一种多通道高压电脉冲发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种多通道高压电脉冲发生器，其特征在于：是由主控模块、高压电源模块、脉冲功率模块、线路切换模块和过流保护模块五个部分组成，主控模块分别控制高压电源模块、脉冲功率模块、线路切换模块，监控仪连接主控模块，高压电源模块输出高压给脉冲功率模块，脉冲功率输出模块通过输入输出切换模块输出高压脉冲，过流保护模块将采集输入输出切换模块信号输送给主控模块。本发明专利技术的高压电脉冲发生器，将包括高压电源在内的所有部件全部安装与一个机壳内，具有结构简单，体积小，重量轻，电压调整非常方便直观、操作便捷，可快速切换输出通道，脉冲输出各项参数可精确设置，极大的提高电脉冲消融术的手术效率和治疗效果。的提高电脉冲消融术的手术效率和治疗效果。的提高电脉冲消融术的手术效率和治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道高压电脉冲发生器


[0001]本专利技术属于高压电脉的控制装置和控制方法，具体涉及一种多通道高压电脉冲发生器。

技术介绍

[0002]基于肺静脉隔离的导管消融术是目前用于治疗心房颤动的主要技术手段，是房颤患者恢复和维持窦性心律的有效方法，目前，用于消融的能量来源以射频能量为主，冷冻能量为次，这两种方法都可以实现有效的消融隔离，但同时带来的是很明显的局限性，主要表现为对消融组织区域的缺乏选择性，过于依赖导管贴靠力，及对附近食管、冠状动脉和膈神经造成损伤等等。针对这些问题，有人专利技术改进了带压力感应并依据消融指数(AI)或损伤指数(LSI)进行精准安全的射频消融方法，另外也有人专利技术改进了高功率短时间(HPSD)的新型消融方法，但这些消融手段其根源是靠热能释放因此不可避免地会对附近组织造成一定损伤的这一先天缺点却是无法克服的。于是一种新型的高压电脉冲消融技术脱颖而出，脉冲电场(Pulse Field Ablation)消融法是以高压脉冲电场为能量释放的一种新型消融方法。工作时，在短时间内释放系列高电压窄脉宽的脉冲串电场能量，在高压电场下，受电阈值最低的心肌细胞膜产生不可逆电穿孔并使整个细胞逐渐破碎消融，而其它组织细胞的受电阈值较高，其损伤是可逆的，这样既实现了对心肌传导系统的定向阻隔，又避免了附近组织的损伤带来的并发症。这种新技术完全克服了射频消融方式的局限性，消融过程不产生高温，对消融目标之外的其它生理组织几乎不产生额外损伤。然而，作为一种新型消融技术，目前高压电脉冲消融术也存在一些设计和功能上的不足，比如作为脉冲能量源的高压电源存在电压调整不便的缺点；或脉冲发生装置输出的脉冲存在线路单一，无法精确控制输出电脉冲的数量的缺点。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种多通道高压电脉冲发生器。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种多通道高压电脉冲发生器，是由主控模块、高压电源模块、脉冲功率模块、线路切换模块和过流保护模块五个部分组成。主控模块配备触摸显示屏，可以显示实时电压、故障信息，是整个设备的控制核心。高压电源模块与主控模块之间通过RS485进行通讯，通过主控模块的触摸显示屏设置高压电源模块的电压，然后由主控系统发出指令控制高压电源的输出电压值，并通过显示屏显示实时电压，因此，这种高压电源模块具有电压调整非常方便直观、操作便捷明了的优点。一个脉冲发生器内可以配置多个脉冲功率模块，但线路切换模块只有一个，这些脉冲功率模块的输出端都接到线路切换模块的输入端，线路切换模块的输出端接到导管电极，在设备工作时，预先在触摸显示屏设置好要释放脉冲的通道号、脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲数量的参数，然后通过主控模块来控制线路切换模块内部电路开关的通断来实现任意输出通道的选择，通过主控模块来控制脉冲功率模块输出的脉冲宽
度、脉冲间隔、脉冲数量，具备了输出通道灵活选择，输出脉冲参数精确的优点。而过流保护模块会在输出脉冲电流发生过流或短路的情况时触发保护信号并反馈给主控模块，主控模块收到触发保护信号后立刻停止脉冲输出，实现保护目的。
[0006]主控模块通过触摸显示屏，显示实时电压信息、故障信息。
[0007]主控模块通过触摸显示屏设置输出通道，设置脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲数量，开启或关闭脉冲交叉输出，并控制脉冲功率模块输出所需高压脉冲。
[0008]主控模块控制开启或关闭心电不应期信号触发功能。心肌细胞在产生动作电位后，若立刻再次刺激心肌细胞(因为此时心肌细胞动作电位未复级化(回到静息电位)，则此时心肌细胞不会产生新的动作，这段时间被称为有效不应期。基于这一原理，在有效不应期内对心肌细胞实施脉冲放电是相对安全的。
[0009]当开启心电不应期信号触发功能后，主控模块只有接收到来自心电监护仪的不应期触发信号，才会立刻输出高压脉冲。
[0010]高压电源模块其输出电压受主控模块命令控制。高压电源模块的高频变压器初级构成半桥推挽式拓扑结构，次级输出组成桥式整流，用于将24V直流低压转换为200V～2000V直流高压。
[0011]高压电源模块具有内部独立单片机稳压闭环控制，通过采样电路对输出高压进行采样，经内部单片机数据处理后控制升压驱动芯片，最终达到稳压目的。
[0012]脉冲功率模块负责产生高压脉冲，其脉冲驱动信号由主控模块产生，输出电压由高压电源模块提供。
[0013]脉冲功率模块将来自主控的高频脉冲驱动信号放大为高压大电流的脉冲电压并输出至线路切换模块，再由线路切换模块通过导管电极输出到放电目标。
[0014]每个脉冲功率模块单元接收来自主控模块的2路独立脉冲驱动信号，输出200V～2000V的双向高压脉冲。
[0015]脉冲功率模块其输出的高压脉冲信号具备以下性能参数：200V～2000V双向高压脉冲，输出脉宽1us～50us，脉冲间隔4us～100us，输出脉冲数1～100。
[0016]线路切换模块负责高压电脉冲输出、生物电采集、输出线短路/断路检测这三种工作状态的切换工作，其工作状态受控于主控模块。
[0017]在设备开机后，线路切换模块默认处于生物电采集模式，此时主控模块控制线路切换模块，使导管电极与外接的生物电采集设备直接连接形成生物电信号通路，用以获得病人体内病灶部位的生物电信息。
[0018]当设备准备启动输出高压脉冲时，主控模块会控制线路切换模块先由生物电采集模式切换为输出线短路/断路检测模式，此时模块断开导管电极与生物电检测设备之间的连接，将输出导管电极与模块内部检测电路直接连接，并将检测信号传输至主控模块，经主控模块进行计算后得出检测结果。这是出于手术安全考虑而为之，目的是检测输出线路到导管电极之间是否存在短路或断路这两种异常情况，只有无异常才会在下一步真正启动高压脉冲输出。
[0019]当输出线检测结果正常(即不存在短路或断路情况)，主控模块控制线路切换模块由输出线短路/断路检测模式切换为脉冲输出模式，此时模块断开导管电极与内部检测电路之间的连接，转而将导管电极与脉冲功率模块的输出端连接，并控制脉冲功率模块输出
高压脉冲。
[0020]过流检测模块负责采集输出线路上高压电脉冲的电流数据，并与预设的过流阈值进行对比，超过阈值则输出保护信号至主控模块，主控模块收到保护信号后立刻关闭脉冲输出。
[0021]本专利技术的优点是：
[0022]本方案采用的脉冲电场(Pulse Field Ablation)消融法是一种非热能能量消融法，依靠脉冲发生器发出的可控脉冲电场对相关组织进行精准安全消融，消融过程中不产生高温，不会对附近组织造成损伤，而且消融时间大大缩短，这一方法有效克服了射频消融、冷冻消融等热能能量消融方式的效果难以控制，附带损伤大，消融时间长的固有缺点，极大的提升了消融手术的治疗效果。根据本方案设计的高压电脉冲发生器，将包括高压电源在内的所有部件全部安装与一个机壳内，具有结构简单，体积小，重量轻，电压调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道高压电脉冲发生器，其特征在于：是由主控模块、高压电源模块、脉冲功率模块、线路切换模块和过流保护模块五个部分组成，主控模块分别控制高压电源模块、脉冲功率模块、线路切换模块，监控仪连接主控模块，高压电源模块输出高压给脉冲功率模块，脉冲功率输出模块通过输入输出切换模块输出高压脉冲，过流保护模块将采集输入输出切换模块信号输送给主控模块。2.根据权利要求1所述的一种多通道高压电脉冲发生器，其特征在于：高压电源模块的高频变压器初级构成半桥推挽式拓扑结构，次级输出组成桥式整流，用于将24V直流低压转换为200V～2000V直流高压。3.根据权利要求1所述的一种多通道高压电脉冲发生器，其特征在于：主控模块通过触摸显示屏设置输出通道，设置脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲数量，开启或关闭脉冲交叉输出，并控制脉冲功率模块输出所需高压脉冲。4.根据权利要求1所述的一种多通道高压电脉冲发生器，其特征在于：脉冲功率模块其输出的高压脉冲信号具备以下性能参数：200V～2000V双向高压脉冲，输出脉宽1us～50us，脉冲间隔4us...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙咸有，
申请(专利权)人：铂杭杭州医疗科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：