CN116196554A - 一种使用多个电场覆盖肿瘤细胞敏感频率以治疗肿瘤的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用多个电场覆盖肿瘤细胞敏感频率以治疗肿瘤的系统，其包括：电场驱动装置；以及电极阵列对。所述系统中的电场施加方式主要包括两种：第一种是时分制施加，即在不同的时间段施加不同敏感频率的电场，从而达到施加多个频率电场的目的；第二种是频分制施加，即在同一时间内施加由多个敏感频率叠加生成的电场，从而达到施加多个频率电场的目的，以最大的程度针对个体患者的肿瘤细胞的敏感频段进行覆盖，从而提高电场治疗的效果。
Description
技术领域
本发明属于肿瘤医疗技术领域，更具体地，本发明通常涉及一种使用多个电场覆盖肿瘤细胞敏感频率以抑制肿瘤生长的系统。
背景技术
目前肿瘤治疗中的电场治疗法的基本原理均建立在电场对肿瘤细胞有丝分裂具有阻碍破坏作用的基础上，通常使用频率为200KHz的电场对患者肿瘤细胞的快速生长进行抑制。然而，在对使用频率为200KHz的电场对患者治疗的统计中发现，一部分患者没有达到预期的效果。在对多位患者的肿瘤细胞进行培养增殖，用相同强度、不同频率的电场进行抑制细胞增殖的实验中发现，有的患者肿瘤细胞用频率为150KHz的电场抑制效果好，有的180KHz的效果好，有的200KHz的效果好，有的220KHz的效果好，还有的240KHz的效果好，简言之，200KHz的电场仅是对一部分患者肿瘤细胞生长有抑制作用。
在进一步的研究中发现，200KHz的电场是对肿瘤细胞快速生长有抑制作用频率段的中心频率，对于个体患者而言，不一定是最好的，甚至有的患者的肿瘤细胞对200KHz频率的电场不敏感，根本没有抑制作用，进而提出了用敏感频率电场抑制肿瘤细胞快速生长的方法，即通过对患者肿瘤标本细胞大小进行测量、取平均值、再计算出该值的敏感频率，或进行培养增殖后进行细胞电场敏感频率实验得出敏感频率，以患者肿瘤细胞最敏感频率的进行电场治疗。
然而，在对多位患者肿瘤样本的研究中发现，即使同一位患者的肿瘤样本，其细胞个体存在差异，主要表现在细胞的大小、形状上，因此，通过细胞大小的平均值计算得到的敏感频率，以及通过细胞敏感实验得到的敏感频率，只是针对这位患者肿瘤中多数细胞而言的，并没有针对肿瘤中所有细胞的敏感频率。因此，在使用单一敏感频率的电场对患者进行治疗时，患者的一部分肿瘤细胞因大小和形状的差异而对这个单一频率电场不敏感，即使在这个频率电场干预下，一部分肿瘤细胞可以躲过电场的抑制作用，仍然可顺利分裂增殖，得不到对病情的全面控制。
因此，需要一种能够尽可能多地覆盖肿瘤细胞敏感频率以更有效抑制不同患者的不同肿瘤的生长的系统和方法。
发明内容
为了克服现有技术中患者的一部分肿瘤细胞因大小和形状的差异而对单一频率电场不敏感，使得一部分肿瘤细胞仍然可以躲过电场的抑制作用，因而得不到对病情的全面控制的缺陷，本发明旨在提供一种使用多个频率的电场以更有效抑制不同患者的不同肿瘤的生长的治疗肿瘤的系统和方法。
在第一方面，本发明提供了一种使用多个电场覆盖肿瘤细胞敏感频率以治疗肿瘤的系统，其包括：
电场驱动装置，其用于接收n个敏感频率的信号，并根据所述信号调整输出具有相应频率的电场，以在周期时间T内，在a个方向中的每个方向上以预定顺序输出分别具有所述n个敏感频率中的一者或多者的多个频率的电场，并在预定的时间段内重复所述周期时间T，其中n≥2；以及
电极对，其通过连接线与所述电场驱动装置电连接，并将所述电场驱动装置输出的电场施加于目标区域，所述目标区域可以是所述患者的头部或者其他相应位置，使电场能够穿过/覆盖目标区域的肿瘤组织。
本领域技术人员应当知晓，细胞的敏感频率与细胞的尺寸大小(例如细胞半径或直径)密切相关，并且通常具有反比例关系，即细胞尺寸越大，细胞敏感频率越低，反之，细胞尺寸越小，细胞敏感频率越大。然而，即使是同一患者的肿瘤样本，其细胞个体也存在差异，例如细胞尺寸不同，且具有某一细胞尺寸的细胞数量也不相同，因此难以获得能够有效治疗所述肿瘤的单一敏感频率。因此，作为针对方案，本发明的电场驱动装置设置用于接收n个敏感频率的信号，并根据所述信号调整输出具有相应频率的电场，从而能够覆盖多个敏感频率，以提高治疗效果。
进一步地，对于所述电场驱动装置获得所述n个敏感频率的信号的方式，例如用户可以直接将n个敏感频率的对应信号传输至所述电场驱动装置，或者也可以通过输入其他信息并经由额外的处理模块处理后生成所述n个敏感频率对应的信号来传输至电场驱动装置。在本发明的一个优选实施方式中，本发明的系统还包括患者信息处理模块，其用于接收用户输入的所述患者的肿瘤样本信息，所述肿瘤样本信息至少包括肿瘤细胞的细胞尺寸分布信息，并基于所述肿瘤细胞的细胞尺寸分布信息确定所述肿瘤的细胞敏感频段，以及将所述肿瘤的细胞敏感频段划分为n个子敏感频段，并输出分别对应于n个子敏感频段的中点的n个敏感频率的信号；并且所述电场驱动装置从所述患者信息处理模块接收所述n个敏感频率的信号，并根据所述信号调整输出具有相应频率的电场。
更具体地，本发明提供的患者信息处理模块可设置用于接收用户输入的至少包括肿瘤细胞的细胞尺寸分布信息的肿瘤样本信息，并且能够基于所述肿瘤细胞的细胞尺寸信息与细胞敏感频率之间的关系确定所述肿瘤的细胞敏感频段。例如，所述患者信息处理模块在接收用户输入的肿瘤样本信息后，可以基于所述肿瘤的细胞尺寸分布信息中的最小尺寸和最大尺寸分别确定所述肿瘤的最小细胞敏感频率和最大细胞敏感频率，其中所述肿瘤的细胞敏感频段具有所述最小细胞敏感频率至所述最大细胞敏感频率的范围。
对于确定敏感频率过程中所述肿瘤细胞的细胞尺寸信息与细胞敏感频率之间的具体关系，所述患者信息处理模块可以根据用户预设的两者之间的计算公式或两者之间的关系曲线进行处理。对于所述计算公式，所述处理模块可以将例如细胞半径带入预设的公式中求得其对应的细胞敏感频率，由于细胞半径与细胞敏感频率存在反比例关系，该计算公式通常可以表示为f＝k/l，其中l表示细胞半径，并且f表示敏感频率，k为常数，例如1700-2100、1800-2000、或优选1900KHz·μm，由于患者病变组织细胞的大小不是均匀的，个体之间在形状大小都存在差异，k值可以根据实际情况进行调整。对于所述关系曲线，所述处理模块基于横坐标中的细胞半径对应地在曲线中寻找纵坐标中的频率值作为敏感频率，由于如前所述细胞半径与细胞敏感频率存在反比例关系，该所述关系曲线通常为反比例函数曲线。
除了输入所述肿瘤细胞的细胞尺寸分布信息作为所述患者的肿瘤样本信息之外，作为替代方案，用户也可以在输入肿瘤样本信息之前通过敏感频率实验直接测量所述肿瘤细胞的敏感频率频段，然后向所述患者信息处理模块直接输入测得的所述肿瘤的细胞敏感频段。对于所述细胞敏感频率实验，可以例如使用多个频率(优选为梯度变化的)的电场进行抑制肿瘤细胞生长的效果的测试，并从实验结果中选择对肿瘤细胞生长抑制作用最明显的电场的频率为敏感频率，当出现相邻的两个频率抑制效果相当时，可以取两个相邻频率的平均值为敏感频率。
举例说明，使用U251细胞进行实验，经培养增殖达到所需数量后，筛出过大或过小的细胞，尽量保持细胞一定尺寸范围。测量细胞尺寸，算出细胞敏感频率(例如200KHz)，分多个实验组和一个对照组，对各实验组分别施加以下频率的同强度电场：细胞敏感频率-20KHz、细胞敏感频率-18KHz、细胞敏感频率-16KHz、细胞敏感频率-14KHz、细胞敏感频率-12KHz、细胞敏感频率-10KHz、细胞敏感频率-8KHz、细胞敏感频率-6KHz、细胞敏感频率-4KHz、细胞敏感频率-2KHz、细胞敏感频率、细胞敏感频率+2KHz、细胞敏感频率+4KHz、细胞敏感频率+6KHz、细胞敏感频率+8KHz、细胞敏感频率+10KHz、细胞敏感频率+12KHz、细胞敏感频率+14KHz、细胞敏感频率+16KHz、细胞敏感频率+18KHz、细胞敏感频率+20KHz，进行增殖抑制实验，与对照组进行对比，细胞敏感频段的范围为具有统计学意义的最低频率至具有统计学意义的最高频率。在上述实验中发现，该种细胞在200KHz的电场下，增殖最低，即最佳敏感频率为200KHz，当频率低于188KHz时对其增殖抑制效果已经无统计学意义，并且当频率高于210KHz时对其增殖抑制效果已经无统计学意义。因此，证明对于该U251细胞而言，最佳敏感频率为200KHz，细胞敏感频段为188KHz到210KHz。
进一步地，由于单个敏感频率只能够对一定敏感频段内的细胞具有效果，为了使得施加电场的频率能够尽量覆盖到整个细胞敏感频段，本发明中通常需要选择多个敏感频率，对此，所述患者信息处理模块还配置成在确定所述肿瘤的细胞敏感频段后，将所述肿瘤的细胞敏感频段划分为n个子敏感频段。优选地，各个所述子敏感频段的中心点即可作为敏感频率，并在后续过程中通过电场来施加该频率。
此外，如上所述，单个敏感频率在敏感频段内时才会对细胞增值具有抑制效果，因此对了达到更好的治疗效果，子敏感频段的宽度不宜过大，同时为了避免子敏感频段的数量过多，子敏感频段的宽度不宜过小。因此，在本发明的一个优选实施方式中，所述子敏感频段的宽度可以设定在10KHz至30KHz之间，优选15KHz至25KHz之间，更优选20KHz左右。
对于如何划分所述子敏感频段，其可以通过多种方式进行。例如，在本发明的一个实施方式中，所述患者信息处理模块通过平均划分所述细胞敏感频段的方式得到所述n个子敏感频段。举例说明，当用户输入最大细胞尺寸12μm和最小细胞尺寸8μm作为肿瘤样本信息时，患者信息处理模块根据预设的如图1所示的敏感频率与细胞尺寸的关系曲线，确定所述细胞敏感频段为158KHz至238KHz，当细胞敏感频段设定为4(n＝4)时，细胞敏感频段被平均划分4个子敏感频段，即158-178KHz、178-198KHz、198-218KHz和218-238KHz，子敏感频段的宽度为20KHz，通过取中点的方式，对应的敏感频率则可以分别选择为168KHz、188KHz、208KHz和228KHz，如图2所示。在此情况下，所述患者信息处理模块经过处理后将输出具有168KHz、188KHz、208KHz和228KHz的4个敏感频率的信号。
此外，本发明还提供了一种快速计算所述n个子敏感频段的敏感频率方法，具体地，所述n个子敏感频段中的第i个子敏感频段的敏感频率fi按照如下函数计算：
其中fmax为细胞敏感频段的最大值，fmin为细胞敏感频段的最小值)，其中i为1至n中的任一整数。
以上述示例为例，由于细胞敏感频段的最小值为158KHz，细胞敏感频段的最大值为238KHz，且n＝4，因此第1个子敏感频段的敏感频率＝158KHz+(238KHz-158KHz)*(2*1-1)/(2*4)＝168KHz，与上述示例的结果对应。
作为替代方案，除了按照平分敏感频段的方式，还可以例如按照平分细胞尺寸大小的方式。具体地，在本发明的一个实施方式中，所述患者信息处理模块通过以下方式得到所述n个子敏感频段：基于所述细胞尺寸分布信息将细胞尺寸范围平均划分为n个尺寸段，并基于所述n个尺寸段分别确定所述n个子敏感频段。也就是说，该方式得到的每个子敏感频段所对应的尺寸范围(跨度)相等。
此外，考虑到对应于单一细胞尺寸或细胞敏感频率的细胞数量不同，所需的敏感施加时间可能不同，也可以按照不同大小的细胞占细胞总数量的比例来划分。例如，在本发明的另一个实施方式中，所述患者信息处理模块也可以通过以下方式得到所述n个子敏感频段：基于所述细胞尺寸分布信息将肿瘤细胞按照细胞尺寸大小划分为n个数量等份，并基于所述n个数量等份的细胞尺寸范围分别确定所述n个子敏感频段。也就是说，该方式得到的每个子敏感频段所对应的细胞数量相等。
在所述患者信息处理模块输出分别对应于n个子敏感频段的中点的n个敏感频率的信号后，所述电场驱动装置配置用于接收通过所述患者信息处理模块所处理得到的所述n个敏感频率的信号，并根据所述信号调整输出电场，以在周期时间T内，在a个方向中的每个方向上以预定顺序输出分别具有所述n个敏感频率中的一者或多者的多个电场，并在预定的时间段内重复周期时间T。
对于施加电场的方向，其通常需要通过电场驱动装置与电极阵列对的配合来完成，以向头部施加三个方向(a1、a2、a3)的电场为例进行说明，如图3所示，患者头部的表面贴有多个电极组成的电极阵列对。其中，当对前后设置的电极阵列对施加电场驱动电压时，在颅内产生前后方向的电场(a1)，如图4所示；当对左右设置的电极阵列对施加电场驱动电压时，在颅内产生左右方向的电场(a2)，如图5所示；当对上下设置的电极阵列对施加电场驱动电压时，在颅内产生上下方向的电场(a3)，如图6所示。
对于施加电场的时序，本发明对施加电场的时序没有特别的限制，可以以任意顺序进行，只要在周期时间T内能够在每个方向上均分别施加一次具有所述n个敏感频率的多个电场即可。例如，施加方式可以包括：在第一个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施第一敏感频率电场T/an时长，在第二个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施加第二敏感频率电场T/an时长，以此类推；或者2)在第一个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施加n个敏感频率中的任意一个的电场T/an时长，在第二个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施加n个敏感频率中未施加过的任意一个的电场T/an时长，以此类推；或者3)在第一个T/a时间内向第一方向以固定顺序施加n个敏感频率，每个敏感频率施加T/an时长，在第二个T/a时间内向第二方向以固定顺序施加n个敏感频率，每个敏感频率施加T/an时长，以此类推；或者4)在第一个T/a时间内向第一方向以第一顺序施加n个敏感频率，每个频率施加T/an时长，在第二个T/a时间内，向第二方向以第二顺序施加n个敏感频率，每个频率施加T/an时长，以此类推；等等。
以第3)种方式为例，如图7所示，三个施加方向分别为a1、a2、a3，三个敏感频率分别为f1、f2、f3，在时间t0到t1之间，分别将f1、f2和f3三个敏感频率在前后方向上施加；在时间t1到t2之间，分别将f1、f2和f3三个敏感频率在左右方向上施加；在时间t2到T1之间，分别将f1、f2和f3三个敏感频率在上下方向上施加，从而完成一个周期时间T。
根据本发明，除了在各个方向上按照任意顺序施加具有单个敏感频率的电场之外，本发明的方法还以通过施加具有多个敏感频率叠加的电场的方式来完成。例如，在本发明的一个实施方式中，所述电场驱动装置可以以固定顺序或不固定顺序向a个方向施加具有多个(例如两个或更多个)敏感频率叠加的电场，或者所述电场驱动装置可以在不同的重复周期时间T内以不同的预定顺序向a个方向施加具有多个敏感频率叠加的电场。由于该方式中将多个敏感频率进行叠加，导致电场的数量将小于n，因此单个电场施加时间可以相应进行调整，只要在周期时间T内能够在每个方向上均分别施加一次具有所述n个敏感频率的多个电场即可。
对于本发明的电场驱动装置，所述电场驱动装置可以包括：输入控制单元，其用于接收通过所述患者信息处理模块输出的信号并基于所述信号控制频率合成单元产生的电场；频率合成单元，其用于产生具有单个敏感频率或多个敏感频率叠加的电场；电场驱动单元，其用于增大所述频率合成单元产生的电场；方向切换单元，其用于控制所述电场的施加方向；以及供电单元，其用于为其他单元供电。本发明的电场驱动装置的示例性图示可以参见图9。
更具体地，为了执行上述对施加电场的方向和时序的调整，本发明的电场驱动装置相应地包括方向切换单元，其用于控制所述电场的施加方向(例如通过切换电场驱动装置与电极阵列对的连通关系)；频率合成单元，按切换单元切换时序，产生相应的频率信号，例如在图7中，在时间t0到t1之间，按顺序产生f1、f2、f3三个信号各T/an时长，以及电场驱动单元，其用于增大所述频率叠加单元输出的电场信号，这是因为频率串联单元产生的信号功率通常很小。
作为另一种实施方式，频率合成单元可以同时产生f1、f2、f3三个信号的叠加信号，如图8所示，其显示了在同一方向上同时施加f1、f2、f3后的叠加信号，申请人发现，这种叠加信号可以同时驱动与这三种频率相同的物体产生共振，并且叠加后可以使得周期时间T内每种敏感频率的施加时间变长，达到更好的治疗效果。
此外，申请人还对时间t的最小施加时间进行了研究，具体地使用U251细胞进行实验，经培养增殖达到所需数量后，筛选同一尺寸的细胞，测量细胞尺寸，算出细胞敏感频率，分多个实验组和一个对照组，对各实验组分别施加细胞敏感频率的同强度电场，施加时间和间隔时间的比例依次为：5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、1:14、1:19、1:24、1:29，进行增殖抑制实验，与对照组进行对比，最小有较干预时间＝最小具有统计学意义的时间比。在上述实验中发现，U251细胞在不同的施加周期下，当施加时间和间隔时间的比例小于1:9，施加时间小于0.1秒时，对其增殖抑制效果已经无统计学意义。因此，证明对于U251细胞而言，最小有效施加与间隔时间为比例1:9，最小施加时间不小于0.1秒。因此，在本发明的一个实施方式中，T≤10秒，2≤n≤10，2≤a≤4，并且t≥0.1秒。对于间隔时间研究的主要作用：确定最小施加时间，即肿瘤细胞在某一个方向获得的电场抑制最短的时间，当小于最小施加时间无抑制作用，只有大于最小施加时间才有抑制作用，通过研究得到了最小施加时间为0.1秒。
更进一步地，由于患者的肿瘤情况会随着治疗过程有所变化，因此在用户使用本发明的治疗肿瘤的系统达预定的时间段后，可以对所述患者的肿瘤情况重新进行评估，并基于所述患者的新的肿瘤样本信息，通过重新选择适用于所述患者的新频率、方向和时序来配置治疗方案。根据本发明的一个实施方式，所述预定的时间段可以为至少一个月或病灶发生变化的时间。
在第二方面，本发明还提供了一种肿瘤电场治疗仪，其包括如上文所述的系统。
综上，本发明提供的使用多个电场覆盖肿瘤细胞敏感频率以治疗肿瘤的系统中的电场施加方式主要包括两种：第一种是时分制施加，即在不同的时间段施加不同敏感频率的电场，从而达到施加多个频率电场的目的；第二种是频分制施加，即在同一时间内施加由多个敏感频率叠加生成的电场，从而达到施加多个频率电场的目的，其优点在于以最大的程度针对个体患者的肿瘤细胞的敏感频段进行覆盖，从而提高电场治疗的效果。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的细胞敏感频率与细胞尺寸的关系曲线；
图2示出了根据本发明实施方式的通过平均划分细胞敏感频段的方式来得到子敏感频段并选择细胞敏感频率的结果；
图3示出了根据的本发明实施方式的在头部的表面贴有多个电极阵列对的示意图；
图4示出了根据的本发明实施方式的通过前后设置的电极阵列对在a1方向上施加电场驱动电压的示意图；
图5示出了根据的本发明实施方式的通过左右设置的电极阵列对在a2方向上施加电场驱动电压的示意图；
图6示出了根据的本发明实施方式的通过上下设置的电极阵列对在a3方向上施加电场驱动电压的示意图；
图7示出了根据的本发明实施方式的在单个方向依次以固定顺序施加多个具有敏感频率的电场的示意图；
图8示出了根据的本发明实施方式的在单个方向依次施加具有叠加的敏感频率的电场的示意图；
图9示出了根据的本发明实施方式的电场驱动装置的示意图；
图10示出了本发明实施例中的各子敏感频率电场施加的时序；并且
图11示出了本发明实施例中的电场组1、电场组2和对照组在成瘤后的第9、11、13、15、17天的肿瘤生长结果。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
实施例
使用细胞：使用5X105C6细胞系统。该细胞系经过培养增殖，获得足够的数量，以直径为标准对其进行体积大小统计，得出体积最大的直径为12μm，体积最小直径为8μm。
动物选择：4-6周龄雄性SD大鼠，体重为180±10克。
分组情况：将15只大鼠，平均分为3组，对照组分配5只，电场组1分配5只，电场组2分配5只。
麻醉方式：异氟烷吸入麻醉，除购买的小动物吸入麻醉盒外，自制小动物吸入麻醉面罩。
建模位置：wistar大鼠bregma点前1mm，右3mm，进针6mm，退1mm，注射5微升5X105C6细胞约2×105个/ml，注射5分钟，结束后保留5分钟。
电极配置：采用4电极2方向布局，即大鼠头部两眼连线中点与两耳连线中点分别安装一个电极，为前后方向一对电极，产生前后方向的电场；左右两侧眼耳连线中点各安装一个电极，为左右方向一对电极，产生左右方向的电场。
电场组1频率配置方案：对X105C6细胞系进行敏感频率实验可知，X105C6细胞系对频率为200KHz的电场最为敏感，故选取200KHz作为敏感频率。
电场组2频率配置方案：以图1为参考，在获得的X105C6细胞系中，体积最大的直径为12μm，查表可得对应的频率为158KHz；体积最小直径为8μm，查表可得对应的频率为238KHz。实验设计将细胞敏感频段设置为4个(n＝4)，细胞敏感频段被平均划分4个子敏感频段，即158-178KHz、178-198KHz、198-218KHz和218-238KHz，子敏感频段的宽度为20KHz，通过取中点的方式，对应的敏感频率则可以分别选择为168KHz、188KHz、208KHz和228KHz，信息处理模块经过处理后将输出具有168KHz、188KHz、208KHz和228KHz的4个敏感频率的信号。各子敏感频率电场施加的时序如图10所示，f1＝168KHz，f2＝188KHz，f3＝208KHz，f4＝228KHz，在t0到t1的时间内，依次沿前后方向施加f1、f2、f3、f4这4个频率的电场，在t1到T1的时间内，依次沿左右方向施加f1、f2、f3、f4这4个频率的电场，从而完成第1个T周期；在T1到t3的时间内，依次沿前后方向施加f1、f2、f3、f4这4个频率的电场，在t3到T2的时间内，依次沿左右方向施加f1、f2、f3、f4这4个频率的电场，从而完成第2个T周期；按此循环。
对照组的设置：不采用任何干预措施，但与电场组1、电场组2同样进行脱毛、安装电极、麻醉等操作。
实验方式：贴电极处脱毛一周，而后建模，休息2天安装电极，隔天更换电极，持续治疗到最后一次磁共振时间(大约是2周时间)，9-10天左右第一次磁共振，而后间隔1天1次磁共振，总共扫描4-5次。
实验情况：在成瘤后第9天，即电场治疗后第一周开始MRI检查，提示三组肿瘤体积无统计学差异；第11，13，15，17天的4次检查均发现两个电场组肿瘤生长减慢，与对照组有统计学差异，并且电场组2的肿瘤体积较电场组1生长更慢，其差异有统计学意义，如图11所示。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (18)
1.一种使用多个电场覆盖肿瘤细胞敏感频率以治疗肿瘤的系统，其包括：
电场驱动装置，其用于接收n个敏感频率的信号，并根据所述信号调整输出具有相应频率的电场，以在周期时间T内，在a个方向中的每个方向上以预定顺序输出分别具有所述n个敏感频率中的一者或多者的多个频率的电场，并在预定的时间段内所述重复周期时间T，其中n≥2；以及
电极对，其通过连接线与所述电场驱动装置电连接，用于将所述电场驱动装置输出的电场施加于目标区域，以使所述电场能够穿过所述目标区域的肿瘤组织。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括患者信息处理模块，其用于接收用户输入的所述患者的肿瘤样本信息，所述肿瘤样本信息至少包括肿瘤细胞的细胞尺寸分布信息，并基于所述肿瘤细胞的细胞尺寸分布信息确定所述肿瘤的细胞敏感频段，以及将所述肿瘤的细胞敏感频段划分为n个子敏感频段，并输出分别对应于n个子敏感频段的中点的n个敏感频率的信号；并且所述电场驱动装置从所述患者信息处理模块接收所述n个敏感频率的信号，并根据所述信号调整输出具有相应频率的电场。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述确定所述肿瘤的细胞敏感频段包括：基于所述肿瘤的细胞尺寸分布信息中的最小尺寸和最大尺寸分别确定所述肿瘤的最小细胞敏感频率和最大细胞敏感频率，其中所述肿瘤的细胞敏感频段具有所述最小细胞敏感频率至所述最大细胞敏感频率的范围。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述患者信息处理模块通过平均划分所述细胞敏感频段的方式得到所述n个子敏感频段。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述n个子敏感频段中的第i个子敏感频段的敏感频率fi按照如下函数计算：
其中fmax为细胞敏感频段的最大值，fmin为细胞敏感频段的最小值)，其中i为1至n中的任一整数。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述患者信息处理模块通过以下方式得到所述n个子敏感频段：基于所述细胞尺寸分布信息将细胞尺寸范围平均划分为n个尺寸段，并基于所述n个尺寸段分别确定所述n个子敏感频段。
7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述患者信息处理模块通过以下方式得到所述n个子敏感频段：基于所述细胞尺寸分布信息将肿瘤细胞按照细胞尺寸大小划分为n个数量等份，并基于所述n个数量等份的细胞尺寸范围分别确定所述n个子敏感频段。
8.根据权利要求2所述的系统，其中，
所述子敏感频段的宽度设定在10KHz至30KHz之间，或者，
所述子敏感频段的宽度设定在15KHz至25KHz之间，或者，
所述子敏感频段的宽度设定在20KHz。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置在所述周期时间T内按照以下方式输出电场：在第一个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施第一敏感频率电场T/an时长，在第二个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施加第二敏感频率电场T/an时长，以此类推。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置在所述周期时间T内按照以下方式输出电场：在第一个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施加n个敏感频率中的任意一个的电场T/an时长，在第二个T/n时间内按固定顺序向a个施加方向逐一施加n个敏感频率中未施加过的任意一个的电场T/an时长，以此类推。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置在所述周期时间T内按照以下方式输出电场：在第一个T/a时间内向第一方向以固定顺序施加n个敏感频率，每个敏感频率施加T/an时长，在第二个T/a时间内向第二方向以固定顺序施加n个敏感频率，每个敏感频率施加T/an时长，以此类推。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置在所述周期时间T内按照以下方式输出电场：在第一个T/a时间内向第一方向以第一顺序施加n个敏感频率，每个频率施加T/an时长，在第二个T/a时间内向第二方向以第二顺序施加n个敏感频率，每个频率施加T/an时长，以此类推。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置以固定顺序向a个方向施加具有多个敏感频率叠加的电场。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置在不同的重复周期时间T内以不同的预定顺序向a个方向施加具有多个敏感频率叠加的电场。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电场驱动装置包括：
输入控制单元，其用于接收通过所述患者信息处理模块输出的信号并基于所述信号控制频率合成单元产生的电场；
频率合成单元，其用于产生具有单个敏感频率或多个敏感频率叠加的电场；
电场驱动单元，其用于增大所述频率合成单元产生的电场；
方向切换单元，其用于控制所述电场的施加方向；以及
供电单元，其用于为各个其他单元供电。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中，T≤10秒，2≤n≤10，2≤a≤4，并且t≥0.1秒。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定的时间段为至少一个月或病灶发生变化的时间。
18.一种肿瘤电场治疗仪，其包括根据权利要求1至17中任一项所述的系统。
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