CN117159922A - 电场贴片、电场治疗设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电场贴片、电场治疗设备及系统,涉及医疗器械技术领域。该电场贴片包括:至少一个测温元件、处理单元及多个电极片,其中,处理单元包括:无线传输模块;多个电极片与处理单元的一端连接,处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线;至少一个测温元件分别设置在多个电极片中的至少一个电极片上;处理单元,用于接收至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过无线传输模块传输至主机端。本申请实施例的方案通过减少线束,提升携带性,且,通过无线传输模块进行数据传输,可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域,具体而言,本申请涉及一种电场贴片、电场治疗设备及系统。
背景技术
电场治疗是一种通过便携式、无创的医疗器械实施的疗法,其原理是通过低强度、中频(200kHz)交变电场作用于增殖癌细胞的微管蛋白,干扰肿瘤细胞有丝分裂,使受影响的癌细胞凋亡并抑制肿瘤生长。
目前的电场治疗仪主要包括信号发生器以及与信号发生器电性连接的电场贴片。电场贴片包括能够传递交变电场的电极阵列,电极阵列可以包含9个电极单元(例如,横向设置3个电极单元,纵向设置3个电极单元),每个电极单元上均设有一个测温元件以在电场治疗过程中实时监测贴敷的患者体表的温度,同时,每个电极单元上还设有一个开关元件以在电场治疗过程中根据每个电极单元的温度来调节该电极单元的输出时间,从而避免因某个电极单元局部发热导致的整体停机。
然而,该方案的弊端在于,电场贴片线束更复杂,每片电场贴片需至少有10芯(测温信号线,共基极)+10芯(开关控制信号线,共基极)+1芯(电场能量线),相比现有技术的10芯线(8芯测温信号线+1芯基极线+1芯电场能量线),便携性大大降低,使得用户使用不方便。
发明内容
本申请实施例提供了一种电场贴片、电场治疗设备及系统。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种电场贴片,至少一个测温元件、处理单元及多个电极片,其中,所述处理单元包括:无线传输模块;
多个所述电极片与所述处理单元的一端连接,所述处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线;
至少一个所述测温元件分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片上,用于测量所述电极片与皮肤接触处的温度信号,并将所述温度信号传输至所述处理单元;
所述处理单元,用于接收所述至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过所述无线传输模块传输至主机端。
在一个可能的实现方式中,所述处理单元还包括:微控制单元MCU;其中,
所述MCU,用于将模拟温度信号转换成数字温度数据,并将所述温度数据通过所述无线传输模块传输至所述主机端。
在又一个可能的实现方式中,所述处理单元还包括:电源信号接口,所述电场贴片通过所述电源信号接口与信号发生器连接,以接收所述信号发生器传输的电流信号和电源信号。
在另一个可能的实现方式中,还包括:至少一个电容;
至少一个所述电容串联在多个所述电极片与所述处理单元之间,或者,至少一个所述电容分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片的上,以对输入到多个所述电极片的电流信号进行滤波处理。
在另一个可能的实现方式中,每个所述电极片包括依次设置的第一导电层、柔性电路板FPC层、第二导电层、聚合物层及凝胶层;所述第一导电层和所述第二导电层通过设于所述FPC层上的过孔连通。
在另一个可能的实现方式中,每一所述电极片设置有多个所述过孔。
在另一个可能的实现方式中,所述过孔包括位于电极片中心的第一过孔和环绕所述第一过孔周向分布的多个所述第二过孔;所述第二过孔孔径小于所述第一过孔孔径;所述电容可安装于所述第一过孔内。
在另一个可能的实现方式中,所述第一导电层背离所述FPC层的一面设置有测温元件;
若电容设置在电极片上,则所述第二导电层背离所述FPC层的一面设置有电容。
在另一个可能的实现方式中,多个所述电极片之间的FPC层电性连接。
在另一个可能的实现方式中,还包括:无纺布层,多个所述电极片和所述处理单元设置在所述无纺布层上。
在另一个可能的实现方式中,所述主机端与所述电场贴片存在绑定关系。
根据本申请实施例的第二方面,提供了一种电场贴片,包括:至少一个电容、多个电极片,以及处理单元,其中,
至少一个所述电容串联在多个所述电极片与所述处理单元之间,或者,至少一个所述电容分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片的上,以对输入到多个所述电极片的电流信号进行滤波处理;
所述处理单元,用于基于滤波处理后的电流信号进行信号输出;
其中,每个所述电极片包括依次设置的第一导电层、柔性电路板FPC层、第二导电层、聚合物层及凝胶层;所述第一导电层和所述第二导电层通过设于所述FPC层上的过孔连通。
在一个可能的实现方式中,所述第一导电层背离所述FPC层的一面设置有测温元件;
若电容设置在电极片上,则所述第二导电层背离所述FPC层的一面设置有电容。
在另一个可能的实现方式中,多个所述电极片之间的FPC层电性连接。
在又一个可能的实现方式中,还包括:无纺布层,多个所述电极片和所述处理单元设置在所述无纺布层。
在又一个可能的实现方式中,还包括:至少一个测温元件,其中,所述处理单元包括:无线传输模块;
多个所述电极片与所述处理单元的一端连接,所述处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线;
至少一个所述测温元件分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片上,用于测量所述电极片与皮肤接触处的温度信号,并将所述温度信号传输至所述处理单元;
所述处理单元,还用于接收所述至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过所述无线传输模块传输至主机端。
根据本申请实施例的第三方面,提供了一种电场治疗设备,包括:如第一方面或第二方面的任一实施例中所述的电场贴片。
根据本申请实施例的第四方面,提供了一种电场治疗系统,包括:主机端和信号发生器,以及如第一方面的任一实施例中所述的电场贴片,其中,
所述电场贴片,用于向所述主机端传输温度数据,所述温度数据是对获取的温度信号进行处理得到的;
所述主机端,用于根据获取的温度数据与温度阈值进行比较,并当比较结果为所述温度高于温度阈值时,向所述信号发生器发送控制指令,所述控制指令用于指示所述信号发生器将输入所述电场贴片的电流信号调小;
所述信号发生器,用于响应于接收到的所述控制指令调整输入所述电场贴片的电流信号。
本申请实施例中,通过减少线束,提升携带性;通过处理单元对来自分别设置在至少一个电极片上的至少一个测温元件传输的温度信号进行处理,并将得到的温度数据通过无线传输模块传输至主机端,由于温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,且处理后的信号通过无线传输模块无线传输,因此,抗干扰能力强,从而可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为相关技术中提供的一种头颅贴敷方式的示意图;
图2为相关技术中提供的一种电场贴片的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电场贴片的结构示意图;
图4为本申请一示例性实施例提供的一种电场贴片的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的电场贴片中处理单元的结构示意图;
图6a为本申请另一实施例提供的一种电场贴片的结构示意图一;
图6b为本申请另一实施例提供的一种电场贴片的结构示意图二;
图7为本申请实施例提供的电场贴片中电极片的具体结构示意图一
图8为本申请实施例提供的电场贴片中电极片的具体结构示意图二;
图9为本申请另一实施例提供的一种电场贴片的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的电场治疗系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解,下面结合附图所阐述的实施方式,是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述,对本申请实施例的技术方案不构成限制。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
相关技术中涉及到的肿瘤电场治疗仪通常配备两对电场贴片,目前常用的方式为两对交替切换输出电场。每对电场贴片由两片组成,以头颅贴敷为例,电场贴片在头颅上的贴敷方式为每对基本对称,其典型结构如图1所示,分别对应用户头颅的前部、后部、左侧及右侧。
如图2所示为示例的一种电场贴片结构图,电场贴片由9个电极呈阵列排列,且每个电极上有一个陶瓷盘单元,其中有8个陶瓷盘单元中配置有测温元件,且测温元件至于电极线圈中央。
上述方案提供的电场贴片具有如下特性:1、由于呈阵列排列,制造工艺的差异性导致每个电极的阻抗不一致,从而每个电极的发热会不一样;2、每个电极是环形线圈状,因此电极阻抗比较大,也会引起电极的发热;3、由于测温元件至于线圈电极中央,从而容易耦合干扰信号,导致测温异常。
在现有的温度调节策略中,当某对电场贴片中的一个测温元件接近阈值温度时(典型如40℃),控制器即会降低该对电场贴片的输出电压,以抑制该对电极片的持续升温。在实际应用中,当8个测温元件的任意一个超过报警温度阈值时(典型如41℃),控制器会关停电场贴片的输出,需要排除可能存在的问题后(如环境温度过高,电场贴片松动等)再重新开机。实际上,此时可能仅一个陶瓷盘或一片电场贴片的温度超限,而其他陶瓷盘或贴片的温度远低于限值。部分研究表明,在大多数情况下,一片电场贴片的各个陶瓷片单元覆盖的头皮位置温度是不均衡的。这导致治疗仪的使用极为不便。
为了解决上述问题,可以采用一种新的调节方式,该方案将36个陶瓷盘单元都配备有测温和开关元件,根据每个陶瓷盘的温度来调节该陶瓷盘的输出时间,这种方式能避免因某个陶瓷盘局部发热导致的整体停机,能有效提升治疗时间。该方案的弊端在于,使得贴片线束更为复杂,每片贴片需至少有10芯(测温信号线,共基极)+10芯(开关控制信号线,共基极)+1芯(电场能量线),相比现有技术的10芯线(8芯测温信号线+1芯基极线+1芯电场能量线)大大降低了便携性。因为电极贴片为一次性耗材,一般2~3天即得替换,电极贴片的消耗占据了电场治疗方法成本的大头,该方案因为增加了大量的电子元件与线缆,使得电场贴片的成本进一步提升,将会大大增高该疗法的治疗门槛。
另外,此方案依然有较多的线缆用于数据传输,并且在数据传输过程中会存在干扰导致数据异常从而导致通信失败,并且过多的线缆会使得用户使用不方便;因为需要用到陶瓷盘,陶瓷盘制作工艺复杂,从而导致价格昂贵;且多片陶瓷盘增加了整个换能器的重量,从而引起患者不舒适。
为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个,本申请实施例提供了一种电场贴片、电场治疗设备及系统,通过减少线束,提升携带性;通过设置电容构成高通滤波器对信号进行处理,将所有低频分量滤除,以确保输入电机片的信号的有效性;通过处理单元对来自分别设置在至少一个电极片上的至少一个测温元件传输的温度信号进行处理,并将得到的温度数据通过无线传输模块传输至主机端,由于温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,且处理后的信号通过无线传输模块无线传输,因此,抗干扰能力强,从而可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题。
下面通过对几个示例性实施方式的描述,对本申请实施例的技术方案以及本申请的技术方案产生的技术效果进行说明。需要指出的是,下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合,对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等,不再重复描述。
图3为本申请实施例提供的一种电场贴片10,包括:至少一个测温元件13、处理单元14及多个电极片11。其中,处理单元14包括:无线传输模块142。
多个电极片11与处理单元14的一端连接,处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线。
至少一个测温元件13分别设置在多个电极片11中的至少一个电极片上,用于测量电极片与皮肤接触处的温度信号,并将温度信号传输至处理单元14;可选的,可以每个所述电极片11上设置有一个所述测温元件13;可选的,也可以,不是所有的电极片11均安装有所述测温元件13,选取多个所述电极片11中的处于特定位置的几个电极片11设置有测温元件13。
处理单元14,用于接收至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过无线传输模块142传输至主机端。
具体的,在该实施例中,只需要3芯线,其中1芯作为电场信号传输线,1芯作为电源传输线,1芯作为电场信号与电源信号的参考地线。相较于相应技术中的10芯线,线束大幅减少,携带更加便捷。
另外,由于温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,处理后的信号通过无线传输模块(Lora模块或者蓝牙)无线传输,因此,抗干扰能力强,从而可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题。
在该实施例中,多个电极片11可以经串联和/或并联后与处理单元14的一端连接,本申请实施例对多个电极片之间的连接方式不做限定。
图4为本申请一示例性实施例提供的一种电场贴片10,包括:至少一个电容12、至少一个测温元件13、处理单元14及多个电极片11。其中,处理单元14包括:无线传输模块142。
多个电极片11与处理单元14的一端连接,处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线。交变电流信号依次经过电场信号传输线、处理单元、处理单元和电极片11之间的连接线而传输至电极片11;从而在设置在相对位置的两电极片11之间产生交变电场;所述交变电场穿过人体内的肿瘤区域,对肿瘤细胞的生长产生抑制作用。
至少一个电容12串联在多个电极片11与处理单元14之间(如图4中所示),用于构成滤波电路以对输入到多个电极片11的电流信号进行滤波处理。
至少一个测温元件13分别设置在多个电极片11中的至少一个电极片上,用于测量电极片与皮肤接触处的温度信号,并将温度信号传输至处理单元14;
处理单元14,用于接收至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过无线传输模块142传输至主机端。
具体的,在该实施例中,只需要3芯线,其中1芯作为电场信号传输线,1芯作为电源传输线,1芯作为电场信号与电源信号的参考地线。相较于相应技术中的10芯线,线束大幅减少,携带更加便捷。同时,通过在多个电极片与处理单元之间串联至少一个电容,用以构成滤波电路以对输入到多个电极片的电流信号进行滤波处理,确保输入电机片的信号的有效性。
另外,将至少一个测温元件分别设置在多个电极片中的至少一个电极片上,用于测量电极片与皮肤接触处的温度信号,并将温度信号传输至处理单元,处理单元对来自至少一个测温元件传输的温度信号进行处理得到的温度数据通过无线传输模块传输至主机端,由于温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,处理后的信号通过无线传输模块(Lora模块或者蓝牙)无线传输,因此,抗干扰能力强,从而可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题。
在一个可实现的方案中,至少一个电容12可以分别设置在多个电极片11中的至少一个电极片上。
示例性的,至少一个电容12可以设置在多个电极片11的第一面上,则至少一个测温元件分别设置在多个电极片中的至少一个电极片的第二面上。也就是说,若要将电容也设置在电极片上,则电容和测温元件分别设置在电极片的两面。
需要说明的是,在该实施例中,若电容为一个,则可以将该电容串联在多个电极片与处理单元之间的主干路上;若电容为多个,且与电机片数量一致时,可以在电极片设置一个电容;若电容为多个,但电容数量少于电极片的数量,则可以将电容设置在相应数量的电极片上,设置有电容的电极片可以均匀分布在电场贴片上,例如:电容有4个,电极片有9个,在电场贴片上的分布如图6a所示,则可以在如图6a所示的位于顶角位置的4个电极片上分别设置1个电容。
若测温元件为一个,则可以将该测温元件设置在位于电场贴片中心位置的电极片上;若为多个,设置方式可以参照上述电容为多个的情况,且,电容和测温元件位于电极片的两侧。
还需要说明的是,在该实施例中,主机端与电场贴片存在绑定关系。也就是说,本申请实施例中的电场贴片的温度可以通过与其绑定的主机端来控制。其中,主机端可以为手持终端。示例性的,用户可以通过手持终端扫描电场贴片上的二维码或条码进行签约,以将手持终端与电场贴片进行绑定,用户可以通过手持终端对与其绑定的电场贴片的温度进行控制。
应理解,在该实施例中,多个电场贴片可以绑定一个主机端,或者与多个主机端分别绑定,本申请实施例对此不作任何限定。
在一个可能的实现方式中,如图5所示,上述处理单元14还可以包括:微控制单元MCU 141。其中,MCU 141用于将模拟温度信号转换成数字温度数据,并将温度数据通过无线传输模块142传输至主机端。
在一个可能的实现方式中,上述处理单元14还可以包括运放单元,用于放大测温元件传输的信号。
在相关技术中,因为电极贴片的温度反馈信号为一个微电压信号,经过电缆传递至主机,该微电压信号不稳定,当与电场信号同时传输时,会被电场信号干扰,从而导致温度信号失真。为了避免温度信号失真的问题,在测温时暂停传输电场信号,因此温度采样不能很频繁,一般为40s左右采样一次。同时,由于用于数据传输的线缆较多,在数据传输过程中会存在干扰导致数据异常从而导致通信失败。
本申请的方案中,温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,处理后的信号通过无线传输模块(Lora模块或者蓝牙)无线传输至主机,抗干扰能力强,因此,可以持续测温并且不需要暂停电场信号传输,能够避免出现因干扰导致数据异常从而导致通信失败的情况发生。
在又一个可能的实现方式中,如图5所示,上述处理单元14还可以包括:电源信号接口143,电场贴片10通过电源信号接口143与信号发生器连接,以接收信号发生器传输的电流信号和电源信号。
在另一个可能的实现方式中,每个电极片包括依次设置的第一导电层、柔性电路板(Free Pascal Compiler,FPC)层、第二导电层、聚合物层及凝胶层;第一导电层和第二导电层通过设于FPC层上的过孔连通。
该实施例中的两个导电层(即第一导电层及第二导电层)优选为金属材质(例如:铜箔),呈圆形导电结构,从而可以极大的减少电极发热情况,其也可以为其他的非环形结构,其中的聚合物层具有陶瓷片层的绝缘功能,但是厚度比陶瓷片层薄很多。
由于陶瓷片层的陶瓷盘制作工艺复杂,因此价格昂贵,且多片陶瓷盘增加了整个换能器的重量,从而引起患者不舒适。因此,本申请实施例的方案中,去掉了陶瓷片层,从而降低制造工艺难度以及整个电极的重量,减少发热,降低整体成本。
另外,通过过孔进行电性连接,可以增加导电面积增强电场强度,并有益于减少发热及将热量导出进行散热。由于柔性电路板的两面都有导电层,从而具有较高的硬度,可以取消现有技术中用于固定的基板。
在另一个可能的实现方式中,这里的两个导电层可以对应构成电极片层,且电极片层外围可以包括一层绝缘圈,这主要是考虑到一般电极片的四周场强高于中间场强,为了均衡场强分布,可以在电极片的外缘位置包袱有绝缘圈,以避免边缘电场强度高于中心位置的情况。
在另一个可能的实现方式中,如图7所示,第一导电层背离FPC层的一面设置有测温元件;若电容设置在电极片上,则第二导电层背离FPC层的一面设置有电容。
具体的,在该实施例中,如图8所示,电极片包括支撑层(上文中的FPC层)和涂敷于支撑层两面的铜箔(上文中的第一导电层和第二导电层),电极片上开设有用于散热的过孔,热敏电阻(上文中的测温元件)位于电极片的一侧,并紧贴电极片,电容也可以位于电极片的另一侧位置。
需要说明的是,在实际应用中,本公开实施例中的测温元件可以放置于电极远离人皮肤一侧(即第一导电层背离FPC层的一面),从而可以更真实有效的测量电极与皮肤接触位置的温度,从而更好的对温度进行调节,并且可以有效避免电场信号对其的干扰,以进一步提升后续进行电流控制的精准度。
还需要说明的是,在本申请实施例的方案中,电场贴片10中的隔直电容分布方案可以有以下两种:
第一种:在电场贴片的信号主干路(如图4所示)上串入4个4.7pf X7R电容(如VJ0603Y4R7KBCAT4X)。
第二种:在电场贴片的每个电极片(如图7所示)上串入1pf X7R电容(如VJ0603Y1R0KBCAT4X)。
人脑的阻抗大概为1M欧姆,采用电容和人脑构成RC高通滤波电路,只允许期望频率以上的信号通过。高通滤波频率计算公式为:所以电容为1pf时,只允许160KHZ以上信号通过(已有研究表明对脑胶质瘤有效的电场频率为170kHZ-200kHZ)。
在另一个可能的实现方式中,多个电极片之间的FPC层电性连接。
需要说明的是,在实际应用中,通过各电极片设置的FPC层可以将各电极片进行电性连接。
在另一个可能的实现方式中,上述电场贴片10还可以包括:无纺布层15,多个电极片11和处理单元14设置在无纺布层上。该无纺布层用于保证电场贴片与头皮牢固贴合。具体结构可以参见图6a和6b所示,其中,图6a为电场贴片10的背面图,图6b为电场贴片10的正面图。
具体的,在该实施例中,电场贴片包括电极片单元,至少一个隔直电容,至少一个测温元件和处理单元。其中,电极片单元包括多个电机片以及用于连通各电机片的导电线,每个电极片具有正面以及背面。至少一个隔直电容,其位于电机片的背面或者输入到电极片单元的AC信号的前端。至少一个测温元件,其位于电机片的正面。处理单元包含MCU、LORA无线传输模块以及电源信号接口,其中MCU用于将模拟温度信号转换成数字信号,并将温度数据通过串口发送至Lora模块,然后再通过Lora模块发送至主机端。
图9为本申请另一实施例提供的一种电场贴片10,包括:至少一个电容12、多个电极片11,以及处理单元14。
至少一个电容12串联在多个电极片与处理单元之间,或者,至少一个电容12分别设置在多个电极片中的至少一个电极片的上(图9未示出),以对输入到多个电极片的电流信号进行滤波处理。
处理单元14用于基于滤波处理后的电流信号进行信号输出。
其中,每个电极片11包括依次设置的第一导电层、柔性电路板FPC层、第二导电层、聚合物层及凝胶层;第一导电层和第二导电层通过设于FPC层上的过孔连通。
具体的,该实施例中的两个导电层(即第一导电层及第二导电层)优选为金属材质(例如:铜箔),呈圆形导电结构,从而可以极大的减少电极发热情况,其也可以为其他的非环形结构,其中的聚合物层具有陶瓷片层的绝缘功能,但是厚度比陶瓷片层薄很多。
在该实施例中,通过在多个电极片与处理单元之间串联至少一个电容,或者,将至少一个电容分别设置在多个电极片中的至少一个电极片上,用以构成滤波电路以对输入到多个电极片的电流信号进行滤波处理,确保输入电机片的信号的有效性。
由于陶瓷片层的陶瓷盘制作工艺复杂,因此价格昂贵,且多片陶瓷盘增加了整个换能器的重量,从而引起患者不舒适。因此,本申请实施例的方案中,去掉了陶瓷片层,从而降低制造工艺难度以及整个电极的重量,解决陶瓷片发热问题的同时还能降低整体成本。
另外,通过过孔进行电性连接,可以增加导电面积增强电场强度,并有益于减少发热及将热量导出进行散热。由于柔性电路板的两面都有导电层,从而具有较高的硬度,可以取消现有技术中用于固定的基板。
在另一个可能的实现方式中,这里的两个导电层可以对应构成电极片层,且电极片层外围可以包括一层绝缘圈,这主要是考虑到一般电极片的四周场强高于中间场强,为了均衡场强分布,可以在电极片的外缘位置包袱有绝缘圈,以避免边缘电场强度高于中心位置的情况。
需要说明的是,在所述实施例中,若电容为一个,则可以将该电容串联在多个电极片与处理单元之间的主干路上;若电容为多个,且与电机片数量一致时,可以在电极片设置一个电容;若电容为多个,但电容数量少于电极片的数量,则可以将电容设置在相应数量的电极片上,设置有电容的电极片可以均匀分布在电场贴片上,例如:电容有4个,电极片有9个,在电场贴片上的分布如图6a所示,则可以在如图6a所示的位于顶角位置的4个电极片上分别设置1个电容。
还需要说明的是,在所述实施例中,若测温元件为一个,则可以将该测温元件设置在位于电场贴片中心位置的电极片上;若为多个,设置方式可以参照上述电容为多个的情况,且,电容和测温元件位于电极片的两侧。
在另一个可能的实现方式中,第一导电层背离FPC层的一面设置有测温元件;若电容设置在电极片上,则第二导电层背离FPC层的一面设置有电容。具体结构可以参见图7所示。
在另一个可能的实现方式中,多个电极片之间的FPC层电性连接。
需要说明的是,在实际应用中,通过各电极片设置的FPC层可以将各电极片进行电性连接。
在另一个可能的实现方式中,上述电场贴片10还可以包括:无纺布层15,多个电极片11和处理单元14设置在无纺布层上。该无纺布层用于保证电场贴片与头皮牢固贴合。该无纺布层用于保证电场贴片与头皮牢固贴合。具体结构可以参见图6a和6b所示,其中,图6a为电场贴片10的背面图,图6b为电场贴片10的正面图。
在另一个可能的实现方式中,如图4所示,上述电场贴片10还可以包括:至少一个测温元件13,其中,处理单元14包括:无线传输模块142。
多个电极片11与处理单元14的一端连接,处理单元14的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线。
至少一个测温元件12分别设置在多个电极片11中的至少一个电极片上,用于测量电极片与皮肤接触处的温度信号,并将温度信号传输至处理单元14。
处理单元14还用于接收至少一个测温元件12传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过无线传输模块142传输至主机端。
具体的,在该实施例中,只需要3芯线,其中1芯作为电场信号传输线,1芯作为电源传输线,1芯作为电场信号与电源信号的参考地线。相较于相应技术中的10芯线,线束大幅减少,携带更加便捷。
另外,将至少一个测温元件分别设置在多个电极片中的至少一个电极片上,用于测量电极片与皮肤接触处的温度信号,并将温度信号传输至处理单元,处理单元对来自至少一个测温元件传输的温度信号进行处理得到的温度数据通过无线传输模块传输至主机端,由于温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,处理后的信号通过无线传输模块(Lora模块或者蓝牙)无线传输,因此,抗干扰能力强,从而可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题。
需要说明的是,在上述实施例中,若至少一个电容设置在多个电极片的第一面上,则至少一个测温元件分别设置在多个电极片中的至少一个电极片的第二面上。也就是说,若要将电容也设置在电极片上,则电容和测温元件分别设置在电极片的两面。
具体的,在该实施例中,如图8所示,电极片包括支撑层(上文中的FPC层)和涂敷于支撑层两面的铜箔(上文中的第一导电层和第二导电层),电极片上开设有用于散热的过孔,热敏电阻(上文中的测温元件)位于电极片的一侧,并紧贴电极片,电容也可以位于电极片的另一侧位置。
还需要说明的是,在实际应用中,本公开实施例中的测温元件可以放置于电极远离人皮肤一侧(即第一导电层背离FPC层的一面),从而可以更真实有效的测量电极与皮肤接触位置的温度,从而更好的对温度进行调节,并且可以有效避免电场信号对其的干扰,以进一步提升后续进行电流控制的精准度。
还需要说明的是,在本申请实施例的方案中,电场贴片10中的隔直电容分布方案可以有以下两种:
第一种:在电场贴片的信号主干路(如图4或9所示)上串入4个4.7pf X7R电容(如VJ0603Y4R7KBCAT4X)。
第二种:在电场贴片的每个电极片(如图7所示)上串入1pf X7R电容(如VJ0603Y1R0KBCAT4X)。
在另一个可能的实现方式中,如图5所示,上述处理单元14还可以包括:微控制单元MCU 141。其中,MCU 141用于将模拟温度信号转换成数字温度数据,并将温度数据通过无线传输模块142传输至主机端。
在又一个可能的实现方式中,如图5所示,上述处理单元14还可以包括:电源信号接口143,电场贴片10通过电源信号接口143与信号发生器连接,以接收信号发生器传输的电流信号和电源信号。
在相关技术中,因为电极贴片的温度反馈信号为一个微电压信号,经过电缆传递至主机,该微电压信号不稳定,当与电场信号同时传输时,会被电场信号干扰,从而导致温度信号失真。为了避免温度信号失真的问题,在测温时暂停传输电场信号,因此温度采样不能很频繁,一般为40s左右采样一次。同时,由于用于数据传输的线缆较多,在数据传输过程中会存在干扰导致数据异常从而导致通信失败。
本申请的方案中,温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,处理后的信号通过无线传输模块(Lora模块或者蓝牙)无线传输至主机,抗干扰能力强,因此,可以持续测温并且不需要暂停电场信号传输,能够避免出现因干扰导致数据异常从而导致通信失败的情况发生。
本申请实施例还提供了一种电场治疗设备,包括:如上述任一实施例中的电场贴片10。
需要说明的是,在本申请实施例中,电场治疗设备主要包括电场信号发生器、电场贴片以及设置于电场信号发生器与电场贴片之间的转换器,电场信号发生器产生电场能量,电场能量经由转换器分配至电场贴片,电场贴片将电场能量耦合至人体内从而将交变电场施加于肿瘤所在组织区域。
本申请实施例还提供了一种电场治疗系统,如图10所示的电场治疗系统包括:主机端20和信号发生器30,以及如上述任一实施例中的电场贴片10。其中,
电场贴片10用于向主机端20传输温度数据,该温度数据是对获取的温度信号进行处理得到的。
主机端20用于根据获取的温度数据与温度阈值进行比较,并当比较结果为温度高于温度阈值时,向信号发生器30发送控制指令,控制指令用于指示信号发生器30将输入电场贴片10的电流信号调小。
信号发生器30用于响应于接收到的控制指令调整输入电场贴片10的电流信号。
具体的,在该实施例中,电场贴片10中的处理单元采集测温元件传输的模拟温度信号,将其转换为数字的温度数据后通过无线传输模块(例如:蓝牙模块或Lora模块)将温度数据传输至与电场贴片10绑定的主机端20。主机端20可以是手持主机端,其将获取的温度数据与预存的温度阈值进行比较,如果温度值高于温度阈值,则通过无线传输模块向信号发生器30传输控制指令,以指示信号发生器30将输入电场贴片10的电流信号调小。信号发生器30响应于来自主机端20的控制指令调整输入到电场贴片10的电流信号的大小,从而实现降低温度的效果。
应理解,在该实施例中,在信号发生器和主机端中均可以设有无线传输模块,其中,主机端中的无线传输模块为主模块,电场贴片以及信号发生器中的无线传输模块为从模块。主机端可以定时读取(如10s读取一次)多个电场贴片中的温度数据,并且根据读取到的温度数据与温度阈值进行比较,如高于阈值,则主机端发送指令给信号发生主机减小电场贴片的输入电流,从而降低温度。用户还可以通过主机端对信号发生器进行参数设置以及启动、停止等操作。通过无线控制的模式可以使设备的使用更加便捷。
若该实施例中的无线传输模块采用Lora模块,则相比蓝牙,其抗干扰能力强,传输距离远,可连接的从设备更多。
在一个可选的实施方式中,所述电容型号采用VJ2225Y105KXCAT。
在一个可选的实施方式中,所述Lora模块型号采用E22-400T22D。
应用本申请实施例,至少能够实现如下有益效果:
在本申请实施例的方案中,线束大幅减少,携带更加便捷。
在本申请实施例的方案中,通过在多个电极片与处理单元之间串联至少一个电容,或者,将至少一个电容分别设置在多个电极片中的至少一个电极片的第一面上,用以构成滤波电路以对输入到多个电极片的电流信号进行滤波处理,确保输入电机片的信号的有效性,提升电场贴片的可靠性。
在本申请实施例的方案中,温度采样与温度信号处理在电极贴片端完成,处理后的信号通过无线传输模块(Lora模块或者蓝牙)无线传输,因此抗干扰能力强,从而可以解决因信号干扰导致的无法测温从而引起的整体停机问题,能够避免出现因干扰导致数据异常从而导致通信失败的情况发生。同时,还可以持续测温并且不需要暂停电场信号传输,从而提高了电场贴片测温频率,加快了电场信号(电流)调节频率,从而使温度控制更加精准。
本申请实施例的方案中,去掉了陶瓷片层,从而降低制造工艺难度以及整个电极的重量,减少发热,降低整体成本。
需要说明的是,上述各实施例中的电场贴片可以称为电场换能器。
本技术领域技术人员可以理解,本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
在本申请的描述中,词语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系,为基于附图所示的示例性的方向或位置关系,是为了便于描述或简化描述本申请的实施例,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请的方案技术构思的前提下,采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段,同样属于本申请实施例的保护范畴。
Claims (16)
1.一种电场贴片,其特征在于,包括:至少一个测温元件、处理单元及多个电极片,其中,所述处理单元包括:无线传输模块;
多个所述电极片与所述处理单元的一端连接,所述处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线;
至少一个所述测温元件分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片上,用于测量所述电极片与皮肤接触处的温度信号,并将所述温度信号传输至所述处理单元;
所述处理单元,用于接收所述至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过所述无线传输模块传输至主机端。
2.根据权利要求1所述的电场贴片,其特征在于,所述处理单元还包括:微控制单元MCU;其中,
所述MCU,用于将模拟温度信号转换成数字温度数据,并将所述温度数据通过所述无线传输模块传输至所述主机端。
3.根据权利要求2所述的电场贴片,其特征在于,所述处理单元还包括:电源信号接口,所述电场贴片通过所述电源信号接口与信号发生器连接,以接收所述信号发生器传输的电流信号和电源信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电场贴片,其特征在于,还包括:至少一个电容;
至少一个所述电容串联在多个所述电极片与所述处理单元之间,或者,至少一个所述电容分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片的上,以对输入到多个所述电极片的电流信号进行滤波处理。
5.根据权利要求4所述的电场贴片,其特征在于,每个所述电极片包括依次设置的第一导电层、柔性电路板FPC层、第二导电层、聚合物层及凝胶层;所述第一导电层和所述第二导电层通过设于所述FPC层上的过孔连通。
6.根据权利要求5所述的电场贴片,其特征在于,所述第一导电层背离所述FPC层的一面设置有测温元件;
若电容设置在电极片上,则所述第二导电层背离所述FPC层的一面设置有电容。
7.根据权利要求5所述的电场贴片,其特征在于,多个所述电极片之间的FPC层电性连接。
8.根据权利要求1至3、5-7中任一项所述的电场贴片,其特征在于,还包括:无纺布层,多个所述电极片和所述处理单元设置在所述无纺布层上。
9.根据权利要求1所述的电场贴片,其特征在于,所述主机端与所述电场贴片存在绑定关系。
10.一种电场贴片,其特征在于,包括:至少一个电容、多个电极片,以及处理单元,其中,
至少一个所述电容串联在多个所述电极片与所述处理单元之间,或者,至少一个所述电容分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片的上,以对输入到多个所述电极片的电流信号进行滤波处理;
所述处理单元,用于基于滤波处理后的电流信号进行信号输出;
其中,每个所述电极片包括依次设置的第一导电层、柔性电路板FPC层、第二导电层、聚合物层及凝胶层;所述第一导电层和所述第二导电层通过设于所述FPC层上的过孔连通。
11.根据权利要求10所述的电场贴片,其特征在于,所述第一导电层背离所述FPC层的一面设置有测温元件;
若电容设置在电极片上,则所述第二导电层背离所述FPC层的一面设置有电容。
12.根据权利要求11所述的电场贴片,其特征在于,多个所述电极片之间的FPC层电性连接。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电场贴片,其特征在于,还包括:无纺布层,多个所述电极片和所述处理单元设置在所述无纺布层。
14.根据权利要求10所述的电场贴片,其特征在于,还包括:至少一个测温元件,其中,所述处理单元包括:无线传输模块;
多个所述电极片与所述处理单元的一端连接,所述处理单元的另一端的线束包括电场信号传输线和电源传输线,以及参考地线;
至少一个所述测温元件分别设置在多个所述电极片中的至少一个电极片上,用于测量所述电极片与皮肤接触处的温度信号,并将所述温度信号传输至所述处理单元;
所述处理单元,还用于接收所述至少一个测温元件传输的温度信号并进行处理,以及将处理得到的温度数据通过所述无线传输模块传输至主机端。
15.一种电场治疗设备,其特征在于,包括:如权利要求1至14中任一项所述的电场贴片。
16.一种电场治疗系统,其特征在于,包括:主机端和信号发生器,以及如权利要求1至14中任一项所述的电场贴片,其中,
所述电场贴片,用于向所述主机端传输温度数据,所述温度数据是对获取的温度信号进行处理得到的;
所述主机端,用于根据获取的温度数据与温度阈值进行比较,并当比较结果为所述温度高于温度阈值时,向所述信号发生器发送控制指令,所述控制指令用于指示所述信号发生器将输入所述电场贴片的电流信号调小;
所述信号发生器,用于响应于接收到的所述控制指令调整输入所述电场贴片的电流信号。
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