基于嵌入式系统的膀胱肿瘤热灌注治疗仪

　　膀胱癌发病率在美国、欧洲和中国男性中分别列第 4、5、10 位，年新增病例仅美国就超过了 6 万例[1]，是常见的恶性肿瘤之一. 有研究报道，中国在1998—2002 年间膀胱癌的发病率约为万分之一，且呈逐年上升趋势[2]，若人口基数按 13. 7 亿计算，有超过 13 万膀胱癌患者. 超过 90% 的膀胱癌是膀胱上皮细胞癌，而其中有 70% ～80% 为浅表性膀胱癌( SBC) . 大多数 SBC 可用经尿道膀胱肿瘤切除术( TURBT) 治愈，但术后 3( 或 5) 年内复发率高达60% ( 或 90% ) ，因此术后行膀胱灌注治疗是预防复发的关键[3]. 传统的癌症治疗手段要么不能很好地控制癌细胞转移、复发率高，要么对病人有较大的毒副作用. 升温热疗是一种新的肿瘤治疗方法，可分为全身热疗和局部热疗. 热疗利用肿瘤组织比正常组织的血流量小、散热慢等差异性，使它们在受到相同功率加热时，肿瘤细胞先达到耐受临界温度而最终失去生理机能，从而达到杀伤肿瘤细胞而不损伤正常细胞的目的[4]. 在 41 ～ 43 ℃ 范围内，癌细胞对热的敏感性远比正常细胞高，高温能有效杀伤癌细胞而不损伤正常细胞. 而且，热疗促进患者的机体免疫反应对抑制和消灭肿瘤细胞也起着重要作用[5-6].

　　医学界对肿瘤热疗的系统研究始于 20 世纪 60年代. 1994 年，日本京都大学开展了肿瘤射频热疗、微波热疗、铁磁体灌注热疗等方面的临床研究[7].2002 年，美国 Taubman 医疗保健中心进行了采取大脑和心脏保护措施的全身循环热疗的癌症治疗临床研究[8]. 2003 年，上海交通大学开展了肿瘤射频热疗仪的研制及其联合治疗的应用研究[9]. 2004 年，以色列哈达萨大学医院和欧洲医药企业联合进行了浅表性膀胱癌局部放射热疗和化疗的结合治疗研究[10]. 2006 年，上海交通大学开展了基于 ARM 嵌入式内核的肿瘤超声聚焦热疗仪的研制[11]. 近年来，德、美、日均在肿瘤磁感应热疗方面进行了临床试验研究; 在国内，清华大学、东南大学、中国科学院电工研究所等也开展肿瘤磁感应热疗方面的研究，清华大学研究团队进展最快，部分技术已进入临床试验[12]. 2005 年，河南科技大学开展了基于微控制器单元( MCU) 单片机的膀胱肿瘤灌注热化疗治疗仪的研制[13]. 2010 年，美国杜克大学医疗中心开展了膀胱癌高温热疗及其联合化疗与放疗的研究[14].对于膀胱( 封闭腔体) 内壁肿瘤，可以实施循环灌注局部热疗和化疗联合治疗，以提高化疗药液利用率;随着患者痊愈减少化疗药液剂量，以减轻化疗对患者的毒副作用. 鉴于肿瘤热疗具有毒副作用小、复发率低等优点，针对膀胱肿瘤的治疗，文中研制可进行热疗和热化疗的控温循环热灌注治疗仪.