专利名称：基于人工免疫技术的肿瘤电子治疗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用人工智能和神经网络的理论与技术所确立的 人体神经细胞(神经纤维)“动作电位”活动各参数，见
图1，实现一种“人工生物因子”的 细胞免疫调控治疗仪，达到配合使用治疗肿瘤的目的。
背景技术：
肿瘤发病和人体自身免疫功能状态明显有关，免疫力低下者易患恶性 肿瘤；患病后，癌细胞分泌代谢毒素损害各脏器组织；其主要治疗方法是手术、放疗和化 疗，手术的机械性创伤造成相关脏器缺失和功能丧失，放疗损伤照射野局部脏器组织，全身 副效应亦较明显，化疗药物随血流周流全身，毒副作用广泛，且较重，甚至危及生命。在上述 因素作用下，癌症病人的免疫力通常很低。改善免疫功能的相关医疗技术现状人类很多疾病的发病与免疫功能障碍有关， 如结缔组织病的红斑狼疮、免疫性疾病的自身免疫病等等。免疫功能障碍易并发病毒感 染，如获得性免疫缺陷综合症(爱滋病)、普通感冒、流感、肝炎等，而一般药物对病毒多无 效果。目前医学主要采用激素或抗病毒治疗，疗效有限，副作用较明显，需长期用药。有些 疾病既用抑制有关免疫细胞功能的免疫抑制剂，也配用增强另类免疫细胞功能的免疫增强 齐U，以改善相关免疫细胞的功能，这些药物也有一定的毒副作用。总之，免疫性疾病涉及的 病种繁多，治疗方法有限，疗效不理想，应当努力挖掘其他有效治疗方法。癌症和免疫性疾病病人的改善免疫力的治疗，其主要药物有两类，一是我国的传 统中药，制剂繁多，有一定的效果，毒副作用相对较低。另一类是近30年兴盛起来的生物反 应调节剂，如干扰素，香菇多糖、白细胞介素、胸腺肽等等，有者价格较贵，副作用较明显，其 应用受到限制。药物是通过药理作用发挥其治疗效果，必然产生一定的毒副作用，而且起效 慢，作用微弱，达不到较快、确切改善免疫力的效果。疾病是人体在一定病因损害性作用下，因自身稳定调节作用紊乱而发生的异常生 命、生理活动过程，出现相关症状和体征而发病。传统的祖国医学很早就认识到疾病的发病 过程，数千年来就采用针灸技术刺激经络穴位治病，对不少疾病有良好效果，目前不少国家 也采用该技术。医学研究表明，经络穴位处多有重要的神经通过，针刺穴位实际上也刺激了 神经。现代针灸经络生物物理学研究表明，经络是一极微细的体液管道，具有低阻抗导电特 性和经络电位活动。它“内联脏腑，外络肢节，贯穿全身，运行气血，调节阴阳，维持平衡，调 虚实，处百病”，对人体各脏器功能的调节起着重要作用，提高人体抗病能力，保持健康。现 代医学对神经作了深入的研究，实测了神经细胞“动作电位”波形，明确了该波形的特征和 相关参数；定性定量地测定了神经所含阻抗Rn、容抗Cn和感抗Ln，依此提示了神经细胞有 其最适“电位”活动频率，从而，明确了神经生理活动的本质是其特殊的“动作电位”活动。 但针灸是一机械性刺激，其刺激特性与神经及经络生理活动“电位”的本质完全不相符，疗 效明显受限。近百年来国外研制出多种类型的电子医疗仪器，50余年来我国也应用这些设备， 例如超声波治癌仪，是通过热效应杀伤癌细胞，是一局部治疗方法。该设备治疗过程复杂， 对病人限制较大，有可能损伤肿瘤相邻重要脏器，不能治疗微小转移癌。陡脉冲治癌仪，该 设备可致肿瘤细胞膜电穿孔，改变其通透性，促进化疗药进入细胞内，杀死癌细胞，是一辅助治疗，其本身无治癌作用。在针灸技术基础上发展起来的低频电治疗仪，产品较多，如日本产IT01200型TENS治疗仪、美国产AUT0GENICSA620型脑电生物反馈系统、我国上海产 G6805型电针仪等。通过刺激经络穴位和神经，发挥其调理作用，改善免疫力，对心、脑血管 疾病、帕金森病、造血系统疾病、神经功能障碍等疾病有一定疗效，但较弱，尚未见用于恶性 肿瘤的治疗。这些电子医疗仪器的医学技术指标采用的是电子学的方波、正弦波、锯齿形 波、或其种种组合，其波形特点是物理波形，实质上是一种“人工物理因子”。这些波形参数 与神经细胞所固有的“动作电位”波形活动各参数完全不相适应，所使用的频率也很高，不 能促使神经细胞“波形响应”和“频率响应”，不能促成“生物共振”，不能激发神经主动应答 性反应，因此，不能有效兴奋神经和经络、改善它们的功能，其疗效必然受限。肿瘤本身无神经，人们不能感知其存在，当它增大到一定程度、侵及周围正常组 织、引起症状、明确诊断时，常界晚期，发生转移，欧美医疗发达国家约60%病人已处于此状 态，在我国，尤其乡镇农村，其转移率更高。因此，绝大多数病人需手术、放疗、化疗等综合治 疗。这些方法均是外因性、损伤性治疗手段，病人完全处于被动状态接受其治疗，进一步降 低其免疫力。脏器受损伤、免疫力降低，即病人失去了 “内因抗病基础”的配合，任何治疗方 法实难取得良效。细胞是人体最小的功能单位，制造各种活性物质，维持正常生理活动，对抗疾病， 保持人体处于健康状态。细胞生理活动的基础和表现形式是其“生物电位”信息活动。当 今医学一般都采用药物的方法改善脏器组织功能、治疗疾病，药物的药理作用与人体细胞 “电”的生理活动特点完全不相符，人体完全处于被动状态接受其治疗，实质是一强迫性的 治疗方法，因此，疗效受限。不同“质”的矛盾总是要用与之相应的方法去解决，既然细胞生 理活动的本质是其特殊的“电”的活动，那么，采用与其相应的“电”的方法去刺激它，实则 抓住了改善细胞功能的核心方法，有可能引起细胞发生“波形响应”和“频率响应”，促使“生 物共振”，达到兴奋细胞并改善其功能的目的。
发明内容
1.本发明的实施过程本发明是鉴于上述问题而完成的研究，其目的在于，提供应用现代新颖的计算机 人工智能手段，将人工神经网络和人工免疫系统通过有效的协同作用机制，确立人体神经 细胞“生物电位”活动各参数，实现由既往医学界沿用的各电子治疗仪技术参数的“物理波 形”向“生物波形”这一“质”的转换。刺激人体有关经络走行途径上两个特定穴位处(含 神经)体表，通过生理性调节，改善各脏器组织功能，特别是免疫系统功能，增强人体自身 固有的免疫抗病能力，维持健康，对恶性肿瘤等免疫力低下的病人发挥良好的治疗效果。本发明潜心研究解决上述课题的结果，首先通过“白细胞增长仪”(以下简称“白 仪”，其专利号是ZL 95 1 17623.4)的临床应用，发现经过528例恶性肿瘤化(放)疗—— 神经动作电位波形在人体产生效应的研究，肯定了对癌症病人化、放疗所致的血白细胞计 数减少有明显增升效果，同时，也减轻了其他毒副反应。本发明者进一步反复研究，用微电子技术模拟了神经组织和其细胞“生物电位”活 动各参数，依据临床应用反馈信息，对医学技术指标予以多次改进和完善，其临床治疗效果 有较大提高，尤其突现出治癌效果，故发展为“肿瘤治疗仪”(以下简称肿瘤仪)。该技术1996年用于临床，2000年实施了转化，2004年1月14日授予专利权利，专利号为ZL 00 1 13777. 8。经多家省级医院应用、对比研究和和统计学处理，均肯定了有明显的治癌效果，有 关医院先后发表了论文“生物电位效应在食管癌化疗中的作用”、“仿生波肿瘤治疗仪联合 化疗治疗晚期胃癌的研究”、“仿生波肿瘤治疗仪”减轻放、化疗毒副反应的疗效观察”。原“白仪”和“肿瘤仪”两产品的医学技术指标均使用了 I、II号波，而科学技术是 一渐进性的深化发展过程，使用I号“兴奋波形”，原目的在于改善局部组织敏感性，以增强 后续的II、III号治疗波的效果，但经10年临床实践观察，其作用并不理想。II号“综合 神经动作电位波形”，即由A、B、C三种类型神经细胞(纤维)的电位所构成，其目的在于整 体改善一组神经组织的功能 ，经临床实践，对比研究，该波形的疗效亦不理想。以上两波形 于1999年弃之，仅保留了原两产品医学技术指标的III号波形，即神经细胞“动作电位”波 形，进行临床试用观察。其因是，在人体，一股神经组织通常含有大量、甚至数十万、百万个 神经细胞，由肢体感受到的刺激信息(感觉)传至大脑，是由三级神经原(细胞)以接力形 式完成这一信息传递，每一神经细胞的长度可达数十厘米。它们并非平行规律排列，可形成 角度，或相互缠绕。同时，各神经细胞兴奋时间也非同步，实测其“动作电位”多在微伏级， 而单个神经细胞“动作电位”则波动于80 120毫伏，如此大幅度地高于一股神经组织的 电位数值，很可能是一组神经组织的电位数值是各神经细胞电位的“矢量代数和”。采用“综 合神经动作电位”波形刺激一股神经组织，不能逆向有效兴奋数目繁多的神经细胞并改善 其功能，而且占据了每次50%的治疗时间，依临床应用效果，废弃II号“综合神经动作电位 波形”是合理的。对上述两产品的三号波，即单个神经细胞“动作电位”波形特性，依据临床 应用反馈信息作了三次较大幅度的改进和完善，2006年最后定型，经三年应用，达到理想效^ ο本发明的医学技术指标是人体神经细胞“动作电位”波形，其波形构成设定该波 形最高正向绝对值峰值为1单位(U)，按照波形各子波产生的时间顺序，从零电位较慢上升 形成“a”波段，幅值0. 3U，持续时间0. 5毫秒；继续快速上升，形成“b”波段，幅值1. 0U,即 快速下降至0. 4U，持续时间1. 0毫秒，下接c波段；c波段幅值0. 4U，下降至零电位，持续时 间2. 2毫秒，续接“d”波段；“d”波段起始零电位，反向下行，负向电位绝对幅值0. 26U,缓 慢平稳变化，后上升至零电位，持续时间5. 3毫秒，续接“e”波段；“e”波段起始于零电位， 正向上升达幅值0. 1U，持续时间3毫秒。以上各波相连接，构成神经细胞“动作电位”正向 电位波形。神经细胞具有接受刺激而兴奋、双向传递信息的特点，本发明又设神经细胞“动 作电位”负向电位波形，与正向波各参数绝对值相同。正向波和负向波以1 1关系交替出 现，该设计，可避免治疗电极在人体组织处形成的电荷聚集。本发明与“白仪”及“肿瘤仪” 医学技术指标的对比见附表3-1所示表3-1本发明与“白细胞增长仪”及“肿瘤治疗仪”医学技术指标对比表
权利要求
一种基于人工免疫技术的肿瘤电子治疗设备，有图2系统总体，由I/O模块、电源模块和治疗模块组成。包括系统主体治疗模块电路(图3)、电源模块(图4)、I/O模块(图5)、系统软件流程(图6)、液晶面板布局(图7)、面板电源开关及输出布局(图8)、整机外型(图9)。其输出作用参数是人体神经细胞一次兴奋所形成的“动作电位”波形(图1)，其特征在于神经细胞“动作电位”的形成，依波形出现的时间顺序，依次为a、b、c、d、e五个电位波段，紧密连续，形成一完整的神经细胞一次兴奋时所呈现的“生物电位”波形。
2.依权利要求1所述的电位波段有图1所示a、b、c、d、e五个电位波段，并设立完全 对等的负电位。其特征在于a波段持续时间为0. 5ms, b波段1. 0ms, c波段2. 2ms, d波段 5. 3ms, e波段3. Om S。设定该波形的主波b波段的幅值为1个绝对单位(U)，则a波段为 0. 3U, c 为 0. 4U，d 为 0. 26U, e 为 0. 1U。
3.依权利要求1所述的系统总体构成，有图2，由治疗模块、电源模块、I/O模块构成。 其特征在于功能模块分别独立。
4.依权利要求1所述的系统主体治疗模块电路有图3，由中央处理器及其外围电路组 成。其特征在于以U1(C8051F020)为主处理器，包括JTAG调试电路、基准电压电路、复位电 路、波形输出电路、串口电路、人体阻抗采集电路、波形放大电路等外围辅助电路构成系统 主体电路。
5.依权利要求1所述的电源模块，有图4，由不同型号的电源芯片、数个整流桥和一些 辅助器件组成。其特征在于外接电源，变压器变压，经整流桥、二极管和电容整流稳压，取 得本仪器电路所需的各直流电压。用整流桥Gl、G2、G3将交流转为直流，然后用电源芯片 MC7805产生+5V电压，MC7812产生+12V电压，LM317产生3. 3V电压，用200V稳压二极管 产生+100V和-100V电压。
6.依权利要求1所述的I/O模块，有图5，由语音电路部分和键盘电路部分构成。其特 征在于用ISD4003语音芯片作为语音输出，按键电路设计作为输入。
7.依权利要求1所述的系统软件流程，有图6，由上位机程序和下位机程序组成。其特 征在于由触摸屏扫描程序、键盘扫描程序、上位机扫描程序、显示程序、键盘处理子程序、触 摸屏处理子程序、指令处理子程序构成一个主循环。
8.依权利要求1所述的液晶面板布局，有图7，由显示部分和操作部分组成。其特征在 于屏幕的左边作为波形显示和人体阻抗显示的主画面，右边是各项参数的显示和调节。
9.依权利要求1所述的面板电源开关及输出布局，有图8，由电源线孔和波形输出线孔 组成。其特征在于开关位于显示屏的下方，输出接口位于电源开关的两侧。
全文摘要
“基于人工免疫技术的肿瘤电子治疗设备”，应用微电子技术建立了人体神经细胞“动作电位”活动信息，实现了一种“人工生物电位”技术。该技术参数适应于人体神经细胞生理活动的特点，有效兴奋神经、经络和大脑，发挥对全身调节作用，改善各组织细胞的功能，从而建立起人体内因抗病基础，对抗疾病。该设备技术采用外接电源、变压器变压、整流桥、二极管和电容整流稳压，取得电路所需各直流电压。系统通过单片机U1 C8051F020内集成的D/A转换器将神经细胞“动作电位”波形数据表还原为其实际的波形，经放大作用于人体，实现治疗程序。
文档编号A61N1/36GK101961526SQ200910023979
公开日2011年2月2日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者王振雄, 王磊 申请人:王磊;王振雄