CN114978122A - 一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪，属于医疗器械的技术领域，该电路包括：包括多个治疗脉冲电路，多个治疗脉冲电路的输入端均用于接收输入电压，多个治疗脉冲电路的控制端均用于接收PWM信号，多个治疗脉冲电路的输出端均用于输出治疗脉冲；相邻治疗脉冲电路之间设置有第一开关电路，第一开关电路的第一端与一治疗脉冲电路的正极输出端连接，第一开关电路的第二端与另一治疗脉冲电路的负极输出端连接；多个治疗脉冲电路的正极输出端分别通过第二开关电路与对应的用于消融肿瘤的阳极电极连接；多个治疗脉冲电路的负极输出端均通过第三开关电路与用于消融肿瘤的阴极电极连接。本申请有利于提高脉冲治疗仪的治疗效果。

Description

一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪

技术领域

本申请涉及医疗器械的技术领域，特别涉及一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪。

背景技术

高频脉冲治疗仪俗称纳米刀治疗仪，是一种是非热能型肿瘤消融设备，属于III类医疗器械，它是基于不可逆电穿孔原理，利用强脉冲电场，造成靶区肿瘤细胞纳米级微孔，引起细胞凋亡，与射频、微波以及冷冻等传统消融方案相比，具不损害治疗区内血管、胆管、胰管和神经等组织的目的。

根据研究表明，肿瘤细胞不可逆电穿孔在电场强度为1.5kV/cm，脉冲宽度为100μs时效果最为明显，临床上通常采用电压幅值为3kV、脉冲宽度为100μs的方波脉冲为治疗脉冲，通过控制治疗电极的之间的间距为2cm，每次治疗的脉冲数为90个，脉冲时间间隔为100～1000ms，一次治疗可创建约2cm×2cm的消融区。

针对上述相关技术，发明人发现存在以下缺陷：由于相关技术中多组治疗电极输出的治疗脉冲幅值一致，而肿瘤的形状往往是不规则的，例如消融2cm×3cm的肿瘤时，采用电压幅值为3kV的治疗脉冲，宽度方向治疗电极之间的电场强度为1.5kV/cm，而长度方向无论采用一组或两组治疗电极均难以将治疗电极之间的电场强度控制在1.5kV/cm，从而在治疗时部分治疗区域的肿瘤消融效果较差，因此脉冲治疗仪治疗效果有待提高。

发明内容

为了提高脉冲治疗仪的治疗效果，本申请提供了一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪。

第一方面，本申请提高了一种阵列式脉冲输出电路，采用如下技术方案：

一种阵列式脉冲输出电路，其包括：多个治疗脉冲电路，多个所述治疗脉冲电路的输入端均用于接收输入电压，多个所述治疗脉冲电路的控制端均用于接收PWM信号，多个所述治疗脉冲电路的输出端均用于输出治疗脉冲；

相邻所述治疗脉冲电路之间设置有第一开关电路，所述第一开关电路的第一端与一所述治疗脉冲电路的正极输出端连接，所述第一开关电路的第二端与另一所述治疗脉冲电路的负极输出端连接；

多个所述治疗脉冲电路的正极输出端分别与对应的用于消融肿瘤的阳极电极连接，并且所述治疗脉冲电路的正极输出端与所述阳极电极之间串联有第二开关电路；

多个所述治疗脉冲电路的负极输出端均与用于消融肿瘤的阴极电极连接，并且所述治疗脉冲电路的负极输出端与所述阴极电极连接之间串联有第三开关电路。

通过采用上述技术方案，多个治疗脉冲电路能够通过开关电路串联，当N个治疗脉冲电路串联后，阳极电极和阴极电极之间输出的脉冲幅值为N个治疗脉冲电路输出N个治疗脉冲的电压幅值之和，从而在多组治疗电极联合消融肿瘤时，多组治疗电极的输出的治疗脉冲幅值可以根据消融部位肿瘤的大小，形状进行调整，例如，本申请能够设置长度方向治疗电极输出的治疗脉冲幅值为6kV，设置宽度方向治疗电极输出的治疗脉冲幅值为4.5kV，从而一次治疗可创建约3cm×4cm的消融区；

由于本申请能根据肿瘤的形状灵活调整治疗电极输出的治疗脉冲幅值，能够更好的控制肿瘤细胞不可逆电穿孔的电场强度，有利于提高治疗效果。

可选的，相邻所述治疗脉冲电路的正极输出端之间串联有第四开关电路；所述第四开关电路的第一端与一所述治疗脉冲电路的正极输出端连接，所述第四开关电路的第二端与另一所述治疗脉冲电路对应的所述阳极电极连接。

通过采用上述技术方案，多个阳极电极通过开关电路并联，任意一阳极电极和阴极电极均能组成一组治疗电极，从而有利于医生使用多组治疗电极联合消融肿瘤。

可选的，所述阵列式脉冲输出电路还包括开关控制模块，所述开关控制模块分别与所述第一开关电路的控制端、所述第二开关电路的控制端、所述第三开关电路的控制端和所述第四开关电路的控制端连接，所述开关控制模块输出用于控制所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第三开关电路和所述第四开关电路通断的控制信号SW。

通过采用上述技术方案，能够便于控制多个开关电路。

可选的，所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第三开关电路和所述第四开关电路的电路结构相同，所述第一开关电路包括光电耦合器OC，第一电阻器R1、第二电阻器R2和继电器KM；其中，

所述第一电阻器R1的一端连接有第一电源VCC1，所述第一电阻器R1的另一端与所述光电耦合器OC初级阳极端连接，所述光电耦合器OC初级阴极端与所述开关电路的控制端连接；

所述第二电阻器R2的一端与所述第一电源VCC1连接，所述第二电阻器R2的另一端与所述光电耦合器OC次级集电极端连接，所述光电耦合器OC次级发射极端与所述继电器KM励磁线圈的一端连接，所述继电器KM励磁线圈的另一端接地；

所述继电器KM被控开关的一端与所述开关电路的第一端连接，所述继电器KM被控开关的另一端与所述开关电路的第二端连接。

通过采用上述技术方案，当控制信号SW为低电平时，光电耦合器OC初级阳极和初级负极之间的电压大于光电耦合器初级的导通电压，光电耦合器初级的发光元件发光，光电耦合器OC次级的受光元件受光后导通，使继电器KM励磁线圈得电，进而改变继电器KM被控开关的通断状态。

可选的，所述治疗脉冲电路包括第一驱动芯片U1和第一半桥逆变电路，所述PWM信号包括第一PWM信号；其中，

所述第一驱动芯片U1的控制端PWM与所述治疗脉冲电路的第一控制端连接，用于所述接收第一PWM信号，所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA用于输出第一驱动信号，所述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB用于输出第二驱动信号，所述第一驱动信号与所述第二驱动信号相位相差180°；

所述第一半桥逆变电路的输入端与所述治疗脉冲电路的输入端连接；所述第一半桥逆变电路的上桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA连接，用于接收所述第一驱动信号；

所述第一半桥逆变电路的下桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB连接，用于接收所述第二驱动信号；

所述第一半桥逆变电路的输出端与所述治疗脉冲电路的第一输出端连接。

通过采用上述技术方案，由于驱动芯片U在接收到第一PWM信号后够输出互补的第一驱动信号和第二驱动信号，当第一驱动信号驱动半桥逆变电路的上桥臂导通时，第二驱动信号驱动半桥逆变电路的下桥臂断开，此时半桥逆变电路的输出端电压等于输入电压；当第一驱动信号驱动半桥逆变电路的上桥臂断开时，第二驱动信号驱动半桥逆变电路的下桥臂导通，此时半桥逆变电路的输出端电压为零，形成电压脉冲。

可选的，所述第一半桥逆变电路包括第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；其中，

所述第三电阻器R3的一端与所述半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，所述第三电阻器R3的另一端分别与所述第四电阻器R4的一端和所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述半桥逆变电路的正极输入端连接，所述第一MOS管Q1的源极分别与所述第四电阻器R4的另一端、所述第二MOS管Q2的漏极和所述半桥逆变电路的输出端连接；

所述第五电阻器R5的一端与所述半桥逆变电路的下桥臂控制端连接，所述第五电阻器53的另一端分别与所述第六电阻器R6的一端和所述第二MOS管Q2的栅极连接，所述第二MOS管Q2的源极分别与所述第五电阻器R5的另一端连接和所述半桥逆变电路的负极输入端连接。

通过采用上述技术方案，当第一驱动信号为高电平时，第二驱动信号为低电平，此时第一MOS管Q1导通，第二MOS管Q2截止，使得逆变电路的输出端电压为输入电压，当第一驱动信号为低电平时，第二驱动信号为高电平，此时第一MOS管Q1截止，第二MOS管Q2导通，使得逆变电路的输出端电压零，第三电阻器R3和第五电阻器R5能够在高输入电压的情况下减少第一MOS管Q1和第二MOS管Q2开关速率过快而导致周围元器件被击穿的情况发生，第四电阻器R4和第六电阻器R6能够为第一MOS管Q1和第二MOS管Q2提供导通所需的偏置电压。

可选的，所述第一半桥逆变电路还包括自举电路，所述自举电路的第一输入端分别与所述第一半桥逆变电路的输出端和所述第一驱动芯片U1的次级侧第一接地端VSSA连接，所述自举电路的第二输入端连接有驱动电源VDD，所述自举电路的输出端与所述第一驱动芯片U1的次级侧第一电源端VDDA连接。

通过采用上述技术方案，当输入电压的电压值高于第一驱动信号时，会使得第一MOS管Q1导通后源极电压立即大于栅极电压，而造成第一MOS管Q1立即关断的情况发生，对第一MOS管Q1的使用寿命造成影响，设置自举电路从而将第一驱动信号的电压值举升至大于输入电压的电压值，从而避免第一MOS管Q1导通后立即关断的情况发生。

可选的，所述自举电路包括二极管D和第一电容器C1，所述二极管D的阳极与所述自举电路的第二输入端连接，所述二极管D的阴极分别与所述第一电容器C1的一端和所述自举电路的输出端连接，所述第一电容器C1的另一端与所述自举电路的第一输入端连接。

通过采用上述技术方案，由于初始状态下第一电源经过二极管D为第一电容器C1进行充电，使得第一电容器C1与二极管D连接的一端电压高于第一电容器C1的另一端，由于电容器两端的电压不能突变，当第一MOS管导通后，使得第一电容器C1与二极管D连接的一端电压任然高于第一电容器C1的另一端，从而使输入驱动芯片U的次级侧第一电源端VDDA的电压值大于输入电压的电压值，继而使得驱动芯片U的第一输出端OUTA输出的第一驱动信号的电压值大于输入电压的电压值。

可选的，所述治疗脉冲电路还包括第二驱动芯片U2和第二半桥逆变电路，所述PWM信号还包括与所述第一PWM信号相位相差180°的第二PWM信号；其中，所述第二半桥逆变电路和所述第一半桥逆变电路的电路结构相同，

所述第二驱动芯片U2的控制端PWM与所述治疗脉冲电路的第二控制端连接，用于接收所述第二PWM信号，所述第二驱动芯片U2的第一输出端OUTA与所述第二半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，所述第二驱动芯片U2的第二输出端OUTB与所述第二半桥逆变电路的下桥臂控制端连接；

所述第二半桥逆变电路的输入端与所述治疗脉冲电路的输入端连接，所述第二半桥逆变电路的输出端与所述治疗脉冲电路的第二输出端连接。

通过采用上述技术方案,由于双极性脉冲不仅能够在细胞膜上形成对称性电穿孔，而且还可以明显减少对神经的刺激作用，同时不会引起肌肉的收缩，因此采用两半桥逆变电路并联组成全桥逆变电路，使得输入电压被逆变为双极性脉冲。

第二方面，本申请提供了一种多电极阵列式脉冲治疗仪，采用如下技术方案。

一种多电极阵列式脉冲治疗仪，包括上述所述的阵列式脉冲输出电路、隔离式升压模块、升压控制模块、PWM信号输出模块和肿瘤消融针；其中，所述隔离式升压模块与所述治疗脉冲电路的数量相同，

多个所述隔离式升压模块的输入端均与用于供电的直流电源连接，用于升压输出所述输入电压；

所述升压控制模块与多个所述隔离式升压模块连接，用于控制所述输入电压的幅值；

所述治疗脉冲电路的输入端与所述隔离式升压模块的输出端对应连接，用于接收所述输入电压，多个所述治疗脉冲电路的控制端均与所述PWM信号输出模块连接，用于接收所述PWM信号，所述治疗脉冲电路用于输出治疗电压；

一所述肿瘤消融针与所述阴极电极连接，其余所述肿瘤消融针分别与对应的所述阳极电极一一连接。

通过采用上述技术方案，升压控制模块控制多个隔离式升压模块将低压直流电升压并输出输入电压，阵列式脉冲输出电路接收到输入电压和PWM信号输出模块输出的PWM信号后，将输入电压逆变为治疗脉冲，将多个肿瘤消融针分别与阳极电极和阴极电极连接，医生根据肿瘤的形状、大小插入肿瘤消融针后，控制阵列式脉冲输出电路输出多种幅值的治疗脉冲，从而能够较好控制肿瘤细胞发生不可逆电穿孔的电场强度。

综上所述，本申请至少包括以下有益效果：

1.设置多个开关电路和多个治疗脉冲电路的目的是，多个治疗脉冲电路能够通过开关电路串联，当N个治疗脉冲电路串联后，阳极电极和阴极电极之间输出的脉冲幅值为N个治疗脉冲电路输出N个治疗脉冲的电压幅值之和，从而在多组治疗电极联合消融肿瘤时，多组治疗电极的输出的治疗脉冲幅值可以根据消融部位肿瘤的大小，形状进行调整，有利于提高治疗效果。

附图说明

图1是本申请阵列式脉冲输出电路的连接结构示意图；

图2是本申请开关电路的电路结构图；

图3是本申请治疗脉冲电路的电路结构图；

图4是本申请阵列式脉冲治疗仪的连接结构示意图。

附图标记说明：100、阵列式脉冲输出电路；110、治疗脉冲电路；111、第一半桥逆变电路；112、自举电路；121、第一开关电路；122、第二开关电路；123、第三开关电路；124、第四开关电路；210、阳极电极；130、开关控制模块；220、阴极电极；300、隔离式升压模块；400、升压控制模块；500、PWM信号输出模块；600、肿瘤消融针。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图1-附图4，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请公布了一种阵列式脉冲输出电路及其治疗仪，其中，阵列式脉冲输出电路100应用于阵列式脉冲治疗仪上，

作为阵列式脉冲输出电路的一种实施方式，如附图1所示，其包括：多个治疗脉冲电路110，本实施方式以两个治疗脉冲电路110为例进行说明，

两个治疗脉冲电路110的输入端均用于接收输入电压，两个治疗脉冲电路110的控制端均用于接收PWM信号，两个治疗脉冲电路110的输出端均用于输出治疗脉冲；

相邻治疗脉冲电路110之间设置有第一开关电路121，第一开关电路121的第一端与一治疗脉冲电路110的正极输出端连接，开关电路的第二端与另一治疗脉冲电路110的负极输出端连接；

两治疗脉冲电路110的正极输出端分别与对应的用于消融肿瘤的阳极电极210连接，并且治疗脉冲电路110的正极输出端与阳极电极210之间串联有第二开关电路122；

两治疗脉冲电路110的负极输出端均与用于消融肿瘤的阴极电极220连接，并且治疗脉冲电路110的负极输出端与阴极电极220连接之间串联有第三开关电路123。

其中输入电压可以是单极性低频方波脉冲，也可以是直流电。

为了便于多组治疗电极联合消融肿瘤，阳极电极210有多个，且治疗脉冲电路110的正极输出端与阳极电极210对应连接，阴极电极220有一个，治疗脉冲电路110的负极输出端均共同连接一个阴极电极220，相邻治疗脉冲电路110的正极输出端之间串联有第四开关电路124；第四开关电路124的第一端与一治疗脉冲电路110的正极输出端连接，第四开关电路124的第二端与另一治疗脉冲电路110对应的阳极电极210连接。

当需要提升治疗电极上的治疗脉冲的电压幅值时，将第一开关电路121、与首个治疗脉冲电路110正极连接的第二开关电路122和与最后一个治疗脉冲电路110负极连接的第三开关电路123闭合，其与的第一开关电路121、第二开关电路122和第三开关电路123断开，根据实际情况通断第四开关电路124均，使得两治疗脉冲电路110串联，治疗脉冲的电压幅值叠加，阳极电极210和阴极电极220输出电压幅值叠加的治疗脉冲。同样，本实施方式还可以将3个、4个甚至更多的治疗脉冲电路110通过开关电路串联，实现输出更高电压幅值的治疗脉冲；当需要治疗脉冲电路110独立输出时，将第一开关电路121和第四开关电路124断开，第二开关电路122和第三开关电路123均闭合，从而能够使多组治疗电极输出的多种电压幅值的治疗脉冲，能够在多组治疗电极联合消融肿瘤时，根据肿瘤部位的大小，形状灵活调整治疗电极阵列。

为了便于控制多个开关电路，阵列式脉冲输出电路100还包括开关控制模块130，开关控制模块130分别与第一开关电路121的控制端、第二开关电路122的控制端、第三开关电路123的控制端和第四开关电路124的控制端连接，开关控制模块130输出用于控制开关电路通断的控制信号SW。其中开关控制模块130可以是由单片等具有运算控制功能的元器件组成。

作为开关电路的一种实施方式，如附图2所示：第一开关电路121、第二开关电路122、第三开关电路123和第四开关电路124的电路结构相同，第一开关电路121包括光电耦合器OC，第一电阻器R1、第二电阻器R2和继电器KM；其中，

第一电阻器R1的一端连接有第一电源VCC1，第一电阻器R1的另一端与光电耦合器OC初级阳极端连接，光电耦合器OC初级阴极端与开关电路的控制端连接；

第二电阻器R2的一端与第一电源VCC1连接，第二电阻器R2的另一端与光电耦合器OC次级集电极端连接，光电耦合器OC次级发射极端与继电器KM励磁线圈的一端连接，继电器KM励磁线圈的另一端接地；

继电器KM被控开关的一端与开关电路的第一端连接，继电器KM被控开关的另一端与开关电路的第二端连接。

需要说明的是光电耦合器OC是本申请中的一种优选实施方式，在其他实施方式中光电耦合器可以用PNP型三极管、NPN型三极管、NMOS管和PMOS管等开关器件替换。

作为治疗脉冲电路110的一种实施方式，如附图3所示：治疗脉冲电路110包括第一驱动芯片U1和第一半桥逆变电路111，PWM信号包括第一PWM信号；其中，第一驱动芯片U1的接地端GND接地，第一驱动芯片U1的初级侧第一电源端VCCI1和第一驱动芯片U1的初级侧第二电源端VCCI2均连接有第二电源VCC2；

第一驱动芯片U1的控制端PWM与治疗脉冲电路110的控制端连接，用于接收第一PWM信号，第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA用于输出第一驱动信号，第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB用于输出第二驱动信号，第一驱动信号与第二驱动信号相位相差180°，需要说明的是，为减少元件非理想布局或长PCB走线引入的高频噪声，第一驱动芯片U1的控制端PWM分别连接有与第七电阻器R7和第三电容器C3，第三电容器C3的另一端接地，第七电阻器R7的另一端与治疗脉冲电路110的控制端连接；

第一半桥逆变电路111的输入端用于接收输入电压；第一半桥逆变电路111的上桥臂控制端与第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA连接，用于接收第一驱动信号；

第一半桥逆变电路111的下桥臂控制端与第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB连接，用于接收第二驱动信号；

第一半桥逆变电路111的输出端与治疗脉冲电路110的第一输出端连接。

第一驱动芯片U1的死区时间端DT分别连接有第九电阻器R9和第四电容器C4，第九电阻器R9的和第四电容器C4的另一端均接地，从而设置死区时间，避免第一半桥逆变电路111上下桥臂同时导通。

作为第一半桥逆变电路111的一种实施方式，第一半桥逆变电路111包括第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；其中，

第三电阻器R3的一端与半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，第三电阻器R3的另一端分别与第四电阻器R4的一端和第一MOS管Q1的栅极连接，第一MOS管Q1的漏极与半桥逆变电路的正极输入端连接，第一MOS管Q1的源极分别与第四电阻器R4的另一端、第二MOS管Q2的漏极和半桥逆变电路的输出端连接；

第五电阻器R5的一端与半桥逆变电路的下桥臂控制端连接，第五电阻器53的另一端分别与第六电阻器R6的一端和第二MOS管Q2的栅极连接，第二MOS管Q2的源极分别与第五电阻器R5的另一端连接和半桥逆变电路的负极输入端连接。

本申请的输入电压采用频率10HZ，电压幅值可调，最大电压幅值为1kV的方波脉冲，第一半桥逆变电路111输出的电压脉冲即为治疗脉冲，第一PWM信号的频率为100kHZ。

由于电压幅值为1kV的方波脉冲会使第一MOS管Q1导通后源极电压立即大于栅极电压，而造成第一MOS管Q1导通后立即关断的情况发生，为此，第一半桥逆变电路111还包括自举电路112，自举电路112的第一输入端分别与半桥逆变电路的输出端和驱动芯片U的次级侧第一接地端VSSA连接，自举电路112的第二输入端连接有驱动电源VDD，自举电路112的输出端与驱动芯片U的次级侧第一电源端VDDA连接。

作为自举电路112的一种实施方式，自举电路112包括二极管D和第一电容器C1，二极管D的阳极与自举电路112的第二输入端连接，二极管D的阴极分别与第一电容器C1的一端和自举电路112的输出端连接，第一电容器C1的另一端与自举电路112的第一输入端连接。

由于双极性脉冲不仅能够在细胞膜上形成对称性电穿孔，而且还可以明显减少对神经的刺激作用，同时不会引起肌肉的收缩，

治疗脉冲电路110还包括第二驱动芯片U2（图中未显示）和第二半桥逆变电路（图中未显示），PWM信号还包括与第一PWM信号相位相差180°的第二PWM信号；其中，第二半桥逆变电路和第一半桥逆变电路111的电路结构相同，第二驱动芯片U2和第一驱动芯片U1采用同种型号的芯片，并且第二驱动芯片U2和第一驱动芯片U1的外围电路以及外围电路结构也相同，

第二驱动芯片U2的控制端PWM与治疗脉冲电路110的第二控制端连接，用于接收第二PWM信号，第二驱动芯片U2的第一输出端OUTA与第二半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，第二驱动芯片U2的第二输出端OUTB与第二半桥逆变电路的下桥臂控制端连接；

第二半桥逆变电路的输入端与治疗脉冲电路110的输入端连接，第二半桥逆变电路的输出端与治疗脉冲电路110的第二输出端连接。由第一半桥逆变电路111和第二半桥逆变电路实现全桥逆变，从而能使治疗脉冲电路110输出双极性的治疗脉冲。

本实施例的实施原理为：当驱动芯片U接收到PWM信号时，其第一输出端OUTA和第二输出端OUTB分别输出相位相差180°的第一驱动信号和第二驱动信号，由于通过驱动芯片U的死区时间端DT设置有死区时间，进而使得半桥逆变电路的上下桥臂不会同时导通，减少短路的情况发生；

当半桥逆变电路上桥臂导通，下桥臂断开时，半桥逆变电路输出端与输入端连接，输出电压的幅值为输入电压的幅值；当半桥逆变电路上桥臂断开，下桥臂导通时，半桥逆变电路输出端与地连接，输出电压的幅值为零；

当消融肿瘤细胞时，医生能够根据肿瘤的形状和大小调整多组治疗电极输出治疗脉冲的幅值，例如需要消融4cm×5cm的肿瘤时，肿瘤宽度方向的可以采用治疗脉冲幅值为6kV的一组治疗电极，或采用治疗脉冲幅值为3kV的两组治疗电极，而长度方向可以采用治疗脉冲幅值为3kV的一组治疗脉冲和治疗脉冲幅值为4.5kV的一组治疗脉冲，幅值为4.5kV的治疗脉冲可以由四组幅值为1kV的治疗脉冲和一组幅值为0.5kV的治疗脉冲叠加而成。

另一方面，基于上述实施例，本申请提供了一种阵列式脉冲治疗仪，作为。如附图4所示，作为该治疗仪的一种实施方式，其包括：上述阵列式脉冲输出电路100、隔离式升压模块300、升压控制模块400、PWM信号输出模块500和肿瘤消融针600；其中，隔离式升压模块300与治疗脉冲电路110的数量相同，

多个隔离式升压模块300的输入端均与用于供电的直流电源连接，用于升压输出输入电压；

升压控制模块400与多个隔离式升压模块300连接，用于控制输入电压的幅值；

治疗脉冲电路110的输入端与隔离式升压模块300的输出端对应连接，用于接收输入电压，多个治疗脉冲电路110的控制端均与PWM信号输出模块500连接，用于接收PWM信号，治疗脉冲电路110用于输出治疗电压；

一肿瘤消融针600与阴极电极220连接，其余肿瘤消融针600分别与对应的阳极电极210一一连接。

本实施例的实施原理为：

当需要消融肿瘤时，多个隔离式升压模块300在升压控制模块400的控制下输出多个输入电压，阵列式脉冲输出电路100接收多个输入电压，在阵列式脉冲输出电路100接收到PWM信号输出模块500输出的PWM信号后，将多个输入电压逆变为多组治疗脉冲，通过由多个开关电路组成的开关阵列，使得多组治疗脉冲能够叠加为电压幅值更高的治疗脉冲。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：包括多个治疗脉冲电路（110），多个所述治疗脉冲电路（110）的输入端均用于接收输入电压，多个所述治疗脉冲电路（110）的控制端均用于接收PWM信号，多个所述治疗脉冲电路（110）的输出端均用于输出治疗脉冲；

相邻所述治疗脉冲电路（110）之间设置有第一开关电路（121），所述第一开关电路（121）的第一端与一所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端连接，所述第一开关电路（121）的第二端与另一所述治疗脉冲电路（110）的负极输出端连接；

多个所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端分别与对应的用于消融肿瘤的阳极电极（210）连接，并且所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端与所述阳极电极（210）之间串联有第二开关电路（122）；

多个所述治疗脉冲电路（110）的负极输出端均与用于消融肿瘤的阴极电极（220）连接，并且所述治疗脉冲电路（110）的负极输出端与所述阴极电极（220）连接之间串联有第三开关电路（123）。

2.根据权利要求1所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：相邻所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端之间串联有第四开关电路（124）；所述第四开关电路（124）的第一端与一所述治疗脉冲电路（110）的正极输出端连接，所述第四开关电路（124）的第二端与另一所述治疗脉冲电路（110）对应的所述阳极电极（210）连接。

3.根据权利要求2所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述阵列式脉冲输出电路（100）还包括开关控制模块（130），所述开关控制模块（130）分别与所述第一开关电路（121）的控制端、所述第二开关电路（122）的控制端、所述第三开关电路（123）的控制端和所述第四开关电路（124）的控制端连接，所述开关控制模块（130）输出用于控制所述第一开关电路（121）、所述第二开关电路（122）、所述第三开关电路（123）和所述第四开关电路（124）通断的控制信号SW。

4.根据权利要求3所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述第一开关电路（121）、所述第二开关电路（122）、所述第三开关电路（123）和所述第四开关电路（124）的电路结构相同，所述第一开关电路（121）包括光电耦合器OC，第一电阻器R1、第二电阻器R2和继电器KM；其中，

所述第一电阻器R1的一端连接有第一电源VCC1，所述第一电阻器R1的另一端与所述光电耦合器OC初级阳极端连接，所述光电耦合器OC初级阴极端与所述开关电路的控制端连接；

所述第二电阻器R2的一端与所述第一电源VCC1连接，所述第二电阻器R2的另一端与所述光电耦合器OC次级集电极端连接，所述光电耦合器OC次级发射极端与所述继电器KM励磁线圈的一端连接，所述继电器KM励磁线圈的另一端接地；

所述继电器KM被控开关的一端与所述开关电路的第一端连接，所述继电器KM被控开关的另一端与所述开关电路的第二端连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述治疗脉冲电路（110）包括第一驱动芯片U1和第一半桥逆变电路（111），所述PWM信号包括第一PWM信号；其中，

所述第一驱动芯片U1的控制端PWM与所述治疗脉冲电路（110）的第一控制端连接，用于接收所述第一PWM信号，所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA用于输出第一驱动信号，所述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB用于输出第二驱动信号，所述第一驱动信号与所述第二驱动信号相位相差180°；

所述第一半桥逆变电路（111）的输入端与所述治疗脉冲电路（110）的输入端连接，所述第一半桥逆变电路（111）的上桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第一输出端OUTA连接，用于接收所述第一驱动信号；

所述第一半桥逆变电路（111）的下桥臂控制端与所述第一驱动芯片U1的第二输出端OUTB连接，用于接收所述第二驱动信号；

所述第一半桥逆变电路（111）的输出端与所述治疗脉冲电路（110）的第一输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述第一半桥逆变电路（111）包括第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；其中，

所述第三电阻器R3的一端与所述半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，所述第三电阻器R3的另一端分别与所述第四电阻器R4的一端和所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述半桥逆变电路的正极输入端连接，所述第一MOS管Q1的源极分别与所述第四电阻器R4的另一端、所述第二MOS管Q2的漏极和所述半桥逆变电路的输出端连接；

所述第五电阻器R5的一端与所述半桥逆变电路的下桥臂控制端连接，所述第五电阻器53的另一端分别与所述第六电阻器R6的一端和所述第二MOS管Q2的栅极连接，所述第二MOS管Q2的源极分别与所述第五电阻器R5的另一端连接和所述半桥逆变电路的负极输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述第一半桥逆变电路（111）还包括自举电路（112），所述自举电路（112）的第一输入端分别与所述第一半桥逆变电路（111）的输出端和所述第一驱动芯片U1的次级侧第一接地端VSSA连接，所述自举电路（112）的第二输入端连接有驱动电源VDD，所述自举电路（112）的输出端与所述第一驱动芯片U1的次级侧第一电源端VDDA连接。

8.根据权利要求7所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述自举电路（112）包括二极管D和第一电容器C1，所述二极管D的阳极与所述自举电路（112）的第二输入端连接，所述二极管D的阴极分别与所述第一电容器C1的一端和所述自举电路（112）的输出端连接，所述第一电容器C1的另一端与所述自举电路（112）的第一输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种阵列式脉冲输出电路，其特征在于：所述治疗脉冲电路（110）还包括第二驱动芯片U2和第二半桥逆变电路，所述PWM信号还包括与所述第一PWM信号相位相差180°的第二PWM信号；其中，所述第二半桥逆变电路和所述第一半桥逆变电路（111）的电路结构相同，

所述第二驱动芯片U2的控制端PWM与所述治疗脉冲电路（110）的第二控制端连接，用于接收所述第二PWM信号，所述第二驱动芯片U2的第一输出端OUTA与所述第二半桥逆变电路的上桥臂控制端连接，所述第二驱动芯片U2的第二输出端OUTB与所述第二半桥逆变电路的下桥臂控制端连接；

所述第二半桥逆变电路的输入端与所述治疗脉冲电路（110）的输入端连接，所述第二半桥逆变电路的输出端与所述治疗脉冲电路（110）的第二输出端连接。

10.一种多电极阵列式脉冲治疗仪，其特征在于：包括权利要求1-9任一所述的阵列式脉冲输出电路（100）、隔离式升压模块（300）、升压控制模块（400）、PWM信号输出模块（500）和肿瘤消融针（600）；其中，所述隔离式升压模块（300）与所述治疗脉冲电路（110）的数量相同，

多个所述隔离式升压模块（300）的输入端均与用于供电的直流电源连接，用于升压输出所述输入电压；

所述升压控制模块（400）与多个所述隔离式升压模块（300）连接，用于控制所述输入电压的幅值；

所述治疗脉冲电路（110）的输入端与所述隔离式升压模块（300）的输出端对应连接，用于接收所述输入电压，多个所述治疗脉冲电路（110）的控制端均与所述PWM信号输出模块（500）连接，用于接收所述PWM信号，所述治疗脉冲电路（110）用于输出治疗电压；

一所述肿瘤消融针（600）与所述阴极电极（220）连接，其余所述肿瘤消融针（600）分别与对应的所述阳极电极（210）一一连接。

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