一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪制造技术

本申请涉及一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪，属于医疗器械的技术领域，该电路包括：包括多个治疗脉冲电路，多个治疗脉冲电路的输入端均用于接收输入电压，多个治疗脉冲电路的控制端均用于接收PWM信号，多个治疗脉冲电路的输出端均用于输出治疗脉冲；相邻治疗脉冲电路之间设置有第一开关电路，第一开关电路的第一端与一治疗脉冲电路的正极输出端连接，第一开关电路的第二端与另一治疗脉冲电路的负极输出端连接；多个治疗脉冲电路的正极输出端分别通过第二开关电路与对应的用于消融肿瘤的阳极电极连接；多个治疗脉冲电路的负极输出端均通过第三开关电路与用于消融肿瘤的阴极电极连接。本申请有利于提高脉冲治疗仪的治疗效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪


[0001]本申请涉及医疗器械的
，特别涉及一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪。

技术介绍

[0002]高频脉冲治疗仪俗称纳米刀治疗仪，是一种是非热能型肿瘤消融设备，属于III类医疗器械，它是基于不可逆电穿孔原理，利用强脉冲电场，造成靶区肿瘤细胞纳米级微孔，引起细胞凋亡，与射频、微波以及冷冻等传统消融方案相比，具不损害治疗区内血管、胆管、胰管和神经等组织的目的。
[0003]根据研究表明，肿瘤细胞不可逆电穿孔在电场强度为1.5kV/cm，脉冲宽度为100μs时效果最为明显，临床上通常采用电压幅值为3kV、脉冲宽度为100μs的方波脉冲为治疗脉冲，通过控制治疗电极的之间的间距为2cm，每次治疗的脉冲数为90个，脉冲时间间隔为100～1000ms，一次治疗可创建约2cm
×
2cm的消融区。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人发现存在以下缺陷：由于相关技术中多组治疗电极输出的治疗脉冲幅值一致，而肿瘤的形状往往是不规则的，例如消融2cm
×
3cm的肿瘤时，采用电压幅值为3kV的治疗脉冲，宽度方向治疗电极之间的电场强度为1.5kV/cm，而长度方向无论采用一组或两组治疗电极均难以将治疗电极之间的电场强度控制在1.5kV/cm，从而在治疗时部分治疗区域的肿瘤消融效果较差，因此脉冲治疗仪治疗效果有待提高。

技术实现思路

[0005]为了提高脉冲治疗仪的治疗效果，本申请提供了一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪。
[0006]第一方面，本申请提高了一种阵列式脉冲输出电路，采用如下技术方案：一种阵列式脉冲输出电路，其包括：多个治疗脉冲电路，多个所述治疗脉冲电路的输入端均用于接收输入电压，多个所述治疗脉冲电路的控制端均用于接收PWM信号，多个所述治疗脉冲电路的输出端均用于输出治疗脉冲；相邻所述治疗脉冲电路之间设置有第一开关电路，所述第一开关电路的第一端与一所述治疗脉冲电路的正极输出端连接，所述第一开关电路的第二端与另一所述治疗脉冲电路的负极输出端连接；多个所述治疗脉冲电路的正极输出端分别与对应的用于消融肿瘤的阳极电极连接，并且所述治疗脉冲电路的正极输出端与所述阳极电极之间串联有第二开关电路；多个所述治疗脉冲电路的负极输出端均与用于消融肿瘤的阴极电极连接，并且所述治疗脉冲电路的负极输出端与所述阴极电极连接之间串联有第三开关电路。
[0007]通过采用上述技术方案，多个治疗脉冲电路能够通过开关电路串联，当N个治疗脉冲电路串联后，阳极电极和阴极电极之间输出的脉冲幅值为N个治疗脉冲电路输出N个治疗脉冲的电压幅值之和，从而在多组治疗电极联合消融肿瘤时，多组治疗电极的输出的治疗
脉冲幅值可以根据消融部位肿瘤的大小，形状进行调整，例如，本申请能够设置长度方向治疗电极输出的治疗脉冲幅值为6kV，设置宽度方向治疗电极输出的治疗脉冲幅值为4.5kV，从而一次治疗可创建约3cm
×
4cm的消融区；由于本申请能根据肿瘤的形状灵活调整治疗电极输出的治疗脉冲幅值，能够更好的控制肿瘤细胞不可逆电穿孔的电场强度，有利于提高治疗效果。
[0008]可选的，相邻所述治疗脉冲电路的正极输出端之间串联有第四开关电路；所述第四开关电路的第一端与一所述治疗脉冲电路的正极输出端连接，所述第四开关电路的第二端与另一所述治疗脉冲电路对应的所述阳极电极连接。
[0009]通过采用上述技术方案，多个阳极电极通过开关电路并联，任意一阳极电极和阴极电极均能组成一组治疗电极，从而有利于医生使用多组治疗电极联合消融肿瘤。
[0010]可选的，所述阵列式脉冲输出电路还包括开关控制模块，所述开关控制模块分别与所述第一开关电路的控制端、所述第二开关电路的控制端、所述第三开关电路的控制端和所述第四开关电路的控制端连接，所述开关控制模块输出用于控制所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第三开关电路和所述第四开关电路通断的控制信号SW。
[0011]通过采用上述技术方案，能够便于控制多个开关电路。
[0012]可选的，所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第三开关电路和所述第四开关电路的电路结构相同，所述第一开关电路包括光电耦合器OC，第一电阻器R1、第二电阻器R2和继电器KM；其中，所述第一电阻器R1的一端连接有第一电源VCC1，所述第一电阻器R1的另一端与所述光电耦合器OC初级阳极端连接，所述光电耦合器OC初级阴极端与所述开关电路的控制端连接；所述第二电阻器R2的一端与所述第一电源VCC1连接，所述第二电阻器R2的另一端与所述光电耦合器OC次级集电极端连接，所述光电耦合器OC次级发射极端与所述继电器KM励磁线圈的一端连接，所述继电器KM励磁线圈的另一端接地；所述继电器KM被控开关的一端与所述开关电路的第一端连接，所述继电器KM被控开关的另一端与所述开关电路的第二端连接。
[0013]通过采用上述技术方案，当控制信号SW为低电平时，光电耦合器OC初级阳极和初级负极之间的电压大于光电耦合器初级的导通电压，光电耦合器初级的发光元件发光，光电耦合器OC次级的受光元件受光后导通，使继电器KM励磁线圈得电，进而改变继电器KM被控开关的通断状态。
[0014]可选的，所述治疗脉冲电路包括第一驱动芯片U1和第一半桥逆变电路，所述PWM信号包括第一PWM信号；其中，所述第一驱动芯片U1的控制端PWM与所述治疗脉冲电路的第一控制端连接，用于所述接收第一PWM信号，所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA用于输出第一驱动信号，所述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB用于输出第二驱动信号，所述第一驱动信号与所述第二驱动信号相位相差180
°
；所述第一半桥逆变电路的输入端与所述治疗脉冲电路的输入端连接；所述第一半桥逆变电路的上桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA连接，用于接收所述第一驱动信号；
所述第一半桥逆变电路的下桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB连接，用于接收所述第二驱动信号；所述第一半桥逆变电路的输出端与所述治疗脉冲电路的第一输出端连接。
[0015]通过采用上述技术方案，由于驱动芯片U在接收到第一PWM信号后够输出互补的第一驱动信号和第二驱动信号，当第一驱动信号驱动半桥逆变电路的上桥臂导通时，第二驱动信号驱动半桥逆变电路的下桥臂断开，此时半桥逆变电路的输出端电压等于输入电压；当第一驱动信号驱动半桥逆变电路的上桥臂断开时，第二驱动信号驱动半桥逆变电路的下桥臂导通，此时半桥逆变电路的输出端电压为零，形成电压脉冲。
[0016]可选的，所述第一半桥逆变电路包括第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；其中，所述第三电阻器R3的一端与所述半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，所述第三电阻器R3的另一端分别与所述第四电阻器R4的一端和所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述半桥逆变电路的正极输入端连接，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：包括多个治疗脉冲电路（110），多个所述治疗脉冲电路（110）的输入端均用于接收输入电压，多个所述治疗脉冲电路（110）的控制端均用于接收PWM信号，多个所述治疗脉冲电路（110）的输出端均用于输出治疗脉冲；相邻所述治疗脉冲电路（110）之间设置有第一开关电路（121），所述第一开关电路（121）的第一端与一所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端连接，所述第一开关电路（121）的第二端与另一所述治疗脉冲电路（110）的负极输出端连接；多个所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端分别与对应的用于消融肿瘤的阳极电极（210）连接，并且所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端与所述阳极电极（210）之间串联有第二开关电路（122）；多个所述治疗脉冲电路（110）的负极输出端均与用于消融肿瘤的阴极电极（220）连接，并且所述治疗脉冲电路（110）的负极输出端与所述阴极电极（220）连接之间串联有第三开关电路（123）。2.根据权利要求1所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：相邻所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端之间串联有第四开关电路（124）；所述第四开关电路（124）的第一端与一所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端连接，所述第四开关电路（124）的第二端与另一所述治疗脉冲电路（110）对应的所述阳极电极（210）连接。3.根据权利要求2所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述阵列式脉冲输出电路（100）还包括开关控制模块（130），所述开关控制模块（130）分别与所述第一开关电路（121）的控制端、所述第二开关电路（122）的控制端、所述第三开关电路（123）的控制端和所述第四开关电路（124）的控制端连接，所述开关控制模块（130）输出用于控制所述第一开关电路（121）、所述第二开关电路（122）、所述第三开关电路（123）和所述第四开关电路（124）通断的控制信号SW。4.根据权利要求3所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述第一开关电路（121）、所述第二开关电路（122）、所述第三开关电路（123）和所述第四开关电路（124）的电路结构相同，所述第一开关电路（121）包括光电耦合器OC，第一电阻器R1、第二电阻器R2和继电器KM；其中，所述第一电阻器R1的一端连接有第一电源VCC1，所述第一电阻器R1的另一端与所述光电耦合器OC初级阳极端连接，所述光电耦合器OC初级阴极端与所述开关电路的控制端连接；所述第二电阻器R2的一端与所述第一电源VCC1连接，所述第二电阻器R2的另一端与所述光电耦合器OC次级集电极端连接，所述光电耦合器OC次级发射极端与所述继电器KM励磁线圈的一端连接，所述继电器KM励磁线圈的另一端接地；所述继电器KM被控开关的一端与所述开关电路的第一端连接，所述继电器KM被控开关的另一端与所述开关电路的第二端连接。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述治疗脉冲电路（110）包括第一驱动芯片U1和第一半桥逆变电路（111），所述PWM信号包括第一PWM信号；其中，所述第一驱动芯片U1的控制端PWM与所述治疗脉冲电路（110）的第一控制端连接，用于接收所述第一PWM信号，所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA用于输出第一驱动信号，所
述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB用于输出第二驱动信号，所述第一驱动信号与所述第二驱动信号相位相差180
°
；所述第一半桥逆变电路（111）的输入端与所述治疗脉冲电路（110）的输入端连接，所述第一半桥逆变电路（111）的上桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA连接，用于接收所述第一驱动信号；所述第一半桥逆变电路（111）的下桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第二输出端O...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙轶徽，刘明欣，唐华松，
申请(专利权)人：上海倍可达医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：