本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高頻不可逆電穿孔儀。

背景技術(shù)：

不可逆性電穿孔是指通過(guò)施加高強(qiáng)度外部電場(chǎng)致使細(xì)胞膜發(fā)生永久性通透的過(guò)程，外部電場(chǎng)引起的跨膜電位導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)形成無(wú)數(shù)個(gè)納米級(jí)微孔，破壞了細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，如果所施加的電場(chǎng)低于某一閾值，則此事件只是暫時(shí)性的，當(dāng)外部電場(chǎng)撤除后，細(xì)胞膜恢復(fù)正常(可逆性電穿孔)，這種所謂的“可逆電穿孔”已經(jīng)成為分子醫(yī)學(xué)中一項(xiàng)重要的技術(shù)，用于幫助藥物通過(guò)細(xì)胞膜，然而，如果所施加的電場(chǎng)超過(guò)某一閾值，將導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)永久性破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，后一種效果最近被用來(lái)作為一種新的微創(chuàng)消融技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，健康嚴(yán)重威脅人們的生命，腫瘤愈發(fā)成為全球人類(lèi)健康的主要威脅，2013年的《世界癌癥報(bào)告》顯示，全球腫瘤發(fā)病數(shù)和死亡人數(shù)呈逐年上升趨勢(shì)，腫瘤發(fā)病數(shù)從2008年的1270萬(wàn)例上升到2012年的1410萬(wàn)例，死亡人數(shù)也從2008年的760萬(wàn)人上升至2012年的820萬(wàn)人。不可逆性電穿孔治療腫瘤技術(shù)，作為一種新的腫瘤治療方法，具有現(xiàn)有物理治療方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出良好的臨床應(yīng)用前景。然而，不可逆性電穿孔消融術(shù)也確實(shí)存在一些劣勢(shì)。在消融肺部或左葉肝臟腫瘤時(shí)，由于這些部位都在心臟附近(<1.7 cm)，高強(qiáng)度電場(chǎng)會(huì)引起心律失常，包括臨床前研究中的心室顫動(dòng)，心電門(mén)控型不可逆性電穿孔消融采用心動(dòng)周期同步施加電場(chǎng)，可以克服這個(gè)劣勢(shì)。此外，不可逆性電穿孔消融術(shù)所用的高電壓會(huì)出現(xiàn)肌肉強(qiáng)烈收縮的情況，目前治療中一般通過(guò)注射肌肉松弛劑來(lái)減緩肌肉收縮，當(dāng)所采用脈沖的重復(fù)頻率為1Hz時(shí)，每注入1次脈沖，肌肉就收縮1次，目前臨床上多采用單極性方波脈沖，如圖1所示，傳統(tǒng)上所用脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度為1.5kV/cm，脈沖寬度為100μs，并獲得了明顯的治療效果，圖2為單極性方波脈沖的放大圖。臨床用電穿孔儀采用脈沖幅度為3kV的方波，生物組織阻抗隨著治療過(guò)程在不斷地變化，治療電極之間的阻抗可降到60Ω，因此，最大輸出電流可達(dá)50A，脈沖功率將達(dá)到150kW。

不可逆性電穿孔消融技術(shù)是一種非加熱性消融技術(shù)，與其他消融方法相比，不可逆性電穿孔具有一些理論上的優(yōu)勢(shì)，首先，消融時(shí)間很短，在1min內(nèi)即可創(chuàng)建直徑約為3cm的消融區(qū)域。其次，由于不可逆性電穿孔為非熱消融，沒(méi)有“熱沉”效應(yīng)，可以在血管周?chē)a(chǎn)生完整的細(xì)胞死亡。再次，不可逆性電穿孔消融的是活細(xì)胞，它在理論上保留的細(xì)胞基質(zhì)和細(xì)胞周?chē)慕Y(jié)構(gòu)，所以大血管和膽管在結(jié)構(gòu)和功能上仍然保持完整。再次，利用不可逆性電穿孔消融肝臟邊緣或頂部時(shí)，對(duì)附近結(jié)構(gòu)的間接損傷的可能性很小。第三，引起細(xì)胞死亡的機(jī)制是凋亡，而非壞死。細(xì)胞凋亡的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)免疫介入來(lái)清除凋亡細(xì)胞同時(shí)吞噬細(xì)胞將凋亡細(xì)胞作為正常細(xì)胞的死亡過(guò)程而將其清除從而促進(jìn)正常組織的再生與修復(fù)。因此經(jīng)不可逆性電穿孔治療后治療區(qū)域可以在短時(shí)間內(nèi)被正常細(xì)胞替代從而恢復(fù)原有功能，最后，實(shí)時(shí)超聲可用于治療監(jiān)測(cè)，并能夠準(zhǔn)確地描繪出治療區(qū)域，而且該區(qū)域與免疫組織病理學(xué)上見(jiàn)到的細(xì)胞死亡區(qū)域相關(guān)甚好。這些特點(diǎn)恰恰擬補(bǔ)了熱消融技術(shù)的不足。而高頻電流對(duì)神經(jīng)、肌肉等可興奮組織的沒(méi)有刺激，廣泛用于醫(yī)療領(lǐng)域，如高頻電刀、射頻消融；達(dá)瓦洛斯（Davalos R V）則采用雙極性的高頻脈沖串對(duì)鼠的腦組織進(jìn)行了不可逆性電穿孔實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)肌肉收縮現(xiàn)象，但是所需要的脈沖電壓幅值更高，克里斯托弗（Christopher)等采用250kHz或500kHz的雙相脈沖串對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的腦腫瘤進(jìn)行消融，并未發(fā)現(xiàn)明顯的肌肉收縮，通過(guò)高頻信號(hào)對(duì)輸出的微妙級(jí)脈沖進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生雙極性正脈沖、負(fù)脈沖，這種雙極性高頻短脈沖波形不僅能夠在細(xì)胞膜上形成對(duì)稱(chēng)性電穿孔，而且還可以明顯減少對(duì)神經(jīng)的刺激作用，同時(shí)不會(huì)引起肌肉的收縮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題和不足，本發(fā)明提供了一種高頻不可逆電穿孔儀，采用高頻雙相調(diào)制方波使活細(xì)胞產(chǎn)生不可逆性電擊穿，增加不可逆性點(diǎn)穿孔的均勻性，以減少了電穿孔刺激神經(jīng)而引起的肌肉收縮，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:

一種高頻不可逆電穿孔儀，其特征在于，包括電源變換電路、儲(chǔ)能電路、隔離式高頻變換輸出電路、信號(hào)控制器、電極和電源，所述電源的輸出端與電源變換電路連接，該電源變換電路依次通過(guò)儲(chǔ)能電路、隔離式高頻變換輸出電路與電極連接，所述信號(hào)控制器分別與儲(chǔ)能電路、隔離式高頻變換輸出電路的控制輸入端連接,通過(guò)信號(hào)控制器從而控制隔離式高頻變換輸出電路的脈沖輸出信號(hào)使電極進(jìn)行放電。

優(yōu)選地，所述電源變換電路為一路，或?yàn)閮陕芬陨喜⑿羞B接，所述隔離式高頻變換輸出電路為一路，或?yàn)閮陕芬陨喜⑿羞B接，通過(guò)一路或兩路以上的電源變換電路與一路或兩路以上的儲(chǔ)能電路進(jìn)行連接，所述儲(chǔ)能電路與一路或兩路以上的隔離式高頻變換輸出電路進(jìn)行連接。

優(yōu)選地，所述電源變換電路包括脈寬調(diào)制電路、升壓電路、濾波電路和整流電路，電源通過(guò)所述脈寬調(diào)制電路的信號(hào)輸出端與升壓電路的控制端連接，該升壓電路的輸出端依次通過(guò)所述濾波電路、整流電路與儲(chǔ)能電路連接, 所述電源還與所述升壓電路、濾波電路的輸入端連接。

優(yōu)選地, 所述脈寬調(diào)制電路包括PWM控制器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、可調(diào)電阻R4、電阻R5、電容C1和電容C2，所述升壓電路包括場(chǎng)效應(yīng)Q1、場(chǎng)效應(yīng)Q2和升壓變壓器T1，所述儲(chǔ)能電路包括電容C3和電容C4，所述整流電路包括二極管D1和二極管D2，所述電阻R1的一端與PWM控制器的振蕩放電輸出端連接，所述電阻R2的一端與PWM控制器的振蕩定時(shí)電阻輸入端連接，電容C1的一端與PWM控制器的振蕩定時(shí)電容輸入端連接,所述電阻R1的另一端、電阻R2的另一端和電容C1的另一端都與地連接，所述電阻R3的一端、可調(diào)電阻R4的一端、可調(diào)電阻R4的中心抽頭都與PWM控制器反相誤差輸入端連接，可調(diào)電阻R4的另一端與地連接，所述PWM控制器的第一互補(bǔ)輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極連接，PWM控制器的第二互補(bǔ)輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與升壓變壓器T1原邊抽頭的一端連接，該場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極分別與PWM控制器的外部關(guān)斷信號(hào)輸入端、電阻R5的一端、場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極連接，所述電阻R5的另一端與地連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極與升壓變壓器T1原邊抽頭的另一端連接，升壓變壓器T1的中心抽頭分別與所述電源的輸入端、濾波電路連接，所述升壓變壓器T1副邊抽頭的一端分別與二極管D1的陽(yáng)極、二極管D2的陰極連接，所述升壓變壓器T1副邊抽頭的另一端分別與電容C3的負(fù)極、電容C4的正極連接，所述電容C3的正極分別與電阻R3的另一端、二極管D1的陰極、隔離式高頻變換輸出電路的輸入端連接，所述電容C4的負(fù)極與地連接，所述PWM控制器的電容輸入端與信號(hào)控制器的輸入/輸出控制端口連接。

優(yōu)選地,所述電源為0～36V的直流電壓，頻率為30～100kHz。

優(yōu)選地,所述PWM控制器輸出的頻率為50kHz的方波脈沖信號(hào)，該P(yáng)WM控制器采用的型號(hào)為SG3525芯片。

優(yōu)選地, 所述電容C3、電容C4的容值不低于2200μF,耐壓值不低于450V。

優(yōu)選地,所述隔離式高頻變換輸出電路包括高速脈寬調(diào)制控制器、第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器、第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器和隔離變壓器T2, 所述第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的使能端、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的使能端分別與信號(hào)控制器的輸入/輸出控制端口連接，所述高速脈寬調(diào)制控制器的第一互補(bǔ)輸出端與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第一輸入端、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第二輸入端端連接，所述高速脈寬調(diào)制控制器的第二互補(bǔ)輸出端與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第二輸入端、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第一輸入端連接；

所述第一功率放大器的漏極、第三功率放大器的漏極與所述儲(chǔ)能電路的輸出端連接，第一功率放大器柵極與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)輸出端連接，第一功率放大器的源極與地連接,第二功率放大器的柵極與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)輸出端連接，第二功率放大器的源極與地連接，第三功率放大器的柵極與第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)輸出端連接，所述第四功率放大器的柵極與第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)輸出端連接, 所述第四功率放大器的源極與地連接，所述第一功率放大器的源極、第二功率放大器的漏極與隔離變壓器T2原邊的一抽頭連接，所述第三功率放大器的源極、第四功率放大器的漏極與隔離變壓器T2原邊的另一抽頭連接，所述隔離變壓器T2副邊的一抽頭與電極的正極連接，所述隔離變壓器T2副邊的另一抽頭與電極的負(fù)極連接。

優(yōu)選地,所述第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器采用型號(hào)為Si82390芯片，所述高速脈寬調(diào)制控制器采用的型號(hào)為UC3825控制芯片，所述第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器采用碳化硅功率MOSFET管或IGBT功率管，該碳化硅功率MOSFET管或IGBT功率管的擊穿電壓為1200V。

優(yōu)選地,所述碳化硅功率MOSFET管采用的型號(hào)為C2M0025D120功率管。

綜上所述，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)、本發(fā)明使活細(xì)胞產(chǎn)生不可逆性電擊穿，增加不可逆性點(diǎn)穿孔的均勻性，減少了電穿孔刺激神經(jīng)而引起的肌肉收縮，可用于實(shí)體腫瘤治療的在體或離體治療實(shí)驗(yàn)研究，

(2)、本發(fā)明采用高頻雙相調(diào)制方波使活細(xì)胞產(chǎn)生不可逆性電擊穿，提高了電穿孔作用的均勻性，降低了消融脈沖對(duì)神經(jīng)的刺激作用，減少了肌肉的收縮。降低了消融過(guò)程中產(chǎn)熱的影響，提高了不可逆性電穿孔儀的電氣安全性，降低了設(shè)備的體積，減少了設(shè)備的重量。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施實(shí)例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種高頻不可逆電穿孔儀的原理圖。

圖2是本發(fā)明的電源變換電路原理框圖。

圖3是本發(fā)明的電源變換電路的工作原理圖。

圖4是本發(fā)明的隔離式高頻變換輸出電路的工作原理圖。

圖5是本發(fā)明的信號(hào)控制器的控制脈沖波形圖。

圖6是本發(fā)明的高速脈寬調(diào)制控制器的輸出脈沖波形圖。

圖7是本發(fā)明的雙極性調(diào)制脈沖波形圖。

圖8是本發(fā)明的雙極性調(diào)制脈沖波形的放大圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诎l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1，一種細(xì)胞電穿孔的脈沖發(fā)生器，其特征在于，包括電源變換電路1、儲(chǔ)能電路2、隔離式高頻變換輸出電路3、信號(hào)控制器4、電極5和電源6，所述電源6的輸出端與電源變換電路1連接，該電源變換電路1依次通過(guò)儲(chǔ)能電路2、隔離式高頻變換輸出電路3與電極5連接，所述信號(hào)控制器4分別與儲(chǔ)能電路2、隔離式高頻變換輸出電路3的控制輸入端連接。通過(guò)信號(hào)控制器4從而控制隔離式高頻變換輸出電路3的脈沖輸出信號(hào)使電極5進(jìn)行放電，所述電源變換電路1為一路，或?yàn)閮陕芬陨喜⑿羞B接，輸出一路或多路控制信號(hào)，所述隔離式高頻變換輸出電路3為一路，或?yàn)閮陕芬陨喜⑿羞B接，通過(guò)一路或兩路以上的電源變換電路1與一路或兩路以上的儲(chǔ)能電路2進(jìn)行連接，所述儲(chǔ)能電路2與一路或兩路以上的隔離式高頻變換輸出電路3進(jìn)行連接，所述電源變換電路1輸出一路或多路控制信號(hào)控制一路或多路隔離式高頻變換輸出電路3，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多路儲(chǔ)能電路2進(jìn)行控制，所述電源6為+24V的直流電壓。本發(fā)明中，通過(guò)直流-直流變換后輸出+24V對(duì)儲(chǔ)能電路2進(jìn)行充放電，以確保輸出脈沖的幅度大小，儲(chǔ)能電路2經(jīng)隔離式高頻變換輸出電路3為電極5提供高能量脈沖，為了提高隔離式高頻變換輸出電路3輸出的脈沖幅度、降低輸出電路中的放電開(kāi)關(guān)的耐壓、提高放電速度，儲(chǔ)能電路2采用多個(gè)電容進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)儲(chǔ)能進(jìn)行充放電的工作方式，根據(jù)輸出波形參數(shù)的要求，隔離式高頻變換輸出電路3將儲(chǔ)能電容中存儲(chǔ)的能量經(jīng)電極5釋放給組織細(xì)胞，信號(hào)控制器4為脈沖輸出電路3提供觸發(fā)信號(hào)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，所述電源變換電路1包括脈寬調(diào)制電路100、升壓電路101、濾波電路102和整流電路103，電源6通過(guò)所述脈寬調(diào)制電路100的信號(hào)輸出端與升壓電路101的控制端連接，該升壓電路101的輸出端依次通過(guò)所述濾波電路103、整流電路102與儲(chǔ)能電路2連接, 所述電源6還與所述升壓電路101、濾波電路102的輸入端連接；所述脈寬調(diào)制電路100包括PWM控制器IC1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、可調(diào)電阻R4、電阻R5、電容C1和電容C2，所述升壓電路101包括場(chǎng)效應(yīng)Q1、場(chǎng)效應(yīng)Q2和升壓變壓器T1，所述儲(chǔ)能電路2包括電容C3和電容C4，所述整流電路102包括二極管D1和二極管D2，所述電阻R1的一端與PWM控制器IC1的振蕩放電輸出端DIS連接，所述電阻R2的一端與PWM控制器IC1的振蕩定時(shí)電阻輸入端RT連接，電容C1的一端與PWM控制器IC1的振蕩定時(shí)電容輸入端CT連接,所述電阻R1的另一端、電阻R2的另一端和電容C1的另一端都與地連接，所述電阻R3的一端、可調(diào)電阻R4的一端、可調(diào)電阻R4的中心抽頭都與PWM控制器IC1反相誤差輸入端INV連接，可調(diào)電阻R4的另一端與地連接，所述PWM控制器IC1的第一互補(bǔ)輸出端OUTA與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極連接，PWM控制器IC1的第二互補(bǔ)輸出端OUTB與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與升壓變壓器T1原邊抽頭的一端連接，該場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極分別與PWM控制器IC1的外部關(guān)斷信號(hào)輸入端SD、電阻R5的一端、場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極連接，所述電阻R5的另一端與地連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極與升壓變壓器T1原邊抽頭的另一端連接，升壓變壓器T1的中心抽頭分別與所述電源6的輸入端、濾波電路103連接，所述升壓變壓器T1副邊抽頭的一端分別與二極管D1的陽(yáng)極、二極管D2的陰極連接，所述升壓變壓器T1副邊抽頭的另一端分別與電容C3的負(fù)極、電容C4的正極連接，所述電容C3的正極分別與電阻R3的另一端、二極管D1的陰極、隔離式高頻變換輸出電路3的輸入端連接，所述電容C4的負(fù)極與地連接，所述PWM控制器IC1的電容輸入端SS與信號(hào)控制器4的輸入/輸出控制端I/O口連接，所述PWM控制器IC1輸出的頻率為50kHz的方波脈沖信號(hào)，該P(yáng)WM控制器IC1采用的型號(hào)為SG3525芯片，所述信號(hào)控制器4采用單片機(jī)控制芯片。

在本發(fā)明中，如圖3所示，所示PWM控制器IC1的電容輸入端SS端(第八腳)與信號(hào)微控制器4的輸入/輸出端I/O相連，此信號(hào)微控制器4的輸入/輸出端I/O輸出高電平時(shí)，PWM控制器IC1被啟動(dòng)，啟動(dòng)整個(gè)電源變換電路1對(duì)電容充電，即為儲(chǔ)能電容C3、電容C4充電，輸出低電平時(shí)，停止對(duì)儲(chǔ)能電容C3、電容C4充電。所述PWM控制器IC1及其輔助元件電阻R2、電阻R1和電容C1構(gòu)成PWM控制電路，進(jìn)行定時(shí)放電調(diào)整時(shí)，輸出兩路頻率為50kHz的方波脈沖，該脈沖的寬度受到PWM控制器IC1內(nèi)部誤差放大器的輸出端E/A OUT(第九引腳)上的電壓的控制,場(chǎng)效應(yīng)Q1、場(chǎng)效應(yīng)Q2和升壓變壓器T1構(gòu)成推挽式變換電路，將+24V直流電源換成50kHz的方波脈沖施加到升壓變壓器T1的原邊，并在升壓變壓器T1副邊產(chǎn)生幅度為400V、頻率為50kHz的方波脈沖，因此，電容C3、電容C4的容值不低于2200μF,耐壓值不低于450V。所述二極管D1、二極管D2和電容C3、電容C4構(gòu)成倍壓式整流電路，它將升壓變壓器T1副邊的輸出脈沖整流后向電容C3、電容C4充電，電容C3、電容C4組成的串聯(lián)等效電容作為儲(chǔ)能電容器，電阻R3和可調(diào)電阻R4構(gòu)成的分壓電路用于檢測(cè)儲(chǔ)能電容器兩端的電壓，并反饋到PWM控制器IC1內(nèi)部誤差放大器的反相誤差輸入端INV(第一引腳),可調(diào)電阻R4即可改變儲(chǔ)能電容的充電值，使PWM控制器IC1內(nèi)部誤差放大器的反相輸入端INV(第一引腳)保持與5V基準(zhǔn)電壓相等，PWM控制器IC1內(nèi)部誤差放大器的同相輸入端NI(第二引腳)與基準(zhǔn)端VREF（第十六引腳）相連；PWM控制器IC1內(nèi)部誤差放大器對(duì)其同相輸入端NI(第二引腳)和反相輸入端INV(第一引腳)上的電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)它們之間的電位差來(lái)改變PWM控制器IC1內(nèi)部誤差放大器的輸出端E/A OUT(第三引腳)上的電壓，使整個(gè)電路形成負(fù)反饋，用以穩(wěn)定儲(chǔ)能電容上的電壓，電阻R5為電流檢測(cè)電阻，其電阻值大小為20Ω，它將場(chǎng)效應(yīng)管Q1、場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極電流轉(zhuǎn)換成電壓，并送到PWM控制器IC1的外部關(guān)斷信號(hào)輸入端SD(第十引腳），以限制最大充電電流。當(dāng)電阻R5兩端的電壓達(dá)到1V時(shí)，PWM控制器IC1立即將場(chǎng)效應(yīng)管Q1、場(chǎng)效應(yīng)管Q2關(guān)斷，直到下一個(gè)工作周期開(kāi)始。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖4所示，所述隔離式高頻變換輸出電路3包括高速脈寬調(diào)制控制器IC2、第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4、第一功率放大器QA、第二功率放大器QB、第三功率放大器QC、第四功率放大器QD和隔離變壓器T2, 所述第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的使能端EN1、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的使能端EN2分別與信號(hào)控制器4的輸入/輸出控制端I/O口連接，所述高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第一互補(bǔ)輸出端OUTA1與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第一輸入端VIA1、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第二輸入端端VIB2連接，所述高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第二互補(bǔ)輸出端OUTB2與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第二輸入端VIB2、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第一輸入端VIA2連接；所述第一功率放大器QA的漏極、第三功率放大器QC的漏極與所述儲(chǔ)能電路2的輸出端連接，第一功率放大器QA柵極與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第一驅(qū)動(dòng)輸出端VOA1連接，第一功率放大器QA的源極與地連接,第二功率放大器QB的柵極與第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第二驅(qū)動(dòng)輸出端VOB1連接，第二功率放大器QB的源極與地連接，第三功率放大器QC的柵極與第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第一驅(qū)動(dòng)輸出端VOA2連接，所述第四功率放大器QD的柵極與第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第二驅(qū)動(dòng)輸出端VOB2連接, 所述第四功率放大器QD的源極與地連接，所述第一功率放大器QA的源極、第二功率放大器QB的漏極與隔離變壓器T2原邊的一抽頭連接，所述第三功率放大器QC的源極、第四功率放大器QD的漏極與隔離變壓器T2原邊的另一抽頭連接，所述隔離變壓器T2副邊的一抽頭與電極5的正極連接，所述隔離變壓器T2副邊的另一抽頭與電極5的負(fù)極連接。

結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4所示，所述PWM控制器IC1按照輸出脈沖的控制指令，PWM控制器IC1的第一互補(bǔ)輸出端OUTA、第二互補(bǔ)輸出端OUTB分別輸出高電平或低電平，輸出高電平時(shí)，相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)Q1、場(chǎng)效應(yīng)Q2導(dǎo)通，輸出低電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)Q1、場(chǎng)效應(yīng)Q2導(dǎo)通相應(yīng)地截止。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)Q1、場(chǎng)效應(yīng)Q2導(dǎo)通時(shí)，+24V的直流電壓通過(guò)由二極管D1、二極管D2和電容C3、電容C4構(gòu)成倍壓式整流電路，然后輸出的電壓送入隔離式高頻變換輸出電路3中的第一功率放大器QA的漏極和第三功率放大器QC的漏極，電容C3、電容C4采用聚丙烯薄膜電容器，具有良好的溫度穩(wěn)定性，保障電容器可靠工作，無(wú)感特性，能承受很高的峰峰值電流和高頻有效值電流。信號(hào)微控制器4的輸入/輸出控制端I/O同時(shí)通過(guò)控制第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的使能端EN1和使能端EN2，信號(hào)微控制器4的輸入/輸出控制端I/O輸出高電平時(shí)，第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4工作，第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4同時(shí)對(duì)高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第一輸互補(bǔ)輸出端OUTA1和第二輸出控制端OUTB2輸出的脈沖進(jìn)行電流放大，相應(yīng)地，第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第一驅(qū)動(dòng)輸出端VOA1和第一驅(qū)動(dòng)輸出端VOB1輸出的電流(或電壓)等于第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第一輸入端VIA1和第二輸入端VIB1的電流(或電壓)，第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第一驅(qū)動(dòng)輸出端VOA2和第一驅(qū)動(dòng)輸出端VOB2輸出的電流(或電壓)等于第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第一輸入端VIA2和第二輸入端VIB2的電流(或電壓)；低電平時(shí)第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4停止工作，因此信號(hào)微控制器4的輸入/輸出控制端I/O輸出高電平持續(xù)的時(shí)間(脈沖寬度)就是輸出脈沖串的寬度。

在本發(fā)明中，如圖4所示，所述第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4采用的型號(hào)為數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器Si82390芯片，所述高速脈寬調(diào)制控制器IC2采用的型號(hào)為UC3825控制芯片，通過(guò)信號(hào)控制器4對(duì)兩個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行獨(dú)立輸入控制相結(jié)合，輸出隔離驅(qū)動(dòng)信號(hào)，特別適用于驅(qū)動(dòng)支持高達(dá)5kVrms的電源MOSFET和IGBT功率管。它們具有高共模瞬變抑制能力(100 kV/μs)、低傳播延遲(30ns)，并減少溫度、老化和部件間變化，輸出UVLO故障檢測(cè)和反饋可自動(dòng)關(guān)閉兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，因而可具有極高的可靠性，所述第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4還采用三個(gè)獨(dú)立電源供電，一個(gè)是+5V，另外兩個(gè)是+15V。在三個(gè)獨(dú)立電源的供電端分別連接有濾波電容C2_1、濾波電容C2_2、濾波電容C2_3、濾波電容C2_4、濾波電容C2_5和濾波電容C2_6，這些濾波電容都采用鉭電容，用于消除電壓瞬變引起的干擾，因此，本發(fā)明可輸出±4kV的雙向方波脈沖，脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間小于1μs，脈沖寬度從100μs～1000μs，連續(xù)可調(diào)，脈沖電流峰值可達(dá)50A。

在本發(fā)明中，如圖4所示，所述第一功率放大器QA、第二功率放大器QB、第三功率放大器QC和第四功率放大器QD都采用碳化硅功率MOSFET管或IGBT功率管，所述碳化硅功率MOSFET管采用的型號(hào)為C2M0025D120功率管，可提供高速切換，該碳化硅功率MOSFET管或IGBT功率管的漏-源擊穿電壓為1200V，開(kāi)關(guān)的時(shí)間小于0.1μs，導(dǎo)通電阻為25mΩ，脈沖電流高達(dá)250A。隔離變壓器T2有兩個(gè)作用：一個(gè)作用是將原邊電壓按照匝數(shù)比進(jìn)行升壓；另一個(gè)作用是在原邊和副邊之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離。所述高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第一互補(bǔ)輸出端OUTA1和第二互補(bǔ)輸出端OUTB2輸出兩路相位相差180⁰的PWM信號(hào)，同時(shí)送給第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第一輸入端VIA1和第二輸入端VIB1以及第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第一輸入端VIA2和第二輸入端VIB2；其中，具體的連接方式是將第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第一輸入端VIA1與第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第二輸入端VIB2連接，第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3的第二輸入端VIB1與第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的第一輸入端VIA2連接；第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3與第一功率放大器QA的漏極、第二功率放大器QB構(gòu)成一個(gè)半橋，第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4與第三功率放大器QC、第四功率放大器QD構(gòu)成另一個(gè)半橋。高速脈寬調(diào)制控制器IC2輸出的雙路脈沖，經(jīng)第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3和第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的電流放大和電平轉(zhuǎn)換后分別驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管(即第一功率放大器QA、第二功率放大器QB、第三功率放大器QC和第四功率放大器QD導(dǎo)通或截止)，使第一功率放大器QA、第二功率放大器QC同時(shí)導(dǎo)通，第二功率放大器QB和第四功率放大器QD同時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝还β史糯笃鱍A、第二功率放大器QC導(dǎo)通時(shí)，將隔離變壓器T2的原邊加上正的電壓(+Vo)，即同名端為正；當(dāng)?shù)谝还β史糯笃鱍B和第二功率放大器QD導(dǎo)通時(shí)，將隔離變壓器T2的原邊加上負(fù)的電壓(-Vo)，即同名端為負(fù)，從而在隔離變壓器T2的原邊上施加交變的方波，在副邊上按照匝數(shù)比感應(yīng)出交變的方波，并通過(guò)治療電極5直接施加到靶組織上。

結(jié)合圖4和圖5所示，信號(hào)控制器4輸出脈沖寬度為100μs，周期為100～1000ms,幅度為5V的方波脈沖，該方波脈沖送入第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4的使能端EN1和使能端EN2進(jìn)行觸發(fā)，高電平時(shí)第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4開(kāi)始工作，低電平時(shí)第一數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC3、第二數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)器IC4停止工作。如圖6中的a部分為高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第一互補(bǔ)輸出端OUTA1輸出脈沖寬度為1μs，脈沖周期為3μs，幅度為5V的方波脈沖。如圖6中的b部分為高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第二互補(bǔ)輸出端OUTB2也輸出脈沖寬度為1μs，脈沖周期為3μs，幅度為5V的方波脈沖。高速脈寬調(diào)制控制器IC2的第一互補(bǔ)輸出端OUTA1和第二互補(bǔ)輸出端的輸出脈沖的相位相差180°，脈沖的死時(shí)間為0.5μs。因此，在電極上產(chǎn)生雙極性梳狀波形，雙極性脈沖波形如圖7和圖8所示，雙極性脈沖周期為3μs，其中，正脈沖、負(fù)脈沖各為1μs，每個(gè)脈沖延遲0.5μs。如圖8所示，這種雙極性脈沖波形不僅能夠在細(xì)胞膜上形成對(duì)稱(chēng)性電穿孔，而且還可以明顯減少對(duì)神經(jīng)的刺激作用和肌肉的收縮。這種高頻短脈沖不會(huì)引起肌肉收縮。

以上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。