专利名称：充水共振式超声辐射头高温杀灭癌细胞的治疗设备的制作方法 目前，公知的用高温治疗肿瘤的有；微波、超声波和高温热水技术；温度与生命—生物热医学工程刘静(博士研究员 中国科学院低温中心)21世纪是生物学的世纪，实际上生物医学技术现在已经被认为是本世纪三大前沿的研究领域，一个是生命科学，再有就是纳米技术和信息科学之首，生物医学技术已经成为发展创新科技的前沿和制高点。无论在万里冰封的南极，还是在烈日当空的赤道，温度对生命带来的不仅是寒冷和严热的感觉，它对生命的代谢合成及进化过程都起着极为重要的作用。在炎热的夏季大家都会感到比较热，在寒冷的冬季大家的感觉就是冷，实质上这两者的现象都跟温度有关系，这就是生物热医学工程学。具体说到生物热医学在生命科学中的角色，事实上都是跟温度有关系的。而温度或者说是热或冷对生命系统的影响同时体现在微米尺度或者是在纳米尺度，具体说到细胞它可以在几个微米到几十个微米，又如纳米尺度，实际上像分子，生物里面的分子在纳米尺度；所以说热和冷的作用往往是最先对细胞或分子作用后，最后又反映到组织的宏观尺度上，这方面的工程应用背景是非常宽的。人类的体温为什么会是在37℃？实际上温度与生命的现象是从外延来的是非常广泛的。我们知道正常的哺乳动物，比如说人类，他只能生活在一个非常狭窄的温度范围之内。人类是属于恒温动物，恒温动物有这么一个关系式；就是体内产热应该等于身体向环境的散热，只有这样才能保持他体温的恒定。这也是经过长期的进化而得到的一个结果，就是体温今天达到37℃。具体说到人体体温，体温一般指的是深部的体温，体表的温度实际上变化是非常之大的，它很容易受到周围环境的影响，一般可以在14℃～20℃之间变动。在人体全身各个器官之中，肝脏的温度最高，大概在38℃，临床上都跟大家密切相关。在临床上测体温，主要测腋窝、口腔和直肠。直肠的温度大概是在36.9℃～37.9℃，口腔的温度略低，腋窝的温度是最低的。腋窝由于测量比较方便而用的最多，正常人的腋窝温度一般是36℃～37.2℃，如果测的温度在这个数字范围之内，就可以认为是正常的了。其实发热也有它的正面意义，轻度或者中度发热是有利于增强肌体防御系统的免疫能力，它可以提高搞病能力，具体表现为像白细胞增多，吞噬细胞的吞噬作用增强，另外抗体生成增多，肝脏的解毒能力加强，所以，人们据此也将人工发热来用于消除炎症。甚至于在某些情况下还利用发热来治疗肿瘤。高温生物医学。人类现在已经发展到主动的来应用温度与人体的一些关系在进行医学的目的，这方面一个比较重要的例子就是肿瘤热疗。热疗其实也是很久远的，它的历史要追溯的话可以在公元前5000年前就已经有这种记载了。传说中，古希腊有一位名医他曾经用加热治疗过肿瘤，他当时有一句格言就是；药物不能治疗的可以用手术治疗，手术不能治疗的可以用热疗治疗，热疗不能治疗的确实也就无法治疗了。现代的肿瘤热疗学基本上是开始于几十年前，由于多学科的介入，人们开始采用科学的手段研究有关热疗的问题。特别是热疗合并放疗、化疗治疗肿瘤的效果往往是出人意料的。因为通过大量的动物学细胞实验发现加热对细胞有直接的毒性作用，一般的细胞受热达到41℃～45℃并能够维持数十分钟就可以杀死哺乳动物的肿瘤细胞，所以，这就是肿瘤热疗的一个基础。还有一种是全身的热疗方式。我们知道当肿瘤发展到全身时，治疗就会很困难了。化疗和放疗目前应用的比较多，但是，这两种方式的杀伤性和痛苦是比较大的。人们也由此发展了全身肿瘤热疗。但目前看来它实际上也还是存在着很多的问题。这种全身肿瘤热疗的做法是把人体里面的血管搬出来，通过外界的加热装置对血液进行升温，然后再返回到体内去，从而由被加热了的血液对人体全身的各个部位进行加热来治疗肿瘤。但是，热疗虽然是很有用的，比如最简单的体表肿瘤被加热后就会很容易杀灭体表的肿瘤。但是在深部或者说在人体实施起来的话，有时候这个治疗效果并非会按照人们所预测的那样，实际上它是很复杂的。在肿瘤热疗方面有一个很重要的问题，就是热疗计划。所谓热疗计划就是通过对人体热疗需要多大的功率，可以导致人体多高温度的热效应是怎么发展的，温控药物的输送，也就是根据人体温度来进行药物的输送等等，这样一些问题都跟热科学密切相关。目前，这门学科正在向科学化、规范化和量化方向发展。第一种是体外加热的热疗方式。微波治疗就是体外加热的治疗方式，微波加热食物是利用空间场的效应来对食物进行加热的。也有用超声波来进行体外加热的。比如说体表温度，实际上是受到皮下的血液循环、局部组织的代谢，还有皮肤的热传导性，以及皮肤与环境之间的温度与湿度交换等等相制约的。另外，高温高到一定程度就会发生烧伤，这实际上也是需要工程和医学来同时研究和解决的问题。
摘录中央10台(2002年10月12日)经本发明人研究认为40亿年前，婴儿时期的地球不平静，冒着热气，平瘠而没有生气，不象世纪于生命的摇篮，但由于它孕育着生命，后来主宰着这个星球。据我们现在所知，生命不可获缺的是水，如果有了水，就一定有热源使之维持液态，热源提供能量并进行化学反应，使物质复杂到足以产生生命。了解地球生命的起源，是生命探索和预防疾病与治疗疾病的一个重大课题，我们要探索最初形态的微生物，因为所有的生物都是由这些微生物衍生而来。
生命不可获缺的是水，如果有了水，就一定有热源使之维持液态，热源提供能量并进行化学反应，使物质复杂到足以产生生命。这里水在人类的地球上对所有的生命体是一个固定不变的量，而热源却是随时都在变化着，由于热源的变化，由热源提供能量并进行化学反应而产生的氧也随之变化着，从而促使生命体也跟着在变化，这个变化简而言之，就是疾病。
现在我们可以这样来讲，人类的健康、疾病与疾病的预防和治疗疾病及长寿与死亡都与温度有密不可分的因果关系。温度对生命带来的不仅是寒冷和严热的感觉，它对生命的代谢合成及进化过程都起着极为重要的作用，这就是生物热医学工程学。具体说到生物热医学在生命科学中的角色，事实上都是跟温度有关系的。而温度或者说是热或冷对生命系统的影响同时体现在微米尺度或者是在纳米尺度，具体说到细胞它可以在几个微米到几十个微米，又如纳米尺度，实际上像分子，生物里面的分子在纳米尺度；所以说热和冷的作用往往是最先对细胞或分子作用后，最后又反映到组织的宏观尺度上，也就是说，温度产生了生命，也就可以用温度来预防和治疗疾病，这方面的工程应用背景是非常宽阔的。
本发明人认为药物不能治疗的可以用手术治疗，手术不能治疗的可以用基因治疗，基因治疗不好的就只有采用热疗治疗，热疗也治疗不好的确实也就再也无法治疗了。在未来的世纪里，生物热医学工程学将会给人类的疾病预防与治疗疾病和健康长寿带来福音。
“微波超声”具有“声化学”效应我们知道，化学是研究物质的组成、结构、性质以及其变化规律的科学。物质的变化或者说物质的化学反应，是某种形式的能量对物质作用的结果。比如尿素是一种很重要的化学肥料。它是由二氧化碳和氨在200℃的高温下反应合成的。这就是热能促成化学反应。或者说是热化学的一个简单的例子。
光是一种能量形式，光化学反应的例子，在我们生活中也是十分广泛的。比如说照相，快门一闪您的衣荣象貌就被拍了下来。这是因为瞬间暴光，使底片上的一种叫做溴化银的光敏物质发生了分解反应的原故。此外光合作用更是我们所熟悉的。在太阳光的作用下，植物把二氧化碳和水变成淀粉和纤维素，进而加工成食物原料。同样，电能也能引起化学反应。在两个电极的作用下，水就会分解成氢和氧。看了上述的情况，我们不难想到，这就是电化学研究的内容。
声波也是一种能量的形式。那么在声波的作用下，是否能发生化学反应呢？并由此形成声化学呢？事实上，早在20世纪的20年代，在美国普利斯顿大学的化学实验室就观察到超声波有加速二钾基硫酸脂水解，以及亚硫酸还原碘酸钾反应的作用。到了50年代，也曾有过关于超声波的作用能使水发生分解的研究论文发表。1968年4月8日-11日，第一届国际“声化学”学术讨论会在英国瓦维科大学召开。这标志着“声化学”作为一门新的边缘学科已异军突起。
三天后，也就是1968年4月14日，英国《泰吾士报》报道“一场新的工业革命就在眼前，它将使塑料、洗漱剂、制药和农业化学的传统生物技术焕然一新。它无与伦比的优点就是它安全和廉价。它不要求现行生产中的高温和高压条件，并且只消耗最少的能量，这就是被称为声化学的新的科学分支”。“声化学”反应是声波能量作用的结果。而声波的作用是通过声空化过程来实现的。为了更好的解释什么是“声空化”，现来看看下面的实验。
陈伟中教授(博士生导师、南京大学声学研究所)说我们所作的这个试验叫“声致发光”。声致发光是一个新现象，它的里面有一个小空气泡，在液体里面实现超声悬浮之后，把它定位在一个驻波的波幅上。然后，再加上超声波之后它会进行很剧烈的压缩，压缩之后，体积也会被压缩成106次方倍。它在一个周期里面，绝大部分的时间都在进行膨胀，只能有很少的一瞬间在压缩，总共在时间和空间上，能量提高了1012次方倍。因此就能把很低的超声波能量直接转换成光的能量。
这是一个典型的能量从机械波向电磁波转换的装置。这里面什么都没有，只有通常的空气，在高温高压下，它会发出光来。这是我们通常所看不到的现象。
现在的实验手段允许我们全面的了解空化泡的运动。人们发现，它在破裂之前基本上是球形的，其半径随着声波的变化同步颤动，在负压时，气泡缓慢膨胀。在增压时气泡被局部压缩。气泡膨胀和压缩的时间是不对称的。可以说，几乎决大部分时间气泡是在膨胀，压缩时间及其短暂，这就使该气泡里面的温度异常的高。
我们知道，对于一个密封的容器施加压力进行压缩，这就会象我们生活中使用的打气筒。外力继续作功，如果压缩的很快，外力所做的功几乎全部转化为该容器内气体的内容，并导致气体的温度上升。而通常打所筒的压缩比约为10∶1。而空化泡的体积压缩比约为1000∶1。
我们通常可以看到，在压缩时会升温，比如说，我们用打气筒给自行车充气的时候就会升温，但是不会升得这么高。我们这里的温度至少可升到数万度以上，因为要空气电离发光的话，它必需要在3万度以上。国际上的理论计算表明，可以高达107方度(即可达到太阳表面的温度)。是否有聚变的可能性，这些都是国际上讨论的问题。到目前为止，它的高温、高压已经可以应用到化学、生物学和人体肿瘤的治疗领域。比如说，应用到化学上，能够使很难进行化学反应的可进行快速的化学反应。
我们应用在生物上，可切除某一部分不需要的东西。因为它的高温与一般的高温不一样。它的高温是局域高温，气泡内温度很高，气泡外一点温度都没有。所以，向它这样的温度差一般都是很难实现的。如它的气泡的内部可达万度，其气泡的边上也只有室温的温度。这是很难实现的，其微妙也就在这里。
任何科学技术的发展，都会对社会的生产产生巨大的影响。目前声化学实验室的研究已经积累了不少成果，正期待着向工业生产的转化。我们相信，正如钮约时报所描写的“超声波通过合成、分解，重新排列分子，控制晶体结构等创造出新物质，预计这些新的物质在21世纪的技术领域内引起惊人的飞跃，将为多方面新的技术发展奠定基础”。声化学将会在医学领域有一个蓬勃发展的美好前景！现在，国内外的医学已经证实，高温(41℃～43.5℃)能够杀死所有的病毒和被感染的细胞，癌细胞在41℃、120分钟就可以被高温杀死，对健康的细胞则完好无损。但是，当45℃的高温长时间对人体进行加热时，机体的皮肤温度会上升，全身的汁毛孔均被打开，血管会扩张，血液会升温变稀并加快流速，这时机体会出现严重的缺水份、缺营养和缺氧状态，会造成免疫力大大下降，同时就会出现脱水或虚脱、昏迷、热休克、心脏仃止跳动等症状，甚至会造成死亡。就是说，破坏了人体的生态平衡。这实际上这是一个理想的目标，又是一个困难的、不易达到的目标。几乎目前所有的热疗生物学家和技术专家都在朝着这个目标奋斗。这是目前在世界范围内各种热疗还不能用于较长时间对肿瘤进行全身热疗的主要瓶颈。
本发明人认为采用高温热疗杀灭癌细胞时，其一，尤其是在45℃以上时，应尽时使用最短的治疗时间便不会灼伤皮肤而确保治疗效果；其二，在对患者身体热疗时，无肿瘤的部位温度越低越好，而肿瘤病灶的局部则温度越高越好，采用超声头对持共振的方法来确保治疗效果。


本发明人经研究认为；药物不能治疗的可以用手术治疗，手术不能治疗的可以用基因治疗，基因也治不好的可以用热疗治疗，热疗不能治疗的确实也就无法治疗了。21世纪是生物热医学工程学的世纪，生物热医学工程技术已经成为发展创新医学科技的前沿和制高点。所以说生物热医学工程技术的应用背景是非常宽的。
我们知道，超声波是通过载体水来发挥强大的能量的，如果超声辐射头不能用载体水直接与皮肤接触，其能量将会大大削弱而影响治疗效果。为了克服国内外现有超声波治疗设备的超声辐射头不能用载体水直接与身体接触而不能最充分的发挥其治疗效果和采用单一的超声辐射头对人体表皮能量过大的不足，本发明提供一种“充水共振式超声辐射头高温杀灭癌细胞的治疗设备”，该发明一是采用了对超声辐射头充水来与人体直接接触；二是采用多超声辐射头对持的共振方法使无病灶处能量最小，而在癌细胞部位能量最大来杀灭癌细胞。该发明不仅能杀灭癌细胞治疗癌症，而且还能粉碎各种体内的结石。是一种全世界都在努力开发研究的最佳的癌症治疗设施。治疗时对人体无害，无副作用，为无损伤的绿色治疗法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本发明包括由“治疗床装置”(A)、“超声波电器主机”(B1)、“密封充水式超声波辐射头”(B2)构成；其中“治疗床装置”(A)包括由‘固定床体’(a-1)、‘床腿’(a-2)、‘治疗孔洞’(a-3)、‘轨道’(a-4)构成；“超声波电器主机”(B1)包括由‘总仪表’(j-1)、‘分仪表’(j-2)、‘显示灯’(j-3)、‘电器开关’(k-1)、‘充水开关’(k-2)、‘超声头电源线’(b-5)、‘主机电源线’(b-6)构成；“密封充水式超声波辐射头”(B2)包括由‘上超声头’(b-1)、‘上辐射罩’(b-1-2)、‘上升降装置’(b-1-3)、‘上超声头充水管口’(b-1-4)和‘下超声头’(b-2)、‘下辐射罩’(b-2-2)、‘下升降装置’(b-2-3)、‘下超声头充水管口’(b-2-4)与‘水箱底座’(b-3)、‘滑道装置’(b-4)、‘超声头电源线’(b-5)、‘主机电源线’(b-6)、‘上超声头电源线’(b-7)、‘下超声头电源线’(b-8)、‘水管’(b-9)、‘水泵’(b-10)构成。
在进行治疗时，‘上超声头’(b-1)和‘下超声头’(b-2)的‘上辐射罩’(b-1-2)、‘下辐射罩’(b-2-2)的辐射开口处是用弹性胶质材料密封好的‘平埔密封膜’(b-1-8)、‘凸起密封膜’(b-1-9)，在‘上辐射罩’(b-1-2)、‘下辐射罩’(b-2-2)上连接着‘上超声头充水管口’(b-1-4)、‘下超声头充水管口’(b-2-4)并与‘水管’(b-9)、‘水泵’(b-10)和‘水箱底座’(b-3)相连接构成一套向‘上辐射罩’(b-1-2)、‘下辐射罩’(b-2-2)充水的管路；同时，上下超声头呈对持按装，形成共振的高能量的超声能量辐射源。
本发明的有益效果是，本发明提供一种“充水共振式超声辐射头高温杀灭癌细胞的治疗设备”，该发明一是采用了对超声辐射头充水来与人体直接接触；二是采用多超声辐射头对持的共振方法使无病灶处能量最小，而在癌细胞部位能量最大来杀灭癌细胞。该发明不仅能杀灭癌细胞治疗癌症，而且还能粉碎各种体内的结石。是一种全世界都在努力开发研究的最佳的癌症治疗设施。治疗费用底廉、便于普及推广应用、便于大规模生产制造、不用放、化疗、对人体有益而无害、无副作用、为无损伤的绿色疗法。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明图1是本发明“充水共振式超声辐射头高温杀灭癌细胞的治疗设备”的主要结构图示；图2～图3是本发明在用于治疗时的剖示图解；图4～图5是本发明“密封充水式超声波辐射头”的剖示图；图6是本发明高能量的“密封充水式超声波辐射头”的剖示图；图7是本发明‘手摇式升降装置’的剖示图；图8是本发明‘电动式升降装置’的剖示图；图9是本发明‘液压式升降装置’的剖示图。
图中，A.“治疗床装置”、B1.“超声波电器主机”、B2.“密封充水式超声波辐射头”A.“治疗床装置”包括a-1.‘固定床体’、a-2.‘床腿’、a-3.‘治疗孔洞’、a-4.‘轨道’。
B1.“超声波电器主机”包括j-1.‘总仪表’、j-2.‘分仪表’、j-3.‘显示灯’、k-1.‘电器开关’、k-2.‘充水开关’、k-3.‘上超声头电源开关’、k-4.‘上超声头充水开关’、k-5.‘下超声头电源开关’、k-6.‘下超声头充水开关’。
B2.“密封充水式超声波辐射头”包括b-1.‘上超声头’、b-1-2.‘上辐射罩’、b-1-3.‘上升降装置’、b-1-4；‘上超声头充水管口’、b-1-A.‘下开口式辐射罩’、b-1-B.‘上开口式辐射罩’、b-1-8.‘平埔密封膜’、b-1-9.‘凸起密封膜’；b-2.‘下超声头’、b-2-2.‘下辐射罩’、b-2-3.‘下升降装置’、b-2-4、‘下超声头充水管口’；b-2-5.‘能量扩散器’、b-2-6.‘能量压缩器’、b-2-7.‘能量辐射器’；b-3.‘水箱底座’、b-4.‘滑道装置’、b-5.‘超声头电源线’、b-6.‘主机电源线’、b-7.‘上超声头电源线’、b-8.‘下超声头电源线’、b-9.‘水管’、b-10.‘水泵’、b-X.‘固定块’。
B00-.1‘手摇式升降装置’、B00-2.‘电动式升降装置’、B00-3.‘液压式升降装置’。
f-1.‘患者’、f-2.‘癌瘤病灶’。

在图1中，本发明由“治疗床装置”(A)、“超声波电器主机”(B1)和“密封充水式超声波辐射头”(B2)构成。“治疗床装置”(A)由硬质材料制作的长方形的‘固定床体’(a-1)和‘床腿’(a-2)并在床板上开了‘治疗孔洞’(a-3)与连接在‘固定床体’(a-1)床底下的‘轨道’(a-4)构成。
在图2～图3中；“超声波电器主机”(B1)上顺序按装着‘总仪表’(j-1)、‘分仪表’(j-2)、‘显示灯’(j-3)、‘电器开关’(k-1)、‘充水开关’(k-2)和连接“密封充水式超声波辐射头”(B2)的‘超声头电源线’(b-5)及‘主机电源线’(b-6)。
“密封充水式超声波辐射头”(B2)下面连接着‘水箱底座’(b-3)、‘上超声头电源线’(b-7)、‘上超声头电源开关’(k-3)、‘上超声头充水开关’(k-4)、‘下超声头电源线’(b-8)、‘下超声头电源开关’(k-5)、‘下超声头充水开关’(k-6)及‘主机电源线’(b-6)、‘水管’(b-9)、‘水泵’(b-10)和‘滑道装置’(b-4)构成；‘固定床体上’(a-1)躺着患‘癌瘤病灶’(f-2)的‘患者’(f-1)。
在图4～图5中，“密封充水式超声波辐射头”(B2)包括由；连接在金属制成的喇叭状的‘上辐射罩’(b-1-2)内的‘上超声头’(b-1)元件和连接在‘上辐射罩’(b-1-2)的‘上超声头充水管口’(b-1-4)的金属圆管及‘上升降装置’(b-1-3)构成了“上超声辐射治疗头装置”；连接在金属制成的喇叭状的‘下辐射罩’(b-1-2)内的‘下超声头’(b-1)元件和连接在‘下辐射罩’(b-1-2)的‘下超声头充水管口’(b-1-4)的金属圆管及‘上升降装置’(b-1-3)构成了“下超声辐射治疗头装置”。
“密封充水式超声波辐射头”(B2)在‘上辐射罩’(b-1-2)和‘下辐射罩’(b-2-2)的‘下开口式辐射罩’(b-1-A)与‘上开口式辐射罩’(b-1-B)的开口处连接着密封的簿膜橡胶的‘平埔密封膜’(b-1-8)和‘凸起密封膜’(b-1-9)。
在图6中，高能量的“密封充水式超声波辐射头”由‘下超声头’(b-2)、‘下辐射罩’(b-2-2)、‘下升降装置’(b-2-3)、‘下超声头充水管口’(b-2-4)及金属车灯反射罩式的‘能量扩散器’(b-2-5)与金属收缩管的‘能量压缩器’(b-2-6)和金属喇叭口状的‘能量辐射器’(b-2-7)、‘平埔密封膜’(b-1-8)、‘凸起密封膜’(b-1-9)组成。
在图7中，‘手摇式升降装置’(B00-1)是在‘上超声头’(b-1)上连接‘手摇式升降装置’(B00-1)，手摇式升降装置’(B00-1)由蜗杆和蜗轮及摇柄组成并经‘固定块’(b-X)与机体连接。
在图8中，‘电动式升降装置’(B00-2)是在‘上超声头’(b-1)上连接‘电动式升降装置’(B00-2)，‘电动式升降装置’(B00-2)由电机与变速装置组成并经‘固定块’(b-X)与机体连接。
在图9中，‘液压式升降装置’(B00-3)是在‘上超声头’(b-1)上连接‘液压式升降装置’(B00-2)，‘液压式升降装置’(B00-3)由液压装置系统组成并经‘固定块’(b-X)与机体连接。


一种充水共振式超声辐射头高温杀灭癌细胞的治疗设备。包括由治疗床装置、超声波电器主机和密封充水式超声波辐射头组成；一是采用了对超声辐射头充水来与人体直接接触；二是采用多超声辐射头对持的共振方法使无病灶处能量最小，而在癌细胞部位能量最大来杀灭癌细胞，不仅能杀灭癌细胞治疗癌症，而且还能粉碎各种体内的结石，是一种全世界都在努力开发研究的最佳的癌症治疗设施。治疗费用低廉、便于普及推广应用、便于大规模生产制造、不用放、化疗、对人体有益而无害、无副作用、为无损伤的绿色疗法。