用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于医疗领域的电子设备，更具体地说，涉及一种用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。

背景技术：

目前肿瘤治疗电场(Tutor Treating Field,TTF)的基本原理均建立在电场对肿瘤细胞有丝分裂阻碍的基础上。电场的不同频率，不同方向以及不同强度均展现出不同的肿瘤抑制效果。

肿瘤治疗电场创始人Yoram Palti的一项专利文献(CN1976738B)中阐述了不同频率电场对肿瘤的治疗。该技术采用均匀的AC电场，当肿瘤细胞有丝分裂处于晚后期及末期时，一个细胞即将分裂为两个子细胞时，其中央出现起关键作用的几何结构“卵裂沟”，施加电场所产生的电流线从子细胞的一极进入，并高度聚集于卵裂沟，再从细胞另一极穿出。被电流线引导的细胞器向卵裂沟聚集，使该处膜压力升高，并最终因“锤击效用”，使细胞从卵裂沟处破裂。特别的是，电场方向只有与细胞分裂长轴相平行时才能破坏细胞分裂。该技术涉及的装置使用频率为50KHz-500KHz，电场强度为0.1V/cm-10V/cm，其中优选频率和优选强度范围分别是100KHz-300KHz及1V/cm-5V/cm。研究表明，黑色素瘤的最适抑制频率和强度为120KHz，1.35V/cm,抑制F-98神经胶质瘤的最佳频率为170KHz和250KHz两个峰值(实践中取固定值200KHz),最优强度为2.25V/cm。实际运用中为了兼顾不同细胞的敏感频率和分裂长轴方向，该装置轮流更替地发射两个或以上的频率，并在每种频率期间转换电场方向数次。Yoram Palti的另外一项专利文献(CN101124011A)中更加详细地阐述了360度旋转电场方向来抑制肿瘤，其对至少三个电极采用不同的交流电压来实现，每秒旋转4次，旋转速度为电场频率之倒数。

但是，目前的这些仪器设备体积较大，非便携，并且电场的方向均按规律旋转，肿瘤细胞容易对规律性刺激产生生物耐受，长时间治疗后效果将受到影响。

此外，电场治疗的作用是抑制肿瘤细胞生长，同时，低频旋转磁场也会对肿瘤细胞生长起到抑制作用。在临床上，很多脑肿瘤患者，尤其是术后，伴随有脑功能不足的情况，包括语言功能、运动功能、记忆功能、情绪障碍等，本设备的变化的电场产生的磁场，以及结合磁场电极，可以经颅磁刺激的方式成为改善脑功能的手段。同时，本设备所具有的经颅直流电刺激方式，与电场治疗一起结合使用，提升正常神经组织的功能改善，提高生存质量。

技术实现要素：

鉴于以往的电子设备所具有的问题，本实用新型目的在于提供一种能够提高治疗效果的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备，例如，可以是便携式设备。

一方面，本实用新型提供了一种用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备，包括：x对电场电极，x≥1；y个信号源，所述信号源设置成向所述x对电场电极中的任意一对输出电场信号，x≥y≥1；以及控制装置，所述控制装置用于控制所述y个信号源基于预设模式向所述x对电场电极中的任意一对输出电场信号以产生施加至患者的体内病变组织的电场，所述电场用于破坏和抑制患者体内的病变组织的快速生长。例如，电场电极的数量可以是1对、2对、3对或者更多对。控制装置可以控制y个信号源以非固定顺序向x对电场电极分别输出电场信号，以使x对电极产生电场的顺序不固定。

在一些实施方式中，基于预设模式向所述x对电场电极中的任意一对输出电场信号包括：在单位时间内向每对电场电极输出接近预设次数的电场信号，其中，向每对电场电极实际输出电场信号的次数与所述预设次数的偏差不超过80％。可选地，基于预设模式向所述x对电场电极中的任意一对输出电场信号包括：在单位时间内向每对电场电极输出预设次数的电场信号。所述单位时间可以为0.1～12秒/周期，例如也可以是0.1～4秒/周期，例如1秒。所述预设次数可以为1次。

作为选择，在x≥2的情形下，基于预设模式向所述x对电场电极中的任意一对输出电场信号包括：

a.将所述x对电场电极放入待选择集合；

b.从所述待选择集合中选取任意一对电场电极，并向选取的一对电场电极输出电场信号；

c.将选取的一对电场电极从所述待选择集合中移除；

d.判断所述待选择集合是否为空，若为空，则执行a，若不为空则执行b。该输出方式即为一种非固定顺序。

作为选择，在y＝x≥2的情形下，基于预设模式向所述x对电场电极中的任意一对输出电场信号包括：向至少二对电场电极同时输出电场信号。或者，也可以是在同一时间向至少一对电场电极输出恒幅电场信号。

作为选择，x＝y，每个信号源在同一时间仅向一对电场电极输出电场信号。

可选地，所述电场信号可以为正弦波信号、方波信号和尖波信号。

其中，每个信号源每次向一对电场电极输出的电场信号的时间可以为0.1～3秒，例如0.1～1秒，峰值电压可以为2～180V，频率可以为45～550KHz，例如100～500KHz，例如100～300KHz，例如200KHz。可选地，所述正弦波信号包括单频信号、调幅信号、调频信号、跳频信号。其中，所述跳频信号的频率在中心频率±5％以内跳动，所述调频信号的频率在中心频率±5％以内摆动。

可选地，所述电场的频率可以为45～550KHz，场强可以为0.1～11V/cm。例如，电场的频率可以为100～500KHz，例如100～300KHz，例如200KHz，场强可以为0.7～4V/cm，例如4V/cm。例如，电场可以为恒幅电场，即由交流电产生的波峰幅度一致的电场。

在一些实施方式中，所述设备还可包括至少一对磁场电极，所述磁场电极上附有绕向一致的线圈，所述控制装置控制所述信号源向所述磁场电极输出磁场信号以产生施加至患者的体内病变组织的磁场。可选地，磁场的频率0.5～10Hz，场强≥1mT。

在一些实施方式中，所述设备还可包括至少一对电流电极，所述控制装置控制所述信号源向所述电流电极输出电流信号以产生施加至患者的体内病变组织的电流刺激。所述电流信号可以为直流信号、方波信号或尖波信号。当电流信号为方波信号或尖波信号时，其占空比可调、深度可调。其中，所述直流信号电压2～24V，可采取下述形式中的一种或多种：持续、断续、阶梯、潮汐或浪涌。当采取断续、阶梯、潮汐或浪涌形式时占空比可调、深度可调。

另一方面，本实用新型提供了一种用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备，包括：x’个电场电极，x’≥3；y’个信号源，所述信号源设置成向所述电场电极中的任意两个输出电场信号，0＜y’≤x’；以及控制装置，所述控制装置用于控制所述信号源基于预设模式向所述电场电极中的任意两个输出电场信号以产生施加至患者的体内病变组织的电场，所述电场用于破坏和抑制患者体内的病变组织的快速生长。例如，电场电极的数量可以是3个、4个、5个或者更多个。控制装置可以控制y’个信号源以非固定顺序向x’个电场电极的任意两个输出电场信号，以使x’个电极产生电场的顺序不固定。

可选地，基于预设模式向所述x’个电场电极中的任意两个输出电场信号包括：

a.将所述x’个电场电极中任意2个电场电极的组合放入待选择集合；

b.从待选择集合中选取任意2个电场电极的组合，并向选取的2个电场电极输出电场信号；

c.将选取的2个电场电极的组合从待选择集合中移除，例如，向选取的2个电场电极作选择标记，将2个具有选择标记的电场电极从待选择集合中移除；

d.判断待选择集合是否为空，若为空，则执行a，若不为空则执行b。该输出方式即为一种非固定顺序。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益技术效果：

本实用新型的设备是一种可以集电场、电流和磁场多重电信号治疗疾病的设备，便于患者携带穿戴，可以随时随地伴随治疗。

该设备的配置信号多样化。信号源可以提供电场信号(交变信号)，例如正弦波信号、方波信号、尖波信号等，其中，正弦波信号可在单频、调幅、调频、跳频中任选。信号源还可以提供电流信号(直流信号)，可选择持续、断续、阶梯、潮汐或浪涌等形式，断续、阶梯、潮汐或浪涌时占空比可调、深度可调。

设备的电场施加方式多样化。本实用新型的设备不但能在2对电极间形成单信号或双信号的旋转电场，还可在3对至4对电极间，按有序逐一切换的模式或随机无序逐一切换的模式，形成多种电场变换方式，且旋转或变换的速率可调。所生成的电场，不仅可以包括电极间的直接电场，还可以包括低频的瞬时强电场，该瞬时强电场可以通过2个频率较高且频率相近的信号同时施加于2对方向相交的电极而在2对电极方向相交的区域内由于波的干涉作用而产生，以破坏处于有丝分裂晚后期及末期时的肿瘤细胞。

设备的磁场刺激方式多样化。本实用新型的磁场以磁场电极对为生成单元，对2个同向串联的线圈加以交变信号(正弦波信号、方波信号、尖波信号等)，或加以直流信号(可选择持续、断续、阶梯、潮汐或浪涌等形式，断续、阶梯、潮汐或浪涌时占空比可调、深度可调)，在这2个线圈间产生同向磁场。利用该磁场调节神经细胞的电位变化，达到改善患者脑内代谢和电生理活动的目的。

设备的电流刺激方式多样化。本实用新型的电流刺激以电流电极对为施加单元，在2对电极间加以直流信号(可选择持续、断续、阶梯、潮汐或浪涌的形式，断续、阶梯、潮汐或浪涌时占空比可调、深度可调)，或加以方波信号、尖波信号，流经目标区域，达到改善患者脑内代谢和电生理活动的目的。

附图说明

图1A示出了根据本实用新型实施例1的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的电场电极布局；图1B至图1E分别示出了根据本实用新型实施例1的设备的电场的产生。

图2示出了根据本实用新型实施例2的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。

图3示出了根据本实用新型实施例3的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。

图4示出了根据本实用新型实施例4的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。

图5示出了根据本实用新型实施例5的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。

图6A示出了根据本实用新型实施例6的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备；图6B示出了根据本实用新型实施例6的干涉电场的产生。

图7示出了根据本实用新型实施例7的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的电场电极布局。

图8示出了根据本实用新型实施例8的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的磁场的产生。

图9A至图9E示出了各个进行细胞试验的试验组的流式细胞图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的各个方面进行详细阐述。其中，附图中的部件并非一定是按比例进行绘制，其重点在于对本实用新型的原理进行举例说明。

在本实用新型的各个实施例中，众所周知的结构或材料没有示出或未作详细说明。并且，所描述的特征、结构或特性可在一个或多个实施方式中以任何方式组合。此外，本领域技术人员应当理解，下述的各种实施例只用于举例说明，而非用于限制本实用新型的保护范围。还可以容易理解，本文所述和附图所示的各实施例中的部件可以按多种不同配置或比例进行布置和设计。

【实施例1】

图1A是示出根据实施例1的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的电场电极布局的示意图。图1B至图1E是图1A所示电场电极施加电场的示意图。

如图1A所示，根据本实施例的设备可包括4对电场电极，其分别为由电场电极A1和电场电极A2构成的电场电极对A1、A2，由电场电极B1和电场电极B2构成的电场电极对B1、B2，由电场电极C1和电场电极C2构成的电场电极对C1、C2，以及由电场电极D1和电场电极D2构成的电场电极对D1、D2。在使用时，所述4对电场电极可以围绕患者体内的病变组织，例如，脑内病变组织T。本实施例的设备还可包括1个信号源以及控制装置，为了能够清晰示出电场电极的布局，图1A中省略了信号源和控制装置。

在一种实施方式中，所述控制装置可以包括但不限于处理器、存储器等，其中，所述存储器存储有控制参数和计算机可读指令/程序等，所述处理器执行所述计算机可读指令/程序以便根据所述控制参数来控制所述信号源向所述电场电极输出电场信号。例如，所述控制参数包括单位时间、输出电场的时间间隔、向每对电场电极输出电场信号的预设次数、输出电场信号的实际次数与预设次数的偏差等。控制装置控制这个信号源基于预设模式向4对电场电极中的任意一对输出电场信号，该预设模式是指在使用前存储于控制装置的用于控制电场信号输出的模式。例如，基于预设模式的输出可以是在单位时间内向每对电场电极输出所述预设次数的电场信号，例如以非固定顺序向电场电极分别输出所述预设次数的电场信号，也可以是实际输出接近预设次数的电场信号，例如实际次数与预设次数的偏差不超过80％，等等。当信号源向电场电极对输出电场信号时可以产生施加至患者的体内病变组织的电场，该电场用于破坏和抑制患者体内的病变组织的快速生长。当以非固定顺序输出信号时，电场电极产生恒幅电场的顺序不固定，即4对电场电极乱序或随机地产生电场，例如，每个周期产生电场的顺序可以不同，或者相邻周期产生电场的顺序不同。

其中，单位时间为0.1～12秒/周期，预设次数为1。在本实用新型中，“预设次数为1”指的是每个周期(例如0.1～12秒)向每对电场电极最少预设输出1次电场信号，预设次数也可以是2或3或其他数字，实际的输出次数也可能与预设次数存在偏差，例如不大于80％的偏差。单位时间也可以是其他时间，例如0.1～4秒/周期等等。在实际使用中，在开机开始使用后，在没有人为关机的情况下可以进行无穷个周期的循环。

在使用时，使用者(例如医生、患者等)可以使4对电场电极围绕病变组织均匀分布，使得产生的电场在病变组织T处相交。

在可选的实施方式中，控制装置可以包括可编程逻辑处理电路、单片机、微机等，其能够被编程以控制电场信号的输出。具体地，为了实现基于预设模式向4对电场电极中的任意一对输出电场信号，所述控制装置执行的处理可以包括：

a.将4对电场电极(即电场电极对A1、A2、电场电极对B1、B2、电场电极对C1、C2、以及电场电极对D1、D2)放入待选择集合，例如[A1和A2，B1和B2，C1和C2，D1和D2]；

b.从待选择集合中选取任意一对电场电极，并向选取的一对电场电极输出电场信号；如图1B所示，随机选取电场电极对A1、A2，并向电场电极对A1、A2发送电场信号，这样，电场电极A1和电场电极A2产生围绕病变组织T的电场；

c.将选取的一对电场电极从待选择集合中移除，即待选择集合变为[B1和B2，C1和C2，D1和D2]；

d.判断待选择集合是否为空，若为空，则执行a，若不为空则执行b。

由此，如图1C至图1E所示，在选择电场电极对A1、A2后，随机选择电场电极对D1、D2，电场电极对B1、B2，电场电极对C1、C2。

这是一种非固定顺序的处理，也可以其他方式的非固定顺序。

当所有电场电极对都执行过电场施加后，将所有电场电极对重新放入待选择集合，并重新随机产生电场。这样，不同顺序地产生电场，这样的随机处理方式对病变组织例如肿瘤细胞生长的干扰性更强，能更好的抑制和破坏其快速生长。

可选地，输出的电场信号可以为正弦波、方波或尖波等信号，每次输出0.1～3秒后换下一对电场电极输出。产生的电场的频率为45～550KHz，场强为0.1～11V/cm，例如，电场的频率可以为100～300KHz，场强可以为0.7～4V/cm，例如4V/cm，电场可以为恒幅电场等。

【实施例2】

图2示出了根据实施例2的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的设备可包括2个信号源，即信号源a和信号源b，其中，电场电极对A1、A2中的电场电极A1经由开关KA1与信号源a和b连接，电场电极A2经由开关KA2与信号源a和b连接；电场电极对B1、B2中的电场电极B1经由开关KB1与信号源a和b连接，电场电极B2经由开关KB2与信号源a和b连接；电场电极对C1、C2中的电场电极C1经由开关KC1与信号源a和b连接，电场电极C2经由开关KC2与信号源a和b连接；电场电极对D1、D2中的电场电极D1经由开关KD1与信号源a和b连接，电场电极D2经由开关KD2与信号源a和b连接。这样，通过控制装置(未示出)控制所述开关的导通与断开，信号源a和信号源b均可向任一对电场电极输出电场信号。例如，控制装置在选择需要输出电场信号的电场电极对A1、A2时，使开关KA1和开关KA2接通任意一个信号源，例如，可以同时接通信号源a和信号源b，也可以分别接通信号源a或信号源b，被接通的信号源向对应电场电极输出电场信号。从而，使得电场电极对A1、A2产生电场。控制装置通过任意选择电场电极对所对应的一对开关来导通和断开，从而实现随机选择电场电极对以随机产生电场。其中，控制装置的处理可以同实施例1中所述的处理。

【实施例3】

图3示出了根据实施例3的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。本实施例与实施例2的区别在于，信号源a设置成向电场电极对A1、A2和电场电极对B1、B2输出电场信号，信号源b设置成向电场电极对C1、C2和电场电极对D1、D2输出电场信号。具体而言，电场电极对A1、A2中的电场电极A1经由开关KA1与信号源a连接，电场电极A2经由开关KA2与信号源a连接；电场电极对B1、B2中的电场电极B1经由开关KB1与信号源a连接，电场电极B2经由开关KB2与信号源a连接；电场电极对C1、C2中的电场电极C1经由开关KC1与信号源b连接，电场电极C2经由开关KC2与信号源b连接；电场电极对D1、D2中的电场电极D1经由开关KD1与信号源b连接，电场电极D2经由开关KD2与信号源b连接。控制装置在选择需要输出电场信号的电场电极对后，使相应的开关导通，从而选择相应的信号源向该电场电极对输出电场信号。其中，控制装置的处理可以与实施例1中所述的处理相同。

【实施例4】

图4示出了根据实施例4的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备。本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的设备可包括4个信号源，分别为信号源a、信号源b、信号源c、和信号源d。信号源a向电场电极对A1、A2输出电场信号，信号源b向电场电极对B1、B2输出电场信号，信号源c向电场电极对C1、C2输出电场信号，信号源d向电场电极对D1、D2输出电场信号，控制装置在选择需要输出电场信号的电场电极对后，选择相应的信号源向该电场电极对输出电场信号。

当然，本实用新型实施例的设备所包括的电场电极不限于4对，可以是2对、3对、5对、更多对等，可以根据实际需要进行选择。信号源也不限于2个或4个，可以是1个、3个、5个、更多个等，可以根据实际需要进行选择，优选地，信号源的个数不大于电场电极的对数。输出的电场信号也不限于正弦波、方波或尖波，每次向电极输出的时间也不限于0.1～3秒，可以是0.1～1秒，可以是0.1～12秒或更长等，可以根据实际需要进行选择。

输出的电场信号也可以是跳频信号、调频信号等，跳频信号的频率可以在中心频率的±5％以内跳动，调频信号的频率在中心频率±5％以内摆动。

【实施例5】

图5是根据实施例5的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的示意图。

如图5所示，根据本实施例的设备可包括电场电极E1、E2、F1、F2，即2对电场电极。并且，本实施例的设备可包括信号源e和f以及控制装置(未示出)。电场电极E1经由开关KE1与信号源e和f连接，电场电极E2经由开关KE2与信号源e和f连接，电场电极F1经由开关KF1与信号源e和f连接，电场电极F2经由开关KF2与信号源e和f连接。控制装置基于预设模式控制信号源e和f向2对电场电极中的任意一对输出电场信号，在单位时间内向每对电场电极输出预设次数的电场信号。具体地，控制装置通过控制开关KE1和开关KE2的通断来控制信号源e和f向电场电极对E1、E2输出电场信号，以及控制装置通过控制开关KF1和开关KF2的通断来控制信号源e和f向电场电极对F1、F2输出电场信号。当信号源向电场电极对输出电场信号时所述电场电极可以产生施加至患者的脑N内病变组织T的电场，该电场用于破坏和抑制患者体内的病变组织的快速生长。其中，单位时间为0.1～12秒/周期，预设次数为1。

在使用时，使用者(例如医生、患者等)可以使2对电场电极对围绕病变组织T均匀分布，使得产生的电场在病变组织处相交。例如，信号源e向电场电极对E1、E2输出电场信号，信号源f向电场电极对F1、F2输出电场信号。

基于预设模式向2对电场电极中的任意一对输出电场信号包括：向2对电场电极同时输出电场信号，维持0.1～3秒，这样，生成2个同时施加于病变组织的不同方向的电场，这2个不同方向的电场相交从而在相交处产生瞬时低频电场，刺激病变组织，抑制其生长，之后暂停0.1～3秒输出电场信号，之后反复前述步骤。

其中，输出的电场信号为正弦波信号，2个电场信号频率较高且频率相近，每次输出电场信号0.1～3秒，暂停0.1～3秒。电场的频率45～550KHz，场强0.1～11V/cm。相交处瞬时低频电场的场强为2个电场强度之和，频率为2个电场频率之差。

【实施例6】

图6A示出了根据本实用新型实施例6的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备；图6B示出了根据本实用新型实施例6的干涉电场的产生。本实施例与实施例5的区别在于，本实施例中的设备包括4对电场电极，即电场电极对E1、E2，电场电极对F1、F2，电场电极对G1、G2，以及电场电极对H1、H2。其中，信号源e可向电场电极对E1、E2和电场电极对F1、F2输出电场信号，信号源f可向电场电极对G1、G2和电场电极对H1、H2输出电场信号。具体而言，电场电极对E1、E2中的电场电极E1经由开关KE1与信号源e连接，电场电极E2经由开关KE2与信号源e连接；电场电极对F1、F2中的电场电极F1经由开关KF1与信号源e连接，电场电极F2经由开关KF2与信号源e连接；电场电极对G1、G2中的电场电极G1经由开关KG1与信号源f连接，电场电极G2经由开关KG2与信号源f连接；电场电极对H1、H2中的电场电极H1经由开关KH1与信号源f连接，电场电极H2经由开关KH2与信号源f连接。控制装置通过控制开关KE1和KE2、KF1和KF2、KG1和KG2、KH1和KH2中任意一对开关的通断来选择需要输出电场信号的电场电极对，选择相应的信号源向该电场电极对输出电场信号。

具体而言，基于预设模式输出电场信号包括：

a.将4对电场电极放入待选择集合；

b.从待选择集合中选取任意2对电场电极，并向选取的2对电场电极同时输出电场信号；

c.将选取的两对电场电极从待选择集合中移除；

d.判断待选择集合是否为空，若为空，则执行a，若不为空则执行b。

向其中2对电场电极同时输出电场信号维持0.1～3秒，以生成2个同时施加于病变组织的不同方向的电场，这2个不同方向的电场相交从而在相交处产生瞬时高频电场，如图6B所示。之后向另外2对电场电极同时输出电场信号维持0.1～3秒，这样，生成另外2个不同方向的电场，这2个不同方向的电场相交从而在相交处产生瞬时高频电场。之后反复前述步骤。控制装置在选择需要输出电场信号的电场电极对后，选择相应的信号源向该电场电极对输出电场信号。

如上所述，两个信号源，两对电极，每个信号源同一时间内向一对电场电极输出信号，每对电场电极的方向与其他电极的方向相交。当信号源同时向电极输出信号时，在电极对方向的相交处，由于波的干涉作用，会产生低频率的瞬间较高电场。这个电场的频率为两个信号源频率之差。

其中，输出的电场信号为正弦波信号，每次输出电场信号0.1～3秒。电场的频率45～550KHz，场强0.1～11V/cm。相交处瞬时低频电场的场强为2个电场强度之和，频率为2个电场频率之差。

当然，本实用新型的设备所包括的电场电极也不限于2对或4对，可以是3对、5对、更多对等，可以根据实际需要进行选择。信号源也不限于2个或4个，可以是1个、3个、5个、更多个等，只要不大于电场电极的对数即可，可以根据实际需要进行选择。输出的电场信号也不限于正弦波，输出时间也不限于0.1～3秒，可以是0.1～12秒或更长等，可以根据实际需要进行选择。每次也可以不止向2对电场电极同时输出电场信号，也可以向3对、4对或多对电场电极同时输出电场信号。

【实施例7】

图7示出了根据实施例7的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的电场电极和产生的电场。

如图7所示，根据本实施例的设备可包括3个电场电极I、J、K、以及未示出的1个信号源以及控制装置。控制装置控制这个信号源基于预设模式向3个电场电极中的任意两个输出电场信号，在单位时间内向两个电场电极输出预设次数的电场信号。当信号源向两个电场电极输出电场信号时可以产生施加至患者的体内病变组织T的电场，该电场用于破坏和抑制患者体内的病变组织T的快速生长。其中，单位时间为0.1～12秒，预设次数为1，单位时间也可以是其他时间，例如0.1～4秒等等，预设次数也可以是2、3甚至更多，实际次数也可能与预设次数存在偏差，例如不大于80％的偏差。

在使用时，使用者(例如医生、患者等)可以使3个电场电极围绕病变组织均匀分布，使得产生的电场均施加至病变组织处(如图7所示)。

基于预设模式向3个电场电极中的任意两个输出电场信号包括：

a.将3个电场电极中任意2个电场电极的组合(例如IJ、IK和JK)放入待选择集合；

b.从待选择集合中选取任意两个电场电极的组合(例如IJ、IK或JK)，并向选取的两个电场电极输出电场信号；

c.从待选择集合中移除选取的两个电场电极的组合，作为选择，向选取的两个电场电极作选择标记，将两个具有选择标记的电场电极从待选择集合中移除；

d.判断待选择集合是否为空，若为空，则执行a，若不为空则执行b。

输出的电场信号为正弦波信号，每次输出0.1～3秒后换下两个电场电极输出。产生的电场的频率45～550KHz，场强0.1～11V/cm，例如100～300KHz，2～5V/cm等等，电场可以是恒幅电场等等。

当然，本实用新型的设备所包括的电场电极也不限于3个，可以是4个、5个、更多个等，可以根据实际需要进行选择。信号源也不限于1个，可以是2个、3个、更多个等，只要不大于电场电极的个数即可，可以根据实际需要进行选择。输出的电场信号也不限于正弦波信号，输出时间也不限于0.1～3秒，可以是0.1～1秒，可以是0.1～12秒或更长等，可以根据实际需要进行选择。每次也可以不止向2个电场电极输出电场信号，也可以向4个电场电极、6个电场电极、更多偶数个电场电极同时输出电场信号等。

【实施例8】

图8是根据实施例8的用于破坏和抑制患者体内病变组织快速生长的设备的示意图。

如图8所示，本实施例的设备，除了具有实施例1～7任意一个实施例所述的结构外，进一步包括1对磁场电极，磁场电极上分别附有绕向一致的线圈，控制装置控制信号源向磁场电极输出磁场信号以产生施加至患者的脑内病变组织的磁场。其中，磁场的频率0.5～10Hz，磁感应强度不小于1mT。使用时，将对称的2个同向线圈串接，产生的磁力线穿过该2个线圈，因此发射的磁场可以高效能地聚焦于患者的体内病变组织(特定靶区)。当然，本实用新型的设备所包括的磁场电极也不限于1对，可以是2对、3对、更多对等，可以根据实际需要进行选择。

【实施例9】

在本实施例中，除了具有实施例1～7任意一个实施例所述的结构外，所述设备还包括1个电流电极，控制装置控制信号源向电流电极输出电流信号以产生施加至患者的体内病变组织的电流刺激。电流信号可以为直流信号、方波信号或尖波信号。当电流信号为方波信号或尖波信号时，其占空比可根据实际需要调整、深度可根据实际需要调整。直流信号的电压可以为2～24V。

例如，本实施例的电流电极可按需求配置到患者各部位(例如头部的病变区域处)，对相关部位进行电流刺激治疗，且输出电流的形式多样，可选择持续、断续、阶梯、潮汐或浪涌的形式。断续、阶梯、潮汐或浪涌时，其占空比可根据实际需要调整、深度可根据实际需要调。

当然，本实用新型的设备所包括的电流电极也不限于1个，可以是2个、3个、更多个等，可以根据实际需要进行选择。本实用新型的设备可以同时包括电场电极、磁场电极和电流电极，也可以只包括电场电极和磁场电极，或电场电极和电流电极等，可以根据实际需要进行选择。

本实用新型的设备是一种可以利用电场、电流、磁场、2个相近频率信号由于干涉作用产生的干涉波等对脑部靶区进行无创刺激，来治疗疾病的集成系统，包括信号源、电极(可穿戴电极组)和控制装置，可随时随地伴随治疗。本实用新型的设备可以同时发射电场、电流和磁场，在抑制肿瘤组织生长的同时，还能调节神经细胞的电位变化，而达到改善患者脑内代谢和电生理活动的目的。

【实施例10】

本实施例的设备与前述实施例的设备相似，其包括3个信号源、3对电场电极和控制装置，电场电极分别为由电场电极A1’和电场电极A2’构成的电场电极对，由电场电极B1’和电场电极B2’构成的电场电极对以及由电场电极C1’和电场电极C2’构成的电场电极对，控制装置，控制装置用于控制3个信号源在单位时间内向3对电场电极中的任意一对(每个信号源对应每对电场电极)非固定顺序地输出预设次数的恒幅电场信号以使3对电极在各个周期不同顺序地产生施加至患者的体内病变组织的恒幅电场。

控制装置的处理包括：a.将3对电场电极(即电场电极对A1’、A2’、电场电极对B1’、B2’、以及电场电极对C1’、C2’)放入待选择集合，例如[A1’和A2’，B1’和B2’，C1’和C2’]；b.从待选择集合中选取任意一对电场电极，并向选取的一对电场电极输出电场信号；例如，随机选取电场电极对A1’、A2’，并向电场电极对A1’、A2’发送电场信号，这样，电场电极A1’和电场电极A2’产生围绕病变组织T的电场；c.将选取的一对电场电极从待选择集合中移除，即待选择集合变为[B1’和B2’，C1’和C2’]；d.判断待选择集合是否为空，若为空，则执行a，若不为空则执行b。

由此，例如，在选择电场电极对A1’、A2’后，随机选择电场电极对C1’、C2’，电场电极对B1’、B2’。当所有电场电极对都执行过电场施加后，将所有电场电极对重新放入待选择集合，并重新随机产生电场。

为了说明本实用新型的设备对病变组织快速生长的破坏和抑制，下文针对人胶质瘤细胞Ln229进行了5组细胞试验，分别针对3个具有不同参数的本实施例的设备(试验组a、b、c)、顺序电场处理的对比设备(对照组)以及不进行电场处理(空白组)。细胞试验的步骤如下：

一、培育Ln229细胞。

取培养至80％以上融合度的Ln229细胞T75培养瓶一瓶，弃培养基，加入TrypLE^TM5ml，在37℃孵育10分钟，加入5ml培养基(DMEM+5％FBS)终止消化。300g离心处理5分钟，弃上清液，加入培养基(DMEM+5％FBS)，调节细胞浓度至1×10⁵/ml～2×10⁵/ml。将玻片灭菌后，置于35mm培养皿中，每片加100ul细胞悬液，晃动使细胞悬液均匀分布于玻片表面。将培养皿置于37℃饱和湿度培养箱中2-4小时后，补充培养基(DMEM+5％FBS)2ml，置于37℃饱和湿度培养箱中过夜培养。由此得到待处理的Ln229细胞。

二、施加电场

第二天，将玻片转移至高介电常数材料制成的培养皿中，于37℃饱和湿度通过前述设备加电场进行培养24小时。空白组省略该步骤，置于37℃饱和湿度培养箱中培养24小时。

三、检测细胞凋亡率

培养结束后，加入TrypLE^TM消化，制成细胞悬液，300g离心处理5分钟。弃上清液，加入结合缓冲液(Banding Buffer)195ul，混匀，再加入5ul的Annexin V和10ul的PI，混匀，室温避光孵育30分钟，使用流式细胞仪进行检测。

使用流式细胞仪对凋亡早期标志物Annexin V(FITC-A)和死亡标记PI(PE-A)进行检测，可以得到如图9A至图9E所示的流式细胞图，其中象限B+-代表早期凋亡的细胞，象限B-+代表已死亡的细胞，象限B++代表过渡状态的细胞，将此三个象限的数值相加可以算出细胞凋亡率。而细胞被诱发凋亡和死亡意味着其快速生长被破坏和抑制，因此细胞凋亡率可以更灵敏地检测出电场的治疗效果。

其中，试验组a中，设备包括3对电场电极，具体结构如前所述。其电场处理的单位时间为1秒/周期，预设次数为1，即在1秒的单位时间中非固定顺序地使3对电极中的任一对产生1次恒幅电场，输出的恒幅电场信号为正弦波信号，产生的恒幅电场的频率为200KHz，场强为4V/cm。每对电场电极每次的恒幅电场持续0.3秒后换下一对电场电极，3对电场电极均轮换完后间隙0.1秒(该间隙可以省略)开始下一次周期，各个周期中3对电场电极均按不同顺序产生电场(即相邻周期的电场产生顺序不同)，整个电场培养时间持续24小时。如图9A所示，试验组a的细胞凋亡率为7.2。相同条件重复10次试验，平均值为7.34，标准差SD值为0.517。

试验组b中，设备包括3对电场电极，具体结构如前所述。其电场处理的单位时间为1秒/周期，预设次数为1，即在1秒的单位时间中非固定顺序地使3对电极中的任一对产生1次恒幅电场，输出的恒幅电场信号为正弦波信号，产生的恒幅电场的频率为100KHz，场强为4V/cm。每对电场电极每次的恒幅电场持续0.3秒后换下一对电极，3对电极均轮换完后间隙0.1秒(该间隙可以省略)开始下一次周期，各个周期中3对电场电极均按不同顺序产生电场(即相邻周期的电场产生顺序不同)，整个电场培养时间持续24小时。如图9B所示，试验组b的细胞凋亡率为4.15。相同条件重复10次试验，其平均值为4.07，标准差SD值为0.302。

试验组c中，设备包括3对电场电极，具体结构如前所述。其电场处理的单位时间为1秒/周期，预设次数为1，即在1秒的单位时间中非固定顺序地使3对电场电极中的任一对产生1次恒幅电场，输出的恒幅电场信号为正弦波信号，产生的恒幅电场的频率为300KHz，场强为4V/cm。每对电场电极每次的恒幅电场持续0.3秒后换下一对电极，3对电场电极均轮换完后间隙0.1秒(该间隙可以省略)开始下一次周期，各个周期中3对电场电极均按不同顺序产生电场(即相邻周期的电场产生顺序不同)，整个电场培养时间持续24小时。如图9C所示，试验组c的细胞凋亡率为4.18。相同条件重复10次试验，其平均值为4.09，标准差SD值为0.321。

对照组中，使用的也是包括3对电场电极的设备，但是控制装置控制信号源在单位时间内按固定顺序向3对电场电极中的每一对输出1次的恒幅电场信号，换言之，其始终按照电场电极对A1’、A2’，电场电极对B1’、B2’，电场电极对C1’、C2’的顺序产生相应的恒幅电场。因此，在对照组中，在1秒的单位时间中顺序地使3对电场电极产生1次恒幅电场，输出的恒幅电场信号为正弦波信号，产生的恒幅电场的频率为200KHz，场强为4V/cm，每对电极每次的恒幅电场持续0.3秒后换下一对电场电极，3对电场电极均轮换完后间隙0.1秒(该间隙可以省略)开始下一次周期，整个电场培养时间持续24小时。如图9D所示，对照组的细胞凋亡率为3.71。相同条件重复10次试验，其平均值为3.87，标准差SD值为0.271。

空白组中，不进行电场处理。因此试验之后，如图9E所示，空白组的细胞凋亡率为2.60。相同条件重复10次试验，其平均值为2.68，标准差SD值为0.472。

使用R语言统计分析(R version 3.2.5)。将试验组a与空白组进行统计学分析，p值为0.00235，小于0.05，因此差异具有显著性意义。将试验组a与对照组进行统计学分析，p值为0.00274，小于0.05，因此差异具有显著性意义。将试验组a与试验组b进行统计学分析，p值为0.00009，小于0.05，因此差异具有显著性意义。将试验组a与试验组c进行统计学分析，p值为0.00023，小于0.05，因此差异具有显著性意义。将试验组b与试验组c进行统计学分析，p值为0.8674，差异不具有显著性意义。

根据上述数据可知，本实用新型的非固定顺序电场处理的设备会对细胞的快速生长产生明显的抑制和破坏，并且非固定顺序电场处理的效果明显优于固定顺序电场处理的效果，在电场频率为200KHz时，处理效果最好。

本实用新型的设备还可以实现治疗方式的个体化、精准化。在使用中，对手术、活检提取的患者病变组织进行细胞培养后，针对培养的病变细胞进行电场信号的波形、频率、强度、旋转模式敏感试验，获取最佳组合方式的电场信号参数，并对可穿戴电极组的电极进行对称的或非对称的配对，形成穿过病变组织中心的电场，从而设定个性化参数并施加于病变组织，影响病变细胞代谢和有丝分裂而抑制其生长。在随后的治疗过程中，跟踪了解患者情况，定期调整电场信号参数、电极组安放位置，以达到最有效的治疗结果。能够以持续、断续、阶梯、潮汐或浪涌的形式对大脑进行经颅直流电刺激，能够以方向变化的或是方向不变的(方向不变时有持续的、断续的、阶梯的、潮汐的或浪涌的形式)方式对脑部进行磁场刺激(经颅磁刺激)，以达到调节神经细胞的电位变化而改善患者脑内代谢和电生理活动的目的。

例如，当该设备用于患者头部的病变部位时，这些电极可以安装在可穿戴的电极帽上以便患者使用。电极可以为复合式柔性偶合电极，双面均为导电衬底，一面为金属，另一面为导电凝胶，中间为导电介质，多片电场电极可以组合为一组进行使用，每一组被视为上述实施例中的一个电场电极，每组电场电极呈蜂窝状结构，单片自由姿态以适应头部弧度，这样的结构信号偶合效率高，配戴舒适、性能佳。位于电场电极组中心的电场电极的周边均匀配置点状、片状或环状的接触性电极(电流电极)，用于直流刺激。每个电极组上还可附有线圈，以产生磁场，其发射的磁场可以高效能聚焦于特定靶区。

在使用时可以结合MRI影像及红外相机导航对电极位置进行定位，例如可在电极帽上进行标记，精准确定施加电场及磁场、电流的区域，可通过对穿戴电极组的电极进行对称的或非对称的配对，形成穿过病变组织中心的电场，从精确施加于病变组织。

本实用新型说明书中使用的术语和措辞仅仅为了举例说明，并不意味构成限定。本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施方式的基本原理的前提下，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。因此，本实用新型的保护范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。