脉冲发生系统、不可逆电穿孔设备及相关方法技术方案

本申请提供一种脉冲发生系统、不可逆电穿孔设备及相关方法，通过脉冲发生系统，能根据控制信号控制脉冲发送电路的导通情况来生成高压脉冲信号，通过至少一对电极将高压脉冲信号施加在生物组织上，这样使得生物组织进行不可逆电穿孔，使得生物组织内的细胞消亡；并且，通过该脉冲发生系统，还能生成低压脉冲信号，通过低压脉冲信号来采集生物组织的电信息，进而通过电信息来判断不可逆电穿孔的效果，确定是否继续通过高压脉冲信号对该生物组织进行不可逆电穿孔处理，这样通过一个脉冲发生系统就可以完成高压脉冲和低压脉冲的产生，无需再增加其他的设备，使得使用更加方便，并且，由于是一个电路完成的，控制效果更好。控制效果更好。控制效果更好。

【技术实现步骤摘要】
脉冲发生系统、不可逆电穿孔设备及相关方法


[0001]本申请涉及生物检测
，尤其涉及一种脉冲发生系统、不可逆电穿孔设备及相关方法。

技术介绍

[0002]不可逆电穿孔，是通过外加高压脉冲电场作用于细胞，使得细胞膜发生不可逆的破坏即不可逆电穿孔，导致细胞内外生理平衡打破，最终导致细胞死亡。这样可以应用于肿瘤病灶治疗中，通过不可逆电穿孔使得肿瘤细胞消亡，进而达到临床治疗的目的。
[0003]但是现有技术中的脉冲发生系统只能产生高压脉冲，这种高压脉冲只能使得细胞消亡，但是细胞消亡的效果无法获知，需要利用其他的设备来检测，这样使用起来繁琐复杂，控制效果不好。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种脉冲发生系统、不可逆电穿孔设备及相关方法用以解决或部分解决上述技术问题。
[0005]基于上述目的，本申请的第一方面提供了一种脉冲发生系统，包括：
[0006]脉冲发生电路，被配置为生成高压脉冲信号和低压脉冲信号，通过至少一对电极将所述高压脉冲信号和所述低压脉冲信号施加至生物组织，其中，通过所述高压脉冲信号对所述生物组织细胞的细胞膜进行不可逆电穿孔，通过所述低压脉冲信号测量所述生物组织的电信息以确定所述不可逆电穿孔效果。
[0007]基于同一个专利技术构思，本申请的第二方面提出一种不可逆电穿孔设备，包括：
[0008]控制单元、第一方面所述的脉冲发生系统和数据采集与处理单元；
[0009]所述控制单元，被配置控制所述脉冲发生系统和所述数据采集与处理单元的运行；
[0010]所述脉冲发生系统，被配置为根据所述控制单元的控制信号控制脉冲发生电路产生高压脉冲信号或所述低压脉冲信号施加至生物组织，并将通过低压脉冲信号测量所述生物组织的电信息；
[0011]所述数据采集与处理单元，被配置为根据控制单元发来的采集信号从所述脉冲发生系统中采集所述电信息，并对所述电信息进行数据处理，得到阻抗谱输出。
[0012]基于同一个专利技术构思，本申请的第三方面提出一种脉冲发生方法，应用于第一方面所述的脉冲发生系统，所述脉冲发生方法包括：
[0013]将所述生物组织置于脉冲发生电路的至少一对电极间；
[0014]接收控制信号；
[0015]响应于确定所述控制信号为高压脉冲产生信号，控制所述脉冲发生电路产生高压脉冲信号，将所述高压脉冲信号通过所述至少一对电极施加至所述生物组织上，使得通过所述高压脉冲信号对所述生物组织细胞的细胞膜进行不可逆电穿孔；
[0016]响应于确定所述控制信号为低压脉冲产生信号，控制所述脉冲发生电路产生低压脉冲信号，将所述低压脉冲信号通过所述至少一对电极施加至所述生物组织上，通过低压脉冲信号测量所述生物组织的电信息以确定所述不可逆电穿孔效果。
[0017]基于同一个专利技术构思，本申请的第四方面提出一种不可逆电穿孔方法，应用于第二方面所述的不可逆电穿孔设备，所述不可逆电穿孔方法，包括：
[0018]利用控制单元生成控制信号，将所述控制信号发送至所述脉冲发生系统；
[0019]响应于确定所述控制信号为高压脉冲生成信号，通过所述脉冲发生系统生成高压脉冲信号施加至生物组织；
[0020]响应于确定所述控制信号为低压脉冲生成信号，通过所述脉冲发生系统生成低压脉冲信号施加至生物组织并将通过低压脉冲信号测量所述生物组织的电信息发送至数据采集与处理单元；
[0021]利用所述数据采集与处理单元采集所述电信息，对所述电信息进行运算处理得到阻抗谱，将所述阻抗谱输出。
[0022]从上面所述可以看出，本申请提供的脉冲发生系统、不可逆电穿孔设备及相关方法，通过脉冲发生系统，能根据控制信号控制脉冲发送电路的导通情况来生成高压脉冲信号，通过至少一对电极将高压脉冲信号施加在生物组织上，这样使得生物组织进行不可逆电穿孔，使得生物组织内的细胞消亡；并且，通过该脉冲发生系统，还能生成低压脉冲信号，通过低压脉冲信号来采集生物组织的电信息，进而通过电信息来判断不可逆电穿孔的效果，确定是否继续通过高压脉冲信号对该生物组织进行不可逆电穿孔处理，这样通过一个脉冲发生系统就可以完成高压脉冲和低压脉冲的产生，无需再增加其他的设备，使得使用更加方便，并且，由于是一个电路完成的，控制效果更好。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1
‑
1为本申请实施例的脉冲发生系统的结构示意图；
[0025]图1
‑
2为本申请实施例的脉冲发生系统的基础电路结构示意图；
[0026]图1
‑
3为本申请实施例的脉冲发生系统的分级电路结构示意图；
[0027]图1
‑
4为本申请实施例的设有4组分级电路的脉冲发生系统的电路结构示意图；
[0028]图2为本申请实施例的不可逆电穿孔设备的结构示意图；
[0029]图3
‑
1a为本申请实施例的充电过程的电路结构示意图；
[0030]图3
‑
1b为本申请实施例的产生正极高电压脉冲信号的电路结构示意图；
[0031]图3
‑
1c为本申请实施例的产生负极高电压脉冲信号的电路结构示意图；
[0032]图3
‑
2a为本申请实施例的产生正极低电压脉冲信号的电路结构示意图；
[0033]图3
‑
2b为本申请实施例的产生负极低电压脉冲信号的电路结构示意图；
[0034]图3
‑
3a为单个正极高压脉冲信号的示意图；
[0035]图3
‑
3b为正极高压脉冲串的示意图；
[0036]图3
‑
3c单个双极高压脉冲信号的示意图；
[0037]图3
‑
3d双极高压脉冲串的示意图；
[0038]图3
‑
4a为双极高压脉冲串后跟随了2个双极低压脉冲串的示意图；
[0039]图3
‑
4b为双极高压脉冲串后跟随了2个幅值调节后的双极低压脉冲串的示意图；
[0040]图3
‑
4c为双极高压脉冲串后跟随了正、负极性低压脉冲串的示意图；
[0041]图3
‑
4d为双极高压脉冲串后跟随了脉冲宽度逐步增加的正极性低压脉冲串的示意图；
[0042]图3
‑
5a为不同生物组织负载阻抗下的低压脉冲电压波形的示意图；
[0043]图3
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5b为低压脉冲频谱的示意图；
[0044]图3
‑
5c为低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲发生系统，其特征在于，包括：脉冲发生电路，被配置为生成高压脉冲信号和低压脉冲信号，通过至少一对电极将所述高压脉冲信号和所述低压脉冲信号施加至生物组织，其中，通过所述高压脉冲信号对所述生物组织细胞的细胞膜进行不可逆电穿孔，通过所述低压脉冲信号测量所述生物组织的电信息以确定所述不可逆电穿孔效果。2.根据权利要求1所述的脉冲发生系统，其特征在于，所述脉冲发生电路包括：第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路，所述至少一对电极至少包括：第一电极和第二电极，所述第一电极设置在所述第一脉冲发生电路的输出端，所述第二电极设置在所述第二脉冲发生电路的输出端；所述第一脉冲发生电路根据控制信号生成正极高压脉冲信号，将所述正极高压脉冲信号通过所述第一电极施加至所述生物组织，同时控制所述第二脉冲发生电路的第二电极连通接地端；和/或，所述第二脉冲发生电路根据控制信号生成负极高压脉冲信号，将所述负极高压脉冲信号通过所述第二电极施加至所述生物组织，同时控制所述第一脉冲发生电路的第一电极连通接地端。3.根据权利要求2所述的脉冲发生系统，其特征在于，在所述第一脉冲发生电路的输出端串联第一可变电阻R
d1
，所述第二脉冲发生器的输出端串联第二可变电阻R
d2
；将所述第一脉冲发生电路中的所述第一可变电阻R
d1
通电接通，通过所述第一可变电阻R
d1
分压所述正极高压脉冲信号得到正极低压脉冲信号，将所述正极低压脉冲信号通过所述第一电极施加至所述生物组织，同时控制所述第二脉冲发生电路的第二电极连通接地端；和/或，将所述第二脉冲发生电路中的所述第二可变电阻R
d2
通电接通，通过所述第二可变电阻R
d2
分压所述负极高压脉冲信号得到负极低压脉冲信号，将所述负极低压脉冲信号通过所述第二电极施加至所述生物组织，同时控制所述第二脉冲发生电路的第一电极连通接地端。4.根据权利要求3所述的脉冲发生系统，其特征在于，所述第一脉冲发生电路包括：第一电阻，与电源连接；第一电容，一端与所述第一电阻连接，另一端连通接地端；开关Q1和开关Q2，串联的所述开关Q1和所述开关Q2与所述第一电容并联，在所述开关Q1和所述开关Q2中间通过导线与所述第一电极连接；所述第一可变电阻R
d1
，一端与所述第一电阻连接，另一端与所述第一电极连接；以及，所述第二脉冲发生电路包括：第二电阻，与电源连接；第二电容，一端与所述第二电阻连接，另一端连通接地端；开关Q11和开关Q12，串联的所述开关Q11和所述开关Q12与所述第二电容并联，在所述开关Q11和所述开关Q12中间通过导线与所述第二电极连接；所述第二可变电阻R
d2
，一端与所述第二电阻连接，另一端与所述第二电极连接。5.根据权利要求4所述的脉冲发生系统，其特征在于，在所述第一脉冲发生电路或第二
脉冲发生电路中还并联设置至少一个分级电路，所述分级电路与所述第一电极或所述第二电极连接；所述分级电路，被配置为扩大所述正极高压脉冲信号的电压值或扩大所述负极高压脉冲信号的电压值。6.根据权利要求5所述的脉冲发生系统，其特征在于，所述分级电路包括：分级二极管，一端与所述第一电阻或所述第二电阻连接；分级电容，一端与所述分级二极管连接，另一端与所述开关Q1和所述开关Q2中间连接，或者，另一端与所述开关Q11和所述开关Q12中间连接；第一分级开关和第二分级开关，串联的所述第一分级开关和所述第二分级开关与所述分级电容并联；其中，在所述第一分级开关两端并联下一个分级电路；或者，将所述第一可变电阻R
d1
/所述第二可变电阻R
d2
与所述分级二极管连接，且在所述第一分级开关和所述第二分级开关中间通过导线与所述第一电极/所述第二电极连接。7.根据权利要求1所述的脉冲发生系统，其特征在于，利用所述脉冲发生电路在所述高压脉冲信号的间隔时间内生成所述低压脉冲信号。8.根据权利要求1至7任一项所述的脉冲发生系统，其特征在于，所述高压脉冲信号包括下列至少之一：正极性高压脉冲信号或所述正极性高压脉冲信号重复叠加形成的正极性高压脉冲串、负极性高压脉冲信号或所述负极性高压脉冲信号重复叠加形成的负极性高压脉冲串、由正极性高压脉冲信号和负极性高压脉冲信号交替形成的双极性高压脉冲信号或所述双极性高压脉冲信号重复叠加形成的双极性高压脉冲串；所述低压脉冲信号包括下列至少之一：正极性低压脉冲信号或所述正极性低压脉冲信号重复叠加形成的正极性低压脉冲串、负极性低压脉冲信号或所述负极性低压脉冲信号重复叠加形成的负极性低压脉冲串、由正极性低压脉冲信号和负极性低压脉冲信号交替形成的双极性低压脉冲信号或所述双极性低压脉冲信号重复叠加形成的双极性低压脉冲串。9.一种不可逆电穿孔设备，其特征在于，包括：控制单元、权利要求1至8任一项所述的脉冲发生系统和数据采集与处理单元；所述控制单元，被配置为控制所述脉冲发生系统和所述数据采集与处理单元的运行；所述脉冲发生系统，被配置为根据所述控制单元的控制信号控制脉冲发生电路产生高压脉冲信号或所述低压脉冲信号施加至生物组织，并将通过低压脉冲信号测量所述生物组织的电信息；所述数据采集与处理单元，被配置为根据控制单元发来的采集信号从所述脉冲发生系统中采集所述电信息，并对所述电信息进行数据处理，得到阻抗谱输出。10.一种脉冲发生方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的脉冲发生系统，所述脉冲发生方法包括：接收控制信号；响应于确定所述控制信号为高压脉冲产生信号，控制所述脉冲发生电路产生高压脉冲信号，将所述高压脉冲信号通过所述至少一对电极施加至生物组织上，使得通过所述高压
脉冲信号对所述生...

【专利技术属性】
技术研发人员：衷兴华，汪龙，
申请(专利权)人：杭州维纳安可医疗科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：