电场激发装置与电场激发方法与流程

1.本技术涉及肿瘤电场治疗技术领域，特别是涉及一种电场激发装置与电场激发方法。


背景技术：

2.电场刺激是一种用于诱导细胞凋亡、增殖等各种细胞过程改变的物理装置。对于不同类型的细胞，在电场刺激下其得到的效果也是不同的。例如对于成纤维细胞，电场刺激能够促进其细胞增殖；对于软骨细胞，电场刺激能够影响软骨细胞的增殖、分化、迁移等过程，而对于肿瘤细胞，电场刺激则能够阻止其细胞进行有丝分裂。
3.肿瘤电场治疗是一种通过便携式、无创的医疗器械实施的全新肿瘤治疗技术，其主要通过低强度、中频交流电场，作用于增殖肿瘤细胞的微管蛋白，干扰肿瘤细胞的有丝分裂，使受影响的肿瘤细胞凋亡，从而实现抑制肿瘤生长的目的。
4.研究表明电场强度越高，对肿瘤细胞的抑制作用越明显，高强度电场虽然对细胞的破坏性强，但在使用过程中容易造成电极表面快速升温，超出人体最高耐受温度。因此，在现有技术中，一般采用低强度电场进行治疗。但在低强度电场作用下，治疗时间往往需要十几个小时以上，对肿瘤细胞的抑制效率较低，温度的升高将使得患者在治疗过程中产生不适感。
5.针对相关技术中如何提高对肿瘤细胞的抑制效率，目前还没有提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高对肿瘤细胞的抑制效率的电场激发装置与电场激发方法。
7.第一方面，本技术提供了一种电场激发装置。所述电场激发装置包括：控制模块、电场信号激发器以及至少一个电场施加模块，所述电场信号激发器分别与所述控制模块以及所述至少一个电场施加模块电连接，其中：
8.所述控制模块用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；
9.所述电场信号激发器用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；
10.所述电场施加模块用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。
11.在其中一个实施例中，所述控制模块用于根据所述目标细胞的细胞大小，细胞类型以及细胞所处位置确定总电场功率。
12.在其中一个实施例中，所述控制模块还用于：基于所述目标细胞参数确定参考电场强度以及参考持续时间，基于所述参考电场强度以及参考持续时间确定所述总电场功率。
13.在其中一个实施例中，所述电场配置方案至少包括第一电场强度以及第二电场强度，其中，所述第一电场强度小于等于参考电场强度，所述第二电场强度大于所述参考电场强度。
14.在其中一个实施例中，所述控制模块还用于基于所述参考电场强度以及所述目标细胞参数确定第二电场强度以及对应的第二持续时间；基于所述第二电场强度、第二持续时间以及所述总电场功率确定第一电场强度以及对应的第一持续时间。
15.在其中一个实施例中，所述电场信号激发器用于激发一个或多个可调制的初始电场，并根据所述电场配置方案对所述初始电场进行调制，得到目标电场信号。
16.在其中一个实施例中，所述电场施加模块包括至少一组电极单元，用于根据接收到所述目标电场信号，在不同电极间产生对应的目标电场并递送至所述目标细胞。
17.在其中一个实施例中，所述控制模块被配置为通过电压调控模式或电流调控模式控制电场施加模块对目标电场信号进行调控得到目标电场。
18.在其中一个实施例中，所述电极单元被配置为通过非植入式电极以及植入式电极中的至少一种方式递送至所述目标细胞。
19.第二方面，本技术还提供了一种电场激发方法，所述方法包括：
20.基于目标细胞参数确定总电场功率；
21.基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括至少两种电场强度以及对应的持续时间；
22.基于所述电场配置方案激发目标电场，所述目标电场施加在所述目标细胞上。
23.上述电场激发装置与电场激发方法，可先基于目标细胞参数确定总电场功率，然后通过总电场功率确定合适的电场配置方案，其中上述电场配置方案中包含有电场强度以及对应的持续时间，最后基于电场配置方案激发目标电场，并将目标电场施加在目标细胞上。实现了在总电场功率确定的情况下，保持电场生成的热量不变，且提高电场对肿瘤细胞的抑制效率。
附图说明
24.图1为一个实施例中电场强度与抑细胞活性效应的关系示意图；
25.图2为一个实施例中电场激发装置的应用环境图；
26.图3为一个实施例中电场激发装置的结构框图；
27.图4为一个实施例中阶梯形脉冲电场的电场配置方案示意图；
28.图5为一个实施例中指数形脉冲电场的电场配置方案示意图；
29.图6为一个实施例中线性激励脉冲电场的电场配置方案示意图；
30.图7为一个实施例中三角激励脉冲电场的电场配置方案示意图；
31.图8为一个实施例中瞬时脉冲电场的电场配置方案示意图；
32.图9为一个实施例中窄脉冲电场的电场配置方案示意图；
33.图10为一个实施例中电场激发方法的流程示意图。
具体实施方式
34.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
35.电场刺激是一种用于诱导细胞凋亡、增殖等各种细胞过程改变的物理方法。对于不同类型的细胞，在电场刺激下其得到的效果也是不同的。例如对于成纤维细胞，电场刺激能够促进其细胞增殖；对于软骨细胞，电场刺激能够影响软骨细胞的增殖、分化、迁移等过程，而对于肿瘤细胞，电场刺激则能够阻止其细胞进行有丝分裂。
36.以对肿瘤细胞为例，在肿瘤细胞电场抑制过程中，肿瘤细胞的某些生理特性，例如几何形状和快速有丝分裂，使其易受电场的影响。电场可通过在细胞内的极性粒子(例如大分子和细胞器)上施加定向力来破坏微管蛋白的正常聚集，从而导致细胞膜的物理破坏和细胞凋亡。而在细胞有丝分裂末期，卵裂沟的结构形态会导致其周围电场分布不均，同时在电场影响下，卵裂沟处的电场强度显著增强，细胞中带电物质向卵裂沟移动，使细胞结构的形成受到干扰甚至破坏，最终可导致细胞分裂失败，走向凋亡。
37.具体的，在电场作用于人体时，人体能够吸收的能量可表示为：
[0038][0039]
其中，sar为比吸收率(specific absorption ratio)，表示单位时间内单位质量的人体吸收的电磁辐射能量。e为人体组织中的电场强度，其单位为v/cm；σ为人体组织的电导率，其单位为s/m(西门子每米)；ρ表示人体组织的质量密度，其单位为kg/m3。
[0040]
在非热力学的情况下，例如无热量扩散的情况下，sar与温度的升高直接相关，其与温度变化量之间的关系为：
[0041][0042]
其中，c为特定热容，其单位为j
·
kg
·
k-1
，δt为电场作用于人体的持续时间，其单位为s，δt为在持续时间δt内的温度变化量，其单位为k。可选的，在δt为零时，电场作用于人体的持续时间为零，此时可根据公式(1)计算对应的比吸收率。
[0043]
基于公式(1)与公式(2)可知温度变化量与电场强度平方成正比：δt
∝
|e|2，与电场作用时间δt成线性关系。因此，电场强度越高，电场与人体接触面在单位时间内的温度升高越明显。
[0044]
进一步的，在关于肿瘤治疗电场(tumor treating fields，简称ttfields或ttf)的相关研究中，研究人员观察记录了强度增加的肿瘤治疗电场在24小时内对肿瘤细胞影响的实验结果。图1为实施例中电场强度与抑制细胞活性效应的关系示意图，如图1所示，横坐标为电场强度ef(v/cm)，纵坐标为抑制效应ter。在图1中分别展示了电场强度的变化对两种不同肿瘤细胞(黑色素瘤和胶质瘤)增殖的抑制效应，从图中可明显确定肿瘤治疗电场对肿瘤细胞增殖的抑制效应随着电场强度的增强而增强。具体的，黑色素瘤细胞(如左图所示)在电场强度为1.35v/cm时完全增殖停滞(ter＝1)，胶质瘤细胞(如右图所示)在电场强度为2.25v/cm时完全增殖停滞(ter＝1)。
[0045]
因此，肿瘤治疗电场的电场强度越高，其对肿瘤细胞增殖的抑制效果更明显。
[0046]
综上可知，电场强度越高，对肿瘤细胞的抑制作用越明显，但同时对应的温升也越
明显。已知人体的最高耐受温度为四十一度，因此在高电场强度的作用下，不可避免的会提高肿瘤电场治疗设备与人体接触面的温度，在现有的温度控制方案中，通常采用控制电场的作用时间δt来避免温度过高给人体带来不适，但在该方式下往往无法有效提高抑制肿瘤细胞的效果。
[0047]
本技术实施例提供的电场激发装置，可以应用于如图2所示的应用环境中。其中，终端202通过网络与服务器204进行通信。数据存储系统可以存储服务器204需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器204上，也可以放在云上或其他网络服务器上。具体的，服务器202可基于目标细胞参数得到对应的总电场功率，然后基于总电场功率确定对应的电场配置方案，然后基于该所述电场配置方案控制终端202激发对应的目标电场，并控制终端202将目标电场施加在目标细胞上。其中，终端202可以为对应的肿瘤电场治疗设备，在将目标电场施加在目标细胞上时，可通过对应的电极组件进行施加。示例性的，电极组件的形式可以是贴片式电极，头戴式电极，植入式电极等。进一步的，服务器204可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
[0048]
基于上述应用环境，本实施例提供了一种电场激发装置，图3是本实施例的电场激发装置的结构框图，如图3所示，所述电场激发装置300包括控制模块301、电场信号激发器302以及至少一个电场施加模块303，所述电场信号激发器302分别与所述控制模块301以及所述至少一个电场施加模块303电连接，其中：
[0049]
所述控制模块301用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；
[0050]
所述电场信号激发器302用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；
[0051]
所述电场施加模块303用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场施加于所述目标细胞上。
[0052]
本实施例中，目标细胞可以为肿瘤细胞，总电场功率表示为传统肿瘤细胞电场抑制方式中，肿瘤抑制电场在一个作用周期内所产生的能量。具体的，肿瘤抑制电场可周期性的作用于肿瘤细胞，阻止肿瘤细胞有丝分裂过程中纺锤体微管的形成及细胞分裂期胞内细胞器的分离，诱导有丝分裂期的细胞凋亡，以有效破坏肿瘤细胞的有丝分裂，进而实现抑制肿瘤细胞增殖的作用。进一步的，电场在一个作用周期内所产生的能量可表示为电场电压在作用周期内关于时间的积分。在电场作用于肿瘤细胞的过程中，人体所吸收的电场能量并非全部用于阻止细胞有丝分裂，其部分能量还将转换为热量，造成人体与肿瘤抑制电场之间的接触面的温度升高。在本实施例中，相同作用时间δt下，电场能量与热量的转换关系是固定的，即在电场能量不变的情况下，产生的热量也是不变的。
[0053]
因此，在总电场功率确定不变的情况下，对应产生的热量也是不变的。
[0054]
进一步的，所确定的电场配置方案中的电场强度不同于传统肿瘤细胞电场抑制方式中的电场强度值，本实施例中的电场强度值可大于上述传统方式中的电场强度值，其中，传统方式下的电场强度值可依据目标细胞参数确定。在另一个实施例中，在上述电场配置方案中也可以多种不同强度的电场对肿瘤细胞进行作用。
[0055]
可以理解的是，在肿瘤细胞电场抑制过程中，电场强度越高，对肿瘤细胞的抑制作用更强，在相同作用时间下，相较于低强度电场，高强度电场对肿瘤细胞的抑制效果更加明显。但高强度电场在对目标细胞的抑制过程中也更加容易造成人体与肿瘤抑制电场之间的
接触面的温度升高。因此，在确定电场配置方案时，需要对不同电场强度的持续时间进行调整。可以理解的，在整个配置方案中，高强度电场产生的功率与低强度电场产生的功率之和始终等于总电场功率。
[0056]
可选的，控制模块301可以是微控制器(microcontroller unit，简称mcu)、中央处理器(central process unit，简称cpu)、可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，简称plc)、可编程自动化控制器(programmable automation controller，简称pac)、数字信号处理(digital signal processor，简称dsp)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)等其他组合逻辑控制器和微程序控制器。
[0057]
在本技术的一个实施例中，所述电场信号激发器302可以是能够产生不同电场强度，不同电波形和输出电平的电子元器件。具体的，可依据电场配置方案中高低强度电场的分布情况以及对应的持续时间激发目标电场信号。示例性的，目标电场的电波形可以是阶梯形脉冲、指数型脉冲，方波形脉冲，瞬时形脉冲以及线性脉冲等。进一步的，通过电场施加模块303将目标电场在作用于目标细胞上时，目标电场可以沿一个或两个及以上不同方向进行激励，将电场递送至对应的肿瘤细胞的所在部位。示例性的，在沿两个方向进行目标电场的递送时，所用的电场方向在空间上的夹角可以是30
°
、45
°
、90
°
、180
°
等，可以根据细胞分布方向以及实际需求进行设定，此处不作具体限定。
[0058]
在上述电场激发装置中，通过肿瘤细胞参数确定总电场功率，然后基于总电场功率确定电场配置方案，基于电场配置方案对应的激发具有不同电场强度的目标电场作用于目标细胞。在控制总功率一定的情况下，确保目标电场产生的热量处于人体能够承受的范围内，并基于总电场功率得到对应的电场配置方案以实现在温度一定的情况下，提高对目标细胞的影响效果。
[0059]
在其中一个实施例中，所述电压控制模块301用于根据所述目标细胞的细胞大小，细胞类型以及细胞所处位置确定总电场功率。
[0060]
可以理解的是，不同大小，不同类型以及不同部位的肿瘤细胞其对应的抑制方案是不同的。示例性的，在获取目标细胞参数时，可通过ct扫描设备、pet扫描设备以及mr扫描设备等其他医疗成像设备得到目标细胞的医疗影像数据，基于该医疗影像数据确定肿瘤的大小，在人体内的具体位置以及肿瘤细胞的类型。其中，肿瘤细胞的类型可以是良性肿瘤、恶性肿瘤；所处位置可以是胃部、胰腺、头部、肺部等其他人体部位；在获取到具体的目标细胞参数后，即可确定传统抑制方式中采用的肿瘤抑制电场方案，然后基于该方案计算得到总电场功率。
[0061]
在本实施例中，通过确定目标细胞的具体情况得到目标细胞参数，进而对应的确定总电场功率，能够基于目标细胞的实际情况确定合适的总电场功率，以便于后续确定电场配置方案时，针对目标细胞进行更好的，且针对性更强的抑制。
[0062]
在其中一个实施例中，所述电压控制模块301还用于：基于所述目标细胞参数确定参考电场强度以及参考持续时间，基于所述参考电场强度以及参考持续时间确定所述总电场功率。
[0063]
其中，参考电场强度与参考持续时间为现有技术中低强度电场抑制方案中对应的电场强度与电场作用时间。示例性的，传统低强度电场抑制方案中，对目标细胞进行抑制
时，采用参考电场强度为1v/cm，参考持续时间为500ms的低强度电场对肿瘤细胞进行作用。
[0064]
具体的，在确定参考电场强度以及参考持续时间时，可以依据实验室中，不同肿瘤细胞在培养皿中的实验结果确定。进一步的，还可以建立相关肿瘤抑制数据库，该数据库可以包含有多种不同类型肿瘤，不同肿瘤参数在对应的不同电场作用下的抑制效果。具体在进行数据记载时，可以是记载实际抑制过程中的具体肿瘤抑制案例所涉及的各项肿瘤参数以及对应的抑制过程中的临床电场数据；也可以是记载实验室中的细胞培养实验对应的具体肿瘤参数、实验所采用的电场数据、以及电场对肿瘤细胞的抑制结果数据。在获取到目标细胞参数后，可对照该数据库匹配确定参考电场强度，以及参考持续时间。
[0065]
进一步的，在计算总电场功率时，可先基于如下计算公式确定电场输出的总能量：
[0066][0067]
其中，q表示总能量，v2(t)表示电场电压，其与参考电场强度相对应，k表示功率因子，z表示负载阻抗，即对应于人体组织在电场中的阻抗，t0～tn表示参考电场的持续时间。基于上述公式即可确定参考电场在参考持续时间内的输出的总能量，进而确定总电场功率。
[0068]
在本实施例中，依据目标细胞参数确定的总电场功率能够为后续配置具体的目标电场提供数据基础，并且基于现有技术确定的总电场功率能够确保电场造成的温升属于人体可接受的范围，进而使得后续得到的电场配置方案对应的造成的温升也属于人体可承受范围。
[0069]
在其中一个实施例中，所述电场配置方案至少包括第一电场强度以及第二电场强度，其中，所述第一电场强度小于等于参考电场强度，所述第二电场强度大于所述参考电场强度。
[0070]
具体的，在确定总电场功率之后，可以根据公式(3)，以及目标细胞参数确定电场配置方案。需要说明的是，在确定的电场配置方案中，各个不同电场强度对应输出的电场的总能量始终等于参考电场所输出的总能量。
[0071]
示例性的，在阶梯形电场配置方案中，图4为本实施例中阶梯形脉冲电场的电场配置方案示意图，如图4所示，在该电场配置方案中可配置六个电场强度(实线框区域)，对应的电压分别为：v1、v2、v3、v4、v5、v6；对应的电场持续时间分别为δt1、δt2、δt3、δt4、δt5、δt6。其中，δt1＝t1，δt2＝t
2-t1、δt3＝t
3-t2、δt4＝t
n-2-t3、δt5＝t
n-1-t
n-2
、δt6＝t
n-t
n-1
。图4中虚线框为传统肿瘤细胞电场抑制方式中对应的电压幅度(v)以及参考持续时间(tn)，上图为激励方向1的电场随时间的分布情况，下图为激励方向2的电场随时间的分布情况。基于图4可知，参考电场对应的分布区域面积与阶梯形电场对应的分布区域面积相等。即参考电场对应输出的能量为：
[0072][0073]
阶梯形电场输出的能量为：
[0074][0075]
因此，即电压变化曲线与时间轴所围的面积不变。
[0076]
在一个实施例中，图5为指数形脉冲电场的电场配置方案示意图，在图5中需要控制电压变化曲线与时间轴所围的面积不变；在一个实施例中，图6为线性激励脉冲电场的电场配置方案示意图，图7为三角激励脉冲电场的电场配置方案示意图，图8为瞬时脉冲电场的电场配置方案示意图，图9为窄脉冲电场的电场配置方案示意图。
[0077]
在一个实施例中，在阶梯形脉冲电场、指数形脉冲电场、线性激励脉冲电场以及三角激励脉冲电场这类至少包含有第一电场强度和第二电场强度电场配置方案中，可控制电场在单个周期内的总持续时间与参考持续时间相同。在另一个实施例中，对上述类型的电场配置方案还可以控制电场在单个周期内的总持续时间大于参考持续时间。在另一个实施例中，对上述类型的电场配置方案还可以控制电场在单个周期内的总持续时间小于参考持续时间。但在瞬时脉冲电场与窄脉冲电场这类仅包含第二类电场强度的电场配置方案中，由于仅设置有电场强度大于参考电场强度的第二电场强度，因此在设置对应的持续时间时，该持续时间需要小于参考持续时间，但其对应的总电场功率依旧与参考电场的总电场功率保持一致。
[0078]
进一步的，电场波形的不同，并不影响电场强度的分布，仅在输出形式上有所不同。
[0079]
在本实施例中，电场配置方案采用的电场至少对应有小于等于参考电场强度的第一电场强度与大于参考电场强度的第二电场强度，且该电场配置方案对应的总电场功率并未发生改变，相比于现有技术中仅采用低电场强度的电场能够实现更好的肿瘤抑制效果。进而能够在对目标细胞进行作用时，能够电场在产生热量不变的情况下，更加有效的抑制目标细胞的增殖。
[0080]
在其中一个实施例中，所述电压控制模块301还用于基于所述参考电场强度以及所述目标细胞参数确定第二电场强度以及对应的第二持续时间；基于所述第二电场强度、第二持续时间以及所述总电场功率确定第一电场强度以及对应的第一持续时间。
[0081]
示例性的，在确定如图4示阶梯形电场的电场强度分布情况时，可先基于参考电场强度确定最高电场强度v6。具体的，在以胶质瘤对应的实施例中，可根据图1所示的理论数据确定参考电场强度(1.75v/cm)，以及抑制效应(ter)最佳点对应的电场强度(2.5v/cm)，则此时可确定v6＝2.5v/cm。需要说明的是，在确定参考电场强度后，即可根据目标细胞参数确定对应的参考持续时间，进而可根据上述参考电场的分布数据确定总电场功率。
[0082]
在确定第二电场强度之后，即可在实验室的相关细胞培养实验中根据总电场功率配置不同的第二持续时间、第一电场强度和对应的第一持续时间。并根据实验室数据确定最佳抑制效应对应的电场配置方案。进一步的，图4中阶梯形脉冲电场包含的不同电场强度的数量以及对应持续时间仅作为示例性展示，具体的电场配置方案需根据实际抑制情况确
定，在本技术中并不做具体限定。
[0083]
在另一个实施例中，例如，在指数形脉冲电场、线性激励脉冲电场以及三角激励脉冲电场中，可确定电压在随时间变化时的具体表达式；在窄脉冲电场和瞬时脉冲电场中，可仅确定第二电场强度以及对应的第二持续时间。
[0084]
在本实施例中，通过确定具体的电场配置方案中各电场强度与参考电场强度之间的优选比例关系，能够根据经验或者数据选择确定最佳配置方案，进而实现在对目标细胞进行作用时达到最佳抑制效果。
[0085]
在一个优选实施例中，可基于总电场功率以及目标细胞参数确定电场配置方案。具体的，可基于目标细胞参数可在实验室中对目标细胞进行细胞培养实验，建立多组不同电场配置方案的对照组，根据每组实验数据选择能够实现最佳抑制效果的配置方案，进而确定优选电场配置方案。
[0086]
在其中一个实施例中，所述电场信号激发器302用于激发一个或多个可调制的初始电场，并根据所述电场配置方案对所述初始电场进行调制，得到目标电场信号。
[0087]
示例性的，本技术实施例装置中的电场信号激发器302可以外接直流稳压电源\电池或者交变直流电源，以获取到能量进而激发可调制的初始电场。在产生初始电场后，电压控制模块301可依据确定的电场配置方案生成对应的调制指令，用于引导电场信号激发器302中的调制单元对初始电场对应电波的幅值，频率进行调制，以得到目标电场信号。可选的，初始电场可以是脉冲电场，通过脉冲调制后得到对应的目标电场信号；初始电场也可以是正弦波电场，通过对正弦波进行整形过滤后得到方波，然后对上述方波进行调制后得到目标电场信号。需要说明的是，上述初始电场的形式仅作为示例性说明，并不进行具体限定。
[0088]
在本实施例中，可依据上文确定电场配置方案，对应的生成目标电场信号。在应用过程中，针对不同的目标细胞对应的目标电场的电场配置方案也并不相同，因此需要通过调制得到对应所需的目标电场信号。进而使得生成的目标电场信号能够准确对应于目标细胞进行抑制，提高目标电场的抑制效果。
[0089]
在其中一些实施例中，所述电场施加模块303包括至少一组电极单元，用于根据接收到所述目标电场信号，在不同电极间产生对应的目标电场并递送至所述目标细胞。
[0090]
在本技术实施例中，电场激发器301可还将生成的目标电场信号传输至电场施加模块303中的任一电极单元，通过电极单元作用于目标细胞，在目标细胞周围空间生产目标电场。具体的，在将目标电场递送至目标细胞时，可仅生成一个电场，该目标电场表现为在不同时刻能够提供不同强度的电场作用于目标细胞；在另一个实施例中也可以生成多个目标电场，每个目标电场具有恒定的电场强度，但每个目标电场对应的电场强度并不相同，通过控制不同电场在不同时刻对目标细胞进行作用，以实现对目标细胞的抑制作用；进一步的，不同目标电场还可以在空间分布上具有差异，以实现对目标细胞更好的覆盖。
[0091]
在本实施例中，通过电极单元将目标电场递送至目标细胞，在目标细胞周围形成目标电场，以确保目标电场能够准确递送至目标细胞，以及确保目标电场对目标细胞的覆盖率，进而提高对目标细胞的抑制效率。
[0092]
在其中一些实施例中，所述电压控制模块301被配置为通过电压调控模式或电流调控模式控制电场施加模块303对目标电场信号进行调控得到目标电场。
[0093]
示例性的，在通过电压调控模式得到目标电场时，可以调制电场施加模块303所接收到的电压，以便在目标细胞处产生对应的对应电场强度的目标电场。可选的，所述电场激发装置还可以包括实时反馈单元，用于获取目标细胞上的实时电场强度以及实时目标参数的变化。可以理解的是，在使用目标电场对目标细胞的分裂进行抑制的过程是漫长的，在整个抑制过程中，目标细胞参数可能会存在变化，进而导致目标电场需要针对实时的目标参数变化进行适应性调节。因此，在通过电压调控模式得到目标电场时，可根据反馈单元实时检测到的数据，对目标信号进行调控，优化目标电场，提高对目标细胞的抑制效率。
[0094]
同样的，在通过电流调制模式得到目标电场时，可以通过调制电场施加模块303所接收到的电流，以便于在目标细胞处产生对应电场强度的目标电场。
[0095]
在本实施例中，通过不同的调控方式对目标电场信号进行调控得到目标电场，以确保递送至目标细胞的目标电场的准确性，进而确保了对目标细胞的抑制效率，
[0096]
在其中一个实施例中，所述电极单元被配置为通过非植入式电极以及植入式电极中的至少一种方式递送至所述目标细胞。
[0097]
可以理解的是，在将目标电场施加在目标细胞上时，可根据目标细胞的具体情况采用不同的作用方式进行施加。进一步的，对于不同的作用方式可采用不同的电极组件进行实现。示例性的，当作用方式为非植入式电极时，对应的电极组件可以是贴片式电极和/或穿戴式电极，将电极安装于人体皮肤表面进行电极刺激，然后在将电场能量递送至对应的目标细胞；当作用方式为植入式电极时，可采用引线式电极组件，将引线植入至人体内，使得引线能够直接与目标细胞进行接触，然后将目标电场直接作用于目标细胞。
[0098]
在本实施例中，根据实际情况采用不同的作用方式将目标电场施加在目标细胞上，能够更加有效的将电场递送至对应细胞，使得电场能够充分发挥作用进而抑制目标细胞的增殖。
[0099]
上述电场激发装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0100]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电场激发方法。该方法所提供的解决问题的实现方案与上述装置中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电场激发装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电场激发方法的限定，在此不再赘述。
[0101]
在本实施例中提供了一种电场激发方法，图10是本实施例的电场激发的流程图，如图10所示，该流程包括如下步骤：
[0102]
步骤s1001，控制电压控制器基于目标细胞参数确定总电场功率，并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括至少两种电场强度以及对应的持续时间。
[0103]
步骤s1002，控制电场信号激发器基于所述电场配置方案激发目标电场信号。
[0104]
步骤s1003，通过电场施加模块接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。
[0105]
在上述电场激发方法中，通过目标细胞参数确定总电场功率，然后基于总电场功率确定电场配置方案，基于电场配置方案对应的激发具有不同电场强度的目标电场作用于
目标细胞。在控制总功率一定的情况下，确保目标电场产生的热量处于人体能够承受的范围内，并基于总电场功率得到对应的电场配置方案以实现在温度一定的情况下，提高对目标细胞的作用效果。
[0106]
进一步的，在一个实施例中，所述基于目标细胞的参数确定总电场功率包括获取目标细胞参数，所述目标细胞参数包括肿瘤大小，肿瘤类型以及所处位置；基于所述目标细胞参数确定总电场功率。
[0107]
进一步的，在一个实施例中，所述基于所述目标细胞参数确定总电场功率还包括基于所述目标细胞参数确定参考电场强度以及参考持续时间，基于所述参考电场强度以及参考持续时间确定所述总电场功率。
[0108]
进一步的，在一个实施例中，所述电场配置方案至少包括第一电场强度以及第二电场强度，其中，所述第一电场强度小于等于参考电场强度，所述第二电场强度大于所述参考电场强度。
[0109]
进一步的，在一个实施例中，所述电场配置方案还包括：基于所述参考电场强度以及所述目标细胞参数确定第二电场强度以及对应的第二持续时间；基于所述第二电场强度、第二持续时间以及所述总电场功率确定第一电场强度以及对应的第一持续时间。
[0110]
进一步的，在一个实施例中，所述基于所述电场配置方案控制电场信号激发器激发目标电场信号包括：控制电场信号激发器激发一个或多个可调制的初始电场，并根据所述电场配置方案对所述初始电场进行调制，得到目标电场信号。
[0111]
进一步的，在一个实施例中，所述将所述目标电场递送至所述目标细胞包括：通过电场施加模块中的至少一组电极单元根据接收到所述目标电场信号，在不同电极间产生对应的目标电场并递送至所述目标细胞。
[0112]
进一步的，在一个实施例中，所述控制电场施加模块根据所述目标电场信号生成目标电场包括：通过电压调控模式或电流调控模式控制电场施加模块对目标电场信号进行调控得到目标电场。
[0113]
进一步的，在一个实施例中，所述目标电场施加在所述目标细胞上的作用方式包括通过非植入式电极以及植入式电极中的至少一种。
[0114]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及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，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些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，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0115]
需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
[0116]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例装置中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各装置的实施例的流程。其中，
本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memoty，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0117]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0118]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种电场激发装置，其特征在于，所述电场激发装置包括：控制模块、电场信号激发器以及至少一个电场施加模块，所述电场信号激发器分别与所述控制模块以及所述至少一个电场施加模块电连接，其中：所述控制模块用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；所述电场信号激发器用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；所述电场施加模块用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块用于根据所述目标细胞的细胞大小，细胞类型以及细胞所处位置确定总电场功率。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于：基于所述目标细胞参数确定参考电场强度以及参考持续时间，基于所述参考电场强度以及参考持续时间确定所述总电场功率。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电场配置方案至少包括第一电场强度以及第二电场强度，其中，所述第一电场强度小于等于参考电场强度，所述第二电场强度大于所述参考电场强度。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于基于所述参考电场强度以及所述目标细胞参数确定第二电场强度以及对应的第二持续时间；基于所述第二电场强度、第二持续时间以及所述总电场功率确定第一电场强度以及对应的第一持续时间。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电场信号激发器用于激发一个或多个可调制的初始电场，并根据所述电场配置方案对所述初始电场进行调制，得到目标电场信号。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电场施加模块包括至少一组电极单元，用于根据接收到所述目标电场信号，在不同电极间产生对应的目标电场并递送至所述目标细胞。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块被配置为通过电压调控模式或电流调控模式控制电场施加模块对目标电场信号进行调控得到目标电场。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电极单元被配置为通过非植入式电极以及植入式电极中的至少一种方式递送至所述目标细胞。10.一种电场激发方法，其特征在于，应用于权利要求1至9任一项所述的电场激发装置，所述方法包括：基于目标细胞参数确定总电场功率；基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括至少两种电场强度以及对应的持续时间；基于所述电场配置方案激发目标电场，所述目标电场施加在所述目标细胞上。

技术总结
本申请涉及一种电场激发装置与电场激发方法。所述装置包括：控制模块、电场信号激发器以及至少一个电场施加模块，所述电场信号激发器分别与所述控制模块以及所述至少一个电场施加模块电连接，其中：所述控制模块用于基于目标细胞参数确定总电场功率；并基于所述总电场功率确定电场配置方案，所述电场配置方案包括电场强度以及对应的持续时间；所述电场信号激发器用于基于所述电场配置方案激发目标电场信号；所述电场施加模块用于接收所述目标电场信号，生成对应的目标电场，并将所述目标电场递送至所述目标细胞。采用本装置能够实现了在总电场功率确定的情况下，保持电场生成的热量不变，且提高电场对肿瘤细胞抑制效率。且提高电场对肿瘤细胞抑制效率。且提高电场对肿瘤细胞抑制效率。


技术研发人员：尤富生 宣和均 陈诚 金星
受保护的技术使用者：赛福凯尔（绍兴）医疗科技有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/8/28