CN115844496A - 超声消融系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及消融技术领域,特别公开了一种超声消融系统,包括温度监控模块监控目标区域的温度信息;控制模块根据控制信息和第一控制信号或第二控制信号生成消融信号或调节信号;调压模块根据消融信号或调节信号将输入电信号调整至目标电信号;N组脉冲激励模块根据目标电信号和消融信号或调节信号生成脉冲激励信号;N组信号处理模块根据控制信号实现脉冲激励模块的输出端与换能器组件的输入端之间的阻抗匹配;治疗导管内设置有N组压电晶体组件,分别与N组信号处理模块相连接,用于将脉冲激励信号转化为超声信号,N组压电晶体组件分别沿不同的方向发射超声能量。利用多组向不同方向发射超声能量的压电晶体组件可以同时实现多方向的超声消融。
Description
技术领域
本发明涉及超声消融技术领域,特别是涉及一种超声消融系统。
背景技术
根据消融能量的不同,目前至少有射频、超声、微波、冷冻及化学消融等五类消融方式。超声是一种机械波,其生物学效应包括机械效应、空化效应和热效应;超声消融的原理在于利用超声的热效应。目前,超声消融系统主要分为经导管的血管内超声消融系统和体外高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)消融系统,前者主要包括Paradise系统和TIVUS系统,后者主要包括Kona系统和Model-JC HIFU肿瘤治疗系统。在Paradise系统中,设置环形换能器,不能够选择性消融某一部位,只能周向消融,还容易造成超声组件温升过大的问题。温升过大,会对人体造成一定的伤害,例如,处于血管中,可能会造成血液凝固或者血栓,无法满足超声消融治疗的精度与安全性。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术的超声消融设备无法满足超声消融治疗的精度与安全性的问题,提供一种超声消融系统。
一种超声消融系统,包括温度监控模块,用于对目标区域的温度信息进行监控,在所述温度信息满足第一预设条件时生成第一控制信号,或在所述温度信息满足第二预设条件时生成第二控制信号;控制模块,与所述温度监控模块相连接,用于获取控制信息,所述控制信息包括压电晶体信息,还用于根据所述控制信息和所述第一控制信号生成消融信号,或根据所述控制信息和所述第二控制信号生成调节信号;调压模块,与所述控制模块相连接,用于根据所述消融信号或所述调节信号将输入电信号调整至目标电信号;N组脉冲激励模块,分别与所述控制模块和所述调压模块相连接,用于根据所述消融信号或所述调节信号将所述目标电信号转换为脉冲激励信号;其中,N为大于零的整数;N组信号处理模块,分别与N组所述脉冲激励模块对应连接,还与所述控制模块相连接,用于根据所述消融信号或所述调节信号对所述脉冲激励信号进行信号处理,并实现所述脉冲激励模块的输出端与压电晶体组件的输入端之间的阻抗匹配;所述控制模块还用于控制N组所述脉冲激励模块与N组所述信号处理模块之间的导通或关断;治疗导管,所述治疗导管内设置有N组压电晶体组件,N组所述压电晶体组件分别与N组所述信号处理模块对应连接,用于将所述脉冲激励信号转化为超声信号,N组所述压电晶体组件还用于向所述治疗导管外侧发射超声能量。
在其中一个实施例中,N组所述压电晶体组件在所述治疗导管内,围绕所述治疗导管的轴线周向分布。
在其中一个实施例中,所述调压模块包括输入电路,包括输入端、正极输出端和负极输出端,所述输入端与电源模块相连接,用于获取输入电信号;所述输入电路包括第一电容;变压器,与所述输入电路相连接,用于对所述输入电信号进行电压变换;所述变压器包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组;输出电路,与所述变压器相连接,用于对电压变换后的所述输入电信号进行整流,以获取所述目标电信号,所述输出电路包括第一二极管、第二二极管、第二电容和第三电容;所述第一电容的第一端与所述输入电路的输入端相连接,所述第一电容的第二端接地,所述初级绕组的第一端也与所述输入电路的输入端相连接;所述第一次级绕组的第一端与所述第一二极管的正极相连接,所述第一次级绕组的第二端与所述第二次级绕组的第一端相连接,所述第二次级绕组的第二端与所述第二二极管的负极相连接;所述第一二极管的负极与所述第二电容的第一端相连接,所述第二二极管的正极与所述第三电容的第一端相连接;所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第一次级绕组的第二端和所述第二次级绕组的第一端均接地;所述第一二极管的负极和所述第二电容的第一端均与所述输出电路的正极输出端相连接,所述第二二极管的正极和所述第三电容的第一端均与所述输出电路的负极输出端相连接。
在其中一个实施例中,所述调压模块还包括电压采样电路,与所述输出电路相连接,用于对所述输出电路的正极输出端进行电压采样,获取采样电信号;所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻;主控电路,分别与所述变压器、所述电压采样电路、所述控制模块相连接,用于根据所述消融信号和所述采样电信号对所述变压器进行反馈调节,或根据所述调节信号和所述采样电信号对所述变压器进行反馈调节;所述主控电路包括主控单元、PWM控制器、第一开关管、第三电阻、电压反馈运放、数模转换模块;所述第一电阻的第一端与所述输出电路的正极输出端相连接,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连接,所述第二电阻的第二端接地;所述主控单元分别与所述PWM控制器的第一输入端、所述数模转换模块和所述控制模块相连接,所述数模转换模块与所述电压反馈运放的负极输入端相连接,所述电压反馈运放的正极输入端与所述第一电阻的第二端相连接;所述电压反馈运放的输出端与所述PWM控制器的第二输入端相连接,所述PWM控制器的输出端与所述第一开关管的栅极相连接,所述PWM控制器的电流检测引脚与所述第一开关管的源极相连接,所述第一开关管的漏极与所述初级绕组的第二端相连接,所述第一开关管的源极还与所述第三电阻的第一端相连接,所述第三电阻的第二端接地。
在其中一个实施例中,所述脉冲激励模块包括驱动芯片、第二开关管、第三开关管、第三二极管和第四二极管,所述驱动芯片分别与所述第二开关管的源极、所述第三开关管的源极和所述控制模块相连接,所述第二开关管的漏极与所述调压模块的正极输出端相连接,所述第三开关管的栅极与所述调压模块的负极输出端相连接,所述第二开关管的栅极与所述第三二极管的正极相连接,所述第三开关管的漏极与所述第四二极管的负极相连接,所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极与所述脉冲激励模块的输出端相连接。
在其中一个实施例中,所述信号处理模块包括开关单元、M组阻抗匹配单元,其中,M为大于零的整数;所述脉冲激励模块与M组所述阻抗匹配单元相连接,M组所述阻抗匹配单元通过所述开关单元与所述压电晶体组件相连接,所述开关模块还与所述控制模块相连接,所述开关单元用于根据所述消融信号或所述调节信号导通M组所述阻抗匹配单元中的任意一组与所述压电晶体组件的连接通路。
在其中一个实施例中,当M为3时,所述开关单元为三刀三掷开关,所述三刀三掷开关包括第一不动端、第二不动端、第三不动端、第一动端、第二动端、第三动端、第四动端、第五动端和第六动端,第一组所述阻抗匹配单元包括第一电感、第四电容和第五电容,第二组所述阻抗匹配单元包括第二电感、第六电容和第七电容,第三组所述阻抗匹配单元包括第三电感、第八电容和第九电容,所述第一电感的第一端分别与所述脉冲激励模块的输出端和所述第二动端相连接,所述第一电感的第二端与所述第四电容的第一端相连接,所述第四电容的第二端分别与所述第一不动端、所述第四动端和所述第二电感的第一端相连接,所述第二电感的第二端与所述第五电容的第一端相连接,所述第五电容的第二端分别与所述第二不动端、所述第六动端和所述第三电感的第一端相连接,所述第三电感的第二端与所述第六电容的第一端相连接,所述第六电容的第二端分别与所述压电晶体组件和所述第三不动端相连接,所述第七电容的第一端与所述第一动端相连接,所述第七电容的第二端接地,所述第八电容的第一端与所述第三动端相连接,所述第八电容的第二端接地,所述第九电容的第一端与所述第五动端相连接,所述第九电容的第二端接地。
在其中一个实施例中,所述治疗导管还包括热电偶,所述温度监控模块包括温度采集电路,所述温度采集电路分别与所述热电偶和所述控制模块相连接,用于采集所述热电偶的温度信息;所述温度监控模块还用于在所述温度信息大于预设阈值时生成报警信号。
在其中一个实施例中,所述超声消融系统还包括人机交互模块,与所述控制模块相连接,所述控制模块通过所述人机交互模块获取控制信息。
在其中一个实施例中,所述超声消融系统还包括显示模块,与所述控制模块相连接,用于对所述控制信息和/或所述温度信息进行显示。
上述超声消融系统,在治疗导管内设置多组不同的压电晶体组件,多组压电晶体组件分别可以向不同的方向发射超声能量,实现同时对不同方向的超声消融;当设置一组压电晶体组件时,本方案可以实现定点消融。温度监控模块对目标区域的温度信息进行监控,根据不同的温度信息生成不同的控制信号。控制模块根据获取到的控制信息和控制信号生成消融信号或调节信号。通过消融信号可以控制调压模块输出相应的电压幅值,控制脉冲激励模块输出相应的脉冲频率,以使压电晶体组件能够输出相应的超声信号。通过调节信号可以自适应地调整调压模块输出的电压幅值和脉冲激励模块输出的脉冲频率。利用多组向不同方向发射超声能量的压电晶体组件可以同时实现多方向的超声消融,同时根据温度信息可以自适应地调整压电晶体的工作状态,防止压电晶体组件的温升过大影响治疗效果,有效提高了超声消融系统的安全性和高效性。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开其中一个实施例中超声消融系统的结构示意图;
图2为本公开其中一个实施例中治疗导管的径向截面示意图;
图3为本公开其中一个实施例中调压模块的电路连接示意图;
图4为本公开其中一个实施例中多组脉冲激励模块的电路连接示意图;
图5为本公开其中一个实施例中多组信号处理模块的电路连接示意图;
图6为本公开其中一个实施例中多组压电晶体组件的电路连接示意图;
图7为本公开另一个实施例中超声消融系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反的,提供这些实施方式的目的是对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
现有技术中的消融设备基本是一个导管内置单片压电晶体,需要通过多次旋转压电晶体来消融血管外周的神经组织。本公开提供的一种超声消融系统可以有效提高应用的安全性和高效性。
图1为本公开其中一个实施例中超声消融系统的结构示意图,在其中一个实施例中,超声消融系统可以包括温度监控模块100、控制模块200、调压模块300、N组脉冲激励模块400、N组信号处理模块500以及设置于治疗导管内的N组压电晶体组件600。其中,N为大于零的整数,N组可以理解为N个;可以列举的为:N=1,使用1组压电晶体组件,可实现对待消融区域的定点消融;N=2,使用2组压电晶体组件,2组压电晶体组件可以采用背对背的排布方式,或者其他沿周向排布的方式,具体的排布方式根据治疗部位以及治疗区域进行确定;N=3、4、5、6等,使用N组压电晶体组件,N组压电晶体组件可以围绕治疗导管的轴线周向分布,分布可以采用等距或者非等距的分布方式;N不限于列举的数量,其他数量的排布方式依然与本方案构成等同。
治疗导管内设置的N组压电晶体组件600可以为相同规格也可以为不同规格,例如规格可以是指中心频率。
由于压电晶体组件600在工作是利用超声信号产生的热能量来热消融具体的神经或实体组织,因此,当治疗导管内设置有多组压电晶体组件600时,热量聚集可能导致治疗区域的温度高于目标治疗温度,从而存在安全隐患。温度监控模块100可以用于对目标区域的温度信息进行监控。其中,目标区域可以为压电晶体组件600对应的治疗区域,也可以为压电晶体组件600的设置区域。利用温度监控模块100对温度进行监测,可以在温度过高时及时进行调整,防止温升过大影响治疗效果,也可以防止持续的高温对人体造成损伤,保证系统的使用安全性。
温度监控模块100中可以预先设定好根据不同温度执行不同动作的预设条件。在温度信息满足第一预设条件时生成第一控制信号,或在温度信息满足第二预设条件时生成第二控制信号。其中,预设条件可以根据不同的应用场景适应性地进行调整。
在本实施例中,第一预设条件可以为温度信息小于设定温度,相应地第一控制信号可以为消融指令。例如,在超声消融系统执行对目标治疗区域的消融动作前,利用温度监控模块100判断目标治疗区域的温度是否小于设定温度。当温度信息小于设定温度时,温度监控模块100生成第一控制信号,第一控制信号可以用于指示控制模块200执行消融指令。
在本实施例中,第二预设条件可以为温度信息大于安全温度,相应地第二控制信号可以为调节指令或休眠指令。例如,在超声消融系统执行消融动作的过程中,温度监控模块100根据实时监测的温度信息判断目标治疗区域的温度大于预先设定的安全温度时,温度监控模块100生成第二控制信号,第二控制信号可以用于指示控制模块200执行消调节指令或休眠指令。
在一些其他的实施例中,温度监控模块100还可以结合温度和其他信息进行判断,例如,还可以根据温度大小、超声能量大小和/或执行超声消融的时间长短做出不同的指示。
控制模块200与温度监控模块100相连接,可以获取温度监控模块100生成的第一控制信号或第二控制信号。控制模块200可以还可以通过多种方式获取控制信息。例如,控制模块200内可以预先存储有不同工作模式或不同控制信号对应的控制信息,也可以通过人机交互的方式获取用户输入的控制信息,也可以通过无线/有线通信的方式获取云端存储的控制信息。
控制信息中可以包括压电晶体信息,压电晶体信息可以为压电晶体组件600的设定工作参数,包括目标压电晶体的发射频率、电压幅值、发射能量占空比等信息。控制模块200可以根据控制信息和第一控制信号生成相应的消融信号,或根据控制信息和第二控制信号生成调节信号。利用消融信号可以控制调压模块300、脉冲激励模块400和信号处理模块500输出压电晶体组件600工作所需的发射频率、电压幅值、发射能量占空比等信号,以使压电晶体组件600可以沿目标方向输出目标超声能量。利用调节信号可以对调压模块300、脉冲激励模块400和信号处理模块500输出的发射频率、电压幅值、发射能量占空比等信号进行调整。
由于治疗导管内设置的压电晶体组件600组数较多,而在实际的工作过程中,各个压电晶体组件600的实际工作频率可能会与标准工作频率存在一定的差异,因此,压电晶体信息也可以为压电晶体组件600的实时工作参数,包括压电晶体组件600的中心频率、压电晶体组件600治疗处的温度信息等。控制模块200还可以综合考虑控制信息和压电晶体组件600实际工作参数,自适应地生成调整信号来调整电压幅值、脉冲频率,以保证压电晶体组件600处于最佳的工作频率。
调压模块300与控制模块200相连接,可以获取控制模块200生成的消融信号或调节信号。调压模块300还可以与电源模块相连接,以获取输入电信号。其中,电源模块可以为超声专用电源。调压模块300可以基于消融信号将输入电信号调整至目标电信号,或调压模块300也可以基于调节信号将目标电信号调大或调小。其中,目标电信号可以为消融系统需要的发射电压幅值。
在一些其他的实施例中,电源模块还可以分别与控制模块200、脉冲激励模块400、信号处理模块500相连接,用于提供上述功能模块工作所需的电能。控制模块200还可以对电源模块进行控制,以向调压模块300提供输入电信号。
由于治疗导管中设置了N组压电晶体组件600,而不同压电晶体组件600在治疗时所需的发射频率可能不同,因此在本公开的超声消融系统中设置N组脉冲激励模块400,以利用N组脉冲激励模块400分别自适应地对N组压电晶体组件600提供相应的脉冲激励信号。N组脉冲激励模块400均分别与控制模块200和调压模块300相连接,N组脉冲激励模块400可以分别根据消融信号或调节信号对目标电信号进行转换,以生成对应的压电晶体组件600工作时所需的脉冲激励信号。
同样地,通过设置N组信号处理模块500,可以利用N组信号处理模块500分别自适应地对N组脉冲激励信号进行信号处理。其中,信号处理可以为滤波、放大等处理方式。另外,N组信号处理模块500还可以分别用于实现N组脉冲激励模块400的输出端与N组压电晶体组件600的输入端之间的阻抗匹配。
控制模块200还可以利用调节信号控制N组脉冲激励模块400与N组信号处理模块500之间的导通或关断。在超声消融系统执行消融工作前,若只需要部分压电晶体对相应方向上的治疗区域进行治疗,则可以通过导通相应脉冲激励模块400与信号处理模块500之间的连接通路,只对部分压电晶体提供脉冲激励信号,从而实现选择性地开启部分压电晶体组件600,这样在治疗时其余压电晶体不会对不是病灶的位置产生不必要的组织损伤。
在超声消融系统执行消融工作时,若指定压电晶体对应的治疗区域已完成治疗,或压电晶体对应的治疗区域升温过快,则可以通过断开相应脉冲激励模块400与信号处理模块500之间的连接通路的方式,来停止向指定压电晶体提供脉冲激励信号,从而使指定压电晶体进入休眠状态,结束其治疗动作或降低治疗区域的温度。
通过在治疗导管内设置N组压电晶体组件600,N组压电晶体组件600分别与N组信号处理模块500相连接,压电晶体组件600可以将脉冲激励信号转化为超声信号,在治疗过程中,可以同时利用N组压电晶体组件600来针对治疗导管外侧不同方向上的组织进行消融。超声信号的相关参数可以包括超声声功率和声场强,不同的压电晶体组件600可以产生不同的中心频率、声压以及压强的超声波,且不同的压电晶体组件600分别具有不同的信号发射方向和发射范围。
上述超声消融系统,温度监控模块100对目标区域的温度信息进行监控,并根据温度信息输出不同的控制信号。当温度信息小于设定温度时,温度监控模块100可以输出第一控制信号,控制模块200根据控制信息和第一控制信号可以生成消融信号。调压模块300根据消融信号可以自适应地将输入电信号调节至目标电信号。N组脉冲激励模块400基于消融信号可以进行N组发射通道的激励控制,生成相应的脉冲激励信号。脉冲激励模块400通过调压模块300进行多组脉冲激励通道的电压供电。
N组信号处理模块500对应与N组脉冲激励模块400的射频信号发射通道匹配连接。N组信号处理模块500基于消融信号可以对脉冲激励信号进行信号处理,实现自适应选择实现与N组压电晶体组件600或部分压电晶体组件600之间的信号传输、滤波和阻抗匹配。内置有N组压电晶体组件600的治疗导管分别对应与N组信号处理模块500匹配的通道相连接。通过在一根治疗导管内置多组不同规格且不同发射方向的压电晶体组件600,在治疗时,可以一次实现对不同角度治疗区域的同时治疗,且对于不同角度处病灶可以发射不同的中心频率、声压以及压强的超声波进行更有针对性的治疗。
当温度信息大于安全温度时,温度监控模块100可以输出第二控制信号,控制模块200根据控制信息和第二控制信号可以生成调节信号。调压模块300根据调节信号可以自适应地调整目标电信号的大小。控制模块200还可以利用调节信号控制N组脉冲激励模块400与N组信号处理模块500之间的导通或关断。利用调节信号可以调整压电晶体组件600输出的超声能量大小,或令指定压电晶体组件600进入休眠状态,从而实现调整治疗区域温度的目的。
利用温度监控模块100对温度信息进行监控,控制模块200生成的消融信号或调节信号,令调压模块300、脉冲激励模块400和信号处理模块500可以自适应开通关闭多组发射通道以匹配不同压电晶体组件600,自适应调节发射频率、电压幅值、能量调节,进而实现自适应调节每组压电晶体组件600的超声声功率和声场强的输出,调节热消融的能量以达到最佳的治疗效果,提高超声消融系统在临床应用中的灵活性和高效性。利用上述超声消融系统进行消融时,无需旋转压电晶体组件600,即可根据病灶的位置和病情的严重程度,选择性地调节每压电晶体组件600的输出方向与能量大小,适应更多的应用场景。
图2为本公开其中一个实施例中治疗导管的径向截面示意图,在其中一个实施例中,N组压电晶体组件600在治疗导管内,围绕治疗导管的轴线周向分布。即,N组压电晶体组件600可以构成一个具有N个侧面的正棱柱,且构成的正棱柱的轴线与治疗导管的轴线重合,正棱柱的侧边可以与治疗导管的内壁相接触,也可以不接触。
图2所示的是N的取值为3时,治疗导管的径向截面示意图,N组压电晶体组件600构成了一个正三棱柱。3个压电晶体组件600分别可以向不同的方向发射超声能量,任意一个压电晶体组件600可以覆盖120°的发射角度,若3个压电晶体组件600同时工作,即可覆盖治疗导管周向的待治疗区域。在实际应用中,也可以根据不同应用场景的需求改变N的取值,适应不同的病情治疗方案。
图3为本公开其中一个实施例中调压模块的电路连接示意图,在其中一个实施例中,调压模块300可以包括输入电路310、变压器320和输出电路330。
输入电路310的输入端可以与电源模块相连接,用于获取输入电信号。其中,电源模块可以为超声专用电源,控制模块200与超声专用电源相连接。控制模块200可以通过使用超声专用电源,向超声消融系统提供输入电信号Vin。
输入电路310可以包括输入端、正极输出端和负极输出端。输入端接入的输入电信号为Vin,正极输出端输出的电压为HV+,负极输出端输出的电压为HV-。输入电路310还可以包括第一电容C1。第一电容C1的第一端与输入电路310的输入端相连接,超声专用电源可以通过输入电路310的输入端向调压模块300提供输入电信号Vin。第一电容C1的第二端接地,第一电容C1为储能电容,可以对输入电信号Vin进行存储。
变压器320与输入电路310相连接,可以用于对输入电信号进行电压变换。变压器320是利用电磁感应的原理来改变交流电压,在本公开的一些实施例中,变压器320可以实现对输入电信号的升压或者降压,即变压器320可以为升压变压器或降压变压器。变压器320的线圈的匝数比等于电压比,当初级线圈比次级线圈的圈数少,该变压器即为升压变压器,可以将低电压升为高电压。可以通过调整初级线圈和次级线圈的圈数来改变变压器320的电压变换效果。
变压器320可以包括初级绕组N1、第一次级绕组N2和第二次级绕组N3,初级绕组N1的第一端也与输入电路310的输入端相连接,初级绕组N1的第二端与主控电路350相连接。第一次级绕组N2的第一端与第一二极管D1的正极相连接,第一次级绕组N2的第二端与第二次级绕组N3的第一端串联后接地,第二次级绕组N3的第二端与第二二极管D2的负极相连接。初级绕组N1与第一次级绕组N2和第二次级绕组N3之间还可以包括一个铁芯(或磁芯),初级绕组N1与第一次级绕组N2和第二次级绕组N3分别绕在铁芯的两边。
当输入电信号Vin传输至初级绕组N1后,初级绕组N1可以存储输入电路310的能量。同时,在第一次级绕组N2和第二次级绕组N3两端将会产生感应电动势。当第一次级绕组N2、第二次级绕组N3的线圈圈数大于初级绕组N1的圈数时,第一次级绕组N2和第二次级绕组N3上的感应电动势将大于初级绕组N1上的电压,从而实现对输入电信号Vin的升压,并向输出电路330释放能量。
第一二极管D1和第二二极管D2分别为输出电压HV+和HV-的整流二极管,第一二极管D1的正极与变压器320的第一次级绕组N2串联,第二二极管D2的负极则与变压器320的第二次级绕组N3串联。第二电容C2的第一端与第一二极管D1的第二端连接后与输出电路330的正极输出端相连接,第二电容C2的第二端与第三电容C3的第一端串联后接地,第三电容C3的第二端与第二二极管D2的正极连接后与输出电路330的负极输出端相连接。
输出电路330与变压器320相连接,可以用于对电压变换后的输入电信号进行整流,以获取目标电信号。输出电路330能够为脉冲激励模块400提供HV+和HV-正负对称电压。输出电路330可以包括第一二极管D1、第二二极管D2、第二电容C2和第三电容C3。
输出电路330可以为整流电路,用于将交流电能转换为直流电能。在本公开的一些实施例中,利用第一二极管D1和第二二极管D2的单向导通性能,将变压器320输出的交流电压HV+和HV-转换成单向脉动性直流电。
由于第一二极管D1的正极与第一次级绕组N2串联,因此,当第一次级绕组N2两端输出的交流电压处于正半周电压时第一二极管D1导通,第一次级绕组N2输出的正半周电压可以对第二电容C2充电;而当第一次级绕组N2两端输出的交流电压处于负半周电压时第一二极管D1截止,第二电容C2停止充电。第二二极管D2的负极与第二次级绕组N3串联,因此,当第二次级绕组N3两端输出的交流电压处于负半周电压时第二二极管D2导通,第二次级绕组N3输出的负半周电压可以对第三电容C3充电;而当第二次级绕组N3两端输出的交流电压处于正半周电压时第二二极管D2截止,第三电容C3停止充电。
即,第二电容C2和第三电容C3内分别存储了极性相反的电压HV+和HV-,并作为整流电路的输出。经过整流电路后的电压HV+和HV-是一种含有直流电压和交流电压的混合电压,可以分别通过正极输出端和负极输出端传输至脉冲激励模块400,以向脉冲激励模块400提供稳定的目标电信号。
在其中一个实施例中,调压模块300还可以包括电压采样电路340和主控电路350。
电压采样电路340与输出电路330相连接,可以对输出电路330的输出端进行电压采样,获取采样电信号,实现对输出电路330的电压监测。主控模块350与电压采样电路340相连接,电压采样模块340可以实时将采样电信号传输至主控电路350。
主控模块350还分别与变压器320和控制模块200相连接,根据消融信号以及电压采样模块340采集到的采样电信号,可以判断输出电路330输出的电信号是否满足控制要求。当输出电路330输出的电信号不符合控制要求时,主控模块350可以通过控制变压器320的能量存储与释放,进而控制输出电路330的输出电压HV+和HV-幅值大小与稳定输出,输出更为准确的目标电信号。在一些其他的实施例中,主控模块350还可以与脉冲激励模块400相连接,利用主控模块350控制脉冲激励模块400输出的频率和占空比。
另外,当主控模块350根据调节信号判断需要对输出电路330输出的电信号进行调整时,主控模块350可以基于电压采样模块340采集到的采样电信号,通过控制变压器320的能量存储与释放,来自适应地调整输出电路330的输出电压HV+和HV-幅值大小与稳定输出,直至将输出电路330的输出电压HV+和HV-调节至相应的幅值。
电压采样模块340可以包括第一电阻R1和第二电阻R2,主控电路350可以包括主控单元351、PWM控制器352、数模转换模块353、第一开关管Q1、第三电阻R3和电压反馈运放U1。
第一电阻R1的第一端与输出电路230的正极输出端相连接,第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端串联后与电压反馈运放U1的正极输入端相连接,第二电阻R2的第二端接地。在本公开的一些实施例中,第一电阻R1和第二电阻R2构成的电压采样模块340,可以对输出电路230正极输出端的输出电压HV+进行采样,并将采集到的采样电信号VFB(电压反馈,Voltage Feedback)传输至电压反馈运放U1。
电压反馈运放U1的负极输入端与数模转换模块353(DAC,Digital To Analogconverter)相连接。主控单元351分别与PWM控制器352的第一输入端、数模转换模块353和控制模块200相连接。电压反馈运放U1的输出端与PWM控制器352的第二输入端相连接,PWM控制器352的输出端与第一开关管Q1的栅极相连接,PWM控制器352的电流检测引脚ISENSE与第一开关管Q1的源极相连接。第一开关管Q1的漏极与初级绕组N1的第二端相连接,第一开关管Q1的源极还与第三电阻R3的第一端相连接,第三电阻R3的第二端接地。
当超声消融系统根据调节信号调整调压模块300输出的目标电信号时,主控单元351可以根据控制模块200生成的调节信号发出数字调压信号至数模转换模块353。数模转换模块353可以根据数字调压信号生成调压基准信号传输至电压反馈运放U1的负极输入端。电压采样模块340的采样电信号VFB传输至电压反馈运放U1的正极输入端,即差分信号输入端引脚。
电压反馈运放U1根据调压基准信号和采样电信号VFB生成使能控制信号。电压反馈运放U1输出的使能控制信号至PWM控制器352的第二输入端,PWM控制器352的第二输入端可以为信号反馈引脚与补偿引脚。使能控制信号可以用于控制PWM控制器352的使能开关,进而控制PWM控制器352发送PWM信号。PWM控制器352发送的PWM信号可以用于控制第一开关管Q1导通或截止。
主控电路350通过第一开关管Q1与变压器220的初级绕组N1相连接,可以改变第一开关管Q1的导通或截止状态,来对变压器220的能量存储与释放进行控制。当第一开关管Q1导通时,输入电压Vin能够为初级绕组N1充电;当第一开关管Q1截止时,变压器220通过第一次级绕组N2向输出电路230释放能量。可见,主控电路350基于控制信号和输出电路230的输出情况通过控制变压器220的能量存储与释放,来完成对输出电压HV+和HV-的数字调节,从而实现对输出电压HV+和HV-幅值的精准调控与稳定输出。
在一些实施例中,主控电路350还可以与脉冲激励模块400相连接,根据控制模块200输出的消融信号或调节信号对脉冲激励模块400输出的频率和占空比进行调整,实现自适应调节每组压电晶体组件600的声功率输出的效果。
上述超声消融系统利用调压模块300可以根据消融信号或调节信号,自适应地调整输出电信号的幅值大小,通过对输出端进行电压采样,还可以实现内部的自适应反馈调节,可以保证调压模块300能够稳定输出,向脉冲激励模块400提供稳定、准确的目标电信号。
图4为本公开其中一个实施例中多组脉冲激励模块的电路连接示意图,图4展示的是N的取值为4,即超声消融系统中配置四组脉冲激励模块400的实施例示意图,在实际应用中,可以根据不同场景的应用需求设置其他数量的脉冲激励模块400。图4中的HV+、HV-分别与图3中的HV+、HV-相连接。在其中一个实施例中,4组脉冲激励模块400的电路结构可以均相同,每组脉冲激励模块400中各元器件的性能参数可以不同。每组脉冲激励模块400都可以包括驱动芯片410、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第三二极管D3和第四二极管D4。
驱动芯片410分别与第二开关管Q2的栅极、第三开关管Q3的栅极相连接和控制模块200相连接。在一些实施例中,驱动芯片410也可以与调压模块300中的主控单元251相连接。第二开关管Q2的漏极与调压模块300的正极输出端相连接,第三开关管Q3的源极与调压模块300的负极输出端相连接。第二开关管Q2的源极与第三二极管D3的正极相连接,第三开关管Q3的漏极与第四二极管D4的负极相连接。第三二极管D3的负极与第四二极管D4的正极的连接点可以作为脉冲激励模块400的输出端OUT1。
驱动芯片410可以根据控制模块200发出的控制信号生成S1-Sn(n为大于零的整数)个正、负脉冲,各脉冲的宽度、间隔时间、幅度等参数均可根据控制信号进行自适应调整,通过调整脉宽可以输出适应不同频率压电晶体组件600的脉冲激励信号。由第二开关管Q2、第三开关管Q3、第三二极管D3和第四二极管D4组成的脉冲形成部分对S1-Sn个正、负脉冲进行波形组合并输出脉冲激励信号。调压模块300输出的目标电信号可以实现N组脉冲激励通道的电压供电,N组脉冲激励模块400可以实现N组发射通道的激励控制。利用N组脉冲激励模块400自适应实现N组发射通道,以不同的电压幅值、脉冲激励信号来匹配不同的压电晶体组件600,提高超声消融系统在实际应用中的使用效率和普适性。
在其中一个实施例中,信号处理模块500可以包括开关单元510和M组阻抗匹配单元520,其中,M为大于零的整数。脉冲激励模块400与M组阻抗匹配单元520相连接,M组阻抗匹配单元520通过开关单元510与压电晶体组件600相连接。开关模块410还可以与控制模块200相连接,控制模块200可以控制开关单元510导通M组阻抗匹配单元520中的任意一组阻抗匹配单元520与压电晶体组件600之间的连接通路。
M组阻抗匹配单元520内各元器件的性能参数可以不同,利用不同的阻抗匹配单元520可以实现不同规格的压电晶体组件与脉冲激励模块400之间的阻抗匹配。开关单元510可以根据控制信号选择导通合适的阻抗匹配单元520与压电晶体组件600的连接,以实现各通道与不同压电晶体组件600之间的滤波和阻抗匹配。脉冲激励模块400输出的脉冲激励信号,通过阻抗匹配单元520进行滤波和阻抗匹配后,可以传输至压电晶体组件600以激励压电晶体组件600工作。
上述超声消融系统在治疗导管内设置了多组不同规格的压电晶体组件600,控制模块200根据控制信息和第一控制信号或第二控制信号生成消融信号或调节信号,利用消融信号使调压模块300自适应输出目标电信号、使脉冲激励模块400输出合适的脉冲激励信号并自适应开通或关闭不同的发射通道。利用调节信号可以使调压模块300自适应调节目标电信号的大小、调整脉冲激励模块400输出的脉冲激励信号并自适应开通或关闭不同的发射通道。根据消融信号或调节信号还可以自适应切换合适的阻抗匹配单元520来匹配不同的压电晶体组件600,从而配合压电晶体组件600产生目标的超声能量。
可见,本公开提供的超声消融系统能够根据治疗导管周围的病灶情况自适应调整压电晶体组件600输出的超声能量大小,利用不同压电晶体组件600向不同方向上的病灶发射超声能量,实现多方向多角度同时进行更有针对性治疗的效果,具有很好的灵活性和高效性。
图5为本公开其中一个实施例中多组信号处理模块的电路连接示意图,图5展示的是N=4且M=3的取值情况,即超声消融系统中配置有四组信号处理模块500的实施例示意图,在实际应用中,可以根据不同场景的应用需求设置其他数量的信号处理模块500。图5中的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4分别与图4中的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4相连接,THV1、THV2、THV3、THV4分别为用于驱动4组压电晶体组件600的连接端口。
图6为本公开其中一个实施例中多组压电晶体组件的电路连接示意图,图中4组压电晶体组件600分别为压电晶体组件一至压电晶体组件四,4组压电晶体组件600的连接端口THV1、THV2、THV3、THV4均集成于适配单元,通过适配单元与信号处理模块500相连接。信号处理模块500对应包括4组阻抗匹配电路,分别为阻抗匹配电路1至阻抗匹配电路4。适配单元可以为治疗导管的导管插头,且4组压电晶体组件600还可以通过适配单元接地和/或与控制模块200相连接。其中,控制模块200可以为MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)。
适配单元上还可以设置导管ID信息识别模块,控制模块200还可以利用导管ID信息识别模块对治疗导管的身份信息进行识别,以获取与治疗导管相关的信息及参数,例如治疗导管的发射频率、发射电压幅值和发射能量占空比等。
在其中一个实施例中,4组信号处理模块500的电路结构可以均相同,而每组信号处理模块500中各元器件的具体性能参数可以不同。当M的取值为3时,开关单元510可以为三刀三掷开关S1。三刀三掷开关S1可以包括第一不动端1、第二不动端2、第三不动端3、第一动端4、第二动端5、第三动端6、第四动端7、第五动端8、第六动端9,第一组阻抗匹配单元520可以包括第一电感L1、第四电容C4和第七电容C7,第二组阻抗匹配单元520可以包括第二电感L2、第五电容C5和第八电容C8,第三组阻抗匹配单元520可以包括第三电感L3、第六电容C6和第九电容C9。
第一电感L1的第一端分别与脉冲激励模块400的输出端OUT1和第二动端5相连接,第一电感L1的第二端与第四电容C4的第一端相连接,第四电容C4的第二端分别与第一不动端1、第四动端7和第二电感L2的第一端相连接。第二电感L2的第二端与第五电容C5的第一端相连接,第五电容C5的第二端分别与第二不动端2、第六动端9和第三电感L3的第一端相连接。第三电感L3的第二端与第六电容C6的第一端相连接,第六电容C6的第二端分别与压电晶体组件一的连接端口THV1和第三不动端3相连接。
第七电容C7的第一端与第一动端4相连接,第七电容C7的第二端接地,第八电容C8的第一端与第三动端6相连接,第八电容C8的第二端接地,第九电容C9的第一端与第五动端8相连接,第九电容C9的第二端接地。
当第一不动端1与第一动端4导通、第二不动端2与第四动端7导通、第三不动端3与第六动端9导通时,第二电感L2、第五电容C5、第三电感L3和第六电容C6将被短路,因此脉冲激励模块400输出的脉冲激励信号将通过第一电感L1和第四电容C4构成的阻抗匹配单元520实现与压电晶体组件600的阻抗匹配。同时,第七电容C7可以用于对脉冲激励信号进行滤波。经过滤波和阻抗匹配的脉冲激励信号传输至压电晶体组件600,可以激励压电晶体组件600工作,调节压电晶体组件600的超声信号的输出。
当第一不动端1与第二动端5导通、第二不动端2与第三动端6、第三不动端3与第六动端9导通时,第一电感L1、第四电容C4、第三电感L3和第六电容C6将被短路,因此脉冲激励模块400输出的脉冲激励信号将通过第二电感L2和第五电容C5构成的阻抗匹配单元520实现与压电晶体组件600的阻抗匹配。同时,第八电容C8可以用于对脉冲激励信号进行滤波。经过滤波和阻抗匹配的脉冲激励信号传输至压电晶体组件600,可以激励压电晶体组件600的压电陶瓷工作,调节压电晶体组件600的超声信号的输出。
当第一不动端1与第二动端5导通、第二不动端2与第四动端7、第三不动端3与第五动端8导通时,第一电感L1、第四电容C4、第二电感L2和第五电容C5将被短路,因此脉冲激励模块400输出的脉冲激励信号将通过第三电感L3和第六电容C6构成的阻抗匹配单元520实现与压电晶体组件600的阻抗匹配。同时,第九电容C9可以用于对脉冲激励信号进行滤波。经过滤波和阻抗匹配的脉冲激励信号传输至压电晶体组件600,可以激励压电晶体组件600的压电陶瓷工作,调节压电晶体组件600的超声信号的输出。
开关单元510还可以包括开关控制单元,如图5的S1开关控制、S4开关控制。开关控制单元与控制模块200相连接,可以根据控制模块200输出的控制信号来改变不动端与动端之间的导通情况。开关控制单元可以自适应地根据控制信号连通第一不动端1与第一动端4、第二不动端2与第四动端7和第三不动端3与第六动端9,或者连通第一不动端1与第二动端5、第二不动端2与第三动端6和第三不动端3与第六动端9,或者连通第一不动端1与第二动端5、第二不动端2与第四动端7和第三不动端3与第五动端8。开关控制单元自适应控制不同端口之间连接的依据可以为根据压电晶体组件600的个数确定的阻抗,例如6组压电晶体组件600的阻抗为8欧姆,8组压电晶体组件600的阻抗为10欧姆等。
在本公开的一些实施例中,第一不动端1与第一动端4、第二不动端2与第四动端7和第三不动端3与第六动端9之间的连接可以处于常闭状态,即第一组阻抗匹配单元520与压电晶体组件600之间处于长期连通的状态。当开关控制单元根据消融信号或调节信号判断需要导通第二组阻抗匹配单元520与压电晶体组件600之间的连接通路时,开关控制单元控制三刀三掷开关使第一不动端1与第一动端4、第二不动端2与第四动端7之间的连接断开,使第一不动端1与第二动端5、第二不动端2与第三动端6之间导通,从而实现第二组阻抗匹配单元520与压电晶体组件600之间连接的切换。
当开关控制单元根据消融信号或调节信号判断需要导通第三组阻抗匹配单元520与压电晶体组件600之间的连接通路时,开关控制单元控制三刀三掷开关使第二不动端2与第三动端6、第三不动端3与第六动端9之间的连接断开,使第二不动端1与第四动端7、第三不动端3与第五动端8之间导通,从而实现第三组阻抗匹配单元520与压电晶体组件600之间连接的切换。
图7为本公开另一个实施例中超声消融系统的结构示意图,在其中一个实施例中,治疗导管还可以包括热电偶700,温度监控模块100可以包括温度采集电路110,温度采集电路110分别与热电偶700和控制模块200相连接。温度采集电路110可以用于采集热电偶的温度信息,并将温度信息传输至控制模块200。温度监控模块100还可以在温度信息大于预设阈值时生成报警信号。通过设置热电偶700和温度采集电路110对治疗区域的温度进行监测,可以在温度过高时及时进行调整,防止持续的高温对人体造成损伤,保证系统的使用安全性。
热电偶可以直接测量治疗区域的温度并将温度信号转换成热电动势信号,温度采集电路110可以将热电动势信号通过转换成治疗区域的温度信息。控制模块200可以对温度信息进行监控,当温度信息大于预设阈值时判断治疗区域的温度过高,生成报警信号。在本公开的一些实施例中,报警信号为声光报警信息,通过声音或指示灯进行告警。报警信号也可以为用于指示系统执行降低治疗区域温度的操作信号。可以通过物理降温的方式,例如向治疗区域通冷却水,也可以通过减少或关闭压电晶体输出的方式实现,例如关闭部分压电晶体组件,或切换电源能量的输出,或指示调低压电晶体输出的超声信号的频率。例如,当控制模块200根据温度采集电路110采集到的温度信号判断累积热量超过40℃时,温度监控模块100输出报警信号,系统可以根据报警信号切断电源能量的输出。
在其中一个实施例中,超声消融系统还可以包括PC系统(Personal Computer,个人计算机)。PC系统可以包括人机交互模块,人机交互模块与控制模块200相连接。人机交互模块可以为触摸屏输入单元和/或按键控制单元,通过触摸屏输入或按键输入的方式将控制信息输入人机交互模块,例如超声消融系统的发射频率、发射电压幅值和发射能量占空比等信息。人机交互模块可以通过USB串口和/或CAN总线通信方式实现与控制模块200之间的通信连接,并将控制信息传输至控制模块200。
在其中一个实施例中,超声消融系统还可以包括显示模块。显示模块可以与控制模块200相连接,可以用于对控制信息和/或温度信息进行显示。显示模块可以对输入的控制信号进行显示,用户可以对显示模块上显示的信息进行校对,防止输入的信息有误。温度采集电路110通过热电偶700采集到的压电晶体组件600在治疗区域的温度信息反馈至控制模块200后,显示模块也可以对温度信息进行显示。用户根据可以根据温度信息调整输入的控制信息,或采取其他手段来应对温度升高造成的安全隐患。通过显示模块可以更简便直观地将各项信息向用户进行显示,简化操作、优化使用体验。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种超声消融系统,其特征在于,包括:
温度监控模块,用于对目标区域的温度信息进行监控,在所述温度信息满足第一预设条件时生成第一控制信号,或在所述温度信息满足第二预设条件时生成第二控制信号;
控制模块,与所述温度监控模块相连接,用于获取控制信息,所述控制信息包括压电晶体信息,还用于根据所述控制信息和所述第一控制信号生成消融信号,或根据所述控制信息和所述第二控制信号生成调节信号;
调压模块,与所述控制模块相连接,用于根据所述消融信号或所述调节信号将输入电信号调整至目标电信号;
N组脉冲激励模块,分别与所述控制模块和所述调压模块相连接,用于根据所述消融信号或所述调节信号将所述目标电信号转换为脉冲激励信号;其中,N为大于零的整数;
N组信号处理模块,分别与N组所述脉冲激励模块对应连接,还与所述控制模块相连接,用于根据所述消融信号或所述调节信号对所述脉冲激励信号进行信号处理,并实现所述脉冲激励模块的输出端与压电晶体组件的输入端之间的阻抗匹配;所述控制模块还用于控制N组所述脉冲激励模块与N组所述信号处理模块之间的导通或关断;
治疗导管,所述治疗导管内设置有N组压电晶体组件,N组所述压电晶体组件分别与N组所述信号处理模块对应连接,用于将所述脉冲激励信号转化为超声信号,N组所述压电晶体组件还用于向所述治疗导管外侧发射超声能量。
2.根据权利要求1所述的超声消融系统,其特征在于,N组所述压电晶体组件在所述治疗导管内,围绕所述治疗导管的轴线周向分布。
3.根据权利要求1或2所述的超声消融系统,其特征在于,所述调压模块包括:
输入电路,包括输入端、正极输出端和负极输出端,所述输入端与电源模块相连接,用于获取输入电信号;所述输入电路包括第一电容;
变压器,与所述输入电路相连接,用于对所述输入电信号进行电压变换;所述变压器包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组;
输出电路,与所述变压器相连接,用于对电压变换后的所述输入电信号进行整流,以获取所述目标电信号,所述输出电路包括第一二极管、第二二极管、第二电容和第三电容;
所述第一电容的第一端与所述输入电路的输入端相连接,所述第一电容的第二端接地,所述初级绕组的第一端也与所述输入电路的输入端相连接;所述第一次级绕组的第一端与所述第一二极管的正极相连接,所述第一次级绕组的第二端与所述第二次级绕组的第一端相连接,所述第二次级绕组的第二端与所述第二二极管的负极相连接;所述第一二极管的负极与所述第二电容的第一端相连接,所述第二二极管的正极与所述第三电容的第一端相连接;所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第一次级绕组的第二端和所述第二次级绕组的第一端均接地;
所述第一二极管的负极和所述第二电容的第一端均与所述输出电路的正极输出端相连接,所述第二二极管的正极和所述第三电容的第一端均与所述输出电路的负极输出端相连接。
4.根据权利要求3所述的超声消融系统,其特征在于,所述调压模块还包括:
电压采样电路,与所述输出电路相连接,用于对所述输出电路的正极输出端进行电压采样,获取采样电信号;所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻;
主控电路,分别与所述变压器、所述电压采样电路、所述控制模块相连接,用于根据所述消融信号和所述采样电信号对所述变压器进行反馈调节,或根据所述调节信号和所述采样电信号对所述变压器进行反馈调节;所述主控电路包括主控单元、PWM控制器、第一开关管、第三电阻、电压反馈运放、数模转换模块;
所述第一电阻的第一端与所述输出电路的正极输出端相连接,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连接,所述第二电阻的第二端接地;
所述主控单元分别与所述PWM控制器的第一输入端、所述数模转换模块和所述控制模块相连接,所述数模转换模块与所述电压反馈运放的负极输入端相连接,所述电压反馈运放的正极输入端与所述第一电阻的第二端相连接;
所述电压反馈运放的输出端与所述PWM控制器的第二输入端相连接,所述PWM控制器的输出端与所述第一开关管的栅极相连接,所述PWM控制器的电流检测引脚与所述第一开关管的源极相连接,所述第一开关管的漏极与所述初级绕组的第二端相连接,所述第一开关管的源极还与所述第三电阻的第一端相连接,所述第三电阻的第二端接地。
5.根据权利要求1或2所述的超声消融系统,其特征在于,所述脉冲激励模块包括驱动芯片、第二开关管、第三开关管、第三二极管和第四二极管,
所述驱动芯片分别与所述第二开关管的源极、所述第三开关管的源极和所述控制模块相连接,所述第二开关管的漏极与所述调压模块的正极输出端相连接,所述第三开关管的栅极与所述调压模块的负极输出端相连接,所述第二开关管的栅极与所述第三二极管的正极相连接,所述第三开关管的漏极与所述第四二极管的负极相连接,所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极与所述脉冲激励模块的输出端相连接。
6.根据权利要求1所述的超声消融系统,其特征在于,所述信号处理模块包括开关单元、M组阻抗匹配单元,其中,M为大于零的整数;所述脉冲激励模块与M组所述阻抗匹配单元相连接,M组所述阻抗匹配单元通过所述开关单元与所述压电晶体组件相连接,所述开关模块还与所述控制模块相连接,所述开关单元用于根据所述消融信号或所述调节信号导通M组所述阻抗匹配单元中的任意一组与所述压电晶体组件的连接通路。
7.根据权利要求6所述的超声消融系统,其特征在于,当M为3时,所述开关单元为三刀三掷开关,所述三刀三掷开关包括第一不动端、第二不动端、第三不动端、第一动端、第二动端、第三动端、第四动端、第五动端和第六动端,第一组所述阻抗匹配单元包括第一电感、第四电容和第五电容,第二组所述阻抗匹配单元包括第二电感、第六电容和第七电容,第三组所述阻抗匹配单元包括第三电感、第八电容和第九电容,
所述第一电感的第一端分别与所述脉冲激励模块的输出端和所述第二动端相连接,所述第一电感的第二端与所述第四电容的第一端相连接,所述第四电容的第二端分别与所述第一不动端、所述第四动端和所述第二电感的第一端相连接,所述第二电感的第二端与所述第五电容的第一端相连接,所述第五电容的第二端分别与所述第二不动端、所述第六动端和所述第三电感的第一端相连接,所述第三电感的第二端与所述第六电容的第一端相连接,所述第六电容的第二端分别与所述压电晶体组件和所述第三不动端相连接,
所述第七电容的第一端与所述第一动端相连接,所述第七电容的第二端接地,所述第八电容的第一端与所述第三动端相连接,所述第八电容的第二端接地,所述第九电容的第一端与所述第五动端相连接,所述第九电容的第二端接地。
8.根据权利要求1所述的超声消融系统,其特征在于,所述治疗导管还包括热电偶,所述温度监控模块包括温度采集电路,所述温度采集电路分别与所述热电偶和所述控制模块相连接,用于采集所述热电偶的温度信息;
所述温度监控模块还用于在所述温度信息大于预设阈值时生成报警信号。
9.根据权利要求1所述的超声消融系统,其特征在于,所述超声消融系统还包括人机交互模块,与所述控制模块相连接,所述控制模块通过所述人机交互模块获取控制信息。
10.根据权利要求8所述的超声消融系统,其特征在于,所述超声消融系统还包括显示模块,与所述控制模块相连接,用于对所述控制信息和/或所述温度信息进行显示。
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