电场激发装置与电场激发方法制造方法及图纸

本申请涉及一种电场激发装置与电场激发方法。所述装置包括：控制模块、电场信号激发器以及至少一个电场施加模块，所述电场信号激发器分别与所述控制模块以及所述至少一个电场施加模块电连接，其中：所述控制模块用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；所述电场信号激发器用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；所述电场施加模块用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。采用本装置能够实现了在总电场功率确定的情况下，保持电场生成的热量不变，且提高电场对肿瘤细胞抑制效率。且提高电场对肿瘤细胞抑制效率。且提高电场对肿瘤细胞抑制效率。

【技术实现步骤摘要】
电场激发装置与电场激发方法


[0001]本申请涉及肿瘤电场治疗
，特别是涉及一种电场激发装置与电场激发方法。

技术介绍

[0002]电场刺激是一种用于诱导细胞凋亡、增殖等各种细胞过程改变的物理装置。对于不同类型的细胞，在电场刺激下其得到的效果也是不同的。例如对于成纤维细胞，电场刺激能够促进其细胞增殖；对于软骨细胞，电场刺激能够影响软骨细胞的增殖、分化、迁移等过程，而对于肿瘤细胞，电场刺激则能够阻止其细胞进行有丝分裂。
[0003]肿瘤电场治疗是一种通过便携式、无创的医疗器械实施的全新肿瘤治疗技术，其主要通过低强度、中频交流电场，作用于增殖肿瘤细胞的微管蛋白，干扰肿瘤细胞的有丝分裂，使受影响的肿瘤细胞凋亡，从而实现抑制肿瘤生长的目的。
[0004]研究表明电场强度越高，对肿瘤细胞的抑制作用越明显，高强度电场虽然对细胞的破坏性强，但在使用过程中容易造成电极表面快速升温，超出人体最高耐受温度。因此，在现有技术中，一般采用低强度电场进行治疗。但在低强度电场作用下，治疗时间往往需要十几个小时以上，对肿瘤细胞的抑制效率较低，温度的升高将使得患者在治疗过程中产生不适感。
[0005]针对相关技术中如何提高对肿瘤细胞的抑制效率，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高对肿瘤细胞的抑制效率的电场激发装置与电场激发方法。
[0007]第一方面，本申请提供了一种电场激发装置。所述电场激发装置包括：控制模块、电场信号激发器以及至少一个电场施加模块，所述电场信号激发器分别与所述控制模块以及所述至少一个电场施加模块电连接，其中：
[0008]所述控制模块用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；
[0009]所述电场信号激发器用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；
[0010]所述电场施加模块用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。
[0011]在其中一个实施例中，所述控制模块用于根据所述目标细胞的细胞大小，细胞类型以及细胞所处位置确定总电场功率。
[0012]在其中一个实施例中，所述控制模块还用于：基于所述目标细胞参数确定参考电场强度以及参考持续时间，基于所述参考电场强度以及参考持续时间确定所述总电场功率。
[0013]在其中一个实施例中，所述电场配置方案至少包括第一电场强度以及第二电场强度，其中，所述第一电场强度小于等于参考电场强度，所述第二电场强度大于所述参考电场强度。
[0014]在其中一个实施例中，所述控制模块还用于基于所述参考电场强度以及所述目标细胞参数确定第二电场强度以及对应的第二持续时间；基于所述第二电场强度、第二持续时间以及所述总电场功率确定第一电场强度以及对应的第一持续时间。
[0015]在其中一个实施例中，所述电场信号激发器用于激发一个或多个可调制的初始电场，并根据所述电场配置方案对所述初始电场进行调制，得到目标电场信号。
[0016]在其中一个实施例中，所述电场施加模块包括至少一组电极单元，用于根据接收到所述目标电场信号，在不同电极间产生对应的目标电场并递送至所述目标细胞。
[0017]在其中一个实施例中，所述控制模块被配置为通过电压调控模式或电流调控模式控制电场施加模块对目标电场信号进行调控得到目标电场。
[0018]在其中一个实施例中，所述电极单元被配置为通过非植入式电极以及植入式电极中的至少一种方式递送至所述目标细胞。
[0019]第二方面，本申请还提供了一种电场激发方法，所述方法包括：
[0020]基于目标细胞参数确定总电场功率；
[0021]基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括至少两种电场强度以及对应的持续时间；
[0022]基于所述电场配置方案激发目标电场，所述目标电场施加在所述目标细胞上。
[0023]上述电场激发装置与电场激发方法，可先基于目标细胞参数确定总电场功率，然后通过总电场功率确定合适的电场配置方案，其中上述电场配置方案中包含有电场强度以及对应的持续时间，最后基于电场配置方案激发目标电场，并将目标电场施加在目标细胞上。实现了在总电场功率确定的情况下，保持电场生成的热量不变，且提高电场对肿瘤细胞的抑制效率。
附图说明
[0024]图1为一个实施例中电场强度与抑细胞活性效应的关系示意图；
[0025]图2为一个实施例中电场激发装置的应用环境图；
[0026]图3为一个实施例中电场激发装置的结构框图；
[0027]图4为一个实施例中阶梯形脉冲电场的电场配置方案示意图；
[0028]图5为一个实施例中指数形脉冲电场的电场配置方案示意图；
[0029]图6为一个实施例中线性激励脉冲电场的电场配置方案示意图；
[0030]图7为一个实施例中三角激励脉冲电场的电场配置方案示意图；
[0031]图8为一个实施例中瞬时脉冲电场的电场配置方案示意图；
[0032]图9为一个实施例中窄脉冲电场的电场配置方案示意图；
[0033]图10为一个实施例中电场激发方法的流程示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0035]电场刺激是一种用于诱导细胞凋亡、增殖等各种细胞过程改变的物理方法。对于不同类型的细胞，在电场刺激下其得到的效果也是不同的。例如对于成纤维细胞，电场刺激能够促进其细胞增殖；对于软骨细胞，电场刺激能够影响软骨细胞的增殖、分化、迁移等过程，而对于肿瘤细胞，电场刺激则能够阻止其细胞进行有丝分裂。
[0036]以对肿瘤细胞为例，在肿瘤细胞电场抑制过程中，肿瘤细胞的某些生理特性，例如几何形状和快速有丝分裂，使其易受电场的影响。电场可通过在细胞内的极性粒子(例如大分子和细胞器)上施加定向力来破坏微管蛋白的正常聚集，从而导致细胞膜的物理破坏和细胞凋亡。而在细胞有丝分裂末期，卵裂沟的结构形态会导致其周围电场分布不均，同时在电场影响下，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甚至破坏，最终可导致细胞分裂失败，走向凋亡。
[0037]具体的，在电场作用于人体时，人体能够吸收的能量可表示为：
[0038][0039]其中，SAR为比吸收率(Specific Absorption Ratio)，表示单位时间内单位质量的人体吸收的电磁辐射能量。E为人体组织中的电场强度，其单位为V/cm；σ为人体组织的电导率，其单位为S/m(西门子每米)；ρ表示人体组织的质量密度，其单位为kg/m3。
[0040]在非热力学的情况下，例如无热量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电场激发装置，其特征在于，所述电场激发装置包括：控制模块、电场信号激发器以及至少一个电场施加模块，所述电场信号激发器分别与所述控制模块以及所述至少一个电场施加模块电连接，其中：所述控制模块用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；所述电场信号激发器用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；所述电场施加模块用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块用于根据所述目标细胞的细胞大小，细胞类型以及细胞所处位置确定总电场功率。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于：基于所述目标细胞参数确定参考电场强度以及参考持续时间，基于所述参考电场强度以及参考持续时间确定所述总电场功率。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电场配置方案至少包括第一电场强度以及第二电场强度，其中，所述第一电场强度小于等于参考电场强度，所述第二电场强度大于所述参考电场强度。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于基于所述参考电场强度以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤富生，宣和均，陈诚，金星，
申请(专利权)人：赛福凯尔绍兴医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：