CN210873761U

CN210873761U - 一种交变电场治疗肿瘤的设备

Info

Publication number: CN210873761U
Application number: CN201921452242.9U
Authority: CN
Inventors: 洪宇祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2029-09-03

Abstract

本实用新型涉及一种交变电场治疗肿瘤的设备，主要解决现有肿瘤治疗装置电场强度较高，容易对正常细胞产生影响的技术问题。本实用新型的技术方案：一种交变电场治疗肿瘤的设备，包括主机，主机通过可拆卸连接器连接分线器，分线器通过可拆卸连接器和转接导线连接至少一对换能电极阵列。主机包括主机外壳和卡接在主机外壳上的主机底壳，主机外壳两边是电池仓，主机电路板装在主机外壳内，主机底壳内两边装有风扇，电池装在电池卡扣上，电池卡扣上设有电量指示灯和按钮，电池底部设有接触PIN针，与主机电路板上的插座匹配，主机面板设有主机电源开关。

Description

一种交变电场治疗肿瘤的设备

技术领域

本实用新型涉及一种治疗肿瘤的设备，特别涉及一种交变电场治疗肿瘤的设备。

背景技术

目前，肿瘤的治疗方式主要有手术、放疗、化疗等，但都存在相应的缺点，比如放疗和化疗会产生副作用，会杀死正常的细胞。利用电场来治疗肿瘤也是目前研发前沿之一，例如中国专利申请201110226148.3公开了“利用电场从不同方向治疗肿瘤等”，但是其局限于多个AC电场的应用。中国专利申请200380100872.5公开了“治疗肿瘤等的装置以及组成该肿瘤治疗装置的部件”，包括两个绝缘电极和电源场，产生的非均匀电场的高强度可以破坏癌细胞。能否开发一种低强度电场的肿瘤治疗设备，则是本发明研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种交变电场治疗肿瘤的设备，主要解决现有肿瘤治疗装置电场强度较高，容易对正常细胞产生影响的技术问题。通过交变电场用于手术、放射、药物后全新的肿瘤治疗，具备便携性、无创治疗、副作用小和患者生活质量高等优点。它基于电生理的原理，一个机理是通过低强度、中频(100kHz~300kHz）的交流电场作用于增殖癌细胞的微管蛋白，阻碍微管（microtubule）的构建，干扰肿瘤细胞的有丝分裂，使受影响的肿瘤细胞凋亡并抑制肿瘤生长。

本实用新型的技术方案：一种交变电场治疗肿瘤的设备，包括主机，主机通过可拆卸连接器连接分线器，分线器通过可拆卸连接器和转接导线连接至少一对换能电极阵列。主机包括主机外壳和卡接在主机外壳上的主机底壳，主机外壳两边是电池仓，主机电路板装在主机外壳内，主机底壳内两边装有风扇，电池装在电池卡扣上，电池卡扣上设有电量指示灯和按钮，电池底部设有接触PIN针，与主机电路板上的插座匹配，主机面板设有主机电源开关。

主机电路板包括CPU处理器，CPU处理器设有人机交互接口，CPU处理器连接存储器，主机电路板还包括直流逆变模块，直流逆变模块分别连接供电切换检测模块、传感器采集模块、脉冲幅度调制传感器采集模块，传感器采集模块输出端连接CPU处理器，脉冲幅度调制传感器采集模块与CPU处理器双向连接，脉冲幅度调制传感器采集模块输出端连接输出通道控制模块，输出通道控制模块输出端连接副机的传感器采集模块和温度信号采集模块；副机的传感器采集模块和温度信号采集模块与CPU处理器双向连接，副机的传感器采集模块和温度信号采集模块与换能电极阵列a和换能电极阵列b双向连接，供电切换检测模块分别连接供电模块和隔离保护模块。

本实用新型的有益效果是：

a)保护：该设备双重电源和信号隔离，当发生不可抗拒的力量时，电源和信号隔离，不会涉及人身安全；保护启动时间小于1uS；

b)该设备可以不间断输出电场信号，供电方式自动切换，中途电源切换时不影响设备正常工作，并能准确的提供电量信息和保护；

c)功耗：低能耗高效率，输入功率60W，直流转换效率达到95%。对输入的电源电压要求低，使用普通的电池即可工作，设备可随身携带；

d)信息：治疗期间人体生理信息自动搜集，实时记录治疗信息，以报表形式提供设备运行的各种信息并保存在存储器内，在需要的时候可以电脑读取；

e)宽带宽：频带带宽50Hz至500KHz，

f)电场强度：纯数字控制0V/m至200V/m。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型电路控制框图。

图3为本实用新型主机组装图。

图4为换能电极阵列结构示意图。

图5为时间和输出电压信号的波形图。

图6为本实用新型实施示意图。

图7为肿瘤细胞有丝分裂的过程示意图。

图8为肿瘤细胞有丝分裂中期示意图。

图9为肿瘤细胞有丝分裂后期示意图。

图中：1-主机，11-主机外壳，12-主机底壳，13-主机电路板，14-风扇，15-主机电源开关，16-电池，17-电池卡扣，18-电量指示灯，19-接触PIN针，20-按钮，2-可拆卸连接器，3-分线器，4-转接导线，5-换能电极阵列。

具体实施方式

参照图1、2、3，一种交变电场治疗肿瘤的设备，包括主机1，主机1通过可拆卸连接器2连接分线器3，分线器3通过可拆卸连接器2和转接导线4连接至少两个换能电极阵列5。主机包括主机外壳11和卡接在主机外壳上的主机底壳12，主机外壳11两边是电池仓，主机电路板13装在主机外壳11内，主机底壳12内两边装有风扇14，电池16装在电池卡扣17上，电池卡扣17上设有电量指示灯18和按钮20，电池16底部设有接触PIN针19，与主机电路板13上的插座匹配，主机面板设有主机电源开关15。

主机电路板包括CPU处理器，CPU处理器设有人机交互接口，CPU处理器连接存储器，主机电路板还包括直流逆变模块，直流逆变模块分别连接供电切换检测模块、传感器采集模块、脉冲幅度调制传感器采集模块，传感器采集模块输出端连接CPU处理器，脉冲幅度调制传感器采集模块与CPU处理器双向连接，脉冲幅度调制传感器采集模块输出端连接输出通道控制模块，输出通道控制模块输出端连接副机（分线器3，后同）的传感器采集模块和温度信号采集模块；副机的传感器采集模块和温度信号采集模块与CPU处理器双向连接，副机的传感器采集模块和温度信号采集模块与换能电极阵列a和换能电极阵列b双向连接，供电切换检测模块分别连接供电模块和隔离保护模块。（1.CPU处理器： STM32H743IIT6TR；2.存储器：W25N01GVZEIG，Winbond；3. 脉冲幅度调制传感器采集模块：LPR6235-253PMRC,Coilcraft，输出是准方波信号；4. 温度信号采集模块：ADS7953SBRHBT，ADI，输出是经过AD采样后的电压信号；5. 供电切换检测模块：LTC4417HUF#TRPBF,ADI，输出电压信号；6. 隔离保护模块：ADuM1286CRZ，ADI，输出是数字通信信号；7.供电模块为双电池仓，每个电池仓由8节3号高性能镍氢干电池组成；8.传感器采集模块是：LPR6235-253PMRC,Coilcraft，主要采集电压、电流、温度数据；9.换能电极阵列是：发射电场的电极片，连接结构参照图4；10.直流逆变模块：SIA416DJ-T1-GE3,VISHAY，把直流电压变换成交流电场信号；11.输出通道控制模块：MAX845,MAXIM，用来切换输出电场信号是接通X轴还是Y轴）。

工作时：

打开主机电源开关后，主机的CPU处理器检测到供电模块输出电压正常且稳定后，开启各路检测传感器及副机进行自检。自检通过后，主机打开供电模块里面的直流电源单元，给直流逆变模块供电，使其输出相应的正弦波交流电信号，并经隔离保护模块检测输出的电压、电流和频率是否在范围内，如出现偏差使用隔离负反馈电路自动校正。CPU处理器根据传感器采集模块和脉冲幅度调制传感器采集模块采集到的交流信号的电压、电流和频率来调整脉冲幅度调制的输出电压。输出的正弦波，对输出的正弦波进行采样，通过采样出的数据与理想的正弦波数据进行比对，如出现偏差及时对脉冲信号的幅度进行修正，以达到符合标准的正弦波。在CPU处理器的控制下，输出通道控制模块打开相应通道的开关，将调制后的交流信号输出给相应的电极阵列，根据时间来切换电场所需的正弦波信号输出，参照图5，输出的正弦波信号先输送至副机，然后副机再输出至电极陈列上，在成对的换能电极阵列a和换能电极阵列b间输出正弦波电场，从而在肿瘤外围产生不同强度变化的电场。电场作为施加在病灶区的不均匀外电场而用于治疗肿瘤，具有确保使肿瘤细胞遭受到其超过肿瘤细胞敏感强度的电场刺激，干扰肿瘤细胞的正常的增殖分裂。同时主机与副机进行实时通讯，通过主副机的传感器搜集电极片的温度信息、电场强度信息、交变的电压电流信息。对于人员的活动而造成环境变化时及时做到修正电场强度、保护、报警和信息记录等任务。

治疗方法：参照图6、图7、图8、图9，

1.细胞分裂中期，产生的微管蛋白二聚体和隔膜蛋白，在均匀场的分布下被迫与交变电场的方向对齐；这破坏了微管纺锤体的形成和隔膜蛋白纤维定位，使有丝分裂阻滞，导致肿瘤细胞凋亡。

2.细胞分裂后期和末期，卵裂沟的结构形态会导致其周围电场分布不均，同时在TTF影响下，卵裂沟处的电场强度显著增强，细胞中带电物质向卵裂沟移动，使细胞结构的形成受到干扰破坏，最终导致细胞分裂失败，导致凋亡。

3.电极至少一对电极，从而形成电场。

设备特点：

1.电极片经过阵列设计，采用电容替代方式，简化了生产工艺和流程，降低成本；

2.电极连接器采用连接件连接，可重复使用转接导线；

3.主机直流逆变模块采用互相隔离的双通道设计，两对电极的输出互不干扰，可独立输出，也可同时输出，不但能输出目前同类产品的信号，也可以输出任意角度的矢量电场，为以后进行更高层次的基础研究和临床实验做好准备；

4.主机输出信号的参数采用线性采集单元，输入和输出成线性关系，有利于安全防护模块更精准的进行判断；

5.主机采样双电池结构，可以为患者提供更长的无固定电源线连接的携带时间，方便患者的生活和工作；

6.双电池连续供电，提高工作时间。

Claims

1.一种交变电场治疗肿瘤的设备，其特征是：包括主机，主机通过可拆卸连接器连接分线器，分线器通过可拆卸连接器和转接导线连接至少一对换能电极阵列；主机电路板包括CPU处理器，CPU处理器设有人机交互接口，CPU处理器连接存储器，主机电路板还包括直流逆变模块，直流逆变模块分别连接供电切换检测模块、传感器采集模块、脉冲幅度调制传感器采集模块，传感器采集模块输出端连接CPU处理器，脉冲幅度调制传感器采集模块与CPU处理器双向连接，脉冲幅度调制传感器采集模块输出端连接输出通道控制模块，输出通道控制模块输出端连接副机的传感器采集模块和温度信号采集模块；副机的传感器采集模块和温度信号采集模块与CPU处理器双向连接，副机的传感器采集模块和温度信号采集模块与换能电极阵列a和换能电极阵列b双向连接，供电切换检测模块分别连接供电模块和隔离保护模块。

2.根据权利要求1所述的一种交变电场治疗肿瘤的设备，其特征是：所述主机包括主机外壳和卡接在主机外壳上的主机底壳，主机外壳两边是电池仓，主机电路板装在主机外壳内，主机底壳内两边装有风扇，电池装在电池卡扣上，电池底部设有接触PIN针，与主机电路板上的插座匹配，主机面板设有主机电源开关。

3.根据权利要求2所述的一种交变电场治疗肿瘤的设备，其特征是：所述电池卡扣上设有电量指示灯和按钮。