于慢性缺氧的酸性环境中，肿瘤的体 积和病理类型也是决定其PH值的最重要因素，如果不考虑病理类型，肿瘤的平均pH值为 7. 06 士0. 5 ；肿瘤体积< 20cm3，pH值随肿瘤体积增加而增高；肿瘤体积> 20cm3，pH值随肿 瘤体积增加而降低。酸性环境有助于热疗引发的癌细胞凋亡和对癌细胞周期的干扰。加热 后肿瘤组织血流量更少，肿瘤组织内环境改变、缺氧、营养不良、PH下降、细胞膜破坏，核酸 形成障碍；肿瘤组织分解产物刺激免疫系统，机体免疫反应增强。在一项关于肿瘤氧合状态 的动物实验中观察到，热疗温度< 44°C时有助于促进血液灌注，提高氧合作用；当温度> 44 °C时即导致肿瘤血管的破坏，加重缺氧状态，在肿瘤组织缺氧状态下，血流减少的结果是 组织冷却时间延迟，继而使肿瘤获得更多的热能，这有利于杀灭癌细胞。热动力学效应使化 疗药与癌靶细胞结合，其活性增强，从而增强某些抗癌药物反应率。改变癌细胞膜通透性， 使化疗药有效渗入细胞内。抑制化疗后肿瘤细胞的修复，增加某些药物与肿瘤细胞DNA交 联，增强杀伤肿瘤细胞效应。腹腔加热后大容量化疗更能增加化疗药对肿瘤细胞敏感性。 瘤体中心多为乏氧细胞，但由于PH值低对热疗敏感；相反，瘤体外周细胞对化疗敏感，故两 者联合起互补作用。细胞内PH值在调节细胞的热敏感性上也起着重要作用。热化疗可降 低肿瘤细胞耐药性，热疗能明显抑制肿瘤细胞多药耐药基因表达。在高温状态下，肿瘤细胞 膜流动性增高，造成膜的结构与功能破坏。超微结构证实，癌细胞线粒体膜、溶酶体膜和内 质网膜在热疗后均发生破坏，且由于溶酶体酸性水解酶的大量释放，导致胞膜破裂，胞浆外 溢，癌细胞死亡。热疗可以抑制肿瘤细胞的DNA多聚酶、连接酶活性，导致DNA、RNA合成障 碍，并以P53依赖和非依赖方式引起细胞凋亡。正是在这样的前提下，我司研制了这种新型 的腹腔灌注热化疗仪，它能够全自动的加热温度，精确的控制温度，精确的控制灌注药物的 温度及灌注的流量，加上其特殊的细节设计，能有效的弥补前述的各种弊病及不足。
发明内容本实用新型的目的为了克服上述现有技术存在的问题和缺陷，提供一种腹腔灌注 热化疗仪，本实用新型能够实现自动灌注热化疗的治疗，避免了传统热化疗治疗方法需要 人工手动操作的麻烦，同时提供了更高的精度和安全性，是一种可广泛用于临床腹腔肿瘤 灌注治疗，消除术后存在的亚临床病灶，中晚期恶性肿瘤引起的并发症的新型仪器。本实用新型的技术方案为腹腔灌注热化疗仪，包括电磁加热器、微电脑中央控制器、二个蠕动泵、药液罐、废 液罐、三个温度探头、三根硅胶管，其特征在于电磁加热器安装在药液罐下方，微电脑中央 控制器分别与电磁加热器、二个蠕动泵和二个温度探头相连，第一根硅胶管通过一个蠕动 泵与药液罐相连成回路，一个温度探头放置在药液罐内；另一蠕动泵设有两个泵头，第二根 硅胶管卡入其中一个泵头，一端与药液罐相连，另一端插入腹腔内，药液从药液罐流出并流 入腹腔；第三根硅胶管卡入另外一个泵头，一端与废液罐入口相连，另一端插入腹腔内的药 液出口 ；另两个温度探头插入腹腔内。所述的微电脑中央控制器由数显表、PLC控制器、控制面板组成，数显表、控制面板 分别与PLC控制器相连。数显表显示三个温度探头探测的温度、一个蠕动泵的流速，通过控 制面板进行相应的操作。本实用新型还包括紫外线灯，紫外线灯安装在药液罐上方，提供给药液罐周围空 间的独立消毒。在达到消毒30分钟能最大限度的降低搬运药液罐引起的污染，同时减少人 工的操作。本实用新型还包括二个报警器，二个报警器分别与微电脑中央控制器的PLC控制 器相连，一个报警器为加热报警器，一个为向腹腔灌注药液的灌注报警器。本实用新型能够实现自动灌注热化疗的治疗，避免了传统热化疗治疗方法需要人 工手动操作的麻烦，同时提供了更高的精度和安全性，是一种可广泛用于临床腹腔肿瘤灌 注治疗，消除术后存在的亚临床病灶，中晚期恶性肿瘤引起的并发症的新型仪器。
图1为本实用新型的连接示意图。图2为本实用新型的微电脑中央控制器示意图图3为本实用新型药液循环管路连接示意图。图4为本实用新型灌注药液的管路连接示意图。图5为本实用新型的实施例中PLC连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的说明如图1、2、3、4、5所示，本实用新型包括电磁加热器、微电脑中央控制器、二个蠕动 泵、药液罐、废液罐、三个温度探头、三根硅胶管、紫外线灯、报警器，电磁加热器安装在药液 罐下方，微电脑中央控制器分别与电磁加热器、二个蠕动泵和二个温度探头相连，第一根硅 胶管通过一个蠕动泵与药液罐相连成回路，一个温度探头放置在药液罐内；另一蠕动泵有两个泵头，第二根硅胶管卡入其中一个泵头，一端与药液罐相连，另一端插入腹腔内，药液 从药液罐流出并流入腹腔；第三根硅胶管卡入另外一个泵头，一端与废液罐入口相连，另一 端插入腹腔内的药液出口 ；另两个温度探头插入腹腔内，所述的微电脑中央控制器由数显 表、PLC控制器、控制面板组成，数显表、控制面板分别与PLC控制器相连；二个报警器分别 与微电脑中央控制器的PLC控制器相连，一个报警器为加热报警器，一个为向腹腔灌注药 液的灌注报警器；数显表显示三个温度探头探测的温度、一个蠕动泵的流速，通过控制面板 进行相应的操作；紫外线灯安装在药液罐上方，提供给药液罐周围空间的独立消毒。在达到 消毒30分钟能最大限度的降低搬运药液罐引起的污染，同时减少人工的操作。本实用新型采用电磁加热器，它具有高效的热效率可达85%以上大幅度提高药液 加热时间；在PLC控制器控制下可以保证完备智能控制，确保药液温度始终在预设温度范 围之内，最大程度地降低温度变化对治疗的负面影响，减小患者治疗的风险；加热部分采用 电缆结构，加热电缆本身不会产生热量，使用寿命长久。避免了电阻式加热需要经常维护和 定期更换的弊病，后期基本无维护费用；传统的电阻式加热设备是通过热传导方式加热，从 而浪费了大量的能源。这样就致使设备外表温度过高，使生产环境变得恶劣，特别在手术室 这种对环境要求极高的情况下，使用电磁加热器可以满足苛刻的环境要求。加热系统本身 与药物无接触，采用密闭容器有效的避免污染药物。特殊定制的加热容器容积可以满足一 次手术需求的12升药液的存放，内部循环管路通过蠕动泵引导后使得药液各个部位充分 得到均勻加热如图3所示。本实用新型采用由西门子的PLC控制器集成了 “与”、“或”、“非”等8种基本功能 以及时间定时、计数器和模拟量处理等观种专有功能，通过采用内部功能块编程的方式来 代替传统继电器开关的外部接线方案，在一个体积小小的模块之中，用户可以任意地调用 所需要的各种功能块来编辑自己的应用程序，从而实现需要很多定时器、继电器、时钟和接 触器搭配才能实现的控制任务。本实用新型完成对灌注、报警和温度的控制，还具有低延时 高效处理性能对精确温度控制提供了保障。本实用新型灌注药液采用CH-1515型的蠕动泵灌注，蠕动泵的优点在于可以精确 的控制灌注的流量与速度，配合已消毒的一次性灌注硅胶管，实现与药物完全无接触的灌 注，如图4所示。本实用新型共有两个蠕动泵，其中一个作用于加热药液的循环管路，流量 恒定；另一个为灌注管路提供动力，其起止动、流量和方向由PLC控制。报警器信号来源PLC控制器。当数显表实时探测的温度达到预设报警温度时将产 生反馈信号给PLC控制器，PLC控制器随后驱动蜂鸣器报警，如图5所示。本实用新型共设 两级报警，一级报警提供声音警示提示使用者加热温度达到预设值，同时暂时关闭电磁加 热器；二级报警则是执行停机操作，同时提供声音警示。报警阀值可根据需要问题通过数显 表调节，最大限度的避免对使用者造成意外损害。具体操作方法按照插座端和控制面板指示标签分别接好电源线和两根外部温度探头(探头插 座应选用防呆设计，避免插错对应口烧毁探头器件)，检查无误后按下控制面板上电源按 钮，机器进入待机操作状态。进入此状态后可以选择以下两个操作消毒状态和加热灌注状态。1、消毒状态可以利用本实用新型配置的紫外灯对药液罐周围密闭空间进行消毒5处理，降低环境对罐体的二次污染。按下操作面板上“消毒开关”即可启动消毒系统，达到 所需消毒时间后在次按下此按钮可关闭。2、加热灌注状态下可以充分利用本实用新型高度自动化和精确开闭环控制完成 腹腔化疗药物的灌注。按下操作面板上“启动开关”本实用新型进入加热状态，加热数显表 采集药液罐内温度探头数据经模数转化和前期内部运算后将实时二进制数据送入PLC控 制器中。PLC控制器在温度控制程序下把送入的数据与预设上限值进行比较运算未达到上 限值输出加热信号，在此信号控制下启动电磁加热器工作直至药液达到上限值停止。其间 数显表在工作周期内不停采集温度数据反馈给PLC控制器，PLC控制器控制电磁加热器进 行加热和保持已达到上限温度，组成加热部分的闭环控制。本实用新型的两部蠕动泵。一部为固定转速蠕动泵，用于药液罐内药液循环流动 便于各个部位药液温度均勻；另一部为可变速型，在PLC控制器控制下可以完成对该蠕动 泵的流速、方向和启停控制以满足不同病人不同需求。与蠕动泵配套硅胶管有一长一短区 分，长的一端插入药液罐顶部标有“药液罐出口 C”处，选取离插入端20公分一段安装于变 速泵内，另一端硅胶管口无菌密封以便放入体内；短的务必注意观察管身上所标示箭头方 向，箭尾方向硅胶管口插入罐体顶部标有“药液罐出口 A”，箭头方向管口插入标有“药液罐 入口 B”，把管路中部安装于固定转速蠕动泵内，注意管上箭头和泵上标示箭头方向要一致。 至此管路安装完毕。待长的硅胶管另一端和温度探头一起放入腹腔后，按下“灌注开关”后固定转速蠕 动泵、变速蠕动泵在PLC控制器控制下开始勻速工作，可以看到管内药液流动。控制面板上 泵控制区内可以观察到此时变速泵的流速，可以根据需要按“+” “_”升高降低流速，在按下 “Mop”键后按“一” “一”改变吸入或流出方向，按“Mart”继续灌注药液。随管一起放入 的温度探头可以通过灌注数显表实时监测管口药液温度，一旦达到预设报警值数显表输出 信号送入PLC控制器，PLC控制器立即停止灌注程序并输出信号给报警系统启动蜂鸣器设 备进入加热待机状态。此控制过程组成灌注部分的开环控制。
权利要求1.腹腔灌注热化疗仪，包括电磁加热器、微电脑中央控制器、二个蠕动泵、药液罐、废液 罐、三个温度探头、三根硅胶管，其特征在于电磁加热器安装在药液罐下方，微电脑中央控 制器分别与电磁加热器、二个蠕动泵和三个温度探头相连，第一根硅胶管通过一个蠕动泵 与药液罐相连成回路，一个温度探头放置在药液罐内；另一蠕动泵设有两个泵头，第二根硅 胶管卡入其中一个泵头，一端与药液罐相连，另一端插入腹腔内，药液从药液罐流出并流入 腹腔；第三根硅胶管卡入另外一个泵头，一端与废液罐入口相连，另一端插入腹腔内的药液 出口 ；另两个温度探头插入腹腔内。
2.根据权利要求1所述的腹腔灌注热化疗仪，其特征在于所述的微电脑中央控制器 由数显表、PLC控制器、控制面板组成，数显表、控制面板分别与PLC控制器相连。
3.根据权利要求2所述的腹腔灌注热化疗仪，其特征在于还包括紫外线灯，紫外线灯 安装在药液罐上方。
4.根据权利要求2所述的腹腔灌注热化疗仪，其特征在于还包括二个报警器，二个报 警器分别与微电脑中央控制器的PLC控制器相连。
专利摘要本实用新型涉及腹腔灌注热化疗仪，结构为电磁加热器安装在药液罐下方，微电脑中央控制器分别与电磁加热器、二个蠕动泵和三个温度探头相连，第一根硅胶管通过一个蠕动泵与药液罐连成回路，一个温度探头放置在药液罐内；另一蠕动泵有两个泵头，第二根硅胶管卡入其中一个泵头，一端与药液罐相连，另一端插入腹腔内；第三根硅胶管卡入另外一个泵头，一端与废液罐入口相连，另一端插入腹腔内；另两个温度探头插入腹腔内。本实用新型能够实现自动灌注热化疗的治疗，避免传统热化疗治疗方法需要人工手动操作的麻烦，同时提供更高精度和安全性，可广泛用于临床腹腔肿瘤热灌注治疗，消除术后存在的亚临床病灶，中晚期恶性肿瘤引起的并发症的新型仪器。
文档编号A61M31/00GK201823156SQ20102054186
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者张先林, 李凯扬, 杨宣东, 林晶, 石彬, 蔡蔚 申请人:武汉一海数字工程有限公司