一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统，包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，主控单元由主控电脑组成；陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮；输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器；输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上。本实用新型专利技术结构简单，使用方便灵活，实现了双极正负陡脉冲组波形的输出，应用该系统在治疗肿瘤过程中能够在组织的细胞膜上形成对称性电穿孔，增加不可逆性电穿孔的均匀性，减小消融盲区，使细胞的两面细胞膜电穿孔的孔洞直径增大，提高不可逆电穿孔治疗效果。

A tumor treatment system of high pressure bipolar steep pulse group

【技术实现步骤摘要】
一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统
：本技术属于肿瘤治疗
，特别涉及一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统。
技术介绍
：不可逆电穿孔(IRE)是一项有关肿瘤治疗新的肿瘤消融技术，它通过释放高压脉冲在肿瘤细胞上形成纳米级永久性穿孔，破坏细胞内平衡，使细胞快速凋亡。通过众多临床研究表明，该新技术是一种安全而又高效的肿瘤治疗技术，与其他肿瘤治疗技术相比，具有以下优势：(1)消融时间短：一组治疗时间不到一分钟，因此即使有三个或四个相互重叠的消融区，全程的消融时间也不会超过5分钟；(2)治疗区域的血管、神经等重要组织得以保留：新的肿瘤消融技术能够保护消融区内重要的组织结构，如肝动脉、肝静脉、门脉、肝内胆管均能得到良好的保护；(3)不受热岛效应影响：该技术主要是通过电脉冲击穿细胞膜，在此过程中不会产生热量，也不会受到其他外界温度影响；(4)处理后的灭活区域界限清楚：不管肿瘤部位、大小、形状如何，灭活区域内细胞都会死亡，灭活后的区域边界十分清楚，可达到1-2个细胞的厚度，在显微镜下和大体上均可看到；(5)治疗区域可恢复正常功能：诱导肿瘤细胞出现凋亡，能够利用免疫来促进细胞死亡，人体将把细胞凋亡识别为正常的细胞死亡过程，然后通过细胞吞噬作用将凋亡组织消除掉，促进正常组织的再生与修复；(6)可以实时监控：临床优势还包括可以通过使用导航(用超声、CT、MRT等医学影像)实时监控不可逆电穿孔的过程，通过计算机成像，可以确定灭活程度，观察到未被治疗到的肿瘤残留，从而再次进行不可逆电穿孔灭活，另外，实时影像监控可以预估与灭活相关的并发症。r>目前，不可逆电穿孔(IRE)的临床应用要求使用全身麻醉以消除每一脉冲过程中产生的肌肉收缩，肌肉收缩可能影响植入的针头的位置，致使治疗方案无效，甚至对周围组织造成伤害。现有技术中有采用双向交替脉冲放电的方法，如专利技术专利CN106943190公开的一种双向陡脉冲肿瘤治疗系统，包括控制模块、光电隔离模块、驱动模块和双脉冲发生模块，控制模块输出的控制信号经过光电隔离模块后传递给驱动模块，驱动模块的输出端与双脉冲发生模块的输入端连接，双脉冲发生模块包括两个脉冲输入输出点，在控制模块的控制下两个脉冲输出点能够实现正负脉冲交替输出；该系统能够通过双向交替脉冲放电的作用，以减弱肌肉累积电荷，达到减弱肌肉收缩程度的目的。
技术实现思路
：本技术的目的旨在提供一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统，以使陡脉冲作用于肿瘤组织更加有效。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统，包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，其中：所述主控单元主要由主控电脑组成；所述陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮，主控电脑通过USB端口与陡脉冲电源相连，紧急停止按钮设置在陡脉冲电源上；所述输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器，陡脉冲输出控制器一端连接于陡脉冲电源和主控电脑上，另一端与陡脉冲输出端口相对应连接，陡脉冲输出监控示波器的输入端与陡脉冲电源输出相连接，陡脉冲输出监控示波器的输出端连接在主控电脑上；所述输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上。进一步地，上述陡脉冲输出控制器由12个电磁继电器排布成2*6的矩阵开关构成，用于控制各路通断，将脉冲送入相应的陡脉冲输出端口。进一步地，上述陡脉冲输出端口包括6个输出口，用于对接高压陡脉冲电极针，输出陡脉冲电压。进一步地，上述高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统还包括一脉冲输出控制单元，其将脉冲信号分别分配到6个输出端口中的两个端口上，一个脉冲周期仅其中两个输出口输出高压脉冲，周期之间将根据主控电脑指令切换输出端口。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：(1)本技术结构简单，使用方便灵活，实现了双极正负陡脉冲组波形的输出，根据治疗方案程序的设定，能够精确地调整和设置高压电源参数。(2)临床上应用本技术在治疗肿瘤过程中不仅能够在组织的细胞膜上形成对称性电穿孔，增加不可逆性电穿孔的均匀性，减小消融盲区，使细胞的两面细胞膜电穿孔的孔洞直径增大，提高不可逆电穿孔治疗效果。并且使纳秒级陡脉冲组作用于肿瘤组织更加有效，明显减少对神经的刺激作用，降低人体的肌肉组织痉挛，或者不引起肌肉的收缩，降低治疗过程中的麻醉要求。从而对整个肿瘤细胞产生全面的破坏作用，使其发生不可逆性电击穿而死亡，最终提高肿瘤的治疗效果和用户体验。附图说明：图1是本技术高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统的结构示意图；图2是本技术具体实施方式中双极正负高压陡脉冲组的波形图。具体实施方式：下面结合附图与具体实施例对本技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，一种高压双极陡脉冲波形肿瘤治疗系统，包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，其中：所述主控单元主要由主控电脑组成；所述陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮，主控电脑通过USB端口与陡脉冲电源相连，紧急停止按钮设置在陡脉冲电源上；所述输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器，陡脉冲输出控制器一端连接于陡脉冲电源和主控电脑上，另一端与陡脉冲输出端口相对应连接，陡脉冲输出监控示波器的输入端与陡脉冲电源输出相连接，陡脉冲输出监控示波器的输出端连接在主控电脑上；所述输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上；所述陡脉冲输出控制器由12个电磁继电器排布成2*6的矩阵开关构成，用于控制各路通断，将脉冲送入相应的陡脉冲输出端口；所述陡脉冲输出端口包括6个输出口，用于对接高压陡脉冲电极针，输出陡脉冲电压。上述高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统还包括一脉冲输出控制单元，其将脉冲信号分别分配到6个输出端口中的两个端口上，一个脉冲周期仅其中两个输出口输出高压脉冲，周期之间将根据主控电脑指令切换输出端口。实际操作中，应用上述系统对软体肿瘤组织进行治疗，包括以下步骤：1)先在主控电脑中设置陡脉冲的脉冲组个数、脉冲组工作重复频率、脉冲组内脉冲个数、单个脉冲电压、单个脉冲宽度等高压电源参数，由主控电脑发送指令到陡脉冲电源，控制陡脉冲的输出；设置如下：(1)脉冲电压连续可调，从0到正负7500V连续可调，电压精度为±5％；(2)脉冲组工作重复频率连续可调，从0.1Hz到10Hz连续可调；(3)脉冲组内脉冲个数连续可调，从1到100个脉冲；(4)每组内单个脉冲宽度连续可调，从10μs到100μs连续可调；(5)输出最大脉冲电流50A；(6)可输出最大单脉冲能量15J；(7)可连续输出1到1000个脉冲组数。具体高压电源参数如下表1：高压电源参数设置值陡脉冲的幅值600～3000V/cm单个脉冲宽度10μs～100μs脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统，其特征在于：包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，其中：所述主控单元主要由主控电脑组成；所述陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮，主控电脑通过USB端口与陡脉冲电源相连，紧急停止按钮设置在陡脉冲电源上；所述输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器，陡脉冲输出控制器一端连接于陡脉冲电源和主控电脑上，另一端与陡脉冲输出端口相对应连接，陡脉冲输出监控示波器的输入端与陡脉冲电源输出相连接，陡脉冲输出监控示波器的输出端连接在主控电脑上；所述输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统，其特征在于：包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，其中：所述主控单元主要由主控电脑组成；所述陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮，主控电脑通过USB端口与陡脉冲电源相连，紧急停止按钮设置在陡脉冲电源上；所述输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器，陡脉冲输出控制器一端连接于陡脉冲电源和主控电脑上，另一端与陡脉冲输出端口相对应连接，陡脉冲输出监控示波器的输入端与陡脉冲电源输出相连接，陡脉冲输出监控示波器的输出端连接在主控电脑上；所述输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘海鹰，赵鹏，
申请(专利权)人：刘海鹰，赵鹏，
类型：新型
国别省市：加拿大;CA