腹腔内温热灌注化疗仪的研制

　　1　引　　言

　　胃肠道癌术中腹腔内温热灌注化疗(IPHP)作为一种新兴的治疗方法,因其在防止已侵及浆膜或腹膜微小种植结节的进展期胃肠道癌复发、提高胃肠道恶性肿瘤患者生存率方面的突出疗效[1,2],在医学界受到广泛关注。IPHP属于一种热疗与化疗相结合的复合治疗方法。治疗时,含有化疗药物的药液由导入引流管进入人体,流经治疗部位后,通过导出引流管从身体另侧排出。临床实验表明:如果在治疗过程中控制腹腔内温度保持在42～43℃,可以有效杀灭肿瘤细胞而对正常细胞无害。

　　可以看出,IPHP疗法的推广应用需要一种能精确控制温度、方便调节药液流量的新型医疗仪器。由于国内在这方面的工作起步较晚,尚缺乏自动化的IPHP治疗设备。目前临床实验一般是利用高能泵、热交换器、加热水浴箱、测温仪等,由医生根据经验手工调节。本系统的研制将起到弥补空白、提高控制精度、降低人工劳动强度的作用。

　　2　系统原理

　　系统根据IPHP的临床技术指标设计,采用上、下位机结构,下位机为单片机AT89C52,上位机为PC机。系统结构如图1所示,由管道系统、测量模块、执行模块和控制软件四部分组成。

　　2.1　管道系统

　　管道系统是药液流经的通道,由药液袋、导管、泵、加热器、电磁阀和回收桶构成。导管为一次性无菌硅胶管,主、辅泵采用蠕动泵,阀1～4为电磁夹断阀,主、辅加热器为热交换式电阻加热器。药液只与导管、药袋和人体接触。药液袋、主泵、主加热器、辅加热器和阀1构成预热回路,预热回路是药液通过加热器预热流经的回路。辅泵、阀4和回收桶构成回收回路,它是治疗结束后废液排放回路。药液袋、主泵、主加热器、辅加热器、阀2、辅泵、阀3构成循环回路。循环回路是主要的治疗回路。

　　2.2　测量模块

　　测量参量含五个温度量和一个重量。温度测量采用T型热电偶,图1中用T1～T5表示。T1测药袋中药液温度,T2测主加热器温度,T3测辅加热器温度,T4测进入人体导管中药液温度,T5测人体中治疗温度。对不适合直接测量人体中温度的情况,可用T5测量导出引流管靠近人体处的温度。称重传感器采用S型扩散硅压力传感器,测量药袋重量,治疗过程中可间接测量人体中药液变化,作为流量控制的反馈。

　　温度传感器适配电路选用AD公司带冷端补偿的热电偶放大器AD595和高精度仪器放大器AD620芯片作为一、二级放大。称重传感器为电桥结构,供电电源为隔离DC12V,输出经变送器放大。多路开关MUX采用AD7503芯片。下位机AT89C52通过ADC芯片ADS774轮流采集低通滤波后的传感器信号。下位机采集的数据通过串口传送上位机。下位机串口驱动芯　　片选用MAX202。