具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的用于导管的高压发射电路及消融工具。

图1为根据本发明第一个实施例的用于导管的高压发射电路的结构示意图，参考图1所示，导管上设置有第一电极P1和第二电极P2，高压发射电路包括：第一发射电路110、第二发射电路120以及控制电路130。

其中，第一发射电路110的第一端与高压正极+HV相连，第一发射电路110的第二端与高压地GND相连，第一发射电路110的第三端与高压负极-HV相连，第一发射电路110的发射端与第一电极P1相连，用于输出正高压、负高压或零电压至第一电极P1；第二发射电路120的第一端与高压正极+HV相连，第二发射电路120的第二端与高压地GND相连，第二发射电路120的第三端与高压负极-HV相连，第二发射电路120的发射端与第二电极P2相连，用于输出正高压、负高压或零电压至第二电极P2；控制电路130与第一发射电路110和第二发射电路120分别相连，用于对第一发射电路110和第二发射电路120进行控制，以使第一电极P1和第二电极P2之间形成正高压、负高压、倍高压或零电压。

需要说明的是，脉冲电场消融技术是治疗心律失常的一种常用方法，该方法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，使得细胞膜甚至是细胞内的细胞器如内质网、线粒体、细胞核等在高压脉冲电场作用下会产生大量的不可逆的微孔，从而造成病变细胞的凋亡进而达到治疗快速心率失常的目的。

在实际应用中，首先经过穿刺锁骨下静脉和双股侧静脉对心脏进行电生理检查，以明确诊断所需消融病灶所在部位，然后通过特制导管沿着血管插入心脏并到达病灶部位，并通过设置在导管上的第一电极P1以及第二电极P2在短时间内对病灶部位发射高压脉冲电场，从而达到精确处理心肌细胞的功能，而不对其他非靶的细胞组织产生必要的影响。在工作时，正常情况下，高压发射电路中的控制电路130会分别向第一发射电路110以及第二发射电路120发送控制信号，以控制第一发射电路110通过第一电极P1输出正高压、负高压或零电压，并控制第二发射电路120通过第二电极P2输出正高压、负高压或零电压，并且无论以第一电极P1或者第二电极P2为参考电极，均可以在第一电极P1和第二电极P2之间形成正高压、负高压、倍高压或零电压，从而实现了导管输出脉冲电压的灵活控制，能够满足脉冲电场消融手术中的多种需求，并且由于倍高压的产生，可以在脉冲电压需求较小的情况下，降低高压正极+HV以及高压负极-HV，仅依靠形成的倍高压就可达到所有最大脉冲电压，从而更能实现高压脉冲信号的精准控制。

根据本发明实施例的用于导管的高压发射电路，第一发射电路与第一电极相连用于向第一电极输出正高压、负高压或零电压，第二发射电路与第二电极相连用于向第二电极输出正高压、负高压或零电压，并通过控制电路分别控制第一发射电路和第二发射电路以使第一电极和第二电极之间形成正高压、负高压、倍高压或零电压。由此，实现了导管脉冲电压的精准控制以及灵活可调，满足了多种脉冲电场消融手术中的治疗需求，很大程度上提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

在一些实施例中，如图2所示，第一发射电路110包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3，其中，第一开关管Q1的第一端与高压正极+HV相连，第一开关管Q1的第二端、第二开关管Q2的第一端和第三开关管Q3的第一端均与第一电极P1相连，第二开关管Q2的第二端与高压地GND相连，第三开关管Q3的第二端与高压负极-HV相连，第一开关管Q1的控制端、第二开关管Q2的控制端和第三开关管Q3的控制端分别与控制电路130相连。

进一步地，第二发射电路120包括：第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6，其中，第四开关管Q4的第一端与高压正极+HV相连，第四开关管Q4的第二端、第五开关管Q5的第一端和第六开关管Q6的第一端均与第二电极P2相连，第五开关管Q5的第二端与高压地GND相连，第六开关管Q6的第二端与高压负极-HV相连，第四开关管Q4的控制端、第五开关管Q5的控制端和第六开关管Q6的控制端分别与控制电路130相连。

具体来说，如图2所示，第一发射电路110中的第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3的控制端分别与控制电路130相连，当控制电路130通过第一开关管Q1的控制端控制第一开关管Q1导通时，第一电极P1通过第一开关管Q1与高压正极+HV直接相连从而获得绝对的正高压；当控制电路130通过第二开关管Q2的控制端控制第二开关管Q2导通时，第一电极P1通过第二开关管Q2与高压地GND直接相连从而获得绝对的零电压；当控制电路130通过第三开关管Q3的控制端控制第三开关管Q3导通时，第一电极P1通过第三开关管Q3与高压负-HV直接相连从而获得绝对的负高压。

进一步地，第二发射电路120中的第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的控制端分别和控制电路130相连，当控制电路130通过第四开关管Q4的控制端控制第四开关管Q4导通时，第二电极P2通过第四开关管Q4与高压正极+HV直接相连从而获得绝对的正高压；当控制电路130通过第五开关管Q5的控制端控制第五开关管Q5导通时，第二电极P2通过第五开关管Q5与高压地GND直接相连从而获得绝对的零电压；当控制电路130通过第六开关管Q6的控制端控制第六开关管Q6导通时，第二电极P2通过第六开关管Q6与高压负-HV直接相连从而获得绝对的负高压。

需要说明的是，上述第一开关管Q1至第六开关管Q6为理想开关模型，而在实际应用中，上述的第一开关管Q1至第六开关管Q6中的部分或全部可由一个或多个非理想开关管以及一些辅助元器件来实现理想开关模型的功能，所有这些变形方案或替代方案均在本申请的保护范围内，具体这里不做限制。

在一些实施例中，当第二电极P2作为参考电极时，其中，当第一开关管Q1和第五开关管Q5处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第二电极P2为参考电极的正高压；当第三开关管Q3和第五开关管Q5处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第二电极P2为参考电极的负高压；当第二开关管Q2和第五开关管Q5处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第二电极P2为参考电极的零电压；当第一开关管Q1和第六开关管Q6处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第二电极P2为参考电极的倍高压。

进一步地，在一些实施例中，当第一电极P1作为参考电极时，其中，当第四开关管Q4和第二开关管Q2处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第一电极P1为参考电极的正高压；当第六开关管Q6和第二开关管Q2处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第一电极为参考电极的负高压；当第五开关管Q5和第二开关管Q2处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第一电极P1为参考电极的零电压；当第四开关管Q4和第三开关管Q3处于导通状态时，第一电极P1和第二电极P2之间形成以第一电极P1为参考电极的倍高压。

具体来说，如图2所示，控制电路130可对第一发射电路110和第二发射电路120进行控制，以在第一电极P1和第二电极P2之间形成正高压、负高压、零电压和倍高压。

举例来说，先以第二电极P2作为参考电极，控制电路130可控制第五开关管Q5和第一开关管Q1处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+HV，第一电极P1和第二电极P2之间形成正高压+HV，该电压也为绝对正高压；控制电路130可控制第三开关管Q3和第五开关管Q5处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第一电极P1相对于第二电极P2的电压为-HV，第一电极P1和第二电极P2之间形成负高压-HV，该电压也为绝对负高压；控制电路130可控制第二开关管Q2和第五开关管Q5处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，第一电极P1和第二电极P2之间形成零电压，该电压也为绝对零电压；控制电路130可控制第一开关管Q1和第六开关管Q6处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+2HV，第一电极P1和第二电极P2之间形成倍高压+2HV。

类似的，以第一电极P1作为参考电极，控制电路130可控制第二开关管Q2和第四开关管Q4处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第二电极P2相对于第一电极P1的电压为+HV，第一电极P1和第二电极P2之间形成正高压+HV，该电压也为绝对正高压；控制电路130可控制第六开关管Q6和第二开关管Q2处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第二电极P2相对于第一电极P1的电压为-HV，第一电极P1和第二电极P2之间形成负高压-HV，该电压也为绝对负高压；控制电路130可控制第五开关管Q5和第二开关管Q2处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第二电极P2相对于第一电极P1的电压为0，第一电极P1和第二电极P2之间形成零电压，该电压也为绝对零电压；控制电路130可控制第三开关管Q3和第四开关管Q4处于导通状态，并控制其余开关管处于断开状态，此时第二电极P2相对于第一电极P1的电压为+2HV，第一电极P1和第二电极P2之间形成倍高压+2HV。

进一步的，基于在第一电极P1和第二电极P2之间能够形成正高压、负高压、零电压和倍高压，可由控制电路130对第一发射电路110和第二发射电路120进行控制，以形成不同的脉冲电压波形，例如可形成如图3所示的多种不同的脉冲电压波形。

具体来说，结合图2-图3所示，先以第二电极P2作为参考电极，当第五开关管Q5处于导通状态，若将第一开关管Q1导通，其余开关管断开，则第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+HV，而当断开第一开关管Q1，导通第二开关管Q2，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，通过控制电路130循环控制第一开关管Q1以及第二开关管Q2的通断，即可以获得如图3(a)所示的脉冲电压波形。

当第五开关管Q5处于导通状态，若将第三开关管Q3导通，其余开关管断开，则第一电极P1相对于第二电极P2的电压为-HV，而当断开第三开关管Q3，导通第二开关管Q2，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，通过控制电路130循环控制第三开关管Q3以及第二开关管Q2的通断，即可以获得如图3(b)所示的脉冲电压波形。

当第六开关管Q6处于导通状态，若将第一开关管Q1导通，其余开关管断开，则第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+2HV，而当断开第一开关管Q1，导通第三开关管Q3，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，通过控制电路130循环控制第一开关管Q1以及第三开关管Q3的通断，即可以获得如图3(c)所示的脉冲电压波形。

当第五开关管Q5处于导通状态，若将第一开关管Q1导通，其余开关管断开，则第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+HV，而当断开第一开关管Q1，导通第二开关管Q2，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，接着当断开第二开关管Q2，导通第三开关管Q3，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为-HV，通过控制电路130按顺序循环控制第一开关管Q1、第二开关管Q2以及第三开关管Q3的通断，即可以获得如图3(d)所示的脉冲电压波形。

当第五开关管Q5处于导通状态，若将第一开关管Q1导通，其余开关管断开，则第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+HV，而当断开第一开关管Q1，导通第三开关管Q3，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为-HV，接着当断开第三开关管Q3，导通第二开关管Q2，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，通过控制电路130按顺序循环控制第一开关管Q1、第三开关管Q3以及第二开关管Q2的通断，即可以获得如图3(e)所示的脉冲电压波形。

当第五开关管Q5处于导通状态，若将第三开关管Q3导通，其余开关管断开，则第一电极P1相对于第二电极P2的电压为-HV，而当断开第三开关管Q3，导通第一开关管Q1，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为+HV，接着当断开第一开关管Q1，导通第二开关管Q2，并保持其余开关管为断开状态时，第一电极P1相对于第二电极P2的电压为0，通过控制电路130按顺序循环控制第三开关管Q3、第一开关管Q1以及第二开关管Q2的通断，即可以获得如图3(f)所示的脉冲电压波形。

在实际应用中，控制电路130可以根据需要灵活控制不同的开关管以获得合适的脉冲电压波形，例如在治疗心律失常过程中需要增加脉冲电压，则可以通过控制电路130控制相应的开关管将如图3(a)所示的电压脉冲波形调整成如图3(c)所示的电压脉冲波形，实现了电压脉冲的随时可调，提高了脉冲电压控制调节的灵活性。

需要说明的是，当以第一电极P1作为参考电极时，通过控制第二发射电路120中对应的第四开关管Q4、第五开关管Q5以及第六开关管Q6同样可以获得如图3所示的脉冲电压，具体步骤不再赘述。并且上述仅为示例性说明，并不作为对本申请的具体限制。

在一些实施例中，参考图4所示，第一开关管Q1至第六开关管Q6的结构相同，且均由多个反向连接的开关管构成。这里以两个反向连接的开关管为例，具体工作过程参考前述，这里不再赘述。

在一些实施例中，继续参考图2所示，第一发射电路110还包括：第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一电阻R1串联在第一开关管Q1的第一端与高压正极+HV之间，第二电阻R2串联在第三开关管Q3的第二端与高压负极-HV之间。进一步地，第二发射电路120还包括：第三电阻R3和第四电阻R4，其中，第三电阻R3串联在第四开关管Q4的第一端与高压正极+HV之间，第四电阻R4串联在第六开关管Q6的第二端与高压负极-HV之间。需要说明的是，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4为限流电阻或者防电流冲击的电阻，用于减小或阻止系统放电时寄生电感或者寄生电容导致瞬间大电流以及电路振荡。

在一些实施例中，如图5所示，高压发射电路还包括：采样电阻R，采样电阻R的一端与第一发射电路110的第二端和第二发射电路120的第二端分别相连，采样电阻R的另一端与高压地GND相连，用于在使用期间检测高压放电。

可选的，参考图6所示，第一电极和第二电极均包括多个，每个第一电极均对应设置有第一发射电路，每个第二电极均对应设置有第二发射电路。

也就是说，本申请中的高压发射电路可由多个第一发射电路和第二发射电路并联构成，以向多个第一电极和第二电极输出电压，从而在多个第一电极和第二电极之间形成所需脉冲电压。在使用过程中，可以根据需要选取任一电极作为参考电极，比如可以选取P1作为参考电极，也可以选取P2、Pn等作为参考电极，同样，在一系列的电极中可以选用任一电极作为工作电极，从而保证了输出极性可以互换，电流环路可以灵活调整，也就是说，可以任意搭配使用两个电极。另外，由于电极被设置在导管的不同位置，因此在脉冲电压消融治疗过程中，可以根据病灶的位置随意调节工作电极，而不需大范围移动导管以使电极对准病灶，提高了脉冲电压消融技术的可操作性，降低了操作难度。

综上所述，第一发射电路与第一电极相连用于向第一电极输出正高压、负高压或零电压，第二发射电路与第二电极相连用于向第二电极输出正高压、负高压或零电压，并通过控制电路分别控制第一发射电路和第二发射电路以使第一电极和第二电极之间形成正高压、负高压、倍高压或零电压。由此，实现了导管脉冲电压的精准控制以及灵活可调，满足了多种脉冲电场消融手术中的治疗需求，很大程度上提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

图7为根据本发明一个实施例的消融工具的结构示意图，参考图7所示，该消融工具1000包括上述用于导管的高压发射电路100和导管200。

根据本发明实施例的消融工具，通过上述的导管脉冲电压的精准控制，实现了导管脉冲电压的精准控制以及灵活可调，满足了多种脉冲电场消融手术中的治疗需求，很大程度上提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

需要说明的是，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，本发明的各部分可以用硬件、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他们的组合来实现：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)、MCU、DSP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发明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。

此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。