CN112105417A - 用于使用微波引起的热曲线来影响生物组织和细胞的发生器 - Google Patents

用于使用微波引起的热曲线来影响生物组织和细胞的发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN112105417A
CN112105417A CN201980027694.9A CN201980027694A CN112105417A CN 112105417 A CN112105417 A CN 112105417A CN 201980027694 A CN201980027694 A CN 201980027694A CN 112105417 A CN112105417 A CN 112105417A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse train
electromagnetic
thermal
ept
microwave generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980027694.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112105417B (zh
Inventor
M·扎多博夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of CN112105417A publication Critical patent/CN112105417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112105417B publication Critical patent/CN112105417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/02—Radiation therapy using microwaves
    • A61N5/022—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/025—Warming the body, e.g. hyperthermia treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/1815—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00714—Temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/0072—Current
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00761—Duration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00767—Voltage
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/1815—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves
    • A61B2018/1823—Generators therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微波发生器(1)，该微波发生器被配置为在生物组织(2)的目标区域中引起温度变化，使得目标区域的温度超过生物组织(2)的致死阈值，其中，微波发生器(1)被配置为释放在0.4GHz至100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串(EPT)，该EPT在生物组织(2)中引起热脉冲串(TPT)，其中，对于电磁脉冲串(EPT)，每个脉冲具有包括在100ms至2分钟之间的持续时间；对于电磁脉冲串(EPT)，脉冲宽度与周期比低于0.25，而对于热脉冲串(TPT)，脉冲宽度与周期比低于0.25；对于电磁脉冲串(EPT)，电磁功率的峰均比超过2，而对于热脉冲串(TPT)，温度的峰均比超过2。

Description

用于使用微波引起的热曲线来影响生物组织和细胞的发生器
技术领域
本发明总体涉及用于热治疗生物组织的设备、系统以及方法。具体地，本发明涉及一种系统，该系统可操作为经由微波发生器所发射的电磁场引起生物组织中的温度升高。
背景技术
近年来，癌症检测和诊断的质量已经得到提高，但是仍然需要微创癌症治疗作为手术、化疗以及放疗的替代，以提高治疗效率和患者的健康，同时降低副作用和成本。热疗法已经用于治疗在细胞水平上引起可逆或不可逆变化的实体肿瘤。热治疗的目的是提高病理组织的温度，而不会使健康组织过度暴露。确保在期望治疗体积内的肿瘤细胞坏死并使对肿瘤周围健康组织的热损伤最小化是必要的。用于提高肿瘤温度的热源包括射频、微波、红外、光学、超声以及不同种类的热源(热水、铁磁热籽、纳米颗粒、电阻植入物)。
热疗法被理解为患者暴露于比他们自己的体温更高的温度。本领域已知较高的温度可以损伤肿瘤细胞，而不伤害正常组织细胞。这种应用可以缩小或从患者去除肿瘤，并且在一些情况下，可以与诸如免疫疗法、化疗和/或放射的其他治疗选择组合，以在治疗患者时产生协同效应。可以用高温装置治疗多种不同的癌症，癌症的样本可以包括脑癌、肺癌、黑素瘤以及其他类型。
基于温度的治疗关于目标组织温度被细分为两组。当目标温度在40℃至46℃之间时，使用术语高温来描述疗法(如果递送的温度在40℃至43℃之间则是轻度高温，在43℃至46℃之间则是中度高温)。当组织温度高于50℃时，疗法通常被称为消融。除了用激光消融体表肿瘤之外，消融是一种侵入性技术，包括将电极插入到组织中以到达肿瘤部位。通常，这导致组织的显著的平均加热。对于给定的生物模型、生理条件以及目标肿瘤区域上的热分布的均匀性，癌症的热治疗的效率由累积的热剂量确定。当前使用的高温的目标理想条件通常被定义为在肿瘤组织体积上的空间均匀恒定剂量，而不使周围的健康组织过热。以持续加热操作的常规高温的目标主要是增强免疫系统和/或增加肿瘤部位的血管舒张。
这从现有技术国际专利申请WO 2010/151370已知，该申请公开了一种包括将一个或多个电磁辐射脉冲指向目标的步骤的方法。所述电磁辐射脉冲引起生物组织中每单位时间的温度升高，并且所述每单位时间的温度升高引起生物组织所包括的细胞的功能的变化。WO 2010/151370所公开的方法在大约每秒一摄氏度到大约每微秒一摄氏度的范围内产生每单位时间的温度升高。然而，WO 2010/151370所公开的方法未涉及累积当量分钟(CEM)，该CEM是细胞死亡率的指示。通过降低宽度与周期比，CEM指数地增加，并且可以超过致死阈值，同时将平均温度维持在低水平。
发明内容
本发明涉及一种微波发生器，该微波发生器被配置为在生物组织的目标区域中引起温度变化，使得目标区域的温度超过生物组织的致死阈值，其中，微波发生器被配置为释放在0.4GHz与100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串，该电磁脉冲串在生物组织中引起热脉冲串，其中，
-对于电磁脉冲串，每个脉冲具有包括在100ms与2分钟之间的持续时间；
-对于电磁脉冲串，脉冲宽度与周期比低于0.25，而对于热脉冲串，脉冲宽度与周期比低于0.25；
-对于电磁脉冲串，电磁功率的峰均比超过2，而对于热脉冲串，温度的峰均比超过2。
根据一个实施方式，生物组织的目标区域中的热脉冲串包括在加热脉冲中具有超过50℃的绝对峰值温度的、低于30％的分数的热脉冲。该特征有利地防止生物组织的大量消融。
根据一个实施方式，微波发生器释放在20.1GHz到100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串。由于穿透深度减小并且皮肤/空气界面处的功率传输系数对于较高频率值增加，该子范围是特别有利的。因此，对于给定的入射功率密度，在生物组织中传输的能量被吸收在生物组织的较小体积中，使得能量密度在所述体积中较高，这在其内部产生具有较高温度梯度的较大加热。此外，使用较高频率允许容易地生成较短的热脉冲，但具有较高的振幅。
根据一个另选实施方式，微波发生器释放在0.4GHz到9.9GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串。因为较低频率在生物组织中穿透得更深，所以该子范围是有利的。
根据一个实施方式，对于电磁脉冲串，每个脉冲具有包括在600ms与2分钟之间的持续时间。
根据一个实施方式，对于电磁脉冲串，脉冲宽度与周期比包括在0.06至0.25之间，而对于热脉冲串，脉冲宽度与周期比低于0.25。电磁脉冲串的脉冲宽度与周期比(即占空比)的值的这些选择与所选择的参数范围相结合的优点是在超过生物组织的致死阈值的CEM区域中工作，同时在实际可实现的值的范围内。
根据一个实施方式，热脉冲串由调幅电磁场引起。
根据一个实施方式，热脉冲由电磁脉冲引起。
根据一个实施方式，热脉冲串包括由电磁功率脉冲形成的至少两个交替的上升和下降间隔。
根据一个实施方式，热脉冲串是由在以下所列的频率中的至少一个频率附近的一个或多个频带中的调幅微波引起的热脉冲序列：{434MHz，915MHz，2.45GHz，5.8GHz，24GHz，61GHz},该序列对应于工业科学医疗(ISM)频带。
根据一个实施方式，微波发生器还包括辐射结构，该辐射结构被配置为发射引起具有给定热分布曲线的热脉冲的电磁场。
根据一个实施方式，微波发生器还包括时钟控制电路，该时钟控制电路被配置为在给定持续时间期间施加热脉冲串。
根据一个实施方式，将热脉冲串施加到在微波发生器所针对的一个区域中包括的生物组织生成低于50℃的热脉冲中的峰值温度。
根据一个实施方式，微波发生器还包括微波电源，该微波电源至少包括发电机和/或电源、频率合成器、波导、隔离器、调节器、功率分配器和/或功率组合器。
根据一个实施方式，微波发生器还包括处理器和存储器，其中，存储器包括至少一个对应关系表，该对应关系表包括用于选择以下各项的配置数据：
-每个电磁脉冲的持续时间；
-热脉冲宽度与周期的比；和/或
-热脉冲峰均比；
当热脉冲串被施加到在微波发生器所针对的一个区域中包括的生物组织时，所述选择符合加热脉冲中的低于50℃的峰值温度。
本发明还涉及一种被配置为引起生物组织中的温度变化的系统，所述系统包括根据上述实施方式中的任意一个的微波发生器和定位模块，以便生成空间中的第一区域的位置坐标，所述坐标用于根据一个取向引导波形发生器，以便在第一区域中产生热脉冲串的会聚波束。
根据一个实施方式，系统还包括微波脉冲的控制单元，该控制单元包括控制电压和电流源，该控制电压和电流源被配置为调制电磁场的振幅和所生成的热脉冲的振幅。
根据一个实施方式，系统还包括冷却系统，该冷却系统在热脉冲串的生成期间应用在第一区域的附近区域中，以便有助于热脉冲的整形并且避免目标区域周围的区域中的过热。
本发明还涉及一种用于在生物组织的样本中引起温度变化的方法，所述方法包括以下步骤：
-识别至少部分地界定目标生物组织的至少一个第一区域的位置；
-引导根据上述实施方式中的任意一个的微波发生器的取向，以便在第一区域中形成电磁脉冲的会聚波束；以及
-在预定持续时间期间施加生成热脉冲串的电磁脉冲。
根据一个实施方式，方法还包括以下步骤：
-选择发射模式，包括：
·选择频率模式；
·选择波形参数；
·选择每个电磁脉冲的宽度；
·选择电磁脉冲串和热脉冲串的脉冲宽度与周期的比；
·选择电磁脉冲串和热脉冲串的峰均比；
-当在第一区域中施加电磁脉冲串时，控制所述发射模式符合至少一个加热脉冲中的峰值温度不超过50℃的温度曲线的产生。
根据本说明书中详细描述的任意一个实施方式，可以使用所有配置的微波发生器和所有配置的系统来实施根据本发明的方法。
本发明还涉及一种用于向包括癌细胞的目标生物组织提供热疗的方法，所述方法包括以下步骤：
-利用定位模块来识别至少部分地界定目标生物组织的至少一个第一区域的位置,该定位模块被配置为生成第一区域的位置坐标；
-使用第一区域的坐标，引导根据上述实施方式中的任意一个的微波发生器的取向，以便在第一区域中形成电磁脉冲串的会聚波束；以及
-在给定持续时间期间将电磁脉冲串施加到第一区域，以便治疗性地处理第一区域。
根据一个实施方式，方法还包括以下步骤：
-选择发射模式，包括：
·选择频率模式；
·选择波形参数；
·选择每个电磁脉冲的宽度；
·选择电磁脉冲串和热脉冲串的脉冲宽度与周期的比；
·选择电磁脉冲串和热脉冲串的峰均比；
-当在第一区域中施加电磁脉冲串时，控制所述发射模式符合至少一个加热脉冲中的峰值温度不超过50℃的温度曲线的产生。
本发明还涉及一种用于向包括癌细胞的生物组织提供热疗的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供微波发生器，该微波发生器被配置为升高生物组织的目标区域的温度，以实现治疗效果，其中，微波发生器释放在0.4GHz至100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串，该电磁脉冲串在生物组织中引起热脉冲串，
其中，
·对于电磁脉冲串(EPT)，每个脉冲具有包括在100ms与2分钟之间的持续时间；
·对于电磁脉冲串(EPT)，脉冲宽度与周期比低于0.25，而对于热脉冲串(TPT)，脉冲宽度与周期比低于0.25；
·对于电磁脉冲串，电磁功率的峰均比超过2，而对于热脉冲串，温度的峰均比超过2；
-将由微波发生器释放的电磁脉冲串(EPT)施加到生物组织的目标区域，以便治疗性地处理目标区域。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器释放在20.1GHz和100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串。由于穿透深度减小并且皮肤/空气界面处的功率传输系数对于较高频率值增加，该子范围是特别有利的。因此，对于给定的入射功率密度，在生物组织中传输的能量被吸收在生物组织的较小体积中，使得能量密度在所述体积中较高，这在其内部产生具有较高温度梯度的较大加热。当治疗患者体表上包括诸如黑素瘤的癌细胞的生物组织时，该特征是特别有利的。
根据一个另选实施方式，方法所提供的微波发生器释放在0.4GHz与9.9GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串。该子范围是有利的，因为较低频率在生物组织中穿透得更深，因此允许到达患者体内的生物组织并且治疗内部肿瘤。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器被配置为对于电磁脉冲串生成具有包括在600ms至2分钟之间的持续时间的各个脉冲。
根据一个实施方式，用于提供热疗的方法被提供到离体的包括癌细胞的生物组织。
根据一个实施方式，对于电磁脉冲串，脉冲宽度与周期比在0.06至0.25之间选择，而对于热脉冲串，脉冲宽度与周期比低于0.25。电磁脉冲的脉冲宽度与周期比(即占空比)的值的这些选择与所选择的参数范围相结合的优点是提供了一种在超过生物组织的致死阈值的CEM区域中工作的热疗方法。相反，表明，可以使用5％以下的占空比，以便为具有慢性进行性疾病或具有慢性进行性疾病(诸如CPD)的风险的生物组织或流体提供保护性疗法，慢性进行性疾病包括II型糖尿病、阿尔茨海默氏病、特发性肺纤维化(IPF)、心脏病等。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器被配置为使得生物组织的目标区域中的热脉冲串包括具有超过50℃的加热脉冲中的绝对峰值温度的、低于30％的分数的热脉冲。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器被配置为使得热脉冲串包括由电磁功率脉冲形成的至少两个交替的上升和下降间隔。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器被配置为使得热脉冲串是由在以下所列频率中的至少一个频率周围的一个或多个频带中的调幅微波引起的热脉冲序列：{434MHz，915MHz，2.45GHz，5.8GHz，24GHz，61GHz},该序列对应于工业科学医疗(ISM)频带。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器包括辐射结构，该辐射结构被配置为发射引起具有给定热分布曲线的热脉冲的电磁场。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器包括微波电源，该微波电源至少包括发电机和/或电源、频率合成器、波导、隔离器、调节器、功率分配器和/或功率组合器。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器包括处理器和存储器，其中，存储器包括至少一个对应关系表，该对应关系表包括用于选择以下各项的配置数据：
-每个电磁脉冲的持续时间；
-热脉冲宽度与周期的比；和/或
-热脉冲峰均比；
当电磁脉冲串被施加到在微波发生器所针对的一个区域中包括的生物组织时，所述选择符合加热脉冲中的低于50℃的峰值温度。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器包括定位模块，以便生成空间中的第一区域的位置坐标，所述坐标用于根据一个取向引导波形发生器，以便在第一区域中产生电磁脉冲串的会聚波束。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器包括微波脉冲的控制单元，该控制单元包括控制电压和电流源，该热脉冲中的电流源被配置为调制电磁场的振幅和所生成的热脉冲的振幅。
根据一个实施方式，方法所提供的微波发生器包括冷却系统，该冷却系统在热脉冲串的生成期间应用在第一区域的附近区域中，以便有助于热脉冲的整形并且避免目标区域周围的区域中的过热。
定义
在本发明中，以下术语具有以下含义：
-如本文所用的，单数形式“一”、“所述”包括复数参考，除非上下文另外清楚指示。
-“热治疗”和“高温”是指治疗地引起的、在正常人体温度以上的温度升高。
-“热曲线”是指作为时间函数的温度动态。
-“生物组织”是指作为共同进行特定功能的来自相同源头的相似细胞及其细胞外基质的整体的组织。
在本说明书中，“生物组织”也可以指一组细胞或包括细胞的溶液。
-“微波”是指频率范围从300MHz到300GHz的电磁波。
-“所针对的生物组织”是指必须被影响、改性或破坏以实现期望的生物效应的生物物质或结构。这包括但不限于生物细胞(包括癌细胞)、亚细胞结构和细胞器、生物溶液、生物组织、恶性或良性肿瘤。
-“电磁脉冲串”是指在时间上由固定且通常恒定的间隔分开的一系列重复的电磁脉冲。各个脉冲的持续时间及其振幅通常也是恒定的。
附图说明
图1是根据一个实施方式的本发明的示意图，其中，微波发生器1释放电磁脉冲串EPT，该EPT在所述生物组织2中引起热脉冲串TPT。
图2示出了对于在示例中给出的参数计算的累积当量分钟(CEM)之间的关系，作为热脉冲的宽度和脉冲串的周期之间的比的函数。
图3是电磁脉冲串的波形的例示图，其中仅表示了总共270个脉冲中的3个脉冲。SAR是指比吸收率。
图4是本说明书的示例章节中呈现的实验装置的示意图。
图5是在细胞水平测量的热脉冲的例示图。仅表示了总共270个脉冲中的3个脉冲。
图6是示出了连续暴露的黑素瘤细胞和暴露于电磁脉冲串的黑素瘤细胞的细胞存活率的直方图。所述存活率获自本说明书的示例章节中描述的实验结果。
附图标记
1-微波发生器；
2-生物组织；
EPT-电磁脉冲串；
TPT-热脉冲串。
具体实施方式
当结合附图阅读时，将更好地理解以下详细描述。为了例示，在优选实施方式中示出了方法的步骤和装置。然而，应当理解，本申请不限于所示的精确布置、结构、特征、实施方式以及方面。附图不是按比例绘制的，并且不旨在将权利要求的范围限制到所描绘的实施方式。因此，应当理解，在所附权利要求中提到的特征后面是附图标记的情况下，这种标记仅仅是为了增强权利要求的可理解性而被包括，并且并不限制权利要求的范围。
细胞过程背后的大多数化学反应速率是瞬时和温度敏感的(经验关系由阿雷尼厄斯(Arrhenius)定律提供)。根据加热的参数和条件，两种机制处于细胞反应的原点，包括i)蛋白功能和酶活性的失活，和ii)信号传递路径的激活。蛋白质和酶失活是造成热细胞毒性和作为对严重热休克(通常＞43℃)的反应的细胞的放射或化疗增敏的原因，而耐热性的引起是当细胞暴露于亚致死温度(通常在39至42℃的范围内)时发生的主要激活反应。
耐热性是由于存在蛋白质质量控制反应，该反应是进化中最保守的细胞保护机制之一。在热休克的情况下，细胞过度表达保护细胞蛋白免于错误折叠和聚集的热休克蛋白(HSP)和伴侣。HSP已被识别为细胞存活的关键决定因素，因为它们还通过与凋亡机制的组成部分直接相互作用而调节细胞凋亡。这些蛋白是响应细胞应激的关键因素，它们参与许多病理，诸如癌症或神经变性疾病。它们与客户蛋白结合的能力取决于它们由热休克反应引起的磷酸化水平。HSP在细胞中的表达可能与愈合相关或者可能导致组织损伤。
如本发明中公开的，与连续加热相比，脉冲电磁引起的加热可以导致细胞中更强的损伤，这在热肿瘤治疗的情况下，允许减少治疗持续时间，减少患者不适，并且消除或减少血液灌注以及耐热性的影响。
本发明涉及一种被配置为在生物组织2中引起温度变化的微波发生器1。本发明还涉及一种用于引起温度变化的治疗方法。目前用于常规高温的方法主要产生目标生物组织(即肿瘤组织)的连续且恒定的热量。可使用本发明的微波发生器1来实施的本发明的方法使用一种另选方法，该另选方法包括将电磁辐射暴露的总持续时间分成多个时间间隔。这种方法导致产生任意形状的电磁脉冲串。至于连续加热，本发明所使用的方法保证了由于电磁脉冲而上升的生物组织2的平均温度保持低于生物组织2的致死阈值。然而，使用电磁脉冲串的优点是：随着脉冲宽度与脉冲串周期之间的比的降低，累积当量分钟(CEM)呈指数增加，潜在地超过生物组织2的致死阈值，如图2中的曲线所示。这种方法导致在低平均加热下癌细胞至少部分破坏，同时减少对周围健康组织的损伤。此外，它防止了在热治疗期间癌细胞和组织中的耐热性的发展，进一步提高了治疗效率。在常规的高温(持续加热)中，耐热性(即，导致细胞对热休克的高抗性的热休克蛋白的增强合成)导致癌细胞的不期望的适应性反应，这降低了治疗效率。注意，该方法也可用于在平均温度和对应的CEM超过致死阈值时提高肿瘤治疗的效率。
根据一个实施方式，其中引起温度变化的生物组织2是人体或动物体的一部分。根据另选实施方式，生物组织2从活检或体外细胞培养物获得。
根据图1所例示的实施方式，微波发生器1释放电磁脉冲串EPT，该EPT在由所述电磁脉冲串EPT辐射的生物组织2中引起热脉冲串TPT。所述热脉冲串TPT在生物组织2中产生热曲线。
根据一个实施方式，微波发生器1包括电源、至少一个振荡器以及至少一个放大器。在一个实施方式中，微波发生器1包括磁控管和调制器。微波发生器1可以包括用于根据期望的传输输出来修改波形的任何部件。
根据一个实施方式，热曲线在限定目标生物组织的区域中生成。所述目标可以是例如癌细胞或组织、恶性或良性肿瘤、或需要治疗或破坏的任何其它生物靶标。根据一个实施方式，目标区域的位置和二维或三维勾画是根据从一种或多种成像技术获得的医学图像确定的，这些成像技术诸如为MRI、CT扫描、PET、SPECT、乳房X线照相术、超声或本领域技术人员已知的任何其他合适的成像技术。
根据一个实施方式，电磁脉冲串EPT在[0.4-100]GHz的频率范围或[0.4-9.9]GHz的频率子范围、[20.1-50]GHz的频率子范围、[20.1-100]GHz的频率子范围内发射。
由于穿透深度减小并且皮肤/空气界面处的功率传输系数对于较高频率值增加，所以包括在20.1GHz至100GHz之间的频率子范围内释放电磁脉冲串EPT的实施方式是特别有利的。因此，对于给定的入射功率密度，在生物组织中传输的能量被吸收在生物组织的较小体积中，使得能量密度在所述体积中较高，并且在其内部产生具有较高温度梯度的较大加热。此外，使用较高频率允许容易地生成较短的热脉冲，但具有较高的振幅。当治疗患者体表上或附近的生物组织时，微波频谱上部的这种特性是特别有利的，因为除了上述优点之外，它允许在治疗期间目标组织的定界中的更高分辨率和更高精度，以便使位于目标组织下面或周围的健康组织保持良好状态。
相反，由于在较低微波频率下在组织内部具有较高的穿透能力，因此在0.4GHz至9.9GHz之间的频率子范围是特别有利的。因此，根据本发明，使用这个子范围适合于到达患者体内深处的生物组织，以便提供热疗来治疗内部肿瘤。
在一个实施方式中，电磁脉冲串EPT在中心在与工业科学医疗(ISM)频带对应的434MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz、24GHz或61GHz附近的频带中发射。较低频率的优点在于增加电磁场在生物组织2内的穿透深度，然而，聚焦分辨率降低。另一方面，较高频率的优点是生物组织2中的吸收变得更加局部化并且聚焦分辨率增加。在空气-生物组织界面处向生物组织2的功率传输也随频率而增加。注意，在几GHz以上，表面过热成为重要问题，该问题可以通过使用强制表面冷却来部分地消除。例如，进入生物组织中的典型穿透深度在100MHz、1GHz和50GHz下分别具有5cm、1cm以及1mm的量级。
根据一个实施方式，电磁脉冲串EPT包括形成电磁脉冲的至少两个交替的上升和下降间隔。根据一个实施方式，电磁脉冲串EPT包括形成电磁脉冲的至少[2,3,...,10000]个交替的上升和下降间隔。
根据一个实施方式，生成热脉冲的电磁脉冲串(TPT)的周期是恒定的。根据一个实施方式，生成热脉冲的电磁脉冲串(TPT)的周期不是恒定的。
根据一个实施方式，电磁脉冲串EPT的各个脉冲具有包括在100ms至2分钟之间、10s至1分钟之间、100ms至20s之间或1分钟至2分钟之间的持续时间。具有高于100ms的电磁脉冲持续时间的优点是：它在实现期望效果所需的脉冲中引起显著的加热。然而，为了获得这种短脉冲值，诸如低于600ms，需要高功率和昂贵的微波发生器。另一方面，使用不超过大约2分钟的电磁脉冲宽度是为了避免在细胞或生物组织中产生耐热性。此外，2秒至2分钟之间的较长持续时间更适于使用较低频率。在优选实施方式中，电磁脉冲串EPT的各个脉冲具有包括在600ms至2s之间的持续时间，因为根据本发明的应用，它们允许生成对于给定的频率范围具有足够振幅(图5)的热脉冲。在此，电磁脉冲宽度被定义为脉冲振幅(在上升间隔期间)达到脉冲峰值功率的50％的时刻与脉冲振幅(在下降间隔期间)下降到相同水平(即，脉冲峰值功率的50％)的时刻之间的时间间隔。
根据一个实施方式，微波发生器1的参数被配置为被调谐，以便获得热脉冲宽度与热脉冲串的周期之间的比。根据该实施方式，选择电磁脉冲串的热脉冲宽度和热脉冲串的周期，以获得低于电磁脉冲串EPT和热脉冲串的预定阈值的比。热脉冲串的所述周期被定义为两个连续加热脉冲之间的时间间隔。
在一个实施方式中，电磁脉冲串EPT和热脉冲串TPT的所述预定阈值的范围在0.05至0.5之间、0.06至0.25之间、0.05至0.1之间、0.1至0.5之间、0.1至0.25之间或0.25至0.5之间。在优选实施方式中，电磁脉冲串EPT和热脉冲串TPT的所述预定阈值被设置为0.25或以下。考虑到电磁脉冲串EPT的频率范围和持续时间，根据上述优选实施方式，为了生成具有足够振幅的热脉冲以用于本发明的应用，更有利的是，对于电磁脉冲串EPT选择大于0.06的脉冲宽度与周期比，而对于热脉冲串TPT选择大于0.06的脉冲宽度与周期比。因此，0.06至0.25之间的范围是上述两个参数的优选范围。
将热脉冲宽度与热脉冲串的周期之间的比维持在电磁脉冲串的预定阈值以下的优点在于：获得CEM的增量，该增量足够显著以超过限定目标生物组织的区域中的致死阈值，同时维持平均温度低于所述致死阈值。
根据一个实施方式，至少一个热脉冲中的脉冲峰值与平均热量之间的比超过预定阈值。在一个实施方式中，所述预定阈值的范围为从1到3。在一个优选实施方式中，所述预定阈值被设置为2或以上。在一个例示性示例中，由至少一个热脉冲引起的平均温升不应超过所述热脉冲的峰值温度的值的一半。
与具有类似平均温升的恒定连续加热方法相比，上述实施方式的累积效果产生了确保CEM方面的增益的优点。
根据一个实施方式，至少一个热脉冲的绝对峰值温度超过50℃。根据一个实施方式，在一个热脉冲串中具有超过50℃的绝对峰值温度的热脉冲的分数低于包括在0％至30％之间的百分比。该实施方式的优点是防止大量消融所针对的生物组织。
根据一个实施方式，微波发生器1被配置为被调谐，以产生电磁暴露的峰值功率，使得生物靶标中的功率密度在超过3℃的至少一个热脉冲中引起峰值加热。根据一个实施方式，峰值功率高于1W。
根据一个实施方式，热脉冲串通过调制电磁场的振幅来引起。
根据一个实施方式，热脉冲由非正弦周期性波形引起。根据优选实施方式，热脉冲由方波形电磁脉冲引起。根据另选实施方式，热脉冲由正弦、矩形、三角形、锯齿形或类似波形引起。
根据一个实施方式，微波发生器1还包括辐射结构，该辐射结构被配置为发射引起具有预定热分布曲线的热脉冲的电磁场。根据一个实施方式，辐射结构是天线或天线阵列，诸如喇叭天线、扼流环天线、平面结构、径向线缝隙天线等。根据一个实施方式，微波发生器1还包括连接器、适配器和/或将天线与装置的剩余部分连接和匹配所需的过渡部。使用上述天线对目标区域中的电磁场整形可以通过包括透镜、反射镜、波束控制、匹配层等的波束形成能力来实现。根据一个实施方式，辐射结构位于预定距离处或者与目标生物组织2直接接触。
根据一个实施方式，微波发生器1还包括时钟控制电路，该时钟控制电路尤其是同步数字电路，被配置为在预定持续时间期间施加热脉冲串。在一个实施方式中，使用时钟信号进行同步的电路在上升沿、下降沿或者在双倍数据速率的情况下在时钟周期的上升沿和下降沿都变为有效。
根据一个实施方式，微波发生器1包括微波电源。在一个实施方式中，所述微波电源至少包括发电机和/或电源、频率合成器、波导、隔离器、调节器、功率分配器和/或功率组合器。
在本发明中，各个微波发生器参数(即，频率、脉冲持续时间、电磁脉冲串和热脉冲串的脉冲宽度与周期比、以及电磁脉冲串和热脉冲串的峰均比)的选择高度相关，以在生物组织2的目标区域中引起温度变化，使得目标区域的温度超过生物组织的致死阈值。例如，当该变化被入射功率的增加或电磁脉冲持续时间的增加而抵消时，可以在较低频率下获得等效的热分布曲线。这些值的选择还可以取决于目标生物组织的类型及其位置。
根据一个实施方式，微波发生器1还包括处理器和计算机可读存储器。在一个实施方式中，计算机可读存储器包括至少一个对应关系表，该对应关系表包括用于选择以下各项的配置数据：
-各个电磁脉冲的持续时间；
-热脉冲宽度与周期的比；以及
-热脉冲峰均比。
根据一个实施方式，当所述热脉冲串(TPT)被施加到微波发生器1所针对的一个区域中包括的生物组织时，这些配置的选择符合低于50℃的热脉冲中的峰值温度。
本发明的一个方面涉及一种被配置为在生物组织中引起温度变化的系统。在一个实施方式中，所述系统包括根据上述实施方式的微波发生器1。在一个实施方式中，该系统还包括定位模块，以便生成空间中的至少第一区域的位置坐标，所述坐标用于根据一个取向引导波形发生器，以便在第一区域中产生热脉冲串(TPT)的会聚波束。
根据一个实施方式，本发明的系统还包括冷却系统，该冷却系统在热脉冲串的生成期间直接应用于第一区域的附近区域。在一个实施方式中，当生物组织目标是近体表的肿瘤时，可以应用强制气流、水循环或另一散热系统来避免辐射结构与目标组织之间的区域的不期望的过热。
本发明还涉及一种用于在生物组织中引起温度变化的方法。
根据一个实施方式，方法用于在离体生物组织样本中引起温度变化。
在一个实施方式中，本发明的方法包括识别界定目标生物组织的至少第一区域的位置的预备步骤。在一个实施方式中，所述定位通过用于目标勾画的自动计算的实现程序或通过医务人员的成员在2D或3D医学图像上执行。图像是从诸如在上述实施方式中描述的技术的医学成像技术获得的。
在一个实施方式中，方法还包括以下步骤：引导微波发生器1的取向，以便在第一区域中形成热脉冲串TPT的会聚波束。在一个实施方式中，微波发生器1的取向由治疗计划系统生成。在一个实施方式中，用于引导微波发生器1的取向的指令由适于热疗的所述治疗计划系统输出。
在一个实施方式中，方法还包括以下步骤：在预定持续时间期间施加热脉冲串。在一个实施方式中，热脉冲串的持续时间包括在100ms至2分钟之间。
根据一个实施方式，方法还包括以下步骤：选择发射模式。在一个实施方式中，所述选择发射模式的步骤至少包括选择频率模式，诸如用于电磁脉冲串EPT的频带。在一个实施方式中，所述选择发射模式的步骤至少包括选择波形参数，诸如波形类型(即，正方形、正弦等)、振幅等。在一个实施方式中，所述选择发射模式的步骤至少包括选择各个电磁脉冲的宽度。在一个实施方式中，根据上述实施方式，所述选择发射模式的步骤至少包括选择热脉冲宽度与周期比。在一个实施方式中，根据上述实施方式，所述选择发射模式的步骤至少包括选择热脉冲峰均热比。
根据一个实施方式，方法还包括以下步骤：控制所述发射模式符合产生温度曲线的先决条件，其中，当所述热脉冲串将被施加在第一区域中时，至少一个加热脉冲中的峰值温度不超过50℃。
本发明的可选方面包括将涂药器用于患者的各种不同疾病的方法。一种这样的可选用途可以是局部实体瘤的初步治疗。类似但附加的可选治疗可以是与放射或化疗配合的局部实体瘤的辅助治疗。另外，该治疗也可包括淋巴瘤，其可以可选地包括局部区域疾病。
虽然已经描述并例示了各种实施方式，但是详细描述不应被解释为限于此。在不偏离由权利要求限定的本公开的真实精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对实施方式进行各种修改。
示例
通过以下示例进一步例示本发明。
材料和方法
材料
图4中示意性表示的实验装置由以下各项构成：
-高功率毫米波发生器(Quinstar科技公司，托伦斯，加利福尼亚)，该发生器在58GHz下操作，具有高达4.2W的输出功率；
-可编程电源HMP 4040(惠美仪器公司(Hameg Instruments)，汉普郡，英国)，该电源提供用于毫米波辐射的脉冲振幅调制的控制电压和电流；
-用作天线的开放式矩形WR-15波导管(孔径尺寸是3.81×1.905mm2)；
-12孔组织培养板(353072，Microtest 96，碧迪公司(Becton Dickinson)，富兰克林湖，新泽西)，培养的黑素瘤细胞(3ml)用作生物靶标；
-热电偶参考设计(微芯科技公司(Microchip Technology)，钱德勒，亚利桑那)，采样率为0.14s；
-K型热电偶，其探针的引线直径为75mm(RS部件公司，科比，英国)。
方法
将黑素瘤细胞在体外暴露于58GHz的脉冲调幅电磁场90分钟。
黑素瘤细胞由位于距组织培养板底部5mm处的开放式波导管暴露。脉冲调幅场和关联加热的参数如下：峰值功率4W、平均功率0.2W、电磁脉冲宽度1.5s、周期20秒、宽度与周期比0.075、热脉冲中的峰值温升ΔTp_max＝10℃、平均温升ΔTp_mean≤2℃、以及大约5的热脉冲中的峰均比。图3中示出了电磁脉冲的归一化时间波形。使用探针引线直径为75mm的K型热电偶(RS部件公司，科比，英国)测量温度。为了记录温度，使用热电偶参考设计(微芯科技公司，钱德勒，亚利桑那)。
为了执行比较，将黑素瘤细胞的第二培养板连续暴露于引起接近平均加热的电磁场。
执行多参数显微镜分析以评估存活率。可以使用细胞死亡和存活分析的其它另选技术，例如采用细胞死亡生物标志物。实验独立重复三次。
结果
图2例示了作为加热脉冲和平均温升为2℃的连续波加热的宽度与周期比的函数计算的CEM。对于在该示例中提供的暴露条件获得的该估计清楚地证实了当宽度与周期比减小时CEM快速上升的趋势。图2所示的致死阈值水平是指示性的，并且取决于包括细胞类型的许多参数。CEM曲线证实，对于在此考虑的参数，对于宽度与周期比＜0.25，可以触发细胞死亡率。
图5中示出了通过电磁暴露在细胞水平引起的测量的加热。
如图6所示，与导致相同的平均温升的连续加热相比，观察到黑素瘤细胞的存活率在脉冲暴露后降低。与未暴露的细胞相比，经历连续恒定暴露的黑素瘤细胞的存活率不变。使用方差分析(Anova)检验，显示三个独立实验的结果在统计学上是显著的。
这些示例性结果显示了所提出的发明的可行性。它们证实了通过具有特定波形的电磁暴露引起的热脉冲破坏癌细胞而没有显著的生物靶标的时间平均加热的可行性。注意，观察到的效果不限于上述频率(即58GHz)。

Claims (17)

1.一种微波发生器(1)，该微波发生器被配置为在生物组织(2)的目标区域中引起温度变化，使得所述目标区域的温度超过所述生物组织(2)的致死阈值，其中，所述微波发生器(1)被配置为释放在0.4GHz与100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串(EPT)，该电磁脉冲串在所述生物组织(2)中引起热脉冲串(TPT)，其中，
-对于所述电磁脉冲串(EPT)，每个脉冲具有包括在100ms与2分钟之间的持续时间；
-对于所述电磁脉冲串(EPT)，脉冲宽度与周期比低于0.25，而对于所述热脉冲串(TPT)，所述脉冲宽度与周期比低于0.25；
-对于所述电磁脉冲串(EPT)，电磁功率的峰均比超过2，而对于所述热脉冲串(TPT)，所述温度的峰均比超过2。
2.根据权利要求1所述的微波发生器，其中，所述生物组织(2)的所述目标区域中的所述热脉冲串(TPT)包括在加热脉冲中具有超过50℃的绝对峰值温度的、低于30％的分数的热脉冲。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的微波发生器，其中，所述热脉冲串(TPT)由调幅电磁场引起。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的微波发生器，其中，所述热脉冲串(TPT)包括由电磁功率脉冲形成的至少两个交替的上升和下降间隔。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的微波发生器，其中，所述热脉冲串(TPT)是由在以下所列的频率中的至少一个频率附近的一个或多个频带中的调幅微波引起的热脉冲序列：{434MHz，915MHz，2.45GHz，5.8GHz，24GHz，61GHz},该序列对应于工业科学医疗(ISM)频带。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的微波发生器，还包括辐射结构，该辐射结构被配置为发射引起具有给定热分布曲线的热脉冲的电磁场。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的微波发生器，还包括时钟控制电路，该时钟控制电路被配置为在给定持续时间期间施加所述热脉冲串(TPT)。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的微波发生器，还包括微波电源，该微波电源至少包括发电机和/或电源、频率合成器、波导、隔离器、调节器、功率分配器和/或功率组合器。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的微波发生器，还包括处理器和存储器，其中，所述存储器包括至少一个对应关系表，该对应关系表包括用于选择以下各项的配置数据：
-每个电磁脉冲的持续时间；
-热脉冲宽度与周期的比；和/或
-热脉冲峰均比；
当所述电磁脉冲串(EPT)被施加到在所述微波发生器(1)所针对的一个区域中包括的所述生物组织(2)时，所述选择符合加热脉冲中的低于50℃的峰值温度。
10.一种被配置为引起生物组织(2)中的温度变化的系统，所述系统包括根据权利要求1至9中任意一项所述的微波发生器(1)和定位模块，以便生成空间中的第一区域的位置坐标，所述坐标用于根据一个取向引导波形发生器，以便在所述第一区域中产生电磁脉冲串(EPT)的会聚波束。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括所述微波脉冲的控制单元，该控制单元包括控制电压和电流源，该控制电压和电流源被配置为调制所述电磁场的振幅和所生成的热脉冲的振幅。
12.根据权利要求10或11中任意一项所述的系统，还包括冷却系统，该冷却系统在所述热脉冲串(TPT)的生成期间应用在所述第一区域的附近区域中，以便有助于所述热脉冲的整形并且避免所述目标区域周围的区域中的过热。
13.一种用于向离体的包括癌细胞的生物组织(2)提供热疗的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供微波发生器(1)，该微波发生器被配置为升高所述生物组织(2)的目标区域的温度，以实现治疗效果，其中，所述微波发生器(1)释放在0.4GHz与100GHz之间的频率范围内的电磁脉冲串(EPT)，该电磁脉冲串在所述生物组织(2)中引起热脉冲串(TPT)，其中：
·对于所述电磁脉冲串(EPT)，每个脉冲具有包括在100ms与2分钟之间的持续时间；
·对于所述电磁脉冲串(EPT)，脉冲宽度与周期比低于0.25，而对于所述热脉冲串(TPT)，所述脉冲宽度与周期比低于0.25；
·对于所述电磁脉冲串(EPT)，电磁功率的峰均比超过2，而对于所述热脉冲串(TPT)，所述温度的峰均比超过2；
-将由所述微波发生器(1)释放的所述电磁脉冲串(EPT)施加到所述生物组织(2)的目标区域，以便治疗性地处理所述目标区域。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在脉冲中生成超过50℃的绝对峰值温度的、所述生物组织(2)的所述目标区域中的所述热脉冲串(TPT)的所述脉冲的分数低于30％。
15.根据权利要求13或14中任意一项所述的方法，其中，所述微波发生器(1)被配置为可编程，以便选择发射模式，包括：
-选择频率模式；
-选择波形参数；
-选择每个电磁脉冲的宽度；
-选择所述电磁脉冲串(EPT)和所述热脉冲串(TPT)的脉冲宽度与周期的比；以及
-选择所述电磁脉冲串(EPT)和所述热脉冲串(TPT)的峰均比。
16.一种用于向包括癌细胞的目标生物组织(2)提供热疗的方法，所述方法包括：
-利用定位模块来识别至少部分地界定目标生物组织的至少一个第一区域的位置，该定位模块被配置为生成所述第一区域的位置坐标；
-使用所述第一区域的所述坐标，引导根据权利要求1至9中任意一项所述的微波发生器的取向，以便在所述第一区域中形成所述电磁脉冲串(EPT)的会聚波束；
-在给定持续时间期间将所述电磁脉冲串(EPT)施加到所述第一区域，以便治疗性地处理所述第一区域。
17.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
-选择发射模式，包括：
·选择频率模式；
·选择波形参数；
·选择每个电磁脉冲的宽度；
·选择所述电磁脉冲串(EPT)和所述热脉冲串(TPT)的脉冲宽度与周期的比；
·选择所述电磁脉冲串(EPT)和所述热脉冲串(TPT)的峰均比；
-当在所述第一区域中施加所述电磁脉冲串(EPT)时，控制所述发射模式符合至少一个加热脉冲中的峰值温度不超过50℃的温度曲线的产生。
CN201980027694.9A 2018-04-24 2019-04-24 用于使用微波引起的热曲线来影响生物组织和细胞的发生器 Active CN112105417B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18305507 2018-04-24
EP18305507.8 2018-04-24
PCT/EP2019/060504 WO2019206991A1 (en) 2018-04-24 2019-04-24 Generator for affecting biological tissues and cells using microwave-induced heat profiles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112105417A true CN112105417A (zh) 2020-12-18
CN112105417B CN112105417B (zh) 2022-11-29

Family

ID=62091811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980027694.9A Active CN112105417B (zh) 2018-04-24 2019-04-24 用于使用微波引起的热曲线来影响生物组织和细胞的发生器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210077190A1 (zh)
EP (1) EP3762099A1 (zh)
JP (1) JP2021521955A (zh)
CN (1) CN112105417B (zh)
WO (1) WO2019206991A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116898568A (zh) * 2023-08-08 2023-10-20 南京康友医疗科技有限公司 一种防止组织炸裂的微波消融系统

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5014699A (en) * 1986-05-23 1991-05-14 Trustees Of The University Of Pennsylvania Electromagnetic method and apparatus for healing living tissue
US6104959A (en) * 1997-07-31 2000-08-15 Microwave Medical Corp. Method and apparatus for treating subcutaneous histological features
US20030152517A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Peyman Gholam A. Method and composition for hyperthermally treating cells
US20070112392A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-17 Alon Konchitsky Microwave energy head therapy
CN101132880A (zh) * 2004-12-30 2008-02-27 R·J·德韦恩·米勒 利用红外波长范围中的脉冲热沉积进行激光选择性切割用于直接驱动烧蚀
EP2223719A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Therapeutic apparatus for treating a subject using magnetic nanoparticles
US20110112352A1 (en) * 2003-12-05 2011-05-12 Pilla Arthur A Apparatus and method for electromagnetic treatment
CN105792883A (zh) * 2013-12-05 2016-07-20 飞慕控股有限责任公司 利用射频电学膜击穿（rf-emb）的癌症免疫疗法
US20160338757A1 (en) * 2012-05-25 2016-11-24 Ojai Retinal Technology, Llc Method for heat treating biological tissues using pulsed energy sources
US20170232269A1 (en) * 2012-05-25 2017-08-17 Ojai Retinal Technology, Llc Process for providing protective therapy for biological tissues or fluids
CN107205768A (zh) * 2015-01-28 2017-09-26 奥海视网膜科技有限公司 用于刺激靶向热休克蛋白以及促进蛋白质修复的脉冲电磁和超声疗法
CN107754098A (zh) * 2017-11-23 2018-03-06 上海联影医疗科技有限公司 放射治疗设备及其剂量控制装置和方法
CN107913466A (zh) * 2016-10-07 2018-04-17 离子束应用股份有限公司 用于通过磁共振成像对横穿目标组织的强子射束的布拉格峰值进行定位的设备和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6409722B1 (en) * 1998-07-07 2002-06-25 Medtronic, Inc. Apparatus and method for creating, maintaining, and controlling a virtual electrode used for the ablation of tissue
US6640139B1 (en) * 1998-10-20 2003-10-28 Dornier Medtech Holding International Gmbh Thermal therapy with tissue protection
GB0624584D0 (en) * 2006-12-08 2007-01-17 Medical Device Innovations Ltd Skin treatment apparatus and method
GB0624658D0 (en) * 2006-12-11 2007-01-17 Medical Device Innovations Ltd Electrosurgical ablation apparatus and a method of ablating biological tissue
GB0718721D0 (en) * 2007-09-25 2007-11-07 Medical Device Innovations Ltd Surgical resection apparatus
US10143519B2 (en) 2009-06-24 2018-12-04 Old Dominion University Research Foundation Method and system for treating a biological target region using pulsed electromagnetic radiation

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5014699A (en) * 1986-05-23 1991-05-14 Trustees Of The University Of Pennsylvania Electromagnetic method and apparatus for healing living tissue
US6104959A (en) * 1997-07-31 2000-08-15 Microwave Medical Corp. Method and apparatus for treating subcutaneous histological features
US20030152517A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Peyman Gholam A. Method and composition for hyperthermally treating cells
US20110112352A1 (en) * 2003-12-05 2011-05-12 Pilla Arthur A Apparatus and method for electromagnetic treatment
CN101132880A (zh) * 2004-12-30 2008-02-27 R·J·德韦恩·米勒 利用红外波长范围中的脉冲热沉积进行激光选择性切割用于直接驱动烧蚀
US20070112392A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-17 Alon Konchitsky Microwave energy head therapy
EP2223719A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Therapeutic apparatus for treating a subject using magnetic nanoparticles
US20160338757A1 (en) * 2012-05-25 2016-11-24 Ojai Retinal Technology, Llc Method for heat treating biological tissues using pulsed energy sources
US20170232269A1 (en) * 2012-05-25 2017-08-17 Ojai Retinal Technology, Llc Process for providing protective therapy for biological tissues or fluids
CN105792883A (zh) * 2013-12-05 2016-07-20 飞慕控股有限责任公司 利用射频电学膜击穿（rf-emb）的癌症免疫疗法
CN107205768A (zh) * 2015-01-28 2017-09-26 奥海视网膜科技有限公司 用于刺激靶向热休克蛋白以及促进蛋白质修复的脉冲电磁和超声疗法
CN107913466A (zh) * 2016-10-07 2018-04-17 离子束应用股份有限公司 用于通过磁共振成像对横穿目标组织的强子射束的布拉格峰值进行定位的设备和方法
CN107754098A (zh) * 2017-11-23 2018-03-06 上海联影医疗科技有限公司 放射治疗设备及其剂量控制装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
顾华妍等: "陡脉冲电场的生物学效应", 《中国组织工程研究与临床康复》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116898568A (zh) * 2023-08-08 2023-10-20 南京康友医疗科技有限公司 一种防止组织炸裂的微波消融系统
CN116898568B (zh) * 2023-08-08 2024-03-08 南京康友医疗科技有限公司 一种防止组织炸裂的微波消融系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20210077190A1 (en) 2021-03-18
JP2021521955A (ja) 2021-08-30
CN112105417B (zh) 2022-11-29
WO2019206991A1 (en) 2019-10-31
EP3762099A1 (en) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Habash et al. Thermal therapy, part 2: hyperthermia techniques
KR102465947B1 (ko) 밴드 트랜스듀서 초음파 치료
RU2650598C2 (ru) Мультифокусные соникации для гипертермических лечебных воздействий с использованием ультразвука, сфокусированного под контролем магнитно-резонансной томографии
JP4988121B2 (ja) マイクロ波を用いた乳房病巣を治療する方法および装置
US20060265034A1 (en) Microwave devices for treating biological samples and tissue and methods for using same
US10363093B2 (en) System and methods of treatment using electromagnetic illumination
US10779885B2 (en) Apparatus and methods for the treatment of tissue using microwave energy
CA2929284C (en) Apparatus for damaging cancerous cells utilizing radio frequency waves in heating with heating enhanced by infusion or injection of glucose
CN102670298A (zh) 广谱型肿瘤热疗设备
US20080140063A1 (en) Non-invasive method and system for using radio frequency induced hyperthermia to treat medical diseases
CN112105417B (zh) 用于使用微波引起的热曲线来影响生物组织和细胞的发生器
US20090132015A1 (en) Method and System for Using Directional Antennas in Medical Treatments
US10004922B2 (en) Apparatus for generating focused ultrasound waves with reduced treatment time
KR101900700B1 (ko) 회전 전극을 이용한 고주파 온열 암 치료용 전극 장치
RU2527363C1 (ru) Способ реализации термоабляции опухоли костей
Ashour et al. Thermal Ablation Therapy
Ma et al. Review of tumor hyperthermia technique in biomedical engineering frontier
WO2009046275A1 (en) System and methods of treatment using ultra-wideband, high-powered focusing emitters
KR20150046510A (ko) 마이크로파를 이용한 종양수술용 기기
Trefna et al. Delivering Energy using Localized Hyperthermia Systems
RU2695305C1 (ru) Способ интраоперационного гипертермического воздействия на костную ткань
Mandal et al. Biological and Physical Aspects of Heat Therapy
JP6940093B2 (ja) ハイパーサーミアを支援する方法
TWI651109B (zh) 治療型超音波裝置及其用途
KR20190081280A (ko) 국소용 전극을 이용한 고주파 온열 암 치료 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant