[发明专利]一种用于缺损颅骨的电极

说明书

本发明提供的一种用于缺损颅骨的电极，包括：柔性电路板1、焊盘2和介电层4，所述焊盘2贴附于所述柔性电路板1面向人体皮肤的表面上且与所述柔性电路板1电连接；所述介电层4的第一表面与所述焊盘2贴附，所述介电层4的第二表面与绝缘层5贴附；所述绝缘层5在所述介电层4和人体皮肤之间。在介电层4与人体皮肤之间添加绝缘层5，可在不降低施加电压的条件下保证电场强度并降低产热，从而避免皮肤表面温度迅速升高而导致患者无法耐受所施加的电压，使得颅骨缺损的胶质母细胞瘤患者纳入肿瘤电场治疗适用范围。

技术领域

本发明涉及肿瘤电场治疗领域，具体地，涉及一种用于缺损颅骨的电极。

背景技术

肿瘤电场治疗(TTFields)是一种抗有丝分裂的无创肿瘤治疗方法，具有广泛的抗肿瘤特性。通过外部施加的换能器阵列将低强度、中频、交变电场传递至实体肿瘤部位，在多种肿瘤细胞系的体外和体内实验中，TTFields表现出破坏肿瘤细胞分裂，抑制肿瘤细胞增殖，干扰肿瘤细胞迁移和侵袭并减少肿瘤DNA修复的能力。临床试验结果显示：与原发性胶质母细胞瘤对照组相比，TTFields治疗的患者总生存率大大提高，不可切除的恶性胸膜间皮瘤患者的试验结果也较为良好。

当治疗患者时，TTFields通过由多个具有高介电常数的陶瓷片制成的换能器阵列将电场耦合到患者体内。根据某胶质母细胞瘤患者的头部核磁共振图像重建其头部模型，根据已有电极片的标准贴附方案布局其头部皮肤外表面两侧电极，建立COMSOL仿真模型，如图1所示。

图2所示是胶质母细胞瘤患者手术时做的颅骨切口，因为颅内压力过高的原因没有将这块颅骨放回。

现对胶质母细胞瘤患者颅骨完整和颅骨缺损两种情况分别进行施加电信号模拟，看电场在头部分布差异。主要关注肿瘤所在部位的电场强度和颅骨缺损部位电极上贴附的水凝胶的产热。所施加的电信号为电压：160Vp-p，频率：200kHz。

图3示出了颅骨完整(左)和颅骨缺损(右)两种情况当电极不包括绝缘层时头部横截面的电场分布情况，其中肿瘤范围用圆圈圈出。这里因为头部各部分电场强度差异较大，所以将电场强度大于5V/cm的区域都显示为5V/cm。从图3中可以看出，在肿瘤内核和外壳交界处的电场强度在颅骨缺损的情况下有明显增强。

图4示出了颅骨完整(左)和颅骨缺损(右)两种情况当电极不包括绝缘层时头肿瘤上的电场强度分布。从图4中可以看出，在颅骨缺损的情况下肿瘤上的电场强度有明显提升。经过计算，颅骨完整情况下肿瘤外壳平均电场强度为1.74V/cm，而颅骨缺损情况下肿瘤外壳平均电场强度为2.09V/cm。

从几何结构上可以看出颅骨缺损部位覆盖了右侧第一列的两片电极。分别计算了颅骨完整和颅骨缺损两种情况下当电极不包括绝缘层时这两片电极下表面所贴附的水凝胶的产热功率。在颅骨完整情况下，两片水凝胶的产热功率分别为5.23e5 W/m³和1.99e5W/m³。在颅骨缺损情况下，两片水凝胶的产热功率分别为1.41e6 W/m³和7.26e5 W/m³。

产热功率的大幅度提升会使得皮肤表面温度迅速升高，从而导致患者无法耐受所施加的电压。因为一侧所有电极串联，所有电极的电压相同。降低电压会导致治疗效果明显减弱，这也是目前电场治疗不应用在颅骨缺损的病人上的原因之一。

发明内容

为弥补现存电极的缺点，现提出一种适用于颅骨缺损的胶质母细胞瘤患者的电场治疗电极，其目的在于扩展肿瘤电场治疗的适用范围。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于缺损颅骨的电极，其特征在于，包括：柔性电路板1、焊盘2和介电层4，所述焊盘2贴附于所述柔性电路板1面向人体皮肤的表面上且与所述柔性电路板1电连接；所述介电层4的第一表面与所述焊盘2贴附，所述介电层4的第二表面与绝缘层5贴附；所述绝缘层5在所述介电层4和人体皮肤之间。