一种脉冲电场技术的实现电路及方法技术

本发明专利技术涉及医用脉冲消融技术领域，特别是涉及一种脉冲电场技术的实现电路及方法。一种脉冲电场技术的实现电路，包括直流电源、全桥拓扑开关电路和输出接口，直流电源并联于全桥拓扑开关电路的输入端，通过全桥拓扑开关电路将高压脉冲信号通过输出接口输出，全桥拓扑开关电路中每一个开关模组的两端并联了电容池，并且各电容池的其中一端都并联于直流电源的输入端，通过设置电容池中电容开关阵列的开关状态，给各开关模组提供不同的充电电压。本发明专利技术为了实现同一组脉冲中不同的电压输出，具备有n组电容池实现输出期间电容的储能，为输出提供能量。提供能量。提供能量。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲电场技术的实现电路及方法


[0001]本专利技术涉及医用脉冲消融
，特别是涉及一种脉冲电场技术的实现电路及方法。

技术介绍

[0002]现有的热消融手段主要采用射频以及冷冻技术。但是此热消融技术在使用过程中，受限于热池效应，往往很难达到全层透壁。同时，这些热消融技术不具备细胞的选择性，因此会将非靶细胞一并进行损毁。
[0003]鉴于以上热消融技术的缺陷，脉冲电场消融技术作为一项非热消融技术日渐得到了临床应用的关注。脉冲电场消融技术是通过产生一种脉宽为毫秒、微秒甚至纳秒级的高压脉冲电场，在短时间内释放极高的能量，其能使得细胞膜甚至是细胞内的细胞器如内质网、线粒体、细胞核等会产生大量的不可逆的微孔。进而造成病变细胞的凋亡，从而达到预期的治疗目的。
[0004]基于以上的优势，脉冲电场消融技术有望成为理想的手术消融技术。
[0005]现如今脉冲电场消融技术的临床应用越来越多，而对脉冲电场消融技术中波形的控制以及波形组合的要求也越来越高，现有的电路拓扑实现方式无法更好的满足不同要求的需要。为此，本文提出了一种脉冲电场技术的实现方法。可以输出不同参数要求下的脉冲电场信号，甚至可以实现正弦脉冲信号的输出。这样能为脉冲电场技术进一步的临床应用提供了更大的可能性。

技术实现思路

[0006]本专利针对现有技术中高压脉冲波形单一，不能适应临床的需求的问题，提出了一种脉冲电场技术的实现电路及方法。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种脉冲电场技术的实现电路，包括直流电源、全桥拓扑开关电路和输出接口，所述直流电源并联于所述全桥拓扑开关电路的输入端，所述全桥拓扑开关电路用于将高压脉冲信号通过输出接口输出，所述全桥拓扑开关电路中的每一个开关模组的两端并联了电容池，并且各电容池的其中一端都并联于直流电源的输出端，通过设置所述电容池中电容开关阵列的开关状态，给各开关模组提供不同的充电电压。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述电容池中并联了多条电容支路，所述电容支路串联了电容开关阵列和电容组，所述电容开关阵列由多个开关单元串联而成，每一个开关单元内，由多个开关子单元并联构成。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述电容开关阵列中的开关都带有体二极管，并且位于上半部分的开关的体二极管与位于下半部分开关的体二极管方向相反。
[0010]作为本专利技术的优选方案，还包括多个二极管阵列组，每个电容池的输入端与直流电源的输出端之间都串联了二极管阵列组，多个二极管串联为多个二极管支路，并且多个
二极管支路并联，构成所述二极管阵列组，所述二极管的方向一致，所述二极管阵列组中二极管的正极与所述直流电源的输出端连接，所述二极管阵列组的负极与所述电容池连接。
[0011]作为本专利技术的优选方案，在所述直流电源输出端还设置了输出开关组，所述输出开关组串联于直流电源输出端和所述二极管阵列组之间，多个电源开关串联为多个电源开关支路，并且多个电源开关支路并联，构成所述输出开关组，其中各电源开关并联了体二极管，体二极管的正极朝向所述二极管阵列组的一端，体二极管的负极朝向所述直流电源的输出端。
[0012]作为本专利技术的优选方案，还包括带通滤波电路，所述带通滤波电路包括带通滤波子电路和带通滤波选择器，通过所述带通滤波选择器使得所述全桥拓扑开关电路输出的脉冲波形通过不同的带通滤波子电路进行滤波，从而输出正弦波形和脉冲波形的组合。
[0013]基于相同的构思，还提出了一种脉冲电场技术的实现方法，构建上述任一所述的一种脉冲电场技术的实现电路，并实现体二极管充电模式，所述体二极管充电模式的充电过程为：导通需要进行充电的电容组的电容开关阵列((Kxq111
…
K1x11n)
…
(Kxq211
…
K1x21n)
…
(Kxq1n1
…
Kx11nn)
…
(Kxq2n1
…
Kxq2nn))，并且导通所述全桥拓扑开关电路中的第2开关模组到第n开关模组中第四区域的开关(((S2411
…
S241n)
…
(S24n1
…
S24nn))
…
((Sn411
…
Sn41n)
…
(Sn4n1
…
Sn4nn)))，以及最后一组开关模组中第三区域最后一行的开关(Sn31n
…
Sn3nn)；其余的开关均保持关闭状态。
[0014]基于相同的构思，还提出了一种脉冲电场技术的实现方法，构建上述任一所述的一种脉冲电场技术的实现电路，采用全程控制充电模式进行充电，所述全程控制充电模式的充电过程为：导通需要进行充电的电容组的电容开关阵列((Kxq111
…
K1x11n)
…
(Kxq211
…
K1x21n)
…
(Kxq1n1
…
Kx11nn)
…
(Kxq2n1
…
Kxq2nn))，并且导通全桥拓扑开关电路中开关模组的第三区域的开关 (((S1311
…
S131n)
…
(S13n1
…
S13nn))
…
((Sn311
…
Sn31n)
…
(Sn3n1
…
Sn3nn)))，以及第四区域的开关 (((S2411
…
S241n)
…
(S24n1
…
S24nn))
…
((Sn411
…
Sn41n)
…
(Sn4n1
…
Sn4nn)))，其余的开关均保持关闭状态。
[0015]基于相同的构思，还提出了一种脉冲电场技术的实现方法，构建上述任一所述的一种脉冲电场技术的实现电路，正脉冲输出方法为：设定预先进行充电的直流电源的输出电压设置为V，需要进行正脉冲输出所使用的电容池总数为p，x指代使用的电容池，需要使用的电容组为q个，断开电容池与直流电源的输出端的连接，对于需要使用的电容池，导通所使用的电容组对应的电容开关阵列 ((Kxq111
…
K1x11n)
…
(Kxq211
…
K1x21n)
…
(Kxq1n1
…
Kx11nn)
…
(Kxq2n1
…
Kxq2nn))；导通所使用的电容池对应的开关模组的第二区域开关((Sx211
…
Sx21n)
…
(Sx2n1
…
Sx2nn))以及开关模组的第三区域开关((Sx311
…
Sx31n)
…
(Sx3n1
…
Sx3nn))，剩下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲电场技术的实现电路，包括直流电源、全桥拓扑开关电路和输出接口，所述直流电源并联于所述全桥拓扑开关电路的输入端，所述全桥拓扑开关电路用于将高压脉冲信号通过输出接口输出，其特征在于，所述全桥拓扑开关电路中的每一个开关模组的两端并联了电容池，并且各电容池的其中一端都并联于直流电源的输出端，通过设置所述电容池中电容开关阵列的开关状态，给各开关模组提供不同的充电电压。2.如权利要求1所述的一种脉冲电场技术的实现电路，其特征在于，所述电容池中并联了多条电容支路，所述电容支路串联了电容开关阵列和电容组，所述电容开关阵列由多个开关单元串联而成，每一个开关单元内，由多个开关子单元并联构成。3.如权利要求2所述的一种脉冲电场技术的实现电路，其特征在于，所述电容开关阵列中的开关都带有体二极管，并且位于上半部分的开关的体二极管与位于下半部分开关的体二极管方向相反。4.如权利要求1
‑
3任一所述的一种脉冲电场技术的实现电路，其特征在于，还包括多个二极管阵列组，每个电容池的输入端与直流电源的输出端之间都串联了二极管阵列组，多个二极管串联为多个二极管支路，并且多个二极管支路并联，构成所述二极管阵列组，所述二极管的方向一致，所述二极管阵列组中二极管的正极与所述直流电源的输出端连接，所述二极管阵列组的负极与所述电容池连接。5.如权利要求4所述的一种脉冲电场技术的实现电路，其特征在于，在所述直流电源输出端还设置了输出开关组，所述输出开关组串联于直流电源输出端和所述二极管阵列组之间，多个电源开关串联为多个电源开关支路，并且多个电源开关支路并联，构成所述输出开关组，其中各电源开关并联了体二极管，体二极管的正极朝向所述二极管阵列组的一端，体二极管的负极朝向所述直流电源的输出端。6.如权利要求5所述的一种脉冲电场技术的实现电路，其特征在于，还包括带通滤波电路，所述带通滤波电路包括带通滤波子电路和带通滤波选择器，通过所述带通滤波选择器使得所述全桥拓扑开关电路输出的脉冲波形通过不同的带通滤波子电路进行滤波，从而输出正弦波形和脉冲波形的组合。7.一种脉冲电场技术的实现方法，其特征在于，构建如权利要求1
‑
6任一所述的一种脉冲电场技术的实现电路，并实现体二极管充电模式，所述体二极管充电模式的充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，
申请(专利权)人：成都科莱弗生命科技有限公司，
类型：发明
国别省市：