[发明专利]低压阻抗检查脉冲发生器

说明书

公开了用于测试脉冲发生器电路的方法和系统。所述方法包括：根据所施加脉冲来计算负载的一个或多个阻抗；以及将所述一个或多个阻抗与预期阻抗进行比较。所述比较的结果用来确定所述脉冲发生器系统是否正常工作、治疗性治疗是否可以开始或继续，或所述脉冲的参数是否应当改变。所述脉冲可以是治疗性或测试脉冲，并且它们可具有电压、持续时间、频率的各种参数或任何其他电参数。本公开的方法可由包括控制器的治疗系统执行。

技术领域

本申请大体涉及电脉冲的技术，包括用于产生电脉冲的电路和系统，包括使用通过相对低压晶体管通过负载放电并用于控制所述放电的蓄能元件。具体地，脉冲技术用于产生供电疗法使用的可变持续时间纳秒脉冲电场(nsPEF)。

背景技术

肿瘤的手术切除可能导致感染和留下疤痕。此外，如果存在更多的肿瘤，则外科医生应当识别每个癌性肿瘤并单独切除所述癌性肿瘤。这可能是耗时且昂贵的，更不用说对于患者而言是不舒服的。如本文所用，患者包括接受治疗性治疗性或实验性治疗的受试者。

患者体内的癌性肿瘤可能特别难以移除，更不用说检测和治疗。许多患者的生活由于其体内发现癌症而发生了天翻地覆的改变，有时所述癌症在被检测到之前已经形成了相对较大的肿瘤。

“纳秒脉冲电场”(有时缩写为nsPEF)包括具有例如在0.1纳秒(ns)与1000纳秒之间的亚微秒脉冲宽度的电场，或如本领域其他方面已经的。它有时被称为亚微秒脉冲电场。NsPEF通常具有高峰值电压，诸如10千伏/厘米(kV/cm)、20kV/cm、至500kV/cm。用nsPEF技术治疗生物细胞通常使用频率范围从0.1/秒(Hz)至10,000Hz的许多周期性脉冲。

已发现NsPEF触发癌性肿瘤中的细胞凋亡。用nsPEF选择性治疗此类肿瘤可以诱导肿瘤细胞内的细胞凋亡，因为其非热性质而不会显著影响周围组织中的正常细胞。

在美国专利号6,326,177(授予Schoenbach等人)中示出并描述了应用于生物细胞的nsPEF的实例，所述专利申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。

为了治疗肿瘤而使用nsPEF是相对较新的领域。nsPEF脉冲是从充电的脉冲发生器产生的，并且需要一种更好地控制脉冲发生器充电状态以用于安全且有效地研究和治疗人类受试者的癌症的装置。

发明内容

通常，公开了一种纳秒脉冲电场(nsPEF)发生器，其包括用于产生相对高压或相对低压nsPEF脉冲的一个或多个能量存储装置。nsPEF发生器可包括放电电路，所述放电电路可以选择性地用于将能量存储装置从高电压放电至低电压，从而可以施加低压脉冲。可替代地，nsPEF发生器可具有用于产生低压脉冲的单独的低压电源。

在一些实施方案中，高压nsPEF脉冲可用于组织的治疗性治疗。在一些实施方案中，低压nsPEF脉冲可用于测试nsPEF发生器系统的设置。例如，一旦系统建立，就可以将一个或多个低压脉冲施加到负载。可以监测由脉冲产生或引起脉冲的电流以确定负载阻抗。将所确定的负载阻抗与负载的例如基于负载的材料或组织类型的标识的预期阻抗进行比较。例如，在预期范围之外的所确定阻抗可以指示设置问题、负载问题、电极问题或另一系统问题。

一个发明构思是一种测试脉冲发生器电路的方法。所述方法包括：给脉冲发生器电路充电至第一充电电压；利用所述脉冲发生器电路，通过电极向负载递送第一电压脉冲；以及利用第一电压脉冲确定负载的阻抗。所述方法还包括：将所述阻抗与预期阻抗进行比较；以及至少部分地响应于所述比较的结果，确定是否向所述负载递送第二电压脉冲，其中所述第一电压脉冲和所述第二电压脉冲中的至少一者对所述负载是治疗性的。

在本方法的一些方面，确定负载的阻抗包括：测量电流，其中所述电流在所述第一电压脉冲的递送期间递送到负载；确定所递送的第一电压脉冲的电压；以及基于第一电压脉冲的电压电平并基于测量电流来计算阻抗。

在本方法的一些实施方案中，第一脉冲的电压电平小于第二脉冲的电压电平。