不可逆电穿孔治疗肿瘤的装置
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201010546167.X
申 请 日：20101116
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20120502
公 开 号：CN101972168B
代 理 人：胡正顺
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：一种不可逆电穿孔治疗肿瘤的装置和方法，属于肿瘤治疗技术领域。本发明装置主要包括方波脉冲发生与测量系统、信号转换系统、人机通信系统、测控系统和供电系统。本发明方法是利用本发明装置和治疗电极，通过程序进行肿瘤治疗。本发明是在不注射化疗药物的情况下，施加微秒级方波脉冲于肿瘤组织，对整个肿瘤细胞产生全面的破坏作用，使其发生不可逆电穿孔而死亡，从根本上避免了化疗药物的副作用对患者身体的危害，并具有治疗时间短、无痛苦、治疗效果好、安全性高、装置使用方便、方法操作简单、便于推广应用等特点。本发明可广泛应用于治疗人体和动物的肿瘤，特别适用于治疗人体的肿瘤。
主 权 项：一种不可逆电穿孔治疗肿瘤的装置，主要包括方波脉冲发生与测量系统、人机通信系统、测控系统和供电系统，其特征在于该装置还包括信号转换系统；所述的方波脉冲发生与测量系统，主要包括高压恒流电源(12)、第一真空继电器(8)和第二真空继电器(9)、电容器(18)、放电电阻(11)、第一三极管(24)及第一驱动器(25)、第二三极管(23)及第二驱动器(26)、负载(16)及由电阻分压器(19)和电流传感器(10)组成的测量部件，电容器(18)用导线先与第一真空继电器(8)的常开触点串联后，再与高压恒流电源(12)的高压输出端并联从而构成电容器(18)的充电回路，高压恒流电源(12)的控制端用信号屏蔽线和所述的信号转换系统连接，控制高压恒流电源(12)向电容器(18)进行充电，确保方波脉冲的电压幅值达到设定值，第一真空继电器(8)的线圈用导线和所述的测控系统连接，在所述的测控系统的控制下，当第一真空继电器(8)的线圈通电时，第一真空继电器(8)的常开触点闭合，高压恒流电源(12)向电容器(18)充电，当第一真空继电器(8)的线圈断电时，第一真空继电器(8)的常开触点断开，高压恒流电源(12)停止向电容器(18)充电，负载(16)用导线先与第二三极管(23)的发射极和集电极及第一三极管(24)的发射极和集电极串联后，再与第二真空继电器(9)的一对常开触点2K1?2串联，然后再与电容器(18)并联从而构成电容器(18)的放电回路，第一三极管(24)的控制极用导线和第一驱动器(25)的输出端连接，第二三极管(23)的控制极用导线和第二驱动器(26)的输出端连接，第一、二驱动器(25、26)的输入端分别用导线和所述的供电系统连接，第一、二驱动器(25、26)的控制端分别用导线和所述的信号转换系统连接，在所述的信号转换系统的作用下，脉冲发生期间第二驱动器(26)输出驱动信号使第二三极管(23)的集电极和发射极一直处于导通状态，仅在负载(16)上电流过大或脉冲脉宽大于500μS时使第二三极管(23)的集电极与发射极关断，第一驱动器(25)输出驱动信号使第一三极管(24)的集电极与发射极导通或关断，当其导通时，电容器(18)向负载(16)放电，当其关断时，电容器(18)停止向负载(16)放电，控制电容器(18)对负载(16)放电的脉冲宽度而形成所需的方波脉冲，放电电阻(11)用导线先与第二真空继电器(9)的一对常闭触点2K1?3串联，再与电容器(18)并联从而构成电容器(18)的保护放电回路，当本装置脉冲输出完毕，通过保护放电回路将电容器(18)中储存的剩余电能释放掉，第二真空继电器(9)的线圈用导线和所述的测控系统连接，在所述的测控系统的控制下，当第二真空继电器(9)的线圈通电时，第二真空继电器(9)的常开触点2K1?2闭合，进而控制电容器(18)对负载(16)放电形成治疗的方波脉冲，当第二真空继电器(9)的线圈断电时，第二真空继电器(9)的常闭触点2K1?3闭合，进而控制电容器(18)对放电电阻(11)放电，电阻分压器(19)的两端用导线并联在电容器(18)的两端，电阻分压器(19)的分压端用信号屏蔽线和所述的信号转换系统连接，电流传感器(10)串联在负载(16)和第二三极管(23)的发射极的串联点处，电流传感器(10)用信号屏蔽线和所述的信号转换系统连接；所述的信号转换系统，主要包括模/数转换集成块(5)、第一电/光转换集成块(6)和第二电/光转换集成块(28)、第一光/电转换集成块(21)和第二光/电转换集成块(27)、数/模转换集成块(20)，模/数转换集成块(5)用导线和第一电/光转换集成块(6)连接，第一电/光转换集成块(6)用光纤和第一光/电转换集成块(21)连接，第一光/电转换集成块(21)用导线和数/模转换集成块(20)连接，第二电/光转换集成块(28)用光纤和第二光/电转换集成块(27)连接，模/数转换集成块(5)用导线和所述的测控系统连接，数/模转换集成块(20)用信号屏蔽线分别与所述的方波脉冲发生与测量系统的高压恒流电源(12)的控制端、电阻分压器(19)的分压端和电流传感器(10)连接，将所述的测控系统发出的高压恒流电源(12)的控制信号、所述的方波脉冲发生与测量系统传输给所述的测控系统的电容器(18)的端电压信号和输出脉冲电流信号转换成光信号进行传输，第二电/光转换集成块(28)用导线和所述的测控系统连接，第二光/电转换集成块(27)用导线分别与所述的方波脉冲发生与测量系统的第一、二驱动器(25、26)的控制端连接，将所述的测控系统发送给第一、二驱动器(25、26)的控制信号转换成光信号进行传输，所述的信号转换系统位于所述的测控系统和所述的方波脉冲发生与测量系统之间，将所述的测控系统和所述的方波脉冲发生与测量系统间交换的对准确性和稳定性要求较高的电信号转换成光信号进行传输；所述的人机通信系统，主要包括液晶显示屏(1)、指示灯(2)和按键(3)，液晶显示屏(1)用导线和指示灯(2)连接，液晶显示屏(1)用导线和按键(3)连接，液晶显示屏(1)用多芯屏蔽线和所述的测控系统连接，液晶显示屏(1)用导线和所述的供电系统连接，装置用户用按键(3)输入命令通过液晶显示屏(1)发送给所述的测控系统，而所述的测控系统则将仪器工作情况发送至液晶显示屏(1)而实现人机通信；所述的测控系统，主要包括DSP芯片(31)、数/模转换芯片(4)、数据通信芯片(32)、光耦芯片(29)和脚踏开关(17)，DSP芯片(31)用导线分别与数/模转换芯片(4)和数据通信芯片(32)及光耦芯片连接(29)，脚踏开关(17)用导线和光耦芯片(29)连接，数据通信芯片(32)用多芯屏蔽线和所述的人机通信系统的液晶显示屏(1)连接，实现所述的测控系统和所述的人机通信系统间的通信，光耦芯片(29)用导线分别与所述的方波脉冲发生与测量系统的第一真空继电器(8)及第二真空继电器(9)的线圈连接，第一、二真空继电器(8、9)的控制信号由DSP芯片(31)发出后经光耦芯片(29)直接供给，DSP芯片(31)用导线和所述的信号转换系统的模/数转换集成块(5)连接，DSP芯片(31)发出的高压恒流电源(12)的控制信号通过所述的信号转换系统的光电隔离后发送至所述的方波脉冲发生与测量系统的高压恒流电源(12)的控制端，而所述的方波脉冲发生与测量系统发送的电容器(18)的端电压信号和输出脉冲电流信号通过所述的信号转换系统的光电隔离后发送至所述的测控系统的DSP芯片(31)进行处理，数/模转换芯片(4)用导线和所述的信号转换系统的第二电/光转换集成块(28)连接，DSP芯片(31)发出的给第一、二驱动器(25、26)的控制信号通过所述的信号转换系统的光电隔离后发送至所述的方波脉冲发生与测量系统的第一、二驱动器(25、26)的控制端，DSP芯片(31)用导线和所述的供电系统连接，所述的测控系统的主要功能是与所述的人机通信系统进行通信，发送给高压恒流电源(12)、第一、二驱动器(25、26)、第一真空继电器(8)和第二真空继电器(9)控制信号，接收所述的方波脉冲发生与测量系统测量得到的经由所述的信号转换系统发送的电容器(18)的端电压信号和输出脉冲电流信号，控制整个装置的工作并进行突发事故处理；所述的供电系统，主要包括电源(14)、第一、二隔离变压器(15、13)、第一、二、三开关电源(22、7、30)，电源(14)用导线分别和第一、二隔离变压器(15、13)的原边连接，电源(14)用导线分别和第二、三开关电源(7、30)的输入端连接，第一隔离变压器(15)的副边用导线和第一开关电源(22)的输入端连接，第二隔离变压器(13)的副边用导线和所述的方波脉冲发生与测量系统的高压恒流电源(12)的输入端连接，第一开关电源(22)的输出端用导线分别和所述的方波脉冲发生与测量系统的第一、二驱动器(25、26)的输入端连接，第一、二隔离变压器(15、13)副边的接地线和原边的接地线不直接连接，第一开关电源(22)则将第一隔离变压器(15)副边输出的220V/50HZ交流电转换为15V直流输送给第一、二驱动器(25、26)的输入端为其供电，第二开关电源(7)的输出端用导线和所述的测控系统的DSP芯片(31)连接，第三开关电源(30)的输出端用导线和所述的人机通信系统的液晶显示屏(1)连接，将电源(14)的220V/50HZ交流电转换为15V直流输送给所述的测控系统和所述的人机通信系统为其供电。
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：A61B18/12