[發明專利]一種高壓雙極陡脈沖組腫瘤治療裝置及系統

在審

• 申請號: 201811403226.0
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109394334A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 劉海鷹;趙鵬
• 申請（專利權）人: 劉海鷹;趙鵬
• 主分類號: A61B18/12
• 分類號: A61B18/12;A61B18/14
• 代理公司: 銀川瑞海陳知識產權代理事務所(普通合伙) 64104
• 代理人: 陳曉慶

本發明提供了一種高壓雙極陡脈沖組腫瘤治療裝置，包括主控單元，陡脈沖發生單元，輸出控制與監控單元，輸出電極針單元，主控單元由主控電腦組成；陡脈沖發生單元包括陡脈沖電源和緊急停止按鈕；輸出控制與監控單元包括陡脈沖輸出控制器、陡脈沖輸出端口和陡脈沖輸出監控示波器；輸出電極針單元為陡脈沖電極針，其連接于陡脈沖輸出端口上。還提供了一種高壓雙極陡脈沖組腫瘤治療系統及方法。應用本發明治療腫瘤實現了雙極正負陡脈沖組波形的輸出，能夠在組織的細胞膜上形成對稱性電穿孔，增加不可逆性電穿孔的均勻性，減小消融盲區，使細胞的兩面細胞膜電穿孔的孔洞直徑增大，提高不可逆電穿孔治療效果，可以廣泛應用于人體和動物的腫瘤治療。

技術領域：

本發明屬于腫瘤治療技術領域，特別涉及一種高壓雙極陡脈沖組腫瘤治療裝置及系統。

背景技術：

不可逆電穿孔(IRE)是一項有關腫瘤治療新的腫瘤消融技術，它通過釋放高壓脈沖在腫瘤細胞上形成納米級永久性穿孔，破壞細胞內平衡，使細胞快速凋亡。通過眾多臨床研究表明，該新技術是一種安全而又高效的腫瘤治療技術，與其他腫瘤治療技術相比，具有以下優勢：(1)消融時間短：一組治療時間不到一分鐘，因此即使有三個或四個相互重疊的消融區，全程的消融時間也不會超過5分鐘；(2)治療區域的血管、神經等重要組織得以保留：新的腫瘤消融技術能夠保護消融區內重要的組織結構，如肝動脈、肝靜脈、門脈、肝內膽管均能得到良好的保護；(3)不受熱島效應影響：該技術主要是通過電脈沖擊穿細胞膜，在此過程中不會產生熱量，也不會受到其他外界溫度影響；(4)處理后的滅活區域界限清楚：不管腫瘤部位、大小、形狀如何，滅活區域內細胞都會死亡，滅活后的區域邊界十分清楚，可達到1-2個細胞的厚度，在顯微鏡下和大體上均可看到；(5)治療區域可恢復正常功能：誘導腫瘤細胞出現凋亡，能夠利用免疫來促進細胞死亡，人體將把細胞凋亡識別為正常的細胞死亡過程，然后通過細胞吞噬作用將凋亡組織消除掉，促進正常組織的再生與修復；(6)可以實時監控：臨床優勢還包括可以通過使用導航(用超聲、CT、MRT等醫學影像)實時監控不可逆電穿孔的過程，通過計算機成像，可以確定滅活程度，觀察到未被治療到的腫瘤殘留，從而再次進行不可逆電穿孔滅活，另外，實時影像監控可以預估與滅活相關的并發癥。

目前，不可逆電穿孔(IRE)的臨床應用要求使用全身麻醉以消除每一脈沖過程中產生的肌肉收縮，肌肉收縮可能影響植入的針頭的位置，致使治療方案無效，甚至對周圍組織造成傷害。現有技術中有采用雙向交替脈沖放電的方法，如發明專利CN106943190公開的一種雙向陡脈沖腫瘤治療系統，包括控制模塊、光電隔離模塊、驅動模塊和雙脈沖發生模塊，控制模塊輸出的控制信號經過光電隔離模塊后傳遞給驅動模塊，驅動模塊的輸出端與雙脈沖發生模塊的輸入端連接，雙脈沖發生模塊包括兩個脈沖輸入輸出點，在控制模塊的控制下兩個脈沖輸出點能夠實現正負脈沖交替輸出；該系統能夠通過雙向交替脈沖放電的作用，以減弱肌肉累積電荷，達到減弱肌肉收縮程度的目的。

發明內容：

本發明的目的旨在提供一種高壓雙極陡脈沖組腫瘤治療裝置及系統，以使陡脈沖作用于腫瘤組織更加有效。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種高壓雙極陡脈沖組腫瘤治療裝置，包括主控單元，陡脈沖發生單元，輸出控制與監控單元，輸出電極針單元，其中：所述主控單元主要由主控電腦組成；所述陡脈沖發生單元包括陡脈沖電源和緊急停止按鈕，主控電腦通過USB端口與陡脈沖電源相連，緊急停止按鈕設置在陡脈沖電源上；所述輸出控制與監控單元包括陡脈沖輸出控制器、陡脈沖輸出端口和陡脈沖輸出監控示波器，陡脈沖輸出控制器一端連接于陡脈沖電源和主控電腦上，另一端與陡脈沖輸出端口相對應連接，陡脈沖輸出監控示波器的輸入端與陡脈沖電源輸出相連接，陡脈沖輸出監控示波器的輸出端連接在主控電腦上；所述輸出電極針單元為陡脈沖電極針，其連接于陡脈沖輸出端口上。

進一步地，上述陡脈沖輸出控制器由12個電磁繼電器排布成2*6的矩陣開關構成，用于控制各路通斷，將脈沖送入相應的陡脈沖輸出端口。