不可逆电穿孔电路、心脏不可逆电穿孔装置

摘要

本申请涉及一种不可逆电穿孔电路、心脏不可逆电穿孔装置，不可逆电穿孔电路包括依次连接的储能电路、第一直流交流转换电路、隔离变压电路、交流直流转换电路、幅度稳定设置电路和第二直流交流转换电路；储能电路用于存储电能并输出直流电；第一直流交流转换电路用于将直流电转换为方波脉冲；隔离变压电路将方波脉冲转化为交流脉冲，交流直流转换电路将交流脉冲转换为直流脉冲；幅度稳定设置电路用于在外部输入的控制下调整直流脉冲幅度，以输出稳定的单相脉冲；第二直流交流转换电路用于将单相脉冲转换为目标调制脉冲并输出。解决了治疗脉冲波形单一的问题，确保了低电平状态下患者漏电流值能小于10uA，提高了消融治疗的准确度和安全性。

权利要求

1.一种不可逆电穿孔电路，其特征在于，应用于心脏不可逆电穿孔装置中，所述不可逆电穿孔电路包括依次连接的储能电路、第一直流交流转换电路、隔离变压电路、交流直流转换电路、幅度稳定设置电路以及第二直流交流转换电路；所述储能电路还用于连接外部电源；

所述储能电路用于存储所述外部电源提供的电能，并输出直流电给所述第一直流交流转换电路；

所述第一直流交流转换电路用于将接收到的所述直流电转换为方波脉冲并输出给所述隔离变压电路；

所述隔离变压电路用于将接收到的所述方波脉冲转化为交流脉冲并输出给所述交流直流转换电路；

所述交流直流转换电路用于将接收到的所述交流脉冲转换为直流脉冲并输出给所述幅度稳定设置电路；

所述幅度稳定设置电路用于在外部输入的控制下对接收到的所述直流脉冲进行幅度的调整，以输出稳定的单相脉冲给所述第二直流交流转换电路；所述幅度稳定设置电路包括：第一电容、第一电阻、第二电阻、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管和第二二极管；所述第一晶体管的集电极连接所述幅度稳定设置电路的输入端，所述第一晶体管的集电极还通过所述第一电阻分别与所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极、所述第一晶体管的基极和所述第二晶体管的集电极连接，发射极分别与所述第二二极管的正极、所述第二晶体管的基极和第二电阻的第一端连接；所述第二晶体管的发射极分别与所述第二电阻的第二端和所述幅度稳定设置电路的正向输出端连接；所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的第一端和外部输入的正极连接；所述第一电容的第二端、所述外部输入的负极和所述幅度稳定设置电路的反向输出端接地；

所述第二直流交流转换电路用于将接收到的所述单相脉冲转换为目标调制脉冲并输出。

2.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述储能电路包括多个并联的电容器。

3.根据权利要求2所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述电容器包括以下一种或多种：超级电容器，电解电容器，多层陶瓷电容器，独石电容器，薄膜电容器。

4.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述第一直流交流转换电路包括第一全桥整流电路。

5.根据权利要求4所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述第一全桥整流电路包括：高速脉宽调制控制器、第一半桥电路和第二半桥电路；所述高速脉宽调制控制器分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路连接，所述第一半桥电路和所述第二半桥电路分别连接所述隔离变压电路。

6.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述隔离变压电路包括隔离升压变压器。

7.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述交流直流转换电路包括滤波电路和与所述滤波电路并联的全波整流电路。

8.根据权利要求1所述的不可逆电穿孔电路，其特征在于，所述第二直流交流转换电路包括第二全桥整流电路。

9.一种心脏不可逆电穿孔装置，其特征在于，包括至少一个如权利要求1‑8任一项所述的不可逆电穿孔电路。

说明书

不可逆电穿孔电路、心脏不可逆电穿孔装置

技术领域

[0001] 本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种不可逆电穿孔电路、心脏不可逆电穿孔装置。

背景技术

[0002] 电穿孔效应是指细胞组织在高压脉冲电场的作用下，细胞膜会产生微孔，膜的通透性增加，细胞内外分子交换能力增强，允许原本不能通过的大分子通过细胞膜的现象。在
高压脉冲撤除后，液态通道逐渐关闭，细胞通透性慢慢恢复到原来的水平，但在细胞发生电
穿孔效应后，随着脉冲强度的升高和脉冲作用时间的增加，细胞膜将发生不可逆性电击穿，
造成细胞膜脂质双层结构和细胞内环境的稳定，细胞逐渐凋亡并被体内免疫细胞所吞噬清
除，正常组织开始再生。利用这一特性，可单独使用脉宽为μs～ms级，场强为kV/cm级的高压
脉冲作用于癌症组织，使癌症细胞发生不可逆性电击穿，这样就破坏了癌症的生存条件，达
到杀死癌症细胞的目的，目前，利用这种不可逆电穿孔消融术消除癌细胞已经逐渐发展成
一种新型的非热效应的肿瘤消融手段。

[0003] 不可逆电穿孔消融术具有以下三大临床优势：第一，保护消融区内重要的组织结构；第二，治疗彻底，边界清晰；第三，无热沉效应，消融效果不受血流的影响。这些临床优势
使得不可逆电穿孔消融术更适合心脏消融，包括心房颤动、室颤、间隔消融等。然而，由于心
脏器官的特殊性，还没有专门的设备供心脏学不可逆电穿孔研究与临床应用。按照《GB 
9706.1‑2020医用电气安全通用要求》的规定，用于心脏的电气设备应满足CF型设备，即应
用部分必须是隔离式浮地输出，对电击的防护程度特别是容许漏电流值应小于10uA。

[0004] 相关技术中，现有的不可逆电穿孔消融术释放高压电脉冲幅度大多为500～5000V，电流为20～50A，而不可逆电穿孔产品也大多采用储能电容直接放电型，既不是浮地
输出，也难以保证在低电平状态下漏电流值小于10uA，且治疗脉冲波形单一，不能满足心脏
不可逆电穿孔消融的技术要求。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不可逆电穿孔电路、心脏不可逆电穿孔装置。

[0006] 为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

[0007] 本申请提供一种不可逆电穿孔电路，应用于心脏不可逆电穿孔装置中，所述不可逆电穿孔电路包括依次连接的储能电路、第一直流交流转换电路、隔离变压电路、交流直流
转换电路、幅度稳定设置电路以及第二直流交流转换电路；所述储能电路还用于连接外部
电源；

[0008] 所述储能电路用于存储所述外部电源提供的电能，并输出直流电给所述第一直流交流转换电路；

[0009] 所述第一直流交流转换电路用于将接收到的所述直流电转换为方波脉冲并输出给所述隔离变压电路；

[0010] 所述隔离变压电路用于将接收到的所述方波脉冲转化为交流脉冲并输出给所述交流直流转换电路；

[0011] 所述交流直流转换电路用于将接收到的所述交流脉冲转换为直流脉冲并输出给所述幅度稳定设置电路；

[0012] 所述幅度稳定设置电路用于在外部输入的控制下对接收到的所述直流脉冲进行幅度的调整，以输出稳定的单相脉冲给所述第二直流交流转换电路；

[0013] 所述第二直流交流转换电路用于将接收到的所述单相脉冲转换为目标调制脉冲并输出。

[0014] 可选的，所述储能电路包括多个并联的电容器。

[0015] 可选的，所述电容器包括以下一种或多种：超级电容器，电解电容器，多层陶瓷电容器，独石电容器，薄膜电容器。

[0016] 可选的，所述第一直流交流转换电路包括第一全桥整流电路。

[0017] 可选的，所述第一全桥整流电路包括：高速脉宽调制控制器、第一半桥电路和第二半桥电路；所述高速脉宽调制控制器分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路连接，
所述第一半桥电路和所述第二半桥电路分别连接所述隔离变压电路。

[0018] 可选的，所述隔离变压电路包括隔离升压变压器。

[0019] 可选的，所述交流直流转换电路包括滤波电路和与所述滤波电路并联的全波整流电路。

[0020] 可选的，所述幅度稳定设置电路包括：第一电容、第一电阻、第二电阻、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管和第二二极管；所述第一晶体管的集电极连接所述幅度稳定设
置电路的输入端，所述第一晶体管的集电极还通过所述第一电阻分别与所述第一二极管的
正极、所述第二二极管的负极、所述第一晶体管的基极和所述第二晶体管的集电极连接，发
射极分别与所述第二二极管的正极、所述第二晶体管的基极和第二电阻的第一端连接；所
述第二晶体管的发射极分别与所述第二电阻的第二端和所述幅度稳定设置电路的正向输
出端连接；所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的第一端和外部输入的正极连接；
所述第一电容的第二端、所述外部输入的负极和所述幅度稳定设置电路的反向输出端接
地。

[0021] 可选的，所述第二直流交流转换电路包括第二全桥整流电路。

[0022] 本申请还提供一种心脏不可逆电穿孔装置包括至少一个如以上所述的不可逆电穿孔电路。

[0023] 本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

[0024] 本申请的方案中，不可逆电穿孔电路包括依次连接的储能电路、第一直流交流转换电路、隔离变压电路、交流直流转换电路、幅度稳定设置电路以及第二直流交流转换电
路；利用储能电路能够将外部电源提供的电能进行定量存储，并在提供直流电给第一直流
交流转换电路的同时，确保了极低的患者漏电流；利用第一直流交流转换电路可以将接收
到的直流电转换成方波脉冲，并输出至隔离变压电路，隔离变压电路对接收到的方波脉冲
进行隔离、升压处理，降低了低电平状态下的漏电流值，能够保证其小于10uA；利用交流直
流转换电路可以将接收到的方波脉冲转换为直流脉冲，以便于幅度稳定设置电路可以进行
处理；利用幅度稳定设置电路对隔离变压电路输出的直流脉冲进行幅度调整和稳压处理，
使其脉冲幅度钳位在设定值，最终输出稳定的单相脉冲给第二直流交流转换电路，提高了
输出脉冲的准确度，保证了消融范围；利用第二直流交流转换电路对接收到的稳定的单相
脉冲进行换频处理，使得单相脉冲最终能够转换为目标调制脉冲并输出，如此，解决了治疗
脉冲波形单一的问题，确保了低电平状态下患者漏电流值能够小于10uA，提高了消融治疗
的准确度和安全性，可用于心房颤动、心室颤动以及心脏房间隔和室间隔的不可逆电穿孔
消融治疗，也适用于心脏周围结构。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1是本申请一个实施例提供的一种不可逆电穿孔电路的结构示意图。

[0027] 图2是本申请另一个实施例提供的一种不可逆电穿孔电路中各个电路模块的波形变化示意图。

[0028] 图3是本申请另一个实施例提供的一种第一全桥整流电路的结构示意图。

[0029] 图4是本申请另一个实施例提供的一种第一全桥整流电路的电路图。

[0030] 图5是本申请另一个实施例提供的一种交流直流转换电路的电路图。

[0031] 图6是本申请另一个实施例提供的一种幅度稳定设置电路的电路图。

[0032] 图7是本申请另一个实施例提供的一种第二全桥整流电路的电路图。

具体实施方式

[0033] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有
其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

[0034] 参见图1是本申请一个实施例提供的一种不可逆电穿孔电路的结构示意图。本申请的实施例提供一种不可逆电穿孔电路，应用于心脏不可逆电穿孔装置中，如图所示，不可
逆电穿孔电路包括依次连接的储能电路101、第一直流交流转换电路102、隔离变压电路
103、交流直流转换电路104、幅度稳定设置电路105以及第二直流交流转换电路106；储能电
路101还用于连接外部电源。

[0035] 其中，储能电路101用于存储外部电源提供的电能，并输出直流电给第一直流交流转换电路102；第一直流交流转换电路102用于将接收到的直流电转换为方波脉冲并输出给
隔离变压电路103；隔离变压电路103用于将接收到的方波脉冲转化为交流脉冲并输出给交
流直流转换电路104，交流直流转换电路104用于将接收到的交流脉冲转换为直流脉冲并输
出给幅度稳定设置电路105；幅度稳定设置电路105用于在外部输入的控制下对接收到的直
流脉冲进行幅度的调整，以输出稳定的单相脉冲给第二直流交流转换电路106；第二直流交
流转换电路106用于将接收到的单相脉冲转换为目标调制脉冲并输出。

[0036] 本实施例中，不可逆电穿孔电路包括依次连接的储能电路、第一直流交流转换电路、隔离变压电路、交流直流转换电路、幅度稳定设置电路以及第二直流交流转换电路；利
用储能电路能够将外部电源提供的电能进行定量存储，并在提供直流电给第一直流交流转
换电路的同时，确保了极低的患者漏电流；利用第一直流交流转换电路可以将接收到的直
流电转换成方波脉冲，并输出至隔离变压电路，隔离变压电路对接收到的方波脉冲进行隔
离、升压处理，降低了低电平状态下的患者漏电流值，能够保证其小于10uA；利用交流直流
转换电路可以将接收到的方波脉冲转换为直流脉冲，以便于幅度稳定设置电路可以进行处
理；利用幅度稳定设置电路对隔离变压电路输出的直流脉冲进行幅度调整和稳压处理，使
其脉冲幅度钳位在设定值，最终输出稳定的单相脉冲给第二直流交流转换电路，提高了输
出脉冲的准确度，保证了消融范围；利用第二直流交流转换电路对接收到的稳定的单相脉
冲进行换频处理，使得单相脉冲最终能够转换为目标调制脉冲并输出，如此，解决了治疗脉
冲波形单一的问题，确保了低电平状态下漏电流值能够小于10uA，提高了消融治疗的准确
度和安全性，可用于心房颤动、心室颤动以及心脏房间隔和室间隔的不可逆电穿孔消融治
疗，也适用于心脏周围结构。

[0037] 具体实施时，不可逆电穿孔电路在通电后，储能电路通过外部电源可以充电到30‑60V，同时确保极低的患者漏电流。在不可逆电穿孔电路工作时，第一直流交流转换电路可
以将储能电路输出的直流电压转换成100kHz‑800kHz的方波脉冲，并施加在隔离变压电路
的输入端，隔离变压电路的输出端获得与输入端波形相同、幅度为900‑1200V的方波脉冲，
交流直流转换电路将接收到的方波脉冲进行转换后输出幅度为900‑1200V的直流脉冲，幅
度稳定设置电路在外部输入的控制下将接收到的幅度为900‑1200V的直流脉冲的幅度值钳
位在设定值，最终输出稳定的单相脉冲，第二直流交流转换电路将接收到的单相脉冲转换
为最终需要的目标调制脉冲。如图2所示，波形a为储能电路输出的直流电压，经第一直流交
流转换电路转换后得到如b所示的方波脉冲，方波脉冲b在经过隔离变压电路的隔离变压处
理后，得到波形相同但幅度不同的方波脉冲c，方波脉冲c经过交流直流转换电路的处理后，
得到与方波脉冲c同幅度的直流脉冲d，直流脉冲d经过幅度稳定设置电路进行稳压调幅后
得到稳定幅度的单相脉冲e，单相脉冲e在经过第二直流交流转换电路转换后得到目标调制
脉冲f。

[0038] 其中，目标调制脉冲的幅度的大小由外部输入控制。

[0039] 一些实施例中，上述储能电路可以是超低压储能电容器，超低压储能电容器工作在30‑60V时，可瞬间提供5000A电流。为了降低总电容的等效串联电阻，超低压储能电容器
可以包括多个并联的电容器。

[0040] 实施时，电容器可以包括以下一种或多种：超级电容器，电解电容器，多层陶瓷电容器，独石电容器，薄膜电容器。通电后储能电路储存电能，供第一直流交流转换电路使用。

[0041] 一些实施例中，第一直流交流转换电路包括第一全桥整流电路。

[0042] 工作时，第一全桥整流电路可以利用H桥电路将储能电路上的直流电压转换成幅度为30‑60V、频率为100kHz‑800kHz的方波脉冲，并施加在隔离变压电路的输入端。

[0043] 一些实施例中，如图3所示，第一全桥整流电路可以包括：高速脉宽调制控制器U1、第一半桥电路A1和第二半桥电路A2；高速脉宽调制控制器U1分别与第一半桥电路A1和第二
半桥电路A2连接，第一半桥电路A1和第二半桥电路A2分别连接隔离变压电路103。

[0044] 实际应用中，如图4所示，隔离变压电路可以包括隔离升压变压器T，高速脉宽调制控制器U1的型号可以是UC3825，其工作频率高达1000kHz，启动电流为启动电流为100μA；第
一半桥电路A1可以包括第一驱动器U2、第二电容C2、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4；第二半
桥电路A2可以包括第二驱动器U3、第三电容C3、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6；其中，第一
驱动器U2和第二驱动器U3的型号均可以是L6491D。

[0045] 实施时，第一全桥整流电路还可以包括定时电阻RT和定时电容CT，高速脉宽调制控制器U1的引脚INV与引脚EAOUT连接，引脚RT通过定时电阻RT接地，引脚CT和引脚RAMP分
别通过定时电容CT接地，引脚VCC和引脚VC分别接15V工作电压，引脚OUTB分别与第一驱动
器U2的引脚 和引脚HIN连接，引脚PGND、引脚GND和引脚ILIM分别接地，引脚OUTA分别与
第二驱动器U3的引脚 和引脚HIN。第一驱动器U2的引脚VCC接15V工作电压，引脚SGND和
引脚PGND接地，引脚BOOT通过第二电容C2与引脚OUT连接，引脚HVG与第三晶体管Q3的栅极
连接，引脚OUT分别与第三晶体管Q3的源极和隔离升压变压器T的第一输入端1连接，引脚
LVG与第四晶体管Q4的栅极连接。第二驱动器U3的引脚VCC接15V工作电压，引脚SGND和引脚
PGND接地，引脚BOOT通过第三电容C3与引脚OUT连接，引脚HVG与第五晶体管Q5的栅极连接，
引脚OUT分别与第五晶体管Q5的源极和隔离升压变压器T的第二输入端2连接，引脚LVG与第
六晶体管Q6的栅极连接。第三晶体管Q3的漏极用于与第一直流交流转换电路的输入端子J
连接，源极与第四晶体管Q4的漏极连接。第四晶体管Q4的源极接地。第五晶体管Q5的漏极用
于与第一直流交流转换电路的输入端子J，源极与第六晶体管Q6的漏极连接。第六晶体管Q6
的源极接地。第一直流交流转换电路的输入端子J与通过储能电路的超低压储能电容C接
地。

[0046] 其中，高速脉宽调制控制器U1的工作频率高达1000kHz，启动电流为启动电流为100μA；定时电阻RT和定时电容CT分别用于设定U1的工作频率和输出脉冲的时间；RT、CT值
可以根据需求进行设定，并将U1的工作频率设定在100kHz～800kHz。

[0047] 工作时，U1的输出端口OUTA、OUTB发送两路相位相差180°的PWM信号，分别送给U2和U3的输入端引脚LIN；第一驱动器U2和第二驱动器U3可以为半桥式场效应管驱动器
L6491D，其峰值拉电流为4A，峰值灌电流为4A，驱动速度高达800kHz，静态电流540μA，
L6491D内部带有高速比较器，可用于检测变压器的磁饱和。第一驱动器U2和第三晶体管Q3、
第四晶体管Q4构成一个半桥臂，第二驱动器U3和第五晶体管Q5、第六晶体管Q6构成另一个
半桥臂。两个桥臂分别与隔离升压变压器T的第一输入端1、第二输入端2连接，构成全桥变
换器。晶体管Q1、Q2、Q3、Q4均可以选用NTBLS1D5N08MC功率MOSFET，可提供大电流高速切换，
开关的时间小于50ns，导通电阻为1.53mΩ，漏‑源击穿电压为80V，脉冲电流高达4487A，无
引脚贴片封装，可将电磁干扰降到最低；储能电路C为超低压储能电容；电容C2、C3为滤波电
容，用于给驱动器U2和U3提供电源。

[0048] 实际控制时，U1的引脚NI用于控制脉冲的输出。当引脚NI为高电平时，U1的输出端口(引脚OUTA、OUTB)发送PWM信号，则第一直流交流转换电路有脉冲输出；当引脚NI为低电
平时，U1的输出端口(引脚OUTA、OUTB)为低电平，无PWM信号产生，则第一直流交流转换电路
无脉冲输出。如此，第一直流交流转换电路的工作时间(即U1的引脚NI的高电平时间)为心
脏不可逆电穿孔装置输出脉冲宽度。

[0049] 一些实施例中，隔离变压电路可以包括隔离升压变压器，用于能量传递、电压提升和电气隔离，其中，能量传递是通过高频交变磁场完成。隔离升压变压器可以是只有一组原
线圈和一组副线圈，以便于可以充分利用磁芯的有效体积。原线圈匝数可以取1‑6匝，副线
圈匝数可以取20‑100匝。

[0050] 实施时，隔离升压变压器副线圈的输出脉冲幅度为1200V，频率为100kHz～800kHz的方波脉冲，其中，为了减少漏感和分布电容，可以采用高宽比较大的铁氧体磁心；为了降
低电磁干扰，可以在隔离升压变压器的外层设置接地的屏蔽带。

[0051] 由于隔离升压变压器输出的双相脉冲的脉冲幅度随着负载阻抗变化而变化，为了提高准确度，必须稳定输出幅度，又由于幅度稳定设置电路只能处理直流脉冲，所以，隔离
变压电路输出的交流脉冲还需要由交流直流转换电路来进行转换。

[0052] 如图5所示，交流直流转换电路可以包括滤波电路B1和与滤波电路B1并联的全波整流电路B2。全波整流电路B2包括第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极
管D6；滤波电路B1包括并联连接的第三电阻R3和第四电容C4。

[0053] 其中，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接，还用于连接隔离变压电路中隔离升压变压器T的第二输出端4，第三二极管D3的负极分别与第五二极管D5的负极连
接、通过并联的第三电阻R3和第四电容C4接地，第三二极管D3的负极还与交流直流转换电
路的输出端连接，用于输出直流脉冲；第四二极管D4的负极接地；第五二极管D5的正极连接
第六二极管D6的负极，还用于连接隔离升压变压器T的第一输出端3；第六二极管D6的负极
接地。

[0054] 工作过程中，在隔离升压变压器T无脉冲输出时，第四电容C4上无电压，第三电阻R3用于给第四电容C4放电，以免空载时由于变压器漏感使得第四电容C4上的电压过高；放
电时间常数小于0.2ms；在隔离变压电路T有脉冲输出时，交流直流转换电路可以将隔离升
压变压器T输出的交流脉冲转换成幅度1200V的直流脉冲。

[0055] 在不可逆电穿孔电路中，幅度稳定设置电路负责两项任务：第一是幅度设置，人体组织不可逆电穿孔阈值与电场强度直接相关，当电极间距固定后，电场强度与脉冲幅度成
正比，脉冲幅度决定单次消融范围，此外，不同组织的阈值不同，需要不同的脉冲幅度；第二
是稳定幅度，负载阻抗大小与方波脉冲波形有密切的关系，尤其是在负载阻抗较小时，输出
波形失真的风险会增加，生物阻抗由于组织成分组成不同而各不相同，而且在方波脉冲作
用于生物组织引起组织细胞发生电穿孔效应时，生物组织阻抗也会发生变化，导致在组织
发生电穿孔效应过程中，生物阻抗无法预料，所以为确保输出的方波脉冲不失真，需设置稳
压电路，用于稳定输出脉冲的电压值，以免方波脉冲波形失真。

[0056] 本实施例中，如图6所示，幅度稳定设置电路可以包括：第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第一二极管D1和第二二极管D2；第一晶体管Q1
的集电极连接幅度稳定设置电路的输入端，第一晶体管Q1的集电极还通过第一电阻R1分别
与第一二极管D1的正极、第二二极管D2的负极、第一晶体管Q1的基极和第二晶体管Q2的集
电极连接，发射极分别与第二二极管D2的正极、第二晶体管Q2的基极和第二电阻R2的第一
端连接；第二晶体管Q2的发射极分别与第二电阻R2的第二端和幅度稳定设置电路的正极输
出端V输出+连接；第一二极管的负极分别与第一电容C1的第一端和外部输入的正极V设置+连接；
第一电容C1的第二端、外部输入的负极V设置‑和幅度稳定设置电路的负级输出端V输出‑接地；幅
度稳定设置电路的正极输出端V输出+用于连接第二直流交流转换电路的输入端。

[0057] 其中，第一晶体管Q1为IGBT，第一电阻R1和第一晶体管Q1构成射极跟随器；第二二极管D2为保护二极管，第二晶体管为三极管，三极管的型号可以是S8050，第二电阻R2和第
二晶体管Q2构成输出端过流保护电路；第一电容C1上的电压为外部输入V设置+。当脉冲到来
时，射极跟随器开始工作，将第一晶体管Q1的发射极电压钳位在V设置+，第一二极管D1允许射
极跟随器输入脉冲幅度小于V设置+，如此，幅度稳定设置电路可以将交流直流转换电路输出
的幅度为1200V的直流脉冲调整为幅度为0‑1000V的单相脉冲。此外，由于不可逆电穿孔电
路是隔离输出，所以幅度设置(外部输入)V设置+应隔离式给出。

[0058] 一些实施例中，第二直流交流转换电路可以包括第二全桥整流电路。如图7所示，第二全桥整流电路可以包括第三驱动器U4、第七晶体管Q7、第八晶体管Q8、第九晶体管Q9、
第十晶体管Q10和第四驱动器U5。

[0059] 具体实施时，第三驱动器U4和第四驱动器U5可以采用隔离式场效应管驱动器UCC21521。如图7所示，第三驱动器U4的引脚INA与第四驱动器U5的引脚INB连接，引脚INB与
第四驱动器U5的引脚INA连接，引脚VDDA接+15V工作电压，引脚OUTA与第七晶体管Q7的栅极
连接，引脚VSSA接‑5V工作电压，引脚VDDB接+15V工作电压，引脚OUTB与第八晶体管Q8的栅
极连接，引脚VSSB接‑5V工作电压。第四驱动器U5的引脚VDDA接+15V工作电压，引脚OUTA与
第九晶体管Q9的栅极连接，引脚VSSA接‑5V工作电压，引脚VDDB接+15V工作电压，引脚OUTB
与第十晶体管Q10的栅极连接，引脚VSSB接‑5V工作电压。第七晶体管Q7的漏极和第九晶体
管Q9的漏极连接幅度稳定设置电路的输入端，第七晶体管Q7的源极和第八晶体管Q8的漏极
分别连接第二直流交流转换电路的第一输出端子5。第八晶体管Q8的源极接地。第九晶体管
Q9的源极与第十晶体管Q10的漏极分别与第二直流交流转换电路的第二输出端子6连接。第
十晶体管Q10的源极接地；第二直流交流转换电路的第一输出端子5和第二输出端子6用于
输出目标调制脉冲给负载R。如此，第二直流交流转换电路可以将幅度稳定设置电路输出的
幅度为0‑1000V的单相脉冲转换为幅度为0‑1000V的目标调制脉冲。

[0060] 其中，隔离式场效应管驱动器UCC21521是一款双输入、双通道栅极驱动器，其峰值拉电流为4A，峰值灌电流为6A，用于驱动高达5MHz的功率碳化硅场效应管，输入侧和输出侧
隔离电压为5.7kVRMS，共模瞬态抗扰度(CMIT)的最小值为100V/ns，浪涌抑制电压为
12.8kV。在本实施例中，第三驱动器U4和第七晶体管Q7、第八晶体管Q8构成左半桥臂，第四
驱动器U5和第九晶体管Q9、第十晶体管Q10构成右半桥臂；第七晶体管Q7、第八晶体管Q8、第
九晶体管Q9和第十晶体管Q10可以是NTBG020N120SC1碳化硅场效应管，可以将开关速度提
高到纳秒级；第三驱动器U4的输入端引脚INA和第四驱动器U5的输入端引脚INB可以施加两
路相位相差180°的PWM信号，当第三驱动器U4的输入端引脚INA为高电平时输出正脉冲，当
第三驱动器U4的输入端引脚INB为高电平时输出负脉冲，从而得到目标调制脉冲，实现高频
不可逆电穿孔。

[0061] 本申请的实施例提供一种心脏不可逆电穿孔装置，该装置包括至少一个如以上任意实施例所述的不可逆电穿孔电路。当心脏不可逆电穿孔装置中的不可逆电穿孔电路的数
量为n，且n大于等于2时，n个不可逆电穿孔电路的连接关系为输入并联输出串联，如此，可
以将输出幅度提升n倍。例如，单个不可逆电穿孔电路可输出幅度为±1000V的方波脉冲，一
个心脏不可逆电穿孔装置中有5个不可逆电穿孔电路输入并联输出串联，则最终输出的目
标调制脉冲的幅度可提高至±5000V。

[0062] 可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

[0063] 需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义
是指至少两个。

[0064] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部
分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺
序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0065] 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
点包含于本申请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。

[0066] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。