[发明专利]全时段高压陡脉冲癌症治疗装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗治疗仪器，用于治疗良性肿瘤与恶性肿瘤即癌症的医疗治疗仪器，也可以用于其他病症的治疗的辅助治疗。

背景技术

恶性肿瘤已经成为死亡率很高的疾病。现有的癌症治疗技术方法主要是化疗、基因治疗、中医治疗及中西医结合治疗、基因治疗、超声波治疗及药物治疗，而以化疗为主要技术方法，化疗因其高昂的治疗费用和巨大的副作用，让多数的癌症患者放弃治疗。而中科院近代物理研究所发明的重离子束治疗癌症，技术成熟，效果良好，对于大部份中晚期癌症患者治疗有效，前期实验表明经过治疗后的晚期总部患者无复发症状，但该设备及配套设施投资高达10亿元以上，设备庞大，制造周期长，不利于推广。这些治疗技术都不能或难以从根本上杀死癌细胞和抑制癌细胞的扩散，而且化疗的副作用对于病人的身体损伤较大，治疗费用高。根据利用不可逆电容孔陡脉冲技术治疗肿瘤，实验显示治疗肿瘤效果良好，这但种技术关键设备脉冲发生器的电子电器设备复杂，制作工艺复杂，所产生的脉冲的脉冲边沿不够陡峭，顶部不平坦。

[0003]脉冲发生器技术已经成熟产，应用全面。现有的基于高压脉冲治疗设备，包括重庆大学的申请号20101054616.7专利   不可逆电穿孔肿瘤治疗的装置及方法，该技术条件下产生的脉冲为us微秒脉冲，目前的医学实验表明，微秒脉冲对良性及恶性肿瘤治疗的效果不显著；而专利文献申请号为201110195350.4的基于FPGA控制的固态高压纳方波脉冲发生器公开的技术，所产生的纳秒脉冲波，仍然还可以进行一步的陡化。现代高压脉冲技术研究及实验表明，通过开关或开关器件对脉冲发生器产生的高压脉冲进行截尾或尾切，可以进一步的陡化高压脉冲波后沿。

发明内容

本发明针对上述技术缺陷，通过运用开关器件对高压微秒、纳秒脉冲发生器产生脉冲方波进行二次或多次截尾陡化，从而产生尾切后的更加陡化的高压纳秒、皮秒脉冲方波，利用这种高压脉冲波通过医用电极负载放电，进行有效的肿瘤治疗，特别是恶性肿瘤即癌症的治疗。

本发明技术方案：全时段高压陡脉冲癌症治疗仪，通过脉冲尾切开关尾切微秒、纳秒脉冲发生器产生的脉冲而形成的更加陡的纳秒、皮秒高压脉冲，杀死肿瘤细胞特别是恶性肿瘤细胞，通过控制脉冲发生器的电容器和尾切开关，可以对脉冲的幅值、脉宽、脉冲后沿等参数进行调整，其构成单元主要包括开关电源、脉冲发生器、尾切开关、带内窥镜的电极、示波器、电缆、光纤、电脑及相关配件，所述的负载电极包括含钛铂金电极，所述的开关电源由开关及驱动器构成；市电由电缆或导线通过所述的开关电源的开关与脉冲发生器的的输入连接，脉冲发生器的输出端通过导线、光纤或电缆与负载连接，所述的脉冲发生器的输出端用电缆、光纤或电缆，与开关器件连接后，与示波器连接后再与负载连接。

所述脉冲发生器的包括基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器，基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器主要包括电源系统、脉冲形成系统、脉冲测量系统、FPGA控制系统、信号转换系统、电脑或带电脑接口的和单机芯片的单机。

所述的基于FPGA控制的高压纳方波脉冲发生器发生器的原理是基于马克斯发生器，通过对一组或多级多个电容器并联充电，然后由多个开关器器件对电容串联放电产生的脉冲多次斩波后获得所需要的高压纳秒、皮秒方波脉冲。负载与马克斯发生器脉冲输出端之间有数个尾切开关器件，每个尾切开关器件上有驱动器，在驱动器的控制下，尾切开关进行通导与断开，从而对脉冲波进行尾切。操作人员通过电脑程序用户界面或单片机面板，对脉冲发生器设置输出幅值、脉冲宽度、脉冲频率和脉冲个数等参数，FPGA控制系统的模块运算牗后通过信号置换系统发送控制信号给脉冲形成系统和高压直流模块。高压直流模块按照操作人员设定的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲个数进行开关动作、从而控制输出脉冲的宽度、频率和脉冲个数。脉冲测量系统中的分压器测量得到的输出处理或负载处脉冲电压、通过处理电路处理后发送给FPGA控制系统，实时调节充电电压，这样可以使设置输出恒定的预设幅值的高压纳秒、皮秒方波脉冲；电流传感器测量到输出处或负载处的脉冲电流信号通过处理电路处理后发送给FPGA控制系统，当超过设定的电流信号时，由FPGA控制系统进行延时判断锁定控制信号，关断脉冲形成系统中的开关器件工作和负载前端的截尾开关器件的工作，断开脉冲形成电路和负载电极放电电路，实现整个装置的保护，并保护使用者、患者的安全。所述的开关器件或截尾开关器件包括气体开关、固态开关和液体开关，优选固态开关，开关器件或尾切开关器件的数量包括个或一个以上。