CN116781043A - 脉冲发生电路、装置、设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种脉冲发生电路、装置、设备及方法。该脉冲发生电路,包括:第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元,均被构造为与电源单元和负载的第一端电连接,分别向负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元,均被构造为与电源单元和负载的第二端电连接,分别向负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。本申请实施例能够提高消融效果,使得消融更加彻底。
Description
技术领域
本申请涉及脉冲技术领域,具体而言,本申请涉及一种脉冲发生电路、装置、设备及方法。
背景技术
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,从而达到消融目标生物组织的作用。不可逆电穿孔技术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、微波等热消融技术、以及冷冻消融技术的不足。
但是,现有的脉冲消融系统中的脉冲方式比较单一,存在消融效果不佳,消融不彻底的问题。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点,提出一种脉冲发生电路、装置、设备及方法,用以解决现有技术存在的消融效果不佳或消融不彻底的技术问题。
第一个方面,本申请实施例提供了一种脉冲发生电路,包括:
电连接的第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元,均被构造为与电源单元和负载的第一端电连接;
电连接的第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元,均被构造为与所述电源单元和所述负载的第二端电连接;
在各正极性脉冲发生阶段,所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;
在各负极性脉冲发生阶段,所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
第二个方面,本申请实施例提供了一种脉冲发生装置,包括:控制单元和如上述的脉冲发生电路;
所述控制单元,与所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元、所述第一纳秒脉冲发生单元、所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元均电连接,用于
在各正极性脉冲发生阶段,控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;在各负极性脉冲发生阶段,控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
第三个方面,本申请实施例提供了一种脉冲消融设备,包括:电极针阵列、以及如上述的脉冲发生装置;
所述脉冲发生装置与所述电极针阵列电连接,所述电极针阵列经由目标生物组织导通时,所述脉冲发生装置向所述目标生物组织输出正极性毫秒脉冲、正极性微秒脉冲、正极性纳秒脉冲、负极性毫秒脉冲、负极性微秒脉冲和负极性纳秒脉冲中的至少一者。
第四个方面,本申请实施例提供了一种脉冲发生方法,应用于如上述的脉冲发生电路,包括:
在各正极性脉冲发生阶段,控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;
在各负极性脉冲发生阶段,控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括:
本申请实施例中,在各正极性脉冲发生阶段,.第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元分别与负载形成脉冲发生回路,可以分别向负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;在各负极性脉冲发生阶段,第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元分别与负载形成脉冲发生回路,可以分别向负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。通过正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲,以及负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲的协同作用,针对不同的细胞可以采用不同的脉冲,从而能够增大有效的消融范围、消融更彻底;而且,还能有效减少肌肉收缩幅度、或降低肌肉收缩的概率,提高患者的治疗舒适度。
并且,本申请实施例中,第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元,均被构造为与电源单元和负载的第一端电连接;第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元,均被构造为与所述电源单元和所述负载的第二端电连接。即第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元,以及第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元,共用同一组电源单元。因此,在充电阶段,可以各自独立且同步地与电源单元构成充电回路,从而能够避免产生极性相反的脉冲的过程中、因信号延迟导致脉冲波形拖尾效应,提高产生极性相反的脉冲的过程中信号的同步性,改善脉冲波形,进而提高脉冲消融的精准性。
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脉冲发生电路与电源单元以及负载电连接的框架示意图;
图2为本申请实施例提供的一种脉冲发生电路与第一电源、第二电源、第三电源以及负载电连接的框架示意图;
图3为本申请实施例提供的一种脉冲发生电路与电源单元以及负载电连接的电路结构图;
图4为图3所示的电路结构在充电阶段充电电路的结构示意图;
图5为图3所示的电路结构在正极性毫秒脉冲发生阶段输出正极性毫秒脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图;
图6为图3所示的电路结构在正极性微秒脉冲发生阶段输出正极性微秒脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图;
图7为图3所示的电路结构在正极性纳秒脉冲发生阶段输出正极性纳秒脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图;
图8为图3所示的电路结构在负极性毫秒脉冲发生阶段输出负极性毫秒脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图;
图9为图3所示的电路结构在负极性微秒脉冲发生阶段输出负极性微秒脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图;
图10为图3所示的电路结构在负极性纳秒脉冲发生阶段输出负极性纳秒脉冲信号的脉冲发生回路的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种脉冲发生装置的框架示意图;
图12为本申请实施例提供的一种脉冲消融设备的框架示意图;
图13为本申请实施例提供的一种脉冲发生方法的流程图;
图14为本申请实施例提供的脉冲发生电路输出的一种波形图。
附图标记:
10-脉冲发生电路;
101-第一毫秒脉冲发生单元;
102-第一微秒脉冲发生单元;
103-第一纳秒脉冲发生单元;
104-第二毫秒脉冲发生单元;
105-第二微秒脉冲发生单元;
106-第二纳秒脉冲发生单元;
20-电源单元;
201-第一电源;
202-第二电源;
203-第三电源;
30-负载;
40-控制单元;
100-脉冲发生装置;
300-脉冲消融设备;
200-电极针阵列。
具体实施方式
下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解,下面结合附图所阐述的实施方式,是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述,对本申请实施例的技术方案不构成限制。
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,但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合等。应该理解,当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件,也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。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。这里使用的术语“和/或”指该术语所限定的项目中的至少一个,例如“A和/或B”可以实现为“A”,或者实现为“B”,或者实现为“A和B”。
破坏性方式在组织治疗,特别是在组织内腺体的治疗中的应用非常广泛。例如,在皮肤病学中广泛地使用热模式的施加来进行包含皮肤病症的皮肤治疗。如利用液氮(例如,196℃到210℃)用于治疗或去除受影响的皮肤,然而液氮可能会导致皮肤细胞严重破坏和立即坏死以及细胞膜破裂,从而可能导致瘢痕组织形成和外观异常的急性炎症应答、黑色素细胞减少和真皮损伤等问题。
为了避免上述问题,相关技术中通过施加非热能治疗皮腺。例如,采用不可逆电穿孔(IRE)技术(或称为脉冲消融技术),为了消除皮肤的靶向区域中的腺体,向包含腺体的皮肤区域施加脉冲电能。具体的,可以非常快速地施加脉冲电能,使得脉冲的脉冲宽度处于纳秒范围内(例如,介于0.1纳秒与1000纳秒之间)。施加的脉冲电能具有高场强度,可以施加到皮肤的特异性靶向区域(包含一个或多个腺体的皮肤的区域)。
发明人发现,针对不同部位皮肤组织细胞,当细胞尺寸不同时,细胞的消融效果存在显著性差异,当细胞尺寸越大,其脉冲电场对它的消融效果越好。现有的脉冲消融系统中的脉冲方式过于单一,在消融目标组织(例如,前列腺病灶、心脏病灶等)的过程中,可能存在目标组织消融不彻底的问题。
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。需要指出的是,下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合,对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等,不再重复描述。
本申请实施例提供了一种脉冲发生电路10,如图1所示,该脉冲发生电路10包括:第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103,以及,第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103。
第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103电连接,并且,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103均被构造为与电源单元20和负载30的第一端电连接。
第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103电连接,并且,第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103均被构造为与电源单元20和负载30的第二端电连接。
在各正极性脉冲发生阶段,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103分别与负载30形成脉冲发生回路,以分别向负载30输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲。
在各负极性脉冲发生阶段,第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103分别与负载30形成脉冲发生回路,以分别向负载30输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
通过正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲,以及,负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲的协同作用,针对不同的细胞可以采用不同的脉冲,从而能够增大有效的消融范围、消融更彻底,还能有效减少肌肉收缩幅度、或降低肌肉收缩的概率,提高患者的治疗舒适度。
本实施例中,在充电阶段,电源单元20为第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102、第一纳秒脉冲发生单元103、第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103充电。
由于第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103,以及第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103,共用同一组电源单元20。因此,在充电阶段,可以各自独立且同步地与电源单元20构成充电回路,从而能够避免产生极性相反的脉冲的过程中、因信号延迟导致脉冲波形拖尾效应,提高产生极性相反的脉冲的过程中信号的同步性,改善脉冲波形,进而提高脉冲消融的精准性。
可选地,如图2所示,电源单元20包括第一电源201、第二电源202和第三电源203。
第一毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别用于与第一电源201的正极、负极电连接;第二毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别用于与第一电源201的正极、负极电连接。
第一微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别用于与第二电源202的正极、负极电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别用于与第二电源202的正极、负极电连接。
第一纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别用于与第三电源203的正极、负极电连接;第二纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别用于与第三电源203的正极、负极电连接。
第一电源201的电压、第二电源202的电压、第三电源203的电压依次增大。
具体的说,第一毫秒脉冲发生单元101的第三端被构造为与负载30的第一端电连接,第一微秒脉冲发生单元102的第三端被构造为与负载30的第一端电连接,第一纳秒脉冲发生单元103的第三端被构造为与负载30的第一端电连接。
第二毫秒脉冲发生单元101的第三端与负载30的第二端电连接,第二微秒脉冲发生单元102的第三端与负载30的第二端电连接,第二纳秒脉冲发生单元103的第三端被构造为与负载30的第二端电连接。
进一步地,本实施例中,第一毫秒脉冲发生单元101的第三端与第一微秒脉冲发生单元102的第二端电连接;第一微秒脉冲发生单元102的第三端与第一纳秒脉冲发生单元103的第二端电连接。
第二毫秒脉冲发生单元101的第三端与第二微秒脉冲发生单元102的第二端电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第三端与第二纳秒脉冲发生单元103的第二端电连接。
参见图4,在充电阶段,第一电源201为第一毫秒脉冲发生单元101和第二毫秒脉冲发生单元101充电,第二电源202为第一微秒脉冲发生单元102和第二微秒脉冲发生单元102充电,第三电源203为第一纳秒脉冲发生单元103和第二纳秒脉冲发生单元103充电。
在本实施例中,第一电源201提供第一电压V1,第二电源202提供第二电压V2,第三电源203提供第三电压V3。在一个具体的实施例中,第一供电电压V1小于第一供电电压V2,第二供电电压V2小于第三供电电压V3。即V1<V2<V3。具体地,V1的范围是1KV~50KV,V2的范围是0.5KV~1KV,V3的范围是1KV~500V。
在各脉冲发生阶段,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102、第一纳秒脉冲发生单元103、第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103的功能具体如下:
参见图5,第一毫秒脉冲发生单元101用于在正极性毫秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第一电压值的正极性毫秒脉冲。
参见图6,第一微秒脉冲发生单元102用于在第一脉冲发生阶段的第二子阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第二电压值的正极性微秒脉冲。
参见图7,第一纳秒脉冲发生单元103用于在正极性纳秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第二电压值的正极性纳秒脉冲。
参见图8,第二毫秒脉冲发生单元101用于在负极性毫秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第三电压值的负极性毫秒脉冲。
参见图9,第二微秒脉冲发生单元102用于在负极性微秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第四电压值的负极性微秒脉冲。
参见图10,第二纳秒脉冲发生单元103用于在负极性纳秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第二电压值的负极性纳秒脉冲。
本实施例中,第一电压值可以与第三电压值相等,第二电压值可以与第四电压值相等。当然,在另一些可行的实施例中,第一电压值也可以与第三电压值不相等,第二电压值也可以与第四电压值不相等。
可选地,如图3所示,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第一毫秒脉冲发生单元101包括至少一级第一充放电模块。
第一个第一充放电模块的第一端、第二端,分别作为第一毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端;任意相邻两个第一充放电模块中,前一个第一充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个第一充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个第一充放电模块的第三端作为第一毫秒脉冲发生单元101的第三端。
继续参见图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第一微秒脉冲发生单元102包括至少一级第二充放电模块。
第一个第二充放电模块的第一端、第二端,分别作为第一微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端;任意相邻两个第二充放电模块中,前一个第二充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个第二充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个第二充放电模块的第三端作为第一微秒脉冲发生单元102的第三端。
继续参见图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第一纳秒脉冲发生单元103包括至少一级第三充放电模块。
第一个第三充放电模块的第一端、第二端,分别作为第一纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端;任意相邻两个第三充放电模块中,前一个第三充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个第三充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个第三充放电模块的第三端作为第一纳秒脉冲发生单元103的第三端。
继续参见图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第二毫秒脉冲发生单元101包括至少一级第四充放电模块。
第一个第四充放电模块的第一端、第二端,分别作为第二毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端;任意相邻两个第四充放电模块中,前一个第四充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个第四充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个第四充放电模块的第三端作为第二毫秒脉冲发生单元101的第三端。
继续参见图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第二微秒脉冲发生单元102包括至少一级第五充放电模块。
第一个第五充放电模块的第一端、第二端,分别作为第二微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端;任意相邻两个第五充放电模块中,前一个第五充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个第五充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个第五充放电模块的第三端作为第二微秒脉冲发生单元102的第三端。
继续参见图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第二纳秒脉冲发生单元103包括至少一级第六充放电模块。
第一个第六充放电模块的第一端、第二端,分别作为第二纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端;任意相邻两个第六充放电模块中,前一个第六充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个第六充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个第六充放电模块的第三端作为第二纳秒脉冲发生单元103的第三端。
请继续参考图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第一毫秒脉冲发生单元101还包括第一二极管,第一二极管的数量大于或等于第一充放电模块的数量。第一二极管的第一端与第一电源201的正极电连接,第二端与第一个第一充放电模块的第一端电连接,或者第一二极管的第一端与前一个第一充放电模块的第一端电连接,第二端与后一个第一充放电模块的第一端电连接。具体地,图3所示的脉冲发生电路10中,第一毫秒脉冲发生单元101中的第一二极管的数量为两个,即DM1-1和DM1-2。
请继续参考图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第一微秒脉冲发生单元102还包括第二二极管,第二二极管的数量大于或等于第二充放电模块的数量。第二二极管的第一端与第二电源202的正极电连接,第二端与第一个第二充放电模块的第一端电连接,或者第二二极管的第一端与前一个第二充放电模块的第一端电连接,第二端与后一个第二充放电模块的第一端电连接。具体地,图3所示的脉冲发生电路10中,第一微秒脉冲发生单元102中的第二二极管的数量为三个,即DL1-1、DL1-2和DL1-3。可选地,DL1-1和DL1-2串联。
请继续参考图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第一纳秒脉冲发生单元103还包括第三二极管,第三二极管的数量大于或等于第三充放电模块的数量。第三二极管的第一端与第三电源203的正极电连接,第二端与第一个第三充放电模块的第一端电连接,或者第三二极管的第一端与前一个第三充放电模块的第一端电连接,第二端与后一个第三充放电模块的第一端电连接。具体地,图3所示的脉冲发生电路10中,第一纳秒脉冲发生单元103中的第三二极管的数量为五个,即DH1-1、DH1-2、DH1-3、DH1-4和DH1-5。可选地,DH1-1和DH1-2串联。
请继续参考图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第二毫秒脉冲发生单元101还包括第一二极管,第一二极管的数量大于或等于第四充放电模块的数量。第一二极管的第一端与第一电源201的正极电连接,第二端与第一个第四充放电模块的第一端电连接,或者第一二极管的第一端与前一个第四充放电模块的第一端电连接,第二端与后一个第四充放电模块的第一端电连接。具体地,图3所示的脉冲发生电路10中,第二毫秒脉冲发生单元101中的第一二极管的数量为两个,即DM2-1和DM2-2。
请继续参考图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第二微秒脉冲发生单元102还包括第二二极管,第二二极管的数量大于或等于第五充放电模块的数量。第二二极管的第一端与第二电源202的正极电连接,第二端与第一个第五充放电模块的第一端电连接,或者第二二极管的第一端与前一个第五充放电模块的第一端电连接,第二端与后一个第五充放电模块的第一端电连接。具体地,图3所示的脉冲发生电路10中,第二微秒脉冲发生单元102中的第二二极管的数量为三个,即DL2-1、DL2-2和D L2-3。可选地,DL2-1和DL2-2串联
请继续参考图3,本实施例提供的脉冲发生电路10中,第二纳秒脉冲发生单元103还包括第三二极管,第三二极管的数量大于或等于第六充放电模块的数量。第三二极管的第一端与第三电源203的正极电连接,第二端与第一个第六充放电模块的第一端电连接,或者第三二极管的第一端与前一个第六充放电模块的第一端电连接,第二端与后一个第六充放电模块的第一端电连接。具体地,图3所示的脉冲发生电路10中,第二纳秒脉冲发生单元103中的第三二极管的数量为五个,即DH2-1、DH2-2、DH2-3、DH2-4和DH2-5。可选地,DH2-1和DH2-2串联。
由于各二极管的单向导通特性,使得充放电过程能够按照设定的信号形成相应的充电和放电电路。
在一些实施例中,继续参见图3,第一充放电模块包括第一储能器件、第一开关器件和第二开关器件。
第一储能器件的第一端、第二开关器件的第二端共同作为第一充放电模块的第一端。
第一储能器件的第二端、第一开关器件的第一端共同作为第一充放电模块的第二端。
第一开关器件的第二端、第二开关器件的第一端共同作为第一充放电模块的第三端。
第一开关器件和第二开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
可选地,第一储能器件作为储能器件,可以实现充电和放电的功能,第一储能器件可以选用电容。
可选地,第一开关器件和第二开关器件可以为MOS(metal oxide semiconductor,金属-氧化物-半导体)管,控制单元可以控制第一开关器件和第二开关器件的断开和导通,通过控制单元的控制时间可以输出不同宽度的脉冲信号,例如,纳秒脉冲和微秒脉冲。
在一些实施例中,继续参见图3,第二充放电模块可以包括第二储能器件、第三开关器件和第四开关器件。
第二储能器件的第一端、第四开关器件的第二端共同作为第二充放电模块的第一端。
第二储能器件的第二端、第三开关器件的第一端共同作为第二充放电模块的第二端。
第三开关器件的第二端、第四开关器件的第一端共同作为第二充放电模块的第三端。
第三开关器件和第四开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
可选地,第二储能器件作为储能器件,可以实现充电和放电的功能,第二储能器件选用电容。
可选地,第三开关器件和第四开关器件可以为MOS(metal oxide semiconductor,金属-氧化物-半导体)管,控制单元可以控制第三开关器件和第四开关器件的断开和导通,通过控制单元的控制时间可以输出不同宽度的脉冲信号,例如,纳秒脉冲和微秒脉冲。
在一些实施例中,继续参见图3,第三充放电模块可以包括第三储能器件、第五开关器件和第六开关器件。
第三储能器件的第一端、第六开关器件的第二端共同作为第三充放电模块的第一端。
第三储能器件的第二端、第五开关器件的第一端共同作为第三充放电模块的第二端。
第五开关器件的第二端、第六开关器件的第一端共同作为第三充放电模块的第三端。
第五开关器件和第六开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
可选地,第三储能器件作为储能器件,可以实现充电和放电的功能,第三储能器件选用电容。
可选地,第五开关器件和第六开关器件可以为MOS(metal oxide semiconductor,金属-氧化物-半导体)管,控制单元可以控制第五开关器件和第六开关器件的断开和导通,通过控制单元的控制时间可以输出不同宽度的脉冲信号,例如,纳秒脉冲和微秒脉冲。
在一些实施例中,继续参见图3,第四充放电模块可以包括第四储能器件、第七开关器件和第八开关器件。
第四储能器件的第一端、第八开关器件的第二端共同作为第四充放电模块的第一端。
第四储能器件的第二端、第七开关器件的第一端共同作为第四充放电模块的第二端。
第七开关器件的第二端、第八开关器件的第一端共同作为第四充放电模块的第三端。
第七开关器件和第八开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
可选地,第四储能器件作为储能器件,可以实现充电和放电的功能,第四储能器件选用电容。
可选地,第七开关器件和第八开关器件可以为MOS(metal oxide semiconductor,金属-氧化物-半导体)管,控制单元可以控制第七开关器件和第八开关器件的断开和导通,通过控制单元的控制时间可以输出不同宽度的脉冲信号,例如,纳秒脉冲和微秒脉冲。
在一些实施例中,继续参见图3,第五充放电模块可以包括第五储能器件、第九开关器件和第十开关器件。
第五储能器件的第一端、第十开关器件的第二端共同作为第五充放电模块的第一端。
第五储能器件的第二端、第九开关器件的第一端共同作为第五充放电模块的第二端。
第七开关器件的第二端、第十开关器件的第一端共同作为第五充放电模块的第三端。
第九开关器件和第十开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
可选地,第五储能器件作为储能器件,可以实现充电和放电的功能,第五储能器件选用电容。
可选地,第九开关器件和第十开关器件可以为MOS(metal oxide semiconductor,金属-氧化物-半导体)管,控制单元可以控制第九开关器件和第十开关器件的断开和导通,通过控制单元的控制时间可以输出不同宽度的脉冲信号,例如,纳秒脉冲和微秒脉冲。
在一些实施例中,继续参见图3,第六充放电模块可以包括第六储能器件、第十一开关器件和第十二开关器件。
第六储能器件的第一端、第十二开关器件的第二端共同作为第六充放电模块的第一端。
第六储能器件的第二端、第十一开关器件的第一端共同作为第六充放电模块的第二端。
第十一开关器件和第十二开关器件的第一端共同作为第六充放电模块的第三端。
第十一开关器件和第十二开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
可选地,第六储能器件作为储能器件,可以实现充电和放电的功能,第六储能器件选用电容。
可选地,第十一开关器件和第十二开关器件可以为MOS(metal oxidesemiconductor,金属-氧化物-半导体)管,控制单元可以控制第十一开关器件和第十二开关器件的断开和导通,通过控制单元的控制时间可以输出不同宽度的脉冲信号,例如,纳秒脉冲和微秒脉冲。
可选地,第一电源201的负极、第二电源202的负极和第三电源203的负极可以均接地。
作为一种示例,第一毫秒脉冲发生单元101包括两个第一充放电模块,第一微秒脉冲发生单元102包括两个第二充放电模块,第一纳秒脉冲发生单元103包括四个第三充放电模块。第二毫秒脉冲发生单元101包括两个第四充放电模块,第二微秒脉冲发生单元102包括两个第五充放电模块,第二纳秒脉冲发生单元103包括四个第六充放电模块。电源单元20包括第一电源201、第二电源202和第三电源203。
参见图3至图10所示,CM1-1和CM1-2均为第一储能器件,SM1-3和SM1-4均为第一开关器件,SM1-1和SM1-2均为第二开关器件。
CL1-1和CL1-2均为第二储能器件,SL1-3和SL1-4均为第三开关器件,SL1-1和SL1-2均为第四开关器件。
CH1-1、CH1-2、CH1-3和CH1-4均为第三储能器件,SH1-5、SH1-6、SH1-7和SH1-8均为第五开关器件,SH1-1、SH1-2、SH1-3和SH1-4均为第六开关器件。
CM2-1和CM2-2均为第四储能器件,SM2-3和SM2-4均为第七开关器件,SM2-1和SM2-2均为第八开关器件。
CL2-1、CL2-2均为第五储能器件,SL2-3、SL2-4均为第九开关器件,SL2-1和SL2-2均为第十开关器件。
CH2-1、CH2-2、CH2-3和CH2-4均为第六储能器件,SH2-5、SH2-6、SH2-7和SH2-8均为第十一开关器件,SH2-1、SH2-2、SH2-3和SH2-4均为第十二开关器件。
LVDC、MVDC、HVDC分别为第一电源、第二电源和第三电源,RL为负载。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括:
本申请实施例的脉冲发生电路10中,包括电连接的第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103,以及电连接的第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103。因此,在各正极性脉冲发生阶段,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103分别与负载30形成脉冲发生回路,可以分别向负载30输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;在各负极性脉冲发生阶段,第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103分别与负载30形成脉冲发生回路,可以分别向负载30输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。通过正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲,以及,负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲的协同作用,针对不同的细胞可以采用不同的脉冲,从而能够增大有效的消融范围、消融更彻底,还能有效减少肌肉收缩幅度、或降低肌肉收缩的概率,提高患者的治疗舒适度。
并且,本申请实施例的脉冲发生电路10中,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103,均被构造为与电源单元20和负载30的第一端电连接;第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103,均被构造为与电源单元20和负载30的第二端电连接。即,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103,以及第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103,共用同一组电源单元20。因此,在充电阶段,可以各自独立且同步地与电源单元20构成充电回路,从而能够避免产生极性相反的脉冲的过程中、因信号延迟导致脉冲波形拖尾效应,提高产生极性相反的脉冲的过程中信号的同步性,改善脉冲波形,进而提高脉冲消融的精准性。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种脉冲发生装置100,如图11所示,包括:控制单元40和如上述的脉冲发生电路10。
控制单元40与第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102、第一纳秒脉冲发生单元103、第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103均电连接。
控制单元40用于在各正极性脉冲发生阶段,控制第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102和第一纳秒脉冲发生单元103分别与负载30形成脉冲发生回路,以分别向负载30输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;在各负极性脉冲发生阶段,控制第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103分别与负载30形成脉冲发生回路,以分别向负载30输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
本实施例中,控制单元40还可以用于在充电阶段,控制电源单元20为第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102、第一纳秒脉冲发生单元103、第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103充电。
继续参见图11,本实施方式中,脉冲发生装置100还可以包括第一电源201、第二电源202和第三电源203。
第一毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别与第一电源201的正极、负极电连接;第二毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别与第一电源201的正极、负极电连接。
第一微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别与第二电源202的正极、负极电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别与第二电源202的正极、负极电连接。
第一纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别与第三电源203的正极、负极电连接;第二纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别与第三电源203的正极、负极电连接。
第一电源201的电压、第二电源202的电压、第三电源203的电压依次增大。
也就是说,第一电源201为第一毫秒脉冲发生单元101和第二毫秒脉冲发生单元101充电,第二电源202为第一微秒脉冲发生单元102和第二微秒脉冲发生单元102充电,第三电源203为第一纳秒脉冲发生单元103和第二纳秒脉冲发生单元103充电。
继续参见图11,本实施例中,第一毫秒脉冲发生单元101的第三端与第一微秒脉冲发生单元102的第二端电连接;第一微秒脉冲发生单元102的第三端与第一纳秒脉冲发生单元103的第二端电连接。
第二毫秒脉冲发生单元101的第三端与第二微秒脉冲发生单元102的第二端电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第三端与第二纳秒脉冲发生单元103的第二端电连接。
本实施例为前述脉冲发生电路10实施例对应的装置的实施例,前述脉冲发生电路10实施例中的技术细节在本实施例中均适用,本实施例也可以实现与前述脉冲发生电路10实施例中类似的技术效果,此处不再赘述。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种脉冲消融设备300,如图12所示,包括:电极针阵列200、以及如上述的脉冲发生装置100。
脉冲发生装置100与电极针阵列200电连接,电极针阵列200经由目标生物组织导通时,脉冲发生装置100向目标生物组织输出正极性毫秒脉冲、正极性微秒脉冲、正极性纳秒脉冲、负极性毫秒脉冲、负极性微秒脉冲和负极性纳秒脉冲中的至少一者。
继续参见图11,本实施方式中,脉冲发生装置100还可以包括第一电源201、第二电源202和第三电源203。
第一毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别与第一电源201的正极、负极电连接;第二毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别与第一电源201的正极、负极电连接。
第一微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别与第二电源202的正极、负极电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别与第二电源202的正极、负极电连接。
第一纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别与第三电源203的正极、负极电连接;第二纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别与第三电源203的正极、负极电连接。
第一电源201的电压、第二电源202的电压、第三电源203的电压依次增大。
也就是说,脉冲消融设备300在备用过程中,第一电源201为第一毫秒脉冲发生单元101和第二毫秒脉冲发生单元101充电,第二电源202为第一微秒脉冲发生单元102和第二微秒脉冲发生单元102充电,第三电源203为第一纳秒脉冲发生单元103和第二纳秒脉冲发生单元103充电。
继续参见图11,本实施例中,第一毫秒脉冲发生单元101的第三端与第一微秒脉冲发生单元102的第二端电连接;第一微秒脉冲发生单元102的第三端与第一纳秒脉冲发生单元103的第二端电连接。
第二毫秒脉冲发生单元101的第三端与第二微秒脉冲发生单元102的第二端电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第三端与第二纳秒脉冲发生单元103的第二端电连接。
电极针阵列200中部分电极针与第一纳秒脉冲发生单元103的第三端电连接,另一部分电极针与第二纳秒脉冲发生单元103的第三端电连接。
也就是说,脉冲消融设备300在使用过程中,电极针阵列200插入目标组织(待消融的病灶),与第一纳秒脉冲发生单元103的第三端电连接的电极针与目标组织接触,与第二纳秒脉冲发生单元103的第三端电的电极针也与目标组织接触,第一纳秒脉冲发生单元103的第三端和第二纳秒脉冲发生单元103的第三端经由目标组织(即,负载30)导通。
具体的,脉冲消融设备300在使用过程中,第一毫秒脉冲发生单元101、第一微秒脉冲发生单元102、第一纳秒脉冲发生单元103、第二毫秒脉冲发生单元101、第二微秒脉冲发生单元102和第二纳秒脉冲发生单元103的功能具体如下:
参见图5,第一毫秒脉冲发生单元101用于在正极性毫秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第一电压值的正极性毫秒脉冲。
参见图6,第一微秒脉冲发生单元102用于在第一脉冲发生阶段的第二子阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第二电压值的正极性微秒脉冲。
参见图7,第一纳秒脉冲发生单元103用于在正极性纳秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第二电压值的正极性纳秒脉冲。
参见图8,第二毫秒脉冲发生单元101用于在负极性毫秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第三电压值的负极性毫秒脉冲。
参见图9,第二微秒脉冲发生单元102用于在负极性微秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第四电压值的负极性微秒脉冲。
参见图10,第二纳秒脉冲发生单元103用于在负极性纳秒脉冲发生阶段,与负载30形成脉冲发生回路,向负载30输出具有第二电压值的负极性纳秒脉冲。
本实施例为前述脉冲发生装置100实施例对应的一种脉冲消融设备300的实施例,前述脉冲发生装置100实施例中的技术细节在本实施例中均适用,本实施例也可以实现与前述脉冲发生装置100实施例中类似的技术效果,此处不再赘述。
第四个方面,本申请实施例提供了一种脉冲发生方法,应用于如上述的脉冲发生电路,如图13所示,包括:
步骤S11:在各正极性脉冲发生阶段,控制第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元分别与负载形成脉冲发生回路,以分别向负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲。
步骤S12:在各负极性脉冲发生阶段,控制第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元分别与负载形成脉冲发生回路,以分别向负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
可选的,本实施例提供的脉冲发生方法还可以包括:在充电阶段,控制电源单元为第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元、第一纳秒脉冲发生单元、第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元充电。
具体的说,在充电阶段,控制电源单元可以控制上述的脉冲发生电路中全部储能器件均与电源单元电连接,以使全部储能器件充电。
参见图3、图4,在0-T1时刻,控制单元控制开关器件SM1-(3~4)、SL1-(3~4)、SH1-(5~8)、SM1-(3~4)、SL2-(3~4)、SH2-(5~8)均处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时第一电源201、第二电源202和第三电源203分别给CM(1~2)-(1~2)、CL(1~2)-(1~2)和CH(1~2)-(1~4)充电。CM(1~2)-(1~2)四个电容上的电压均为V1,CL(1~2)-(1~2)四个电容上的电压均为V2,CH(1~2)-(1~4)8个电容上的电压均为V3。
可选的,步骤S11包括:控制第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元中至少部分开关器件导通,以使负载的第二端连接至电源单元的负极;控制第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元中至少部分储能器件串联,与负载形成脉冲发生回路,向负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲中至少一者。
参见图3、图5,在T10-T11时刻,控制单元控制开关器件SM1-(1~2)、SL1-(3~4)、SH1-(5~8)、SM2-(3~4)、SL2-(3~4)、SH2-(5~8)处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时脉冲发生电路10会向负载RL两端加上2倍V1的正极性毫秒脉冲。
参见图3、图6,在T6-T7时刻,控制单元控制开关器件SM1-(3~4)、SL1-(1~2)、SH1-(5~8)、SM2-(3~4)、SL2-(3~4)、SH2-(5~8)处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时脉冲发生电路10会向负载RL两端加上2倍V2的正极性微秒脉冲。
参见图3、图7,在T2-T3时刻,控制单元控制开关器件SM1-(3~4)、SL1-(3~4)、SH1-(1~4)、SM2-(3~4)、SL2-(3~4)、SH2-(5~8)处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时脉冲发生电路10会向负载RL两端加上4倍V3的正极性纳秒脉冲。
可选的,步骤S12包括:控制第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元中至少部分开关器件导通,以使负载的第一端连接至电源单元的负极;控制第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元中至少部分储能器件串联,与负载形成脉冲发生回路,向负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲中至少一者。
参见图3、图8,在T12-T13时刻,控制单元控制开关器件SM1-(3~4)、SL1-(3~4)、SH1-(5~8)、SM2-(1~2)、SL2-(3~4)、SH2-(5~8)处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时脉冲发生电路10会向负载RL两端加上2倍V1的负极性毫秒脉冲。
参见图3、图9,在T8-T9时刻,控制单元控制开关器件SM1-(3~4)、SL1-(3~4)、SH1-(5~8)、SM2-(3~4)、SL2-(1~2)、SH2-(5~8)处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时脉冲发生电路10会向负载RL两端加上2倍V2的负极性微秒脉冲。
参见图3、图10,在T4-T5时刻,控制单元控制开关器件SM1-(3~4)、SL1-(3~4)、SH1-(5~8)、SM2-(3~4)、SL2-(3~4)、SH2-(1~4)处于导通状态,其余开关器件均处于断开状态,此时脉冲发生电路10会向负载RL两端加上4倍V3的负极性纳秒脉冲。
需要说明的是,步骤S12与步骤S13之间没有严格的执行顺序关系,可以先执行步骤S12后执行步骤S13,也可以先执行步骤S13后执行步骤S12。
可选地,不同器件组合的脉冲发生回路可以根据储能器件的数量可以调整输出脉冲信号的幅值。通过控制不同开关器件的导通时间,可以实现脉冲信号的脉冲宽度的灵活调节。
继续参见图11,本实施方式中,脉冲发生装置100还可以包括第一电源201、第二电源202和第三电源203。
第一毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别与第一电源201的正极、负极电连接;第二毫秒脉冲发生单元101的第一端、第二端分别与第一电源201的正极、负极电连接。
第一微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别与第二电源202的正极、负极电连接;第二微秒脉冲发生单元102的第一端、第二端分别与第二电源202的正极、负极电连接。
第一纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别与第三电源203的正极、负极电连接;第二纳秒脉冲发生单元103的第一端、第二端分别与第三电源203的正极、负极电连接。
本实施方式中,在一个脉冲周期中,可以包含至少一个纳秒脉冲(可以为正极性纳秒脉冲,和/或负极性纳秒脉冲)、至少一个微秒脉冲(可以为正极性微秒脉冲,和/或负极性微秒脉冲)和至少一个毫秒脉冲(可以为正极性毫秒脉冲,和/或负极性毫秒脉冲)。
以图14为例,图14为两个周期的脉冲波形图。其中,每个脉冲周期T(图14中示出了两个周期,T和2T)内,依次输出正极性高压纳秒脉冲、负极性高压纳秒脉冲、正极性低压微秒脉冲和正极性低压毫秒脉冲。
图14中,4V3表示正极性高压纳秒脉冲的电压幅值为4倍的V3,-4V3表示负极性高压纳秒脉冲的电压幅值为4倍的-V3,2V2表示正极性低压微秒脉冲的电压幅值为2倍的V2,2V1表示正极性低压毫秒脉冲的电压幅值为4倍的V1。V1为第一电源201提供的第一电压,V2为第二电源202提供的第二电压,V3为第三电源203提供第三电压。
本实施例为前述脉冲发生电路10实施例对应的方法的实施例,前述脉冲发生电路10实施例中的技术细节在本实施例中均适用,本实施例也可以实现与前述脉冲发生电路10实施例中类似的技术效果,此处不再赘述。
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。
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,但是这些步骤的实施顺序并不受限于箭头所指示的顺序。除非本文中有明确的说明,否则在本申请实施例的一些实施场景中,各流程中的步骤可以按照需求以其他的顺序执行。而且,各流程图中的部分或全部步骤基于实际的实施场景,可以包括多个子步骤或者多个阶段。这些子步骤或者阶段中的部分或全部可以在同一时刻被执行,也可以在不同的时刻被执行在执行时刻不同的场景下,这些子步骤或者阶段的执行顺序可以根据需求灵活配置,本申请实施例对此不限制。
以上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,在不脱离本申请的方案技术构思的前提下,采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段,同样属于本申请实施例的保护范畴。
Claims (10)
1.一种脉冲发生电路,其特征在于,包括:
电连接的第一毫秒脉冲发生单元、第一微秒脉冲发生单元和第一纳秒脉冲发生单元,均被构造为与电源单元和负载的第一端电连接;
电连接的第二毫秒脉冲发生单元、第二微秒脉冲发生单元和第二纳秒脉冲发生单元,均被构造为与所述电源单元和所述负载的第二端电连接;
在各正极性脉冲发生阶段,所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;
在各负极性脉冲发生阶段,所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
2.根据权利要求1所述的脉冲发生电路,其特征在于,所述电源单元包括第一电源、第二电源和第三电源;
所述第一毫秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别用于与所述第一电源的正极、负极电连接;所述第二毫秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别用于与所述第一电源的正极、负极电连接;
所述第一微秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别用于与所述第二电源的正极、负极电连接;所述第二微秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别用于与所述第二电源的正极、负极电连接;
所述第一纳秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别用于与所述第三电源的正极、负极电连接;所述第二纳秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别用于与所述第三电源的正极、负极电连接;
所述第一电源的电压、所述第二电源的电压、所述第三电源的电压依次增大。
3.根据权利要求2所述的脉冲发生电路,其特征在于,所述第一毫秒脉冲发生单元的第三端与所述第一微秒脉冲发生单元的第二端电连接;所述第一微秒脉冲发生单元的第三端与所述第一纳秒脉冲发生单元的第二端电连接;
所述第二毫秒脉冲发生单元的第三端与所述第二微秒脉冲发生单元的第二端电连接;所述第二微秒脉冲发生单元的第三端与所述第二纳秒脉冲发生单元的第二端电连接。
4.根据权利要求3所述的脉冲发生电路,其特征在于,所述第一毫秒脉冲发生单元包括至少一级第一充放电模块;
第一个所述第一充放电模块的第一端、第二端,分别作为所述第一毫秒脉冲发生单元的第一端、第二端;
任意相邻两个所述第一充放电模块中,前一个所述第一充放电模块的第一端、第三端,分别与后一个所述第一充放电模块的第一端、第二端电连接;最后一个所述第一充放电模块的第三端作为所述第一毫秒脉冲发生单元的第三端。
5.根据权利要求4所述的脉冲发生电路,其特征在于,所述第一充放电模块包括第一储能器件、第一开关器件和第二开关器件;
所述第一储能器件的第一端、所述第二开关器件的第二端共同作为所述第一充放电模块的第一端;
所述第一储能器件的第二端、所述第一开关器件的第一端共同作为所述第一充放电模块的第二端;
所述第一开关器件的第二端、所述第二开关器件的第一端共同作为所述第一充放电模块的第三端;
所述第一开关器件和所述第二开关器件的控制端均用于与控制单元电连接。
6.一种脉冲发生装置,其特征在于,包括:控制单元和如权利要求1-5中任一项所述的脉冲发生电路;
所述控制单元,与所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元、所述第一纳秒脉冲发生单元、所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元均电连接,用于
在各正极性脉冲发生阶段,控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;在各负极性脉冲发生阶段,控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
7.根据权利要求6所述的脉冲发生装置,其特征在于,还包括第一电源、第二电源和第三电源;
所述第一毫秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别与所述第一电源的正极、负极电连接;所述第二毫秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别与所述第一电源的正极、负极电连接;
所述第一微秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别与所述第二电源的正极、负极电连接;所述第二微秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别与所述第二电源的正极、负极电连接;
所述第一纳秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别与所述第三电源的正极、负极电连接;所述第二纳秒脉冲发生单元的第一端、第二端分别与所述第三电源的正极、负极电连接;
所述第一电源的电压、所述第二电源的电压、所述第三电源的电压依次增大。
8.一种脉冲消融设备,其特征在于,包括:电极针阵列、以及如权利要求6或7所述的脉冲发生装置;
所述脉冲发生装置与所述电极针阵列电连接,所述电极针阵列经由目标生物组织导通时,所述脉冲发生装置向所述目标生物组织输出正极性毫秒脉冲、正极性微秒脉冲、正极性纳秒脉冲、负极性毫秒脉冲、负极性微秒脉冲和负极性纳秒脉冲中的至少一者。
9.一种脉冲发生方法,应用于如权利要求1-5中任一项所述的脉冲发生电路,其特征在于,包括:
在各正极性脉冲发生阶段,控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲;
在各负极性脉冲发生阶段,控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲。
10.根据权利要求9所述的脉冲发生方法,其特征在于,
所述控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲,包括:
控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元中至少部分开关器件导通,以使所述负载的第二端连接至所述电源单元的负极;控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元中至少部分储能器件串联,与所述负载形成脉冲发生回路,向所述负载输出正极性毫秒脉冲、和/或正极性微秒脉冲和/或正极性纳秒脉冲中至少一者;
所述控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元分别与所述负载形成脉冲发生回路,以分别向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲,包括:
控制所述第一毫秒脉冲发生单元、所述第一微秒脉冲发生单元和所述第一纳秒脉冲发生单元中至少部分开关器件导通,以使所述负载的第一端连接至所述电源单元的负极;控制所述第二毫秒脉冲发生单元、所述第二微秒脉冲发生单元和所述第二纳秒脉冲发生单元中至少部分储能器件串联,与所述负载形成脉冲发生回路,向所述负载输出负极性毫秒脉冲、和/或负极性微秒脉冲和/或负极性纳秒脉冲中至少一者。
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