專利名稱：用于長時(shí)間對(duì)活體施加電場(chǎng)的電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于長時(shí)間對(duì)活體施加電場(chǎng)的電極及使用此種電極的方法。
背景技術(shù)：
生物基體通過細(xì)胞分裂增殖，包含組織、細(xì)胞培養(yǎng)、微生物(如細(xì)菌、支原體、酵母菌、原生動(dòng)物及其他單細(xì)胞生物)、真菌、藻類、植物細(xì)胞等等。采用基于這些生物的分裂細(xì)胞對(duì)某些化學(xué)藥品或物理因素敏感的方法可以使生物的分裂細(xì)胞受到破壞或其使其增殖受到控制。比如，某些抗生素可使細(xì)菌繁殖過程停止。眾所周知，腫瘤，特別是惡性腫瘤或癌瘤，與正常組織相比，其生長是極其不可控制的。此種加速生長可使腫瘤占據(jù)日益增大的空間并傷害或破壞與其鄰接的組織。除此之外，某些癌以其轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞生長成為另外腫瘤的新地點(diǎn)的能力來表征。一般而言的腫瘤，具體而言的轉(zhuǎn)移腫瘤，的迅速生長，如上所述，是這些細(xì)胞與正常組織細(xì)胞比較相對(duì)頻繁的細(xì)胞分裂或繁殖的結(jié)果。癌細(xì)胞的可分辨的頻繁細(xì)胞分裂是很多現(xiàn)有的癌癥治療，比如，放射治療和使用各種化療藥劑，有效的基礎(chǔ)。此種治療是基于經(jīng)歷分裂的細(xì)胞比未經(jīng)歷分裂的細(xì)胞對(duì)輻射和化療藥劑更敏感這一事實(shí)。因?yàn)槟[瘤細(xì)胞分裂比正常細(xì)胞分裂頻繁得多，所以可以使用輻射和/或化療在一定程度上有選擇地傷害或破壞腫瘤細(xì)胞。細(xì)胞對(duì)輻射、治療藥劑等等的實(shí)際敏感度也取決于正?；驉盒约?xì)胞類型的不同類型的特性。所以，很不幸，腫瘤細(xì)胞的敏感度與很多類型的正常組織的敏感度比較不夠高。這就減小了區(qū)別腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的可能性，并且，因此，現(xiàn)有的癌癥治療一般會(huì)引起對(duì)正常組織的嚴(yán)重傷害，從而限制此種治療的治療有效性。另外，某些類型的腫瘤對(duì)現(xiàn)有的治療方法根本不敏感。電場(chǎng)和電流用于醫(yī)學(xué)目的已有多年。最通常的一種是通過借助一對(duì)在其間保持一電位差的導(dǎo)電電極施加電場(chǎng)來在人體或動(dòng)物體中產(chǎn)生電流。這些電流或用來發(fā)揮其特別作用，即刺激可激發(fā)的組織，或通過在體內(nèi)流過生成熱量，因?yàn)槠溆米麟娮?。第一類?yīng)用的例子包含的內(nèi)容如下心臟除顫器、末梢神經(jīng)和肌肉刺激器、腦電刺激器等等。電流用于加熱，比如，在腫瘤切除裝置、機(jī)能失調(diào)的心臟或腦組織切除裝置、燒灼裝置、肌肉風(fēng)濕疼痛以及其他疼痛減輕裝置等等之中。電場(chǎng)的另一種用于醫(yī)學(xué)目的的使用涉及使用從發(fā)射電波的電波源，如RF波源或微波源，傳遞的指向所關(guān)心的身體部分(即靶)的振蕩高頻場(chǎng)。在這些情況下，在能源和身體之間沒有電能傳導(dǎo)，而能量是通過輻射或感應(yīng)傳遞到身體。更具體言之，由能源產(chǎn)生的電能是通過導(dǎo)體到達(dá)身體附近并從那里通過空氣或某些其他電絕緣材料傳遞到人體?？梢栽卺t(yī)學(xué)應(yīng)用中使用的電場(chǎng)一般就可以分為兩種不同的模式。在第一種模式中，電場(chǎng)借助傳導(dǎo)電極施加于身體或組織。這些電場(chǎng)可分為兩類，即(1)穩(wěn)定場(chǎng)或以相對(duì)低的速率改變的場(chǎng)及在身體或組織中感應(yīng)出相應(yīng)的電流的低頻交變場(chǎng)；及( 借助傳導(dǎo)電極或借助絕緣電極施加于身體的高頻交變場(chǎng)(IMHz以上)。第一類電場(chǎng)用來，比如，刺激神經(jīng)和肌肉、調(diào)節(jié)心率等等。的確，此種電場(chǎng)實(shí)際上是用來使信號(hào)在神經(jīng)和肌肉纖維、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNQ、心臟等等中傳播。記錄此種自然電場(chǎng)是ECG、EEG、EMG、ERG等等的基礎(chǔ)。在傳導(dǎo)電極應(yīng)用中的場(chǎng)強(qiáng)，假設(shè)介質(zhì)是同質(zhì)電特性，就等于施加于刺激/記錄電極上的電壓除以其間的距離。于是由此產(chǎn)生的電流就可以利用歐姆定律計(jì)算，而且對(duì)心臟和CNS可具有危險(xiǎn)的刺激作用并可導(dǎo)致潛在的有害的離子濃度改變。另外，如果電流足夠強(qiáng)，可能在組織中引起過度發(fā)熱。這一發(fā)熱可由在組織中消散的熱量(電壓與電流的乘積)計(jì)算出。當(dāng)此種電場(chǎng)和電流是交變電場(chǎng)和交變電流時(shí)，其對(duì)神經(jīng)、肌肉等等的刺激功率是頻率的反函數(shù)。在頻率高于I-IOkHz時(shí)，電場(chǎng)的刺激功率接近零。這一限制是由于由電刺激引起的激勵(lì)通常是以膜電位改變?yōu)橹薪椋渌俾适艿侥さ腞C性質(zhì)的限制(時(shí)間常數(shù)約為 Ims) ο與頻率無關(guān)，當(dāng)施加此種感應(yīng)電流場(chǎng)時(shí)，此種電場(chǎng)經(jīng)常與電流引起的有害副作用有關(guān)系。比如，一個(gè)負(fù)效應(yīng)是在系統(tǒng)內(nèi)的各種“分隔間”中的離子濃度改變，并且電解生物材料或組織嵌入的介質(zhì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物。傳統(tǒng)上認(rèn)為除了發(fā)熱不具有任何生物效應(yīng)的中頻(約50ΚΗζ-1ΜΗζ)交變電場(chǎng)可通過絕緣電極施加于導(dǎo)電介質(zhì)，如人體。在此種條件下，電極在體內(nèi)只感應(yīng)出電容性電流。與一般相信此種電場(chǎng)不具有直接生物效應(yīng)相反，在由Palti提出的美國專利申請(qǐng) #10/204334,10/288562，10/285313 (此處援引其中每一個(gè)作為參考)中及其后的出版物 (Eilon D. Kirson, et al. , Disruption of Cancer Cell Replication byAlternating Electric Fields,Cancer Res. 200464 :3288-3295)中，示出此種電場(chǎng)具有專門影響癌細(xì)胞的效應(yīng)，并且尤其是可以用于治療癌癥。利用交變電場(chǎng)治療癌癥、其他疾病、病癥及病理生理狀態(tài)可能要求對(duì)靶位長期 (比如，數(shù)周或數(shù)月)施加電場(chǎng)，這就相應(yīng)地牽涉到電極和體表(比如，患者皮膚)長期接觸。此種應(yīng)用可能導(dǎo)致由化學(xué)和物理反應(yīng)引起的嚴(yán)重副作用。此種反應(yīng)在使用TENS、肌肉刺激、長期身體電位記錄(EEG、ECG等等)中已有報(bào)告?；瘜W(xué)反應(yīng)可以是由于與電極本身接觸引起的，或者是由于與置于電極和皮膚之間用來改善導(dǎo)電性的材料(比如，凝膠)接觸引起的，或者是由于與電流產(chǎn)物(包括在電極表面上的電解質(zhì))接觸引起的。由于局部壓力、由于保持皮膚表面潮濕或由于電極或凝膠等等堵塞位于皮膚外部的皮膚附屬物，如汗腺、毛囊等等的出口，電極與皮膚的長期物理接觸可能影響位于下面的皮膚。這導(dǎo)致在附屬物內(nèi)和皮膚表面之上水分和化學(xué)物質(zhì)積累而可能損傷表皮層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的設(shè)計(jì)旨在通過使用可容許皮膚“呼吸”的電極結(jié)構(gòu)消除或有效降低與長期對(duì)皮膚使用電場(chǎng)引起的某些副作用。


圖IA為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的平面圖，其中的電極為帶有排列成為矩形陣列的片段的多段電極。圖IB為沿著剖面線A-A的圖IA的實(shí)施方式的剖面圖。圖IC為添加任選的毛細(xì)特點(diǎn)的圖IA的實(shí)施方式的剖面圖。圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的平面圖，其中的電極為帶有排列成為六邊形陣列的片段的多段電極。圖3為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的平面圖，其中電極為穿孔電極。圖4A為本發(fā)明的第四實(shí)施方式的平面圖，其中的電極為由多個(gè)平行線制作的電極。圖4B為沿著剖面線B-B的采用導(dǎo)電凝膠的圖4A的實(shí)施方式的剖面圖。圖5為本發(fā)明的第五實(shí)施方式的平面圖，其中的電極為由一組平行線和另外一組與第一組垂直的平行線制作的電極。圖6A為本發(fā)明的第六實(shí)施方式的平面圖，其中的電極位于整個(gè)足跡內(nèi)的第一位置。圖6B示出位于整個(gè)足跡內(nèi)的第二位置的圖6A的電極。圖7A為示出在使用時(shí)如何使一對(duì)任何上述電極與患者的皮膚接觸的示圖。圖7B為示出在使一對(duì)任何上述電極與患者的皮膚接觸時(shí)形成的電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖IA和圖IB示出組合電極的第一實(shí)施方式，該電極是為了長時(shí)間對(duì)活體內(nèi)腫瘤施加電場(chǎng)而設(shè)計(jì)的。組合電極10由多個(gè)單個(gè)片段5構(gòu)成，在片段5之間配置有多個(gè)開放空間8。片段5對(duì)患者體內(nèi)所要求的位置施加電場(chǎng)。所施加的電場(chǎng)的優(yōu)選特性在上面指出的三個(gè)專利申請(qǐng)中描述。這些申請(qǐng)說明頻率在大約50kHz至大約500kHz (并且更優(yōu)選為在大約IOOkHz至300kHz之間)之間，電場(chǎng)強(qiáng)度在大約0. lV/cm至大約10V/cm(并且更優(yōu)選為在大約1至大約lOV/cm之間)之間的電場(chǎng)已經(jīng)證明在減慢或反轉(zhuǎn)迅速分裂的細(xì)胞(比如， 癌細(xì)胞)的生長是有效的。比如，業(yè)已表明120kHZ，1.4V/cm的電場(chǎng)對(duì)黑素瘤是有效的，并且業(yè)已表明170-250kHz，2. 5V/cm的電場(chǎng)對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤是有效的。返回到圖IA和1B，優(yōu)選是片段5可自由地互相移動(dòng)，容許電極10適應(yīng)放置電極 10的體表的形狀。保持片段5在一起可使用多種合適的支持結(jié)構(gòu)的任何一種，如將其安裝在一片布料、網(wǎng)織品或其他撓性背襯(未示出)上。優(yōu)選是所有的片段使用合適的連線4 電并聯(lián)。優(yōu)選是每個(gè)片段5包含一個(gè)借助介電絕緣材料2與導(dǎo)電芯3所在的表面完全絕緣的導(dǎo)電芯3。優(yōu)選是片段5的其他表面為任何通常的絕緣材料9所覆蓋。因?yàn)榻殡娊^緣材料2使導(dǎo)電芯3與患者的皮膚表面絕緣，在驅(qū)動(dòng)電極的信號(hào)中存在的任何DC分量將被阻斷，而只有頻率足夠高的AC分量可以通過進(jìn)入患者的身體。這一結(jié)構(gòu)可避免在使用導(dǎo)電電極時(shí)會(huì)出現(xiàn)的負(fù)效應(yīng)(比如，細(xì)胞中的離子濃度改變和由電解質(zhì)形成有害的產(chǎn)物)。這是因?yàn)?，一般?dāng)使用電容性電極時(shí)，在電極和介質(zhì)之間不存在電荷的實(shí)際遷移，并且在介質(zhì)中不存在電荷流。圖7A示出如何使用上述電極(或下述實(shí)施方式的電極)來將所要求的電場(chǎng)施加到靶位。一對(duì)絕緣電極74每一個(gè)都包含一個(gè)帶有配置于其上的絕緣介電體部分74B的導(dǎo)電部分74A。當(dāng)此種電極與患者的皮膚6接觸并且以可操作方式通過導(dǎo)線73連接到AC電壓源72時(shí)，在皮膚6下面的組織78 (其中包含腫瘤79)中感應(yīng)出電場(chǎng)76。正如在上面指出的三個(gè)專利申請(qǐng)中所述，當(dāng)絕緣電極置于皮膚上時(shí)等效電路如圖7B所示介電體覆蓋電極75用作電容A、E，皮膚6用作電阻負(fù)載B、D，而組織78也用作電阻負(fù)載C。在這些條件下，阻抗的相對(duì)值使落在電極絕緣上的電位差(電場(chǎng))的部分成為強(qiáng)烈依賴于電極A、E的電容。在電容性電極A上的電位降為A/(A+B+C+D+E)，并且在另外的電容性電極E上出現(xiàn)類似的電位降。在DC和低頻時(shí)，電容性電極A、E的阻抗高，而電壓降的大部分將是在電極上。與此相反，對(duì)于極高頻率，電容器具有很低阻抗，因此電壓降的大得多的部分將出現(xiàn)在組織C中。在上面指出的有關(guān)的頻率范圍(即從約50kHz至約500Hz)內(nèi)，電容性電極A、E 的阻抗將處于兩極限值之間的某一點(diǎn)。在靶組織79中的優(yōu)選電場(chǎng)強(qiáng)度為在大約0. lV/cm至大約lOV/cm的范圍內(nèi)。為了在組織C中達(dá)到這一電壓降而不使電壓源72的電壓增加到不希望的高電平(此高電平會(huì)造成安全問題并且很難在所要求的參數(shù)的情況下生成)，電容性電極A、E的阻抗必須減小到最小，這一點(diǎn)在電極的電容達(dá)到最大時(shí)出現(xiàn)。增加電容可以通過增加電容器的“極板” 的有效面積、減小介電體的厚度或使用具有該介電常數(shù)的介電體而達(dá)到。因?yàn)殡姌O面積是有限的，并且考慮到潛在的介電體擊穿和由于機(jī)械破壞的危險(xiǎn)之故絕緣厚度不能減小，對(duì)電場(chǎng)的靶位提供合適電場(chǎng)的最佳方式是使用具有很高的介電常數(shù)的介電體。適用的介電體為KTN-鉭酸鉀(KTai_xNbx03)或PMNT (鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛)，其介電常數(shù)都超過1000。注意， 采用這些高K材料中的某些材料時(shí)，介電常數(shù)可因這些材料形成時(shí)所采用的材料加工過程的不同(比如，結(jié)晶或摻雜)而在大范圍內(nèi)改變，并且更優(yōu)選為使用介電常數(shù)大于10000的品種。不過，注意，在某些結(jié)構(gòu)中(比如，如果較弱電場(chǎng)或較高電壓不成問題)，采用具有標(biāo)準(zhǔn)介電常數(shù)(比如，3-30)的強(qiáng)介電材料的很薄涂層也可以很好地工作。下面返回到圖IA和1B，電極10包含在整個(gè)電極10的表面上分布的空間8。這些空間8通過容許空氣到達(dá)電極下面的皮膚而容許電極10下面的皮膚“呼吸”。結(jié)果，否則會(huì)在皮膚的表面上積累的濕氣(比如，汗)就可以蒸發(fā)。這可以改善隨著長時(shí)間使用非穿孔電極(如在上面的背景技術(shù)中所述的)可能發(fā)生的有害作用。除此之外，在電極10的有效片段5之間存在空間8有助于防止熱量(比如，由于介電損失和電流流動(dòng)產(chǎn)生的)在電極 10的下面積累。為了保證電場(chǎng)的強(qiáng)度足夠有效，優(yōu)選是電極10的片段5之間的間隔小于從表面至治療靶位(比如，圖7A中所示的腫瘤79)的距離。另一方面，為了提供足夠的通風(fēng)，優(yōu)選是片段5之間的間隔大于約2mm，并且更優(yōu)選是大于約4mm。以面積表示時(shí)，優(yōu)選是每個(gè)空間8 的面積大于約4mm2，并且更優(yōu)選是大于約16mm2。在此實(shí)施方式中，片段5的面積大致與空間8的面積一樣。圖2示出電極20的第二實(shí)施方式。此電極20與圖1的實(shí)施方式的電極10很類似，除了圖2的實(shí)施方式的片段25和空間觀是六邊形而不是方形之外。當(dāng)然，除了示出的方形和六邊形之外，也可以使用其他形狀，并且片段之間的間隔可根據(jù)需要改變。優(yōu)選是對(duì)這些實(shí)施方式之中的片段的間隔進(jìn)行選擇以便在對(duì)靶區(qū)提供足夠的電場(chǎng)值的同時(shí)對(duì)皮膚提供通風(fēng)。這些實(shí)施方式的分段結(jié)構(gòu)在需要大靈活度以使電極適應(yīng)皮膚表面的解剖位置特別有利。圖3示出電極30的第三實(shí)施方式的。優(yōu)選是此電極是由單片導(dǎo)電材料35制成， 其中配置有穿孔或孔洞38。優(yōu)選是與患者的皮膚接觸的電極30的下表面(未示出)采用與圖1的實(shí)施方式的電極2類似的介電材料覆蓋。優(yōu)選是在使用時(shí)電極30的從患者向外的上表面采用與圖1的實(shí)施方式的絕緣材料9類似的絕緣材料覆蓋。優(yōu)選是對(duì)此實(shí)施方式中的孔洞的間隔也進(jìn)行選擇以便在對(duì)靶區(qū)提供足夠的電場(chǎng)值的同時(shí)對(duì)皮膚提供通風(fēng)。圖4A和4B為電極40的第四實(shí)施方式的平面圖和剖視圖。此電極由一組為空間 48分隔的平行單元45制成。每個(gè)單元45由介電體涂層42包圍的導(dǎo)體43制成，優(yōu)選是由與圖1的實(shí)施方式的介電體2類似的材料制成。優(yōu)選是導(dǎo)體43借助導(dǎo)線44電并聯(lián)。合適的背襯(未示出)可固定于電極40以保持所要求的電極40的單元45的間隔?？扇芜x的是此背襯可設(shè)計(jì)成為防止電極沿著單元45的長度彎折，因?yàn)楫?dāng)使用脆性介電體時(shí)這會(huì)使介電體涂層破碎。然而，背襯可構(gòu)建成為容許電極40圍繞與單元45平行的軸彎折，只要此彎折是出現(xiàn)在空間48處。優(yōu)選是在此實(shí)施方式中，也是對(duì)開放空間48的間隔進(jìn)行選擇以便在對(duì)靶區(qū)提供足夠的電場(chǎng)值的同時(shí)對(duì)皮膚提供通風(fēng)。比如，空間48可為至少2mm寬，或更優(yōu)選是至少4mm寬。圖5為電極50的第五實(shí)施方式的平面圖。此實(shí)施方式與上述的圖4的實(shí)施方式類似，除了在與圖4的實(shí)施方式的水平單元45相應(yīng)的水平單元55之外還包含具有類似結(jié)構(gòu)的第二組垂直單元陽’。優(yōu)選是兩組單元陽、55’借助導(dǎo)線M平行連接。與上述實(shí)施方式一樣，優(yōu)選是對(duì)開放空間58的尺寸也進(jìn)行選擇以便在對(duì)靶區(qū)提供足夠的電場(chǎng)值的同時(shí)對(duì)皮膚提供通風(fēng)。比如，空間58可為至少2mmX 2mm，或更優(yōu)選是至少4mmX4mm。在某些實(shí)施方式中，比如，圖1和4，絕緣導(dǎo)體和空間的圖形構(gòu)建成為當(dāng)電極定位于第一位置時(shí)覆蓋的位置在電極再定位于從第一位置稍微偏離的第二位置時(shí)將不被覆蓋， 而在兩個(gè)位置之中的電極的整個(gè)足跡大致相同。當(dāng)實(shí)施這一安排時(shí)，電極可以在兩個(gè)位置之間周期地(比如，每2至4天)前后移動(dòng)，結(jié)果每片皮膚交替地被覆蓋(在一個(gè)位置)或未被覆蓋(在另一位置)。周期地以這種方式使每片皮膚暴露于空氣，使皮膚有機(jī)會(huì)從任何負(fù)效應(yīng)(比如，濕氣的累積或電場(chǎng)效應(yīng))恢復(fù)，不然在皮膚被電極覆蓋期間這些負(fù)效應(yīng)可能出現(xiàn)。在電極施加于頭部的應(yīng)用中，在電極重置于新位置之前會(huì)對(duì)頭部進(jìn)行剃毛以防止頭發(fā)生長與電場(chǎng)發(fā)生干擾。圖6A和6B為電極60的第六實(shí)施方式的平面圖，其中的電極60分別位于整個(gè)足跡62內(nèi)的第一位置和第二位置。按照這樣，圖6A和6B還示出電極可以如上所述地周期地在兩個(gè)位置之間前后移動(dòng)的另一實(shí)施方式。此實(shí)施方式的電極60是利用一組由空間68分隔的方形片段65制成，片段65的面積大致與空間68的面積相同。優(yōu)選是此實(shí)施方式的單個(gè)片段65的結(jié)構(gòu)與圖1的實(shí)施方式的上述的片段5類似。優(yōu)選是每個(gè)片段65的尺寸為至少2mmX 2mm，并且更優(yōu)選是至少4mmX 4mm，厚度在約0. 2和約Imm之間。注意，雖然在圖6A 和6B中示出的是方形片段，但也可以使用其他形狀的尺寸，如矩形片段(比如，5X15mm或 13X15mm)，圓形片段(比如，直徑19mm)，或設(shè)計(jì)為適應(yīng)具體解剖位置的其他形狀。片段65可借助任何合適的撓性支持進(jìn)行機(jī)械固定。比如，片段65可安裝于輕薄的撓性襯底，如DuPont Kapton 聚酰亞胺薄膜(未示出)。當(dāng)使用此種薄膜時(shí)，也可以將撓性導(dǎo)線64集成到襯底以便在片段65之間提供低阻抗電連接?？梢允褂媚z布繃帶將電極組件固定于患者的身體，在此場(chǎng)合此膠布繃帶也會(huì)提供附加的機(jī)械支持?？扇芜x的是在此實(shí)施方式中對(duì)每個(gè)片段可增加溫度傳感器(比如，熱敏電阻，未示出)，比如，將溫度傳感器通過一個(gè)小孔(比如，2. 5mm直徑)安裝在每個(gè)片段的中心。當(dāng)使用具有撓性導(dǎo)線的聚酰亞胺薄膜作為與片段的連接時(shí)，優(yōu)選是在同一聚酰亞胺薄膜上實(shí)現(xiàn)用于傳感器的導(dǎo)線。圖IC顯示一種任選的附加的皮膚保護(hù)系統(tǒng)。在此場(chǎng)合，電極的固體覆蓋部分3、2 填充有吸水材料12，如棉花、聚丙烯等等可通過毛細(xì)作用將濕氣從皮膚吸出而使其保持干燥，并且將其傳送到儲(chǔ)水介質(zhì)11，如吸濕凝膠、聚丙烯酸酯等等。優(yōu)選是儲(chǔ)水介質(zhì)11位于電極體的背面以使其不能觸及皮膚。注意，雖然圖IC顯示與圖1A/1B的實(shí)施方式有關(guān)的這一任選特點(diǎn)，這一特點(diǎn)可通過對(duì)吸水材料12和儲(chǔ)水介質(zhì)11的形狀和尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖兌c上述的其他實(shí)施方式中的任何一個(gè)結(jié)合。圖4B示出采用另外一種任選材料，導(dǎo)電凝膠。(注意，雖然圖4B顯示與圖4A的實(shí)施方式有關(guān)的這一任選特點(diǎn)，這一特點(diǎn)可與上述的其他實(shí)施方式中的任何一個(gè)結(jié)合。)圓柱電極(由利用介電體42包圍的導(dǎo)體43制作)和體表7或皮膚之間的電接觸可通過在電極和皮膚6之間放置填充料，如導(dǎo)電凝膠41，而得到改善。另外的方法是使用凝膠41’將包圍導(dǎo)體43的介電體涂層42全部包圍而導(dǎo)致有效電極表面面積增加?？扇芜x的是吸水材料 12或凝膠41’可包含或涂敷可防止或減輕皮膚照射和炎癥的藥物，如類固醇糊膏。不幸的是長期使用不透空氣的物體或介質(zhì)，如凝膠，經(jīng)常導(dǎo)致可能很嚴(yán)重的皮膚反應(yīng)。另外，水基介質(zhì)，如凝膠，可保持皮膚潮濕，并且皮膚長期潮濕會(huì)引起外角膜皮膚層膨脹而失掉其皮膚保護(hù)能力。很多凝膠也會(huì)堵塞汗腺口和皮脂腺口，從而使皮膚損傷惡化。因此，優(yōu)選是此種凝膠與電極可在兩個(gè)位置之間周期地前后移動(dòng)的上述實(shí)施方式結(jié)合使用以便盡量減少這些問題?？扇芜x的是溫度傳感器(未示出)可結(jié)合到電極之中，并且可采用合適的電路 (未示出)來在傳感器輸出表明過熱時(shí)暫時(shí)切斷電極的電源(或切斷個(gè)別受到影響的區(qū)域的電源，如果不是全部片段并聯(lián)時(shí))。上述實(shí)施方式可借助皮膚表面電極長期在患病人員或其他客體中安全有效地生成交變和瞬變電場(chǎng)而不會(huì)引起嚴(yán)重的副作用。仍然可能出現(xiàn)的輕微的皮膚反應(yīng)可通過在使用的導(dǎo)電凝膠中加入藥劑而減輕。此種藥物可包含類固醇、抗過敏藥劑、抗組胺劑等等。雖然本發(fā)明是參考其優(yōu)選實(shí)施方式具體示出和描述，但業(yè)內(nèi)人士可以理解，不脫離本發(fā)明的精神和范圍可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)建用來與患者身體表面接觸的電極，所述電極包括撓性支持；以及多個(gè)電極片段，所述電極片段由所述撓性支持所支持以容許所述電極適應(yīng)患者身體表面并且由開放空間隔開，其中所述電極片段包括具有當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)面向患者的第一側(cè)面的導(dǎo)電芯，以及放置在所述導(dǎo)電芯的第一側(cè)面上的介電材料，所述介電材料放置在所述導(dǎo)電芯的第一側(cè)面上以便當(dāng)所述電極與患者身體接觸時(shí)被置于所述導(dǎo)電芯的第一側(cè)面和所述患者身體之間并使得所述導(dǎo)電芯與所述患者身體絕緣，并且所述開放空間排列成的圖形容許當(dāng)電極處于第一位置時(shí)患者身體受到覆蓋的表面部分在電極移動(dòng)到第二位置時(shí)變成未被覆蓋，由此容許患者身體表面上的濕氣在電極與患者身體接觸時(shí)通過開放空間逸出，其中在第一位置的電極的整個(gè)足跡大致上與在第二位置的電極的整個(gè)足跡重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的電極，其中所述撓性支持是一片布料、網(wǎng)織品或撓性背襯。
3.如權(quán)利要求1所述的電極，其中所述介電材料具有至少為3、至少為1000或者至少為10000的介電常數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的電極，其中所述電極片段之間的空間為至少2mm或至少4mm。
5.如權(quán)利要求1所述的電極，其中所述電極片段包括矩形單元或者圓形單元。
6.如權(quán)利要求1所述的電極，其中所述電極片段與所述開放空間的面積大致一樣。
7.一種使如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電極適于患者身體表面的方法，包括步驟將電極放置在患者身體表面的第一位置，使得所述電極具有第一足跡并且在所述電極的開放空間處的患者身體表面被暴露于空氣以容許濕氣通過開放空間逸出；將電極放置在患者身體表面的第二位置，其中第二位置下電極的電極片段位于第一位置下電極的開放空間的相應(yīng)位置，使得電極具有與第一足跡基本相同的第二足跡并且在所述電極的開放空間處的患者身體表面被暴露于空氣以容許濕氣通過開放空間逸出；以及重復(fù)上述放置步驟以使得患者身體表面由電極的電極片段和開放空間交替地覆蓋和不覆蓋。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述放置步驟以一定間隔周期性地重復(fù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述放置步驟每2-4天周期性地重復(fù)。
10.一種構(gòu)建用來與患者身體表面接觸的電極，所述電極包括撓性支持；以及多個(gè)平行的電極單元，所述電極單元由所述撓性支持所支持以容許所述電極適應(yīng)患者身體表面并且由開放空間隔開，其中所述電極單元由介電涂層包圍的導(dǎo)線制成以便當(dāng)所述電極與患者身體接觸時(shí)使得所述導(dǎo)線與所述患者身體絕緣，其中開放空間的分布及尺寸可容許患者身體的表面上的濕氣在電極與患者身體接觸時(shí)通過開放空間逸出。
11.如權(quán)利要求10所述的電極，其中所述撓性支持是一片布料、網(wǎng)織品或撓性背襯。
12.如權(quán)利要求10所述的電極，其中所述電極單元之間的空間為至少2mm或至少4mm。
13.如權(quán)利要求10所述的電極，包括多個(gè)平行的水平電極單元以及多個(gè)平行的垂直電極單元。
14.如權(quán)利要求10所述的電極，所述介電涂層具有至少為3、至少為1000或者至少為 10000的介電常數(shù)。
15.一種構(gòu)建用來與患者身體表面接觸的電極，所述電極包括一個(gè)具有當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)面向患者的第一側(cè)面的導(dǎo)電襯底，此導(dǎo)電襯底具有多個(gè)通過其中的通過導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面的開放空間，其中開放空間的分布及尺寸可容許患者身體的表面上的濕氣在電極與患者身體接觸時(shí)通過開放空間逸出；以及配置于導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面上的介電材料，以便當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)所述介電材料被置于導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面和患者身體之間以使得導(dǎo)電襯底與患者身體絕緣； 通過毛細(xì)作用將濕氣從患者身體表面吸出的位于開放空間的吸水材料； 儲(chǔ)水介質(zhì)，水從吸水材料傳送到該儲(chǔ)水介質(zhì)。
16.如權(quán)利要求15所述的電極，其中所述儲(chǔ)水介質(zhì)被放置在電極遠(yuǎn)離患者身體表面的第二側(cè)面上。
17.如權(quán)利要求15所述的電極，其中所述吸水材料包含或涂敷防止或減輕皮膚照射或炎癥的藥物。
18.如權(quán)利要求17所述的電極，其中所述藥物包含類固醇、抗過敏藥劑、或者抗組胺劑。
19.如權(quán)利要求17所述的電極，其中所述介電材料具有至少為3、至少為1000或者至少為10000的介電常數(shù)。
20.一種構(gòu)建用來與患者身體表面接觸的電極，所述電極包括一個(gè)具有當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)面向患者的第一側(cè)面的導(dǎo)電襯底，此導(dǎo)電襯底具有多個(gè)通過其中的通過導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面的開放空間，其中開放空間的分布及尺寸可容許患者身體的表面上的濕氣在電極與患者身體接觸時(shí)通過開放空間逸出；配置于導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面上的介電材料，以便當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)所述介電材料被置于導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面和患者身體之間以使得導(dǎo)電襯底與患者身體絕緣；以及被置于所述介電材料上以便當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)接觸患者身體表面的填充料，其中所述填充料包含或涂敷防止或減輕皮膚照射或炎癥的藥物。
21.如權(quán)利要求20所述的電極，其中所述填充料包括導(dǎo)電凝膠。
22.如權(quán)利要求20所述的電極，其中所述藥物包含類固醇、抗過敏藥劑、或者抗組胺劑。
23.如權(quán)利要求20所述的電極，其中所述介電材料具有至少為3、至少為1000或者至少為10000的介電常數(shù)。
24.一種構(gòu)建用來與患者身體表面接觸的電極，其構(gòu)成包括一個(gè)具有當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)面向患者的第一側(cè)面的導(dǎo)電襯底，此導(dǎo)電襯底具有多個(gè)通過其中的通過導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面的開放空間，其中開放空間的分布及尺寸可容許患者身體的表面上的濕氣在電極與患者身體接觸時(shí)通過開放空間逸出；以及配置于導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面上的薄介電材料，以便當(dāng)電極與患者身體接觸時(shí)所述薄介電材料被置于導(dǎo)電襯底的第一側(cè)面和患者身體之間以使得導(dǎo)電襯底與患者身體絕緣。
25.如權(quán)利要求M所述的電極，其中導(dǎo)電襯底是單片導(dǎo)電材料。
26.如權(quán)利要求M所述的電極，其中導(dǎo)電襯底的構(gòu)成包括多個(gè)以容許片段相對(duì)相鄰片段移動(dòng)有限大小的互相連接的分離片段。
27.如權(quán)利要求M所述的電極，其中導(dǎo)電襯底的構(gòu)成包括多個(gè)相隔至少2mm的大致平行的導(dǎo)線，并且其中薄介電材料包圍每個(gè)導(dǎo)線。
28.如權(quán)利要求M所述的電極，其中開放空間至少2mm寬。
29.如權(quán)利要求M所述的電極，其中開放空間至少4mm寬。
30.如權(quán)利要求M所述的電極，其中開放空間具有至少4平方mm的面積。
31.如權(quán)利要求M所述的電極，其中開放空間具有至少16平方mm的面積。
32.如權(quán)利要求M所述的電極，其中開放空間排列成的圖形容許當(dāng)電極處于第一位置時(shí)患者身體受到覆蓋的表面部分在電極移動(dòng)到第二位置時(shí)變成未被覆蓋，在第一位置的電極的整個(gè)足跡大致上與在第二位置的電極的整個(gè)足跡重疊。
33.如權(quán)利要求32所述的電極，其中全部開放空間的結(jié)合面積大致等于電極的足跡的面積的一半。
34.如權(quán)利要求M所述的電極，其中所述介電材料具有至少為3、至少為1000或者至少為10000的介電常數(shù)。
35.如權(quán)利要求M所述的電極，其中所述介電材料被提供為涂層。
全文摘要
與通常的電極比較，此處公開的電極結(jié)構(gòu)在其與患者身體長時(shí)間接觸時(shí)可使輻照和對(duì)皮膚的損傷減小到最小。電極由覆蓋有薄介電材料的導(dǎo)電襯底形成，并且多個(gè)開放空間通過電極。當(dāng)此電極與患者身體接觸時(shí)，這些開放空間的分布及尺寸可容許位于電極下面的濕氣通過開放空間逸出。此電極的用途為通過長期使用具有特定頻率和場(chǎng)強(qiáng)特性的AC電場(chǎng)治療腫瘤。
文檔編號(hào)A61N1/04GK102389618SQ201010599490
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者約朗姆·帕爾蒂 申請(qǐng)人:斯坦頓有限公司