CN116113377A - 用于组织修改系统的信号发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号发生器，包括该信号发生器的系统以及相关方法。信号发生器包括存储用于产生处理信号的能量的电容器。信号发生器还包括波形整形电路、控制器、电压感测电路和电流感测电路。波形整形电路耦合到电容器并且包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，每个开关都被配置用于选择性地接通和断开，以便在开关接通时允许电流通过开关，并且在开关断开时阻止电流通过开关。控制器选择性地控制开关，以便产生处理信号。控制器还选择性地控制开关，以便执行某些故障测试，该故障测试依赖于由电压感测电路感测到的电压和由电流感测电路感测到的电流。

Description

用于组织修改系统的信号发生器

技术领域

本技术的某些实施例涉及在诸如组织修改系统等处理系统中使用的信号发生器，并且涉及包括信号发生器的处理系统。本技术的某些实施例还涉及由信号发生器和/或由包括信号发生器的处理系统使用的方法。

优先权要求

本申请要求于2020年9月11日提交的美国临时专利申请No.63/077,022以及于2021年4月9日提交的美国非临时专利申请No.17/227,232的优先权，它们在此通过引入并入本文。

背景技术

脉冲电场疗法可以用于传递高电压和短时持续时间短的脉冲来影响多种腔内结构(气道和胃肠道)、不能切除的组织靶位(肝、胰、肺和肾)或癌性实体瘤中的患病组织。信号发生器通常用于产生用于这种组织处理疗法的脉冲电场信号。由于用于传递治疗的脉冲的持续时间短，信号发生器通常包括含有固态电子器件的开关网络。信号发生器可以使用其开关网络来产生包括正向脉冲和负向脉冲的双相处理信号。替代地，信号发生器可以使用其开关网络来产生单相脉冲。由于在低阻抗条件下可能存在的高电压和高电流，信号发生器的固态开关有时可能会失效并且带来可靠性问题。

发明内容

根据本技术的实施例，信号发生器包括一个或多个电容器，该电容器耦合在高电压轨和低电压轨之间，并被配置用于存储可用于选择性地产生处理信号的能量。信号发生器还包括波形整形电路、控制器、电压感测电路和电流感测电路和控制器。波形整形电路耦合到一个或多个电容器，并且包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，每个开关都被配置为能够选择性地接通和断开，并且每个开关都被配置为当开关接通时允许电流通过开关，以及当开关断开时防止电流通过开关。控制器被配置用于选择性地控制开关，以便在第一时间段期间选择性地接通第一对开关并断开第二对开关，以及在第二时间段期间选择性地断开第一对开关并接通第二对开关，以便产生处理信号。电压感测电路被配置用于感测存储在一个或多个电容器中的电压。电流感测电路被配置用于感测具有如下幅值的电流，该幅值表征流过由控制器接通的一对开关的电流的幅值。

根据某些实施例，控制器被进一步配置用于：选择性地在信号发生器上执行第一故障测试，其中，在第一故障测试期间，第一对开关接通且第二对开关断开；响应于由电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值并且由电流感测电路感测到的电流幅值高于指定电流阈值，确定信号发生器通过了第一故障测试；以及响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，确定信号发生器未能通过第一故障测试。

根据某些实施例，作为第一故障测试的一部分，控制器被配置用于：响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，并且由电压感测电路感测到的电压高于指定电压阈值，确定第一对开关中的至少一个开关卡在断开状态；以及响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，并且由电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值，确定第二对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

根据某些实施例，控制器被进一步配置用于：选择性地在信号发生器上执行第二故障测试，其中，在第二故障测试期间，第一对开关断开且第二对开关接通；响应于由电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值并且由电流感测电路感测到的电流幅值高于指定电流阈值，确定信号发生器通过了第二故障测试；以及响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，确定信号发生器未能通过第二故障测试。

根据某些实施例，作为第二故障测试的一部分，控制器被配置用于：响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，并且由电压感测电路感测到的电压高于指定电压阈值，确定第二对开关中的至少一个开关卡在断开状态；以及响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，并且由电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值，确定第一对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

根据某些实施例，控制器被配置用于响应于信号发生器被通电而执行第一故障测试和第二故障测试中的至少一者。

根据某些实施例，控制器由处理器或现场可编程门阵列(FPGA)中的至少一者实施。

根据某些实施例，第一开关和第二开关在波形整形电路的第一支路内串联连接，并且第三开关和第四开关在波形整形电路的第二支路内串联连接，其中，第一支路和第二支路彼此并联。波形整形电路的第一输出节点在第一开关和第二开关之间，波形整形电路的第二输出节点在第三开关和第四开关之间，第一对开关包括第一开关和第四开关，第二对开关包括第二开关和第三开关。根据特定的这样的实施例，第一开关连接在高电压轨和第一输出节点之间；第二开关连接在第一输出节点与低电压轨之间；第三开关连接在高电压轨和第二输出节点之间并且第四开关连接在第二输出节点和低电压轨之间。

根据某些实施例，信号发生器还包括变压器，该变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组，其中，第一初级绕组和第二初级绕组彼此并联并且耦合在波形整形电路的第一输出节点和第二输出节点之间，并且其中，响应于次级绕组中的感应电压，产生由电流感测电路感测的电流，该电流用于产生施加至患者组织的处理信号。

本技术的某些实施例涉及一种由信号发生器使用的方法，所述信号发生器包括：一个或多个电容器，该电容器被配置用于存储可以用于选择性地产生处理信号的能量；以及波形整形电路，该波形整形电路耦合至所述一个或多个电容器并且包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，每个开关都被配置位能够选择性地接通和断开，并且每个开关都被配置为当开关接通时允许电流通过该开关，并且当开关断开时防止电流通过该开关。所述方法包括：在信号发生器上执行第一故障测试，其中，在第一故障测试期间，第一对开关被接通而第二对开关被断开；作为第一故障测试的一部分，感测存储在所述一个或多个电容器上的第一电压；作为第一故障测试的一部分，感测第一电流，该第一电流的幅值表征流过被接通的第一对开关的电流的幅值；以及基于存储在所述一个或多个电容器上的第一电压，并且基于作为第一故障测试的一部分而感测的，其幅值表征流过被接通的第一对开关的电流的幅值的第一电流，确定信号发生器是否通过了第一故障测试。

根据某些实施例，确定信号发生器是否通过第一故障测试包括：响应于作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压低于指定电压阈值，并且作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值高于指定电流阈值，确定信号发生器通过了第一故障测试。

根据某些实施例，确定信号发生器是否通过第一故障测试包括：响应于由电流感测电路感测到的第一电流的幅值低于指定电流阈值，确定信号发生器未能通过第一故障测试。根据某些实施例，确定信号发生器未能通过第一故障测试进一步包括：响应于作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值低于指定电流阈值，并且作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压高于指定电压阈值，确定第一对开关中的至少一个开关卡在断开状态；或者响应于作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值低于指定电流阈值，并且作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压低于指定电压阈值，确定第二对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

根据某些实施例，所述方法进一步包括在信号发生器上执行第二故障测试，其中，在第二故障测试期间，第一对开关被断开而第二对开关被接通；作为第二故障测试的一部分，感测存储在所述一个或多个电容器上的第二电压；作为第二故障测试的一部分，感测第二电流，该第二电流的幅值表征流过被接通的第二对开关的电流的幅值；以及基于存储在所述一个或多个电容器上的第二电压，并且基于作为第二故障测试的一部分而感测的，其幅值表征流过被接通的第二对开关的电流的幅值的第二电流，确定信号发生器是否通过了第二故障测试。

根据某些实施例，确定信号发生器是否通过第二故障测试包括：响应于作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压低于指定电压阈值，并且作为第二故障测试的一部分而感测的电流的幅值高于指定电流阈值，确定信号发生器通过了第二故障测试。

根据某些实施例，确定信号发生器是否通过第二故障测试包括：响应于作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值低于指定电流阈值，确定信号发生器未能通过第二故障测试。

根据某些实施例，确定信号发生器未能通过第二故障测试进一步包括：响应于作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值低于指定电流阈值，并且作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压高于指定电压阈值，确定第二对开关中的至少一个开关卡在断开状态；或者响应于作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值低于指定电流阈值，并且作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压低于指定电压阈值，确定第一对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

根据某些实施例，信号发生器包括一个或多个电容器，该电容器被配置用于存储可以用于选择性地产生处理信号的能量。信号发生器还包括开关网络，该开关网络包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一开关和第二开关彼此串联连接并且与所述一个或多个电容器并联连接，第三开关和第四开关彼此串联连接并与所述一个或多个电容器并联连接。第一开关、第二开关、第三开关和第四开关中的每个开关都被配置为能够选择性地接通和断开，被配置为当开关接通时允许电流通过该开关，并且被配置为当开关断开时防止电流通过该开关。信号发生器还包括控制器，该控制器被配置为能够选择性地控制开关，以便在第一时间段期间选择性地接通第一开关和第四开关并且断开第二开关和第三开关，以及在第二时间段期间选择性地断开第一开关和第四开关并且接通第二开关和第三开关，以便产生处理信号。此外，信号发生器包括电压感测电路和电流感测电路，其中，电压感测电路被配置用于感测存储在所述一个或多个电容器上的电压，电流感测电路被配置用于感测具有如下幅值的电流，该幅值表征流过由控制器接通的一对开关的电流的幅值。

在某些实施例中，控制器被进一步配置用于选择性地在信号发生器上执行第一故障测试，其中，在第一故障测试期间，第一开关和第四开关接通并且第二开关和第三开关断开；响应于由电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值以及由电流感测电路感测到的电流幅值高于指定电流阈值，确定信号发生器通过了第一故障测试；以及响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，确定信号发生器未能通过第一故障测试。

在某些实施例中，控制器被进一步配置用于：选择性地在信号发生器上执行第二故障测试，其中，在第二故障测试期间，第一开关和第四开关断开并且第二开关和第三开关接通；响应于由电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值以及由电流感测电路感测到的电流幅值高于指定电流阈值，确定信号发生器通过了第二故障测试；以及响应于由电流感测电路感测到的电流幅值低于指定电流阈值，确定信号发生器未能通过第二故障测试。

根据某些实施例，信号发生器还包括在第一开关和第二开关之间的第一输出节点；第三开关和第四开关之间的第二输出节点；以及变压器，该变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组。在某些这样的实施例中，第一初级绕组和第二初级绕组彼此并联并且耦合在第一输出节点和第二输出节点之间。此外，响应于次级绕组中的感应电压，产生由电流感测电路感测的电流，该电流用于产生施加至患者组织的处理信号。

本发明内容不是本技术的实施例的完整描述。本技术的实施例的其他特征和优点将在以下描述中显现，其中，结合附图和权利要求详细阐述了优选实施例。

附图说明

图1A示出了用于处理患者的示例性处理系统。

图1B示出了最初在图1A中介绍的处理系统的实施例的示意图。

图2A示出了根据本技术的实施例的在图1A和图1B中介绍的信号发生器的输出信号发生器电路的电路图。

图2B包括与在图2A中介绍的相同的电路图，用于解释根据本技术的实施例如何在信号发生器的开关网络上执行第一故障测试。

图2C包括与在图2A中介绍的相同的电路图，用于解释根据本技术的实施例如何在信号发生器的开关网络上执行第二故障测试。

图3示出了由能量传递算法规定的双相处理信号的波形的实施例。

图4示出了由在图2A中介绍的电路的控制器产生的信号，该信号用于控制开关以产生双相处理信号。

图5A示出了用于概括执行在图2B中介绍的第一故障测试的方法的概要流程图。

图5B示出了用于概括执行在图2C中介绍的第二故障测试的方法的概要流程图。

图5C示出了用于概括方法的概要流程图，该方法用于确定在图2B和图5A中讨论的第一故障测试未能通过的原因。

图5D示出了用于概括方法的概要流程图，该方法用于确定在图2C和图5B中讨论的第二故障测试未能通过的原因。

具体实施方式

本技术的某些实施例涉及用于诸如组织修改系统等处理系统中的信号发生器，但不限于此。图1A示出了用于处理患者的处理系统100示例。图1B是在图1A中示出的处理系统的实施例的示意图。在该实施例中，系统100包括可连接到信号发生器104的治疗能量传递器械102(例如导管)。信号发生器104在此可以更简洁地称为发生器104。参照图1A，器械102显示为具有细长轴106，该细长轴106在其远端附近具有至少一个能量传递体108，在其近端具有握持部110。器械102可连接到作为处理系统100的一部分的发生器104。除其他特征外，器械102与发生器104的连接将电能提供给了能量传递体108。在该实施例中，能量传递体108包括由近端约束件122和远端约束件124约束的多个丝状物或带状物120，并且形成用作电极的螺旋形框状物。在替代实施例中，丝状物或带状物是直的，而不是形成为螺旋形(即，构造为形成直形的框状件)。在又一实施例中，能量传递体108由筒管经激光切割而成。应当理解，可以使用多种其他设计。例如，能量传递体108可以是桨状的并且包括多个丝状物或带状物，这些丝状物或带状物被布置成形成平坦的垫状件或桨状件。这样的能量传递体108是柔性的，以便缩回到轴106中。仍然参考图1A，在该实施例中，能量传递体108是可自膨胀的，并且在坍缩配置中被传递到目标区域。例如，通过将护套126放置在能量传递体108上，可以实现这种坍缩配置。器械轴106(在护套126内)终止于近端约束件122，使得远端约束件124基本上沿轴向不受约束并且相对于器械102的轴106自由移动。使护套126在能量传递体108上前进允许远端约束件124向前移动，由此伸长/坍缩并且约束能量传递体108。能量传递体108在本文中也可称为能量传递电极108、激活电极(active electrode)108或更简洁地称为电极108。

如该示例所示，器械102在其近端包括握持部110。在一些实施例中，握持部110是可移除的，例如通过按压握持部移除按钮130移除握持部110。在该实施例中，握持部110包括能量传递体操纵钮柄或致动器132，其中，致动器132的运动引起框形电极的膨胀或缩回/坍缩。在该示例中，握持部110还包括用于与内窥镜或其他类型的可视化装置可选连接的工作端口卡接部134以及用于与发生器104连接的电缆插入端口136。应当理解，可以使用多种类型的可视化手段，包括血管造影术(可选地包括标记物)、计算机断层成像，光学相干断层成像、超声成像和直接视频可视化等。

在该实施例中，治疗能量传递器械102可以与发生器104以及施加到患者皮肤外部的离散(返回)电极140相连接。因此，在该实施例中，通过在设置在器械102远端附近的能量传递体108和返回电极140之间提供能量实现了单极能量传递。然而，应当理解，可以替代地使用双极能量传递和其他布置方式。当使用双极能量传递时，治疗能量传递器械102在总体设计上可以不同，例如包括多个能量传递体108，或者治疗能量传递器械102在总体设计上可以看起来相似，例如包括被配置成以双极方式起作用的单个能量传递体108。在一些情况下，与单极能量传递相比，双极能量传递允许使用更低的电压来实现处理效果。在双极构造中，正极和负极足够靠近，共同地在电极极端和电极极端之间提供处理效果。与单极相比，这可以将处理效果传播在更大、更浅的表面区域上，因此需要更低的电压来实现处理效果。同样，该更低的电压可用于减小穿透深度。此外，如果传递的电压低至足以避免刺激心肌细胞，则在特定情况下，较低的电压要求可以避免使用心脏同步手段。

在该实施例中，发生器104包括用户界面150、一个或多个能量传递算法152、处理器154、数据存储/检索单元156(例如存储器和/或数据库)以及能量存储和输出子系统158，该能量存储和输出子系统产生并存储要传递的能量，并且产生要传递的能量所希望的波形。在一些实施例中，使用一个或多个电容器来存储/传递能量，然而，可以使用任何其他合适的能量存储元件。在一些实施例中，使用多种开关来产生要传递的能量所希望的波形。能量存储和输出子系统158也可称为输出信号发生器电路158，或更简洁地称为电路158。此外，发生器可以包括一个或多个通信端口167。

在一些实施例中，发生器104包括三个子系统：1)高能量存储系统，2)高电压中频率开关放大器，以及3)系统控制器、固件和用户界面。系统控制器包括心脏同步触发监控器，该心脏同步触发监控器允许将脉冲能量输出与患者的心律同步。发生器采用交流(AC)电源来为多个直流(DC)供电设备供电。发生器的控制器可以使DC供电设备在能量传递开始之前对高能量电容器存储堆充电。在处理能量传递开始时，发生器的控制器、高能量存储堆和双相脉冲放大器可以同时运作以产生高电压中频率输出。

应当理解，可以采用多种发生器电气架构来执行能量传递算法。特别地，在一些实施例中，使用先进的开关系统，该开关系统能够将脉冲电场循环引导到与相同的能量存储和高电压传递系统分开的能量传递电极。此外，在采用快速变化的脉冲参数(例如，电压、频率等)的先进能量传递算法中采用的发生器或多个能量传递电极可利用模块化能量存储系统和/或高电压系统，从而促进高度可定制的波形和地理脉冲传递范例。还应该理解，上面描述的电气架构仅仅是示例性的，并且传递脉冲电场的系统可以包括或不包括附加的开关放大器部件。

用户界面150可以包括触摸屏和/或更传统的按钮，以便允许操作者输入患者数据、选择处理算法(例如，能量传递算法152)、启动能量传递、查看存储在存储/检索单元156上的记录并且/或者除此之外与发生器104通信。用户界面150可以包括语音激活机制以输入患者数据，或者可以能够与套件中的附加设备通信，从而通过次级单独的用户界面控制发生器104。

在一些实施例中，用户界面150被配置用于接收由操作者定义的输入。由操作者定义的输入可以包括能量传递的持续时间、能量传递脉冲的一个或多个其他时间方面、功率和/或操作模式，或其组合。示例操作模式可以包括(但不限于)：系统启动和自检、操作员输入、选择算法、处理前系统状态和反馈、能量传递、能量传递后的显示或反馈、处理数据查阅和/或下载、软件更新或其任何组合或子组合。根据某些实施例，在自动化的治疗传递期间，用户界面150向医师或技术人员或一些其他用户显示信息，其中，所有前述剂量参数(例如，能量传递的持续时间、能量传递脉冲的一个或多个其他时间方面、功率和/或操作模式，或其组合)都可以被预设。用户界面150还可以用于在一个或多个自测试之后提供系统状态，并且可以为用户提供知悉系统状态信息的方式。

在一些实施例中，系统100还包括用于获取心电图(ECG)的机构，例如外部心脏监控器170。心脏监控器的示例可从AccuSync医学研究公司获得。在一些实施例中，外部心脏监控器170以可操作的方式连接到发生器104。心脏监控器170可用于连续获取ECG信号。外部电极172可以应用于患者以采集ECG。发生器104分析一个或多个心动周期并识别可以安全地对患者施加能量的时间段的开始，从而提供使能量传递与心动周期同步的能力。在一些实施例中，该时间段是在若干毫秒的(ECG QRS波群的)R波内，以避免诱发心律失常，如果是在T波上传递能量脉冲，则可能诱发心律失常。应当理解，这种心脏同步通常是在使用单极能量传递时而利用的，然而，该心脏同步也可以用作其他能量传递方法的一部分。

在一些实施例中，除其他活动以外，处理器154还修改能量传递算法并且/或者在能量传递算法之间切换、监控能量传递和任何传感数据，并且经由反馈回路对所监控的数据作出反应。在一些实施例中，处理器154被配置用于基于一个或多个所测量的系统参数(例如电流)、一个或多个所测量的组织参数(例如阻抗)和/或其组合来执行用于运行反馈控制回路的一个或多个算法。

数据存储/检索单元156存储例如与所传递的处理相关的数据，并且可以可选地通过将装置(例如，笔记本电脑或U盘(thumb drive))连接到通信端口来下载该数据。在一些实施例中，该装置具有用于指导下载信息的本地软件，例如存储在数据存储/检索单元156上并且可以由处理器154执行的指令。在一些实施例中，用户界面150允许操作者选择将数据下载到装置和/或系统，例如但不限于计算机装置、平板电脑、移动装置、服务器、工作站、云计算设备/系统和/或类似物。可以准许有线连接和/或无线连接的通信端口可以允许下载数据，如刚才所述，但也可以允许上传数据，例如上传自定义的算法或提供软件更新。

数据存储/检索单元156可以是例如随机存取存储器(RAM)、缓冲存储器、硬盘驱动器、数据库、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦只读存储器(EEPROM)、只读存储器(ROM)、闪存等。数据存储/检索单元156可以存储使处理器154执行与系统100相关联的模块、过程和/或功能的指令。

在一些实施例中，数据存储/检索单元156包括具有非瞬态计算机可读介质(也可称为非瞬态处理器可读介质)的计算机存储产品，该非瞬态计算机可读介质中具有用于执行多种计算机实施的操作的指令或计算机代码。计算机可读介质(或处理器可读介质)在其自身不包括瞬态传播的信号(例如，在诸如空间或电缆等传输介质中携带信息的正在传播的电磁波)的意义上是非瞬态的。介质和计算机代码(也可称为代码)可以是为特定目的而设计和架构的那些介质和计算机代码。非瞬态计算机可读介质的示例包括但不限于：磁性存储介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学存储介质，例如紧凑型存储盘/数字视频存储盘(CD/DVD)、只读紧凑型存储盘(CD-ROM)和全息装置；例如光学存储盘等磁光存储介质；载波信号处理模块；以及专门配置为存储和执行程序代码的硬件装置，例如ASIC、可编程逻辑装置(PLD)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)装置。本文描述的其他实施例涉及计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括例如本文讨论的指令和/或计算机代码。

计算机代码的示例包括但不限于微代码或微指令、例如由编译器产生的机器指令、用于产生万维网服务的代码、以及包含由计算机通过使用解释器来执行的高级指令的文件。例如，可以使用命令式编程语言(例如C、Fortran等)、函数式编程语言(Haskell、Erlang等)、逻辑式编程语言(例如Prolog)、面向对象的编程语言(例如Java、C++等)或其他合适的编程语言和/或开发工具来实现实施例。计算机代码的其他示例包括但不限于控制信号、加密代码和压缩代码。

在一些实施例中，系统100可以以可通信的方式耦合至网络，该网络可以是任何类型的网络，例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟网络、电信网络、数据网络和/或实施为有线网络和/或无线网络的因特网。在一些实施例中，可以使用任何适当类型和/或方法的安全通信(例如，安全套接层协议(SSL))和/或加密来保障任何通信或所有通信。在其他实施例中，任何通信或所有通信都可以没有保障的。

图1B是最初在图1A中介绍的处理系统100的实施例的示意图。在该实施例中，离散(中性)电极或返回电极140以可操作的方式连接至发生器104，同时被固定到患者的皮肤，以便为经由器械102传递的能量提供返回路径。能量传递器械102包括一个或多个能量传递体108(由电极构成)、一个或多个传感器160、一个或多个成像模态162、一个或多个按钮164和/或定位机构166(例如，诸如但不限于握持部上的具有牵引线的操控杆和/或操控盘、伸缩管、护套等)，其中，所述一个或多个能量传递体108与组织接触。在一些实施例中，脚踏开关168以可操作的方式连接至发生器104并被用于启动能量传递。离散电极140在此也可称为中性电极140、返回电极140，或更简洁地称为电极140。

如先前所述，用户界面150可以包括触摸屏和/或更传统的按钮，以便允许操作者输入患者数据、选择处理算法152、启动能量传递、查看存储在存储/检索单元156上的记录，或者除此之外与发生器104通信。处理器154管理并执行能量传递算法、监控能量传递和任何传感数据，并通过反馈回路对所监控的数据作出反应。数据存储/检索单元156存储与所传递的处理相关的数据，并且可以通过将装置(例如，笔记本电脑或U盘)连接到通信端口167来下载该数据。

器械102以可操作的方式连接到发生器104和/或单独的成像屏幕180。成像模态162可被结合到器械102中，或者与器械102一同使用或以结合的方式使用。替代地或附加地，可以使用单独的成像模态或设备169，例如可通过商业途径获得的系统(例如，支气管镜)。可以通过使用任何合适的机构将该单独的成像设备169以机械的、可操作的和/或通信的方式联接到器械102。

图2A是根据本技术的实施例的信号发生器104的输出信号发生器电路158的电路图。参考图2A，电路158被示出为包括高电压(HV)供电设备202、控制器204、HV电容器206、波形整形电路208、变压器210、滤波器220、DC阻断电容器222、电压感测电路226、电流感测电路228和标定电阻器Rcal。电压感测电路226和电流感测电路228是故障检测器230的一部分，该故障检测器将在下面更详细地描述。如所属领域的技术人员了解的，电路158可以包括未示出的额外电路网。

HV供电设备202被配置用于选择性地提供高电压DC信号，该高电压DC信号用于将HV电容器206充电到所希望的电压电平。在某些实施例中，电压感测电路226可用于确定HV电容器206何时被充电到所希望的电压电平，但这不是必要的。HV供电设备202可以包括例如AC/DC转换器，该AC/DC转换器接收交变电流(AC)并保持和输出直流电流(DC)信号。HV供电设备202还可以包括升压调节器或降压调节器，该调节器接收AC/DC转换器的输出，并将AC/DC转换器的输出转换为所希望的电压电平，并将该电压电平保持在所希望的电平。如本领域普通技术人员所理解的，HV供电设备202可以包括附加的和/或替代的电路网。开关Sp用于选择性地将HV供电设备202连接到HV电容器206。作为使用开关Sp来控制HV供电设备202是否对HV电容器206充电的替代方案或附加方案，HV供电设备202的输出可由控制器204选择性地启用和禁用，从而选择性地控制在任意给定时间HV电容器206是否由HV供电设备202充电。相应地，若HV供电设备202的输出可以由控制器204选择性地启用和禁用，可以可选地省去开关Sp。

HV电容器206包括用于存储用于产生处理信号的能量的一个或多个HV电容器，所述处理信号经由电极108和电极140或一些其他电极传递至患者。HV电容器206可能是通过使用彼此串联和/或并联连接的电容器堆来实现，这取决于具体的实现方案。

波形整形电路208被示出为包括限流电阻器Ra1、限流电阻器Ra2、限流电阻器Rb1和限流电阻器Rb2，以及开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1和开关Sb2。该开关由控制器204控制，该控制器204可以由处理器(例如，图1A和图1B中的处理器154)、FPGA或类似物实现。根据某些实施例，开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1和开关Sb2中的每一者都是使用相应的绝缘栅双极晶体管(IGBT)来实现的。若每个开关都是使用相应的IGBT来实现的，每个开关都可以包括相应的IGBT驱动器(未示出)或与相应的IGBT驱动器(未示出)相关联，如本领域普通技术人员所理解的。每个这样的IGBT驱动器都可以响应于从控制器204接收的信号而选择性地接通(即闭合)或断开(即打开)相应的IGBT类型开关。波形整形电路208的输出节点，该输出节点被标记为输出1和输出2，连接到变压器210。

变压器210用于将在波形整形电路208的输出节点(输出1和输出2)之间产生的电压信号升压到所希望的电平。变压器210还用于将HV供电设备202和波形整形电路208隔离于电极108和电极140。在图2A中，变压器的初级侧被示出为包括两个并联绕组212、214，并且变压器的次级侧被示出为包括单个绕组216。在所示实施例中，初级绕组212、214中的每一者都具有14匝，并且次级绕组216具有30匝，这意味着该变压器是大约1：2的升压变压器。然而，初级绕组和次级绕组也可以具有提供不同升压(或降压)比的不同匝数。

将开关接通，如在此使用的表述，并不一定意味着开关着实被接通，因为有可能开关卡在断开位置并且因此不响应于被接通。类似地，将开关断开，如在此使用的表述，并不一定意味着开关着实被断开，因为有可能开关卡在接通位置并且因此不响应于被断开。如下面将要更详细地描述的，根据本技术的某些实施例，可以使用这里描述的故障测试来确定开关是否卡在接通状态或是卡在断开状态。

滤波器220，该滤波器被示出为包括串联连接的电阻器和电容器的RC缓冲电路，用于滤除可能由变压器210的漏电感而引起的高频瞬变或振铃。DC阻断电容器222用于防止危险的低频电流或DC电流流过患者组织。在自测试期间，可以使用具有公差非常严格的已知(即预先确定)电阻值的标定电阻器Rcal，从而通过测量流经该已知电阻(即Rcal)的电压和电流来验证电压感测电路226和电流感测电路228在适当地运行。开关Sc用于将标定电阻器Rcal接入图2A所示的电路以及将该电阻器与该电路断开。

图3示出了由能量传递算法152规定的处理信号的波形300的实施例。波形300也可称为双相处理信号300，或更简洁地称为处理信号300。在图3中，示出了一个包302。然而，波形300还可以包括一个或多个额外的包(未示出)，其中，两两的包之间通过休止周期彼此分开。在该实施例中，包302包括第一双相循环(包括第一正脉冲峰308和第一负脉冲峰310)、第二双相循环(包括第二正脉冲峰308'和第二负脉冲峰310')以及第n双相循环(包括第n正脉冲峰308”和第n负脉冲峰310”)，其中，n是大于或等于3的整数。第一双相脉冲和第二双相脉冲由各脉冲之间的无信号时间312(即间歇)分开。在该实施例中，双相脉冲是对称的，从而正峰的设置电压316p与负峰的设置电压316n相同，然而，这并不是必须的。此处，该双相的、对称的波也是方波，使得正电压波的幅值和时间近似等于负电压波的幅值和时间，然而，这并不是必须的。

当使用双极构造来施加处理信号时，面向负电压波的细胞(例如，气道壁细胞)部分在这些区域中经历细胞去极化，在此期间在正常情况下带负电的细胞膜区域短暂地变为带正电。相反，面向正电压波的细胞部分经历超极化，在此期间细胞膜区域的电势变得极负。当用于处理患者的肺的气道壁时，应当理解，在双相脉冲的各个正相或负相中，气道壁细胞的部分将经历相反的作用。例如，面向负电压的细胞膜部分将经历去极化，而与该部分成180°的部分将经历超极化。在一些实施例中，被超极化的部分面向离散电极或返回电极140。

所使用和所考虑的电压可以是方波波形的顶部、可以是正弦波形或锯齿波形的峰部、或者可以是正弦波形或锯齿波形的RMS(均方根)电压。在一些实施例中，能量以单极方式传递，并且每个高电压脉冲或设定电压316都在约500V至10,000V之间、特别是约500V至5000V之间、约500V至4000V之间、约1000V至4000V之间、约2500V至4000V之间、约2000至3500之间、约2000V至2500V之间、约2500V至3500V之间，包括在约500V、1000V、1500V、2000V、2500V、3000V、3500V、4000V之间的所有值和子范围。在一些实施例中，每个高电压脉冲都在大约1000V至2500V的范围内，该高电压脉冲可以在特定参数组合中穿透气道壁W，以便处理或影响位于稍浅处的特定细胞，例如上皮细胞。在一些实施例中，每个高电压脉冲都在大约2500V至4000V的范围内，该高电压脉冲可以在特定参数组合中穿透气道W，以便处理或影响位于稍深处的特定细胞，例如粘膜下层细胞或平滑肌细胞。

应当理解，设定电压316p和设定电压316n可能根据特定实施例而变化。在双极传递中，由于更小、更定向的电场，可以使用更低的电压。在一些实施例中，能量以双极方式传递，并且每个脉冲都在约100V至1900V之间、特别是100V至999V之间、更特别是约500V至800V之间，例如500V、550V、600V、650V、700V、750V、800V。在其他实施例中，能量以双极方式传递，并且每个脉冲都在大约50V至5000V之间，包括250V至1500V。

用于治疗的双极电压是根据电极的分隔距离来选取的，而对于使用远距离离散板电极的单极电极配置，可以在较少考虑导管电极和放置在身体上的离散电极的准确放置的情况下传递用于治疗的双极电压。在单极电极的实施例中，由于被传递的能量通过身体到达离散电极(在10cm至100cm的有效分隔距离的量级上)的离散行为，通常使用更大的电压。相反，在双极电极的配置中，电极的相对靠近的作用区域，在0.5mm至10cm的量级上，包括1mm至1cm的量级，导致对电能浓度和从分隔距离传递到组织的有效剂量的影响更大。例如，如果在适当的组织深度(1至3mm)引起所希望的临床效果的目标电压-距离比为3000V/cm，那么若分隔距离从1mm变为1.2mm，则这将导致处理电压必须从300V增加到大约360V，变化率为20％。

每秒时间的双相循环数是频率。在一些实施例中，利用双相脉冲来减少不希望的肌肉刺激，特别是心肌刺激。在其他实施例中，脉冲波形是单相的，并且没有明确的固有频率，替代地，可以通过将单相脉冲长度加倍以导出频率来考虑基础频率。在一些实施例中，信号具有100kHz至1MHz范围内的频率，更具体地100kHz至1000kHz范围内的频率。在一些实施例中，信号具有在大约100kHz至600kHz范围内的频率，该信号通常穿透气道以便处理或影响位于稍深处的特定细胞，例如粘膜下层细胞或平滑肌细胞。在一些实施例中，信号具有在大约600kHz至1000kHz或600kHz至1MHz范围内的频率，该信号通常穿透气道壁W以便处理或影响位于稍浅处的特定细胞，例如上皮细胞。应当理解，在某些电压下，处于或低于300kHz的频率可能引起不希望的肌肉刺激。因此，在一些实施例中，信号具有400kHz至800kHz或500kHz至800kHz范围内的频率，例如500kHz、550kHz、600kHz、650kHz、700kHz、750kHz和800kHz。特别地，在一些实施例中，信号具有600kHz的频率。此外，通常利用心脏同步来减少或避免在敏感的节律周期期间不希望的心肌刺激。应当理解，可以与最小化信号伪像(signal artifact)的部件一起使用甚至更高的频率。

图4示出了由图2A中的控制器204(例如图1A和图1B中的处理器154)产生的信号，以便控制开关Sa1、Sa2、Sb1和Sb2来产生图3所示的双相处理信号300。前面提到的开关共同提供开关网络。在图4中，相位1上升信号402用于控制开关Sa1、相位2下降信号用于控制开关Sa2、相位2上升信号406用于控制开关Sb1、相位2下降信号408用于控制开关Sb2。参照图2A图3和图4，在时间点t1和时间点t2之间的时间段期间，相位1上升信号402使开关Sa1接通(即闭合)、相位1下降信号408使开关Sb2接通(即闭合)、相位2下降信号404使开关Sa2保持断开(即打开)并且相位2上升信号406使开关Sb1保持断开(即打开)，这产生了在图3中示出的第一正脉冲峰308。

在时间点t2和时间点t3之间的时间段期间，相位1上升信号402使开关Sa1断开(即打开)、相位1下降信号408使开关Sb2断开(即打开)、相位2下降信号404使开关Sa2接通(即闭合)并且相位2上升信号406使开关Sb1接通(即打开)，这产生了在图3中示出的第一负脉冲峰310。在时间点t3和时间点t4之间的时间段期间，相位1上升信号402使开关Sa1保持断开(即打开)、相位1下降信号408使开关Sb2保持断开(即打开)、相位2下降信号404使开关Sa2断开(即打开)并且相位2上升信号406使开关Sb1断开(即打开)，这产生了在图3中示出的跟在第一负脉冲峰310之后的无信号时间312。在时间点t4和时间点t5之间的时间段期间，相位1上升信号402使开关Sa1接通(即闭合)、相位1下降信号408使开关Sb2接通(即闭合)、相位2下降信号404使开关Sa2保持断开(即打开)并且相位2上升信号406使开关Sb1保持断开(即打开)，这产生了在图3中示出的第二正脉冲峰308'。在时间点t5和时间点t6之间的时间段期间，相位1上升信号402使开关Sa1断开(即打开)、相位1下降信号408使开关Sb2断开(即打开)、相位2下降信号404使开关Sa2接通(即闭合)并且相位2上升信号406使开关Sb1接通(即打开)，这产生了在图3中示出的第二负脉冲峰310'。在时间点t6和时间t7之间的时间段期间，相位1上升信号402使开关Sa1保持断开(即打开)、相位1下降信号408使开关Sb2保持断开(即打开)、相位2下降信号404使开关Sa2断开(即打开)并且相位2上升信号406使开关Sb1断开(即打开)，这产生了在图3中示出的跟在第二负脉冲峰310'之后的另外的无信号时间。可根据希望以类似的方式产生额外的正脉冲峰和负脉冲峰(例如正脉冲峰308”和负脉冲峰310”)以及额外的无信号时间。

从图2A、图3和图4的上述讨论可以理解，为了产生适当的处理信号，例如在图3中示出的双相处理信号300，信号发生器104(并且更具体地，储能存储和输出子系统158)的多种开关，即开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1和开关Sb2必须被恰当地操作。然而，由于这些开关所经受的高电压，这些开关有时会经历故障，这可能导致这些开关中的一个或多个卡在接通状态(即被闭合)并且/或者一个或多个开关卡在断开状态(即打开)。为了识别这样的潜在故障，信号发生器104可以执行一个或多个故障测试以分类信号发生器104的故障状态，从而确保信号发生器被恰当地操作。当故障测试识别出故障时，可以产生错误消息，响应于该错误消息，信号发生器104可以由合适的技术人员服务(也就是维修)。

更具体地，根据某些实施例，信号发生器104包括故障检测器230，该故障检测器包括电压感测电路226和电流感测电路228，如图2A所示。故障检测器230还可以包括控制器204(例如处理器154、FPGA或类似物)，该控制器用于在故障测试期间控制开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1、开关Sb2、电压感测电路226和电流感测电路228。此外，在故障测试期间，控制器204可以从电压感测电路226获得电压的测量，并且从电流感测电路228获得电流的测量。如果故障测试失败(即未能通过)，则可以认为检测到故障。控制器204还可以基于这样的电压测量和电流测量来确定是否检测到故障，这将在下面进一步详细描述。控制器204可以被配置用于将多种开关设置为预定的状态(例如，测试状态)，以便允许故障状态被分类。可以在信号发生器104上电时执行故障测试，例如用于上电自检(POST)和/或以预定的间隔或响应于在使用期间产生的某些事件，例如刚好在组织消融能量传递和/或电容器放电之前，但不限于此。

根据某些实施例，在控制器204的控制下执行第一故障测试和第二故障测试，并且在第一故障测试之前对HV电容器206充电，其手段是例如接通(即被闭合)开关Sp一段时间，如图2A所示，并且同时开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1和开关Sb2都被断开(即被打开)，也如图2A所示。然后，在第一故障测试刚要启动之前将开关Sp断开(即被打开)。在第一故障测试期间，开关Sa1和开关Sb2接通(即闭合)、开关Sa2和Sb1断开(即打开)，并且开关Sc也接通(即被闭合)，如图2B所示。假定所有开关都正常工作，电流应当沿着由图2B中标记为232的虚线所指定的路径流动。当电流232流过变压器210的初级绕组212、214时，在变压器210的次级绕组216中感应出次级电流，该次级电流应当沿着由图2B中标记为234的虚线所指定的路径流动。次级电流234将使得有电流流过电阻器Rcal，作为第一故障测试的一部分，该电流被电流感测电路228感测。此外，作为第一故障测试的一部分，电压感测电路226在波形整形电路208的高电压轨上感测电压。如果电压感测电路226感测到低电压(即低于指定电压阈值的电压)，并且电流感测电路228感测到电流(即幅值高于指定电流阈值的电流)，则确定信号发生器104通过了第一故障测试。然而，如果电压感测电路226感测到高电压(即高于指定电压阈值的电压)，并且/或者电流感测电路228没有感测到电流(更具体地，感测到具有低于指定电流阈值的幅值的电流)，则确定信号发生器104未能通过第一故障测试。在某些实施例中，仅确定是通过了第一故障测试还是未能通过第一故障测试。在其他实施例中，还可以识别未能通过第一故障测试的原因，技术人员等可以使用该原因来修理信号发生器。下面所示的表1明确了可能导致未能通过第一故障测试的各种类型的故障。

表1

在第二故障测试之前，HV电容器206被充电，其手段是例如接通(即闭合)开关Sp一段时间，如图2A所示，并且同时开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1和开关Sb2都被断开(即被打开)，也如图2A所示。然后，在第二故障测试刚要启动之前将开关Sp断开(即被打开)。在第二故障测试期间，开关Sa1和开关Sb2断开(即打开)、开关Sa2和Sb1接通(即被闭合)，并且开关Sc也接通(即被闭合)，如图2C所示。假定所有开关都正常工作，电流应当沿着由图2C中标记为242的虚线所指定的路径流动。当电流242流过变压器210的初级绕组212、214时，在变压器210的次级绕组216中感应出次级电流，该次级电流应当沿着由图2C中标记为244的虚线所指定的路径流动。次级电流244将使得有电流流过电阻器Rcal，作为第二故障测试的一部分，该电流被电流感测电路228感测。此外，作为第二故障测试的一部分，电压感测电路226在波形整形电路208的高电压轨上感测电压。如果电压感测电路226感测到低电压(即低于指定电压阈值的电压)，并且电流感测电路228感测到电流(即幅值高于指定电流阈值的电流)，则确定信号发生器104通过了第二故障测试。然而，如果电压感测电路226感测到高电压(即高于指定电压阈值的电压)，并且/或者电流感测电路228没有感测到电流(更具体地，感测到具有低于指定电流阈值的幅值的电流)，则确定信号发生器104未能通过第二故障测试。在某些实施例中，仅确定是通过了第二故障测试还是未能通过第一故障测试。在其他实施例中，还可以识别未能通过第一故障测试的原因，技术人员等可以使用该原因来修理信号发生器。下面所示的表2明确了可能导致未能通过第二故障测试的各种类型的故障。

表2

在第一故障测试中，感测高电压轨上的电压与感测存储在HV电容器206上的电压相同。类似地，在第二故障测试中，感测高电压轨上的电压与感测存储在HV电容器206上的电压相同。此外，因为若感测到的电流低于指定的感测阈值则未能通过第一故障测试，所以可以仅基于感测到的电流来检测第一故障测试未能通过，而不必考虑感测到的电压。类似地，因为若感测的电流低于指定的感测阈值则未能通过第二故障测试，所以可以仅基于感测的电流来检测第二故障测试未能通过，而不必考虑感测到的电压。

现在参考图5A，该图是用于总结上面参考图2B所讨论的用于执行第一故障测试的方法的概要流程图。参照图5A，步骤502包括对用于选择性地将处理信号传递至患者组织的HV电容器充电。步骤504包括接通第一对开关(例如开关Sa1和开关Sb2)，并且断开第二对开关(例如开关Sa2和开关Sb1)。步骤502和步骤504可以例如由控制器204执行。步骤502可以被认为是与第一故障测试分开的，例如，该步骤可以在第一故障测试启动之前就发生。

步骤506包括感测存储在HV电容器中的第一电压。步骤506可以由电压感测电路226在控制器204的控制下执行。作为第一故障测试的一部分，步骤508包括感测具有如下幅值的第一电流，该幅值表征流过被接通的第一对开关(例如开关Sa1和开关Sb2)的电流的幅值。步骤508可以例如由电流感测电路228在控制器204的控制下执行。步骤506和步骤508的顺序可以颠倒，或者步骤506和步骤508可以同时执行。

步骤510包括将作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压与指定电压阈值进行比较。步骤512包括将作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值与指定电流阈值进行比较。步骤510和步骤512的顺序可以颠倒，或者步骤510和步骤512可以同时执行。

在步骤514处，确定作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压是否小于指定电压阈值，以及确定作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值是否大于指定电流阈值。步骤514可以分为两个或更多个步骤。

如果对在步骤514处所确定的内容的回答是“是”，则流程转到步骤516，并且确定通过第一故障测试。换言之，如果以下两个条件都为真，则通过第一故障测试：作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压低于指定电压阈值，并且作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值大于指定电流阈值。如果通过第一故障测试，则执行第二故障测试。后文参考图5B讨论用于执行第二故障测试的方法的细节。

如果对在步骤514处所确定的内容的回答是“否”，则流程转到步骤518，并确定未能通过第一故障测试。换言之，如果以下条件中的至少一个不为真，则未能通过第一故障测试：作为第一故障测试的一部分而感测的第一电压低于指定电压阈值，或者作为第一故障测试的一部分而感测的第一电流的幅值大于指定电流阈值。如果未能通过第一故障测试，则可以确定为何未能通过第一故障测试。后文参考图5C讨论用于确定为何未能通过第一故障测试的方法的细节。

现在参考图5B，该图是用于总结上面参考图2C所讨论的用于执行第二故障测试的方法的概要流程图。参照图5B，步骤522包括断开第一对开关(例如开关Sa1和开关Sb2)，并且接通第二对开关(例如开关Sa2和开关Sb1)。步骤522可以例如由控制器204执行

步骤524包括感测存储在HV电容器中的第二电压。步骤524可以由电压感测电路226在控制器204的控制下执行。作为第二故障测试的一部分，步骤526包括感测具有如下幅值的第二电流，该幅值表征流过被接通的第二对开关(例如开关Sa2和开关Sb1)的电流的幅值。步骤526可以例如由电流感测电路228在控制器204的控制下执行。步骤524和步骤526的顺序可以颠倒，或者步骤524和步骤526可以同时执行

步骤528包括将作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压与指定电压阈值进行比较，该电压阈值可以与在步骤510处提到的电压阈值相同，但不是必须相同。步骤530包括将作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值与指定电流阈值进行比较，该电流阈值可以与在步骤512处提到的电流阈值相同，但不是必须相同。步骤528和步骤530的顺序可以颠倒，或者步骤528和步骤530可以同时执行。

在步骤532处，确定作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压是否小于指定电压阈值，以及确定作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值是否大于指定电流阈值。步骤5324可以分为两个或更多个步骤。

如果对在步骤532处所确定的内容的回答是“是”，则流程转到步骤534，并且确定通过第二故障测试。换言之，如果以下两个条件都为真，则通过第二故障测试：作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压低于指定电压阈值，并且作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值大于指定电流阈值。如果第一故障测试和第二故障测试都通过，则信号发生器可被安全地用于产生处理信号并将处理信号传递至患者组织。

如果对在步骤532处所确定的内容的回答是“否”，则流程转到步骤536，并确定未能通过第二故障测试。换言之，如果以下条件中的至少一个不为真，则未能通过第二故障测试：作为第二故障测试的一部分而感测的第二电压低于指定电压阈值，或者作为第二故障测试的一部分而感测的第二电流的幅值大于指定电流阈值。如果未能通过第二故障测试，则可以确定为何未能通过第二故障测试。后文参考图5D讨论用于确定为何未能通过第二故障测试的方法的细节。

图5C是用于总结用于确定为何参考图2B和图5A所讨论的第一故障测试未能通过(即失败)的方法的概要流程图。参考图5C，在步骤542处，确定与第一故障测试相关的以下条件是否都为真：由电流感测电路感测的第一电流的幅值低于指定电流阈值；以及由电压感测电路感测的第一电压高于指定电压阈值。如果在步骤542处的回答是“是”，则流程转到步骤544。在步骤544处，确定第一对开关(例如开关Sa1和开关Sb2)中的至少一个卡在断开状态。这样的信息可以经由显示、打印输出或经由一些其他用户界面，显示或以其他方式提供给医师、技术人员或一些其他用户。

如果对在步骤542处所确定的内容的回答是“否”，则流程转到步骤546。在步骤546处，确定与第一故障测试相关的以下两个条件是否都为真：由电流感测电路感测的第一电流的幅值低于指定电流阈值；以及由电压感测电路感测的第一电压低于指定电压阈值。如果对在步骤546处所确定的内容的回答是“是”，则流程转到步骤548。在步骤548处，确定第二对开关(例如开关Sa2和开关Sb1)中的至少一个卡在接通状态。这样的信息可以经由显示、打印输出或经由一些其他用户界面，显示或以其他方式提供给医师、技术人员或一些其他用户。如果对步骤546处所确定的内容的回答是“否”，则流程转到步骤550，并且第一故障测试未能通过的原因是不确定的。步骤542和步骤546的顺序可以颠倒。

图5D是用于总结用于确定为何参考图2C和图5B所讨论的第二故障测试未能通过(即失败)的方法的概要流程图。参考图5D，在步骤552处，确定与第二故障测试相关的以下条件是否都为真：由电流感测电路感测的第二电流的幅值低于指定电流阈值；以及由电压感测电路感测的第二电压高于指定电压阈值。如果在步骤552处的回答是“是”，则流程转到步骤554。在步骤554处，确定第二对开关(例如开关Sa2和开关Sb1)中的至少一个卡在断开状态。这样的信息可以经由显示、打印输出或经由一些其他用户界面，显示或以其他方式提供给医师、技术人员或一些其他用户。

如果对在步骤552处所确定的内容的回答是“否”，则流程转到步骤556。在步骤556处，确定与第二故障测试相关的以下两个条件是否都为真：由电流感测电路感测的第二电流的幅值低于指定电流阈值；以及由电压感测电路感测的第二电压低于指定电压阈值。如果对在步骤556处所确定的内容的回答是“是”，则流程转到步骤558。在步骤558处，确定第一对开关(例如开关Sa1和开关Sb2)中的至少一个卡在接通状态。这样的信息可以经由显示、打印输出或经由一些其他用户界面，显示或以其他方式提供给医师、技术人员或一些其他用户。如果对步骤556处所确定的内容的回答是“否”，则流程转到步骤560，并且第一故障测试未能通过的原因是不确定的。步骤552和步骤556的顺序可以颠倒。

回到图5A和图5B，在另一实施例中，可以在参考图5A所描述的故障测试之前执行参考图5B所描述的故障测试。如果是这种情况，则参考图5B所描述的故障测试可以被称为第一故障测试，并且参考图5A所描述的故障测试可以被称为第二故障测试。其他变化也是可能的并且在本文描述的实施例的范围内。

在参考图2B和图2C所示出和所描述的实施例中，在第一故障测试和第二故障测试期间开关Sp被示出为断开(即被打开)，这意味着在第一故障测试和第二故障测试期间HV供电设备202保持与HV电容器206解耦。在这样的实施例中，HV电容器206应当在第一故障测试之前被充电，并且应当在第一故障测试和第二故障测试之间被重新充电，在该情况下，开关Sp应当接通一段时间，然后在第一故障测试之前以及在第一故障测试和第二故障测试之间断开。在替代实施例中，其中在第一故障测试和第二故障测试期间开关Sp保持接通(即被闭合)，只要HV供电设备202被设计成如果开关网络的开关Sa1、开关Sa2、开关Sb1或开关Sb2中的一个发生故障(卡在断开状态或卡在接通状态)则不提供足够的功率来保持HV电容器206被充电(高于指定电压阈值)，那么电压感测电路226就仍将能够检测低电压状况(即，当电压感测电路226感测到低于指定电压阈值的电压时)。作为使用开关Sp来控制HV供电设备202的输出是否耦合至HV电容器206还是从HV电容器206解耦的替代方案或附加方案，HV供电设备202的输出可以选择性地启用和禁用。据此，在HV供电设备202的输出可以由控制器204选择性地启用和禁用的情况下，可以可选地省去开关Sp。

应当理解，在此描述的主题在其应用中不限于本文说明书中所阐述的或在附图中所示出的部件的布置和结构的细节。在此描述的主题能够是其他实施例并且能够以多种方式实践或执行。而且，应当理解，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应当被认为是限制性的。本文中对“包含”、“包括”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物和附加项目。此外，应注意，除非另外说明，否则本文中所使用的术语“基于”应解读为至少部分地基于以下含义：可存在一个或多个额外因素来作出决策等。例如，如果决策是基于比较的结果的，则除了基于比较的结果之外，该决策还可以是基于一个或多个其他因素的。

以上借助于示出指定功能的表现及其关系的功能构建块描述了本技术的实施例。为了方便描述，本文经常定义这些功能构建块的边界。只要适当地执行指定的功能及其关系，就可以定义替代的边界。因此，任何这样的替代边界都在所要求保护的本发明的范围和思想内。例如，可以组合或分离图5A至图5D中所示的一些步骤，以及改变各个步骤的顺序。对于另一示例，可以改变图1A至图2C所示的一些块的边界。

应当理解，上面的描述是说明性的，而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行多种修改以使特定情况或材料适应本发明的实施例的教导。在阅读以上说明书后，对于本领域技术人员来说许多其他实施例将是显而易见的。因此，本技术的实施例的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所授权的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包含”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的普通英语等同物。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求的限制不是以手段加功能的格式书写的，并且不旨在基于35U.S.C.§112(f)来解释，除非并且直到这样的权利要求限制明确地使用短语“用于某某的手段”，后接没有进一步结构的功能陈述。

Claims (22)

1.一种信号发生器，包括：

一个或多个电容器，所述电容器耦合在高电压轨与低电压轨之间并且被配置用于存储能够用于选择性地产生处理信号的能量；

波形整形电路，所述波形整形电路耦合至所述一个或多个电容器并且包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述开关中的每一者都被配置用于选择性地接通和断开，并且所述开关中的每一者都被配置用于当所述开关接通时允许电流通过所述开关，并且当所述开关断开时阻止电流通过所述开关；

控制器，所述控制器被配置用于选择性地控制所述开关，以便在第一时间段期间选择性地接通所述开关中的第一对开关并且断开所述开关中的第二对开关，以及在第二时间段期间选择性地断开所述开关中的第一对开关并且接通所述开关中的第二对开关，以便产生所述处理信号；

电压感测电路，所述电压感测电路被配置用于感测存储在所述一个或多个电容器上的电压；以及

电流感测电路，所述电流感测电路被配置用于感测具有如下幅值的电流，所述幅值表征流过由所述控制器接通的一对开关的电流的幅值；

所述控制器还被配置用于：

选择性地对所述信号发生器执行第一故障测试，其中，在所述第一故障测试期间，所述第一对开关被接通并且所述第二对开关被断开；

响应于由所述电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值并且由所述电流感测电路感测到的电流幅值高于指定电流阈值，确定所述信号发生器通过了所述第一故障测试；以及

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器未能通过所述第一故障测试。

2.根据权利要求1所述的信号发生器，其中，作为所述第一故障测试的一部分，所述控制器被配置用于：

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，并且由所述电压感测电路感测到的电压高于所述指定电压阈值，确定所述第一对开关中的至少一个开关卡在断开状态；以及

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，并且由所述电压感测电路感测到的电压低于所述指定电压阈值，确定所述第二对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

3.根据权利要求1或2所述的信号发生器，其中，所述控制器进一步被配置用于：

选择性地对所述信号发生器执行第二故障测试，其中，在所述第二故障测试期间，所述第一对开关被断开，并且所述第二对开关被接通；以及

响应于由所述电压感测电路感测到的电压低于所述指定电压阈值并且由所述电流感测电路感测到的电流幅值高于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器通过了所述第二故障测试；以及

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器未能通过所述第二故障测试。

4.根据权利要求3所述的信号发生器，其中，作为所述第二故障测试的一部分，所述控制器被配置用于：

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，并且由所述电压感测电路感测到的电压高于所述指定电压阈值，确定所述第二对开关中的至少一个开关卡在断开状态；以及

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，并且由所述电压感测电路感测到的电压低于所述指定电压阈值，确定所述第一对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

5.根据权利要求3或4所述的信号发生器，其中，所述控制器被配置用于响应于所述信号发生器通电而执行所述第一故障测试和所述第二故障测试中的至少一者。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的信号发生器，其中，所述控制器由处理器或现场可编程门阵列(FPGA)中的至少一者来实现。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的信号发生器，其中：

所述第一开关和所述第二开关串联连接在所述波形整形电路的第一支路内；

所述第三开关和所述第四开关串联连接在所述波形整形电路的第二支路内；

所述第一支路和所述第二支路彼此并联；

所述波形整形电路的第一输出节点位于所述第一开关和所述第二开关之间；

所述波形整形电路的第二输出节点位于所述第三开关和所述第四开关之间；

所述第一对开关包括所述第一开关和所述第四开关；以及

所述第二对开关包括所述第二开关和所述第三开关。

8.根据权利要求7所述的信号发生器，其中：

所述第一开关连接在所述高电压轨与所述第一输出节点之间；

所述第二开关连接在所述第一输出节点与所述低电压轨之间；

所述第三开关连接在所述高电压轨与所述第二输出节点之间；以及

所述第四开关连接在所述第二输出节点与所述低电压轨之间。

9.根据权利要求8所述的信号发生器，进一步包括：

变压器，所述变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组；

其中，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组彼此并联并且耦合在所述波形整形电路的所述第一输出节点和所述第二输出节点之间；并且

其中，由所述电流感测电路感测到的电流是响应于在所述次级绕组中感应的电压而产生的，并且所述电流被用于产生施加到患者组织的处理信号。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的信号发生器，进一步包括：

变压器，所述变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组；

其中，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组彼此并联并且耦合到所述波形整形电路；并且

其中，由所述电流感测电路感测到的电流是响应于在所述次级绕组中感应的电压而产生的，并且所述电流被用于产生施加到患者组织的处理信号。

11.一种由信号发生器使用的方法，所述信号发生器包括：

一个或多个电容器，所述电容器被配置用于存储能够用于选择性地产生处理信号的能量；以及

波形整形电路，所述波形整形电路耦合至所述一个或多个电容器并且包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述开关中的每一者都被配置用于选择性地接通和断开，并且所述开关中的每一者都被配置用于当所述开关接通时允许电流通过所述开关，并且当所述开关断开时阻止电流通过所述开关；

所述方法包括：

对所述信号发生器执行第一故障测试，其中，在所述第一故障测试期间，所述开关中的第一对开关被接通，并且所述开关中的第二对开关被断开；

作为所述第一故障测试的一部分，感测存储在所述一个或多个电容器上的第一电压；

作为所述第一故障测试的一部分，感测第一电流，所述第一电流具有如下幅值，所述幅值表征流过被接通的所述第一对开关的电流的幅值；以及

基于存储在所述一个或多个电容器上的所述第一电压，并且基于所述第一电流来确定所述信号发生器是否通过了所述第一故障测试，其中，所述第一电流具有如下幅值，所述幅值表征流过被接通的所述第一对开关的电流的幅值，所述第一电压和所述第一电流是作为所述第一故障测试的一部分而被感测的。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，确定所述信号发生器是否通过所述第一故障测试包括：

响应于作为所述第一故障测试的一部分而感测到的所述第一电压低于指定电压阈值，并且作为所述第一故障测试的一部分而感测到的所述第一电流的幅值高于指定电流阈值，确定所述信号发生器通过了所述第一故障测试。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述信号发生器是否通过所述第一故障测试包括：

响应于所述第一电流的幅值低于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器未能通过所述第一故障测试。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，确定所述信号发生器未能通过所述第一故障测试进一步包括：

响应于作为所述第一故障测试的一部分而感测到的所述第一电流的幅值低于所述指定电流阈值，并且作为所述第一故障测试的一部分而感测到的所述第一电压高于所述指定电压阈值，确定所述第一对开关中的至少一个开关卡在断开状态；以及

响应于作为所述第一故障测试的一部分而感测到的所述第一电流的幅值低于所述指定电流阈值，并且作为所述第一故障测试的一部分而感测到的所述第一电压低于所述指定电压阈值，确定所述第二对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

15.根据权利要求14所述的方法，其中

所述第一开关和所述第二开关串联连接在所述波形整形电路的第一支路内；

所述第三开关和所述第四开关串联连接在所述波形整形电路的第二支路内；

所述第一支路和所述第二支路彼此并联；

所述波形整形电路的第一输出节点位于所述第一开关和所述第二开关之间；

所述波形整形电路的第二输出节点位于所述第三开关和所述第四开关之间；

所述第一对开关包括所述第一开关和所述第四开关；并且

所述第二对开关包括所述第二开关和所述第三开关。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，进一步包括：

对所述信号发生器执行第二故障测试，其中，在所述第二故障测试期间，所述第一对开关被断开并且所述第二对开关被接通；

作为所述第二故障测试的一部分，感测存储在所述一个或多个电容器上的第二电压；

作为所述第二故障测试的一部分，感测第二电流，所述第二电流具有如下幅值，所述幅值表征流过被接通的所述第二对开关的电流的幅值；以及

基于存储在所述一个或多个电容器上的所述第二电压，并且基于所述第二电流来确定所述信号发生器是否通过了所述第二故障测试，其中，所述第二电流具有如下幅值，所述幅值表征流过被接通的所述第二对开关的电流的幅值，所述第二电压和所述第二电流是作为所述第二故障测试的一部分而被感测的。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，确定所述信号发生器是否通过所述第二故障测试包括：

响应于作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电压低于指定电压阈值，并且作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电流的幅值高于指定电流阈值，确定所述信号发生器通过了所述第二故障测试。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，确定所述信号发生器是否通过所述第二故障测试包括：

响应于作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电流的幅值低于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器未能通过所述第二故障测试。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，确定所述信号发生器未能通过所述第二故障测试进一步包括：

响应于作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电流的幅值低于所述指定电流阈值，并且作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电压高于所述指定电压阈值，确定所述第二对开关中的至少一个开关卡在断开状态；或者

响应于作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电流的幅值低于所述指定电流阈值，并且作为所述第二故障测试的一部分而感测到的所述第二电压低于所述指定电压阈值，确定所述第一对开关中的至少一个开关卡在接通状态。

20.一种信号发生器，包括：

一个或多个电容器，所述电容器被配置用于存储能够选择性地产生处理信号的能量；

开关网络，所述开关网络包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关和所述第二开关彼此串联连接并且与所述一个或多个电容器并联连接，并且所述第三开关和所述第四开关彼此串联连接并且与所述一个或多个电容器并联连接；

所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关中的每一者都被配置用于选择性地接通和断开，被配置用于当所述开关接通时允许电流通过所述开关，并且被配置用于当所述开关断开时阻止电流通过所述开关；

控制器，所述控制器被配置用于选择性地控制所述开关，以便在第一时间段期间选择性地接通所述第一开关和所述第四开关并且断开所述第二开关和所述第三开关，并且在第二时间段期间选择性地断开所述第一开关和所述第四开关并且接通所述第二开关和所述第三开关，以便产生所述处理信号；

电压感测电路，所述电压感测电路被配置用于感测存储在所述一个或多个电容器上的电压；以及

电流感测电路，所述电流感测电路被配置用于感测具有如下幅值的电流，所述幅值表征流过由所述控制器接通的开关的电流的幅值；

所述控制器还被配置用于：

选择性地对所述信号发生器执行第一故障测试，其中，在所述第一故障测试期间，所述第一开关和所述第四开关被接通并且所述第二开关和所述第三开关被断开；

响应于由所述电压感测电路感测到的电压低于指定电压阈值并且由所述电流感测电路感测到的电流幅值高于指定电流阈值，确定所述信号发生器通过了所述第一故障测试；以及

响应于由所述电流感测电路感测到的电流幅值低于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器未能通过所述第一故障测试。

21.根据权利要求20所述的信号发生器，其中，所述控制器进一步被配置用于：

选择性地对所述信号发生器执行第二故障测试，其中，在所述第二故障测试期间，所述第一开关和所述第四开关被断开，并且所述第二开关和所述第三开关被接通；以及

响应于由所述电压感测电路感测到的电压低于所述指定电压阈值并且由所述电流感测电路感测到的电流的幅值高于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器通过了所述第二故障测试；以及

响应于由所述电流感测电路感测到的电流的幅值低于所述指定电流阈值，确定所述信号发生器未能通过所述第二故障测试。

22.根据权利要求20或21所述的信号发生器，进一步包括：

在所述第一开关和所述第二开关之间的第一输出节点；

在所述第三开关和所述第四开关之间的第二输出节点；

变压器，所述变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组；

其中，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组彼此并联并且耦合在所述第一输出节点和所述第二输出节点之间；并且

其中，由所述电流感测电路感测到的电流是响应于在所述次级绕组中感应的电压而产生的，并且所述电流被用于产生施加到患者组织的处理信号。

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