uhr2000热疗机的原理与应用

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1、UHR2000热疗机的原理与应用[摘要]本文介绍了UHR2000热疗机的工作原理和系统结构，从应用的角度阐述了该热疗机的设备特性。[关键词]肿瘤；热疗；调制；聚束；微波；测温1.背景很久以来，人类就用加热方式治疗疾病，十九世纪末到二十世纪初，西方人发现对人体组织进行加热在治疗恶性肿瘤方面疗效显著。科学家对热疗治癌进行深入研究发现：当癌细胞被加热到43℃以上，其存活率下降迅速，而且由于肿瘤组织结构特性与正常组织的差异，加热时其温度将高于周围正常组织2-3℃。该结果引起了西方发达国家科学界的重视，于是运用加热方式治疗恶性肿瘤成为一种十分重要的治疗手段。纵观国内外投入市场的热疗设备，

2、都不同程度的存在加热深度较浅，脂肪层过热和表皮易灼伤等问题。为寻求一种安全、高效的加热方式，科学家们经历了半个多世纪的探索，直至二十世纪七十年代，美、日等国才相继研制出运用射频加热的热疗机。二十世纪末，国内厂商也推出了不同加热原理的热疗机。为了解决这些热疗机普遍存在的问题，让热疗技术更好的服务于人类，我们运用荣获中、美两国专利的微波聚束技术、自主研发的微波调制技术和病床移动技术，开发出高性能的UHR-2000型热疗机。从根本上解决了加热时脂肪层过热和表皮灼伤的问题，并大大加深了加热深度。另外，在上述核心技术的基础上，该机更辅以高精度测温技术和计算机智能控制技术，使UHR-200

3、0型热疗机成为性能优越、结构完善、操作便捷的全新一代热疗医疗设备。大量的临床试验证明，该机对除头部以外的恶性肿瘤皆有显著疗效，对一般常见病也有较好疗效。2.工作原理及系统结构UHR－2000型热疗机的基本加热原理是：用一定频率的脉冲调制微波束大剂量辐射人体，使辐射区内人体组织中的分子发生振荡和摩擦运动，由此而产生热量，达到加热治疗的目的。微波是高频波，在人体深部组织加热的应用中，存在对人体组织穿透能力不足的缺陷。因此利用大功率普通微波对人体深部组织进行加热时会出现表皮灼伤现象，而降低微波输出功率又会导致加热深度不够、加热温度上不去等问题，达不到理想的治疗效果。UHR－2000型

4、热疗机解决上述矛盾的方法是：用低频脉冲波对高频微波进行调制，以期利用低频脉冲波超强的穿透能力来弥补高频微波的不足。由于载波仍然是高频波，调制微波将仍然具有普通微波促使人体组织自热的特性，再加上聚束和病床移动技术。解决了普通微波表皮灼伤与加热深度之间的矛盾，使微波热疗应用跨上了一个新台阶。在产品化过程中，UHR－2000型热疗机的设计完全按照工程化思想进行，其系统结构清晰、可维护性高。如图1所描述的，UHR－2000型热疗机系统被划分为若干功能明确的子系统和模块。3图中微波发生系统、辐射装置和聚束装置组成了热疗机的核心子系统，微波在这个子系统中产生、调制、聚束并被辐射出去。整个过

5、程完全受控于主控系统。主控系统是一套基于微芯片的数字化控制回路，稳定性和安全性是这个子系统的设计重点。主控系统实现了一些最基本的控制逻辑和多层保护单元，能在发生冷却系统失效、功率超调、电网电压冲击等非正常状况时进行快速调节或保护，保证核心系统安全正常的运行。病床定位系统以符合国际工业标准的伺服系统为基础，配合设计精良的柔性机械部件，使得病床能够安静、平稳和安全地运行及精确地实施定位操作。“没有测温就没有热疗”，测温子系统是热疗机系统中微波发生系统辐射装置聚束装置主控系统冷却系统病床定位系统测温系统主控计算机图1必不可少的一个重要组成部分。UHR－2000型热疗机的测温子系统采用

6、高灵敏度热电偶作为测量手段。热电偶产生的微弱电压信号，经过高保真放大/滤波电路放大，最终被转化为数字信号由一个独立的单片机进行处理。主控系统、病床定位系统和测温系统都被联接到主控计算机，通过RS232/485等标准通讯协议与主控计算机进行数据通讯。在主控计算机上运行有舒泰公司自行开发的专用集成控制软件，该软件协调各子系统之间的运转，并为系统操作人员提供图形化的操作界面和完备的热疗病案管理功能。1.计算机控制与病案存储主控计算机在整个UHR－2000型热疗机系统中地位非常重要，它直接或间接地控制各个子系统有条不紊的运行。UHR－2000型热疗机的控制逻辑比较复杂，如果完全以传统的

7、手工方式控制使用热疗机，效率将极其低下甚至达不到预期的治疗效果。运行于主控机的专用集成控制软件将所有那些功能完全独立的子系统有机的组合集成起来，形成一个总体的热疗机逻辑，并以图文相结合的形式展示给用户。在用户眼中不会出现各种各样复杂的子系统，他们只会看到一台功能完善、方便快捷的热疗机。只需轻点鼠标，用户就可以随心所欲的控制热疗机启/停、调整病床位置、查看病人各部位的体温或进行病案分析。该集成控制软件采用全中文界面，并有一个根据实际治疗流程设计的操作向导。在使用过程中，操作向导可以一步一步指导