CN115765687A - 用于扩大消融范围的脉冲发生电路、设备及脉冲发生方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路、设备及脉冲发生方法。该用于扩大消融范围的脉冲发生电路，包括：脉冲发生单元和直流发生单元；脉冲发生单元和直流发生单元，用于在脉冲发生阶段，脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。本申请实施例可以在脉冲信号进行了不可逆电穿孔消融后，施加持续的直流信号，从而扩大消融范围，显著提高消融效果。

Description

用于扩大消融范围的脉冲发生电路、设备及脉冲发生方法

技术领域

本申请涉及脉冲技术领域，具体而言，本申请涉及一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路、设备及脉冲发生方法。

背景技术

目前，不可逆电穿孔技术只采用单一的脉冲信号进行消融，使得不可逆电穿孔的消融区域有限，导致消融效果较差。因此，需要采用一种新的脉冲发生电路以扩大消融范围。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路、设备及脉冲发生方法，用以解决现有技术只采用单一的脉冲信号进行消融带来的消融范围有限或消融效果较差技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路，包括：脉冲发生单元和直流发生单元；

脉冲发生单元的第一端、第二端用于与第一电源的第一端、第二端电连接，脉冲发生单元的第一端、第三端用于与第二电源的第一端、第二端电连接，脉冲发生单元的第一端、第四端用于与负载的第二端、第一端电连接；

直流发生单元包括第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块和第二开关模块，分别用于与第三电源和第四电源串联；

脉冲发生单元和直流发生单元，用于在脉冲发生阶段，脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生单元包括至少一个脉冲发生模块；

第一个脉冲发生模块的第一端作为脉冲发生单元的第一端；

每个脉冲发生模块的第二端均与脉冲发生单元的第三端电连接，每个脉冲发生模块的第三端均与脉冲发生单元的第二端电连接；

相邻两个脉冲发生模块中，前一个脉冲发生模块的第四端、第五端分别与后一个脉冲发生模块的第一端、第二端电连接；

最后一个脉冲发生模块的第四端与脉冲发生单元的第四端电连接，最后一个脉冲发生模块的第五端与脉冲发生单元的第三端电连接；

每个脉冲发生模块的控制端用于与控制单元电连接。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生模块包括第一存储模块、第三开关模块、第四开关模块、第二存储模块、第五开关模块和第六开关模块；

第一存储模块的第一端、第三开关模块的第一端，共同作为脉冲发生模块的第一端；

第一存储模块的第二端、第四开关模块的第一端，共同作为脉冲发生模块的第二端；

第四开关模块的第二端、第二存储模块的第一端、第六开关模块的第一端，共同作为脉冲发生模块的第三端；

第三开关模块的第二端、第二存储模块的第二端和第五开关模块的第一端均电连接；

第五开关模块的第二端、第六开关模块的第二端，分别作为脉冲发生模块的第四端、第五端；

第三开关模块的控制端、第四开关模块的控制端、第五开关模块的控制端以及第六开关模块的控制端均用于与控制单元电连接。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生单元还包括第三存储模块；

第三存储模块的第一端、第二端，分别与最后一个脉冲发生模块的第四端、第五端电连接。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生单元还包括第七开关模块；

第七开关模块的第一端与最后一个脉冲发生模块的第四端电连接；

第七开关模块的第二端，作为脉冲发生单元的第四端；

第七开关模块的控制端用于与控制单元电连接。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生单元还包括第一电感和第二电感；

第一电感的第一端、第二端，分别与脉冲发生模块的第二端和第五端电连接；

第二电感的第一端、第二端，分别与相邻的两个脉冲发生模块的第三端电连接。

在一个可能的实现方式中，脉冲发生单元还包括第一二极管和第三电感；

第一二极管的正极与第一电源的第二端电连接，第一二极管的负极与第三电感的第一端电连接；第一电源的第一端、第二端分别为第一电源的负极、正极；

第三电感的第二端与第一个脉冲发生模块的第三端电连接；

脉冲发生单元还包括第二二极管和第四电感；

第二二极管的负极与第二电源的第二端电连接，第二二极管的正极与第四电感的第一端电连接；第二电源的第一端、第二端分别为第二电源的正极、负极；

第四电感的第二端与第一个脉冲发生模块的第二端电连接。

第二方面，本申请实施例提供一种用于扩大消融范围的脉冲发生设备，包括：控制单元、以及如第一方面的用于扩大消融范围的脉冲发生电路；

控制单元，与脉冲发生单元和直流发生单元均电连接，用于在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

在一个可能的实现方式中，用于扩大消融范围的脉冲发生设备，还包括：第一电源、第二电源、第三电源和第四电源；

第一电源的第一端、第二端，分别与脉冲发生单元的第一端、第二端电连接；

第二电源的第一端、第二端，分别与脉冲发生单元的第一端、第三端电连接；

第三电源的第一端、第二端，分别与负载的第二端、第一开关模块的第一端电连接，第一开关模块的第二端与负载的第一端电连接，第一开关模块的控制端与控制单元电连接；

第四电源的第一端、第二端，分别与负载的第二端、第二开关模块的第一端电连接，第二开关模块的第二端与负载的第一端电连接，第二开关模块的控制端与控制单元电连接。

第三方面，本申请实施例提供一种脉冲发生方法，应用于如第一方面的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，包括：

在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

在一个可能的实现方式中，在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号，包括：

在第一脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成第一脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号；

在第一直流发生阶段，控制第一开关模块导通，第二开关模块断开，使得第三电源向负载输出第一极性直流信号；

在第二脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成第二脉冲发生回路，向负载输出第二极性脉冲信号；

在第二直流发生阶段，控制第一开关模块断开，第二开关模块导通，使得第四电源向负载输出第二极性直流信号。

在一个可能的实现方式中，控制脉冲发生单元与负载形成第一脉冲发生回路，包括：

控制脉冲发生单元的脉冲发生模块中的第三开关模块和第六开关模块导通、以及第四开关模块和第五开关模块断开，使得脉冲发生单元的第一个脉冲发生模块的第二存储模块与其他脉冲发生模块的第一存储模块、第二存储模块、以及脉冲发生单元的第三存储模块依次串联，并与负载形成第一脉冲发生回路；

控制脉冲发生单元与负载形成第二脉冲发生回路，包括：

控制脉冲发生单元的脉冲发生模块中的第三开关模块和第六开关模块断开、以及第四开关模块和第五开关模块导通，使得脉冲发生单元的所有脉冲发生模块的第一存储模块和第二存储模块依次串联，并与负载形成第二脉冲发生回路。

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扩大消融范围的脉冲发生电路包括脉冲发生单元和直流发生单元，在脉冲发生阶段，脉冲发生单元可以与负载形成脉冲发生回路，向负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，可以使得第三电源或第四电源向负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。因此，基于本申请实施例的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，可以在脉冲信号进行了不可逆电穿孔消融后，施加持续的直流信号，直流信号可以引起肿瘤细胞电解，导致肿瘤细胞死亡，从而扩大消融范围，显著提高消融效果。

同时，本申请实施例的脉冲发生单元可以输出双极性的脉冲信号，实现一个电路可以输出双极性脉冲信号，而且输出的信号多样，可以是第一极性脉冲信号、第二极性脉冲信号、第一极性直流信号和第二极性直流信号，进一步提高了消融效果。

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扩大消融范围的脉冲发生电路与第一电源、第二电源、第三电源、第四电源以及负载电连接的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路与第一电源、第二电源、第三电源、第四电源以及负载电连接的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生设备与第一电源、第二电源、第三电源、第四电源以及负载电连接的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路在充电模式下的电路原理图；

图5为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路在正极性放电下的电路原理图。

图6为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路在正极性直流偏置电压下的电路原理图。

图7为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路在负极性放电下的电路原理图。

图8为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路在负极性直流偏置电压下的电路原理图。

图9为本申请实施例提供的一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路输出的带有双极性直流偏置电压的双极性脉冲信号的波形图。

附图标记：

1-用于扩大消融范围的脉冲发生设备；

10-扩大消融范围的脉冲发生电路；

110-脉冲发生单元、111-脉冲发生模块、112-第一存储模块、113-第三开关模块、114-第四开关模块、115-第二存储模块、116-第五开关模块、117-第六开关模块、118-第三存储模块、119-第七开关模块；

120-直流发生单元、121-第一开关模块、122-第二开关模块；

20-第一电源；

30-第二电源；

40-第三电源；

50-第四电源；

60-负载；

70-控制单元。

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。

经研究发现，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。但是，目前不可逆电穿孔的消融区域有限，一般适合用于3cm以内的肿瘤治疗。因此，采用一定技术扩大其消融疗效迫在眉睫。

而且，现有的脉冲发生设备一般使用多个脉冲发生电路来产生双极性脉冲，因而产生脉冲会存在差异，使得协调控制双极性脉冲的输出实现复杂，导致输出的脉冲难以达到全层透壁的问题，对高压脉冲技术的治疗效果产生一定的影响。

本申请提供的用于扩大消融范围的脉冲发生电路、设备及脉冲发生方法，旨在解决现有技术的如上技术问题。

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。

本申请实施例提供一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路，参见图1所示，该用于扩大消融范围的脉冲发生电路10包括：脉冲发生单元110和直流发生单元120。

脉冲发生单元110的第一端、第二端用于与第一电源20的第一端、第二端电连接，脉冲发生单元110的第一端、第三端用于与第二电源30的第一端、第二端电连接，脉冲发生单元110的第一端、第四端用于与负载60的第二端、第一端电连接；

直流发生单元120包括第一开关模块121和第二开关模块122，第一开关模块121和第二开关模块122，分别用于与第三电源40和第四电源50串联；

脉冲发生单元110和直流发生单元120，用于在脉冲发生阶段，脉冲发生单元110与负载60形成脉冲发生回路，向负载60输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，第一开关模块121和第二开关模块122中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源40或第四电源50向负载60输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

本申请实施例的用于扩大消融范围的脉冲发生电路10包括脉冲发生单元110和直流发生单元120，在脉冲发生阶段，脉冲发生单元110可以与负载60形成脉冲发生回路，向负载60输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，第一开关模块121和第二开关模块122中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，可以使得第三电源40或第四电源50向负载60输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。因此，基于本申请实施例的用于扩大消融范围的脉冲发生电路10，可以在脉冲信号进行了不可逆电穿孔消融后，施加持续的直流信号，直流信号可以引起肿瘤细胞电解，导致肿瘤细胞死亡，从而扩大消融范围，显著提高消融效果。

同时，本申请实施例的脉冲发生单元110可以输出双极性的脉冲信号，实现一个电路可以输出双极性脉冲信号，而且输出的信号多样，可以是第一极性脉冲信号、第二极性脉冲信号、第一极性直流信号和第二极性直流信号，进一步提高了消融效果。

可选地，本申请实施例的负载60为目标生物组织，目标生物组织可以是肿瘤。

参见图1所示，脉冲发生单元110的第一端、第二端、第三端和第四端分别为a、b、c、d。第一电源20、第二电源30、第三电源40、第四电源50和负载60分别为可与用于扩大消融范围的脉冲发生电路10电连接的结构。脉冲发生单元110的电路结构可以输出第一极性脉冲信号和第二极性脉冲信号。第一开关模块121和第二开关模块122分别用于控制第三电源40和第四电源50的两端与负载60的并联。

在一些实施例中，脉冲发生单元110包括至少一个脉冲发生模块111。

第一个脉冲发生模块111的第一端作为脉冲发生单元110的第一端。

每个脉冲发生模块111的第二端均与脉冲发生单元110的第三端电连接，每个脉冲发生模块111的第三端均与脉冲发生单元110的第二端电连接。

相邻两个脉冲发生模块111中，前一个脉冲发生模块111的第四端、第五端分别与后一个脉冲发生模块111的第一端、第二端电连接。

最后一个脉冲发生模块111的第四端与脉冲发生单元110的第四端电连接，最后一个脉冲发生模块111的第五端与脉冲发生单元110的第三端电连接。

每个脉冲发生模块111的控制端用于与控制单元70电连接。

可选地，控制单元70可以控制各个脉冲发生模块111的设计的储能模块串联形成脉冲发生回路。

在一些实施例中，参见图2所示，脉冲发生模块111包括第一存储模块112、第三开关模块113、第四开关模块114、第二存储模块115、第五开关模块116和第六开关模块117。

第一存储模块112的第一端、第三开关模块113的第一端，共同作为脉冲发生模块111的第一端。

第一存储模块112的第二端、第四开关模块114的第一端，共同作为脉冲发生模块111的第二端。

第四开关模块114的第二端、第二存储模块115的第一端、第六开关模块117的第一端，共同作为脉冲发生模块111的第三端。

第三开关模块113的第二端、第二存储模块115的第二端和第五开关模块116的第一端均电连接。

第五开关模块116的第二端、第六开关模块117的第二端，分别作为脉冲发生模块111的第四端、第五端。

第三开关模块113的控制端、第四开关模块114的控制端、第五开关模块116的控制端以及第六开关模块117的控制端均用于与控制单元70电连接。

作为一种示例，参见图2所示，以第一个脉冲发生模块111为例，第一存储模块112包括电容C1，第三开关模块113包括开关器件S1，第四开关模块114包括开关器件S1’，第二存储模块115包括电容C2，第五开关模块116包括开关器件S2’，第六开关模块117包括开关器件S2。电容C1的正极、负极分别作为第一存储模块112的第一端、第二端，电容C2的正极、负极分别作为第二存储模块115的第一端、第二端。

具体地，脉冲发生单元110包括三个依次级联的脉冲发生模块111，各脉冲发生模块111的器件的关系与第一个脉冲发生模块111相对应，再此不再赘述。可以理解的是，在实际应用中，可以根据需要增加和减少脉冲发生模块111的数量，以调整输出的脉冲信号的幅值。

在一些实施例中，参见图2所示，脉冲发生单元110还包括第三存储模块118。第三存储模块118的第一端、第二端，分别与最后一个脉冲发生模块111的第四端、第五端电连接。

具体地，第三存储模块118包括电容C7，电容C7的正极、负极分别作为第三存储模块118的第一端、第二端。

在一些实施例中，参见图2所示，脉冲发生单元110还包括第七开关模块119；第七开关模块119的第一端与最后一个脉冲发生模块111的第四端电连接；第七开关模块119的第二端，作为脉冲发生单元110的第四端。第七开关模块119的控制端用于与控制单元70电连接。

具体地，第七开关模块119包括开关器件S7，开关器件S7的第一端、第二端和控制端，分别作为第七开关模块119的第一端、第二端和控制端，用于控制脉冲发生单元110与负载60的电连接和断开电连接。

在一些实施例中，参见图2所示，脉冲发生单元110还包括第一电感和第二电感；第一电感的第一端、第二端，分别与脉冲发生模块111的第二端和第五端电连接；第二电感的第一端、第二端，分别与相邻的两个脉冲发生模块111的第三端电连接。

具体地，参见图2所示，电感L3、电感L5、电感L7均为第一电感，电感L4、电感L6均为第二电感。

在一些实施例中，脉冲发生单元110还包括第一二极管和第三电感；

第一二极管的正极与第一电源20的第二端电连接，第一二极管的负极与第三电感的第一端电连接；第一电源20的第一端、第二端分别为第一电源20的负极、正极；第三电感的第二端与第一个脉冲发生模块111的第三端电连接。

可选地，脉冲发生单元110还包括第二二极管和第四电感。第二二极管的负极与第二电源30的第二端电连接，第二二极管的正极与第四电感的第一端电连接；第二电源30的第一端、第二端分别为第二电源30的正极、负极。第四电感的第二端与第一个脉冲发生模块111的第二端电连接。

具体地，参见图2所示，二极管D1为第一二极管，电感L2为第三电感，第一电源20的输出电压为﹢VH，二极管D2为第二二极管，电感L1为第四电感，第二电源30的输出电压为﹣VH。第一开关模块121包括开关器件S8，第二开关模块122包括开关器件S9。开关器件S8的第一端、第二端、控制端分别作为第一开关模块121的第一端、第二端、控制端。开关器件S9的第一端、第二端、控制端分别作为第二开关模块122的第一端、第二端、控制端。第三电源40的输出电压为﹢VL，第四电源50的输出电压﹣VL。

参见图2所示，第一电源20的正极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与相互串联的电感L2、L4、L6的一端连接，电感L6与电容C6的正极连接，电容C6的负极经过开关器件S6’和开关器件S7与负载60的一端连接，负载60的另一端与第一电源20的负极连接，电容C6的负极经过开关器件S5、S4’、S3、S2’和S1与第一电源20的负极连接；电感L2和电感L4相连的一端与电容C2的正极连接，电容C2的负极与开关器件S2’和S1相连的一端连接；电感L4和电感L6相连的一端与电容C4的正极连接，电容C4的负极与开关器件S4’和S3相连的一端连接。

具体地，第二电源30的负极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与相互串联的电感L1、L3、L5、L7的一端连接，电感L7与电容C7的负极连接，电容C7的正极经过开关器件S7与负载60的一端连接，负载60的另一端与第二电源30的正极连接，电容C7的正极经过开关器件S6’、S5、S4’、S3、S2’和S1与第二电源30的正极连接；电感L1和电感L3相连的一端与电容C1的负极连接，电容C1的正极与第二电源30的正极连接；电感L3和电感L5相连的一端与电容C3的负极连接，电容C3的正极与开关器件S2’和S3相连的一端连接；电感L5和电感L7相连的一端与电容C5的负极连接，电容C5的正极与开关器件S4’和S5相连的一端连接；第一电源20的负极和第二电源30的正极连接，并且第一电源20的负极接地。

具体地，与负载60并联有两个低压电源，即第三电源40和第四电源50，第三电源40的正极经过开关器件S8与负载60的一端连接，负载60的另一端与第三电源40的负极连接；第四电源50的负极经过开关器件S9与负载6的一端连接，负载6的另一端与第四电源50的正极连接。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种用于扩大消融范围的脉冲发生设备，参见图3所示，用于扩大消融范围的脉冲发生设备1包括：控制单元70、以及本申请实施例的用于扩大消融范围的脉冲发生电路10。

控制单元70与脉冲发生单元110和直流发生单元120均电连接，控制单元70用于在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元110与负载60形成脉冲发生回路，向负载60输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块121和第二开关模块122中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源40或第四电源50向负载60输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

可选地，控制单元70与脉冲发生单元110的控制端电连接，用于控制脉冲发生单元110的各脉冲发生模块中第三开关模块113、第四开关模块114、第五开关模块116以及第六开关模块117的导通和断开，实现设计存储模块的串联，并与负载60形成第一脉冲回路或第二脉冲回路，以输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号。

在一些实施例中，用于扩大消融范围的脉冲发生设备1还包括：第一电源20、第二电源30、第三电源40和第四电源50；第一电源20的第一端、第二端，分别与脉冲发生单元110的第一端、第二端电连接；第二电源30的第一端、第二端，分别与脉冲发生单元110的第一端、第三端电连接。

第三电源40的第一端、第二端，分别与负载60的第二端、第一开关模块121的第一端电连接，第一开关模块121的第二端与负载60的第一端电连接，第一开关模块121的控制端与控制单元70电连接。

第四电源50的第一端、第二端，分别与负载60的第二端、第二开关模块122的第一端电连接，第二开关模块122的第二端与负载60的第一端电连接，第二开关模块122的控制端与控制单元70电连接。

可选地，第一电源20和第二电源30是电压高于第三电源40和第四电源50，可以使得用于扩大消融范围的脉冲发生设备1输出双极性高压脉冲信号和双极性低压直流偏置信号。

本申请实施例的扩大消融范围的脉冲发生电路10为带有直流偏置的双极性脉冲源电路，实现双极性高压脉冲信号和双极性低压直流偏置信号的输出。既实现了使用同一套电路输出正负双极性脉冲，且正极性、负极性脉冲的脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲个数可以独立调节，互不干扰；又能在双极性高压脉冲信号消融的间隙施加持续的双极性低压直流信号，引起细胞电解，导致细胞死亡，从而扩大了消融范围。

本申请实施例的双极性脉冲信号可以施加在电极针模块的电极针上，电极针用于设置在待消融组织上，从而使得待消融组织消融。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种脉冲发生方法，应用于本申请实施例的用于扩大消融范围的脉冲发生电路10，包括：

在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元110与负载60形成脉冲发生回路，向负载60输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块121和第二开关模块122中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源40或第四电源50向负载60输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

可选地，本申请实施例的脉冲发生方法基于控制单元70控制扩大消融范围的脉冲发生电路10实现第一极性脉冲信号、第二极性脉冲信号、第一极性直流信号或第二极性直流信号的输出。第一极性脉冲信号、第二极性脉冲信号为正极性和负极性的脉冲信号，第一极性直流信号或第二极性直流信号为正极性和负极性的直流偏置电压。脉冲信号为高压脉冲信号，直流信号为低压直流偏置信号。

参见图4所示，示出了用于扩大消融范围的脉冲发生电路在充电模式下的电路原理图。如图4所示，控制单元70控制开关器件S1、S2’、S3、S4’、S5、S6’导通，其余开关器件均断开。第一电源20和第二电源30通过各个电感L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7对所有电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7充电，第一电源20分别向电容C2、电容C4、电容C6充电，第二电源30分别向电容C1、电容C3、电容C5、电容C7充电。

在一些实施例中，在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元110与负载60形成脉冲发生回路，向负载60输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块121和第二开关模块122中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源40或第四电源50向负载60输出第一极性直流信号或第二极性直流信号，包括：

在第一脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元110与负载60形成第一脉冲发生回路，向负载60输出第一极性脉冲信号；

在第一直流发生阶段，控制第一开关模块121导通，第二开关模块122断开，使得第三电源40向负载60输出第一极性直流信号；

在第二脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元110与负载60形成第二脉冲发生回路，向负载60输出第二极性脉冲信号；

在第二直流发生阶段，控制第一开关模块121断开，第二开关模块122导通，使得第四电源50向负载60输出第二极性直流信号。

在一些实施例中，控制脉冲发生单元110与负载60形成第一脉冲发生回路，包括：

控制脉冲发生单元110的脉冲发生模块111中的第三开关模块113和第六开关模块117导通、以及第四开关模块114和第五开关模块116断开，使得脉冲发生单元110的第一个脉冲发生模块111的第二存储模块115与其他脉冲发生模块111的第一存储模块112、第二存储模块115、以及脉冲发生单元110的第三存储模块118依次串联，并与负载60形成第一脉冲发生回路；

控制脉冲发生单元110与负载60形成第二脉冲发生回路，包括：

控制脉冲发生单元110的脉冲发生模块111中的第三开关模块113和第六开关模块117断开、以及第四开关模块114和第五开关模块116导通，使得脉冲发生单元110的所有脉冲发生模块111的第一存储模块112和第二存储模块115依次串联，并与负载60形成第二脉冲发生回路。

参见图5所示，示出了用于扩大消融范围的脉冲发生电路在正极性放电下的电路原理图。如图5所示，控制单元70发出第一放电指令时，具体的该第一放电指令为正极性放电指令，通过该指令控制开关器件S1，S2，S3，S4，S5，S6导通，其余开关器件断开，电感处于隔离状态，此时电容C2-C7串联对负载60放电，负载60上的电压为正极性，负载60上的电压V＝V_C2+V_C3+…+V_C7。图中线条加粗的电路部分为用于扩大消融范围的脉冲发生电路10与负载60形成的脉冲发生回路。

参见图6所示，示出了用于扩大消融范围的脉冲发生电路在正极性直流偏置电压下的电路原理图。如图6所示，控制单元70发出第一直流偏置指令时，具体的该第一直流偏置指令为正极性直流偏置指令，通过该指令控制开关器件S8导通，其余开关断开，电感处于隔离状态，此时第三电源40向负载60放电，负载60上的电压为正极性，负载60电压为VL，由此在负载60上形成持续的正极性直流偏置电压。图中线条加粗的电路部分为用于扩大消融范围的脉冲发生电路10与负载60形成的直流发生回路。

参见图7所示，示出了用于扩大消融范围的脉冲发生电路在负极性放电下的电路原理图。如图7所示，控制单元70发出第二放电指令时，具体的该第二放电指令为负极性放电指令，通过该指令控制开关器件S1’，S2’，S3’，S4’，S5’，S6’导通，其余开关断开，电感处于隔离状态，此时电容C1-C6反向串联对负载60放电，负载60上的电压为负极性，负载上的电压V＝V_C1+V_C2+V_C3+…+V_C6。图中线条加粗的电路部分为用于扩大消融范围的脉冲发生电路10与负载60形成的脉冲发生回路。

参见图8所示，示出了用于扩大消融范围的脉冲发生电路在负极性直流偏置电压下的电路原理图。如图8所示，控制单元70发出第二直流偏置指令时，具体的该第二直流偏置指令为负极性直流偏置指令，通过该指令控制开关器件S9导通，其余开关断开，电感处于隔离状态，此时第四电源50向负载60放电，负载60上的电压为负极性，负载60电压为VL，由此在负载上形成持续的负极性直流偏置电压。图中线条加粗的电路部分为用于扩大消融范围的脉冲发生电路10与负载60形成的直流发生回路。

参见图9所示，示出了用于扩大消融范围的脉冲发生电路输出的带有双极性直流偏置电压的双极性脉冲信号的波形图。如图9所示，基于控制单元70对充电指令、第一放电指令、第一直流偏置指令、第二放电指令和第二直流偏置指令的间隔发送，实现对电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7的正向串联和反向串联，从而实现扩大消融范围的脉冲发生电路10的双极性脉冲高压信号的输出和的双极性低压偏置信号的输出，并且通过控制五种指令的发送时间间隔实现对脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲个数的控制，得到消融脉冲，其消融脉冲的波形如图9所示。依次输出正极性脉冲信号、正极性直流信号、负极性脉冲信号、负极性直流信号。

本申请实施例的扩大消融范围的脉冲发生电路10为带有直流偏置的双极性脉冲源电路，实现双极性脉冲高压信号和双极性低压偏置信号的输出。既实现了使用同一套电路输出正负双极性脉冲，且正极性、负极性脉冲的脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲个数可以独立调节，互不干扰；又能在双极性高压脉冲消融的间隙施加持续的双极性低压直流信号，引起细胞电解，导致细胞死亡，从而扩大了消融范围。

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 (12)

1.一种用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，包括：脉冲发生单元和直流发生单元；

所述脉冲发生单元的第一端、第二端用于与第一电源的第一端、第二端电连接，所述脉冲发生单元的第一端、第三端用于与第二电源的第一端、第二端电连接，所述脉冲发生单元的第一端、第四端用于与负载的第二端、第一端电连接；

所述直流发生单元包括第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块和所述第二开关模块，分别用于与第三电源和第四电源串联；

所述脉冲发生单元和所述直流发生单元，用于在脉冲发生阶段，所述脉冲发生单元与所述负载形成脉冲发生回路，向所述负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，所述第一开关模块和所述第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得所述第三电源或第四电源向所述负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

2.根据权利要求1所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生单元包括至少一个脉冲发生模块；

第一个脉冲发生模块的第一端作为所述脉冲发生单元的第一端；

每个所述脉冲发生模块的第二端均与所述脉冲发生单元的第三端电连接，每个所述脉冲发生模块的第三端均与所述脉冲发生单元的第二端电连接；

相邻两个脉冲发生模块中，前一个脉冲发生模块的第四端、第五端分别与后一个脉冲发生模块的第一端、第二端电连接；

最后一个脉冲发生模块的第四端与所述脉冲发生单元的第四端电连接，最后一个脉冲发生模块的第五端与所述脉冲发生单元的第三端电连接；

每个所述脉冲发生模块的控制端用于与控制单元电连接。

3.根据权利要求2所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生模块包括第一存储模块、第三开关模块、第四开关模块、第二存储模块、第五开关模块和第六开关模块；

所述第一存储模块的第一端、所述第三开关模块的第一端，共同作为所述脉冲发生模块的第一端；

所述第一存储模块的第二端、所述第四开关模块的第一端，共同作为所述脉冲发生模块的第二端；

所述第四开关模块的第二端、所述第二存储模块的第一端、所述第六开关模块的第一端，共同作为所述脉冲发生模块的第三端；

所述第三开关模块的第二端、所述第二存储模块的第二端和所述第五开关模块的第一端均电连接；

所述第五开关模块的第二端、所述第六开关模块的第二端，分别作为所述脉冲发生模块的第四端、第五端；

所述第三开关模块的控制端、所述第四开关模块的控制端、所述第五开关模块的控制端以及所述第六开关模块的控制端均用于与所述控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生单元还包括第三存储模块；

所述第三存储模块的第一端、第二端，分别与最后一个所述脉冲发生模块的第四端、第五端电连接。

5.根据权利要求2所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生单元还包括第七开关模块；

所述第七开关模块的第一端与最后一个脉冲发生模块的第四端电连接；

所述第七开关模块的第二端，作为所述脉冲发生单元的第四端；

所述第七开关模块的控制端用于与所述控制单元电连接。

6.根据权利要求2所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生单元还包括第一电感和第二电感；

所述第一电感的第一端、第二端，分别与所述脉冲发生模块的第二端和第五端电连接；

所述第二电感的第一端、第二端，分别与相邻的两个所述脉冲发生模块的第三端电连接。

7.根据权利要求2所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生单元还包括第一二极管和第三电感；

所述第一二极管的正极与所述第一电源的第二端电连接，所述第一二极管的负极与所述第三电感的第一端电连接；所述第一电源的第一端、第二端分别为所述第一电源的负极、正极；

所述第三电感的第二端与第一个所述脉冲发生模块的第三端电连接；

所述脉冲发生单元还包括第二二极管和第四电感；

所述第二二极管的负极与所述第二电源的第二端电连接，所述第二二极管的正极与所述第四电感的第一端电连接；所述第二电源的第一端、第二端分别为所述第二电源的正极、负极；

所述第四电感的第二端与第一个所述脉冲发生模块的第二端电连接。

8.一种用于扩大消融范围的脉冲发生设备，其特征在于，包括：控制单元、以及如权利要求1-7中任一项所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路；

所述控制单元，与所述脉冲发生单元和所述直流发生单元均电连接，用于在脉冲发生阶段，控制所述脉冲发生单元与所述负载形成脉冲发生回路，向所述负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向所述负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

9.根据权利要求8所述的用于扩大消融范围的脉冲发生设备，其特征在于，还包括：第一电源、第二电源、第三电源和第四电源；

所述第一电源的第一端、第二端，分别与所述脉冲发生单元的第一端、第二端电连接；

所述第二电源的第一端、第二端，分别与所述脉冲发生单元的第一端、第三端电连接；

所述第三电源的第一端、第二端，分别与所述负载的第二端、所述第一开关模块的第一端电连接，所述第一开关模块的第二端与所述负载的第一端电连接，所述第一开关模块的控制端与所述控制单元电连接；

所述第四电源的第一端、第二端，分别与所述负载的第二端、所述第二开关模块的第一端电连接，所述第二开关模块的第二端与所述负载的第一端电连接，所述第二开关模块的控制端与所述控制单元电连接。

10.一种脉冲发生方法，应用于如权利要求1-7中任一项所述的用于扩大消融范围的脉冲发生电路，其特征在于，包括：

在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向所述负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向所述负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号。

11.根据权利要求10所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述在脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成脉冲发生回路，向所述负载输出第一极性脉冲信号或第二极性脉冲信号；在直流发生阶段，控制第一开关模块和第二开关模块中，一个开关模块导通，一个开关模块断开，使得第三电源或第四电源向所述负载输出第一极性直流信号或第二极性直流信号，包括：

在第一脉冲发生阶段，控制脉冲发生单元与负载形成第一脉冲发生回路，向所述负载输出第一极性脉冲信号；

在第一直流发生阶段，控制第一开关模块导通，第二开关模块断开，使得第三电源向所述负载输出第一极性直流信号；

在第二脉冲发生阶段，控制所述脉冲发生单元与所述负载形成第二脉冲发生回路，向所述负载输出第二极性脉冲信号；

在第二直流发生阶段，控制所述第一开关模块断开，所述第二开关模块导通，使得第四电源向所述负载输出第二极性直流信号。

12.根据权利要求11所述的脉冲发生方法，其特征在于，所述控制脉冲发生单元与负载形成第一脉冲发生回路，包括：

控制脉冲发生单元的脉冲发生模块中的第三开关模块和第六开关模块导通、以及第四开关模块和第五开关模块断开，使得所述脉冲发生单元的第一个脉冲发生模块的第二存储模块与其他脉冲发生模块的第一存储模块、第二存储模块、以及所述脉冲发生单元的第三存储模块依次串联，并与所述负载形成第一脉冲发生回路；

所述控制所述脉冲发生单元与所述负载形成第二脉冲发生回路，包括：

控制脉冲发生单元的脉冲发生模块中的第三开关模块和第六开关模块断开、以及第四开关模块和第五开关模块导通，使得所述脉冲发生单元的所有脉冲发生模块的第一存储模块和第二存储模块依次串联，并与所述负载形成第二脉冲发生回路。

Images