超声温热治疗控制系统及带有该系统的超声温热治疗装置的制作方法

本发明涉及一种超声温热治疗系统，尤其是涉及一种基于超声无损测温和温度闭环的超声温热治疗控制系统及带有该系统的超声温热治疗装置。

背景技术：

现代肿瘤治疗的主要方法是手术切除、放射以及化学疗法，然而这些侵入式治疗方法会给病人带来一定程度上的痛苦。超声热疗治疗肿瘤由于其非侵入性治疗的特点在逐渐得到临床的广泛应用。

当正常细胞温度高于40℃时细胞停止生长，达到45℃时蛋白质开始变性，温度再继续升高，蛋白质将分解。瘤体内部血管先天不良，血流量往往只有邻近组织的10％，热量容易积累，在热源作用下，肿瘤内部的细胞更容易被杀伤。而且肿瘤瘤细胞为乏氧细胞，它抵御射线的能力较强，但对热杀伤敏感，温度升高可抑制肿瘤细胞的呼吸，加重细胞缺氧，使肿瘤内部PH值下降，溶酶体随之增多，活性增强，促使肿瘤细胞自我消化。研究表明，温热治疗能促进细胞对药物的摄取量，从而提高肿瘤内药物浓度可见，热疗是继放疗、化疗之后的又一治疗恶性肿瘤的有效手段。

然而传统的超声温热疗法在治疗规划以及治疗过程中，测温环节多采用微创测温方法(例如直接在病灶区域内插入测温针)进行实时监测的闭环控制。这一方法对于治疗过程存在一定的隐患，不仅治疗过程可能需要反复插拔测温设备来找到准确位置，造成创口，带来感染风险，而且拔出测温针的过程可能将肿瘤组织带出，存在肿瘤复发的可能性，增加了再次治疗的风险。

从目前常用的超声测温方式有透射和反射两种模式。由于透射式的测温技术是收发分体式的，使用不方便，且受生物体体积大小，体位等制约，精度不高，临床应用不方便。近来超声测温方法多采用反射模式，根据特定的组织模型，对超声的反射(散射)回波进行检测，并进一步处理和分析有关特性参数，根据实验建立起特性参数与组织温度的关系，作为测温的依据。而测温范围在37℃-45℃范围内，超过45℃后，活体组织会变硬失活，蛋白质会发生不可逆坏死，从而失去超声测温必要条件。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种减小干扰影响、提高控制精度的基于超声无损测温和温度闭环的超声温热治疗控制系统及带有该系统的超声温热治疗装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于超声无损测温和温度闭环的超声温热治疗控制系统，分别连接检测超声设备、治疗超声设备和水冷设备，实现治疗、测温的分时切换工作，该控制系统包括：

治疗计划设置模块，用于接收治疗计划信息；

参数设备模块，用于对检测超声设备和水冷设备的参数进行设置；

温度检测模块，用于接收检测超声设备的温度检测反馈信号；

治疗控制模块，用于根据所述治疗计划信息和温度检测反馈信号控制治疗超声设备的停止；

冷却控制模块，用于根据所述温度检测反馈信号控制水冷设备的水冷速度和停止。

所述治疗控制模块包括：

第一温度判定单元，判断所述温度检测反馈信号是否超过第一预设值；

计划判定单元，在第一温度判定单元的判断结果为否时响应，判断所述治疗计划信息是否完成；

停止信号发送单元，在第一温度判定单元的判断结果为是时或计划判定单元的判断结果为是时响应，向检测超声设备、治疗超声设备和水冷设备发送停止信号。

所述第一预设值为43℃。

所述冷却控制模块包括：

第二温度判定单元，判断所述温度检测反馈信号是否超过第二预设值；

速度信号发送单元，在第二温度判定单元的判断结果为是时，向水冷设备发送水冷速度加大信号。

所述第二预设值为38℃。

该控制系统还包括：

显示驱动模块，用于接收所述治疗计划信息和温度检测反馈信号，并显示于显示设备。

一种带有上述超声温热治疗控制系统的超声温热治疗装置，包括所述超声温热治疗控制系统、检测超声设备、治疗超声设备和水冷设备，所述超声温热治疗控制系统分别连接检测超声设备、治疗超声设备和水冷设备。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)不需要通过在人体内部插入测温针这种有创形式来得到治疗区域内部温度，直接通过超声无创测温，得到治疗区域的空间温度分布，较少感染风险。

(2)本发明对治疗和测温过程进行控制，实现治疗与检测超声分时快速切换工作，减少治疗超声对检测超声的干扰影响，减小误差，保证测温反馈的实时性与准确性，控制精度高。

(3)本发明采用非侵入式超声闭环控制方法，实时反馈病灶及皮肤温度并及时给予反馈，对治疗超声的输出功率和水冷设备工作情况进行控制，不仅保证治疗的安全，同时确保检测区域温度一直处于超声无损测温的有效范围内。

(4)温热治疗的同时可进行辅助热敏药物释放，增强疗效。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制流程示意图；

图3为本发明控制系统的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种基于超声无损测温和温度闭环的超声温热治疗控制系统1，分别连接检测超声设备2、治疗超声设备3和水冷设备4，实现治疗、测温的分时切换工作，该控制系统1包括治疗计划设置模块101、参数设备模块102、温度检测模块103、治疗控制模块104和冷却控制模块105，其中，治疗计划设置模块101用于设置、接收治疗计划信息，参数设备模块102用于对检测超声设备和水冷设备的参数进行设置，温度检测模块103用于接收检测超声设备的温度检测反馈信号，治疗控制模块104用于根据治疗计划信息和温度检测反馈信号控制治疗超声设备的停止，冷却控制模块105用于根据温度检测反馈信号控制水冷设备的水冷速度和停止。温度检测模块103将治疗区域以及表皮的温度信息反馈给治疗控制模块104和冷却控制模块105，治疗控制模块104和冷却控制模块105进行相应的温度控制，如控制开关超声治疗设备或改变水冷设备的工作模式等。水冷设备紧贴治疗处外部皮肤，用于降低皮肤表面温度和治疗处温度，防止其温度过高，可通过控制冷却水的循环速度来改变冷却效果。

该系统控制过程采用超声无损测温取代微创测温的闭环反馈实时监测控制治疗的方法进行肿瘤的温热治疗。通过在线的温度反馈控制方法控制治疗超声的输出功率，使得监控区域温度在45度以下，不仅避开超声测温的不精准区域，同时能够达到温热治疗的效果。

治疗控制模块104包括第一温度判定单元、计划判定单元、和停止信号发送单元，第一温度判定单元判断温度检测反馈信号是否超过第一预设值；计划判定单元在第一温度判定单元的判断结果为否时响应，判断治疗计划信息是否完成；停止信号发送单元在第一温度判定单元的判断结果为是时或计划判定单元的判断结果为是时响应，向检测超声设备、治疗超声设备和水冷设备发送停止信号。本实施例中，第一预设值为43℃。

冷却控制模块105包括第二温度判定单元和速度信号发送单元，第二温度判定单元判断温度检测反馈信号是否超过第二预设值；速度信号发送单元在第二温度判定单元的判断结果为是时，向水冷设备发送水冷速度加大信号。本实施例中，第二预设值为38℃。

该控制系统1还包括显示驱动模块106，用于接收治疗计划信息和温度检测反馈信号，并显示于显示设备5。

该控制系统控制过程中，治疗超声设备3可伴随辅助热敏药物释放，增强疗效。

将上述控制系统应用于超声温热治疗过程中，形成带有所述超声温热治疗控制系统的超声温热治疗装置，其结构如图3所示，其控制过程如图2所示，具体为：

在步骤401中，治疗超声设备、检测超声设备、水冷设备以及控制系统开机并进行自检准备下一步骤402、403、404；

在步骤402中，通过控制系统针对病人情况对超声治疗设备进行治疗计划的设置，然后执行步骤405；

在步骤403中，通过控制系统设置检测超声参数，检测超声开始工作执行步骤406；

在步骤404中，通过控制系统设置水冷设备参数，然后执行步骤407；

在步骤405中，开始执行治疗计划治疗，治疗过程中，控制系统接收步骤406中进行的超声温度检测反馈，执行步骤409；

在步骤406中，检测超声设备实时执行病灶与表皮温度的检测并反馈给控制系统，知道治疗完成；

在步骤407中，开始执行水冷设备循环，治疗过程中，控制系统接收步骤406中进行的超声温度检测反馈，执行步骤410；

在步骤408中，治疗超声停止加热工作，返回步骤409；

在步骤409中，判断是否超过预设值43℃，如果超过则执行步骤408，如果不超过则执行步骤412；

在步骤410中，判断是否超过预设值38℃，如果超过则执行步骤411，如果不超过则执行步骤413；

在步骤411中，加快水冷速度，返回步骤410；

在步骤412中，判断整体治疗计划是是否完成，如果没有完成则执行步骤409，如果完成则停止所有进程；

在步骤413中，判断整体治疗计划是是否完成，如果没有完成则执行步骤410，如果完成则停止所有进程。