用于导管的高压发射电路及消融工具

文档序号:1837519 发布日期:2021-11-16 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 用于导管的高压发射电路及消融工具 (High-voltage transmitting circuit for catheter and ablation tool ) 是由 赵成刚 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于导管的高压发射电路及消融工具,导管上设置有多个第一电极和多个第二电极,高压发射电路包括:第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路、第二开关电路和控制电路,其中,第一发射电路通过第一开关电路与多个第一电极相连;第二发射电路通过第二开关电路与多个第二电极相连;控制电路控制第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路以及第二开关电路以使任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压。由此,通过控制发射电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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。(The invention discloses a high-voltage transmitting circuit and an ablation tool for a catheter, wherein a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes are arranged on the catheter, and the high-voltage transmitting circuit comprises: the device comprises a first transmitting circuit, a second transmitting circuit, a first switch circuit, a second switch circuit and a control circuit, wherein the first transmitting circuit is connected with a plurality of first electrodes through the first switch circuit; the second transmitting circuit is connected with the plurality of second electrodes through a second switching circuit; the control circuit controls the first transmitting circuit, the second transmitting circuit, the first switch circuit and the second switch circuit to enable positive high voltage, negative high voltage, zero voltage or double high voltage to be formed between any first electrode and any second electrode. Therefore, by controlling the on-off between the transmitting circuit and the transmitting electrodes, the flexible adjustment of the pulse voltage between any two transmitting electrodes is realized, the treatment requirements in various pulsed electric field ablation operations are met, and the application prospect of the pulsed electric field ablation technology in arrhythmia treatment is improved to a great extent.)

用于导管的高压发射电路及消融工具

技术领域

本发明涉及脉冲电场消融技术领域,尤其涉及一种用于导管的高压发射电路及消融工具。

背景技术

目前治疗心律失常所采用的导管消融技术中的消融能量通常以射频能量为主,冷冻能量为辅,这两种消融方式在治疗心律失常已经显示出一定的优越性,同时也有相应的局限性,例如消融能量以对消融区域组织的破坏缺乏选择性,且依赖于导管的贴靠力,可能对邻近的食管、冠状动脉和膈神经等造成一定的损伤,因此找到一种快速安全高效的消融能量以完成并达到持久性肺静脉隔离且不伤及毗邻组织的相关技术成为研究的热点。

脉冲电场消融技术是一种利用脉冲电场作为能量的新型消融方式,其作为一种非热消融技术日渐得到了临床应用的关注。脉冲电场消融技术主要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。但是,作为一种新型能量消融技术,脉冲电场消融技术面临着发射电极之间脉冲电压调节不够灵活的缺陷,从而限制了脉冲电场消融技术在临床上的应用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种用于导管的高压发射电路,通过控制开关电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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。

本发明的第二个目的在于提出一种消融工具。

为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种用于导管的高压发射电路,导管上设置有多个第一电极和多个第二电极,高压发射电路包括:第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路、第二开关电路和控制电路,其中,第一发射电路通过第一开关电路与多个第一电极相连;第二发射电路通过第二开关电路与多个第二电极相连;控制电路与第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路和第二开关电路分别相连,用于对第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路和第二开关电路进行控制,以使任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压。

根据本发明实施例的用于导管的高压发射电路,第一发射电路通过第一开关电路与多个第一电极相连,第二发射电路通过第二开关电路与多个第二电极相连,控制电路分别控制第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路及第二开关电路,以使任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压。由此,通过控制发射电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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。

根据本发明的一个实施例,第一发射电路包括:第一开关管和第二开关管,其中,第一开关管的第一端与高压正极相连,第一开关管的第二端与第二开关管的第一端相连且具有第一节点,第二开关管的第二端与高压地相连,第一节点通过第一开关电路与多个第一电极相连,第一开关管的控制端和第二开关管的控制端分别与控制电路相连。

根据本发明的一个实施例,第二发射电路包括:第三开关管和第四开关管,其中,第三开关管的第一端与高压正极相连,第三开关管的第二端与第四开关管的第一端相连且具有第二节点,第四开关管的第二端与高压地相连,第二节点通过第二开关电路与多个第二电极相连,第三开关管的控制端和第四开关管的控制端分别与控制电路相连。

根据本发明的一个实施例,当第二电极为参考电极时,其中,当第一开关管和第四开关管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的正高压;当第二开关管和第三开关管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的负高压;当第二开关管和第四开关管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的零电压。

根据本发明的一个实施例,当第一电极为参考电极时,其中,当第三开关管和第二开关管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的正高压;当第四开关管和第一开关管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的负高压;当第四开关管和第二开关管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的零电压。

根据本发明的一个实施例,第一发射电路还包括第五开关管,第五开关管的第一端与第一节点相连,第五开关管的第二端与高压负极相连,第五开关管的控制端与控制电路相连;第二发射电路还包括第六开关管,第六开关管的第一端与第二节点相连,第六开关管的第二端与高压负极相连,第六开关管的控制端与控制电路相连。

根据本发明的一个实施例,当第二电极为参考电极时,其中,当第一开关管和第四开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的正高压;当第五开关管和第四开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的负高压;当第二开关管和第四开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的零电压;当第一开关管和第六开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的倍高压。

根据本发明的一个实施例,当第一电极为参考电极时,其中,当第三开关管和第二开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的正高压;当第六开关管和第二开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的负高压;当第四开关管和第二开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的零电压;当第三开关管和第五开关管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的倍高压。

根据本发明的一个实施例,第一开关管至第六开关管的结构相同,且均由多个反向连接的开关管构成。

根据本发明的一个实施例,第一发射电路还包括第一电阻和第二电阻,第一电阻串联在高压正极与第一开关管的第一端之间,第二电阻串联在高压负极与第五开关管的第二端之间;第二发射电路还包括第三电阻和第四电阻,第三电阻串联在高压正极与第三开关管的第一端之间,第四电阻串联在高压负极与第六开关管的第二端之间。

根据本发明的一个实施例,第一开关电路包括多个第一开关,多个第一开关与多个第一电极一一对应,且第一开关串联在第一节点与对应的第一电极之间;第二开关电路包括多个第二开关,多个第二开关与多个第二电极一一对应,且第二开关串联在第二节点与对应的第二电极之间。

为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种消融工具,包括导管和如第一方面实施例的用于导管的高压发射电路。

根据本发明实施例的消融工具,通过上述用于导管的高压发射电路,通过控制发射电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

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;

图2为根据本发明第二个实施例的用于导管的高压发射电路的结构示意图;

图3为图2所示用于导管的高压发射电路的脉冲电压波形图;

图4为根据本发明第三个实施例的用于导管的高压发射电路的结构示意图;

图5为图4所示用于导管的高压发射电路的脉冲电压波形图;

图6为根据本发明第四个实施例的用于导管的高压发射电路的结构示意图;

图7为根据本发明一个实施例的消融工具的结构示意图。

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,导管上设置有多个第一电极和多个第二电极,高压发射电路包括:第一发射电路110、第二发射电路120、第一开关电路130、第二开关电路140和控制电路150。

其中,第一发射电路110通过第一开关电路130与多个第一电极相连;第二发射电路120通过第二开关电路140与多个第二电极相连;控制电路150与第一发射电路110、第二发射电路120、第一开关电路130和第二开关电路140分别相连,用于对第一发射电路110、第二发射电路120、第一开关电路130和第二开关电路140进行控制,以使任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压。

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以及第二电极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150会分别向第一发射电路110、第二发射电路120、第一开关电路130以及第二开关电路140发送控制信号,以控制多个第一电极中任意一个或多个电极与第一发射电路110接通,以及多个第二电极中任意一个或多个电极与第二发射电路120接通。举例来说,控制电路150可以控制第一电极P11与第一发射电路110接通,以及第二电极P21与第二发射电路120接通,以在第一电极P11与第二电极P21之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压;或者,控制电路150可以控制第一电极P11与第一发射电路110接通,以及第二电极P22与第二发射电路120接通,从而实现在第一电极P11与第二电极P22之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压;以此类推,可以实现第一电极P11与任意第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压;另外,控制电路150还可以控制任意第一电极的通断,进而可以实现任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压,从而实现任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,另外,由于电极可以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,更能满足多种脉冲电场消融手术治疗需求。

根据本发明实施例的用于导管的高压发射电路,第一发射电路通过第一开关电路与多个第一电极相连,第二发射电路通过第二开关电路与多个第二电极相连,控制电路分别控制第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路及第二开关电路,以使任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压。由此,通过控制发射电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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和第二开关管Q2,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的第二端与第二开关管Q2的第一端相连且具有第一节点M,第二开关管Q2的第二端与高压地GND相连,第一节点M通过第一开关电路130与多个第一电极相连,第一开关管Q1的控制端和第二开关管Q2的控制端分别与控制电路150相连。

进一步地,第二发射电路120包括:第三开关管Q3和第四开关管Q4,其中,第三开关管Q3的第一端与高压正极+HV相连,第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第一端相连且具有第二节点N,第四开关管Q4的第二端与高压地GND相连,第二节点N通过第二开关电路140与多个第二电极相连,第三开关管Q3的控制端和第四开关管Q4的控制端分别与控制电路150相连。

进一步地,第一开关电路130包括多个第一开关,多个第一开关与多个第一电极一一对应,且第一开关串联在第一节点M与对应的第一电极之间;第二开关电路140包括多个第二开关,多个第二开关与多个第二电极一一对应,且第二开关串联在第二节点N与对应的第二电极之间。

具体来说,如图2所示,控制电路150分别与第一发射电路110中的第一开关管Q1、第二开关管Q2以及第一开关电路130相连,控制电路150可以控制第一开关电路130中任意第一开关通断以使与之对应的任意第一电极获得电压。当控制电路150通过第一开关管Q1的控制端控制第一开关管Q1导通时,接通的任意第一电极通过第一开关管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150通过第二开关管Q2的控制端控制第二开关管Q2导通时,接通的任意第一电极通过第二开关管Q2与高压地GND直接相连从而获得绝对的零电压。

进一步地,控制电路150分别与第二发射电路120中的第三开关管Q3、第四开关管Q4以及第二开关电路140相连,控制电路150可以控制第二开关电路140中任意第二开关通断以使与之对应的任意第二电极获得电压。当控制电路150通过第三开关管Q3的控制端控制第三开关管Q3导通时,接通的任意第二电极通过第三开关管Q3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通过第四开关管Q4的控制端控制第四开关管Q4导通时,接通的任意第二电极通过第四开关管Q4与高压地GND直接相连从而获得绝对的零电压。

在一些实施例中,当第二电极为参考电极时,其中,当第一开关管Q1和第四开关管Q4均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的正高压;当第二开关管Q2和第三开关管Q3均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的负高压;当第二开关管Q2和第四开关管Q4均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的零电压。

进一步地,在一些实施例中,当第一电极为参考电极时,其中,当第三开关管Q3和第二开关管Q2均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的正高压;当第四开关管Q4和第一开关管Q1均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的负高压;当第四开关管Q4和第二开关Q2管均处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的零电压。

如图2所示,控制电路150可对第一发射电路110和第二发射电路120进行控制,以在任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压和零电压。

举例来说,先以任意接通的第二电极作为参考电极,控制电路150可控制第一开关管Q1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,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为+HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成正高压+HV,该电压也为绝对正高压;控制电路150可控制第二开关管Q2和第三开关管Q3处于导通状态,并控制其余开关管处于断开状态,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为-HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成负高压-HV,该电压为相对负高压;控制电路150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,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为0,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成零电压,该电压也为绝对零电压。

类似的,以任意接通的第一电极作为参考电极,控制电路150可控制第三开关管Q3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,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为+HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成正高压+HV,该电压也为绝对正高压;控制电路150可控制第四开关管Q4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,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为-HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成负高压-HV,该电压为相对负高压;控制电路150可控制第四开关管Q4和第二开关Q2处于导通状态,并控制其余开关管处于断开状态,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为0,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成零电压,该电压也为绝对零电压。

进一步的,基于在任意第一电极和任意第二电极之间能够形成正高压、负高压和零电压,在实际应用中,可由控制电路150根据需要对第一发射电路110和第二发射电路120进行灵活控制以形成不同的脉冲电压波形,从而实现任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,更能满足多种脉冲电场消融手术治疗需求。

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,当第二开关管Q2处于导通状态,若将第三开关管Q3导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为-HV,而当断开第三开关管Q3,导通第四开关管Q4,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150循环控制第三开关管Q3以及第四开关管Q4的通断,即可以获得如图3(a)所示的脉冲电压波形。

当第四开关管Q4处于导通状态,若将第一开关管Q1导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为+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,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150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(b)所示的脉冲电压波形。

当第四开关管Q4处于导通状态,若将第一开关管Q1导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为+HV,接着,保持第四开关管Q4导通,并断开第一开关管Q1以及导通第二开关管Q2,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为0,接着,断开第四开关管Q4,并继续导通第二开关管Q2以及导通第三开关管Q3,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为-HV,接着,导通第四开关管Q4,并继续导通第二开关管Q2,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为0,如此循环下去,即可以获得如图3(c)所示的脉冲电压波形。

在实际应用中,控制电路150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,具体这里不做限制。需要说明的是,当以第一电极作为参考电极时,可参考前述脉冲电压波形的生成过程,具体步骤不再赘述。

在一些实施例中,参考图4所示,第一发射电路110还包括第五开关管Q5,第五开关管Q5的第一端与第一节点M相连,第五开关管Q5的第二端与高压负极-HV相连,第五开关管Q5的控制端与控制电路150相连;第二发射电路120还包括第六开关管Q6,第六开关管Q6的第一端与第二节点N相连,第六开关管Q6的第二端与高压负极-HV相连,第六开关管Q6的控制端与控制电路150相连。

具体来说,如图4所示,控制电路150分别与第一发射电路110中的第一开关管Q1、第二开关管Q2和第五开关管Q5以及第一开关电路130相连,控制电路150可以控制第一开关电路130中任意第一开关通断以使与之对应的任意第一电极获得电压。当控制电路150通过第一开关管Q1的控制端控制第一开关管Q1导通时,接通的任意第一电极通过第一开关管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150通过第二开关管Q2的控制端控制第二开关管Q2导通时,接通的任意第一电极通过第二开关管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150通过第五开关管Q5的控制端控制第五开关管Q5导通时,接通的任意第一电极通过第五开关管Q5与高压负极-HV直接相连从而获得绝对的负高压。

进一步地,控制电路150分别与第二发射电路120中的第三开关管Q3、第四开关管Q4、第六开关管Q6以及第二开关电路140相连,控制电路150可以控制第二开关电路140中任意第二开关通断以使与之对应的任意第二电极获得电压。当控制电路150通过第三开关管Q3的控制端控制第三开关管Q3导通时,接通的任意第二电极通过第三开关管Q3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通过第四开关管Q4的控制端控制第四开关管Q4导通时,接通的任意第二电极通过第四开关管Q4与高压地GND直接相连从而获得绝对的零电压;当控制电路150通过第六开关管Q6的控制端控制第六开关管Q6导通时,接通的任意第二电极通过第六开关管Q6与高压负极-HV直接相连从而获得绝对的负高压。

在一些实施例中,当第二电极为参考电极时,其中,当第一开关管Q1和第四开关管Q4处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的正高压;当第五开关管Q5和第四开关管Q4处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的负高压;当第二开关管Q2和第四开关Q4管处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第二电极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,第一电极和第二电极之间形成以第二电极为参考电极的倍高压。

进一步地,当第一电极为参考电极时,其中,当第三开关管Q3和第二开关管Q2处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极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,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的负高压;当第四开关管Q4和第二开关管Q2处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的零电压;当第三开关管Q3和第五开关管Q5处于导通状态时,第一电极和第二电极之间形成以第一电极为参考电极的倍高压。

如图4所示,控制电路150可对第一发射电路110和第二发射电路120进行控制,以在任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压和倍高压。

举例来说,先以任意接通的第二电极作为参考电极,控制电路150可控制第一开关管Q1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,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为+HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成正高压+HV,该电压也为绝对正高压;控制电路150可控制第五开关管Q5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,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为-HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成负高压-HV,该电压也为绝对负高压;控制电路150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,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为0,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成零电压,该电压也为绝对零电压;控制电路150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,此时接通的任意第一电极相对于接通的任意第二电极的电压为+2HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成倍高压+2HV。

类似的,以任意接通的第一电极作为参考电极,控制电路150可控制第三开关管Q3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,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为+HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成正高压+HV,该电压也为绝对正高压;控制电路150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,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为-HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成负高压-HV,该电压也为绝对负高压;控制电路150可控制第四开关管Q4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,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为0,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成零电压,该电压也为绝对零电压;控制电路150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,此时接通的任意第二电极相对于接通的任意第一电极的电压为+2HV,接通的任意第一电极和接通的任意第二电极之间形成倍高压+2HV。

进一步的,基于在任意第一电极和任意第二电极之间能够形成正高压、负高压、零电压和倍高压,在实际应用中,可由控制电路150根据需要对第一发射电路110和第二发射电路120进行灵活控制以形成不同的脉冲电压波形,例如可形成如图5所示的多种不同的脉冲电压波形。

具体来说,结合图4-图5所示,先以第二电极作为参考电极,当第四开关管Q4处于导通状态,若将第一开关管Q1导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为+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,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150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5(a)所示的脉冲电压波形。

当第四开关管Q4处于导通状态,若将第五开关管Q5导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为-HV,而当断开第五开关管Q5,导通第二开关管Q2,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150循环控制第五开关管Q5及第二开关管Q2的通断,即可以获得如图5(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,则第一电极相对于第二电极的电压为+2HV,而当断开第一开关管Q1,导通第五开关管Q5,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150循环控制第一开关管Q1及第五开关管Q5的通断,即可以获得如图5(c)所示的脉冲电压波形。

当第四开关管Q4处于导通状态,若将第一开关管Q1导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为+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,第一电极相对于第二电极的电压为0,接着当断开第二开关管Q2,导通第五开关管Q5,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为-HV,通过控制电路150按顺序循环控制第一开关管Q1、第二开关管Q2以及第五开关管Q5的通断,即可以获得如图5(d)所示的脉冲电压波形。

当第四开关管Q4处于导通状态,若将第一开关管Q1导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为+HV,而当断开第一开关管Q1,导通第五开关管Q5,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为-HV,接着当断开第五开关管Q5,导通第二开关管Q2,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150按顺序循环控制第一开关管Q1、第五开关管Q5以及第二开关管Q2的通断,即可以获得如图5(e)所示的脉冲电压波形。

当第四开关管Q4处于导通状态,若将第五开关管Q5导通,其余开关管断开,则第一电极相对于第二电极的电压为-HV,而当断开第五开关管Q5,导通第一开关管Q1,并保持其余开关管为断开状态时,第一电极相对于第二电极的电压为+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,第一电极相对于第二电极的电压为0,通过控制电路150按顺序循环控制第五开关管Q5、第一开关管Q1以及第二开关管Q2的通断,即可以获得如图5(f)所示的脉冲电压波形。

在实际应用中,控制电路150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150控制相应的开关管将如图5(a)所示的电压脉冲波形调整成如图5(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,当以第一电极作为参考电极时,通过控制第二发射电路120中对应的第三开关管Q3、第四开关管Q4以及第六开关管Q6同样可以获得如图5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。

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;上述第一开关和第二开关可为继电器等,具体这里不做限制。

在一些实施例中,参考图6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,如图4所示,第一发射电路110还包括第一电阻R1和第二电阻R2,第一电阻R1串联在高压正极+HV与第一开关管Q1的第一端之间,第二电阻R2串联在高压负极-HV与第五开关管Q5的第二端之间;第二发射电路120还包括第三电阻R3和第四电阻R4,第三电阻R3串联在高压正极+HV与第三开关管Q3的第一端之间,第四电阻R4串联在高压负极-HV与第六开关管Q6的第二端之间。

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。

综上所述,第一发射电路通过第一开关电路与多个第一电极相连,第二发射电路通过第二开关电路与多个第二电极相连,控制电路分别控制第一发射电路、第二发射电路、第一开关电路以及第二开关电路,以使任意第一电极与第二电极之间形成正高压、负高压、零电压或倍高压。由此,通过控制发射电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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,且采用开关电路实现发射电路与发射电极之间的通断,可减少元器件使用量,降低成本,提高可靠性。

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,通过控制发射电路与发射电极之间的通断,实现了任意两个发射电极之间脉冲电压的灵活调节,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。

18页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:用于导管的高压发生电路及消融工具

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!