腹腔温热化疗(简称IHCT)疗法通过向腹腔灌注一定温度范围内的化疗药物,综合运用热疗和化疗在肿瘤治疗方面的作用,在提升胃癌等腹腔癌症的治疗效果,抑制癌细胞腹膜转移,降低腹腔癌症术后复发率等方面成效显著。研制一款腹腔温热化疗仪,使之满足腹腔温热化疗疗法的需求,对于提高和改善人民健康生活水平具有重大意义。本文通过分析腹腔温热化疗疗法,获得腹腔温热化疗仪在药液循环管路、药液温度控制、人机交互和运行安全性等方面的性能要求,在此基础上设计了一套腹腔温热化疗仪并制成了原型机。设备控制系统的开发包括以DSP芯片为核心的加热板功率调节、蠕动泵控制、温度采集、步进电机控制等部分。在软件方面,本文运用C#开发了上位机控制软件,用于控制腹腔温热化疗疗法的四个治疗阶段,向下位机发送控制指令,分析治疗过程中的温度数据;运用C语言编写了下位机程序,用于自动采集温度数据,驱动腹腔温热化疗仪加热板功率调节电路、蠕动泵驱动控制电路等功能模块自动完成药液温度、流量的协调控制。针对腹腔温热化疗疗法中最为关键的药液温度控制问题,本文运用系统辨识方法,建立了药液加热过程的数学模型,设计了基于模型的控制器,通过Simulink仿真,优化了控制器参数,实验结果表明,药液加热过程模型与实际系统的相适度达到了90.1%,药液升温快,稳态温度误差小于±0.1℃;通过分析腹腔内药液热量交换过程,建立了药液在腹腔内热量交换的数学模型,运用模糊控制算法,设计了腹腔内药液的流量—温度控制方法。最后,通过实验室模拟腹腔温热化疗实验以及动物实验,对本文研制的腹腔温热化疗仪原型机各组成部分的功能进行了验证;根据对实验过程中药液温度数据的分析,得出了药液温度控制效果;基于对实验样本在术前、术后、术中的血液、呼吸、循环及吻合口愈合等方面的统计分析,获得了本文研制的腹腔温热化疗仪用于腹腔温热化疗手术的安全性评估。