CN114362725A - 不可逆电穿孔装置及其控制方法、存储介质 - Google Patents

不可逆电穿孔装置及其控制方法、存储介质 Download PDF

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CN114362725A CN202111664574.5A CN202111664574A CN114362725A CN 114362725 A CN114362725 A CN 114362725A CN 202111664574 A CN202111664574 A CN 202111664574A CN 114362725 A CN114362725 A CN 114362725A
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衷兴华
汪龙
杨克
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Abstract

本发明涉及脉冲消融技术领域,公开了一种不可逆电穿孔装置及其控制方法、存储介质。在该不可逆电穿孔装置中:控制测量模块具有多个脉冲发生模式,用于获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,生成脉冲发生模式的第一控制信号并输出至脉冲发生模块、以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号;脉冲发生模块用于根据第一控制信号生成脉冲发生模式的电脉冲信号;控制测量模块还用于根据第二控制信号,选取电极针模块中的至少一个电极针,并将电脉冲信号输送至选取的电极针。本发明实现了在一个脉冲发生电路上协调多种模式的电脉冲输出,同时可在工作时自由切换多个电极针的工作状态。

Description

不可逆电穿孔装置及其控制方法、存储介质
技术领域
本发明涉及脉冲消融技术领域,尤其涉及一种不可逆电穿孔装置及其控制方法、存储介质。
背景技术
不可逆电穿孔技术是一种通过将电极针插入到患者患病部位,通过释放高压电脉冲,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。它是一种非产热消融技术,该技术具有消融区界限清晰,能保留被消融区的神经、大血管、输尿管、支气管、大胆管、胃肠壁等重要组织结构,不受血流的热或冷吸除影响,消融时间短等优点。此技术弥补了射频、微波、冷冻消融的技术不足。
然而目前现有的利用不可逆电穿孔技术的不可逆电穿孔装置中输出的高压纳秒脉冲、低压毫秒脉冲无法利用同一个电路相互协调输出多种模式,此外,现有的利用不可逆电穿孔技术的不可逆电穿孔装置不能实现自动切换电极针的作用个数,总而言之即现有的不可逆电穿孔装置的脉冲发生方式存在灵活性不足的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有的不可逆电穿孔装置的脉冲发生方式存在灵活性不足的问题。
本发明第一方面提供了一种不可逆电穿孔装置,该不可逆电穿孔装置包括:控制测量模块、脉冲发生模块和电极针模块,控制测量模块与脉冲发生模块连接,所述脉冲发生模块与所述电极针模块连接,所述控制测量模块与所述电极针模块连接;控制测量模块具有多个脉冲发生模式,控制测量模块用于获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号、以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号,并将第一控制信号输出至脉冲发生模块;电极针模块包括至少两个电极针;脉冲发生模块根据第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号;控制测量模块根据第二控制信号,选取电极针模块中的至少一个电极针,并将所述电脉冲信号输送至选取的电极针。
可选的,在本发明第一方面的第一种实现方式中,脉冲发生模块包括并联连接的第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路;第一脉冲发生电路用于生成高压纳秒脉冲;第二脉冲发生电路用于生成低压毫秒脉冲的。
可选的,在本发明第一方面的第二种实现方式中,电极针模块还包括电极针切换继电器,电极针切换继电器分别与控制测量模块和脉冲发生模块连接,各所述电极针均与所述电极针切换继电器连接;控制测量模块将第二控制信号发送至电极针切换继电器,以及脉冲发生模块将电脉冲信号发送至电极针切换继电器;电极针切换继电器用于根据接收到的第二控制信号,确定各个电极针的当前工作状态,根据当前工作状态,选取至少一个电极针,并将接收到的电脉冲信号输送至选取的电极针。
可选的,在本发明第一方面的第三种实现方式中,不可逆电穿孔装置还包括输出继电器,输出继电器分别与控制测量模块、脉冲发生模块和电极针切换继电器连接;脉冲发生模块根据第一控制信号生成对应脉冲发生模式的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,并将高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲发送至输出继电器;控制测量模块生成第三控制信号,并将第三控制信号发送至输出继电器;输出继电器用于根据接收到的第三控制信号,从接收到的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲中,选择对应的高压纳秒脉冲或低压毫秒脉冲,并输出至电极针切换继电器。
可选的,在本发明第一方面的第四种实现方式中,第一脉冲发生电路包括N级的一号放电单元和第一电路接口,各一号放电单元之间并联连接,一号放电单元包括第一二极管、第二二极管、第一电容和第一MOS管,第一MOS管的G极与控制测量模块连接,第一MOS管的D极与本级一号放电单元的第一电容和第一二极管的负极、以及下一级一号放电单元的第一二极管的正极连接,第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极连接、下一级一号放电单元的第一电容和第二二极管的正极连接,第一电容和本级一号放电单元的第二二极管的正极连接,其中,第N级的第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极、以及第一电路接口连接。
可选的,在本发明第一方面的第五种实现方式中,第二脉冲发生电路包括M级的二号放电单元和第二电路接口,各所述二号放电单元包括第三二极管、第四二极管、第二电容、第二MOS管和第二电路接口;所述第二MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第二MOS管的D极与本级二号放电单元的第二电容和第三二极管的负极、以及下一级二号放电单元的第三二极管的正极连接,所述第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极连接、下一级二号放电单元的第二电容和第四二极管的正极连接,所述第二电容和本级二号放电单元的第四二极管的正极连接,其中,第M级的第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极、以及所述第二电路接口连接。
可选的,在本发明第一方面的第六种实现方式中,若各第一MOS管的G极接收到控制测量模块的第一控制信号时,各第一MOS管导通,以实现各第一电容串联放电,生成高压纳秒脉冲并通过第一电路接口进行输出;若各第二MOS管的G极接收到控制测量模块的第一控制信号时,各第二MOS管导通,以实现各第二电容放电,第二脉冲发生电路生成低压毫秒脉冲并通过第二电路接口进行输出。
可选的,在本发明第一方面的第七种实现方式中,若控制测量模块输出的第一控制信号为第一脉冲模式信号,则通过第一脉冲模式信号控制各第一MOS管导通以及各第二MOS管断开,以实现各第一电容放电,第一脉冲发生电路输出高压纳秒脉冲;若控制测量模块输出的第一控制信号为第二脉冲发生模式信号,则通过第二脉冲发生模式信号控制各第二MOS管导通以及各第一MOS管断开,以实现各第二电容放电,第二脉冲发生电路输出低压毫秒脉冲;控制测量模块输出的第一控制信号为第三模式脉冲信号,则通过第三脉冲发生模式信号控制各第一MOS管和各第二MOS管交替断开和导通,以实现各第一电容和各第二电容交替放电,第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲;控制测量模块输出的第一控制信号为第四脉冲发生模式信号,则通过第四脉冲发生模式信号控制各第一MOS管和各第二MOS管按照设置的时间间隔进行交替断开和闭合,第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路按照时间间隔交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
可选的,在本发明第一方面的第八种实现方式中,第一脉冲发生电路还包括高压采样电阻、电压信号采集元件和电流信号采集元件,第二脉冲发生电路还包括低压采样电阻,控制测量模块分别与低压采样电阻、高压采样电阻、电压信号采集元件和电流信号采集元件连接;控制测量模块通过高压采样电阻和电压信号采样元件采集第一脉冲发生电路中的电压信号,通过高压采样电阻和电流信号采集元件采集第一脉冲电路中的电流信号,以及通过低压采样元件采集第二脉冲发生电路中的电压信号和电流信号。
可选的,在本发明第一方面的第九种实现方式中,第一脉冲发生电路还包括高压电源,高压电源与各一号放电单元并联连接,第二脉冲发生电路还包括低压电源,低压电源与各二号放电单元并联连接;当各第一MOS管断开以及第二MOS管断开时,高压电源对各高压电容进行充电,以及低压电源对各低压电容进行充电。
本发明第二方面提供了一种不可逆电穿孔装置的控制方法,应用于第一方面提供的不可逆电穿孔装置,该不可逆电穿孔装置包括:控制测量模块、脉冲发生模块和电极针模块,其中,控制测量模块存储有多个脉冲发生模式,电极针模块包括至少两个电极针,该控制方法包括:通过控制测量模块获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号,以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号,并将所述第一控制信号输出至脉冲发生模块;通过脉冲发生模块根据第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号;通过控制测量模块根据第二控制信号,控制电极针模块选取至少一个电极针,并将所述电脉冲信号输送至选取的电极针。
可选的,在本发明第二方面的第一种实现方式中,电极针模块还包括电极针切换继电器,电极针切换继电器分别与控制测量模块和脉冲发生模块连接,各所述电极针与所述电极针切换继电器连接;通过所述控制测量模块根据所述第二控制信号,控制电极针模块选取至少一个电极针,并将所述电脉冲信号输送至选取的电极针包括:通过控制测量模块将第二控制信号发送至电极针切换继电器;通过电极针切换继电器,根据接收到的第二控制信号,确定各个电极针的当前工作状态,根据当前工作状态,选取至少一个电极针,并将脉冲发生模块输出的电脉冲信号输送至选取的电极针。
可选的,在本发明第二方面的第二种实现方式中,还包括输出继电器,输出继电器分别与控制测量模块、脉冲发生模块和电极针切换继电器连接;通过所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号并输出包括:通过脉冲发生模块,根据第一控制信号,生成对应脉冲发生模式的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,并将高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲发送至输出继电器;通过控制测量模块生成第三控制信号,将第三控制信号发送至输出继电器;通过输出继电器,根据接收到的第三控制信号,从接收到的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲中,选择对应的高压纳秒脉冲或低压毫秒脉冲,并输出至电极针切换继电器。
可选的,在本发明第二方面的第三种实现方式中,脉冲发生模块包括第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路所述第一脉冲发生电路包括N级的一号放电单元和第一电路接口,各所述一号放电单元之间并联连接,所述一号放电单元包括第一二极管、第二二极管、第一电容和第一MOS管;其中,所述第一MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第一MOS管的D极与本级一号放电单元的第一电容和第一二极管的负极、以及下一级一号放电单元的第一二极管的正极连接,所述第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极连接、下一级一号放电单元的第一电容和第二二极管的正极连接,所述第一电容和本级一号放电单元的第二二极管的正极连接,其中,第N级的第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极、以及所述第一电路接口连接;所述第二脉冲发生电路包括M级的二号放电单元和第二电路接口,各所述二号放电单元包括第三二极管、第四二极管、第二电容、第二MOS管;其中,所述第二MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第二MOS管的D极与本级二号放电单元的第二电容和第三二极管的负极、以及下一级二号放电单元的第三二极管的正极连接,所述第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极连接、下一级二号放电单元的第二电容和第四二极管的正极连接,所述第二电容和本级二号放电单元的第四二极管的正极连接,其中,第M级的第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极、以及所述第二电路接口连接;通过所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号并输出包括:检测第一控制信号是否输入第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路;若检测到第一控制信号输入第一脉冲发生电路,则通过第一控制信号,控制各第一MOS管导通,各第一电容放电,以使得第一脉冲发生电路输出高压纳秒脉冲;若检测到第一控制信号输入第二脉冲发生电路,则通过第一控制信号,控制第二MOS管导通,第二电容放电,以使得第二脉冲发生电路输出低压毫秒脉冲。
可选的,在本发明第二方面的第四种实现方式中,多个脉冲发生模式包括以下至少两项的组合:A、第一脉冲发生模式,每隔预设第一周期通过控制测量模块发送第一脉冲模式信号至第一脉冲发生电路,并通过第一脉冲模式信号,控制各第一MOS管导通以及各第二MOS管断开,各第一电容放电,使得第一脉冲发生电路按照第一周期输出高压纳秒脉冲;B、第二脉冲发生模式,每隔预设第二周期通过控制测量模块发送第二脉冲发生模式信号至第二脉冲发生电路,并通过第二脉冲发生模式信号,控制各第二MOS管导通以及各第一MOS管断开,各第二电容放电,使得第二脉冲发生电路按照第二周期输出低压毫秒脉冲;C、第三脉冲发生模式,通过控制测量模块交替发送第三脉冲发生模式信号至各第一MOS管和各第二MOS管,并通过第三脉冲发生模式信号控制各第一MOS管和各第二MOS管交替断开与闭合,各第一电容和各第二电容交替放电,使得第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲;D、第四脉冲发生模式,每隔预设第三周期通过控制测量模块交替发送第三脉冲发生模式信号至各第一MOS管和各第二MOS管,并通过第三脉冲发生模式信号控制各第一MOS管和各第二MOS管按照第三周期交替断开与闭合,各第一电容和各第二电容按照第三周期交替放电,使得第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路按照第三周期交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
可选的,在本发明第二方面的第五种实现方式中,第一脉冲发生电路还包括高压采样电阻、电压信号采集元件和电流信号采集元件,第二脉冲发生电路还包括低压采样电阻,在通过所述控制测量模块根据所述第二控制信号,选取至少一个电极针,并将电脉冲信号输出至选取的电极针之后,还包括:通过高压采样电阻和电压信号采样元件采集第一脉冲发生电路中的电压信号、以及通过高压采样电阻和电流信号采集元件采集第一脉冲电路中的电流信号并发送至控制测量模块进行存储;通过低压采样元件采集第二脉冲发生电路中的电压信号和电流信号并发送至控制测量模块进行存储。
可选的,在本发明第二方面的第六种实现方式中,第一脉冲发生电路还包括高压电源,第二脉冲发生电路还包括低压电源,在通过控制测量模块获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,从各脉冲发生模式中选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号和第二控制信号之前,还包括:当各第一MOS管断开以及各第二MOS管断开时,通过高压电源对各高压电容进行充电,以及通过低压电源对低压电容进行充电。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述的不可逆电穿孔装置的控制方法。
本发明提供的技术方案中,通过通过控制测量模块获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,从各脉冲发生模式中选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号和生成多个电极针工作状态的第二控制信号;根据第一控制信号,通过脉冲发生模块生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号并输出;根据第二控制信号,通过控制测量模块选取至少一个电极针,并将脉冲发生模块输出的电脉冲信号输出至选取的电极针,以实现了在一个脉冲发生电路上协调多种模式的电脉冲输出,同时可在工作时自由切换多个电极针的工作状态。
附图说明
图1为本发明实施例中不可逆电穿孔装置的第一种结构示意图;
图2为本发明实施例中不可逆电穿孔装置的第二种结构示意图;
图3为本发明实施例中不可逆电穿孔装置的第三种结构示意图;
图4为本发明实施例中脉冲发生模块对应电路的结构示意图;
图5为本发明实施例中不可逆电穿孔装置的控制方法的实施例示意图;
图6为本发明实施例中多种放电模块的电脉冲信号波形图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种不可逆电穿孔装置的控制方法、装置、设备及存储介质,该不可逆电穿孔装置包括控制测量模块、脉冲发生模块和至少两个电极针,控制测量模块与脉冲发生模块连接,各电极针与控制测量模块和脉冲发生模块连接;所述控制测量模块具有多个脉冲发生模式,控制测量模块用于获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,生成脉冲发生模式的第一控制信号并输出至脉冲发生模块,以及生成电极针工作状态的第二控制信号;脉冲发生模块根据第一控制信号生成脉冲发生模式的电脉冲信号;控制测量模块根据第二控制信号,选取至少一个电极针,并将电脉冲信号输出至选取的电极针。本发明实现了在一个脉冲发生电路上协调多种模式的电脉冲输出,同时可在工作时自由切换多个电极针的工作状态。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”或“具有”及其任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1,本发明实施例中提供的不可逆电穿孔装置的第一种结构示意图,该不可逆电穿孔装置包括:配置多个脉冲发生模式的控制测量模块10、脉冲发生模块20和电极针模块30,控制测量模块10与脉冲发生模块20连接,脉冲发生模块20与电极针模块30连接,控制测量模块10与电极针模块30连接;除此之外,还可以接入显示设备接收设置的脉冲参数,一方面选择脉冲发生模块20产生高压纳秒脉冲或者低压毫秒脉冲,另一方面选择脉冲发生模块20输出的电脉冲信号输出至指定的电极针模块30中指定的电极针,通过控制测量模块10控制脉冲发生模块生成的电脉冲信号是否输出以及输出至电极针模块30中的哪个电极针。
在实际应用中,当电极针模块30工作时,用户可以通过与控制测量模块10连接的显示设备设置脉冲参数,实现控制测量模块10来控制脉冲发生模块20切换输出的不同类型的电脉冲信号,以及切换电极针模块30的工作状态,以用于切换电极针模块30电极针的作用数量以及各电极针模块30输出电脉冲信号的类型。
其中,控制测量模块10用于获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号、以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号,并将第一控制信号输出至脉冲发生模块;电极针模块30包括至少两个电极针;脉冲发生模块20根据第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号;控制测量模块10根据第二控制信号,选取电极针模块30中的至少一个电极针,并将该电脉冲信号输送至选取的电极针。
本实施例中,通过与控制测量模块10连接的显示设备来传入脉冲参数,来生成第一控制信号,控制脉冲发生模块20按照选择的脉冲发生模式来生成电脉冲信号;控制测量模块10同时根据脉冲参数生成第二控制信号,控制是否将电脉冲信号输出,输出电脉冲信号的时间、频率,以及输出至哪一只或者哪些电极针。需注意的是,此处控制测量模块10对脉冲发生模块20和电极针模块30的设置可以在电极针模块30的非工作状态和工作状态下实施,自由切换电极针模块30中各个电极针的工作模式。
如图2所示,本发明实施例中提供的不可逆电穿孔装置的第二种结构示意图,在不可逆电穿孔装置中,除了控制测量模块10、脉冲发生模块20、以及脉冲发生模块20中的第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22之外,电极针模块30还包括电极针切换继电器40,电极针切换继电器40分别与控制测量模块10和脉冲发生模块20连接,各电极针均与电极针切换继电器40连接;控制测量模块10将第二控制信号发送至电极针切换继电器40,以及脉冲发生模块20将电脉冲信号发送至电极针切换继电器40;电极针切换继电器40用于根据接收到的第二控制信号中,确定各个电极针的当前工作状态,并根据当前工作状态,选取至少一个电极针,并将接收到的电脉冲信号输送至选取的电极针。在实际应用中,电极针切换继电器40作为各个电极针工作的触点开关,来确定与不可逆电穿孔装置连接的多个电极针中,当前时刻需要进行输出电脉冲信号的指定电脉冲,通过触点开关实现电极针的工作状态切换。
具体的,脉冲发生模块20包括并联连接的第一脉冲发生电路11和第二脉冲发生电路22;第一脉冲发生电路21用于生成高压纳秒脉冲;第二脉冲发生电路22用于生成低压毫秒脉冲的。
本实施例中,脉冲发生模块20中的第一脉冲发生电路21用于生成高压纳秒脉冲,第二脉冲发生电路22用于生成低压毫秒脉冲,两者并联在同一个电路中,以实现在同一个电路中完成不同放电模式的自由切换,高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲在同一个电路中可以相互协调输出。
在实际应用中,第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22可以同时放电,也可以独立放电,两者可以在同一电路中独立输出电脉冲信号,互不干扰,在有第一控制信号输入第一脉冲发生电路21中时,第一脉冲发生电路21工作,输出高压纳秒脉冲,在有第一控制信号输入第二脉冲发生电路22时,第二脉冲发生电路22工作,输出低压毫秒脉冲。
另外,不可逆电穿孔装置还包括输出继电器50,输出继电器50分别与控制测量模块10、脉冲发生模块20和电极针切换继电器40连接;脉冲发生模块20根据第一控制信号生成对应脉冲发生模式的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,并将高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲发送至输出继电器50;控制测量模块10生成第三控制信号,并将第三控制信号发送至输出继电器50;输出继电器50用于根据接收到的第三控制信号,从接收到的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲中,选择对应的高压纳秒脉冲或低压毫秒脉冲,并输出至电极针切换继电器40。在实际应用中,输出继电器50作为电脉冲输出的触点开关,来控制电脉冲信号是否输出,以及控制当前时刻输出高压纳秒脉冲还是输出低压毫秒脉冲。
如图3所示,本发明实施例中提供的不可逆电穿孔装置的第三种结构示意图,在不可逆电穿孔装置的脉冲发生模块20中,第一脉冲发生电路21包括N级的一号放电单元E1和第一电路接口P1,各一号放电单元E1之间并联连接,一号放电单元E1包括第一二极管E11、第二二极管E12、第一电容E13和第一MOS管E14,在实际应用中,第一MOS管E14的G极与控制测量模块10连接,来接收控制测量模块10的第一控制信号,当G极与D极的电位差超过预置阈值时,则触发第一MOS管E14导通,第一脉冲发生电路21通电生成高压纳秒脉冲,当未接收到第一控制信号时,则第一MOS管E14保持断开,第一脉冲发生电路21不工作,第一MOS管E14的D极与本级一号放电单元E1的第一电容E13和第一二极管E11的负极、以及下一级一号放电单元E1的第一二极管E11的正极连接,第一MOS管E14的S极与本级一号放电单元E1的第二二极管E12的负极连接、下一级一号放电单元E1的第一电容E13和第二二极管E12的正极连接,第一电容E13和本级一号放电单元E1的第二二极管E12的正极连接,其中,第N级的第一MOS管E14的S极与本级一号放电单元E1的第二二极管E12的负极、以及第一电路接口P1连接。
本实施例中,在每个一号放电单元E1中,通过第一电容E13提供电能,并通过第一MOS管E14来放大电路中的电流,即等同于放大电压,通过第一二极管E11和第二二极管E12,来防止电流回流至第一电容E13或者电源,使得每一级的一号放电单元E1产生的电流均往第一电路接口P1的方向移动,通过N级的一号放电单元E1,使得电路电流逐渐增加,最终产生高压纳秒脉冲,高压纳秒脉冲汇集到第一电路接口P1进行输出。
具体的,第二脉冲发生电路22包括M级的二号放电单元E2和第二电路接口P2,各二号放电单元E2包括第三二极管E21、第四二极管E22、第二电容E23、第二MOS管E24,
所述第二MOS管E24的G极与所述控制测量模块连接,所述第二MOS管E24的D极与本级二号放电单元E2的第二电容E23和第三二极管E21的负极、以及下一级二号放电单元E2的第三二极管E21的正极连接,所述第二MOS管E24的S极与本级二号放电单元E2的第四二极管E22的负极连接、下一级二号放电单元E2的第二电容E23和第四二极管E22的正极连接,所述第二电容E23和本级二号放电单元E2的第四二极管E22的正极连接,其中,第M级的第二MOS管E24的S极与本级二号放电单元E2的第四二极管E22的负极、以及所述第二电路接口P2连接。
在实际应用中,通过G极来接收控制测量模块10的第一控制信号,当G极和D极之间的电位差超过预置阈值时,则触发第二MOS管E24导通,第二脉冲发生电路22通电,产生低压毫秒脉冲,当未接收到第一控制信号时,则第二MOS管E24保持断开,第二脉冲发生电路22不工作。
本实施例中,第二脉冲发生电路22相当于第一脉冲发生电路21中的一个一号放电单元E1,第二电容E23为第二脉冲发生电路22提供电能,然后通过第二MOS管E24来放电电流,第三二极管E21保证第二电容E23产生的电流朝第二MOS管E24的方向流动,第四二极管E22保证第二MOS管E24放大的电流以及第二电容E23产生的电流朝第二电路接口P2流动,将第二脉冲生成的低压毫秒脉冲输出。
其中,在控制测量模块10控制第一脉冲发生电路21生成高压纳秒脉冲时,若各第一MOS管E14的G极接收到控制测量模块10的第一控制信号时,各第一MOS管E14导通,以实现各第一电容E13串联放电,生成高压纳秒脉冲并通过第一电路接口P1进行输出;若第二MOS管E24的G极接收到控制测量模块10的第一控制信号时,第二MOS管E24导通,以实现第二电容E23放电,第二脉冲发生电路22生成低压毫秒脉冲并通过第二电路接口P2进行输出。
在实际应用中,第一控制信号传入第一MOS管E14道的G极时,导致第一MOS管E14的G极和D极之间的电位差升高,第一MOS管E14导通,此时第一电容E13放电,每个一号放电单元E1形成串联电路进行放电,通过N个一号放电单元E1逐渐拉升第二电路的输出电压,最终得到高压纳秒脉冲,并在第一电路接口P1输出。在第一控制信号传入第二MOS管E24道的G极时,导致第二MOS管E24的G极和D极之间的电位差升高,第二MOS管E24导通,此时第二电容E23放电,单个一号放电单元E1产生较低的低压毫秒脉冲,并在第二电路接口P2输出。
其中,在控制测量模块10控制第二脉冲发生电路22生成低压毫秒脉冲时,若控制测量模块10输出的第一控制信号为第一脉冲模式信号,则通过第一脉冲模式信号控制各第一MOS管E14导通以及第二MOS管E24断开,以实现各第一电容E13放电,第一脉冲发生电路21输出高压纳秒脉冲;
若控制测量模块10输出的第一控制信号为第二脉冲发生模式信号,则通过第二脉冲发生模式信号控制第二MOS管E24导通以及各第一MOS管E14断开,以实现第二电容E23放电,第二脉冲发生电路22输出低压毫秒脉冲;
控制测量模块10输出的第一控制信号为第三模式脉冲信号,则通过第三脉冲发生模式信号控制各第一MOS管E14和第二MOS管E24交替断开和导通,以实现各第一电容E13和第二电容E23交替放电,第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲;
控制测量模块10输出的第一控制信号为第四脉冲发生模式信号,则通过第四脉冲发生模式信号控制各第一MOS管E14和第二MOS管E24按照设置的时间间隔进行交替断开和闭合,第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22按照时间间隔交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
在实际应用中,根据在控制测量模块10设置的脉冲参数,来确定选择的放电模式,输出对应的信号,包括第一模式脉冲信号、第二模式脉冲信号、第三模式脉冲信号、第四模式脉冲信号,其中,第一模式脉冲信号按照设置的时间间隔发送至第一脉冲发生电路21,输出周期性的高压纳秒脉冲,第二脉冲模式信号按照设置的时间间隔发送至第二脉冲发生电路22,输出周期性的低压毫秒脉冲,第三脉冲模式信号不间断的交替发送至第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22,输出交替的高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲,第四脉冲模式信号按照设置的时间间隔交替发送至第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22,交替输出周期性的高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
除此之外,控制测量模块10还负责测量第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22在工作过程中,实际输出的电脉冲信号,以供后续对比理论输出电脉冲信号和实际输出电脉冲信号之间的差别,对不可逆电穿孔装置进行调整,第一脉冲发生电路21还包括高压采样电阻R1、电压信号采集元件V1和电流信号采集元件I1,第二脉冲发生电路22还包括低压采样电阻R2,控制测量模块10分别与低压采样电阻R2、高压采样电阻R1、电压信号采集元件V1和电流信号采集元件I1连接;控制测量模块10通过高压采样电阻R1和电压信号采样元件采集第一脉冲发生电路21中的电压信号,通过高压采样电阻R1和电流信号采集元件I1采集第一脉冲电路中的电流信号,以及通过低压采样元件采集第二脉冲发生电路22中的电压信号和电流信号。
同时,第一脉冲发生电路21还包括高压电源VH1,高压电源VH1与各一号放电单元E1并联连接,第二脉冲发生电路22还包括低压电源VL1,低压电源VL1与各二号放电单元E2并联连接;当各第一MOS管E14断开时,高压电源VH1对各高压电容进行充电,以及当第二MOS管E24断开时,低压电源VL1对低压电容进行充电。在实际应用过程中,在第一脉冲发生电路21和第二脉冲发生电路22闲置期间,可以通过高压电源VH1对第一脉冲发生电路21中的第一电容E13进行充电,通过低压电源VL1对第二脉冲发生电路22中的第二电容E23进行充电。
如图4所示,本发明实施例中提供的脉冲发生模块对应电路的一种结构示意图,以用于辅助说明脉冲发生模块对应电路布置的一种最佳实施方式:
本实施例中,在脉冲发生模块中,第一脉冲发生电路包括N级的发电单元,其中,每个发电单元包括:二极管DH11(第一二极管)的负极分别连接至电容CH1(第一电容)、MOS管SH1(第一MOS管)的D极、和下一级发电单元的二极管DH21的正极,然后电容CH1的另一端与二极管DH12(第二二极管)的正极连接,MOS管SH1的S极与二极管DH12的负极连接、G极与控制测量模块连接,用于接收第一控制信号;以此类推,二极管DH21、电容CH2、MOS管SH2、二极管DH22组成第二级的一号放电单元,第j级的一号放电单元中,DHj2与MOS管SHj将j个一号放电单元的电流汇集流向第一电路接口HV+,输出正极性高压纳秒脉冲;另外,二极管DH11的正极与高压电源VH的正极连接,高压电源VH的负极则与DHj2的电流以及MOS管SHj的放大电流汇集到第一电路接口HV+,形成回路。
本实施例中,第二脉冲发生电路包括:二极管DL11(第三二级管)的负极与电容CL1(第二电容)、MOS管SL1(第二MOS管)的D极连接,电容CL1的另一端与二极管DL12(第四二极管)的正极连接,MOS管SL1的S极与二极管DL12的负极连接,G极与控制测量模块连接,用于接收第一控制信号,CL1产生的电流和SL1放大的电流汇集流向第二电路接口HV-,输出正极性低压毫秒脉冲。另外,二极管DL11的正极与低压电源VH的正极连接,低压电源VL的负极与CL1产生的电流和SL1放大的电流汇集到第二电路接口HV-,形成回路。
具体的,在电脉冲信号输出完成后,控制测量模块会控制输出继电器断开,停止电脉冲信号输出,同时闭合放电继电器H、放电继电器L,结合电阻RFH和电阻RFL排出对应第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路中的电荷。在不可逆电穿孔装置工作过程中,通过分压电路来调控输出的实际电压,进而调控电脉冲输出的幅值稳定,通过伏频转换电路分别结合皮尔森电压信号MLFVH和皮尔森电流信号MFVIH形成电压信号采样单元和电流信号采样单元。
另外,基于以下四种脉冲发生模式:充电模式、高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲相组合的三种放电模式:独立模式(产生第一脉冲模式信号或第二脉冲模式信号)、连续模式(产生第三脉冲模式信号)、协同模式(产生第四脉冲模式信号),在实际应用中进行说明:
一、充电模式:
MOS管SL1、SH1-SHj断开,低压电源VL给电容CL1充电,高压电源VH给电容CH1-CHj充电。
二、放电模式:
1)独立模式A。MOS管SL1断开、SH1-SHj闭合,电容CH1-CHj串联放电,且电压为正极性高压。其中,通过控制MOS管SH1-SHj的闭合时间可以控制高压纳秒脉冲的脉冲宽度,通过控制MOS管SH1-SHj的闭合与断开的间隔时间可以控制高压纳秒脉冲的脉冲周期。
2)独立模式B。MOS管SL1闭合、SH1-SHj断开,电容CL1放电,且电压为正极性低压,通过控制MOS管SL1的闭合时间可以控制低压毫秒脉冲的脉冲宽度,通过控制MOS管SL1的闭合与断开的间隔时间可以控制低压毫秒脉冲的脉冲周期。高压纳秒脉冲、低压毫秒脉冲可独立输出、互不干扰。
3)连续模式。MOS管SL1断开、SH1-SHj闭合,电容CH1-CHj串联放电,通过控制MOS管SH1-SHj的闭合时间可以控制高压纳秒脉冲的脉冲宽度;MOS管SH1-SHj断开后迅速将MOS管SL1闭合,电容CL1对放电,通过控制MOS管SL1的闭合时间可以控制低压毫秒脉冲的脉冲宽度。高压纳秒脉冲、低压毫秒脉冲连续输出,无时间间隔。
4)协同模式。MOS管SL1断开、SH1-SHj闭合,电容CH1-CHj串联放电,通过控制MOS管SH1-SHj的闭合时间可以控制高压纳秒脉冲的脉冲宽度;MOS管SH1-SHj断开后在预置时间间隔将MOS管SL1闭合,电容CL1放电,通过控制MOS管SL1的闭合时间可以控制低压毫秒脉冲的脉冲宽度。通过控制MOS管SH1-SHj断开后至将MOS管SL1闭合过程中的切换时间,可以控制高压纳秒脉冲与低压毫秒脉冲的脉冲时间间隔。高压纳秒脉冲、低压毫秒脉冲交替协同输出。
为便于理解,下面还对本发明实施例的具体流程进行描述,请参阅图5,本发明实施例中不可逆电穿孔装置的控制方法的第一个实施例包括:
501、通过控制测量模块获取设置的脉冲参数,根据脉冲参数,选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号,以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号,并将第一控制信号输出至脉冲发生模块;
本实施例中,设置的脉冲参数包括脉冲发生模式、脉冲个数、脉冲宽度、脉冲幅值、电极针模块的工作状态等,其中,电极针模块包括至少两个电极针,电极针模块的工作状态对应各个电极针的工作状态,通过脉冲参数来生成的第一控制信号和第二控制信号。其中,通过选取的脉冲发生模式,确定输出的第一控制信号,脉冲宽度可以确定第一控制信号的单次持续输出时间,每个第一控制信号输出的间隔时间可以确定电脉冲信号输出的周期。第二控制信号进一步控制输出的电脉冲信号的类型和作用的电极针。
具体的,高压纳秒脉冲可以选择的脉冲幅值是1KV-12KV,可选的脉冲宽度为100ns-1000ns;低压毫秒脉冲可以选择的脉冲幅值是5-200V,可选的脉冲宽度为1ms-990ms。
502、通过脉冲发生模块根据第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号;
本实施例中,脉冲发生模块中包含有第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路,通过第一控制信号的流向,来触发第一脉冲发生电路和/或第二脉冲发生电路导通,生成对应的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,以输出对应的电脉冲信号至一个或多个电极针,其中,在生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号时,具体对不可逆电穿孔装置的控制步骤如下所示:
2.11)检测第一控制信号是否输入第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路;
2.12)若检测到第一控制信号输入第一脉冲发生电路,则通过第一控制信号,控制各第一MOS管导通,各第一电容放电,以使得第一脉冲发生电路输出高压纳秒脉冲;
2.13)若检测到第一控制信号输入第二脉冲发生电路,则通过第一控制信号,控制各第二MOS管导通,各第二电容放电,以使得第二脉冲发生电路输出低压毫秒脉冲;
本实施例中,在实时检测第一控制信号的流向,可以通过第一MOS管和第二MOS管的G极,判断是否接收到控制测量模块的第一控制信号,在第一MOS管或者第二MOS管的G极接收到第一控制信号时,G极和D极之间的电位差超过预置阈值时,触发第一MOS管或者第二MOS管导通,第一电容放电或者第二电容放电导致第一脉冲发生电路或者第二脉冲发生电路通电,产生高压纳秒脉冲或者低压毫秒脉冲,当第一MOS管和第二MOS管的G极未接收到到第一控制信号时,则第一MOS管和第二MOS管保持断开,第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路均不工作。请参阅图5,根据不同的脉冲发生模块式,具体可以包括以下对脉冲发生模块的控制方式:
A、第一脉冲发生模式,每隔预设第一周期通过控制测量模块发送第一脉冲模式信号至第一脉冲发生电路,并通过第一脉冲模式信号,控制各第一MOS管导通以及第二MOS管断开,各第一电容放电,使得第一脉冲发生电路按照第一周期输出高压纳秒脉冲;
B、第二脉冲发生模式,每隔预设第二周期通过控制测量模块发送第二脉冲发生模式信号至第二脉冲发生电路,并通过第二脉冲发生模式信号,控制各第二MOS管导通以及各第一MOS管断开,第二电容放电,使得第二脉冲发生电路按照第二周期输出低压毫秒脉冲;
C、第三脉冲发生模式,通过控制测量模块交替发送第三脉冲发生模式信号至各第一MOS管和各第二MOS管,并通过第三脉冲发生模式信号控制各第一MOS管和各第二MOS管交替断开与闭合,各第一电容和各第二电容交替放电,使得第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲;
D、第四脉冲发生模式,每隔预设第三周期通过控制测量模块交替发送第三脉冲发生模式信号至各第一MOS管和各第二MOS管,并通过第三脉冲发生模式信号控制各第一MOS管和各第二MOS管按照第三周期交替断开与闭合,各第一电容和各第二电容按照第三周期交替放电,使得第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路按照第三周期交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
本实施例中,第一脉冲发生模式和第二脉冲发生模式为独立模式,可以周期性输出高压纳秒脉冲或者低压毫秒脉冲,其中,高压纳秒脉冲的脉冲信号波形图如601所示,低压毫秒脉冲的脉冲信号波形图如602所示;第三脉冲发生模式为连续模式,可以无时间间隔的交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲,脉冲信号波形图如603所示;第四脉冲发生模式为协同模式,可以周期性地交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲,脉冲信号波形图如604所示。
另外,不可逆电穿孔装置还可以包括输出继电器,在根据第一控制信号,通过脉冲发生模块生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号并输出时,具体执行流程还可以如下所示:
2.21)通过脉冲发生模块,根据第一控制信号,生成对应脉冲发生模式的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,并将高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲发送至输出继电器;
2.22)通过控制测量模块生成第三控制信号,将第三控制信号发送至输出继电器;
2.23)通过输出继电器,根据接收到的第三控制信号,从接收到的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲中,选择对应的高压纳秒脉冲或低压毫秒脉冲,并输出至电极针切换继电器。
本实施例中,此时脉冲发生模块的作用在于根据脉冲发生模式,生成高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,此时脉冲发生模式可以包括:充电模式和脉冲输出模式,其中,脉冲输出模式包括输出高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲三种模式;当各第一MOS管断开以及第二MOS管断开时,通过高压电源对各高压电容进行充电,以及通过低压电源对低压电容进行充电。通过输出继电器来判别输出高压纳秒脉冲至电极针还是输出低压毫秒脉冲至继电器,按照控制测量模块生成并发送的第三控制信号,来选择输出对应的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,此时对应输出的脉冲发生模块包括:独立模式、连续模式、协同模式。
输出继电器可以是一个两路继电器,包括两路触点,分别对应第一电路接口和第二电路接口,以用于输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲,两路触点的触发切换由第二控制信号中的输出控制信号控制,实现电脉冲型号类别的切换输出。
503、通过控制测量模块根据第二控制信号,控制电极针模块选取至少一个电极针,并将该电脉冲信号输送至选取的电极针。
本实施例中,不可逆电穿孔装置中还包括电极针切换继电器,其中,通过电极针继电器接收控制测量模块发送的第二控制信号,来判别将电脉冲信号输出至哪一只或哪几只电极针,对电脉冲信号的输出类型和电极针的作用数量进行自由切换。具体的判别输出过程如下所示:
3.1)通过控制测量模块将第二控制信号发送至电极针切换继电器;
3.2)通过电极针切换继电器,根据接收到的第二控制信号,确定各个电极针的当前工作状态,根据当前工作状态,选取至少一个电极针,并将脉冲发生模块输出的电脉冲信号输送至选取的电极针。;
本实施例中,电极针切换继电器可以是一个多路继电器,触点路数由电极针的数量决定,比如不可逆电穿孔装置中对接有6个电极针,则可以配置六路继电器,每路触点分别对应6个电极针,来控制每个电极针的工作状态,包括导通和断开两个工作状态。另外,可以增加多路继电器的触点,使得电极针安装具有拓展性,可以根据需求进行增加。
除此之外,控制测量模块还可以结合安装在第二脉冲电路中的低压采样电阻以及安装在第一脉冲电路中的高压采样电阻、电流信号采集元件和电压信号采集元件来采集第一脉冲电路和第二脉冲电路实际输出的电脉冲信号,具体如下所示:
3.5)通过高压采样电阻和电压信号采样元件采集第一脉冲发生电路中的电压信号、以及通过高压采样电阻和电流信号采集元件采集第一脉冲电路中的电流信号并发送至控制测量模块进行存储;
3.6)通过低压采样元件采集第二脉冲发生电路中的电压信号和电流信号并发送至控制测量模块进行存储。
具体的,低压采样电阻的阻值优选为0.1Ω,高压采样电阻的组织优选为>10kΩ,可以根据实际需求进行调整设置,此处不作具体限定,电压信号采集元件优选为皮尔森电压信号MLFVH,电流信号采集元件优选为皮尔森电流信号MLFIH,以供后续与理论输出的电脉冲信号进行对比,以进行校正。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当指令在计算机上运行时,使得计算机执行不可逆电穿孔装置的控制方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述不可逆电穿孔装置包括:控制测量模块、脉冲发生模块和电极针模块,所述控制测量模块与所述脉冲发生模块连接,所述脉冲发生模块与所述电极针模块连接,所述控制测量模块与所述电极针模块连接;
所述控制测量模块具有多个脉冲发生模式,所述控制测量模块用于获取设置的脉冲参数,根据所述脉冲参数,选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号、以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号,并将所述第一控制信号输出至所述脉冲发生模块;
所述电极针模块包括至少两个电极针;
所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号;
所述控制测量模块根据所述第二控制信号,选取电极针模块中的至少一个电极针,并将所述电脉冲信号输送至选取的电极针。
2.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述脉冲发生模块包括并联连接的第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路;
所述第一脉冲发生电路用于生成高压纳秒脉冲;
所述第二脉冲发生电路用于生成低压毫秒脉冲。
3.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述电极针模块还包括电极针切换继电器,所述电极针切换继电器分别与所述控制测量模块和所述脉冲发生模块连接,各所述电极针均与所述电极针切换继电器连接;
所述控制测量模块将所述第二控制信号发送至所述电极针切换继电器,以及所述脉冲发生模块将所述电脉冲信号发送至所述电极针切换继电器;
所述电极针切换继电器用于根据接收到的第二控制信号,确定各个电极针的当前工作状态,根据当前工作状态,选取至少一个电极针,并将接收到的电脉冲信号输送至选取的电极针。
4.根据权利要求3所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述不可逆电穿孔装置还包括输出继电器,所述输出继电器分别与所述控制测量模块、所述脉冲发生模块和所述电极针切换继电器连接;
所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应第一脉冲发生模式的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,并将所述高压纳秒脉冲和/或所述低压毫秒脉冲发送至所述输出继电器;
所述控制测量模块还生成第三控制信号,并将所述第三控制信号发送至所述输出继电器;
所述输出继电器用于根据接收到的第三控制信号,从接收到的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲中,选择对应的高压纳秒脉冲或低压毫秒脉冲,并输出至所述电极针切换继电器。
5.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述第一脉冲发生电路包括N级的一号放电单元和第一电路接口,各所述一号放电单元之间并联连接,所述一号放电单元包括第一二极管、第二二极管、第一电容和第一MOS管;
所述第一MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第一MOS管的D极与本级一号放电单元的第一电容和第一二极管的负极、以及下一级一号放电单元的第一二极管的正极连接,所述第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极连接、下一级一号放电单元的第一电容和第二二极管的正极连接,所述第一电容和本级一号放电单元的第二二极管的正极连接,其中,第N级的第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极、以及所述第一电路接口连接。
6.根据权利要求5所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述第二脉冲发生电路包括M级的二号放电单元和第二电路接口,各所述二号放电单元包括第三二极管、第四二极管、第二电容、第二MOS管;
所述第二MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第二MOS管的D极与本级二号放电单元的第二电容和第三二极管的负极、以及下一级二号放电单元的第三二极管的正极连接,所述第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极连接、下一级二号放电单元的第二电容和第四二极管的正极连接,所述第二电容和本级二号放电单元的第四二极管的正极连接,其中,第M级的第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极、以及所述第二电路接口连接。
7.根据权利要求6所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,若各所述第一MOS管的G极接收到所述控制测量模块的第一控制信号,则各所述第一MOS管导通,以实现各所述第一电容串联放电,所述第一脉冲发生电路生成高压纳秒脉冲并通过所述第一电路接口进行输出;
若各所述第二MOS管的G极接收到所述控制测量模块的第一控制信号,则各所述第二MOS管导通,以实现各所述第二电容放电,所述第二脉冲发生电路生成低压毫秒脉冲并通过所述第二电路接口进行输出。
8.根据权利要求6所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,若所述控制测量模块输出的第一控制信号为第一脉冲发生模式信号,则通过所述第一脉冲发生模式信号控制各所述第一MOS管导通以及各所述第二MOS管断开,以实现各所述第一电容放电,所述第一脉冲发生电路输出高压纳秒脉冲;
若所述控制测量模块输出的第一控制信号为第二脉冲发生模式信号,则通过所述第二脉冲发生模式信号控制各所述第二MOS管导通以及各所述第一MOS管断开,以实现各所述第二电容放电,所述第二脉冲发生电路输出低压毫秒脉冲;
所述控制测量模块输出的第一控制信号为第三模式脉冲信号,则通过所述第三脉冲发生模式信号控制各所述第一MOS管和各所述第二MOS管交替断开和导通,以实现各所述第一电容和各所述第二电容交替放电,所述第一脉冲发生电路和所述第二脉冲发生电路交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲;
所述控制测量模块输出的第一控制信号为第四脉冲发生模式信号,则通过所述第四脉冲发生模式信号控制各所述第一MOS管和各所述第二MOS管按照设置的时间间隔进行交替断开和导通,以实现各所述第一电容和各所述第二电容按照所述时间间隔交替放电,所述第一脉冲发生电路和所述第二脉冲发生电路按照所述时间间隔交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述第一脉冲发生电路还包括高压采样电阻、电压信号采集元件和电流信号采集元件,所述第二脉冲发生电路还包括低压采样电阻,所述控制测量模块分别与所述低压采样电阻、所述高压采样电阻、所述电压信号采集元件和所述电流信号采集元件连接;
所述控制测量模块通过所述高压采样电阻和所述电压信号采样元件采集所述第一脉冲发生电路中的电压信号,通过所述高压采样电阻和所述电流信号采集元件采集所述第一脉冲电路中的电流信号,以及通过所述低压采样元件采集所述第二脉冲发生电路中的电压信号和电流信号。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述第一脉冲发生电路还包括高压电源,所述高压电源与各所述一号放电单元并联连接,所述第二脉冲发生电路还包括低压电源,所述低压电源与各所述二号放电单元并联连接;
当各所述第一MOS管断开时,所述高压电源对各所述高压电容进行充电,以及当所述第二MOS管断开时,所述低压电源对各所述低压电容进行充电。
11.一种不可逆电穿孔装置的控制方法,应用于权利要求1-10中任意一项所述的不可逆电穿孔装置,其特征在于,所述不可逆电穿孔装置包括:控制测量模块、脉冲发生模块和电极针模块,其中,所述控制测量模块存储有多个脉冲发生模式,所述电极针模块包括至少两个电极针,所述控制方法包括:
通过所述控制测量模块获取设置的脉冲参数,根据所述脉冲参数,选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号,以及生成电极针模块对应工作状态的第二控制信号,并将所述第一控制信号输出至所述脉冲发生模块;
通过所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号;
通过所述控制测量模块根据所述第二控制信号,控制电极针模块选取至少一个电极针,并将所述电脉冲信号输送至选取的电极针。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述电极针模块还包括电极针切换继电器,所述电极针切换继电器分别与所述控制测量模块和所述脉冲发生模块连接,各所述电极针均与所述电极针切换继电器连接;
所述通过所述控制测量模块根据所述第二控制信号,控制电极针模块选取至少一个电极针,并将所述电脉冲信号输送至选取的电极针包括:
通过所述控制测量模块将所述第二控制信号发送至所述电极针切换继电器;
通过所述电极针切换继电器,根据接收到的第二控制信号,确定各个电极针的当前工作状态,根据当前工作状态,选取至少一个电极针,并将所述脉冲发生模块输出的电脉冲信号输送至选取的电极针。
13.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,所述还包括输出继电器,所述输出继电器分别与所述控制测量模块、所述脉冲发生模块和所述电极针切换继电器连接;
所述通过所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号并输出包括:
通过所述脉冲发生模块,根据所述第一控制信号,生成对应第一脉冲发生模式的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲,并将所述高压纳秒脉冲和/或所述低压毫秒脉冲发送至所述输出继电器;
通过所述控制测量模块生成第三控制信号,并将所述第三控制信号发送至所述输出继电器;
通过所述输出继电器,根据接收到的第三控制信号,从接收到的高压纳秒脉冲和/或低压毫秒脉冲中,选择对应的高压纳秒脉冲或低压毫秒脉冲,并输出至所述电极针切换继电器。
14.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述脉冲发生模块包括第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路;
所述第一脉冲发生电路包括N级的一号放电单元和第一电路接口,各所述一号放电单元之间并联连接,所述一号放电单元包括第一二极管、第二二极管、第一电容和第一MOS管;其中,所述第一MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第一MOS管的D极与本级一号放电单元的第一电容和第一二极管的负极、以及下一级一号放电单元的第一二极管的正极连接,所述第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极连接、下一级一号放电单元的第一电容和第二二极管的正极连接,所述第一电容和本级一号放电单元的第二二极管的正极连接,其中,第N级的第一MOS管的S极与本级一号放电单元的第二二极管的负极、以及所述第一电路接口连接;
所述第二脉冲发生电路包括M级的二号放电单元和第二电路接口,各所述二号放电单元包括第三二极管、第四二极管、第二电容、第二MOS管;其中,所述第二MOS管的G极与所述控制测量模块连接,所述第二MOS管的D极与本级二号放电单元的第二电容和第三二极管的负极、以及下一级二号放电单元的第三二极管的正极连接,所述第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极连接、下一级二号放电单元的第二电容和第四二极管的正极连接,所述第二电容和本级二号放电单元的第四二极管的正极连接,其中,第M级的第二MOS管的S极与本级二号放电单元的第四二极管的负极、以及所述第二电路接口连接;
所述通过所述脉冲发生模块根据所述第一控制信号生成对应脉冲发生模式的电脉冲信号并输出包括:
检测所述第一控制信号是否输入所述第一脉冲发生电路和/或所述第二脉冲发生电路;
若检测到所述第一控制信号输入所述第一脉冲发生电路,则通过所述第一控制信号,控制各所述第一MOS管导通,以使得各所述第一电容放电,所述第一脉冲发生电路输出高压纳秒脉冲;
若检测到所述第一控制信号输入所述第二脉冲发生电路,则通过所述第一控制信号,控制所述第二MOS管导通,以使得所述第二电容放电,所述第二脉冲发生电路输出低压毫秒脉冲。
15.根据权利要求14所述的控制方法,其特征在于,所述多个脉冲发生模式包括以下至少两项的组合:
A、第一脉冲发生模式,每隔预设第一周期通过所述控制测量模块发送第一脉冲模式信号至所述第一脉冲发生电路,并通过所述第一脉冲模式信号,控制各所述第一MOS管导通以及各所述第二MOS管断开,各所述第一电容放电,使得所述第一脉冲发生电路按照所述第一周期输出高压纳秒脉冲;
B、第二脉冲发生模式,每隔预设第二周期通过所述控制测量模块发送第二脉冲发生模式信号至所述第二脉冲发生电路,并通过所述第二脉冲发生模式信号,控制各所述第二MOS管导通以及各所述第一MOS管断开,所述第二电容放电,使得所述第二脉冲发生电路按照所述第二周期输出低压毫秒脉冲;
C、第三脉冲发生模式,通过所述控制测量模块交替发送第三脉冲发生模式信号至各所述第一MOS管和各所述第二MOS管,并通过所述第三脉冲发生模式信号控制各所述第一MOS管和各所述第二MOS管交替断开与闭合,各所述第一电容和各所述第二电容交替放电,使得所述第一脉冲发生电路和所述第二脉冲发生电路交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲;
D、第四脉冲发生模式,每隔预设第三周期通过所述控制测量模块交替发送第三脉冲发生模式信号至各所述第一MOS管和各所述第二MOS管,并通过所述第三脉冲发生模式信号控制各所述第一MOS管和各所述第二MOS管按照所述第三周期交替断开与闭合,各所述第一电容和各所述第二电容按照所述第三周期交替放电,使得所述第一脉冲发生电路和所述第二脉冲发生电路按照所述第三周期交替输出高压纳秒脉冲和低压毫秒脉冲。
16.根据权利要求14或15所述的控制方法,其特征在于,所述第一脉冲发生电路还包括高压采样电阻、电压信号采集元件和电流信号采集元件,所述第二脉冲发生电路还包括低压采样电阻,在所述通过所述控制测量模块根据所述第二控制信号,选取至少一个电极针,并将电脉冲信号输出至选取的电极针之后,还包括:
通过所述高压采样电阻和所述电压信号采样元件采集所述第一脉冲发生电路中的电压信号、以及通过所述高压采样电阻和所述电流信号采集元件采集所述第一脉冲电路中的电流信号并发送至所述控制测量模块进行存储;
通过所述低压采样元件采集所述第二脉冲发生电路中的电压信号和电流信号并发送至所述控制测量模块进行存储。
17.根据权利要求14或15所述的控制方法,其特征在于,所述第一脉冲发生电路还包括高压电源,所述第二脉冲发生电路还包括低压电源,在所述通过所述控制测量模块获取设置的脉冲参数,根据所述脉冲参数,从各所述脉冲发生模式中选取至少一个脉冲发生模式生成第一控制信号和第二控制信号之前,还包括:
当各所述第一MOS管断开以及各所述第二MOS管断开时,通过所述高压电源对各所述高压电容进行充电,以及通过所述低压电源对所述低压电容进行充电。
18.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有指令,其特征在于,所述指令被处理器执行时实现如权利要求11-17中任意一项所述不可逆电穿孔装置的控制方法的步骤。
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