的阻抗被確定。該設(shè)備還包含具有可控的輸出頻率的 交流信號發(fā)生器。該設(shè)備還包含處理器，該處理器用于基于該腫瘤的測量的阻抗估計該腫 瘤中的細胞尺寸，W及基于該腫瘤中的估計的細胞尺寸設(shè)定該交流信號發(fā)生器的頻率。該 設(shè)備還至少一對電極，該至少一對電極有效地連接到該交流信號發(fā)生器W使交變電場施加 到該腫瘤W選擇性地破壞該腫瘤中的細胞。
[0023] 在一些實施例中，基于科爾-科爾圖確定該腫瘤中的細胞尺寸。在一些實施例中， 該設(shè)備還包含CT、MRI或PET成像裝置，該CT、MRI或PET成像裝置被配置W定位不具有過量的 血液或囊腫液的腫瘤的部分;并且其中電阻抗斷層成像裝置只測量該定位的部分的阻抗。 在一些實施例中，該電阻抗斷層成像裝置被配置W進行周期的阻抗測量。在一些實施例中， 該阻抗測量的周期至少為一周。在一些實施例中，該阻抗測量的周期至少為一個月。在一些 實施例中，該阻抗測量的周期是基于該腫瘤的病史的。在一些實施例中，該阻抗測量的周期 是基于該腫瘤的類型的。在一些實施例中，該交流信號發(fā)生器的頻率是基于細胞尺寸的范 圍設(shè)定的。在一些實施例中，該交流信號發(fā)生器的頻率是基于平均細胞尺寸設(shè)定的。在一些 實施例中，該處理器基于數(shù)據(jù)庫查表計算該腫瘤中的細胞尺寸。
[0024] 在還有一個方面，本發(fā)明設(shè)及一種用交變電場適應(yīng)性地治療腫瘤的方法。該方法 包含確定該腫瘤中的第一細胞尺寸。該方法還包含基于該確定的第一尺寸選擇第一頻率。 該方法還包含在該第一頻率施加交變電場到該腫瘤W治療該腫瘤。該方法還包含等待一段 時間，接著確定該腫瘤中的第二細胞尺寸。該方法還包含基于該確定的第二尺寸選擇第二 頻率。該方法還包含在該第二頻率施加交變電場到該腫瘤W治療該腫瘤。
[0025] 在一些實施例中，該方法還包含基于腫瘤活檢術(shù)確定該第一尺寸和第二尺寸。在 一些實施例中，該方法還包含基于該確定的第二阻抗選擇第二治療參數(shù)。該方法還包含根 據(jù)該選擇的第二治療參數(shù)對患者施加治療。
[0026] 在一些實施例中，該方法還包含基于該確定的阻抗或確定的第二阻抗估計該患者 細胞群中的細胞尺寸。該方法還包含基于該估計的細胞尺寸選擇治療參數(shù)。在一些實施例 中，該醫(yī)療是化療。在一些實施例中，該醫(yī)療是外科手術(shù)或療法。在一些實施例中，該療法是 聲學(xué)療法、藥物療法、放射療法或營養(yǎng)療法。
【附圖說明】
[0027] 通過結(jié)合附圖參考W下描述，可W更好地理解W上描述的本發(fā)明的優(yōu)勢和進一步 的優(yōu)勢。圖不必要按比例，相反重點在說明本發(fā)明的原理。
[0028] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，計算的細胞半徑和最佳治療頻率之間 的關(guān)系的圖。
[0029] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了相對于W小時化)為單位的時間 繪制的W皮升(PL)為單位的細胞體積的圖。
[0030] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了正常乳腺和有腫瘤的乳腺的圖 像。
[0031] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，腫瘤和周圍組織的圖像。
[0032] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了對組織中的細胞的幾何模型表 示的圖像。
[0033] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了 PCIC的等價RC電路的圖。
[0034] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了對各種不同的頻率相對于細胞 直徑繪制的阻抗的實部的圖。
[0035] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了對各種不同的頻率相對于細胞 直徑繪制的阻抗的虛部的圖。
[0036] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了對各種不同的細胞直徑相對于 頻率繪制的阻抗的實部和虛部的圖。
[0037] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，顯示了科爾-科爾圖的圖。
[0038] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，說明了根據(jù)一個實施例用于在腫瘤治 療過程中調(diào)整治療頻率的方法的流程圖。
[0039] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個說明性的實施例，用于在治療過程中調(diào)整腫瘤的治療頻 率的設(shè)備的圖。
【具體實施方式】
[0040]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，在使用TT場的整個治療過程中確定腫瘤中的細胞尺 寸。然后基于確定的細胞尺寸優(yōu)化TT場的頻率。確定細胞尺寸的一種方法（圖11中的步驟 1120)是首先進行阻抗測量，然后使用那些阻抗測量結(jié)果來計算細胞尺寸。例如，可W通過 體內(nèi)MRI電阻抗斷層成像(MREIT)，或者通過遵循可被稱為"逆電阻抗斷層成像"的新的腫瘤 阻抗估計方法來確定腫瘤阻抗，該"逆電阻抗斷層成像"如下地開展：
[0041 ]在阻抗估計的初始階段，對患者的腫瘤在其天然的周圍區(qū)域內(nèi)進行CT、MRI、PET或 同等的體/組織成像。此圖像用作與特定的體標(biāo)記相比較確定腫瘤的位置、尺寸、形狀等。
[0042] 接下來，通過常規(guī)方式開展腫瘤及其周圍區(qū)域的電阻抗斷層成像化IT)。眾所周 知，標(biāo)準(zhǔn)EIT的開展是通過由合適的電極在相關(guān)區(qū)域?qū)w施加選定頻率的交變電場，同時通 過額外的電極測量表面電勢分布?；诖诵畔ⅲ瑯?gòu)建了選定區(qū)域的阻抗的3D圖像，如圖3所 示。通常執(zhí)行運種操作W確定掃描的區(qū)域內(nèi)是否有腫瘤（由具有與正常的周圍物不同的阻 抗的區(qū)域表示）。當(dāng)在"逆電阻抗斷層成像"的框架內(nèi)開展此測量時，W最適合確定細胞尺寸 的量替代標(biāo)準(zhǔn)的交變場/電流頻率。
[0043] 重要的是要注意EIS/EIT基于在目標(biāo)的整個體積上的電阻抗空間特性生成目標(biāo)的 阻抗地圖。當(dāng)電流注入目標(biāo)內(nèi)，只要目標(biāo)具有無源電學(xué)特性，依據(jù)歐姆定律電壓降將與目標(biāo) 的阻抗成正比。在EIS中，將已知的電流注入表面并在目標(biāo)的表面上的一些點（電極)處測量 電壓。結(jié)果的圖像的分辨率依賴于電極的數(shù)量。典型地，低阻抗區(qū)域在EIS地圖上顯示為具 有較大密度(更白）的區(qū)域。從運些地圖實現(xiàn)在此表面內(nèi)的體的電學(xué)性質(zhì)的測量。一個被設(shè) 計W通過EIT探測腫瘤的裝置是西口子TS2000。
[0044] 在本實施例中，如下地開展"逆過程"：在W上的第一階段，已經(jīng)使用CT、MRI、PET等 查明了腫瘤的存在和位置。將運樣得到的腫瘤的坐標(biāo)提供給構(gòu)建EIT圖像的處理器，運樣如 圖4所示，其將提供計算的在選定的腫瘤區(qū)域處的平均阻抗值。
[0045] 記錄特定腫瘤區(qū)域的阻抗值用于與W后取得的后續(xù)值比較。注意，阻抗是在EIT中 使用的交變場頻率的函數(shù)?，F(xiàn)在基于相關(guān)腫瘤的電阻抗相對于細胞尺寸的曲線或表格，如 果有的話，或者基于立方(PCIC)模型中幾何的或棱柱形的細胞(Prismatic Cell)的計算， 將選定的腫瘤區(qū)域的阻抗轉(zhuǎn)換成平均細胞尺寸或細胞尺寸的范圍。
[0046] 圖1顯示了圖100,其包括細胞半徑(WH)和最佳治療頻率(k化）之間的計算的關(guān)系 104,該關(guān)系的計算基于作用在正在分裂(胞質(zhì)分裂）的腫瘤細胞中的極性粒子上的最大電 力。圖1還顯不了實驗確定的對化質(zhì)瘤的治療頻率108和對黑色素瘤的治療頻率112。注意， 在黑色素瘤和膠質(zhì)瘤中的實驗確定的最佳治療頻率和細胞尺寸的顯微解剖測量的結(jié)果很 不錯地落在該計算曲線上。
[0047] 圖2顯示了相對于W小時化)為單位的時間繪制的W皮升(pL)為單位的細胞體積 的圖200。圖2說明了在暴露于TT場的A2780人體卵巢癌細胞株的細胞培育中細胞尺寸怎樣 隨著時間變化?？蒞看到在此例中，在最初72小時的治療中細胞體積增加。例如，圖2顯示了 對于沒有暴露于TT場的細胞（曲線204 )，細胞體積具有約化L的值，近似保持不變。另外，圖2 顯示了對于暴露于TT場的細胞（曲線203)，在大約72小時的過程中，細胞體積從約化L的值 增加到約3pL的值。類似地，在活體內(nèi)長期間的治療中，細胞體積的變化可能還會不同。例 如，顯微解剖表明，在兩年的TT場治療期間接受S次GBM活體檢查的患者中，細胞體積增加 30%。考慮到運些體積隨時間變化，優(yōu)選地依賴于腫瘤的類型和特定病人的腫瘤的病史，優(yōu) 選地在治療的過程中重復(fù)頻率調(diào)整操作(例如，每幾周或每幾個月）。
[004引圖3顯示了正常乳腺304和有腫瘤的乳腺308的圖像300?？蒞通過X-射線、計算機 斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射斷層成像(PET)或同等技術(shù)獲取圖像304和 308。乳腺癌312在圖像308中顯示為白色小塊。圖像308顯示了腫瘤312的形狀、尺寸、類型和 位置。
[0049] 圖4是腫瘤和周圍組織的電阻抗斷層成像化IT)圖像的圖400,其顯示了相對于位 置(m)繪制的成像區(qū)域的電阻抗(S/m)。腫瘤位于該圖的矩形區(qū)域404中。
[0050] 圖5顯示了對組織中的細胞的幾何模型表示500。效仿Gimsa(用于阻抗、介電泳、電 旋轉(zhuǎn)和引起的跨膜電勢的統(tǒng)一電阻-電容模型，Gimsa J、Wachner D.，《生物物理學(xué)雜志》， 1998年8月