一种高压窄脉冲治疗系统的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，具体来说，涉及一种高压窄脉冲治疗系统。

背景技术

ire技术全称为不可逆电穿孔技术(irreversibleelectroporation，ire)，其原理是对细胞施加千伏级的高电压窄脉冲电场，其脂质双层细胞膜会出现许多微孔和短暂渗透性增加，这种生物电磁学现象称为电穿孔(electroporation)。如果外加脉冲电场撤销后细胞膜不能恢复到正常生理状态，即称为ire(又称不可逆电击穿)。这种纳米级的不可逆电穿孔，可导致细胞的凋亡。肿瘤细胞凋亡后，体内吞噬细胞将细胞碎片吞噬掉，治疗区域逐步被正常组织所取代。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种高压窄脉冲治疗系统，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高压窄脉冲治疗系统，包括与电极单元连接的输出矩阵模块和电源，所述输出矩阵模块连接有变压器t1，所述变压器t1分别连接放电保护模块和电流互感器t2，所述放电保护模块和电流互感器t2均与放电开关s1连接，所述放电开关s1分别连接有充放电电容c1、充电模块（7）和单片机，所述充电模块与放电电容c1并联，且所述单片机与充电模块连接，所述单片机还分别连接有r波检测模块和pc机，其中，所述输出矩阵模块、放电保护模块、充电模块、r波检测模块和pc机均与电源连接。

进一步的，所述输出矩阵模块的1引脚与变压器t1的1引脚连接，所述输出矩阵模块的2引脚与变压器t1的2引脚连接。

进一步的，所述变压器t1的3引脚分别与放电保护模块的4引脚和充电模块的1引脚连接，所述变压器t1的4引脚连接电流互感器t2的1引脚。

进一步的，所述电流互感器t2的2引脚分别连接放电保护模块的1引脚和放电开关s1的左端连接，所述电流互感器t2的3引脚与放电保护模块的2引脚连接，所述电流互感器t2的4引脚与放电保护模块的3引脚连接。

进一步的，所述放电开关s1的右端与充电模块的2引脚和放电电容c1的下端连接。

进一步的，所述放电电容c1的上端与充电模块的1引脚连接。

本发明的有益效果：本发明通过放电保护模块和电容的配合使用，能够在输出失控以及掉电时达到保护电路的效果；本发明通过输出变压器及电流互感器的使用，不仅能够使放电电极及相关电路与其它电路实现电隔离，还能够改善元件的工作状态和emc性能；同时本发明还具有安全性高，稳定性佳的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种高压窄脉冲治疗系统的结构示意图；

图中：

1、输出矩阵模块；2、放电保护模块；3、单片机；4、r波检测模块；5、电源；6、pc机；7、充电模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种高压窄脉冲治疗系统，包括与电极单元连接的输出矩阵模块1和电源5，所述输出矩阵模块1连接有变压器t1，所述变压器t1分别连接放电保护模块2和电流互感器t2，所述放电保护模块2和电流互感器t2均与放电开关s1连接，所述放电开关s1分别连接有充放电电容c1、充电模块7和单片机3，所述充电模块7与放电电容c1并联，且所述单片机3与充电模块7连接，所述单片机3还分别连接有r波检测模块4和pc机6，其中，所述输出矩阵模块1、放电保护模块2、充电模块7、r波检测模块4和pc机6均与电源5连接。

在一具体实施例中，所述输出矩阵模块1的1引脚与变压器t1的1引脚连接，所述输出矩阵模块1的2引脚与变压器t1的2引脚连接。

在一具体实施例中，所述变压器t1的3引脚分别与放电保护模块2的4引脚和充电模块7的1引脚连接，所述变压器t1的4引脚连接电流互感器t2的1引脚。

在一具体实施例中，所述电流互感器t2的2引脚分别连接放电保护模块2的1引脚和放电开关s1的左端连接，所述电流互感器t2的3引脚与放电保护模块2的2引脚连接，所述电流互感器t2的4引脚与放电保护模块2的3引脚连接。

在一具体实施例中，所述放电开关s1的右端与充电模块7的2引脚和放电电容c1的下端连接。

在一具体实施例中，所述放电电容c1的上端与充电模块7的1引脚连接。

在一具体实施例中，所述变压器t1为特殊设计，可以起到升压输出、安全隔离与脉宽失控的保护作用；所述放电开关s1优选但不限于igbt；所述的充电模块7输出电压为阶梯状并可在个阶梯之间自动切换，以保证c1的充电过程平稳，本系统优选但不限于为100v，300v，450v三级。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，本发明使用输出变压器及输出电流互感器；能够使放电电极及相关电路与其它电路实现电隔离，利用其强化的绝缘结构保证放电电极与供电电源及其它电路间的绝缘强度；同时通过使用输出变压器，使放电时间超长时因磁路饱和导致输出电压急剧下降及储能电容快速放电。

本发明设置有储能电容放电保护电路，即由放电电容c1和放电保护模块组成；在一旦出现输出电极放电时间超过预设的最长放电时间，即自动触发、快速放电，以确保输出能量不超限值；同时关机或掉电时自动启动对储能电容的放电，可在60秒内将电容电压降至安全电压以下，达到保护电路的效果。

本发明设置有储能电容充电电路：即采用特别设计的变压器反激式充电电路，使其能随储能电容电压上升自动对变压器输出绕组抽头进行无触点切换，从而有效防止了变压器铁芯饱和，缩短了储能电容充电时间，同时改善了元件工作状态和emc性能。

本发明在具体使用时，首先通过专用计算机程序规划治疗方案，然后将专用设施辅助电极置入；其次，在治疗前通过每对电极间低电压放电，检测评估电极放置情况，预定放电电压；治疗中通过输出电压、电流采样计算出电极间组织电阻，以评估放电区域细胞穿孔程度，同时设置独立的治疗过程能量累积及温升估算程序，以确保不出现治疗区域过热。

本发明为采用ire技术治疗肿瘤的系统，其中，ire技术全称为不可逆电穿孔技术(irreversibleelectroporation，ire)，其原理是对细胞施加一定剂量的脉冲电场，其脂质双层细胞膜会出现许多微孔和短暂渗透性增加，这种生物电磁学现象称为电穿孔(electroporation)。如果外加脉冲电场撤销后细胞膜不能恢复到正常生理状态，即称为ire(又称不可逆电击穿)，不可逆的细胞膜损伤会导致细胞凋亡，这是ire技术诊疗肿瘤的主要机制。

与射频消融等不同，采用ire技术治疗肿瘤不会产生热量，因此更加适用于大血管周围肿瘤的消融诊疗，而且对于含胶原较多的组织和神经，采用ire技术不易产生损伤，因此更适合传统温热消融危险病灶的诊疗。采用ire技术治疗肿瘤时间短，仅需数秒，但由于千伏级的高电压脉冲会诱发肌肉收缩和心律失常，因此需要全身麻醉和肌肉松弛。目前ire诊疗肿瘤处于临床前研究阶段，但在动物实验中已经取得了良好的效果。

综上所述，本发明通过放电保护模块和电容的配合使用，能够在输出失控以及掉电时达到保护电路的效果；本发明通过输出变压器及电流互感器的使用，不仅能够使放电电极及相关电路与其它电路实现电隔离，还能够改善元件的工作状态和emc性能；同时本发明还具有安全性高，稳定性佳的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。