一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统技术方案

本发明专利技术公开了一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统，包括显示屏、脚踏开关、控制单元、高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针；控制单元分别与显示屏、脚踏开关、高压恒流直流电源模块、储能控制模块和六相陡脉冲发生模块通信连接；高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针依次通信连接。本发明专利技术可实现纳秒级脉冲输出，提高肿瘤消融的治疗效率，缩短手术时间。该系统拓扑可实现六相直接输出，无需使用高压继电器，可实现高频率的针组切换，增加可靠性。加可靠性。加可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统


[0001]本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统。

技术介绍

[0002]近年来，脉冲电场引起的细胞电穿孔现象(EP)逐渐引起生物医学领域研究人员的重视，并将其应用于癌症的治疗，提出了电化学疗法(ECT)和不可逆电穿孔疗法。研究发现，细胞在发生电穿孔效应后，随着脉冲强度的升高和脉冲作用时间的增加，将发生细胞膜的不可逆性电击穿，造成细胞膜破裂直至细胞死亡。利用这一特性，研究人员提出了不可逆电穿孔疗法，作为一种新型的非热效应的肿瘤消融手段，不可逆电穿孔疗法单独使用脉宽为μs～ms级、场强为kv/cm级的电脉冲作用于癌症组织，使癌症细胞发生不可逆性电击穿，这样就破坏了癌症细胞的生存条件，达到了杀伤癌症细胞的目的。不可逆电穿孔消融作为微创消融技术，治疗机理是通过高压脉冲发生器发射一定频率的直流电，使电极针周围组织中电子激发而直接击穿肿瘤组织细胞。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统包括显示屏、脚踏开关、控制单元、高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针；
[0005]控制单元分别与显示屏、脚踏开关、高压恒流直流电源模块、储能控制模块和六相陡脉冲发生模块通信连接；高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针依次通信连接。
[0006]进一步地，显示屏用于输入六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的参数；
[0007]脚踏开关用于控制六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的启动和停止；
[0008]高压恒流直流电源模块用于提供高压电能；
[0009]储能控制模块用于存储高压电能，并控制高压电能的储能和释能；
[0010]六相陡脉冲发生模块用于将高压电能转换为六相陡脉冲能量；
[0011]消融探针用于将六相陡脉冲能量传输至人体目标肿瘤组织；
[0012]控制单元用于将储能控制模块中储能元件电压值保持在设定电压值，且通过控制六相陡脉冲发生模块进行高压电能转换，将转换得到的六相陡脉冲能量传输至人体目标肿瘤组织。
[0013]进一步地，六相陡脉冲发生模块包括高压正极、高压负极、第一上臂开关组、第一下臂开关组、第二上臂开关组、第二下臂开关组、第三上臂开关组、第三下臂开关组、第四上臂开关组、第四下臂开关组、第五上臂开关组、第五下臂开关组、第六上臂开关组和第六下臂开关组；
[0014]第一上臂开关组、第二上臂开关组、第三上臂开关组、第四上臂开关组、第五上臂开关组和第六上臂开关组均与高压正极通信连接；第一下臂开关组、第二下臂开关组、第三
下臂开关组、第四下臂开关组、第五下臂开关组和第六下臂开关组均与高压负极通信连接；高压正极和高压负极均与储能控制模块通信连接。
[0015]进一步地，消融探针包括第一探针、第二探针、第三探针、第四探针、第五探针和第六探针；
[0016]第一上臂开关组和第一下臂开关组均与第一探针通信连接；第二上臂开关组和第二下臂开关组均与第二探针通信连接；第三上臂开关组和第三下臂开关组均与第三探针通信连接；第四上臂开关组和第四下臂开关组均与第四探针通信连接；第五上臂开关组和第五下臂开关组均与第五探针通信连接；第六上臂开关组和第六下臂开关组均与第六探针通信连接。
[0017]进一步地，六相陡脉冲发生模块采用六组驱动网络进行驱动，具体为第一驱动网络、第二驱动网络、第三驱动网络、第四驱动网络、第五驱动网络和第六驱动网络。
[0018]进一步地，第一驱动网络、第二驱动网络、第三驱动网络、第四驱动网络、第五驱动网络和第六驱动网络的结构相同，均包括互相通信连接的双路单端驱动和开关组隔离驱动；双路单端驱动和控制单元通信连接；开关组隔离驱动和消融探针通信连接。
[0019]进一步地，开关组隔离驱动的驱动变压器采用EE55变压器。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术提供了一种用于肿瘤消融的六相陡脉冲输出系统，实现纳秒级脉冲输出，提高肿瘤消融的治疗效率，缩短手术时间。该系统拓扑可实现六相直接输出，无需使用高压继电器，可实现高频率的针组切换，增加可靠性；
[0022](2)本专利技术通过六根消融探针，对应不同开关组的驱动电路，完成15种双极陡脉冲输出形式，实现双极性500KHz、峰值电压3.5KV、脉宽250ns到50us的脉冲输出；
[0023](3)在开关组隔离驱动对应的开关组隔离驱动变压器中，采用具有大窗口面积的EE55变压器，所有绕制并绕方式实现高效同步驱动，为实现高压隔离，采用全灌封方式，可有效增强电介质强度；
[0024](4)在双路单端驱动和开关组隔离驱动之间采用双向强驱动，使得驱动上升沿和下降沿时间非常短，优化了开关频率。
附图说明
[0025]图1为六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的结构图；
[0026]图2为六相陡脉冲发生模块结构图；
[0027]图3为六相陡脉冲发生模块驱动控制示意图；
[0028]图4为纳秒六相陡脉冲输出波形示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。
[0030]如图1所示，本专利技术提供了一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统，包括显示屏、脚踏开关、控制单元、高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针；
[0031]控制单元分别与显示屏、脚踏开关、高压恒流直流电源模块、储能控制模块和六相陡脉冲发生模块通信连接；高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和
消融探针依次通信连接。
[0032]在本专利技术实施例中，显示屏用于输入六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的参数；
[0033]脚踏开关用于控制六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的启动和停止；
[0034]高压恒流直流电源模块用于提供高压电能；
[0035]储能控制模块用于存储高压电能，并控制高压电能的储能和释能；
[0036]六相陡脉冲发生模块用于将高压电能转换为六相陡脉冲能量；
[0037]消融探针用于将六相陡脉冲能量传输至人体目标肿瘤组织；
[0038]控制单元用于将储能控制模块中储能元件电压值保持在设定电压值，且通过控制六相陡脉冲发生模块进行高压电能转换，将转换得到的六相陡脉冲能量传输至人体目标肿瘤组织。
[0039]在本专利技术实施例中，如图2所示，六相陡脉冲发生模块包括高压正极、高压负极、第一上臂开关组、第一下臂开关组、第二上臂开关组、第二下臂开关组、第三上臂开关组、第三下臂开关组、第四上臂开关组、第四下臂开关组、第五上臂开关组、第五下臂开关组、第六上臂开关组和第六下臂开关组；
[0040]第一上臂开关组、第二上臂开关组、第三上臂开关组、第四上臂开关组、第五上臂开关组和第六上臂开关组均与高压正极通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六相陡脉冲电场肿瘤消融系统，其特征在于，包括显示屏、脚踏开关、控制单元、高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针；所述控制单元分别与显示屏、脚踏开关、高压恒流直流电源模块、储能控制模块和六相陡脉冲发生模块通信连接；所述高压恒流直流电源模块、储能控制模块、六相陡脉冲发生模块和消融探针依次通信连接。2.根据权利要求1所述的六相陡脉冲电场肿瘤消融系统，其特征在于，所述显示屏用于输入六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的参数；所述脚踏开关用于控制六相陡脉冲电场肿瘤消融系统的启动和停止；所述高压恒流直流电源模块用于提供高压电能；所述储能控制模块用于存储高压电能，并控制高压电能的储能和释能；所述六相陡脉冲发生模块用于将高压电能转换为六相陡脉冲能量；所述消融探针用于将六相陡脉冲能量传输至人体目标肿瘤组织；所述控制单元用于将储能控制模块中储能元件电压值保持在设定电压值，且通过控制六相陡脉冲发生模块进行高压电能转换，将转换得到的六相陡脉冲能量传输至人体目标肿瘤组织。3.根据权利要求1所述的六相陡脉冲电场肿瘤消融系统，其特征在于，所述六相陡脉冲发生模块包括高压正极、高压负极、第一上臂开关组、第一下臂开关组、第二上臂开关组、第二下臂开关组、第三上臂开关组、第三下臂开关组、第四上臂开关组、第四下臂开关组、第五上臂开关组、第五下臂开关组、第六上臂开关组和第六下臂开关组；所述第一上臂开关组、第二上臂开关组、第三上臂开关组、第四上臂开关组、第五上臂开关组和第六上臂开关组...

【专利技术属性】
技术研发人员：何成东，帅康，
申请(专利权)人：江苏邦士医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：