复合脉冲产生方法、装置、检测方法和电子设备与流程

1.本技术涉及脉冲技术领域，具体而言，本技术涉及一种复合脉冲产生方法、装置、检测方法和电子设备。


背景技术：

2.脉冲消融是一种近些年新发展起来的消融技术，其具有消融时间短、消融效果佳、可以保留血管和神经等优点，从而受到了人们的广泛关注。
3.提高脉冲强度可以快速地进行消融，但是过大的脉冲强度往往容易对正常组织产生不利影响；减小脉冲强度可以较为温和地消融脉冲，但是会导致消融时间增长、消融效果偏差等问题。相关研究人员已经注意到这些问题，并将电穿孔分为两个阶段，一个是产生电穿孔的穿孔阶段，一个是扩大电穿孔的扩孔阶段，在这两个阶段分别施加不同参数的脉冲实现不同的消融效果。
4.但是粗略地将电穿孔过程分为两个阶段仍然会导致脉冲参数的选择不够精细，从而对正常组织产生较大的不利影响，难以实现精准医疗。
5.在脉冲消融的过程中，生物组织的消融状态往往根据过往的消融参数和消融效果进行预估，无法进行实时评估。研究人员发现可以在脉冲消融期间施加检测信号来评估消融效果，现有的消融效果评估方法采用脉冲信号或者扫频信号进行判断。但采用脉冲信号来判断消融效果存在高频成分含量较低，测量误差偏大等问题；采用扫频信号进行消融效果的判断可以提高高频部分的准确性，但在低频部分通过扫频信号测量花费的时间长，导致难以在脉冲的间隔进行有效地测量。虽然已有研究人员探究将脉冲信号和扫频信号两者进行一定的结合，但因为扫频信号选择性不高，仍然难以避免测量时间长的问题。


技术实现要素：

6.本技术针对现有方式的缺点，创新性地提出一种复合脉冲产生方法、装置、检测方法和电子设备，以解决现有消融过程中脉冲参数设置难，过度消融，易造成肌肉收缩以及消融效果难以实时评估等问题。
7.第一部分，本技术提出一种复合脉冲产生方法，包括如下几方面的内容。
8.根据复合脉冲（串）施加生物组织的细胞参数获取在其细胞膜、细胞器膜、细胞核膜上产生电穿孔的脉冲参数，包括但不限于脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲间隔、脉冲上升沿、脉冲下降沿、个数。
9.根据复合脉冲（串）施加生物组织的细胞参数获取在其细胞膜、细胞器膜、细胞核膜上扩大电穿孔的脉冲参数，包括但不限于脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲间隔、脉冲上升沿、脉冲下降沿、个数。
10.根据复合脉冲（串）施加生物组织的细胞参数获取在其细胞膜、细胞器膜、细胞核膜上维持电穿孔的脉冲参数，包括但不限于脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲间隔、脉冲上升沿、脉冲下降沿、个数。
11.产生电穿孔的脉冲参数，产生电穿孔的脉冲幅值大于等于扩大电穿孔的脉冲幅值；产生电穿孔的脉冲宽度小于等于扩大电穿孔的脉冲宽度。
12.扩大电穿孔的脉冲参数，扩大电穿孔的脉冲幅值大于等于维持电穿孔的脉冲幅值；扩大电穿孔的脉冲宽度小于等于维持电穿孔的脉冲宽度。
13.产生电穿孔的脉冲参数，脉冲宽度范围为1纳秒至300微秒，脉冲幅值按场强表示范围为0.1kv/cm至10kv/cm；扩大电穿孔的脉冲参数，脉冲宽度范围为100纳秒至1000微秒，脉冲幅值按场强表示范围为0.03kv/cm至6kv/cm；维持电穿孔的脉冲参数，脉冲宽度范围为1微秒至1秒，脉冲幅值按场强表示范围为0.01kv/cm至2kv/cm。
14.一种复合脉冲产生装置，包括第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块、能量复合切换模块、测量模块、检测模块a、检测模块b、检测组合切换模块、输出切换模块和测算控制模块。
15.第一能量模块，其经过配置可输出产生电穿孔的脉冲参数的第一脉冲（串）。
16.第二能量模块，其经过配置可输出扩大电穿孔的脉冲参数的第二脉冲（串）。
17.第三能量模块，其经过配置可输出维持电穿孔的脉冲参数的第三脉冲（串）。
18.检测模块a，其可输出脉冲类型的检测信号（串），用于在第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块输出复合脉冲（串）的间隔施加到负载上以测量负载特性。
19.检测模块b，其可输出通过对复合脉冲（串）和/或其响应的频谱进行处理后得到的相应频率的可经过包括但不限于加、减、乘、除、对数、导数、积分、绝对值运算处理后的任意波形检测信号（串），用于在第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块输出复合脉冲（串）的间隔施加到负载上以测量负载特性。
20.测量模块，其用于测量复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）及其响应、检测模块a和检测模块b的检测信号（串）及其响应信号。
21.第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块连接到能量复合切换模块。
22.检测模块a、检测模块b、测量模块连接到检测组合切换模块。
23.能量复合切换模块和检测组合切换模块均连接到输出切换模块。
24.输出切换模块连接到负载。
25.第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块、检测模块a、检测模块b、测量模块、能量复合切换模块、检测组合切换模块、输出切换模块连接到测算控制模块。
26.复合脉冲产生装置，依次向负载输出第一脉冲和/或由第一脉冲组成的脉冲串、第二脉冲和/或由第二脉冲组成的脉冲串、第三脉冲和/或由第三脉冲组成的脉冲串；第一脉冲（串）、第二脉冲（串）、第三脉冲（串）的极性可以是正极性、负极性、双极性和/或他们的组合。
27.检测模块a、检测模块b，检测模块a、检测模块b产生的检测信号不会对生物组织的细胞膜、细胞器膜、细胞核膜产生可观测的电穿孔变化。
28.本技术提出的复合脉冲（串）消融效果检测方法，具体是通过复合脉冲（串）和/或其响应的频谱，获取复合脉冲（串）和/或其响应的频谱波峰处的频率，然后根据这些（个）频率产生相应频率的正弦信号（串）和/或移相的正弦信号（串）和/或根据这些频率合成任意波形检测信号（串）以施加到负载；除了采用复合脉冲（串）的频谱产生正弦信号（串）、移相的正弦信号（串）、任意波形外，还可以包括脉冲类型的检测信号（串）；然后测量任意波形检
测信号（串）和/或脉冲类型的检测信号（串）响应。
29.本技术提出的复合脉冲（串）消融检测方法，通过检测信号（串）的响应信号测算负载的阻抗谱，然后通过测算得到的负载的阻抗谱对复合脉冲（串）的参数进行调整。
30.生成检测信号（串）的方法，可以将消融复合脉冲（串）和/或其相应的频谱，经过筛选出关心的频率或者对消融有影响的频率，然后依次输出对应频率的正弦波（正弦半波）信号，或者将这些正弦波（正弦半波）信号叠加。除此外，还可以对这些信号进行复杂变换处理以生成任意波形检测信号（串）。
31.输出切换模块接受测算控制模块的控制，分别传输能量复合切换模块和检测组合切换模块的信号，将其传输给负载。
32.检测组合切换模块，既可以将检测模块a、检测模块b的检测信号进行切换输出，也可以将检测模块a、检测模块b的检测信号进行组合输出。
33.本技术还包括一种电子设备，该电子设备包括程序存储单元、数据存储单元、程序执行单元、输入模块、输出模块。
34.程序存储单元，包括至少一个用于产生第一脉冲（串）、第二脉冲（串）、第三脉冲（串）、任意波形检测信号（串）、脉冲类型的检测信号（串）及其他必要的控制、测算功能的程序。
35.数据存储单元，用于存储数据。
36.程序执行单元，解析程序存储单元的程序，生成相关的控制指令和/或信号。
37.输入模块，接受操作人员、机器或其他程序的信息输入和/或配置。
38.输出模块，输出相关的指令、控制信号、反馈信息、画面、声音等信息。
39.附图说明
40.图1是复合脉冲产生装置的结构框图。
41.图2是复合脉冲产生装量的复合脉冲（串）的产生及其与能量复合切换部分、输出切换模块连接的结构框图。
42.图3是复合脉冲产生装置的检测信号产生及其与检测切换组合模块、输出切换模块连接的结构框图。
43.图4是复合脉冲产生装置的复合脉冲（串）的产生电路图。
44.图5是复合脉冲产生装置根据经处理、筛选后的复合脉冲（串）频谱合成任意波形检测信号（串）的示意图。
45.图6是复合脉冲产生装置的复合脉冲（串）的产生、参数调整修正和检测信号（串）产生的流程图。
46.图7示出了脉宽100纳秒、周期1微秒的脉冲及其频谱图。
47.图8示出了脉宽500纳秒、周期1微秒的脉冲及其频谱图。
48.图9示出了脉宽900纳秒、周期1微秒的脉冲及其频谱图。
49.图10示出了根据频谱图采用正弦信号依次输出合成的检测信号（串）。
50.图11示出了根据频谱图采用正弦信号叠加输出合成的检测信号（串）。
51.图12示出了根据频谱图采用正弦半波信号依次输出合成的检测信号（串）。
52.图13示出了根据频谱图采用正弦半波信号叠加输出合成的检测信号（串）。
53.图14示出了本技术的电子设备的结构框图。
54.图15示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲。
55.图16示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲，产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲之间的时间间隔为0，扩大电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲之间的时间间隔为0。
56.图17示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲；其中扩大电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲之间的间隔为0，产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲、产生电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲之间有时间间隔。
57.图18示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲，其中产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲之间的间隔为0，维持电穿孔的脉冲和产生电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲之间有时间间隔。
58.图19示出了复合脉冲产生装置输出的连续的产生电穿孔的正脉冲、扩大电穿孔的正脉冲、维持电穿孔的正脉冲。
59.图20示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出负极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲。
60.图21示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出负极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲，产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲之间的时间间隔为0，扩大电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲之间的时间间隔为0。
61.图22示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出负极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲；其中扩大电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲之间的间隔为0，产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲、产生电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲之间有时间间隔。
62.图23示出了复合脉冲产生装置输出的复合脉冲（串）示意图，图中依次输出负极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲，其中产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲之间的间隔为0，维持电穿孔的脉冲和产生电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲之间有时间间隔。
63.图24示出了复合脉冲产生装置输出的连续的产生电穿孔的负脉冲、扩大电穿孔的负脉冲、维持电穿孔的负脉冲。
64.图25示出了复合脉冲产生装置输出正、负双极性复合脉冲（串），在正、负双极性复合脉冲（串）之间有时间间隔。
65.图26示出了复合脉冲产生装置输出正、负双极性复合脉冲（串），在正负双极性波形之间的间隔为0。
66.图27示出了复合脉冲产生装置输出连续的正、负双极性复合脉冲（串）。
67.图28示出了复合脉冲产生装置输出的正、负双极性复合脉冲（串）波形的一种形式。
68.图29示出了复合脉冲产生装置输出的正、负双极性复合脉冲（串）波形的另一种形式。
69.图30示出了复合脉冲产生装置输出的正、负双极性复合脉冲（串）波形的又一种形式。
70.图31示出了复合脉冲产生装置输的正、负双极性复合脉冲（串）波形的一种形式，其中扩大电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲间隔为0。
71.图32示出了复合脉冲产生装置输出的正、负双极性复合脉冲（串）波形的一种形式，其中产生电穿孔的脉冲和扩大电穿孔的脉冲间隔为0。
72.图33示出了复合脉冲产生装置输出幅值不断变化的正极性复合脉冲（串）。
73.图34示出了复合脉冲产生装置输出脉宽不断变化的正极性复合脉冲（串）。
74.图35示出了复合脉冲产生装置输出幅值和/或脉宽不断变化的正极性复合脉冲（串）。
75.图36示出了复合脉冲产生装置输出幅值不断变化的负极性复合脉冲（串）。
76.图37示出了复合脉冲产生装置输出脉宽不断变化的负极性复合脉冲（串）。
77.图38示出了复合脉冲产生装置输出幅值和/或脉宽不断变化的负极性复合脉冲（串）。
78.图39示出了复合脉冲产生装置输出幅值和/或脉宽不断变化的正、负双极性复合脉冲（串）。
79.图40示出了复合脉冲产生装置输出由正极性产生电穿孔的脉冲串、正极性扩大电穿孔的脉冲串、正极性维持电穿孔的脉冲串构成的复合脉冲（串）。
80.图41示出了复合脉冲产生装置输出由负极性产生电穿孔的脉冲串、负极性扩大电穿孔的脉冲串、负极性维持电穿孔的脉冲串构成的复合脉冲（串）。
81.图42示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲构成的复合脉冲（串）。
82.图43示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串）。
83.图44示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中先依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲；然后再依次输出负极性的产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲。
84.图45示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲串，负极性的产生电穿孔的脉冲串，正极性的扩大电穿孔的脉冲串，负极性的扩大电穿孔的脉冲串，正极性的维持电穿孔的脉冲串，负极性的维持电穿孔的脉冲串。
85.图46示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲，负极性的产生电穿孔的脉冲，正极性的扩大电穿孔的脉冲串，负极性的扩大电穿孔的脉冲串，正极性的维持电穿孔的脉冲串，负极性的维持电穿孔的脉冲串。
86.图47示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲串，负极性的产生电穿孔的脉冲串，正极性
的扩大电穿孔的脉冲，负极性的扩大电穿孔的脉冲，正极性的维持电穿孔的脉冲串，负极性的维持电穿孔的脉冲串。
87.图48示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲串，负极性的产生电穿孔的脉冲串，正极性的扩大电穿孔的脉冲串，负极性的扩大电穿孔的脉冲串，正极性的维持电穿孔的脉冲，负极性的维持电穿孔的脉冲。
88.图49示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲，负极性的产生电穿孔的脉冲，正极性的扩大电穿孔的脉冲，负极性的扩大电穿孔的脉冲，正极性的维持电穿孔的脉冲串，负极性的维持电穿孔的脉冲串。
89.图50示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲，负极性的产生电穿孔的脉冲，正极性的扩大电穿孔的脉冲串，负极性的扩大电穿孔的脉冲串，正极性的维持电穿孔的脉冲，负极性的维持电穿孔的脉冲。
90.图51示出了复合脉冲产生装置输出正、负极性脉冲串构成的复合脉冲（串），在此种脉冲中，依次输出正极性的产生电穿孔的脉冲串，负极性的产生电穿孔的脉冲串，正极性的扩大电穿孔的脉冲，负极性的扩大电穿孔的脉冲，正极性的维持电穿孔的脉冲，负极性的维持电穿孔的脉冲。
91.图52示出了采用脉冲类型的检测信号（串）检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
92.图53示出了采用正弦信号（串）检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
93.图54示出了采用余弦信号（串）检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
94.图55示出了采用任意波形检测信号（串）检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
95.图56示出了采用脉冲类型的检测信号串检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图，一个消融脉冲（串）之间的脉冲类型的检测信号可能包含多个脉冲。
96.图57示出了采用幅值和/或脉宽变化的脉冲类型的检测信号（串）检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图，一个消融脉冲（串）之间的脉冲类型的检测信号的幅值和脉宽可以不断变化。
97.图58示出了采用幅值和/或频率变化的正弦半波信号检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
98.图59示出了采用幅值和/或频率变化的正弦半波信号串检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
99.图60示出了采用幅值和/或频率变化的正弦波信号检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
100.图61示出了采用幅值和/或频率变化的正弦波信号串检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
101.图62示出了采用脉冲类型的检测信号和正弦（半）波信号检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图。
102.图63示出了采用脉冲类型的检测信号、正弦（半）波信号和任意波形检测复合脉冲产生装置消融效果的一种示意图。
103.图64示出了采用脉冲类型的检测信号、正弦（半）波信号和任意波形检测复合脉冲产生装置消融效果的另一种示意图。
104.图65示出了采用脉冲类型的检测信号、正弦（半）波信号和任意波形检测复合脉冲产生装置消融效果的又一种示意图。
105.图66示出了采用脉冲类型的检测信号、正弦（半）波信号和任意波形检测复合脉冲产生装置消融效果的再一示意图，其在每一个产生电穿孔的脉冲，扩大电穿孔的脉冲，维持电穿孔的脉冲的间隔都有一个由脉冲类型的检测信号和/或正弦（半）波信号和/或任意波形信号组成的检测脉冲。
106.图67示出了采用脉冲类型的检测信号、正弦（半）波信号和任意波形检测复合脉冲产生装置消融效果的示意图，其在每一个产生电穿孔的脉冲，扩大电穿孔的脉冲，维持电穿孔的脉冲的间隔都有一个由脉冲类型的检测信号和/或正弦（半）波信号和/或任意波形信号组成的检测脉冲，其中检测信号的极性可以是双极性的。
107.图68示出了在正、负极性的复合脉冲（串）前和后的间隔施加由脉冲类型的检测信号和/或正弦（半）波信号和/或任意波形信号组成的检测脉冲的示意图。
108.图69示出了在由脉冲串组成的正、负极性的复合脉冲（串）前和后的间隔施加由脉冲类型的检测信号和/或正弦（半）波信号和/或任意波形信号组成的检测脉冲的示意图。
109.图70示出了另一种在一组由脉冲串组成的正、负极性的复合脉冲（串）前和后的间隔施加由脉冲类型的检测信号和/或正弦（半）波信号和/或任意波形信号组成的检测脉冲的示意图。
110.附图标记：1-产生电穿孔的脉冲（串）；2-扩大电穿孔的脉冲（串）；3-维持电穿孔的脉冲（串）；4-脉冲类型的检测信号（串）；5-正弦信号和/或经过移相处理后的正弦信号（串）；6-任意波形检测信号（串）。
具体实施方式
111.为使得本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并列举实施例然后将实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。示例实施例能够以多种形式实施，因此不应被理解为限于在此描述的实施例。
112.此外，所描述的特征、结构、特性、方法可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。附图中所示的方框图表示的是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即表明既可以采用硬件模块实现这些功能实体，也可以采用软件来实现这些功能实体。
113.附图中所示的流程图是示例性说明，不是必须包括所有的内容、方法、操作、步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的方法、操作、步骤还可以进一步分解，而有的方法、操作、步骤可以进行合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况进行一些调整。
114.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”除非特别指明外也可包括大于等于一个的情况。同时，应进一步理解的是，本技术使用的措辞“包括”是指存在相应的元件、步骤、方法，但并不排除存在一个或多个其他元件、步骤、方
法。
115.本技术的实施例的附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本技术的特征是不必要的，则将其省略。
116.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义或者特别说明，这里使用的所有术语，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
117.基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
118.下面将结合附图对本发明的实施例进行阐述。
119.在进行脉冲消融的时候，因为生物细胞的细胞膜、细胞器膜、细胞核膜参数的不同，需要采用不同参数的脉冲进行消融。从图7、图8、图9的1微秒周期的脉冲，脉宽分别为100纳秒、500纳秒、900纳秒，从中可以知道。在周期相同的情况下，脉冲的脉宽越小，则其高频成分在自身的频谱中占比相对越高；脉冲的脉宽越大，则其低频成分在自身的频谱中占比相对越高。需要注意的是，对于不同脉宽的脉冲，其频谱图中在同一频率上幅值的没有特定的大小关系。所以不同频率、脉宽的脉冲可以适用于不同的细胞。
120.本技术的发明人经过研究发现，在采用脉冲进行消融时，在较高脉冲幅值下细胞会产生电穿孔，在次高脉冲幅值下即可使得细胞的电穿孔的扩大。但是目前产生电穿孔的脉冲参数和扩大电穿孔的脉冲参数均在不同程度上大于肌肉后缩的阈值，所以采用较高脉冲幅值和次高脉冲幅值的脉冲进行消融时，均会产生较为强烈的肌肉收缩反应，从而使得电极相对生物组织产生相对位移，对治疗造成不利影响。除了引起较为强烈的肌肉收缩外，较高幅值的脉冲和次高幅值的脉冲仍然在不同程度上大于正常生物组织的消融阈值，所以会对正常组织造成不利影响。如何保证消融效果的前提下，降低脉冲幅值是减轻生物组织肌肉收缩和减轻对正常生物组织影响的关键。
121.经过本技术发明人的深入研究，发现细胞在产生电穿孔后，然后进入电穿孔扩大的阶段到达一定程度后，无需继续施加能够使得电穿孔继续扩大的脉冲，只需要施加能够维持该电穿孔程度的脉冲，细胞内外的物质即可通过该电穿孔进行交换从而对细胞造成永久性的损伤以使得细胞发生凋亡。
122.因此，本技术的发明人创新性地将电穿孔过程分为三个阶段，第一个阶段使用高幅值的脉冲使得细胞产生电穿孔，第二阶段使用次高幅值的脉冲使得细胞扩大电穿孔，第三阶段使用较低幅值的脉冲使得细胞维持电穿孔；在每个阶段使用最适合这个阶段的脉冲参数，从而实现精准消融。
123.要产生特性不同的脉冲，虽然可以在现有的脉冲电源上进行调节，但是现有的脉冲电源上调节，其存在多个问题。一方面是现有的脉冲电源的调节范围难以满足如上所述的三个不同阶段的脉冲的需求。另一个方面是控制的灵活性上就偏差一些，并且控制难度偏大。
124.针对如上所述的脉冲消融的三个阶段，每个阶段对脉冲的需求都有其特点。在产生电穿孔阶段所需要的脉冲的幅值大、脉宽窄；在扩大电穿孔阶段所需要的脉冲的幅值相
对产生电穿孔阶段的较低，但是对脉宽要求较高；在维持电穿孔阶段所需要的脉冲幅值最低，但是需要的脉宽最大。
125.下面将以具体的实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案是如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这些具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
126.本实施例提供一种用于可以输出产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲和维持电穿孔的脉冲的装置。
127.图4是本技术的复合脉冲产生电路的电路图示例。该复合脉冲产生电路包括第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块、能量复合切换模块、输出切换模块。
128.第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块，可以根据自身生成的脉冲参数的特点，选择最适合这些脉冲参数特性的电路，如marx电路、ltd电路、桥式电路、多电平变换器、blumlein脉冲形成电路等。
129.本实施例中采用的电路形式仅仅是示例性的，不应以此作为限制本技术的应用范围，本领域的研究人员完全可以将此电路更换为相似的其他电路结构，任何基于本技术的思路所作出的没有创造性的改动均落入到本技术的保护范围内。
130.在此实施例中，用于输出符合产生电穿孔的脉冲参数的脉冲的第一能量模块由多个子模块构成，每个子模块的输出经过变压器进行串联从而实现输出脉冲幅值的增加。在每个子模块内部有多个的单元，在每个子模块中可以采用不同数量的单元，这样使得可以采用参数不一定完全相同的元器件来组成第一能量模块电路，实现对元器件的充分利用，有效较低成本。
131.用于输出符合扩大电穿孔的脉冲参数的脉冲的第二能量模块具有多个级联的子模块，可以通过模块数量的增减，实现输出电压的灵活调整。
132.用于输出符合维持电穿孔的脉冲参数的脉冲的第三能量模块采用桥式电路构成，通过给桥式电路的开关相应的控制时序即可使得桥式电路方便地产生单极性和双极性的脉冲。
133.图4中示意出的第一能量模块和第二能量模块是输出单极性脉冲的，所以为了能产生单极性和/或双极性的脉冲，在第一能量模块和第二能量模块后面设计了能量复合切换模块。在图4表示电路中，采用双刀双掷开关实现将第一能量模块和第二能量模块输出的单极性脉冲进行保持原有极性输出、反转极性输出和双极性输出的功能。如图4中所示，在双刀双掷开关中，其具有触点1、触点2、触点3、触点4一共四个触点，双刀双掷开关的动端的一个状态为接触到触点2和触点4；若需要极性反转，则将动端切换到触点1和触点3即可；若需要输出双极性的脉冲，则将动端依次在触点1、触点3和触点2和触点4之间切换即可。
134.需要注意的是，若第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块自身就能产生双极性的波形，则也可以省去能量复合切换模块中的双极性切换部分从而节省成本，在此不再赘述。
135.同时也可以将能量复合模块和输出切换模块中的双刀双掷开关和双刀单掷开关进行组合，形成具有6个触点的双刀三掷开关，这样在结构上能够更加紧凑。同时，这些双刀开关也可以采用单刀开关进行替换，并且这双刀单掷开关、双刀双掷开关、双刀三掷开关等开关器件均可以采用半导体元器件实现，并非一定得采用图4中示例的开关设备，此处不在
赘述。本领域技术人员基于此申请所作出的没有创造性的改变，均落入本技术的保护范围内。
136.第一能量模块输出的产生电穿孔的脉冲、第二能量模块输出的扩大电穿孔的脉冲，第三能量模块输出的维持电穿孔的脉冲，他们通过输出切换模块的切换开关进行输出。这样可以有选择性地输出脉冲，并且有效地避免对其他电路的干扰和损坏。
137.下面详细阐述复合脉冲产生电路中的第一能量模块、第二能量模块、第三能量模块的充电回路、放电回路以及充电流程和放电流程。
138.下面阐述用于输出符合产生电穿孔的脉冲参数的脉冲的第一能量模块的充电回路、放电回路以及充电流程和放电流程。
139.第一能量模块中的每个模块充电时，每个子模块的各个单元的开关器件均断开，以图4中所示第n-k级为例，其充电回路为，电源正级
→
rtnk
→
ctnk
→
变压器原边绕组
→
电源负极。
140.第一能量模块中的每个模块放电时，每个模块的开关器件均导通，以第n-k级为例，其放电回路为， ctnk正级
→
变压器原边绕组
→
ctnk负级。然后脉冲能量通过变压器耦合至变压器副边绕组，并在变压器副边绕组进行串联以升压和/或并联以增流（若需要的话），再通过后续的能量复合切换模块和输出切换模块后输出到负载上。
141.下面阐述用于输出符合扩大电穿孔的脉冲参数的脉冲的第二能量模块的充电回路、放电回路以及充电流程和放电流程。
142.第二能量模块充电时，每个子模块的开关器件断开，以第x级为例，其充电回路为：电源正极
→
rmc
→
dmp1、dmp2、
…
、dmpx
→
cmx
→
dmnx
→
电源负极。需要注意的是，不同的模块在充电回路中流过的路径并不完全相同，比如以第2级为例，其充电回路为：电源正极
→
rmc
→
dmp1、dmp2
→
cm2
→
dmn2、
…
、dmnx
→
电源负极，其余子模块的充电回路类似，此处不在赘述。本领域的技术人员可以知道，可以将第二能量模块中的二极管换成其它隔离器件，比如电感或者电阻，此处不在赘述。
143.第二能量模块放电时，其有两种形式，第一种形式是第二能量模块的所有子模块的开关器件均导通；第二种形式是子模块不全部导通，即部分模块处于放电状态，部分模块不处于放电状态的情况，下面分别进行阐述。
144.首先阐述第二能量模块的所有子模块同时进入放电状态的情况。在放电时，所有模块的开关器件均导通，即mm1，mm2，
…
，mmx均导通。此时，其放电回路为： mmx
→
cmx
→…→
mm2
→
cm2
→
mm1
→
cm1
→
smd
→
smo
→
负载
→
mmx。此时负载上输出的脉冲幅值理论上即为电源sm的x倍。
145.下面阐述第二能量模块的所有子模块不完全导通时的情况。当在放电状态时，若有某一级的开关器件不处于导通状态，则放电回路将从该级的连接电容和开关器件的那个二极管通过，例如当第2级的mm2在放电的时候不导通的话，则放电回路将不流过cm2和mm2，而是直接流过dmn2。此时，其放电回路为：mmx
→
cmx
→…→
dmn2
→
mm1
→
cm1
→
smd
→
smo
→
负载
→
mmx。这样的话，第二能量模块的输出电压幅值也会减少这个（些）开关器件未导通的模块的电容电压；第二能量模块电路的这种特性可以被利用来实现一些特别的波形输出。
146.第二能量模块输出的脉冲经过能量复合切换模块的双刀双掷开关smd后，可以进行极性的切换或者生成双极性的波形，然后再经过输出切换模块的smo后就可以输出到负
载上了。
147.下面阐述用于输出符合维持电穿孔的脉冲参数的脉冲的第三能量模块的充电回路、放电回路以及充电流程和放电流程。
148.第三能量模块用于产生维持电穿孔的脉冲，该脉冲的特点是幅值较低，脉宽大。桥式电路可以在电源两端并联大容量电容以实现较多能量的储存，同时因为维持电穿孔的脉冲幅值较低，一般不需要倍压电路即可达到输出符合维持电穿孔的脉冲参数所需要的脉冲幅值，桥式电路的控制也较为简单，所以适合用于生成符合维持电穿孔的脉冲参数的脉冲。在本实施例中采用桥式电路来实现输出符合维持电穿孔的脉冲参数的脉冲，当然，此电路完全可以更换为其他电路，在此处不再赘述。当需要输出脉冲时，使得桥式电路一组开关导通即可，当需要输出相反极性的脉冲时，使得另外一组开关器件导通即可。当需要输出双极性脉冲时，可以交替让两组开关器件分别进行导通。以附图4中的电路为例，让mh1和mh4同时导通输出脉冲；然后让mh2和mh3同时导通输出另一个极性的脉冲；当需要双极性脉冲的时候，则可以让mh1、mh4和mh2、mh3交替导通。需要注意的是，应避免mh1、mh2和mh3、mh4同时导通以产生短路。
149.第三能量模块的充电回路为sh
→
rhc
→
chs；当mh1和mh4同时导通时第三能量模块的放电回路为chs
→
mh1
→
sho
→
负载
→
mh4
→
chs；当mh2和mh3同时导通时第三能量模块的放电回路为chs
→
mh3
→
sho
→
负载
→
mh2
→
chs。
150.因为本实施例第三能量模块采用的电路本身就可以输出双极性脉冲，所以在本实施例中第三能量模块输出后面就没有设置用于极性切换的双刀双掷开关和/或其他等效电路。若第三能量模块本身只能输出单极性脉冲，则也可以在其后增加双刀双掷开关和/或其他等效电路以实现极性的切换或者产生双极性脉冲。
151.第三能量模块输出的脉冲通过能量复合切换模块和输出切换模块的控制之后输出到负载。
152.下面实施例阐述一个实际的消融示例。
153.针对一个直径约3cm的（近）球形生物组织，当消融电极的间距为2cm时，根据产生电穿孔阶段、扩大电穿孔阶段和维持电穿孔阶段的特点，计算脉冲消融的参数，可以得到如下的表格。
154.表1复合脉冲（串）消融参数表。
155.。
156.将每个消融过程（组）中的脉冲的幅值的平方乘以脉宽然后乘以个数，称为脉冲当量。在相同的脉冲当量的情况下，可以按照不同的形式将脉冲施加到生物组织，然后评价消融效果。
157.经过仿真可以发现，在同等脉冲当量的情况下，采用本技术公布的产生电穿孔、扩大电穿孔和维持电穿孔生成不同参数的脉冲（串），施加到生物组织上的消融效果更佳，肌肉收缩程度更轻。
158.因为不同类型细胞参数的差异性，适用于不同类型细胞的产生电穿孔的脉冲参数、扩大电穿孔的脉冲参数和维持电穿孔的脉冲参数会有所不同，有的时候甚至差别较大。对于这些产生电穿孔的脉冲参数、扩大电穿孔的脉冲参数和维持电穿孔的脉冲参数可以通过体外实验和/或单细胞实验和/或微流控实验等方法获取。可以将获取到的适用于不同类型的细胞的这些脉冲参数保存进数据库，以方便后续使用。虽然体外实验和/或单细胞实验和/或微流控等实验获取到的这些参数和在生物组织上的这些参数有一定的差异性，但是仍然可以用体外实验和/或单细胞实验和/或微流控等实验获取到的这些参数进行修正或者指导。
159.上面的这些实施例将脉冲消融分为三个阶段，即产生电穿孔阶段、扩大电穿孔阶段和维持电穿孔阶段，在每个阶段施加符合该阶段所需脉冲参数的脉冲，可以实现对生物组织的精准消融，同时降低对周边生物组织的损伤，还可以降低肌肉收缩，提高消融过程的体验。
160.下面的实施例将对本技术的对消融效果进行实时检测的思路和方法进行详细阐述。
161.在现有的消融流程中，工作人员一般根据过往的经验来判断消融是否结束，或者在消融较长时间后（一般为3天以上），采用电子计算机断层扫描、核磁共振成像等方式获得对消融效果的评价。这些方法的优点是比较简单，但是因为这些方法具有较大的主观性以及滞后性，难以有效指导实际的脉冲消融流程。并且如果一次消融不彻底的话，还需要进行多次消融，这就增大了对正常生物组织的损伤。
162.在消融过程中对消融效果进行实时评估是非常必要的。在消融的过程中，生物组织的细胞膜、细胞器膜、细胞核膜会发生穿孔，因为这些穿孔，细胞内外、细胞器内外、细胞核内外的物质尤其是离子就会发生转移从而导致生物组织的阻抗特性的变化。目前常见的实时评价方式是通过施加到生物组织上的消融用的脉冲并获取到该脉冲电压、脉冲电流、生物阻抗等反馈参数以对消融效果进行评价，但是因为施加到生物组织上消融用的脉冲幅值一般较高，生物组织（细胞）在较大的脉冲幅值下容易产生过刺激，这会导致采用消融用的脉冲获取到的消融效果参数存在较大偏差。
163.针对消融效果实时检测和评价存在的这些问题，人们发现通过在消融时的脉冲间隔施加一个幅值较小的脉冲（串），然后获取这些幅值较小的脉冲（串）的反馈信息，从而可以实现对消融效果的获取。但是因为脉冲信号在频谱上的可控性不强，通过脉冲信号获取的消融效果反馈和真实的消融效果有较大差异。一般而言，脉冲信号的高频分量是大于低频分量的，就会导致通过脉冲信号获取消融效果反馈时存在低频下灵敏度不高、精度偏差的问题。
164.针对通过脉冲信号获取消融效果反馈的上述问题，有研究人员将扫频法应用到脉冲消融效果的评价中，通过连续变化的正弦波进行频谱的测量得到的生物组织的阻抗谱，通过这种方法获取得到的阻抗谱准确度高，能够很好的评价消融效果。但是因为消融脉冲的频谱区间较广，通过扫频法难以在脉冲间隔实施完成。研究人员要么通过增大脉冲间隔
的方法，要么降低扫频的区间来实现在脉冲间隔对生物组织的阻抗谱的测量。增大脉冲间隔的方法必然导致了消融时间的变长，使得消融过程难以控制；降低扫频区间，则会导致获得的数据只能反应小部分频率区间上的消融效果，这会导致和真实的脉冲消融效果有较大区别，难以实际指导脉冲消融。
165.因为脉冲消融的过程中，消融脉冲的频谱可以通过测量得到，该消融脉冲的频谱在频率范围上有较高的波峰值，也有较低的波谷值，只需要重点关注消融脉冲频谱波峰值频率对应的频谱即可在很大程度上对脉冲消融的消融效果进行准确评价。
166.本技术创新性地利用消融脉冲的频谱，获取消融脉冲频谱中的波峰值的频率，然后利用这些波峰值的频率生成对应频率的检测信号，施加到生物组织上，从而达到最实用的频谱图数据以及最短的检测时间，从而实现对消融效果的实时评价。
167.附图5是本技术的检测模块b的结构框图。从图中可以知道，检测模块b通过测量模块和测算控制模块测量得到复合脉冲（串）的频谱，然后对频谱进行处理，筛选出能够影响消融效果的频谱波峰处的频率值f1、f2、
…
、fn。对筛选出的频率分别进行频率调节控制、相位调节控制、相幅转换、幅度调节控制操作后，就可以得到适用于每个频率的检测信号的数字量，然后这些数字量通过合成模块、数模转换模块就得到了对应频率的合成处理后的模拟信号，对这个模拟信号经过滤波和可选的放大处理后就可施加到被测对象上，从而实现被测对象特定频率（组）的频谱等参数的测量。
168.下面以附图7中的脉宽为100纳秒，周期为1微秒的脉冲为例来分别计算通过扫频法和本技术提出的获取消融复合脉冲（串）的频谱并据此来计算生成相应的频检测信号所需要的时间。
169.首先计算通过扫频法计算的时间。通过扫频法进行测量时，为了避免丢失峰值频率点，一般以1khz作为频率步长进行扫频。通过图7的频谱图可以知道消融复合脉冲的频率分布范围在1mhz至25mhz之间（暂不考虑1mhz以下的频谱），通过扫频法在此频率范围内进行扫频时，即按照1mhz、1.001mhz、
…
、24.999mhz、25mhz进行扫频测量，当每个频率均只输出一个对应频率的正弦信号则实现上述扫频的时间为1+1/1.001+
…
1/24.999+1/25微秒，即3219.396微秒。虽然通过扫频法测量的频率较为精细，但是因为其大部分的时间都花费在消融复合脉冲频谱都没有对应频率上，所以这部分的时间是浪费掉的。并且，在此处这还没有考虑频率低于1mhz频率信号的施加，如果要计算这部分信号花费的时间，则花费的时间要进一步加大。
170.下面来计算采用本技术提出的采用消融复合脉冲的频谱生成对应频率的测量信号来计算所花费的时间。从图7中脉宽为100纳秒，周期为1微秒的脉冲频谱图选取其频谱幅值大于0.3kv的频率点，从图中可以知道在1mhz至25mhz范围内需要对1mhz、2mhz、3mhz、4 mhz、5 mhz、6 mhz、7 mhz、8 mhz、13 mhz、14 mhz、15 mhz、16 mhz、17mhz进行频谱分析，以每个频率点生成一个对应频率的正弦信号来计算，然后这些正弦信号测量信号依次输出，如附图10所示，则施加完这些正弦信号所花费的时间为1+1/2+
…
+1/8+1/13+1/14+
…
+1/17微秒，即3.054微秒，这仅仅是扫频法所花费时间3219.396微秒的千分之一不到，这极大地提高了消融效果的测量速度，使得在脉冲的间隔对消融效果进行实时评价成为可能。
171.除了采用对应频率的正弦信号进行依次输出外，还可以采用如附图12所示正弦半波信号进行依次输出，或者其他经过移相等操作后的正弦信号进行依次输出。
172.上面阐述的是通过生成消融复合脉冲的峰值频率点对应的正弦测量信号进行依次输出所花费的时间为3.054微秒。除此外，还可以将上述正弦信号如附图11所示叠加输出，则输出上述正弦信号的最长时间就是这些正弦测量信号中频率最小的正弦信号的周期，即上述的测量时间等于其中最低频率1mhz对应的周期，即1微秒。如果采用如附图13所示的正弦半波信号来进行合成的话，则时间为0.5微秒，这甚至小于单个脉冲的时间间隔，这表明理论上可以在每个脉冲后测量频谱，以最快地获取到脉冲消融的效果，从而实现实时调节脉冲参数。
173.本技术提出的通过消融复合脉冲的频谱生成对应频率的检测信号除了可以单独使用外，还可以将幅值较低的脉冲类型的检测信号（串）和通过频谱计算得到的任意波形测量信号进行组合，从而实现更短的检测时间、更小的检测影响和更佳的检测效果。需要注意的是，上述生成任意波形的检测信号（串）可以不仅仅是正弦检测信号，还可以是其他任意类型的检测信号（串）。
174.下面的实施例将阐述本发明的复合脉冲（串）和检测信号（串）的输出流程。
175.如图6所示，本发明的输出复合脉冲（串）和根据复合脉冲（串）生成相应频率检测信号（串）的流程如下：s1，开始；s2，输出初始检测信号（串）；s3，输出复合脉冲（串）；s4，测算复合脉冲（串）和/或其反馈信号的频谱；s5，判断脉冲类型的检测信号（串）的检测精度、检测时长等参数是否满足需求，若是则执行步骤s6，若否则执行步骤s7；s6，生成脉冲类型的检测信号（串）；s7，根据检测时长、复合脉冲（串）和/或其反馈信号的频谱经处理后生成对应频率的任意波形检测信号（串），和/或与脉冲类型的检测信号（串）的组合；s8，施加检测信号（串）到被测对象上；s9，测算被测对象的阻抗谱等参数；s10，根据被测对象的阻抗谱等参数调整复合脉冲（串）的参数；s11，判断是否达到结束条件，若是则执行步骤s12，若否则执行步骤s3；s12，结束。
176.判断脉冲类型的检测信号（串）的检测精度、检测时长等是否满足需求具体是指，计算（理想）检测信号（串）的频谱，判断其在各个频率点或者频段的幅值是否大于最低限值或者达到测量仪器能测量的范围；以及施加检测信号（串）的时长是否小于等于复合脉冲（串）的间隔。
177.下面对本复合脉冲产生装置可能生成的一些复合脉冲（串）及其检测信号（串）进行说明。
178.附图15至附图70是本复合脉冲产生装置可能生成的一些复合脉冲（串）及其检测信号（串），需要注意的是，附图不可能将所有可能的情况均列出，本领域的技术人员基于本发明提供的思路，在没有作出创造性的改变均落入本发明的保护范围内。
179.在这些复合脉冲（串）中，复合脉冲（串）的极性可以是正极性、也可以是负极性的、
还可以是双极性的；可以在一段时间内是单极性的、一段时间内是双极性的；复合脉冲（串）之间可以有时间间隔，也可以没有时间间隔；产生电穿孔的脉冲、扩大电穿孔的脉冲、维持电穿孔的脉冲之间可以有时间间隔，也可以没有时间间隔；复合脉冲（串）的脉宽、幅值等参数可以进行改变，或者根据检测信号的反馈进行改变。
180.检测信号的类型可以是脉冲类型的检测信号（串），也可以是正弦类型的检测信号（串）或者正弦类型经过移相后的检测信号（串）以及通过消融复合脉冲经过频谱处理和筛选后生成的相应频率的正弦或者正弦半波依次输出或者合成输出的任意波形检测信号（串）；或者经过其他运算得到的任意波形检测信号（串）。检测信号（串）的施加可以在每个脉冲之间，也可以在每个脉冲串之间，也可以根据需在指定的脉冲之间。检测脉冲（串）的极性可以是正极性、也可以是负极性、还可以是双极性；或者在不同的时间段选择不同的极性。
181.复合脉冲产生装置输出的脉冲下面的实施例阐述本技术电子设备。
182.本技术还提供一种电子设备，如图14所示。该电子设备包括但不限于程序存储单元、数据存储单元、程序执行单元、输入模块、输出模块。
183.程序存储单元存储有用于执行本技术所需的程序；数据存储单元存储有本技术所需的各种数据以及本技术产生的各种数据。
184.程序执行单元，由单片机、arm、cpu、gpu、fpga、soc等其他控制设备中的一种或者多种构成，其运行程序存储单元中的代码，实现本技术的功能。
185.本技术的输入模块包括键盘、脚踏开关、鼠标、麦克风、按键、其他程序以及其他软硬件组成。实现对本电子设备的信息输入和控制。
186.本技术的输出模块包括但不限于显示器、喇叭，控制电路等设备构成，实现将本电子设备产生的控制信号进行输出的目的。
187.以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。