CN116782980A - 复合电极的优化 - Google Patents

Abstract

描述了用于通过患者的身体中的目标区域施加电场的装置和方法。所述装置包括具有多个温度传感器的传感器阵列，其中所述传感器阵列中的多个第一温度传感器被连接到第一导体，并且多个第二温度传感器被连接到第二导体。电路被配置为经由第一导体和第二导体向第三温度传感器提供已知量的电，所述第三温度传感器在所述多个第一温度传感器内并且在所述多个第二温度传感器内。

Description

复合电极的优化

相关申请的交叉引用/通过引用声明并入

本专利申请要求于2020年12月21日提交的由美国序列号63/128,265标识的临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

关于联邦赞助的研究或开发的声明

不适用。

背景技术

肿瘤治疗场(TTField或TTF)是中频范围(50kHz至1MHz)内的低强度(例如1-3V/cm)交变电场，它通过破坏有丝分裂靶向实体瘤。这种非侵入性治疗靶向实体瘤，并且例如在美国专利号7,016,725；7,089,054；7,333,852；7,565,205；8,244,345；8,715,203；8,764,675；10,188,851；以及10,441,776中进行描述。TTField通常通过两对换能器阵列递送，该换能器阵列在治疗的肿瘤内生成垂直场；构成这些对中的每一对的换能器阵列被定位在被治疗的身体部位的相对侧。更具体地，针对系统，换能器阵列的一对电极位于肿瘤的左侧和右侧(LR)，并且另一对电极位于肿瘤的前部和后部(AP)。TTField被批准用于治疗多形性成胶质细胞瘤(GBM)，并且例如可以经由/>系统(泽西岛圣赫利尔市Novocure有限公司)递送，该/>系统包括被放置在患者的光头上的换能器阵列。

没备中用于递送TTField的每个换能器阵列包括非导电陶瓷圆盘电极集合，这些圆盘电极通过一层导电医用凝胶被耦合到患者的皮肤(诸如但不限于用于治疗GBM的患者的光头)。为了形成陶瓷圆盘电极，导电层被形成在非导电陶瓷材料的顶表面上。非导电陶瓷材料的底表面被耦合到导电医用凝胶。非导电陶瓷材料是一种安全特征，以确保直流信号被阻止，以免无意地错误传输给患者。通过在导电层和导电医用凝胶之间插入非导电陶瓷材料，现有技术的系统被认为确保患者得到保护。医用凝胶的目的是变形以匹配身体的轮廓，并且在阵列和皮肤之间提供良好的电接触；照此，凝胶接口桥接皮肤并且减少干扰。在移除以进行卫生护理和重新剃须(如有必要)之前，该设备意图由患者连续佩戴达2至4天，继之以重新应用新的阵列集合。照此，医用凝胶每次与患者皮肤的一个区域保持大体上连续的接触达2至4天的时段，并且在更多的医用凝胶被施加到皮肤区域之前，仅有很短的一个时间段皮肤区域被揭开并且暴露于环境。

在不同方向上施加TTField的一种方法是在第一电极集合之间施加场达一个时间段，然后在第二电极集合之间施加场达一个时间段，然后在延长的持续时间内(例如在几天或几周的时段内)重复该循环。

为了生成TTField，电流被施加到换能器阵列的每个电极。在一个时间段内施加电流会使每个电极变暖并且最终变热，并且因此对患者来说可能变得不舒服或疼痛。照此，经由换能器阵列递送的交流电的振幅可以被控制，使得皮肤温度(如在换能器阵列下面的皮肤上测量的)不超过安全阈值(例如，例如41摄氏度)。患者皮肤上的温度测量值使用被放置在换能器阵列的一些圆盘下方的温度传感器(例如热敏电阻)来获得。例如，每个阵列可以包括八个热敏电阻，其中一个热敏电阻定位在阵列中的相应圆盘的下方。

每个阵列中的热敏电阻经由长导线被连接到称为“线缆箱”的电子设备，其中来自所有热敏电阻(例如四个阵列×每个阵列八个热敏电阻)的温度被测量，并且被模数转换成每个热敏电阻的数字值。然后，这些测量值经由附加的(一个或多个)导线从线缆箱传输到电场生成器，这些导线促进线缆箱和场生成器之间的双向数字串行通信。场生成器中的控制器使用温度测量来控制经由每对阵列递送的电流，以便将患者皮肤上的温度维持在例如41摄氏度以下。电流本身经由附加的导线(即，每个阵列一个导线)递送到每个阵列，该导线从场生成器穿过线缆箱到达阵列。然而，由于导线的数量，将温度传感器和换能器阵列附接到患者是麻烦的。

发明内容

在一些实施例中，描述了一种用于通过患者的身体中的目标区域施加电场的装置。该装置可以包括至少一个换能器阵列、传感器阵列、电路和控制器。所述至少一个换能器阵列具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTfield。传感器阵列具有被定位在多个电极元件附近的多个温度传感器，该传感器阵列中的多个第一温度传感器被连接到第一导体，并且多个第二温度传感器被连接到第二导体。电路被配置为经由第一导体和第二导体向第三温度传感器提供已知量的电，第三温度传感器在第一多个第一温度传感器内并且在第二多个第二温度传感器内，并且获得与第三温度传感器的第一温度读数相对应的第一电读数。控制器基于第一温度读数来调整交流波形。

附图说明

图1是根据本公开的用于测量将TTField施加到患者身体的换能器阵列的温度的示例性系统的框图。

图2是根据本公开的在图1中所图示的系统中使用的示例性集线器的示意图。

图3是根据本公开的在图1中所图示的系统中使用的示例性远端电路的示意图。

图4A至4C图示了根据本公开的在图1中所图示的系统中使用的传感器阵列的示例性实施例的示意图。

图5是根据本公开的在图1中所图示的系统中使用的传感器阵列的另一示例性实施例的示意图。

具体实施方式

在通过示例性语言和结果的方式详细解释(一个或多个)发明概念的至少一个实施例之前，要理解的是，(一个或多个)发明概念在其应用中不被限于以下描述中阐述的组件的构造和布置的细节。本文中使用的语言意图被赋予尽可能广泛的范围和含义；并且这些实施例意旨是示例性的而非穷尽的。

除非上下文另有要求，否则单数术语应该包括复数，并且复数术语应该包括单数。

本申请的任何部分中引用的所有专利、已发布的专利申请和非专利出版物通过引用以其整体明确地并入本文中，其程度与每个单独的专利或出版物被具体且单独地指示为通过引用并入的程度相同。如根据本公开利用的，除非另有指示，否则以下术语应该被理解为具有以下含义：

当结合权利要求和/或说明书中的术语“包括”使用时，术语“一”或“一个”的使用可能意味着“一个”，但它也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。照此，术语“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有清晰指示。因此，例如对“化合物”的引用可以指一个或多个化合物。术语“多个”是指“两个或更多个”。

术语“至少一个”的使用将被理解为包括一个以及多于一个的任何数量。此外，术语“X、Y和Z中的至少一个”的使用将被理解为包括单独的X、单独的Y和单独的Z，以及X、Y和Z的任何组合。例如，序数术语(即，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等)的使用仅出于区分两个或更多个项目的目的，并且不意旨暗示一个项目相对于另一项目的任何序列或次序或重要性或者任何添加次序。

权利要求中术语“或者”的使用被用于意旨包括性的“和/或”，除非明确指示仅指替代方案，或除非替代方案相互排斥。例如，条件“A或B”由以下中的任何一个满足：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)并且B为真(或存在)，以及A和B都为真(或存在)。

如本文中使用的，对“一个实施例”、“实施例”、“一些实施例”、“一个示例”、“例如”或“示例”的任何引用意味着结合实施例描述的特定元素、特征、结构或者特性被包括在至少一个实施例中。

贯穿本申请，术语“关于”被用于指示一个值包括装置/设备的固有误差变化，该方法被用于确定该值或研究对象之间存在的变化。

如本说明书和(一个或多个)权利要求中使用的，词语“包括(comprising)”(以及任何形式的包括(comprising)，诸如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”)、“具有(having)”(以及任何形式的具有(having)，诸如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(以及任何形式的包括(including)，诸如“包括(includes)”和“包括(include)”)或者“包含(containing)”(以及任何形式的包含(containing)，诸如“包含(contains)”和“包含(contain)”)是包括性的或开放的，并且不排除附加的、未列举的元素或方法步骤。

如本文中使用的术语“或其组合”是指该术语之前所列项目的所有排列和组合。例如，“A、B、C或其组合”意图包括以下中的至少一个：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，并且如果次序在特定上下文中很重要，也包括BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。

如本文中使用的，术语“大体上”意味着随后描述的事件或情况完全发生，或者随后描述的事件或情况在很大程度上发生。例如，当与特定事件或情况相关联时，术语“大体上”意味着随后描述的事件或情况在至少80％的时间发生，或者在至少85％的时间发生、或者在至少90％的时间发生或在至少95％的时间发生。例如，术语“大体上相邻”可能意味着两个项目100％彼此相邻，或者这两个项目彼此紧密接近但不是100％彼此相邻，或者两个项目中的一个项目的一部分不是与另一项目100％相邻，而是紧密接近另一项目。

如本文中使用的术语“患者”包括人类和兽医受试者。出于治疗目的的“哺乳动物”是指被分类为哺乳动物的任何动物，包括(但不限于)人类、家畜和农场动物、非人灵长类动物以及具有乳腺组织的任何其他动物。

如本文中使用的电路系统可以是模拟和/或数字组件，或者一个或多个适当编程的处理器(例如微处理器)和关联的硬件和软件，或者硬连线逻辑。而且，“组件”可以执行一个或多个功能。术语“组件”可以包括硬件，诸如处理器(例如微处理器)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、硬件和软件的组合和/或诸如此类。如本文中使用的术语“处理器”意指独立地或一起工作以共同执行任务的单个处理器或多个处理器。

如上面讨论的，由于导线的数量，将温度传感器和换能器阵列附接到患者是麻烦的。照此，发明人已经认识到需要减少导线数量的新的且改进的阵列装配件，这可以增加患者的舒适度并且降低成本。本公开涉及这样的装配件以及生产和使用该装配件的方法。

现在转到(一个或多个)发明概念，描述了其某些非限制性实施例包括一种用于通过患者身体中的目标区域施加电场的装置。该装置可以包括至少一个换能器阵列、传感器阵列、电路和控制器。至少一个换能器阵列具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTfield。传感器阵列具有被定位在多个电极元件附近的多个温度传感器，该传感器阵列中的多个第一温度传感器被连接到第一导体，并且多个第二温度传感器被连接到第二导体。电路被配置为经由第一导体和第二导体向第三温度传感器提供已知量的电，第三温度传感器在第一多个第一温度传感器内并且在第二多个第二温度传感器内，并且获得与第三温度传感器的第一温度读数相对应的第一电读数。控制器基于第一温度读数来调整交流波形。

现在参照附图并且更具体地参照图1和2，其中示出了具有一个或多个电路12的系统10的示例性实施例的框图。电路12在本文中通过示例的方式被描述为一个或多个远端电路12，所述一个或多个远端电路12被定位为紧密接近一个或多个换能器阵列14以从一个或多个温度传感器16获得一个或多个温度读数。换能器阵列14中的每个换能器阵列14包括一个或多个电极元件18。换能器阵列14的替代构造也可以被使用，包括例如使用非圆盘形陶瓷元件的换能器阵列，和/或使用被定位在多个扁平导体上方的非陶瓷介电材料的换能器阵列。后者的示例包括被设置在印刷电路板上的焊盘上方或扁平金属片上方的聚合物膜。使用非电容耦合的电极元件的换能器阵列也可以被使用。在这种情况下，换能器阵列的每个元件可以使用导电材料的区域来实现，该导电材料被配置用于抵靠人体放置，而在导电元件和人体之间没有设置绝缘介电层。导电材料的示例包括但不限于导电膜、导电织物和/或导电泡沫。用于实现换能器阵列的其他替代构造也可以被使用，只要它们(a)能够将TTField递送到人体并且(b)利用本文中描述的定位在本文中指定的位置的改进的连接器设计即可。可选地，在本文中描述的任何实施例中，水凝胶层可以被设置在换能器阵列和人体之间。

一个或多个温度传感器16被定位为检测电极元件18处的温度。在一些实施例中，温度传感器16可以是热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器(RTD)、诸如模拟设备AD590和德州仪器LM1 35之类的集成电路温度传感器和/或其组合。

每个远端电路12与一个或多个温度传感器16对接，所述温度传感器16被并入到相应的换能器阵列14中，以从一个或多个温度传感器16中的每个温度传感器16获得温度读数。然后，远端电路12可以转换(例如模拟到数字)温度读数，转发温度读数和/或将温度读数发送到集线器20。集线器20然后可以转发温度读数和/或将温度读数发送到场生成器22(例如，经由串行通信链路)。在一些实施例中，场生成器22可以基于温度读数来确定到换能器阵列14的电流的调整。

在一些实施例中，导体30可以向远端延伸超过远端电路12进入换能器阵列14中。每个温度传感器16可以被连接到至少两个导体30，使得所述至少两个导体30的选择性激活可以激活温度传感器16以获得一个或多个温度读数(例如基于时间的选择性激活)。

附加地，从远端电路12延伸的布线可以包括但不限于用于一个或多个温度传感器的公共接地的一个或多个导体以及用于TTField信号(即，用于电极元件的AC电流)的一个或多个导体以及诸如此类。在一些实施例中，远端电路12可以使用具有内置模拟前端和多路复用器的单芯片微控制器或片上可编程系统(PSoC)来实现。用于此目的的合适零件号包括赛普拉斯半导体公司制造的CY8C4124LQI-443，其主要营业地点在加利福尼亚州圣何塞。

如本领域技术人员将领会的，一些实施例可以包括具有内置和/或离散模拟前端和/或多路复用器的一个或多个微控制器。例如，模拟前端和多路复用器可以从一个或多个温度传感器16获得温度读数。然后，那些温度读数可以被数字化和/或(例如经由串行数据链路)传输到集线器20。在一些实施例中，每个远端电路12还可以包括一个或多个贯通(pass-through)导体34(参见图3)。一个或多个贯通导体34可以被配置为将源自场生成器22的一个或多个TTField信号路由到换能器阵列14。

在一些实施例中，每个远端电路12可以经由一个或多个线缆36被连接到集线器20。每个线缆36中的导体34可以在远端电路12和集线器20之间延伸。例如，在图3中，四个导体34在每个远端电路12和集线器20之间延伸，包括用于电源(VCC)的一个导体34、用于接地(GND)的一个导体34、用于串行数据通信(DATA)的一个导体和用于TTF信号的一个导体。

一般而言，集线器20可以从远端电路12中的每个远端电路12接收一个或多个温度读数，并且可以将一个或多个温度读数发送到场生成器22。多种架构中的任何一个可以被用于接收和发送一个或多个温度读数。例如，图2图示了控制器40，该控制器40被配置为向数字多路复用器(数字MUX)42发送信号，该信号命令数字多路复用器42选择远端电路12中的一个远端电路12，使得集线器20可以从远端电路12(例如第一远端电路12)接收数字数据。

控制器40从远端电路12的所选输入接收一个或多个温度读数，并且经由收发器44将一个或多个温度读数传输到场生成器22。控制器40然后可以更新到数字多路复用器42的控制信号，使得数字多路复用器42选择另一远端电路12(例如第二远端电路12)。控制器40然后从第二远端电路12的输入接收一个或多个温度读数，并且将一个或多个温度读数传输到场生成器22。然后对应的序列可以被执行，以从远端电路12中的每个远端电路12获得合适的温度读数(例如九个温度读数)。在一些实施例中，从远端电路12中的每个远端电路12获得一个或多个温度读数中的每个温度读数的整个序列或该序列的一部分可以被周期性地(例如每1/100秒、1秒、10秒或30秒等)重复，以更新被提供给场生成器22的一个或多个温度读数。

在一些实施例中，控制器40、数字多路复用器42和/或收发器44可以一起被集成到单个芯片中。在一些实施例中，控制器40和数字多路复用器42可以一起被集成到包括单个芯片的电路系统中，并且单独的收发器44被使用。例如，控制器40和数字多路复用器42可以使用赛普拉斯半导体公司制造的赛普拉斯CY8C4244LQI-443来实现，其主要营业地点在加利福尼亚州圣何塞，并且收发器44可以使用凌力尔特公司制造的凌力尔特LTC2856CMS8-2#PBF来实现，其主要营业地点在加利福尼亚州米尔皮塔斯。控制器40和/或数字多路复用器42可以被实现为执行软件以执行本文中描述的功能的处理器。

集线器20可以使用任何常规的通信技术(例如RS485)与场生成器22通信。在一些实施例中，集线器20可以包括一个或多个贯通导体，它被配置为将一个或多个TTField信号从场生成器22直接传递到换能器阵列14中的每个换能器阵列14。在一些实施例中，集线器20可以经由8导体螺旋线缆50与场生成器22通信，可选地经由连接器21(图1)连接。例如，集线器20可以经由8导体螺旋线缆25与场生成器22通信，其中四个导线(例如P1、P2、N1、N2)可以提供来自每个换能器阵列14的TTField信号，一个导线可以提供接地(GND)，一个导线可以提供到远端电路12的电压(Vcc)，并且两个导线可以提供通信(RS485A和RS485B)。应该注意的是，如本领域技术人员将领会的，8导体螺旋线缆50的使用被配置为与本领域内的现有版本的TTField递送系统向后兼容。

通信导线可以被配置为实现远端电路12、集线器20和场生成器22之间的数据通信(即，用于温度数据)。在一些实施例中，一个导线可以被配置为在每个方向上实现通信。在一些实施例中，集线器20和场生成器22之间的导线计数可以通过用实现双向通信的单个数据导线(使用常规的单导线通信协议)替换多个数据通信导线来减少。

图3是用于将集线器20与一个或多个换能器阵列14对接的示例性远端电路12的示意图。每个换能器阵列14可以包括一个或多个电极元件18和一个或多个温度传感器16(例如图3中的16a-i)，这些温度传感器16被定位为感测一个或多个电极元件18的温度。一个或多个温度传感器16可以包括但不限于热敏电阻、热电偶、RTD、集成电路温度传感器(诸如模拟设备AD590和德州仪器LM135)和/或其组合。可以设想，如果本领域内已知的任何温度传感器16被配置为根据本公开提供准确和/或精确的温度读数，则该温度传感器16可以被使用。在一些实施例中，一个或多个温度传感器16可以是热敏电阻。

远端电路12可以包括第一多路复用器(MUX 1)60a和第二多路复用器(MUX 2)60b。一般而言，第一多路复用器60a将已知量的电(例如电流)驱动到一个或多个温度传感器16，并且第二多路复用器60b将一个或多个温度传感器16电连接到参考点(例如GND)。

第一多路复用器60a包括输出62a和一个或多个可选择的输入64a。一个或多个可选择的输入64a中的每个可选择的输入64a可以被连接到两个或更多个温度传感器16。类似地，第二多路复用器60b包括输出62b和一个或多个可选择的输入64b。一个或多个可选择的输入64b中的每个可选择的输入64b可以被连接到两个或更多个温度传感器16。为此，每个温度传感器16可以被连接到至少两个导体30。至少一个端子64c可以是公共接地。在一些实施例中，第一多路复用器60a的输出62a可以被提供给放大器68的输入66(例如具有高输入阻抗的放大器，诸如被配置为电压跟随器的运算放大器)。放大器68的输出70可以被提供给模数转换器(ADC)74的输入72。模数转换器的输出76被提供给控制器80的输入78。控制器80可以包括电路系统，该电路系统包括但不限于执行计算机可执行指令(例如软件)以执行本文中描述的功能的处理器。

在一些实施例中，控制器80可以被配置为编排虚线82内的一个或多个组件的操作。控制器80可以被配置为向第一多路复用器60a和第二多路复用器60b发送一个或多个命令，以选择与温度传感器16中的一个温度传感器16通信的两个或更多个导体30，以便从该温度传感器16获得温度读数。在一些实施例中，第一多路复用器60a和60b被配置为相对于未选择的导体30提供开路，使得在任何特定时刻，仅温度传感器16中的一个特定温度传感器16被读取。

在一些实施例中，温度读数可以通过将已知量的电(例如电流)通过至少两个导体30路由到温度传感器16(例如热敏电阻)并且测量跨温度传感器16出现的电读数(例如电压)来获得。例如，可编程电流源84可以被配置为生成通过所述至少两个导体30的已知电流(例如150μ A)。第一多路复用器60a可以是双向的，使得已知电流可以由第一多路复用器60a经由所选导体30路由到温度传感器16。

参照图3和4A，从传感器阵列90a内的温度传感器16获得的温度读数可以使用至少两个导体30的选择性激活来获得。传感器阵列90a的例如多个第一温度传感器16a、16d和16g被连接到第一导体30a。传感器阵列90a的例如多个第二温度传感器16a、16b和16c被连接到第二导体30d。控制器80向第一多路复用器60a和第二多路复用器60b发送一个或多个命令，以选择与传感器阵列90a内的第三温度传感器16a通信的至少两个导体30a和30d，并且配置电流源84以经由这两个导体30a和30d生成已知电流。在该示例中，第三温度传感器16a在多个第一温度传感器(16a、16d和16g)内，并且也在多个第二温度传感器(16a、16b和16c)内。

来自电流源84的已知电流被配置为经由连接到第三温度传感器16a的两个导体30a和30d通过第一多路复用器60a流到第三温度传感器16a，从而跨第三温度传感器16a和在第一多路复用器60a的输出62a处出现电压。在一些实施例中，来自电流源84的已知电流被配置为经由连接到第三温度传感器16a的两个导体30a和30d通过第一多路复用器60a流到第三温度传感器16a，从而跨第三温度传感器16a和在第一多路复用器60a的输出62a处出现电压。放大器68的输入66接收跨第三温度传感器16a出现的电压，放大器68放大该电压，并且然后将放大的电压提供给模数转换器74的输入72。控制器80指令模数转换器74将结果电压数字化。控制器80从模数转换器74获得数字化的结果电压读数，并且将数字化的结果电压读数(其对应于第三温度传感器16a)临时存储在缓冲器中，并且数字化的结果电压读数被用于基于数字化的结果电压读数确定温度读数。数字化的结果电压读数在本文中可以被称为第一电读数。针对传感器阵列90a内具有导体30(即，30a-f)的温度传感器16(即，16a-i)中的每个温度传感器16，该程序可以被顺序地重复。例如，为了获得来自温度传感器16b的读数，控制器80向第一多路复用器60a和第二多路复用器60b发送一个或多个命令，以选择两者都与温度传感器16b通信的至少两个导体30b和30d，并且配置电流源84以向至少两个导体30b和30d生成已知电流。来自电流源84的已知电流被配置为经由导体30b通过第一多路复用器60a流入温度传感器16b，并且经由导体30d流到第二多路复用器60b，从而跨该温度传感器16a和在第一多路复用器60a的输出62a处出现电压。放大器68的输入66接收跨温度传感器16b出现的电压，放大器68放大该电压，并且然后将放大的电压提供给模数转换器74的输入72。控制器80指令模数转换器74将结果电压数字化。控制器80从模数转换器74获得数字化的结果电压读数，并且将数字化的结果电压读数(其对应于第三温度传感器16a)临时存储在缓冲器中，并且数字化的结果电压读数被用于基于数字化的结果电压读数确定温度读数。来自温度传感器16b的数字化的结果电压读数在本文中可以被称为第二电读数。类似地，为了获得来自温度传感器16h的读数，控制器80向第一多路复用器60a和第二多路复用器60b发送一个或多个命令，以选择与温度传感器16h通信的至少两个导体30b和30f，并且配置电流源84以生成已知电流。来自电流源84的已知电流被配置为经由导体30b通过第一多路复用器60a流入温度传感器16h，并且经由导体30f流到第二多路复用器60b，从而跨温度传感器16h和在多路复用器60a的输出62a处出现电压。控制器80可以将第一温度读数和/或第二温度读数传递给集线器20内的控制器40，并且控制器40可以与场生成器22通信，以基于第一温度读数和/或第二温度读数调整交流波形。

应该理解的是，附加的导体30可以被用于增加传感器阵列90内的温度传感器16的数量。例如，图4B图示了具有连接到导体30a-30h的十三个温度传感器16a-16m的传感器阵列90b的另一示例性实施例。至少两个预确定导体30的选择性激活可能导致跨连接到至少两个导体30的至少一个温度传感器16出现电压，从而导致如本文中描述的温度读数。图4C图示了具有连接到导体30a-30i的二十个温度传感器16a-16t的传感器阵列90c的另一示例性实施例。至少两个导体30的选择性激活可能导致跨连接到至少两个导体30的温度传感器16出现电压，从而导致如本文中描述的温度读数。

图5图示了传感器阵列90d的另一示例性实施例，它包括相对于图4A-4C的包括多个电子开关92(92a-h)的实施例数量减少的导体30(30a-d)，诸如被配置为当多于一个温度传感器16被连接到两个导体30时提供一个温度传感器16(图5示出了16a-h)的选择性激活的二极管。在一个实施例中，温度传感器16的选择可以通过跨两个导体30提供特定极性的电压来实现。一般而言，通过向导体30的组合提供正极性或负极性，特定的温度传感器16可以被激活。例如，两个温度传感器16g和16h与两个导体30b和30d以及两个电子开关92g和92h电路连接。电子开关92g与温度传感器16g串联；并且电子开关92h与温度传感器16h串联。电子开关92g被配置为基于负极性导通，并且电子开关92h被配置为基于正极性导通。通过跨导体30b和30d施加正极性，温度传感器16h可以被激活(并且温度传感器16g不被激活)，从而提供温度读数。通过跨相同的导体30b和30d施加负极性，温度传感器16g可以被激活(并且温度传感器16h不被激活)，从而提供温度读数。

参照图3，在一些实施例中，用于与一个或多个温度传感器16对接的常规分压器方法可以被使用。在一些实施例中，附加的读数可以被获得并且用于自校准，以提高从一个或多个温度传感器16获得的温度读数的准确性和/或精度。例如，在图3中，第一多路复用器60a的至少一个输入64c被连接到接地，并且第一多路复用器60a的至少一个输入64d被连接到精密电阻器100。控制器80可以将来自精密电阻器100和接地输入64c的数字化读数暂时存储在缓冲器和/或被配置为存储数据的任何存储器中。这些附加的读数最终可以被用于校准从一个或多个温度传感器16获得的读数。在一些实施例中，这样的校准可以经由控制器80来实现。在一些实施例中，校准可以在传输与温度读数相对应的数字数据之前进行。在一些实施例中，校准可以在下游处理器(例如集线器20中的控制器40)中被实现，使得除了从一个或多个温度传感器16获得的任何未校准的温度读数之外，对应于精密电阻器100(以及可选地接地输入64)的数字数据可以被传输到下游处理器。

在一些实施例中，使用精密电阻器100进行校准可以将跨精密电阻器100测量的实际电压与基于欧姆定律的预期电压、精密电阻器100的已知值以及电流源84产生的电流的预期值进行比较。实际测量电压和预期电压之间的偏差可以被用于确定来自一个或多个温度传感器16的后续测量值(例如用作乘法器)。

在一些实施例中，远端电路12中的控制器80可以被配置为经由通用异步接收器-发射器(UART)102与集线器20通信，并且将从一个或多个温度传感器16获得的温度读数传输到集线器20。在一些实施例中，控制器80可以是被编程为自主操作的处理器，并且被配置为自动收集来自一个或多个温度传感器16中的每个温度传感器16的温度读数，将结果存储在如上面描述的缓冲器中，并且随后将缓冲器的内容(即，温度传感器16中的每个温度传感器16的读数，以及可选地本文中描述的附加读数)传输到集线器20。

在一些实施例中，控制器80可以是被编程为作为位于集线器20中的主控制器的从机进行操作的处理器。例如，控制器80可以在静止状态下开始，其中控制器80仅监测经由uART 102到达的来自主控制器的传入命令。可以从主控制器到达的命令的示例可以包括但不限于“收集样本”命令、“发送数据”命令和/或诸如此类。当控制器80识别到“收集样本”命令已经到达时，控制器80可以被配置为发起本文中描述的方法，以从一个或多个温度传感器16获得一个或多个温度读数，并且将结果存储在缓冲器和/或被配置为存储数据的任何存储器中。在另一示例中，控制器80可以识别“发送数据”命令，并且执行一种方法，以经由UART 102将先前收集的温度读数从缓冲器和/或存储器传输到集线器20。

在一些实施例中，温度测量可以是同步的。例如，集线器20中的控制器40可以同时或快速连续地向远端电路12中的一个或多个控制器80发送“收集样本”命令，使得从换能器阵列14中的每个换能器阵列14获得的温度读数可以在同一时间或接近同一时间获得。在一些实施例中，温度读数可以由集线器20在每个控制器80的一个或多个批次中收集。

使用TTField治疗肿瘤的大多数系统周期性地(例如每秒)切换正被施加到肿瘤的场的方向。为了使温度测量中的噪声最小化，一个小的时间间隙可以被引入，在此期间，场没有在任一方向上被施加，并且温度测量可以在该时间间隙期间进行。在一些实施例中，位于集线器20中的控制器40可以将“收集样本”命令的定时同步到所有控制器80，使得远端电路12中的每个远端电路12可以在时间间隙期间获得温度读数。从每个换能器阵列14同时获得的温度读数可以使时间间隙的持续时间最小化。例如，如果系统10需要100μ s来获得单个测量值，则顺序进行三十六次测量(即，例如四个远端电路×每个远端电路12处的九个温度传感器16)可能花费3.6ms。相比之下，如果四个远端电路12中的每个远端电路12并联操作，则每个远端电路12可以在900μ s内获得9个样本，使得36个样本可以在900μ s内被获得。应该注意的是，“发送数据”命令可能对噪声不敏感，使得“发送数据”命令可以在场保持开启时执行，并且照此，这不是时间关键的。

在一些实施例中，以下组件中的一些或全部可以由单个集成电路实现：第一多路复用器60a、第二多路复用器60b、放大器68、模数转换器74、控制器80、UART 102和电流源84。包括所有这些功能块的单个集成电路的一个示例是赛普拉斯半导体公司制造的赛普拉斯CY8C4124LQI-443T可编程片上系统(PSoC)，其主要营业地点在加利福尼亚州圣何塞。

在本公开的任何标题下或任何部分中图示的实施例可以与在本公开相同或任何其他标题或其他部分下图示的实施例组合。除非本文中另外指示或与上下文明显矛盾，否则本发明涵盖本文中描述的元素在其所有可能的变型中的任何组合。

本发明包括其他说明性实施例，诸如以下：

说明性实施例1.一种用于通过患者的身体中的目标区域施加电场的装置，所述装置包括：

至少一个换能器阵列，具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTfield；

传感器阵列，具有被定位在多个电极元件附近的多个温度传感器，所述传感器阵列中的多个第一温度传感器被连接到第一导体，并且多个第二温度传感器被连接到第二导体；

电路，被配置为经由第一导体和第二导体向第三温度传感器提供已知量的电，第三温度传感器在第一多个第一温度传感器内并且在第二多个第二温度传感器内，并且获得与第三温度传感器的第一温度读数相对应的第一电读数；以及

控制器，基于第一温度读数调整交流波形。

说明性实施例2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电路进一步包括：

电流源，提供已知量的电；

第一多路复用器，具有输入和输出，所述第一多路复用器被连接到电流源；

第二多路复用器，具有输入和输出，所述第二多路复用器被连接到参考点；以及，

控制器，被配置为向第一多路复用器发送至少一个命令以选择第一导体，并且向第二多路复用器发送至少一个命令以选择第二导体。

说明性实施例3.根据说明性实施例2所述的装置，其中所述控制器与电流源通信，并且被配置为命令电流源向第一导体和第二导体生成已知量的电。

说明性实施例4.根据说明性实施例2所述的装置，其中所述第一电读数是在第一多路复用器的输出处获得的。

说明性实施例5.根据说明性实施例4所述的装置，其中所述电路进一步包括模数转换器，所述模数转换器被配置为获得第一电读数并且提供与第三温度传感器的第一温度读数相对应的数字化结果读数。

说明性实施例6.根据说明性实施例5所述的装置，其中所述电路进一步包括缓冲器，所述缓冲器被配置为存储第三温度传感器的数字化结果读数。

说明性实施例7.根据说明性实施例5所述的装置，其中所述电路进一步包括放大器，所述放大器被配置为接收第一电读数并且向模数转换器提供放大电压。

说明性实施例8.根据说明性实施例1至7中任一项所述的装置，其中所述已知量的电是已知电流，并且其中所述传感器阵列包括至少十二个温度传感器，其中每个温度传感器被连接到至少两个导体，使得将已知电流提供给被连接到温度传感器的至少两个导体提供跨温度传感器的电压。

说明性实施例9.根据说明性实施例1至8中任一项所述的装置，其中所述已知量的电是已知电流，并且其中所述传感器阵列包括至少十三个温度传感器，其中每个温度传感器被连接到两个导体，使得将电流提供给被连接到温度传感器的两个导体提供跨温度传感器的电压。

说明性实施例10.根据说明性实施例1至9中任一项所述的装置，其中所述传感器阵列包括至少二十四个温度传感器，其中每个温度传感器被连接到两个导体，使得将已知量的电提供给被连接到温度传感器的两个导体提供跨温度传感器的电读数。

说明性实施例11.根据说明性实施例1至10中任一项所述的装置，其中所述传感器阵列包括被配置为提供第三温度传感器的选择性激活的多个电子开关。

说明性实施例12.根据说明性实施例11所述的装置，其中第一电子开关与第三温度传感器串联定位，第一电子开关被配置为在第一预确定极性跨第一电子开关放置时导通。

说明性实施例13.根据说明性实施例12所述的装置，其中第二电子开关与第四温度传感器串联定位，使得跨第一导体的负极性导致跨第四温度传感器的电压，第二电子开关被配置为在第二预确定极性跨第二电子开关放置时导通。

说明性实施例14.一种用于通过患者的身体中的目标区域施加电场的装置，所述装置包括：

至少一个换能器阵列，具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTfield；

传感器阵列，具有第一温度传感器和第二温度传感器，传感器阵列中的第一温度传感器被连接到第一导体和第二导体，第二温度传感器被连接到第一导体和第三导体；以及，

控制器，被配置为：

经由第一导体和第二导体提供用于激活第一温度传感器的第一已知量的电，并且经由第一导体和第三导体提供用于激活第二温度传感器的第二已知量的电；

获得由第一已知量的电感应的第一电读数以及由第二已知量的电感应的第二电读数；以及，

基于第一电读数来确定第一温度读数并且基于第二电读数来确定第二温度读数；并且

其中所述交流波形基于第一温度读数和第二温度读数来调整。

说明性实施例15.根据说明性实施例14所述的装置，其中所述传感器阵列进一步包括具有第一温度传感器的电路中的第一电子开关以及具有第二温度传感器的电路中的第二电子开关。

说明性实施例16.根据说明性实施例15所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为提供第一电子开关或第二电子开关的选择性激活。

说明性实施例17.根据说明性实施例16所述的装置，其中所述第一电子开关与第一温度传感器串联定位。

说明性实施例18.根据说明性实施例16所述的装置，其中所述第二电子开关与第二温度传感器串联定位。

说明性实施例19.一种方法，包括：

经由第一导体和第二导体提供第一已知量的电以激活传感器阵列中的第一温度传感器，传感器阵列被定位在换能器阵列附近，所述换能器阵列具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTField；

获得通过激活第一温度传感器感应的第一温度读数；

经由第一导体和第三导体提供第二已知量的电以激活第二温度传感器；

获得通过激活第二温度传感器感应的第二温度读数；以及，

基于第一温度读数和第二温度读数中的至少一个来调整交流波形。

说明性实施例20.根据说明性实施例19所述的方法，其中调整交流波形的步骤基于第二温度读数。

从以上描述清楚的是，本文中公开和要求保护的发明概念被很好地适配为实行目的并且实现本文中提及的优点以及本发明固有的优点。虽然发明概念的示例性实施例已经出于本公开的目的而描述，但是将理解的是，许多改变可以被进行，这些改变将容易地向本领域技术人员表明它们自己，并且这些改变是在本文中公开和要求保护的发明概念的精神内实现的。

Claims (20)

1.一种用于通过患者的身体中的目标区域施加电场的装置，所述装置包括：

至少一个换能器阵列，具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTfield；

传感器阵列，具有被定位在多个电极元件附近的多个温度传感器，所述传感器阵列中的多个第一温度传感器被连接到第一导体，并且多个第二温度传感器被连接到第二导体；

电路，被配置为经由第一导体和第二导体向第三温度传感器提供已知量的电，第三温度传感器在所述多个第一温度传感器内并且在所述多个第二温度传感器内，并且获得与第三温度传感器的第一温度读数相对应的第一电读数；以及

控制器，基于第一温度读数调整交流波形。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电路进一步包括：

电流源，提供已知量的电；

第一多路复用器，具有输入和输出，所述第一多路复用器被连接到电流源；

第二多路复用器，具有输入和输出，所述第二多路复用器被连接到参考点；以及，

控制器，被配置为向第一多路复用器发送至少一个命令以选择第一导体，并且向第二多路复用器发送至少一个命令以选择第二导体。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制器与电流源通信，并且被配置为命令电流源向第一导体和第二导体生成已知量的电。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一电读数是在第一多路复用器的输出处获得的。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述电路进一步包括模数转换器，所述模数转换器被配置为获得第一电读数并且提供与第三温度传感器的第一温度读数相对应的数字化结果读数。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述电路进一步包括缓冲器，所述缓冲器被配置为存储第三温度传感器的数字化结果读数。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述电路进一步包括放大器，所述放大器被配置为接收第一电读数并且向模数转换器提供放大电压。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述已知量的电是已知电流，并且其中所述传感器阵列包括至少十二个温度传感器，其中每个温度传感器被连接到至少两个导体，使得将已知电流提供给被连接到温度传感器的至少两个导体提供跨温度传感器的电压。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述已知量的电是已知电流，并且其中所述传感器阵列包括至少十三个温度传感器，其中每个温度传感器被连接到两个导体，使得将电流提供给被连接到温度传感器的两个导体提供跨温度传感器的电压。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述传感器阵列包括至少二十四个温度传感器，其中每个温度传感器被连接到两个导体，使得将已知量的电提供给被连接到温度传感器的两个导体提供跨温度传感器的电读数。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述传感器阵列包括被配置为提供第三温度传感器的选择性激活的多个电子开关。

12.根据权利要求11所述的装置，其中第一电子开关与第三温度传感器串联定位，第一电子开关被配置为在第一预确定极性跨第一电子开关放置时导通。

13.根据权利要求12所述的装置，其中第二电子开关与第四温度传感器串联定位，使得跨第一导体的负极性导致跨第四温度传感器的电压，第二电子开关被配置为在第二预确定极性跨第二电子开关放置时导通。

14.一种用于通过患者的身体中的目标区域施加电场的装置，所述装置包括：

至少一个换能器阵列，具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTfield；

传感器阵列，具有第一温度传感器和第二温度传感器，传感器阵列中的第一温度传感器被连接到第一导体和第二导体，第二温度传感器被连接到第一导体和第三导体；以及，

控制器，被配置为：

经由第一导体和第二导体提供用于激活第一温度传感器的第一已知量的电，并且经由第一导体和第三导体提供用于激活第二温度传感器的第二已知量的电；

获得由第一已知量的电感应的第一电读数以及由第二已知量的电感应的第二电读数；以及，

基于第一电读数来确定第一温度读数并且基于第二电读数来确定第二温度读数；并且

其中所述交流波形基于第一温度读数和第二温度读数来调整。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述传感器阵列进一步包括具有第一温度传感器的电路中的第一电子开关以及具有第二温度传感器的电路中的第二电子开关。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为提供第一电子开关或第二电子开关的选择性激活。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述第一电子开关与第一温度传感器串联定位。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述第二电子开关与第二温度传感器串联定位。

19.一种方法，包括：

经由第一导体和第二导体提供第一已知量的电以激活传感器阵列中的第一温度传感器，传感器阵列被定位在换能器阵列附近，所述换能器阵列具有被配置用于放置在患者的身体上的多个电极元件，所述电极元件被配置为经由交流波形提供TTField；

获得通过激活第一温度传感器感应的第一温度读数；

经由第一导体和第三导体提供第二已知量的电以激活第二温度传感器；

获得通过激活第二温度传感器感应的第二温度读数；以及，

基于第一温度读数和第二温度读数中的至少一个来调整交流波形。

20.根据权利要求19所述的方法，其中调整交流波形的步骤基于第二温度读数。