[实用新型]多极双向高压陡脉冲放电系统

说明书

本实用新型提供了一种多极双向高压陡脉冲放电系统，包括控制端、高压模块、脉冲产生模块、电极组合控制模块和至少两个放电电极针，控制端控制高压模块、脉冲产生模块和电极组合控制模块，脉冲产生模块产生正、负脉冲，放电电极针与电极组合控制模块连接，放电过程中放电电极针两两电极间正负极不断交替变换放电。本实用新型放电电极针之间实现双向脉冲放电，使有效不可逆电场尽可能的包裹肿瘤组织，减少消融盲区，增强治疗计划的有效性。

技术领域

本实用新型属于治疗肿瘤的医疗器械设备技术领域，尤其是涉及一种多极双向高压陡脉冲放电系统。

背景技术

不可逆电穿孔(IRE)是一项有关肿瘤非热消融的新兴技术。该项技术通过电极发送一组高压电脉冲在组织中形成电场，使细胞膜发生不可逆电穿孔，从而使得肿瘤细胞凋亡。

不可逆电穿孔(IRE)已经成为应对肿瘤和其他非癌症病理的非热治疗新兴手法。此方案通过直接植入或者放置在病变组织周围的电极传送一系列短且强的电脉冲，在电极之间形成电场，改变细胞膜的跨膜电位，一旦跨膜电位达到阈值，在细胞膜上就会形成电穿孔，随着电场继续增大，将会导致细胞不可逆电穿孔，使细胞发生凋亡。同时，由于陡脉冲作用时间极短(微秒级别)，其产生的热效应往往可以忽略不计,不会对组织产生热损伤。

在以往单向脉冲试验中，往往会发现一个现象，在放电之后，电极针的阳极(正极)发黑程度明显高于电极针的阴极(负极)，即阳极的氧化程度高于阴极。根据电极放电过程可以知，电压由高电势指向低电势方向，在放电过程中，阳极电压远远高于阴极。在电场分布方面，电极在组织内放电时，，类似于磁铁NS极间的磁感线，电场在组织内形成从阳极到阴极的网状放电区域。有效消融区域以电极针为中心，包裹电极针且呈网状区域向外扩散，电极针的中心处电场最强，周围电场强度逐渐衰减。根据实验现象，阳极的氧化程度明显高于阴极，同时根据放电后组织消融效果来看，阳极电极组织坏死程度明显高于阴极。推测可知在放电过程中，阳极电场远高于阴极。即电场在组织内呈现不均匀分布的特征。在临床治疗中，由于电场强度在组织内为非均匀分布，因此导致了临床治疗中靠近阳极的细胞出现过度放电治疗，而靠近阴极的细胞出现不完全的治疗的现象。

同时，传统不可逆电穿孔设备，通常只具备两个电极，即只能采用双电极放电模式，对肿瘤组织较大或不规则的情况，高压电场无法做到有效覆盖，这将导致消融不彻底或在临床中需要多次重复放电才能达到预期效果。

因此需要探索一个有效治疗仪器，一方面将有效不可逆电场覆盖整个病变区域，同时使高压陡脉冲在肿瘤组织内形成均匀分布的电场。这将有力的促进不可逆电穿孔技术在临床中的应用。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种多极双向高压陡脉冲放电系统，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

多极双向高压陡脉冲放电系统，包括控制端、高压模块、脉冲产生模块、电极组合控制模块和至少两个放电电极针，控制端控制高压模块、脉冲产生模块和电极组合控制模块，脉冲产生模块产生正、负脉冲，放电电极针与电极组合控制模块连接，放电过程中放电电极针两两电极间正负极不断交替变换放电。

进一步的，放电的两个放电电极针之间的放电电压参数为1500V/CM。

进一步的，电极组合控制模块包括分别与脉冲产生模块连接的高压正极和高压负极，放电电极针并联设置，放电电极针分别通过左、右两侧的开关与高压正极和高压负极连接。

进一步的，放电电极针的数量为两个或者三个，两个放电电极针之间的距离为1.5cm，两者之间的电压为2250V。

进一步的，所述放电电极针的数量为三个或者四个或者五个，相应的放电电极针成等边三角形、正方形排列、等腰梯形分布，每两个放电电极针之间的距离为1.5cm，放电电极针之间的电压为2250V。