改变肿瘤治疗场(TTFIELD)系统中个体电极元件上的金属化面积以使电流最大化而不会过热技术方案

用于施加肿瘤治疗场(TTField)的常规换能器阵列包括一组个体电极元件，并且更外围地定位的电极元件(例如，换能器阵列的拐角或边缘处的电极元件)倾向于变得比更中心地定位的电极元件更热。这种情况可以通过降低更外围地定位的电极元件的电容来改善。降低那些元件的电容降低了流经那些元件的电流(在任何给定电压下)，这降低了那些元件的温度。一旦降低了更外围地定位的电极元件的电容，就可以使用更高的电压而不会过热。这导致总电流中的增加，这可以提高TTField治疗的功效。以提高TTField治疗的功效。以提高TTField治疗的功效。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改变肿瘤治疗场(TTFIELD)系统中个体电极元件上的金属化面积以使电流最大化而不会过热
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年9月25日提交的美国申请第63/083，590号的权益，该美国申请的全部公开内容通过引用被整体地并入本文中。

技术介绍

[0003]美国专利第7,136,699号和第7,146,210号描述了用特定频率和场强下的AC电场治疗肿瘤或其他快速分裂的细胞，所述美国专利中的每个都通过引用并入本文中。这些AC电场在本文中被称为“肿瘤治疗场”或“TTField”。
[0004]美国专利8,715,203描述了用于施加TTField的现有技术“复合电极”(也称为“换能器阵列”)。
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203专利的换能器阵列在图1中描绘，并且它包括9个圆形电极元件，圆形电极元件中的每个包括直径方面测量约为2cm的陶瓷元件(例如陶瓷盘)。每个陶瓷元件的一侧面向受试者(subject)的皮肤，并且另一侧具有导电背衬(backing)(例如，镀银)。柔性电路将任何给定换能器阵列上的所有的陶瓷元件的镀银背面连接到单根引线。并且水凝胶层被布置在陶瓷元件中的每个和受试者的皮肤之间。
[0005]当第一换能器阵列靠着人体的一侧上的皮肤定位，并且第二换能器阵列靠着人体的相对侧上的人的皮肤定位，并且在第一和第二换能器阵列的引线之间施加AC电压时，电流被电容地耦合到人体内。为了使TTField有效，足够量的电流必须通过电极电容地耦合并进入到人体内；并且较高的电流与较高的治疗的功效强相关。因为增加换能器阵列中的每个的电容导致相应的电流的增加，所以现有技术换能器阵列通常使用具有非常高的介电常数(例如＞1000)的相对薄的陶瓷元件(例如大约1mm厚的陶瓷盘)，以便获得足够高的电流。
[0006]陶瓷元件在使用期间发热(heatup)；并且安全考虑要求陶瓷元件中的每个处的温度保持低于特定的安全阈值(例如41℃)。
[0007]当任何给定换能器阵列中的所有陶瓷元件并联连线(wire)时，如果给定换能器阵列上的陶瓷元件中的任何一个陶瓷元件处的温度变得太高，则必须降低施加到整个换能器阵列的电压，以防止最热元件的温度超过安全阈值。(在
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203专利中，使用多个热敏电阻来获得温度读数，热敏电阻中的每个被定位在相应陶瓷元件的中心。)例如，假设图1现有技术系统中的陶瓷元件中的单一陶瓷元件的温度上升到41℃，但是其余8个陶瓷元件的温度仅为39℃。在这种情况下，即使电极元件的平均温度为((8
×
39)+41)/9＝39.2℃，施加到换能器阵列的电压也必须降低，以防止最热的元件过热。并且该电压中的降低导致电流中的降低，这可能降低治疗的功效。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个方面涉及用于向活体(living subject)施加交变电场的第一装置。所述第一装置包括多个导电区域、介电材料的多个区域、衬底以及至少一个电导体。导电区域中的每个具有正面和相应的面积。介电材料的区域中的每个具有(i)相应的正面和(ii)
靠着导电区域中的相应的一个导电区域的正面布置的相应背面。衬底被配置成将介电材料的多个区域的正面保持在受试者的身体上或身体中，并且在围绕质心分布的相应位置处支撑多个导电区域。并且至少一个电导体被布置成与多个导电区域电接触。多个导电区域包括至少一个第一导电区域和多个第二导电区域，并且第二导电区域中的每个相对于质心比所述至少一个第一导电区域更外围地定位。第二导电区域中的每个的面积比第一导电区域中的每个的面积小至少10％。
[0009]在第一装置的一些实施例中，介电材料的区域中的每个包括陶瓷盘，并且多个导电区域中的每个包括布置在陶瓷盘中的相应的一个陶瓷盘的背面上的金属层。在第一装置的一些实施例中，介电材料的区域中的每个包括平坦的陶瓷材料片，并且多个导电区域中的每个包括布置在陶瓷材料片中的相应的一个陶瓷材料片的背面上的金属层。
[0010]在第一装置的一些实施例中，多个导电区域中的每个包括印刷电路的焊盘，并且介电材料的区域中的每个包括聚合物膜。在第一装置的一些实施例中，多个导电区域中的每个包括印刷电路的焊盘，并且介电材料的区域中的每个使用单个连续聚合物膜的不同部分来实现。在第一装置的一些实施例中，多个导电区域中的每个包括金属箔层，并且介电材料的区域中的每个包括聚合物膜。在第一装置的一些实施例中，多个导电区域中的每个包括金属箔层，并且介电材料的区域中的每个使用单个连续聚合物膜的不同部分来实现。
[0011]第一装置的一些实施例进一步包括粘合剂层，所述粘合剂层被配置成保持衬底靠着人的皮肤，使得介电材料的多个区域的正面面向受试者的身体。
[0012]在第一装置的一些实施例中，所述多个导电区域包括：至少一个第一导电区域、和多个第二导电区域以及多个第三导电区域，其中第三导电区域中的每个相对于质心比多个第二导电区域更外围地定位，并且其中第三导电区域中的每个的面积比第二导电区域中的每个的面积小至少10％，并且其中第二导电区域中的每个相对于质心比至少一个第一导电区域更外围地定位，并且其中第二导电区域中的每个的面积比第一导电区域中的每个的面积小至少10％。
[0013]本专利技术的另一方面涉及用于向活体施加交变电场的第二装置。第二装置包括多个导电区域、介电材料的多个区域、衬底、多个温度传感器和至少一个电导体。导电区域中的每个具有正面和相应的面积。介电材料的区域中的每个具有(i)相应的正面和(ii)靠着导电区域中的相应的一个导电区域的正面布置的相应背面。衬底被配置成将介电材料的多个区域的正面保持在受试者的身体上或身体中，并且在围绕质心分布的相应位置处支撑多个导电区域。温度传感器中的每个被布置成与介电材料的相应区域热接触。并且至少一个电导体被布置成与多个导电区域电接触。多个导电区域包括至少一个第一导电区域和多个第二导电区域，并且第二导电区域中的每个相对于质心比所述至少一个第一导电区域更外围地定位。与第二导电区域中的每个相关联的电容比与第一导电区域中的每个相关联的电容低至少10％。
[0014]在第二装置的一些实施例中，第二导电区域中的每个具有比第一导电区域中的每个的面积小至少10％的面积。在第二装置的一些实施例中，靠着第二导电区域中的每个的正面布置的介电材料的区域比靠着第一导电区域中的每个的正面布置的介电材料的区域厚至少10％。在第二装置的一些实施例中，靠着第二导电区域中的每个的正面布置的介电材料的区域具有比靠着第一导电区域中的每个的正面布置的介电材料的区域的介电常数
低至少10％的介电常数。
[0015]本专利技术的另一方面涉及用于向活体施加交变电场的第三装置。第三装置包括柔性电路、至少一个第一柔性聚合物区域和多个第二柔性聚合物区域。柔性电路包括：(a)定位在柔性电路的前侧上的至少一个第一导电焊盘，第一导电焊盘中的每个具有第一面积，(b)定位在柔性电路的前侧上相对于至少一个第一导电焊盘是外围的位置处的多个第二导电焊盘，第二导电焊盘中的每个具有比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向活体施加交变电场的装置，所述装置包括：多个导电区域，导电区域中的每个具有正面和相应的面积；介电材料的多个区域，区域中的每个具有(i)相应的正面和(ii)靠着导电区域中的相应的一个导电区域的正面布置的相应背面；衬底，其被配置成将介电材料的多个区域的正面保持在受试者的身体上或身体中，并且在围绕质心分布的相应位置处支撑多个导电区域；以及至少一个电导体，其被布置成与多个导电区域电接触，其中，多个导电区域包括至少一个第一导电区域和多个第二导电区域，其中，第二导电区域中的每个相对于质心比所述至少一个第一导电区域更外围地定位，并且其中第二导电区域中的每个的面积比第一导电区域中的每个的面积小至少10％。2.根据权利要求1所述的装置，其中介电材料的区域中的每个包括陶瓷盘，并且其中多个导电区域中的每个包括布置在陶瓷盘中的相应的一个陶瓷盘的背面上的金属层。3.根据权利要求1所述的装置，其中介电材料的区域中的每个包括平坦的陶瓷材料片，并且其中，多个导电区域中的每个包括布置在陶瓷材料片中的相应的一个陶瓷材料片的背面上的金属层。4.根据权利要求1所述的装置，其中多个导电区域中的每个包括印刷电路的焊盘，并且其中介电材料的区域中的每个包括聚合物膜。5.根据权利要求1所述的装置，其中多个导电区域中的每个包括印刷电路的焊盘，并且其中介电材料的区域中的每个使用单个连续聚合物膜的不同部分来实现。6.根据权利要求1所述的装置，其中多个导电区域中的每个包括金属箔层，并且其中介电材料的区域中的每个包括聚合物膜。7.根据权利要求1所述的装置，其中多个导电区域中的每个包括金属箔层，并且其中介电材料的区域中的每个使用单个连续聚合物膜的不同部分来实现。8.根据权利要求1所述的装置，进一步包括粘合剂层，所述粘合剂层被配置成保持衬底靠着人的皮肤，使得介电材料的多个区域的正面面向受试者的身体。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个导电区域包括：至少一个第一导电区域、和多个第二导电区域以及多个第三导电区域，其中第三导电区域中的每个相对于质心比多个第二导电区域更外围地定位，并且其中第三导电区域中的每个的面积比第二导电区域中的每个的面积小至少10％，并且其中第二导电区域中的每个相对于质心比至少一个第一导电区域更外围地定位，并且其中第二导电区域中的每个的面积比第一导电区域中的每个的面积小至少10％。10.一种用于向活体施加交变电场的装置，所述装置包括：多个导电区域，导电区域中的每个具有正面和相应的面积；介电材料的多个区域，区域中的每个具有(i)相应的正面和(ii)靠着导电区域中的相应的一个导电区域的正面布置的相应背面；衬底，其被配置成将介电材料的多个区域的正面保持在受试者的身体上或身体中，并且在围绕质心分布的相应位置处支撑多个导电区域；多个温度传感器，温度传感器中的每个被布置成与介电材料的相应区域热接触；以及至少一个电导体，其被布置成与多个导电区域电接触，
其中，多个导电区域包括至少一个第一导电区域和多个第二导电区域，其中，第二导电区域中的每个相对于质心比所述至少一个第一导电区域更外围地定位，并且其中与第二导电区域中的每个相关联的电容比与第一导电区域中的每个相关联的电容低至少10％。11.根据权利要求10所述的装置，其中第二导电区域中的每个具有比第一导电区域中的每个的面积小至少10％的面积。12.根据权利要求10所述的装置，其中，靠着第二导电区域中的每个的正面布置的介电材料的区域比靠着第一导电区域中的每个的正面布置的介电材料的区域厚至少1...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：诺沃库勒有限责任公司，
类型：发明
国别省市：