CN112473009B - 肿瘤治疗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一肿瘤治疗仪，包括至少一个第一电极、至少一个具有中空结构的柔性载体，以及包埋于所述柔性载体内的至少一个第二电极；所述第二电极通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部，所述第一电极位于肿瘤组织外侧，使用时，仅需通过微创方式在体表开设一个治疗窗口，将电极置于体内，对患者生活影响小。且不管第一电极如何移动，肿瘤瘤体始终位于第一电极和第二电极之间的电场内，因此不需要特别考虑第一电极的位置，也无需建模计算，大大降低了电极的位置要求。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及肿瘤治疗仪。
背景技术
肿瘤治疗电场(TTFields)为中频范围内的低强度电场，TTFields肿瘤电场治疗的三大优点：无创、副作用小、可在家治疗。
当治疗患者时，TTFields经由具有高介电常数的多个陶瓷盘制成的换能器阵列递送(例如，如美国专利8,715,203中所述)。换能器阵列将电场电容耦合到患者体内。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分裂，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。而在细胞有丝分裂末期，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，最终可导致细胞分裂失败，走向凋亡。
目前，肿瘤治疗电场(TTFields)通常采用“电场发生帽”的形式给患者输入治疗电场，这种“电场发生帽”的使用需要将头皮剃光，以方便电极片贴在头皮上，而且每天的治疗时间要长达22小时以上，对患者的生活影响较大。
另外，体表的电极定位精准定位困难，Cornelia WENGER等人发明的基于MRI的定位方法需要通过立体构型建模，步骤复杂，放置电极时缺乏精准定位技术，不一定完全符合建模时制定的治疗计划，因此，肿瘤区域的电场参数也不一定总能达到治疗计划的要求；另外，电极粘贴在头皮上可能因发茬、油脂等原因发生剥脱，接触不良可致皮肤烧伤。
发明内容
本发明的一个目的在于提供肿瘤治疗仪，以解决现有的TTFields“电场发生帽”对患者的生活影响较大的问题。
以上所述的肿瘤治疗仪包括至少一个第一电极、至少一个具有中空结构的柔性载体，以及包埋于所述柔性载体内的至少一个第二电极；所述第二电极通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部，所述第一电极位于肿瘤组织外侧，使用时，仅需通过微创方式在体表开设一个治疗窗口，将电极置于体内，对患者生活影响小。
本发明的另一个目的在于提供一种肿瘤治疗仪，以解决现有的TTFields“电场发生帽”的电极位置定位复杂的问题。
以上所述的肿瘤治疗仪包括至少一个第一电极、至少一个具有中空结构的柔性载体，以及包埋于所述柔性载体内的至少一个第二电极；所述第二电极通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部，所述第一电极位于肿瘤组织外侧。通过内外电极之间的电场对肿瘤进行定向治疗。
本发明的另一个目的在于提供一种肿瘤治疗仪，以解决现有的TTFields“电场发生帽”电极易移位的问题。
以上所述的肿瘤治疗仪包括一个第一电极、至少一个具有中空结构的柔性载体，以及包埋于所述柔性载体内的至少一个第二电极；所述第二电极通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部，所述第一电极位于肿瘤组织外侧。由于第二电极位于肿瘤瘤体内，肿瘤瘤体始终位于第一电极和第二电极之间的电场内，因此不需要特别考虑第一电极的位置，也无需建模计算，大大降低了第一电极的位置要求。
本发明的另一个目的在于提供一种肿瘤治疗仪，以解决现有的TTFields“电场发生帽”电极易移位的问题。
以上所述的肿瘤治疗仪包括一个第一电极、至少一个具有中空结构的柔性载体，以及包埋于所述柔性载体内的至少一个第二电极；所述第二电极通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部。由于第二电极位于肿瘤瘤体内，第一电极也可包埋于另一柔性材料内，并埋植于体内，例如脑表面硬膜下，硬膜外，以及帽状腱膜下，稳定性好，可持续24小时无间断治疗。
为了实现上述至少一个目的，本发明提供肿瘤治疗仪，其至少包括：
至少一第二电极；
至少一具有中空结构的柔性载体，用于装载所述第二电极；所述第二电极包埋于所述柔性载体内；
至少一第一电极；
至少一电源，向所述第一电极和第二电极加载电压，使得第一电极和第二电极之间产生电场。
本申请中，由于柔性载体和第二电极需要植入体内，须采用生物相容性材料，以避免炎症的发生。本领域技术人员可以选购使用的生物相容性材料以获得本申请所述的肿瘤治疗仪。
在某些实施例中，所述柔性载体可以采用绝缘的生物相容性材料。
作为较为优选的方案，柔性载体的结构为中空管结构，一端为盲端，其可以通过一导引针将其引入至肿瘤瘤体内，使用时，将导引针插入到所述柔性载体的中空结构内即可。
作为较为优选的方案，第二电极的数量在两个以上，以构建多个不同位置的电场，诱导肿瘤细胞在分裂过程中死亡。
在某些实施例中，各个第二电极的电势各不相同，以构建多个不同位置、不同大小的电场，可以更为精确的调控肿瘤瘤体内不同区域的电场强调。
在某些实施例中，所述电源为植入性电池，或为可固定于体表的微型电池，甚至可以为柔性自发电的电池(柔性太阳能电池)。为防止排异，由生物相容性材料包埋，包括但不限于硅胶或Teflon。
在某些实施例中，所述肿瘤治疗仪中的传输线均为微带线。
在某些实施例中，所述肿瘤治疗仪还包括控制单元、调频单元、调幅单元、功率放大单元、分配单元；所述调频单元、所述调幅单元、所述功率放大单元、所述分配单元及所述电极依次电连接，所述控制单元分别与所述调频单元、所述调幅单元、所述功率放大单元以及所述分配单元电连接，所述控制单元用于控制所述调幅单元根据所述调频单元发出的调频信号发出调幅波信号，并通过功率放大单元和分配单元将所述调幅波信号传递至所述电极，使所述电极产生预设调幅电场。
所述调频单元包括数字频率合成器或由变容二极管组成的调频电路。
本发明的有益效果在于：使用时，仅需通过微创方式在体表开设一个治疗窗口，将电极置于体内，对患者生活影响小。且不管第一电极如何移动，肿瘤瘤体始终位于第一电极和第二电极之间的电场内，因此不需要特别考虑第一电极的位置，也无需建模计算，大大降低了电极的位置要求。
附图说明
图1为本发明肿瘤治疗仪使用状态图；
图2为装载有第二电极的柔性载体的示意图；
图3为电极与电源的连接示意图；
图4为导引针示意图；
图5为本发明另一肿瘤治疗仪使用状态图；
图6为另一装载有第二电极的柔性载体的爆炸图；
其中，第一电极1、第二电极2、柔性载体3、中空部位31、侧壁32、导引针4。
具体实施方式
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
术语“第一”、“第二”并不是不是先后顺序，仅仅是表示两个不同的物件。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种脑肿瘤治疗仪，包括四个第一电极1、一个具有中空结构的柔性载体3，以及包埋于所述柔性载体3内的四个第二电极2；
本实施例中，第一电极1、第二电极2均采用金属钛片，柔性载体3采用硅胶材料。
柔性载体3为中空管结构，一端为盲端，中空部位31可用于装载导引针4(如图4)，配合现有的立体定向装置可将载有第二电极2的柔性载体3植入到肿瘤瘤体内，如图2～4所示，第二电极2嵌于所述中空结构的柔性载体3的侧壁32内，连接所述第二电极2与电源的引线(微带线)亦可从侧壁引出。
包埋于所述柔性载体3内的四个第二电极2通过所述柔性载体3有创介入肿瘤内部，所述第一电极1以贴片形式贴于体表。不管第一电极1如何移动，肿瘤瘤体始终位于第一电极1和第二电极2之间的电场内，因此不需要特别考虑第一电极1的位置，也无需建模计算，大大降低了第一电极1的位置要求。
如图3所示，位于肿瘤瘤体内部的第二电极2和位于体表的第一电极1分别通过微带线与电源相连，电源可以为直流电源或为交流电源，同一个组内的各个电极间可以串联，也可以并联，具体可以根据电场需求通过控制单元、调频单元、调幅单元、功率放大单元、分配单元等现有的成熟控件来调整。
本实施例中，微带线包埋有生物相容性材料(硅胶)，电源为外置式移动电源，通过穿戴的方式随病人移动。
实施例2
如图5所示，一种肿瘤治疗仪，包括四个第一电极1、一个具有中空结构的柔性载体3，以及包埋于所述柔性载体内的三个第二电极2；所述第二电极2通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部。
本实施例中，第一电极1为铜箔，包埋于Teflon柔性材料内，并埋植于脑表面硬膜下，稳定性好，可持续24小时无间断治疗。
本实施例中，第二电极2为环形铜电极，如图6所示，沿所述中空结构的柔性载体3周向布置。三个第二电极2通过嵌与柔性载体3侧壁的导线串联，三个第二电极2沿所述柔性载体3轴向均匀布置。
本实施例中，柔性载体3为Teflon材料的中空管结构，中空部位31可用于装载导引针4，配合现有的立体定向装置可将载有第二电极2的柔性载体3植入到肿瘤瘤体内。柔性载体3前端和后端均为楔形结构，以减少进出脑组织时的组织损伤。
同实施例1，不管第一电极1如何移动，肿瘤瘤体始终位于第一电极1和第二电极2之间的电场内，因此不需要特别考虑第一电极1的位置，也无需建模计算，大大降低了第一电极1的位置要求。
同实施例1，位于肿瘤瘤体内部的第二电极2和位于体表的第一电极1分别通过导线与电源相连，电源可以为直流电源或为交流电源，同一个组内的各个电极间可以串联，也可以并联，具体可以根据电场需求来调整电路。
本实施例中，所述导线与电源均包埋有生物相容性材料Teflon，以埋植于体内，不影响患者走动。
Claims (8)
1.一肿瘤治疗仪，其特征在于，包括：
至少一第二电极；
至少一具有中空结构的柔性载体，用于装载所述第二电极；所述第二电极包埋于所述柔性载体内；
至少一第一电极；
至少一电源，向所述第一电极和第二电极加载电压，使得第一电极和第二电极之间产生电场；
所述第二电极配置为通过所述柔性载体有创介入肿瘤内部，所述第一电极配置为安装于肿瘤组织外侧。
2.根据权利要求1所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，所述第一电极的材料和第二电极的材料均为生物相容性材料。
3.根据权利要求1所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，所述第一电极的材料和第二电极的材料均为金属钛。
4.根据权利要求1所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，所述柔性载体的结构为中空管结构。
5.根据权利要求4所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，所述第二电极为环形电极。
6.根据权利要求4所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，还包括用于将所述柔性载体引入肿瘤瘤体内的导引针，所述导引针插入到所述柔性载体的中空结构内。
7.根据权利要求4所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，第一电极包埋于另一柔性载体内。
8.根据权利要求4所述的肿瘤治疗仪，其特征在于，所述电源与电极连接线均包埋有生物相容性材料。
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