CN219290450U - 一种电场发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电场发生装置，包括发生器外壳、供电输入单元、电源转换单元、单片机小系统单元、数据存储配置单元、治疗能量输出控制单元、检测单元。本实用新型通过供电输入单元、单片机小系统单元、治疗能量输出控制单元和检测单元之间相互配合，在发生器外壳中通过将多个单元集成，有效的缩小设备整体尺寸且配套部件减少，便于携带，同时本装置增加蓝牙通信配置功能，便于查看患者使用数据及参数调节，本装置中波形发生器采用数字集成芯片搭建，电路尺寸减少，器件减少，可靠性增加，同时尺寸变小，避免了因控制MOS管导通关断而导致波形变化，便于更好的对患者进行治疗。

Description

一种电场发生装置

技术领域

本实用新型属于肿瘤治疗有源医疗器械技术方向，具体涉及一种电场发生装置。

背景技术

研究发现，外加100-500KHz的中频电场能够抑制肿瘤细胞的有丝分裂过程，在此电场作用下肿瘤细胞会发生不均等分裂，最终导致肿瘤细胞死亡，因此，这种中频电场被称为：肿瘤治疗电场(Tumortreatingfields，TTFields)。2011年，肿瘤电场治疗技术通过FDA认证可用于治疗复发性胶质瘤；2016年通过FDA认证可用于新诊断GBM治疗；2019年通过FDA认证可用于治疗恶性胸膜间皮瘤，上述结果表明，TTFields在肿瘤/癌症治疗方面具有巨大的应用潜力。

现阶段，市面上应用TTFields疗法的主要产品为以色列Novocure公司的Optune及NovoTAL系统，主要采用体外穿戴式设备及固定阵列工作方式。在临床应用中，与上述产品体外穿戴式设备相配套的电场贴片大多采用圆形陶瓷电极阵列形式，圆形陶瓷背面镀银，焊接在柔性PCB软板(FPC软板，柔性电路板)上，PCB软板背面采用FR4材质的衬板，PCB软板和泡棉均粘接在无纺布上，导电凝胶粘接在陶瓷片上，连接器通过一条导线与PCB软板相连接。

目前，现有的肿瘤治疗电场设备其结构包括主设备、连接线缆、分线盒、电极线和电极片等，并且设备的通信多为设备上有接口，通过线缆连接进行数据采集，不但设备较多携带不方便，而且使用时需要接线较为麻烦，同时现有的治疗设备大都为MCU实时发送控制信号，保持输出频率和输出电压。当MCU出现软件故障或控制信号受干扰时，输出治疗波形容易产生变化，从而影响治疗效果，因此我们设计提出一种电场发生装置。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种电场发生装置，包括发生器外壳、供电输入单元、电源转换单元、单片机小系统单元、数据存储配置单元、治疗能量输出控制单元、检测单元，所述发生器外壳内部固定连接有隔板，所述隔板一侧固定连接有MCU电路板；

所述供电输入单元包括与发生器外壳固定连接的电池，所述电池一端固定连接有适配器接口，配置模式为两者可单独供电，使用适配器供电时，电池供电电路断开。防止过程中适配器给电池长时间通电带来的故障隐患；

所述电源转换单元包括设置在MCU电路板顶部的DC-DC隔离模块和LDO稳压器，该单元负责对输入的直流电源进行隔离，对后级设备进行保护，同时将电源分成系统所需要的不同电压规格；

所述单片机小系统单元包括与发生器外壳内壁远离适配器接口一侧固定的单片机和调试接口，单片机小系统单元中具体还包括时钟和BOOT，用于系统内部运行控制，软件烧写、调试；

所述数据存储配置单元包括与MCU电路板顶部固定的EEPROM模块、Flash模块、蓝牙模块和日历芯片，用于存储设备配置信息、用户配置参数、用户使用信息、设备通信；

所述治疗能量输出控制单元包括波形发生器、切换电路模块和功率放大电路模块，该部分用于配置产生所需要频率的正弦波，配置对应的功率放大倍数，输出切换时间；

所述检测单元包括检测模块，该部分主要包括电极温度检测、内部功率器件温度检测、风扇转速检测、电压检测电路、电池检测通信电路和输出电流检测电路。主要用于监控系统的运行状态。

本实用新型进一步说明，所述适配器接口贯穿发生器外壳，且相对于发生器外壳呈内缩设置，便于防止静电，进行静电保护。

本实用新型进一步说明，所述日历芯片外部一侧设置有与其对应的内部电池，当电池供电不足时，内部电池作为后备电源，可维持日历芯片工作。

本实用新型进一步说明，所述发生器外壳一侧设置有告警指示灯，指示灯目前有电池上的电量指示灯、设备上电源输入指示灯、能量输出指示灯、设备上电池电量指示灯(双色)。便于在设备产生故障时，亮起告警灯对用户进行提示。

本实用新型进一步说明，所述发生器外壳内部靠近适配器接口的一端固定连接有扬声器，所述发生器外壳开设有与扬声器对应的音孔，当有故障时指示灯与扬声器能够配合使用，起到告警作用。

本实用新型进一步说明，所述检测模块包括温度检测模块和电压检测模块，便于对设备电极片温度、内部器件温度、电压值等信息进行采集，当出现故障时，控制对应应告警指示灯和扬声器发出告警。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

本实用新型通过供电输入单元、电源转换单元、单片机小系统单元、数据存储配置单元、治疗能量输出控制单元和检测单元之间相互配合，在发生器外壳中通过将多个单元集成，有效的缩小设备整体尺寸且配套部件减少，便于携带，同时本装置增加蓝牙通信配置功能，便于查看患者使用数据及参数调节，本装置中波形发生器采用数字集成芯片搭建，电路尺寸减少，器件减少，可靠性增加，同时尺寸变小，避免了因控制MOS管导通关断而导致波形变化，便于更好的对患者进行治疗。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的外观示意图；

图2是本实用新型的电极片与电场发生装置连接示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型的供电系统示意图；

图5是本实用新型的控制系统示意图。

图中：1、发生器外壳；2、电池；3、适配器接口；4、隔板；5、MCU电路板；6、DC-DC隔离模块；7、LDO稳压器；8、EEPROM模块；9、日历芯片；10、内部电池；11、单片机；12、调试接口；13、波形发生器；14、切换电路模块；15、功率放大电路模块；16、检测模块；17、蓝牙模块；18、扬声器；19、音孔；20、告警指示灯；21、Flash模块。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供技术方案：一种电场发生装置，包括发生器外壳1、供电输入单元、电源转换单元、单片机小系统单元、数据存储配置单元、治疗能量输出控制单元、检测单元，发生器外壳1一侧设置有告警指示灯20，指示灯目前有电池上的电量指示灯、设备上电源输入指示灯、能量输出指示灯、设备上电池电量指示灯(双色)，便于在设备产生故障时，亮起告警灯对用户进行提示。发生器外壳1内部固定连接有隔板4，隔板4一侧固定连接有MCU电路板5。

如图3和图4所示，供电输入单元包括与发生器外壳1固定连接的电池2，电池2一端固定连接有适配器接口3，适配器接口3贯穿发生器外壳1，且相对于发生器外壳1呈内缩设置，便于防止静电，进行静电保护。配置模式为两者可单独供电，使用适配器供电时，电池2供电电路断开。

如图2和图3所示，发生器外壳1内部靠近适配器接口3的一端固定连接有扬声器18，发生器外壳1上开设有与扬声器18对应的音孔19，当有故障时对应告警指示灯20和扬声器18会根据告警码启动。

如图3和图5所示，电源转换单元包括设置在MCU电路板5顶部的DC-DC隔离模块6和LDO稳压器7，该单元负责对输入的直流电源进行隔离，对后级设备进行保护，同时将电源分成系统需要的不同电压规格。

单片机小系统单元包括与发生器外壳1内壁远离适配器接口3一侧固定的单片机11和调试接口12，单片机小系统单元中具体还包括时钟和BOOT，用于系统内部运行控制，软件烧写、调试。

数据存储配置单元包括与MCU电路板5顶部固定的EEPROM模块8、Flash模块21、蓝牙模块17和日历芯片9，用于存储设备配置信息、用户配置参数、用户使用信息、设备通信。其中日历芯片9外部设置有与其对应的内部电池10，当电池2供电不足时，内部电池10作为后备电源，可维持日历芯片9工作，避免数据丢失。

治疗能量输出控制单元包括波形发生器13、切换电路模块14和功率放大电路模块15，该部分用于配置产生需要频率的正弦波，配置对应的功率放大倍数，输出切换时间。

检测单元包括检测模块16，检测模块16包括温度检测模块和电压检测模块，便于对设备电极片温度、内部器件温度、电压值等信息进行采集，当出现故障时，控制对应应告警指示灯20和扬声器18发出告警。该部分主要包括电极温度检测、内部功率器件温度检测、风扇转速检测、电压检测电路、电池检测通信电路和输出电流检测，主要用于监控系统的运行状态。

在具体使用时，医生可根据患者具体情况，对该电场发生装置的参数进行配置，并给患者指定好相应贴片位置，具体操作过程如下：

1、将电极片与凝胶贴好，放于测试工装，并用电极线连接电极片与发生装置。

2、将电源适配器与适配器接口3接通，开启电源开关，设备进行自检。

3、当设备自检通过后，且凝胶贴合检测通过后，即可对患者进行电极贴合，否则有相应告警，告警指示灯20亮起红灯。

4、关闭电源，将电极片贴到患者头部指定位置。

5、开机，再次进入自检状态，若头部贴合良好，按下输出开关启动输出，按下后输出指示灯亮绿灯，治疗开始。当有相应告警时，输出自动关断。

设备运行过程如下：

1、由外部电源经电源适配器为设备供电。

2、电源转换单元将输入电能转换成各单元模块所需要的电平信号。

3、单片机11启动并进入自检程序，过程中对治疗参数进行自动配置。若自检故障则启动告警，告警指示灯20亮起，并关闭输出功能。

4、自检结束无故障情况下可以进行治疗能量输出。按对应输出开关。设备输出对应的200KHz，1A电流的交流正弦波形。

5、使用过程中，如果是电池2供电，会有电池2使用指示，当电池2电量低于一定值，电池指示灯亮黄灯提示，再低于一定值后设备自动关断输出。

6、运行过程中设备会对电极片温度、内部器件温度、电压值、输出电流等信息进行采集，当有故障时对应告警指示灯20和扬声器18会根据告警码启动，同时关断电场输出。

本装置摒弃了传统的线缆连接采集数据，采用蓝牙通讯模块，便于通过无线终端直接查看患者的使用数据及对设备参数的调节。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元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实用新型的限制。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电场发生装置，包括发生器外壳(1)、供电输入单元、电源转换单元、单片机小系统单元、数据存储配置单元、治疗能量输出控制单元、检测单元，其特征在于：所述发生器外壳(1)内部固定连接有隔板(4)，所述隔板(4)一侧固定连接有MCU电路板(5)；

所述供电输入单元包括与发生器外壳(1)固定连接的电池(2)，所述电池(2)一端固定连接有适配器接口(3)；

所述电源转换单元包括设置在MCU电路板(5)顶部的DC-DC隔离模块(6)和LDO稳压器(7)；

所述单片机小系统单元包括与发生器外壳(1)内壁远离适配器接口(3)一侧固定的单片机(11)和调试接口(12)；

所述数据存储配置单元包括与MCU电路板(5)顶部固定的EEPROM模块(8)、Flash模块(21)、蓝牙模块(17)和日历芯片(9)；

所述治疗能量输出控制单元包括波形发生器(13)、切换电路模块(14)和功率放大电路模块(15)；

所述检测单元包括检测模块(16)。

2.根据权利要求1所述的一种电场发生装置，其特征在于：所述适配器接口(3)贯穿发生器外壳(1)，且相对于发生器外壳(1)呈内缩设置。

3.根据权利要求1所述的一种电场发生装置，其特征在于：所述日历芯片(9)外部一侧设置有与其对应的内部电池(10)。

4.根据权利要求1所述的一种电场发生装置，其特征在于：所述发生器外壳(1)一侧设置有告警指示灯(20)。

5.根据权利要求1所述的一种电场发生装置，其特征在于：所述发生器外壳(1)内部靠近适配器接口(3)的一端固定连接有扬声器(18)，所述发生器外壳(1)开设有与扬声器(18)对应的音孔(19)。

6.根据权利要求1所述的一种电场发生装置，其特征在于：所述检测模块(16)包括温度检测模块和电压检测模块。

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