运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备及方法技术

本发明专利技术公开了运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备及方法，包括电源模块、控制模块、传输电路、红外识别手势控制装置和采样电路；控制模块接收红外识别手势控制装置的信号，控制模块分别连接电源模块、采用电路和传输电路，控制模块的主控芯片为芯片STM32F103VE；解决了现有肿瘤治疗设备易发生触电，操作不便导致治疗效果不明显的问题。

【技术实现步骤摘要】
运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备及方法
本专利技术涉及肿瘤消融领域，特别是运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备及方法。
技术介绍
纳秒脉冲电场以其独特的“细胞内电处理”效应在生物医学领域得到越来越多的关注。所谓“细胞内电处理”效应，是指在外加纳秒脉冲的作用下，细胞出现一种与微秒脉冲电穿孔现象截然不同的生物学效应，即细胞膜表面不会出现明显的电穿孔现象，但细胞内部如细胞核、线粒体等部位出现一系列功能性改变，产生大量微核，同时诱导细胞发生程序性死亡，也称之为“凋亡”。由于肿瘤细胞和正常细胞具有不同的电阻值，因此，在肿瘤疾病的临床治疗上，利用不同强度的纳秒脉冲电场来击穿肿瘤细胞，能够在不损害正常细胞的同时杀死肿瘤细胞，具有很好的治疗效果。因此，肿瘤消融设备应运而生，但是现有的肿瘤消融设备，并未注意到肿瘤细胞可能会随着治疗的进行而改变尺寸，导致设置的击穿电流不够或过大，而伤害到正常细胞；另外，利用现有技术在治疗过程中，会出现患者肌肉震颤严重，增加患者的心理负担，不利于治疗，且由于现有的肿瘤消融技术需要很大的电压来使肿瘤细胞凋亡，因此设备电到医生和患者的事情时有发生极大地影响治疗效果。触发信号是方波，一个是上升沿，一个下降沿，实际操作中，设备有延时，目前从检测到的信号，到放电会存在一定延时；会导致心脏在舒张时触发脉冲放电，导致心脏在舒张收尾状态下放电，导致心脏瞬间收缩，心脏压力增加；通过本专利可提前10ms，可实现在舒张最佳状态下触发放电，减少心脏承受压力。舒张动作开始后，在舒张最大的时候触发，伤害最小。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备，解决了现有肿瘤治疗设备易发生触电，操作不便导致治疗效果不明显的问题。本专利技术提供了一种运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备包括电源模块、控制模块、传输电路、红外识别手势控制装置和采样电路；控制模块接收红外识别手势控制装置的信号，控制模块分别连接电源模块、采用电路和传输电路，控制模块的主控芯片为芯片STM32F103VE。优选地，电源模块包括芯片AMS1086、电容C2、电容C5、电容C10和电容C12；芯片AMS1086的第1引脚连接地，芯片AMS1086的第2引脚连接芯片AMS1086的第4引脚，芯片AMS1086的第3引脚分别连接接地电容C5、接地电容C2和5V电源。优选地，传输电路包括芯片SP3485E、电阻、三极管Q1、稳压管D2、稳压管D3、电容C17和电容C18、5V电源；电阻包括电阻电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14；芯片SP3485E的第1引脚连接电阻R12，芯片SP3485E的第2引脚分别连接芯片SP3485E的第3引脚、三极管Q1的集电极和电阻R10的一端，芯片SP3485E的第4引脚分别连接电阻R9的一端、电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接5V电源，电阻R9的另一端连接5V电源，三极管Q1的发射极连接地，芯片SP3485E的第5引脚连接地，芯片SP3485E的第6引脚连接电阻R14的一端、电阻R15的一端、接地电容C18和接地稳压管D3，芯片SP3485E的第7引脚分别连接接地电阻R13、电阻R15的另一端、接地电容C17和接地稳压管D2。优选地，采样电路包括放大器U1A、放大器U1B、电流互感器TA1；电流互感器TA1的第2引脚和第4引脚均接地，电流互感器TA1的第1引脚连接放大器U1A的第3引脚，芯片U1A的第2引脚连接芯片U1A的第1引脚和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端和放大器U1B的第5引脚，电阻R4的另一端连接滑动变阻器RV1，放大器U1B的第6引脚分别连接放大器U1B的第7引脚和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接芯片STM32F103VE的第26引脚。优选地，采样电路的采样方法包括以下步骤：S1：开始捕捉116次芯片STM32F103VE的ADC，先按时间先后顺序中间50组数据，进行冒泡排序，按从大到小排列；S2：按大小排序中间的20个数据求平均值为电流脉冲取样值；S3：根据芯片STM32F103VE内的内ADC采样值与实际电流比例计算校准后计算实际电流；S4：芯片STM32F103VE内部的ADC采样电压是0-3.3V，没有信号时电流为0时需要用RV1将PC1调整到1.65V；S5：高频脉冲电流互感器50A:100ma，理论采样电阻为25.5欧，芯片STM32F103VE的PC3处的电压＝(3.30V+取样电压)/2，最大取样电压3.3V，最大脉冲电流3300/51＝64.7A。优选地，所述步骤S2包括以下子步骤：S21：建立模拟值限幅自适应的滑动窗口，所述窗口宽度为可观察的采样数据点数，设置为20，窗口高度±5％，窗口高度设置为误差的百分数，可以自动调节在不同窗口区间剔除的模拟值不可信数据，达到自动调节模拟值窗口高度的目的；步骤S22：窗口滑动。寻找可信的数据空间间，窗口采样时间的变化而同步移动；步骤S23：返回可信的平均值。优选地，应用权利要求1设备的测量方法，包括以下步骤：S1：X轴上为放电正脉冲，X轴以下为放电负脉冲，一次放电是3正脉冲3负脉冲，6个脉冲为一组即每个脉冲间隔是11ms，正负脉冲27.5ms；S2：在R波的作用时间上再提了10ms，R波是心脏的舒张状态，P波是心脏的收缩状态。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1.在肿瘤疾病的临床治疗上，利用不同强度的纳秒脉冲电场来击穿肿瘤细胞，能够在不损害正常细胞的同时杀死肿瘤细胞，具有很好的治疗效果。2.利用现有技术在治疗过程中，会出现患者肌肉震颤严重，增加患者的心理负担，不利于治疗，且由于现有的肿瘤消融技术需要很大的电压来使肿瘤细胞凋亡，因此设备电到医生和患者的事情时有发生极大地影响治疗效果。附图说明图1是本专利技术总框图。图2是本专利技术控制模块图。图3是本专利技术采样电路图。图4是本专利技术电源模块图。图5是本专利技术原来的波形图。图6是本专利技术改进后的波形图。图7是本专利技术正常心电图。图8(a)是本专利技术X轴以上的R波；图8(b)是本专利技术X轴以上的P波。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，一种运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备包括电源模块、控制模块、传输电路、红外识别手势控制装置和采样电路；控制模块接收红外识别手势控制装置的信号，控制模块分别连接电源模块、采用电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备，其特征在于，包括电源模块、控制模块、传输电路、红外识别手势控制装置和采样电路；所述控制模块接收红外识别手势控制装置的信号，所述控制模块分别连接电源模块、采用电路和传输电路，所述控制模块的主控芯片为芯片STM32F103VE。/n

【技术特征摘要】
1.一种运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备，其特征在于，包括电源模块、控制模块、传输电路、红外识别手势控制装置和采样电路；所述控制模块接收红外识别手势控制装置的信号，所述控制模块分别连接电源模块、采用电路和传输电路，所述控制模块的主控芯片为芯片STM32F103VE。


2.根据权利要求1所述的运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备，其特征在于，所述电源模块包括芯片AMS1086、电容C2、电容C5、电容C10和电容C12；所述芯片AMS1086的第1引脚连接地，所述芯片AMS1086的第2引脚连接芯片AMS1086的第4引脚，所述芯片AMS1086的第3引脚分别连接接地电容C5、接地电容C2和5V电源。


3.根据权利要求1所述的运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备，其特征在于，所述传输电路包括芯片SP3485E、电阻、三极管Q1、稳压管D2、稳压管D3、电容C17和电容C18、5V电源；所述电阻包括电阻电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14；
所述芯片SP3485E的第1引脚连接电阻R12，所述芯片SP3485E的第2引脚分别连接芯片SP3485E的第3引脚、三极管Q1的集电极和电阻R10的一端，所述芯片SP3485E的第4引脚分别连接电阻R9的一端、电阻R11的一端，所述电阻R11的另一端连接5V电源，所述电阻R9的另一端连接5V电源，所述三极管Q1的发射极连接地，所述芯片SP3485E的第5引脚连接地，所述芯片SP3485E的第6引脚连接电阻R14的一端、电阻R15的一端、接地电容C18和接地稳压管D3，所述芯片SP3485E的第7引脚分别连接接地电阻R13、电阻R15的另一端、接地电容C17和接地稳压管D2。


4.根据权利要求1所述的运用超高压正负复合脉冲电场的肿瘤消融设备，其特征在于，所述采样电路包括放大器U1A、放大器U1B、电流互感器TA1；所述电流互感器TA1的第2引脚和第4引脚均接地，所述电流互感器TA1的第1引脚连接放大器U1A的第3引脚，所述芯片U1A的第2引脚连接芯片U1A的第1引脚和电阻R3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海燕，
申请(专利权)人：北京金石翔宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11