電場發生裝置的製作方法
2024-04-14 02:08:05
1.本發明涉及一種能對活體進行麻醉的電場發生裝置及其用途以及應用其對活體進行麻醉的方法。
背景技術：
2.麻醉的原意是使用藥物或其他方法，使當事人全身或身體的一部分暫時失去知覺，以達到無痛的目的。
3.自古以來，醫學前輩都試圖尋找手術無痛的方法。例如使用冰凍麻醉技術，血管/神經壓迫技術以達到局部感覺喪失，使當事人昏迷，然後進行手術，但效果不可靠的同時，缺乏安全性的考量。
4.古埃及，印度，希臘等國曾經採用大麻，鴉片酒，曼陀羅等鎮痛，在這些藥物的幫助下可引起長時間的睡眠或昏迷，但不容易控制使用劑量，易引發逾量中毒；我國偉大的醫學家華佗發明了「麻沸散」，據「華拓列傳」中記載：「疾髮結於內，針藥所不能及著，乃令先以酒服麻沸散，即醉無所覺，因剮破腹北，抽割積聚；若在腸胃，則斷截湔洗，除去疾穢，繼而縫合，敷以神膏，四，五日創愈，一月之間皆平復」。這是世界醫學史上使用麻醉藥的最早記錄，但這些都不是現代意義的麻醉。
5.現代麻醉學歷史開始於1846年，美國的莫頓醫生在波士頓首次公開演示使用乙醚進行全身麻醉，取得了巨大成功。1846-1956年乙醚統治了麻醉界110年之久。儘管已經發現了吸入乙醚的三個缺點： 1.易燃燒和爆炸，2.毒性作用，3.呼吸和循環的抑制作用。
6.到了現在，異氟醚、地氟醚以及七氟醚等相繼問世，使麻醉誘導加快，甦醒迅速，安全性增加，成為臨床麻醉的常用吸入麻醉藥物。隨著麻醉方法和檢測技術的進步，各種輔助藥物的配合應用，能夠準確的掌握麻醉藥的劑量和濃度，極大提高了麻醉的準確性和安全性。全身麻醉藥發現之後，由於臨床需要，科學家們又開始尋找不失去知覺，而又使局部感覺消失的局部麻醉藥物。1884年科勒醫師；1892 年德國醫師施萊希應用古柯鹼的皮下注射開場了局部麻醉法；1905 年布勞恩發現使用腎上腺素可增強古柯鹼的麻醉效果並降低毒性，製成了奴夫卡因。各種化學麻醉劑的發明和麻醉方法的改進。使得外科手術日趨完善。
7.任何高水平的外科手術，都離不開麻醉。沒有當事人的無痛，安靜狀態，任何手術都是空話。麻醉一般可分成局部麻醉、全身麻醉兩種。
8.全身麻醉藥物主要採取經呼吸道吸入或是注射到人體內，經血液循環方式快速擴散到大腦，從而造成中樞神經麻痺，此時病人知覺散失，達到全身麻醉的效果。這種方式的主要風險就是抑制了大腦功能，可能對呼吸系統、循環系統產生影響，造成缺氧，嚴重時心跳停止。局部麻醉就是在病人需要手術的某一部位應用局部麻醉藥物，從而阻斷該部位局部神經的傳導作用，在手術過程中疼痛刺激不再傳遞到大腦，達到抑制手術疼痛的作用。這種麻醉方式作用在局部，但由於毒性偏大，也有可能造成呼吸、心跳停止。
9.從上述不難看出，臨床上麻醉風險主要體現在抑制循環系統、呼吸系統方面。情況較為嚴重的可能就是導致死亡，不過這種風險的發生率極低。只要在臨床的實際治療過程
中，病人能夠準確告知醫生自身合併其他疾病，不能耐受或不願接受全身麻醉的，醫護人員也會將患者意見和情況作為選擇麻醉方式的標準之一，儘可能實施局部麻醉。對一部分患者而言，如果病情相對輕微，只需採取時間較短的小型手術治療，並且患者自願局部麻醉的情況下，也可以採取局部麻醉的方式。
技術實現要素：
10.本發明提供一種能對活體進行麻醉的電場發生裝置及其用途以及應用其對活體進行麻醉的方法。
11.為了實現上述目的，本發明採用了如下技術方案：
12.本發明的一個目的是提供一種電場發生裝置，用於對活體進行麻醉，其特徵在於，包括：用於形成電場的兩極，其中，電場覆蓋到活體的待麻醉部位以實現麻醉。
13.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，兩極中一極為與活體接觸的接觸電極，另一極為覆蓋到活體的待麻醉部位附近的麻醉電極，僅接觸電極與活體接觸。
14.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，麻醉電極多個。
15.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，多個麻醉電極的排布方式選自點陣排布，為2m點陣，其中m為非0自然數。
16.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，各個麻醉電極的底部塗有絕緣材料或是由絕緣材料構成，用於防止鄰近麻醉電極之間的相互幹擾。
17.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，電場的工作電壓大小範圍為1-1000v，電場的工作距離大小範圍為0.1-100cm。
18.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，工作距離為0.1cm 和10cm中的任意一個。
19.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，電場發生裝置還包括供電電源。
20.於本發明的電場發生裝置的一示例中：其中，電場發生裝置還包括調控單元，用於對電場的電場強度進行調控。
21.本發明還提供一種電場發生裝置在使待透皮物質進入目標對象中的用途，其中，電場發生裝置為上述的電場發生裝置。
22.本發明還提供一種對活體進行麻醉的方法，採用電場發生裝置產生的電場對活體進行麻醉，其中，電場發生裝置為上述的電場發生裝置。
23.於本發明的方法的一示例中：包括以下步驟：步驟1，將電場發生裝置中的接觸電極與活體接觸；步驟2，讓接觸電極和電場發生裝置中的麻醉電極產生的電場覆蓋到活體的待麻醉部位以實現麻醉。
24.於本發明的方法的一示例中：其中，麻醉電極多個。
25.於本發明的方法的一示例中：其中，多個麻醉電極的排布方式選自點陣排布，為2m點陣，其中m為非0自然數。
26.於本發明的方法的一示例中：其中，各個麻醉電極的底部塗有絕緣材料或是由絕緣材料構成，用於防止鄰近麻醉電極之間的相互幹擾。
27.於本發明的方法的一示例中：其中，電場的工作電壓大小範圍為1-1000v，電場的工作距離大小範圍為0.1-100cm。
28.於本發明的方法的一示例中：其中，工作距離為0.1cm和10cm中的任意一個。
29.於本發明的方法的一示例中：其中，電場發生裝置還包括供電電源。
30.於本發明的方法的一示例中：其中，電場發生裝置還包括調控單元，用於對電場的電場強度進行調控。
31.本發明提供的電場發生裝置及其用途以及使待透皮物質進入目標對象的方法，經試驗驗證，通過電場可以實現對活體的麻醉，通過將電場覆蓋到活體的待麻醉部位，突破角質層和毛細血管，調節與屏蔽靶向部位(待麻醉部位)的痛覺神經信號的傳達，實現非侵襲性的局部麻醉的功能。通過調節電場的輸出功率(電壓，距離)，產生一種低強度的又可選擇性的屏蔽痛覺神經的電場，適用性更強，360
°
無死角，效果更佳，安全性能更高；利用電場透實施麻醉技術是一種將不採用任何藥物輔助，僅僅利用電場幹預或屏蔽當事人疾患周邊部位的痛感神經向神經中樞的信號反饋，與麻醉藥物進行全身麻醉或和局部麻醉等臨床模式相比較，不需要擔心由於麻醉藥物的耐受性，藥毒性能引起的不良反應，使用過程無痛感、能夠重複實施、且不需要專業培訓等優點，是一種便於當事人接受的麻醉方式，特別適應於局部麻醉。
32.而且，本發明提供的電場裝置，由於兩極中一個為接觸電極、另一個為麻醉電極以形成電場，且由於僅接觸電極與活體接觸，所以通過接觸電極與活體接觸形成等電位，相比其他形式的電場(產生電場的兩極均接觸活體或都不接觸活體)，更容易定位到麻醉部位，並且更安全可靠。
附圖說明
33.圖1為實施例1涉及的電場發生裝置的結構圖；
34.圖2為實施例1涉及的電場發生裝置的麻醉電極排布方式示意圖。
具體實施方式
35.以下具體說明本發明的具體實施方式。
36.以下實施例中所使用的方法如無特殊說明，均為常規方法；所使用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
37.實施例
38.以下實施例是為了對本發明涉及的電場發生裝置及其用途以及應用其對活體進行麻醉的方法進行具體說明。
39.圖1為實施例涉及的電場發生裝置的結構圖。
40.圖1中的活體僅顯示了部分。
41.如圖1所示，本實施例提供的電場發生裝置100，用於對活體進行麻醉，特別是對活體1的局部實現麻醉，該電場發生裝置100包括：用於形成電場的兩極10和20，也即其中一個作為陰極，一個作為陽極，該兩極產生的電場覆蓋到待麻醉部位以實現麻醉。本實施例中，兩極中一極為與活體接觸的接觸電極10，另一極為覆蓋到活體的待麻醉部位附近的麻醉電極20，其中，僅接觸電極10與活體接觸，形成等電位，而麻醉電極20不與活體接觸，通過調整麻醉電極20的位置，讓電場覆蓋到活體的待麻醉部位以能實現麻醉。另外，接觸電極 10和麻醉電極20中，根據實際情況，再確定其中一個陽性或陰性，相應另一個就為陰性或陽性。
另外，接觸電極10還可以接地，這樣相比其他形式的電場，更安全。
42.通過調整電場強度和作用距離的方式，實現屏蔽痛覺神經的效果，就可以實現麻醉目的，本實施例中，電場的工作電壓大小範圍為 1-1000v，電場的工作距離大小範圍為0.1-100cm，從而不至於活體受到的電場強度太大而對活體造成傷害，也不至於活體受到的電場強度太小而不能實現麻醉目的，優先地，電場的電壓為1v、3v、10v、 30v、100v，300v以及1000v的一個；工作距離為0.1cm和10cm 中的任意一個。這裡的工作距離是指麻醉電極20到待麻醉部位的距離。
43.本實施例中，麻醉電極20為多個，方便能將電場定位到待麻醉部位。
44.圖2為實施例涉及的空間電場發生裝置的第一極排布方式示意圖。
45.如圖2所示，多個麻醉電極20的排布方式選自點陣排布，為2m點陣，其中m為非0自然數，具體的64點陣、4096點陣、16777216 點陣等，如圖2所示。點陣密集程度取決於電場作用精確度。利用精確作用電場提高對皮膚基底層的作用效率、減少對正常組織作用影響。但受輸出電場電源體積限制，點陣密集而電源體積龐大。其中a\b\c 一直到xx的任意一或多條經線，和1\2\3一直到nn任意一或多條緯線激活一個或多個點陣麻醉電極20，這裡激活的意思即指接通電源。激活的麻醉電極20和接觸電極10組成作用電場，電場覆蓋範圍是激活的點陣極決定的。這個範圍可以來自醫學診斷影像數位訊號。確認了這個電場範圍，可以精確作用神經細胞，減少對其他組織影響。一般64點陣只能區分64個電場位置，4096點陣可以區分4096個電場位置，16777216點陣可以分辨16777216個電場位置，這個點陣作用就相對精確，對周圍正常組織影響就較小。可以根據每次拿到的醫學診斷影像進行調整，以能與醫學診斷影像的點陣對應，從而能快速精準定位到要作用的位置(待麻醉部位)。圖1中示例了定位到待麻醉部位的幾個麻醉電極20的位置，分別為：nx、c3和a1。
46.本實施例中，電場發生裝置100還包括：供電電源30和調控單元。
47.供電電源30，用於給發生電場發生裝置100提供電能，電壓為可調的1v-1000v，電流輸出為可調的0.001ma-1ma。
48.調控單元，用於調節控制電場的性能，電場性能相關參數主要包括電場類型、電場方向、電場強度、電壓、電流、電壓波形、頻率，電源的頻率、波形、幅度中的一種或多種。本質上，電場的性能根據待麻醉部位與電場場強確認。
49.調控單元能調控產生第一信號和第二信號，第一信號用於產生局部麻醉的電場方向信號，控制相對產生電場方向為待麻醉部位方向；第二信號用於使電場產生能夠促進電場形成。
50.另外，在一種實施方式中，第一信號控制電極極性相對，第二信號調節麻醉電極20產生1v/cm至1000v/cm的電場場強。
51.根據本實施例的電場發生裝置100可以在對活體進行麻醉中應用。
52.另外，麻醉電極20底部還可以塗有絕緣材料或是由絕緣材料構成，用於防止鄰近麻醉電極20之間的相互幹擾。
53.根據上述，本實施例還提供一種對活體進行麻醉的方法，其特徵在於，包括以下步驟：
54.步驟1，將電場發生裝置100中的接觸電極10與活體接觸；
55.步驟2，讓接觸電極10和電場發生裝置100中的麻醉電極產生的電場覆蓋到活體的
待麻醉部位以實現麻醉。
56.試驗例
57.本試驗中，小動物試驗麻醉程度標準如下：
58.a.淺度麻醉：由電場麻醉開始或陽性對照注射藥物自然倒地腹臥為止的時間在10分鐘以上。動物呼吸，心率，體溫略見下降，針刺動物頭，頸，軀幹，四肢上部痛覺消失，眼瞼反射敏感。
59.b.中度麻醉：由電場麻醉開始或陽性對照注射藥物自然倒地腹臥為止的時間在5-10分鐘之間。動物呼吸頻率在10-20次/分鐘，心率在50次以上，體溫降低1-2
°
，針刺動物頭，頸，軀幹，四肢上部痛覺消失，眼瞼反射消失。
60.c.深度麻醉：由電場麻醉開始或陽性對照注射藥物自然倒地腹臥為止的時間在4分鐘以下。動物呼吸頻率在10次以下/分鐘，心率在 40次以上，體溫降低至36
°
以下，針刺動物頭，頸，軀幹，四肢上部痛覺消失，眼瞼反射消失，眼球向下反轉，僅見部分角膜。
61.d.麻醉過度：由電場麻醉開始或陽性對照注射藥物自然倒地腹臥為止的時間在4分鐘以下。動物呼吸頻率在10次以下/分鐘，心率節奏不齊，在40次以下，體溫降低至36
°
以下，針刺動物頭，頸，軀幹，四肢上部痛覺消失，眼瞼反射消失，角膜反射消失。
62.1、實驗動物篩選
63.實驗用4-6周齡balbcmouse(體重20g,健康、皮毛光澤)，作為候選，適應環境1周後實施局部麻醉對比驗證試驗。
64.2、動物模型的建立
65.(1)陽性對照(h組)
66.取1％戊巴比妥鈉/pbs(ph6.8-7.0)溶液0.1ml，腹下注射小鼠(n＝5) 組作為陽性對照；記錄陽性對照組注射藥物自然倒地腹臥為止的時間，通過動物呼吸，心率，體溫，眼瞼反射敏感等判斷麻醉效果
67.(2)陰性對照(i組)
68.取正常小鼠(n＝5)組作為陰性對照；記錄陰性對照組動物的呼吸，心率，體溫，眼瞼反射敏感等作為判斷麻醉效果的基準。
69.(3)電場麻醉實驗組
70.將符合標準的小鼠35隻，隨機分為不同的電場局部麻醉組(按產生的電場電壓分為：a組(1v)；b組(3v)；c組(10v)；d組(30v)； e組(100v)；f組(300v)及g組(1000v)，每組5隻。採用實施例提供的電場發生裝置，對每隻小鼠連續刺激10分鐘，試驗結束後，記錄自然倒地腹臥為止的時間，通過動物呼吸，心率，體溫，眼瞼反射敏感等判斷麻醉效果。
71.3、治療效果評估
72.3-1：電場的工作距離為10cm
73.將電場的工作距離調整到10cm後，採用不同的工作電壓產生的電場，分別對電場麻醉實驗組中的小鼠實施10分鐘的電場局部麻醉實驗。記錄實驗中小鼠自然倒地腹臥為止的時間，根據上述小動物試驗麻醉程度標準，通過動物呼吸，心率，體溫，眼瞼反射敏感等判斷麻醉效果，實驗效果見表1。
[0074][0075]
根據表1，麻醉用電場的電壓低於10v時，幾乎沒有麻醉效果。當電場強度達到30-300v時，開始出現淺度麻醉效果。繼續調整電場強度到1000v時，麻醉效果持續提高，與1％戊巴比妥鈉/pbs的麻醉效果幾乎一致。未出現深度與麻醉過度現象。
[0076]
3-2：電極間距離設定為0.1cm
[0077]
將電場的工作距離調整到0.1cm後，採用不同的工作電壓產生的電場，分別對電場麻醉實驗組中的小鼠同樣實施10分鐘的電場局部麻醉實驗。記錄實驗中小鼠自然倒地腹臥為止的時間，根據上述小動物試驗麻醉程度標準，通過動物呼吸，心率，體溫，眼瞼反射敏感等判斷麻醉效果，實驗效果見表1。
[0078][0079]
根據表2，麻醉用電場的電壓低於30v時，出現淺度麻醉，而當電壓在30-100v時，呈現中度麻醉的效果。當電場強度達到300v 時，出現重度麻醉效果，達到1000v時，開始出現麻醉過度現象。
[0080]
提議處於避免麻醉過度現象的目的，應按照實驗對象的耐受能力，需通過預備實驗逐漸提高電壓，以保持最佳的麻醉效果。
[0081]
小動物試驗中常用局部麻醉藥物阻滯周圍神經末梢或神經幹，通過神經節和神經叢的信號傳導，產生局部性的麻醉區，其特點是動物保持清醒，對重要器官功能干擾輕微，麻醉併發症少。臨床麻醉效果監測與麻醉深度的判斷標準，大多根據動物麻醉過程中的各種反射活動及體溫，呼吸，脈搏等生命體徵，綜合判斷麻醉深度。臨床中，根據臨床需要，儘量保持淺度或中度麻醉狀態。儘量避免深度麻醉，堅決杜絕麻醉過度，以防麻醉意外的發生。
[0082]
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
[0083]
上述實施例中，電場發生裝置形成電場的兩極中，僅一個與活體接觸(接觸電極)，實際中，形成電場的兩極可以都與活體接觸，或都不與活體接觸。