CN117653319A - 一种脉冲消融装置、控制方法、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗器械领域，其公开了一种脉冲消融装置、脉冲消融控制方法、存储介质及电子设备，解决现有技术的脉冲消融方案中用高压脉冲直接作用于组织部位，患者会出现震颤现象所带来的问题。本发明提供的一种脉冲消融装置，包括前导脉冲产生模块、消融脉冲产生模块和脉冲输出模块；所述消融脉冲产生模块，负责产生用于对组织进行消融的消融脉冲；所述前导脉冲产生模块，负责产生用于触发消融部位的组织和周围神经不应期的前导脉冲；所述脉冲输出模块，负责输出脉冲序列，在所述脉冲序列中，前导脉冲在前，消融脉冲在后。本发明适用于临床上对患者的消融治疗。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种脉冲消融装置、脉冲消融控制方法、存储介质及电子设备。
背景技术
现有治疗快速心律失常或肿瘤往往采用射频、微波以及冷冻等热消融技术。其中，射频技术可以产生固定频率的正弦波。所产生的射频能量通过射频导管或者射频电极作用到需要治疗的病灶点，使其达到阻断心电异常传导或者灭活肿瘤的作用，进而达到治疗的效果。并且射频技术由于采用特定的频率的正弦波信号，虽然输出较高的能量，但由于其频率固定，使得与之相连的系统可以通过带阻滤波的方式去除射频信号对于其他信号的干扰。
然而，热消融技术在临床实际应用中受限于热池效应，很难达到全层透壁的消融目标，从而影响治疗效果，另外，属于热消融技术的射频消融技术，由于不具备细胞的选择性，可能会将非靶的细胞也一并进行消融损毁。
鉴于以上热消融技术的缺陷，高压脉冲技术作为一项非热消融技术日渐得到了临床应用的关注。高压脉冲技术是通过产生一种脉宽为毫秒、微秒甚至纳秒级的高压脉冲电场，在短时间内释放极高的能量，其能使得细胞膜甚至是细胞内的细胞器如内质网、线粒体、细胞核等会产生大量的不可逆的微孔，进而造成病变细胞的凋亡，从而达到预期的治疗目的。
在治疗快速心律失常或肿瘤的应用中，采用高压脉冲技术可以选择性的处理心肌或肿瘤细胞，而不对其他非靶的细胞组织产生影响，同时其还具有彻底的全层消融、精准、快速、保护冠脉的特点。因此高压脉冲射频技术有望成为理想的心脏或肿瘤消融手段。
由于现有脉冲消融用高压脉冲直接作用于组织部位，患者会出现强烈的震颤现象，导致电极移位而影响消融效果，并且患者感受疼痛而需要全身麻醉或深度镇静，严重制约了脉冲消融的应用。因此，如何来减少或避免患者在脉冲消融过程中出现的震颤现象是一项亟待解决的问题。
生物组织，特别是神经组织具有一种不应期特性，即生物组织对某一刺激发生反应后，在一定时间内，即使再给予刺激，也不发生反应，由此，可利用这个不应期原理来解决脉冲消融过程中出现的震颤现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种脉冲消融装置、脉冲消融控制方法、存储介质及电子设备，解决现有技术的脉冲消融方案中用高压脉冲直接作用于组织部位，患者会出现震颤现象所带来的问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
一方面，本发明提供了一种脉冲消融装置，包括前导脉冲产生模块、消融脉冲产生模块和脉冲输出模块；
所述消融脉冲产生模块，负责产生用于对组织进行消融的消融脉冲；
所述前导脉冲产生模块，负责产生用于触发消融部位的组织和周围神经不应期的前导脉冲；
所述脉冲输出模块，负责输出脉冲序列，在所述脉冲序列中，前导脉冲在前，消融脉冲在后。
基于此方案，通过前导脉冲产生模块产生低压前导脉冲，通过消融脉冲产生模块产生高压消融脉冲，由脉冲输出模块输出由前导脉冲和消融脉冲组成的脉冲序列，并且前导脉冲在前，消融脉冲在后，可以实现在对患者组织进行消融前通过前导脉冲触发消融部位的组织和周围神经的不应期，在不应期内进行消融可以降低或防止患者由于高压消融脉冲产生的震颤，并且，前导脉冲通常采用不会具备消融效果且能够触发组织和周围神经的不应期反应的低压脉冲，既安全也不会导致患者大的震颤。此外，由于在实施消融过程中，消融脉冲也会触发不应期，因此即便前导脉冲触发的不应期结束，而由于消融脉冲会触发新的不应期，则可以保证整个消融过程都处于组织和周围神经的不应期内。
进一步的，所述脉冲序列中的前导脉冲为单个脉冲或者包括多个单脉冲的一组脉冲，一组脉冲数范围为2-20。对于前导脉冲而言，可以采用一个单脉冲，也可以采用有多个单脉冲组成的一组脉冲，后者由于是多个单脉冲组合来触发组织的不应期，可以降低对脉冲宽度和脉冲幅度的要求，此外，采用多个单脉冲组合也可以提高触发组织不应期的有效性。
进一步的，所述脉冲序列中的前导脉冲为包含多个单脉冲的一组脉冲，所述多个单脉冲的幅度和脉宽不变或者逐渐增大。对于采用一组脉冲的前导脉冲而言，单脉冲的幅度和脉宽逐渐增大可以提高人体组织对脉冲电流刺激的适应性。
进一步的，所述前导脉冲产生模块和所述消融脉冲产生模块为两个独立的脉冲发生器，或者，为一个脉冲发生器中的在不同时间的两个功能。所述消融脉冲的电压范围为100-3000V，脉冲宽度范围为100ns–1000us；所述前导脉冲的电压范围为10-100V，脉冲宽度范围为100us–100ms。
另一方面，本发明提供了一种脉冲消融控制方法，包括：
a.向消融电极施加前导脉冲，触发消融部位的组织和周围神经的不应期；
b.在组织和周围神经的不应期时间内，向消融电极施加消融脉冲。
本方案中，可以实现在对患者待消融部位进行消融前通过前导脉冲触发组织和周围神经的不应期，在组织和周围神经的不应期内进行消融可以降低或防止患者由于高压消融脉冲产生的震颤，并且，前导脉冲通常采用不会具备消融效果且能够触发组织的不应期反应的低压脉冲，既安全也不会导致患者大的震颤。此外，由于在实施消融过程中，消融脉冲也会触发不应期，因此即便前导脉冲触发的不应期结束，而由于消融脉冲会触发新的不应期，则可以保证整个消融过程都处于组织和周围神经的不应期内。
进一步的，所述消融脉冲的电压范围为100-3000V，脉冲宽度范围为100ns–1000us；所述前导脉冲的电压范围为10-100V，脉冲宽度范围为100us–100ms。本方案中的消融脉冲为脉宽相对较窄的高压脉冲，能够对组织进行消融，而前导脉冲为脉宽相对较宽的低压脉冲，能够触发组织和周围神经的不应期反应，不能够消融组织，同时对于人体而言较为安全。
进一步的，所述前导脉冲为单个脉冲或者包括多个单脉冲的一组脉冲，一组脉冲数范围为2-20。对于前导脉冲而言，可以采用一个单脉冲，也可以采用有多个单脉冲组成的一组脉冲，后者由于是多个单脉冲组合来触发组织和周围神经的不应期，可以降低对脉冲宽度和脉冲幅度的要求，此外，采用多个单脉冲组合也可以提高触发组织和周围神经不应期的有效性。
进一步的，所述脉冲序列中的前导脉冲为包含多个单脉冲的一组脉冲，所述多个单脉冲的幅度和脉宽不变或者逐渐增大。对于采用一组脉冲的前导脉冲而言，单脉冲的幅度和脉宽逐渐增大可以提高人体组织对脉冲电流刺激的适应性。
第三方面，本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的脉冲消融控制方法。
第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的脉冲消融控制方法。
本发明的有益效果是：
基于本发明的上述方案，在向消融电极施加高压消融脉冲之前，首先施加一个低压的前导脉冲来触发消融部位组织和周围神经的不应期，然后在组织和周围神经的不应期内再施加高压消融脉冲进行消融。
由于前导脉冲采用的是低压脉冲，作用于人体组织时，并不会产生大的震颤，而在触发组织和周围神经的不应期后，在组织和周围神经的不应期内细胞不会再度兴奋，施加高压消融脉冲也不会让患者产生震颤，从而避免消融过程中由于震颤产生的电极偏移，实现准确消融；此外，采用本方案后也不需要再对患者进行全身麻醉或者深度镇静，从而提高了安全性。
附图说明
图1为现有技术中的脉冲消融装置输出的脉冲示意图；
图2为本发明一个实施例中的脉冲消融装置结构示意图；
图3为本发明一个实施例中的一种脉冲序列示意图；
图4为本发明一个实施例中的另一种脉冲序列示意图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种脉冲消融装置及脉冲消融控制方法，解决现有技术的脉冲消融方案中用高压脉冲直接作用于组织部位，患者会出现震颤现象所带来的问题。其首先提供了一种脉冲消融装置，包括前导脉冲产生模块、消融脉冲产生模块和脉冲输出模块；所述消融脉冲产生模块，负责产生用于对组织进行消融的消融脉冲；所述前导脉冲产生模块，负责产生用于触发消融部位的组织和周围神经不应期的前导脉冲；所述脉冲输出模块，负责输出脉冲序列，在所述脉冲序列中，前导脉冲在前，消融脉冲在后。
基于此脉冲消融装置，通过前导脉冲产生模块产生前导脉冲，通过消融脉冲产生模块产生消融脉冲，由脉冲输出模块输出前导脉冲在前、消融脉冲在后的脉冲序列，可以实现在对待消融部位进行消融前通过前导脉冲触发组织和周围神经的不应期，在组织和周围神经的不应期内进行消融可以降低或防止患者由于高压消融脉冲产生的震颤，并且，前导脉冲通常采用不会具备消融效果且能够触发组织和周围神经的不应期反应的低压脉冲，既安全也不会导致患者大的震颤。此外，由于在实施消融过程中，消融脉冲也会触发不应期，因此即便前导脉冲触发的不应期结束，而由于消融脉冲会触发新的不应期，则可以保证整个消融过程都处于组织和周围神经的不应期内。
基于上述脉冲消融装置，本发明提供的脉冲消融控制方法包括：向消融电极施加前导脉冲，触发消融部位的组织和周围神经的不应期；在组合和周围神经的不应期时间内，向消融电极施加消融脉冲。由于前导脉冲采用的是低压脉冲，作用于人体组织时，并不会产生大的震颤，而在触发组织和周围神经的不应期后，在组织和周围神经的不应期内，细胞不会再度兴奋，施加高压消融脉冲也不会让患者产生震颤，从而避免消融过程中由于震颤产生的电极偏移，实现准确消融；此外，采用本方案后也不需要再对患者进行全身麻醉或者深度镇静，从而提高了安全性。
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
图1示意了一种现有脉冲消融装置输出的脉冲序列，此脉冲为直接作用于人体组织进行消融的高压消融脉冲。由于高压脉冲的作用，患者会出现强烈的震颤现象，导致电极移位而影响消融效果，并且患者感受疼痛而需要全身麻醉或深度镇静。
为了解决震颤的问题，本发明实施例提供的一种脉冲消融装置如图2所示，其主要包括前导脉冲产生模块、消融脉冲产生模块和脉冲输出模块三个部分；
消融脉冲产生模块，负责产生用于对组织进行消融的消融脉冲；
前导脉冲产生模块，负责产生用于触发消融部位的组织和周围神经不应期的前导脉冲；
脉冲输出模块，负责输出脉冲序列，在所述脉冲序列中，前导脉冲在前，消融脉冲在后。
在具体实现上，前导脉冲产生模块和消融脉冲产生模块可以为两个独立的脉冲发生器，即分别采用两个脉冲发生器，一个产生高压消融脉冲，一个产生低压前导脉冲，或者，为一个脉冲发生器中的在不同时间的两个功能。前导脉冲和消融脉冲的输出时序由脉冲输出模块来处理，保证先输出前导脉冲，后输出消融脉冲。
可以理解的是，本发明中的前导脉冲是能够触发组织和周围神经不应期反应，且不具备消融功能的低压脉冲，一种可选的电压范围为10-100V，脉冲宽度范围为100us–100ms。而本发明中的消融脉冲是能够直接对组织进行消融的高压脉冲，一种可选的电压范围为100-3000V，脉冲宽度范围为100ns–1000us，能够通过电极产生200V/cm-5KV/cm的电场。
可选的是，对于前导脉冲而言，可以采用一个单脉冲，也可以采用有多个单脉冲组成的一组脉冲，后者由于是多个单脉冲组合来触发组织和周围神经的不应期，可以降低对脉冲宽度和脉冲幅度的要求，此外，采用多个单脉冲组合也可以提高触发组织和周围神经的不应期的有效性。而对于采用一组脉冲的前导脉冲而言，多个单脉冲的幅度和脉宽不变或者逐渐增大，单脉冲的幅度和脉宽逐渐增大可以提高人体组织对脉冲电流刺激的适应性。其中，采用单脉冲的前导脉冲与消融脉冲合成的脉冲序列如图3所示，采用一组脉冲的前导脉冲与消融脉冲合成的脉冲序列如图4所示。
基于上述消融装置，本实施例提供的一种消融控制方法包括：向消融电极施加前导脉冲，触发消融部位的组织和周围神经的不应期；在组织和周围神经的不应期时间内，向消融电极施加消融脉冲，由于在实施消融过程中，消融脉冲也会触发不应期，因此即便前导脉冲触发的不应期结束，而由于消融脉冲会触发新的不应期，则可以保证整个消融过程都处于组织和周围神经的不应期内。
此外，本实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的脉冲消融控制方法。
最后，本实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的脉冲消融控制方法。
可以理解的是，不应期通常包含绝对不应期和相对不应期，而绝对不应期是指细胞在兴奋发生的当时以及兴奋后最初的一段时间，无论施加多强的刺激也不能使细胞再兴奋的这段时间。相对不应期是在绝对不应期之后，细胞的兴奋性逐渐回复，在一定时间内，受刺激后可发生兴奋，但刺激强度必须大于原来的阈强度的这段时间。为了能够最大程度避免在消融过程中患者发生震颤，一种优选的方案是选择在绝对不应期内施加高压消融脉冲。
尽管这里参照本发明的实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (10)
1.一种脉冲消融装置，其特征在于，包括前导脉冲产生模块、消融脉冲产生模块和脉冲输出模块；
所述消融脉冲产生模块，负责产生用于对组织进行消融的消融脉冲；
所述前导脉冲产生模块，负责产生用于触发消融部位的组织和周围神经不应期的前导脉冲；
所述脉冲输出模块，负责输出脉冲序列，在所述脉冲序列中，前导脉冲在前，消融脉冲在后。
2.如权利要求1所述的一种脉冲消融装置，其特征在于，
所述脉冲序列中的前导脉冲为单个脉冲或者包括多个单脉冲的一组脉冲，一组脉冲数范围为2-20。
3.如权利要求2所述的一种脉冲消融装置，其特征在于，
所述脉冲序列中的前导脉冲为包含多个单脉冲的一组脉冲，所述多个单脉冲的幅度和脉宽不变或者逐渐增大。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种脉冲消融装置，其特征在于，
所述前导脉冲产生模块和所述消融脉冲产生模块为两个独立的脉冲发生器，或者，为一个脉冲发生器中的在不同时间的两个功能，所述消融脉冲的电压范围为100-3000V，脉冲宽度范围为100ns–1000us；所述前导脉冲的电压范围为10-100V，脉冲宽度范围为100us–100ms。
5.一种脉冲消融控制方法，其特征在于，包括：
a.向消融电极施加前导脉冲，触发消融部位的组织和周围神经的不应期；
b.在组织和周围神经的不应期时间内，向消融电极施加消融脉冲。
6.如权利要求5所述的一种脉冲消融控制方法，其特征在于，
所述消融脉冲的电压范围为100-3000V，脉冲宽度范围为100ns–1000us；所述前导脉冲的电压范围为10-100V，脉冲宽度范围为100us–100ms。
7.如权利要求5所述的一种脉冲消融控制方法，其特征在于，
所述前导脉冲为单个脉冲或者包括多个单脉冲的一组脉冲，一组脉冲数范围为2-20。
8.如权利要求7所述的一种脉冲消融控制方法，其特征在于，
所述脉冲序列中的前导脉冲为包含多个单脉冲的一组脉冲，所述多个单脉冲的幅度和脉宽不变或者逐渐增大。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求5-8任意一项所述的脉冲消融控制方法。
10.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，当所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5-8任意一项所述的脉冲消融控制方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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