CN216221635U - 一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，包括：上位机，用于基于消融目标，判断是否需要对消融参数进行调整,并当需要对消融参数进行调整时，发送指令；控制单元，耦合至上位机，用于接收指令，并根据指令生成控制信息；消融参数调整单元，耦合至控制单元，用于根据控制信息对消融参数进行调整；采集单元，分别耦合至消融参数调整单元和所述控制单元，用于对消融参数调整单元输出的消融参数进行采集，并将采集到的数据经由控制单元发送至上位机。从而当判断未达到消融目标时，能够自动监测及调整消融参数，不仅能够加快消融效率，而且还能够减少手术时间。

Description

一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备。

背景技术

肿瘤，尤其是恶性肿瘤是危害人类健康的主要疾病。肿瘤的传统疗法以及新近发展起来的疗法是以微创消融为特征的热消融物理疗法。由于受适应性、禁忌症、治疗副作用、热效应等因素的限制，使得其临床应用存在一定的局限性。近年来，随着脉冲生物电学的不断发展，电场脉冲以其非热、微创的生物医学效应引起了研究人员的关注，而其中的不可逆电穿孔治疗肿瘤以其快捷、可控、可视、选择性和非热机理等的优势和特色更是引起国内外生物电学领域研究人员的广泛关注，并逐渐应用于肿瘤的临床治疗。

复合陡脉冲治疗设备用是采用不可逆电穿孔的技术治疗肿瘤的设备之一，在使用复合陡脉冲治疗设备在治疗肿瘤过程中，发现当电压不变时，由于对病灶组织进行消融而导致病灶组织的电阻值发生变化，治疗电流也随之发生变化，因此可以通过观察病灶组织的电流变化是否达到预设阈值来判断消融是否达到消融目标。然而，现有技术中，当在治疗过程中发现病灶组织的电流变化较小而判断未达到消融目标时，通常需要操作者返回操作界面进行操作，从而对肿瘤组织继续进行消融，而操作者返回操作界面进行操作，不仅过程麻烦，而且还增加了手术时间。

实用新型内容

为了解决上述需要操作者返回操作界面进行操作而导致的增加手术时间的技术问题，本实用新型实施例提出了一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，当在治疗过程中，判断未达到消融目标时，能够自动监测及调整消融参数，从而不仅能够加快消融效率，而且还能够减少手术时间。

本实用新型提出的一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，包括：

上位机，用于基于消融目标，判断是否需要对消融参数进行调整,并当需要对所述消融参数进行调整时，发送指令；

控制单元，耦合至所述上位机，用于接收所述指令，并根据所述指令生成控制信息；

消融参数调整单元，耦合至所述控制单元，用于根据所述控制信息对所述消融参数进行调整；

采集单元，分别耦合至所述消融参数调整单元和所述控制单元，用于对所述消融参数调整单元输出的消融参数进行采集，并将采集到的数据经由所述控制单元发送至所述上位机。

在某些实施例中，所述消融参数调整单元至少包括高压电源单元和脉冲单元；

所述高压电源单元分别耦合至所述控制单元和所述脉冲单元，用于根据从所述控制单元接收到的所述控制信息生成所需要的电压；

所述脉冲单元分别耦合至所述高压电源单元、所述采集单元以及所述控制单元，用于根据所述控制信息把所述电压转换成所需要的脉冲。

在某些实施例中，当所述控制信息为用于指示调节所述电压时，所述控制单元用于将所述控制信息发送至所述高压电源单元；当所述控制信息为用于指示调节脉冲参数时，所述控制单元用于将所述控制信息发送至所述脉冲单元，由所述脉冲单元根据所述控制信息对所述脉冲参数进行调整。

在某些实施例中，所述采集单元包括：

电流传感器，用于采集所述脉冲单元输出的脉冲的电流值并将该电流值经由所述控制单元发送至所述上位机；

分压单元，用于采集所述脉冲单元输出的脉冲的电压值，并将该电压值经由所述控制单元发送至所述上位机。

在某些实施例中，所述消融目标为在发射预设数量的脉冲串之后，所述电流值的变化值达到预设阈值且当前电流值在预设范围内。

在某些实施例中，所述上位机还用于经由所述控制单元从所述采集单元获取在发射所述预设数量的脉冲串开始时的第一电流值，以及还用于经由所述控制单元从所述采集单元获取在发射所述预设数量的脉冲串结束时的第二电流值，并根据所述第一电流值和所述第二电流值，确定在所述预设时间段内电流值的变化值，若该变化值小于所述预设阈值，则判断需要对所述消融参数进行调整。

在某些实施例中，所述预设阈值为5A，所述预设范围为40A-45A。

在某些实施例中，还包括：设置于所述采集单元和所述控制单元之间的模数转换单元，其用于将由所述采集单元采集到的模拟信号数据转化为数字信号数据。

在某些实施例中，还包括：切换单元，分别耦合至所述脉冲单元、所述控制单元以及电极针单元，用于根据所述控制单元的控制信号将所述脉冲单元的脉冲在所述电极针单元中的电极针之间选择性地进行切换。

在某些实施例中，所述控制单元由处理器和FPGA处理器组成；

所述处理器分别耦合至所述上位机和所述高压输出单元，所述FPGA处理器分别耦合至所述处理器、所述脉冲单元以及所述采集单元。

本实用新型的有益效果：本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，当在治疗过程中，判断未达到消融目标时，能够自动监测及调整消融参数，从而能够使得在治疗过程中，无需操作者返回操作界面进行操作，不仅能够加快消融效率，而且还能够减少手术时间。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备的另一结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备的又一结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备包括模数转换单元的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备包括处理器和FPGA处理器的结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例提出的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备可以执行的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。文中的“第一”、“第二”等术语仅是为了区分技术特征，并无实质含义。

如前所述，在对肿瘤病灶组织进行消融的治疗过程中，当发现病灶组织的电流变化较小而判断未达到消融目标时，通常需要操作者返回操作界面进行操作，不仅过程麻烦，而且还增加了手术时间。基于此，本实用新型实施例提出了一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，在基于消融目标，判断需要对消融参数进行调整时，发送指令，并根据该指令自动监测及的对消融参数进行调整，因此无需操作者返回操作界面进行操作，即可完成对消融参数的调整，不仅能够加快消融效率，而且还能够减少手术时间。

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步描述。图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备10的结构示意图。参考图1所示，本实用新型实施例提出的一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备10，包括：上位机1、控制单元2、消融参数调整单元3、采集单元4、切换单元5以及电极针单元6。

其中：

上位机1，用于基于消融目标，判断是否需要对消融参数进行调整，并当需要对消融参数进行调整时，发送指令给控制单元2。

具体的，上位机可以是诸如计算机或平板电脑之类的计算设备。

控制单元2，耦合至上位机1，用于从上位机1接收指令，并根据该指令生成控制信息。

消融参数调整单元3，耦合至控制单元2，用于从控制单元2接收控制信息，并根据该控制信息对消融参数进行调整。

采集单元4，分别耦合至控制单元2和消融参数调整单元3，用于对消融参数调整单元3输出的消融参数进行采集，并将采集到的数据经由控制单元2发送至上位机1。

切换单元5，用于通过开关对电极针单元6中的电极针进行切换，并通过开关将电极针连接到脉冲单元，从而在电极针之间形成高压电场。

电极针单元6，由电极针组成，用于根据控制单元2的控制信号将参数调整单元3所发射的脉冲在电极针之间进行选择性地切换。

在具体实施时，可以基于要治疗的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素来选择电极针的个数，例如电极针单元可以由4个电极针组成，其包括两个具有高电势的电极针和两个具有低电势的电极针。在另一示例中，电极针单元可以由5个、7个或8个电极针组成，并且每个电极针的电势可以不同。

在具体实施时，还可以基于要治疗的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素来设置消融参数。例如，在一个示例中，可以将消融参数设置为电压，在这种情况下，调整消融参数是指调整电压；在另一示例中，可以将消融参数设置为脉冲串频率，在这种情况下，调整消融参数是指调整脉冲串频率；在又一示例中，还可以将消融参数设置为电压和脉冲串频率的组合，在这种情况下，调整消融参数可以是指先调整电压，再调整脉冲串频率，然后再调整电压的间隔调整方式，也可以是指先调整脉冲串频率，再调整电压，之后再调整脉冲串频率的间隔调整方式，还可以是指先调整电压，一直到电压不能再调整为止，然后再调整脉冲串频率的方式。

由于在使用不可逆电穿孔技术治疗肿瘤的过程中，需要在超短的时间内，在消融组织内细胞所在的细胞膜上产生多个纳米级微孔，不可逆转地破坏细胞内外的平衡，诱使细胞凋亡并最终死亡，又由于在治疗过程中，随着对病灶组织的消融，病灶组织的电流也会相应的发生变化。因此，对消融过程中电流的变化、电流的取值范围可以作为消融目标来考虑，即可以将消融过程中电流的变化、电流的取值范围中的单项或者组合作为消融目标来考虑。

因此，在一个可选的实施例中，可以将消融目标设置为：在发射预设数量(例如10个)的脉冲串之后，要求电流值的变化达到预设阈值(例如5A)。在这种情况下，如果发射预设数量的脉冲串之后，电流值的变化达到预设阈值，则判断达到消融目标，否则判断未达到消融目标。在另一可选的实施例中，可以将消融目标设置为：除了要求在发射预设数量的脉冲串之后，电流值的变化达到预设阈值(例如5A)，还要求当前电流值也在预设的阈值范围内(例如40A-45A)。在这种情况下，即使在发射预设数量的脉冲串之后，如果电流值的变化未达到预设阈值，也不能判断达到消融目标，还得在当前电流值也在预设的阈值范围内时，才可以判断达到消融目标。

例如，在一个可选的实施例中，可以将消融目标设置为：在发射10个脉冲串之后，要求电流值的上升变化达到5A。在这种情况下，如果在发射10个脉冲串之后，电流值的上升变化未达到5A，则上位机判断未达到消融目标，否则判断达到消融目标。在另一可选的实施例中，可以将消融目标设置为：在发射10个脉冲串之后，不仅要求电流的上升变化达到5A，而且还要求当前电流值在40A-45A范围内。在这种情况下，如果即使在发射10个脉冲串之后，电流值的上升变化达到了5A，但是如果当前电流值不在40A-45A范围内，比如当前电流值为35A，上位机也不能够判断达到消融目标。只有在发射10个脉冲串之后，不仅电流值的上升变化达到了5A，而且当前电流值也在40A-45A范围内(例如当前电流值为42A)，上位机才可以判断达到了消融目标。

需要说明的是，在一个可选的实施例中，发射预设数量的脉冲串可以由脉冲单元完成，采集单元4可以获取在发射预设数量的脉冲串开始时的第一电流值以及获取在发射预设数量的脉冲串结束时的第二电流值，采集单元4在获取第一电流值和第二电流值之后，经由控制单元2将第一电流值和第二电流值发送至上位机1，然后上位机1根据第一电流值和第二电流值，确定电流值的变化值，若该变化值小于预设阈值，则判断需要对消融参数进行调整。在另一可选的实施例中，当将消融目标设置为：除了要求在发射预设数量的脉冲串之后，电流值的变化达到预设阈值，还要求当前电流值也在预设的阈值范围内时，上位机1除了判断电流值的变化是否达到预设阈值之外，还需要判断当前电流值即第二电流值是否在预设的阈值范围内之后，才能够判断是否需要对消融参数进行调整。

需要注意的是，在一个示例中，脉冲串可以是指脉冲宽度为5μs，子脉冲个数为20个的脉冲串。在另一示例中，脉冲串可以是指脉冲宽度为50μs，子脉冲个数为2个的脉冲串。在具体实施时，可以基于要治疗的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素来设置脉冲串的宽度和个数。但是，需要保证子脉冲宽度与脉冲串内脉冲个数的乘积为固定值，固定值可以按照行业要求或行业规范进行设定，例如为100，此时，如果子脉冲的宽度用W表示，脉冲串内脉冲个数用n表示，则W×n＝100。

基于临床经验，在调整脉冲串频率时，单位时间内能够发射的脉冲串数量是有上限的。例如针对脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串，1秒钟最多能够发射5串脉冲串。

此外，由于针对不同的患者，要治疗的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度不同，因此，针对不容的患者可以设置不同的起始电压，但是无论起始电压设置多少，在通过上升电压来达到消融目标时，基于临床经验，电压的单次上升幅度不应超过30V-50V且电压的总上升幅度不应超过起始电压的20％-30％。例如，针对一患者，基于要治疗的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，将该患者的起始电压设置为1500V，则在通过上升电压来达到消融目标的过程中，电压的单次上升幅度不应超过30V-50V并且电压的总上升幅度不应超1800V-1950V。

在具体实施时，对消融参数的调整是由消融参数调整单元3完成的。在一个可选的实施例中，消融参数调整单元3可以包括高压电源单元31、转换单元32以及脉冲单元33，参见图2。其中，高压电源单元31的第一端耦合至控制单元2，高压电源单元31的第二端耦合至转换单元32，用于根据从控制单元2接收到的控制信息生成所需要的高压直流电压；转换单元32的第一端耦合至高压电源单元31，转换单元32的第二端耦合至脉冲单元33，用于将来自高压电源单元31的高压直流电压转换成所需要的标准脉冲；脉冲单元33分别耦合至控制单元2、转换单元32以及采集单元4，用于根据从控制单元2接收到的控制信息对所述标准脉冲进行调制。在又一可选的实施例中，消融参数调整单元3可以仅包括高压电源单元31和脉冲单元33，其中，高压电源单元31的第一端耦合至控制单元2，高压电源单元31的第二端耦合至脉冲单元33，用于根据从控制单元2中接收到的控制信息生成所需要的高压直流电压；脉冲单元33分别耦合至高压电源单元31、控制单元2以及采集单元4，用于根据从控制单元2中接收到的控制信息把高压电源31所提供的高压直流电压转换成所需要的脉冲。

在一个示例中，在高压电源单元31可以基于来自控制单元2的控制信息生成所需要的直流电压时，高压电源单元31可以基于来自控制单元2的控制信息将220V的交流市电电压转换生成为800V至3000V的直流电压。在另一些示例中，高压电源单元31可以基于来自控制单元2的控制信息将220V的交流市电转换生成为诸如300V、400V、500V、600V或700V之类的低于800V的直流电压。在又一示例中，高压电源单元31可以基于来自控制单元2的控制信息将220V的交流市电转换生成为诸如3100V、3300V、3500V、3700V或4000V之类的高于3000V的直流电压。

具体的，在转换单元32将来自高压电源31的直流电压转换为脉冲电压时，脉冲电压可以是单极性脉冲电压，在另一示例中，脉冲电压可以是是双极性脉冲电压。通过使用双极性脉冲电压，可以克服单极性脉冲电压所致的电场不均匀、存在消融盲区、消融效果不甚良好等问题，并且也不会导致肌肉萎缩、治疗痛苦等问题。

例如，脉冲电压可以是幅值为800V、频率为100Hz的双极性脉冲电压。在另一示例中，脉冲电压可以是幅值为1500V、频率为500Hz的双极性脉冲电压。在又一示例中，脉冲电压还可以是幅值为3000V、频率为1000Hz的双极性脉冲电压。此外，在一个可选的实施例中，还可以在高压电源单元31与转换单元32之间设置储能电容器(未示出)以便于转换单元32能够获得稳定的电能。

需要注意的是，由于在具体实施时，既可以将消融参数设置为电压，又可以将消融参数设置为脉冲串频率，因此，当上位机基于消融目标，判断需要对消融参数进行调整时，可以向控制单元发送不同的指令。

在一个可选的实施方式中，上位机1在基于消融目标，当判断需要对消融参数进行调整时，可以向控制单元2发送第一指令，该第一指令用于指示调整电压，例如第一指令用于指示控制单元将电压从1500V调整到1530V，控制单元2在接收到该第一指令后，向高压电源单元31发送第一控制信息，该第一控制信息用于控制高压电源单元31执行调整电压，例如控制高压电源31执行将电压从1500v调整到1530v。

在另一可选的实施方式中，上位机1在基于消融目标，当判断需要对消融参数进行调整时，可以向控制单元2发送第二指令，该第二指令包含调整脉冲串频率，例如第二指令用于指示脉冲单元将脉冲串发射频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射2串脉冲串，控制单元2在接收到该第二指令后，向脉冲单元33发送第二控制信息，该第二控制信息用于控制脉冲单元33执行将脉冲发射频率从1秒钟发射1串调整到1秒钟发射2串。

在又一可选的实施方式中，在将消融参数设置为电压和脉冲串频率的组合时，在上位机1在基于消融目标，判断需要对消融参数进行调整的情况下，上位机1可以向控制单元2发送第三指令，该第三指令既包含调整电压又包含调整脉冲串频率，例如第三指令既用于指示控制单元将电压从1500V调整到1530V又用于指示脉冲单元将脉冲串发射频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射2串脉冲串。控制单元2在接收到该第三指令后，不仅需要向高压电源单元31发送第三控制信息，用于控制高压电源单元31执行调整电压，而且还需要向脉冲单元33发送第四控制信息，用于控制脉冲单元33执行脉冲发射频率的调整。

在具体实施时，为了使采集单元4既能够采集到脉冲单元33所发出的脉冲的电流，又能够采集到脉冲单元33所发出的脉冲的电压。因此，在一个可选的实施方式中，采集单元4可以包括电流传感器41和分压单元42，参见图3。电流传感器41的第一端耦合至脉冲单元33，电流传感器41的第二端耦合至控制单元2，用于采集脉冲单元33输出的脉冲的电流值并将该电流值经由控制单元2发送至上位机1。分压单元42的第一端耦合至脉冲单元33，分压单元42的第二端耦合至控制单元2，用于采集脉冲单元33输出的脉冲的电压值并将该电压值经由控制单元2发送至上位机1。

具体的，电流传感器41可以将发射预设数量的脉冲串开始时的第一电流值经由控制单元2发送至上位机1，电流传感器41还可以将发射预设数量的脉冲串结束时的第二电流值经由控制单元2发送至上位机1，然后上位机1根据所述第一电流值和所述第二电流值，确定电流值的变化值，若该变化值小于预设阈值，则判断需要消融参数进行调整。在另一可选的实施例中，当将消融目标设置为：除了要求在发射预设数量的脉冲串之后，电流值的变化达到预设阈值，还要求当前电流值也在预设的阈值范围内时，上位机1除了判断电流值的变化是否达到预设阈值之外，还需要判断当前电流值即第二电流值是否在预设的阈值范围内之后，才能够判断是否需要对消融参数进行调整。

例如，在一示例中，假设预设阈值为5A，进一步假设电流传感器将获取的在发射10串脉冲串开始时的第一电流值30A以及将获取的在发射10串脉冲串结束时的第二电流值36A经由控制单元2发送至上位机1，然后上位机根据第一电流值30A和第二电流值36A，确定电流值的变化值为6A，由于电流值的变化值6A大于5A，达到了电流值的变化阈值，所以上位机判断不对消融参数进行调整。在又一示例中，当将消融目标设置为：除了要求在发射10串脉冲串之后，电流值的变化值达到5A，还要求当前电流值在40A-45A范围内时，电流传感器将获取的在发射10串脉冲开始时的第一电流值30A以及将获取的在发射10串脉冲串结束时的第二电流值36A经由控制单元2发送至上位机，然后上位机根据第一电流值30A和第二电流值36A，确定电流值的变化值为6A。尽管电流值的变化值达到了电流值的变化阈值5A，但是由于当前电流值即第二电流值36A不在40A-45A这个范围内，所以上位机判断还需要对消融参数进行调整。

当电流值上升过快或者当电流值大于预设的阈值范围时，可以通过降低电压的方式来调节电流值，使得电流值位于预设的阈值范围内，在具体实施时，当电流的上升值在达到消融目标的基础上再高于消融目标的50％时，则可以判断电流上升过快。其中，电压降低的幅值可以基于电压上升的幅值而进行设置，但是出于对患者安全的考虑，一般情况下，电压降低的幅值需要大于电压上升的幅值，例如，当将电压上升的幅值设置为30V时，可以将电压降低的幅值设置为50V。

但是，需要注意的是，基于临床经验，当电流值大于60A时，需要关停复合陡脉冲治疗设备，即当上位机从电流传感器获取的电流大于60A时，则上位机向控制单元发送指令用于指示停止复合陡脉冲治疗设备的运行。

为了使得电流传感器41采集到的脉冲的电流值以及分压单元采集到的脉冲的电压值易于计算，在一个可选的实施方式中，还可以包括设置于采集单元4与控制单元2之间的模数转换单元7，参见图4。当然，在具体实施时，还可以将模数转换单元设置在控制单元2中。模数转换单元7，用于将采集单元4采集到的模拟信号数据转换为数字信号数据。具体的，模数转换单元7，用于将电流传感器41采集到的模拟电流转换为数字电流，用于将分压单元42采集到的模拟电压转换为数字电压。

随着处理器的处理能力的增强，因此，在一可选的实施方式中，控制单元2可以仅由处理器组成。在另一可选的实施方式中，控制单元也可以由处理器和FPGA处理器组成，参见图5。

在图5中，控制单元2由处理器21和FPGA处理器22组成，处理器21的第一端耦合至上位机1，处理器21的第二端耦合至高压电源单元31，用于从上位机接收指令并生成控制信息以及用于将控制信息发送至高压电源单元31；FPGA处理器22的第一端耦合至上位机1，PGA处理器22的第二端分别耦合至处理器21、脉冲单元33、采集单元4，用于从上位机1接收指令并根据该指令生成相应的控制信息，以及用于将控制信息发送至高压电源单元31，并且FPGA处理器22还可以用于将脉冲单元33所输出的脉冲在电极针单元6中的电极针之间选择性地进行切换。此外，在一个可选的实施方式中，处理器21与FPGA处理器22之间可以通过FSMC协议进行通信，当然处理器21与FPGA处理器22之间还可以通过其它的协议进行通信，本实用新型对处理器21与FPGA处理器22之间的通信方式不进行任何限制。

在一些示例中，控制单元2也可以称为与上位机相对的下位电路或下位板。控制单元2可以根据需要以有线或无线的方式耦合至复合陡脉冲设备中的各个部件，以对数据信号进行接收、处理和发送，从而实现对复合陡脉冲设备中的各个部件进行控制。

需要说明的是，在控制单元2仅由处理器组成时，可以将模数转换单元7设置于处理器中。在控制单元2由处理器和FPGA处理器组成时，可以将模数转换单元设置于FPGA处理器中。

以上结合图1至图5详细描述了根据本实用新型实施例的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，上述用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备10可以执行以下的用于自动监测及调整消融参数的方法，如图6所示，该方法可以包括：

S100，上位机基于消融目标，判断是否需要对消融参数进行调整，若是，则转至步骤S200，否则，结束流程。

在具体实施时，可以基于要治疗的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素来设置消融参数以及制定消融目标。关于消融参数的设置以及消融目标的制定在上述实施例中已经进行了描述，在此不再赘述。

S200，上位机将指令发送至控制单元，所述指令用于指示控制单元调整消融参数。

在具体实施时，上位机可以向控制单元发送不同的指令。关于上位机向控制单元发送不同指令的几种情况在上述实施例中已经进行了描述，在此不再赘述。

S300，控制单元根据所述指令生成控制信息，并将该控制信息发送至消融参数调整单元。

S400，消融参数调整单元根据所述控制信息执行消融参数的调整。在消融参数调整单元根据控制信息执行消融参数的调整之后，转至步骤S100。

下面通过几个具体的实施例，对上述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备的应用，进行简要的解释说明。

实施例一

在该实施例中，将消融参数设置为电压，假设治疗的对象为患者A，并且基于患者A的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，将起始电压设置为1500V，并且将电压上升幅度设置为30V且电压的总上升幅度不超过300V，进一步假设将消融目标设置为：在发射10个脉冲串(例如脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串)之后，要求电流的上升变化达到5A。在这种情况下，如果在治疗过程中，当分压单元检测到当前电压为1500V，当前电流为30A，并且在发射10个脉冲串之后，发现电流上升变化未达到5A时，则上位机向控制单元发送指令，用于指示控制单元将电压从1500V调整到1530V，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给高压电源单元，用于控制高压电源单元执行将电压从1500V上升到1530V。在高压电源单元将电压从1500V上升到1530V之后，由控制单元继续监测再发射10个脉冲串之后，电流的上升变化是否达到5A，如果此时电流上升变化达到了5A，则停止上升电压，否则，上位机继续发送指令指示上升电压。但是，需要注意的是，在该实施例中，由于起始电压为1500V，又由于电压的总上升幅度设置为不应超过300V，所以如果电压上升到1800V之后，上位机就不再继续发送指令指示继续上升电压了。

实施例二

在该实施例中，将消融参数设置为电压，假设治疗的对象为患者B，并且基于患者B的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，将起始电压设置为1600V，并且将电压上升幅度设置为35V且电压的总上升幅度不应超过320V，进一步假设将消融目标设置为：在发射10个脉冲串(例如脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串)之后，不仅要求电流上升变化达到5A，而且还要求当前电流值在40A-45A的范围内。在这种情况下，如果在治疗过程中，当分压单元检测到当前电压为1600V，当前电流为31A，并且在发射10个脉冲串之后，发现电流从31A上升到了38A。尽管在发射10个脉冲串之后，电流从31A上升到了38A，电流变化值7A达到了预设阈值5A，但是由于当前电流值38A并未在预设的阈值范围内，因此，上位机依然可以向控制单元发送指令，用于指示将电压从1600V上升到1635V，控制单元在接收到该指令之后，向高压电源单元发送控制信息，控制高压电源单元执行将电压从1600V升到1635V，在高压电源单元将电压从1600V上升到1635V之后，由控制单元继续监测再发送10个脉冲串之后，由电流传感器继续采集当前的电流值，若发现当前的电流值为42A，则上位机可以判断达到了消融目标，不再发送任何指令。如果此时当前电流值依然未在预设阈值范围内，比如39A，则上位机可以继续指示上升电压，但是需要注意的是，当电压从1635V按照如此循环继续进行升压到1920V时，由于从1600V上升到1920V，上升了320V，此时，如果电流仍然未达到预设范围，则上位机就不再继续发送指令指示继续上升电压了。

实施例三

在该实施例中，将消融参数设置为调整脉冲串频率，假设治疗的对象为患者C，并且基于患者C的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，可以将起始脉冲串频率设置为1秒钟发射1串脉冲串(例如脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串)且将脉冲串的发射频率上限设置为1秒钟发射5串脉冲串，进一步假设将消融目标设置为：在发射10个脉冲串之后，要求电流的上升变化达到5A。在这种情况下，如果在治疗过程中，当电流传感器检测到当前电流为30A，并且在发射10个脉冲串之后，发现电流上升变化未达到5A时，则上位机向控制单元发送指令，用于指示控制单元将脉冲串发送频率从1秒钟发射1串脉串调整到1秒钟发射2串脉冲串，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给脉冲单元，由脉冲单元根据该控制信息执行将脉冲串频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射2串脉冲串。在脉冲单元将脉冲发射频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射2串脉冲串之后，由控制单元继续监测再发射10个脉冲串之后，电流的上升变化是否达到5A，如果此时电流上升变化达到了5A，则停止上升电压，否则，上位机继续发送指令指示调整脉冲串发射频率。但是需要注意的是，由于脉冲串的发射频率上限设置为1秒钟发射5串脉冲串，所以在将脉冲串发射频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射5串脉冲串之后，上位机就不再继续发送指令指示调整脉冲串频率了。

实施例四

在该实施例中，将消融调整参数设置为电压和脉冲串频率，并且将调整消融参数的方式设置为：先调节脉冲串，再调节电压。假设治疗的对象为患者D，并且基于患者D的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，将起始电压设置为1500V，并将电压上升幅度设置为30V且电压的总上升幅度不应超过300V，并且将起始脉冲串的发射频率设置为1秒钟发射1串脉冲串(例如脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串)，以及将脉冲串的发射频率上限设置为1秒钟发射5串脉冲串。进一步假设将消融目标设置为：在发射10个脉冲串之后，电流的上升变化达到5A。在这种情况下，如果在治疗过程中，当分压单元检测到当前电压为1500V，当前电流为30A，并且在发射10个脉冲串之后，发现电流上升变化未达到5A时，则上位机向控制单元发送指令，用于指示控制单元将脉冲串发送频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射2串脉冲串，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给脉冲单元，由脉冲单元根据该控制信息执行将脉冲串频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射2串脉冲串。此后，由控制单元继续监测再发射10个脉冲串之后，电流的上升变化是否达到5A，如果此时电流上升变化未达到5A，则上位机向控制单元发送指令，用于指示控制单元将电压从1500V调整到1530V，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给高压电源单元，用于控制高压电源单元执行将电压从1500V上升到1530V。在高压电源单元将电压从1500V上升到1530V之后，由控制单元继续监测再发射10个脉冲串之后，电流的上升变化是否达到5A，如果此时电流上升变化达到了5A，则停止发送指令，否则，上位机继续发送指令指示调整脉冲串发射频率和指示上升电压。但是，需要注意的是，在该实施例中，由于起始电压为1500V，又由于电压的总上升幅度设置为不应超过300V，所以如果电压上升到1800V之后，上位机就不再继续发送指令指示继续上升电压了；又由于脉冲串的发射频率上限设置为1秒钟发射5串脉冲串，所以在将脉冲串发射频率从1秒钟发射1串脉冲串调整到1秒钟发射5串脉冲串之后，上位机就不再继续发送指令指示调整脉冲串频率了。

实施例五

在该实施例中，将消融参数设置为电压，假设治疗的对象为患者E，并且基于患者E的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，将起始电压设置为1500V，并且将电压上升幅度设置为30V且电压的总上升幅度不超过300V，将电压下降幅度设置为50V，进一步假设将消融目标设置为：在发射10个脉冲串(例如脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串)之后，要求电流的上升变化达到5A。进一步假设当电流的上升值在达到消融目标的基础上再高于消融目标的50％，则可以判断电流上升过快，即当电流的上升值高于7.5V，则可以判断电流上升过快。在这种情况下，如果在治疗过程中，当分压单元检测到当前电压为1500V，当前电流为30A，并且在发射10个脉冲串之后，此时电流值达到了34A，则可以确定电流上升变化未达到5A，上位机向控制单元发送指令，用于指示控制单元将电压从1500V调整到1530V，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给高压电源单元，用于控制高压电源单元执行将电压从1500V上升到1530V。在高压电源单元将电压从1500V上升到1530V之后，由控制单元继续监测再发射10个脉冲串之后，如果此时电流值达到了42A，电流值从34A上升到42A，上升了8A，由于8A大于7.5A，因此可以判断电流上升过快。在这种情况下，上位机可以向控制单元发送指令，用于指示控制单元将电压从1530V调整到1480V，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给高压电源单元，用于控制高压电源单元执行将电压从1530V下降到1480V。

实施例六

在该实施例中，将消融参数设置为电压，假设治疗的对象为患者F，并且基于患者F的肿瘤类型、形状、尺寸、恶性程度等因素，将起始电压设置为1600V，并且将电压上升幅度设置为35V且电压的总上升幅度不应超过320V，将电压的下降幅度设置为50V，进一步假设将消融目标设置为：在发射10个脉冲串(例如脉冲宽度为5μs,子脉冲个数为20个的脉冲串)之后，不仅要求电流上升变化达到5A，而且还要求当前电流值在40A-45A的范围内。进一步假设当电流的上升值在达到消融目标的基础上再高于消融目标的50％，则可以判断电流上升过快，即当电流的上升值高于7.5V，则可以判断电流上升过快。在这种情况下，如果在治疗过程中，当分压单元检测到当前电压为1600V，当前电流为33A，并且在发射10个脉冲串之后，发现电流从33A上升到了39A。尽管在发射10个脉冲串之后，电流从33A上升到了39A，电流变化值6A达到了预设阈值5A，但是由于当前电流值39A并未在预设的阈值范围内，因此，上位机依然可以向控制单元发送指令，用于指示将电压从1600V上升到1635V，控制单元在接收到该指令之后，向高压电源单元发送控制信息，控制高压电源单元执行将电压从1600V升到1635V，在高压电源单元将电压从1600V上升到1635V之后，由控制单元继续监测再发送10个脉冲串之后，由电流传感器继续采集当前的电流值，若发现当前的电流值为46A，尽管在发送10个脉冲串之后，电流值从39A上升到46A，电流值上升了7A，未高于7.5A，不可以判断电流值上升过快，但是由于当前电流值46A不在40A-45A的范围内，出于对患者F的安全考虑，依然可以通过降低电压的方式来调节电流值，即，在这种情况下，上位机可以向控制单元发送指令，用于指示控制单元将电压从1635V调整到1585V，控制单元接收到该指令后生成控制信息，并且控制单元将该控制信息发送给高压电源单元，用于控制高压电源单元执行将电压从1635V降低到1585V。

需要说明的是，虽然在图1-图5中示意性地示出了多个部件或电路，但是可以理解这仅是示意而非对本公开的范围进行限制。例如，在图1的实施例中，在各个部件之间可以增加一些其他部件，或者从图1的实施例中减少某些部件。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分或各模块可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，包括：

上位机，用于基于消融目标，判断是否需要对消融参数进行调整,并当需要对所述消融参数进行调整时，发送指令；

控制单元，耦合至所述上位机，用于接收所述指令，并根据所述指令生成控制信息；

消融参数调整单元，耦合至所述控制单元，用于根据所述控制信息对所述消融参数进行调整；

采集单元，分别耦合至所述消融参数调整单元和所述控制单元，用于对所述消融参数调整单元输出的消融参数进行采集，并将采集到的数据经由所述控制单元发送至所述上位机。

2.根据权利要求1所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，所述消融参数调整单元至少包括高压电源单元和脉冲单元；

所述高压电源单元分别耦合至所述控制单元和所述脉冲单元，用于根据从所述控制单元接收到的所述控制信息生成所需要的电压；

所述脉冲单元分别耦合至所述高压电源单元、所述采集单元以及所述控制单元，用于根据所述控制信息将所述电压转换成所需要的脉冲。

3.根据权利要求2所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，所述采集单元包括：

电流传感器，用于采集所述脉冲单元输出的脉冲的电流值并将该电流值经由所述控制单元发送至所述上位机；

分压单元，用于采集所述脉冲单元输出的脉冲的电压值，并将该电压值经由所述控制单元发送至所述上位机。

4.根据权利要求3所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，所述消融目标为在发射预设数量的脉冲串之后，所述电流值的变化值达到预设阈值且当前电流值在预设范围内。

5.根据权利要求4所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，所述预设阈值为5A，所述预设范围为40A-45A。

6.根据权利要求3所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，还包括：设置于所述采集单元和所述控制单元之间的模数转换单元，其用于将由所述采集单元采集到的模拟信号数据转化为数字信号数据。

7.根据权利要求2所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，还包括：切换单元，分别耦合至所述脉冲单元、所述控制单元以及电极针单元，用于根据所述控制单元的控制信号将所述脉冲单元的脉冲在所述电极针单元中的电极针之间选择性地进行切换。

8.根据权利要求2所述的用于自动监测及调整消融参数的复合陡脉冲治疗设备，其特征在于，所述控制单元由处理器和FPGA处理器组成；

所述处理器分别耦合至所述上位机和所述高压电源单元，所述FPGA处理器分别耦合至所述处理器、所述脉冲单元以及所述采集单元。

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