【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电穿孔设备，特别涉及一种高频双向不可逆电穿孔脉冲系统。
技术介绍
1、肿瘤是一类常见病、多发病，其中恶性肿瘤是目前危害人类健康最严重的一类疾病。由于恶性肿瘤的发病机制和病因尚未完全了解，因而缺乏根本的预防措施。迄今为止，人类尚无法像治疗其他常见多发病那样地治愈恶性肿瘤。由于恶性肿瘤的难治性，数世纪以来，各国学者除通过手术和放化疗相结合的方法，对恶性肿瘤进行治疗，以取得更长的生存期。但放疗和化疗对人体免疫力影响很大，严重影响生存质量。
2、不可逆电穿孔(irreversibleelectroporation，ire)是一种新兴的治疗肿瘤的非热消融技术。其运用微秒级高压放电脉冲，使受作用细胞的细胞膜上形成纳米级孔隙，从而改变细胞膜的通透性，破坏细胞的内平衡，进而导致细胞凋亡，这一过程称为不可逆电穿孔。不可逆电穿孔的一个典型的治疗方案是在两个电极针之间单向传送电压为1500v/cm，脉冲宽度为50-100μs的方波脉冲，脉冲个数为70–100个。治疗过程中可根据肿瘤的大小和形状调整电极数量、电极间距和电极暴露长度。在使用ire时，最重要的是电场在破坏细胞膜的同时，不会引起热效应，从而引起的组织损伤，因此在临床中有着广泛的应用前景，尤其对于临近重要血管和神经的病灶，可以进行微创消融，提高治疗的安全性。
3、尽管ire在临床中具有良好的前景，但是现有的不可逆电穿孔均采用单极性的高压放电脉冲作用于细胞，当用这项技术对人体的肿瘤细胞进行不可逆消融时，在脉冲放电的瞬间会引起患者的肌肉大幅度的抽搐，诱发患者的
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，能够更好、更均匀地将紧密排列的细胞的诱导跨膜电位提高到模拟电穿孔阈值，从而使消融区域更加均匀。
2、在本专利技术较佳的实施例中，上述高频双向不可逆电穿孔脉冲系统包括上层信息管理装置、下位机控制装置和双向高压脉冲放电主回路。
3、所述上层信息管理装置设置所述双向高压脉冲放电主回路的工作参数，传输至所述下位机控制装置。
4、所述下位机控制装置接收所述上层信息管理装置设置的工作参数，生成控制信号，将所述控制信号传输至所述双向高压脉冲放电主回路。
5、所述双向高压脉冲放电主回路接收所述控制信号，产生高频双向不可逆电穿孔脉冲信号，并将反馈信号回传至所述上层信息管理装置。
6、在本专利技术较佳的实施例中，上述高频双向不可逆电穿孔脉冲系统的所述上层信息管理装置包括参数设置模块、编码信号生成模块、反馈信号接收模块和参数传输模块。
7、所述参数设置模块与用户或输入设备进行数据交互，输入工作参数，所述工作参数包括脉冲频率、脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲形状、脉冲间隔、脉冲升降时间、脉冲重复次数、脉冲模式中的至少一种。
8、所述编码信号生成模块对所述工作参数进行处理、验证、编码和格式转换，生成编码信号，所述编码信号调整所述双向高压脉冲放电主回路的工作状态。
9、所述参数传输模块将所述编码信号传输至所述下位机控制装置。
10、所述反馈信号接收模块接收所述双向高压脉冲放电主回路返回的反馈信号，对所述反馈信号进行解析和处理，并传输至所述编码信号生成模块生成编码信号。
11、在本专利技术较佳的实施例中，上述高频双向不可逆电穿孔脉冲系统的所述下位机控制装置包括高频双向脉冲发生控制模块、时序功能控制模块、储能模块、储能控制模块和ph控制模块。
12、所述高频双向脉冲发生控制模块接收所述工作参数和所述反馈信号，进行分析和处理，生成所述控制信号。
13、所述时序功能控制模块控制充放电开始的时刻和充放电持续的时间。
14、所述储能模块接收、储存和释放电力，提供电力供应。
15、所述储能控制模块监测所述储能模块的剩余容量，根据剩余容量的变化调整所述高频双向不可逆电穿孔脉冲信号的持续时间和强度。
16、所述ph控制模块接收待测组织的ph测量值，根据所述ph测量值调整所述高频双向不可逆电穿孔脉冲信号的持续时间和强度。
17、在本专利技术较佳的实施例中，上述高频双向不可逆电穿孔脉冲系统的所述储能控制模块包括：
18、电容量传感器，采集电容量数据，实时监测所述储能模块内部的电容量大小。
19、储能比较处理单元，将当前电容量大小与预设电容量阈值比较。
20、储能参数调整单元，当前电容量低于预设电容量阈值时，控制所述双向高压脉冲放电主回路的输出端停止输出，当前电容量高于预设电容量阈值时，基于当前电容量调整所述高频双向不可逆电穿孔脉冲信号的脉宽。
21、电容量传感器驱动单元，驱动和控制所述电容量传感器对所述储能模块的电容量进行实时监测。
22、储能信号驱动单元，根据所述储能参数调整单元的调整信号，驱动所述高频双向脉冲发生控制模块和所述时序功能控制模块实现参数的实时调整。
23、储能集成mcu单元，协调所述电容量传感器、所述储能比较处理单元、所述储能参数调整单元、所述电容量传感器驱动单元和所述储能信号驱动单元之间的功能。
24、其技术效果在于：通过实时监测和调整电容量，对电容量进行管理和控制，避免储能模块的过载和损坏，确保能量的高效利用和储存，提高系统的能量利用率；通过控制和调整脉冲信号的输出，保持系统的稳定工作状态，减少系统故障和不稳定性，满足不同实验或应用的需求，提供更大的灵活性和可调节性。
25、在本专利技术较佳的实施例中，上述高频双向不可逆电穿孔脉冲系统的所述ph控制模块包括：
26、ph值采集单元，驱动ph传感器采集靠近电极处的电解产物的ph值数据。
27、ph比较处理单元，将当前ph值大小与预设ph阈值比较。
28、ph参数调整单元，用于当前ph值在预设ph范围内时，缩短脉冲持续时间，降低脉冲强度，当前ph值不在预设ph范围内时，延长脉冲持续时间，增加脉冲强度。
29、ph传感器驱动单元，驱动和控制所述ph传感器对靠近电极处的电解产物的ph值进行实时监测。
30、ph信号驱动单元，根据所述ph参数调整单元的调整信号，驱动所述高频双向脉冲发生控制模块和所述时序功能控制模块实现参数的实时调整。
31、ph集成mcu单元，协调所述ph值采集单元、所述ph比较处理单元、所述ph参数调整单元、所述ph传感器驱动单元、所述ph信号驱动单元和所述ph信号驱动单元之间的功能。
32、其技术效果在于：通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，包括上层信息管理装置、下位机控制装置和双向高压脉冲放电主回路；
2.根据权利要求1所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述上层信息管理装置包括参数设置模块、编码信号生成模块、反馈信号接收模块和参数传输模块；
3.根据权利要求1所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置中，
4.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述储能控制模块包括：
5.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述pH控制模块中，
6.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括第一光电隔离模块和第二光电隔离模块；
7.根据权利要求6所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，每个所述光电隔离模块均包括：
8.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括功率放大电路，对所述控制信号进行功率放大。
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10.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括电压电流检测电路，接收所述双向高压脉冲放电主回路的反馈信号，进行充电电压、放电电压和放电电流的检测，将检测结果上传至所述上层信息管理装置。
11.根据权利要求10所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述电压电流检测电路包括：
12.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括信号滤波模块，对所述反馈信号进行滤波处理。
13.根据权利要求12所述的频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述信号滤波模块包括：
14.根据权利要求1所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述双向高压脉冲放电主回路包括充电电源U1、储能电容组、快速电子开关和放电电极；
15.根据权利要求14所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述储能电容组包括并联连接的大容量电容组和小容量电容组；
16.根据权利要求14所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述快速电子开关包括绝缘栅双极型晶体管和IGBT驱动电路。
17.根据权利要求14所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述充电开关包括第一充电开关KJ1和第二充电开关KJ2；
18.根据权利要求14所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述放电开关包括第一放电开关KJ3和第二放电开关KJ4；
...【技术特征摘要】
1.一种高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，包括上层信息管理装置、下位机控制装置和双向高压脉冲放电主回路；
2.根据权利要求1所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述上层信息管理装置包括参数设置模块、编码信号生成模块、反馈信号接收模块和参数传输模块；
3.根据权利要求1所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置中，
4.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述储能控制模块包括：
5.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述ph控制模块中，
6.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括第一光电隔离模块和第二光电隔离模块；
7.根据权利要求6所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，每个所述光电隔离模块均包括：
8.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括功率放大电路，对所述控制信号进行功率放大。
9.根据权利要求8所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述功率放大电路包括：
10.根据权利要求3所述的高频双向不可逆电穿孔脉冲系统，其特征在于，所述下位机控制装置还包括电压电流检测电路，接...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦君涵，
申请(专利权)人：天津市鹰泰利安康医疗科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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