CN115814272B - 一种电场治疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电场治疗系统，其特征在于，所述系统包括至少一块第一电场发生装置，所述第一电场发生装置使用时贴于患者头部产生治疗电场；所述第一电场发生装置包括多个电极；所述多个电极呈点阵排布；所述多个电极包括第一类型电极和第二类型电极，所述第一类型电极和所述第二类型电极交替排布；所述第一类型电极为绝缘电极，所述第二类型电极为非绝缘电极；所述第一类型电极每隔时间t2产生持续时间t1的正弦波电场；所系第二类型电极在所述第一类型电极不产生正弦波电场期间产生经颅直流电刺激。通过上述方案解决了传统的肿瘤治疗电场会使患者产生抑郁以及带来痛苦的问题。

Description

一种电场治疗系统

技术领域

本发明涉及肿瘤电场治疗领域，具体而言涉及一种电场治疗系统。

背景技术

电场治疗（TEFT），是一种新的癌症治疗模式，通过输出低强度、中等频率、交变的电场至癌细胞，从而干扰癌细胞的分裂过程，造成抗癌的效果。

然而，肿瘤患者在肿瘤电场治疗时，需要长期佩戴，比如每天16小时以上。现有研究表明，由于长时间接收电场治疗，电极接触的皮肤可能会继发性局部浸润性皮肤糜烂并伴有透明组织渗出。如Wu H等，在“Exploring the efficacy of tumor electric fieldtherapy against glioblastoma: An in vivo and in vitro study. CNS NeurosciTher”中指出皮肤反应是TEFT术后常见的不良反应，在胶质瘤接种后11天，观察到TEFT-F(发生在40%的大鼠中)或TEFT-R(发生在80%的大鼠中)治疗的动物出现局部接触性皮炎和皮肤侵蚀。在胶质瘤接种后13天，10%的TEFT-R处理大鼠和20%的teft - f处理大鼠观察到III皮肤反应（大面积的皮肤溃疡，溃疡底部干净，坏死，颗粒状，或有小出血）。皮肤反应在每日使用当地消毒剂和糖皮质激素局部治疗17天后，剩下40%的teft - r治疗大鼠和20%的teft - f治疗大鼠出现I级皮肤反应（症状表现为接触性皮炎，包括局部红斑、水肿和小出血点）。

另外，一项包含10071例肿瘤患者的Meta分析显示，约20%的肿瘤患者存在各种类型的抑郁，发生率是普通人群的3倍以上。癌症导致患者心境低落，逐渐产生食欲下降、倦怠乏力等抑郁相关症状，使患者产生抑郁的可能性明显增加。反之，抑郁症导致肿瘤发生、发展、复发和转移的风险加剧。

因此，现有的电场治疗只关心如何治疗肿瘤，如何提高效率，没有考虑到长期治疗带来的副作用以及如何降低这种副作用，没有提到如何调整患者的心理。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种电场治疗系统，对传统的电场治疗进行改进，使得传统的电场治疗具有抑制抑郁和镇痛的效果。

在本发明的一个方面，提供一种电场治疗系统，所述系统包括至少一块第一电场发生装置，所述第一电场发生装置使用时贴于患者头部产生治疗电场；

所述第一电场发生装置包括多个电极；所述多个电极呈点阵排布；所述多个电极包括第一类型电极和第二类型电极，所述第一类型电极和所述第二类型电极交替排布；所述第一类型电极为绝缘电极，所述第二类型电极为非绝缘电极；所述第一类型电极每隔时间t2产生持续时间t1的正弦波电场；所系第二类型电极在所述第一类型电极不产生正弦波电场期间产生经颅直流电刺激。

进一步地，所述系统包括至少一块第二电场发生装置，所述第二电场发生装置使用时贴于患者头部不同于所述第一电场发生装置的粘贴位置；所述第二电场发生装置包括多个电极；所述二电场发生装置的所述多个电极的类型及排布方式与所述第一电场发生装置的多个电极的类型及排布方式相同；所述第二电场发生装置的第一类型电极在所述第一电场发生装置的第二类型电极产生经颅直流电刺激时产生正弦波电场。

进一步地，所述时间t1和t2可由用户调节。

进一步地，所述时间t1默认等于t2。

进一步地，所述正弦波电场频率不小于100KHz不大于300KH；所述正弦波电场场强不小于1V/cm，不大于3V/cm。

进一步地，所述第一电场发生装置为两个，分别贴于左脑和右脑；所述第二电场发生装置为两个，分别贴于前额和后脑。

进一步地，通过3运放howland恒流源电路产产生所述经颅直流电刺激。

进一步地，所述第一电场发生装置包括9个电极，所述9个电极按3×3排列，所述3×3排列的第二列或第二行为第二类型电极，其余为第一类型电极。

进一步地，所述第二电场发生装置包括9个电极，所述9个电极按3×3排列，所述3×3排列的第二列或第二行为第二类型电极，其余为第一类型电极。

本发明通过结合中频电场治疗和低频tDCS理疗，不仅对肿瘤细胞有丝分裂进行抑制，同时能对患者进行心理干预，降低抑郁；还能通过镇痛，提高皮肤溃烂的耐受性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 本发明系统框架示意图；

图2 场发生装置粘贴示意图；

图3 电极排布示意图；

图4 第二电极排布示意图；

图5 肿瘤治疗电场与tDCS混合示意图；

图6 多电场发生装置粘贴示意图；

图7 多电场发生装置电场示意图；

图8 恒流电场电路示意图。

具体实施方式

经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS)是一种非侵入性的，利用恒定、低强度直流电(1~2 mA)调节大脑皮层神经元活动的技术。

tDCS可无创穿过颅骨，直接以微弱电流刺激前额叶皮层来调节大脑皮质兴奋性，以此达到调理改善抑郁的目的。有显著的抗抑郁疗效，并可改善抑郁患者的认知心理状况，是一种非常有发展前景的抑郁症治疗新手段。

在 “ 张春虹，徐宝山，闫兵山，经颅直流电刺激治疗急性创伤性疼痛的研究进展，中华物理医学与康复杂志，2020年3月第42卷第3期”中提到tDCS在缓解急性创伤性疼痛具有显著的疗效。

tDCS基本原理的基本原理如图2，恒流源电路产生1-2mA的直流电，然后通过非绝缘电极作用在患者的颅区，达到抑制抑郁和镇痛的目的。

从现有技术可以看出经颅直流电刺激可以改善抑郁，并且有缓解急性创伤性疼痛的效果，为了解决背景技术中的技术问题，本发明基于tDCS的效果原理对传统的电场治疗（TEFT）进行改进。

控制器控制肿瘤电场发生器和tDCS模块，使这两个模块产生相应的波形，并且按照一定的时序、一定的规则作用在电极对上，然后同时抑制患者的肿瘤细胞增值和抑郁并产生镇痛效果。

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出优选的描述。

本实施例通过如下步骤解决上术问题:

在一种实施例种，本发明公开了一种电场治疗系统，所述系统包括至少一块第一电场发生装置，所述第一电场发生装置使用时贴于患者头部产生治疗电场。

如图1所示，为本实施例的总体系统示意图，其中肿瘤电场发生器、tDCS构成了电场发生装置。控制器通过控制肿瘤电场发生器、tDCS产生特定的电场，从而产生治疗效果。在本实施例中，控制器可通过控制输入电流、电压等手段调节肿瘤电场发生器、tDCS产生的电场，具体的实现方式不发明不做限定。

第一电场发生装置，由多个电极组成，其中部分电极产生肿瘤治疗电场，部分产生tDCS电场。如图2所示，第一电场发生装置可以为片装，在使用时由医护人员贴于患者的头部的预设区域，如左脑、右脑。

所述第一电场发生装置包括多个电极；所述多个电极呈点阵排布。

电场发生装置通过电极产生不同的电场，为了方便混合肿瘤治疗电场以及tDCS电场本发明通过多个电极混合排布。点阵排布是指不同的电极之间相距的距离大约相同，如图3所示的为一种排列方式，其示例了3×4的点阵拼列方式；当然也可以排列成其它形状，如整体上排列成圆形，只要不同的电极之间的距离大致相同即可。

所述多个电极包括第一类型电极和第二类型电极，所述第一类型电极和所述第二类型电极交替排布。

为了例系统能够同时产生肿瘤治疗电场以及tDCS电场，将两种不同的电极进行混合交替排布。如图3所示，其中网格底的为第一类型的电极，其产生肿瘤治疗电场；斜线底的是第二类型的电极，其产生tDCS电场。电极交替排布是指同一类型的电极不连成片，如图3所示，第一列为同一种电极，相邻列之间的电极不同；其它类似的排布均可，如同一行为同种电极，不同行之间的电极不同；另外，其它任意交替排布排布均可，只要同一类型的电极不连成片即可，示例性，如图4所示的排布方式。

所述第一类型电极为绝缘电极，所述第二类型电极为非绝缘电极。

由于肿瘤治疗电场是中频电场，因此可以采用绝缘电极。而tDCS是直流电，阻抗很大，所以，绝缘电极不适合tDCS，因此第二类型电极，也就是tDCS电极采用的是非绝缘电极，比如：医用硅胶粘片电极，海绵电极，理疗电极等。

所述第一类型电极每隔t2时间产生持续时间为t1的正弦波电场；所系第二类型电极在所述第一类型电极不产生正弦波电场期间产生经颅直流电刺激。

如图5所示，肿瘤治疗电极周期性地产生中频正弦波电场，为了将中频正弦波电场与tDCS整合，正弦波电场仅持续一段时间，控制器控制肿瘤治疗电极只产生一小段时间的正弦波电场；在肿瘤治疗电极停止产生正弦波电场期间，控制器控制tDCS电极工作，产生幅值为固定值的恒定电平。通过肿瘤治疗电极与tDCS电极的交替工作，达到抑制患者的肿瘤细胞有丝分裂进行肿瘤治疗，又能抑制患者的抑郁症状，还能提高患者皮肤溃烂的耐受度的技术效果。

在前述实施方式的基础上，进一步地，所述系统包括至少一块第二电场发生装置，所述第二电场发生装置使用时贴于患者头部不同于所述第一电场发生装置的粘贴位置。

为了进一步地产生更广泛的治疗效果，在多个区域进行电场治疗，将第二电场发生装置贴于不同于第一电场发生装置的位置；如图6所示，第一电场发生装置可贴于左右脑，第二电场发生装置可贴于前后脑。

所述第二电场发生装置包括多个电极；所述二电场发生装置的所述多个电极的类型及排布方式与所述第一电场发生装置的多个电极的类型及排布方式相同。

第二电场发生装置与第一电场发生装置的工作原理类似，因此其排布方式与第一电场发生装置相同，具体地，肿瘤治疗电场以及tDCS电场本发明通过多个电极混合排布成点阵状态，同时将两种不同的电极进行混合交替排布，如图3所示，其中网格底的为第一类型的电极，其产生肿瘤治疗电场；斜线底的是第二类型的电极，其产生tDCS电场。电极交替排布是指同一类型的电极不连成片，如图3所示，第一列为同一种电极，相邻列之间的电极不同；其它类似的排布均可，如同一行为同种电极，不同行之间的电极不同；另外，其它任意交替排布排布均可，只要同一类型的电极不连成片即可，示例性，如图4所示的排布方式。

同时，为了保持有持续的治疗效果，所述第二电场发生装置的第一类型电极在所述第一电场发生装置的第二类型电极产生经颅直流电刺激时产生正弦波电场。

如图7所示，T1为第一电场发生装置产生的正弦波电场和经颅直流电刺激的示意，在T1中经颅直流电刺激时期，第二电场发生装置（对应T2）产生正弦波电场，如此在整个治疗过程中均有正弦波电场进行肿瘤治疗。类似地，所述第二电场发生装置的第二类型电极在所述第一电场发生装置的第一类型电极产生正弦波电场时产生经颅直流电刺激，如此可以保证在整个治疗的过程中都有经颅直流电刺激，保证抑制抑郁和镇痛的效果。

基于前述任一实施方式或任意实施方式的组合，进一步地，为了方便用户调节直流电刺激时间，所述时间t1和t2可由用户调节，当将t2调整得比较大t1较小时，对应的电场发生装置的直流电刺激时间占比较大，此时电极的散热更好，温升少，同时抑制抑郁较好，患者的感受较好。进一步地，在进行出厂设置时，将t1默认设置为等于t2。

基于前述任一实施方式或任意实施方式的组合，进一步地，为了达到较好的肿瘤治疗效果，所述正弦波电场频率不小于100KHz不大于300KH；所述正弦波电场场强不小于1V/cm，不大于3V/cm，此时正弦波电场为中频电场，具有良好的治疗效果。

基于前述任一实施方式或任意实施方式的组合，进一步地，为了使得电场能够较好的分布，所述第一电场发生装置为两个，分别贴于左脑和右脑；所述第二电场发生装置为两个，分别贴于前额和后脑。

基于前述任一实施方式或任意实施方式的组合，进一步地，为了提高恒流精度，通过3运放howland恒流源电路产产生所述经颅直流电刺激。示例性地，采用如图7所示的恒流电路产生tDCS电场刺激，R1-R5采用高精度电阻，如0.1%精度的电阻，尽可能保证，此时/>。

基于前述任一实施方式或任意实施方式的组合，进一步地，为了方便对装置进行配置，所述第一电场发生装置包括9个电极，所述9个电极按3×3排列，所述3×3排列的第二列或第二行为第二类型电极，其余为第一类型电极。类似地，所述第二电场发生装置包括9个电极，所述9个电极按3×3排列，所述3×3排列的第二列或第二行为第二类型电极，其余为第一类型电极。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

本发明未特别明确的部分模块结构，以现有技术记载的内容为准。本发明在前述背景技术部分以及具体实施例部分提及的现有技术可作为本发明的一部分，用于理解部分技术特征或者参数的含义。本发明的保护范围以权利要求实际记载的内容为准。

Claims (8)

1.一种电场治疗系统，其特征在于，所述系统包括至少一块第一电场发生装置，所述第一电场发生装置使用时贴于患者头部产生治疗电场；

所述第一电场发生装置包括多个电极；所述多个电极呈点阵排布；

所述多个电极包括第一类型电极和第二类型电极，所述第一类型电极和所述第二类型电极交替排布；

所述第一类型电极为绝缘电极，所述第二类型电极为非绝缘电极；

所述第一类型电极每隔时间t2产生持续时间t1的正弦波电场；所述正弦波电场频率不小于100KHz不大于300KH；所述正弦波电场场强不小于1V/cm，不大于3V/cm；

所述第二类型电极在所述第一类型电极不产生正弦波电场期间产生经颅直流电刺激。

2.根据权利要求1所述的电场治疗系统，其特征在于，所述系统包括至少一块第二电场发生装置，所述第二电场发生装置使用时贴于患者头部不同于所述第一电场发生装置的粘贴位置；

所述第二电场发生装置包括多个电极；所述第二电场发生装置的所述多个电极的类型及排布方式与所述第一电场发生装置的多个电极的类型及排布方式相同；

所述第二电场发生装置的第一类型电极在所述第一电场发生装置的第二类型电极产生经颅直流电刺激时产生正弦波电场。

3.根据权利要求1所述的电场治疗系统，其特征在于，所述时间t1和t2可由用户调节。

4.根据权利要求1所述的电场治疗系统，其特征在于，所述时间t1默认等于t2。

5.根据权利要求2所述的电场治疗系统，其特征在于：所述第一电场发生装置为两个，分别贴于左脑和右脑；所述第二电场发生装置为两个，分别贴于前额和后脑。

6.根据权利要求1所述的电场治疗系统，其特征在于：通过3运放howland恒流源电路产产生所述经颅直流电刺激。

7.根据权利要求1所述的电场治疗系统，其特征在于：所述第一电场发生装置包括9个电极，所述9个电极按3×3排列，所述3×3排列的第二列或第二行为第二类型电极，其余为第一类型电极。

8.根据权利要求2所述的电场治疗系统，其特征在于：所述第二电场发生装置包括9个电极，所述9个电极按3×3排列，所述3×3排列的第二列或第二行为第二类型电极，其余为第一类型电极。