经由埋入颅骨植入物中的电极施加肿瘤治疗场（TTField）制造技术

通过将电容耦合的电极定位在肿瘤的相对侧，并在电极之间施加AC电压，可以使用肿瘤治疗场（TTField）来治疗人的头部内的肿瘤（例如脑肿瘤）。与传统方法（其中所有电极都位于人的头皮上）不同，电极中的至少一个是使用植入的装置实现的。植入的装置包括刚性基板，其被成形和定尺寸以替换人的颅骨的一区段。至少一个导电板固定到刚性基板的内侧，并且介电层设置在一个或多个导电板的内侧上。导电引线用于向一个或多个导电板施加AC电压。一个或多个导电板施加AC电压。一个或多个导电板施加AC电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由埋入颅骨植入物中的电极施加肿瘤治疗场（TTField）
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年7月31日提交的美国临时申请62/880,893的权益，所述美国临时申请通过引用以其整体并入本文中。

技术介绍

[0002]肿瘤治疗场，或TTField，是在中频范围（例如100
‑
500kHz）内抑制癌细胞生长的低强度（例如1
‑
3 V/cm）交变电场。这种非侵害性治疗以实体肿瘤为目标，并在美国专利7,565,205中描述，所述美国专利通过引用以其整体并入本文中。200kHz TTField被FDA批准用于治疗胶质母细胞瘤（GBM），并且可以例如经由Optune
TM
系统输送。Optune
TM
包括一场发生器和两对放置在患者的剃光的头部上的换能器阵列（即电极阵列）。一对阵列位于肿瘤的左侧和右侧，并且另一对阵列位于肿瘤的前侧和后侧。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个方面涉及第一装置。第一装置包括刚性基板，其被成形和定尺寸以替换颅骨的一区段。基板具有内侧和外侧。第一装置还包括具有内侧和外侧的导电板。板的外侧被固定到基板的内侧。第一装置还包括设置在板的内侧上的介电层；以及具有内端和外端的导电引线。引线的内端被设置成与板电接触，引线穿过基板，并且引线的外端被配置成接收来自外部设备的电信号。
[0004]第一装置的一些实施例还包括邻近介电层定位的温度传感器。可选地，这些实施例可以进一步包括至少一个穿过基板并终止于温度传感器的导线，其中导线被配置为将电信号从温度传感器传输到外部设备。可选地，在这些实施例中，温度传感器包括热敏电阻。
[0005]在第一装置的一些实施例中，介电层包括介电常数至少为10,000的陶瓷层。在第一装置的一些实施例中，介电层包括高介电聚合物的柔性薄层。
[0006]本专利技术的另一方面涉及第二装置。第二装置包括刚性基板，其被成形和定尺寸以替换颅骨的一区段。基板具有内侧和外侧。第二装置还包括多个导电板，每个导电板具有内侧和外侧。每个板的外侧被固定到基板的内侧。第二装置还包括设置在每个板的内侧上的介电层；以及具有内端和外端的第一导电引线。第一引线的内端被设置成与板中的第一板电接触，第一引线穿过基板，并且第一引线的外端被配置成接收来自外部设备的电信号。
[0007]第二装置的一些实施例还包括具有内端和外端的第二导电引线。第二引线的内端被设置成与板中的第二板电接触，第二引线穿过基板，并且第二引线的外端被配置成接收来自外部设备的电信号。
[0008]第二装置的一些实施例还包括附加的导电引线，其被设置成将板中的第一板与板中的第二板电连接。
[0009]第二装置的一些实施例还包括邻近介电层定位的温度传感器。可选地，这些实施例可以进一步包括至少一个穿过基板并终止于温度传感器的导线，其中导线被配置为将电信号从温度传感器传输到外部设备。可选地，在这些实施例中，温度传感器包括热敏电阻。
[0010]在第二装置的一些实施例中，介电层包括介电常数至少为10,000的陶瓷层。在第二装置的一些实施例中，介电层包括高介电聚合物的柔性薄层。
[0011]本专利技术的另一方面涉及治疗人的头部中的肿瘤的第一方法。第一方法包括将第一组电极定位在第一颅骨植入物的内侧上在肿瘤的第一侧；将第二组电极定位在肿瘤的与第一侧相对的第二侧；以及在第一组电极和第二组电极之间施加AC电压，以生成穿过肿瘤的交变电场。
[0012]在第一方法的一些实例中，将第二组电极定位在第一颅骨植入物的内侧上。在第一方法的一些实例中，将第二组电极定位在第二颅骨植入物的内侧上。在第一方法的一些实例中，将第二组电极定位在人的头部的外表面上。
附图说明
[0013]图1描绘了将换能器阵列并入到四个颅骨植入物中的实施例。
[0014]图2描绘了用于实现图1中描绘的任何一个颅骨植入物的第一实施例。
[0015]图3描绘了用于实现图1中描绘的任何一个颅骨植入物的第二实施例。
[0016]图4描绘了用于实现图1中描绘的任何一个颅骨植入物的第三实施例。
[0017]下面参考附图详细描述各种实施例，其中相同的参考数字表示相同的元件。
具体实施方式
[0018]在患有胶质母细胞瘤的患者中，当Optune
TM
换能器阵列位于患者的剃光的头部上时，电场必须穿过患者的头皮和颅骨两次以便到达肿瘤。这种情形引入两个问题。首先，换能器阵列和肿瘤之间颅骨的存在使得更难将场瞄准大脑中的期望位置（即肿瘤床）。以及第二，由于颅骨和头皮引入的电场的衰减，施加到换能器阵列的电压和电流必须相对较高（例如，在50 VAC的量级上和在1A的量级上），以便在肿瘤床中获得具有治疗有效量值的电场。
[0019]图1描绘了通过将换能器阵列并入到一个或多个颅骨植入物中来改善这两个问题的实施例。在图示的实施例中，颅骨植入物10L和10R分别位于患者的颅骨15的左侧和右侧；并且颅骨植入物10A和10P分别位于患者的颅骨15的前侧和后侧。AC场发生器11（a）在第一时间间隔（例如1秒）内在颅骨植入物10A中的电极和颅骨植入物10P中的电极之间施加AC电压；然后（b）在第二时间间隔（例如1秒）内在颅骨植入物10L中的电极和颅骨植入物10R中的电极之间施加AC电压；然后在治疗的持续时间内重复两步序列（a）和（b）。
[0020]图2描绘了用于实现图1中描绘的任何一个颅骨植入物10 A/P/L/R的第一实施例。在该实施例中，刚性基板20被成形和定尺寸以替换颅骨的一区段。基板20具有内侧和外侧，并且可以使用用于形成颅骨植入物的各种传统方法（包括但不限于3D打印）中的任何一种来形成。在一些优选实施例中，基板20具有至少5 cm2的面积。
[0021]导电板22固定到基板20的内侧。该板22优选为金属（例如铜、钢等），但是也可以使用替换的导电材料。板22的形状可以定制成与基板20的轮廓相匹配，并且板22的外侧可以使用各种传统方法中的任何一种固定到基板20，所述传统方法包括但不限于3D打印和粘合剂。介电层24设置在板22的内侧上。
[0022]在许多情形下，优选地将电场电容耦合到目标区域中。导电板22和介电层24形成电容器，并且使用较高的电容改善了电场到肿瘤中的耦合。用于实现高电容的一种方法是
使用介电常数至少为10,000的陶瓷介电材料来实现介电层24，类似于传统Optune
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系统中使用的方法。用于增加电容的替换方法是使用高介电聚合物的柔性薄层作为介电层24。
[0023]导电板22的未被电介质24覆盖的任何部分都应该被适当的绝缘体（例如医用级硅树脂）覆盖，以防止导电板22和患者的头部中的组织之间的非电容耦合。
[0024]导电引线26（例如导线）的内端设置成与板22电接触。引线26穿过基板20，并且引线26的外端被配置为接收来自外部设备（例如图1中描绘的场发生器11）的电信号。这可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：刚性基板，其被成形和定尺寸以替换颅骨的一区段，所述基板具有内侧和外侧；具有内侧和外侧的导电板，其中板的外侧被固定到所述基板的内侧；设置在板的内侧上的介电层；和具有内端和外端的导电引线，其中引线的内端被设置成与板电接触，其中引线穿过所述基板，并且其中引线的外端被配置成接收来自外部设备的电信号。2.根据权利要求1所述的装置，还包括邻近所述介电层定位的温度传感器。3.根据权利要求2所述的装置，还包括至少一个穿过所述基板并终止于所述温度传感器的导线，其中所述导线被配置为将电信号从所述温度传感器传输到所述外部设备。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述温度传感器包括热敏电阻。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述介电层包括介电常数至少为10,000的陶瓷层。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述介电层包括高介电聚合物的柔性薄层。7.一种装置，包括：刚性基板，其被成形和定尺寸以替换颅骨的一区段，所述基板具有内侧和外侧；多个导电板，每个导电板具有内侧和外侧，其中每个板的外侧固定到所述基板的内侧；设置在每个板的内侧上的介电层；以及具有内端和外端的第一导电引线，其中第一引线的内端被设置成与板中的第一板电接触，其中第一引线穿过所述基板，并且其中第一引线的外端被配置成接收来自外部设备的电信号。8.根据权利要求7所述的装置，还包括具有内端和外端的第二导电引线，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：约拉姆，
申请(专利权)人：诺沃库勒有限责任公司，
类型：发明
国别省市：