CN113543844A - 用于检测电穿孔疗法中的故障状况的系统和方法 - Google Patents

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贾森·吉恩
布兰登·丹格·蓬
韦斯利·乔尔·埃里克森
乔迪·马里·霍迪克
乔纳森·约瑟夫·麦金托什
卡洛斯·E·冈萨雷斯
安东尼·史蒂文·诺特
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Abstract

公开了使用由电容器充电电路基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的实例系统、设备、方法和计算机程序产品。实例方法包含：连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲；基于所述一组特性产生第一组监测信号；基于所述第一组监测信号检测第一故障状况；并且产生第一撬棍触发器激活信号。实例计算机方法进一步包含：基于第二组监测信号检测第二故障状况，所述第二组监测信号是基于所述第一组监测信号产生的；以及产生第二撬棍触发器激活信号。随后，所述实例计算机方法包含基于所述第一撬棍触发器激活信号或所述第二撬棍触发器激活信号将所述电容器充电电路与电穿孔电极电路断开电连接。

Description

用于检测电穿孔疗法中的故障状况的系统和方法
技术领域
本公开的实例实施例大体上涉及使用控制系统来改进电穿孔过程并且增加细胞的渗透性，并且更具体地说，涉及通过电穿孔疗法(EPT)将治疗部分递送到细胞中的受控电场的优化应用，所述电穿孔疗法也称为细胞穿孔疗法(CPT)和电化学疗法(ECT)。
背景技术
在20世纪70年代，科学家们发现可以使用电场在细胞中产生孔隙而不会造成永久性损伤。此发现使得将大分子插入细胞质中成为可能。因此，现在可以通过被称为电穿孔的过程将例如药理学化合物之类的治疗部分并入活细胞中。将基因或其它分子注入活细胞中并且施加高电场的短脉冲。细胞膜短暂地变为多孔并且基因或分子进入细胞，在所述细胞中所述基因或分子能够修改细胞的基因组。
在以化疗治疗某些类型的癌症时，有必要使用足够高剂量的药品来杀死癌细胞而不杀死不可接受的大量正常细胞。如果化疗药品可以直接插入于癌细胞内部，则可以实现此目标。一些抗癌药物，例如博莱霉素(bleomycin)，通常无法有效地穿透某些癌细胞的薄膜。然而，电穿孔使得有可能将博莱霉素插入细胞中。
通常通过将抗癌药品直接注入肿瘤中并且在一对电极之间将电场施加到肿瘤来进行治疗。必须准确合理地调整场强度以使得肿瘤细胞的电穿孔发生时不会对任何正常或健康细胞造成损伤或至少使损伤减到最小。这通常可通过将电极施加到肿瘤的相对侧以使得电场在电极之间而容易地在外部肿瘤中进行。当所述场均匀时，随后可测量电极之间的距离，并且随后可以将根据公式E＝V/d的合适电压施加到电极(E＝以V/cm为单位的场强度；V＝以伏特为单位的电压；并且d＝以cm为单位的距离)。当大的或内部肿瘤待治疗时，恰当地定位电极并且测量电极之间的距离是不容易的。
使用细胞穿孔疗法对受试者的治疗提供了避免通常与抗癌或细胞毒性剂的施予相关联的有害影响的手段。此治疗将允许引入这些试剂以选择性损伤或杀死不需要的细胞，同时避开周围的健康细胞或组织。然而，使用电穿孔技术的一个问题是病变组织、尤其是癌变组织可能相当异构，从而要求电穿孔条件的调整。
申请人已经确定了与常规EPT技术和电穿孔系统相关联的许多缺陷和问题，以及与之相关联的安全特征。通过应用努力、独创性和创新，通过开发包含在本公开的实施例中的解决方案，这些确认的问题中的许多已被解决，本文详细描述了其中的许多实例。
发明内容
本文公开了使用基于连续监测的电压电源产生的一组连续监测的电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的系统、设备、方法和计算机程序产品。尽管本文的公开内容涉及任何电压范围，但将参考高电压(HV)和低电压(LV)范围来描述实例实施例。
在一个实例实施例中，提供一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的系统。所述系统可以包括与电容器充电电路和监测电路电连通的电压产生电路。所述电压产生电路可以被配置成产生所述电压电源并且将所述电压电源传输到所述电容器充电电路。所述系统可以进一步包括所述电容器充电电路。所述电容器充电电路可以与所述电压产生电路、撬棍触发器电路、所述监测电路以及电穿孔电极(EPE)电路电连通。所述电容器充电电路可以被配置成从所述电压产生电路接收所述电压电源，基于所述电压电源产生所述一组电压脉冲，并且将所述一组电压脉冲传输到所述电穿孔电极电路。所述系统可以进一步包括所述监测电路。所述监测电路可以与所述电压产生电路、电容器充电电路、监测分析电路以及所述撬棍触发器电路电连通。所述监测电路可以被配置成连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲，基于所述一组特性产生第一组监测信号，并且传输所述第一组监测信号。所述监测电路可以进一步被配置成：基于所述第一组监测信号检测第一故障状况；响应检测到所述第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号；并且将所述第一撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述系统可以进一步包括所述监测分析电路。所述监测分析电路可以与所述撬棍触发器电路电连通。所述监测分析电路可以被配置成：接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号；基于所述第二组监测信号检测第二故障状况；响应于检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号；并且将第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述系统可以进一步包括所述撬棍触发器电路。所述撬棍触发器电路可以与所述监测电路和所述监测分析电路电连通。所述撬棍触发器电路可以被配置成：从所述监测电路接收所述第一撬棍触发器激活信号；从所述监测分析电路接收所述第二撬棍触发器激活信号；并且响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
在另一实例实施例中，提供一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的设备。所述设备可以包括与电容器充电电路和监测电路电连通的电压产生电路。所述电压产生电路可以被配置成产生所述电压电源并且将所述电压电源传输到所述电容器充电电路。所述设备可以进一步包括所述电容器充电电路。所述电容器充电电路可以与所述电压产生电路、撬棍触发器电路、所述监测电路以及电穿孔电极电路电连通。所述电容器充电电路可以被配置成从所述电压产生电路接收所述电压电源，基于所述电压电源产生所述一组电压脉冲，并且将所述一组电压脉冲传输到所述电穿孔电极电路。所述设备可以进一步包括所述监测电路。所述监测电路可以与所述电压产生电路、电容器充电电路、监测分析电路以及所述撬棍触发器电路电连通。所述监测电路可以被配置成连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲，基于所述一组特性产生第一组监测信号，并且传输所述第一组监测信号。所述监测电路可以进一步被配置成：基于所述第一组监测信号检测第一故障状况；响应检测到所述第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号；并且将所述第一撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述设备可以进一步包括所述监测分析电路。所述监测分析电路可以与所述撬棍触发器电路电连通。所述监测分析电路可以被配置成：接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号；基于所述第二组监测信号检测第二故障状况；响应于检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号；并且将第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述设备可以进一步包括所述撬棍触发器电路。所述撬棍触发器电路可以与所述监测电路和所述监测分析电路电连通。所述撬棍触发器电路可以被配置成：从所述监测电路接收所述第一撬棍触发器激活信号；从所述监测分析电路接收所述第二撬棍触发器激活信号；并且响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
在另一实例实施例中，提供一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的设备。所述设备可以包括与撬棍触发器电路电连通的监测电路。所述监测电路可以被配置成连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲。所述监测电路还可以被配置成基于所述一组特性产生第一组监测信号。所述监测电路可以进一步被配置成传输所述第一组监测信号。所述监测电路可以进一步被配置成基于所述第一组监测信号检测第一故障状况。所述监测电路可以进一步被配置成响应于检测到所述第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号。所述监测电路可以进一步被配置成将所述第一撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述设备可以进一步包括与所述撬棍触发器电路电连通的监测分析电路。所述监测分析电路可以被配置成接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号。所述监测分析电路可以进一步被配置成基于所述第二组监测信号检测第二故障状况。所述监测分析电路可以进一步被配置成响应于检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号。所述监测分析电路可以进一步被配置成将所述第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述设备可以进一步包括所述撬棍触发器电路。所述撬棍触发器电路可以与所述监测电路和所述监测分析电路电连通。所述撬棍触发器电路可以被配置成从所述监测电路接收所述第一撬棍触发器激活信号。所述撬棍触发器电路可以进一步被配置成从所述监测分析电路接收所述第二撬棍触发器激活信号。所述撬棍触发器电路可以进一步被配置成响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，将所述电压电源与电穿孔电极电路断开电连接。
在另一实例实施例中，提供一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的方法。所述方法可以包括：由电压产生电路产生所述电压电源；以及由所述电压产生电路将所述电压电源传输到电容器充电电路。所述方法可以进一步包括：由所述电容器充电电路从所述电压产生电路接收所述电压电源；由所述电容器充电电路基于所述电压电源产生所述一组电压脉冲；以及由所述电容器充电电路将所述一组电压脉冲传输到电穿孔电极电路。所述方法可以进一步包括：由监测电路连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲；由所述监测电路基于所述一组特性产生第一组监测信号；由所述监测电路传输所述第一组监测信号；由所述监测电路基于所述第一组监测信号检测第一故障状况；响应于检测到所述第一故障状况，由所述监测电路产生第一撬棍触发器激活信号；以及由所述监测电路将所述第一撬棍触发器激活信号传输到撬棍触发器电路。所述方法可以进一步包括：由监测分析电路接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号；由所述监测分析电路基于所述第二组监测信号检测第二故障状况；响应于检测到所述第二故障状况，由监测分析电路产生第二撬棍触发器激活信号；以及由所述监测分析电路将所述第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述方法可以进一步包括：由所述撬棍触发器电路接收所述第一撬棍触发器激活信号或所述第二撬棍触发器激活信号；以及响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，由所述撬棍触发器电路将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
在又另一实例实施例中，提供一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的计算机程序产品。所述计算机程序产品可以包括存储计算机可执行程序代码指令的至少一个非暂时性计算机可读存储介质，所述程序代码指令在由计算系统执行时使所述计算系统：由电压产生电路产生所述电压电源；并且由所述电压产生电路将所述电压电源传输到电容器充电电路。所述计算机可执行程序代码指令在由所述计算系统执行时可以进一步使所述计算系统：由所述电容器充电电路从所述电压产生电路接收所述电压电源；由所述电容器充电电路基于所述电压电源产生所述一组电压脉冲；并且由所述电容器充电电路将所述一组电压脉冲传输到电穿孔电极电路。所述计算机可执行程序代码指令在由所述计算系统执行时可以进一步使所述计算系统，由监测分析电路接收基于第一组监测信号产生的第二组监测信号。所述第一组监测信号可能已经由监测电路基于连续监测的所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲产生。所述计算机可执行程序代码指令在由所述计算系统执行时可以进一步使计算系统：由所述监测分析电路基于所述第二组监测信号检测故障状况；响应于检测到所述故障状况，由所述监测分析电路产生撬棍触发器激活信号；并且由所述监测分析电路将所述撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。所述计算机可执行程序代码指令在由所述计算系统执行时可以进一步使所述计算系统：由所述撬棍触发器电路接收所述第一撬棍触发器激活信号或所述第二撬棍触发器激活信号；并且响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，由所述撬棍触发器电路将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
提供上述发明内容仅仅是为了总结一些实例实施例，以提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，应了解，上述实施例只是实例，并且不应解释为以任何方式限制本公开的范围或精神。应了解，本公开的范围除了这里概述的实施例之外还涵盖许多可能的实施例，下文将进一步描述一些实施例。
附图说明
已经在上文概括地描述了本公开的某些实例实施例，现在将参考附图，所述附图示出了本公开的实例实施例和特征并且不一定按比例绘制。应理解，图式中所示的部件和结构可以存在于或可以不存在于本文所描述的本公开的各种实施例中。因此，本公开的一些实施例或特征可以包含比图式中所示的部件或结构更少或更多的部件或结构，同时不脱离本公开的范围。
图1示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例EPT治疗仪器。
图2示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例示意框图。
图3A、图3B、图3C和图3D示出根据本文所描述的一些实例实施例的EPT治疗仪器的实例框图。
图4A、图4B和图4C示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例电路框图。
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I和图5J示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例示意图。
图6A、图6B和图6C示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例脉冲电压信号。
图7示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例方法的流程图。
具体实施方式
应参考图式阅读以下描述，其中相同附图标记指示贯穿若干视图的相同元件。详细描述和图式示出旨在说明本公开的若干实施例。应理解，所公开的特征的任何编号(例如，第一、第二等)和/或与所公开的特征结合使用的方向术语(例如，前、后、下、上等)是指示相关特征之间的示意性关系的相对术语。
首先应理解，尽管下文示出一个或多个方面的示意性实施方案，但所公开的组件、系统和方法可以使用任何数目的技术来实施，无论所述技术是当前已知的还是尚不存在的。本公开绝不应限于下文所示的示意性实施方案、图式和技术，而是可以在所附权利要求的范围内以及其等同物的全部范围内进行修改。虽然公开了各种元件的尺寸的值，但图式可以不按比例绘制。
当在本文使用时，词语“实例”意图意味着“充当实例、例子或说明”。本文描述为“实例”的任何实施方案不一定是优选的或优于其它实施方案。
本文所描述的实例实施例提供了用于EPT治疗仪器的系统、设备、方法和计算机程序产品，所述EPT治疗仪器提供使用基于电压电源(例如，HV电源、LV源)产生的一组脉冲(例如，HV脉冲、LV脉冲)对组织中的细胞进行电穿孔。在一些情况下，EPT治疗仪器可以提供冗余安全协议，所述冗余安全协议包括基于硬件的安全协议(例如，监测电路240)和(例如，由监测分析电路270执行的)基于软件的安全协议。例如，本文所公开的EPT治疗仪器提供使用除四个软件监测电路之外的四个硬件监测电路来检测故障状况，其中的每一个被配置成在故障状况(例如，过电压、过电流)的情况下激活本文所描述的撬棍触发器电路。此外，如果撬棍触发器电路发生故障，则本文所描述的继电器电路包括两个继电器，所述两个继电器被配置成切断电源并且防止过电压或过电流耗散到患者。
在一些实施例中，本文所公开的EPT治疗仪器提供：连续监测电压电源的一组特性和一组电压脉冲；基于所述一组特性产生一组模拟监测信号；基于所述一组模拟监测信号检测第一故障状况(例如，过电压、过电流)；基于一组数字监测信号检测第二故障状况；以及响应于检测到第一故障状况或第二故障状况，通过撬棍触发器电路将电压脉冲和电压电源与电穿孔电极针断开电连接，以防止将过电压和过电流施加给患者。
在一些实施例中，本文所公开的EPT治疗仪器提供在针放置验证期间使用较低电压(例如，5伏而不是50伏)，以在验证EPE针电极适当处于合适位置的同时为患者提供改进的安全性。例如，EPT治疗仪器可以与低电压电穿孔组件一起使用，以提供对适当组织电阻和施加器电阻的检测。在一些实施例中，用于低电压应用的电压为约5Vdc，在一些实施例中，用于高电压应用的电压在约400Vdc与约1300Vdc之间。
本文所公开的实施例具有许多优点，例如：通过多个冗余模拟和数字电路改进了对故障状况的检测；通过撬棍触发器电路防止对患者施加任何过电压或过电流；通过在针放置验证期间使用较低电压脉冲来提高患者的安全性；以及因为阻抗监测电路而不是电容器充电电路用于针放置验证，所以提高电容器充电电路的充电速度。
图1是使用基于电压电源产生的一组脉冲(例如，HV脉冲、LV脉冲)对组织中的细胞进行电穿孔的EPT治疗仪器100的图。电穿孔电极施加器112可以可移除地耦合到EPT治疗仪器100，所述EPT治疗仪器可以被配置成选择性地将电压脉冲施加到电穿孔电极施加器112的选定电穿孔电极针114。由EPT治疗仪器100输出的脉冲持续时间、电压电平和电穿孔电极针寻址或切换模式全部是可编程的。
显示器116指示治疗电压设定点。提供远程治疗激活连接118以容纳脚踏开关120以用于激活电穿孔电极施加器112的脉冲。脚踏开关120允许医生激活EPT治疗仪器100，同时释放双手以用于将电穿孔电极施加器112定位在患者的组织中。为了方便起见，提供用于通电(122A)、故障检测(122B)以及完成治疗阶段(122C)的状态指示灯122。提供电穿孔电极指示灯124以明确指示电穿孔电极施加器112连接到EPT治疗仪器100并且指示电穿孔电极针阵列的类型(例如，4、6、9或16个电穿孔电极针)。提供待机/复位按钮126以“暂停”仪器并且将EPT治疗仪器100的所有功能复位到默认状态。提供就绪按钮128以准备EPT治疗仪器100以用于治疗阶段。突出的“正在治疗”指示灯130指示正在向电穿孔电极针114施加电压脉冲。另外，EPT治疗仪器100可以具有用于例如按钮按下、故障状态、治疗阶段的开始或终止、正在治疗的指示以及其它合适的功能之类的功能的音频指示器。
在一些实施例中，EPT治疗仪器100可以提供使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔。EPT治疗仪器100可以提供：产生电压电源，基于所述电压电源产生一组电压脉冲，以及将所述一组电压脉冲传输到电穿孔电极针114。EPT治疗仪器100可以进一步提供：连续监测电压电源的一组特性和一组电压脉冲；基于所述一组特性产生一组模拟监测信号；基于所述一组模拟监测信号检测第一故障状况(例如，过电压、过电流)；基于一组数字监测信号(例如，一组模拟监测信号的数字化版本)检测第二故障状况(例如，过电压、过电流)；以及响应于检测到第一故障状况或第二故障状况，通过安置在EPT治疗仪器100中的撬棍触发器电路将电压脉冲和电压电源与电穿孔电极针头114断开电连接，以防止将过电压和过电流施加给患者。
在一些实施例中，EPT治疗仪器100可以耦合到反馈传感器，所述反馈传感器被配置成检测患者的心跳。通过使将心脏附近的电压脉冲的施加同步到心脏心跳之间的安全周期，可以降低所施加的电压脉冲干扰正常心脏节律的可能性。2008年8月12日发布的第7,412,284号美国专利和2017年9月29日提交的第15/563,462号美国专利申请中公开了与EPT治疗仪器及其优点相关的额外公开内容，这两项专利以引用的方式并入本文中。
参考图1描述的EPT治疗仪器100可以由例如图2所示的设备200之类的一个或多个设备实施。设备200可以被配置为执行上文关于图1描述的操作，以及下文关于图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I、图5J、图6A、图6B、图6C和图7描述的操作。尽管这些部件210-296中的一些是关于其功能能力来描述的，但是应理解，特定实施方案必然包含使用特定硬件来实施此类功能能力。还应理解，这些部件210-296中的某些部件可以包含类似或共同的硬件。例如，两组电路都能利用相同电连接、ADC、网络接口、处理器、存储器等等的使用以执行其相关联的功能，使得每一组电路不需要重复的硬件。
如本文关于设备200的部件使用的术语“电路”因此包含被配置成执行与本文所描述的相应电路相关联的功能的特定硬件。当然，虽然术语“电路”应广义地理解为包含硬件，但在一些实施例中，电路还可以包含用于配置硬件的程序代码指令。例如，在一些实施例中，“电路”可以包含处理电路(例如，数字信号处理(DSP)部件)、存储介质、网络接口、输入-输出装置以及其它部件。在一些实施例中，设备200的其它元件可以提供或补充特定电路的功能。例如，处理器262可以提供处理功能、存储器264可以提供存储功能、通信电路268可以提供网络接口功能等等。
如图2所示，设备200可以包含HV电路210、电穿孔电极(EPE)电路220、撬棍触发器电路230、监测电路240(例如，基于硬件的监测电路)、处理电路260、控制电路290以及模拟-数字转换(ADC)电路296。HV电路210可以包含HV产生电路212、栅极驱动电路214以及电容器充电电路216。EPE电路220可以包含HV继电器电路222(例如，包括一组继电器)和EPE针电路224。监测电路240可以包含阻抗监测电路242、电流监测电路244、脉冲监测电路246、电容监测电路248、HV监测电路250以及HV电源监测电路252。处理电路260可以包含处理器262、存储器264、输入-输出电路266、通信电路268、用户界面电路269和监测分析电路270(例如，基于软件的监测电路)。监测分析电路270可以包含阻抗监测分析电路272、电流监测分析电路274、脉冲监测分析电路276、电容监测分析电路278、HV监测分析电路280以及撬棍触发器控制信号产生电路282。控制电路290可以包含数字电位计(电位计)电路292和数字电位计HV控制电路294。
HV产生电路212可以与栅极驱动电路214、电容器充电电路216、监测电路240、处理电路260、数字电位计HV控制电路294以及ADC电路296电连通。HV产生电路212可以被配置成产生电压电源(例如，HV电源、LV源)并且将所述电压电源传输到电容器充电电路216。电容器充电电路216可以与HV产生电路212、撬棍触发器电路230、监测电路240以及EPE电路220电连通。电容器充电电路216可以被配置成从HV产生电路212接收电压电源，基于所述电压电源产生一组电压脉冲(例如，HV脉冲、LV脉冲)，并且(例如，经由HV继电器电路222)将所述一组电压脉冲传输到电穿孔电极电路220。在一些实施例中，一组电压脉冲可以包含每组约6至约10个脉冲。在一些实施例中，所述一组电压脉冲中的每个电压脉冲的持续时间(例如，脉冲宽度)可以在约70微秒与约150微秒之间。在一些实施例中，所述一组电压脉冲中的每个电压脉冲的持续时间(例如，脉冲宽度)可以为约100微秒至约1毫秒。例如，所述一组电压脉冲中的每个电压脉冲的持续时间可以是约100微秒。在一些实施例中，术语“电压”是指直流(DC)电压，并且术语“伏”是指Vdc。在一些实施例中，HV产生电路212可以被称为“电压产生电路”，并且可以包括被配置成产生HV电源的HV产生电路、被配置成产生LV源的LV产生电路或这两者。在其它实施例中，除了HV产生电路之外，LV产生电路可以由设备200构成。在一些实施例中，使用700V/cm或更大的场强度，HV电源的电压可以在约600伏与3，000伏之间。在一些实施例中，HV电源的电压可以在约1，000伏与1，750伏之间，并且HV电源的安培数可以在约40安培与60安培之间。例如，HV电源的电压可以是约1，500伏，并且HV电源的安培数可以是约70安培。在一些实施例中，HV电源的电压可以在约400伏与1，300伏之间。在一些实施例中，由HV产生电路212或由设备200构成的单独LV产生电路产生的LV源的电压可以是约5伏。
监测电路240可以与HV产生电路212、电容器充电电路216、监测分析电路270以及撬棍触发器电路230电连通。监测电路240可以被配置成连续监测电压电源的一组特性和一组电压脉冲，基于所述一组特性产生第一组监测信号，并且将所述第一组监测信号传输到数字电位计电路292、ADC电路296。第一组监测信号可以包含一组模拟监测信号，例如模拟连续监测的HV电压信号(HV_MON)、模拟连续监测的电容器电压信号(CAP_MON、VAR_CAP_V)、模拟连续监测的脉冲电压信号(PULSE_MON、VAR_PULSE_V)、模拟连续监测的电流信号(CURRENT_MON)、模拟连续监测的阻抗电压信号(IMPEDANCE_MON)、模拟连续监测的HV电源电压信号(BV_MON)、模拟连续监测的HV电源电流信号(BC_MON)、任何其它合适的模拟监测信号或其任何组合。
监测电路240可以进一步被配置成：基于第一组监测信号检测第一故障状况；响应检测到所述第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号；并且将所述第一撬棍触发器激活信号传输到撬棍触发器电路230。第一故障状况可以包括模拟故障状况，例如模拟HV过电压状况、模拟电容器过电压状况、模拟脉冲过电压信号状况、模拟过电流信号状况、任何其它合适的模拟故障状况或其任何组合。第一撬棍触发器激活信号可以包括模拟撬棍触发器激活信号，例如HV过电压信号(nHV_OV)、电容器过电压信号(nCAP_OV)、脉冲过电压信号(nPULSE_OV)、过电流信号(nOVER_CURRENT)、任何其它合适的模拟撬棍触发器激活信号或其任何组合。
在一些实施例中，监测电路240可以包括HV监测电路250。HV监测电路250可以被配置成：连续监测HV电源的HV电压(+HV)，其中所述一组特性包括所述连续监测的HV电压；基于所述连续监测的HV电压产生第一连续监测的HV电压信号(HV_MON)，其中所述第一组监测信号包括所述第一连续监测的HV电压信号；基于所述第一连续监测的HV电压信号检测第一HV过电压状况(例如，模拟HV电压高于或等于1，512伏，HV电源电压为1，500伏)，其中第一故障状况是第一HV过电压状况；并且响应于检测到所述第一HV过电压状况，产生第一HV过电压信号(nHV_OV)，其中第一撬棍触发器激活信号是第一HV过电压信号。
在一些实施例中，监测电路240可以包括电容监测电路248。电容监测电路248可以被配置成：连续监测电容器充电电路216的电容器电压(CAP_V)，其中所述一组特性包括连续监测的电容器电压；基于所述连续监测的电容器电压产生第一连续监测的电容器电压信号(CAP_MON)，其中第一组监测信号包括所述第一连续监测的电容器电压信号；基于所述第一连续监测电容器电压信号检测第一电容器过电压状况(例如，模拟电容器电压超过模拟电容器电压过电压(VAR_CAP_V))，其中所述第一故障状况是第一电容器过电压状况；并且响应于检测到所述第一电容器过电压状况，产生第一电容器过电压信号(nCAP_OV)，其中所述第一撬棍触发器激活信号是第一电容器过电压信号。
在一些实施例中，监测电路240可以包括脉冲监测电路246。脉冲监测电路246可以被配置成：连续监测一组HV脉冲的脉冲电压(-HV_PULSE)，其中所述一组特性包括连续监测的脉冲电压；基于所述连续监测的脉冲电压产生第一连续监测的脉冲电压信号(PULSE_MON)，其中所述第一组监测信号包括第一连续监测的脉冲电压信号；基于所述第一连续监测的脉冲电压信号检测第一脉冲过电压状况(例如，模拟脉冲电压超过模拟脉冲电压过电压(VAR_PULSE_V))，其中所述第一故障状况是第一脉冲过电压状况；并且响应于检测到所述第一脉冲过电压状况，产生第一脉冲过电压信号(nPULSE_OV)，其中所述第一撬棍触发器激活信号是第一脉冲过电压信号。
在一些实施例中，监测电路240可以包括电流监测电路244。电流监测电路244可以被配置成：连续监测一组HV脉冲的电流，其中所述一组特性包括连续监测的电流；基于所述连续监测的电流产生第一连续监测的电流信号(CURRENT_MON)，其中所述第一组监测信号包括第一连续监测的电流信号；基于所述第一连续监测的电流信号检测第一过电流状况(例如，模拟电流超过模拟电流过电流值)，其中所述第一故障状况是第一过电流状况；并且响应于检测到所述第一过电流状况，产生第一过电流信号(nOVER_CURRENT)，其中所述第一撬棍触发器激活信号是第一过电流信号。
在一些实施例中，监测电路240可以与由HV继电器电路222构成的一组继电器电连通。监测电路240可以包括阻抗监测电路242。阻抗监测电路242可以被配置成：产生一组低电压(LV)脉冲(例如，5伏而不是50伏)；将所述一组LV脉冲传输到电穿孔电极电路220；从所述电穿孔电极电路220接收一组LV返回脉冲；基于所述一组LV返回脉冲监测组织的电阻；并且基于所监测的电阻产生第一监测的阻抗电压信号(IMPEDANCE_MON)。阻抗监测电路242可以进一步被配置成：基于第一监测的阻抗电压信号检测第一阻抗测试故障状况(例如，小于典型皮肤电阻(例如，20欧姆)的模拟电阻)；并且响应于检测到所述第一阻抗测试故障状况，产生第一组继电器去激活信号；并且将第一组继电器去激活信号传输到所述一组继电器。所述一组继电器中的每个继电器可以被配置成：从阻抗监测电路242接收第一组继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号；并且响应于接收到所述第一组继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号，将电容器充电电路216与EPE针电路224断开电连接。
监测分析电路270可以与撬棍触发器电路230和ADC电路296电连通。所述监测分析电路270可以被配置成：接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号；基于所述第二组监测信号检测第二故障状况；响应于检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号；并且将第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路。
第二组监测信号可以包含一组数字监测信号，例如数字连续监测的HV电压信号(数字HV_MON)、数字连续监测的电容器电压信号(数字CAP_MON、数字VAR_CAP_V)、数字连续监测的脉冲电压信号(数字PULSE_MON、数字VAR_PULSE_V)、数字连续监测的电流信号(数字CURRENT_MON)、数字连续监测的阻抗电压信号(数字IMPEDANCE_MON)、数字连续监测的HV电源电压信号(数字BV_MON)、数字连续监测的HV电源电流信号(数字BC_MON)、任何其它合适的数字监测信号或其任何组合。在一些实施例中，监测分析电路270可以被配置成从ADC电路296接收第二组监测信号。例如，第一组监测信号可以是由监测电路240传输到ADC电路296的一组模拟监测信号，并且第二组监测信号可以是由ADC电路296基于所述一组模拟监测信号产生并且由ADC电路296传输到监测分析电路270的一组数字监测信号。
所述监测分析电路270可以进一步被配置成：基于所述第二组监测信号检测第二故障状况；响应检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号；并且将所述第二撬棍触发器激活信号传输到撬棍触发器电路。第二撬棍触发器激活信号可以包括数字撬棍触发器激活信号(nMICRO_CROWBAR)、任何其它合适的撬棍触发器激活信号或其任何组合。
在一些实施例中，监测分析电路270可以与由HV继电器电路222构成的一组继电器电连通。监测分析电路270可以进一步被配置成：响应于检测到第二故障状况，产生一组继电器去激活信号；并且将所述一组继电器去激活信号传输到一组继电器。所述一组继电器中的每个继电器可以被配置成：从监测分析电路接收所述一组继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号；并且响应于接收到所述一组继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号，将电容器充电电路216与EPE针电路224断开电连接。
在一些实施例中，监测分析电路270可以包括HV监测分析电路280和撬棍触发器控制信号产生电路282。HV监测分析电路280可以被配置成：接收基于第一连续监测的HV电压信号产生的第二连续监测的HV电压信号(数字HV_MON)，其中所述第二组监测信号包括所述第二连续监测的HV电压信号；基于所述第二连续监测的HV电压信号检测第二HV过电压状况(例如，对于1，500伏的HV电源电压，数字HV电压高于或等于1,512伏)，其中所述第二故障状况是第二HV过电压状况；响应于检测到所述第二HV过电压状况，产生第二HV过电压信号；并且将第二HV过电压信号传输到撬棍触发器控制信号产生电路282。撬棍触发器控制信号产生电路282可以被配置成从HV监测分析电路280接收第二HV过电压信号；响应于接收到所述第二HV过电压信号，产生第二撬棍触发器激活信号(nMICRO_CROWBAR)；并且将第二撬棍触发器激活控制信号传输到撬棍触发器电路230。
在一些实施例中，监测分析电路270可以包括电容监测分析电路278和撬棍触发器控制信号产生电路282。电容监测分析电路278可以被配置成：接收基于第一连续监测的电容器电压信号产生的第二连续监测的电容器电压信号(数字CAP_MON)，其中第二组监测信号包括所述第二连续监测的电容器电压信号；基于所述第二连续监测的电容器电压信号检测第二电容器过电压状况(例如，数字电容器电压超过数字电容器电压过电压(数字VAR_CAP_V))，其中所述第二故障状况是第二电容器过电压状况；响应于检测到所述第二电容器过电压状况，产生第二电容器过电压信号；并且将所述第二电容器过电压信号传输到撬棍触发器控制信号产生电路282。撬棍触发器控制信号产生电路282可以被配置成：从电容监测分析电路278接收第二电容器过电压信号；响应于接收到所述第二电容器过电压信号，产生第二撬棍触发器激活信号(nMICRO_CROWBAR)；并且将第二撬棍触发器激活控制信号传输到撬棍触发器电路230。
在一些实施例中，监测分析电路270可以包括脉冲监测分析电路276和撬棍触发器控制信号产生电路282。脉冲监测分析电路276可以被配置成：接收基于第一连续监测的脉冲电压信号产生的第二连续监测的脉冲电压信号(数字PULSE_MON)，其中第二组监测信号包括所述第二连续监测的脉冲电压信号；基于所述第二连续监测的脉冲电压信号检测第二脉冲过电压状况(例如，数字脉冲电压超过数字脉冲电压过电压(数字VAR_PULSE_V))，其中所述第二故障状况是第二脉冲过电压状况；响应于检测到所述第二脉冲过电压状况，产生第二脉冲过电压信号；并且将所述第二脉冲过电压信号传输到撬棍触发器控制信号产生电路282。撬棍触发器控制信号产生电路282可以被配置成从脉冲监测分析电路276接收第二脉冲过电压信号；响应于接收到所述第二脉冲过电压信号，产生第二撬棍触发器激活信号(nMICRO_CROWBAR)；并且将撬棍触发器激活控制信号传输到撬棍触发器电路230。
在一些实施例中，脉冲监测分析电路276可以进一步被配置成：确定一组脉冲中的脉冲的上升沿的上升时间；并且基于所述上升时间检测第二脉冲过电压状况(例如，上升时间超过预定上升时间阈值)。在一些实施例中，脉冲监测分析电路276可以进一步被配置成：确定所述一组脉冲中的脉冲的下降沿的下降时间；以及基于所述下降时间检测第二脉冲过电压状况(例如，下降时间超出预定下降时间阈值)。
在一些实施例中，监测分析电路270可以包括电流监测分析电路274和撬棍触发器控制信号产生电路282。电流监测分析电路274可以被配置成：接收基于第一连续监测的电流信号产生的第二连续监测的电流信号(数字CURRENT_MON)，其中第二组监测信号包括所述第二连续监测的电流信号；基于所述第二连续监测的电流信号检测第二过电流状况(例如，数字电流超过数字电流过电流值)，其中所述第二故障状况是第二过电流状况；响应于检测到所述第二过电流状况，产生第二过电流信号；并且将所述第二过电流信号传输到撬棍触发器控制信号产生电路282。撬棍触发器控制信号产生电路282可以被配置成从电流监测分析电路274接收第二脉冲过电流信号；响应于接收到所述第二脉冲过电流信号，产生第二撬棍触发器激活信号(nMICRO_CROWBAR)；并且将第二撬棍触发器激活控制信号传输到撬棍触发器电路230。
在一些实施例中，监测分析电路270可以与由HV继电器电路222构成的所述一组继电器电连通。监测分析电路270可以包括阻抗监测分析电路272。阻抗监测分析电路272可以被配置成：接收基于所述第一监测的阻抗电压信号产生的第二监测的阻抗电压信号(数字IMPEDANCE_MON)；基于所述第二监测的阻抗电压信号检测第二阻抗测试故障状况(例如，数字电阻小于20欧姆)；响应于检测到所述第二监测的阻抗电压信号，产生第二组继电器去激活信号；并且将所述第二组继电器去激活信号传输到所述一组继电器。所述一组继电器中的每个继电器可以被配置成：从阻抗监测分析电路接收第二组继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号；并且响应于接收到所述第二组继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号，将电容器充电电路216与EPE针电路224断开电连接。
所述撬棍触发器电路230可以与监测电路240和监测分析电路270电连通。撬棍触发器电路230可以被配置成：从监测电路240接收第一撬棍触发器激活信号；从监测分析电路270接收第二撬棍触发器激活信号；并且响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，将HV电路210与电穿孔电极电路220断开电连接，例如通过将电容器充电电路216与电穿孔电极电路220断开电连接。在一些实施例中，撬棍触发器电路230可以被配置成在检测到第一故障状况或检测到第二故障状况的约10微秒内将电容器充电电路216与电穿孔电极电路220断开电连接。
处理器262可以用多种不同方式体现，并且可以例如包含一个或多个被配置成独立执行的处理装置。另外或替代地，处理器262可以包含一个或多个处理器，其经由总线串列配置，以使得能够独立执行指令、流水线技术、多线程处理或其组合。术语“处理器”或“处理电路”可以理解为包含单个核心处理器、多核心处理器、设备200内部的多个处理器、远程或“云”处理器或其组合。
在实例实施例中，处理器262可以被配置成执行存储在存储器264中或以其它方式可由处理器262存取的指令。替代地或另外，处理器262可以被配置成执行硬编码的功能。如此，无论是通过硬件或软件方法配置还是通过硬件和软件的组合配置，处理器262都可以表示能够在被相应地配置时执行根据本公开的实施例的操作的实体(例如，物理地体现在电路中)。作为另一实例，当处理器262体现为程序代码指令的执行器时，指令可专门配置处理器以在执行指令时执行本文所描述的操作。
在一些实施例中，处理器262(和/或协处理器或任何其它处理电路辅助处理器或以其它方式与处理器相关联)可以经由总线与存储器264通信，总线用于在设备的部件之间传递信息。存储器264可以是非暂时性存储器并且可以包含例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。例如，存储器264可以是电子存储装置(例如计算机可读存储介质)。在另一实例中，存储器264可以是存储计算机可执行程序代码指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可执行程序代码指令在由计算系统执行时使计算系统执行本文所描述的各种操作。存储器264可以被配置成存储信息、数据、内容、信号应用、指令(例如，计算机可执行程序代码指令)等，以用于使设备200能够根据本公开的实例实施例执行各种功能。例如，存储器264可以被配置成存储监测信号、故障状况(例如，过电压、过电流)、检测技术、撬棍触发器控制信号(例如，撬棍触发器激活信号)、继电器控制、控制信号或其任何组合或其组合。应理解，存储器264可以被配置成部分或完全存储任何电子信息、数据、数据结构、信号、实施例、实例、图、过程、操作、技术、算法、指令、系统、设备、方法或本文所描述的计算机程序产品或其任何组合。
在一些实施例中，处理电路260可以包含输入-输出电路266，所述输入-输出电路又可以与处理器262通信以向用户提供输出，并且在一些实施例中，可以接收例如由用户提供的命令之类的输入。输入-输出电路266可以包括例如图形用户界面(GUI)之类的用户界面，并且可以包含显示器，所述显示器可以包含网络用户界面、GUI应用、移动应用、客户端装置或任何其它合适的硬件或软件。在一些实施例中，输入-输出电路266还可以包含键盘、鼠标、操纵杆、显示装置、显示屏幕、触摸屏幕、触摸区域、软键、麦克风、扬声器或其它输入-输出机构。处理器262、输入-输出电路266(其可以利用处理器262)或两者可以被配置成通过存储在非暂时性计算机可读存储介质(例如，存储器264)中的计算机可执行程序代码指令(例如，软件、固件)控制一个或多个用户界面元素的一个或多个功能。输入-输出电路266是任选的，并且在一些实施例中，设备200可以不包含输入-输出电路。例如，在设备200不与用户直接交互的情况下，设备200可以产生用户界面数据以供一个或多个其它装置显示，一个或多个用户直接与那些装置交互并且将产生的用户界面数据传输到那些装置中的一个或多个。例如，设备200使用用户界面电路269可以产生用户界面数据以供一个或多个显示装置显示，并且将产生的用户界面数据传输到那些显示装置。
通信电路268可以是以硬件或硬件和软件的组合体现的任何装置或电路，所述通信电路被配置成从网络或与设备200通信的任何其它装置、电路或模块接收数据或将数据传输到其。在此方面，通信电路268可以包含例如用于实现与有线或无线通信网络通信的网络接口。例如，通信电路268可以包含一个或多个网络接口卡、天线、总线、交换机、路由器、调制解调器和支持硬件和/或软件，或适合于经由网络实现通信的任何其它装置。在一些实施例中，通信接口可以包含用于与天线交互以使信号通过所述天线传输或处理经由所述天线接收的信号的接收的电路。这些信号可以由设备200使用许多互联网、以太网、蜂窝、卫星或无线技术中的任何一种来传输或接收，例如IEEE 802.11、码分多址(CDMA)、全球移动系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、长期演进(LTE)，
Figure BDA0003248228510000181
v1.0至v5.0、蓝牙低能耗(BLE)、红外无线(例如，IrDA)、超宽带(UWB)、感应无线传输、Wi-Fi、近场通信(NFC)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、射频(RF)、RFID或任何其它合适的技术。
在一些实施例中，通信电路268可以包括被设计或配置成从用户装置接收脉冲持续时间(例如，100微秒)、电压电平(例如，1,500伏)和由设备200输出的EPE针寻址或切换模式的电子指示的硬件部件。在一些实施例中，通信电路268可响应于用户使用输入-输出电路266从在由用户界面电路269提供的图形用户界面中显示的脉冲持续时间、电压电平或EPE针寻址或切换模式的列表选择脉冲持续时间、电压电平或EPE针寻址或切换模式而接收电子指示。
用户界面电路269包含硬件部件，所述硬件部件被设计或配置成接收、处理、产生和传输数据，例如用户界面数据。例如，用户界面电路269包含被设计或配置成基于参考图1、图2、图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I、图5J、图6A、图6B、图6C和图7所述的任何实施例或实施例的组合来产生用户界面数据的硬件部件。在一些实施例中，用户界面电路269可以与显示装置(例如，输入-输出电路266、显示器116、用户装置或以通信方式耦合到其上的显示装置)通信，并且因此被配置成将用户界面数据传输到显示装置。例如，用户界面电路269可以被配置成产生用户界面数据并且将产生的用户界面数据传输到输入-输出电路266，并且所述输入-输出电路266可以被配置成接收用户界面数据并且在显示器116上显示所接收的用户界面数据。在一些实施例中，用户界面电路269可以被配置成将用户界面数据传输到通信电路268，并且所述通信电路268可以被配置成将用户界面数据传输到用户装置。
在一些实施例中，用户界面电路269、阻抗监测分析电路272、电流监测分析电路274、脉冲监测分析电路276、电容监测分析电路278、HV监测分析电路280以及撬棍触发器控制信号产生电路282中的每一个可以包含单独的处理器、专门配置的现场可编程门阵列(FPGA)、专用接口电路(ASIC)或云实用程序(cloud utility)，以执行上述功能。在一些实施例中，上文参考用户界面电路269、阻抗监测分析电路272、电流监测分析电路274、脉冲监测分析电路276、电容监测分析电路278、HV监测分析电路280和撬棍触发器控制信号产生电路282所描述的硬件部件可以例如利用通信电路268或任何合适的有线或无线通信路径以与用户装置、彼此或任何其它合适的电路或装置通信。
在一些实施例中，用户界面电路269、阻抗监测分析电路272、电流监测分析电路274、脉冲监测分析电路276、电容监测分析电路278、HV监测分析电路280和撬棍触发器控制信号产生电路282中的一个或多个可以由设备200本地托管。在一些实施例中，用户界面电路269、阻抗监测分析电路272、电流监测分析电路274、脉冲监测分析电路276、电容监测分析电路278、HV监测分析电路280和撬棍触发器控制信号产生电路282中的一个或多个(例如，由一个或多个云服务器(托管))并且因此不需要物理地驻留在设备200上。因此，本文所描述的功能中的一些或全部可以由远程电路提供。例如，设备200可以经由任何类别的网络连接来访问一个或多个远程电路，所述网络连接促进数据和电子信息在设备200与远程电路之间的传输。继而，设备200可以与用户界面电路269、阻抗监测分析电路272、电流监测分析电路274、脉冲监测分析电路276、电容监测分析电路278、HV监测分析电路280和撬棍触发器控制信号产生电路282中的一个或多个进行远程通信。
如上文基于本公开所描述并且将了解的，本公开的实施例可以被配置成系统、设备、方法、移动装置、后端网络装置、计算机程序产品、其它合适的装置及其组合。因此，实施例可以包括各种装置，所述各种装置包含软件与硬件的任何组合。此外，实施例可以采取至少一个非暂时性计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，所述非暂时性计算机可读存储介质具有在存储介质上具体实施的计算机可读程序指令(例如计算机软件)。可以利用任何合适的计算机可读存储介质，包含非暂时性硬盘、CD-ROM、快闪存储器、光学存储装置或磁性存储装置。如将了解的，本文所描述的任何计算机程序指令和/或其它类型的代码可以加载到计算机、处理器或其它可编程设备的电路上以产生机器，使得执行机器上的代码的所述计算机、处理器、其它可编程电路形成用于实施各种功能、包含本文所描述的那些功能的装置。
用户装置可以由一个或多个计算装置或系统体现，所述一个或多个计算装置或系统还可以包含处理电路、存储器、输入-输出电路和通信电路。例如，用户装置可以是在其上运行应用(例如，GUI应用)或以其它方式由处理电路执行的膝上型计算机。在又一个实例中，用户装置可以是在其上运行应用(例如，网页浏览应用)或以其它方式由处理电路执行的智能电话。由于涉及本公开中描述的操作，这些装置的功能可以利用与上文关于图2描述的类似命名部件类似的部件。为了简洁起见，省略了对这些部件的机械性的额外描述。一起操作的这些装置元件向相应计算系统提供促进与本文所描述的EPT治疗仪器的数据通信所必需的功能。
在描述了本公开中涉及的实例装置的具体部件之后，下文结合图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I、图5J、图6A、图6B、图6C和图7描述了检测故障状况的实例程序。
图3A、图3B、图3C、图3D示出根据本文所描述的一些实例实施例的EPT治疗仪器的实例框图。如图3A所示，框图300包括在一些情况下示出HV电路210、EPE电路220、撬棍触发器电路230和监测电路240的实施方案的部件。如图3B所示，框图320包括在一些情况下示出处理电路260、控制电路290和ADC电路296的实施方案的部件。如图3C所示，框图340包括在一些情况下示出额外处理电路和输入-输出电路的实施方案的部件。如图3D所示，框图360包括在一些情况下示出额外电力产生电路和输入-输出电路的实施方案的部件。
图4A、图4B、图4C示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例电路框图。如图4A所示，电路框图400包括HV继电器电路块402(例如，示出由HV继电器电路222接收和传输的信号)、监测电路块404(例如，示出由监测电路240接收和传输的信号)、处理电路块406(例如，示出由处理电路260接收和传输的信号)以及连接器电路块410(例如，示出由HV电路210、HV电源监测电路252和控制电路290等接收和传输的信号)。如在图4A进一步所示，处理电路块406可以包括监测分析电路块408(例如，示出由监测分析电路270接收和传输的信号)。
如图4B所示，电路框图420包括多个信号监测块(例如，示出由ADC电路296接收和传输的信号)。
在一些实施例中，图4B所示的每个0欧姆电阻器可以尽可能靠近30位置连接器放置。
如图4C所示，电路框图440包括处理电路块(例如，示出由处理电路260接收和传输的信号)。在一些实施例中，部件Y1可以尽量靠近处理电路块放置。在一些实施例中，处理电路260可以部分或整体地实施为图4C所示的处理电路块。
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I和图5J示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例示意图。如图5A所示，电路500包括栅极驱动电路和电容器充电电路。在一些实施例中，栅极驱动电路214和电容器充电电路216可以部分或整体地实施为电路500。在一些实施例中，部件U15的AGND和PGND端子被配置成通过部件U15正下方的单个粗迹线连接。在一些实施例中，部件Q1被安置成允许用于散热器的空间，例如散热器上的夹片。在一些实施例中，HV线被配置成承载高达90安培的电流。
如图5B所示，电路510包括撬棍触发器电路。在一些实施例中，撬棍触发器电路230可以部分或整体地实施为电路510。在一些实施例中，撬棍触发器电路可以使用与门以从微控制器(例如，处理电路260)和模拟部件接收信号。在一些实施例中，U21+U22的高状态是正常操作；U21+U22的低状态传输撬棍激活信号。
在一个示意性实例实施例中，撬棍触发器电路电容器C49被配置成通过继电器RE1短路，从而使得跨越电容器充电电路信号SCR_GATE和SCR_GATE_RTN的转换器T1产生5V信号，所述转换器电耦合到图5A所示的电路500。在图5A所示的电路500的硅可控整流器(SCR)U17的栅极处施加此产生的5V信号，这使部件U17进入正向传导模式，绕过电阻器R33、R34、R35和R36。因此，+HV线被拉到零，而HV电容器C32、C33和C34上的所有电荷流过串联电阻器R17、R29和R31。另外，当-HV_PULSE从0变成-1300Vdc时，电感器L10使极性反转并且减缓随后的电流冲击。大部分电流通过高功率电阻R17、R29和R31，这些电阻也被调整以改变电压衰减率。
在另一示意性实例实施例中，当+5V_ISO轨道对电容器C49充电时，电路510在通电时被启用。当在5个输入(nMICRO_CROWBAR、nCAP_OV、nHV_OV、nOVER_CURRENT以及nPULSE_OV)中的一个上感应到低有效信号时，部件Q2的栅极变得低，从而接通PMOS。电容器C49通过部件Q2放电，从而通过变压器T1将脉冲发送到SCR U17的栅极。一旦SCR的栅极接收到信号，它就会变为正向偏置，从而允许存储在HV电容器C32、C33和C34中的任何能量放电。此能量通过电阻器R17、R29和R31耗散，其中电感器L10限制电流尖峰。在HV电容器C32、C33和C34充电并且系统经历电源故障的情况下，继电器RE13(例如，继电器RE13与耦合到图5J所示的EPE针1的继电器RE5基本上类似，但耦合到EPE针6而不是EPE针1)将闭合，从而允许电容器C49放电并且激活电路510，如上所述。
在一些实施例中，通过除了基于软件的撬棍触发器输入(例如，nMICRO_CROWBAR)之外包含基于硬件的撬棍触发器输入(例如，nCAP_OV、nHV_OV、nOVER_CURRENT、nPULSE_OV)，电路510可更快速地对任何监测状况(例如，电压、电容、电流、脉冲)作出反应，其中由于基于处理器的信号变化的固有延迟，因此所述电路比典型的基于处理器的EPT治疗系统超出规范。在一些实施例中，电路510被配置成在标识故障状况之后在不到10微秒的时间内开始终止治疗电压脉冲的递送。因此，电路510不仅能够截断治疗序列，而且能够截断单个治疗脉冲，从而增加EPT治疗仪器固有的患者安全性。
如图5C所示，电路520包括HV监测电路。在一些实施例中，HV监测电路250可以部分或整体地实施为电路520。在一些实施例中，电路520被配置成接收在0伏与1,500伏之间的输入+HV，并且产生在0伏与4.983伏之间的输出HV_MON。在一些实施例中，HV_OV设置为1,500伏，并且5伏VCC将触发器设置为1,512伏。在一些实施例中，HV_MON＝(3.4K/(3.4K+1.025M))*HV+4.983V＝0.003306Ohms*1500V。
如图5D所示，电路530包括电容监测电路。在一些实施例中，电容监测电路248可以部分或整体地实施为电路530。在一些实施例中，电路530被配置成接收在0伏与500伏之间的输入CAP_V，其中+HV在0伏与1,500伏之间。在一些实施例中，CAP_V＝0.33*HV+。在一些实施例中，CAP_MON＝(10K/(10K+990K))*CAP_V；5V＝0.01Ohms*CAP_V；并且5V＝0.00333*HV+。
如图5E所示，电路540包括脉冲监测电路。在一些实施例中，脉冲监测电路246可以部分或整体地实施为电路540。在一些实施例中，电路540被配置成接收在0伏与-1,500伏之间的输入-HV_Pulse，并且产生在0伏与4.983伏之间的输出PULSE_MON。在一些实施例中，PULSE_MON＝(3.4K/(3.4K+1.025M))*HV_PULSE；并且(反相)4.983V＝0.003306Ohms*(-1500V)。
如图5F所示，电路550包括电流监测电路和阻抗监测电路。在一些实施例中，电流监测电路244和阻抗监测电路242可以部分或整体地实施为电路550。在一些实施例中，将引起故障状况的检测的测量组织电阻在0欧姆与20欧姆之间。在一些实施例中，IMPEDANCE_MON在4.1667伏与4.1528伏之间。在一些实施例中，电耦合到电路550的例如图3B所示的ADC2之类的ADC被配置成检测0.0138V的差之间的11级(step)。在一些实施例中，开路＝0V；并且10K皮肤电阻＝1.5625V。
在一些实施例中，图5F所示的K1和K2继电器可以被配置成在测试脉冲与治疗脉冲/阻抗监测与接地之间切换，以分离低电压电路模式和高电压电路模式。例如，当K1和K2继电器切换到节点12时，电路550处于治疗脉冲模式。在另一实例中，当K1和K2继电器切换到10时，电路550处于阻抗测试模式。在一些实施例中，当通过执行单个软件功能检测到故障时，LV阻抗检查被终止。在一些实施例中，每当检测到任何故障状况时，包含检测到在LV阻抗检查期间检测到的故障时，执行单个软件功能。所述单个软件功能按所列次序执行以下操作：(1)通过对ENABLE_PULSE取消断言来防止(或截断)治疗脉冲的递送；(2)通过对EN_HIGH_VOLTAGE取消断言来禁用HV电源；(3)通过对nMICRO_CROWBAR取消断言来激活撬棍触发器；(4)通过对EN_HV_1至EN_HV_6和EN_RTN_1至EN_RTN_6取消断言来断开所有“针输出”继电器(RE1至RE12)；(5)通过对ARM_LED_ISO取消断言来关闭ARM按钮LED；(6)通过轮询HV_MON，等待高电压电路放电至低于200Vdc的电压；(7)通过对nMICRO_CROWBAR取消断言来重置软件控制的撬棍触发器输入；(8)将标识的故障设置为激活状态；以及(9)转变到软件“故障”状态。
如图5G所示，电路560包括数字电位计(电位计)电路。在一些实施例中，数字电位计电路292可以部分或整体地实施为电路560。在一些实施例中，电路560可以被配置成经由分压器编程的电压输出提供电压限制，所述电压输出经由运算放大器U11A和U11B与脉冲和电容器电压进行比较，从而允许撬棍触发器电路(例如，电路510)在电压限制被超过的情况下激活。分压器的输出是VAR_PULSE_V和VAR_CAP_V，其被编程为分别表示激活撬棍触发器电路的脉冲和电容过电压限制。分别将输出与监测信号PULSE_MON和CAP_MON进行比较。如果非反相输入大于反相输入(PULSE_MON)，则输出nPULSE为+Vcc。nPULSE现在为高并且激活撬棍触发器电路。D5禁用反馈。PULSE_MON必须驱动VAR_PULSE_V以上，以便将输出切换到-Vcc。如果非反相输入小于PULSE_MON，则输出nPULSE为-Vcc或ISO_GND。现在，电阻器R68与Rwb(分压器的下支腿(lower leg))并联，非反相输入从VAR_PULSE_V减少到较低阈值电压VL。现在PULSE_MON必须驱动到VL以下，以使输出切换回+Vcc。二极管的作用是在从故障状态过渡到正常状态时增加迟滞，以解释瞬态信号尖峰，并且在正常运行期间出于安全原因消除迟滞。在一些实施例中，部件U23的ADDR1和ADDR0引脚连接到GND，所述GND将I2C地址设置为0101111。在一些实施例中，Rwb＝(D/256)*Rab+55；1108＝(D/256)*10000+55；D＝27；程序的HEX编号＝0x001B。在一个示意性实例实施例中，对于400V施加器，跳脱电压为1.33V(参见电容监测电路530)；VAR_CAP_V＝1.33V；1.33V＝(12*Rwb)/(10,000千欧姆)；Rwb＝1108欧姆；并且Raw＝10,000-1108＝8892欧姆。
如图5H所示，电路570包括数字电位计HV控制电路。在一些实施例中，数字电位计HV电路294可以部分或整体地实施为电路570。在一些实施例中，部件U37的ADDR1和ADDR0引脚连接到+3V3，所述+3V3将I2C地址设置为0100000。在一些实施例中，Rwb＝(D/256)*Rab+55；1108＝(D/256)*10000+55；D＝27；程序的HEX编号＝0x001B。在一个示意性实例实施例中，对于400V施加器，跳脱电压为1.33V(参见电容监测电路530)；VAR_CAP_V＝1.33V；1.33V＝(12*Rwb)/(10,000千欧姆)；Rwb＝1108欧姆；并且Raw＝10,000-1108＝8892欧姆。
如图5I所示，电路580包括HV电源监测电路。在一些实施例中，HV电源监测电路252可以部分或整体地实施为电路580。
如图5J所示，电路590包括HV继电器电路。在一些实施例中，HV继电器电路222可以部分或整体地实施为电路590。例如，在EPE电路220包含六个EPE针电极的情况下，HV继电器电路222可以包含六个EPE针电极中的每一个的电路590。
图6A、图6B和图6C示出根据本文所描述的一些实例实施例的实例脉冲电压信号。如图6A所示，用户界面显示屏幕600示出实例脉冲电压信号602，所述实例脉冲电压信号包括一组脉冲中的脉冲的上升沿604和下降沿606。在一些实施例中，脉冲监测分析电路276可以确定：一组脉冲中的脉冲的宽度(例如，持续时间)为102.99微秒；一组脉冲中的脉冲的上升沿604的上升时间为698纳秒；一组脉冲中的脉冲的下降沿626的下降时间为1.901微秒。
如图6B所示，用户界面显示屏幕610示出实例脉冲电压信号612，所述实例脉冲电压信号包括一组脉冲中的脉冲的上升沿614。在一些实施例中，脉冲监测分析电路276可以确定一组脉冲中的脉冲的上升沿614的上升时间为762纳秒。
如图6B所示，用户界面显示屏幕620示出实例脉冲电压信号622，所述实例脉冲电压信号包括一组脉冲中的脉冲的下降沿626。在一些实施例中，脉冲监测分析电路276可以确定一组脉冲中的脉冲的下降沿626的下降时间为1.894微秒。
在描述了本公开中涉及的实例装置的特定部件之后，下文结合图7描述了用于提供被配置成检测故障状况的EPT治疗仪器的实例程序。
图7示出实例流程图700，所述实例流程图包含根据本文所描述的一些实例实施例的用于在使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的同时检测故障状况的实例操作。例如，结合图7所描述的操作可以由参考图1所示的EPT治疗仪器100描述的一个或多个部件；通过图2所示的设备200；通过本文所描述的任何其它部件；或其任何组合执行。
如框702所示，设备200包含用于连续监测电压电源的一组特性和一组电压脉冲的装置，例如监测电路240等。在一些实施例中，所述一组特性可以包括HV电压、电容器电压、脉冲电压、电流、阻抗电压、HV电源电压、HV电源电流、任何其它合适的特性或其任何组合。
如框704所示，设备200包含用于基于一组特性产生第一组监测信号的装置，例如监测电路240等。在一些实施例中，所述第一组监测信号可以包含一组模拟监测信号，例如模拟连续监测的HV电压信号、模拟连续监测的电容器电压信号、模拟连续监测的脉冲电压信号、模拟连续监测的电流信号、模拟连续监测的阻抗电压信号、模拟连续监测的HV电源电压信号、模拟连续监测的HV电源电流信号、任何其它合适的模拟监测信号或其任何组合。在一些实施例中，监测电路可以被配置成将第一组监测信号传输到本文所描述任何其它电路，例如ADC电路(例如，ADC电路296)。ADC电路可以经由更快的采样ADC(例如，每秒2,000,000个样本)提供改进的信号监测。
如框706所示，设备200包含用于基于第一组监测信号检测第一故障状况的装置，例如监测电路240等。第一故障状况可以包括模拟故障状况，例如模拟HV过电压状况、模拟电容器过电压状况、模拟脉冲过电压信号状况、模拟过电流信号状况、任何其它合适的模拟故障状况或其任何组合。
如框708所示，设备200包含用于产生第一撬棍触发器激活信号的装置，例如监测电路240等。在一些实施例中，监测电路240可以被配置成响应于检测到第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号。在一些实施例中，第一撬棍触发器激活信号可以包括模拟撬棍触发器激活信号，例如HV过电压信号(nHV_OV)、电容器过电压信号(nCAP_OV)、脉冲过电压信号(nPULSE_OV)、过电流信号(nOVER_CURRENT)、任何其它合适的模拟撬棍触发器激活信号或其任何组合。在一些实施例中，监测电路240可以被配置成将第一撬棍触发器激活信号传输到撬棍触发器电路(例如，撬棍触发器电路230)。
如框710所示，设备200包含用于接收基于第一组监测信号产生的第二组监测信号的装置，例如监测分析电路270等。所述第二组监测信号可以包含一组数字监测信号，例如数字连续监测的HV电压信号、数字连续监测的电容器电压信号、数字连续监测的脉冲电压信号、数字连续监测的电流信号、数字连续监测的阻抗电压信号、数字连续监测的HV电源电压信号、数字连续监测的HV电源电流信号、任何其它合适的数字监测信号或其任何组合。在一些实施例中，监测分析电路270可以被配置成从本文所描述的任何其它电路，例如从ADC电路(例如，ADC电路296)接收第二组监测信号。例如，第一组监测信号可以是由监测电路240传输到ADC电路296的一组模拟监测信号，并且第二组监测信号可以是由ADC电路296基于所述一组模拟监测信号产生并且由ADC电路296传输到监测分析电路270的一组数字监测信号。
如框712所示，设备200包含用于基于第二组监测信号检测第二故障状况的装置，例如监测分析电路270等。第二故障状况可以包括数字故障状况，例如数字HV过电压状况、数字电容器过电压状况、数字脉冲过电压信号状况、数字过电流信号状况、任何其它合适的数字故障状况或其任何组合。
如框714所示，设备200包含用于产生第二撬棍触发器激活信号的装置，例如监测分析电路270等。在一些实施例中，监测分析电路270可以被配置成响应于检测到第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号。在一些实施例中，第二撬棍触发器激活信号可以包括数字撬棍触发器激活信号(nMICRO_CROWBAR)。在一些实施例中，监测电路240可以被配置成将第二撬棍触发器激活信号传输到撬棍触发器电路(例如，撬棍触发器电路230)。
如框716所示，设备200包含用于：接收第一撬棍触发器激活信号或第二撬棍触发器激活信号；以及响应于接收到第一撬棍触发器激活信号或接收到第二撬棍触发器激活信号，将电容器充电电路与电穿孔电极电路断开电连接的装置，例如监测分析电路270等。
在一些实施例中，操作702、704、706、708、710、712、714以及716可能不一定按图7中所描绘的次序发生。在一些实施例中，图7中描绘的一个或多个操作可以基本上同时发生。在一些实施例中，在图7所示的任何操作之前、之后或之间可以涉及一个或多个额外操作。
如上文并且参考图1、图2、图3A、图3B、图3C、图3D、图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I、图5J、图6A、图6B、图6C以及图7所描述的，本公开的实例实施例提供一种EPT治疗仪器，其提供：使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔；连续监测所述电压电源的一组特性和一组电压脉冲；基于所述一组特性产生一组模拟监测信号；基于所述一组模拟监测信号检测第一故障状况(例如，过电压、过电流)；基于一组数字监测信号检测第二故障状况(例如，过电压、过电流)；并且响应于检测到所述第一故障状况或所述第二故障状况，由撬棍触发器电路将电压脉冲和电压电源与电穿孔电极针断开电连接，以防止将所述过电压和过电流施加给患者。因此，本公开的实例实施例提供：通过多个冗余模拟电路和数字电路改进对故障状况(例如，过电压、过电流)的检测；以及改进通过撬棍触发器电路防止对患者施加任何过电压或过电流。
因此，图7示出根据本公开的实例实施例执行的描述操作的实例流程图。应当理解，流程图的每个框以及流程图中的框的组合可以通过各种装置实施，所述各种装置例如包括硬件、固件、一个或多个处理器的装置和/或与包括一个或多个计算机程序指令的软件的执行相关联的电路。例如，可以通过执行程序代码指令来执行上文所描的述一个或多个程序。在此方面，在执行时使上文所描述的程序得以执行的程序代码指令可以由计算设备(例如，设备200)的非暂时性计算机可读存储介质(例如，存储器264)存储，并且由计算设备的处理器(例如，处理器262)执行。在此方面，体现上述程序的计算机程序指令可以通过采用本公开实施例的设备的存储器来存储并且通过所述设备的处理器来执行。如将了解，任何此类计算机程序指令可以加载到计算机或其它可编程设备(例如，硬件)上以产生机器，使得所得计算机或其它可编程设备提供流程图700中指定的功能的实施方案。当执行时，存储在计算机可读存储存储器中的指令产生被配置成实施流程图700中指定的各种功能的制品。计算机程序指令还可以加载到计算机或其它可编程设备上，以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图700中指定的功能的操作。此外，执行计算机或其它处理电路以执行各种功能将计算机或其它处理电路转换为被配置成执行本公开的实例实施例的特定机器。
参考图7描述的流程图操作支持用于执行指定功能的装置的组合和用于执行指定功能的操作的组合。应理解的是，流程图的一个或多个操作以及流程图中的操作的组合可以由执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施。
在一些实例实施例中，如下文所描述，可以修改或进一步放大本文操作中的某些操作。此外，在一些实施例中，还可以包含额外的任选操作。应了解，本文所描述的修改、任选的添加或放大中的每一个可以单独地或与本文所描述的特征中的任何其它特征组合地包含在本文的操作中。
前述方法描述和过程流程图仅仅作为示意性实例提供，并且其并不意图要求或暗示各种实施例的步骤必须以所呈现的次序进行。如所属领域的技术人员将了解，前述实施例中的步骤的次序可按任何次序执行。例如“此后”、“接着”、“接下来”以及类似词之类的词并不意图限制所述步骤的次序；这些词只是用于引导读者浏览所述方法的描述。此外，例如使用冠词“一个(a)”、“一(an)”或“所述”对单数的权利要求要素的任何提及不应被解释为将所述要素限制为单数形式，并且在一些情况下，可以按复数形式解释。
虽然上文已示出和描述了根据本文所公开的原理的各种实施例，但在不脱离本公开的教示的情况下，所属领域的技术人员可以对其进行修改。本文所描述的实施例仅为代表性的并且不意图为限制性的。许多变化、组合和修改是可能的并且在本公开的范围内。由组合、集成和/或省略一个或多个实施例的特征而产生的替代实施例也在本公开的范围内。因此，保护范围不限于上文阐述的描述，但仅受所附权利要求限制，所述范围包含权利要求的标的物的所有等效物。各个以及每个权利要求作为进一步的公开内容并入说明书中，并且权利要求是本公开的实施例。此外，上文所描述的任何优点和特征可涉及具体实施例，但不应将此类所发布的权利要求书的应用限制于实现任何或所有上述优点或具有任何或所有上述特征的过程和结构。
另外，本文中的章节标题是出于与依据37C.F.R.§1.77的建议一致而提供，或以其它方式提供组织性提示。这些标题不应限制或特征化可以从本公开发布的任何权利要求中所阐述的本公开。例如，对“背景”中的技术的描述不应被理解为承认所述技术为本公开中的任何公开内容的现有技术。“发明内容”也不应被视为所发布权利要求中所阐述的公开内容的限制性表征。此外，本公开中以单数形式对“公开内容”或“实施例”的任何参考不应用以争论在本公开中仅存在单个新颖性点。可根据从本公开发布的多个权利要求的限制来阐述本公开的多个实施例，且此类权利要求相应地限定了公开内容及其保护的等效物。在所有情况下，权利要求的范围应鉴于本公开而基于其自有优点加以考虑，而不应受到本文中阐述的标题约束。
并且，在不脱离本公开的范围的情况下，在各种实施例中描述和示出为独立或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法组合或整合。示出或论述为彼此耦合或连通的其它装置或部件可通过一些中间装置或部件间接耦合，无论是以电方式、机械方式或其它方式。其它变化、替换和更改实例对本领域技术人员而言是显而易见的，均不脱离本文公开的范围。
得益于前述描述和相关联图式中呈现的教示的这些实施例所属领域的技术人员将了解本文所阐述的本公开的许多修改和其它实施例。尽管图式仅示出了本文所描述的设备和系统的某些部件，但应理解，可结合本文所公开的部件和结构使用各种其它部件。因此，应了解，本公开不应限于所公开的具体实施例，并且其修改和其它实施例意图包含在所附权利要求书的范围内。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合、重新布置或整合，或某些特征可以省去或不予以实施。此外，上文所描述的任何方法中的步骤不一定以附图中所描绘的次序发生，并且在一些情况下，所描绘的步骤中的一个或多个可以基本上同时发生，或可以涉及额外步骤。虽然本文中采用特定术语，但所述术语仅在通用意义和描述性意义上使用，而不用于限制目的。

Claims (20)

1.一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的系统，所述系统包括：
电压产生电路，与电容器充电电路和监测电路电连通，其中所述电压产生电路被配置成
产生所述电压电源，并且
将所述电压电源传输到所述电容器充电电路；以及
所述电容器充电电路，其中所述电容器充电电路与所述电压产生电路、撬棍触发器电路、所述监测电路以及电穿孔电极电路电连通，并且其中所述电容器充电电路被配置成
从所述电压产生电路接收所述电压电源，
基于所述电压电源产生所述一组电压脉冲，并且
将所述一组电压脉冲传输到所述电穿孔电极电路，
所述监测电路，其中所述监测电路与所述电压产生电路、所述电容器充电电路、监测分析电路以及所述撬棍触发器电路电连通，并且其中所述监测电路被配置成
连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲，
基于所述一组特性产生第一组监测信号，
传输所述第一组监测信号，
基于所述第一组监测信号检测第一故障状况，
响应于检测到所述第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号，并且
将所述第一撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路；
所述监测分析电路，其中所述监测分析电路与所述撬棍触发器电路电连通，并且其中所述监测分析电路被配置成
接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号，
基于所述第二组监测信号检测第二故障状况，
响应于检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号，并且
将所述第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路；
所述撬棍触发器电路，其中所述撬棍触发器电路与所述监测电路和所述监测分析电路电连通，并且其中所述撬棍触发器电路被配置成
从所述监测电路接收所述第一撬棍触发器激活信号，
从所述监测分析电路接收所述第二撬棍触发器激活信号，并且
响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组监测信号是一组模拟监测信号，其中所述第二组监测信号是一组数字监测信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压电源是HV电压电源，并且其中HV电源的电压在约1,000伏与1,750伏之间，并且其中所述HV电源的安培数在约40安培与60安培之间。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述HV电源的所述电压为约1,500伏，并且其中所述HV电源的所述安培数为约50安培。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述一组电压脉冲中的每个电压脉冲的持续时间在约50微秒与约150微秒之间。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述撬棍触发器电路被配置成在所述检测到所述第一故障状况或所述检测到所述第二故障状况的约10微秒内将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压电源是HV电压电源，并且其中所述监测电路包括HV监测电路，所述HV监测电路被配置成：
连续监测HV电源的HV电压，其中所述一组特性包括所述连续监测的HV电压；
基于所述连续监测的HV电压产生第一连续监测的HV电压信号，其中所述第一组监测信号包括所述第一连续监测的HV电压信号；
基于所述第一连续监测的HV电压信号检测第一HV过电压状况，其中所述第一故障状况是所述第一HV过电压状况；并且
响应于检测到所述第一HV过电压状况，产生第一HV过电压信号，其中所述第一撬棍触发器激活信号是所述第一HV过电压信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述监测分析电路包括HV监测分析电路和撬棍触发器控制信号产生电路，
其中所述HV监测分析电路被配置成
接收基于所述第一连续监测的HV电压信号产生的第二连续监测的HV电压信号，其中所述第二组监测信号包括所述第二连续监测的HV电压信号，
基于所述第二连续监测的HV电压信号检测第二HV过电压状况，其中所述第二故障状况是所述第二HV过电压状况，
响应于检测到所述第二HV过电压状况，产生第二HV过电压信号，并且
将所述第二HV过电压信号传输到所述撬棍触发器控制信号产生电路；并且
其中所述撬棍触发器控制信号产生电路被配置成
从所述HV监测分析电路接收所述第二HV过电压信号，
响应于接收到所述第二HV过电压信号，产生所述第二撬棍触发器激活信号，并且
将所述第二撬棍触发器激活控制信号传输到所述撬棍触发器电路。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述监测电路包括电容监测电路，所述电容监测电路被配置成：
连续监测所述电容器充电电路的电容器电压，其中所述一组特性包括所述连续监测的电容器电压；
基于所述连续监测的电容器电压产生第一连续监测的电容器电压信号，其中所述第一组监测信号包括所述第一连续监测的电容器电压信号；
基于所述第一连续监测的电容器电压信号检测第一电容器过电压状况，其中所述第一故障状况是所述第一电容器过电压状况；并且
响应于检测到所述第一电容器过电压状况，产生第一电容器过电压信号，其中所述第一撬棍触发器激活信号是所述第一电容器过电压信号。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述监测分析电路包括电容监测分析电路和撬棍触发器控制信号产生电路，
其中所述电容监测分析电路被配置成
接收基于所述第一连续监测的电容器电压信号产生的第二连续监测的电容器电压信号，其中所述第二组监测信号包括所述第二连续监测的电容器电压信号，
基于所述第二连续监测的电容器电压信号检测第二电容器过电压状况，其中所述第二故障状况是所述第二电容器过电压状况，响应于检测到所述第二电容器过电压状况，产生第二电容器过电压信号，并且
将所述第二电容器过电压信号传输到所述撬棍触发器控制信号产生电路；并且
其中所述撬棍触发器控制信号产生电路被配置成
从所述电容监测分析电路接收所述第二电容器过电压信号，
响应于接收到所述第二电容器过电压信号，产生所述第二撬棍触发器激活信号，并且
将所述第二撬棍触发器激活控制信号传输到所述撬棍触发器电路。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述监测电路包括脉冲监测电路，所述脉冲监测电路被配置成：
连续监测所述一组电压脉冲的脉冲电压，其中所述一组特性包括所述连续监测的脉冲电压；
基于所述连续监测的脉冲电压产生第一连续监测的脉冲电压信号，其中所述第一组监测信号包括所述第一连续监测的脉冲电压信号；
基于所述第一连续监测的脉冲电压信号检测第一脉冲过电压状况，其中所述第一故障状况是所述第一脉冲过电压状况；并且
响应于检测到所述第一脉冲过电压状况，产生第一脉冲过电压信号，其中所述第一撬棍触发器激活信号是所述第一脉冲过电压信号。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述监测分析电路包括脉冲监测分析电路和撬棍触发器控制信号产生电路，
其中所述脉冲监测分析电路被配置成
接收基于所述第一连续监测的脉冲电压信号产生的第二连续监测的脉冲电压信号，其中所述第二组监测信号包括所述第二连续监测的脉冲电压信号，
基于所述第二连续监测的脉冲电压信号检测第二脉冲过电压状况，其中所述第二故障状况是所述第二脉冲过电压状况，
响应于检测到所述第二脉冲过电压状况，产生第二脉冲过电压信号，并且
将所述第二脉冲过电压信号传输到所述撬棍触发器控制信号产生电路；并且
其中所述撬棍触发器控制信号产生电路被配置成
从所述脉冲监测分析电路接收所述第二脉冲过电压信号，
响应于接收到所述第二脉冲过电压信号，产生所述第二撬棍触发器激活信号，并且
将所述第二撬棍触发器激活控制信号传输到所述撬棍触发器电路。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述脉冲监测分析电路进一步被配置成：
确定一组脉冲中脉冲的上升沿的上升时间；并且
基于所述上升时间检测所述第二脉冲过电压状况。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述监测电路包括电流监测电路，所述电流监测电路被配置成：
连续监测所述一组电压脉冲的电流，其中所述一组特性包括所述连续监测的电流；
基于所述连续监测的电流产生第一连续监测的电流信号，其中所述第一组监测信号包括所述第一连续监测的电流信号；
基于所述第一连续监测的电流信号检测第一过电流状况，其中所述第一故障状况是所述第一过电流状况；并且
响应于检测到所述第一过电流状况，产生第一过电流信号，其中所述第一撬棍触发器激活信号是所述第一过电流信号。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述监测分析电路包括电流监测分析电路和撬棍触发器控制信号产生电路，
其中所述电流监测分析电路被配置成
接收基于所述第一连续监测的电流信号产生的第二连续监测的电流信号，其中所述第二组监测信号包括所述第二连续监测的电流信号，
基于所述第二连续监测的电流信号检测第二过电流状况，其中所述第二故障状况是所述第二过电流状况，
响应于检测到所述第二过电流状况，产生第二过电流信号，并且
将所述第二过电流信号传输到所述撬棍触发器控制信号产生电路；并且
其中所述撬棍触发器控制信号产生电路被配置成
从所述电流监测分析电路接收所述第二过电流信号，
响应于接收到所述第二过电流信号，产生所述第二撬棍触发器激活信号，并且
将所述第二撬棍触发器激活控制信号传输到所述撬棍触发器电路。
16.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述监测电路与一组继电器电连通；
所述监测电路包括阻抗监测电路，所述阻抗监测电路被配置成：
产生一组低电压(LV)脉冲，
将所述一组LV脉冲传输到所述电穿孔电极电路，
从所述电穿孔电极电路接收一组LV返回脉冲，
基于所述一组LV返回脉冲监测所述组织的电阻，
基于所述监测的电阻产生第一监测的阻抗电压信号，
基于所述第一监测的阻抗电压信号检测第一阻抗测试故障状况；并且
响应于检测到所述第一阻抗测试故障状况，产生第一组继电器去激活信号，并且
将所述第一组继电器去激活信号传输到所述一组继电器；
所述电穿孔电极电路包括所述一组继电器；并且
所述一组继电器中的每个继电器被配置成
从所述阻抗监测电路接收所述第一组继电器去激活信号中的所述继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号，并且
响应于接收到所述第一组继电器去激活信号中的所述继电器去激活信号中的所述一个继电器去激活信号，将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
17.根据权利要求16所述的系统，其中：
所述监测分析电路包括阻抗监测分析电路；
所述阻抗监测分析电路被配置成
接收基于所述第一监测的阻抗电压信号产生的第二监测的阻抗电压信号，
基于所述第二监测的阻抗电压信号检测第二阻抗测试故障状况，
响应于检测到所述第二监测的阻抗电压信号，产生第二组继电器去激活信号，并且
将所述第二组继电器去激活信号传输到所述一组继电器；并且
所述一组继电器中的每个继电器被配置成
从所述阻抗监测分析电路接收所述第二组继电器去激活信号中的所述继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号，并且
响应于接收到所述第二组继电器去激活信号中的所述继电器去激活信号中的所述一个继电器去激活信号，将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
18.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述监测分析电路与一组继电器电连通；
所述监测分析电路进一步被配置成
响应于所述检测到所述第二故障状况，产生一组继电器去激活信号，并且
将所述一组继电器去激活信号传输到所述一组继电器；
所述电穿孔电极电路包括所述一组继电器；并且
所述一组继电器中的每个继电器被配置成
从所述监测分析电路接收所述一组继电器去激活信号中的所述继电器去激活信号中的一个继电器去激活信号，并且
响应于接收到所述继电器去激活信号中的所述一个继电器去激活信号，将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
19.一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的设备，所述设备包括：
监测电路，其与撬棍触发器电路电连通，其中所述监测电路被配置成
连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲，
基于所述一组特性产生第一组监测信号，
传输所述第一组监测信号，
基于所述第一组监测信号检测第一故障状况，
响应于检测到所述第一故障状况，产生第一撬棍触发器激活信号，并且
将所述第一撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路；监测分析电路，其与所述撬棍触发器电路电连通，其中所述监测分析电路被配置成
接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号，
基于所述第二组监测信号检测第二故障状况，
响应于检测到所述第二故障状况，产生第二撬棍触发器激活信号，并且
将所述第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路；所述撬棍触发器电路，其中所述撬棍触发器电路与所述监测电路和所述监测分析电路电连通，并且其中所述撬棍触发器电路被配置成
从所述监测电路接收所述第一撬棍触发器激活信号，
从所述监测分析电路接收所述第二撬棍触发器激活信号，并且
响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，将所述电压电源与电穿孔电极电路断开电连接。
20.一种使用基于电压电源产生的一组电压脉冲对组织中的细胞进行电穿孔的方法，所述方法包括：
由电压产生电路产生所述电压电源；
由所述电压产生电路将所述电压电源传输到电容器充电电路；
由所述电容器充电电路从所述电压产生电路接收所述电压电源；
由所述电容器充电电路基于所述电压电源产生所述一组电压脉冲；
由所述电容器充电电路将所述一组电压脉冲传输到电穿孔电极电路；
由监测电路连续监测所述电压电源的一组特性和所述一组电压脉冲；
由所述监测电路基于所述一组特性产生第一组监测信号；
由所述监测电路传输所述第一组监测信号；
由所述监测电路基于所述第一组监测信号检测第一故障状况；
响应于检测到所述第一故障状况，由所述监测电路产生第一撬棍触发器激活信号；
由所述监测电路将所述第一撬棍触发器激活信号传输到撬棍触发器电路；
由监测分析电路接收基于所述第一组监测信号产生的第二组监测信号；
由所述监测分析电路基于所述第二组监测信号检测第二故障状况；
响应于检测到所述第二故障状况，由所述监测分析电路产生第二撬棍触发器激活信号；
由所述监测分析电路将所述第二撬棍触发器激活信号传输到所述撬棍触发器电路；
由所述撬棍触发器电路接收所述第一撬棍触发器激活信号或所述第二撬棍触发器激活信号；以及
响应于接收到所述第一撬棍触发器激活信号或接收到所述第二撬棍触发器激活信号，由所述撬棍触发器电路将所述电容器充电电路与所述电穿孔电极电路断开电连接。
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