CN116803448A - 一种肿瘤电场治疗仪及控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肿瘤电场治疗仪及控制***，包括：脉冲发生器，用于产生脉冲信号，通过产生的脉冲信号控制电子开关进行开闭电极，通过导线与电子开关连接，根据电子开关的通断进行加热，贴合设备，内部两侧设有所述电极，所述贴合设备内部设有充电器，用于给所述脉冲发生器和控制器进行供电，所述控制器，用于控制所述脉冲发生器和进行温度监测；该装置将电极分为两组，通过电子开关实现两组电极的导通切换，脉冲发生器发出的正弦波为周期性变化，且治疗强度也为周期性变化，使得同一电极的单次工作时间不会过长，避免对人体皮肤造成损伤。

Description

一种肿瘤电场治疗仪及控制***

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种肿瘤电场治疗仪及控制***。

背景技术

肿瘤治疗电场(Tumor Treating Fields，TTFields/TTF)，是一种低强度中频交变电场，可阻止某些肿瘤细胞有丝***过程中纺锤体微管的形成及细胞***期胞内细胞器的分离，诱导有丝***期的细胞凋亡，从而实现***的作用。

与传统的癌症治疗方式相比，TTF具有创新的作用机制。肿瘤细胞的一些生理特性，如几何形状和高频有丝***，使其易受TTF的影响。TTF通过在细胞内极性粒子(例如大分子和细胞器)上施加定向力来破坏微管蛋白的正常聚集。这些过程可能导致细胞膜的物理破坏和细胞凋亡。而在细胞有丝***末期，卵裂沟的结构形态会导致其周围电场分布不均，同时在TTF影响下，卵裂沟处的电场强度显著增强，细胞中带电物质向卵裂沟移动，使细胞结构的形成受到干扰甚至破坏，最终可导致细胞***失败，走向凋亡。

TTF是继手术、放疗、化疗等治疗手段之后全新的肿瘤治疗方法，理论上对所有实体瘤有效。目前体外实验研究已经证明：TTF对多种肿瘤细胞株的增殖有显著抑制作用，但现有的TTF对一些肿瘤在术前不能进行活检，如脑肿瘤，就无法判断肿瘤细胞的类型在使用TTF进行治疗时所需设置的电场强度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种肿瘤电场治疗仪及控制***。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种肿瘤电场治疗仪，包括：

脉冲发生器，用于产生脉冲信号，通过产生的脉冲信号控制电子开关进行开闭

电极，通过导线与电子开关连接，根据电子开关的通断进行加热，

贴合设备，内部两侧设有所述电极，所述贴合设备内部设有充电器，用于给所述脉冲发生器和控制器进行供电，所述控制器，用于控制所述脉冲发生器和进行温度监测。

作为上述技术方案的进一步描述：若干所述电极分为两组，两组所述电极位于所述贴合设备的不同位置。

作为上述技术方案的进一步描述：任一组所述电极的排列方式为线性阵列或圆周阵列，所述电极的阵列中设有若干温度传感器，所述温度传感器的数量为8个。

作为上述技术方案的进一步描述：所述电极一侧开设有圆孔，所述圆孔内部放置有热敏电阻，所述热敏电阻通过导线与所述控制器连接，将检测的温度数据发送给所述控制器进行温度监测。

作为上述技术方案的进一步描述：所述脉冲信号为100-300kHz的正弦波，通过所述电子开关把输出在两组所述电极之间切换，在预定时间内工作完成后切换为另一组。

还包括一种肿瘤电场控制***，所述控制***适用于上述技术方案中任一项所述治疗仪，包括：

控制模块，包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和所述第二控制单元在预定时间内进行交替控制；

脉冲发生模块，用于接收所述控制模块发送的输出信号，并根据相应的信号输出对应的脉冲信号；

计时模块，可以设定预定时间，在设定时间后，可以将设定的时钟信号发送给所述控制模块；

温度监测模块，对电极的温度进行监测，并将检测信息反馈给所述控制模块。

作为上述技术方案的进一步描述：所述第一控制单元为频率控制单元，通过控制输出频率来控制所述脉冲发生模块输出相应的脉冲信号，所述第一控制单元的输出频率越大，所述脉冲发生模块的脉冲信号输出的相位差越小。

作为上述技术方案的进一步描述：所述第二控制单元为场强控制单元，通过控制电场强度来控制所述脉冲发生模块生出型应的脉冲信号，所述第二控制单元通过控制电压使所述脉冲发生器的输出信号的幅值发生变化，场强越大，对应输出的幅值越大。

作为上述技术方案的进一步描述：所述计时模块用于设定预定时间和超频警示时间，所述预定时间为0.5-1.5秒，所述超频警示时间为2-3分钟。

作为上述技术方案的进一步描述：所述控制***还包括警示模块，所述警示模块在计时模块进行型超频警示时间内进行警报。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1、在贴合设备上安装有脉冲发生器，通过控制器使脉冲发生器发出不同频率的正弦波，来控制电子开关的通断，使得电路与电极联通，可以形成治疗电场进行工作。

2、电极分为两组，通过电子开关实现两组电极的导通切换，脉冲发生器发出的正弦波为周期性变化，且治疗强度液位周期性变化，使得同一电极的单次工作时间不会过长，避免对人体皮肤造成损伤。

3、在电极处设有热敏电阻，通过对当前电阻温度进行监测，判断电极工作是否正常，如果不正常，则通过警示模块进行警示，在超出警示时间后，未转为正常，则控制模块自动进行断电保护。

附图说明

图1为本发明提出的一种肿瘤电场治疗仪的结构示意图；

图2为本发明中控制***的结构示意图；

图3为本发明中脉冲发生器输出的一种正弦波形图；

图4为本发明中脉冲发生器输出的一种相位变化后的正弦波形图；

图5为本发明中脉冲发生器输出的另一种正弦波形图；

图6为本发明中脉冲发生器输出的另一种幅值变化后的正弦波形图；

图例说明：

1、脉冲发生器；2、电极；3、贴合设备；4、控制器；5、控制模块；51、第一控制单元；52、第二控制单元；6、脉冲发生模块；7、计时模块；8、温度监测模块；9、警示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供的一种实施例：一种肿瘤电场治疗仪，包括：脉冲发生器1，用于产生脉冲信号，通过产生的脉冲信号控制电子开关进行开闭电极2，通过导线与电子开关连接，根据电子开关的通断进行加热，贴合设备3，内部两侧设有电极2，贴合设备3内部设有充电器，用于给脉冲发生器1和控制器4进行供电，控制器4，用于控制脉冲发生器1和进行温度监测。

在本实施例中，贴合设备3可以放置在人体表面，脉冲发生器1和控制器4安装在贴合设备3的内部，在贴合设备3的内侧与人体相接触的一面设置有若干电极2，通过控制器4控制脉冲发生器1发出正弦波，使电子开关进行通断切换，来控制电极2输出的电场强度，以此对人体进行治疗，控制器4还可以接收电极2处的温度传感器反馈的温度信号，判断当前电极加热的温度范围，具体的，温度范围保持在37±2℃，电极2为陶瓷电极，陶瓷电极外部绝缘，更安全，避免发生漏电的危险；本设备可以采用便携式电池供电，方便患者治疗期间移动或外出，电池可设有电量显示，以便患者使用前随时查看。

结合附图，在一个具体的实施例中，贴合设备3设计为头戴设备，具体可以为帽状，可用于治疗脑肿瘤或其他未确定肿瘤，若干电极2分为两组，两组电极2位于贴合设备3的不同位置；任一组电极2的排列方式为线性阵列或圆周阵列，电极2的阵列中设有若干温度传感器，温度传感器的数量为8个；电极2一侧开设有圆孔，圆孔内部放置有热敏电阻，热敏电阻通过导线与控制器4连接，将检测的温度数据发送给控制器4进行温度监测。

在本实施例中，每组电极2的排列方式为3行3列排布，两组电极分别设置在帽状贴合设备3的内衬处，具体可以为贴合设备3的左右两侧或前后两侧，由于交变电场频率为200kHz左右，阻抗为50～100Ω时，可导致陶瓷电极和人体组织发热，造成患者伤害，因此要调整电流，把温度控制在患者可接受的范围内。通过在每个电极陶瓷的中心开孔放置热敏电阻，每个电极阵列有8个热敏电阻，通过屏蔽线把信号传输到“集线器”进行数模转换，并对信号进行分析，传输到脉冲发生器1，由脉冲发生器1根据温度反馈调节输出电流大小。

脉冲信号为100-300kHz的正弦波，通过电子开关把输出在两组电极2之间切换，在预定时间内工作完成后切换为另一组。

在本实施例中，通过将脉冲信号设置为100-300kHz的正弦波，其输出波形与可以控制电子开关的切换，使输出的正弦波交替传输给两组电极，使电极根据相应的波长对应的输出电流产生电场，进行TTF治疗。

电极电缆：由于每个电极阵列有8个温度传感器，还有一路脉冲输出，因此电极电缆需要10芯屏蔽电缆。主电缆：4个电极需要4个输出线，温度信号进行数模转换，加密，传输需要2根通讯线，集线器需要电源线，因此主电缆需要8芯屏蔽电缆。

参照图2，本发明还提供一种肿瘤电场控制***的实施例，控制***适用于上述技术方案中任一项所述治疗仪，包括：

控制模块5，包括第一控制单元51和第二控制单元52，第一控制单元51和第二控制单元52在预定时间内进行交替控制；

脉冲发生模块6，用于接收控制模5发送的输出信号，并根据相应的信号输出对应的脉冲信号；

计时模块7，可以设定预定时间，在设定时间后，可以将设定的时钟信号发送给控制模块5；

温度监测模块8，对电极的温度进行监测，并将检测信息反馈给控制模块5。

在本实施例中，通过计时模块7设定预定时间，将设定好的时钟信号发送给控制模块5，控制模块5根据时钟信号交替发送第一控制单元51和第二控制单元52的输出信号给脉冲发生模块6，脉冲发生模块6根据输出信号发出对应的正弦波，来控制电极2产生不同强度的电场，电极2上设有温度监测模块8，可以将电极2工作后产生的温度反馈给控制模块5，控制模块5以此判断当前的工作过程是否正常，如果不正常，控制模块5控制警示模块9进行报警，通过计时模块7设定的超频警示时间内进行警示，在超出警示时间后一但没有调节正常时，控制模块5自动进行断电保护。

参照图3-图6，第一控制单元51为频率控制单元，通过控制输出频率来控制脉冲发生模块6输出相应的脉冲信号，第一控制单元51的输出频率越大，脉冲发生模块6的脉冲信号输出的相位差越小；第二控制单元52为场强控制单元，通过控制电场强度来控制脉冲发生模块6生出型应的脉冲信号，第二控制单元52通过控制电压使脉冲发生器的输出信号的幅值发生变化，场强越大，对应输出的幅值越大。

在一个具体的实施例中，由于一些肿瘤在术前不能活检，如脑肿瘤，就无法判断肿瘤细胞的类型，但通过脉冲发生器1发送治疗频率为100kHz-300kHz之间进行扫描，如图3所示，也可以为300kHz-100kHz进行扫描，如图4所示，通过调节频率使得正弦波的相位差发生变化，则可以基本上覆盖大部分已知的肿瘤细胞；脉冲发生器1通过电极2产生的电场经人体体表后发生衰减，且肿瘤位置不同，达到肿瘤位置的电场强度也会发生变化，此时电场强度低于1.0V/cm治疗效果开始降低，但电场强度高于3.0V/cm时，治疗仪超频的风险增加，通过控制模块5调整电场的强度，通过频率与强度的配合，使治疗电场强度为一种周期性变化，在该周期内，脉冲发生器1输出的频率和强度均有所变化，且变化周期为1秒，如图5所示，强度由低到高，正弦波的幅值逐渐增大，如图6所示，强度由高到底，正弦波的幅值逐渐减小。

计时模块7用于设定预定时间和超频警示时间，预定时间为0.5-1.5秒，超频警示时间为2-3分钟。

具体的，控制***还包括警示模块9，警示模块在计时模块7进行型超频警示时间内进行警报。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种肿瘤电场治疗仪，其特征在于，包括：

脉冲发生器(1)，用于产生脉冲信号，通过产生的脉冲信号控制电子开关进行开闭

电极(2)，通过导线与电子开关连接，根据电子开关的通断进行加热，

贴合设备(3)，内部两侧设有所述电极(2)，所述贴合设备(3)内部设有充电器，用于给所述脉冲发生器(1)和控制器(4)进行供电，所述控制器(4)，用于控制所述脉冲发生器(1)和进行温度监测。

2.根据权利要求1所述的一种肿瘤电场治疗仪，其特征在于：若干所述电极(2)分为两组，两组所述电极(2)位于所述贴合设备(3)的不同位置。

3.根据权利要求1所述的一种肿瘤电场治疗仪，其特征在于：任一组所述电极(2)的排列方式为线性阵列或圆周阵列，所述电极(2)的阵列中设有若干温度传感器，所述温度传感器的数量为8个。

4.根据权利要求1所述的一种肿瘤电场治疗仪，其特征在于：所述电极(2)一侧开设有圆孔，所述圆孔内部放置有热敏电阻，所述热敏电阻通过导线与所述控制器(4)连接，将检测的温度数据发送给所述控制器(4)进行温度监测。

5.根据权利要求1所述的一种肿瘤电场治疗仪，其特征在于：所述脉冲信号为100-300kHz的正弦波，通过所述电子开关把输出在两组所述电极(2)之间切换，在预定时间内工作完成后切换为另一组。

6.一种肿瘤电场控制***，其特征在于，所述控制***适用于上述权利要求1-5中任一项所述治疗仪，包括：

控制模块(5)，包括第一控制单元(51)和第二控制单元(52)，所述第一控制单元(51)和所述第二控制单元(52)在预定时间内进行交替控制；

脉冲发生模块(6)，用于接收所述控制模块发送的输出信号，并根据相应的信号输出对应的脉冲信号；

计时模块(7)，可以设定预定时间，在设定时间后，可以将设定的时钟信号发送给所述控制模块(5)；

温度监测模块(8)，对电极的温度进行监测，并将检测信息反馈给所述控制模块(5)。

7.根据权利要求6所述的一种肿瘤电场控制***，其特征在于：所述第一控制单元(51)为频率控制单元，通过控制输出频率来控制所述脉冲发生模块(6)输出相应的脉冲信号，所述第一控制单元(51)的输出频率越大，所述脉冲发生模块(6)的脉冲信号输出的相位差越小。

8.根据权利要求6所述的一种肿瘤电场控制***，其特征在于：所述第二控制单元(52)为场强控制单元，通过控制电场强度来控制所述脉冲发生模块(6)生出型应的脉冲信号，所述第二控制单元(52)通过控制电压使所述脉冲发生器的输出信号的幅值发生变化，场强越大，对应输出的幅值越大。

9.根据权利要求6所述的一种肿瘤电场控制***，其特征在于：所述计时模块(7)用于设定预定时间和超频警示时间，所述预定时间为0.5-1.5秒，所述超频警示时间为2-3分钟。

10.根据权利要求6所述的一种肿瘤电场控制***，其特征在于：所述控制***还包括警示模块(9)，所述警示模块在计时模块(7)进行型超频警示时间内进行警报。