CN102284132A

CN102284132A - 基于多针形电极的高压脉冲电场治疗装置

Info

Publication number: CN102284132A
Application number: CN2011101801681A
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 赵波; 白璐
Original assignee: Hangzhou Dianzi University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明涉及一种基于多针形电极的高压脉冲电场治疗装置。现有的治疗装置都会在一定程度上对身体造成伤害，副作用较大。本发明包括多根针形电极、绝缘套管、接线器、高压脉冲发生器和高压脉冲控制器。多根针形电极中的一根针形电极与高压脉冲发生器的负极连接，其余单针形电极通过接线器与高压脉冲发生器的负极连接。单针形电极包括针形金属部分和绝缘漆涂层，针形金属部分的上段包覆有绝缘漆涂层；绝缘漆涂层外套置有绝缘套管；单针形电极的金属部分采用镍镉材料。本发明结构简单，成本低廉，制造维护方便。

Description

基于多针形电极的高压脉冲电场治疗装置

技术领域

本发明属于医疗机械技术领域，涉及一种基于多针形电极的高压脉冲电场治疗装置。

背景技术

目前临床上对于病人病变部位的处理（以肿瘤为例），主要的治疗手段有：一，外科治疗，采取手术切除肿瘤的方法，在治疗早期效果较好，但中晚期效果不如早期。二，放射治疗，利用同位素衰变和加速器产生的射线治疗，但放射治疗本身会带来一些近期或远期副作用。三，化学疗法，化疗是利用化学抗肿瘤药物治疗恶性肿瘤的主要手段，但化疗药物毒副作用较大。四，介入治疗，是指在X光机(或C型臂)、CT、B超等设备引导下通过穿刺针或导管插入人体肿瘤病灶或肿瘤供血血管注射化学药物，达到治疗的目的，但会出现类似全身化疗后产生的副作用。由此可以看出以上治疗手段都会在一定程度上对身体造成伤害，副作用较大，因此，寻找一种新的可以克服以上缺点的肿瘤处理方法对目前肿瘤治疗具有非常重要的意义。

高压脉冲电场具有高电压，低电流，作用时间短，产热少等特点，目前的主要应用于杀菌领域，对于医学领域应用甚少。

发明内容

本发明的目的就是针对目前人体病变尤其是肿瘤及正常组织治疗的现有手段提出的一种新的处理装置。

本发明装置的应用原理，是将高压脉冲针形电极作用于人体待处理组织部位，通过对电极施加脉冲式高压电，在正负电极间会形成瞬间的高压脉冲电场，这样的瞬间高压脉冲电场将作用于待处理组织细胞，改变细胞膜的离子通透性，形成细胞膜穿孔，促使细胞死亡，由于其作用时间短暂，产生电流很小，对人体并不会造成伤害，从而实现治疗效果。

为了实现上述目的，本发明主要采用如下的技术方案：

本发明包括多根针形电极、绝缘套管、接线器、高压脉冲发生器和高压脉冲控制器。多根针形电极中的一根针形电极与高压脉冲发生器的负极连接，其余单针形电极通过接线器与高压脉冲发生器的负极连接。单针形电极包括针形金属部分和绝缘漆涂层，针形金属部分的上段包覆有绝缘漆涂层；绝缘漆涂层外套置有绝缘套管；单针形电极由金属材料制成，如镍镉材料，其长度为0.1cm～10cm，半径为10um～1000um。

作为本发明的进一步改进，该装置还可以包括导盘，所述的导盘中心及导盘四周开有多个与针形电极相配的孔，导盘中心孔内设置有针形电极，该针形电极与高压脉冲发生器负极连接，导盘四周孔内设置有与高压脉冲发生器正极连接的其它针形电极；所述的中心孔与导盘绝缘，所述的导盘为圆形或多边形。

本发明的有益效果是：

1.本发明结构简单，成本低廉，制造维护方便。

2.利用针形电极会产生更高的电场，精确地作用到处理部位，产热少。

3.本发明处理的后的细胞会随体液运出体外，不会出现疤痕等不利作用。

附图说明

图1(a)为本发明的结构示意图；

图1(b)为改进后的发明结构示意图；

图2为单个针形电极的结构图；

图3为图1（b）中的不同阵列电极的俯视图。

具体实施方式

如图1(a)和图2所示，基于多针形电极的高压脉冲电场治疗装置包括多根针形电极6、绝缘套管11、接线器4、高压脉冲发生器1和高压脉冲控制器2。多根针形电极中的一根针形电极通过导线3与高压脉冲发生器2的负极连接，其余单针形电极通过导线5与接线器4连接，接线器4又与高压脉冲发生器2的负极连接。单针形电极包括针形金属部分10和绝缘漆涂层9，针形金属部分的上段包覆有绝缘漆涂层；绝缘漆涂层外套置有绝缘套管11，用于漏电保护；单针形电极由金属材料制成，如采用镍铬丝，其长度为0.1cm～10cm，半径为10um～1000um，根据待处理的组织特性的不同，选择相应的规格的镍铬丝做成针形电极。在处理组织细胞7时，首先将参考负电极插入待处理组织的合适的位置，然后将正电极的多个针形电极分别均匀的分布在待处理组织细胞上，最后利用高压脉冲控制器来实现对高压脉冲发生器参数的设置，主要参数有脉冲宽度，脉冲频率，电场电压，作用时间。其参数设定范围为：脉冲宽度为1ns～100ns，脉冲频率为1~5000Hz，场强控制范围为0.1Kv～500Kv，作用时间为0.1s～10s。应用过程中会根据实际的处理情况，设定最佳的处理参数，来实现最佳治疗效果。

如图1(b)所示和图2所示，该装置还可以包括导盘8，导盘8中心及导盘四周开有多个与针形电极相配的孔，将单个针形电极上端从导盘下面向上插入孔中并固定在绝缘导盘的中心处，此电极与导盘绝缘，同时设此电极为参考电极，该电极与高压脉冲发生器负极连接，导盘四周孔内设置有与高压脉冲发生器正极连接的其它针形电极，这些电极与导盘间没有绝缘材料相隔，与导盘形成同一导体；导盘外层可包覆高分子绝缘材料。

如图3(a)、3(b)和 3(c)所示，多个针形电极分布在不同形状的导盘上，形成一种相应固定的阵列电极。导盘形状包括图3(a)所示的圆形，图3(b)所示的方形和图3(c)所示的六边形。

实施过程中，由高压脉冲发生器的正负电极引出两根导线，正极与多个针形电极相连接，负极与单个针形电极相连。绝缘套管可以作为握杆，方便对针形电极的操作。针对待处理细胞组织的不同形状合理放置电极的位置，放置好针形电极之后，接上市电，通过调节高压脉冲控制器来控制高压脉冲发生器输出的高压脉冲电场的参数。工作中，针形电极之间形成高压低电流的高压脉冲电场，使处于高压脉冲电场中的组织的细胞膜发生穿孔，导致细胞膜破裂，最后达到杀死待处理细胞组织的目的。其中，高压脉冲电场的参数：电场电压、脉冲频率、脉冲宽度和电场作用时间根据实际的情况选取最佳的处理参数。

就本发明装置的应用，以处理大鼠的内部组织肿块给出详细实验说明：

将一只患有乳腺癌的老鼠作为实验对象，采用本发明装置，在麻醉的条件下将两根特制的针形电极埋入大鼠的肿瘤细胞组织内，接通市电，将高压脉冲电场参数分别设置为：衰减波，脉冲发生频率100HZ，持续时间10s，电场强度：50kv/cm。7天之后查看处理位置的愈合情况发现作用位置的肿瘤细胞组织消失了。通过这个实验可以推知本发明在对治疗大鼠身体上的肿瘤细胞具有很好的效果，由此可以看出将本发明应用在临床治疗具有一定的可实施性。

Claims

1.基于多针形电极的高压脉冲电场治疗装置，包括多根针形电极、绝缘套管、接线器、高压脉冲发生器和高压脉冲控制器，其特征在于：

一根针形电极与高压脉冲发生器的负极连接，其余单针形电极通过接线器与高压脉冲发生器的负极连接；

所述的单针形电极包括针形金属部分和绝缘漆涂层，针形金属部分的上段包覆有绝缘漆涂层；所述的绝缘漆涂层外套置有所述的绝缘套管；

所述的单针形电极由金属材料制成，其长度为0.1cm～10cm，半径为10um～1000um。

2.根据权利要求1所述的高压脉冲电场治疗装置，其特征在于：该装置还包括导盘，所述的导盘中心及导盘四周开有多个与针形电极相配的孔，导盘中心孔内设置有针形电极，该针形电极与高压脉冲发生器负极连接，导盘四周孔内设置有与高压脉冲发生器正极连接的其它针形电极；所述的中心孔与导盘绝缘，所述的导盘为圆形或多边形。