[发明专利]一种高频不可逆电穿孔治疗系统

说明书

本发明提出一种高频不可逆电穿孔治疗系统，属于消融控制技术领域。治疗系统包括多个脉冲电极与脉冲发生器，脉冲发生器包括脉冲控制器与脉冲输出端；脉冲控制器连接储能单元与放电单元；储能单元通过充电元件连接至高压电源；脉冲控制器在同一时刻仅同时与两个脉冲电极通信，将脉冲发生器产生的脉冲电刺激信号按照时间先后输送至所述两个脉冲电极；脉冲控制器还基于监测的储能单元的剩余容量控制脉冲输出端与脉冲电极组的通信或者调节脉冲电刺激信号的脉宽。本发明的治疗在进行治疗时能够与目标交融区域形成交互反馈，并且使得消融区域更加均匀的同时，避免储能和放电单元的短时多次充放电带来的脉冲异常。

技术领域

本发明属于消融控制技术领域，尤其涉及一种高频不可逆电穿孔治疗系统。

背景技术

不可逆电穿孔（Irreversible Electroporation ，IRE）是一种新兴的治疗肿瘤的非热消融技术，其运用微秒级高压电脉冲，使受作用细胞的细胞膜上形成纳米级孔隙，从而改变细胞膜的通透性，破坏细胞的内平衡，进而导致细胞调亡，这一过程称为不可逆电穿孔。不可逆电穿孔的一个典型的治疗方案是在两个电极针之间单向传送电压为1500 v /cm，脉冲宽度为50- 100μs的方波脉冲，总剂量为70–100个。治疗过程中可根据肿瘤的大小和形状调整电极数量、电极间距和电极暴露长度。在使用IRE时，最重要的是电场在破坏细胞膜的同时，不会引起热焦耳加热引起的组织损伤，因此在临床中有广泛应用前景，尤其对于临近重要血管和神经的病灶，可以进行微创消融，提高治疗的安全性。

尽管IRE在临床中具有良好的前景，但是现有的不可逆电穿孔均采用单极性的高压脉冲作用于细胞，当用这项技术对人体的肿瘤细胞进行不可逆消融时，在脉冲放电的瞬间会引起患者的肌肉大幅度的抽搐，诱发患者的肢体发生大幅度移动，严重影响到放电电极的位置固定和治疗效果。因此，目前在实施这样的手术需要对患者进行气管插管、全身麻醉、注射肌肉松弛剂与呼吸机辅助进行，无法象目前应用于临床的大多数介入微创手术那样方便地在局部麻醉下进行，手术过程繁琐、费用高且增加了消融手术的复杂度与危险性，并可能引起一些并发症，因此限制了这项技术的应用与推广。

经检索，现有技术大部分的消融控制均为对称脉冲。尽管也有现有技术提出一些非对称脉冲控制技术，例如公开号为CN112022331A的中国发明专利申请公开的不可逆电穿孔消融系统，其提出将不对称脉冲施加至所述消融电极使其输出电刺激信号，不对称脉冲正脉冲切换至负脉冲及负脉冲切换至正脉冲的过程均设置空闲时间。然而，在实际应用中发现，上述技术方案依然采用单极电极，空闲时间为0.1-30us，使得在高压放电中设备需要频繁的充电和放电，而短时的充放电过程会导致脉冲异常（例如锯刺），从而使得消融区域的均匀性和安全性均受到影响，也无法和消融区域的状态形成实时反馈。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种高频不可逆电穿孔治疗系统，包括多个脉冲电极与脉冲发生器，脉冲发生器包括脉冲控制器与脉冲输出端；脉冲控制器连接储能单元与放电单元；储能单元通过充电元件连接至高压电源；脉冲控制器在同一时刻仅同时与两个脉冲电极通信，将脉冲发生器产生的脉冲电刺激信号按照时间先后输送至所述两个脉冲电极；脉冲控制器还基于监测的储能单元的剩余容量控制脉冲输出端与脉冲电极组的通信或者调节脉冲电刺激信号的脉宽。

具体的，本发明的技术方案实现如下：

一种高频不可逆电穿孔治疗系统，所述治疗系统包括多个脉冲电极与脉冲发生器。

具体的，所述多个脉冲电极由多个脉冲电极组组成，每个脉冲电极组由两个脉冲电极组成。

所述脉冲发生器包括脉冲控制器与脉冲输出端；

所述脉冲输出端通过选通器与所述多个脉冲电极组之一连接；

所述脉冲控制器连接储能单元与放电单元；

所述储能单元通过充电元件连接至高压电源；