一种基于电场治疗多器官肿瘤的装置的制作方法

本实用新型涉及一种选择性抑制特定细胞生长的电场施加装置，具体涉及一种基于电场治疗多器官肿瘤的装置。

背景技术：

电场肿瘤治疗法是一种通过低强度低频率的静电波使由若干电容电极组成的装置部分产生电极化，从而治疗肿瘤的方法。具体可参见专利号为201820261308.5的中国实用新型专利。

基于电场对细胞和活体组织的生物学效应，活细胞对于所施加的交变电场的反应具有频率依赖性。在低频(1千赫兹以下)，交变电场可以通过使细胞膜去极化来刺激神经和肌肉。此外，低频或脉冲电场还可以加速骨折愈合。在高频条件下(高于10兆赫兹的频率)，交变电场可以引起组织发热，这可以用于肿瘤消融。

近些年来的研究及临床发现，当电场频率在100-500千赫兹的范围内时，外加交变电场对不同的癌细胞在体外和体内的生长速度均有明显的抑制作用。这类研究随后导致了肿瘤治疗领域新的电场疗法的发展。具体技术在有些国家已经用于针对脑部肿瘤及其它癌症的医学研究及临床治疗。有具体研究结果显示，施加低强度、中频的交变电场可以通过破坏有丝分裂来抑制活性肿瘤细胞的分裂生长。此外，有限元模拟计算也已经证明，施加电场可以影响肿瘤细胞的分裂及生长。

在交流电场条件下，不同的电偶极子会由于交变电场方向的交替变化而转动。普通细胞与肿瘤细胞相对比，由于他们内部不同的局部化学组成对应不同的电偶极子，它们具有不同的介电响应。比如普通细胞与肿瘤细胞的dna链的化学键细节不同，这意味着两种细胞的dna链会对应不同的介电响应。已经有实验证据表明在特定频率下的交变电场可以导致肿瘤细胞内部的dna键断裂破坏，进而导致肿瘤细胞死亡，但所施加的电场对于普通细胞的dna链没有明显的影响，也不影响正常细胞的生长。

许多医生对肿瘤电场治疗技术持怀疑态度，认为该技术不能治愈癌症，但能延长生存期。而美国电场疗法治疗费是非常昂贵的（每月21000美元）。但在这项研究中，化疗联合电场治疗，超过对照组两倍的患者在获得五年治疗后仍然活着，五年生存率13%，而仅用化疗的五年生存率仅为5%。

芝加哥西北大学脑肿瘤专家rogerstupp博士说：“这项技术已经被证明有效”，就癌症如何治疗而言，许多医生目前还不了解或认为电场治疗可以帮助患者。rogerstupp博士曾在瑞士苏黎世大学医院领导研究，并于2017年度美国华盛顿癌症研究协会会议上做了研究报告。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于电场治疗多器官肿瘤的装置。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种基于电场治疗多器官肿瘤的装置，其关键技术在于，其包括：

电场发生装置，用于输出电压波形、幅值及频率可调的交流信号；

导线，一端与所述电场发生装置连接，另一端与场能电极贴片连接；

场能电极贴片，其包括具有挠性的基片和阵列布置在所述基片上的若干由绝缘电容材料制成的电极片本体，所述电极片本体可以有效激发电场和避免传导电流的产生，所述电极片本体与所述导线相连接；

可穿戴装置，多个所述场能电极贴片布置在所述可穿戴装置内侧；所述可穿戴装置包括帽子、马甲、胸罩、短裤中的一种或多种任意组合。

进一步地，所述可穿戴装置由弹性织物制成，可穿戴装置可裹覆在人体上使所述场能电极贴片紧贴人体。

进一步地，所述电场发生装置输出频率强度为0-55vpp，电场强度0-5v/cm，调制频率为50-500khz。

进一步地，所述电场发生装置的最大输出电压可调，范围为50到120vpp，电源装置的输出波形为正弦波、三角波、方波，电源装置的输出信号由至少4个端口依次输出，提供至少2个方向的电压，每个端口的输出时间可在0.1秒到10秒范围内调节。

进一步地，

所述帽子内的场能电极贴片用于治疗颅内肿瘤，其电场频率为170-230khz；

所述马甲内场能电极贴片用于治疗：

肠道肿瘤，其电场频率为30-70khz；

小细胞肺癌，其电场频率为170-230khz；

非小细胞肺癌，其电场频率为120-170khz；

所述胸罩内的场能电极贴片用于治疗乳腺癌，其电场频率为100-180khz；

所述短裤内的场能电极贴片用于治疗：

膀胱癌，其电场频率为100-180khz；

卵巢癌，其电场频率为170-230khz。

进一步地，

所述帽子内的场能电极贴片用于治疗颅内肿瘤，其电场频率为200khz；

所述马甲内场能电极贴片用于治疗：

肠道肿瘤，其电场频率为50khz；

小细胞肺癌，其电场频率为200khz；

非小细胞肺癌，其电场频率为150khz；

所述胸罩内的场能电极贴片用于治疗乳腺癌，其电场频率为120-150khz；

所述短裤内的场能电极贴片用于治疗：

膀胱癌，其电场频率为130-150khz；

卵巢癌，其电场频率为200khz。

进一步地，所述电极片本体后面设置有热敏电阻，电极片本体温度升高超过特定值，电场发生装置降低输出，或立即封锁输出，同时伴有报警提示。

进一步地，所述电极片本体由高介电常数的陶瓷片制成；在生物医学与临床应用中，如果直接利用金属电极施加电场到人体，在传导电流的作用下，人体细胞内的带电矿物离子会出现迁移，导致细胞内离子浓度的变化，这对于人体是有害的。另外由于高传导电流会直接与人体的生命安全有关，利用金属电极施加电场进行医学研究及治疗，电压不可过高，施加电压受限。由于纯电容对于传导电流是绝缘的，对于交流电场是导通的，所以在临床施加交流电压的实验中，如果利用绝缘的高介电常数的电容材料作为电极施加交流电压，就可以避免传导电流对细胞的副作用。通过电容电极施加在人体的电场是局部区域的，只有局部区域受到电场作用，而且没有传导电流通过加电场的人体区域。

进一步地，所述场能电极贴片上阵列的电极片本体个数为：2片、3片、4片、9片、12片、16片或32片，若干电极片本体相互之间并联。

进一步地，相邻的所述电极片本体之间的间距与电极片本体的直径相当。

进一步地，所述可穿戴装置由具有弹性的网孔布制成。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型采用电场发生装置和帽子、马甲、胸罩、短裤等可穿戴的衣物装置进行组合，形成可穿戴式的选择性抑制特定细胞生长的电场施加装置，患者通过穿戴对应的衣物，并通过连通对应位置的场能电极贴片，根据不同的肿瘤细胞调节电场强度和脉冲信号的频率，能够有效抑制多种类型肿瘤细胞增长，使用方便，安全可靠，适合多器官肿瘤的治疗，且长期使用较为便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型中电场发生装置的结构示意图。

图2是电场发生装置与内置有场能电极贴片的帽子连接组成的脑部肿瘤电场治疗装置的示意图。

图3是图2中的帽子展开后的内侧示意图。

图4是场能电极贴片的示意图。

图5是图2中帽子采用网孔布制成的展开示意图。

图6是图2中帽子戴在头部后其内的场能电极贴片与头部贴合位置的示意图。

图7是电场发生装置与内置有场能电极贴片的马甲连接组成的肿瘤电场治疗装置的示意图。

图8是图7中的马甲展开后的内侧示意图。

图9是图7中的马甲采用网孔布制成的展开示意图。

图10是电场发生装置与内置有场能电极贴片的乳罩连接组成的乳腺肿瘤电场治疗装置的示意图。

图11是图10中乳罩内侧设置场能电极贴片的示意图。

图12是电场发生装置与内置有场能电极贴片的短裤连接组成的肿瘤电场治疗装置的示意图。

图13是图12中的短裤展开后的内侧示意图。

图14是图12中的短裤采用网孔布制成的展开示意图。

图15是本实用新型电场发生装置更详细的原理图。

图16是本实用新型场能电极贴片的一种具体实施方式。

其中：100电场发生装置、101充电电池、102波形信号发生器、103电压放大器、104输出切换口、105输出插接口、106电极连接插头、107导线；

200帽子、201顶部布片、202前部布片、203后部布片、204左侧布片、205右侧布片；

300场能电极贴片、301电极片本体、302基片、303相邻电极片本体间距、304定位片、305柔性电路板、306外接导线、307套管、308容置槽、309缺口；

400马甲、401背部布片、402左侧布片、403右侧布片；

500胸罩、501衬垫；

600短裤、601后部布片、602左侧布片、603右侧布片；

001网孔布、002头部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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。

参考附图1至附图14所示的一种基于电场治疗多器官肿瘤的装置，其包括电场发生装置100、导线107、场能电极贴片300和可穿戴装置（200,400,500,600）。如图1所示为电场发生装置100，其包含相互连接的四个部件：充电电池101，波形信号发生器102，电压放大器103，电压输出切换口104。电场发生装置100上设置有与所述电压输出切换口104连接的4个输出插接口105，4个输出插接口105依次输出同一频率或不同频率的电压。每个输出插接口105有两个插孔与外电路构成一个回路。

所述电场发生装置100用于输出电压波形、幅值及频率可调的交流信号，其输出电压连续可调，范围为0到65伏特，电源装置的输出波形为正弦波、三角波、方波，电源装置的输出信号由4个输出插接口105依次输出，可提供4个方向的电压，每个端口的输出时间可在0.1秒到10秒范围内调节。

如图2所示，所述导线107一端通过电极连接插头106与所述电场发生装置100的输出插接口105连接，另一端与所述场能电极贴片300连接；如图4所示，所述场能电极贴片300其包括具有挠性的基片302和阵列布置在所述基片302上的若干由绝缘电容材料制成的电极片本体301，所述电极片本体301可以有效激发电场和避免传导电流的产生，所述电极片本体301与所述导线107相连接。所述场能电极贴片300上阵列的电极片本体301个数为：2片、3片、4片、9片、12片、16片或32片，若干电极片本体301相互之间并联。所述电极片本体301为圆形或椭圆形，相邻的所述电极片本体301之间的间距303与电极片本体301的直径相当。在电极片本体301直径相同的情况下，适当的增加电极片本体301的数量，会增加场能电极贴片300的覆盖面积，从而增加整个装置能够治疗的肿瘤分布范围，或者通过调整场能电极贴片300的位置来适应肿瘤的位置。

所述电极片本体301由高介电常数的陶瓷片制成（相对介电常数大于8000）。在生物医学与临床应用中，如果直接利用金属电极施加电场到人体，在传导电流的作用下，人体细胞内的带电矿物离子会出现迁移，导致细胞内离子浓度的变化，这对于人体是有害的。另外由于高传导电流会直接与人体的生命安全有关，利用金属电极施加电场进行医学研究及治疗，电压不可过高，施加电压受限。由于纯电容对于传导电流是绝缘的，对于交流电场是导通的，所以在临床施加交流电压的实验中，如果利用绝缘的高介电常数的电容材料作为电极施加交流电压，就可以避免传导电流对细胞的副作用。通过电容电极施加在人体的电场是局部区域的，只有局部区域受到电场作用，而且没有传导电流通过加电场的人体区域。

所述电极片本体301后面设置有热敏电阻，所述电场发生装置100还包括报警装置，电极片本体301温度升高超过特定值，电场发生装置100降低输出的电场强度，或立即封锁输出，同时伴有报警提示；以免在被治疗区域产生过度生热，导致患者的不适或灼伤。

所述电场发生装置100中还设有电极温度检测模块，所述电极温度检测模块通过所述热敏电阻感应电极片本体的温度，并把相应的温度检测信号反馈至电场发生装置的控制模块，当温度超过41度时，降低电场发生装置100的输出，或立即封锁输出。

所述基片302可以采用两侧具有不干胶的布片，其一侧粘贴在可穿戴装置内侧，另一侧粘贴所述电极片本体301；所述电极片本体301上涂覆有导电凝胶，该凝胶可以由水凝胶、明胶、琼脂等制成，并可在其中溶有盐以提高其电导性。凝胶的确切厚度并不重要，只要它足够厚以使得治疗期间该凝胶层不会干掉即可。所述场能电极贴片300最外侧还附有一侧保护膜，使用时揭掉保护膜使导电凝胶裸露。

如图16为场能电极贴片300的一种具体实施方式，其中基片302为医用胶布贴，在基片302边缘开设有若干缺口309，适合在患者头部或其他身体部位形成包裹，所述基片302上胶粘有若干定位片304，定位片304为硅胶定位片用来固定电极片本体301，所述定位片304上开设有若干定位孔，所述定位孔内胶粘有电极片本体301，电极片本体301为陶瓷电极片，焊接在柔性电路板305上，若干电极片本体301通过柔性电路板305与外接导线306连接，柔性电路板305与外接导线306的焊接处套设有套管307，套管307选用硅胶套管，用来防止焊点伤害人体。所述外接导线306与所述导线107连接。

优选的，为保证电极片本体301与人体良好接触，电极片本体301突出定位片0.1-0.2mm。为使电极片本体301与头部等部位更加贴合，便于患者佩戴，所述定位片304上开设有供柔性电路板305穿过的容置槽308。

所述可穿戴装置内侧布置有多个所述场能电极贴片300；所述可穿戴装置包括帽子200、马甲400、胸罩500、短裤600中的一种或多种任意组合，所述可穿戴装置还可以是毛毯、披肩、大衣等。

所述可穿戴装置由弹性织物制成，可穿戴装置可裹覆在人体上使所述场能电极贴片300紧贴人体；采用高弹性亲肤纤维纺织物，既能够使场能电极贴片300紧贴人体（如头部、胸部等），同时不会对人体产生较强的束缚感，其材质与紧身衣等材质相同或近似，可以为尼龙、聚酯纤维等材料。进一步地，所述可穿戴装置可选择由具有高弹性的网孔布001制成，这样做能够使可穿戴装置避免给使用者增加负担，导致其他方面的不舒适，如在夏季等气温较高的时节，通过网孔布制成的可穿戴装置不会导致使用者穿戴部位过热。

所述电场发生装置100输出低强度低频率的静电波，其频率强度为0-55vpp，电场强度0-5v/cm，调制频率为50-500khz。进一步的，所述电场发生装置的最大输出电压可调，范围为50到120vpp，电源装置的输出波形为正弦波、三角波、方波，电源装置的输出信号由至少4个端口依次输出，提供至少2个方向的电压，每个端口的输出时间可在0.1秒到10秒范围内调节。通过施加频率为约50khz至500khz的脉冲交流电场来增强将膜破裂并破坏其它细胞结构的能力，当对组织应用这种类型的电场时，施加在细胞间细胞器上的力具有“锤击(hammering)”效应，由此，细胞器每秒被施加无数次的力脉冲(或打击)，从而增强不同大小细胞器和物质从两个亚细胞向桥(或颈)部分的运动，由此提高桥部位细胞膜破裂的可能性。对细胞内细胞器施加的力还对细胞器本身产生影响并可能使细胞器瓦解或破裂。

如图2所示，为电场发生装置100与内置有场能电极贴片的帽子200连接组成的脑部肿瘤电场治疗装置；如图3所示为图2中的帽子200展开后的内侧示意图，其包括位于中部的顶部布片201、设置在所述顶部布片201四周的前部布片202、后部布片203、左侧布片204和右侧布片205；所述顶部布片201、设置在所述顶部布片201、前部布片202、后部布片203、左侧布片204和右侧布片205上均设置有场能电极贴片300，每个场能电极贴片300均分别通过导线与电场发生装置100连接。使用时可通过插拔对应的电极连接插头106使不同位置的场能电极贴片300导通电场。如图5所示，为图2中帽子200采用网孔布001制成的展开示意图。所述网孔布001优选具有弹性的材料制成。

应当理解，图示中的左侧布片204和右侧布片205为观察者视角，在使用者的角度，左侧布片204位于使用者右侧，右侧布片205位于使用者左侧。

如图6所示，为帽子200戴在头部002后其内的场能电极贴片300与头部002贴合位置的示意图，可根据脑补肿瘤位置的不同，使对应位置的场能电极贴片300导通电场。

所述帽子200内的场能电极贴片用于治疗颅内肿瘤，其电场频率为170-230khz；优选的，其电场频率选择200khz。

如图7所示，是电场发生装置100与内置有场能电极贴片300的马甲400连接组成的肿瘤电场治疗装置，如图8所示是图7中的马甲200展开后的内侧示意图，其包括背部布片401、分别设置在所述背部布片401两侧的左侧布片402和右侧布片403。所述背部布片401的上部和下部分别设置有场能电极贴片300，位于背部布片401上部的场能电极贴片300与人体背心部位相对应，位于背部布片401下部的场能电极贴片300与人体腰部器官相对应。所述左侧布片402和右侧布片403上也设置有场能电极贴片300；如图8和9所示，场能电极贴片300设置在左侧布片402和右侧布片403与背部布片401相连接的位置，此处的场能电极贴片300与人体躯干两侧部位相对应。如果将场能电极贴片300向外移动设置，靠上设置则对应胸腔肺部，靠下设置则对应于腹部的器官，如肠道、胃部、肝脏等器官。图9是图7中的马甲400采用网孔布001制成的展开示意图，在夏季也可以方便使用。

所述马甲400内场能电极贴片300用于治疗肠道肿瘤时，其电场频率为30-70khz，优选50khz；用于治疗小细胞肺癌时，其电场频率为170-230khz，优选200khz；用于治疗非小细胞肺癌时，其电场频率为120-170khz，优选150khz；用于治疗。

如图10所示为电场发生装置100与内置有场能电极贴片300的乳罩500连接组成的乳腺肿瘤电场治疗装置的示意图，图11是图10中乳罩内侧设置场能电极贴片300的示意图，所示场能电极贴片300设置在球冠状的衬垫501内侧，电极片本体301围绕乳腺布置，能够有效的对乳腺内的肿瘤细胞施加电场。

所述胸罩内的场能电极贴片300用于治疗乳腺癌，其电场频率为100-180khz，优选电场频率为120-150khz。

如图12所示为电场发生装置100与内置有场能电极贴片300的短裤600连接组成的肿瘤电场治疗装置的示意图，图13是图12中的短裤600展开后的内侧示意图，图14是图12中的短裤600采用网孔布001制成的展开示意图。如图13，所述短裤600包括后部布片601以及分别设置在后部布片601左右两侧的左侧布片602和右侧布片603，在所述后部布片601、左侧布片602和右侧布片603的合适的位置处设置有场能电极贴片300，所述场能电极贴片300对应于人体的膀胱、卵巢等部位。

如图13所示，所述场能电极贴片300设置在左侧布片602和右侧布片603与后部布片601的连接部，穿戴后场能电极贴片300位于人体腰胯两侧；如图14所示，短裤600采用高腰版型，场能电极贴片300分别位于左侧布片602和右侧布片603上且处于靠上的位置，穿戴后与人体小腹两侧对应。如果将场能电极贴片300设置在后部布片601左右靠上的位置，则穿戴后场能电极贴片300与人体腰部侧后方对应。

所述短裤600内的场能电极贴片用于治疗膀胱癌时，其电场频率为100-180khz，优选130-150khz；用于治疗卵巢癌时，其电场频率为170-230khz，优选电场频率为200khz。

如图15所示为本实用新型电场发生装置100更详细的原理图，所述电场发生装置100包括有电源管理模块、充电电池、控制主机模块、dc-dc模块、信号发生模块、功率放大模块、电流检测模块、温度传感模块。

其中：

1、电源管理模块：

1）将通过适配器输入的市电转化为dc电源分别供给控制主机模块、dc-dc模块和充电电池；

2）将充电电池输出的dc电源分别供给控制主机模块和dc-dc模块。

2、dc-dc模块：将电源管理模块输出的dc电源转化为dc电源供给功率放大模块。

3、充电电池：

1）接通市电时，将电源管理模块输出的1dc电源储存起来；

2）非接通市电时，输出dc电源供给电源管理模块；

3）通过电压反馈信号传递给控制主机模块，实时监测充电电池电量情况；

4）具有电池保护功能，防止过冲、过放等造成电池损伤，提高电池的使用寿命。

最后应说明的是：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实施例技术方案的精神和范围。

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