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一种气体输入治疗肿瘤的设备

阅读:1012发布:2020-08-11

专利汇可以提供一种气体输入治疗肿瘤的设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种气体输入 治疗 肿瘤 的设备,其主要的技术特点是:该设备包括气体输送部分和气体输入针,其中气体输送部分由气体罐、减压 阀 、压 力 计、流量调节阀、流量检测元件、 截止阀 组成,减压阀一端连接气体罐,另一端连接流量调节阀,在减压阀与流量调节阀之间设置压力计,流量调节阀下端通过软管及 管接头 与气体输入针连接。该设备能安全、可靠、方便的固定在肌体上,使用非常方便。,下面是一种气体输入治疗肿瘤的设备专利的具体信息内容。

1.一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于该设备包括气体输送部分和气体输入针,其中气体输送部分由气体罐、减压、压计、流量调节阀、流量检测元件、截止阀组成,减压阀一端连接气体罐,另一端连接流量调节阀,在减压阀与流量调节阀之间设置压力计,流量调节阀下端通过软管及管接头与气体输入针连接。
2.根据权利要求1所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述的流量调节阀下端连接流量检测元件,流量检测元件下端连接截止阀,截止阀通过软管及管接头与气体输入针连接。
3.根据权利要求1所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述的气体罐为高压罐、氮气罐、氦气罐或二氧化罐。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述的流量调节阀为可调节流阀、电控流量调节阀或高速开关阀,所述的流量检测元件采用流量计或流量传感器
5.根据权利要求1、2或3所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述气体输入针的一个或多个与一个气体输入部分连接。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述气体输入针的一个同时与一个或多个气体输入部分连接。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述的气体输入针,包括底座、针体座、截止阀、放气阀、针头,其中针体座上部开有送气孔,针体座的一侧开有盲孔,盲孔的前部与送气孔交叉并穿过送气孔,送气孔的上端为与软管及管接头相对应的螺纹,送气孔的下端与针头连接,截止阀斜嵌入针体座的盲孔内,放气阀件置于截止阀的中心孔中,截止阀的圆周上装有O型密封圈,O型密封圈位于针体座的环槽内;针体座卡入中空的底座上。
8.根据权利要求6所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述的气体输入针的送气孔轴线与截止阀、放气阀的轴线呈75度交
9.根据权利要求4所述的一种气体输入治疗肿瘤的设备,其特征在于所述的高速开关阀采用汽车喷油嘴结构,是由符合医用标准的材质加工而成。

说明书全文

一种气体输入治疗肿瘤的设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种肿瘤的治疗方法,尤其涉及一种在肿瘤处输入气体进行治疗的方法。同时本发明还涉及一种气体输入治疗肿瘤的设备。

背景技术

[0002] 肿瘤严重威胁着人类的健康和生命。肿瘤也是机体的细胞,肿瘤细胞与正常细胞之间在超微结构方面迄今未发现有质的差别,而仅有量的差别,两者仅在分化程度和异形程度上有差异。肿瘤细胞区别于正常细胞的主要之处表现为两方面:
[0003] 1、幼稚性:肿瘤细胞分化程度低,具有异形性、失极性;生长活跃。肿瘤细胞还表现异质性。
[0004] 2、浸润性:肿瘤细胞无包膜,具有扩张性。
[0005] 因此,肿瘤细胞区别于正常细胞,可归纳为内在的幼稚、异质性及外在的浸润性。与幼稚、异质性相关的有:分化程度低。具有干细胞的特点,有无限增生的潜能(肿瘤干细胞学说认为:肿瘤来源于干细胞,肿瘤中存在肿瘤干细胞。肿瘤组织中存在极少量的瘤细胞,在肿瘤中充当干细胞的色,通过自我更新而长期存在,甚至伴随生命的整个过程。)。
单一细胞经诱导产生4-7次突变将发生恶性转化。肿瘤细胞的幼稚性还表现为:发育程度差,修复能弱,血管不完整,神经细胞和心肌细胞都少于正常细胞。常因缺乏神经支配和平滑肌,导致肿瘤组织血管壁缺乏收缩;肿瘤组织对血管活性药物及外部刺激反应不良。肿瘤组织引流静脉发育不全。肿瘤新生毛细管内皮不完整,或无内皮形成血窦,血管内皮表面粗糙,肿瘤区内血流动力学紊乱,易形成不规则涡流。肿瘤区常缺乏正常淋巴组织、有无功能条索状淋巴管。肿瘤区常缺乏单核-吞噬细胞系统。肿瘤细胞线粒体变异、线粒体酶生化活性也有缺陷。有的肿瘤组织存在缺细胞。有的肿瘤中 心处于低氧态而边缘处于常氧态。其它的异质性还表现为肿瘤是由处于细胞周期不同时相各个肿瘤细胞组成。 [0006] 与浸润性相关的有:肿瘤细胞通常无包膜,组织内部压力高,外形不规则,多角,细胞表面可出现不规则的微绒毛,肿瘤细胞能产生较多的层粘连蛋白受体。肿瘤组织生长迅速、代谢紊乱,以浪费型代谢为主,大量消耗机体营养物质。
[0007] 上述技术引用以下参考资料:
[0008] 《临床肿瘤学概论》 主编 朱雄增 复旦大学出版社
[0009] 《介入放射学——基础与方法》 主编 李麟荪 人民卫生出版社 [0010] 《临床肿瘤生物免疫治疗》 主编 尚伟 天津科学技术出版社 [0011] 《现代中医肿瘤学》 主编 杨金坤 上海中医药大学出版社 [0012] 氧是生命过程赖以维持的中心支点,是所有细胞生命之源。对于人类生命来讲没有任何一种其他物质(包括食物、药物)比氧对生命的影响更大。
[0013] 单一突变的干细胞增生形成肿瘤需要一年,肿瘤细胞启动“凋亡”程序后,一小时细胞才能死亡。而一旦缺氧严重,几分钟就能导致细胞死亡,没有任何一种放疗、化疗能有如此效果。
[0014] 人类对在缺氧、低氧、高压氧对机体、组织及细胞的影响方面,已经有了非常深刻的认识。
[0015] 一.缺氧、低氧(低氧是氧分压低于大气压下氧分压的状态)
[0016] 缺氧后肌体、组织的适应性变化主要是:增加血管形成,增加肌红蛋白含量;改变组织中氧化还原酶系的活性,有效地利用可以利用的氧,给细胞提供较多的能量;降低有氧代谢过程,节约能量。甚至开辟另一条能量通道:糖无氧酵解,取得能量。 [0017] 已研究证明:事先短暂、轻度、重复低氧处理(简称低氧刺激)可触发肌体、组织内在的防护能力,从而对随后的重度缺氧损伤产生强大的防御和保护作用。 [0018] 上述技术引用《缺氧预适应:一种缺氧防治的新理念与新策略》主编 吕国尉 北京大学医学出版社
[0019] 二.高压氧(高压氧是氧分压高于大气压下氧分压的状态)
[0020] 研究证实:高压氧并不加速肿瘤的生长;高压氧有加速伤口愈合、修复损伤组织、促进神经细胞再生的功效。高压氧能抑制细菌的多种代谢反应,从而减缓了细菌的生长,有杀菌抑菌的作用。有报道说,采用高压氧竟然能够抑制发育异常,并能够使发育异常导致的肿瘤延一个月出现。
[0021] 上述技术引用《实用高压氧医学》[美]ERIC P.KINDWALLHARRY T.WHELAN主编高春锦、郭国明主译第四军医大学出版社
[0022] 如前所述,肿瘤难以治愈原因是:肿瘤是由处于细胞周期不同时相的各个肿瘤细胞组成。其中有的细胞缺氧,对放疗不敏感;有的细胞接近于休眠态,增殖低,对化疗不敏感。肿瘤细胞的异质性与肿瘤组织中氧、营养环境的差异有关,低氧和营养供应不足又可促进演进成为恶性表型更高的肿瘤细胞。传统腔内给药化疗,药物仅能渗透到肿瘤的1—3毫米深度,治疗效果很不理想,同时放疗和化疗还会不同程度的损伤正常细胞。 发明内容
[0023] 为了解决上述存在的问题,本发明的目的是根据肿瘤的弱点即幼稚性,其发育程度差、修复能力弱,对环境改变不能及时响应,做出细胞机能的调整。同时肿瘤血管发育不完整,活性差,肿瘤内已经存在缺氧细胞,而肿瘤细胞决不会像正常细胞那样对缺氧后有自适应能力,对高压氧的输入,肿瘤细胞也不能及时响应,而是滞后延迟一段时间才开始增值。从而本发明利用肿瘤细胞的特性及缺陷,提供一种气体输入把肿瘤细胞杀死,达到治疗肿瘤的方法。
[0024] 本发明的技术方案是这样实现的,一种气体输入治疗肿瘤的方法,在肿瘤组织中输入低氧气体进行气体输入的低氧刺激、低氧治疗疗程
[0025] 所述的低氧气体指氮气、氦气等惰性气体及二氧化等气体,统称为低氧气体。 [0026] 为了达到更好的治疗效果在输入低氧气体之前首先在肿瘤处输入高压氧,这样一是不会上引起肿瘤增殖生长(反而延迟发育); 二是使所有处在缺氧态因而接近休眠的肿瘤细胞,尤其是使少数肿瘤干细胞分化、成熟,使之正常化。把肿瘤细胞周期不同时相的各个细胞归一化,都使其进入发育期;高压氧输入使所有细胞脱离缺氧态;在高压氧处理后,肿瘤细胞增殖期之前,马上进行短暂、轻度、重复低氧输入刺激过程,在这期间,使肿瘤周围的正常组织在低氧防护刺激中形成对以后较长期低氧环境的适应能力,并做出细胞组织的预先调整;而在此低氧刺激中,由于肿瘤细胞的不完善,肿瘤细胞不能形成对低氧的防护能力;由于肿瘤处的低氧程度更甚,因而在此过程中,已经有许多肿瘤细胞死亡;随后进行适当强度和时间的较长时间低氧过程,杀死肿瘤细胞;低氧的强度和时间,以基本不伤害肿瘤组织周围正常细胞,及肿瘤不能太快死亡以造成肿瘤坏死、溃烂、发生出血、感染等并发症为宜,对于肿瘤组织较小,病情较轻者,低氧时间为几个小时或一天或几天。对于肿瘤组织较大,病情严重的,低氧时间可达几个月或一年。在较长期的低氧过程中对肿瘤组织周围的正常细胞输入糖,提供正常细胞在低氧刺激中已经准备好的—糖无氧酵解过程中所需要的物质。最后再输入高压氧,修复正常细胞、加速伤口愈合。
[0027] 低氧输入刺激过程中所输入的气体为氮气、氦气等惰性气体、二氧化碳。 [0028] 优选输入的气体为二氧化碳,因为二氧化碳在血液中二氧化碳的溶解度大,很容易被血液输送。二氧化碳作为造影剂已使用多年,而且极少有形成气栓的危险。 [0029] 所述的低氧状态是靠氮气等惰性气体或二氧化碳气体输入肿瘤处,输入后造成无氧气体(氮气等惰性气体或二氧化碳气体)分压的增高和氧分压的降低,从而产生低氧状态。
[0030] 气体如何从血液、身体各部位扩散释放,人类在大量的深海潜经历中早已从理论和实践上有了深入的研究。
[0031] 大流量气体输入犬肌体的实验,可作为气体输入安全的定量参考依据。Ilyin等人报道,通过静脉以每分钟30毫升的速度给犬输入高达两升气体,犬不会出现任何症状。
[0032] 气体扩散的数学表达为:
[0033]
[0034] 被扩散的输入的气体最终进入肌体的血管通过的呼吸释放。由于输入气体的量很小,大约每分钟不到一毫升,对肌体的血管、肺都几乎没有影响。只要控制输入气泡不太大,肌体的吸收--扩散是没有问题的。由于肿瘤处周围正常组织中最需要保护的是肌体的血管,而此血管处被扩散气体很容易通过血液带走,所以此血管处的低氧程度远小于其他区域,血管自然不会受到大的损伤。而肿瘤组织内压高,意味着输入气体的溶解量大;肿瘤又无膜,多粘液,多角,有微绒毛,这时肿瘤的浸润性只能使其进入输入气体浓度更高的状态。这些物理特性都使得肿瘤处会处于更深的低氧态,肿瘤细胞低氧的损伤更大。而正常细胞相对较小。气体输入点又在肿瘤中心,从浓度分布上,肿瘤中心处的浓度也必然最高。因此使得肿瘤处输入气体的浓度最大,而正常组织较少,重要的血管处就更小,达到更好的治疗效果,而对正常组织几乎没有影响。
[0035] 本发明的另一个目的是提供一种气体输入治疗肿瘤的设备,该设备包括气体输送部分和气体输入针,其中气体输送部分由气体罐、减压、压力计、流量调节阀、流量检测元件、截止阀组成,减压阀一端连接气体罐,另一端连接流量调节阀,在减压阀与流量调节阀之间设置压力计,流量调节阀下端通过软管及管接头与气体输入针连接。 [0036] 多气体输入时,流量调节阀下端连接流量检测元件,流量检测元件下端连接截止阀,截止阀通过软管及管接头与气体输入针连接。
[0037] 所述的气体罐为高压氧罐、氮气等惰性气体罐、二氧化碳罐或其他所需的气体罐,包括化疗性气体罐。
[0038] 所述的流量调节阀为可调节流阀、电控流量调节阀或高速开关阀。 [0039] 所述的流量检测元件采用流量计或流量传感器
[0040] 一个气体输入部分可以连接一个或多个气体输入针,一个气体输入针可以同时和一个或多个气体输入部分连接。
[0041] 所述的气体输入针,包括底座、针体座、截止阀、放气阀、针头,其中针体座上部开有送气孔,针体座的一侧开有盲孔,盲孔的前部与送气孔交叉并穿过送气孔,送气孔的上端为与软管及管接头相对应的螺纹,送气孔的下端与针头连接,截止阀斜嵌入针体座的盲孔内,放气阀置于截止阀的中心孔中,截止阀的圆周上装有O型密封圈,O型密封圈位于针体座的环槽内;针体座卡入中空的底座上。
[0042] 气体输入针所具有的功能:1、放气,即放掉软管及管接头件7中的初始空气及其它不能输入肌体的气体;2、因为有截止阀在放气时或插接管时能截止输入针头的气体。3、气体输入针能随人体的正常、轻微的活动而不破坏人体组织,并在肌体中存在较长时间。插入肿瘤的针头不能有影响气体正常输入的位移,也不脱离肿瘤。针头部分能随肌体肌肉适当地运动而弯曲,类锥形针头的旋转母线符合插入肌体组织处的力学特性,保证针头随肌肉运动而正常弯曲。如果穿刺不深,针头也可以是直径较细的普通的管状针头。 [0043] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0044] 1、输入的气体大都是对身体没有直接损伤的无毒性气体,氧气、氮气、二氧化碳都是早已在细胞内循环的气体。气体本身并没有毒,不会对身体的呼吸、消化、肝、肾的器官造成损害;
[0045] 2、气体分子体积小(分子量小),很容易在肌体内扩散,通过血液、肺排出体外。如果希望排出更快些,可选择分子量更小的惰性气体如氦气(也早已在深海潜水中使用了)。而化疗液体的分子量大,滞排,还需通过肝、肾代谢,对身体造成毒性伤害是很大的。 附图说明
[0046] 图1为本发明开环控制、多气体输入结构示意图;
[0047] 图2为闭环控制气体输入局部结构示意图;
[0048] 图3为开环控制一种气体多点输入结构示意图;
[0049] 图4为气体输入针结构示意图;
[0050] 图5为高速开关阀结构示意图。

具体实施方式

[0051] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。
[0052] 首先根据现代诊断技术,通过肿瘤影像学诊断、超声诊断、放射性核素诊断、内镜诊断及肿瘤标志物和相关临床检验,确定肿瘤的位置、体积、性质与重要器官组织的距离。确定穿刺位置、方向及穿刺针头10的长度,确定穿刺手术方案。在上述仪器的导向下(透视导向、超声导向、常规CT导向、实时CT透视系统导向、MR导向),以现代介入及穿刺技术,把本发明的气体输入针的穿刺针头插入肿瘤中心处。也可以根据需要对一个肿瘤插入几支气体输入针。将气体输入针固定在肌体上,首先输入高压氧,把肿瘤细胞周期不同时相的各个细胞归一化,都使其进入发育期。高压氧输入使所有细胞脱离缺氧态。在高压氧处理后,肿瘤细胞增殖期到来之前,马上进行短暂、轻度、重复输入低氧刺激过程;根据病情和医生的临床经验随后进行适当强度和时间的较长低氧过程,杀死肿瘤细胞。低氧的强度和时间,以基本不伤害肿瘤组织周围正常细胞,及肿瘤不能太快死亡以造成肿瘤坏死、溃烂、发生出血、感染等并发症为宜。;最后再输入高压氧,修复正常细胞、加速伤口愈合。 [0053] 如图1—5所示,气体输入可以用开环控制系统、也可以用闭环控制系统。开环控制:首先设定需要的气体流量和累计流量,以流量计5检测流量;调节可调节流阀件4,达到要求的气体流量;同时通过控制输入时间控制好累计流量。闭环控制更精确,能随时修正误差;并且可编制输入程序,按程序控制的方式自动控制气体的整个输入过程。闭环控制系统的硬件除了气体罐、减压阀、压力计外主要由电控流量调节阀件42和流量传感器件52组成。图2中加法器53对输入信号和反馈信号比较的同时进行代数运算,54为放大器。电控流量调节阀件42也可由高速开关阀件43取代。不过高速开关阀的控制方式是脉宽调制,而不是线性控制的方式。高速开关阀结构可以为汽车喷油嘴结构,所用材质符合医用卫生标准。
[0054] 气体罐1中的气体经过传统的减压阀件2减压,作为输入气源; 减压后的气体压力由压力计3检测。气体经开环或闭环的流量调控,经软管及管接头7输入气体输入针8,并注入肌体中。
[0055] 如图1所示,为开环控制、多气体输入系统结构示意图,一般将进行高压氧、低氧刺激的气体输入程序,也可以进行其他多种气体的输入治疗,在此过程中,有时需要暂时关闭某种气体的输入,所以设备中设置有截止阀6作为开关。
[0056] 图3是开环控制、较长时间、一种气体双点输入的原理图。它是较长时间输入气体的方式。根据治疗肿瘤的需要,可选择1个、2个甚至多个治疗肿瘤的气体输入点,将一个或多个气体输入针8插入肌体,同时输入。也可以选择多种气体较长时间的输入(原理图略)。在开环控制、较长时间输入气体之前,需要用流量计件5或流量传感器件52校验输入气体的流量,通过调整可调节流阀件4标定输入流量。
[0057] 如图4所示,气体输入针包括底座15、针体座11、截止阀12、放气阀13、针头10,其中针体座11上部开有送气孔16,针体座11的一侧开有盲孔17,盲孔17的前部与送气孔16交叉并穿过送气孔16,送气孔16的上端为与软管及管接头7相对应的螺纹,送气孔16的下端与针头10连接,截止阀12斜嵌入针体座11的盲孔17内,放气阀13置于截止阀12的中心孔中,截止阀12的圆周上装有O型密封圈14,O型密封圈14位于针体座11的环形槽17内;针体座11卡入中空的底座15上。
[0058] 当截止阀12处于截止位置时,放气孔18也正好对正送气孔16,此时随着放气阀13的螺纹旋转,放气通道开启,被释放的气体通过截止阀12与放气阀13之间的环形间隙及放气螺纹和相对的截止阀螺纹上开的槽和螺纹间隙,将被释放的气体放掉。放气阀13的关闭则是相对于放气旋转方向的反方向旋转;放气阀13上的圆锥面将封闭放气通道。截止阀12也是靠其上的圆锥面将送气孔16气道封闭。随着截止阀12上的螺纹相对于关闭的反方向旋转,将开启送气孔16气道。截止阀12圆周上的O型密封圈14处于针体座11的环槽内,它密封针体座11与截止阀12之间的环形间隙,保证无论是处于截止还 是处于开启状态,气体输入针8内的气体都不会泄漏到大气中。
[0059] 除了针头10能弯曲外,还需把气体输入针安全、可靠、方便地固定在肌体上。故底座15轻质、面积较大,即能把底座15固定在肌体上,又能牢固地固定针体座11。底座件15面积较大,与肌体接触面按相对的肌体形状定做。为了保证固定可靠,可用医用双面胶、医用胶带或其它方法把底座15固定在肌体上。底座15与针体座11接触处有锥度,利用这个锥度,针体座11可方便、可靠地固定在底座15上。只要底座15不脱离肌体,针体座11都将牢固固定在底座15上。图4中在针体座下面设置垫9,垫9可用有消炎止痛作用的柔软材料制成,即能对针头伤口起消炎止痛作用,又可作为针体座11的缓冲垫,缓冲针体座11对肌体的压力。针头10的长度与皮肤表面到肿瘤中心的距离一致。针体座11上部有与软管及管接头件7相连接的螺纹。螺纹处也能固定一穿刺时需要的导管。针头10内有一贯通孔可作为气体或液体输入孔,也可以作为介入导管穿入导丝,方便穿刺手术。截止阀12中心孔的轴线与送气孔16的轴线非垂直相交,其相交角大约75度。这样的好处是:使用时便于开、关截止阀12和放气阀13。针头10可用基钎焊、高强度粘结剂粘接或激光焊接的工艺与针体座11牢固连接为一体。
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