关于微波骨肿瘤治疗机测温电路的设计

作者：陈实培　杨国胜　王华　范晓宇

【关键词】 微波治疗机
　　关键词: 微波治疗机;测温;电路
　　
　　0 引言
　　肿瘤组织与正常组织相比，它有供血不足、缺氧、耐热性差、血液循环差的特点，当温度升高到41℃～45℃时，肿瘤细胞会发生不可逆坏死，而正常组织则不致损伤.微波骨肿瘤治疗过程中，温度太低达不到治疗效果，温度太高则会损伤正常组织，治疗温度的监测显得至关重要，为此我们研制了一套测温控制电路.
　　
　　1 电路设计
　　电路如图1所示.
　　
　　图1 骨肿瘤治疗机测温电路　略
　　
　　1.1 温度传感器 采用天津立文电子有限公司的铂电阻Pt1000，根据德国工业标准国际电工委员会标准751，该传感器0℃～100℃之间电阻温度系数平均值为3.58×10-3 /℃.其特点是线性度好，当温度为0℃时，电阻值为1000Ω，温度每升高1℃，电阻值升高3.9Ω.因此，不需要进行非线性校正.
　　1.2 恒流源电路 恒流源电路采用美国BURR-BROWN公司的REF200，该集成电路内含两个100μA恒流源和一个镜像电流源，具有准确度高（100±0.5）μA，低温度系数±25×10-6 /℃，只要在7，8两脚加上2.5V～40V之间的任何一个电压，就可以在1，2脚分别输出100μA电流. 　　1.3 放大电路 放大器采用美国BURR-BROWN公司的INA114，这是一种激光晶片校准技术制成的三运放电路，使用方便无须调节，只需改变1，8脚间的电阻R4以设置所需的增益G，G和R4关系如下:G=1+50kΩR4其主要电器参数是:CMRR115dB，失调电压50μV，温漂0.25μV/℃，输入偏置电流2nA，输入最大电压±40V，工作电源±2.25V～±18V，静态电流3mA.我们将增益设置为100，温度每升高1℃，放大器的输出端电压升高39mV，供12位16路A/D板采样.
　　
　　2 电路安装调试
　　电路安装调试简单方便，将RFE200从集成块插座上取下，INA114的2脚接地，3脚加入100mV频率1kHz正弦信号，调整R4使6脚的输出信号为10V，焊下2脚接地线，插上REF200，调整R2使得INA114的2脚电压为100mV，用标准电阻箱1000Ω代替温度传感器，测得3脚电压亦为100mV，调试完毕，去掉电阻箱，接上温度传感器.
　　
　　3 结果
　　设计的测温电路与A/D板及计算机配合良好，所测温度准确性高，分辨率达到0.01℃.由于采用高共模抑制比的运算放大器，电路结构简单、抗共模干扰能力强，已成功应用于微波骨肿瘤治疗机中，使用结果表明完全满足治疗要求，具有较高实用价值.