CN113965187A - 用于输出双极性协同脉冲发生设备、系统及脉冲发生方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于输出双极性协同脉冲发生设备、系统及脉冲发生方法。该用于输出双极性协同脉冲发生设备，包括：至少一个第一电极、至少一个第二电极和脉冲发生电路；脉冲发生电路，包括至少一个第一充放电模块和至少一个第二充放电模块，各第一充放电模块依次电连接，各第二充放电模块依次电连接；脉冲发生电路，用于在脉冲发生模式，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，向第一电极和第二电极输出第二极性脉冲信号。本申请实施例在第一电极和第二电极之间施加脉冲信号，避免和减少肌肉收缩，且可以输出第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号，进一步避免或减轻肌肉收缩，形成更大的消融区域，提高肿瘤治疗的效果。

Description

用于输出双极性协同脉冲发生设备、系统及脉冲发生方法

技术领域

本申请涉及脉冲发生设备技术领域，具体而言，本申请涉及一种用于输出双极性协同脉冲发生设备、系统及脉冲发生方法。

背景技术

不可逆电穿孔(IRE)技术是通过脉冲发生设备输出脉冲信号，在细胞膜表面形成多个纳米级的不可逆孔道，破坏细胞稳态，促进细胞凋亡，细胞凋亡后的细胞碎片会被体内吞噬细胞吞噬掉，与此同时机体免疫反应发生，从而达到控制肿瘤的作用。

但是，目前的脉冲发生设备，通过电极输出的脉冲信号到待消融区域，很容易引起肌肉收缩，导致消融效果差。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种用于输出双极性协同脉冲发生设备、系统及脉冲发生方法，用以解决现有技术存在现有的脉冲发生设备容易引起肌肉收缩而导致消融效果差的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种用于输出双极性协同脉冲发生设备，包括：

至少一个第一电极，用于设于生物组织的待消融区域处；

至少一个第二电极，用于设于生物组织的表面；

脉冲发生电路，包括至少一个第一充放电模块和至少一个第二充放电模块，每个第一充放电模块对应与一个第二充放电模块电连接，各第一充放电模块依次电连接，各第二充放电模块依次电连接；最后一个第一充放电模块和最后一个第二充放电模块均与第一电极以及第二电极电连接；

脉冲发生电路，用于在脉冲发生模式，各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，各第二充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第二极性脉冲信号。

在一个可能的实现方式中，每个第一充放电模块的第一端、第三端，分别对应与一个第二充放电模块的第一端、第三端电连接；

每个第一充放电模块的第二端、第三端用于与电源单元电连接；

每个第二充放电模块的第二端、第三端用于与电源单元电连接；

任意相邻两个第一充放电模块中，后一个第一充放电模块的第一端与前一个第一充放电模块的第三端电连接；

任意相邻两个第二充放电模块中，后一个第二充放电模块的第一端与前一个第二充放电模块的第三端电连接；

最后一个第一充放电模块的第三端均与第一电极和第二电极电连接，最后一个第二充放电模块的第三端均与第一电极和第二电极电连接。

在一个可能的实现方式中，第一充放电模块包括第一开关子模块和第一储能子模块；

第一开关子模块的第一端，作为第一充放电模块的第一端；

第一开关子模块的第二端和第一储能子模块的第一端，共同作为第一充放电模块的第二端；

第一储能子模块的第二端，作为第一充放电模块的第三端。

在一个可能的实现方式中，第二充放电模块包括第二开关子模块和第二储能子模块；

第二开关子模块的第一端，作为第二充放电模块的第一端；

第二开关子模块的第二端和第二储能子模块的第一端，共同作为第二充放电模块的第二端；

第二储能子模块的第二端，作为第二充放电模块的第三端。

在一个可能的实现方式中，用于输出双极性协同脉冲发生设备，还包括控制单元；

控制单元与各第一充放电模块和各第二充放电模块均电连接，用于控制各第一充放电模块和各第二充放电模块断开和导通。

在一个可能的实现方式中，电源单元包括第一电源和第二电源；

每个第一充放电模块的第二端、第三端用于与第一电源电连接；

每个第二充放电模块的第二端、第三端用于与第二电源电连接。

在一个可能的实现方式中，用于输出双极性协同脉冲发生设备，还包括：至少一个第一隔离充电模块和至少一个第二隔离充电模块；

每个第一隔离充电模块对应与一个第一充放电模块电连接，且第一隔离充电模块用于与第一电源均电连接；

每个第二隔离充电模块对应与一个第二充放电模块电连接，且第二隔离充电模块用于与第二电源均电连接。

在一个可能的实现方式中，第一电极为电极探针，电极探针设于生物组织的待消融区域内；和/或，第二电极为表面电极贴片，表面电极贴片可移动地贴设于生物组织的表面。

第二方面，本申请实施例还提供一种用于输出双极性协同脉冲发生系统，包括：电源单元和如第一方面的用于输出双极性协同脉冲发生设备；

电源单元与各第一充放电模块和各第二充放电模块均电连接。

在一个可能的实现方式中，电源单元包括第一电源和第二电源；

第一电源与各第一充放电模块均电连接；

第二电源与各第二充放电模块均电连接。

第三方面，本申请实施例还提供一种脉冲发生方法，应用于如第一方面的用于输出双极性协同脉冲发生设备，包括：

在脉冲发生模式，控制各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第二极性脉冲信号。

在一个可能的实现方式中，控制各第一充放电模块均导通，包括：

各第一充放电模块的第一端和第三端导通，前一个第一充放电模块的第三端与后一个第一充放电模块的第一端导通，使得各第一充放电模块形成串联结构；

以及，控制各第二充放电模块均导通，包括：

控制各第二充放电模块的第一端和第三端导通，前一个第二充放电模块的第三端与后一个第二充放电模块的第一端导通，使得各第二充放电模块形成串联结构。

在一个可能的实现方式中，控制各第一充放电模块的第一端和第三端导通，前一个第一充放电模块的第三端与后一个第一充放电模块的第一端导通，包括：

控制各第一充放电模块的第一开关子模块均导通，各第二充放电模块的第二开关子模块均断开；

以及，控制各第二充放电模块的第一端和第三端导通，前一个第二充放电模块的第三端与后一个第二充放电模块的第一端导通

控制各第一充放电模块的第一开关子模块均断开，各第二充放电模块的第二开关子模块均导通。

在一个可能的实现方式中，控制各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第二极性脉冲信号，包括：

控制各第一充放电模块的第一开关子模块均导通和各第二充放电模块的第二开关子模块均断开，并保持第一设计时间；

控制各第一充放电模块的第一开关子模块均断开和各第二充放电模块的第二开关子模块均导通，并保持第二设计时间。

在一个可能的实现方式中，控制各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第二极性脉冲信号，还包括：

控制各第一充放电模块的第一开关子模块均导通和各第二充放电模块的第二开关子模块均断开，并保持第三设计时间

控制各第一充放电模块的第一开关子模块均断开和各第二充放电模块的第二开关子模块均导通，并保持第四设计时间。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生方法，还包括：

在充电模式，各第一充放电模块接受第一电源的充电，各第二充放电模块接收第二电源的充电。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例的用于输出双极性协同脉冲发生设备包括第一电极和第二电极，第一电极设于生物组织的待消融区域处，第二电极设于生物组织的表面，在第一电极和第二电极之间施加脉冲信号，其量足以引起治疗区域的不可逆电穿孔，但不足以引起患者的显著肌肉收缩，从而避免和减少肌肉收缩，从而防止电极移位的问题，降低患者身体的不适感，便于精确控制消融区域，进而提高消融效果。

同时，本申请实施例的脉冲发生设备在第一电极和第二电极之间施加脉冲信号能够实现明显更大，更球形的烧蚀，减少肌肉抽动，降低对正常组织细胞的热损伤，消除电极之间的电弧相关的并发症，且足以引起待消融区域的不可逆电穿孔。进一步地，本申请实施例的脉冲发生设备输出的脉冲信号形成的脉冲电场在细胞组织中均匀分布，避免因为生物组织中细胞具有各向异性的特性，导致脉冲电场消融肿瘤时存在一定的残留，引起肿瘤复发。

而且，本申请实施例的脉冲发生电路可以输出第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号，可以根据实际需要选择输出对应的脉冲信号，进一步避免或减轻肌肉收缩，形成更大的消融区域，提高肿瘤治疗的效果。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种用于输出双极性协同脉冲发生系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于输出双极性协同脉冲发生设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种用于输出双极性协同脉冲发生设备对生物组织的待消融区域进行消融的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种用于输出双极性协同脉冲发生设备与第一电源和第二电源的连接关系结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第一充放电模块和第二充放电模块的各端的电连接关系的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种用于输出双极性协同脉冲发生设备与电源单元和负载电连接的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种脉冲发生方法的流程图；

图8为在图6所示的电路结构在脉冲发生模式下输出正极性脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图；

图9为在图6所示的电路结构在脉冲发生模式下输出负极性脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图；

图10为图6所示的电路结构输出脉冲信号的时序图。

附图标记：

10-用于输出双极性协同脉冲发生系统；

100-用于输出双极性协同脉冲发生设备；

200-生物组织；

110-第一电极、120-第二电极；

130-脉冲发生电路、131-第一充放电模块、1311-第一开关子模块、1312-第一储能子模块；

132-第二充放电模块、1321-第二开关子模块、1322-第二储能子模块；

151-第一隔离充电模块、152-第二隔离充电模块；

300-电源单元、310-第一电源、320-第二电源；

1-待消融区域、110a-电极探针、3-第一电缆、4-第二电缆，120a-表面电极贴片；

101-第一充放电模块的第一端、102-第一充放电模块的第二端、103-第一充放电模块的第三端；

104-第二充放电模块的第一端、105-第二充放电模块的第二端、106-第二充放电模块的第三端。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例还提供一种用于输出双极性协同脉冲发生系统10，参见图1和图2所示，包括：电源单元300和用于输出双极性协同脉冲发生设备100。

电源单元300与用于输出双极性协同脉冲发生设备100的各第一充放电模块131和各第二充放电模块132均电连接。

在一些实施例中，结合图4所示，电源单元300包括第一电源310和第二电源320；

第一电源310与各第一充放电模块131均电连接。

第二电源320与各第二充放电模块132均电连接。

本申请实施例提供一种用于输出双极性协同脉冲发生设备，参见图2和图3所示，该用于输出双极性协同脉冲发生设备100包括：至少一个第一电极110、至少一个第二电极120和脉冲发生电路130。

至少一个第一电极110用于设于生物组织200的待消融区域1处。

至少一个第二电极120用于设于生物组织200的表面。

脉冲发生电路130包括至少一个第一充放电模块131和至少一个第二充放电模块132，每个第一充放电模块131对应与一个第二充放电模块132电连接，各第一充放电模块131依次电连接，各第二充放电模块132依次电连接；最后一个第一充放电模块131和最后一个第二充放电模块132均与第一电极110以及第二电极120电连接。

脉冲发生电路130，用于在脉冲发生模式，各第一充放电模块131均导通，向第一电极110和第二电极120输出第一极性脉冲信号，和/或，各第二充放电模块132均导通，向第一电极110和第二电极120输出第二极性脉冲信号。

可选地，第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号均可以为矩形脉冲信号。第一极性和第二极性可以分别为正极性和负极性。

本申请实施例的第一电极110设于生物组织200的待消融区域1处，第二电极120设于生物组织的表面，在第一电极110和第二电极120之间施加脉冲信号，其量足以引起治疗区域的不可逆电穿孔，但不足以引起患者的显著肌肉收缩，从而避免和减少肌肉收缩，从而放置电极移位的问题，降低患者身体的不适感，便于精确控制消融区域，进而提高消融效果。

同时，本申请实施例的脉冲发生设备在第一电极110和第二电极120之间施加脉冲信号能够实现明显更大、更球形的烧蚀，减少肌肉抽动，降低对正常组织细胞的热损伤，消除电极之间的电弧相关的并发症，且足以引起待消融区域1的不可逆电穿孔。进一步地，本申请实施例的脉冲发生设备输出的脉冲信号形成的脉冲电场在细胞组织中均匀分布，避免因为生物组织中细胞具有各向异性的特性，导致脉冲电场消融肿瘤时存在一定的残留，引起肿瘤复发。

而且，本申请实施例的脉冲发生电路130可以输出第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号，可以根据实际需要选择输出对应的脉冲信号，进一步避免或减轻肌肉收缩，形成更大的消融区域，提高肿瘤治疗的效果。

在一些实施例中，参见图3所示，第一电极110为电极探针110a，电极探针110a设于生物组织200的待消融区域1内；和/或，第二电极120为表面电极贴片120a，表面电极贴片120a可移动地贴设于生物组织200的表面。

可选地，每个电极探针110a具有多个展开尖端。

可选地，作为一种示例，参见图3所示，用于输出双极性协同脉冲发生设备100通过第一电缆3连接电极探针110a，电极探针110a插入患者体内的待消融区域1中，用于输出双极性协同脉冲发生设备100通过第二电缆4连接表面电极贴片120a，表面电极贴片120a放置于患者器官表面。电极探针110a与表面电极贴片120a分别通过第一电缆3、第二电缆4及脉冲发生电路130形成闭合电路。表面电极贴片120a可以在患者器官表面移动，还可以设置多个表面电极贴片120a，以实现更大、更球形的消融区域。本申请实施例的第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号在电极探针110a与表面电极贴片120a之间的人体区域传播。

本申请实施例采用高频不可逆电穿孔技术作用于一个表面电极贴片120a放置在患者器官表面和另一个电极探针110a插入到患者待消融区域1中，可以减少肌肉收缩且足以引起待消融区域1的不可逆电穿孔。同时，本申请实施例的表面电极贴片120a可以移动位置，还可以在患者器官表面放置多个表面电极贴片120a，以实现明显更大，更球形的烧蚀。

本申请实施例的脉冲发生电路130搭配一个表面电极贴片120a放置在患者器官表面和另一个电极探针110a插入到患者待消融区域1中，可以使得电场在细胞组织中均匀分布。

在一些实施例中，参见图4和图5所示，第一充放电模块131包括第一充放电模块的第一端101、第一充放电模块的第二端102和第一充放电模块的第三端103，第二充放电模块132包括第二充放电模块的第一端104、第二充放电模块的第二端105和第二充放电模块的第三端106。

每个第一充放电模块的第一端101、第一充放电模块的第三端103，分别对应与一个第二充放电模块的第一端104、第二充放电模块的第三端106电连接。

每个第一充放电模块的第二端102、第一充放电模块的第三端103用于与电源单元300电连接。

每个第二充放电模块的第二端105、第二充放电模块的第三端106用于与电源单元300电连接。

任意相邻两个第一充放电模块131中，后一个第一充放电模块的第一端101与前一个第一充放电模块的第三端103电连接。

任意相邻两个第二充放电模块132中，后一个第二充放电模块的第一端104与前一个第二充放电模块的第三端106电连接。

最后一个第一充放电模块的第三端103均与第一电极110和第二电极120电连接，最后一个第二充放电模块的第三端106均与第一电极110和第二电极120电连接。

可选地，第一个第一充放电模块的第一端101和第一个第二充放电模块的第一端104均与第一电压端电连接，第一电压端接地。

在一些实施例中，参见图4至图6所示，电源单元300包括第一电源310和第二电源320。

每个第一充放电模块的第二端102、第一充放电模块的第三端103用于与第一电源310电连接。

每个第二充放电模块的第二端105、第二充放电模块132第三端用于与第二电源320电连接。

可选地，第一电源310和第二电源320提供的充电电压可以相同也可以不同。

在一些实施例中，参见图6所示，第一充放电模块131包括第一开关子模块1311和第一储能子模块1312。

第一开关子模块1311的第一端，作为第一充放电模块的第一端101。

第一开关子模块1311的第二端和第一储能子模块1312的第一端，共同作为第一充放电模块的第二端102。

第一储能子模块1312的第二端，作为第一充放电模块的第三端103。

可选地，作为一种示例，参见图6所示，第一开关子模块1311包括一个控制开关器件，第一储能子模块1312包括一个储能器件；

在一些实施例中，参见图6所示，第二充放电模块132包括第二开关子模块1321和第二储能子模块1322。

第二开关子模块1321的第一端，作为第二充放电模块的第一端104。

第二开关子模块1321的第二端和第二储能子模块1322的第一端，共同作为第二充放电模块的第二端105。

第二储能子模块1322的第二端，作为第二充放电模块的第三端106。

可选地，作为一种示例，控制开关器件可以为MOS(metal oxide semiconductor，金属-氧化物-半导体)管，储能器件可以实现充电和放电的功能，储能器件选用电容。

可选地，开关器件Sm1为第一开关子模块1311的控制开关器件，开关器件Sm2为第二开关子模块1321的控制开关器件，电容Ci1为第一储能子模块1312的储能器件，电容Cn2为第二储能子模块1322的储能器件，RL为负载。

可选地，开关器件Sm1的第一端和第二端分别作为第一开关子模块1311的第一端和第二端；开关器件Sm2的第一端和第二端分别作为第二开关子模块1321的第一端和第二端；电容Ci1的正极和负极分别作为第一储能子模块1312的第一端和第二端。电容Cn2的正极和负极分别作为第二储能子模块1322的第一端和第二端。

可选地，在图6所示的实施例，m取值为1，2，3和4，n取值为1，2，3和4，开关器件S11、S21、S31和S41为各第一充放电模块131的控制开关器件；开关器件S12、S22、S32和S42为各第二充放电模块132的控制开关器件。电容C11、电容C21、电容C31和电容C41为各第一储能子模块1312的储能器件，电容C12、电容C22、电容C32和电容C42为各第一储能子模块1312的储能器件。

在一些实施例中，用于输出双极性协同脉冲发生设备100，还包括控制单元；

控制单元与各第一充放电模块131和各第二充放电模块132均电连接，用于控制各第一充放电模块131和各第二充放电模块132断开和导通。

可选地，控制单元分别与第一开关子模块1311和第二开关子模块1321的控制端电连接，控制单元分别与开关器件S11、S21、S31、S41、S12、S22、S32、S42的控制端电连接。

在一些实施例中，用于输出双极性协同脉冲发生设备100，还包括：至少一个第一隔离充电模块151和至少一个第二隔离充电模块152。

每个第一隔离充电模块151对应与一个第一充放电模块131电连接，且第一隔离充电模块151用于与第一电源310均电连接。

每个第二隔离充电模块152对应与一个第二充放电模块132电连接，且第二隔离充电模块152用于与第二电源320均电连接。

可选地，第一隔离充电模块151包括电连接的第一变压器和第一隔离控制开关，第一隔离控制开关的控制端与控制单元电连接，每个第一变压器的第一绕组对应与一个第一充放电模块131电连接，每个第一变压器的第二绕组对应与第一电源310电连接。

可选地，第二隔离充电模块152包括电连接的第二变压器和第二隔离控制开关，第二隔离控制开关的控制端与控制单元电连接，每个第二变压器的第一绕组对应与一个第二充放电模块132电连接，每个第二变压器的第二绕组对应与第二电源320电连接。

可选地，控制单元可以控制各不同的开关器件的导通和断开，可以实现输出高压或低压幅值的脉冲信号，而通过控制不同开关器件的导通时间，可以实现脉冲信号的不同脉冲宽度的调节。

本申请的发明人经过研究发现，现有的用于高频不可逆电穿孔的脉冲电场发生器不能输出正负脉冲宽度不同的电脉冲。但是，动物实验和细胞实验研究显示，对称脉冲在相同能量下形成的消融区域小于不对称脉冲。因此，对称脉冲在相同能量下形成的消融区域小于不对称脉冲，从而降低肿瘤治疗的效果。

本申请实施例的用于输出双极性协同脉冲发生设备100可以输出正负脉冲宽度不同的电脉冲，能够输出高频不可逆电穿孔的双极性脉冲信号，即可输出正负双极性脉冲，还可实现输出不同脉冲宽度的电脉冲。因此，本申请实施例可以输出不对称脉冲，降低肿瘤治疗的效果，且在电路和结构设计上能实现脉冲宽度的灵活调节。

本申请实施例的不对称电脉冲在第一电极110和第二电极120之间的人体区域传播，第二电极120可以在患者器官表面移动，还可以设置多个第二电极120，以实现更大、更球形的消融区域，同时在以前对称脉冲形成的较大的、球形的消融区域基础上，不对称脉冲下可以形成更大的消融区域，提高肿瘤治疗的效果。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种脉冲发生方法，应用于本申请任一实施例的用于输出双极性协同脉冲发生设备100，该脉冲发生方法包括：

在脉冲发生模式，控制各第一充放电模块131均导通，向第一电极110和第二电极120输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块132均导通，向第一电极110和第二电极120输出第二极性脉冲信号。

可选地，在脉冲发生模式之前，还包括：在充电模式，各第一充放电模块131和各第二充放电模块132接受电源单元300的充电。

可选地，作为一种示例，脉冲发生方法的流程示意图如图7所示，包括下述步骤S701至步骤S702。

S701、在充电模式，各第一充放电模块131和各第二充放电模块132接受电源单元300的充电。

可选地，在充电模式，控制单元控制各第一充放电模块131和各第二充放电模块132接受电源单元300的充电。

S702、在脉冲发生模式，控制各第一充放电模块131均导通，向第一电极110和第二电极120输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块132均导通，向第一电极110和第二电极120输出第二极性脉冲信号。

可选地，控制单元控制各第一充放电模块131均导通，向第一电极110和第二电极120输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块132均导通，向第一电极110和第二电极120输出第二极性脉冲信号。

可选地，本申请实施例的脉冲发生方法的第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号输出的实现均由控制单元控制各开关控制模块的开关器件实现。

在一些实施例中，控制各第一充放电模块131均导通，包括：

各第一充放电模块131的第一端和第三端导通，前一个第一充放电模块131的第三端与后一个第一充放电模块131的第一端导通，使得各第一充放电模块131形成串联结构。

以及，控制各第二充放电模块132均导通，包括：

控制各第二充放电模块132的第一端和第三端导通，前一个第二充放电模块132的第三端与后一个第二充放电模块132的第一端导通，使得各第二充放电模块132形成串联结构。

可选地，控制单元控制各第一充放电模块131的第一端和第三端导通，前一个第一充放电模块131的第三端与后一个第一充放电模块131的第一端导通，使得各第一充放电模块131形成串联结构。

可选地，控制单元控制控制各第二充放电模块132的第一端和第三端导通，前一个第二充放电模块132的第三端与后一个第二充放电模块132的第一端导通，使得各第二充放电模块132形成串联结构。

可选地，控制单元控制串联结构中第一充放电模块131的第一储能子模块1312和第二充放电模块112的第二储能子模块1322的数量，以实现不同电压幅值的脉冲信号。

在一些实施例中，控制各第一充放电模块131的第一端和第三端导通，前一个第一充放电模块131的第三端与后一个第一充放电模块131的第一端导通，包括：

控制各第一充放电模块131的第一开关子模块1311均导通，各第二充放电模块132的第二开关子模块1321均断开；

以及，控制各第二充放电模块132的第一端和第三端导通，前一个第二充放电模块132的第三端与后一个第二充放电模块132的第一端导通

控制各第一充放电模块131的第一开关子模块1311均断开，各第二充放电模块132的第二开关子模块1321均导通。

在一些实施例中，控制各第一充放电模块131均导通，向第一电极110和第二电极120输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块132均导通，向第一电极110和第二电极120输出第二极性脉冲信号，包括：

控制各第一充放电模块131的第一开关子模块1311均导通和各第二充放电模块132的第二开关子模块1321均断开，并保持第一设计时间。

控制各第一充放电模块131的第一开关子模块1311均断开和各第二充放电模块132的第二开关子模块1321均导通，并保持第二设计时间。

可选地，控制单元控制第一开关子模块1311和第二开关子模块1321的断开和导通时间，可以显示不同脉冲宽度的脉冲信号。

在一些实施例中，控制各第一充放电模块131均导通，向第一电极110和第二电极120输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块132均导通，向第一电极110和第二电极120输出第二极性脉冲信号，还包括：

控制各第一充放电模块131的第一开关子模块1311均导通和各第二充放电模块132的第二开关子模块1321均断开，并保持第三设计时间

控制各第一充放电模块131的第一开关子模块1311均断开和各第二充放电模块132的第二开关子模块1321均导通，并保持第四设计时间。

在一些实施例中，脉冲发生方法，还包括：

在充电模式，各第一充放电模块131接受第一电源310的充电，各第二充放电模块132接收第二电源320的充电。

可选地，在充电模式，控制单元控制各第一充放电模块131接受第一电源310的充电，控制单元控制各第二充放电模块132接收第二电源320的充电。

可选地，图8和9示出了图6所示的电路结构在脉冲发生模式下的放电电路结构示意图，部分开关器件导通，部分开关器件断开，为了便于理解脉冲发生模式下的放电过程，图中保留了导通的开关器件，断开的开关器件及相关电容图中未示出。

可选地，参见图8和图9所示，在0～T1时刻，第一电源310通过第一隔离充电模块151分别对Ci1充电，第二电源320通过第二隔离充电模块152分别对Ci2充电，Ci1放电时作为正电容，Ci2放电时作为负电容，充电幅值分别为Vin+和Vin-。在T2～T3时刻，导通所有Ci1(即C11，C21，C31，C41)，此时用于输出双极性协同脉冲发生设备100可以在负载电阻RL上形成幅值为4Vin+的正极性脉冲信号，脉冲宽度为T3-T2。在T6～T7时刻，导通所有Ci1(即C11，C21，C31，C41)，此时用于输出双极性协同脉冲发生设备100可以在负载电阻RL上形成幅值为4Vin+的正极性脉冲信号，脉冲宽度为T7-T6。

可选地，参见图9和图10所示，在0～T1时刻，第一电源310通过第一隔离充电模块151分别对Ci1充电，第二电源320通过第二隔离充电模块152分别对Ci2充电，Ci1放电时作为正电容，Ci2放电时作为负电容，充电幅值分别为Vin+和Vin-。在T4～T5时刻，导通所有Ci2(即C12，C22，C32，C42)，此时用于输出双极性协同脉冲发生设备100可以在负载电阻RL上形成幅值为4Vin-的负极性脉冲信号，脉冲宽度为T5-T4。在T8～T9时刻，导通所有Ci2(即C12，C22，C32，C42)，此时用于输出双极性协同脉冲发生设备100可以在负载电阻RL上形成幅值为4Vin-的负极性脉冲信号，脉冲宽度为T9-T8。

可选地，控制单元通过控制各开关器件Sm1和Sm2的导通时间，控制所有Ci1(即C11，C21，C31，C41)、所有Ci2(即C12，C22，C32，C42)的放电时间，可以实现输出不同脉冲宽度的脉冲信号。

可选地，参见图10所示，图示中的正极性脉冲信号和负极性脉冲均为矩形脉冲信号，各不同的正极性脉冲信号和负极性脉冲中的任意一种脉冲信号可以作为输出脉冲信号，至少两种脉冲信号的组合可以作为输出脉冲信号，根据实际的需求选用。在图10所示的实施例中，输出脉冲信号依次为脉冲宽度为T3-T2和幅值为4Vin+的正极性脉冲信号、脉冲宽度为T5-T4和幅值为4Vin-的负极性脉冲信号，脉冲宽度为T7-T6和幅值为4Vin+的正极性脉冲信号，脉冲宽度为T9-T8和幅值为4Vin-的负极性脉冲信号。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，包括：

至少一个第一电极，用于设于生物组织的待消融区域处；

至少一个第二电极，用于设于所述生物组织的表面；

脉冲发生电路，包括至少一个第一充放电模块和至少一个第二充放电模块，每个所述第一充放电模块对应与一个所述第二充放电模块电连接，各所述第一充放电模块依次电连接，各所述第二充放电模块依次电连接；最后一个所述第一充放电模块和最后一个所述第二充放电模块均与所述第一电极以及所述第二电极电连接；

所述脉冲发生电路，用于在脉冲发生模式，各所述第一充放电模块均导通，向所述第一电极和所述第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，各所述第二充放电模块均导通，向所述第一电极和所述第二电极输出第二极性脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，每个所述第一充放电模块的第一端、第三端，分别对应与一个所述第二充放电模块的第一端、第三端电连接；

每个所述第一充放电模块的第二端、第三端用于与电源单元电连接；

每个所述第二充放电模块的第二端、第三端用于与电源单元电连接；

任意相邻两个所述第一充放电模块中，后一个所述第一充放电模块的第一端与前一个所述第一充放电模块的第三端电连接；

任意相邻两个所述第二充放电模块中，后一个所述第二充放电模块的第一端与前一个所述第二充放电模块的第三端电连接；

最后一个所述第一充放电模块的第三端均与所述第一电极和所述第二电极电连接，最后一个所述第二充放电模块的第三端均与所述第一电极和所述第二电极电连接。

3.根据权利要求2所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，所述第一充放电模块包括第一开关子模块和第一储能子模块；

所述第一开关子模块的第一端，作为所述第一充放电模块的第一端；

所述第一开关子模块的第二端和所述第一储能子模块的第一端，共同作为所述第一充放电模块的第二端；

所述第一储能子模块的第二端，作为所述第一充放电模块的第三端。

4.根据权利要求2所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，所述第二充放电模块包括第二开关子模块和第二储能子模块；

所述第二开关子模块的第一端，作为所述第二充放电模块的第一端；

所述第二开关子模块的第二端和所述第二储能子模块的第一端，共同作为所述第二充放电模块的第二端；

所述第二储能子模块的第二端，作为所述第二充放电模块的第三端。

5.根据权利要求1所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，还包括控制单元；

所述控制单元与各所述第一充放电模块和各所述第二充放电模块均电连接，用于控制各所述第一充放电模块和各所述第二充放电模块断开和导通。

6.根据权利要求2所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，所述电源单元包括第一电源和第二电源；

每个所述第一充放电模块的第二端、第三端用于与所述第一电源电连接；

每个所述第二充放电模块的第二端、第三端用于与所述第二电源电连接。

7.根据权利要求6所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，还包括：至少一个第一隔离充电模块和至少一个第二隔离充电模块；

每个所述第一隔离充电模块对应与一个所述第一充放电模块电连接，且所述第一隔离充电模块用于与所述第一电源均电连接；

每个所述第二隔离充电模块对应与一个所述第二充放电模块电连接，且所述第二隔离充电模块用于与所述第二电源均电连接。

8.根据权利要求1所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，所述第一电极为电极探针，所述电极探针设于生物组织的待消融区域内；和/或，所述第二电极为表面电极贴片，所述表面电极贴片可移动地贴设于所述生物组织的表面。

9.一种用于输出双极性协同脉冲发生系统，其特征在于，包括：电源单元和如权利要求1-8中任一项所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备；

所述电源单元与各所述第一充放电模块和各所述第二充放电模均电连接。

10.根据权利要求9所述的用于输出双极性协同脉冲发生系统，其特征在于，所述电源单元包括第一电源和第二电源；

所述第一电源与各所述第一充放电模块均电连接；

所述第二电源与各所述第二充放电模块均电连接。

11.一种脉冲发生方法，应用于如权利要求1-8中任一项所述的用于输出双极性协同脉冲发生设备，其特征在于，包括：

在脉冲发生模式，控制各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块均导通，向所述第一电极和所述第二电极输出第二极性脉冲信号。

12.根据权利要求11所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述控制各第一充放电模块均导通，包括：

各所述第一充放电模块的第一端和第三端导通，前一个所述第一充放电模块的第三端与后一个所述第一充放电模块的第一端导通，使得各所述第一充放电模块形成串联结构；

以及，所述控制各第二充放电模块均导通，包括：

控制各所述第二充放电模块的第一端和第三端导通，前一个所述第二充放电模块的第三端与后一个所述第二充放电模块的第一端导通，使得各所述第二充放电模块形成串联结构。

13.根据权利要求12所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述控制各所述第一充放电模块的第一端和第三端导通，前一个所述第一充放电模块的第三端与后一个所述第一充放电模块的第一端导通，包括：

控制各所述第一充放电模块的第一开关子模块均导通，各所述第二充放电模块的第二开关子模块均断开；

以及，所述控制各所述第二充放电模块的第一端和第三端导通，前一个所述第二充放电模块的第三端与后一个所述第二充放电模块的第一端导通

控制各所述第一充放电模块的第一开关子模块均断开，各所述第二充放电模块的第二开关子模块均导通。

14.根据权利要求11所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述控制各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块均导通，向所述第一电极和所述第二电极输出第二极性脉冲信号，包括：

控制各所述第一充放电模块的第一开关子模块均导通和各所述第二充放电模块的第二开关子模块均断开，并保持第一设计时间；

控制各所述第一充放电模块的第一开关子模块均断开和各所述第二充放电模块的第二开关子模块均导通，并保持第二设计时间。

15.根据权利要求14所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述控制各第一充放电模块均导通，向第一电极和第二电极输出第一极性脉冲信号，和/或，控制各第二充放电模块均导通，向所述第一电极和所述第二电极输出第二极性脉冲信号，还包括：

控制各所述第一充放电模块的第一开关子模块均导通和各所述第二充放电模块的第二开关子模块均断开，并保持第三设计时间

控制各所述第一充放电模块的第一开关子模块均断开和各所述第二充放电模块的第二开关子模块均导通，并保持第四设计时间。

16.根据权利要求11所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述脉冲发生方法，还包括：

在充电模式，各所述第一充放电模块接受第一电源的充电，各所述第二充放电模块接收第二电源的充电。

Images