一种微波治疗方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明要求保护的技术所属技术领域是一种放射疗方法及其装置，尤其涉及一种无创伤，无痛苦，无残留，无逃逸，一次性，数分钟杀灭肿瘤病灶体细胞的微波治疗方法及其
目.ο
【背景技术】
[0002]中国医学装备2009年3月第6卷第3期《微波治疗仪的研究和应用新进展》中写道:微波理疗，采用适量的局部照射，提高局部生物体的新陈代谢，增强血液循环，增强免疫能力，达到解痉镇痛，抗炎脱敏，促进生长等作用。
[0003]微波治疗恶性肿瘤，利用微波辐射线照射癌组织部位，致使照射区的温度上升，达到杀灭肿瘤细胞的效果。微波治疗肿瘤包括两种机制:一种是微波温热治疗，通过微波辐射器将肿瘤温度提高到41?43°C，可将癌细胞杀死而保护肿瘤周围的正常细胞，此方法在临床上取得了很好的效果；另一种是微波热凝固治疗肿瘤，其原理是应用54°C或60°C以上高温直接造成肿瘤细胞的凝固性坏死，具体是通过大功率的微波辐射器照射肿瘤，使其中心温度达到60°C以上造成肿瘤细胞的碳化和凝固坏死，此方法对组织定位及安全性提出更高的要求。近10年来已由单纯的温热治疗发展到配合腔内手术治疗的热凝固法，再发展到今天的透热治疗的非手术疗法。利用微波对病变组织进行止血，凝固、灼除和消炎，消肿，止痛，改善局部组织血液循环等，达到治疗疾病的作用。
[0004]如中国专利ZL200810024956.X的《微波功率及其微波消融治疗仪》及申请号200910234273.1的《微波消融针及其微波消融治疗仪》都是将微波消融天线穿刺针直接插入患者肿瘤部位，将微波能量传送到肿瘤组织内，产生54°C或60°C以上的高温，使肿瘤组织在短时间内热凝固坏死。这种介入式治疗方法:第一，穿刺或灼伤正常组织而使病人痛苦大；第二，由于肿瘤病变组织与正常组织联系密切，只监控病灶的温度，在治疗中无法形成理想的与病灶体相紊合的突变温度场，难免损伤正常组织；或病灶组织内的癌细胞不能干净地、彻底地杀灭。
[0005]另外市场上现有的日本产三维微波治疗仪MT3D (SL)产品，其特征在间歇模式的基础上追加了三维空间照射(3D模式)的标准装置，其三维模式是指用2个探头对患部同时进行微波照射。MT3D中采用了可避免因输出的相互影响而产生热点的安全装置。连续模式或间歇模式都可实施2个探头的同时照射。通过三维照射可获得治疗效率的提高。通过反相位照射可避免形成热点。此脉冲微波主要利用产生非热效应治疗急性炎症，并达到效果，不适用于治疗各种肿瘤病灶，其治疗时的热场区位置的准确性，以及病灶体与正常组织温度场的突变界面无法精准控制。
[0006]中国专利ZL00100162.0如图1及图1-1，图1-2，图1-3，图1-4，图1-5已能根据国家GB9706.6-92技术标准微波功率输出< 200W，设计出输出平均功率20W?200W范围内充分选择此脉冲幅度进行脉冲输出方式调制输出功率的间断输出，瞬时脉冲输出功率可达到5000W高能量，能穿透人体组织深度16厘米以上的微波治疗仪。
[0007]据百度《治疗癌症的那些“神刀”》搜狐健康，2015年06月09日出版的“射波刀”介绍:由美国Varian公司研发的EDGE是迄今为止最有效的无创肿瘤清除技术，其利用特有的FDA于2014年7月21日批准的Calypso GPS for the B cdy系统和表面光束监测系统以高达10毫秒的高频率实时动态监测并锁定治疗中肿瘤逃逸，结合新一代IGRT等影像引导技术，利用独有高达2400Mu/min的高强度HD-MLC准直器以亚毫米级的精度，几乎不留残余地消除肿瘤组织。其优点是:1、无创；2、放疗最大剂量率高；3、高精准治疗；4、治疗时间短；5、治疗次数1?5次；6、高效；7、彻底；8、几乎没有副反应。
[0008]世界第一台无创肿瘤消除系统EDGE即增强型数据速率GSM演进技术位于美国亨利福特医院肿瘤中心，平均每个患者治疗费用在35万人民币，治疗费用高，且需数次治疗，治疗技术复杂，成本高。
[0009]传感器技术2004年第23卷第10期的《用热释电红外传感器制作异常体温报警器》设计和制作了超过37.5°C体温就报警的报警器。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种非介入式能精确定位的，且与病灶体形完全相紊合的突变温度场，能无创伤、无痛苦、干净、彻底、快速、一次性，低成本地对无凹陷表面的颗粒实体的病灶进行微波治疗的方法及其装置。
[0011]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0012]第一步，在医生指导下，向癌症患者体内注射显像剂，让患者身体中的病灶体尽量靠近以0点为中心的三维座标0X、0Y、0Z的面，在这三维座标所成的三个面上安装覆金属漏版，利用影像机，通过计算机的键盘鼠标控制刻绘机，分别在覆金属漏版上刻绘出1: 1的三维显像投影三张，并用人工方法将此投影的病灶体阴影部分的金属覆膜揭去，留下带病灶体空洞的覆金属漏版，再将此三块覆金属漏版分别放置原投影的三维空间位置的支架上。
[0013]第二步，通过控制三维脉冲微波发生器的每维流水式轮流微波输出，使其微波经透镜天线后，输出的平行微波束与第一步中的病灶体投影方向相反，将各微波束分别穿过各自相互垂直的覆金属漏版上的空洞及夹水层，其中夹水层用于吸收多余被覆金属漏版反射的微波能量，穿过空洞后的微波束，再穿透各自辐射的病灶体的一面，当该面的人体皮肤的温度达到升高2.5°C后的40°C时，由温度传感器控制电路自动切断该路的微波辐射，这样三维的微波从相互垂直的三个方向上辐射病灶体的三个面，在病灶体上形成与之相吻合的三维微波聚交汇合的高温区。如果每维微波能使该方向人体组织温升2.5°C，即三维聚交汇合处的病灶体温度最少也要升高2.5°C X3 = 7.5°C，即达到37.5°C +7.5°C等于45°C，而45°C足以杀灭该病灶体内的癌细胞，因为癌细胞只耐43°C温度，而不重叠的每维微波束辐射范围内的人体正常细胞和皮肤温度控制在37.5°C +2.5°C等于40°C以内，从而保证了正常细胞组织的安全。
[0014]以上本发明微波治疗的方法，由以下的脉冲微波发生器，透镜天线夹水层，覆金属漏版，皮肤温度传感器及控制器，流水切换三维微波辐射器顺序控制电路，以及病灶体投影机、计算机、刻绘机等部分组成。
[0015]其中脉冲微波发生器采用申请号00100162.0已有技术，由直流稳压电源分别连脉冲调制器、功率调节器，主控电源连高压电源，输出网络，功率调节器，脉冲调制器连输出网络，微波源连高压电源，传输网络，传输网络连辐射器，能产生间歇瞬时输出脉冲功率500-5000W高能量微波穿透人体组织深度16cm以上，产生温热效应，为本发明的三维微波束穿透病灶体提供能量来源。
[0016]透镜天线，由辐射器和凸透镜组成。当微波波长小于物体的尺寸时，微波的传输特性会与几何光学的特性相似，其传播路径近于直线，因而微波具有光的特性，因此可将点发射的微波辐射器置于凸透镜的焦点上，通过凸透镜向外发射出平行微波束，该平行微波束为通过覆金属漏版向病灶体的一面辐射做准备。
[0017]平行微波束再通过凸透镜到达覆金属漏版时，一部分微波被金属覆膜挡回来，为防止反射回来的微波方向聚焦毁坏仪器，所以这里设置一个能通过微波的夹水层容器，用水来吸收反回的微波能量。
[0018]覆金属漏版时由可穿透微波的非金属硬质板上覆盖一层如锡箔之类的金属膜而成的，刻绘机可在此三块每维覆金属漏版上刻绘出病灶体的投影，人工揭去病灶体投影阴影部分，再放回各自投影时的三维空间位置的支架上，以便治疗时三维微波的定位、定形穿透，最后正好吻合落在病灶体上。
[0019]皮肤温度传感器最好选用热释电红外传感器，其晶体材料，当受热时温度升高，在晶体两端产生数量相等符号相反的电荷，晶体冷却时电荷符号与温度升高时相反，这种电极化现象为热释电效应。当传感器所测温度小于或等于40°C时，温度控制器的触点不动作；当所测患者处于单维微波辐射区的皮肤温度> 40°C时，即能杀死正常组织的细胞温度时，立即切断该方向的微波输出，从而保护正常组织细胞。
[0020]流水切换三维微波辐射器顺序控制电路，采用先进的节日彩灯电脑程序专用集成电路SH-804，实行对三级微波输出继电器的控制，以控制其三个输出触点的流水式轮流接通、断开，以保证三维微波轮流辐射病灶体。
[0021]病灶体是通过医生向患者身体注射病灶显像剂。显像剂种类较多，如PET显像剂，中药显像剂，脑胶质瘤正电子显像剂，天化殪癌细胞更新剂，PET/CT肿瘤靶向分子显像剂等，是已有成熟技术，不复述。注入显像剂后，就可通过影像机摄像，并按1: 1的比例在计算机键盘，鼠标的控制下，通过刻绘机在覆金属漏版上刻绘出病灶体的三维投影漏版，人工揭去病灶体投影的阴影部分，再放回原投影时的三维空间支架位置。
[0022]治疗时，当三维微波输出都被切断时，即微波发生器输出指示为“零”时，皮肤温度传感器三维都达到40°C时，治疗结束，并报警。
[0023]治疗时应注意:为保证病灶体投影，刻绘覆金属漏版时，与微波漏版束辐射治疗时的位置准确性，必须保证患者病灶体前后时间内不能变位或移动，如果在治疗如肺、胃上的病灶时，必须休克使病灶体静止。
[0024]本发明在治疗过程中，处于每维微波束辐射的低温区范围内的人体皮肤或正常细胞组织内的水分子极性的变化是180°直线高速换极变化，其加温区为每维不重叠的，故为低温区。而处于三维微波相互影响，相互重叠聚交汇合而形成的热场高温区范围内的人体病灶体内的水分子极性变化为:分别在作180°直线高频率换极变化时，再间歇轮流沿X轴、y轴、z轴方向在三维空间内高速换向变化，其三维加温区为交汇重叠的，故形成热场高温区ο
[0025]本发明可以对任意无表面凹陷形状的病灶体进行微波治疗，由于采用了以上技术，使病灶体与正常组织之间温度场特变界限清晰，易控制，因为只要控制覆金属