用于改善电场治疗以减少实体肿瘤的装置和方法与流程

本发明涉及肿瘤和癌细胞处理，且更具体地，涉及包括施加电磁场的处理。

背景技术：

1、交变电场，也称为肿瘤处理场(tumor treating fields，ttf或tt场)，可以通过使用低强度电磁场来用作一种癌症处理治疗。这些低强度场每秒数千次地迅速改变方向。由于ttf是电场，其不会引起肌肉抽搐或对其它电激活组织的严重不良副作用。癌细胞的生长速率通常大于正常健康细胞的生长速率。交变电场治疗利用了这种高生长速率特性的优势。ttf通过操纵细胞的可极化细胞内成分，即形成将细胞核中的遗传物质拉成两个姐妹细胞的有丝分裂纺锤体的微管蛋白，来发生作用以中断癌细胞的有丝分裂过程和胞质分裂。微管蛋白通过呈现称为偶极矩的电特性而形成有丝分裂纺锤体，即微管蛋白分子变成在一侧为正电荷且在另一侧为负电荷。微管蛋白通过正到负地连接彼此形成链，来形成有丝分裂纺锤体。ttf通过干扰微管蛋白分子之间的电键，来中断有丝分裂纺锤体微管组装，从而防止细胞分裂。使用ttf处理的转移性疾病细胞通常会在4至5小时内进入程序性细胞死亡。那些能够分裂的癌细胞会产生畸形的子细胞，这些畸形的子细胞被免疫系统识别为外来的，从而受到攻击。结果是肿瘤尺寸的显著缩小以及完全消除实体瘤的潜能。对ttf进行调谐以处理特定的癌细胞，从而不损伤正常细胞。ttf治疗可以作为唯一的处理方法，或者也可以与传统的药物输送机制结合。

2、使用粘接到皮肤的绝缘电极来将ttf施加到患者，该绝缘电极通过多种方法粘接到皮肤，包括使用医用粘合剂、服装用品等。绝缘电极有多种配置，但均在一侧具有高介电常数的绝缘材料，且在另一侧具有薄金属涂层，通常为银。现有技术中用于生成ttf的绝缘电极总是成对出现。

3、从多于一个角度输送ttf治疗会提升肿瘤的缩小，这是公认的。这是因为一种称为电泳的现象。在有丝分裂末期期间，新生子细胞之间形成分裂沟。当tt场平行穿过分裂沟运行时，可极化物被拉向电场的最高浓度(现在是分裂沟)，在这种情况下，是细胞分裂所需的遗传物质。该大量物质填塞分裂沟，导致分裂沟破裂，从而导致细胞死亡。除了ttf的基本作用机制外，该靶向癌细胞的爆裂还会导致提升的肿瘤缩小。由于癌细胞在随机位置和取向上分裂，从一个方向的ttf会错过引起电泳的机会。现有技术的ttf系统使用目前仅从2个角度输送治疗的固定阵列。

4、ttf治疗的成功也取决于强度。1v/cm的tt场可能会减缓肿瘤的生长，但仍会留下比被杀死的细胞更多的细胞生长。然而，产生2.35v/cm的tt场的强度会杀死比生长的细胞更多的细胞，从而可能完全战胜肿瘤。带来成功的ttf治疗的强度的问题是热管理。现有技术通过当阵列温度达到105.5f时在降温时段内关闭整个ttf系统来应对因强度增加而导致的温度升高。在一些情况下，已经观察到这种热管理的反应性方法仅在器械佩戴时间的39％向患者输送治疗。这些延长的关闭降低了ttf治疗的效力。

5、本领域需要的是，一种ttf系统，该ttf系统增加场方向的角度以显著提升肿瘤的缩小，使阵列元件(array element)的输送角度增加和占空比降低，防止阵列热积增，并管理导致治疗期间热量产生的变量，诸如患者的尺寸(大、小、胖、瘦等)、患者衣服、环境温度、姿势的变化(坐、睡等)。

技术实现思路

1、本发明提供了一种利用ttf治疗的改进的癌症和肿瘤处理方案。

2、本发明在一种形式中，涉及一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法。该方法包括以下步骤：将电极阵列放置在患者上；运行电极阵列的环境分析模式，以提供环境分析；基于环境分析，确定电极阵列的哪些子阵列具有在发射配置中插入的中性非肿瘤处理场发射；以及使用发射配置对患者进行处理，以向患者输送肿瘤处理场。

3、本发明在另一种形式中，涉及一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法，包括以下步骤：将虚拟电极阵列放置在患者体模上；运行虚拟电极阵列的虚拟温度分析，以提供温度分析；基于温度分析，确定虚拟电极阵列的哪些子阵列具有在发射配置中插入的中性非肿瘤处理场发射和/或重定向的中性肿瘤处理场发射；以及使用发射配置对患者进行处理，以向患者输送肿瘤处理场。

4、本发明在又一种形式中还涉及一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法，包括以下步骤：将患者的医学图像导入到医学模拟器中；将虚拟电极阵列放置在模拟器的患者体模上；运行虚拟电极阵列的虚拟温度分析，以提供温度分析；基于温度分析，确定虚拟电极阵列的哪些子阵列具有在发射配置中插入的中性非肿瘤处理场发射和/或重定向的中性肿瘤处理场发射；将电极阵列施加到患者；以及使用发射配置对患者进行处理，以向患者输送肿瘤处理场。

5、有利地，本发明使用温度分析以先占方式控制肿瘤处理场设备中的电极的温度，以确定电极阵列的子阵列的发射配置。

技术特征：

1.一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将虚拟阵列施加到医学模拟器中的患者体模中以评估虚拟阵列中虚拟电极的定位，以确定在所述放置的步骤中将所述电极阵列中的元件放置在何处。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：选择治疗环境设定。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述治疗环境设定由所述患者选择。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将重定向的中性肿瘤处理场发射引入到所述发射配置中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述重定向的中性肿瘤处理场发射在所述发射配置中具有选择的序列，以调节所述电极阵列的元件中的热量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述重定向的中性肿瘤处理场发射在所述发射配置中具有选择的持续时间，以调节所述电极阵列的元件中的热量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述选择的持续时间小于3秒。

9.一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：将电极阵列施加到所述患者。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：选择治疗环境设定。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述治疗环境设定由所述患者选择。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：基于所述温度分析，将重定向的中性肿瘤处理场发射引入到所述发射配置中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述重定向的中性肿瘤处理场发射在所述发射配置中具有选择的序列，以调节所述电极阵列的元件中的热量。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述重定向的中性肿瘤处理场发射在所述发射配置中具有选择的持续时间，以调节所述电极阵列的元件中的热量。

16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述中性非肿瘤处理场发射在所述发射配置中具有选择的序列，以调节所述电极阵列的元件中的热量。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述中性非肿瘤处理场发射在所述发射配置中具有选择的持续时间，以调节所述电极阵列的元件中的热量。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述选择的持续时间小于3秒。

19.一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法，包括以下步骤：

20.根据权利要求19所述的方法，还包括以下步骤：选择治疗环境设定。

技术总结
一种通过向患者输送肿瘤处理电场来处理肿瘤的方法。该方法包括以下步骤：将电极阵列放置在患者上；运行电极阵列的环境分析模式，以提供环境分析；基于环境分析，确定电极阵列的哪些子阵列具有在发射配置中插入的中性非肿瘤处理场发射；以及使用发射配置对患者进行处理，以向患者输送肿瘤处理场。

技术研发人员：R·罗通多,皮特·F·特拉弗斯,S·克里维克,N·R·特拉弗斯,肯·沃特金斯
受保护的技术使用者：利弗布里奇创新公共福利公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17