一种不可逆电穿孔脉冲发生系统的制作方法

本技术实施例涉及高压脉冲医疗技术应用，尤其涉及一种不可逆电穿孔脉冲发生系统。

背景技术：

1、脉冲电场不可逆电穿孔技术已成功用于组织消融当中，并且在消融不良组织(如恶性肿瘤)时，能够有效保存周围重要组织(如大血管、神经等)的功能完整性。

2、现有技术中，采用单极性的脉冲消融不良组织，其消融效果较佳，但是会会引起周边肌肉组织的收缩，从而导致电极针移位，影响治疗效果。高频不可逆电穿孔技术能够在消融不良组织的同时，有效减轻肌肉收缩带来的副作用。

3、然而，高频不可逆电穿孔技术的脉冲宽度窄，等效频率高，因此消融效果显著性低，即在去除肿瘤组织过程中可能会导致肿瘤细胞残余、组织消融不彻底。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种不可逆电穿孔脉冲发生系统，可以产生高压高频双极性脉冲和低压低频双极性脉冲，可以在减轻肌肉收缩的同时，增强组织消融效果。

2、本实用新型实施例提供了一种不可逆电穿孔脉冲发生系统，包括：电源选择模块、控制模块和脉冲发生模块；其中，电源选择模块与控制模块电连接，用于根据控制模块发出的控制信号选择输出电压；其中，输出电压至少包括第一电压和第二电压，第一电压和第二电压大小不同；脉冲发生模块分别与电源选择模块、控制模块电连接，用于根据控制模块发出的触发信号以及电源选择模块的输出电压产生双极性脉冲信号。

3、可选的，电源选择模块包括：第一电源、第二电源和第一开关单元，第一电源用于输出第一电压，第二电源用于输出第二电压；第一开关单元连接在第一电源和第二电源的正极之间，第一电源的负极和第二电源的负极电连接；第一开关单元的控制端与控制模块电连接；第二电源的正极和负极之间接入脉冲发生模块；脉冲发生模块用于在控制模块控制第一开关单元导通时，根据控制模块发出的第一触发信号产生第一脉冲波形；以及用于在控制模块控制第一开关单元关断时，根据控制模块发出的第二触发信号产生第二脉冲波形；其中，第一脉冲波形的电压范围大于第二脉冲波形的电压范围，且第一脉冲波形的脉冲等效频率高于第二脉冲波形的脉冲等效频率。

4、可选的，第一开关单元的控制端通过第一触发单元与控制模块电连接，控制模块用于通过向第一触发单元输出控制信号来控制第一开关单元的导通状态。

5、可选的，第一脉冲波形的电压范围为大于或等于-6kv且小于或等于6kv，第一脉冲波形的脉冲等效频率范围为大于或等于10khz且小于或等于2mhz，第一脉冲波形的脉冲宽度范围为大于或等于200ns且小于或等于2μs。

6、可选的，控制模块用于控制第一开关单元的每次持续导通时间为大于或等于20μs且小于或等于10ms，以使第一脉冲波形的脉冲输出时间范围为大于或等于20μs且小于或等于10ms。

7、可选的，第二脉冲波形的电压范围为大于或等于-0.6kv且小于或等于0.6kv，第二脉冲波形的脉冲等效频率范围为大于或等于1hz且小于或等于500hz，第二脉冲波形的脉冲宽度范围为大于或等于1ms且小于或等于500ms，第二脉冲波形的脉冲输出时间范围为大于或等于40ms且小于或等于1s。

8、可选的，控制模块还用于向第一开关单元输出关断控制信号和导通控制信号的时间间隔为大于或等于1ms且小于或等于10s，以及向脉冲产生模块输出第二触发信号和第一触发信号的时间间隔为大于或等于1ms且小于或等于10s，以使脉冲产生模块输出第二脉冲波形和第一脉冲波形之间的间隔时间为大于或等于1ms且小于或等于10s。

9、可选的，电源选择模块还包括防反二极管，防反二极管的正极与第二电源的正极电连接，防反二极管的负极与第一开关单元、脉冲发生模块的公共端电连接。

10、可选的，脉冲发生模块包括触发电路和第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元和第五开关单元组成的h桥脉冲产生电路，触发电路分别与控制模块、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元和第五开关单元电连接，触发电路用于根据控制模块下发的触发信号控制第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元和第五开关单元的导通时序。

11、可选的，触发电路包括与第二开关单元对应连接的第二触发单元、与第三开关单元对应连接的第三触发单元、与第四开关单元对应连接的第四触发单元和与第五开关单元对应连接的第五触发单元；控制模块包括上位机、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)单元、信号电平增强单元和电-光-电转换单元，上位机用于向fpga单元发送初始控制信号和初始触发信号，fpga单元用于通过信号电平增强单元将初始控制信号增强得到控制信号，以及将初始触发信号增强得到触发信号，信号电平增强单元用于通过电-光-电转换单元将控制信号传送至电源选择模块，以及通过电-光-电转换单元将触发信号传送至第二触发单元、所述第三触发单元、所述第四触发单元和所述第五触发单元。

12、本实用新型实施例的技术方案，通过电源选择模块根据控制模块发出的控制信号选择输出电压，其中输出电压至少包括大小不同的第一电压和第二电压；脉冲发生模块根据控制模块发出的触发信号以及电源选择模块的输出电压产生可调的高压高频双极性脉冲或者低压低频双极性脉冲，其中，高压高频双极性脉冲可以在不产生肌肉收缩的前提下产生电穿孔效应，低压低频脉冲双极性可以在不产生肌肉收缩的前提下增强电穿孔效应，从而在减轻肌肉收缩的同时，增强组织消融效果，使组织消融更彻底。

技术特征：

1.一种不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，包括：电源选择模块、控制模块和脉冲发生模块；

2.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述电源选择模块包括：

3.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述第一开关单元的控制端通过第一触发单元与所述控制模块电连接，所述控制模块用于通过向所述第一触发单元输出所述控制信号来控制所述第一开关单元是否导通。

4.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述第一脉冲波形的电压范围为大于或等于-6kv且小于或等于6kv，所述第一脉冲波形的脉冲等效频率范围为大于或等于10khz且小于或等于2mhz，所述第一脉冲波形的脉冲宽度范围为大于或等于200ns且小于或等于2μs。

5.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述控制模块用于控制所述第一开关单元的每次持续导通时间为大于或等于20μs且小于或等于10ms，以使所述第一脉冲波形的脉冲输出时间范围为大于或等于20μs且小于或等于10ms。

6.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述第二脉冲波形的电压范围为大于或等于-0.6kv且小于或等于0.6kv，所述第二脉冲波形的脉冲等效频率范围为大于或等于1hz且小于或等于500hz，所述第二脉冲波形的脉冲宽度范围为大于或等于1ms且小于或等于500ms，所述第二脉冲波形的脉冲输出时间范围为大于或等于40ms且小于或等于1s。

7.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述控制模块还用于向所述第一开关单元输出关断控制信号和导通控制信号的时间间隔为大于或等于1ms且小于或等于10s，以及向所述脉冲发生模块输出所述第二触发信号和所述第一触发信号的时间间隔为大于或等于1ms且小于或等于10s，以使所述脉冲产生模块输出所述第二脉冲波形和所述第一脉冲波形之间的间隔时间为大于或等于1ms且小于或等于10s。

8.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述电源选择模块还包括防反二极管，所述防反二极管的正极与所述第二电源的正极电连接，所述防反二极管的负极与所述第一开关单元、所述脉冲发生模块的公共端电连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述脉冲发生模块包括触发电路和第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元和第五开关单元组成的h桥脉冲产生电路，所述触发电路分别与所述控制模块、所述第二开关单元、所述第三开关单元、所述第四开关单元和所述第五开关单元电连接，所述触发电路用于根据所述控制模块下发的触发信号控制所述第二开关单元、所述第三开关单元、所述第四开关单元和所述第五开关单元的导通时序。

10.根据权利要求9所述的不可逆电穿孔脉冲发生系统，其特征在于，所述触发电路包括与所述第二开关单元对应连接的第二触发单元、与所述第三开关单元对应连接的第三触发单元、与所述第四开关单元对应连接的第四触发单元和与所述第五开关单元对应连接的第五触发单元；

技术总结
本技术公开了一种不可逆电穿孔脉冲发生系统，包括：电源选择模块、控制模块和脉冲发生模块；其中，电源选择模块用于根据控制模块发出的控制信号选择输出电压；其中，输出电压至少包括第一电压和第二电压，第一电压和第二电压大小不同；脉冲发生模块用于根据控制模块发出的触发信号以及电源选择模块的输出电压产生双极性脉冲信号。本技术实施例的不可逆电穿孔脉冲发生系统既可以产生高压高频双极性脉冲，又可以产生低压低频双极性脉冲，其中，高压高频双极性脉冲可以在不产生肌肉收缩的前提下产生电穿孔效应，低压低频双极性脉冲可以在不产生肌肉收缩的前提下增强电穿孔效应，从而增强组织消融效果，使消融更彻底。

技术研发人员：张勤,李阳,裴均杰,胡承琪,孙娓娓,李晓挺
受保护的技术使用者：上海圣达济医疗科技有限公司
技术研发日：20230316
技术公布日：2024/1/13