[发明专利]协同脉冲不可逆电穿孔装置

说明书

本发明公开了一种可以用于消融肿瘤细胞的协同脉冲不可逆电穿孔装置，涉及医疗器械技术领域。协同脉冲不可逆电穿孔装置主要包括协同脉冲发生电路和至少一对电极，协同脉冲发生电路用于对该电极输出包括高电压/窄脉宽的第一脉冲和低电压/宽脉宽的第二脉冲在内的协同脉冲，以通过电极对肿瘤细胞进行消融。本公开实施例提供的协同脉冲不可逆电穿孔装置可以提高大体积肿瘤的治疗效率。

技术领域

本公开涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种能够输出协同脉冲的不可逆电穿孔装置。

背景技术

针对癌症的治疗仪器有多种，近年来随着脉冲生物电学的不断发展，以电场脉冲技术为基础的肿瘤治疗仪器以其非热、微创的生物医学效应引起了生物电磁领域研究人员的广泛关注。

在电场脉冲技术的应用中，不可逆电穿孔技术是一种新型的应用方式。不可逆电穿孔是指通过对靶区细胞发送电场脉冲(典型脉冲参数为：场强1500-3000V/cm，脉冲宽度100μs，重复频率1Hz，脉冲个数70-120，单极性方波电场脉冲)，使细胞内外的离子运动并聚集在外膜两侧，引起跨膜电位的急剧变化，细胞膜发生不可逆电穿孔，打破细胞内外平衡，最终引起细胞死亡。不可逆电穿孔技术因其在前期肿瘤消融研究中表现出快捷、可控、可视、微创、选择性、非热机理的优势和特色得以广泛应用。

但是，以不可逆电穿孔技术为基础的治疗仪器仅对尺寸小于3cm的实体肿瘤有效，随着肿瘤尺寸的增长，不可逆电穿孔有效性逐渐降低，对于较大尺寸的肿瘤，更是存在治疗效率较低的问题。如果盲目增加脉冲能量(如电压、脉冲宽度等)，虽可使细胞得到彻底消融，但是会引起热效应，对正常组织如血管也会产生不可逆的破坏；如果增加和优化电极数量，虽然也能够有效消融大尺寸肿瘤，但会增加治疗复杂性和医疗风险，甚至会增加治疗的侵入性。

因此，需要一种能够提供更好的肿瘤治疗效果的技术。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种协同脉冲不可逆电穿孔装置，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的对大尺寸肿瘤治疗效率低的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种协同脉冲不可逆电穿孔装置，包括：至少一对电极；协同脉冲发生电路，耦接于所述电极，用于向所述电极输出包括第一脉冲与第二脉冲的协同脉冲，在所述协同脉冲中所述第一脉冲与第二脉冲顺序出现或交替出现，所述第一脉冲的幅值大于所述第二脉冲的幅值，所述第一脉冲的脉冲宽度小于所述第二脉冲的脉冲宽度，其中，所述第一脉冲与第二脉冲的延迟时间在100s—1000s之间，或在20μs—50μs之间，所述第一脉冲的脉冲宽度在50ns—10μs之间，所述第二脉冲的脉冲宽度在10μs—1000μs之间，所述第一脉冲的脉冲幅值在-10kV—+10kV之间，所述第二脉冲的脉冲幅值在-3kV—+3kV之间。

在本公开的示例性实施例中，所述第一脉冲与所述第二脉冲包括矩形脉冲、高斯脉冲或指数衰减脉冲。

在本公开的示例性实施例中，所述第一脉冲与所述第二脉冲包括单极性脉冲和双极性脉冲。

在本公开的示例性实施例中，所述第二脉冲包括对称脉冲和不对称脉冲。

在本公开的示例性实施例中，所述协同脉冲发生电路包括：

第一直流电压输入端，正极耦接于第一脉冲发生单元，用于接收第一电压；

第二直流电压输入端，正极耦接于第二脉冲发生单元，用于接收第二电压，所述第二电压小于所述第一电压；

所述第一脉冲发生单元耦接于第一控制信号输入端以及第一输出端，用于响应第一控制信号向所述第一输出端输出或停止输出所述第一电压，以形成幅值为所述第一电压的所述第一脉冲；