不可逆电穿孔治疗设备及生物阻抗测量方法技术

本申请涉及一种不可逆电穿孔治疗设备及生物阻抗测量方法。不可逆电穿孔治疗设备包括高压脉冲模块、差分采样模块、电压处理模块、电流传感模块、高频采样模块和主控模块。本申请通过差分采样模块对高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端的电压进行分压、采集，可以在不可逆电穿孔治疗设备进行高压脉冲穿孔时对高压脉冲信号的电压进行实时采样，并通过电压处理模块、电流传感模块和高频采样模块最终得到与目标组织的阻抗对应的数字反馈信号，从而无需在高压脉冲信号的输出间隙额外输出一个脉冲信号，可以实时地获取目标组织的阻抗。可以实时地获取目标组织的阻抗。可以实时地获取目标组织的阻抗。

【技术实现步骤摘要】
不可逆电穿孔治疗设备及生物阻抗测量方法


[0001]本申请属于外科医疗设备
，尤其涉及一种不可逆电穿孔治疗设备及生物阻抗测量方法。

技术介绍

[0002]目前，在利用高频高压电脉冲对肿瘤进行不可逆电穿孔治疗中，其作用机理研究不深入，治疗效果与高压脉冲的峰值电压、脉冲宽度、脉冲间歇时间、脉冲重复频率等都有着密切的关系。除此以外，不可逆电穿孔治疗还缺少一种疗效实时评估手段，以在治疗过程中实时确认治疗效果。同时，疗效实时评估手段还可为上述高压脉冲参数的调整提供依据，以实现个性化和最优化治疗。
[0003]生物体的生理机能、病理状态可能通过肌体的电阻抗反映，即生物电阻抗。近年来生物电阻抗技术大多应用于基础医学、临床论断、人体成分分析等领域。测量生物电阻抗的方法主要有：平衡电桥法、双电极法、四环电极法。近年来，通过时域脉冲响应的时频域变换来获得被测对象电阻抗谱的技术方法已在多个领域得到应用。
[0004]目前，测量不可逆电穿孔治疗过程中的体现治疗过程和结果的组织电阻抗谱都是通过额外施加的测量信号来获取的，无论是施加频域的扫描信号，还是施加低压脉冲，这种测量方式都是在不可逆电穿孔的治疗间隙实施的，难以实现真正的实时监测。且现有技术都是需要额外增加测量信号，不仅增加了治疗时间，增加了系统复杂度，不利于技术的推广应用。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种不可逆电穿孔治疗设备及生物阻抗测量方法，旨在解决传统的不可逆电穿孔治疗设备存在的无法真正的实时获取目标组织的阻抗谱的问题。/>[0006]本申请实施例的第一方面提供了一种不可逆电穿孔治疗设备，包括：高压脉冲模块，被配置为根据脉冲控制信号生成相应的高压脉冲信号，并通过所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端向目标组织施加所述高压脉冲信号；差分采样模块，与所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端连接，被配置为在所述高压脉冲模块向所述目标组织施加所述高压脉冲信号时，根据所述正极输出端和所述负极输出端的电压变化分别生成并输出第一反馈电压和第二反馈电压；电压处理模块，与所述差分采样模块连接，被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成并输出电压反馈信号；电流传感模块，与所述高压脉冲模块连接，被配置为在所述高压脉冲模块向所述目标组织施加所述高压脉冲信号时，根据所述正极输出端或所述负极输出端的电流生成并输出电流反馈信号；高频采样模块，分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，被配置为根据所述电压反馈信号和所述电流反馈信号生成并输出对应的数字反馈信号；主控模块，分别与所述高压脉冲模块和所述高频采样模块连接，被配置为生成并输出所述脉冲控制信号，并根据接收到的所述数字反馈信号生成生物电阻抗谱和调节所述高压脉冲信号。
[0007]其中一实施例中，所述差分采样模块包括第一采样支路和第二采样支路，所述第一采样支路连接在所述正极输出端与所述电压处理模块之间，所述第二采样支路连接在所述负极输出端与所述电压处理模块之间；所述第一采样支路被配置为生成所述第一反馈电压，所述第二采样支路被配置为生成所述第二反馈电压。
[0008]其中一实施例中，所述第一采样支路包括第一宽带分压单元和第一单端放大单元；所述第一宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第一单端放大单元连接，所述第一单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第一单端放大单元被配置为根据所述第一宽带分压单元分压得到的电压生成所述第一反馈电压。
[0009]其中一实施例中，所述第二采样支路包括第二宽带分压单元和第二单端放大单元；所述第二宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第二单端放大单元连接，所述第二单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第二单端放大单元被配置为根据所述第二宽带分压单元分压得到的电压生成所述第二反馈电压。
[0010]其中一实施例中，所述第一采样支路还包括第一保护单元，所述第二采样支路还包括第二保护单元，所述第一保护单元连接在所述第一宽带分压单元和所述第一单端放大单元之间，所述第二保护单元连接在所述第二宽带分压单元和所述第二单端放大单元之间；所述第一保护单元和所述第二保护单元被配置为分别限制传输至所述第一单端放大单元和所述第二单端放大单元的电压的幅值。
[0011]其中一实施例中，所述电压处理模块包括相互连接的差分放大单元和第三保护单元，所述差分放大单元还与所述差分采样模块连接，所述差分放大单元被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成所述电压反馈信号，所述第三保护单元还与所述高频采样模块连接，所述第三保护单元被配置为限制传输至所述高频采样模块的电压的幅值。
[0012]其中一实施例中，所述电流传感模块包括耦合线圈和负载单元，所述耦合线圈套设在所述正极输出端或所述负极输出端的输出导线上，所述耦合线圈的输出端与所述负载单元连接，所述负载单元还与所述高频采样模块连接，所述耦合线圈被配置为根据所述输出导线的电流生成相应的感应电流，所述负载单元被配置为根据所述感应电流生成并输出所述电流反馈信号。
[0013]其中一实施例中，所述高频采样模块包括依次连接的滤波整形单元、量程选择单元、AD转换单元和采样处理单元，所述滤波整形单元分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，所述采样处理单元与所述主控模块连接以及所述量程选择单元连接；所述滤波整形单元被配置为将接收到的所述电压反馈信号和所述电流反馈信号按照设定的量程进行转换得到对应的模拟信号，所述AD转换单元被配置为根据预设频率对所述模拟信号进行采样得到数字信号；所述采样处理单元被配置为根据所述AD转换单元输出的所述数字信号生成相应的数字反馈信号并根据所述数字反馈信号配置所述量程选择单元的量程。
[0014]本申请实施例的第二方面提供了一种生物阻抗测量方法，应用于如上述的不可逆电穿孔治疗设备，所述生物阻抗测量方法包括：在所述高压脉冲模块输出高压脉冲信号的情况下，获取所述高频采样模块提供的所述数字反馈信号；其中，所述数字反馈信号包括电压数字信号和电流数字信号；将所述数字反馈信号进行小波去噪滤波处理，得到重构信号；其中，所述重构信号包括与所述电压数字信号对应的电压重构信号以及与所述电流数字信
号对应的电流重构信号；将重构信号进行快速傅里叶变换，得到所述目标组织的生物电阻抗。
[0015]其中一实施例中，所述将所述数字反馈信号进行小波去噪滤波处理包括：将所述数字反馈信号进行离散小波变换，得到各层小波系数C
j,k
，其中，k为第j层小波空间的小波系数阶数；将各个所述小波系数C
j,k
代入阈值函数以进行阈值函数处理；将阈值函数处理后的所述小波系数C
j,k
进行离散小波反变换得到所述重构信号。
[0016]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过差分采样模块对高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端的电压进行分压、采集，可以在不可逆电穿孔治疗设备进行高压脉冲穿孔时对高压脉冲信号的电压进行实时采样，并通过电压处理模块、电流传感模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，包括：高压脉冲模块，被配置为根据脉冲控制信号生成相应的高压脉冲信号，并通过所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端向目标组织施加所述高压脉冲信号；差分采样模块，与所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端连接，被配置为在所述高压脉冲模块向所述目标组织施加所述高压脉冲信号时，根据所述正极输出端和所述负极输出端的电压变化分别生成并输出第一反馈电压和第二反馈电压；电压处理模块，与所述差分采样模块连接，被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成并输出电压反馈信号；电流传感模块，与所述高压脉冲模块连接，被配置为在所述高压脉冲模块向所述目标组织施加所述高压脉冲信号时，根据所述正极输出端或所述负极输出端的电流生成并输出电流反馈信号；高频采样模块，分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，被配置为根据所述电压反馈信号和所述电流反馈信号生成并输出对应的数字反馈信号；主控模块，分别与所述高压脉冲模块和所述高频采样模块连接，被配置为生成并输出所述脉冲控制信号，并根据接收到的所述数字反馈信号生成生物电阻抗谱和调节所述高压脉冲信号。2.如权利要求1所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述差分采样模块包括第一采样支路和第二采样支路，所述第一采样支路连接在所述正极输出端与所述电压处理模块之间，所述第二采样支路连接在所述负极输出端与所述电压处理模块之间；所述第一采样支路被配置为生成所述第一反馈电压，所述第二采样支路被配置为生成所述第二反馈电压。3.如权利要求2所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述第一采样支路包括第一宽带分压单元和第一单端放大单元；所述第一宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第一单端放大单元连接，所述第一单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第一单端放大单元被配置为根据所述第一宽带分压单元分压得到的电压生成所述第一反馈电压。4.如权利要求3所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述第二采样支路包括第二宽带分压单元和第二单端放大单元；所述第二宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第二单端放大单元连接，所述第二单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第二单端放大单元被配置为根据所述第二宽带分压单元分压得到的电压生成所述第二反馈电压。5.如权利要求4所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述第一采样支路还包括第一保护单元，所述第二采样支路还包括第二保护单元，所述第一保护单元连接在所述第一宽带分压单元和所述第一单端放大单元之间，所述第二保护单元连接在所述第二宽带分压单元和所述第二单端放大单元之间；所述第一保护单元和所述第二保护单元被配置为分别限制传输至所述第一单端放大单元和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭坚文，李建勇，徐黎，夏舒河，
申请(专利权)人：深圳迈微医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：