KR20220110487A - 펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기 - Google Patents

펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR20220110487A
KR20220110487A KR1020227017740A KR20227017740A KR20220110487A KR 20220110487 A KR20220110487 A KR 20220110487A KR 1020227017740 A KR1020227017740 A KR 1020227017740A KR 20227017740 A KR20227017740 A KR 20227017740A KR 20220110487 A KR20220110487 A KR 20220110487A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
pulse
output
transmission line
load
Prior art date
Application number
KR1020227017740A
Other languages
English (en)
Inventor
크리스토퍼 폴 핸콕
일란 데이비스
조지 호지킨
Original Assignee
크리오 메디컬 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 크리오 메디컬 리미티드 filed Critical 크리오 메디컬 리미티드
Publication of KR20220110487A publication Critical patent/KR20220110487A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/06—Coaxial lines
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/335—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices with more than two electrodes and exhibiting avalanche effect
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00755—Resistance or impedance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B2018/1246—Generators therefor characterised by the output polarity
    • A61B2018/126—Generators therefor characterised by the output polarity bipolar
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B2018/1286—Generators therefor having a specific transformer

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 생체 조직의 전기천공을 유발하기에 적합한 파형을 생성하기 위한 전기수술 발전기를 위한 바이폴라 펄스 생성 회로에 관한 것이다. 바이폴라 펄스 생성 회로는 스위칭 요소를 통해 부하에 연결 가능한 전압원, 및 유전체 물질에 의해 외부 전도체로부터 분리되는 내부 전도체를 갖는 동축 송전 선을 포함한다. 내부 전도체는 스위칭 요소의 입력과 전압원 사이에 연결된 제1 단부 및 개방 회로 상태의 제2 단부를 가지며, 이로써, 동축 송전 선은 스위칭 요소가 오프(OFF) 상태에 있을 때 전압원에 의해 충전되고 스위칭 요소가 온(ON) 상태에 있을 때 방전될 것이다. 상기 바이폴라 펄스 생성 회로는 상기 부하로 연결 가능한 제1 출력 - 제1 출력은 스위칭 요소의 출력과 접지 사이에 위치하여 동축 송전 선이 방전될 때 양의 펄스를 지원함 - , 및 상기 부하로 연결 가능한 제2 출력 - 제2 출력은 동축 송전 선의 외부 전도체와 접지 사이에 위치하여 동축 송전 선이 방전될 때 음의 펄스를 지원함 - 을 더 포함한다. 동축 송전 선의 임피던스는 (i) 스위칭 요소의 임피던스, (ii) 제1 출력에서의 부하의 임피던스, 및 (iii) 제2 출력에서의 부하의 임피던스의 합과 정합되도록 구성된다.

Description

펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기
본 발명은 생체 조직의 전기천공(electroporation)을 유발하기에 적합한 파형을 생성하기 위한 전기수술 발전기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전기수술 발전기를 위한 펄스 생성 회로에 관한 것으로, 여기서 펄스 생성 회로는 10ns 미만의 지속시간을 갖는 고전압 펄스를 생성하도록 구성된다.
전기수술 발전기는 개방 및 복강경 절차에서 사용되기 위해 병원 수술실 전체에 널리 퍼져 있으며 내시경 검사실에도 점점 더 많이 사용되고 있다. 내시경 절차에서 전기수술 액세서리는 일반적으로 내시경 내부의 루멘(lumen)을 통해 삽입된다. 복강경 수술을 위한 동등한 접근 채널에 대해 고려하면, 이러한 루멘은 구멍이 비교적 좁고 길이가 더 길다.
WO 2019/185331 A1은 생체 조직에 전기천공을 일으키는 파형으로 에너지를 공급할 수 있는 전기수술 발전기를 개시하고 있다. 전기수술 발전기는 치료를 위한 마이크로파 전자기 신호 및 무선주파수 전자기 신호를 생성하기 위한 수단이 통합된 전기천공 파형 공급 유닛을 포함할 수 있다. 전기수술 발전기는 공통 피드 케이블을 따라 상이한 유형의 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다. 전기천공 파형 공급 유닛은 DC 전원 공급 장치와 DC 펄스 생성기를 포함한다. DC 전원 공급 장치는 조정 가능한 전압 공급 장치에 의해 출력된 전압을 상향 변환하기 위한 DC-DC 변환기를 포함할 수 있다. 각각의 DC 펄스는 1ns 내지 10ms의 지속 시간과 10V 내지 10kV의 최대 진폭을 가질 수 있다.
최근 몇 년 동안 초단파 전기장 펄스 생성기가 많이 개발되었다[1]. 나노초 영역의 초단 전기장 펄스는 다양한 응용 분야를 가지고 있다. 응용 분야에는 입자 측정, 사진, 초광대역 레이더 검출 및 의료 응용 분야 등이 있다[2]-[3].
2ns의 상승 및 하강 시간을 갖는 고진폭, 나노초 펄스형 전기장을 생성하는 방법이 많이 있다. 전통적으로, 동축 송전 선-기반 구현예, 가령, 스파크-갭, 막스(Marx) 뱅크, 또는 다이오드 및 레이저 개방 스위치 기법과 상관된 블룸레인(Blumlein)이 고전압 나노초 펄스를 생성하는 데 사용되어왔다[1].
가장 일반적으로, 본 발명은 생체 세포의 전기천공을 유발하기에 적합한 10ns 미만의 지속시간을 갖는 고전압 펄스를 생성하도록 구성된 전기수술 발전기를 위한 펄스 생성 회로를 제공한다. 특히, 본 명세서에 개시된 펄스 생성 회로는 '플랫-탑' 프로파일을 나타내는, 즉, 최소 링잉으로 가파른(예를 들어, 2ns 미만) 상승 및 하강 시간을 갖는 바이폴라 펄스를 생성하는 데 적합할 수 있다. 아래에서 더 자세히 설명될 바와 같이, 이는 송전 선 및 고속 스위칭 요소에 상대적인 적절한 위치에 한 쌍의 (양 및 음의 펄스를 위한) 부하 출력을 배치하는 것과 함께 개방 회로 송전 선 기법을 통해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면 전기수술 발전기를 위한 바이폴라 펄스 생성 회로가 제공되며, 상기 바이폴라 펄스 생성 회로는 스위칭 요소를 통해 부하로 연결 가능한 전압원, 유전체 물질에 의해 외부 전도체와 분리된 내부 전도체를 갖는 동축 송전 선 - 상기 내부 전도체는 스위칭 요소의 입력과 전압원 사이에 연결된 제1 단부 및 개방 회로 상태의 제2 단부를 가짐으로써, 동축 송전 선이 스위칭 요소가 오프(OFF) 상태일 때 전압원에 의해 충전되고 스위칭 요소가 온(ON) 상태일 때 방전됨 - , 상기 부하로 연결 가능한 제1 출력 - 제1 출력은 스위칭 요소의 출력과 접지 사이에 위치하여 동축 송전 선이 방전될 때 양의 펄스를 지원함 - , 및 상기 부하로 연결 가능한 제2 출력 - 제2 출력은 동축 송전 선의 외부 전도체와 접지 사이에 위치하여 동축 송전 선이 방전될 때 음의 펄스를 지원함 - 을 포함하고, 동축 송전 선의 임피던스가 (i) 스위칭 요소의 임피던스, (ii) 제1 출력에서의 부하의 임피던스, 및 (iii) 제2 출력에서의 부하의 임피던스의 합과 정합되도록 구성된다. 이 구조를 이용해, 회로는 펄스의 양 및 음의 부분이 대칭인 초단(가령, 10ns 미만의) 지속시간의 바이폴라 펄스를 생성할 수 있다. 임피던스들을 정합함으로써 반사가 최소화되거나 제거됨이 보장된다. 이 회로 구성은 (동축 송전 선의 길이에 의해 제어되는) 짧은 지속시간을 갖는 (정합된 임피던스 상태로 인한) 플랫 탑 펄스를 생성할 수 있다.
하나의 예를 들면, 딜레이 라인이 제1 출력 또는 제2 출력에 연결될 수 있음으로써, 제1 출력 및 제2 출력에서의 양의 펄스 및 음의 펄스의 공급이 순차적으로 발생한다. 예를 들어, 딜레이 라인은 동축 송전 선의 외부 전도체와 제2 출력 사이에 연결될 수 있다. 양의 펄스의 시작부분에 대해 제2 출력에서 음의 펄스가 나타나는 양을 제어하기 위해 딜레이 라인의 길이가 선택 가능(또는 조정 가능)하다. 출력 바이폴라 파형의 프로파일의 완전한 제어를 제공하기 위해 제1 출력 및 제2 출력 각각에 연결된 딜레이 라인을 포함하는 것이 가능하다. 구체적으로, 양 및 음의 펄스의 간격이 독립적으로 제어될 수 있도록 조정 가능한 길이를 갖는 딜레이 라인을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 딜레이 라인은 임의의 적절한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 또 다른 길이의 동축 송전 선일 수 있다.
스위칭 요소는 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터(avalanche transistor), 및 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터를 활성화하기 위해 트리거 펄스를 생성하도록 구성된 트리거 펄스 생성기를 포함할 수 있다. 이로 인해 양 및 음의 펄스가 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터의 캐스캐이딩 효과 때문에 초단 상승 및 하강 시간 및 전기천공에 적합한 진폭을 가질 수 있다. 특히, 출력의 진폭은 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터 중 임의의 애벌랜치 트랜지스터 양단의 콜렉터-베이스 항복 전압을 초과하지 않고, 500V 이상, 가령, 1kV 이상일 수 있다.
동축 송전 선은 5ns 이하의 라인 딜레이를 제공하도록 선택된 길이를 가질 수 있다. 펄스 지속시간은 라인 딜레이의 두 배이며, 따라서 출력 펄스가 10 ns 이하의 지속시간을 가질 수 있다.
동축 송전 선이 높은 임피던스, 가령, 1 MΩ을 갖는 저항기를 통해 전압원에 의해 충전될 수 있다. 따라서 회로는 스위칭 요소가 오프(OFF) 상태일 때 제1 루프를 포함하고 스위칭 요소가 온(ON) 상태일 때 제2 루프를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 제1 루프에서, 전류가 전압원으로부터 저항기를 통해 흘러 동축 송전 선을 충전할 수 있다. 제2 루프에서, 전류가 동축 송전 선으로부터 스위칭 요소를 통해 부하로 흐른다.
트리거 펄스가 TTL 신호를 포함할 수 있다. 트리거 펄스 생성기는 이러한 신호를 생성하기에 적합한 임의의 소스, 가령, 마이크로프로세서 등일 수 있다. 트리거 펄스는 복수의 애벌랜치 트랜지스터 각각의 이미터-베이스 항복 전압보다 낮은 전압을 가질 수 있다. 트리거 펄스의 지속시간은 동축 송전 선으로부터의 펄스의 지속시간보다 길어서, 동축 송전 선이 완전히 방전하기에 충분히 오래 스위칭 요소가 온(ON) 상태에 있음을 보장할 수 있다. 하나의 예에서, 트리거 펄스는 5V의 전압 및 600ns의 지속시간을 가진다.
트리거 펄스 생성기는 변압기를 통해 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터에 연결될 수 있다. 이는 트리거 신호가 베이스와 이미터 간에 부동(floating)이며, 따라서 트랜지스터를 통하고 부하 상의 전압에 독립적이다. 하나의 예에서, 트리거 펄스는 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터 중 첫 번째 트랜지스터의 콜렉터와 이미터 사이에 인가될 수 있다. 상기 첫 번째 트랜지스터는 동축 송전 선에서 가장 먼 트랜지스터일 수 있다.
다이오드가 상기 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터의 각각의 애벌랜치 트랜지스터와 병렬로 연결될 수 있어서, 각각의 트랜지스터 양단의 전압을 이의 콜렉터-베이스 항복 전압보다 낮게 클램핑할 수 있다. 이는 트랜지스터를 보호한다.
전압원의 전압이 트랜지스터 간에 균등하게 나눠지도록 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터 내 각각의 트랜지스터가 동일할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 본 발명은 전기수술에서 사용되기에 특히 적합하다. 따라서 부하는 생체 조직의 전기천공을 위한 모노폴라 펄스를 전달할 수 있는 전기수술 기기를 포함한다.
또 다른 예에서, 본 발명은 앞서 제공된 바와 같이 펄스 생성 회로를 갖는 전기수술 생성기를 제공할 수 있다. 펄스 생성 회로가 전기천공 파형, 즉, 생체 조직의 전기천공을 야기하기에 적합한 에너지의 버스트를 생성하도록 구성될 수 있다. 전기천공 파형은 하나 이상의 신속한 고 전압 펄스를 포함할 수 있다. 각각의 펄스는 1ns 내지 10μs, 바람직하게는 1ns 내지 10ns의 펄스 폭을 가질 수 있지만, 본 발명은 이들 범위에 한정될 필요는 없다. 더 짧은 지속시간의 펄스(가령, 10ns 이하)가 가역적 전기천공을 위해 선호될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 펄스의 상승 시간이 펄스 지속시간의 90% 이하이고, 더 바람직하게는 펄스 지속시간의 50% 이하이며, 가장 바람직하게는 펄스 지속시간의 10% 이하이다.
각각의 펄스는 10V 내지 10kV, 바람직하게는, 1kV 내지 10kV의 진폭을 가질 수 있다. 각각의 펄스는 접지 전위로부터의 양의 펄스일 수 있다.
전기천공 파형이 단일 펄스 또는 복수의 펄스, 가령, 주기 트레인의 펄스일 수 있다. 파형은 50% 이하, 가령, 0.5% 내지 50%의 듀티 사이클을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 이상적인 스위치를 갖는 방전 라인 생성기의 원리를 예시하는 개략도이다.
도 2a는 도 1의 (i) 송전 선 및 (ii) 부하에서의 전압 파형을 나타내는 그래프이다.
도 3a는 DC 모델에서 도 1의 개방 회로 송전 선을 나타내는 개략도이다.
도 3b는 송전 선 모델에서 도 1의 개방 회로 송전 선을 나타내는 개략도이다.
도 4는 양의 초단 전기장 펄스를 생성하기 위해 애벌랜치 트랜지스터를 갖는 도 1의 개방 회로 송전 선을 보여주는 개략도이다.
도 5는 모노폴라 초단 전기장 펄스 생성기의 시뮬레이션된 LTSpice 회로의 다이어그램이다.
도 6은 도 5의 LTSpice 회로로부터 생성된 다양한 지속시간의 펄스를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5의 회로로부터의, 정합된 35Ω 부하로 관찰된 모노폴라 양의 펄스이다.
도 8는 음의 초단 전기장 펄스를 생성하기 위해 애벌랜치 트랜지스터를 갖는 도 1의 개방 회로 송전 선을 보여주는 개략도이다.
도 9는 음의 펄스를 생성하도록 구성된 모노폴라 초단 전기장 펄스 생성기의 시뮬레이션된 LTSpice 회로의 다이어그램이다.
도 10은 도 9의 회로로부터의, 정합된 35Ω 부하로 관찰된 모노폴라 음의 펄스이다.
도 11a는 딜레이 라인이 없는 바이폴라 초단 전기장 펄스 생성기의 시뮬레이션된 LTSpice 회로의 다이어그램이다.
도 11b는 부하 전에 딜레이 라인을 갖는 바이폴라 초단 전기장 펄스 생성기의 시뮬레이션된 LTSpice 회로의 다이어그램이다.
도 12a는 도 11a의 회로의 다양한 지점에서 관찰된 전압을 나타내는 그래프이다.
도 12b는 도 11a의 회로의 다양한 지점에서 관찰된 전압을 나타내는 그래프이다.
최소 저항과 션트 컨덕턴스를 갖는 분산된 직렬 인덕터 및 션트 커패시터로 구성된 하이-Q 저장 요소로서 개방 회로 동축 송전 선을 이용함으로써 초단 펄스(ultra-short pulse)를 생성하는 것이 가능하다. 고속 스위칭 요소를 통해 개방 단부 딜레이 라인을 방전하는 것이 간단하고 저렴한 방식으로 2ns 미만의 가파른 하강 시간을 갖는 '플랫-탑' 사각 펄스를 생성하는 수단을 제공한다. 특성 임피던스,
Figure pct00001
,
Figure pct00002
의 길이, 및 유전 상수
Figure pct00003
를 갖는 동축 송전 선이 고 임피던스 저항기
Figure pct00004
를 통해 전압 레벨
Figure pct00005
까지 충전된다. 선은 다음의 수학식에 의해 주어진 연관된 딜레이 시간
Figure pct00006
을 가질 것이다:
Figure pct00007
여기서
Figure pct00008
는 빛의 속도(2.99Х108 m/s)이다.
이로부터 송전 선과 연관된 펄스 지속시간이 다음과 같음이 도출된다:
Figure pct00009
스위칭 요소를 폐쇄함으로써,
Figure pct00010
를 통해 송전 선을 방전시킴으로써, 초단 전기장 펄스가 부하,
Figure pct00011
에서 생성될 수 있다. 송전 선이 펄스 지속시간(또는 폭) 및 하강 시간을 결정하는 동안 스위칭 요소는 초단 전기장 펄스의 상승 시간을 결정한다.
앞서 설명된 바와 같이, 부하에서의 펄스의 지속시간은 송전 선의 연관된 딜레이 시간의 두 배일 것이다.
도 1은 스위칭 요소로서 이상적인 스위치를 갖는 개방 회로 송전 선 기법의 원리를 예시한다.
도 2는 (i) 송전 선
Figure pct00012
및 (ii) 부하
Figure pct00013
에서의 도 1의 시스템으로부터 획득된 전압 파형을 보여준다.
송전 선
Figure pct00014
및 부하
Figure pct00015
의 특성 임피던스 간 관계가 개방 회로 동축 송전 선 기법의 성능에 두 가지 방식으로 중요하며, 이는 직접 회로(DC) 이론 및 송전 선 이론을 이용해 구성을 모델링함으로써 이해될 수 있다.
DC 이론에서, 도 3a에 도시된 바와 같이
Figure pct00016
와
Figure pct00017
간 관계가 전위 분압기(potential divider)를 모방한다. 이들 관계는 부하에서의 펄스 폭
Figure pct00018
을 결정한다:
Figure pct00019
임피던스
Figure pct00020
가
Figure pct00021
와 동일한 경우, 부하에서의 펄스의 최대 진폭
Figure pct00022
이 송전 선이 충전되는 전압의 절반일 것이다:
Figure pct00023
인 때,
Figure pct00024
송전 선 모델을 이용해, 시스템은 도 3b에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다. 이 모델에서,
Figure pct00025
와
Figure pct00026
간 관계가 반사 계수를 결정하고, 따라서 부하에서의 펄스 형태를 결정한다.
Figure pct00027
가
Figure pct00028
와 동일한 경우, 반사 계수가 0일 것이며 일차 펄스 어떠한 이차 펄스 또는 반사도 부하에서 보여지지 않을 것이다.
Figure pct00029
따라서,
Figure pct00030
와
Figure pct00031
의 관계가 부하에서의 펄스의 두 개의 핵심 양태를 결정한다: (i) 펄스 진폭, 및 (ii) (임의의 반사에 의해 야기된) 펄스 형태. 상기의 분석으로부터, 송전 선
Figure pct00032
및 부하
Figure pct00033
의 최상 펄스 형태 및 파라미터, 특성 임피던스가 정합될 것이다.
펄스의 그 밖의 다른 특징이 회로의 다른 파라미터에 의해 제어된다. 예를 들어, 펄스 상승시간이 스위칭 요소의 거동에 의해 결정되며, 펄스 폭은, 앞서 언급된 바와 같이 송전 선의 길이에 의해 결정된다.
본 발명의 실시예에서의 이 스위칭 요소가 애벌랜치 트랜지스터의 적층된 어레이에 의해 제공되는 것이 바람직하다. 애벌랜치 트랜지스터는 300ps의 상승 시간을 갖는 고 전압의 신뢰할 만하고 반복 가능한 고속 스위칭을 제공하는 것으로 알려져 있으며, 이는 회로 구현 시 마이크로파 구성요소 레이아웃 기법이 고려될 때 실제로 구현될 수 있다. 애벌랜치 트랜지스터는 바이폴라 정션 트랜지스터의 음-저항 특성 영역을 이용하고, 이는 공통-이미터 항복 영역에서의 동작으로부터 도출된다. 베이스 전류
Figure pct00034
= 0 A이고 이미터 전류
Figure pct00035
= 0 A일 때 콜렉터 이미터(
Figure pct00036
)와 콜렉터 베이스(
Figure pct00037
) 전압 사이에 애벌랜치 영역이 존재한다.
도 4는 고속 스위칭 요소로서 애벌랜치 트랜지스터와 조합하여 개방 회로 송전 선 기법을 이용하는 펄스 생성 회로(100)의 개략도이다. 회로 기능은 애벌랜치 트랜지스터를 가로질러 부하
Figure pct00038
로의 개방-회로 송전 선의 방전에 기초한다.
단일 애벌랜치 트랜지스터 회로는 바이-스테이블 동작(bi-stable operation)을 갖도록 구성될 수 있으며, 이때,
Figure pct00039
인 경우 출력에서의 최대 펄스 진폭이 트랜지스터의 콜렉터-이미터 항복 전압
Figure pct00040
의 값의 절반으로 한정된다. 트랜지스터의
Figure pct00041
보다 높은 공급 전압
Figure pct00042
이 영구적으로 항복할 것이며 스위칭 요소로서의 애벌랜치 트랜지스터를 손상시킬 것이다.
먼저, 에너지가 루프 1에서 작은 전류 흐름을 통해 동축 송전 선에 저장된다. 트랜지스터의 베이스 상의 양의 트리거(positive trigger)가 트랜지스터를 갑작스럽게 '온(on)'으로 스위칭할 것이다. 송전 선에 저장된 에너지가 동시에 루프 2를 따라 높은 전류로서 방출될 것이며, 이는
Figure pct00043
상에 펄스를 생성한다. 베이스 상의 트리거의 폭이
Figure pct00044
, 즉, 부하에서 필요한 펄스 폭보다 길다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예인 펄스 생성 회로(200)를 도시한다. 펄스 생성 회로(200)는 단일 애벌랜치 트랜지스터 대신, 복수의(이 예시의 경우 5개의) 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터가 있는 점을 제외하며, 도 4에 도시된 회로와 유사하다. 복수의 직렬-연결된 애벌랜치 트랜지스터가 단일 애벌랜치 트랜지스터로서 조합되어 효과적으로 동작한다. 이는 개방-회로 송전 선의 방전이 적층된 트랜지스터를 가로질러 부하로 이뤄져서, 부하에서 비교적 높은 펄스 진폭을 야기하는 캐스케이드 효과를 야기한다. 이 예에서, 공급 전압
Figure pct00045
이 직렬 체인 내 각각의 애벌랜치 트랜지스터에 걸쳐 동일하게 분산되도록 각각의 애벌랜치 트랜지스터가 동일하다.
이 배열에서, 생성될 수 있는 최대 펄스 진폭이 적층된 애벌랜치 트랜지스터의 수
Figure pct00046
에 따라 달라진다. 특정 펄스 진폭
Figure pct00047
을 생성하는 데 요구되는 애벌랜치 트랜지스터의 수가 다음과 같이 표현될 수 있다
Figure pct00048
여기서
Figure pct00049
는 각각의 애벌랜치 트랜지스터의 콜렉터-베이스 항복 전압이다.
Figure pct00050
인 경우, 따라서, 최대 펄스 진폭
Figure pct00051
이 다음과 같이 표현될 수 있다
Figure pct00052
펄스 생성 회로(200)에서 5개의 FMMT417 애벌랜치 트랜지스터가 적층된다. 각각의 트랜지스터는 100V의 콜렉터-이미터 항복 전압
Figure pct00053
및 320V의 콜렉터-베이스 항복 전압
Figure pct00054
을 가진다. 도 5에 도시된 회로는 LTSpice 모델을 이용해 시뮬레이션되었다. FMMT417의 Spice 모델이 제조업체의 웹사이트로부터 직접 얻어졌다. 소스 저항
Figure pct00055
이 1 MΩ이고, 송전 선의 특성 임피던스
Figure pct00056
가 50 Ω이며, 소스 전압
Figure pct00057
이 1.5kV이다.
회로는 전압을 클램핑하기 위해 각각의 트랜지스터와 병렬로 연결된 다이오드(도시되지 않음)를 포함하여, 각각의 트랜지스터 양단의 전압이 이의 콜렉터-베이스 항복 전압을 초과하지 않음을 보장할 수 있다. 이렇게 함으로써, 트랜지스터의 수명이 증가될 수 있고 트리거 신호에 의해 트리거링이 발생함이 보장된다.
트리거 신호는 임의의 적절한 소스에 의해 제공될 수 있다. 바람직하게는 트리거 신호가 TTL 소스 또는 마이크로제어기에 의해 생성된다. 이 예에서, 트리거 신호는 600ns의 지속시간 및 5V 진폭 및 20ms의 펄스 주기(반복 주기)를 포함한다. 트랜지스터의 이미터-베이스 항복 전압 미만이기 때문에 5V 트리거 신호를 갖는 것이 바람직하다.
트리거 신호의 펄스 폭이 송전 선으로부터 생성되기를 바라는 펄스보다 길도록 배열된다. 이 경우 600ns의 지속시간이 선택되어 전체 송전 선이 방전될 수 있도록 하는 안전한 마진을 제공할 수 있다.
트리거 신호 반복율(펄스 주기)이 개방-회로 충전된 송전 선이 전체 용량까지 다시 충전되는 데 걸리는 시간에 의해 제한된다.
트리거 신호 생성기와 적층 내 첫 번째 트랜지스터(즉, 송전 선에서 가장 먼 트랜지스터)의 베이스와 이미터 사이에 변압기가 배치된다. 이 구성은 트리거 펄스가 부동이고, 따라서 트랜지스터를 통해 부하 상으로의 전압에 무관하게 첫 번째 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이에서 동일해야 함을 의미한다. 따라서,부하에서의 펄스의 진폭이 적층 내 트랜지스터의 수에 따라 선형으로 증가해야 한다. 변압기는 1:1 권선 비 및 고 전압 절연을 갖는 1-EMR-046 게이트 드라이브 변압기일 수 있다.
사용 중에, 5개의 적층된 애벌랜치 트랜지스터는 초기에 오프-상태 있으며, 각각의 트랜지스터는 자신 양단에 300V를 가진다(즉,
Figure pct00058
). 양의 트리거 신호가 첫 번째 트랜지스터 Q1의 베이스에 적용될 때, Q1은 '온(on)'이 되고 자신의 콜렉터 전압을 접지 전위에 가깝게 만든다. 이로 인해 제2 트랜지스터 Q2가 콜렉터-이미터 전압의 두 배를 갖고, 따라서 과전압의 측면에서 바람직한 상태를 만듦으로써 Q2의 비-파괴적 애벌랜칭을 야기하고 자신의 콜렉터를 접지 전위에 가깝게 만든다. 이는 체인의 다음 트랜지스터에 순차적인 '노크온(knock-on)' 효과를 생성하여 첫 번째 애벌런치 트랜지스터 Q1가 충전된 개방 회로 전송 라인 근처의 최종 애벌랜치 트랜지스터 Q5로 과전압을 발생시킨다. Q5가 '온'이 될 때, 고속 상승 시간이 부하에서 생성되며(< 2ns), 따라서,
Figure pct00059
인 경우 충전된 개방 회로 송전 선이
Figure pct00060
의 폭 및
Figure pct00061
의 최대 진폭을 갖는 펄스를 생성하는 부하를 통해 방전될 수 있다.
따라서 펄스 생성 회로(200)는 모노폴라 초단 전기장 펄스를 생성하도록 사용될 수 있다.
도 6은 송전 선 길이의 범위에 대해 획득된 전압 펄스를 나타내는 그래프이다. 도 6에서, 송전 선 길이는 라인 딜레이
Figure pct00062
에 의해 특징지어진다. 그래프는 송전 선 길이가
Figure pct00063
의 펄스 폭을 결정하고, 즉, 5ns, 25ns, 50ns 및 100ns의 라인 딜레이를 갖는 송전 선이 각각 10ns, 50ns, 100ns 및 200ns의 펄스 폭을 생성함을 보여준다. 또한, 모든 4개의 펄스의 상승 시간이 2ns 이하인데, 이는 스위칭 요소, 즉, 5개의 애벌랜치 트랜지스터가 이 인자를 결정함을 강조한다.
도 6의 그래프는, 일차 펄스보다 낮은 진폭의 이차 펄스가 각각의 신호에서 나타나기 때문에 50Ω 부하가 송전 선 특성 임피던스와 정합되지 않음을 암시한다. 이는 반사로 인한 비정합 부하, 즉,
Figure pct00064
를 암시한다. 본 발명자는 펄스 생성 회로를 최적화하기 위해 트랜지스터의 임피던스를 보상하는 것이 필요함을 밝혔다. 도 5에 나타난 예시에서, 각각의 개별 트랜지스터는 ~3Ω의 임피던스를 가진다. 따라서, 총 ~15Ω가 트랜지스터 적층에 걸쳐 있다. 따라서 반사 계수는 다음과 같이 표현될 수 있다
Figure pct00065
여기서,
Figure pct00066
는 회로의 총 임피던스이고
Figure pct00067
는 신호 애벌랜치 트랜지스터의 임피던스이다.
이는
Figure pct00068
=0.13일 때 도 6에서 도시된 펄스에서 반사가 관찰되고, 반사 펄스의 진폭이 일차 펄스의 ~13%임을 설명한다(
Figure pct00069
= 50Ω,
Figure pct00070
= (3Ω×5) = 15Ω 및
Figure pct00071
= 50Ω).
Figure pct00072
의 추가 임피던스가 또한 설계의 DC 구성요소에 영향을 미치며, 이는 다음과 같이 다시 써질 수 있다:
Figure pct00073
이를 고려하여, 부하의 임피던스
Figure pct00074
가 35Ω로 조정되었다. 이는 도 7에 도시된 바와 같이, 부하에서 반사가 0이고 이차 펄스가 없는 단일 모노폴라 펄스를 도출했다.
도 4 및 5에서 앞서 나타낸 회로가 양의 모노폴라 펄스를 생성하도록 구성된다. 그러나 회로는 부하가 연결된 위치를 변경함으로써 음의 모노폴라 펄스를 생성하도록 더 구성될 수 있다. 도 8은 도 4의 회로(100)와 유사한 고속 스위칭 요소로서 애벌랜치 트랜지스터와 조합하여 개방 회로 송전 선 기법을 이용하는 펄스 생성 회로(150)의 개략도이다. 동축 송전 선이 방전될 때 전류가 도 4와 반대 방향으로 흐르도록 부하
Figure pct00075
가 연결된다는 점에서 도 8의 회로(150)는 도 4의 회로와 상이하다. 도 9는 본 발명의 하나의 실시예인 펄스 생성 회로(250)를 도시한다. 동축 송전 선이 방전될 때 전류가 도 5와 반대 방향으로 흐르도록 부하
Figure pct00076
가 연결되는 것을 제외하고, 펄스 생성 회로(250)는 도 5에서 나타난 회로와 유사하다. 도 10은 도 9에 도시된 회로(250)를 이용해 획득된 정합된 35Ω 부하를 갖고 관측된 음의 모노폴라 펄스의 그래프를 도시한다.
앞서 언급된 개념을 발전시키면, 펄스 생성 회로가 바이폴라 펄스 생성 회로로서 구성될 수 있다. 이러한 회로의 동작이 도 4 및 9의 모노폴라 설계와 동일할 수 있다.
도 11a는 바이폴라 펄스 생성 회로(300)의 하나의 실시예인 펄스 생성 회로(300)의 개략도이다. 이는 펄스가 도 11a에서
Figure pct00077
및
Figure pct00078
로 마킹된 두 개의 개별 부하 상에서 생성되는 것을 제외하면, 도 4 및 9에 나타난 회로와 유사하다. 이들 부하 위치는 앞서 언급된 양 및 음의 펄스에 대한 위치에 대응한다.
Figure pct00079
양단의 전압 차이가 양의 펄스일 때 바이폴라 펄스 생성 회로(300)가 바이폴라 펄스를 생성하고, 이때
Figure pct00080
양단의 전압 차이가 음의 펄스를 생성한다. 회로(300)가 사용될 때, 이들 펄스가
Figure pct00081
및
Figure pct00082
에서 동시에 관측되고 대칭이다, 즉, 펄스 폭, 상승 시간, 진폭, 반복률이 동일하나 극성이 상이하다.
이 회로 내에 두 개의 부하가 존재할 때, 반사를 감소시키기 위해 최적화 수식이 수정되어야 한다. 바이폴라 설계의 경우 총 부하 임피던스,
Figure pct00083
, 가 송전 선의 외부 전도체와 애벌랜치 트랜지스터 Q1의 이미터 간 임피던스이고
Figure pct00084
와
Figure pct00085
의 합 임피던스이다. 따라서 반사 계수는 송전 선 이론을 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00086
마찬가지로, 부하에 걸친 피크간 전압
Figure pct00087
이 DC 이론을 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00088
여기서,
Figure pct00089
및
Figure pct00090
는 각각 양의 펄스 및 음의 펄스의 진폭이다.
상기의 내용으로부터, 17.5Ω의
Figure pct00091
및
Figure pct00092
값이 0 반사(
Figure pct00093
= 0), 및
Figure pct00094
의 동시 대칭 펄스 폭 및 상승 시간 <2ns을 갖는 단일 펄스의 바이폴라 펄스를 생성할 것이다. 달리 말하면, 바이폴라 펄스 생성 회로(300)가 2T의 펄스 폭 및 0 반사를 갖고,
Figure pct00095
를 가로질러 송전 선의 외부 전도체와 애벌랜치 트랜지스터 Q1의 이미터 간 진폭
Figure pct00096
의 단일 양의 펄스를 생성하도록 동작한다.
도 12a는
Figure pct00097
에서 관측된 펄스(310),
Figure pct00098
에서 관측된 펄스(312), 및
Figure pct00099
에서 관측된 펄스(314)를 보여주는 그래프이다. 이들 관측은 앞서 제공된 이론을 검증한다. 도 12a에서, 5ns 송전 선이 동일한 상승 시간(<2ns)을 갖는 모든 3개의 부하에서 10ns 펄스를 생성한다.
Figure pct00100
= 17.5Ω일 때, 반사가 없다, 즉
Figure pct00101
Figure pct00102
및
Figure pct00103
의 크기가 262.5V이며, 따라서 피크간 전압
Figure pct00104
이 520V이고, 이는 균등 모노폴라 설계와 동일하다.
도 11b는 본 발명의 또 다른 실시예인 바이폴라 펄스 생성 회로(350)의 개략도이다. 각각의 부하(
Figure pct00105
및
Figure pct00106
) 전에 딜레이 라인을 제공함으로써 도 11b의 회로는 도 11a와 상이하다. 하나 또는 둘 모두의 부하 전에 딜레이 라인을 배치함으로써 두 펄스 간 딜레이의 조작이 가능해진다. 딜레이된 펄스는 딜레이 시간에서 펄스 폭을 뺀 만큼 딜레이되지 않은 페어링된 펄스를 따를 것이다. 도 11b에서, 20ns 딜레이 라인은
Figure pct00107
전에 배치된다.
도 12b는
Figure pct00108
에서 관측된 펄스(310),
Figure pct00109
에서 관측된 펄스(312), 및
Figure pct00110
에서 관측된 펄스(314)를 보여주는 도 12a와 유사한 그래프이다. 도 12b는 도 12b의 모든 세 개의 펄스로서 딜레이 라인을 도입하는 효과를 확인하며 이들 파라미터가 도 12a와 동일하다. 유일한 차이점은
Figure pct00111
를 가로지르는 음의 펄스가 10ns(즉, 20ns - 10ns)만큼 양의 펄스를 따른다는 것이다.
따라서 본 명세서에서 언급된 바이폴라 펄스 생성 회로 구성이 다음을 생성할 수 있다:
- 대칭 바이폴라 펄스로서, 양 및 음의 부분이 동시에 또는 순차적으로(즉, 차이나는 딜레이를 갖고) 생성됨
- RL+ 및 RL- 의 비에 의해 진폭이 제어되지만
Figure pct00112
조건이 충족되면 반사는 0으로 유지될 것이기 때문에, 0 반사 그러나 조정 가능한 및
Figure pct00113
및
Figure pct00114
진폭.
추가 형태에서, 딜레이 라인 중 하나 또는 둘 모두가 도입된 딜레이가 제어될 수 있게 하는 조정 가능한 길이를 가질 수 있다. 이는 양 및 음의 펄스의 간격이 그때 그때 조정될 수 있도록 하여, 기기가 다양한 전기천공 파형을 생성할 수 있게 할 수 있다.
참고문헌
[1] W. Meiling and F. Stary, Nanosecond pulse techniques. New York: Gordon and Breach, 1970, p. 304.
[2] Q. Yang, X. Zhou, Q.-g. Wang and M. Zhao, "Comparative analysis on the fast rising edge pulse source with two kinds of avalanche transistor," in Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless Technology Conference, Chengdu, 2013.
[3] G. Yong-sheng et al., "High-speed, high-voltage pulse generation using avalanche transistor," Review of Scientific Instruments, vol. 87, no. 5, p. 054708, 2016.

Claims (16)

  1. 전기수술 발전기를 위한 바이폴라 펄스 생성 회로로서, 상기 바이폴라 펄스 생성 회로는
    스위칭 요소를 통해 부하로 연결 가능한 전압원,
    유전체 물질에 의해 외부 전도체와 분리된 내부 전도체를 갖는 동축 송전 선 - 상기 내부 전도체는 스위칭 요소의 입력과 전압원 사이에 연결된 제1 단부 및 개방 회로 상태의 제2 단부를 가짐으로써, 동축 송전 선이 스위칭 요소가 오프(OFF) 상태일 때 전압원에 의해 충전되고 스위칭 요소가 온(ON) 상태일 때 방전됨 - ,
    상기 부하로 연결 가능한 제1 출력 - 제1 출력은 스위칭 요소의 출력과 접지 사이에 위치하여 동축 송전 선이 방전될 때 양의 펄스를 지원함 - , 및
    상기 부하로 연결 가능한 제2 출력 - 제2 출력은 동축 송전 선의 외부 전도체와 접지 사이에 위치하여 동축 송전 선이 방전될 때 음의 펄스를 지원함 - 을 포함하고,
    동축 송전 선의 임피던스가 (i) 스위칭 요소의 임피던스, (ii) 제1 출력에서의 부하의 임피던스, 및 (iii) 제2 출력에서의 부하의 임피던스의 합과 정합되도록 구성되는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  2. 제1항에 있어서, 딜레이 라인이 제1 출력 또는 제2 출력에 연결됨으로써, 제1 출력 및 제2 출력에서의 양의 펄스 및 음의 펄스의 공급이 순차적으로 발생하는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 딜레이 라인은 조정 가능한 길이를 갖는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 딜레이 라인은 다른 길이의 동축 송전 선인, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 요소는
    복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터, 및
    복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터를 활성화하기 위해 트리거 펄스를 생성하도록 구성된 트리거 펄스 생성기를 포함하는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 트리거 펄스 생성기는 TTL 디바이스를 포함하는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 트리거 펄스는 복수의 애벌랜치 트랜지스터 각각의 이미터-베이스 항복 전압보다 낮은 전압을 갖는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 트리거 펄스 생성기는 변압기를 통해 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터에 연결되는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 트리거 펄스는 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터 중 첫 번째 트랜지스터의 콜렉터와 이미터 사이에 인가되는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 첫 번째 트랜지스터는 동축 송전 선에서 가장 먼, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 다이오드가 상기 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터의 각각의 애벌랜치 트랜지스터와 병렬로 연결되어, 각각의 트랜지스터 양단의 전압을 이의 콜렉터-베이스 항복 전압보다 낮게 클램핑하는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 직렬 연결된 애벌랜치 트랜지스터 내 각각의 트랜지스터는 동일한, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 동축 송전 선은 5ns 이하의 라인 딜레이를 제공하도록 선택된 길이를 갖는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 동축 송전 선은 저항기를 통해 전압원에 의해 충전되는, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하는 전기수술 기기인, 바이폴라 펄스 생성 회로.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따르는 바이폴라 펄스 생성 회로를 갖는 전기수술 발전기.
KR1020227017740A 2019-12-04 2020-11-30 펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기 KR20220110487A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1917695.7A GB2589605A (en) 2019-12-04 2019-12-04 Pule generating circuit, and electrosurgical generator incorporating the same
GB1917695.7 2019-12-04
PCT/EP2020/083975 WO2021110605A1 (en) 2019-12-04 2020-11-30 Pulse generating circuit, and electrosurgical generator incorporating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220110487A true KR20220110487A (ko) 2022-08-08

Family

ID=69147052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227017740A KR20220110487A (ko) 2019-12-04 2020-11-30 펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20220401142A1 (ko)
EP (1) EP4069117B1 (ko)
JP (1) JP2023508642A (ko)
KR (1) KR20220110487A (ko)
CN (1) CN114746039A (ko)
AU (1) AU2020395486A1 (ko)
BR (1) BR112022010263A2 (ko)
CA (1) CA3159846A1 (ko)
ES (1) ES2983858T3 (ko)
GB (1) GB2589605A (ko)
IL (1) IL293399A (ko)
WO (1) WO2021110605A1 (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504199A (en) * 1966-08-16 1970-03-31 Rca Corp Square wave generator comprising back-to-back series-connected charge storage diodes
DE4431885C1 (de) * 1994-09-07 1996-01-04 Siemens Ag Anordnung zur Erzeugung einer hochfrequenten Nadelpulsfolge und einer dazu invertierten Nadelpulsfolge
US7633182B2 (en) * 2005-11-09 2009-12-15 Bae Systems Advanced Technologies, Inc. Bipolar pulse generators with voltage multiplication
US9493765B2 (en) * 2007-03-23 2016-11-15 University Of Southern California Compact subnanosecond high voltage pulse generation system for cell electro-manipulation
US10946193B2 (en) * 2017-02-28 2021-03-16 Pulse Biosciences, Inc. Pulse generator with independent panel triggering
GB2570297B (en) * 2018-01-17 2022-10-12 Gyrus Medical Ltd Bipolar electrosurgical instruments
GB2572400A (en) 2018-03-29 2019-10-02 Creo Medical Ltd Electrosurgical generator
GB2573288A (en) * 2018-04-27 2019-11-06 Creo Medical Ltd Microwave amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
CN114746039A (zh) 2022-07-12
CA3159846A1 (en) 2021-06-10
WO2021110605A1 (en) 2021-06-10
GB201917695D0 (en) 2020-01-15
US20220401142A1 (en) 2022-12-22
GB2589605A (en) 2021-06-09
EP4069117A1 (en) 2022-10-12
IL293399A (en) 2022-07-01
AU2020395486A1 (en) 2022-06-16
EP4069117C0 (en) 2024-05-15
BR112022010263A2 (pt) 2022-09-06
JP2023508642A (ja) 2023-03-03
ES2983858T3 (es) 2024-10-25
EP4069117B1 (en) 2024-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102212539B1 (ko) 고전압 아날로그 회로 펄서 및 펄스 발생기 방전 회로
US7767433B2 (en) High voltage nanosecond pulse generator using fast recovery diodes for cell electro-manipulation
Huiskamp et al. Fast pulsed power generation with a solid-state impedance-matched Marx generator: Concept, design, and first implementation
CN109999340B (zh) 一种负载自适应纳秒脉冲产生装置
Zorngiebel et al. Modular 50-kV IGBT switch for pulsed-power applications
van Oorschot et al. Fast and flexible, arbitrary waveform, 20-kV, solid-state, impedance-matched Marx generator
Xiao et al. Nanosecond bipolar pulse generators for bioelectrics
CN108540007A (zh) 一种极性可调的模块化高重频纳秒脉冲发生器
KR20220110487A (ko) 펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기
Waldron et al. The design and testing of an inductive voltage adder for ALS-U kicker magnets
KR20220111269A (ko) 펄스 생성 회로 및 이를 포함하는 전기수술 발전기
Gundersen et al. Bipolar nanosecond pulse generation using transmission lines for cell electro-manipulation
Nikoo et al. A compact MW-class short pulse generator
Krishnaveni et al. Implementation of an Economical and Compact Single MOSFET High Voltage Pulse Generator
Davies et al. Generating Bipolar nsPulsed Electric Field using Transmission Line & Avalanche Transistors
US20070035256A1 (en) Gas discharge lamp power supply
Butkus Research and development of the high-frequency square-wave pulse electroporation system
KR102616237B1 (ko) 펄스 전원 장치
Davies et al. An ultrashort electric field pulse generator using avalanche breakdown transistors and the open circuit transmission line technique for nanosecond electroporation
Lei et al. An Ultra-Short Pulse Generator Based on The Avalanche Triode Marx Circuit and TLT
Davies et al. Generating Bipolar Nanosecond Pulsed Electric Field using Open Circuit Transmission Line Technique and Avalanche Transistors
Zhao et al. MOSFET-based high voltage double square-wave pulse generator with an inductive adder configuration
Boyko et al. Generator of wide-band pulses with amplitude up to 20 KV and pulse repetition rate up to 104 pulses designed for operation with various radiators