用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备。

背景技术

电场治疗是一种基于生物电作用的物理疗法。早在2001年，以色列理工学院的荣誉教授尤兰姆·帕耳提医生首次研发出用低强度电场治疗脑瘤的新疗法。所谓“电场”，并不是流经身体组织的电流，它也不是像X光、γ射线那样直接攻击组织细胞的电离辐射。“电场”其实就是能够作用于带电物质一种“力场”，它能够吸引或排斥带电粒子，进而影响粒子的分布与运动。

肿瘤细胞的一大特征是不受控制的有丝分裂，即位于细胞核内的遗传物质——染色体不断复制，随后一分为二，并且完全不受机体调节的进行复制-分裂-再复制-再分裂……，可是，细胞有丝分裂过程需要细胞质中的一种特殊蛋白质——微管蛋白及其聚合物的参与。这些蛋白质在细胞分裂的前期，使染色体均匀排列在细胞中间，随后经过三维排序，能够端点相连形成聚合物链条。最后，这些聚合物链条再将染色体从一个细胞拉进两个细胞里，完成有丝分裂。

基于此，有必要提供一种抑制或破坏肿瘤细胞有丝分裂的设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备，以解决现有的肿瘤细胞不受控制的有丝分裂的问题。

本发明提供了一种用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备，所述设备包括至少一对体表导电电极，其特征在于，还包括具有至少一组输出的方波电压源，所述方波电压源的输出方波信号，所述方波电压源的输出电连接所述体表导电电极，所述体表导电电极具有至少一个用于紧靠患者目标区域对应的体表放置的表面。

进一步地，所述体表导电电极有两对或两对以上，所述方波电压源具有两组或两组以上输出。

进一步地，所述表面包括内表面和外表面，其中所述内表面贴近所述目标区域对应的体表，每对所述体表导电电极的内表面之间的场强范围为0.1v/cm-12v/cm。

进一步地，所述方波信号的频率为1kHz-10MHz。

进一步地，所述方波电压源包括一个DC/AC电路及一个信号分配电路，所述信号分配电路电连接于所述DC/AC电路和所述体表导电电极之间。

进一步地，所述方波电压源具有两个或两个以上并联的DC/AC电路，每个所述DC/AC电路的输出电连接所述每对体表导电电极。

进一步地，所述DC/AC电路的电压、频率、占空比可调。

进一步地，所述方波电压源还包括DC/DC电路，所述DC/DC电路的输出为所述DC/AC电路的输入，所述DC/DC电路为升压式、降压式或升降压式。

进一步地，所述信号分配电路为基于开关装置的信号分配电路。

进一步地，所述方波信号的电压幅值的绝对值不超过48V。

本发明的有益效果是：通过将至少一对体表导电电极的表面紧靠患者目标区域对应的体表，然后启动方波电压源，使得肿瘤细胞位于方波电压源发出的方波电场内，干扰微管使其断裂，无法完成有丝分裂，从而实现抑制或破坏肿瘤细胞分裂的效果。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备的结构示意图；

图2为本发明第二实施例中的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备的结构示意图；

图3为本发明第三实施例中的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中的DC/AC电路的结构示意图；

图4为本发明的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中的DC/DC电路的一种结构示意图；

图5为本发明的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中输出的逆变方波图；

图6为本发明的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中的驱动信号图；

图7为本发明的的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中的信号分配电路的一种结构示意图；

图8为本发明第四实施例中的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中的DC/AC电路的结构示意图；

图9为本发明的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备中的信号分配电路的另一结构示意图；

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干个实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明第一实施例(如图1所示)提供的一种用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备，所述设备包括一对体表导电电极(第一体表导电电极10、第二体表导电电极40)，还包括具有一组输出的方波电压源20，所述方波电压源20的输出方波信号，所述方波电压源20的输出电连接所述第一体表导电电极10、第二体表导电电极40，第一体表导电电极10具有一个用于紧靠患者目标区域对应的体表放置的第一表面11；第二体表导电电极40具有一个用于紧靠患者目标区域对应的体表放置的第二表面12。

在其他实施例中，第一体表导电电极10可具有两个或两个以上的用于紧靠患者目标区域对应的体表放置的第一表面11；第二体表导电电极40可具有两个或两个以上的用于紧靠患者目标区域对应的体表放置的第二表面12。

第一表面11、第二表面12分别含有内表面和外表面，内表面为导电体(例如硅胶、PET等)，在使用时用于贴近目标区域对应的体表；外表面为绝缘体；第一体表导电电极10、第二体表导电电极40的导电头(图中未示出)分别穿过第一表面11、第二表面12的外表面后，与各自的内表面接触。

具体的，在本实施例中，一个第一表面11和一个第二表面12组成一对表面，每对表面的内表面之间的场强范围为0.1v/cm-12v/cm。

具体的，在本实施例中，所述方波信号的频率为1kHz-10MHz，以形成方波电场。

具体的，在本实施例中方波电压源20，可以内置电池等直流源来作为其供电电源，也可通过外接电池等直流源来供电。

请参阅图2，本发明第二实施例提供的，所述第二实施例中，所述体表导电电极有两对，每对体表导电电极(体表导电电极对)由第一体表导电电极10和第二体表导电电极40组成，第一体表导电电极10具有至少一个第一表面11，第二体表导电电极40具有至少一个第二表面12，所述方波电压源20具有两个，以提高方波电场的强度，具体的体表导电电极对数越多，就需要越多的方波电压源20供电，并且体表导电电极对数越多，形成的方波电场的区域就越大。

可以理解的，在本发明的其他实施例中，可根据用户的需求设置至少一对体表导电电极即可，具体的，实体肿瘤的体积越大，需求的体表导电电极对数越多。相应的，根据体表导电电极对数设置相应数量的方波电压源20进行供电，例如，体表导电电极对数为N对(N＝1,2,3……)，那么方波电压源20为N组。

上述体表导电电极对数与方波电压源的个数相一致，等于说有多少对体表导电电极，需要多少个方波电压源，每个方波电压源具有一组输出，该组输出接一对体表导电电极；实际上，还可以采用一个方波电压源20及信号分配电路相结合的方式，实现多组输出，每组输出接每对体表导电电极。

当方波电压源20为多个时，根据需要，多个方波电压源20可以采用交替工作、重叠工作、部分重叠工作中的任一种或任几种方式。

请参阅图3，本发明第三实施例提供的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备，所述第三实施例中，所述方波电压源20包括一个DC/AC电路21，DC/AC电路21的输入侧接电池等直流源，所述DC/AC电路21为全桥式逆变，包括第一MOS管211、第二MOS管212、第三MOS管213、第四MOS管214，第一MOS管211和第二MOS管212串联形成第一桥臂，第三MOS管213和第四MOS管214串联后形成第二桥臂，第一桥臂和第二桥臂并联，第一桥臂的中点和第二桥臂的中点分别构成方波电压源20输出两端。在本发明的其他实施例中，如果要改变输出波形可增加输出滤波电路。可以理解地，上述MOS管也可替换为IGBT、三极管或其他类别的开关管。

具体的，第一MOS管211和第四MOS管214为一组同时导通和关闭；第三MOS管213和第二MOS管212为一组同时导通和关闭；这两组MOS开关管在驱动信号的驱动下交替导通输出逆变方波，方波图如图5所示，进一步地，方波信号的电压幅值的绝对值不超过48V；优选地，方波信号的电压幅值的绝对值不超过24V。驱动信号图如图6所示，在一个实施例中，驱动信号的电压幅值为12-15V。

可以理解地，在其他实施例中，所述DC/AC电路21还可以是半桥逆变电路、I字型逆变电路、T字型逆变电路等。

进一步地，方波电压源20还可以包括DC/DC电路22(如图4所示)，所述DC/DC电路22的输出为所述DC/AC电路的输入，所述DC/DC电路的输入为所述方波电压源20的输入。如图4所示，所述DC/DC电路22输入端接直流源30、第一电感221、第五MOS管222、第一二极管223以及第一电容224，第一电容224的两端为DC/DC电路22的输出，第一电感221一端接所述直流源60的正端，第一电感221一端的另一端分别与第一二极管223的正极和第五MOS管222的漏极连接，所述第五MOS管222的源极、第一电容224的负端所述接所述直流源30的负端，所述第一二极管223的负极与所述第一电容224的正端连接，以构成一个升压式直流调压电路。可以理解地，第五MOS管222也可替换为IGBT或其他开关管。

可以理解地，DC/DC电路22也可以为降压式直流调压电路，或升降压式直流调压电路。

进一步地，方波电压源20还可以包括一个信号分配电路23，所述信号分配电路23电连接于所述DC/AC电路21和所述体表导电电极之间，即此时所述信号分配电路23的输入为DC/AC电路21的输出，所述信号分配电路23的输出为方波电压源20的输出；所述信号分配电路23将DC/AC电路21的一对输出转换成数对输出，然后分别接体表导电电极对。

具体的，可通过DC/DC电路22调整电路电压幅值，通过DC/AC电路21实现逆变及调占空比、调压、调频，然后通过信号分配电路23给体表导电电极10分配方波信号。

具体的，在本实施例中，信号分配电路23(如图7所示)包括第一开关管231、第二开关管232、第三开关管233、第四开关管234，当这四个开关管均为mosfet时，第一开关管231的漏极与DC/AC电路21的输出一端连接，第一开关管231的源极与第二开关管232的源极连接，所述第三开关管233的漏极与DC/AC电路21的输出一端连接，第三开关管233的源极与第四开关管234的源极连接，所述第二开关管232的漏极、所述第四开关管234的漏极分别与DC/AC电路21的输出另一端构成信号分配电路23的两组输出V21、V22，以通过四个开关管的通断将信号分配到不同的负载(每个体表导电电极对)上。

具体的，在本实施例中，信号分配电路23为基于双向开关管的信号分配电路。

请参阅图8，本发明第四实施例提供的用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备，所述第四实施例中，方波电压源20包括所述DC/AC电路，图8所示的DC/AC电路与前述图3所示的DC/AC电路相比，多了一个变压器219，所述变压器219的原边线圈的两端接第一桥臂的中点和第二桥臂的中点，所述变压器219的副边线圈的两端为方波电压源20的输出，通过采用变压器219形成隔离逆变电路，以实现逆变输出方波；在本发明的其他实施例中，如果要改变输出波形可增加输出滤波电路。在本实施例中，DC/AC电路的占空比和频率可调；输出电压峰值可由变压器变比调节。

具体的，在本实施例中，进一步地，方波电压源20还包括信号分配电路(如图9所示)，图9中，信号分配电路包括第一继电器235和第二继电器236，信号分配电路的输入为DC/AC电路21的输出，第一继电器235一端、第二继电器236一端均与DC/AC电路21输出一端连接，第一继电器235另一端、第二继电器236另一端分别与DC/AC电路21输出另一端构成信号分配电路的两组输出V21、V22，信号分配电路的每组输出V21、V22各自接体表导电电极对，从而通过继电器的开关实现信号分配。具体的，本实施例中，所述信号分配电路为基于继电器的信号分配电路。

在本发明的其他实施例中，信号分配电路还可以为基于接触器或其他种开关装置的信号分配电路，只需将前述双向开关管或继电器分别换成接触器或其他种开关装置即可。

在本发明的其他实施例中，所述方波电压源20具有两个或两个以上并联的DC/AC电路21，每个所述DC/AC电路21的输出电连接所述每对体表导电电极。

在具体实施过程中，所述DC/AC电路21的电压、频率、占空比可调，以根据用户需求调节方波电场的强度。

工作原理或过程：上述用于抑制或破坏肿瘤细胞分裂的设备，通过将至少一对体表导电电极的第一表面11、第二表面12紧靠患者身体目标区域体表放置，然后启动方波电压源20，每天使用一定时间(例如2-24小时)，再关闭方波电压源20，从患者身体目标区域体表取下第一表面11、第二表面12，以天为单位，重复上述步骤，使得肿瘤细胞位于方波电压源20发出的方波电场内(具体说，使得肿瘤细胞位于第一表面11、第二表面12内表面之间的方波电场内)，实现通过方波电场抑制或破坏肿瘤细胞分裂的效果。

本发明的有益效果是：通过将至少一对体表导电电极的第一表面11、第二表12紧靠患者目标区域对应的体表，然后启动方波电压源20，使得肿瘤细胞位于方波电压源20发出的方波电场内，干扰微管使其断裂，无法完成有丝分裂，从而实现抑制或破坏肿瘤细胞分裂的效果；本发明采用方波电压源20，方波输出的dv/dt较大，从电磁力的角度来说，对肿瘤细胞抑制效果更好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。