靶向热疗用感热流体制备方法、装置及热疗装置、方法与流程

1.本发明涉及医疗仪器装置技术领域，更具体地说，它涉及一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备方法、制备装置以及用于肿瘤治疗的生物靶向热疗装置及其控制方法。


背景技术：

2.当前技术中，在对人体或动物体内的肿瘤细胞或组织进行杀灭时，最为常见的治疗方法包括放疗、化疗以及手术治疗。放疗即放射治疗，是利用放射性元素产生的高能粒子射线来轰击肿瘤细胞，进而实现杀灭肿瘤细胞的目的。手术治疗则是利用医学物理的手段，将肿瘤细胞从人体中除去。对于诸如转移癌、多发性肿瘤而言，当前常用的办法是利用靶向药物，即化疗的方式，将作用于肿瘤细胞的药剂输送至肿瘤组织处，实现肿瘤组织的杀灭。
3.上述各个治疗方法及装置，在杀灭肿瘤组织时也会对人体的正常组织细胞造成损害，如当前放射性治疗中，药物输送的针对性并不十分准确，通常位于肿瘤组织附近的正常组织也会被杀灭，给患者身体带来损伤，副作用明显。


技术实现要素：

4.针对实际运用中肿瘤组织杀灭过程中容易伤及人体正常组织细胞，给患者身体带来损伤且肿瘤组织细胞杀灭不彻底的问题，本发明目的一在于提出一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备方法，能够制备出具有靶向输送作用的感热流体，将能够在微波辐射场中产热的感热物输送至肿瘤组织处，本发明目的二在于提出一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备装置。基于上述感热流体，本发明目的三在于保护一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗装置，其利用人体或动物体自然携带的抗体作为载体，精准识别肿瘤组织或细胞，并将可升温的药剂集中释放至上述区域，通过微波加热的方式实现对肿瘤组织或细胞的精准加热，进而杀灭中路组织或阻断肿瘤组织或细胞的扩散。基于上述治疗装置，本发明目的四在于提供用于肿瘤治疗的生物靶向热疗装置的控制方法，结合上述治疗装置，提升肿瘤组织的杀灭效果，具体方案如下：一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备方法，包括如下步骤：分析肿瘤组织医学特征，获取治疗对象的抗体；基于体外倍增技术对上述提取的抗体进行增殖制备；分析上述抗体特征，制备获取能够与所述抗体相结合且能在设定微波辐射场中发热的感热物；在特定制备环境中将所述感热物与所述抗体相结合，制备成为具有设定流动性的感热流体。
5.通过上述技术方案，可以利用治疗对象对于肿瘤组织或细胞天然形成的抗体作为靶向治疗的导向载体，精准地携带感热体附着于待杀灭的肿瘤组织或细胞上，而后利用微波对治疗对象进行辐射，利用感热流体产生的热量加热肿瘤组织或细胞，进而对其进行杀
灭，实现精准无创治疗肿瘤的目的。
6.基于上述制备方法，本发明还在于保护一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备装置，包括：用于获取治疗对象抗体的装置；用于对上述抗体进行提纯倍增的装置；用于根据上述抗体特征，制备特定感热物的装置；用于将上述抗体与感热物相结合形成具有设定流动性的流体的装置。
7.基于上述感热流体，本发明还在于保护一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗装置，包括：感热流体摄入装置，配置为用于将感热流体注入到治疗对象的身体循环系统中；微波辐射装置，配置为用于提供具有设定波长及频率的微波辐射场；微波成像测温装置，配置为用于检测治疗对象身体中感热流体的温度以及所在位置，输出热成像信号；控制装置，配置为与所述微波成像测温装置信号连接且与所述微波辐射装置控制连接，接收所述热成像信号，控制所述微波辐射装置输出设定波长及频率的微波辐射。
8.通过上述技术方案，将在微波辐射场中能够产热的感热流体注入到治疗对象的身体循环系统中，利用治疗对象自身的循环系统将上述带有感热流体输送至肿瘤组织或细胞处，使其与肿瘤组织或细胞相结合。而后利用微波加热并且利用上述微波成像测温装置对加热部位，即上述感热流体聚集的部位进行温度监控，实时调节微波辐射装置输出的微波波长及功率，实现微波加热的闭环精确控制，进而能够更为精确地杀灭肿瘤组织或细胞。
9.进一步的，所述生物靶向热疗装置还包括用于调节治疗对象身体在微波辐射场中位置状态的固位装置。
10.通过上述技术方案，可以改变治疗对象身体在微波辐射场中所处的位置，进而能够对自身受到的微波辐射进行调整，使得上述微波辐射主要集中于感热流体所在位置，即肿瘤组织或细胞所在位置。
11.进一步的，所述固位装置包括：床体，设置于微波辐射场中，配置为用于为治疗对象提供稳定支撑结构；床体驱动件，配置为与所述控制装置控制连接，用于驱动改变所述床体在三维空间中所处的位置。
12.进一步的，所述生物靶向热疗装置还包括热疗方案生成装置，配置为：肿瘤组织成像获取单元，用于自动采集或接收外部输入信息，生成治疗对象体内的肿瘤组织形状大小及位置坐标；感热流体用量生成单元，配置为与所述肿瘤组织成像获取单元信号连接，根据所述肿瘤组织形状大小及位置坐标，基于设定算法生成并输出感热流体用量信息；微波辐射参数生成单元，配置为与所述肿瘤组织成像获取单元信号连接，根据所述肿瘤组织形状大小、位置坐标以及感热流体用量信息，生成并输出微波辐射参数信息。
13.通过上述技术方案，能够根据治疗对象体内肿瘤组织的形状大小及位置坐标，自动计算出上述感热流体的用量以及对应的微波辐射参数，进而能够在短时间内实现对肿瘤组织的精准杀灭。
14.进一步的，所述生物靶向热疗装置还包括感热流体流向监测装置，配置为与所述微波成像测温装置信号连接，接收所述感热流体的热成像信号，生成并输出感热流体的流动路径及富集区域信息。
15.通过上述技术方案，一方面能够监测感热流体的流向，确保上述感热流体中的感热物能够到达肿瘤组织处，避免热疗中对治疗对象正常组织细胞造成损伤；另一方面，能够通过上述感热流体聚集后的成像对肿瘤组织的形状大小进行再次核验，确保感热流体用量充足，保证热疗效果。
16.进一步的，所述生物靶向热疗装置还包括：安全监测装置，配置为与所述微波成像测温装置信号连接，接收所述感热流体的热成像信号，分析感热流体温度并将其与设定值做比较，若其超过设定范围，则输出告警信号至所述控制装置；安全执行装置，配置于所述控制装置中，接收所述告警信号，输出内控信号控制所述控制装置调整微波辐射装置的输出。
17.通过上述技术方案，能够在热疗过程中对感热流体及治疗对象正常组织细胞的温度变化进行实时监控，当其超过预设范围时及时调整微波辐射装置的辐射波长或功率，由此避免感热流体或微波对治疗对象的正常组织造成损伤。
18.进一步的，所述微波辐射装置包括设置于安装支架上的多个微波辐射器，多个所述微波辐射器滑移活动设置于所述安装支架上并与外部微波源以及功率调节模块相连接。
19.通过上述技术方案，不仅能够提供辐射方向多样化的微波辐射场，还能够通过分散或聚集多个微波辐射器，实现对微波辐射场中微波辐射密度的调节。
20.基于上述热疗装置，本发明还提出了一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗方法，包括：根据治疗对象身体中肿瘤组织的形状大小，制备设定量的如前所述的感热流体；将上述感热流体注入到治疗对象的身体循环系统中并维持设定时间，确保上述感热流体中的感热物富集于目标肿瘤组织或细胞处；将治疗对象置于设定辐射强度的微波辐射场中，监测并逐渐调整微波辐射强度，使得上述感热流体温度维持在设定值并持续设定时间；将治疗对象与微波辐射场分离，治疗结束。
21.通过上述技术方案，能够利用感热流体中的治疗对象抗体，精准地识别肿瘤组织，并将感热物送至肿瘤组织处，利用微波辐射场中的微波辐射，使得上述感热物发热，将上述肿瘤组织加热至设定温度并维持设定时间，最终杀灭肿瘤组织或细胞。整个过程无创且不会对治疗对象的正常组织细胞造成损伤。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：（1）通过将能够在微波辐射场中发热的感热物与肿瘤组织抗体相结合，利用抗体准确识别肿瘤组织或细胞，而后利用感热物在微波辐射场中产生的热量将肿瘤组织杀灭，整个过程中不会对正常的组织细胞产生影响；（2）治疗过程中注入到治疗对象体内的感热流体，其本身并不会对组织细胞产生影响，热疗结束后随着治疗对象的新陈代谢自然地排出到治疗对象体外，纯粹的无创物理治疗，不产生副作用；
（3）本发明中的治疗方法，不仅能够对肿瘤组织或细胞进行杀灭，还能在一定程度上阻断肿瘤细胞的扩散，抑制病情的进一步发展。
附图说明
23.图1为制备生物靶向热疗用感热流体的方法示意图；图2为用于肿瘤治疗的生物靶向热疗方法示意图；图3为本发明的功能模块框架示意图；图4为本发明的整体结构示意图。
24.附图标记：1、感热流体摄入装置；2、微波辐射装置；3、微波成像测温装置；4、控制装置；5、固位装置；6、床体；7、床体驱动件；8、热疗方案生成装置；9、肿瘤组织成像获取单元；10、感热流体用量生成单元；11、微波辐射参数生成单元；12、感热流体流向监测装置；13、安全监测装置；14、安全执行装置；15、微波辐射器；16、安装支架。
具体实施方式
25.下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
26.如图1所示，一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备方法，包括如下步骤：s1，分析肿瘤组织医学特征，获取治疗对象的抗体；s2，基于体外倍增技术对上述提取的抗体进行增殖制备；s3，分析上述抗体特征，制备获取能够与所述抗体相结合且能在设定微波辐射场中发热的感热物；s4，在特定制备环境中将所述感热物与所述抗体相结合，制备成为具有设定流动性的感热流体。
27.上述步骤s1中，分析肿瘤组织医学特征主要用于找到其所对应的抗体，对于不同的肿瘤组织，当前医学领域中已经有较为完备的抗体提取方法，即对肿瘤组织细胞的繁殖具有抑制作用的免疫蛋白。
28.步骤s2中采用体外抗体增殖技术实现，其过程一般是将抗体细胞置于特定的培养器皿中，施以适宜的生长环境，实现细胞的体外增殖。
29.步骤s3中，上述感热物优选采用无毒物质，如fe3o4颗粒或者其组合物。
30.步骤s4中，为了能够使上述感热物能够与抗体相结合，上述感热物颗粒度为纳米级别，感热物与抗体结合后与设定的溶液相结合，如生理盐水等，形成感热流体，最终以注射的方式注入到治疗对象身体中。
31.经上述技术方案，可以利用治疗对象对于肿瘤组织或细胞天然形成的抗体作为靶向治疗的导向载体，精准地携带感热体附着于待杀灭的肿瘤组织或细胞上，而后利用微波对治疗对象进行辐射，利用感热流体产生的热量加热肿瘤组织或细胞，进而对其进行杀灭，实现精准无创治疗肿瘤的目的。
32.基于上述制备方法，本发明还在于保护一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗用感热流体制备装置，包括：
用于获取治疗对象抗体的装置；用于对上述抗体进行提纯倍增的装置；用于根据上述抗体特征，制备特定感热物的装置；用于将上述抗体与感热物相结合形成具有设定流动性的流体的装置。
33.上述获取治疗对象抗体的方法及装置包括细胞分离提纯设备，如从患者的血液中进行抗体的分离提纯。倍增装置可以采用恒温培养箱等仪器，在设定的ph值培养环境中，用于抗体的增殖。上述过程及设备当前在各个实验室中均有应用，具体不再赘述。
34.制备特定感热物的装置包括fe3o4颗粒制备机，其在特定条件下将fe3o4制备到设定的颗粒度大小。而将抗体与感热物相结合的装置可以为细胞增殖设备本身，在抗体增殖过程中，直接将含有设定fe3o4颗粒浓度的溶液作为培养液加入到培养皿中。
35.基于上述感热流体，本发明还在于保护一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗装置，如图3所示，主要包括感热流体摄入装置1、微波辐射装置2、微波成像测温装置3以及控制装置4。
36.感热流体摄入装置1配置为用于将感热流体注入到治疗对象的身体循环系统中，如注射器或其替代医疗器械，为了减少循环时间，上述感热流体摄入装置1可以采用长针头注射器，在超声波成像的环境中，将感热流体精准的注入到治疗对象身体中的肿瘤组织或细胞处，便于感热流体中的fe3o4颗粒准确快速的附着于肿瘤组织上。
37.为了改变治疗对象身体在微波辐射场中所处的位置，进而能够对自身受到的微波辐射进行调整，所述生物靶向热疗装置还包括用于调节治疗对象身体在微波辐射场中位置状态的固位装置5，使得上述微波辐射主要集中于感热流体所在位置，即肿瘤组织或细胞所在位置。
38.详述的，如图3和4所示，所述固位装置5包括床体6以及床体驱动件7。
39.床体6设置于微波辐射场中，配置为用于为治疗对象提供稳定支撑结构。为了不阻隔微波辐射，上述床体6采用陶瓷或玻璃材料制成。床体6上设置绑带等辅助固定装置，热疗时通过绑带将治疗对象与床体6固定在一起。床体驱动件7配置为与所述控制装置4控制连接，用于驱动改变所述床体6在三维空间中所处的位置。在特定实施方式中，如图4所示，上述床体6可以采用两节机械臂实现，机械臂的控制器与所述控制装置4控制连接，驱动床体6在三维空间中运动。
40.微波辐射装置2配置为用于提供具有设定波长及频率的微波辐射场。在本实施例中，上述微波辐射装置2包括设置于安装支架16上的多个微波辐射器15，多个所述微波辐射器15滑移活动设置于所述安装支架16上并与外部微波源以及功率调节模块相连接。优选的，上述安装支架16呈环形或瓦片状设置，微波辐射器15通过夹持件可拆卸活动设置于所述安装支架16上。上述技术方案不仅能够提供辐射方向多样化的微波辐射场，还能够通过分散或聚集多个微波辐射器15，实现对微波辐射场中微波辐射密度的调节。
41.微波成像测温装置3配置为用于检测治疗对象身体中感热流体的温度以及所在位置，输出热成像信号。所述微波成像测温装置3采用微波测温仪结合微波成像仪实现。应当指出的是，在热疗过程前，对于肿瘤组织的成像可来自于ct机等其他医疗设备。
42.本发明中，控制装置4配置为与所述微波成像测温装置3信号连接且与所述微波辐射装置2控制连接，接收所述热成像信号，控制所述微波辐射装置2输出设定波长及频率的
微波辐射。在具体实施中，上述控制装置4可以采用加载有设定算法程序的计算机或微处理器实现。
43.为了更为准确的杀灭肿瘤组织，所述生物靶向热疗装置还包括热疗方案生成装置8，包括肿瘤组织成像获取单元9、感热流体用量生成单元10以及微波辐射参数生成单元11。
44.肿瘤组织成像获取单元9用于自动采集或接收外部输入信息，生成治疗对象体内的肿瘤组织形状大小及位置坐标。上述肿瘤组织形状大小信息可以通过微波辐射装置2辐射微波，而后经治疗对象身体反射或散热，于微波成像测温装置3中呈现出肿瘤组织的形状大小，或者在微波热疗前采用ct扫描的方式获取上述信息。感热流体用量生成单元10配置为与所述肿瘤组织成像获取单元9信号连接，根据所述肿瘤组织形状大小及位置坐标，基于设定算法生成并输出感热流体用量信息。微波辐射参数生成单元11配置为与所述肿瘤组织成像获取单元9信号连接，根据所述肿瘤组织形状大小、位置坐标以及感热流体用量信息，生成并输出微波辐射参数信息。上述微波辐射参数信息包括但不限于微波的波长、频率、辐射持续时间等参数。
45.基于上述技术方案，能够根据治疗对象体内肿瘤组织的形状大小及位置坐标，自动计算出上述感热流体的用量以及对应的微波辐射参数，进而能够在短时间内实现对肿瘤组织的精准杀灭。
46.进一步优化的，所述生物靶向热疗装置还包括感热流体流向监测装置12，配置为与所述微波成像测温装置3信号连接，接收所述感热流体的热成像信号，生成并输出感热流体的流动路径及富集区域信息。上述感热流体流向监测装置12包括内置于控制装置4中的程序模块，上述程序模块定时采集微波成像测温装置3的输出信号，记录感热流体在各个时间点的位置信息，当感热流体稳定聚集于治疗对象某一位置时，确定上述感热流体已经稳定附着于肿瘤组织或细胞上。上述技术方案，一方面能够监测感热流体的流向，确保上述感热流体中的感热物能够到达肿瘤组织处，避免热疗中对治疗对象正常组织细胞造成损伤；另一方面，能够通过上述感热流体聚集后的成像对肿瘤组织的形状大小进行再次核验，确保感热流体用量充足，保证热疗效果。
47.所述生物靶向热疗装置还包括安全监测装置13以及安全执行装置14。
48.安全监测装置13配置为与所述微波成像测温装置3信号连接，接收所述感热流体的热成像信号，分析感热流体温度并将其与设定值做比较，若其超过设定范围，则输出告警信号至所述控制装置4。安全执行装置14配置于所述控制装置4中，接收所述告警信号，输出内控信号控制所述控制装置4调整微波辐射装置2的输出。上述技术方案，能够在热疗过程中对感热流体及治疗对象正常组织细胞的温度变化进行实时监控，当其超过预设范围时及时调整微波辐射装置2的辐射波长或功率，由此避免感热流体或微波对治疗对象的正常组织造成损伤。在具体实施方式中，上述安全监测装置13以及安全执行装置14均可采用内置于控制装置4中的程序模块实现。
49.本发明中的生物靶向热疗装置，其工作原理及有益效果如下：将在微波辐射场中能够产热的感热流体注入到治疗对象的身体循环系统中，利用治疗对象自身的循环系统将上述带有感热流体输送至肿瘤组织或细胞处，使其与肿瘤组织或细胞相结合。而后利用微波加热并且利用上述微波成像测温装置3对加热部位，即上述感热流体聚集的部位进行温度监控，实时调节微波辐射装置2输出的微波波长及功率，实现微波加
热的闭环精确控制，进而能够更为精确地杀灭肿瘤组织或细胞。
50.基于上述生物靶向热疗装置，本发明还提出了一种用于肿瘤治疗的生物靶向热疗控制方法，如图2所示，包括：d1、根据治疗对象身体中肿瘤组织的形状大小，制备设定量的如前所述的感热流体；d2、将上述感热流体注入到治疗对象的身体循环系统中并维持设定时间，确保上述感热流体中的感热物富集于目标肿瘤组织或细胞处；d3、将治疗对象置于设定辐射强度的微波辐射场中，监测并逐渐调整微波辐射强度，使得上述感热流体温度维持在设定值并持续设定时间；d4、将治疗对象与微波辐射场分离，治疗结束。
51.通过反复上述热疗过程，能够利用感热流体中的治疗对象抗体，精准地识别肿瘤组织，并将感热物送至肿瘤组织处，利用微波辐射场中的微波辐射，使得上述感热物发热，将上述肿瘤组织加热至设定温度并维持设定时间，最终杀灭肿瘤组织或细胞。整个过程无创且不会对治疗对象的正常组织细胞造成损伤。
52.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。