CN115177357A - 双模态组织消融装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双模态组织消融装置，其包括第一脉冲电路，被配置为生成并输出第一脉冲信号；第二脉冲电路，被配置为生成并输出第二脉冲信号；波形转换电路，与第二脉冲电路连接，被配置为基于第二脉冲信号输出高频谐振信号；信号切换电路，与第一脉冲电路和波形转换电路连接，被配置为选择输出第一脉冲信号或高频谐振信号；输出电极，被配置为将信号切换电路输出的信号施加到目标组织上。通过信号切换电路在第一脉冲信号与高频谐振信号之间切换，并通过输出电极将信号输出至目标组织，可以实现在不可逆穿孔消融与射频消融之间切换，可以将两种的消融方式进行协同作用，减少热沉效应对组织消融带来的影响。

Description

双模态组织消融装置

技术领域

本申请属于医疗设备技术领域，尤其涉及一种双模态组织消融装置。

背景技术

目前，电治疗方法已被广泛用于许多急、慢性疾病以及康复治疗。由于生物组织具有一定的导电特性，电流通过时，会产生相应的生物学效应。根据频率不同，电生物学效应也完全不同。其中，当高频电能量施加到生物组织后，由于生物组织电热效应，可实现生物组织的切割、凝血和组织消融等。在高频电能量应用于组织消融时，又可分为射频消融和微波消融两类。射频消融是通过高频电流作用，使组织的极性分子高速运转，同时产热，当产热温度达到一定时，蛋白质就会变性而发生凝固性坏死；微波是通过电压改变形成交变电场，类似于微波炉的产热原理，使组织升温而坏死。射频消融和微波消融由于利用了生物组织的电热效应，其消融范围的控制还要依赖组织热传导和热扩散，且受热沉效应影响，特别是血管中的血液会带走热量，使血管附近的组织温升难以达到消融温度要求，使得该位置的消融不完全。

发明内容

本申请的目的在于提供一种双模态组织消融装置，旨在解决传统的进行组织的射频消融时存在的受热沉效应影响的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种双模态组织消融装置，包括：第一脉冲电路，被配置为生成并输出第一脉冲信号；第二脉冲电路，被配置为生成并输出第二脉冲信号；波形转换电路，与所述第二脉冲电路连接，被配置为基于所述第二脉冲信号输出高频谐振信号；信号切换电路，与所述第一脉冲电路和所述波形转换电路连接，被配置为接收所述第一脉冲信号和所述高频谐振信号，并选择输出所述第一脉冲信号和所述高频谐振信号中的一个信号；输出电极，与所述信号切换电路连接，被配置为将所述信号切换电路输出的信号施加到目标组织上，以进行目标组织的不可逆穿孔消融或射频消融。

其中一实施例中，所述波形转换电路包括第一电感、第二电感和滤波电容，所述第一电感的第一端与所述第二脉冲电路的第一输出端连接，所述第二电感的第一端与所述第二脉冲电路的第二输出端连接，所述滤波电容的两端分别与所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端连接，所述滤波电容的两端均与所述信号切换电路连接，用于输出所述高频谐振信号。

其中一实施例中，所述输出电极包括第一电极针的第二电极针，所述第一电极针与所述信号切换电路的第一输出端连接，所述第二电极针与所述信号切换电路的第二输出端连接，所述第一电极针和所述第二电极针用于与所述目标组织接触并将所述第一脉冲信号和所述高频谐振信号施加到所述目标组织上。

其中一实施例中，所述第一电极针为爪型电极针。

其中一实施例中，所述第一电极针包括绝缘套管、固定针尖和若干弯曲的弹性针尖；所述绝缘套管的一端设有开口，所述绝缘套管的另一端设有电极连接端，所述电极连接端用于与所述信号切换电路连接；所述固定针尖的第一端和各个弹性针尖的第一端均与所述电极连接端电连接，所述固定针尖的第一端固定在所述所述绝缘套管内，所述固定针尖的第二端延所述绝缘套管的轴向从所述绝缘套管的开口处延伸出一定长度，各个所述弹性针尖的第一端通过对应滑动结构安装在所述绝缘套管内，所述滑动结构用于控制对应的所述弹性针尖的第二端在所述绝缘套管的开口处进行伸缩。

其中一实施例中，所述滑动结构包括若干设置在所述绝缘套管的侧壁且与所述套管轴向平行的滑槽以及若干与各个所述滑槽一一对应的绝缘推钮，各个所述绝缘推钮分别安装在对应的滑槽内并分别与对应的弹性针尖连接，以用于通过控制所述绝缘推钮在对应的所述滑槽中滑动，使对应的所述弹性针尖在所述绝缘套管的开口处伸缩。

其中一实施例中，还包括主控电路，所述主控电路分别与所述第一脉冲电路和所述第二脉冲电路连接，所述主控电路被配置为控制所述第一脉冲电路与所述第二脉冲电路工作，以分别生成并输出所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号。

其中一实施例中，所述第一脉冲电路包括多个功率开关，以用于通过控制各个所述功率开关的通断，基于驱动电压生成并输出所述第一脉冲信号；所述第二脉冲电路与所述第一脉冲电路的电路结构相同。

其中一实施例中，还包括输出检测电路，所述输出检测电路设置在所述信号切换电路和所述输出电极之间并与所述主控电路连接，被配置为采集通过所述输出电极施加到所述目标组织的电压以及流经所述输出电极的电流，生成并向所述主控电路输出对应的数字反馈信号；所述主控电路还被配置为基于所述数字反馈信号得到所述目标组织的电化学阻抗参数。

其中一实施例中，还包括温度检测电路，所述温度检测电路分别与所述输出电极和所述主控电路连接，所述温度检测电路被配置为检测所述输出电极的温度并向所述主控电路输出对应的温度检测信号，所述主控电路还被配置为基于所述温度检测信号得到所述输出电极的温度。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过信号切换电路在第一脉冲信号与高频谐振信号之间切换，并通过输出电极将信号输出至目标组织，可以实现在不可逆穿孔消融与射频消融之间切换，可以将两种模态的消融方式进行协同作用，减少热沉效应对组织消融带来的影响。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的双模态组织消融装置的原理示意图；

图2为本申请另一实施例提供的双模态组织消融装置的原理示意图；

图3为本申请一实施例提供的第一电极针的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的第一脉冲电路的原理示意图；

图5为本申请一实施例提供的第一脉冲开关电路的原理示意图；

图6为本申请一实施例提供的光电隔离驱动电路的原理示意图；

图7为本申请另一实施例提供的光电隔离驱动电路的原理示意图；

图8为本申请一实施例提供的磁隔离供电电路的原理示意图；

图9为本申请一实施例提供的磁隔离供电电路与光电隔离驱动电路的具体连接关系示意图；

图10为本申请另一实施例提供的第一脉冲开关电路的原理示意图；

图11为本申请一实施例提供的均压单元的电路示意图；

图12为本申请一实施例提供的波形转换电路的原理示意图；

图13为本申请一实施例提供的输出检测电路的原理示意图；

图14为本申请一实施例提供的温度检测电路的原理示意图。

上述附图说明：100、第一脉冲电路；110、光电隔离驱动电路；111、光电耦合单元；112、驱动单元；113、延时单元；120、磁隔离供电电路；121、变压器；122、整流单元；123、调压单元；130、第一脉冲开关电路；131、第一开关支路；132、第二开关支路；140、第二脉冲开关电路；150、功率开关；160、均压单元；200、第二脉冲电路；300、波形转换电路；400、信号切换电路；500、输出电极；510、第一电极针；511、绝缘套管；512、固定针尖；513、弹性针尖；514、滑槽；515、绝缘推钮；516、放电部；520、第二电极针；600、主控电路；710、高压电源电路；720、工作电源电路；810、输出检测电路；811、法拉第电流检测模块；812、差分采样模块；813、电压处理模块；814、高频采样模块；820、温度检测电路；821、第一温度检测模块；822、第二温度检测模块；823、第一隔离通信模块；824、第二隔离通信模块；825、第一热电耦；826、第二热电耦。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请一实施例提供的双模态组织消融装置的原理示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种双模态组织消融装置，包括：第一脉冲电路100、第二脉冲电路200、波形转换电路300、信号切换电路400和输出电极500。

其中，第一脉冲电路100被配置为生成并输出第一脉冲信号。第二脉冲电路200被配置为生成并输出第二脉冲信号。波形转换电路300与第二脉冲电路200连接，被配置为基于第二脉冲信号输出高频谐振信号。信号切换电路400与第一脉冲电路100和波形转换电路300连接，被配置为接收第一脉冲信号和高频谐振信号，并选择输出第一脉冲信号或高频谐振信号。输出电极500与信号切换电路400连接，被配置为将信号切换电路400输出的信号施加到目标组织上。其中，目标组织可以是生物组织。第一脉冲信号和第二脉冲信号均可以是双极高频高压脉冲信号，高频谐振信号可以是双极高频高压谐振信号。

当第一脉冲信号通过输出电极500施加到目标组织上时，双模态组织消融装置可以对目标组织进行不可逆穿孔消融，当高频谐振信号施加到目标组织上时，双模态组织消融装置可以对目标组织进行射频消融。因此，双模态组织消融装置可以通过信号切换电路400切换输出的信号，从而改变组织消融的方式，实现双模态组织消融。

需要说明的是，当进行不可逆穿孔消融时，会使目标组织的生物电阻抗降低，此时再切换至射频消融，可以提高射频消融的效率，同时也可以在不可逆穿孔消融未将目标组织消融干净时，通过射频消融进行补充消融。由于不可逆穿孔消融消融精度较高，而射频消融的消融范围较大，从而可以形成互补，可根据实际需求选择适合的消融方式。

如图2所示，本实施例中，双模态组织消融装置还包括主控电路600，主控电路600分别与第一脉冲电路100和第二脉冲电路200连接，主控电路600被配置为控制第一脉冲电路100与第二脉冲电路200工作，以分别生成并输出第一脉冲信号和第二脉冲信号。主控电路600包括工控机或单片机或微控制器。

如图2所示，本实施例中，输出电极500包括第一电极针510和第二电极针520，第一电极针510与信号切换电路400的第一输出端连接，第二电极针520与信号切换电路400的第二输出端连接，第一电极针510和第二电极针520用于与目标组织接触并将第一脉冲信号和高频谐振信号施加到目标组织上。

需要说明的是，射频消融可以仅通过一个电极针实现，但不可逆穿孔消融则需要两个电极针实现，因此第一电极针510的第二电极针520可以同时满足两种消融方式。

本实施例中，第一电极针510可以为爪型电极针。通过爪型电极针可以扩大射频消融的作用范围。

第二电极针520既可以是爪型电极针，也可以是传统的单针电极针。本实施例不对第二电极针520的类型进行限制。

另一实施例中，第一电极针510和第二电极针520均为传统的单针电极针。

本实施例中，第一电极针510具体可以是单层爪型电极针，如图3所示，第一电极针510包括绝缘套管511、固定针尖512和若干弯曲的弹性针尖513。绝缘套管511的一端设有开口，绝缘套管511的另一端设有电极连接端，电极连接端用于通过绝缘导线与信号切换电路400连接，固定针尖512和若干弯曲的弹性针尖513均安装在绝缘套管511的开口处，固定针尖512的第一端和各个弹性针尖513的第一端均与电极连接端通过绝缘导线电连接。具体地，固定针尖512的第一端固定在绝缘套管511内，固定针尖512的第二端延绝缘套管511的轴向从绝缘套管511的开口处延伸出一定长度。各个弹性针尖513的第一端通过对应滑动结构安装在绝缘套管511内，滑动结构用于控制对应的弹性针尖513沿绝缘套管511的轴向滑动，以使对应的弹性针尖513的第二端在绝缘套管511的开口处进行伸缩。弹性针尖513的数量可根据实际需求进行设置，在一示例中，总共有4根弹性针尖513。

具体地，固定针尖512和各个弹性针尖513在其第二端的端点处设置有1cm～3cm长的放电部516，固定针尖512和弹性针尖513的除放电部516之外的表面均覆盖有绝缘涂层。在一示例中，固定针尖512和各个弹性针尖513在其第二端设置有2cm长的放电部516。绝缘套管511的表面也覆盖有绝缘涂层。绝缘涂层可以是聚酰亚胺涂层或派瑞林涂层。通过绝缘涂层可以避免各个针尖之间短路，尤其使各个弹性针尖513与固定针尖512之间相互隔离。

当需要进行射频消融时，可以通过滑动结构控制对应的弹性针尖513从绝缘套管511的开口处伸出，弹性针尖513伸出绝缘套管511后会恢复弯曲的状态，从而形成爪型电极针。当需要进行不可逆穿孔消融时，可以通过滑动结构控制各个弹性针尖513从绝缘套管511的开口处缩回，仅通过固定针尖512进行不可逆穿孔消融。在单层爪型电极针中，各个弹性针尖513与固定针尖512的电位均相同。

本实施例中，滑动结构包括若干设置在绝缘套管511的侧壁上且与绝缘套管511的轴向平行的滑槽514以及若干与各个滑槽514一一对应的绝缘推钮515，各个绝缘推钮515分别安装在对应的滑槽514内并分别固定在与对应的弹性针尖513的第一端，以用于通过控制绝缘推钮515在对应的滑槽514中滑动，使对应的弹性针尖513在绝缘套管511内滑动，从而控制弹性针尖513的第二端在绝缘套管511的开口处进行伸缩。滑槽514的长度与弹性针尖513的第二端从绝缘套管511的开口处可伸长的长度相对应。在一示例中，如图3所示，共有四根弹性针尖513、四个滑槽514和分别安装在四个滑槽514内的四个绝缘推钮515，四个绝缘推钮515分别固定在对应的弹性针尖513的第一端。

通过控制绝缘推钮515在滑槽514中滑动，从而可以控制对应的弹性针尖513进行伸缩，每个弹性针尖513均可以单独控制，以便于根据实际情况控制射频消融的具体范围。

另一实施例中，与上述实施例不同的是，第一电极针510具体可以是双层爪型电极针，该第一电极针510的电极连接端包括相互隔离的第一连接端和第二连接端，第一连接端通过绝缘导线分别与第一电极针510的固定针尖512和信号切换电路400的第一输出端电连接，第二连接端通过绝缘导线分别与第一电极针510的各个弹性针尖513和信号切换电路400的第二输出端电连接。第二电极针520与信号切换电路400的第二输出端连接。在双层爪型电极针中，各个弹性针尖513的电位均相同，弹性针尖513与固定针尖512的电位可以不相同。由于弹性针尖513与固定针尖512之间相互隔离，该第一电极针510不仅可以实现射频消融，还可以实现不可逆穿孔消融。例如，第一电极针510可以仅伸出一根弹性针尖513，通过该弹性针尖513与固定针尖512配合，即可实现不可逆穿孔消融。

如图4所示，具体地，双模态组织消融装置还包括高压电源电路710和工作电源电路720，高压电源电路710提供驱动电压，工作电源电路720用于提供驱动交流电。

本实施例中，第二脉冲电路200与第一脉冲电路100的电路结构相同。如4图所示，以第一脉冲电路100为例，第一脉冲电路100包括若干光电隔离驱动电路110、若干磁隔离供电电路120、第一脉冲开关电路130和第二脉冲开关电路140。其中，第一脉冲开关电路130和第二脉冲开关电路140均包括串联在高压电源电路710和地端之间的若干功率开关150，第一脉冲开关电路130和第二脉冲开关电路140被配置为基于由高压电源电路710提供的驱动电压，在主控电路600的控制下，通过若干功率开关150的导通或关断分别生成并输出高频高压脉冲信号V1和高频高压脉冲信号V2，高频高压脉冲信号V1和高频高压脉冲信号V2可以相位交错。通过将第一脉冲开关电路130输出的高频高压脉冲信号V1以及第二脉冲开关电路140输出的高频高压脉冲信号V2从两个输出端分别输出，可得到双极高频高压脉冲信号，该双极高频高压脉冲信号即为第一脉冲信号，第二脉冲信号在第二脉冲电路200的生成过程与第一脉冲信号相似。

光电隔离驱动电路110与本实施例中的功率开关150数量相等且一一对应，每个光电隔离驱动电路110分别连接在对应的功率开关150和主控电路600之间，光电隔离驱动电路110被配置为根据接收到的主控电路600输出的开关控制信号控制对应的功率开关150的导通或关断，光电隔离驱动电路110可以使第一脉冲电路100、第二脉冲电路200与主控电路600之间相互隔离。磁隔离供电电路120与光电隔离驱动电路110数量相等且一一对应，每个磁隔离供电电路120分别与对应的光电隔离驱动电路110连接，对应同一脉冲开关电路的每个磁隔离供电电路120依次串联在工作电源电路720与地端之间，磁隔离供电电路120被配置为基于工作电源电路720提供的驱动交流电为对应的光电隔离驱动电路110供电。

本实施例通过上述的光电隔离驱动电路110和磁隔离供电电路120可以实现功率开关150、高压电源电路710、工作电源电路720和主控电路600之间的隔离，尤其能够实现高压电源电路710与其他电路之间的隔离，使各个功率开关150可以独立控制，不受高压电源电路710的影响。同时光电隔离驱动电路110具有较快的响应速度，通过光电隔离驱动电路110根据开关控制信号对功率开关150进行控制，在实现电气隔离的同时能够提高各个功率开关150之间的同步率。

具体地，第二脉冲开关电路140与第一脉冲开关电路130的电路结构相同。如图5所示，以第一脉冲开关电路130为例，在第一脉冲开关电路130中的若干功率开关150中，X个功率开关150依次串联组成第一开关支路131，其余Y个功率开关150依次串联组成第二开关支路132，第一开关支路131的第一端与高压电源电路710连接，第一开关支路131的第二端与第二开关支路132的第一端连接，第二开关支路132的第二端与地端连接。主控电路600可以同步控制第一开关支路131中的每个功率开关150导通或关断以及可以同步控制第二开关支路132中的每个功率开关150导通或关断。例如，通过控制第一开关支路131中的每个功率开关150不断同时导通或关断，并在第一开关支路131导通时控制第二开关支路132中的每个功率开关150同时关断，以及在第一开关支路131关断时控制第二开关支路132中的每个功率开关150同时导通，从而在第一开关支路131的第二端生成相应的高频高压脉冲信号V1。其中，X和Y均为大于0的自然数，X和Y的具体数值可根据实际情况进行确定，同时X和Y可以相等。其中一实施例中，X和Y均为3。功率开关150可以是金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor；MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)，例如，本实施例可采用NMOS管，如图1所示，其中一个功率开关150为NMOS管Q1。功率开关150的第一导通端对应NMOS管的漏极，功率开关150的第二导通端对应NMOS管的源极，功率开关150的控制端对应NMOS管的源极。

如图6所示，本实施例中，每个光电隔离驱动电路110均包括光电耦合单元111，光电耦合单元111与功率开关150数量相等且一一对应，每个光电耦合单元111的输入端可以与主控电路600连接，每个光电耦合单元111的输出端可以与对应的功率开关150连接，光电耦合单元111用于通过光电转换使开关控制信号单向传输至对应的功率开关150。

具体地，本实施例中，第一脉冲开关电路130中共包括X+Y个光电隔离驱动电路110和X+Y个光电耦合单元111，光电耦合单元111可以是光电耦合器，光电耦合单元111能够在接收到开关控制信号并通过将开关控制信号进行光电转换后，将开关控制信号传输至对应的功率开关150，以控制功率开关150的导通或关断。光电耦合单元111在实现功率开关150的同步控制的同时，还能隔离主控电路600和功率开关150，避免驱动电压传输至主控电路600，影响主控电路600和功率开关150正常工作。

如图7所示，另一实施例中，每个光电隔离驱动电路110还包括驱动单元112，驱动单元112与光电耦合单元111数量相等且一一对应，每个驱动单元112分别连接在对应的光电耦合单元111(即同一个光电隔离驱动电路110中的光电耦合单元111)的输出端和对应的功率开关150的之间，驱动单元112被配置为根据光电耦合单元111输出的开关控制信号向对应的功率开关150输出相应的电平，以控制功率开关150的导通或关断。

需要说明的是，由于主控电路600的输出功率较低使得光电耦合单元111的输出功率也较低，可能不足以控制功率开关150导通或关断，因此可以通过驱动单元112根据控制开关信号输出相应的电平，以控制功率开关150的导通或关断。驱动单元112可以是MOSFET驱动芯片，MOSFET驱动芯片可以根据光电耦合单元111输出的开关控制信号，输出相应的电平以驱动功率开关150。

如图7所示，另一实施例中，每个光电隔离驱动电路110还包括延时单元113，延时单元113与光电耦合单元111数量相等且一一对应，每个延时单元113分别连接在对应的光电耦合单元111(即同一个光电隔离驱动电路110中的光电耦合单元111)的输入端和主控电路600之间，以用于调节开关控制信号传输至光电耦合单元111的时间。具体地，延时单元113可以是RC延时电路。

需要说明的是，主控电路600与每个光电隔离驱动电路110之间均通过传输线路连接，但由于传输线路的长短不同或主控电路600不同的接口输出开关控制信号的时间不同，导致开关控制信号由主控电路600到各个光电隔离驱动电路110的传输时间不同，容易导致各个功率开关150不能同步导通或关断。而通过配置相应的延时单元113，调节开关控制信号传输至光电耦合单元111的时间，能够实现功率开关150的同步控制。例如，在光电隔离驱动电路110与主控电路600之间的传输线路的长度越短，则该光电隔离驱动电路110的延时单元113的延时时间越长，最终使开关控制信号传输至各个光电耦合单元111的时间相同。

如图4、图8所示，本实施例中，每个磁隔离供电电路120均包括变压器121和整流单元122，变压器121和整流单元122均与光电耦合单元111数量相等且一一对应。对应同一脉冲开关电路的每个磁隔离供电电路120的变压器121的初级绕组依次串联在工作电源电路720和地端之间，每个变压器121的次级绕组分别与对应的整流单元122(即同一磁隔离供电电路120中的整流单元122)连接，每个整流单元122分别与对应的光电隔离驱动电路110连接，以基于工作电源电路720提供的驱动交流电向对应的光电隔离驱动电路110提供相应的工作电压。

变压器121和整流单元122仅用于为对应的光电隔离驱动电路110提供工作电压，即使变压器121存在一致性较低的问题，但只需要保障光电隔离驱动电路110能够正常工作即可，就不会影响到功率开关150的正常关断。同时通过磁隔离供电电路120为光电隔离驱动电路110进行供电，可以使不同功率开关150的光电隔离驱动电路110之间相互隔离。

具体地，其中一个整流单元122包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，第一二极管D1的正极与变压器121的次级绕组的第一端连接，第一二极管D1的负极与工作电压端连接；第二二极管D2的正极作为地端与对应的光电隔离驱动电路110连接，第二二极管D2的负极与次级绕组的第一端连接；第三二极管D3的正极与第二二极管D2的正极连接，第三二极管D3的负极与变压器121的次级绕组的第二端连接；第四二极管D4的正极与变压器121的次级绕组的第二端连接，第四二极管D4的负极与工作电压端连接。工作电压端用于与对应的光电隔离驱动电路110连接，以用于为对应的光电隔离驱动电路110提供工作电压。整流单元122在实现整流的同时，各个整流单元122的地端相互独立，使各个磁隔离供电电路120之间未连接到同一参考地，保持相互隔离，同时也使得不同的功率开关150的光电隔离驱动电路110之间处于浮地隔离状态，各个功率开关150之间互不干扰。

其中，工作电压端与整流单元122之间还设有调压单元123，调压单元123用于调节输出至光电隔离驱动电路110的电压。调压单元123可以包括调压电阻，如图8所示，具体地，其中一个调压单元123包括调压电阻R1，调压电阻R1串联在整流单元122与对应的工作电压端之间。

在一示例中，如图9所示，磁隔离供电电路120可以与对应的光电隔离驱动电路110中的光电耦合单元111和驱动单元112连接，以用于为光电耦合单元111和驱动单元112供电。

如图10所示，另一实施例中，第一脉冲开关电路130还包括若干均压单元160，均压单元160与功率开关150数量相等且一一对应，每个均压单元160分别与对应的功率开关150并联，用于调节每个功率开关150两端的电压。

本实施例中，均压单元160包括静态均压电阻；静态均压电阻的第一端与对应的功率开关150的第一导通端连接，静态均压电阻的第二端与对应的功率开关150的第二导通端连接。当各个功率开关150均关断时，通过各个静态均压电阻使得各个功率开关150两端的电压相等。具体地，如图11所示，其中一个均压单元160包括电阻R4，电阻R4即为静态均压电阻，电阻R4的第一端与功率开关150的第一导通端连接，电阻R4的第二端与功率开关150的第二导通端连接。

本实施例中，均压单元160还包括动态均压电阻和动态均压电容；动态均压电阻的第一端与对应的功率开关150的第一导通端连接，动态均压电阻的第二端与动态均压电容的第一端连接，动态均压电容的第二端与对应的功率开关150的第二导通端连接。当第一脉冲开关电路130生成相应高频高压脉冲信号时，通过各个动态均压电阻和动态均压电容可以使得同一开关支路上的各个功率开关150上的电压保持相等。具体地，如图11所示，其中一个均压单元160包括电阻R5和电容C1，电阻R5即为动态均压电阻，电容C1即为动态均压电容，电阻R5的第一端与功率开关150的第一导通端连接，电阻R5的第二端与电容C1的第一端连接，电容C1的第二端与功率开关150的第二导通端连接。

需要说明的是，在第一脉冲开关电路130的工作过程中，由于若干功率开关150依次串联，可能会因为功率开关150的寄生参数等因素的影响，导致各个功率开关150上的分压不均、发热不均，可能会导致部分功率开关150热击穿。而通过均压单元160控制每个功率开关150两端的电压，可以减少功率开关150的故障率，提高使用寿命。

本实施例中，如图12所示，具体地，波形转换电路300可以是LC谐振电路，波形转换电路300包括第一电感L1、第二电感L2和滤波电容C2，第一电感L1的第一端与第二脉冲电路200的第一输出端连接，第二电感L2的第一端与第二脉冲电路200的第二输出端连接，滤波电容C2的两端分别与第一电感L1的第二端和第二电感L2的第二端连接，滤波电容C2的两端均与信号切换电路400连接，用于输出高频谐振信号。

需要说明的是，第二脉冲电路200的电路结构与第一脉冲电路100的电路结构相同，第二脉冲电路200包括第三脉冲开关电路和第四脉冲开关电路，第二脉冲开关电路140、第三脉冲开关电路和第四脉冲开关电路均与第一脉冲开关电路130的电路结构均相同。第三脉冲开关电路的输出端即为第二脉冲电路200的第一输出端，第四脉冲开关电路的输出端即为第二脉冲电路200的第二输出端，第三脉冲开关电路和第四脉冲开关电路可以在主控电路600的控制下分别输出高频高压脉冲信号V3和高频高压脉冲信号V4，结合高频高压脉冲信号V3和高频高压脉冲信号V4即可得到第二脉冲信号。波形转换电路300则可以基于第二脉冲信号生成并向信号切换电路400输出高频谐振信号，以用于射频消融。

本实施例中，如图2所示，双模态组织消融装置还包括输出检测电路810，输出检测电路810设置在信号切换电路400和输出电极500之间并与主控电路600连接，被配置为采集通过输出电极500施加到目标组织的电压以及流经输出电极500的电流，生成并向主控电路600输出对应的数字反馈信号；主控电路600还被配置为基于数字反馈信号得到目标组织的电化学阻抗参数。

具体地，如图13所示，输出检测电路810包括法拉第电流检测模块811、差分采样模块812、电压处理模块813和高频采样模块814。

其中，法拉第电流检测模块811设置在信号切换电路400与输出电极500之间，被配置为基于流经第一电极针510和第二电极针520的电流差值，生成对应采样信号，电流差值与参与目标组织的电化学反应的法拉第电流相对应。差分采样模块812与信号切换电路400的第一输出端和第二输出端连接，被配置为根据第一输出端和第二输出端的电压变化分别生成并输出第一反馈电压和第二反馈电压。电压处理模块813与差分采样模块812连接，被配置为根据第一反馈电压和第二反馈电压生成并输出电压反馈信号，电压反馈信号与第一输出端与第二输出端之间的电压差相对应。高频采样模块814分别与电压处理模块813和法拉第电流检测模块811连接，被配置为根据电压反馈信号和采样信号生成并输出对应的数字反馈信号。主控电路600分别与信号切换电路400和高频采样模块814连接，被配置为根据接收到的数字反馈信号得到法拉第电流以及第一输出端与第二输出端之间的电压差，并根据法拉第电流、第一输出端与第二输出端之间的电压差以及预设的电化学阻抗拟合函数得到目标组织的电化学阻抗参数以用于生成对应的开关控制信号，以对第一脉冲电路100和第二脉冲电路200进行控制。其中，电化学阻抗拟合函数可以通过基于目标组织的等效电路模型进行脉冲电场消融模拟实验时得到的电参数拟合得到。

当主控电路600得到的目标组织的电化学阻抗参数存在异常时，主控电路600可以对第一脉冲电路100和第二脉冲电路200进行控制，或控制信号切换电路400停止输出信号，以停止进行组织消融，提高双模态组织消融装置的安全性。

另一实施例中，如图2所示，双模态组织消融装置还包括温度检测电路820，温度检测电路820分别与输出电极500和主控电路600连接，温度检测电路820被配置为检测输出电极500的温度并向主控电路600输出对应的温度检测信号。

具体地，如图14所示，温度检测电路820包括第一温度检测模块821、第二温度检测模块822、第一隔离通信模块823、第二隔离通信模块824、第一热电耦825和第二热电耦826。第一温度检测模块821与第一电极针510内的第一热电耦825连接并通过第一隔离通信模块823与主控电路600连接，第二温度检测模块822与第二电极针520内的第二热电耦826连接并通过第二隔离通信模块824与主控电路600连接。第一温度检测模块821用于通过第一电极针510内的第一热电耦825检测第一电极针510的温度并生成对应的温度检测信号并将温度检测信号通过第一隔离通信模块823传输至主控电路600，第二温度检测模块822用于通过第二电极针520内的第二热电耦826检测第二电极针520的温度并生成对应的温度检测信号并将温度检测信号通过第二隔离通信模块824传输至主控电路600。

主控电路600可以根据接收到的温度检测信号得到第一电极针510和第二电极针520的温度，当检测到第一电极针510和第二电极针520的温度过高时，主控电路600可以对第一脉冲电路100和第二脉冲电路200进行控制，或控制信号切换电路400停止输出信号，以停止进行组织消融，提高双模态组织消融装置的安全性。主控电路600还可以控制相应的冷却设备，例如控制蠕动泵对第一电极针510和第二电极针520进行水冷，降低第一电极针510和第二电极针520的温度。

由于第一脉冲信号和高频谐振信号的电压值较高，通过相互隔离的第一温度检测模块821和第二温度检测模块822，可以在某一热电偶发生短路故障接入高压电信号时，避免其他电路也被高压电信号损坏。

需要说明的是，输出电极500中的电极针的数量可以根据实际需求进行配置，输出电极500可以包括多根电极针。温度检测电路820中的温度检测模块的数量与电极针的数量相对应。例如，在一示例中，输出电极500中共有32根电极针，相应的，温度检测电路820中共有32个温度检测模块及32个隔离通信模块。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双模态组织消融装置，其特征在于，包括：

第一脉冲电路，被配置为生成并输出第一脉冲信号；

第二脉冲电路，被配置为生成并输出第二脉冲信号；

波形转换电路，与所述第二脉冲电路连接，被配置为基于所述第二脉冲信号输出高频谐振信号；

信号切换电路，与所述第一脉冲电路和所述波形转换电路连接，被配置为接收所述第一脉冲信号和所述高频谐振信号，并选择输出所述第一脉冲信号和所述高频谐振信号中的一个信号；

输出电极，与所述信号切换电路连接，被配置为将所述信号切换电路输出的信号施加到目标组织上，以进行目标组织的不可逆穿孔消融或射频消融。

2.如权利要求1所述的双模态组织消融装置，其特征在于，所述波形转换电路包括第一电感、第二电感和滤波电容，所述第一电感的第一端与所述第二脉冲电路的第一输出端连接，所述第二电感的第一端与所述第二脉冲电路的第二输出端连接，所述滤波电容的两端分别与所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端连接，所述滤波电容的两端均与所述信号切换电路连接，用于输出所述高频谐振信号。

3.如权利要求1或2所述的双模态组织消融装置，其特征在于，所述输出电极包括第一电极针和第二电极针，所述第一电极针与所述信号切换电路的第一输出端连接，所述第二电极针与所述信号切换电路的第二输出端连接，

所述第一电极针和所述第二电极针用于与所述目标组织接触并将所述第一脉冲信号和所述高频谐振信号施加到所述目标组织上。

4.如权利要求3所述的双模态组织消融装置，其特征在于，所述第一电极针为爪型电极针。

5.如权利要求4所述的双模态组织消融装置，其特征在于，所述第一电极针包括绝缘套管、固定针尖和若干弯曲的弹性针尖；

所述绝缘套管的一端设有开口，所述绝缘套管的另一端设有电极连接端，所述电极连接端用于与所述信号切换电路连接；所述固定针尖的第一端和各个弹性针尖的第一端均与所述电极连接端电连接，且所述固定针尖的第一端固定在所述所述绝缘套管内，所述固定针尖的第二端延所述绝缘套管的轴向从所述绝缘套管的开口处延伸出一定长度，各个所述弹性针尖的第一端通过对应滑动结构安装在所述绝缘套管内，所述滑动结构用于控制对应的所述弹性针尖的第二端在所述绝缘套管的开口处进行伸缩。

6.如权利要求5所述的双模态组织消融装置，其特征在于，所述滑动结构包括若干设置在所述绝缘套管的侧壁上且与所述绝缘套管轴向平行的滑槽以及若干与各个所述滑槽一一对应的绝缘推钮，各个所述绝缘推钮分别安装在对应的所述滑槽内并分别固定在对应的所述弹性针尖的第一端，以用于通过控制所述绝缘推钮在对应的所述滑槽中滑动，使对应的所述弹性针尖的第二端在所述绝缘套管的开口处进行伸缩。

7.如权利要求1或2所述的双模态组织消融装置，其特征在于，还包括主控电路，所述主控电路分别与所述第一脉冲电路和所述第二脉冲电路连接，所述主控电路被配置为控制所述第一脉冲电路与所述第二脉冲电路工作，以分别生成并输出所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号。

8.如权利要求7所述的双模态组织消融装置，其特征在于，所述第一脉冲电路包括多个功率开关，以用于通过控制各个所述功率开关的通断，基于驱动电压生成并输出所述第一脉冲信号；所述第二脉冲电路与所述第一脉冲电路的电路结构相同。

9.如权利要求7所述的双模态组织消融装置，其特征在于，还包括输出检测电路，所述输出检测电路设置在所述信号切换电路和所述输出电极之间并与所述主控电路连接，被配置为采集通过所述输出电极施加到所述目标组织的电压以及流经所述输出电极的电流，生成并向所述主控电路输出对应的数字反馈信号；

所述主控电路还被配置为基于所述数字反馈信号得到所述目标组织的电化学阻抗参数。

10.如权利要求9所述的双模态组织消融装置，其特征在于，还包括温度检测电路，所述温度检测电路分别与所述输出电极和所述主控电路连接，所述温度检测电路被配置为检测所述输出电极的温度并向所述主控电路输出对应的温度检测信号，所述主控电路还被配置为基于所述温度检测信号得到所述输出电极的温度。

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