用于治疗肿瘤的电脉冲设备制造技术

本公开涉及一种用于治疗肿瘤的电脉冲设备。该设备包括：直流电源、转换电路、控制电路和电耦光纤装置。控制电路被配置为控制转换电路以将来自直流电源的直流电压转换为双极性脉冲电压。电耦光纤装置耦合至控制电路和转换电路，并且被配置为将来自控制电路的位于第一电压域的第一电信号转换为光信号，将光信号经由光纤传输，将经传输的光信号转换为位于与所述第一电压域不同的第二电压域的第二电信号，并且将第二电信号传输至转换电路。并且将第二电信号传输至转换电路。并且将第二电信号传输至转换电路。

【技术实现步骤摘要】
用于治疗肿瘤的电脉冲设备


[0001]本公开涉及电学领域，更具体而言涉及电子医疗器械。

技术介绍

[0002]肿瘤，尤其是恶性肿瘤是危害人类健康的主要疾病。肿瘤的传统 疗法以及新近发展起来的疗法是以微创消融为特征的热消融物理疗 法。由于受适应症、禁忌症、治疗副作用、热效应等因素的限制，使 得其临床应用存在一定的局限性。近年来，随着脉冲生物电学的不断 发展，电场脉冲以其非热、微创的生物医学效应引起了研究人员的关 注，而其中的不可逆电穿孔治疗肿瘤以其快捷、可控、可视、选择性 和非热机理等的优势和特色更是引起国内外生物电学领域研究人员 的广泛关注，并逐渐应用于肿瘤的临床治疗。
[0003]常规的用于治疗肿瘤的设备输出的脉冲是单极性的脉冲。单极性 的脉冲作用于人体组织时容易导致肌肉收缩，加大患者的痛苦以及加 大治疗的难度，并且单极性的脉冲的电场也不均匀，存在消融盲区， 使得消融效果不甚良好。
[0004]此外，常规的用于治疗肿瘤的设备还存在器件之间的串电而导致 的医疗事故的风险。

技术实现思路

[0005]根据本公开的实施例，提供了改进的用于治疗肿瘤的设备。
[0006]在本公开的一个方面中，提供一种用于治疗肿瘤的电脉冲设备。 该电脉冲设备包括：直流电源、转换电路、控制电路和电耦光纤装置。 控制电路被配置为控制转换电路以将来自直流电源的直流电压转换 为双极性脉冲电压。电耦光纤装置耦合至控制电路和转换电路，并且 被配置为将来自控制电路的第一电信号转换为光信号，将光信号经由 光纤传输，将经传输的光信号转换为第二电信号，并且将第二电信号 传输至转换电路。
[0007]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的 实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其 它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0008]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特 征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记 表示相同或相似的元素，其中：
[0009]图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例环境的示意 图；以及
[0010]图2示出了根据本公开的一个实施例的局部示意图。
具体实施方式
[0011]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示 了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形 式来实现，而且不应该被解释为限
于这里阐述的实施例，相反提供这 些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公 开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范 围。
[0012]在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理 解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至 少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至 少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相 同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
[0013]一般而言，用于治疗肿瘤的电脉冲设备通常使用单极性脉冲来对 肿瘤组织进行不可逆破坏。用于施加至肿瘤组织的电压通常为诸如3000V之类的高电压脉冲，并且基于所针对的肿瘤类型、形状、尺寸、 恶性程度等因素，所施加的电压值和脉冲频率可以相应地进行选择。
[0014]然而常规的用于治疗肿瘤的电脉冲设备存在过度治疗、治疗效果 不理想、甚至治疗事故等问题。本专利技术人通过研究发现，常规的电脉 冲设备输出的电脉冲信号存在在脉冲边缘处的尖峰波形。对于用于治 疗肿瘤的设备而言，这些尖峰波形导致电脉冲设备输出超过预定值的 电压。对于高达上千伏特的治疗电压而言，这些尖峰可能会使得峰值 电压比预定值超过数百伏特，这会导致治疗效果不理想，严重时甚至 可能造成诸如使得正常组织被不可逆破坏之类的医疗事故。
[0015]以下将参照附图来具体描述本公开的实施例。图1示出了本公开 的实施例可以在其中实施的示例环境100的示意图。示例环境100示 出为用于治疗肿瘤的电脉冲设备100。
[0016]电脉冲设备100包括上位机2、控制电路4、高压直流电源6、转 换电路8、切换板10、电极针22和24、辅助电路等。虽然在图1中 示意性地示出了多个部件或电路，但是可以理解这仅是示意而非对本 公开的范围进行限制。例如，在图1的实施例中，在各个部件之间可 以增加一些其他部件，或者从图1的实施例中减少某些部件。
[0017]上位机2可以是诸如计算机和平板电脑之类的计算设备。在一些 示例中，上位机2可以仅包括显示屏和输入设备。在又一些示例中， 上位机可以仅包括输入设备。
[0018]控制电路4可以包括CPU或ARM处理器。在一些示例中，控制 电路4也可称为与上位机2相对的下位电路板或下位板。控制电路4 可以根据需要以有线或无线的方式耦合至电脉冲设备100中的各个部 件，以对数据信号进行接收、处理和发送，从而实现对电脉冲设备100 中的各个部件进行控制。
[0019]高压直流电源6可以基于来自控制电路4的信号生成所需的直流 电压。例如，高压直流电源6可以基于来自控制电路4的信号将220V 的交流市电电压转换生成为800V至3000V的直流电压。在另一些示 例中，高压直流电源6可以将交流市电电压转换生成为诸如300V、 400V、500V、600V或700V之类的低于800V的直流电压，或将交 流市电电压转换生成为诸如3100V、3300V、3500V、3700V或4000V 之类的高于3000V的直流电压。
[0020]转换电路8可以基于来自控制电路4的信号将来自高压直流电源 6的直流电压转换为脉冲电压。在一个示例中，脉冲电压是双极性脉 冲电压。通过使用双极性脉冲电压，可以克服单极性脉冲电压所致的 电场不均匀、存在消融盲区、消融效果不甚良好等问题，并且也不会 导致肌肉萎缩、治疗痛苦等问题。
[0021]例如，脉冲电压可以是幅值为800V、频率为100Hz的双极性脉 冲电压。在另一示例中，脉冲电压可以是幅值为3000V、频率为1000Hz 的双极性脉冲电压。在一个示例中，转换
电路8和高压直流电源6之 间可以设置储能电容器C1以便于转换电路8获得稳定的电能。
[0022]虽然在上文示意性地示出了两个具体的双极性脉冲电压，但是可 以理解这仅是示意而非对本公开的范围进行限制。例如，双极性脉冲 电压的幅值和频率可以基于所针对的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程 度等因素进行选择。
[0023]切换板10经由负载电阻R2耦合至转换电路8和控制电路4，并 且根据控制电路4的控制信号将脉冲电压在电极针22和24之间选择 性地切换。切换板10包括第一板102和第二板104。第一板102和第 二板104之间被施加不同电势，从而在两者之间形成电压。第一板102 和第二板104之间的方向可以根据需要随着脉冲波形而反转。
[0024]切换板10包括第一开关106和第二开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于治疗肿瘤的电脉冲设备，包括：直流电源(6)；转换电路(8)；控制电路(4)，被配置为控制所述转换电路(8)以将来自所述直流电源的直流电压转换为双极性脉冲电压；以及电耦光纤装置(5)，耦合至所述控制电路和所述转换电路，并且被配置为将来自所述控制电路的第一电信号转换为光信号，将所述光信号经由光纤传输，将经传输的光信号转换为第二电信号，并且将所述第二电信号传输至所述转换电路。2.根据权利要求1所述的电脉冲设备，其中所述电耦光纤装置(5)的隔离电压位于3kV至12kV的范围中；以及所述转换电路的隔离电压位于500V至2kV的范围中。3.根据权利要求1所述的电脉冲设备，其中所述转换电路包括驱动芯片，所述驱动芯片的接地输入端子和接地输出端子被配置为共地。4.根据权利要求1所述的电脉冲设备，其中所述转换电路包括驱动芯片(80)、第一逆变支路和与所述第一逆变支路并联的第二逆变支路，所述第一逆变支路包括串联的第一绝缘栅双极晶体管(IGBT1)和第二绝缘栅双极晶体管(IGBT2)，所述第二逆变支路包括串联的第三绝缘栅双极型晶体管(IGBT3)和第四绝缘栅双极型晶体管(IGBT4)。5.根据权利要求4所述的电脉冲设备，其中所述控制电路(4)耦合至所述转换电路，并且可操作为使得所述驱动芯片将第一对正驱动信号和负驱动信号交替地施加至所述第一绝缘栅双极晶体管(IGBT1)和所述第二绝缘栅双极晶体管(IGBT2)，并且将与所述第一对正驱动信号和负...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海峰，肖亮，贾胜文，
申请(专利权)人：上海睿刀医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：