一种单极型纳米刀治疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单极型纳米刀治疗装置，通过设置单个消融电极、若干中性电极和脉冲发生器，采用电场能量，利用不可逆性电穿孔实现组织消融目的，通过施加高强度外部电场致使细胞膜发生永久性通透，破坏细胞内稳态，消融时间较短，且不受血流的影响，可以在血管周围产生完整的细胞死亡，由于消融的是活细胞，能保留细胞基质和细胞周围结构，大血管和胆管在结构和功能上仍然保持完整，本发明专利技术设置单个消融电极，降低了穿刺难度，也降低了患者的创伤，采用若干中性电极调整电场分布，为电流提供返回回路，设置脉冲发生器为消融电极和中性电极之间施加超过阈值的电场强度，可以提高单次消融的体积，从而减少消融的次数，进一步缩短消融治疗时间。

A Unipolar Nanoknife Therapeutic Device

【技术实现步骤摘要】
一种单极型纳米刀治疗装置
本专利技术涉及肿瘤组织消融
，特别是指一种单极型纳米刀治疗装置。
技术介绍
纳米刀消融术是一种非热消融技术，它是利用不可逆性电穿孔实现组织消融目的。不可逆电穿孔是指通过施加高强度外部电场致使细胞膜发生永久性通透的过程。外部电场引起的跨膜电位，导致细胞膜内形成无数个纳米级微孔，破坏了细胞内稳态。如果所施加的电场超过某一阈值，将导致细胞膜结构和细胞内稳态永久性破坏，引起免疫反应，从而导致细胞调亡。多极型纳米刀肿瘤消融装置需要多电极针平行穿刺进入肿瘤，以提高电场强度，使电场在肿瘤组织中分布均匀。纳米刀消融时，要根据肿瘤的形态来布针，严格控制2根(或多根)消融电极的间距，其杀灭范围在2根(或多根)电极针之间，因此需要沿肿瘤周边布针。从不开刀微创消融的各项肿瘤物理消融来看，纳米刀消融穿刺的难度比热消融术穿刺的难度大得多。纳米刀具有消融时间短的优势，但布针难度大时间长，使这一优势难以发挥。为了解决这一难题，有人在一根电极针上安装两个电极(双极型电极针)，但由于高压绝缘问题以及电场分布范围小，临床上使用较少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种单极型纳米刀治疗装置，克服现有技术中纳米刀布针难度大时间长的问题。基于上述目的本专利技术提供的一种单极型纳米刀治疗装置，包括：单个消融电极；若干中性电极，可通过导体与消融电极构成回路；脉冲发生器，用于向消融电极与中性电极之间施加脉冲电压。优选地，消融电极选用单根电极针。优选地，脉冲发生器包括：高速脉宽调制控制器IC1、第一双通道栅极驱动器IC2与第二双通道栅极驱动器IC3，高速脉宽调制控制器IC1的输出端口分别连接至第一双通道栅极驱动器IC2和第二双通道栅极驱动器IC3的输入端，高速脉宽调制控制器IC1的软启动端口连接有触发脉冲电路，第一双通道栅极驱动器IC2连接有三极管QA和三极管QB，且连接构成第一半桥臂，第二双通道栅极驱动器IC3连接有三极管QC和三极管QD，且连接构成第二半桥臂；第一双通道栅极驱动器IC2和第二双通道栅极驱动器IC3供电端分别连接有二极管D1和二极管D2，第一半桥臂和第二半桥臂的结点经过电感L1与变压器T1的初级线圈相连接，脉冲发生器还包括二极管D3,D4,D5和D6，二极管D3,D4,D5和D6构成全波整流电路，并连接至变压器T1的次级线圈，全波整流电路还连接有Π型LC滤波器，Π型LC滤波器连接至脉冲发生器的脉冲电压输出端。优选地，第一双通道栅极驱动器IC2与第二双通道栅极驱动器IC3均选用隔离式场效应管驱动器UCC20520。优选地，二极管D1和二极管D2均为自举二极管。优选地，高速脉宽调制控制器IC1选用UC3825型高速PWM控制器。优选地，三极管QA、三极管QB和三极管QC均选用CM0025120D碳化硅功率MOSFET。从上面所述可以看出，本专利技术提供的单极型纳米刀治疗装置，通过设置单个消融电极、若干中性电极和脉冲发生器，采用电场能量，利用不可逆性电穿孔实现组织消融目的，通过施加高强度外部电场致使细胞膜发生永久性通透，破坏细胞内稳态，消融时间较短，且不受血流的影响，可以血管周围产生完整的细胞死亡，由于消融的是活细胞，能保留细胞基质和细胞周围的结构，所以大血管和胆管在结构和功能上仍然保持完整，本专利技术设置单个消融电极，降低了穿刺难度，也降低了患者的创伤，采用若干中性电极调整电场分布，同时为电流提供返回回路，设置脉冲发生器为消融电极和中性电极之间施加超过阈值的电场强度，可以提高单次消融的体积，从而减少消融的次数，进一步缩短了消融治疗时间。附图说明图1为本专利技术实施例的结构框图；图2为本专利技术实施例的脉冲发生器电路示意图；图3为本专利技术实施例的使用时的技术方案示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。肿瘤消融治疗技术是指在图像引导下，将射频、微波、冷冻、激光、电场等能量极精准穿刺至肿瘤靶区，实施精准微创消融术，原位灭活肿瘤，是全新的精准微创手术。热消融通过对组织进行加热或冷冻，来破坏肿瘤细胞，目前临床广泛应用的物理消融技术包括氩氦刀冷冻消融，射频、微波和激光热消融等。这些消融技术尽管疗效确切，但其主要缺点是对组织的破坏是无选择性的，即在消融区内除肿瘤组织外，正常的组织器官如血管、神经、胆管、胰管等均受到完全破坏。此缺点是导致消融术后出现并发症的主要原因，如临床常见的消融术后大出血、胆管系统损伤、肠管穿孔和神经功能障碍等。此外，由于血流会带走热量，热消融效果受到血液灌注影响严重。而且热消融是导致组织坏死，不易排出体外。与热消融术相比，纳米刀消融具有三个优势。首先，消融时间很短，在1min内即可创建直径约为3cm的消融区域。其次，由于纳米刀消融为非热消融，不受血流的影响，可以血管周围产生完整的细胞死亡。第三，纳米刀消融的是活细胞，它在理论上保留的细胞基质和细胞周围的结构，所以大血管和胆管在结构和功能上仍然保持完整。根据不同的肿瘤，脉冲电场强度为1.5kV/cm，脉冲宽度为20～1000μs。脉冲幅度决定单次消融的体积，幅度单次消融的体积越大。本专利技术提供一种单极型纳米刀治疗装置，包括单个消融电极、若干中性电极和脉冲发生器，其中中性电极通过导体与消融电极构成回路，脉冲发生器用于向消融电极与中性电极之间施加脉冲电压。本专利技术通过设置单个消融电极、若干中性电极和脉冲发生器，采用电场能量，利用不可逆性电穿孔实现组织消融目的，通过施加高强度外部电场致使细胞膜发生永久性通透，破坏细胞内稳态，消融时间较短，且不受血流的影响，可以血管周围产生完整的细胞死亡，由于消融的是活细胞，能保留细胞基质和细胞周围的结构，所以大血管和胆管在结构和功能上仍然保持完整，本专利技术设置单个消融电极，降低了穿刺难度，也降低了患者的创伤，采用若干中性电极调整电场分布，同时为电流提供返回回路，设置脉冲发生器为消融电极和中性电极之间施加超过阈值的电场强度，可以提高单次消融的体积，从而减少消融的次数，进一步缩短了消融治疗时间。如图1所示，展示了中性电极数量为两个时的单极型纳米刀治疗装置连接关系。在本专利技术的实施例中，采用一根电极针作为消融电极，采用可贴在患者皮肤上的电极作为中性电极，中性电极的数量根据患者肿瘤大小与位置选择，用于调整电场分布，同时为电流提供返回回路。在本专利技术的实施例中，脉冲发生器如图2所示，包括：高速脉宽调制控制器IC1、第一双通道栅极驱动器IC2与第二双通道栅极驱动器IC3，高速脉宽调制控制器IC1的输出端口分别连接至第一双通道栅极驱动器IC2和第二双通道栅极驱动器IC3的输入端，高速脉宽调制控制器IC1的软启动端口连接有触发脉冲电路，第一双通道栅极驱动器IC2连接有三极管QA和三极管QB，且连接构成第一半桥臂，第二双通道栅极驱动器IC3连接有三极管QC和三极管QD，且连接构成第二半桥臂；第一双通道栅极驱动器IC2和第二双通道栅极驱动器IC3供电端分别连接有二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单极型纳米刀治疗装置，其特征在于，包括：单个消融电极；若干中性电极，可通过导体与所述消融电极构成回路；脉冲发生器，用于向所述消融电极与所述中性电极之间施加脉冲电压。

【技术特征摘要】
1.一种单极型纳米刀治疗装置，其特征在于，包括：单个消融电极；若干中性电极，可通过导体与所述消融电极构成回路；脉冲发生器，用于向所述消融电极与所述中性电极之间施加脉冲电压。2.根据权利要求1所述的单极型纳米刀治疗装置，其特征在于，所述消融电极选用单根电极针。3.根据权利要求1所述的单极型纳米刀治疗装置，其特征在于，所述脉冲发生器包括：高速脉宽调制控制器IC1、第一双通道栅极驱动器IC2与第二双通道栅极驱动器IC3，所述高速脉宽调制控制器IC1的输出端口分别连接至所述第一双通道栅极驱动器IC2和所述第二双通道栅极驱动器IC3的输入端，所述高速脉宽调制控制器IC1的软启动端口连接有触发脉冲电路，所述第一双通道栅极驱动器IC2连接有三极管QA和三极管QB，且连接构成第一半桥臂，所述第二双通道栅极驱动器IC3连接有三极管QC和三极管QD，且连接构成第二半桥臂；所述第一双通道栅极驱动器IC2和所述第二双通道栅极驱动器IC3供电端分别连接有二极管D1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵西良，
申请(专利权)人：安徽邵氏华艾生物医疗电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34