[发明专利]一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗装置及系统

说明书

本发明提供了一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗装置，包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，主控单元由主控电脑组成；陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮；输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器；输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上。还提供了一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗系统及方法。应用本发明治疗肿瘤实现了双极正负陡脉冲组波形的输出，能够在组织的细胞膜上形成对称性电穿孔，增加不可逆性电穿孔的均匀性，减小消融盲区，使细胞的两面细胞膜电穿孔的孔洞直径增大，提高不可逆电穿孔治疗效果，可以广泛应用于人体和动物的肿瘤治疗。

技术领域：

本发明属于肿瘤治疗技术领域，特别涉及一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗装置及系统。

背景技术：

不可逆电穿孔(IRE)是一项有关肿瘤治疗新的肿瘤消融技术，它通过释放高压脉冲在肿瘤细胞上形成纳米级永久性穿孔，破坏细胞内平衡，使细胞快速凋亡。通过众多临床研究表明，该新技术是一种安全而又高效的肿瘤治疗技术，与其他肿瘤治疗技术相比，具有以下优势：(1)消融时间短：一组治疗时间不到一分钟，因此即使有三个或四个相互重叠的消融区，全程的消融时间也不会超过5分钟；(2)治疗区域的血管、神经等重要组织得以保留：新的肿瘤消融技术能够保护消融区内重要的组织结构，如肝动脉、肝静脉、门脉、肝内胆管均能得到良好的保护；(3)不受热岛效应影响：该技术主要是通过电脉冲击穿细胞膜，在此过程中不会产生热量，也不会受到其他外界温度影响；(4)处理后的灭活区域界限清楚：不管肿瘤部位、大小、形状如何，灭活区域内细胞都会死亡，灭活后的区域边界十分清楚，可达到1-2个细胞的厚度，在显微镜下和大体上均可看到；(5)治疗区域可恢复正常功能：诱导肿瘤细胞出现凋亡，能够利用免疫来促进细胞死亡，人体将把细胞凋亡识别为正常的细胞死亡过程，然后通过细胞吞噬作用将凋亡组织消除掉，促进正常组织的再生与修复；(6)可以实时监控：临床优势还包括可以通过使用导航(用超声、CT、MRT等医学影像)实时监控不可逆电穿孔的过程，通过计算机成像，可以确定灭活程度，观察到未被治疗到的肿瘤残留，从而再次进行不可逆电穿孔灭活，另外，实时影像监控可以预估与灭活相关的并发症。

目前，不可逆电穿孔(IRE)的临床应用要求使用全身麻醉以消除每一脉冲过程中产生的肌肉收缩，肌肉收缩可能影响植入的针头的位置，致使治疗方案无效，甚至对周围组织造成伤害。现有技术中有采用双向交替脉冲放电的方法，如发明专利CN106943190公开的一种双向陡脉冲肿瘤治疗系统，包括控制模块、光电隔离模块、驱动模块和双脉冲发生模块，控制模块输出的控制信号经过光电隔离模块后传递给驱动模块，驱动模块的输出端与双脉冲发生模块的输入端连接，双脉冲发生模块包括两个脉冲输入输出点，在控制模块的控制下两个脉冲输出点能够实现正负脉冲交替输出；该系统能够通过双向交替脉冲放电的作用，以减弱肌肉累积电荷，达到减弱肌肉收缩程度的目的。

发明内容：

本发明的目的旨在提供一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗装置及系统，以使陡脉冲作用于肿瘤组织更加有效。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种高压双极陡脉冲组肿瘤治疗装置，包括主控单元，陡脉冲发生单元，输出控制与监控单元，输出电极针单元，其中：所述主控单元主要由主控电脑组成；所述陡脉冲发生单元包括陡脉冲电源和紧急停止按钮，主控电脑通过USB端口与陡脉冲电源相连，紧急停止按钮设置在陡脉冲电源上；所述输出控制与监控单元包括陡脉冲输出控制器、陡脉冲输出端口和陡脉冲输出监控示波器，陡脉冲输出控制器一端连接于陡脉冲电源和主控电脑上，另一端与陡脉冲输出端口相对应连接，陡脉冲输出监控示波器的输入端与陡脉冲电源输出相连接，陡脉冲输出监控示波器的输出端连接在主控电脑上；所述输出电极针单元为陡脉冲电极针，其连接于陡脉冲输出端口上。

进一步地，上述陡脉冲输出控制器由12个电磁继电器排布成2*6的矩阵开关构成，用于控制各路通断，将脉冲送入相应的陡脉冲输出端口。