[发明专利]不可逆电穿孔设备

说明书

不可逆电穿孔设备(1，2)，其包括：脉冲形成装置(10)，其被配置为产生双极性脉冲；和电极(20)，其被配置为从脉冲形成装置(10)接收双极性脉冲并适于将双极性脉冲施加到生物组织。其中，双极性脉冲的脉冲宽度和在生物组织中产生的电场强度被设置为足以在生物组织的细胞膜上产生不可逆电穿孔。该双极性脉冲可以有效地增加消融电场的均匀性，并且双极性脉冲的脉冲宽度和在生物组织中产生的电场强度足以在生物组织的细胞膜上产生不可逆电穿孔，从而减小消融盲区。

技术领域

本申请涉及不可逆电穿孔设备，更具体地，本申请涉及用于在生物组织的细胞上产生不可逆穿孔从而消融生物组织的设备以及生物组织消融方法。

背景技术

癌症是危害人类健康的主要疾病。肿瘤的传统疗法以及新近发展起来的以微创消融为特征的热消融物理疗法，由于受适应症、禁忌症、治疗副作用、热效应等因素的限制，使得其临床应用存在一定的局限性。近年来，随着脉冲生物电学的不断发展，电场脉冲以其非热、微创的生物医学效应引起了研究人员的关注，而其中的不可逆电穿孔治疗肿瘤以其快捷、可控、可视、选择性和非热机理等的优势和特色更是引起国内外生物电学领域研究人员的广泛关注，并逐渐应用于肿瘤的临床治疗。

目前，不可逆电穿孔技术已应用于临床肿瘤的治疗，取得了非常好的疗效，对多种癌症，如胰腺癌、肝癌、肾癌，前列腺癌、宫颈癌等癌症的前期肿瘤的治疗具有良好的效果。美国AngioDynamics公司投资生产出商业化的不可逆电穿孔肿瘤治疗仪NanoKnife，并于2009年获得美国FDA临床试验许可。但是由于其输出的脉冲是单极性的脉冲，单极性的脉冲作用于人体组织时容易导致肌肉收缩，加大患者的痛苦以及加大治疗的难度，并且单极性的脉冲的电场也不均匀，存在消融盲区，使得消融效果不甚良好。

因此，虽然不可逆电穿孔技术在国内外的临床应用中取得了令人振奋的治疗效果，但是由于生物组织的复杂性导致了组织中实际电场分布不均匀，使得肿瘤组织不能够完全被不可逆电穿孔有效电场覆盖，导致在临床试验中有部分患者需要二次或多次重复治疗。

如何能够找到一种能在生物组织中实现电场均匀分布的电场脉冲消融方法就成为解决上述难题的关键。

发明内容

鉴于现有技术中存在的一个或多个问题，本申请提出一种双极性复合陡脉冲肿瘤治疗装置，其可以减小肌肉收缩，使得脉冲电场更加均匀，进一步提高治疗效果。

本申请的一个方面涉及一种不可逆电穿孔设备，其包括：脉冲形成装置，其被配置为产生双极性脉冲；和电极，其被配置为从脉冲形成装置接收双极性脉冲并适于将双极性脉冲施加到生物组织。其中，双极性脉冲的脉冲宽度和在生物组织中产生的电场强度被设置为足以在生物组织的细胞膜上产生不可逆电穿孔。

本申请的另一个方面涉及一种生物组织消融方法，包括以下步骤：根据待消融的生物组织来确定待施加的双极性脉冲，该双极性脉冲的脉冲宽度和在生物组织中产生的电场强度被设置为足以在生物组织的细胞膜上产生不可逆电穿孔；产生具有所设置的参数的双极性脉冲；将所产生的双极性脉冲施加到待消融的生物组织。

本申请的又一方面提供了一种不可逆电穿孔设备的操作方法，其包括：通过脉冲形成装置产生双极性脉冲；和通过电极将双极性脉冲施加到生物组织，所述电极从所述脉冲形成装置接收双极性脉冲，其中，双极性脉冲的总脉冲宽度和在生物组织中产生的电场强度被设置为足以在生物组织的细胞膜上产生不可逆电穿孔。

本申请的再一方面提供了一种肿瘤治疗装置，包括：电源单元，用于为所述装置供电；脉冲形成单元，包括全桥逆变电路，所述脉冲形成单元输出脉冲电流信号；测量单元，配置为测量由脉冲形成单元产生的脉冲的参数，并提供给控制单元；控制单元，根据所述测量单元提供的所述参数和用户输入参数来控制脉冲形成单元，通过改变脉冲形成单元中的全桥逆变电路中的开关器件的导通时间、开断频率以及开断次数等来改变输出脉冲的极性、脉宽、脉冲间隔、频率及脉冲个数。