CN116687545A - 一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，具体涉及脉冲电场的肿瘤消融领域，包括数据采集模块：通过用户界面输入病人病例，影像序列，手术计划，通过使用三维超声波或四维彩超对患者肿瘤进行扫描，对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置等信息；数据分析模块：基于数据采集模块输入的病人病例、影像序列、手术计划采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场等数据进行模拟分析，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全降低对健康组织的损伤；脉冲电场发生器：用于产生脉冲电场和高频率的脉冲电场，用于作用于肿瘤组织，导电介质通常被注射或通过穿刺到肿瘤周围的组织中，以增强电场对肿瘤细胞的影响。
Description
技术领域
本发明涉及脉冲电场的肿瘤消融技术领域，更具体地说，本发明涉及一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统。
背景技术
目前肿瘤治疗手段主要为外科手术，其次是放疗和化疗。其中手术治疗所花费的时间长、失血多且开放手术感染机会大、治疗费用高，放疗有部分病人不敏感，且放疗有较多副作用；大部分肿瘤通常对化疗不敏感，全身副作用明显。
消融治疗是指通过高温或超低温直接造成治疗区域组织发生凝固性坏死，达到外科手术切除的效果。其中，消融治疗的主要优点为：不用开刀，可以采取一次或多次适形治疗，术后恢复快，无辐射、无化学损伤，不会出现放、化疗遇到的肿瘤不敏感问题。
但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如数据检测不及时，不能够实时检测肿瘤状态和治疗设备状态及时的进行调整。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种脉冲电场的肿瘤消融系统，通过实时检测脉冲电场发生器工作状态进而更好的进行治疗，
可以重复治疗，也可以实施有计划的分段治疗；对于早期病变可以根治性治疗。
以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，包括：
数据采集模块：通过用户界面输入病人病例，影像序列，手术计划，通过使用三维超声波或四维彩超对患者肿瘤进行扫描，对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置等信息；
数据分析模块：基于数据采集模块输入的病人病例、影像序列、手术计划采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场等数据进行模拟分析，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全降低对健康组织的损伤；
脉冲电场发生器：用于产生脉冲电场和高频率的脉冲电场，用于作用于肿瘤组织，导电介质通常被注射或通过穿刺到肿瘤周围的组织中，以增强电场对肿瘤细胞的影响，并确保电流的流动，有效的杀死病变组织；
电极：电极作为电场的传导介质，将脉冲电场引导到具体的肿瘤位置。电极通常通过穿刺或外科手术技术放置在体内，脉冲电场在肿瘤组织中引起电压差和极化效应，破坏肿瘤细胞的生物膜。电场脉冲会引起细胞膜的电穿孔，导致细胞内外的离子交换发生紊乱，从而阻断膜内正常生化反应和新陈代谢过程的进行，同时电离产生O3的强烈氧化反应，最终导致细胞的死亡；
实时监测模块：用于实时检测脉冲电场的参数，如电压、频率和脉冲宽度等，控制单元通常通过用户界面进行操作，以满足不同患者的需求。输出单元：将控制模块生成的电信号转换成脉冲电场输出，输出单元通常包括高压放大器和输出电极，并且实时监测电极位置，脉冲电场强度和照射时间，以保证治疗期间的安全性以及准确性，避免对健康组织产生损伤；
存储模块：存储肿瘤体积大小，治疗时操作日志生成，脉冲电场强度，照射时长，电压，脉冲频率，脉冲宽度，患者病例生成进行记录存储；
患者健康评估模块：获取存储模块内操作日志数据，基于操作日志数据获取患者健康指数，对患者健康指数进行评估。
优选的，所述数据采集模块：通过用户界面输入病人病例、影像序列、手术计划等信息，同时采集患者生理数据，例如，血压、心率、氧饱和度，并通过使用医学影像技术以及三维超声波采集肿瘤特征数据，如肿瘤大小、肿瘤位置、肿瘤血供等信息，确认病脏靶区并对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置以及周围健康组织及电极位置信息。
优选的，所述数据分析模块：基于数据采集模块采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场、脉冲频率与脉冲宽度等数据进行模拟分析，如温度变化、电场强度、电场阻率变化带来的影响，对原始数据进行预处理，从预处理的数据中提取最大电场强度值、消融区域大小及形状、治疗持续时常等，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全。
优选的，所述脉冲电场发生器：能够产生高压脉冲电场，作用于肿瘤组织，破坏肿瘤组织细胞，脉冲电场发生器具有调节脉冲形状、脉冲宽度、脉冲频率的功能，可以根据具体治疗方式进行调节，可以根据肿瘤大小治疗区域的不同进行控制输出电压调节，从而保护健康组织不受到伤害，提高操作时的安全性。
优选的，所述电极：电极作为电场的传导介质，将脉冲电场引导到具体的肿瘤位置。电极通常分为针状电极，网状电极，根据肿瘤大小及位置选择电极类型通过穿刺或外科手术技术放置在肿瘤所在区域，脉冲电场在肿瘤组织中引起电压差和极化效应，破坏肿瘤细胞的生物膜。电场脉冲会引起细胞膜的电穿孔，导致细胞内外的离子交换发生紊乱，从而阻断膜内正常生化反应和新陈代谢过程的进行，同时电离产生O3的强烈氧化反应，最终导致细胞的死亡。
优选的，所述实时监测模块：用于实时检测脉冲电场的参数，如电压、频率和脉冲宽度等，实时监测温度、电场强度、电场阻值及患者情况，心率、血氧饱和度、血压等，以保证治疗期间的安全性以及准确性，避免对健康组织产生损伤。
优选的，存储模块：根据采集模块采集到的患者信息及病理信息，以及治疗时采用的电场参数和病人病例进行存储，治疗时操作日志生成，脉冲电场强度，照射时长，电压，脉冲频率，脉冲宽度，进行记录存储。
优选的，患者健康评估模块：获取患者各项体征信息数据，体征信息数据包括心率异常情况、血氧异常情况、血压异常情况、锻炼时长、吃饭正常情况与睡眠正常情况，基于各项体征信息数据获取患者健康指数，基于健康指数对患者健康状况进行评估，其中，XLt表示第t次监测时患者心率异常情况，XYt表示第t次监测时患者的血氧异常情况，XKt表示第t次监测时患者的血压异常情况，DLt表示第t次监测时患者的锻炼时长，CFt表示第t次监测时患者的吃饭正常情况，SMt表示第t次监测时患者的睡眠正常情况，t表示监测次数，m1、m2、m3分别表示锻炼时长、进食量与睡眠时长的权重值，且m1+m2+m3＝1，健康指数越高说明患者健康越良好。
本发明的技术效果和优点：
1、通过数据采集模块，采集患者病人病例、影像序列、手术计划等信息，同时采集患者生理数据，并通过使用医学影像技术以及三维超声波采集肿瘤特征数据能够更加精准的确认肿瘤位置等信息更好的实施手术对肿瘤部位进行病情控制；
2、根据实时检测数据进行电场频率，脉冲形状，脉冲宽度进行及时的调整，以及患者的实时情况反馈，针对不同患者和不同肿瘤情况及时的调整所需电场频率，等数据，更好的对肿瘤组织进行消融，减缓肿瘤对患者带来的伤害；
附图说明
图1为本发明的系统模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，包括：
数据采集模块：通过用户界面输入病人病例，影像序列，手术计划，通过使用三维超声波或四维彩超对患者肿瘤进行扫描，对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置等信息；
所述数据采集模块：通过用户界面输入病人病例、影像序列、手术计划等信息，同时采集患者生理数据，例如，血压、心率、氧饱和度，并通过使用医学影像技术以及三维超声波采集肿瘤特征数据，如肿瘤大小、肿瘤位置、肿瘤血供等信息，确认病脏靶区并对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置以及周围健康组织及电极位置信息。
在本实施案例中，数据采集模块通过医学影像技术以及三维彩超等技术采集到病人信息并且录入，从而进行三维建模为后续手术进行提供精准的信息。
数据分析模块：基于数据采集模块输入的病人病例、影像序列、手术计划采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场等数据进行模拟分析，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全降低对健康组织的损伤；所述数据分析模块：基于数据采集模块采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场、脉冲频率与脉冲宽度等数据进行模拟分析，如温度变化、电场强度、电场阻率变化带来的影响，对原始数据进行预处理，从预处理的数据中提取最大电场强度值、消融区域大小及形状、治疗持续时常等，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全。
在本实施案例中，数据分析模块基于数据采集模块采集到的各相关信息以及影响因素和对肿瘤所在区域病人情况等进行模拟分析判断出最为合适的治疗方案，减轻患者被病痛所带来的困扰，更快更好的治疗。
脉冲电场发生器：用于产生脉冲电场和高频率的脉冲电场，用于作用于肿瘤组织，导电介质通常被注射或通过穿刺到肿瘤周围的组织中，以增强电场对肿瘤细胞的影响，并确保电流的流动，有效的杀死病变组织；
所述脉冲电场发生器：能够产生高压脉冲电场，作用于肿瘤组织，破坏肿瘤组织细胞，脉冲电场发生器具有调节脉冲形状、脉冲宽度、脉冲频率的功能，可以根据具体治疗方式进行调节，可以根据肿瘤大小治疗区域的不同进行控制输出电压调节，从而保护健康组织不受到伤害，提高操作时的安全性。
在本实施案例中，脉冲电场发生器根据不同的肿瘤大小和病人生理信息进行针对性的调节和脉冲电场、脉冲形状，脉冲频率的产生，尽可能做到更快更好的清理病变组织。
电极：电极作为电场的传导介质，将脉冲电场引导到具体的肿瘤位置。电极通常通过穿刺或外科手术技术放置在体内，脉冲电场在肿瘤组织中引起电压差和极化效应，破坏肿瘤细胞的生物膜。电场脉冲会引起细胞膜的电穿孔，导致细胞内外的离子交换发生紊乱，从而阻断膜内正常生化反应和新陈代谢过程的进行，同时电离产生O3的强烈氧化反应，最终导致细胞的死亡；
所述电极：电极作为电场的传导介质，将脉冲电场引导到具体的肿瘤位置。电极通常分为针状电极，网状电极，根据肿瘤大小及位置选择电极类型通过穿刺或外科手术技术放置在肿瘤所在区域，脉冲电场在肿瘤组织中引起电压差和极化效应，破坏肿瘤细胞的生物膜。电场脉冲会引起细胞膜的电穿孔，导致细胞内外的离子交换发生紊乱，从而阻断膜内正常生化反应和新陈代谢过程的进行，同时电离产生O3的强烈氧化反应，最终导致病变细胞的死亡。
在本实施案例中，根据患者肿瘤所在位置，肿瘤大小，选择相应电极通过穿刺会手术进行放置，给电场产生提供一个良好的传播介质，更好的肿瘤细胞生物膜，从而使电厂发生器的作用最大化，减少手术次数，降低在手术过程中可能产生的风险。
实时监测模块：用于实时检测脉冲电场的参数，如电压、频率和脉冲宽度等，控制单元通常通过用户界面进行操作，以满足不同患者的需求。输出单元：将控制模块生成的电信号转换成脉冲电场输出，输出单元通常包括高压放大器和输出电极，并且实时监测电极位置，脉冲电场强度和照射时间，以保证治疗期间的安全性以及准确性，避免对健康组织产生损伤；
所述实时监测模块：用于实时检测脉冲电场的参数，如电压、频率和脉冲宽度等，实时监测温度、电场强度、电场阻值及患者情况，心率、血氧饱和度、血压等，以保证治疗期间的安全性以及准确性，避免对健康组织产生损伤。
在本实时案例中，实时监测模块通过检测电场电压，输出频率，脉冲宽度以及患者手术过程中的情况并进行记录，并进行操作日志生成方便后期查看往期治疗参数，方便后续治疗进行参数调整，并发送到储存模块进行储存。
存储模块：存储肿瘤体积大小，治疗时操作日志生成，脉冲电场强度，照射时长，电压，脉冲频率，脉冲宽度，患者病例生成进行记录存储；
存储模块：根据采集模块采集到的患者信息及病理信息，以及治疗时采用的电场参数和病人病例进行存储，治疗时操作日志生成，脉冲电场强度，照射时长，电压，脉冲频率，脉冲宽度，进行记录存储。
在本实施案例中，存储模块存储病人病例，手术时所使用的脉冲电场各项参数以及肿瘤消融情况方便患者在进行复查时进行对比，查看肿瘤消融情况，肿瘤消融后是否出现了反复的依据。
患者健康评估模块：获取存储模块内操作日志数据，基于操作日志数据获取患者健康指数，对患者健康指数进行评估。
患者健康评估模块，获取患者各项体征信息数据，体征信息数据包括心率异常情况、血氧异常情况、血压异常情况、锻炼时长、吃饭正常情况与睡眠正常情况，基于各项体征信息数据获取患者健康指数，基于健康指数对患者健康状况进行评估，其中，XLt表示第t次监测时患者心率异常情况，XYt表示第t次监测时患者的血氧异常情况，XKt表示第t次监测时患者的血压异常情况，DLt表示第t次监测时患者的锻炼时长，CFt表示第t次监测时患者的吃饭正常情况，SMt表示第t次监测时患者的睡眠正常情况，t表示监测次数，m1、m2、m3分别表示锻炼时长、进食量与睡眠时长的权重值，且m1+m2+m3＝1，健康指数越高说明患者健康越良好。
在本实施案例中：患者评估模块对患者手术后身体各方面指数数据进行比对分析，得出患者的健康指数，健康指数越高代表患者的健康值越高恢复的越良好。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于，包括：
数据采集模块：通过用户界面输入病人病例，影像序列，手术计划，通过使用三维超声波或四维彩超对患者肿瘤进行扫描，对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置等信息；
数据分析模块：基于数据采集模块输入的病人病例、影像序列、手术计划采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场等数据进行模拟分析，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全降低对健康组织的损伤；
脉冲电场发生器：用于产生脉冲电场和高频率的脉冲电场，用于作用于肿瘤组织，导电介质通常被注射或通过穿刺到肿瘤周围的组织中，以增强电场对肿瘤细胞的影响，并确保电流的流动，有效的杀死病变组织；
电极：电极作为电场的传导介质，将脉冲电场引导到具体的肿瘤位置。电极通常通过穿刺或外科手术技术放置在体内，脉冲电场在肿瘤组织中引起电压差和极化效应，破坏肿瘤细胞的生物膜。电场脉冲会引起细胞膜的电穿孔，导致细胞内外的离子交换发生紊乱，从而阻断膜内正常生化反应和新陈代谢过程的进行，同时电离产生O3的强烈氧化反应，最终导致细胞的死亡；
实时监测模块：用于实时检测脉冲电场的参数，如电压、频率和脉冲宽度等，控制单元通常通过用户界面进行操作，以满足不同患者的需求。输出单元：将控制模块生成的电信号转换成脉冲电场输出，输出单元通常包括高压放大器和输出电极，并且实时监测电极位置，脉冲电场强度和照射时间，以保证治疗期间的安全性以及准确性，避免对健康组织产生损伤；
存储模块：存储肿瘤体积大小，治疗时操作日志生成，脉冲电场强度，照射时长，电压，脉冲频率，脉冲宽度，患者病例生成进行记录存储；
患者健康评估模块：获取存储模块内操作日志数据，基于操作日志数据获取患者健康指数，对患者健康指数进行评估。
2.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：所述数据采集模块：通过用户界面输入病人病例、影像序列、手术计划等信息，同时采集患者生理数据，例如，血压、心率、氧饱和度，并通过使用医学影像技术以及三维超声波采集肿瘤特征数据，如肿瘤大小、肿瘤位置、肿瘤血供等信息，确认病脏靶区并对患者患部肿瘤进行建模，确定肿瘤组织位置以及周围健康组织及电极位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：所述数据分析模块：基于数据采集模块采集到的肿瘤数据进行分析，设定安全阈值与脉冲电场、脉冲频率与脉冲宽度等数据进行模拟分析，如温度变化、电场强度、电场阻率变化带来的影响，对原始数据进行预处理，从预处理的数据中提取最大电场强度值、消融区域大小及形状、治疗持续时常等，查看可实施度和所带来的风险评估，确保患者在手术过程中的安全。
4.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：所述脉冲电场发生器：能够产生高压脉冲电场，作用于肿瘤组织，破坏肿瘤组织细胞，脉冲电场发生器具有调节脉冲形状、脉冲宽度、脉冲频率的功能，可以根据具体治疗方式进行调节，可以根据肿瘤大小治疗区域的不同进行控制输出电压调节，从而保护健康组织不受到伤害，提高操作时的安全性。
5.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：所述电极：电极作为电场的传导介质，将脉冲电场引导到具体的肿瘤位置。电极通常分为针状电极，网状电极，根据肿瘤大小及位置选择电极类型通过穿刺或外科手术技术放置在肿瘤所在区域，脉冲电场在肿瘤组织中引起电压差和极化效应，破坏肿瘤细胞的生物膜。电场脉冲会引起细胞膜的电穿孔，导致细胞内外的离子交换发生紊乱，从而阻断膜内正常生化反应和新陈代谢过程的进行，同时电离产生O3的强烈氧化反应，最终导致细胞的死亡。
6.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：所述实时监测模块：用于实时检测脉冲电场的参数，如电压、频率和脉冲宽度等，实时监测温度、电场强度、电场阻值及患者情况，心率、血氧饱和度、血压等，以保证治疗期间的安全性以及准确性，避免对健康组织产生损伤。
7.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：存储模块：根据采集模块采集到的患者信息及病理信息，以及治疗时采用的电场参数和病人病例进行存储，治疗时操作日志生成，脉冲电场强度，照射时长，电压，脉冲频率，脉冲宽度，进行记录存储。
8.根据权利要求1所述的一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统，其特征在于：患者健康评估模块：获取患者各项体征信息数据，体征信息数据包括心率异常情况、血氧异常情况、血压异常情况、锻炼时长、吃饭正常情况与睡眠正常情况，基于各项体征信息数据获取患者健康指数，基于健康指数对患者健康状况进行评估，其中，XLt表示第t次监测时患者心率异常情况，XYt表示第t次监测时患者的血氧异常情况，XKt表示第t次监测时患者的血压异常情况，DLt表示第t次监测时患者的锻炼时长，CFt表示第t次监测时患者的吃饭正常情况，SMt表示第t次监测时患者的睡眠正常情况，t表示监测次数，m1、m2、m3分别表示锻炼时长、进食量与睡眠时长的权重值，且m1+m2+m3＝1，健康指数越高说明患者健康越良好。
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| CN202310854843.7A CN116687545A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统 |
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|---|---|---|---|
| CN202310854843.7A CN116687545A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种采用脉冲电场的肿瘤消融系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117563139A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-20 | 湖南安泰康成生物科技有限公司 | 一种利用电场抑制肿瘤增殖的设备及处理器 |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310854843.7A patent/CN116687545A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117563139A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-20 | 湖南安泰康成生物科技有限公司 | 一种利用电场抑制肿瘤增殖的设备及处理器 |
| CN117563139B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-04-09 | 湖南安泰康成生物科技有限公司 | 一种利用电场抑制肿瘤增殖的设备及处理器 |
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