CN104936544B - 一种用于消融的系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种使用多个电极进行消融的系统以及用于控制该系统的方法。该系统包括：主要放大单元，用于通过放大所接收的能量来提供主要RF能量；次级放大单元，通过放大所接收的能量来提供次级RF能量；第一转换单元，用于将由主要放大单元供应的主要RF能量传送到第一到第三电极之一；第二转换单元，用于将由次级放大单元供应的次级RF能量传送到第一到第三电极之一；以及控制单元，用于控制第一和第二转换单元以将主要RF能量和次级RF能量分别施加到之前从第一到第三电极中选择的电极对。

Description

一种用于消融的系统
技术领域
本发明涉及一种用于消融的系统，并且特别地涉及使用多个电极进行消融的系统以及用于控制该系统的方法。
背景技术
消融系统是通过在人类组织上形成消融体积以用于治疗例如癌症等疾病。为此，消融系统使用一个或多个电极来对人体施加射频(RF)能量，并且因此在人体上形成消融体积。
发明内容
技术问题
在相关领域中，需要一种有效控制通过消融系统的多个电极而施加的射频(RF)能量的方法。
技术方案
根据本发明的一个方面，用于消融的系统可以包括：主要放大单元，通过放大所接收的能量来提供主要射频(RF)能量；次级放大单元，通过放大所接收的能量来提供次级RF能量；第一转换单元，将由主要放大单元提供的主要RF能量传送到第一到第三电极中的一个；第二转换单元，将由次级放大单元提供的次级RF能量传送到第一到第三电极中的一个；以及控制单元，控制第一和第二转换单元以将主要RF能量和次级RF能量分别施加到预先从第一到第三电极中所选择的一对电极。
根据本发明的另一个方面，一种用于控制使用多个电极进行消融的系统的方法，其可以包括：转换多个电极以对预先从所述多个电极中选择的第一对电极施加主要RF能量和次级RF能量；持续一段预定时间地监控向其施加主要RF能量和次级RF能量的一侧的电压和电流；转换多个电极以对预先从所述多个电极中选择的第二对电极施加主要RF能量和次级RF能量；持续一段预定时间地监控向其施加主要RF能量和次级RF能量的一侧的电压和电流；转换多个电极以对预先从所述多个电极中选择的第三对电极施加主要RF能量和次级RF能量；使用所监控的电压和电流值计算组织的阻抗度；以及将计算的阻抗度与预设参考值相比较以增加或减少主要RF能量以及次级RF能量。
本发明的上述方面不包括本发明的所有方面或特征。本发明的其他方面或特征、优势、以及效果将从下面将描述的示例性实施方式中更加清楚的理解。
有益效果
本发明可以提供使用多个电极并且有效地控制通过该多个电极施加的射频(RF)能量进行消融的系统，以及用于控制该系统的方法。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的使用多个电极进行消融的系统的示意图。
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的用于控制使用多个电极进行消融的系统的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，示例性实施方法将参考附图详细的说明，以使他们对于本领域技术人员来说是清楚的。在接下来的示例性实施方式的描述中，关于公知的功能或结构的详细说明将被排除，以免不必要地模糊本发明的示例性实施方式的主题。此外，具有类似功能和执行类似操作的元件可以在整个附图中使用相同的附图标记来指代。
此外，在本发明中，当一个元件被提及“连接到”或“耦合到”另一个元件时，它可以是直接连接或耦合到另一个元件，也可以存在中间元件。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”指定了所述特征或元件的存在，但是不排除一个或多个其他特征或元件的存在或增加。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的使用多个电极的用于消融的系统100的示意图。
参考图1，本发明的示例性实施方式的消融系统100可以包括：提供能量的转换模式能量供应(SMPS)111和112；通过放大能量提供射频(RF)能量的放大单元121和122；传感器板131和132，当RF能量通过预先从第一到第三电极中所选的一对电极被施加到组织时监控电流值和电压值；转换单元141和142，分别将通过放大单元121和122提供的RF能量传输到第一到第三电极之中的一个；转换单元151和152，连接到接地端子或与其断开连接；测量温度的温度传感单元160；以及控制单元170，用于控制消融系统100的每个元件。
详细地，SMPS 111和112包括供应主要能量的主要SMPS 111以及供应次级能量的次级SMPS 112。
放大单元121和122包括：主要放大单元121，通过放大从主要SMPS 111供应的主要能量而提供主要RF能量；以及次级放大单元122，通过放大从次级SMPS 112供应的次级能量而提供次级RF能量。
传感器板131和132包括主要传感器板131以及次级传感器板132。当主要RF能量和次级RF能量被施加到预先从第一到第三电极中选择的一对电极时，主要传感器板131监控主要放大单元121的电压和电流，并且次级传感器板132监控次级放大单元122的电压和电流。
特别地，在消融期间，传感器板131和132读取在组织内流动的高频均方根电流Irms以及在组织的两端之间施加的高频均方根电压Vrms，并且将读取值传送到控制单元170以使控制单元170可以计算阻抗。
此外，主要传感器板131可以具有模/数(A/D)转换功能，并且次级传感器板132可以不具有模/数(A/D)转换功能。在这种情况下，次级传感器板132可以传输高频均方根电流和电压值到主要传感器板131，并且主要传感器板131可以在A/D转换之后将上述值传送到控制单元170。此外，主要传感器板131将从温度传感单元160接收的温度值从模拟转换为数字，并且将转换后的温度值传输到控制单元170。
转换单元141和142包括：第一转换单元141，将从主要放大单元121接收的主要RF能量传输到第一到第三电极之一；以及第二转换单元142，将从次级放大单元122接收的次级RF能量传输到第一到第三电极之一。
根据来自控制单元170的控制信号，第一和第二转换单元141和142可以向预先从第一到第三电极中选择的一对电极施加RF能量。详细地，第一转换单元141可以将主要RF能量传输到第一到第三电极之一，并且第二转换单元142可以将次级RF能量传输到其他电极之一。
详细地，第一转换单元141包括将主要RF能量传输到第一电极的第一开关SW1，将主要能量传输到第二电极的第二开关SW2，以及将主要RF能量传输到第三电极的第三开关SW3。在第一开关SW1到第三开关SW3中的一个根据来自控制单元170的控制信号而接通之后，主要RF能量通过该接通的开关传输到第一到第三电极之一。
详细地，第二转换单元142包括将次级RF能量传输到第一电极的第四开关SW4，将次级RF能量传输到第二电极的第五开关SW5，以及将次级RF能量传输到第三电极的第六开关SW6。在第四开关SW4到第六开关SW6中的一个根据来自控制单元170的控制信号而接通之后，次级RF能量通过接通的开关传输到第一到第三电极之中没有被传输主要RF能量的一个电极。
转换单元151和152包括：连接主要放大单元121与接地端子或断开主要放大单元121与接地端子的连接的第三转换单元151；以及连接次级放大单元122与接地端子或断开次级放大单元122与接地端子的连接的第四转换单元152。
第三和第四转换单元151和152的每一个都分别包括与第一到第三电极相对应的三个开关SW7～SW9以及SW10～SW12，并且三个开关中的一个根据与施加到第一和第二转换单元141和142的控制信号相同的控制信号接通以与接地端子连接。
温度传感单元160包括分别位于第一到第三电极的温度传感器电路，并且其将使用温度传感器电路测量的温度值传输到主要传感器板131以使第一到第三电极的连接状态可以使用该温度值进行检查。
控制单元170产生控制信号以控制构成消融系统100的元件的操作。
详细地，控制单元170控制第一和第二转换单元141和142以对预先从第一到第三电极中选择的一对电极施加RF能量。为此，控制单元170存储与将要被传输主要RF能量和次级RF能量的一对电极相关的信息，并且基于所存储的信息输出控制第一和第二转换单元141和142的控制信号。
例如，控制单元170可以根据存储的关于一对电极的信息接通从一对第一开关SW1和第五开关SW5、一对第二开关SW2和第六开关SW6、以及一对第三开关SW3和第四开关SW4中选择的一对，从而对所选择的一对电极施加RF能量。
此外，控制单元170分别通过传感器板131和132对SMPS 111和112施加信号D/A_M和D/A_S，从而确定SMPS 111和112的输出值。D/A_M和D/A_S值分别用于确定SMPS 111和112的直流(DC)输出值(例如，范围为从0V到100V)，并且SMPS 111和112的直流输出值分别传输到放大单元121和122。
此外，在消融期间，控制单元170通过使用从主要传感器板131接收的高频均方根电流值和高频均方根电压值来计算组织的阻抗。然后，控制单元170将所计算的阻抗与预设参考值相比较，用于根据比较的结果增加或减少RF输出。
此外，使用温度传感单元160测量的温度值通过主要传感器板131传输到控制单元170，并且如果温度值高于预设标准值，RF输出可以在控制单元170的控制下被中止。此外，控制单元170可以基于温度值确定电极是否正常的连接，并且可以通知用户所确定的结果。
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的控制使用多个电极进行消融的系统的方法的流程图。
参考图2，首先，通过接通连接到主要放大单元的第一开关SW1来将主要RF能量施加到第一电极(S210)，并且然后通过接通连接到次级放大单元的第五开关SW5来将次级RF能量施加到第二电极(S220)。
然后，主要和次级传感器板在一段预定时间内监控电流和电压值(S230)。
接下来，断开连接到次级放大单元的第五开关SW5，并且接通第六开关SW6以将次级RF能量施加到第三电极(S240)。此外，断开连接到主要放大单元的第一开关SW1，并且接通第二开关SW2以将主要RF能量施加到第二电极(S250)。
然后，主要和次级传感器板在一段预定时间内监控电流和电压值(S260)。
接下来，断开连接到次级放大单元的第六开关SW6，并且接通第四开关SW4以将次级RF能量施加到第一电极(S270)。此外，断开连接到主要放大单元的第二开关SW2，并且开启第三开关SW3以将主要RF能量施加到第三电极(S280)。
此后，根据使用根据操作状态变化的电极的电压和电流测量的阻抗值执行附加的循环(S290)。例如，随着消融的进行，阻抗增长的范围可以分成两个阶段，并且根据在包括了所测量阻抗值的阶段输出可以减少。在这种情况下，在通过转换操作一段预定时间而冷却组织之后，可以再次测量组织的阻抗值以确定是否执行第二循环。
根据前述本发明的示例性实施方式的一个或多个，RF能量连续地施加到使用多个电极的消融系统的预定电极对，从而减少用于获取特定消融尺寸的必需时间。结果是，可以减少医生对患者操作的必需时间。此外，尽管在人体的许多部分执行手术，但该人体的部分可以通过消融而治疗。
本发明的范围不限于前述示例性实施方式以及附图。本领域技术人员应当清楚的是前述的本发明示例性实施方式的构成元件可以在不脱离本发明的范围内被替代、修改或者改变。

Claims (9)

1.一种用于消融的系统，包括：
第一到第三电极；
主要放大单元，通过放大所接收的能量来提供主要射频(RF)能量；
次级放大单元，通过放大所接收的能量来提供次级RF能量；
第一转换单元，将由主要放大单元提供的主要RF能量传送到所述第一到第三电极中的一个；
第二转换单元，将由次级放大单元提供的次级RF能量传送到所述第一到第三电极中的主要RF能量未被传送到的一个；以及
控制单元，控制第一和第二转换单元，
其中所述控制单元将所述主要RF能量和所述次级RF能量连续地分别施加到预先从所述第一到第三电极中所选择的一对电极。
2.如权利要求1所述的系统，其中第一转换单元包括：
将主要RF能量传输到第一电极的第一开关；
将主要RF能量传输到第二电极的第二开关；以及
将主要RF能量传输到第三电极的第三开关，
其中，第一到第三开关中的一个是根据传输自控制单元的控制信号而接通，从而将主要RF能量传输到第一到第三电极中的一个。
3.根据权利要求2所述的系统，其中第二转换单元包括：
将次级RF能量传输到第一电极的第四开关；
将次级RF能量传输到第二电极的第五开关；以及
将次级RF能量传输到第三电极的第六开关，
其中，第四到第六开关之一是根据传输自控制单元的控制信号而接通，从而将次级RF能量传输到第一到第三电极之中未向其传输主要RF能量的一个。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括：
主要传感器板，当主要RF能量和次级RF能量被施加到预先从第一到第三电极中所选的电极对时监控主要放大单元的电压和电流；以及
次级传感器板，当主要RF能量和次级RF能量被施加到预先从第一到第三电极中所选的电极对时监控次级放大单元的电压和电流。
5.根据权利要求4所述的系统，其中在消融期间，控制单元通过使用由主要传感器板和次级传感器板监控的电压和电流值来计算组织的阻抗度，并且将所计算的阻抗度与预设参考值相比较以增加或减少主要RF能量和次级RF能量。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
连接主要放大单元与接地端子或断开主要放大单元与接地端子的连接的第三转换单元；以及
连接次级放大单元与接地端子或断开次级放大单元与接地端子的连接的第四转换单元。
7.如权利要求1所述的系统，还包括温度传感单元，其包括分别位于第一到第三电极的温度传感器，并且其将使用温度传感器测量的温度值传输到主要传感器板。
8.如权利要求7所述的系统，其中控制单元接收来自主要传感器板的温度值并且将该温度值与预设标准值相比较，并且如果温度值高于预设标准值，控制单元操作以中断主要RF能量和次级RF能量。
9.如权利要求7所述的系统，其中控制单元基于从主要传感器接收的温度值确定第一到第三电极是否正常地连接，并且通知用户所确定的结果。
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