电场发生装置及其控制方法与流程

1.本技术涉及医疗器材领域，具体而言，本技术涉及一种电场发生装置及其控制方法。


背景技术：

2.电场治疗是一种通过便携式、无创的医疗器械实施的疗法，其原理是通过低强度、中频的设计电场，作用于目标生物组织，例如增殖病变细胞的微管蛋白，干扰病变细胞的有丝分裂，使受影响的病变细胞凋亡并抑制病变细胞生长。
3.目前，现有的用于破坏病变细胞或者抑制病变细胞分裂的装置中，电信号发生器向两组电极对交替输出正向电信号和负向电信号，即交替输出两个方向的电信号。
4.由于向每组电极对交替输出两个方向的电信号，导致各电极对叠加形成的目标电场的方向在不断变化，造成医疗人员难以确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，难以选出较优的目标电场的方向，从而导致对病变细胞分裂等目标生物组织的抑制效果不佳。


技术实现要素：

5.本技术针对现有方式的缺点，提出一种电场发生装置及其控制方法，用以解决现有技术存在的各电极对叠加形成的目标电场的方向在不断变化，造成医疗人员难以确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，难以选出较优的目标电场的方向的技术问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种电场发生装置，包括：
7.至少两组电极对，用于按照设计方式设置于目标生物组织处；
8.单向信号序列发生器，与至少两组电极对电连接；
9.控制电路，与单向信号序列发生器、至少两组电极对都电连接，用于对单向信号序列发生器向各组电极对输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场；单向电信号序列包括正向电信号序列或负向电信号序列。
10.在一个可能的实现方式中，控制电路还用于控制输出给各组电极对的单向电信号序列之间的先后顺序，使得各组电极对依次产生电场，以形成多个方向发散分布的目标电场。
11.在一个可能的实现方式中，单向信号序列发生器包括：
12.交流单向信号序列发生器，用于产生并输出单向交流电信号序列。
13.在一个可能的实现方式中，单向交流电信号序列包括：
14.至少两个周期性的单向交流电信号。
15.在一个可能的实现方式中，单向信号序列发生器包括：
16.脉冲单向信号序列发生器，用于产生并输出单向脉冲电信号序列。
17.在一个可能的实现方式中，单向脉冲电信号序列包括：
18.至少两个周期性的单向脉冲电信号。
19.在一个可能的实现方式中，电场发生装置还包括下述至少一项：
20.每个单向脉冲电信号包括不小于1个子脉冲，且不大于15个子脉冲；
21.各子脉冲的频率相同；
22.各子脉冲的幅值相同，或各子脉冲中的部分子脉冲的幅值相同，或各子脉冲的幅值均不同。
23.在一个可能的实现方式中，至少两组电极对包括：
24.三组电极对或四组电极对。
25.第二方面，本技术实施例提供了一种电场发生装置的控制方法，应用于如第一方面的电场发生装置，包括：
26.对单向信号序列发生器向至少两组电极对输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场；单向电信号序列包括正向电信号序列或负向电信号序列；电场发生装置包括电连接的单向信号序列发生器和至少两组电极对。
27.在一个可能的实现方式中，对单向信号序列发生器向至少两组电极对输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场，包括：
28.控制输出给各组电极对的单向电信号序列之间的先后顺序，使得各组电极对依次产生电场，以形成多个方向发散分布的目标电场。
29.本技术实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：
30.(1)本技术实施例提供的电场发生装置及其控制方法，电场发生装置包括至少两组电极对、单向信号序列发生器和控制电路，通过采用单向信号序列发生器向各组电极对输出单向电信号序列(即正向电信号序列或负向电信号序列)，并且对单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场，由于向各组电极对输出单向电信号序列，使得医疗人员更加易于确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，从而易于观察不同方向的电场对目标生物组织的治疗效果，便于选出较优的目标电场的方向，提高了对病变细胞分裂等目标生物组织的抑制效果。
31.(2)相比于交流单向信号序列发生器输出的单向交流电信号序列，本实施例通过采用脉冲单向信号序列发生器输出单向脉冲电信号序列经由至少两组电极对作用于目标生物组织中的病变细胞，对病变细胞破坏或者分裂抑制的效果更佳。
32.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
33.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
34.图1为本技术实施例提供的一种电场发生装置的框架示意图；
35.图2a为本技术实施例提供的一种正向交流电信号序列的示意图；
36.图2b为本技术实施例提供的一种负向交流电信号序列的示意图；
37.图3a为本技术实施例提供的一种正向脉冲电信号序列的示意图；
38.图3b为本技术实施例提供的一种负向脉冲电信号序列的示意图；
39.图4a为本技术实施例提供的另一种正向脉冲电信号序列的示意图；
40.图4b为本技术实施例提供的另一种负向脉冲电信号序列的示意图；
41.图5a为本技术实施例提供的又一种正向脉冲电信号序列的示意图；
42.图5b为本技术实施例提供的又一种负向脉冲电信号序列的示意图；
43.图6a为本技术实施例提供的又一种正向脉冲电信号序列的示意图；
44.图6b为本技术实施例提供的又一种负向脉冲电信号序列的示意图；
45.图7a为本技术实施例提供的又一种正向脉冲电信号序列的示意图；
46.图7b为本技术实施例提供的又一种负向脉冲电信号序列的示意图；
47.图8为本技术实施例提供的电场发生装置采用三组电极对布置时的电场示意图。
48.附图标记：
[0049]1‑
电场发生装置，11
‑
至少两组电极对，12
‑
单向信号序列发生器，
[0050]
13控制电路。
具体实施方式
[0051]
下面详细描述本技术，本技术实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本技术的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
[0052]
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0053]
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0054]
本技术的发明人进行研究发现，现有用于破坏病变细胞或者抑制病变细胞分裂的装置中，一般使用电场强度范围在1v/cm～10v/cm(伏特每厘米)，电场的频率范围在50khz～500khz(千赫兹)之间的电场作用于目标生物组织区域，并且当多于一个电场方向被使用的时候(例如，当在电场彼此方向相差大约90
°
的两个或者三个方向之间转换电场的时候)，这些电场用于破坏病变细胞或者抑制病变细胞分裂的效果增加。这些交变电场在本技术中
被称为是肿瘤处理场(tumor treating field))或者tt场。tt场能够阻止快速增殖的活性细胞(例如癌症细胞)增殖和破坏该活性细胞。
[0055]
现有的电信号发生器向两组电极对交替输出正向电信号和负向电信号，即交替输出两个方向的电信号。由于向电极贴片对交替输出两个方向的电信号，导致各电极对叠加形成的目标电场的方向在不断变化，造成医疗人员难以确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，难以选出较优的目标电场的方向，从而导致对病变细胞分裂等目标生物组织的抑制效果不佳。
[0056]
本技术提供的目标电场的发生装置及控制，旨在解决现有技术的如上技术问题。
[0057]
下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
[0058]
本技术实施例提供了一种电场发生装置1，如图1所示，电场发生装置1包括至少两组电极对11、单向信号序列发生器12和控制电路13。具体的，至少两组电极对11用于按照设计方式设置于目标生物组织处；单向信号序列发生器12与至少两组电极对11电连接；控制电路13与单向信号序列发生器12、至少两组电极对11都电连接，用于对单向信号序列发生器12向各组电极对输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场；单向电信号序列包括正向电信号序列或负向电信号序列。其中，目标生物组织包括人体、动物体的病变细胞等。
[0059]
可选地，单向电信号序列为连续的正向电信号序列或连续的负向电信号序列。
[0060]
可选地，单向信号序列发生器12包括交流单向信号序列发生器12或脉冲单向信号序列发生器12。
[0061]
可选地，电极对可以包括电极贴片对，至少两组电极对11可以包括三组电极对、四组电极对、五组电极对等，可以根据实际情况选择不同的数量的电极对。
[0062]
可选地，至少两组电极贴片对可以按照设计方式贴设于人体或动物体目标部位。
[0063]
可选地，控制电路13可以是cpu(central processing unit，中央处理器)，通用处理器，dsp(digital signal processor，数据信号处理器)，asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)，fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本技术公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。控制电路13也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。
[0064]
本技术实施例提供的电场发生装置1，包括至少两组电极对11、单向信号序列发生器12和控制电路13，通过采用单向信号序列发生器12向各组电极对输出单向电信号序列(即正向电信号序列或负向电信号序列)，并且对单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场，由于向各组电极对输出单向电信号序列，使得医疗人员更加易于确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，从而易于观察不同方向的电场对目标生物组织的治疗效果，便于选出较优的目标电场的方向，提高了对病变细胞分裂等目标生物组织的抑制效果。
[0065]
在一些实施例中，控制电路13还用于控制输出给各组电极对的单向电信号序列之
间的先后顺序，使得各组电极对依次产生电场，以形成多个方向发散分布的目标电场。其中，目标电场是指至少包围目标生物组织的目标电场。
[0066]
在一些实施例中，单向信号序列发生器12包括：交流单向信号序列发生器12，用于产生并输出单向交流电信号序列。
[0067]
在一些实施例中，如图2a和图2b所示，单向交流电信号序列包括：至少两个周期性的单向交流电信号。如图2a和图2b中的t1表示单向交流电信号的一个周期，图2a和图2b中的横坐标t表示时间，纵坐标u(v)表示电压(伏)，即单向交流电信号的电压值。
[0068]
具体的，单向交流电信号可以为正向交流电信号(如图2a)，也可以为负向交流电信号(如图2b)。
[0069]
在一些实施例中，单向信号序列发生器12包括：脉冲单向信号序列发生器12，用于产生并输出单向脉冲电信号序列。
[0070]
可选地，由于脉冲单向信号序列发生器12产生的多个矢量单向脉冲电信号可以间隔输出，即实质上多个矢量单向脉冲电信号各自形成的电场独立存在、相互无矢量叠加，多个矢量单向脉冲电信号也可以同时输出。
[0071]
相比于交流单向信号序列发生器12输出的单向交流电信号序列，本实施例通过采用脉冲单向信号序列发生器12输出单向脉冲电信号序列经由至少两组电极对11作用于目标生物组织中的病变细胞，对病变细胞破坏或者分裂抑制的效果更佳。
[0072]
在一些实施例中，单向脉冲电信号序列包括：至少两个周期性的单向脉冲电信号。如图3a和图3b中的t2表示单向脉冲电信号的一个周期，图4a和图4b中的t3表示单向脉冲电信号的一个周期，图5a和图5b中的t4表示单向脉冲电信号的一个周期，图6a和图6b中的t5表示单向脉冲电信号的一个周期，图7a和图7b中的t6表示单向脉冲电信号的一个周期，图3a、图3b、图4a、图4b、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a和图7b中的横坐标t表示时间，纵坐标u(v)表示电压(伏)，即单向脉冲电信号的电压值。可选地，单向脉冲电信号可以为正向脉冲电信号(如图3a、图4a、图5a、图6a和图7a)，也可以为负向脉冲电信号(如图3b、图4b、图5b、图6b、图7b)。
[0073]
在一些实施例中，每个单向脉冲电信号包括不小于1个子脉冲，且不大于15个子脉冲。
[0074]
具体的，单向脉冲电信号可以包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15个子脉冲。例如，图3a、图3b、图4a、图4b、图5a、图5b中的单向脉冲电信号包括7个子脉冲；图6a、图6b中的单向脉冲电信号包括5个子脉冲；图7a、图7b中的单向脉冲电信号包括1个子脉冲；图3a中n表示子脉冲的个数。
[0075]
在一些实施例中，各子脉冲的频率相同。例如图3a、3b、4a、4b、5a、5b、6a、6b中所示的子脉冲频率相同。
[0076]
在一些实施例中，各子脉冲的幅值相同，或各子脉冲中的部分子脉冲的幅值相同，或各子脉冲的幅值均不同。
[0077]
示例性地，如图3a和图3b中单向脉冲电信号的子脉冲的幅值是部分相同的。
[0078]
图3a中的单向脉冲电信号为正向脉冲电信号，图3b中的单向脉冲电信号是与图3a中的正向脉冲电信号相对应的负向脉冲电信号。图3a中的正向脉冲电信号包括7个子脉冲，第4个子脉冲的幅值最大，其余子脉冲的幅值依次递减并以第4个子脉冲为中心对称分布。
[0079]
示例性地，如图4a、图4b、图5a和图5b中单向脉冲电信号的子脉冲的幅值均不相同。
[0080]
图4a中的单向脉冲电信号为正向脉冲电信号，图4b中的单向脉冲电信号是与图4a中的正向脉冲电信号相对应的负向脉冲电信号。图4a中的正向脉冲电信号包括7个子脉冲，第1个子脉冲的幅值最大，其余子脉冲的幅值依次递减分布。
[0081]
图5a中的单向脉冲电信号为正向脉冲电信号，图5b中的单向脉冲电信号是与图5a中的正向脉冲电信号相对应的负向脉冲电信号。图5a中的正向脉冲电信号包括7个子脉冲，第1个子脉冲的幅值最小，其余子脉冲的幅值依次递增分布。
[0082]
示例性地，如图6a、图6b、图7a和图7b中单向脉冲电信号的子脉冲的幅值均相同。
[0083]
在一些实施例中，至少两组电极对11包括：三组电极对或四组电极对。
[0084]
可选地，电极对的数量为三组，电极对为电极贴片对，即三组电极贴片对(共六个电极贴片)按照设计方式贴设于目标生物组织的目标部位。图中8中，三组电极贴片对(共六个电极贴片a 、b 、c 、a
‑
、b
‑
、c
‑
)环绕目标生物组织以形成六面体或者近似六面体的贴片组合结构。每组电极对，都是固定的在 (正)电极上加载正电压、在
‑
(负)电极上加载负电压。
[0085]
继续如图8所示，本实施例中的控制电路13用于控制输出给三组电极贴片对的单向电信号序列的相位，使得三组电极对接收到的单向电信号序列的相位差均相等(相位差均为120度)，并且控制输出给三组电极贴片对的单向电信号序列之间的先后顺序，使得各组电极贴片对依次产生电场，从而使得各电极贴片对在目标生物组织的周围形成旋转电场(即多个方向发散分布的目标电场)。
[0086]
可选地，本实施例中的控制电路13还可以用于向三组电极贴片对同时输出单向电信号序列，使得各组电极贴片对同时产生电场。
[0087]
具体的，从图8中可以看出，单向信号序列发生器12将单向电信号序列传递至三组电极贴片对，其中，a 和a
‑
为一组电极贴片对，a 和a
‑
空间对称分布；b 和b
‑
为一组电极贴片对，b 和b
‑
空间对称分布；c 和c
‑
为一组电极贴片对，c 和c
‑
空间对称分布。即六个电极贴片的空间位置为旋转对称或者接近旋转对称。由此在六个电极贴片包含的空间范围内产生旋转电场。由于旋转电场可以更均匀地作用于目标生物组织中的病变细胞，进而提高了对病变细胞破坏或者分裂抑制的效果。
[0088]
基于同一发明构思，本技术实施例提供了一种电场发生装置1的控制方法，应用于如上述任一实施例提供的电场发生装置1，包括：
[0089]
对单向信号序列发生器12向至少两组电极对11输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场；单向电信号序列包括正向电信号序列或负向电信号序列；电场发生装置1包括电连接的单向信号序列发生器12和至少两组电极对11。
[0090]
在一些实施例中，对单向信号序列发生器12向至少两组电极对11输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场，包括：
[0091]
控制输出给各组电极对的单向电信号序列之间的先后顺序，使得各组电极对依次产生电场，以形成多个方向发散分布的目标电场。
[0092]
本技术实施例提供的电场发生装置1的控制方法，通过对单向信号序列发生器12向至少两组电极对11输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场；单向电信号序列包括正向电信号序列或负向电信号序列；使得医疗人员更加易于确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，从而易于观察不同方向的电场对目标生物组织的治疗效果，便于选出较优的目标电场的方向，提高了对病变细胞分裂等目标生物组织的抑制效果。
[0093]
应用本技术实施例，至少能够实现如下有益效果：
[0094]
(1)本技术实施例提供的电场发生装置1及其控制方法，通过对单向信号序列发生器12向至少两组电极对11输出的单向电信号序列进行控制，以控制每组电极对电场的方向，使得各组电极对形成至少包围目标生物组织的目标电场；单向电信号序列包括正向电信号序列或负向电信号序列；使得医疗人员更加易于确定不同方向的目标电场与目标生物组织的治疗效果之间的对应关系，从而易于观察不同方向的电场对目标生物组织的治疗效果，便于选出较优的目标电场的方向，提高了对病变细胞分裂等目标生物组织的抑制效果。
[0095]
(2)相比于交流单向信号序列发生器12输出的单向交流电信号序列，本实施例通过采用脉冲单向信号序列发生器12输出单向脉冲电信号序列经由至少两组电极对11作用于目标生物组织中的病变细胞，对病变细胞破坏或者分裂抑制的效果更佳。
[0096]
本技术领域技术人员可以理解，本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本技术中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
[0097]
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0098]
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0099]
以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。