專(zhuān)利名稱(chēng)：：用電場(chǎng)治療細(xì)菌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及選擇性破壞局部區(qū)域內(nèi)的快速分裂的細(xì)胞，并且尤其涉及通過(guò)在體外或者活的患者區(qū)域應(yīng)用具有特定特性的電場(chǎng)選擇性破壞靶細(xì)胞而不會(huì)破壞附近的非靶細(xì)胞。
背景技術(shù)：
：所有的活體都通過(guò)細(xì)胞分裂增殖，包括細(xì)胞培養(yǎng)物、微生物(如細(xì)菌、支原體、酵母、原生動(dòng)物以及其它單細(xì)胞生物)、真菌、藻類(lèi)、植物細(xì)胞等等。通過(guò)基于這些有機(jī)體的分裂細(xì)胞對(duì)某些藥劑的敏感性的方法，可以破壞有機(jī)體的分裂細(xì)胞或者控制它們的增殖。例如，某些抗生素停止細(xì)菌的增殖過(guò)程。真核細(xì)胞分裂的過(guò)程稱(chēng)為“有絲分裂”，其包含細(xì)微的截然不同的時(shí)期(參見(jiàn)Darnell等人，MolecularCellBiology,NewYork:ScientificAmericanBooks，1986，p.149)。在分裂間期，細(xì)胞復(fù)制染色體DNA，染色體DNA在早前期開(kāi)始凝集。這時(shí)，中心粒(每個(gè)細(xì)胞含2個(gè))開(kāi)始移向細(xì)胞相反的兩極。在中前期，每個(gè)染色體由重復(fù)染色單體組成。微管紡錘體從鄰近中心粒的區(qū)域呈輻射狀，中心?？克鼈兊臉O點(diǎn)越來(lái)越近。到晚前期，中心粒到達(dá)極點(diǎn)，并且一些紡錘絲延伸到細(xì)胞的中心，而另外的紡錘絲從極點(diǎn)延伸到染色單體。然后細(xì)胞進(jìn)入中期，此時(shí)染色體移向細(xì)胞中緯線并排列在赤道面上。隨后是早后期，在此期間子染色單體通過(guò)沿紡錘絲向相反的兩極處的著絲點(diǎn)移動(dòng)而在中緯線處相互分離。細(xì)胞開(kāi)始沿極軸拉長(zhǎng)；極至極的紡錘體也拉長(zhǎng)。當(dāng)每個(gè)子染色體(此時(shí)這么稱(chēng)呼它們)分別到達(dá)它們各自的相反的極時(shí)，晚后期出現(xiàn)。此時(shí)，隨著在細(xì)胞中緯線處開(kāi)始形成卵裂溝，胞質(zhì)分裂開(kāi)始。換言之，晚后期是細(xì)胞膜開(kāi)始縊縮的時(shí)刻。在末期期間，胞質(zhì)分裂基本上已完成并且紡錘體消失。僅有相對(duì)較窄的膜連接使兩個(gè)細(xì)胞質(zhì)連接在一起。最后，膜完全分離，胞質(zhì)分裂完成并且細(xì)胞回到分裂間期。在減數(shù)分裂中，細(xì)胞進(jìn)行了第二次分裂，這包括姐妹染色體沿紡錘絲向細(xì)胞相反兩極的分離，隨后是卵裂溝的形成和細(xì)胞分裂。然而，這種分裂之前并沒(méi)有染色體復(fù)制，因而產(chǎn)生單倍體生殖細(xì)胞。細(xì)菌還通過(guò)染色體復(fù)制分裂，隨后進(jìn)行細(xì)胞分離。然而，由于子染色體是通過(guò)附著到膜組分上分離的，沒(méi)有可視設(shè)備可用于如真核細(xì)胞分裂那樣的細(xì)胞分m農(nóng)。眾所周知，腫瘤，特別是惡性腫瘤或癌性腫瘤，與正常組織相比不受控制地增長(zhǎng)。這種迅速增長(zhǎng)使得腫瘤占據(jù)不斷增長(zhǎng)的空間并損害或破壞與之相鄰的組織。此外，某些癌癥還以具有將癌性“種子”轉(zhuǎn)移到新的位置的能力為特征，癌性“種子”包括單個(gè)細(xì)胞或小的細(xì)胞群(轉(zhuǎn)移癌)，在該新的位置，轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞生長(zhǎng)為另外的腫瘤。如上所述，通常腫瘤的快速增長(zhǎng)、特別是惡性腫瘤的快速增長(zhǎng)與正常組織細(xì)胞相比，是這些細(xì)胞相對(duì)頻繁的細(xì)胞分裂或增殖的結(jié)果。癌細(xì)胞非常頻繁的細(xì)胞分裂是現(xiàn)存癌癥治療的有效性基礎(chǔ)，例如放射治療和使用各種各樣的化療藥劑。此類(lèi)治療基于正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞比非分裂期的細(xì)胞對(duì)輻射和化療藥劑更為敏感的事實(shí)。因?yàn)槟[瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞分裂更為頻繁，在一定程度上就可能通過(guò)放射治療和/或化療選擇性地?fù)p害或破壞腫瘤細(xì)胞。細(xì)胞對(duì)輻射、治療藥劑等的實(shí)際敏感性還依賴(lài)于不同類(lèi)型的正?；驉盒约?xì)胞類(lèi)型的具體特性。由此，不幸的是，腫瘤細(xì)胞的敏感性并顯著地高于許多類(lèi)型的正常組織。這就使得區(qū)別腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的能力減弱，因此，現(xiàn)有癌癥治療通常對(duì)正常細(xì)胞造成顯著損害，由此限制了此類(lèi)治療方法的治療效果。此外，對(duì)其它組織的不可避免的損害使得治療對(duì)患者非常有損傷性，并且患者經(jīng)常不能從似乎是成功的治療中恢復(fù)過(guò)來(lái)。并且，某些類(lèi)型的腫瘤對(duì)現(xiàn)有治療方法根本就不敏感。還存在用于破壞細(xì)胞的不單獨(dú)依賴(lài)于放射治療或化療的其它方法。例如，可另外或替代常規(guī)治療方法，使用用于破壞腫瘤細(xì)胞的超聲波或電的方法。電場(chǎng)和電流被用于醫(yī)學(xué)目的已經(jīng)有許多年了。最為普通的是借助于一對(duì)導(dǎo)電電極，在導(dǎo)電電極之間維持一個(gè)電位差，在人或動(dòng)物的體內(nèi)通過(guò)施加電場(chǎng)產(chǎn)生電流。這些電流用于發(fā)揮其特殊效果，即刺激易興奮的組織，或者由于身體充當(dāng)電阻用于通過(guò)在體內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生熱。第一種類(lèi)型應(yīng)用的例子包括心臟除纖顫器、外周神經(jīng)和肌肉刺激器、大腦刺激器等。電流用于產(chǎn)生熱的例子如在以下設(shè)備中腫瘤切除、功能失常的心臟或腦組織的切除、燒灼、減輕肌肉風(fēng)濕痛或其它疼痛等等。電場(chǎng)用于醫(yī)學(xué)目的的其它用途包括利用從發(fā)射電波(如RF波)的源或定向到感興趣的身體部位(即，目標(biāo))的微波源發(fā)射的高頻振蕩場(chǎng)。在這些實(shí)例中，在源和身體之間沒(méi)有電能傳導(dǎo)；相反，能量通過(guò)輻射或感應(yīng)傳送到身體。更具體地，由源產(chǎn)生的電能經(jīng)由導(dǎo)體到達(dá)身體附近，并從該位置通過(guò)空氣或某些其它電絕緣材料傳送到人體。在常規(guī)電方法中，電流是通過(guò)與患者身體接觸放置的電極輸送到靶組織區(qū)域的。所施加的電流基本上破壞靶組織附近的所有細(xì)胞。因此，這種類(lèi)型的電方法并不區(qū)分靶組織范圍內(nèi)的不同類(lèi)型細(xì)胞，因而既破壞了腫瘤細(xì)胞又破壞了正常細(xì)胞。因而，可用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的電場(chǎng)通常被分為兩種不同的模式。在第一種模式中，通過(guò)導(dǎo)電電極將電場(chǎng)應(yīng)用到身體或組織。這些電場(chǎng)可分為兩種類(lèi)型，即(1)穩(wěn)態(tài)場(chǎng)，即以相對(duì)較低速率變化的場(chǎng)，以及在身體或組織內(nèi)感應(yīng)相應(yīng)電流的低頻交變場(chǎng)，以及(2)借助于導(dǎo)電電極應(yīng)用到身體的高頻交變場(chǎng)(IMHz以上)。在第二種模式中，電場(chǎng)是借助于絕緣電極應(yīng)用到身體的高頻交變場(chǎng)。第一種類(lèi)型的電場(chǎng)用于例如刺激神經(jīng)和肌肉、心臟起搏(pacetheheart)等。實(shí)際上，這種場(chǎng)本質(zhì)用于在神經(jīng)和肌肉纖維、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)、心臟等中傳播信號(hào)。這種天然場(chǎng)的記錄是ECG、EEG、EMG、ERG等的基礎(chǔ)。假定是均勻電特性的介質(zhì)，這些應(yīng)用中的場(chǎng)強(qiáng)簡(jiǎn)單地就是施加到刺激/記錄電極的電壓除以電極之間的距離。這些電流可通過(guò)歐姆定律計(jì)算，并可能對(duì)心臟和CNS具有危險(xiǎn)的刺激效果，并可引起可能有害的離子濃度改變。同樣，如果電流足夠強(qiáng)，可在組織內(nèi)引起過(guò)熱。這種加熱可通過(guò)組織內(nèi)的功率耗散(電壓和電流的乘積)來(lái)計(jì)算。當(dāng)這種電場(chǎng)和電流交變時(shí)，它們對(duì)神經(jīng)、肌肉等的激勵(lì)功率是與頻率成反比的函數(shù)。在I-IOKHz以上的頻率下，電場(chǎng)的激勵(lì)功率接近零。這種限制是由于由電激勵(lì)導(dǎo)致的刺激通常是通過(guò)膜勢(shì)能改變傳遞的，膜勢(shì)能改變速率受膜的RC特性限制(時(shí)間常數(shù)級(jí)別為Ims)ο不考慮頻率，當(dāng)應(yīng)用這種電流感應(yīng)場(chǎng)時(shí)，它們與由電流導(dǎo)致的有害副作用有關(guān)。例如，一個(gè)負(fù)面效果是系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)“區(qū)室”中離子濃度的改變，以及在電極或組織在其中被埋入的介質(zhì)處進(jìn)行的電解的有害產(chǎn)物。只要系統(tǒng)包括兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)室，且各個(gè)區(qū)室之間有機(jī)體具有離子濃度差，就會(huì)發(fā)生離子濃度的改變。例如，對(duì)于大多數(shù)組織，細(xì)胞外液中的[Ca++]約為2X10_3M，而在一般細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中其濃度可能低至10_7M。通過(guò)一對(duì)電極在這種系統(tǒng)中感應(yīng)的電流，部分從細(xì)胞外液流入細(xì)胞并再次流出進(jìn)入細(xì)胞外介質(zhì)。大約2%的流入細(xì)胞的電流是由Ca++離子攜帶的。相反，因?yàn)榘麅?nèi)Ca++的濃度要低得多，僅有微不足道的一小部分流出細(xì)胞的電流是由這些離子攜帶的。由此，Ca++離子在細(xì)胞內(nèi)積聚使得它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)的濃度增大，而胞外區(qū)室中的濃度可能降低。DC和交流電(AC)均發(fā)現(xiàn)了這種效應(yīng)。離子積聚的速率依賴(lài)于電流強(qiáng)度、離子遷移率、膜離子電導(dǎo)率等。[Ca++]的增大對(duì)大多數(shù)細(xì)胞是有害的，如果足夠高的話將導(dǎo)致細(xì)胞被破壞。對(duì)其它的離子也有類(lèi)似考慮?？紤]到上面觀點(diǎn)，對(duì)活的有機(jī)體或組織長(zhǎng)期施加電流可導(dǎo)致顯著損害。另一個(gè)與這種電場(chǎng)有關(guān)的主要問(wèn)題是由于在電極表面發(fā)生的電解過(guò)程。在此電荷在金屬(電子)和電解溶液(離子)之間轉(zhuǎn)換，從而形成帶電的活性基。這些活性基可對(duì)有機(jī)分子特別是大分子造成顯著損害，并由此損害活的細(xì)胞和組織。相反，當(dāng)通過(guò)絕緣電極在組織內(nèi)感應(yīng)高于IMHz并且通常在實(shí)踐中為GHz范圍內(nèi)的高頻電場(chǎng)時(shí)，則情形大為不同。這些類(lèi)型的電場(chǎng)僅產(chǎn)生電容性電流或位移電流，而不是常規(guī)的電荷傳導(dǎo)電流。在這種類(lèi)型的場(chǎng)的效應(yīng)下，活的組織主要是根據(jù)它們的介電特性而不是它們的導(dǎo)電特性運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，主要的場(chǎng)效應(yīng)由介電損耗和發(fā)熱引起。因此，實(shí)踐中廣泛接受的觀點(diǎn)是，這種場(chǎng)對(duì)活體的有意義的影響僅僅是其發(fā)熱效果引起的，即由介電損耗引起。在Mangano的美國(guó)專(zhuān)利No.6，043，066(‘066)中提出了一種方法和設(shè)備，這種方法和設(shè)備使具有由介電薄膜包圍的導(dǎo)電內(nèi)核的離散對(duì)象被選擇性地滅活，通過(guò)使用電場(chǎng)不可逆地破壞它們的介電薄膜。這種方法和裝置的一個(gè)可能應(yīng)用是選擇和清除懸浮液中的某些生物細(xì)胞。根據(jù)'066專(zhuān)利，針對(duì)靶向選擇的細(xì)胞施加電場(chǎng)以破壞這些腫瘤細(xì)胞的介電薄膜，據(jù)稱(chēng)同時(shí)不會(huì)對(duì)其它期望的細(xì)胞亞群產(chǎn)生不利影響。細(xì)胞是基于特有的電穿孔閾值的固有差異或感應(yīng)差異選擇的。這個(gè)閾值的差異可取決于許多參數(shù)，包括細(xì)胞大小差異。因此，‘066專(zhuān)利的方法基于腫瘤細(xì)胞的電穿孔閾值因?yàn)榧?xì)胞大小差異以及細(xì)胞膜介電特性的差異而與正常細(xì)胞的電穿孔閾值有顯著區(qū)別這一假定?；谶@個(gè)假定，許多類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞的較大尺寸使得這些細(xì)胞更易受電穿孔的影響，并由此可能通過(guò)施加一個(gè)合適的電場(chǎng)僅選擇性地破壞較大的腫瘤細(xì)胞膜。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是區(qū)分能力高度依賴(lài)于細(xì)胞類(lèi)型，例如，正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間的大小差異僅對(duì)某些類(lèi)型的細(xì)胞是顯著的。這種方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是所應(yīng)用的電壓可損害某些正常細(xì)胞，并且可能沒(méi)有破壞所有的腫瘤細(xì)胞，這是因?yàn)榇笮『湍そ殡娞匦缘牟町惡艽蟪潭壬鲜墙y(tǒng)計(jì)的，并且實(shí)際的細(xì)胞幾何形狀和介電特性可能顯著不同。本領(lǐng)域內(nèi)所需的并且迄今尚不可用的是一種用于破壞分裂細(xì)胞的設(shè)備，其中該設(shè)備較好地區(qū)分分裂期細(xì)胞(包括單細(xì)胞有機(jī)體)和非分裂期細(xì)胞，并且能夠基本上不影響非分裂期細(xì)胞或有機(jī)體而選擇性地破壞分裂細(xì)胞或有機(jī)體。
發(fā)明內(nèi)容細(xì)胞在分裂時(shí)易受到具有特定頻率和電場(chǎng)強(qiáng)度特性的AC電場(chǎng)的破壞。因此可以通過(guò)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)持續(xù)施加AC電場(chǎng)一段時(shí)間而實(shí)現(xiàn)快速分裂細(xì)胞的選擇性破壞。當(dāng)施加該場(chǎng)時(shí)一些分裂的細(xì)胞將被破壞，而沒(méi)有分裂的細(xì)胞將不會(huì)受到損害。這就選擇性地破壞了類(lèi)似腫瘤細(xì)胞的快速分裂細(xì)胞，而不會(huì)損害沒(méi)有分裂的正常細(xì)胞。由于分裂期細(xì)胞的易損性與其長(zhǎng)軸和電力線之間的一致強(qiáng)烈相關(guān)，通過(guò)在不同方向上順序施加電場(chǎng)獲得改進(jìn)的結(jié)果。本設(shè)備的一個(gè)主要用途是在通過(guò)選擇性破壞腫瘤細(xì)胞治療腫瘤的同時(shí)基本上不影響正常組織細(xì)胞，由此，下面在選擇性破壞腫瘤細(xì)胞的情況下描述本示例性設(shè)備。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，為了下述描述的目的，術(shù)語(yǔ)“細(xì)胞”還可能也指單細(xì)胞生物(真細(xì)菌、細(xì)菌、酵母、原生動(dòng)物)、多細(xì)胞生物(真菌、藻類(lèi)、霉菌)以及通常沒(méi)有歸類(lèi)為“細(xì)胞”的植物或植物的各部分。該示例性設(shè)備能夠以比現(xiàn)有方法更加有效和更加精確(例如，更適于瞄準(zhǔn)特定目標(biāo))的方式選擇性地破壞正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞。此外，如果造成損害的話，本設(shè)備對(duì)正常組織造成最小的損害，并由此減小或消除了與諸如放射治療和化療的現(xiàn)有選擇性破壞方法相關(guān)的許多副作用。利用本設(shè)備選擇性破壞分裂細(xì)胞不依賴(lài)于細(xì)胞對(duì)化學(xué)藥劑或輻射的敏感性。相反，對(duì)分裂細(xì)胞的選擇性破壞基于正進(jìn)行分裂的細(xì)胞和非分裂期細(xì)胞相比具有可區(qū)分的幾何形狀特征，而不考慮正在處理的細(xì)胞類(lèi)型的細(xì)胞幾何形狀。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，依賴(lài)細(xì)胞幾何形狀選擇性破壞活組織是通過(guò)利用一個(gè)電子設(shè)備在細(xì)胞中感應(yīng)一個(gè)非均勻電場(chǎng)進(jìn)行的。本申請(qǐng)發(fā)明人已經(jīng)觀察到，雖然不同細(xì)胞在它們的非分裂狀態(tài)可能具有不同的形狀，例如球形、橢球形、圓柱形、“類(lèi)扁平形狀”等等，但是，基本上所有細(xì)胞的分裂過(guò)程都是以在晚后期和末期出現(xiàn)“卵裂溝”為特征。這個(gè)卵裂溝是細(xì)胞膜的緩慢縊縮(在兩組子染色體之間)，在顯微鏡下表現(xiàn)為將細(xì)胞逐步分離為兩個(gè)新的細(xì)胞的增長(zhǎng)裂縫(例如，溝或槽)。在分裂過(guò)程期間，存在一個(gè)短暫時(shí)期(末期)，在此期間細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本上是通過(guò)由細(xì)胞物質(zhì)形成的窄的“橋”相互連接的兩個(gè)子細(xì)胞。當(dāng)這兩個(gè)子細(xì)胞之間的“橋”斷裂時(shí)分裂過(guò)程完成。使用本電子設(shè)備選擇性破壞腫瘤細(xì)胞利用了分裂細(xì)胞的這個(gè)獨(dú)特幾何形狀特征。當(dāng)一個(gè)細(xì)胞或一組細(xì)胞處于自然條件或環(huán)境下時(shí)，即為活組織的一部分時(shí)，它們被主要由電解的細(xì)胞間液組成的導(dǎo)電環(huán)境以及主要由電解的細(xì)胞內(nèi)液組成的其他細(xì)胞所環(huán)繞。當(dāng)通過(guò)在組織上施加電位在活組織內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)時(shí)，在組織內(nèi)形成電場(chǎng)，電場(chǎng)線的具體分布和結(jié)構(gòu)限定電荷位移的方向，或者，如果電流事實(shí)上是在組織內(nèi)感應(yīng)的話，則限定了組織內(nèi)電流的路徑。電場(chǎng)的分布和結(jié)構(gòu)依賴(lài)于組織的各種參數(shù)，包括不同組織成分的幾何形狀和電特性，以及組織成分的相對(duì)傳導(dǎo)率、電容和介電常數(shù)(其可能為頻率依賴(lài)性)。與非分裂期細(xì)胞相比，正進(jìn)行分裂的細(xì)胞的電流分布圖非常不同且唯一獨(dú)特。這種細(xì)胞包括第一和第二子細(xì)胞，即“原始”細(xì)胞和新形成的細(xì)胞，它們通過(guò)細(xì)胞質(zhì)“橋”或“狹頸”相連。電流通過(guò)部分膜(“電流源極”)穿透第一子細(xì)胞；然而，電流并不通過(guò)靠近相反極(“電流宿極”)的部分膜穿出第一子細(xì)胞。相反，電流線在狹頸或細(xì)胞質(zhì)橋會(huì)聚，由此電流線的密度大大增大。第二子細(xì)胞內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的“鏡像”過(guò)程，由此隨著它們離開(kāi)橋，電流線發(fā)散到較低密度結(jié)構(gòu)，并且最終從其靠近電流宿的部分膜穿出第二子細(xì)胞。當(dāng)將可極化物體放入不均勻會(huì)聚或發(fā)散場(chǎng)時(shí)，電力對(duì)其起作用并將其向更高密度的電場(chǎng)線牽引。對(duì)于分裂期細(xì)胞，在兩個(gè)細(xì)胞之間的細(xì)胞質(zhì)橋的方向上施加電力。由于所有的細(xì)胞間細(xì)胞器和大分子都是可極化的，它們都被強(qiáng)制向兩個(gè)細(xì)胞之間的橋移動(dòng)。場(chǎng)的極性與力的方向無(wú)關(guān)，因此，具有特定特性的交變電場(chǎng)可用于產(chǎn)生基本上相同的效應(yīng)。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在其自身內(nèi)的橋或狹頸部分內(nèi)或附近出現(xiàn)的集中和不均勻的電場(chǎng)對(duì)電荷和自然偶極子施加強(qiáng)作用力，可導(dǎo)致與這些元件相關(guān)的結(jié)構(gòu)的破壞。細(xì)胞的細(xì)胞器向橋的移動(dòng)破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致連接橋膜附近的壓力增大。預(yù)期橋薄膜上的細(xì)胞器的壓力將斷開(kāi)橋膜，并由此預(yù)期分裂期細(xì)胞將響應(yīng)于這個(gè)壓力而“爆炸”。通過(guò)施加頻率從大約50KHz到大約500KHz的脈動(dòng)交變電場(chǎng)可增強(qiáng)斷開(kāi)膜和破壞其它細(xì)胞結(jié)構(gòu)的能力。向組織施加這種類(lèi)型的電場(chǎng)時(shí)，施加到細(xì)胞間細(xì)胞器的力具有“錘擊”效應(yīng)，由此，每秒多次向細(xì)胞器施加力脈沖(或節(jié)拍)，增強(qiáng)了不同大小和量的細(xì)胞器從兩個(gè)子細(xì)胞向橋(或狹頸)部分的移動(dòng)，由此提高了在橋部分?jǐn)嚅_(kāi)細(xì)胞膜的可能性。施加到細(xì)胞間細(xì)胞器的力還影響細(xì)胞器自身并可能萎縮或斷開(kāi)細(xì)胞器。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案，用于施加電場(chǎng)的該設(shè)備為生成具有所期望的波形形狀或脈沖系列的電信號(hào)的電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括發(fā)生器，發(fā)生器生成頻率在大約50KHz到大約500KHZ范圍內(nèi)的交流電壓波形。該發(fā)生器可操作性連接到導(dǎo)電導(dǎo)線，導(dǎo)電導(dǎo)線在其另一端連接到被所生成的波形激活的絕緣導(dǎo)體/電極(也稱(chēng)為絕緣電極(isolects))。該絕緣電極由與電介質(zhì)(絕緣層)接觸的導(dǎo)體組成，電介質(zhì)與導(dǎo)電組織接觸，由此形成一個(gè)電容器。根據(jù)準(zhǔn)確的治療應(yīng)用，可以幾種不同的方式施加由本設(shè)備生成的電場(chǎng)。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，電場(chǎng)是通過(guò)外部絕緣電極施加的，外部絕緣電極被結(jié)合到衣物內(nèi)，并且其構(gòu)造使得所施加的局部類(lèi)型的電場(chǎng)是靶向組織(例如，腫瘤)的特定、局部區(qū)域。這個(gè)實(shí)施方案被設(shè)計(jì)用于通過(guò)在靶組織上穿上衣物以使由絕緣電極生成的電場(chǎng)被定向到腫瘤(病灶等)以治療在皮膚表面或其下的腫瘤和病灶。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，該設(shè)備被用于在內(nèi)部類(lèi)型的應(yīng)用中，因?yàn)榻^緣電極為探針或?qū)Ч艿鹊男问?，其通過(guò)諸如尿道或陰道的自然通道進(jìn)入身體，或者被配置為刺入活組織，直到絕緣電極被放置到內(nèi)部目標(biāo)區(qū)域(例如，內(nèi)部腫瘤)的附近。因此，本設(shè)備利用的電場(chǎng)相對(duì)于之前較高和較低頻率的應(yīng)用屬于特定的中間類(lèi)另|J，這是因?yàn)椋倦妶?chǎng)為無(wú)意義的刺激效應(yīng)并且無(wú)熱效應(yīng)的生物效應(yīng)場(chǎng)。有利地，當(dāng)非分裂期細(xì)胞遭受這些電場(chǎng)時(shí)，對(duì)該細(xì)胞沒(méi)有影響；然而，當(dāng)分裂期細(xì)胞遭受本電場(chǎng)時(shí)情形卻大為不同。由此，本電子設(shè)備和所產(chǎn)生的電場(chǎng)靶向諸如腫瘤等的分裂細(xì)胞，并且不會(huì)靶向圍繞該目標(biāo)區(qū)域的健康組織周?chē)l(fā)現(xiàn)的非分裂期細(xì)胞。此外，由于本設(shè)備利用了絕緣電極，不會(huì)在本設(shè)備中出現(xiàn)上述的使用導(dǎo)電電極所得到的負(fù)面效應(yīng)，即細(xì)胞內(nèi)離子濃度的改變以及由電解形成有害物質(zhì)。這是因?yàn)殡姌O和介質(zhì)之間一般不會(huì)發(fā)生實(shí)際電荷轉(zhuǎn)移，在電流為電容性的介質(zhì)內(nèi)沒(méi)有電荷流動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，本電子設(shè)備也可用于除了活體內(nèi)的腫瘤治療之外的應(yīng)用。事實(shí)上，利用本設(shè)備選擇性破壞可與任何通過(guò)分裂增殖的有機(jī)體結(jié)合使用，例如組織培養(yǎng)物、微生物，諸如細(xì)菌、支原體、原生動(dòng)物、真菌、藻類(lèi)、植物細(xì)胞等等。這種有機(jī)體通過(guò)如上所述形成的溝或槽分裂。隨著溝或槽加深，在有機(jī)體的兩部分之間形成一個(gè)窄的橋，類(lèi)似于在分裂期動(dòng)物細(xì)胞的子細(xì)胞之間形成的橋。由于這種有機(jī)體被具有相對(duì)較低的電導(dǎo)率的膜覆蓋，這類(lèi)似于上述的動(dòng)物細(xì)胞膜，分裂期有機(jī)體內(nèi)的電場(chǎng)線在連接該分裂期有機(jī)體的兩部分的橋處會(huì)聚。會(huì)聚場(chǎng)線引起的電力使分裂期有機(jī)體內(nèi)可極化的元件和電荷位移。通過(guò)結(jié)合附圖閱讀下面的說(shuō)明書(shū)，本設(shè)備的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。圖1A-1E是細(xì)胞分裂過(guò)程各個(gè)階段的簡(jiǎn)化的截面示意圖；圖2A和2B是遭受電場(chǎng)的非分裂期細(xì)胞的示意圖；圖3A、3B和3C是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案遭受電場(chǎng)的一個(gè)分裂期細(xì)胞，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例導(dǎo)致細(xì)胞被破壞(圖3C)的示意圖；圖4是分裂期細(xì)胞在一個(gè)階段遭受電場(chǎng)的示意圖；圖5是根據(jù)用于選擇性破壞細(xì)胞的一個(gè)示例性實(shí)施方案用于施加電場(chǎng)的設(shè)備的方框圖；圖6是圖5的設(shè)備的絕緣電極的等效電路的簡(jiǎn)化示意圖；圖7是結(jié)合了圖5的設(shè)備并且用于放置在皮膚表面以治療腫瘤等的皮膚貼片的截面示意圖；圖8是植入體內(nèi)用于治療腫瘤等的絕緣電極的截面示意圖；圖9是植入體內(nèi)用于治療腫瘤等的絕緣電極的截面示意圖；圖10A-10D是圖5的設(shè)備的絕緣電極的各種構(gòu)造的截面示意圖；圖11是圍繞人體軀干放置用于治療體內(nèi)的腫瘤容器(container)-例如與肺癌有關(guān)的腫瘤_的兩個(gè)絕緣電極的部分截面內(nèi)的主視圖；圖12A-12C是具備或不具備形成作為其構(gòu)造的一部分的保護(hù)性元件的各種絕緣電極的截面示意圖；圖13是將電場(chǎng)聚焦于在期望的目標(biāo)處同時(shí)使其它區(qū)域保持較低場(chǎng)密度(S卩，受保護(hù)的區(qū)域)的絕緣電極的示意圖；圖14是根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案結(jié)合到帽子中用于戴在頭上以治療顱內(nèi)腫瘤等的絕緣電極的截面視圖；圖15是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案具有用于容納一個(gè)或多個(gè)絕緣電極的槽式部分的帽子的局部圖；圖16是圖15所示帽子置于頭部的截面視圖，并示出用于將力施加到絕緣電極以確保絕緣電極保持與頭部接觸的偏置機(jī)構(gòu)；圖17是用于治療腫瘤等的在其內(nèi)結(jié)合有絕緣電極的衣物的截面俯視圖；圖18是圖17所示衣物的部分的截面視圖，示出了用于在某方向上偏置絕緣電極以確保絕緣電極被放置在最接近期望治療的皮膚表面的偏置機(jī)構(gòu)；圖19是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案用于放置在體內(nèi)治療腫瘤等的探針的截面視圖；圖20是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案用于圍繞脖子放置以在領(lǐng)子包圍脖子時(shí)治療這個(gè)區(qū)域內(nèi)的腫瘤等的解開(kāi)的領(lǐng)子的正視圖；圖21是圍繞身體布置的具有導(dǎo)電凝膠構(gòu)件的兩個(gè)絕緣電極的截面視圖，同時(shí)示出了電場(chǎng)線；圖22是圖21的布置的截面視圖，示出了一個(gè)絕緣電極內(nèi)的絕緣擊穿點(diǎn)；圖23是圍繞身體放置用于治療腫瘤等的具有導(dǎo)電凝膠構(gòu)件的至少兩個(gè)絕緣電極的布置的截面視圖，其中每個(gè)導(dǎo)電凝膠構(gòu)件具有最小化絕緣電極內(nèi)的絕緣擊穿作用的特性；圖24是圍繞身體放置用于治療腫瘤等的具有導(dǎo)電凝膠構(gòu)件的至少兩個(gè)絕緣電極的另一種布置的截面視圖，其中導(dǎo)電構(gòu)件被放置在腫瘤附近的體內(nèi)以產(chǎn)生場(chǎng)密度增大的區(qū)域；圖25是相對(duì)于身體放置的大小可變的兩個(gè)絕緣電極的布置的截面視圖；圖26是圍繞身體放置用于治療腫瘤等的具有導(dǎo)電凝膠構(gòu)件的至少兩個(gè)絕緣電極的布置的截面視圖，其中每個(gè)導(dǎo)電凝膠構(gòu)件具有最小化絕緣電極內(nèi)的絕緣擊穿作用的特性；圖27A-C示出了有助于在不同方向上施加電場(chǎng)的電極的配置；圖28示出了圍繞身體部分的電極的三維布置，該電極有助于在不同方向施加電場(chǎng)；圖29A和29B分別是細(xì)胞破壞過(guò)程的效率作為針對(duì)黑素瘤和膠質(zhì)瘤的場(chǎng)強(qiáng)的函數(shù)的圖；圖30A和30B分別是顯示細(xì)胞破壞效率如何是針對(duì)黑素瘤和膠質(zhì)瘤施加的場(chǎng)的頻率的函數(shù)的圖；圖31A是在多個(gè)方向順序施加多個(gè)頻率的圖形；圖31B是在多個(gè)方向順序施加掃描頻率的圖形；圖32A示出對(duì)細(xì)菌進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中使用的電極的結(jié)構(gòu)。圖32B示出對(duì)細(xì)菌進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中使用的測(cè)試腔。圖32C示出用于在測(cè)試腔內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)的設(shè)備。圖33A和33B示出用不同頻率的電場(chǎng)處理細(xì)菌的效果。圖34示出用不同強(qiáng)度的電場(chǎng)處理細(xì)菌的效果。圖35A和35B示出用不同開(kāi)關(guān)速率的電場(chǎng)處理細(xì)菌的效果。圖36示出使綠膿桿菌反復(fù)暴露于電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。圖37示出細(xì)菌內(nèi)和細(xì)菌周?chē)碾妶?chǎng)分布。圖38A和39B示出對(duì)分裂期細(xì)胞內(nèi)的偶極子起作用的力的量級(jí)。圖39示出體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。優(yōu)選實(shí)施方案詳述參考圖1A-1E，其示意性示出了細(xì)胞分裂過(guò)程的各個(gè)階段。圖IA示出正常幾何形狀的細(xì)胞10，形狀通常為球形(如圖所示)、橢球形、圓柱形、“類(lèi)扁平形狀”或任何其它本領(lǐng)域已知的細(xì)胞幾何形狀。圖1B-1D示出細(xì)胞10分裂過(guò)程的不同階段，分裂導(dǎo)致形成兩個(gè)新的細(xì)胞18和20，如圖IE所示。如圖1B-1D所示，細(xì)胞10的分裂過(guò)程以逐漸增長(zhǎng)的裂縫12為特征，其逐步將細(xì)胞10分離為兩個(gè)單元，即子細(xì)胞14和16，子細(xì)胞14和16最終變成新的細(xì)胞18和20(圖1E)。如圖ID具體所示，分裂過(guò)程以一個(gè)短暫時(shí)期為特征，在該時(shí)期內(nèi)細(xì)胞10的結(jié)構(gòu)基本上為由一個(gè)包含細(xì)胞物質(zhì)(由細(xì)胞膜圍繞的細(xì)胞質(zhì))的窄“橋”22互相連接的兩個(gè)子細(xì)胞14禾口16?，F(xiàn)在參考圖2A和2B，其中示意性示出了非分裂期細(xì)胞10正遭受通過(guò)分別以相對(duì)較低的頻率和相對(duì)較高的頻率施加交變電位產(chǎn)生的電場(chǎng)。細(xì)胞10包括胞內(nèi)細(xì)胞器，例如核30。交變電位被施加于電極28和32上，可將電極28和32從外部連接到患者的預(yù)定區(qū)域，例如被治療的腫瘤附近。當(dāng)細(xì)胞10處于自然條件下時(shí)，即活組織的一部分，其處于一個(gè)主要由電解的細(xì)胞間液組成的導(dǎo)電環(huán)境中(下文中稱(chēng)為“容積導(dǎo)體”)。當(dāng)在電極28和32上施加電位時(shí)，所得電場(chǎng)(或響應(yīng)于該電場(chǎng)在組織內(nèi)感應(yīng)的電流)的一部分場(chǎng)線穿透細(xì)胞10，同時(shí)其余的場(chǎng)線(或感應(yīng)電流)流入環(huán)繞的介質(zhì)中。電場(chǎng)線的具體分布在這種情況下基本上與電流的方向一致，依賴(lài)于可能與頻率相關(guān)的系統(tǒng)成分的幾何形狀和電特性，例如系統(tǒng)成分的相對(duì)電導(dǎo)率和介電常數(shù)。對(duì)于低頻，例如低于IOKHz的頻率，成分的電導(dǎo)特性完全支配著電流和場(chǎng)分布，并且場(chǎng)分布通常如圖2A所示。在較高頻率，例如IOKhz和IMHz之間的頻率，成分的介電特性變得更為顯著并最終支配場(chǎng)分布，使得場(chǎng)分布線通常如圖2B所示。對(duì)于恒定(即，直流)電場(chǎng)或相對(duì)較低頻率的交變電場(chǎng)，例如，IOKHz以下的頻率，各種成分的介電特性對(duì)于確定和計(jì)算場(chǎng)分布并不重要。因此，作為關(guān)于電場(chǎng)分布的初步估計(jì)，，系統(tǒng)可以合理地用其各種成分的相對(duì)阻抗表示。利用這種估計(jì)，細(xì)胞間(即，細(xì)胞外的)液和細(xì)胞內(nèi)液各自都具有相對(duì)低的阻抗，而細(xì)胞膜11具有相對(duì)高的阻抗。由此，在低頻條件下，僅有一小部分的電場(chǎng)線(或通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)的電流)穿透細(xì)胞10的膜11。相反，在相對(duì)高頻率(例如ΙΟΚΗζ-ΙΜΗζ)之下，膜11的阻抗相對(duì)細(xì)胞間液和細(xì)胞內(nèi)液降低，由此穿透細(xì)胞的電流部分顯著增強(qiáng)。應(yīng)注意的是，在非常高的頻率下，即IMHz以上，膜電容可能短路膜阻抗，因此整個(gè)膜阻抗可能變得可忽略不計(jì)。在上述任何一個(gè)實(shí)施方案中，電場(chǎng)線(或感應(yīng)電流)從最靠近生成該電流的一個(gè)電極的部分膜11穿透細(xì)胞10，例如從最靠近正電極28(在此也稱(chēng)為“源”)的部分。細(xì)胞10上的電流分布通常是均勻的，這是因?yàn)樵谏鲜龉烙?jì)下，細(xì)胞內(nèi)感應(yīng)的場(chǎng)基本上是均勻的。電流通過(guò)最靠近相反電極的部分膜11穿出細(xì)胞10，例如從負(fù)電極32(在此也稱(chēng)為“宿”)穿出ο場(chǎng)線和電流之間的區(qū)分可取決于許多因素，例如取決于所施加的電位的頻率以及取決于電極28和32是否為電絕緣的。對(duì)于施加DC或低頻交變電壓的絕緣電極，沿電場(chǎng)線實(shí)際上沒(méi)有電流。在高頻下，由于電極絕緣和細(xì)胞膜(在某種程度上充當(dāng)電容)的充電和放電，在組織內(nèi)感應(yīng)有位移電流，并且這種電流沿著該電場(chǎng)線。相反，由非絕緣電極產(chǎn)生的場(chǎng)總是產(chǎn)生某種形式的電流，具體而言，DC或低頻交變場(chǎng)沿場(chǎng)線產(chǎn)生傳導(dǎo)電流，而高頻交變場(chǎng)沿場(chǎng)線既產(chǎn)生傳導(dǎo)電流又產(chǎn)生位移電流。然而，應(yīng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明可極化的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的移動(dòng)(如下所述)不取決于實(shí)際的電流流動(dòng)，因此既可有效地使用絕緣電極，又可有效地使用非絕緣電極。絕緣電極的優(yōu)點(diǎn)包括較低的功耗、在治療區(qū)域產(chǎn)生更少的熱、以及提高的患者安全性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，所使用的電場(chǎng)為頻率范圍從大約50KHz到大約500KHz的交變場(chǎng)，并且優(yōu)選為從大約IOOKHz到大約300KHz。由于這些電場(chǎng)落入具有生物有效的場(chǎng)特性同時(shí)不具備有意刺激和熱效果的中間類(lèi)別(在高頻和低頻范圍之間)，為了便于討論，這些類(lèi)型的電場(chǎng)在下面也稱(chēng)為“TC場(chǎng)”，這是“腫瘤治療(TumorCuring)電場(chǎng)”的縮寫(xiě)。這些頻率足夠的低使得系統(tǒng)行為由系統(tǒng)的歐姆(傳導(dǎo))特性決定，然而又足夠的高以對(duì)易興奮組織沒(méi)有任何刺激作用。此系統(tǒng)由兩類(lèi)元件組成，即細(xì)胞間液即細(xì)胞外液，或介質(zhì)，以及單個(gè)細(xì)胞。細(xì)胞間液主要為具體電阻大約40-100歐姆*cm的電解質(zhì)。如上面所述，細(xì)胞的特征在于三種元件，即(1)包裹細(xì)胞的薄的、高電阻的膜；(2)主要為包含大量大分子和微細(xì)胞器(包括核)的電解質(zhì)的內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)；以及(3)覆蓋微細(xì)胞器的膜，其電特性類(lèi)似于細(xì)胞膜。當(dāng)這種類(lèi)型的系統(tǒng)遭受本TC場(chǎng)(例如，頻率范圍在100KHz-300KHz間的交變電場(chǎng))，由于高電阻細(xì)胞膜的緣故，大多數(shù)電場(chǎng)線和電流趨于遠(yuǎn)離細(xì)胞，并因此該線保持在細(xì)胞外傳導(dǎo)介質(zhì)中。在上述列舉的頻率范圍內(nèi)，實(shí)際穿透細(xì)胞的小部分電場(chǎng)或電流與頻率關(guān)系很大。圖2示意性描述了該系統(tǒng)中生成的場(chǎng)分布。如圖所示，場(chǎng)力線大部分與無(wú)變形的場(chǎng)力線(電場(chǎng)的主要方向)平行地流過(guò)細(xì)胞體積，場(chǎng)力線還描述了可能的電流線。換言之，細(xì)胞內(nèi)部的場(chǎng)大部分是均勻的。實(shí)際上，穿透細(xì)胞的小部分場(chǎng)或電流由相對(duì)于細(xì)胞外液的細(xì)胞膜阻抗值確定。由于細(xì)胞膜的等價(jià)電路為電阻和電容的并聯(lián)，阻抗是頻率的函數(shù)。頻率越高，則阻抗越低，穿透電流的部分越大，場(chǎng)失真越小(RotshenkerS.&Y.Palti，Changesinfractionofcurrentpenetratinganaxonasafunctionofdurationofstimulatingpulse,J.Theor.Biol.41；401—407(1973))。如前所述，當(dāng)細(xì)胞遭受相對(duì)較弱的以高頻交變的電場(chǎng)和電流時(shí)，如頻率范圍為50KHz-500KHz的本TC場(chǎng)，它們對(duì)非分裂期細(xì)胞沒(méi)有影響。雖然本TC場(chǎng)對(duì)這種系統(tǒng)沒(méi)有可檢測(cè)的影響，但是在出現(xiàn)分裂期細(xì)胞時(shí)則情形則變得不同?，F(xiàn)在參考圖3A-3C，圖3A-3C示意性示出了在根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案，在頻率范圍從大約IOOKHz到大約300KHz的交變場(chǎng)(TC場(chǎng))的影響之下，在其分裂過(guò)程中，細(xì)胞10內(nèi)的電流分布圖。場(chǎng)線或感應(yīng)電流通過(guò)靠近電極28的子細(xì)胞16的部分膜穿透細(xì)胞10。然而，場(chǎng)線并未經(jīng)過(guò)連接子細(xì)胞16與新形成的仍然附著的子細(xì)胞14的細(xì)胞質(zhì)橋22穿出，或者經(jīng)過(guò)橋22附近的部分膜穿出。反之，電場(chǎng)或電流線一在子細(xì)胞16內(nèi)相對(duì)廣泛地分開(kāi)一隨著它們接近橋22(也稱(chēng)為“狹頸”22)而會(huì)聚到一起，并且由此狹頸22內(nèi)的電流/場(chǎng)線密度顯著地增大。在子細(xì)胞14內(nèi)發(fā)生一個(gè)“鏡像”過(guò)程，隨著場(chǎng)線接近子細(xì)胞14的穿出區(qū)域，橋22中會(huì)聚的場(chǎng)線發(fā)散。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，均勻電場(chǎng)不會(huì)對(duì)電中性物體，即凈電荷基本上為零的物體施加力，盡管此類(lèi)物體可以變成極化的。然而，如圖3A-3C所示，在非均勻、會(huì)聚的電場(chǎng)的作用下，對(duì)極化的物體施以電力，將它們向較高密度電場(chǎng)線方向移動(dòng)。應(yīng)理解的是，狹頸或橋區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的集中電場(chǎng)本身對(duì)電荷和自然偶極子施以強(qiáng)力并且可破壞與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)。同樣將理解，類(lèi)似的凈力再次在較高強(qiáng)度的場(chǎng)方向上作用于交變場(chǎng)的電荷上。在圖3A和3B的結(jié)構(gòu)中，極化和帶電物體的移動(dòng)方向朝向較高密度的電場(chǎng)線，即朝向子細(xì)胞14和16之間的細(xì)胞質(zhì)橋22。本領(lǐng)域眾所周知的是，所有細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器，例如子細(xì)胞14和16的核24和26，分別被極化，由此這種細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器被電力向橋22的方向推動(dòng)。由于無(wú)論場(chǎng)的極性如何，該移動(dòng)總是從較低密度電流到較高密度電流，由交變電場(chǎng)對(duì)諸如核24和26的細(xì)胞器所施加的力總是在橋22的方向。全面描述這種力和所造成的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的大分子的移動(dòng)，被稱(chēng)為“雙向電泳”現(xiàn)象，在例如文獻(xiàn)C.L.Asbury&G.vandenEngh,Biophys.J.74，1024-1030，1998中已進(jìn)行了詳盡描述，其全部公開(kāi)內(nèi)容在此引入作為參考。細(xì)胞器24和26朝向橋22的移動(dòng)破壞了分裂期細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，改變了各種細(xì)胞組分的濃度，最終橋膜22上會(huì)聚的細(xì)胞器的壓力導(dǎo)致細(xì)胞膜11在橋22附近斷裂，如圖3C所示?？赏ㄟ^(guò)施加脈沖AC電場(chǎng)而不是穩(wěn)定AC電場(chǎng)來(lái)增強(qiáng)在橋22處使膜11斷裂并且還破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和組織的能力。當(dāng)施加脈沖場(chǎng)時(shí)，作用在細(xì)胞器24和26上的力具有“錘擊”效果，借此脈沖力將細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器從子細(xì)胞14和16向狹頸22敲擊，由此增大了在狹頸22附近斷裂細(xì)胞膜11的可能性。一個(gè)非常重要的對(duì)該特殊場(chǎng)非常敏感的在分裂期細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)的元件是微管紡錘體，微管紡錘體在分裂過(guò)程中發(fā)揮主要作用。圖4中示出與圖3A和3B相比處于較早階段的分裂期細(xì)胞10，細(xì)胞10處于通常用線100指示的外部TC場(chǎng)(例如，頻率范圍大約IOOKHz到大約300KHz的交變場(chǎng))的影響下，細(xì)胞10具有通常用120指示的相應(yīng)紡錘體構(gòu)造。線120是已知具有非常強(qiáng)的偶極矩的微管。這種強(qiáng)烈的極化使得細(xì)管以及其它的極性大分子、特別是那些在細(xì)胞內(nèi)或其周?chē)哂刑囟ǚ较虻臉O性大分子易受電場(chǎng)影響。它們的正電荷位于兩個(gè)中心粒上，而兩組負(fù)極位于分裂期細(xì)胞的中心，并且另一對(duì)位于微管附著在細(xì)胞膜的點(diǎn)處，該點(diǎn)通常用130指示。這個(gè)結(jié)構(gòu)形成雙偶極子組，因此它們易受不同方向的場(chǎng)影響。應(yīng)理解的是，TC場(chǎng)對(duì)偶極子的作用并不取決于橋(狹頸)的形成，并且由此偶極子在橋(狹頸)形成之前就受TC場(chǎng)的影響。由于本設(shè)備(如下面將更為詳細(xì)的描述)利用了絕緣電極，使用本設(shè)備時(shí)不會(huì)出現(xiàn)上述使用導(dǎo)電電極時(shí)出處的副作用，即細(xì)胞內(nèi)的離子濃度改變和由于電解形成有害物質(zhì)。這是因?yàn)橥ǔＴ陔姌O和介質(zhì)之間不會(huì)發(fā)生實(shí)際的電荷轉(zhuǎn)移，并且在電流為容性的介質(zhì)內(nèi)(即電流僅用電荷等的旋轉(zhuǎn)表示)沒(méi)有電荷流動(dòng)?，F(xiàn)在參看圖5，上述有利于破壞腫瘤細(xì)胞的TC場(chǎng)由電子設(shè)備200產(chǎn)生。圖5示出該電子設(shè)備200的主要組件的簡(jiǎn)化示意圖。電子設(shè)備200以波形形狀或脈沖系列產(chǎn)生期望的電信號(hào)(TC信號(hào))。設(shè)備200包括發(fā)生器210和一端連接到發(fā)生器210的一對(duì)導(dǎo)電引線220。引線220的相反一端連接到由電信號(hào)(即，波形)激勵(lì)的絕緣導(dǎo)體230。下文中也將絕緣導(dǎo)體230稱(chēng)為絕緣電極230。任選地，根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方案，設(shè)備200包括溫度傳感器240和控制箱250，增加它們都是用于控制生成的電場(chǎng)的振幅，以便不會(huì)在治療的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生過(guò)熱。發(fā)生器210產(chǎn)生頻率范圍從大約50KHz到大約500KHz(優(yōu)選從大約IOOKHz到大約300KHz)的交變電壓波形(即，TC場(chǎng))。所需的電壓為使得要治療的組織內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度范圍為大約0.lV/cm到大約lOV/cm。如下所述，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)場(chǎng)，絕緣電極230中的兩個(gè)導(dǎo)體之間的實(shí)際電位差由系統(tǒng)成分的相對(duì)阻抗確定。當(dāng)包括控制箱250時(shí)，其控制發(fā)生器210的輸出，使得發(fā)生器將保持用戶(hù)預(yù)設(shè)的值恒定輸出，或者控制箱250將輸出設(shè)置為不會(huì)引起過(guò)熱的最大值，或者當(dāng)溫度(由溫度傳感器240感應(yīng))超過(guò)預(yù)定限度時(shí)控制箱250發(fā)出警告等。引線220為標(biāo)準(zhǔn)的具有柔性金屬屏蔽的隔離導(dǎo)線，優(yōu)選地，導(dǎo)線接地，以防止引線220產(chǎn)生的電場(chǎng)擴(kuò)散。絕緣電極230具有特定的外形和位置使得在目標(biāo)容積且僅在那生成具有所期望結(jié)構(gòu)、方向和強(qiáng)度的電場(chǎng)，以集中治療。設(shè)備200作為整體及其單個(gè)組件的技術(shù)指標(biāo)很大程度上由如下事實(shí)影響在當(dāng)前TC場(chǎng)(50KHz-500KHz)頻率下，生命系統(tǒng)是根據(jù)它們的“歐姆定律”特性而不是它們的介電特性運(yùn)轉(zhuǎn)的。設(shè)備200中唯一表現(xiàn)不同的元件是絕緣電極230的絕緣體(參見(jiàn)圖7-9)。絕緣電極230由與電介質(zhì)接觸的導(dǎo)體組成，電介質(zhì)與導(dǎo)電組織接觸由此形成電容器。絕緣電極230的詳細(xì)構(gòu)造基于它們的電學(xué)行為，當(dāng)絕緣電極與組織接觸時(shí)根據(jù)通常如圖6所示簡(jiǎn)化的電路可以理解上述電學(xué)行為。在所示結(jié)構(gòu)中，不同組件之間的電位降或電場(chǎng)分布由它們的相對(duì)電阻抗確定，即每個(gè)組件上的小部分場(chǎng)由其阻抗值除以總的電路阻抗給出。例如，元件上的電位降ΔVa=A/(A+B+C+D+E)。因此，對(duì)于DC或低頻AC，實(shí)際上所有電位降都在電容器(其充當(dāng)絕緣體)上。對(duì)于相對(duì)非常高的頻率，電容器實(shí)際上被短路，因此實(shí)際上所有場(chǎng)都分布在組織內(nèi)。在本TC場(chǎng)的頻率(例如，50ΚΗζ到500ΚΗζ)，這些頻率為中間頻率，電容器的電容的阻抗是支配性的，且其決定了場(chǎng)分布。因此，為了增大組織上的有效電壓降(場(chǎng)強(qiáng)度)，應(yīng)降低電容器的阻抗(即，增大它們的電容)。這可通過(guò)增大電容器“板”的有效面積、減小電介質(zhì)的厚度或者使用具有較高介電常數(shù)的電介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了優(yōu)化場(chǎng)分布，根據(jù)要使用絕緣電極230的應(yīng)用對(duì)絕緣電極230進(jìn)行不同配置。有兩種施加本電場(chǎng)(TC電場(chǎng))的主要模式。第一種，可通過(guò)外部絕緣電極施加TC場(chǎng)，第二種，可通過(guò)內(nèi)部絕緣電極施加TC場(chǎng)。通過(guò)外部絕緣電極施加的電場(chǎng)(TC場(chǎng))可以是局部類(lèi)型或廣泛分布的類(lèi)型。第一種類(lèi)型包括例如皮膚瘤的治療和靠近皮膚表面的病灶的治療。圖7示出了其中絕緣電極230被結(jié)合到皮膚貼片300中的示例性實(shí)施方案。貼片300可以是自粘的柔性貼片，帶有一對(duì)或多對(duì)絕緣電極230。貼片300包括內(nèi)部絕緣體310(由介電材料形成)和外部絕緣體260，并且貼到皮膚表面301或者稍微在皮膚表面310之下包含腫瘤303的皮膚表面301。組織通常用305指示。為了防止內(nèi)部絕緣體310上的電位降支配該系統(tǒng)，內(nèi)部絕緣體310必須具有相對(duì)高的電容。這可通過(guò)大的表面積實(shí)現(xiàn)；然而，這可能是不希望的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)在較大面積上(例如，大于所需治療的腫瘤的面積)擴(kuò)散?？蛇x地，內(nèi)部絕緣體310可以被制得非常薄和/或內(nèi)部絕緣體310可以具有高介電常數(shù)。由于電極(圖6中標(biāo)記為A和Ε)之間的皮膚電阻通常顯著高于其下面的組織(圖6中標(biāo)記為C)的電阻(1-10ΚΩ對(duì)0.1-1ΚΩ)，在絕緣電極之外的大部分電位降發(fā)生在電極間的皮膚組織。為了適應(yīng)這些阻抗(Z)，內(nèi)部絕緣體310(圖6中標(biāo)記為B和D)的特性應(yīng)當(dāng)使得它們?cè)诒綯C場(chǎng)(例如50ΚΗΖ到500ΚΗζ)的頻率下阻抗優(yōu)選小于100ΚΩ。例如，如果希望阻抗為大約IOK歐姆或更小，這樣所施加電壓的以上落在組織上，則對(duì)于表面積為IOmm2的絕緣電極，在200ΚΗζ頻率下，電容應(yīng)當(dāng)為ΙΟ—’級(jí)別，其意味著使用介電常數(shù)為2-3的標(biāo)準(zhǔn)絕緣體，絕緣層310的厚度應(yīng)當(dāng)為大約50-100微米。使用介電常數(shù)為大約20-50的絕緣體將獲得10倍強(qiáng)度的內(nèi)部場(chǎng)。利用具有高介電常數(shù)的絕緣材料增大電極的電容，導(dǎo)致電極對(duì)通過(guò)發(fā)生器1(圖5所示)施加的AC信號(hào)的阻抗減小。如圖6所示，因?yàn)殡姌OΑ、Ε與靶組織C串聯(lián)連接，這種阻抗的減小降低了電極內(nèi)的電壓降，使得施加AC電壓的更大部分的出現(xiàn)在組織C上。由于施加AC電壓的更大部分出現(xiàn)在組織上，對(duì)于組織內(nèi)的給定場(chǎng)強(qiáng)，可有利地降低通過(guò)發(fā)生器1施加的電壓。被治療的組織內(nèi)所期望的場(chǎng)強(qiáng)優(yōu)選在大約0.lV/cm和大約lOV/cm之間，并且更優(yōu)選在大約2V/cm和3V/cm之間，或者在大約lV/cm和5V/cm之間。如果電極中使用的介電常數(shù)足夠高，那么電極A、E的阻抗下降到如皮膚和組織B、C、D的串聯(lián)組合的同一大小級(jí)別。具有極高介電常數(shù)的適當(dāng)材料的一個(gè)例子是CaCu3Ti4O12，其介電常數(shù)為大約11，000(在IOOkHz測(cè)量的)。當(dāng)介電常數(shù)如此之高時(shí)，則可使用幾十伏特級(jí)別的生成器電壓就可獲得有用的場(chǎng)。由于薄的絕緣層可能非常易受損壞等，可以用的介電常數(shù)非常高的絕緣材料如二氧化鈦(例如，金紅石)替代絕緣體，該介電常數(shù)可達(dá)到大約200。存在許多不同的適合用于預(yù)期應(yīng)用中并且具有高介電常數(shù)的材料。例如，一些材料包括鈮酸鋰(LiNbO3),其為一種鐵電晶體，并且在光學(xué)、熱電和壓電器件中有許多應(yīng)用；釔鐵石榴石(YIG)為一種鐵磁晶體，并且可以用這種材料實(shí)現(xiàn)例如光頻隔離器的磁光裝置；鈦酸鋇(BaTiO3)為一種具有高電光效應(yīng)的鐵磁晶體；鉭酸鉀(KTaO3)為一種介電晶體(低溫時(shí)為鐵電)，并且在低溫下具有非常低的微波損耗和介電常數(shù)的可調(diào)諧性；以及鉭酸鋰(LiTaO3),—種特性類(lèi)似鈮酸鋰的鐵電晶體，并且在電光、熱電和壓電器件中使用。還可以使用具有高介電常數(shù)的絕緣陶瓷，諸如由鉛鈮酸鎂和鈦酸鉛組合制成的陶瓷。應(yīng)理解的是，當(dāng)本設(shè)備期望使用具有高介電常數(shù)的材料時(shí)，前述的示例性材料可與本設(shè)備組合使用。還應(yīng)當(dāng)考慮到影響絕緣電極230的有效電容的另一個(gè)因素，即絕緣電極230和皮膚之間存在空氣。這種不易防止的存在引入了介電常數(shù)為1.0的絕緣體層，這個(gè)因素顯著降低絕緣電極230的有效電容并且抵消了二氧化鈦(金紅石)等的優(yōu)點(diǎn)。為了克服這個(gè)問(wèn)題，絕緣電極230可以做成符合身體結(jié)構(gòu)的形狀和/或(2)可向該結(jié)構(gòu)中加入具有高電導(dǎo)率和高有效介電常數(shù)(如凝膠)的居間填充物270，如凝膠(如圖IOC所示)?？梢灶A(yù)先構(gòu)造(參見(jiàn)圖10A)形狀，或者系統(tǒng)可以做得足夠柔韌使得絕緣電極230的定形更易實(shí)現(xiàn)。凝膠可以被包含于如圖IOC和IOC'描述的具有升高邊緣的位置。凝膠可以由水凝膠、明膠、瓊脂等制成，并且其內(nèi)溶解有鹽以增大其傳導(dǎo)率。圖10A-10C'示出絕緣電極230的各種示例性構(gòu)造。凝膠的準(zhǔn)確厚度并不重要，只要其足夠厚使得在治療期間凝膠層不會(huì)變干。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，凝膠的厚度為大約0.5mm到大約2mm。優(yōu)選地，凝膠具有高傳導(dǎo)率，有些粘，并且在延長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是生物相容的。一種適合的凝膠為AG603水凝膠，可從AmGelTechnologies,1667S.MissionRoad,Fallbrook,CA92028-4115，USA購(gòu)得。為了實(shí)現(xiàn)絕緣電極230的期望特性，各介電涂層應(yīng)當(dāng)非常的薄，例如在1-50微米之間。由于涂層是如此的薄，絕緣電極230易被機(jī)械損壞或遭受介電擊穿。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)給絕緣電極的結(jié)構(gòu)增加保護(hù)性功能來(lái)克服，以對(duì)此類(lèi)損害提供期望的保護(hù)。例如，可以使用相對(duì)松散的網(wǎng)340覆蓋絕緣電極230，該網(wǎng)防止接近表面且對(duì)絕緣電極230的有效表面積(即絕緣電極230的電容)有較小影響(圖12B中示出的橫截面)。松散的網(wǎng)340不會(huì)影響電容并且確保與皮膚等的良好接觸。松散的網(wǎng)340可由許多不同的材料形成；然而，在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，網(wǎng)340由尼龍、聚酯、棉花等形成。可選擇地，可以在絕緣電極230的介電部分(絕緣層)涂敷非常薄的導(dǎo)電涂層350。一個(gè)示例性導(dǎo)電涂層由金屬形成，更具體地，由金形成。涂層350的厚度依賴(lài)于具體的應(yīng)用，并且依賴(lài)于用于形成涂層350的材料類(lèi)型；然而，當(dāng)使用金時(shí)，涂層的厚度為大約0.1微米到大約0.1毫米。此外，圖10所示的邊緣也能夠提供一定程度的機(jī)械保護(hù)。然而，電容并不是唯一考慮的因素。下列兩種因素也影響絕緣電極230如何被構(gòu)造。內(nèi)部絕緣層310的介電強(qiáng)度，以及當(dāng)其遭受TC場(chǎng)時(shí)發(fā)生的介電損耗，即產(chǎn)生的熱量。內(nèi)部絕緣體310的介電強(qiáng)度決定了在什么場(chǎng)強(qiáng)下絕緣體將會(huì)被“短路”并且不再是完好的絕緣體。一般地，諸如塑料的絕緣體具有每微米大約100V或更高的介電強(qiáng)度值。因?yàn)楦呓殡姵?shù)降低了內(nèi)部絕緣體310中的場(chǎng)，高介電常數(shù)和高介電強(qiáng)度的組合提供了重要的優(yōu)勢(shì)。這可通過(guò)使用具有期望特性的一種材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)具有正確的參數(shù)和厚度的雙層來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，為了進(jìn)一步降低絕緣層310失效的可能性，使用常規(guī)技術(shù)如圖IOD所示，通過(guò)使邊角變圓等消除絕緣層310的所有銳利邊緣。圖8和9示出了使用絕緣電極230的第二種治療類(lèi)型，即通過(guò)內(nèi)部絕緣電極230的電場(chǎng)生成。絕緣電極230所植入的身體通常用311指示，包括皮膚表面313和腫瘤315。在這個(gè)實(shí)施方案中，絕緣電極230的形狀可以為板、線或可被皮下插入或插入至身體311內(nèi)更深位置的其它形狀，以在目標(biāo)區(qū)(腫瘤315)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膱?chǎng)。同樣應(yīng)理解的是，絕緣電極應(yīng)用的方式并不限定于上述的描述。就內(nèi)部器官例如肝臟、肺等中的腫瘤而言，，絕緣電極對(duì)230的每個(gè)構(gòu)件之間的距離可能較遠(yuǎn)。電極對(duì)甚至可以置于軀干410的相反側(cè)，如圖11所示。圖11中絕緣電極230的布置對(duì)治療與肺癌或胃腸腫瘤有關(guān)的腫瘤415特別有用。在這個(gè)實(shí)施方案中，電場(chǎng)(TC場(chǎng))散布在身體的較寬范圍內(nèi)。為了避免過(guò)熱所治療的組織，需要選擇材料和場(chǎng)參數(shù)。在治療過(guò)程中，絕緣電極的絕緣材料應(yīng)當(dāng)在被使用的頻率范圍內(nèi)具有最小的介電損耗。當(dāng)針對(duì)治療選擇特定的頻率時(shí)可以考慮這個(gè)因素。組織的直接加熱最有可能受由電流引起的發(fā)熱控制(由I*R給表示)。此外，絕緣電極230及其圍繞物應(yīng)當(dāng)由有利于熱損耗的材料制成，并且其一般結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)也有利于熱損耗，即阻止熱耗散到環(huán)境(空氣)的最小結(jié)構(gòu)以及高熱傳導(dǎo)性。使用較大的電極同樣使發(fā)熱的局部感知最小化，因?yàn)槠渫ㄟ^(guò)一個(gè)更大的表面積傳播將轉(zhuǎn)移到患者的能量。優(yōu)選地，使加熱最小化在患者的皮膚溫度絕不超過(guò)大約39°C。降低加熱的另一種方式是，通過(guò)施加占空比在大約20%和大約50%之間的場(chǎng)而不是使用連續(xù)場(chǎng)，間歇性地將該場(chǎng)施加到被治療的組織。例如，為了實(shí)現(xiàn)33%的占空比，該場(chǎng)應(yīng)當(dāng)重復(fù)接通1秒，然后斷開(kāi)2秒。初步試驗(yàn)已經(jīng)顯示使用占空比為33%的場(chǎng)的治療療效大體上與占空比為100%的場(chǎng)相同。在可選的實(shí)施方案中，可將場(chǎng)接通1小時(shí)然后斷開(kāi)1小時(shí)以實(shí)現(xiàn)50%的占空比。當(dāng)然，以每小時(shí)開(kāi)關(guān)一次的速率對(duì)最小化短時(shí)間產(chǎn)熱是沒(méi)有用的。另一方面，這可以給患者提供受歡迎的治療休息。可以通過(guò)在期望的目標(biāo)區(qū)域聚焦場(chǎng)，同時(shí)使其它敏感區(qū)域處于低的場(chǎng)密度(即，受保護(hù)區(qū)域)的絕緣電極230的布置來(lái)加強(qiáng)治療效果?？梢岳迷S多不同技術(shù)保持絕緣電極230適當(dāng)放置于身體上，包括使用將絕緣電極保持在適當(dāng)位置的合適衣物。圖13示出了這樣的布置，其中標(biāo)記為“P”的區(qū)域表示受保護(hù)的區(qū)域。場(chǎng)力線不會(huì)穿透這個(gè)受保護(hù)的區(qū)域，并且此處的場(chǎng)比絕緣電極230附近的場(chǎng)要小很多，在絕緣電極附近，可對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行良好定位和治療。相反，四極處的場(chǎng)強(qiáng)非常高。下面的例子用于說(shuō)明本設(shè)備的示例性應(yīng)用和TC場(chǎng)的應(yīng)用；然而，這個(gè)例子是非限制性的，并且不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實(shí)例1為了證明具有上述特性(例如，頻率在50KHz到500KHz之間)的電場(chǎng)在破壞腫瘤細(xì)胞中的有效性，將該電場(chǎng)用于治療患惡性黑色素瘤的小鼠。兩對(duì)絕緣電極230被放置在相應(yīng)的一對(duì)惡性黑色素瘤上。只有一對(duì)連接到發(fā)生器210，向腫瘤施加200KHz的交變電場(chǎng)(TC場(chǎng))為期6天。一個(gè)惡性黑色素瘤未進(jìn)行治療，以比較經(jīng)治療的腫瘤和未治療的腫瘤。在治療6天之后，在小鼠的未治療一側(cè)，染色的惡性黑色素瘤保持清晰可見(jiàn)，相反，在小鼠的治療側(cè)看不到腫瘤。在皮膚上唯一可見(jiàn)的可辨別的區(qū)域是代表絕緣電極230插入點(diǎn)的標(biāo)記。通過(guò)切開(kāi)和反轉(zhuǎn)皮膚暴露其內(nèi)表面進(jìn)一步證明治療側(cè)腫瘤被消除的事實(shí)。這個(gè)過(guò)程顯示，在小鼠的治療側(cè)，腫瘤已經(jīng)基本上-如果不是完全地-被消除。還進(jìn)一步通過(guò)組織病理學(xué)檢查證實(shí)了治療的成功。因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用電子設(shè)備施加電場(chǎng)時(shí)，具有特定特性的電場(chǎng)可以用于破壞分裂期細(xì)胞或腫瘤。更特別地，這些電場(chǎng)落入特殊的中間類(lèi)別，即具有無(wú)意義的刺激和無(wú)熱效應(yīng)的生物有效場(chǎng)，并因此克服了與向身體施加常規(guī)電場(chǎng)相關(guān)的缺點(diǎn)。還應(yīng)理解的是，本設(shè)備可進(jìn)一步包括用于相對(duì)活組織旋轉(zhuǎn)TC場(chǎng)的設(shè)備。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，使用常規(guī)設(shè)備，諸如開(kāi)啟時(shí)旋轉(zhuǎn)本系統(tǒng)的各種組件的機(jī)械設(shè)備，可相對(duì)于組織旋轉(zhuǎn)施加到被治療的組織的交變電場(chǎng)。另外，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，以連續(xù)方式將TC場(chǎng)施加到絕緣電極230的不同電極對(duì)。換言之，可以布置發(fā)生器210及它的控制系統(tǒng)，從而以周期性間隔向選擇的絕緣電極對(duì)230發(fā)送信號(hào)，由此使得通過(guò)這些絕緣電極230生成不同方向的TC場(chǎng)。因?yàn)樾盘?hào)是在選擇時(shí)間從發(fā)生器發(fā)送到絕緣電極230的，通過(guò)不同的絕緣電極230連續(xù)地生成方向變化的TC場(chǎng)。這種布置具有許多優(yōu)點(diǎn)，并且由于當(dāng)TC場(chǎng)與細(xì)胞分裂軸平行時(shí)具有最大影響的事實(shí)而被提供。由于細(xì)胞分裂的方向在大多數(shù)情形下是隨機(jī)的，僅有小部分分裂期細(xì)胞受到任何給定場(chǎng)的影響。由此，使用兩個(gè)或多個(gè)方向的場(chǎng)提高了效果，這是因?yàn)槠湓龃罅烁喾至哑诩?xì)胞受給定TC場(chǎng)影響的機(jī)會(huì)。體外試驗(yàn)已表明，當(dāng)場(chǎng)力線方向通常平行于有絲分裂中的沙漏形狀的細(xì)胞的長(zhǎng)軸(如圖3A-3C所示)時(shí)，該電場(chǎng)具有最大的殺滅作用。在一個(gè)試驗(yàn)中，更高比例的受損害細(xì)胞的分裂軸方向沿著該場(chǎng)56%的方向相對(duì)于該場(chǎng)為0°或接近0°的細(xì)胞受損害，相比之下，長(zhǎng)軸相對(duì)于該場(chǎng)超過(guò)22°的細(xì)胞平均15%受損害。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，以不同方向順序施加場(chǎng)將提高整體的殺滅能力，因?yàn)檫@樣可以向更多部分的分裂期細(xì)胞施加殺死分裂期細(xì)胞最為有效的場(chǎng)方向。下面討論以不同方向施加場(chǎng)的若干例子。圖27A、27B和27C示出了一組6個(gè)電極E1-E6，以及如何通過(guò)在不同電極對(duì)上施加來(lái)自生成器1(圖1所示)的AC信號(hào)改變通過(guò)靶組織1510的場(chǎng)的方向。例如，如果在電極El和E4上施加AC信號(hào)，則場(chǎng)線F將為垂直的(如圖27A所示)，而如果在電極E2和E5或者電極E3和E6上施加該信號(hào)，則場(chǎng)線F將為斜的(如分別在圖27B和27C中所示)。通過(guò)在其它電極對(duì)上施加AC信號(hào)可獲得另外的場(chǎng)方向。例如，通過(guò)在電極E2和E6上施加信號(hào)可得到大體上水平的場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在不同的電極對(duì)之間順序應(yīng)用AC信號(hào)。這種方案的一個(gè)例子是，在電極El和E4上施加AC信號(hào)一秒鐘，然后在電極E2和E5上施加AC信號(hào)一秒鐘，接著在電極E3和E6上施加AC信號(hào)一秒鐘。然后重復(fù)該三部分的順序用于期望的治療周期。因?yàn)榧?xì)胞被破壞的效果強(qiáng)烈取決于細(xì)胞的方向，在不同方向之間循環(huán)場(chǎng)增大了至少在部分時(shí)間內(nèi)場(chǎng)朝向有利于破壞細(xì)胞的方向的機(jī)會(huì)。當(dāng)然，圖27A-C所示的6個(gè)電極配置僅僅是多個(gè)電極的許多可能方案中的一種，基于相同的原理可以使用三個(gè)或更多電極的許多其它配置。在不同方向順序施加場(chǎng)并不局限于二維實(shí)施方案，圖28示出如何將在不同電極組上順序施加信號(hào)擴(kuò)展到三維。圍繞身體部分1500放置第一電極陣列A1-A9，將最后一個(gè)電極陣列W-N9與第一陣列間隔距離W放置在身體部分1500周?chē)??？蛇x地，可將其他電極陣列添加到第一陣列和最后一個(gè)陣列之間，但是，清楚起見(jiàn)，并沒(méi)有示出這些其他陣列(以不掩蓋身體部分1500背后的電極A5-A9和B5-B8)。如圖27中的實(shí)施方案，可以通過(guò)在不同的電極對(duì)之間施加來(lái)自發(fā)生器1(圖1中所示)的AC信號(hào)改變穿過(guò)靶組織的場(chǎng)的方向。例如，在電極A2和A7之間施加AC信號(hào)就得到在這兩個(gè)電極之間由前至后方向的場(chǎng)，，而在電極A5和A9之間施加AC信號(hào)就得到這兩個(gè)電極之間大致垂直的場(chǎng)。類(lèi)似的，在電極A2和N7之間施加AC信號(hào)能產(chǎn)生以一個(gè)方向穿過(guò)身體部分1500的斜向場(chǎng)線；在電極A2和B7之間施加AC信號(hào)就產(chǎn)生以另一個(gè)方向穿過(guò)身體部分的斜向場(chǎng)線。使用三維電極陣列還使得可能同時(shí)激勵(lì)多對(duì)電極以在期望的方向上感應(yīng)場(chǎng)。例如，如果提供了適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)使得電極A2到N2全部都連接到發(fā)生器的一個(gè)端子，并且使得電極A7到N7全部連接到發(fā)生器的另一個(gè)端子，由此得到的場(chǎng)是在整個(gè)寬度W內(nèi)由前至后方向上延伸的一片。在維持由前至后的場(chǎng)一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間之后(例如，1秒)，重新設(shè)置開(kāi)關(guān)系統(tǒng)(未示出)，將電極A3到N3連接到發(fā)生器的一個(gè)端子，并將電極A8到N8連接到發(fā)生器的另一個(gè)端子。這樣得到相對(duì)于初始場(chǎng)方向圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)了大約40°的片狀場(chǎng)。當(dāng)場(chǎng)在這個(gè)方向上維持了一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間之后(例如，1秒)，啟動(dòng)下一組電極，以將該場(chǎng)旋轉(zhuǎn)另外40°至下一位置。這將持續(xù)直到場(chǎng)回到其初始位置，在該點(diǎn)重復(fù)整個(gè)過(guò)程。可選地，可將旋轉(zhuǎn)的片狀場(chǎng)添加(以時(shí)間順序)到上述斜向場(chǎng)，以更好地靶向沿斜向軸方向的細(xì)胞。因?yàn)殡妶?chǎng)是矢量，為形成期望的合成矢量，可選同時(shí)將向信號(hào)施加到電極的組合。例如，可以通過(guò)將電極A2到N2和A3到N3都切換到發(fā)生器的一個(gè)端子，并且將A7到N7和A8到N8都切換到發(fā)生器的另一個(gè)端子獲得相對(duì)于初始位置圍繞X軸旋轉(zhuǎn)20°的場(chǎng)。如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，將信號(hào)施加到電極的其它組合將得到其它方向上的場(chǎng)。如果對(duì)電壓實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)控制，與上述逐步方式相比，場(chǎng)的方向甚至可以連續(xù)(即，平滑)方式掃描空間。圖29A和29B描述了體外試驗(yàn)的結(jié)果，其顯示了所施加場(chǎng)殺滅分裂期細(xì)胞的能力如何是場(chǎng)強(qiáng)的函數(shù)。在圖29A的試驗(yàn)中，B16F1黑素瘤細(xì)胞遭受不同場(chǎng)強(qiáng)的200KHz的AC場(chǎng)，每個(gè)強(qiáng)度持續(xù)24小時(shí)。在圖29B的試驗(yàn)中，F(xiàn)-98神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞遭受不同場(chǎng)強(qiáng)的200KHz的AC場(chǎng)，每個(gè)強(qiáng)度持續(xù)24小時(shí)。在這兩幅圖中，場(chǎng)強(qiáng)(EF)以V/cm度量。殺滅作用的大小以術(shù)語(yǔ)TER表示，其為與對(duì)照細(xì)胞(GRc)的增長(zhǎng)速率相比，被治療細(xì)胞(GRt)增長(zhǎng)速率的降低比率。GRr一GRtTER=-^-丁-試驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)于黑素瘤和神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞，所施加場(chǎng)對(duì)增殖的抑制作用都隨強(qiáng)度增大。黑素瘤和神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的完全增殖抑制(TER=1)分別出現(xiàn)在1.35和2.25V/cm處。圖30A和30B描述了體外試驗(yàn)的結(jié)果，其顯示了所施加場(chǎng)的殺滅能力如何是場(chǎng)頻率的函數(shù)。在該試驗(yàn)中，B16F1黑素瘤細(xì)胞(圖30A)和F-98神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞(圖30B)遭受不同頻率的場(chǎng)，每個(gè)頻率為24小時(shí)。圖30A和30B顯示了生長(zhǎng)速率的變化，歸一化為場(chǎng)強(qiáng)(TER/EF)。數(shù)據(jù)顯示為均值+SE。在圖30A中，可以看到窗口效應(yīng)，黑素瘤細(xì)胞的最大抑制是120kHz。在圖30B中，在170和250kHz看到兩個(gè)峰。由此，如果在整個(gè)治療過(guò)程期間只有一個(gè)頻率可用，則具有頻率為大約120kHz的場(chǎng)適用于破壞黑素瘤細(xì)胞，而具有200kHz級(jí)別頻率的場(chǎng)適用于破壞神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞。并非任何給定類(lèi)型的所有細(xì)胞都有完全相同的大小。反之，細(xì)胞有大小分布，其中一些細(xì)胞更小而一些細(xì)胞更大。認(rèn)為用于損害特定細(xì)胞的最佳頻率與該特定細(xì)胞的物理特性(即，大小)有關(guān)。由此，為了最好地?fù)p害具有大小分布的細(xì)胞群，對(duì)該群體施加不同頻率的分布是有利的，根據(jù)靶細(xì)胞的期望大小分布優(yōu)化頻率選擇。例如，圖30B的數(shù)據(jù)顯示利用兩個(gè)頻率170kHz和250kHz破壞神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞群將比利用單一頻率200kHz更為有效。注意，在此討論的優(yōu)化場(chǎng)強(qiáng)和頻率是基于體外試驗(yàn)獲得的，并且針對(duì)體內(nèi)應(yīng)用的相應(yīng)參數(shù)可通過(guò)進(jìn)行類(lèi)似的體內(nèi)試驗(yàn)獲得。有可能的是，對(duì)于體內(nèi)應(yīng)用，細(xì)胞自身的相關(guān)特性(諸如大小和/或形狀)或與細(xì)胞環(huán)境的相互作用可能導(dǎo)致不同的優(yōu)化頻率和/或場(chǎng)強(qiáng)集。當(dāng)使用一個(gè)以上的頻率時(shí)，可以按時(shí)間順序施加各個(gè)頻率。例如，就神經(jīng)膠質(zhì)瘤而言，可以在治療的第一、第二、第三、第四、第五和第六分鐘分別施加頻率為100、150、170、200、250和300kHz的場(chǎng)。然后在治療的各連續(xù)6分鐘期間重復(fù)頻率循環(huán)?？蛇x擇地，場(chǎng)的頻率可以以無(wú)級(jí)方式從100到300kHz掃描。任選地，這種頻率循環(huán)可以與上述的方向循環(huán)相結(jié)合。圖31A是利用3個(gè)方向(D1、D2和D3)和3個(gè)頻率(F1、F2和F3)的這種結(jié)合的實(shí)例。當(dāng)然，同樣的方案可擴(kuò)展到任何其他數(shù)目的方向和/或頻率。圖31B是利用3個(gè)方向(D1、D2和D3)，掃過(guò)從IOOkHz到300kHz的頻率的結(jié)合的實(shí)例。注意，tl和t2之間時(shí)間軸上的停頓提供了使掃描頻率上升到剛剛低于300kHz所需的時(shí)間。如圖31A所示，頻率掃描(或步進(jìn))可以與方向的改變同步?？蛇x擇地，如圖31B所示，頻率掃描(或步進(jìn))可以與方向改變非同步。在一個(gè)可選實(shí)施方案中，向電極施加同時(shí)包含兩個(gè)或多個(gè)頻率分量(例如，170kHz和250kHz)的信號(hào)以治療具有大小分布的細(xì)胞群。通過(guò)疊加增加各種信號(hào)以產(chǎn)生包括所有施加頻率分量的場(chǎng)。現(xiàn)在參見(jiàn)圖14，其中示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的衣物500。具體而言，衣物500為有邊帽或無(wú)邊帽或其它類(lèi)型的衣物設(shè)計(jì)用于放到人頭部的形式。為了示意目的，頭部502顯示為在其上放置帽子500，帽子緊靠頭部502的皮膚表面504。顱內(nèi)腫瘤等510示為形成在頭部502內(nèi)的皮膚表面504下。因此，帽子500意在置于具有如腫瘤510等的人的頭部502之上。與圖1-13中示出的各種實(shí)施方案不同，在這些實(shí)施例中，由于絕緣電極230放置在皮膚表面或者植入到其下方的體內(nèi)，這些絕緣電極或多或少排列成平面布置，這個(gè)實(shí)施方案中的絕緣電極230是針對(duì)具體應(yīng)用進(jìn)行了特殊外形化和排列的。治療顱內(nèi)腫瘤或其它損傷等通常需要相對(duì)較長(zhǎng)的治療周期，例如幾天到幾周，因此，期望盡可能的使患者感到舒適。帽子500特別設(shè)計(jì)以在長(zhǎng)時(shí)間的治療過(guò)程中提供舒適性，同時(shí)不會(huì)妨害治療效果。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案，帽子500包括預(yù)定數(shù)量的絕緣電極230，優(yōu)選地，絕緣電極230的位置使得可在腫瘤510處產(chǎn)生最優(yōu)TC場(chǎng)。TC場(chǎng)的場(chǎng)力線通常用520指示。如可從圖14看出，腫瘤510位于這些場(chǎng)力線520內(nèi)。如下文中將更詳細(xì)的描述，絕緣電極230放置在帽子500內(nèi)，使其一部分或表面能夠自由接觸頭部502的皮膚表面504。換言之，當(dāng)患者戴上帽子500時(shí)，絕緣電極230被放置于與頭部502的皮膚表面504接觸的位置，選擇該位置使得由此產(chǎn)生的TC場(chǎng)聚焦在腫瘤510處，同時(shí)使周?chē)鷧^(qū)域保持較低密度。一般地，剃掉頭部502選擇區(qū)域的頭發(fā)，以使絕緣電極230和皮膚表面504之間的接觸更好；然而，這不是關(guān)鍵性的。優(yōu)選地，帽子500包括向絕緣電極230施加力使得絕緣電極向皮膚表面502壓緊的裝置530。例如，裝置530可以是偏置類(lèi)型的，其向絕緣電極230施加偏置力以使絕緣電極230從帽子500朝向外。由此，當(dāng)患者將帽子500戴到他/她的頭部502時(shí)，通過(guò)裝置530使絕緣電極230向皮膚表面504壓緊。裝置530可輕微回縮以提供在絕緣電極230和頭部502之間的舒適配合。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，裝置530為設(shè)置在帽子500內(nèi)的基于彈簧的裝置，并且有一部分連接到絕緣電極230且對(duì)絕緣電極230施加力。如同之前的實(shí)施方案的情況一樣，絕緣電極230通過(guò)導(dǎo)體220連接到發(fā)生器210。發(fā)生器210可以設(shè)置在帽子500本身內(nèi)，以便提供緊湊的、自給自足的、獨(dú)立的系統(tǒng)，或者發(fā)生器210可置于帽子500外部，用導(dǎo)體220通過(guò)開(kāi)口等穿出帽子500，然后連接到發(fā)生器210。當(dāng)發(fā)生器210放置到帽子500的外部時(shí)，應(yīng)理解的是，發(fā)生器210可以位于許多不同的位置，其中一些位置可以在帽子500本身附近，而其它一些位置可以遠(yuǎn)離帽子500。例如，發(fā)生器210可以被置于手提袋等內(nèi)(例如，繞患者腰部延伸的袋子)，手提袋由患者穿戴，或者可以用帶子捆在末端或環(huán)繞患者軀干。發(fā)生器210還可以被置于保護(hù)盒內(nèi)，保護(hù)盒固定到患者穿戴的另一件衣物上或者通過(guò)另一件衣物攜帶。例如，可將保護(hù)盒插入至運(yùn)動(dòng)衫等的衣袋內(nèi)。圖14示出了發(fā)生器210直接結(jié)合到帽子500的實(shí)施方案?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖15和16，在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，優(yōu)選地，將許多絕緣電極230與裝置530共同形成獨(dú)立裝置，通常用540指示該裝置，可將該裝置插入帽子500并經(jīng)由導(dǎo)體(未示出)與發(fā)生器(未示出)電連接。通過(guò)提供獨(dú)立裝置形式的這些元件，當(dāng)需要進(jìn)行清洗、維修和/或替換時(shí)，患者可以輕松地從帽子500插入和/或拔下裝置540。在這個(gè)實(shí)施方案中，將帽子500構(gòu)造為包括選擇區(qū)域550，選擇區(qū)域形成于帽子500中，用于接受和保持裝置540。例如，如圖15所示，每個(gè)區(qū)域550是在帽子500內(nèi)形成的開(kāi)口(小孔)的形式。裝置540有主體542，并包括機(jī)構(gòu)530和一個(gè)或多個(gè)絕緣電極230。機(jī)構(gòu)530設(shè)置在裝置540之內(nèi)，使其一部分(例如，一個(gè)末端)與各絕緣電極230的表面接觸，這樣機(jī)構(gòu)530向絕緣電極230面施加偏置力。一旦在開(kāi)口550中放入了裝置540，就可以用許多常規(guī)技術(shù)將其牢固地保持在其中，包括使用粘附材料或通過(guò)利用機(jī)械方法。例如，帽子500可以包括樞軸夾持(pivotableclip)部件，該部件在打開(kāi)位置和閉合位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在打開(kāi)位置開(kāi)口550是自由的，在閉合位置，樞軸夾持部件嚙合部分絕緣電極(例如，外圍邊緣)，以將絕緣電極230保持和固定到位。為了取下絕緣電極230，將樞軸夾持部件移到打開(kāi)位置。在圖16所示的實(shí)施方案中，通過(guò)粘附元件560將絕緣電極230保持在開(kāi)口550內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施方案中，粘附元件560為圍繞絕緣電極230的外圍延伸的雙面自粘邊緣構(gòu)件。換言之，揭下粘附邊緣560—側(cè)的保護(hù)覆層，并將粘附邊緣560粘在絕緣電極230暴露面的外圍周?chē)?，由此將粘附邊?60牢固地附著到帽子500，然后，揭下粘附邊緣560的另一側(cè)，以粘著期望位置的皮膚表面504，用于定位并固定絕緣電極230于頭部502，使腫瘤相對(duì)于絕緣電極230的位置為最優(yōu)的TC場(chǎng)。由于粘附邊緣560的一側(cè)與皮膚表面接觸并固定在皮膚表面上，這就是為什么希望剃掉頭部502頭發(fā)的原因，這樣，可將粘附邊緣560直接緊靠皮膚表面540放置。粘附邊緣560設(shè)計(jì)為以，需要時(shí)可容易地將裝置540從帽子500中取出來(lái)，然后用另一個(gè)裝置540或同一裝置540代替的方式將裝置540牢固地連接在開(kāi)口550內(nèi)。如前所述，裝置540包括偏置機(jī)構(gòu)530，穿戴上帽子500時(shí)，偏置機(jī)構(gòu)將絕緣電極230壓著緊靠皮膚表面504?？蓪⒀b置540構(gòu)造為使得與絕緣電極230相對(duì)的一側(cè)是支撐面，由如塑料的剛性材料形成，這樣，在施加力時(shí)可用支撐面壓縮偏置機(jī)構(gòu)530(例如，彈簧)，并且當(dāng)彈簧530為松弛狀態(tài)時(shí)，彈簧530保持與支撐面接觸并且在其另一端相對(duì)絕緣電極230施加偏置力。偏置機(jī)構(gòu)530(例如，彈簧)優(yōu)選地具有對(duì)應(yīng)于皮膚表面504的外形，使得絕緣電極230有一個(gè)作用于其上的力，以使絕緣電極230具有和皮膚表面504互補(bǔ)的外形，由此使二者相互直接彼此靠緊放置。雖然機(jī)構(gòu)530可以是一個(gè)彈簧，然而有許多其它的實(shí)施例可用于替代彈簧。例如，機(jī)構(gòu)530可以為彈性材料的形式，如泡沫橡膠、泡沫塑料或包含氣泡的層。裝置540有一個(gè)電連接器570，可將電連接器570鉤住到放置在帽子500內(nèi)的相應(yīng)的電連接器，如導(dǎo)體220。導(dǎo)體220的一端連接到裝置540，另一端連接到發(fā)生器210。發(fā)生器210可以直接結(jié)合到帽子500內(nèi)，或者發(fā)生器210可以被單獨(dú)(遠(yuǎn)程)放在患者身上或床邊支架等上面。如之前所討論的，優(yōu)選地，使用諸如導(dǎo)電凝膠的耦合劑以確保在絕緣電極230和皮膚表面504之間提供有效的導(dǎo)電環(huán)境。在前面實(shí)施方案的討論中已經(jīng)公開(kāi)了合適的凝膠材料。耦合劑放置在絕緣電極230之上，優(yōu)選地，沿電極230的表面提供均勻的耦合劑層。需要周期性更換裝置540的一個(gè)原因是需要替換和/或補(bǔ)充耦合劑。換言之，在經(jīng)過(guò)一段預(yù)定時(shí)間之后或在使用一定次數(shù)之后，患者取下裝置540，從而可以再次對(duì)電極230應(yīng)用耦合劑。圖17和18示出了具有作為其一部分結(jié)合到其中的絕緣電極230的另一種衣物。更具體地，示出了胸罩等700，胸罩700包括由常規(guī)胸罩材料加工成形的主體，通常用705指示，用于為穿戴者提供外形、支撐和舒適感。胸罩700在其一側(cè)還包括織物支撐層710。優(yōu)選地，支撐層710由構(gòu)造用于為胸罩700提供必要和期望的支撐的適當(dāng)?shù)目椢锊牧闲纬伞ｎ?lèi)似于其它的實(shí)施方案，胸罩700包括放置在胸罩材料705內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)絕緣電極230。該一個(gè)或多個(gè)絕緣電極沿與支撐710相反的胸罩700內(nèi)表面放置，意在被放置于最接近位于一個(gè)乳房或緊鄰周?chē)鷧^(qū)域內(nèi)的腫瘤等。如同前述實(shí)施方案的情況一樣，這個(gè)實(shí)施方案中的絕緣電極是特別構(gòu)造和配置用于作用于乳房或緊鄰區(qū)域的。由此，這個(gè)應(yīng)用中所使用的絕緣電極230沒(méi)有平面表面結(jié)構(gòu)，而是有一個(gè)與一般乳房的常見(jiàn)曲率互補(bǔ)的弓形外形。內(nèi)襯720置于絕緣電極230上，以助于沿內(nèi)表面將絕緣電極保持在它們期望的位置，用于緊靠乳房自身放置。可以使用許多適于緊貼皮膚穿戴的薄的材料形成內(nèi)襯720，一個(gè)示例性實(shí)施方案中，內(nèi)襯720由織物材料形成。優(yōu)選地，胸罩700包括如一些前述實(shí)施方案中的偏置機(jī)構(gòu)800。偏置機(jī)構(gòu)800放置在胸罩材料705內(nèi)，從支撐710延伸到絕緣電極230，向絕緣電極230施加偏置力使電極230壓向乳房。這確保絕緣電極230與皮膚表面保持接觸，防止從皮膚表面抬起從而形成間隙致使治療效果較差，這是因?yàn)殚g隙減小了TC場(chǎng)的有效性。偏置機(jī)構(gòu)800可以是彈簧裝置的形式，或者可以是向絕緣電極230施加期望的偏置力以便將絕緣電極230壓向乳房的彈性材料。在松弛位置，偏置機(jī)構(gòu)800對(duì)絕緣電極230施加力，當(dāng)患者將胸罩700穿在身體上時(shí)，絕緣電極230靠著乳房放置，乳房本身施加與該偏置力相反的力，由此使得絕緣電極230被壓向患者的乳房。在所示的示例性實(shí)施方案中，偏置機(jī)構(gòu)800為置于胸罩材料705內(nèi)的彈簧的形式?？梢栽陔姌O和內(nèi)襯720之間在絕緣電極230上提供導(dǎo)電凝膠810。導(dǎo)電凝膠層810由用于執(zhí)行上述功能的上述材料形成。作為絕緣電極230—部分提供的電連接器820電連接到導(dǎo)體220的一端，導(dǎo)體220的另一端電連接到發(fā)生器210。在這個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)體220在胸罩材料705內(nèi)延伸到在胸罩700中形成開(kāi)口的位置。導(dǎo)體220延伸通過(guò)該開(kāi)口并連接到發(fā)生器210，在這個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)生器210置于遠(yuǎn)離胸罩700的位置。還應(yīng)該理解的是，另一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)生器210可置于胸罩700本身之內(nèi)。例如，胸罩700可在其內(nèi)形成隔間，隔間用于在患者戴上胸罩700時(shí)容納發(fā)生器210并將其保持到位。在這個(gè)方案中，可用可打開(kāi)和關(guān)閉的可釋放的帶子覆蓋隔間，以插入發(fā)生器210或?qū)⑵淙〕??？梢允褂门c構(gòu)成胸罩700相同的材料形成帶子，或者用一些其它類(lèi)型的材料形成?？梢酝ㄟ^(guò)諸如鉤子和環(huán)的固定方法將帶子可釋放地附連到周?chē)男卣煮w中，從而使患者通過(guò)打開(kāi)鉤子和環(huán)元件輕松打開(kāi)隔間，以接觸隔間來(lái)插入或者取出發(fā)生器210。發(fā)生器210還有用于電連接到導(dǎo)體220的連接器211，這使得可將發(fā)生器210電連接到絕緣電極230。如同其它的實(shí)施方案一樣，將絕緣電極230放置在胸罩700內(nèi)，以將電場(chǎng)(TC場(chǎng))聚焦到期望的目標(biāo)(例如，腫瘤)。應(yīng)理解的是，絕緣電極230在胸罩700內(nèi)的位置將根據(jù)腫瘤的位置而變化。換言之，在確定了腫瘤的位置之后，醫(yī)生就設(shè)計(jì)一個(gè)絕緣電極230的布置方案，并且根據(jù)這一方案構(gòu)建胸罩700，以使TC場(chǎng)對(duì)目標(biāo)區(qū)域(腫瘤)的效果最佳。因而，絕緣電極230的數(shù)量和位置將取決于被治療的腫瘤的精確位置或者被治療的其它目標(biāo)區(qū)域。因?yàn)榻^緣電極230在胸罩700上的位置可能根據(jù)確切應(yīng)用變化，所以絕緣電極230的具體大小和形狀同樣可能變化。例如，如果將絕緣電極230放置在胸罩700的底部區(qū)域而不是更中間的位置，則由于乳房(以及胸罩)的外形在這些區(qū)域的不同，絕緣電極230將具有不同的形狀。圖19示出了另一個(gè)實(shí)施方案，其中絕緣電極230為內(nèi)部電極的形式，將內(nèi)部電極結(jié)合到探針或?qū)Ч?00的形式中，被構(gòu)造用于通過(guò)諸如尿道、陰道等自然通道進(jìn)入身體。在這個(gè)實(shí)施方案中，絕緣電極230沿探針600的長(zhǎng)度放置在探針600的外表面上。導(dǎo)體220電連接到電極230并在探針600的內(nèi)部延伸到發(fā)生器210，發(fā)生器210可置于探針內(nèi)部，或者發(fā)生器210可獨(dú)立于探針600位于遠(yuǎn)程位置，如在患者身上或靠近患者的某個(gè)其它位置?？蛇x擇地，探針600可構(gòu)造成穿透皮膚表面或其它組織，以到達(dá)位于體內(nèi)的內(nèi)部22目標(biāo)。例如，探針600可以穿透皮膚表面然后定位于鄰近或接近位于體內(nèi)的腫瘤。在這些實(shí)施方案中，通過(guò)自然通道插入探針600，然后被定位于期望的位置，使得絕緣電極230接近目標(biāo)區(qū)域(即，腫瘤)設(shè)置。然后，啟動(dòng)發(fā)生器210以使絕緣電極230產(chǎn)生TC場(chǎng)，按預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度將TC場(chǎng)施加到腫瘤。應(yīng)該理解，所示意的探針600本質(zhì)上僅僅為示意性的，探針600可以有其它的形狀和構(gòu)造，只要探針能夠執(zhí)行預(yù)期的功能。優(yōu)選地，從絕緣電極230到發(fā)生器210的導(dǎo)體(例如，金屬絲)引線被扭曲或屏蔽，使得不會(huì)沿軸產(chǎn)生場(chǎng)。還應(yīng)當(dāng)理解的是，探針可以?xún)H包含一個(gè)絕緣電極，而將另一個(gè)電極置于身體表面。這個(gè)外置電極可以更大或由多個(gè)電極組成，以得到較低場(chǎng)線-電流密度，從而不影響非治療區(qū)域。事實(shí)上，電極的位置應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為使?jié)撛诘拿舾袇^(qū)域處的場(chǎng)最小。任選地，可以通過(guò)真空力(例如，吸力)使外部電極緊靠皮膚表面固定。圖20示出了另一個(gè)實(shí)施例，其中高立領(lǐng)構(gòu)件900(或項(xiàng)鏈型結(jié)構(gòu))可用于治療甲狀腺、副甲狀腺、喉部病變等。圖20示出處于打開(kāi)的、基本上平坦?fàn)顟B(tài)下的領(lǐng)子構(gòu)件900。在這個(gè)實(shí)施方案中，將絕緣電極230結(jié)合到領(lǐng)子構(gòu)件900的主體910內(nèi)，并且用于緊靠穿戴者的頸部區(qū)域放置。根據(jù)上文描述的任何方式將絕緣電極230連接到發(fā)生器210，并且應(yīng)理解，可將發(fā)生器210置于主體910內(nèi)，或者置于主體910外部的位置。領(lǐng)子主體910可以用傳統(tǒng)用于形成圍繞人的頸部放置的領(lǐng)子的許多材料形成。同樣地，領(lǐng)子900優(yōu)選地包括用于調(diào)整領(lǐng)子900相對(duì)于頸部的裝置。例如，可在領(lǐng)子900的末端設(shè)置互補(bǔ)的緊固件(鉤子和環(huán)緊固件、按鈕等)，以調(diào)整領(lǐng)子的直徑。由此，本設(shè)備的結(jié)構(gòu)特別適合于將設(shè)備結(jié)合到衣物中的應(yīng)用，以使患者易于穿戴常規(guī)衣物，同時(shí)對(duì)患者進(jìn)行治療。換言之，通過(guò)將部分或全部設(shè)備組件結(jié)合到衣物內(nèi)，可以為患者提供額外的舒適度并提高治療效果。顯而易見(jiàn)，結(jié)合該組件的具體衣物將隨存在腫瘤、病變等的活組織的目標(biāo)區(qū)域而變化。例如，如果目標(biāo)區(qū)域位于男性患者的睪丸區(qū)域，那么可以提供類(lèi)似短襪結(jié)構(gòu)或包裹形式的衣物，該衣物構(gòu)造成圍繞患者的睪丸區(qū)域穿著，以這種方式使絕緣電極相對(duì)于腫瘤放置，使TC場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)靶組織。由于可將設(shè)備組件結(jié)合到大多數(shù)類(lèi)型的衣物，衣物的確切特性和形式可能變化很大，并因此可以被用于治療的患者身體可能出現(xiàn)癥狀的許多不同區(qū)域。現(xiàn)在參見(jiàn)圖21-22，其中示出了本設(shè)備的另一個(gè)方面。圖21中示出了身體1000，諸如人和動(dòng)物體的許多部分。如同之前的實(shí)施方案，如同已經(jīng)在前述的其它實(shí)施方案的描述中詳細(xì)描述的情況一樣，將兩個(gè)或多個(gè)絕緣電極120靠近身體1000放置利用TC場(chǎng)用于治療腫瘤等(未示出)。絕緣電極230有一個(gè)導(dǎo)電部件，以及圍繞導(dǎo)電部件的外部絕緣體260。優(yōu)選地，每個(gè)絕緣電極230通過(guò)引線220連接到發(fā)生器(未示出)。在每個(gè)絕緣電極230和身體1000之間放置導(dǎo)電填充材料(例如，導(dǎo)電凝膠構(gòu)件270)。絕緣電極230相互之間間隔開(kāi)，在啟動(dòng)發(fā)生器時(shí)，絕緣電極230產(chǎn)生之前已經(jīng)詳細(xì)描述過(guò)的TC場(chǎng)。電場(chǎng)(TC場(chǎng))的場(chǎng)線通常用1010指示。如圖所示，電場(chǎng)線1010在絕緣電極230之間延伸并穿過(guò)導(dǎo)電凝膠部件270。隨著時(shí)間或者作為某種類(lèi)型的事件的結(jié)果，絕緣電極230的外部絕緣體260可能在任何給定位置開(kāi)始擊穿。僅僅用于示意，圖22示出了一個(gè)絕緣電極230的外部絕緣體260在鄰近導(dǎo)電凝膠270的表面經(jīng)歷擊穿1020。應(yīng)當(dāng)理解的是，外部絕緣體260的擊穿1020導(dǎo)致在這個(gè)點(diǎn)(即，在擊穿1020處)形成強(qiáng)電流-電流密度。通過(guò)增多的電場(chǎng)線1010和相鄰電場(chǎng)線1010的相對(duì)位置和距離描述增大的電流密度。發(fā)生擊穿1020的一個(gè)副作用是在該點(diǎn)存在電流，電流會(huì)產(chǎn)生熱，并且可能灼傷帶有阻抗的組織/皮膚。在圖22中，示出了過(guò)熱的區(qū)域1030，該區(qū)域是由于外部絕緣體260的擊穿1020而使增大的電流密度穿出之處的組織/皮膚部位或區(qū)域。由于在該區(qū)域存在強(qiáng)電流并且區(qū)域1030內(nèi)存在增大的熱量以及可能的灼傷感覺(jué)，使得患者可能感覺(jué)此區(qū)域1030不舒適和痛苦。圖23示出了另一個(gè)實(shí)施例，其中示出絕緣電極230的另一個(gè)的應(yīng)用。在這個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)置在絕緣電極230和身體1000之間的導(dǎo)電凝膠構(gòu)件270包括導(dǎo)體1100，導(dǎo)體1100浮接在完全包圍導(dǎo)體1100的凝膠材料形成構(gòu)件270內(nèi)。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，導(dǎo)體1100為放置在導(dǎo)體1100內(nèi)的薄金屬板。如應(yīng)理解的，如果將如板1100的導(dǎo)體垂直于電場(chǎng)線放置在均勻電場(chǎng)中，則導(dǎo)體1100實(shí)際上對(duì)該場(chǎng)沒(méi)有作用(除了導(dǎo)體1100的兩個(gè)相對(duì)面是等電位的并且相應(yīng)的等電位稍有偏移)。相反地，如果導(dǎo)體1100與電場(chǎng)平行放置，則電場(chǎng)有顯著的畸變。和不存在導(dǎo)體1100的狀況相比，最為接近導(dǎo)體1100的區(qū)域不是等電位的。當(dāng)導(dǎo)體1100被放置在凝膠構(gòu)件270內(nèi)時(shí)，由于上述討論的原因，導(dǎo)體1100通常對(duì)電場(chǎng)(TC場(chǎng))沒(méi)有作用，即導(dǎo)體1100垂直于電場(chǎng)線。如果絕緣電極230的外部絕緣體260出現(xiàn)擊穿，如前所述，在擊穿點(diǎn)處有強(qiáng)的電流-電流密度；然而，導(dǎo)體1100的存在使得電流貫穿導(dǎo)體1100擴(kuò)散，然后從導(dǎo)體1100的整個(gè)表面流出，因而，電流以既不高又不低的電流密度到達(dá)身體1000。由此，即使是在絕緣電極230的絕緣體260中已經(jīng)出現(xiàn)了擊穿，到達(dá)皮膚的電流也不會(huì)使患者不舒適。導(dǎo)體1100沒(méi)有接地是非常重要的，因?yàn)檫@將導(dǎo)致其徹底破壞越過(guò)導(dǎo)體1100的電場(chǎng)。由此，導(dǎo)體1100在凝膠構(gòu)件270內(nèi)是“浮接的”。如果將導(dǎo)體1100引入身體組織1000并且沒(méi)有與電場(chǎng)平行放置，則導(dǎo)體1100將引起電場(chǎng)畸變。根據(jù)插入物的特定幾何結(jié)構(gòu)及其環(huán)境，該畸變可導(dǎo)致場(chǎng)力線的發(fā)散(低場(chǎng)密度-強(qiáng)度)或電場(chǎng)場(chǎng)線的集中(較高的密度)，因而，導(dǎo)體1100可以表現(xiàn)出例如屏蔽效果。由此，例如，如果導(dǎo)體1100完全圍繞器官1101，由于這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)是法拉第籠，則器官本身的電場(chǎng)將為零。然而，因?yàn)閷?dǎo)體完全圍繞器官放置是不切實(shí)際的，可以使用導(dǎo)電網(wǎng)或類(lèi)似結(jié)構(gòu)完全或部分覆蓋該器官，從而使該器官本身的電場(chǎng)為零或大約為零。例如，可以使用相對(duì)彼此排列成網(wǎng)的一些導(dǎo)線做成網(wǎng)，或者，可將一組導(dǎo)線排列成基本上圍繞或相反覆蓋器官1101。相反地，沒(méi)有用具有法拉第籠效應(yīng)的構(gòu)件覆蓋要治療的器官1103(靶器官)，而是將該器官置于電場(chǎng)(TC場(chǎng))1010中。圖24示出的實(shí)施方案中，導(dǎo)體1100被置于體內(nèi)(即，皮膚下面)并且其位于目標(biāo)(例如，靶器官)附近。通過(guò)將導(dǎo)體1100放在目標(biāo)的附近，在該目標(biāo)處實(shí)現(xiàn)高的(TC場(chǎng)的)場(chǎng)密度。同時(shí)，通過(guò)在附近的器官周?chē)胖蒙鲜霰Ｗo(hù)性導(dǎo)電網(wǎng)等可以保護(hù)鄰近的另一個(gè)器官，從而使這個(gè)器官不受場(chǎng)影響。通過(guò)將導(dǎo)體1100放置得非常接近目標(biāo)，可以在該目標(biāo)處或其附近提供高場(chǎng)密度條件。換言之，導(dǎo)體1100使TC場(chǎng)聚焦在特定區(qū)域(即，目標(biāo))。還將理解的是，在圖24的實(shí)施方案中，每個(gè)凝膠構(gòu)件260可以包括如上參考圖23描述的導(dǎo)體。在這樣的方案中，如果發(fā)生絕緣電極230的絕緣擊穿，凝膠構(gòu)件260中的導(dǎo)體保護(hù)皮膚表面(組織)免受可能出現(xiàn)的任何副作用。同時(shí)，導(dǎo)體1100在目標(biāo)附近產(chǎn)生高場(chǎng)密度。通過(guò)以不同形式構(gòu)造電極和/或通過(guò)將電極相互之間放在關(guān)鍵之處，有許多不同的方式可設(shè)計(jì)電場(chǎng)的場(chǎng)密度。例如，在圖25中，提供第一絕緣電極1200和第二絕緣電極1210并將它們放在身體1300周?chē)?yōu)選地，每個(gè)絕緣電極包括被絕緣材料環(huán)繞的導(dǎo)體，由此稱(chēng)之為“絕緣電極”。在每個(gè)第一和第二電極1200、1210與身體1300之間提供導(dǎo)電凝膠構(gòu)件270。對(duì)于這種類(lèi)型的排列，通常用1220指示電場(chǎng)線。在這個(gè)實(shí)施方案中，第一絕緣電極1200的尺寸比第二絕緣電極1210的尺寸顯著大(第二絕緣電極1210的導(dǎo)電凝膠構(gòu)件同樣較小)。通過(guò)改變絕緣電極的尺寸，可以改變電場(chǎng)線1220的分布。具體而言，由于第二絕緣電極1210的尺寸較小，電場(chǎng)內(nèi)向朝向第二絕緣電極1210逐漸變窄。在與第二絕緣電極1210相關(guān)的凝膠構(gòu)件270和皮膚表面之間的界面附近形成高場(chǎng)密度區(qū)域，通常用1230指示。操縱系統(tǒng)的各個(gè)組件使得皮膚內(nèi)或皮膚上的腫瘤處于這個(gè)高場(chǎng)密度內(nèi)，從而要治療的區(qū)域(目標(biāo))暴露于較高場(chǎng)密度的電場(chǎng)線中。圖26還示出在每個(gè)導(dǎo)電凝膠構(gòu)件270內(nèi)設(shè)置導(dǎo)體1400(例如導(dǎo)電板)時(shí)的逐漸變窄的TC場(chǎng)。在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管絕緣電極1200、1210的大小不同，凝膠構(gòu)件270的大小和導(dǎo)體1400的大小相同或差不多相同。由于各導(dǎo)體1400被形成凝膠構(gòu)件270的材料所圍繞，因此導(dǎo)體1400同樣可具有“浮接板”的特征。如圖26所示，一個(gè)導(dǎo)體1400放置在絕緣電極1210附近，絕緣電極1210小于另一個(gè)絕緣電極1200，并且也小于導(dǎo)體1400本身，而另一個(gè)絕緣電極1200與之間隔一段距離放置，一個(gè)導(dǎo)體1400使得設(shè)置在導(dǎo)體1400和絕緣電極1200之間的組織內(nèi)的場(chǎng)密度降低。場(chǎng)密度的降低通常用1410指示。同時(shí)，在導(dǎo)體1400和絕緣電極1210之間形成非常不均勻的變窄的場(chǎng)(通常用1420指示)，該場(chǎng)從非常低的密度向非常高的密度變化。這個(gè)示例性配置的一個(gè)益處是，其允許減小絕緣電極的尺寸而不會(huì)導(dǎo)致附近的場(chǎng)密度增大。由于具有非常高的介電常數(shù)的電極可能非常昂貴，所以這可能很重要。例如，某些絕緣電極可能價(jià)值$500.00或更多；此外，價(jià)格易受具體治療區(qū)域的影響。由此，減小絕緣電極的尺寸直接降低了成本。這里所用的術(shù)語(yǔ)“腫瘤”，是指包括不受控制地生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化細(xì)胞的惡性組織。腫瘤包括白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、漿細(xì)胞瘤等；以及實(shí)體瘤?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明治療的實(shí)體瘤的例子包括肉瘤和癌，例如但不限于纖維肉瘤、黏液肉瘤、脂肪肉瘤、軟骨肉瘤、骨源性肉瘤、脊索瘤、血管肉瘤、內(nèi)皮肉瘤、淋巴管肉瘤、淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞肉瘤、滑膜瘤、間皮瘤、尤文(Ewing)腫瘤、平滑肌肉瘤、橫紋肌肉瘤、結(jié)腸癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、鱗狀細(xì)胞癌、基底細(xì)胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭狀癌、乳頭腺癌、囊腺癌、髓樣癌、支氣管癌、腎細(xì)胞癌、肝癌、膽管癌、絨毛膜癌、精原細(xì)胞瘤、胚胎癌、威爾姆氏(Wilms)腫瘤、宮頸癌、睪丸腫瘤、肺癌、小細(xì)胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、星細(xì)胞瘤、成神經(jīng)管細(xì)胞瘤、顱咽管瘤、室管膜瘤、松果體瘤、成血管細(xì)胞瘤、聽(tīng)神經(jīng)瘤、少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤、脊膜瘤、黑素瘤、成神經(jīng)細(xì)胞瘤、以及成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤。因?yàn)檫@些腫瘤各個(gè)都會(huì)經(jīng)歷快速增長(zhǎng)，所以可以使用本發(fā)明治療它們中的任何一個(gè)。本發(fā)明對(duì)治療難于通過(guò)外科和輻射來(lái)治療，并且化學(xué)療法和基因療法通常難以接近的腦腫瘤特別有優(yōu)勢(shì)，腦腫瘤。此外，由于本發(fā)明易于提供局部治療，所以本發(fā)明適用于治療皮膚和乳腺腫瘤。此外，本發(fā)明可以通過(guò)向非正常增長(zhǎng)的組織施加根據(jù)本發(fā)明的電場(chǎng)來(lái)控制與非惡性或早期惡性癥狀和涉及非正常細(xì)胞或組織增長(zhǎng)的其他機(jī)能失調(diào)。例如，可考慮將本發(fā)明25用于治療動(dòng)靜脈(AV)畸形，特別是顱內(nèi)位置。本發(fā)明還可以用于治療牛皮癬，一種以發(fā)炎和血管增生為特征的皮膚病癥；以及與發(fā)炎和可能的血管增生有關(guān)的良性前列腺增生病癥。其它過(guò)度增生紊亂的治療也在預(yù)期之內(nèi)。此外，通過(guò)施加根據(jù)本發(fā)明的電場(chǎng)，可以抑制與傷口愈合有關(guān)的不期望出現(xiàn)的成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞增生，這在外科手術(shù)和損傷后會(huì)引起疤痕和瘢痕疙瘩，還可抑制血管成形術(shù)或冠狀動(dòng)脈支架放置之后的再狹窄。本發(fā)明的非入侵特性使其特別適用于這些類(lèi)型的癥狀，特別是用于預(yù)防內(nèi)部創(chuàng)傷和粘連，或者用于抑制冠狀、頸動(dòng)脈、和其它重要?jiǎng)用}的再狹窄。除了治療已經(jīng)檢測(cè)到的腫瘤之外，上述的實(shí)施方案還可先用于預(yù)防性地防止腫瘤達(dá)到可檢測(cè)到的大小。例如，上面結(jié)合圖17和18描述的胸罩的實(shí)施方案可以由一名婦女每天8個(gè)小時(shí)穿戴一周，幾個(gè)月重復(fù)一次一周時(shí)間的療程以殺滅已經(jīng)癌變并開(kāi)始增生的任何細(xì)胞。這種使用模式特別適合于對(duì)特定類(lèi)型的癌癥有高風(fēng)險(xiǎn)的人群(例如，在她們的家族中有嚴(yán)重乳腺癌史的婦女，或者經(jīng)歷過(guò)一次癌癥并處于復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)下的人)?？梢曰谀繕?biāo)癌癥的類(lèi)型和/或?yàn)闈M足患者方便來(lái)設(shè)計(jì)預(yù)防性治療的過(guò)程。例如，一周治療期間治療4次16小時(shí)對(duì)某些患者來(lái)說(shuō)可能比7次8小時(shí)更為方便，而且可以有相同的療效。實(shí)例2同樣對(duì)兩種不同類(lèi)型的細(xì)菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這兩種細(xì)菌為銅綠假單胞菌PAOl株和金黃色葡萄球菌SH1000株。所有菌株都在LB培養(yǎng)基內(nèi)生長(zhǎng)(1.0%胰蛋白胨、0.5%酵母提取物、氯化鈉)。將肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)的新鮮平板菌株在3ml液體培養(yǎng)基的軌道搖瓶(220RPM)內(nèi)于37°C下培養(yǎng)15小時(shí)，然后在新鮮LB肉湯培養(yǎng)基中稀釋到預(yù)定的595nm吸光度，這樣得到期望的CFU/毫升。圖32A示出實(shí)驗(yàn)中使用的電極1610的結(jié)構(gòu)。每個(gè)電極長(zhǎng)15mm，高5mm。電極包括電導(dǎo)體1611，電導(dǎo)體1611的外表面用鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛(PMN-PT)陶瓷絕緣層1612薄層進(jìn)行涂敷，這種材料具有高介電常數(shù)(ε>5000)，因而其電容值各為約lOnF。用5mm的353ND醫(yī)用級(jí)別的環(huán)氧樹(shù)脂(EpoxyTechnology,Billerica,MA,USA)層1614絕緣導(dǎo)體1611的后部，并將導(dǎo)線1613連接到導(dǎo)體1611。當(dāng)然，根據(jù)想要的應(yīng)用改變電極的尺寸是適當(dāng)?shù)?。圖32B示出包括成對(duì)排列的四個(gè)電極1610的測(cè)試腔，電極位于50mm的培養(yǎng)皿1626內(nèi)。用聚碳酸酯固定器1624將電極固定到位。通過(guò)以交替順序在一對(duì)相對(duì)電極之間施加AC電壓、然后在另一對(duì)相對(duì)電極之間施加AC電壓而在測(cè)試腔內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)，在培養(yǎng)基中產(chǎn)生的電場(chǎng)方向彼此成90°。電極間的距離為23mm。在培養(yǎng)皿中，電極與培養(yǎng)基通過(guò)電極1610面上的介質(zhì)絕緣層1614完全絕緣，這樣，電場(chǎng)通過(guò)層1614電容性地耦合到目標(biāo)區(qū)域。圖32C示出用于在測(cè)試腔1620內(nèi)感應(yīng)場(chǎng)的設(shè)備。將正弦波發(fā)生器1632(Model662，OR-X,Israel)的輸出傳送給RF放大器1634(75A250,ARworldwide,Souderton,PA,USA)，將RF放大器1634的輸出傳送給場(chǎng)方向切換繼電器1636，切換繼電器1636將放大的正弦波加在上電極和下電極之間，或者加在右電極和左電極之間。切換繼電器用于在兩個(gè)狀態(tài)之間周期性地前后切換，從而以期望的間隔切換電場(chǎng)方向。將整個(gè)場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)放在法拉第盒1644中，以滿足國(guó)際非電離輻射委員會(huì)(miRC)有關(guān)限制時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)暴露的規(guī)則。使用絕緣的T型熱電偶(Omega，Stamford,CT)連續(xù)測(cè)量溫度，熱電偶的尖端位于腔1620的中央。熱電偶連接到TC-08熱電偶數(shù)據(jù)記錄器(PicoTechnologies，UK)，熱電偶數(shù)據(jù)記錄器的輸出連接到計(jì)算機(jī)1630。使用高的場(chǎng)頻率時(shí)(30-50MHZ)，場(chǎng)會(huì)干擾溫度測(cè)量。因而，為了測(cè)量溫度，每次測(cè)量溫度時(shí)暫時(shí)將場(chǎng)關(guān)閉兩秒。由于電場(chǎng)與熱的產(chǎn)生相關(guān)，通過(guò)在功率放大器輸出處用計(jì)算機(jī)對(duì)波形幅度進(jìn)行反饋控制將腔內(nèi)的溫度保持在期望的值。使用屏蔽的同軸探針測(cè)量培養(yǎng)基中的電場(chǎng)強(qiáng)度，同軸探針具有兩個(gè)相距Icm固定的暴露的尖端。通過(guò)同軸線纜將探針連接到190B浮點(diǎn)(floating)示波表(Fluke，TheNetherlands)0每次處理后，通過(guò)將探針浸入培養(yǎng)基測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)，這樣，兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)與電場(chǎng)線平行。用每厘米距離峰與峰之間的電壓(V/cm)表示場(chǎng)強(qiáng)。在新鮮的LB培養(yǎng)液中將過(guò)夜的細(xì)菌培養(yǎng)物稀釋到對(duì)應(yīng)細(xì)菌計(jì)數(shù)為1XIO7個(gè)菌落形成單位(CFU)/ml的0D。將7ml稀釋的培養(yǎng)物注入包括電場(chǎng)腔1620的培養(yǎng)皿中，然后置于預(yù)冷的培養(yǎng)器(F0C2251，VelpScientifica)中。對(duì)金黃色葡萄球菌施加電場(chǎng)2小時(shí)，對(duì)銅綠假單胞菌施加電場(chǎng)2.5小時(shí)，場(chǎng)的方向每300ms改變一次(即，一個(gè)方向300ms，然后另一個(gè)方向300ms)。初步實(shí)驗(yàn)顯示這些持續(xù)時(shí)間足夠使對(duì)照菌群(未暴露于電場(chǎng)中)增長(zhǎng)約一個(gè)數(shù)量級(jí)。由于場(chǎng)引起發(fā)熱，所以通過(guò)在預(yù)定范圍內(nèi)改變場(chǎng)強(qiáng)來(lái)控制腔1620內(nèi)的溫度。實(shí)驗(yàn)的前5分鐘，受處理的菌群和對(duì)照菌群的電場(chǎng)腔溫度都達(dá)到37士0.2V。(對(duì)照菌群未暴露于電場(chǎng)中，但是對(duì)其進(jìn)行溫度控制以和測(cè)試菌群的溫度相配合)。處理最后，用吸液管上下攪動(dòng)培養(yǎng)物若干次。將四等分250μ1試樣分到96微孔盤(pán)中(NuncIonΔ,Nunc,Denmark)，用酶標(biāo)儀(Infinite200，Tecan,Austria)通過(guò)分光光譜測(cè)定法在750nm確定0D。用受感染板的光密度(OD)減去由未感染的LB組成的空白板的0D。通過(guò)用每個(gè)孔的OD除以對(duì)照孔的OD計(jì)算每個(gè)孔的增長(zhǎng)百分比(處理孔OD75tlnm/對(duì)照孔OD75tlmm)X100。通過(guò)施加IOOKHz和50MHz之間的場(chǎng)測(cè)試電場(chǎng)頻率的作用。圖33A和33B示出的結(jié)果表明，2-4V/cm的電場(chǎng)分別抑制金黃色葡萄球菌(2小時(shí)的處理后)和銅綠假單胞菌(2.5小時(shí)的處理后)的增長(zhǎng)。用％表示的計(jì)算效果基于OD測(cè)量結(jié)果(用圖左側(cè)的標(biāo)度表示)。示出了至少兩組獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的平均值士標(biāo)準(zhǔn)誤差。用實(shí)線表示相應(yīng)的平均場(chǎng)強(qiáng)士標(biāo)準(zhǔn)誤差(用圖右側(cè)的標(biāo)度表示)。結(jié)果表明，增長(zhǎng)抑制與頻率有關(guān)，對(duì)金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌都是在IOMHz的場(chǎng)有最大的增長(zhǎng)抑制。注意，由于電場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)為通過(guò)調(diào)整場(chǎng)強(qiáng)保持腔內(nèi)的恒溫，所以場(chǎng)強(qiáng)對(duì)不同頻率的測(cè)試是不同的。測(cè)試中的場(chǎng)強(qiáng)變化限制在士lV/cm的范圍內(nèi)。所顯示的結(jié)果為至少兩個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的均值士標(biāo)準(zhǔn)誤差(SE)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括6-8個(gè)板。受設(shè)備限制，未進(jìn)行更高場(chǎng)頻率的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)向金黃色葡萄球菌施加不同強(qiáng)度的IOMHz場(chǎng)6個(gè)小時(shí)測(cè)試電場(chǎng)強(qiáng)度的效果。用熱控制士標(biāo)準(zhǔn)誤差百分比表示基于CFU計(jì)數(shù)的相對(duì)增長(zhǎng)。本組實(shí)驗(yàn)中，金黃色葡萄球菌的初始濃度為0.5-1X105CFU/ml。如圖34所示，增長(zhǎng)抑制與場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)，在約2_2.5V/cm的場(chǎng)強(qiáng)下，達(dá)到剛剛大于80%的抑制平臺(tái)。注意，雖然該強(qiáng)度對(duì)于以IOMHz處理金黃色葡萄球菌最有效，但是可以使用0.5和lOV/cm之間的場(chǎng)強(qiáng)。通過(guò)施加IOMHz、3.5V/cm的場(chǎng)并改變切換速率(即，在每個(gè)方向上施加場(chǎng)的時(shí)間)測(cè)試在兩個(gè)垂直方向之間場(chǎng)強(qiáng)的切換速率的效果。圖35A和35B分別示出電場(chǎng)對(duì)金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌(處理金黃色葡萄球菌2小時(shí)之后，或者處理銅綠假單胞菌2.5小時(shí)之后)的抑制效果的相關(guān)性。結(jié)果顯示，對(duì)于金黃色葡萄球菌，100ms、Is和30s的持續(xù)時(shí)間造成的抑制顯著高于所測(cè)試的其他持續(xù)時(shí)間造成的抑制。對(duì)于銅綠假單胞菌，每個(gè)場(chǎng)方向的持續(xù)時(shí)間為30s時(shí)觀察到最大抑制。還測(cè)試了電場(chǎng)和抗生素的組合效果。獲得粉末狀的氯霉素并溶在EtOH中(99%，F(xiàn)rutarom)。對(duì)所有存儲(chǔ)的溶液進(jìn)行過(guò)濾滅菌，然后在使用前保存于_20°C。依照NCCLS規(guī)則制備每種抗生素藥物的二倍連續(xù)稀釋溶液?？股豈IC定義為用肉眼確認(rèn)完全抑制有機(jī)體生長(zhǎng)的最低濃度。這些結(jié)果與沒(méi)有藥物的孔相比，通過(guò)酶標(biāo)儀在750nm確定的大于95%的抑制相一致。如用酶標(biāo)儀確定，電場(chǎng)的MIC定義為，與對(duì)照相比，抑制80%或更高的生長(zhǎng)的最低強(qiáng)度。根據(jù)進(jìn)行如下修改的棋盤(pán)格方法評(píng)估藥物與電場(chǎng)的相互作用在包括抗生素的LB培養(yǎng)基內(nèi)將金黃色葡萄球菌種稀釋到最終濃度為0.51.0X105CFU/ml。氯霉素的最終濃度范圍從0.12516μg/ml。用7ml的稀釋培養(yǎng)物裝滿包括電場(chǎng)腔的培養(yǎng)皿中，然后置于預(yù)冷的培養(yǎng)器中。施加電場(chǎng)6小時(shí)，每300ms就交替場(chǎng)方向，通過(guò)改變培養(yǎng)器的環(huán)境溫度改變場(chǎng)強(qiáng)。因而，較低環(huán)境溫度使得場(chǎng)強(qiáng)較高，同時(shí)保持適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)溫度37°C。將包括同樣電場(chǎng)腔的對(duì)照板放在溫度設(shè)為37°C的預(yù)熱培養(yǎng)器中。在處理結(jié)束時(shí)，通過(guò)用吸量管上下攪動(dòng)板的內(nèi)容物而攪拌培養(yǎng)物。將四份各250μ1轉(zhuǎn)移到96微孔板(Nunc)，用Tecan酶標(biāo)儀確定0D。通過(guò)向180μ1的鹽溶液(0.85%的NaCl)加入20μ1的樣本對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行連續(xù)十倍稀釋(稀釋到1/10，000)，將所得溶液的80μ1等分試樣涂在瓊脂平板上(1.5%瓊脂、1.0%蛋白胨，NaCl，0.5%酵母提取物)。在37°C隔夜培養(yǎng)后，進(jìn)行CFU計(jì)數(shù)。對(duì)結(jié)果進(jìn)行分組，通過(guò)用實(shí)驗(yàn)板的OD或CFU除以對(duì)照板的OD或CFU計(jì)算效果。為了評(píng)估組合的效果，計(jì)算電場(chǎng)和每種抗生素的部分抑制濃度(FIC)。用下式計(jì)算FIC指數(shù):電場(chǎng)的FIC=組合電場(chǎng)MIC/單獨(dú)電場(chǎng)的MIC，藥物B的FIC=組合中藥物B的MIC/單獨(dú)藥物B的MIC，以及FIC指數(shù)=電場(chǎng)的FIC+藥物B的FIC。FIC指數(shù)彡0.5定義為協(xié)同作用。FIC指數(shù)>0.5但彡4定義為不起作用。FIC指數(shù)>4定義為拮抗作用。發(fā)現(xiàn)氯霉素對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC為4μg/ml，類(lèi)似于文獻(xiàn)中報(bào)道的濃度。表1給出電場(chǎng)和氯霉素對(duì)金黃色葡萄球菌增長(zhǎng)的組合效果。結(jié)果表明，電場(chǎng)和氯霉素有累積效果。如所見(jiàn)，施加4V/cmIOMHzd的電場(chǎng)6小時(shí)，場(chǎng)方向每300ms改變一次，濃度低很多的氯霉素(1μg/ml)就足以對(duì)金黃色葡萄球菌的增長(zhǎng)造成完全抑制。FIC指數(shù)為0.625，表明既使用電場(chǎng)又使用氯霉素是有累積效果的。注意，這些計(jì)算基于OD測(cè)量結(jié)果。權(quán)利要求一種選擇性破壞或抑制位于患者的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的細(xì)菌生長(zhǎng)的方法，包括如下步驟向所述患者給藥針對(duì)所述細(xì)菌的抗生素，使得治療有效的劑量達(dá)到所述目標(biāo)區(qū)域；在所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)存在所述治療有效劑量時(shí)，將AC電場(chǎng)電容性地耦合到所述患者的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，其中所述電場(chǎng)具有對(duì)應(yīng)于所述細(xì)菌的易損性的頻率特性，所述電場(chǎng)足夠強(qiáng)以在細(xì)胞分裂期間破壞其長(zhǎng)軸基本與所述電力線一致的絕大部分所述細(xì)菌，并且其中所述電場(chǎng)基本上不損害位于所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的非分裂期細(xì)胞；以及重復(fù)所述耦合步驟，直到所述細(xì)菌的絕大部分治療性地死亡。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述電場(chǎng)的頻率在5MHz和20MHz之間，并且所述電場(chǎng)的強(qiáng)度在所述目標(biāo)區(qū)域的至少一部分內(nèi)為0.5V/cm和lOV/cm之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述電場(chǎng)的頻率為約10MHz。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述電場(chǎng)在第一時(shí)間段內(nèi)具有第一方向和在第二時(shí)間段內(nèi)具有第二方向，其中所述第一時(shí)間段和第二時(shí)間段的至少一部分是相互排斥的。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第一方向通常垂直于所述第二方向。6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述第一時(shí)間段為約30秒，所述第二時(shí)間段為約30秒。7.一種選擇性破壞或抑制位于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)細(xì)菌生長(zhǎng)的方法，其包括如下步驟將AC電場(chǎng)電容性地耦合到所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，其中所述電場(chǎng)的頻率在5MHz和20MHz之間，其中所述電場(chǎng)的強(qiáng)度在所述目標(biāo)區(qū)域的至少一部分內(nèi)為0.5V/cm和lOV/cm之間，其中所述電場(chǎng)具有對(duì)應(yīng)于所述細(xì)菌的易損性的頻率特性，所述電場(chǎng)足夠強(qiáng)以在細(xì)胞分裂期間破壞其長(zhǎng)軸基本與所述電力線一致的絕大部分的所述細(xì)菌，，并且其中所述電場(chǎng)基本上不損害位于所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的非分裂期細(xì)胞；以及重復(fù)所述耦合步驟，直到所述細(xì)菌的絕大部分治療性地死亡。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述電場(chǎng)的頻率為約10MHz。9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述電場(chǎng)在第一時(shí)間段內(nèi)具有第一方向和在第二時(shí)間段內(nèi)具有第二方向，其中所述第一時(shí)間段和第二時(shí)間段的至少一部分是相互排斥的。10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述第一方向通常垂直于所述第二方向。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述第一時(shí)間段為約30秒，所述第二時(shí)間段為約30秒12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其還包括如下步驟向所述目標(biāo)區(qū)域給藥抗生素，使得在進(jìn)行所述耦合步驟時(shí)所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)存在具有治療有效劑量的所述抗生素。13.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其還包括如下步驟向所述目標(biāo)區(qū)域給藥治療藥劑，使得在進(jìn)行所述耦合步驟時(shí)所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)存在具有治療有效劑量的所述藥劑。14.一種用于選擇性破壞或抑制位于患者的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的細(xì)菌生長(zhǎng)的裝置，所述裝置包括第一對(duì)絕緣電極，其中每個(gè)所述電極具有構(gòu)造為有利于將電場(chǎng)電容性耦合到所述患者身體的表面；以及與所述電極可操作地連接的AC電壓源；其中所述AC電壓源和所述電極配置為使得當(dāng)將所述電極靠著所述患者身體放置且所述AC電壓源啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)所述電極將AC電場(chǎng)電容性地耦合到所述患者的目標(biāo)區(qū)域；2其中所述電場(chǎng)的頻率為5MHz和20MHz之間，其中所述電場(chǎng)的強(qiáng)度在所述目標(biāo)區(qū)域的至少一部分內(nèi)為0.5V/cm和lOV/cm之間，其中所施加電場(chǎng)具有對(duì)應(yīng)于所述細(xì)菌的易損性的頻率特性，所述電場(chǎng)足夠強(qiáng)以在細(xì)胞分裂期間破壞其長(zhǎng)軸基本與所述電力線一致的絕大部分所述細(xì)菌，并且其中所述電場(chǎng)基本上不損害位于所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的非分裂期細(xì)胞。15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述電場(chǎng)的頻率為約10MHz。16.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述各電極的表面通過(guò)具有非常高介電常數(shù)的薄的介電涂層與所述AC電壓源相絕緣。17.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其還包括第二對(duì)絕緣電極，每個(gè)所述電極具有構(gòu)造為有利于將電場(chǎng)電容性耦合到所述患者身體的表面；以及開(kāi)關(guān)裝置，其交替地將所述AC電壓源的輸出施加到(a)所述第一對(duì)電極或者(b)所述第二對(duì)電極。18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述第一對(duì)電極根據(jù)所述第二對(duì)電極確定方向，使得將AC電壓施加到所述第一對(duì)電極時(shí)耦合到所述患者的場(chǎng)大體上垂直于將AC電壓施加到所述第二對(duì)電極時(shí)耦合到所述患者的場(chǎng)。19.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述各電極的表面通過(guò)具有非常高介電常數(shù)的薄的介電涂層與AC電壓源相絕緣。全文摘要處于分裂過(guò)程中的細(xì)胞易受具有特定頻率和場(chǎng)強(qiáng)特性的AC電場(chǎng)破壞。因此可以通過(guò)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)施加AC電場(chǎng)一段時(shí)間實(shí)現(xiàn)選擇性破壞快速分裂的細(xì)胞。當(dāng)施加該場(chǎng)時(shí)一些分裂的細(xì)胞將被破壞，但沒(méi)有分裂的細(xì)胞將不會(huì)受到傷害。這就選擇性破壞了例如細(xì)菌的快速分裂的細(xì)胞但不傷害沒(méi)有分裂的正常細(xì)胞。由于分裂期細(xì)胞的易損性與分裂期細(xì)胞長(zhǎng)軸和電力線之間的一致有很大關(guān)系，當(dāng)在不同方向順序施加場(chǎng)時(shí)可獲得改進(jìn)的結(jié)果。文檔編號(hào)A61N1/40GK101939052SQ200880105086公開(kāi)日2011年1月5日申請(qǐng)日期2008年6月27日優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日發(fā)明者M(jìn)·吉拉第,Y·帕爾蒂申請(qǐng)人:諾沃庫(kù)勒有限公司