一種恆溫腹腔熱灌注治療系統的製作方法

2023-05-23 03:14:41 1

本發明涉及一種醫療器械，尤其涉及一種治療惡性胸、腹水治療的醫療器械。
背景技術：
：每年都會有大量的病人死於胸、腹腔內惡性腫瘤的復發，經研究表明，根據腫瘤細胞組織和正常組織的不同耐熱性能採用熱灌注，能有效地殺滅胸腹腔內殘存病灶和游離細胞以及遠處轉移的病灶，提高手術治療的效果，有效地治療惡性胸、腹腔積液以及有效地控制遠處轉移的病灶。熱灌注的治療機理是根據高溫能有效殺傷癌細胞的腫瘤熱療原理，利用熱化療灌注機的體外加熱裝置將治療熱加熱，用體外循環泵導入病人的體腔，並在一定的時間內保持有效溫度42.5℃左右，以充分發揮熱殺傷機制，對廣泛種植在漿膜上轉移癌細胞殺傷，清除引發惡性積液的病灶，達到有效治療癌性積液的目的，在術中、術後利用加熱的治療液進行熱清掃，可預防瀰漫性擴散轉移。技術實現要素：本發明提供一種通過將恆溫加熱管設置為包括升溫段和恆溫段，從而保持輸入病人體內的水有效溫度保持在43℃，以充分發揮熱殺傷機制的恆溫腹腔熱灌注治療系統。本發明採用的技術方案為：一種恆溫腹腔熱灌注治療系統，其包括：主機設備，插接式測溫盒及管道組件；所述主機設備的內部設有蠕動泵以及加熱倉，所述加熱倉位於所述蠕動泵的下方；所述蠕動泵包括驅動器、泵頭以及軟管，所述軟管夾置於所述泵頭，且兩端露出所述泵頭；所述軟管的一端連接所述加熱倉，另一端連接一儲液袋；所述加熱倉內設有恆溫加熱管，用以加熱所述管道組件及儲液袋內的水；所述恆溫加熱管包括升溫段和恆溫段，所述儲液袋的水首先經過所述升溫段進行加熱，然後再經過所述恆溫段進入病人體，水從所述升溫段的進口進入後從所述升溫段的出口流出，溫度從室溫升至44℃；44℃的水從所述升溫段的出口流出後進入所述恆溫段，從所述恆溫段輸出時的溫度為43℃；所述管道組件連於所述加熱倉、所述蠕動泵以及病人體之間；所述主機設備進一步設有測溫盒插接口，所述插接式測溫盒的一端插接於所述測溫盒插接口，另一端安裝有兩個高精度測溫針，兩個所述高精度測溫針插至所述管道組件對應的位置。進一步地，所述恆溫加熱管的外徑為8mm，壁厚為1mm。進一步地，所述恆溫加熱管的水流量為300ml～500ml/min。進一步地，所述恆溫加熱管的電阻為2ω～5ω/mm2。進一步地，所述升溫段的長度為0.8～1.2m。進一步地，所述恆溫段的長度≤2m。進一步地，所述管道組件包括出水管和入水管，所述出水管的一端連接病人體，另一端連接至所述儲液袋；所述入水管的一端連接所述加熱倉，另一端連接至病人體；其中一個所述高精度測溫針插至所述升溫段的進口與所述入水管的連接處；另一個所述高精度測溫針插至所述出水管靠近病人體處。進一步地，所述主機設備包括機殼、觸控螢幕、電腦主機以及鍵盤，所述觸控螢幕和所述鍵盤設於所述機殼的頂部，所述插接式測溫盒連接所述電腦主機；所述蠕動泵以及所述加熱倉設於所述機殼的內部，所述機殼的右側壁設有主機啟動開關、加熱倉工作指示燈以及報警指示燈與所述測溫盒插接口並排設置；所述主機啟動開關用以控制所述主機設備的開啟和關閉；所述加熱倉工作指示燈連接至所述加熱倉；所述報警指示燈連接所述電腦主機。進一步地，所述機殼的左側壁設有緊急終止按鍵和散熱窗。進一步地，所述機殼的內部設有電路板位於所述蠕動泵的上方位置，所述電路板連接至所述加熱倉，在所述電路板中寫入程序用來控制和調節所述加熱倉的加熱功率。相較於現有技術，本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統通過在加熱倉內設置恆溫加熱管，從而達到以下有益效果：1.通過將恆溫加熱管設置成升溫段和恆溫段，儲液袋的水首先經過升溫段進行加熱，然後再經過所述恆溫段進入病人體，水從所述升溫段的進口進入後從所述升溫段的出口流出，溫度從室溫升至44℃；44℃的水從所述升溫段的出口流出後進入所述恆溫段，從所述恆溫段輸出時的溫度為43℃，確保進入病人體內的水能夠充分發揮熱殺傷機制。2.恆溫加熱管為恆溫設定，加熱的溫度在43～48℃之間，由於恆溫加熱管的溫度不高，即使漏水，水在恆溫加熱管內加熱不會產生蒸氣而導致現爆炸的現象，或者是出現漏電的現象。3.恆溫加熱管的材料為導電的絕緣材料，傳熱性能好。此外，所述插接式測溫盒的一端插接於所述測溫盒插接口，另一端安裝有兩個高精度測溫針，兩個所述高精度測溫針插至所述管道組件對應的位置。通過兩個所述高精度測溫針能夠精確地檢測進入體腔熱灌注水溫度，確保進入病人體的熱灌注液溫度一定，從而達到恆溫的熱灌注治療目的。附圖說明附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但不應構成對本發明的限制。在附圖中，圖1：本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統的示意圖；圖2：本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統的另一示意圖；圖3：本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統的剖視圖；圖4：本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統的分解圖；圖5：本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統的工作示意圖。各部件名稱及其標號機殼1觸控螢幕2鍵盤3主機啟動開關4測溫盒插接口5加熱倉工作指示燈6插接式測溫盒7報警指示燈8蠕動泵9泵頭90加熱倉10帶制動腳輪11緊急終止按鍵12散熱窗13電源插座及電源開關14恆溫加熱管15高精度測溫針16主機扶手17軟管18儲液袋19出水管20入水管21電路板22具體實施方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。如圖1和圖5所示，本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統包括：主機設備(圖未標)，插接式測溫盒7及管道組件。主機設備包括機殼1、觸控螢幕2、電腦主機(未圖示)以及鍵盤3，觸控螢幕2和鍵盤3設於機殼1的頂部；可通過鍵盤3對主機設備進行操作。機殼1的內部設有蠕動泵9以及加熱倉10，加熱倉10位於蠕動泵9的下方；蠕動泵9包括驅動器(圖未標)、泵頭90以及軟管18，軟管18夾置於泵頭90，且兩端露出泵頭90；泵頭90凸伸出機殼1的右側壁，加熱倉10內設有恆溫加熱管15；軟管18的一端連接加熱倉10，另一端連接一儲液袋19；管道組件連於加熱倉10、蠕動泵9以及病人體之間。恆溫加熱管15為恆溫設定，加熱的溫度在43～48℃之間，由於恆溫加熱管15的溫度不高，即使漏水，水在恆溫加熱管15內加熱不會產生蒸氣而導致現爆炸的現象，或者是出現漏電的現象；而且恆溫加熱管15的材料為導電的絕緣材料，傳熱性能好。進一步，恆溫加熱管15包括一升溫段和一恆溫段，儲液袋19內的水進入恆溫加熱管15後首先經過升溫段進行升溫，然後再經過恆溫段進入病人體。水從儲液袋19輸出，經升溫段後，水的溫度從室溫升至44℃；再從升溫段輸送至恆溫段，最後從恆溫段輸入病人體內，水從升溫段輸出，經恆溫段後，水的溫度從44℃降至43℃。其中，恆溫加熱管15的外徑為8mm，壁厚為1mm；水流量為300～500ml/min，電阻為2～5ω/mm2。水的比熱容c＝4180j/(kg·℃)，水的密度ρ＝1000kg/m3，圓周率π＝3.14，電壓取220v，以設升溫段的最小長度為lm；以水流量為300ml/min，電阻為2.33ω/mm2，室溫取20℃為例，計算水從儲液袋19輸出經過升溫段溫度從20℃升至44℃的過程如下：恆溫加熱管15的內半徑r＝(外徑/2)-壁厚＝(8/2)-1＝3mm；恆溫加熱管15的外周長＝π×外徑＝3.14×8＝25.12mm；恆溫加熱管15的內截面積：s＝πr2＝3.14×32＝28.26mm2；由於t1＝20℃，t2＝44℃，△t＝44℃-20℃＝24℃；當恆溫加熱管15內充滿水時，水的總體積v＝s×l＝πr2×l＝2.826×10-5lm3，水的總質量m＝ρ·v＝1000×2.826×10-5×l＝0.02826lkg，由於恆溫加熱管15的水流量為300ml/min＝5ml/s＝5cm3/s；因此，恆溫加熱管15內水流速度v＝ql/s＝(5×10-6)/2.826×10-5＝0.177m/s，得出水在升溫段被加熱時間t＝l/v＝l/0.177s。恆溫加熱管15的總電阻值r＝l×l×r＝0.02512×l×2.33×106＝58529.6lω恆溫加熱管15的發熱功率p＝u2/r＝0.827/lw。由於該加熱功率太小，不符合使用情況，因此，設置恆溫加熱管15中的加熱材料電阻為並聯的方式，以減小總電阻值，增大加熱功率。取單個加熱材料的有效長度a＝50mm，寬度b＝l＝π×外徑＝3.14×8＝25.12mm，單塊加熱材料的電阻r0＝a×b×r0＝50×25.12×2.33＝2926.48ω，那麼單塊加熱材料的加熱功率p0＝u2/r0＝220/2926.48＝16.54w。利用q加＝q吸，由於q加＝p0×(l/0.05)，q吸＝cm△t其中，△t＝(t2-t1)/2＝12℃。q加＝p0×(l/0.05)×t＝16.54(l/0.05)×(l/0.177)＝1868.9l2j(1)q吸＝4180×(0.02826l)×12＝1417.5lj(2)，由於(1)＝(2)，得出l＝0.758m，由於單塊加熱材料長度為50mm，去整數塊時，l取值為0.8m。此外，考慮實際過程中存在電熱轉化效率問題、熱量失散問題、恆溫加熱管15壁熱阻問題等不可控的熱量損失因素，恆溫加熱管15的取值可為理論值的1.5被，即，恆溫加熱管15的取值為1.2m。因此，升溫段的長度為0.8-1.2m。水從升溫段輸出經過恆溫段溫度從44℃降至43℃的過程如下：恆溫加熱管15的各參數同上，此時，外界溫度恆定，t0＝25℃，恆溫段的管外表平均溫度tw＝43.51℃，△t＝t3-t4＝44℃-43℃＝1℃,恆溫段內水的平均溫差△t＝(t3-t4)/2＝0.5℃；由於熱量從水散失到空氣中，依靠熱輻射和熱對流兩種方式進行熱傳遞，恆溫加熱管15外壁平均發射率ε＝0.9，空氣自然對流熱的表面傳熱係數h＝5w/(m2·k)。q散＝cm△t＝c(ρ×π×r2×l)△t＝4180×(1000×3.14×0.0032×l)×0.5＝59.0634ljq輻＝π×外徑×l×σ×ε×(tw4-t04)＝3.14×0.008×l×(5.67×10-8)×0.9×【(43.5+273)4-(25+273)4】＝2.7539lwq對＝π×外徑×l×h×(tw-t0)＝3.14×0.008×l×5×(43.5-25)＝2.3236lw由於q散＝(q輻+q對)×(l/v)，即59.0634l＝(2.7539lw+2.3236lw)×(l/0.177)得出l＝2.058m。考慮實際中存在的各種熱阻和不可抗散熱情況，取l＝2m。此外，由於經過恆溫段後進入病人體內水的溫度最低要求為43℃才能充分發揮熱殺傷機制，因此，恆溫段的長度為≤2m。機殼1的右側壁進一步設有測溫盒插接口5位於泵頭90的上方，插接式測溫盒7的一端插接於測溫盒插接口5，從而與電腦主機連接；插接式測溫盒7另一端安裝有兩個高精度測溫針16，兩個高精度測溫針16插至管道組件對應的位置。具體地，管道組件包括出水管20和入水管21，出水管20的一端連接病人體，另一端連接至儲液袋19；入水管21的一端連接加熱倉10，另一端連接至病人體；其中一個高精度測溫針16插至加熱倉10與入水管21的連接處；另一個高精度測溫針16插至出水管20靠近病人體處。因此，在對病人進行熱灌注治療時，可通過兩個高精度測溫針16進行檢測病人輸出的水溫度，以及經過加熱倉10加熱後輸入病人體內的熱灌注水的溫度；確保進入病人體的熱灌注液溫度一定，從而達到恆溫的熱灌注治療目的。另，採用插接式測溫盒7，經過長時間的使用後需要更換測溫盒時，無需將恆溫腹腔熱灌注治療系統進行拆卸即可更換，方便快捷。恆溫加熱管15發熱快且加熱均勻。此外，採用蠕動泵9進行輸液具有以下有益效果：①無汙染：流體只接觸泵管，不接觸泵體；②精度高：重複精度，穩定性精度高；③低剪切力：是輸送剪切敏感，侵蝕性強流體的理想工具；④密封性好：具有良好的自吸能力，可空轉，可防止回流；⑤維護簡單：無閥門和密封件；⑥具有雙向同等流量輸送能力；且蠕動泵9在無水空運轉情況下不會對蠕動泵9的任何部件造成損害；能產生達98％的真空度；因為沒有閥、機械密封和填料密封裝置，所以沒有閥、機械密封和填料密封裝置產生洩露和維護的因素；能輕鬆的輸送固、液或氣液混合相流體，允許流體內所含固體直徑達到管狀元件內徑40％；僅軟管18為需要替換的部件，更換操作極為簡單；除軟管18外，所輸送的水不與任何部件接觸。進一步加強恆溫腹腔熱灌注治療系統的適用性及使用安全性。如圖2至圖4所示，機殼1的右側壁進一步設有主機啟動開關4、加熱倉工作指示燈6以及報警指示燈8，與測溫盒插接口5並排設置；主機啟動開關4用以控制主機設備的開啟和關閉；加熱倉工作指示燈6連接至加熱倉10，當加熱倉10進行加熱工作，加熱倉工作指示燈6常亮，加熱工作完成後，加熱倉工作指示燈6熄滅；報警指示燈8連接至電腦主機，當兩高精度測溫針16測得溫度過高時，溫度信息反饋至電腦主機，再由電腦主機控制報警指示燈6進行閃爍報警。機殼1的左側壁設有緊急終止按鍵12和散熱窗13。在恆溫腹腔熱灌注治療系統經過一段時間使用後，其內部的元件散發的熱量可從散熱窗13傳出至外部環境，起到很好的散熱效果，防止恆溫腹腔熱灌注治療系統經過內部的元件因溫度過高而損壞。通過報警指示燈8和緊急終止按鍵12使得恆溫腹腔熱灌注治療系統具有多重過溫保護功能，並可隨時根據病人耐受情況而決定暫停或終止治療，暫停、臨時終止和完整完成治療的全過程自動記錄在主機設備的資料庫中，海量記錄數據為病案分析提供充分依據。另，觸控螢幕2為彩色觸摸液晶屏，因此，使用方便、操作簡單、安全實用。進一步，機殼1的後側壁底部設有電源插座及電源開關14，與外部的電源連接，為恆溫腹腔熱灌注治療系統提供工作電源，電源開關在接上電源後用以控制電源的輸送和關閉。機殼1的上端設有主機扶手17，方便推動恆溫腹腔熱灌注治療系統進行移動。恆溫腹腔熱灌注治療系統進一步包括多個帶制動腳輪11設於機殼1的底部；方便移動恆溫腹腔熱灌注治療系統，在治療期間，將多個帶制動腳輪11踩下制動，有效防止恆溫腹腔熱灌注治療系統走位。機殼1的內部進一步設有電路板22位於蠕動泵9的上方位置，電路板22連接至加熱倉10，在電路板2中寫入程序用來控制和調節加熱倉10的加熱功率。綜上，本發明的恆溫腹腔熱灌注治療系統具有以下有益效果：1、通過將恆溫加熱管15設置成升溫段和恆溫段，儲液袋的水首先經過升溫段進行加熱，然後再經過所述恆溫段進入病人體，水從所述升溫段的進口進入後從所述升溫段的出口流出，溫度從室溫升至44℃；44℃的水從所述升溫段的出口流出後進入所述恆溫段，從所述恆溫段輸出時的溫度為43℃，確保進入病人體內的水能夠充分發揮熱殺傷特定機制。2、恆溫加熱管15為恆溫設定，加熱的溫度在43～48℃之間，由於恆溫加熱管15的溫度不高，即使漏水，水在恆溫加熱管15內加熱不會產生蒸氣而導致現爆炸的現象，或者是出現漏電的現象；而且恆溫加熱管15的材料為導電的絕緣材料，傳熱性能好。3、對病人進行熱灌注治療時，可通過兩個高精度測溫針16進行檢測病人輸出的水溫度，以及經過加熱倉10內的恆溫加熱管15加熱後輸入病人體內的熱灌注水的溫度，確保進入病人體的熱灌注液溫度一定，從而達到恆溫的熱灌注治療目的。4、採用人性化智能控制，醫生只須根據自己的需要，選擇不同的治療模式(胸腔或腹腔)即可完成的治療。5、治療期間可在不中斷治療的情況下輸入病人的相關資料並保存為治療歷史記錄，治療結束後系統自動生成治療報告單，供醫生列印加入到病歷中。6、領先技術，專業設計的恆溫加熱模式，極大縮短了治療前的準備時間，減少了病人因治療等待時間過長而帶來的併發症。7、創新合理的工業設計，使系統具有加熱快速，穩定，波動小的等特色，令治療過程更加安全有效。只要不違背本發明創造的思想，對本發明的各種不同實施例進行任意組合，均應當視為本發明公開的內容；在本發明的技術構思範圍內，對技術方案進行多種簡單的變型及不同實施例進行的不違背本發明創造的思想的任意組合，均應在本發明的保護範圍之內。當前第1頁12