CN217907965U

CN217907965U - 不可逆电穿孔治疗设备

Info

Publication number: CN217907965U
Application number: CN202221794178.4U
Authority: CN
Inventors: 谭坚文; 李建勇; 徐黎; 夏舒河
Original assignee: Shenzhen Maiwei Medical Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Maiwei Medical Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2032-07-12

Abstract

本申请涉及一种不可逆电穿孔治疗设备，其包括高压脉冲模块、差分采样模块、电压处理模块、电流传感模块、高频采样模块和主控模块。本申请通过差分采样模块对高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端的电压进行分压、采集，可以在不可逆电穿孔治疗设备进行高压脉冲穿孔时对高压脉冲信号的电压进行实时采样，并通过电压处理模块、电流传感模块和高频采样模块最终得到与目标组织的阻抗对应的数字反馈信号，从而无需在高压脉冲信号的输出间隙额外输出一个脉冲信号，可以实时地获取目标组织的阻抗。

Description

不可逆电穿孔治疗设备

技术领域

本申请属于外科医疗设备技术领域，尤其涉及一种不可逆电穿孔治疗设备。

背景技术

目前，在利用高频高压电脉冲对肿瘤进行不可逆电穿孔治疗中，其作用机理研究不深入，治疗效果与高压脉冲的峰值电压、脉冲宽度、脉冲间歇时间、脉冲重复频率等都有着密切的关系。除此以外，不可逆电穿孔治疗还缺少一种疗效实时评估手段，以在治疗过程中实时确认治疗效果。同时，疗效实时评估手段还可为上述高压脉冲参数的调整提供依据，以实现个性化和最优化治疗。

生物体的生理机能、病理状态可能通过肌体的电阻抗反映，即生物电阻抗。近年来生物电阻抗技术大多应用于基础医学、临床论断、人体成分分析等领域。测量生物电阻抗的方法主要有：平衡电桥法、双电极法、四环电极法。近年来，通过时域脉冲响应的时频域变换来获得被测对象电阻抗谱的技术方法已在多个领域得到应用。

目前测量不可逆电穿孔治疗过程中的体现治疗过程和结果的组织电阻抗谱都是通过额外施加的测量信号来获取的，无论是施加频域的扫描信号，还是施加低压脉冲，这种测量方式都是在不可逆电穿孔的治疗间隙实施的，难以实现真正的实时监测。且现有技术都是需要额外增加测量信号，不仅增加了治疗时间，增加了***复杂度，不利于技术的推广应用。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种不可逆电穿孔治疗设备，旨在解决传统的不可逆电穿孔治疗设备存在的无法真正的实时获取目标组织的电阻抗谱的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种不可逆电穿孔治疗设备，包括：高压脉冲模块，被配置为根据脉冲控制信号生成相应的高压脉冲信号，并通过所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端向目标组织施加所述高压脉冲信号；差分采样模块，与所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端连接，被配置为根据所述正极输出端和所述负极输出端的电压变化分别生成并输出第一反馈电压和第二反馈电压；电压处理模块，与所述差分采样模块连接，被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成并输出电压反馈信号；电流传感模块，与所述高压脉冲模块连接，被配置为根据所述正极输出端或所述负极输出端的电流生成并输出电流反馈信号；高频采样模块，分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，被配置为根据所述电压反馈信号和所述电流反馈信号生成并输出对应的数字反馈信号；主控模块，分别与所述高压脉冲模块和所述高频采样模块连接，被配置为生成并输出所述脉冲控制信号，并根据接收到的所述数字反馈信号生成生物电阻抗谱和调节所述高压脉冲信号。

其中一实施例中，所述差分采样模块包括第一采样支路和第二采样支路，所述第一采样支路连接在所述正极输出端与所述电压处理模块之间，所述第二采样支路连接在所述负极输出端与所述电压处理模块之间；所述第一采样支路被配置为生成所述第一反馈电压，所述第二采样支路被配置为生成所述第二反馈电压。

其中一实施例中，所述第一采样支路包括第一宽带分压单元和第一单端放大单元；所述第一宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第一单端放大单元连接，所述第一单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第一单端放大单元被配置为根据所述第一宽带分压单元分压得到的电压生成所述第一反馈电压。

其中一实施例中，所述第二采样支路包括第二宽带分压单元和第二单端放大单元；所述第二宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第二单端放大单元连接，所述第二单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第二单端放大单元被配置为根据所述第二宽带分压单元分压得到的电压生成所述第二反馈电压。

其中一实施例中，所述第一采样支路还包括第一保护单元，所述第二采样支路还包括第二保护单元，所述第一保护单元连接在所述第一宽带分压单元和所述第一单端放大单元之间，所述第二保护单元连接在所述第二宽带分压单元和所述第二单端放大单元之间；所述第一保护单元和所述第二保护单元被配置为分别限制传输至所述第一单端放大单元和所述第二单端放大单元的电压的幅值。

其中一实施例中，所述电压处理模块包括相互连接的差分放大单元和第三保护单元，所述差分放大单元还与所述差分采样模块连接，所述差分放大单元被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成所述电压反馈信号，所述第三保护单元还与所述高频采样模块连接，所述第三保护单元被配置为限制传输至所述高频采样模块的电压的幅值。

其中一实施例中，所述电流传感模块包括耦合线圈和负载单元，所述耦合线圈套设在所述正极输出端或所述负极输出端的输出导线上，所述耦合线圈的输出端与所述负载单元连接，所述负载单元还与所述高频采样模块连接，所述耦合线圈被配置为根据所述输出导线的电流生成相应的感应电流，所述负载单元被配置为根据所述感应电流生成并输出所述电流反馈信号。

其中一实施例中，所述高频采样模块包括依次连接的滤波整形单元、量程选择单元、AD转换单元和采样处理单元，所述滤波整形单元分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，所述采样处理单元与所述主控模块连接以及所述量程选择单元连接；所述滤波整形单元被配置为将接收到的所述电压反馈信号和所述电流反馈信号按照设定的量程进行转换得到对应的模拟信号，所述AD转换单元被配置为根据预设频率对所述模拟信号进行采样得到数字信号；所述采样处理单元被配置为根据所述AD转换单元输出的所述数字信号生成相应的数字反馈信号并根据所述数字反馈信号配置所述量程选择单元的量程。

其中一实施例中，所述高频采样模块还包括与所述采样处理单元连接的光纤传输模块，所述光纤传输模块用于与所述主控模块通信连接。

其中一实施例中，还包括辅助电源，所述辅助电源分别与所述差分采样模块、所述电压处理模块、所述高频采样模块和所述主控模块连接，所述辅助电源被配置为生成多级工作电压，为所述差分采样模块、所述电压处理模块、所述高频采样模块和所述主控模块供电。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过差分采样模块对高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端的电压进行分压、采集，可以在不可逆电穿孔治疗设备进行高压脉冲穿孔时对高压脉冲信号的电压进行实时采样，并通过电压处理模块、电流传感模块和高频采样模块最终得到与目标组织的阻抗对应的数字反馈信号，从而无需在高压脉冲信号的输出间隙额外输出一个脉冲信号，本申请可以实时地获取目标组织的阻抗，以用于生成相应的生物电阻抗谱。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的不可逆电穿孔治疗设备的原理示意图；

图2为本申请第一实施例提供的差分采样模块及电压处理模块的原理示意图；

图3为本申请第一实施例提供的差分采样模块的电路示意图；

图4为本申请另一实施例提供的保护单元的原理示意图；

图5为本申请另一实施例提供的保护单元的电路示意图；

图6为本申请第一实施例提供的差分放大单元的电路示意图；

图7为本申请第一实施例提供的耦合线圈的结构示意图；

图8为本申请第一实施例提供的电流传感模块的等效电路示意图；

图9为本申请第一实施例提供的高频采样模块的原理示意图；

图10为本申请第二实施例提供的生物阻抗测量方法的流程图；

图11为图10中步骤S20的具体流程图；

图12为硬阈值函数和软阈值函数的示意图。

上述附图说明：100、高压脉冲模块；200、差分采样模块；210、第一采样支路；211、第一宽带分压单元；212、第一单端放大单元；220、第二采样支路；221、第二宽带分压单元；222、第二单端放大单元；230、第一保护单元；240、第二保护单元；300、电压处理模块；310、差分放大单元；320、第三保护单元；400、电流传感模块；410、耦合线圈；420、负载单元；500、高频采样模块；510、滤波整形单元；520、量程选择单元；530、AD转换单元；540、采样处理单元；550、光纤传输模块；600、主控模块；700、辅助电源；800、目标组织；900、人机交互模块。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请第一实施例提供的不可逆电穿孔治疗设备的原理示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种不可逆电穿孔治疗设备，包括：高压脉冲模块100、差分采样模块200、电压处理模块300、电流传感模块400、高频采样模块500和主控模块600。

其中，高压脉冲模块100被配置为根据脉冲控制信号生成相应的高压脉冲信号，并高压脉冲模块100的正极输出端V1和负极输出端V2向目标组织800施加高压脉冲信号，具体地，正极输出端V1和负极输出端V2可以分别通过对应的正极电极针和负极电极针将高压脉冲信号施加到目标组织800，目标组织800可以是生物组织，高压脉冲信号的幅值范围为0.5V～5kV，脉冲宽度为0.5us～200us。差分采样模块200与高压脉冲模块100的正极输出端V1和负极输出端V2连接，差分采样模块200被配置为在高压脉冲模块100向目标组织800施加高压脉冲信号时，根据高压脉冲模块100的正极输出端V1和负极输出端V2的电压变化分别生成并输出第一反馈电压和第二反馈电压。电压处理模块300与差分采样模块200连接，电压处理模块300被配置为根据第一反馈电压和第二反馈电压生成并输出电压反馈信号。电流传感模块400与高压脉冲模块100连接，电流传感模块400被配置为在高压脉冲模块100向目标组织800施加高压脉冲信号时，根据正极输出端V1或负极输出端V2的电流生成并输出电流反馈信号。高频采样模块500分别与电压处理模块300和电流传感模块400连接，高频采样模块500被配置为根据电压反馈信号和电流反馈信号生成并输出对应的数字反馈信号。主控模块600分别与高压脉冲模块100和高频采样模块500连接，被配置为生成并输出脉冲控制信号，并根据接收到的数字反馈信号生成生物电阻抗，从而可以生成对应的生物电阻抗谱，主控模块600还可以根据数字反馈信号调节高压脉冲信号。主控模块600可以是工控机、单片机或微控制器。

本实施例通过差分采样模块200对高压脉冲模块100的正极输出端V1和负极输出端V2的电压进行分压、采集，可以在不可逆电穿孔治疗设备进行高压脉冲穿孔时的高电压信号进行实时采样，并通过电压处理模块300、电流传感模块400和高频采样模块500最终得到与目标组织800的阻抗对应的数字反馈信号，从而无需在高压脉冲信号的输出间隙额外输出一个脉冲信号，主控模块600就可以根据数字反馈信号实时地得到目标组织800的电阻抗并调节高压脉冲信号，可以生成对应的生物电阻抗谱。

本实施例中，如图2所示，差分采样模块200包括第一采样支路210和第二采样支路220，第一采样支路210连接在正极输出端V1与电压处理模块300之间，第二采样支路220连接在负极输出端V2与电压处理模块300之间；第一采样支路210被配置为生成第一反馈电压，第二采样支路220被配置为生成第二反馈电压。

差分采样模块200可以对双极性的高压脉冲信号进行差分采样，同时通过两个独立的采样支路分别对正极输出端V1和负极输出端V2的电压进行采样，可以避免正极输出端V1和负极输出端V2之间相互影响，可以获得较为准确的相应的第一反馈电压和第二反馈电压。

本实施例中，第一采样支路210包括第一宽带分压单元211和第一单端放大单元212；第一宽带分压单元211分别与正极输出端V1和第一单端放大单元212连接，第一单端放大单元212还与电压处理模块300连接，第一单端放大单元212被配置为根据第一宽带分压单元211分压得到的电压生成第一反馈电压。第二采样支路220包括第二宽带分压单元221和第二单端放大单元222；第二宽带分压单元221分别与正极输出端V1和第二单端放大单元222连接，第二单端放大单元222还与电压处理模块300连接，第二单端放大单元222被配置为根据第二宽带分压单元221分压得到的电压生成第二反馈电压。

需要说明的是，由于高压脉冲信号的电压幅值过高，因此需要第一宽带分压单元211和第二宽带分压单元221对其进行分压，同时为了能够在不失真的情况下地获取获取正极输出端V1和负极输出端V2的电压信号，第一宽带分压单元211和第二宽带分压单元221的带宽较高，高频信号和低频信号均可以通过第一宽带分压单元211或第二宽带分压单元221传输至第一单端放大单元212或第二单端放大单元222。第一单端放大单元212和第二单端放大单元222可以分别将经过分压后的正极输出端V1和负极输出端V2的电压以一定倍数进行放大，得到第一反馈电压和第二反馈电压。第一单端放大单元212和第二单端放大单元222的放大倍数可根据实际情况进行配置，本实施例不对其进行限制。本实施例中，第一单端放大单元212和第二单端放大单元222可达到70MHz的增益带宽积(Gain-BandwidthProduct；GBWP)，可以得到200V/μs的压摆率和6.3nV/√Hz的低噪声电压。

其中，第一宽带分压单元211包括第一低频阻抗分压单元和第一高频阻抗分压单元，第一低频阻抗分压单元分别与正极输出端V1和第一单端放大单元212连接，第一高频阻抗分压单元与第一低频阻抗分压单元并联。第二宽带分压单元221包括第二低频阻抗分压单元和第二高频阻抗分压单元，第二低频阻抗分压单元分别与正极输出端V1和第二单端放大单元222连接，第二高频阻抗分压单元与第二低频阻抗分压单元并联。第一低频阻抗分压单元用于对正极输出端V1的低频信号进行分压，第二低频阻抗分压单元用于对负极输出端V2的低频信号进行分压，第一高频阻抗分压单元用于对正极输出端V1的高频信号进行分压，第二高频阻抗分压单元用于对负极输出端V2的高频信号进行分压。本实施例中，即使高压脉冲信号的电压幅值为5kV，通过第一宽带分压单元211和第二宽带分压单元221的分压，最终分压得到的最大电压仍不超过5V，同时还能保留正极输出端V1和负极输出端V2的电压变化情况。

在一示例中，如图3所示，第一低频阻抗分压单元包括依次串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，电阻R1与正极输出端V1连接，电阻R4与第一单端放大单元212连接。第一高频阻抗分压单元包括依次串联的电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4一一对应且相互并联。电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4均为高频无感电阻，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均为低等效电感的电容。

具体地，第一单端放大单元212和第二单端放大单元222均为同相放大器电路。在一示例中，如图3所示，第一单端放大单元212包括第一运算放大器U1、第一反馈电阻R9和第二反馈电阻R10，第一运算放大器U1的正相输入端与第一宽带分压单元211连接，第一运算放大器U1的输出端与电压处理模块300连接，第一反馈电阻R9的第一端与第一运算放大器U1的输出端连接，第一反馈电阻R9的第二端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第二反馈电阻R10的第一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第二反馈电阻R10的第二端与地端连接。第二单端放大单元222包括第二运算放大器U2、第三反馈电阻R11和第四反馈电阻R12，第二运算放大器U2的正相输入端与第二宽带分压单元221连接，第二运算放大器U2的输出端与电压处理模块300连接，第三反馈电阻R11的第一端与第二运算放大器U2的输出端连接，第三反馈电阻R11的第二端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第四反馈电阻R12的第一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第四反馈电阻R12的第二端与地端连接。

另一实施例中，如图4所示，第一采样支路210还包括第一保护单元230，第二采样支路220还包括第二保护单元240，第一保护单元230连接在第一宽带分压单元211和第一单端放大单元212之间，第二保护单元240连接在第二宽带分压单元221和第二单端放大单元222之间。第一保护单元230和第二保护单元240被配置为分别限制传输至第一单端放大单元212和第二单端放大单元222的电压的幅值。本实施例中，第一保护单元230和第二保护单元240电路结构相同。

在一示例中，如图5所示，第一保护单元230包括分压电阻R17和击穿二极管VT1，分压电阻R17的第一端与第一宽带分压单元211连接，分压电阻R17的第二端与第一单端放大单元212连接，击穿二极管VT1的负极与分压电阻R17的第二端连接，击穿二极管VT1的正极与地端连接。当第一宽带分压单元211输出的电压的幅值过高时并大于击穿二极管VT1的击穿电压时，击穿二极管VT1被击穿，使得分压电阻R17的第二端接地，以释放电压。

本实施例中，电压处理模块300包括差分放大单元310，差分放大单元310分别与差分采样模块200和高频采样模块500连接，差分放大单元310被配置为根据第一反馈电压和第二反馈电压生成电压反馈信号。

需要说明的是，差分放大单元310可以是差分放大电路，可以根据将第一反馈电压和第二反馈电压之间的电压差以一定倍数放大，从而生成对应的电压反馈信号。

在一示例中，如图6所示，差分放大单元310包括第三运算放大器U3和第五反馈电阻R15，第三运算放大器U3的正相输入端与第一单端放大单元212连接，第三运算放大器U3的反相输入端与第二单端放大单元222连接，第五反馈电阻R15的第一端与第三运算放大器U3的输出端连接，第五反馈电阻R15的第二端与第三运算放大器U3的反相输入端连接。

另一实施例中，如图4、图5所示，电压处理模块300还包括第三保护单元320，第三保护单元320连接在差分放大单元310与高频采样模块500之间；第三保护单元320被配置为限制传输至高频采样模块500的电压幅值。第三保护单元320用于对电压反馈信号进行限幅。第一保护单元230、第二保护单元240和第三保护单元320结构相同。

本实施例中，如图7、图8所示，电流传感模块400包括耦合线圈410和负载单元420，耦合线圈410套设在正极输出端V1或负极输出端V2的输出导线上，耦合线圈410的输出端与负载单元420连接，负载单元420还与高频采样模块500连接，耦合线圈410被配置为根据输出导线的电流生成相应的感应电流，负载单元420被配置为根据感应电流生成并输出电流反馈信号。负载单元420可以是负载电阻R16。

具体地，耦合线圈410具体可以是自积分式罗可夫斯基线圈，耦合线圈410的两个输出端分别与负载单元420的两端连接，负载单元420的两端均与高频采样模块500连接，当感应电流流经负载单元420时，高频采样模块500可以对负载单元420两端的电压(电流反馈信号)进行检测，以得到电流反馈信号。

本实施例中，如图9所示，高频采样模块500包括依次连接的滤波整形单元510、量程选择单元520、AD转换单元530和采样处理单元540，滤波整形单元510分别与电压处理模块300和电流传感模块400连接，采样处理单元540与主控模块600连接以及量程选择单元520连接；采样处理单元540被配置为根据AD转换单元530输出的数字信号生成相应的数字反馈信号并根据数字反馈信号配置量程选择单元520的量程。

其中，滤波整形单元510用于对电流反馈信号进行滤波、整形，以得到畸变较小的电流反馈信号。量程选择单元520根据设定的量程对电流反馈信号进行变换并输出与AD转换单元530的输入量程对应的模拟信号。AD转换单元530被配置为根据预设频率对模拟信号进行采样，以用于将模拟信号转换至数字信号。采样处理单元540用于根据数字信号得到对应的数字反馈信号，并根据数字反馈信号对量程选择单元520设定的量程进行配置，以进一步提高精确度。采样处理单元540可以是现场可编程逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array；FPGA)或数字信号处理(Digital Signal Processing；DSP)单元。

其中，数字反馈信号包括电压数字信号和电流数字信号，电压数字信号对应正极输出端V1和负极输出端V2之间(即目标组织800两端之间)的电压值，电流数字信号对应流经正极输出端V1或负极输出端V2(即流经目标组织800)的电流值。主控模块600即可根据电压数字信号和电流数字信号得到目标组织800的阻抗，从而生成对应的生物电阻抗谱。

本实施例中，高频采样模块500外还包裹有屏蔽壳体，用于屏蔽外部的电磁电信号。

本实施例中，如图9所示，高频采样模块500还包括与采样处理单元540连接的光纤传输模块550，光纤传输模块550用于与主控模块600通信连接，即采样处理单元540与主控模块600之间通过光纤传输模块550通信连接。

本实施例中，如图1所示，还包括辅助电源700，辅助电源700分别与电压处理模块300、高频采样模块500和主控模块600连接，辅助电源700被配置为生成多级工作电压，可以为电压处理模块300、高频采样模块500和主控模块600供电。

本实施例中，如图1所示，还包括人机交互模块900，人机交互模块900与主控模块600连接。人机交互模块900可以是触控屏、实体按键等设备，用于向主控模块600录入相关参数以及显示主控模块600的不可逆电穿孔治疗设备和得到的目标组织800的电阻抗谱。

图10示出了本申请第二实施例提供的生物阻抗测量方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中，生物阻抗测量方法可以应用于如上述任一实施例的不可逆电穿孔治疗设备。

如图10所示，生物阻抗测量方法具体包括步骤S10～S30：

S10、在高压脉冲模块100输出高压脉冲信号的情况下，获取高频采样模块500提供的数字反馈信号。其中，数字反馈信号包括电压数字信号和电流数字信号，电压数字信号对应正极输出端V1和负极输出端V2之间(即目标组织800两端之间)的电压值，电流数字信号对应流经正极输出端V1或负极输出端V2(即流经目标组织800)的电流值。

S20、将数字反馈信号进行小波去噪滤波处理，得到重构信号。其中，重构信号包括与电压数字信号对应的电压重构信号以及与电流数字信号对应的电流重构信号。

S30、将重构信号进行快速傅里叶变换，得到目标组织800的生物电阻抗。

通过如上述生物阻抗测量方法可以避免高压脉冲信号过高的电压的影响，获得实时的生物电阻抗Z(ω)。

具体地，快速傅里叶变换的公式为：

式中，F{u(t)}为电压重构信号，F{i(t)}为电流重构信号。

本实施例中，高压脉冲模块100、差分采样模块200、电压处理模块300、电流传感模块400和高频采样模块500可用于实现步骤S10，主控模块600可用于实现步骤S20和步骤S30。

如图11所示，步骤S20具体包括步骤S21～S23：

S21、将数字反馈信号进行离散小波变换，得到各层小波系数C_j,k。其中，k为第j层小波空间的小波系数阶数。

S22、将各个小波系数C_j,k代入阈值函数以进行阈值函数处理。

S23、将阈值函数处理后的小波系数C_j,k进行离散小波反变换得到重构信号。

具体地，步骤S22中，需要先计算全局阈值λ或尺度相关阈值λ_j。全局阈值λ的计算公式为：

式中n为全局信号长度；尺度相关阈值λ_j的计算公式为：

式中，n_j为各尺度上的小波系数长度，系数σ_j可根据经验确定，也可由下式确定：σ_j＝MAD(|C_j,k|,0≤k≤2^j-1-1)/q，式中，MAD()表示对括号中的数值取中值，MAD(|C_j,k|,0≤k≤2^j-1-1)为小波系数序列中的中值，系数q可根据经验在0.4～1之间选取，进一步的，可以将q值取为0.6～0.8之间。本实施例采用的全局阈值λ，具体采用全局阈值λ还是尺度相关阈值λ_j可根据实际需求决定。

步骤S22中，阈值函数包括硬阈值函数和软阈值函数，硬阈值函数和软阈值函数的示意图如图12所示，硬阈值函数仅保留绝对值大于全局阈值λ的小波系数，并且被保留的小波系数与原始系数相同，而较小的小波系数则置零，硬阈值函数具体为：

软阈值函数对绝对值小于全局阈值λ的小波系数值同样取零，绝对值大于全局阈值λ的小波系数数值则用λ来收缩，软阈值函数具体为：

当步骤S22中采用硬阈值函数时，阈值函数在全局阈值λ处不连续，会造成较大的方差，使重构信号产生附加的振荡，不具有同原始信号一样的光滑性，即则在执行步骤S23之后可以获得与数字反馈信号的波形更接近的重构信号。当步骤S22中采用软阈值函数时，软阈值函数通常会使去噪后的信号更平滑，但也会丢失信号的某些特征，影响重构信号与原始信号的逼近程度，即则在执行步骤S23之后可以获得比数字反馈信号的波形更平滑的重构信号。其中，离散小波反变换公式为：f(t)＝∑_j,kc_j,kψ_j,k(t)，式中，ψ_j,k(t)为各小波系数C_j,k对应的尺度函数。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，包括：

高压脉冲模块，被配置为根据脉冲控制信号生成相应的高压脉冲信号，并通过所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端向目标组织施加所述高压脉冲信号；

差分采样模块，与所述高压脉冲模块的正极输出端和负极输出端连接，被配置为在所述高压脉冲模块向所述目标组织施加所述高压脉冲信号时，根据所述正极输出端和所述负极输出端的电压变化分别生成并输出第一反馈电压和第二反馈电压；

电压处理模块，与所述差分采样模块连接，被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成并输出电压反馈信号；

电流传感模块，与所述高压脉冲模块连接，被配置为在所述高压脉冲模块向所述目标组织施加所述高压脉冲信号时，根据所述正极输出端或所述负极输出端的电流生成并输出电流反馈信号；

高频采样模块，分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，被配置为根据所述电压反馈信号和所述电流反馈信号生成并输出对应的数字反馈信号；

主控模块，分别与所述高压脉冲模块和所述高频采样模块连接，被配置为生成并输出所述脉冲控制信号，并根据接收到的所述数字反馈信号生成生物电阻抗谱和调节所述高压脉冲信号。

2.如权利要求1所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述差分采样模块包括第一采样支路和第二采样支路，所述第一采样支路连接在所述正极输出端与所述电压处理模块之间，所述第二采样支路连接在所述负极输出端与所述电压处理模块之间；所述第一采样支路被配置为生成所述第一反馈电压，所述第二采样支路被配置为生成所述第二反馈电压。

3.如权利要求2所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述第一采样支路包括第一宽带分压单元和第一单端放大单元；所述第一宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第一单端放大单元连接，所述第一单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第一单端放大单元被配置为根据所述第一宽带分压单元分压得到的电压生成所述第一反馈电压。

4.如权利要求3所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述第二采样支路包括第二宽带分压单元和第二单端放大单元；所述第二宽带分压单元分别与所述正极输出端和所述第二单端放大单元连接，所述第二单端放大单元还与所述电压处理模块连接，所述第二单端放大单元被配置为根据所述第二宽带分压单元分压得到的电压生成所述第二反馈电压。

5.如权利要求4所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述第一采样支路还包括第一保护单元，所述第二采样支路还包括第二保护单元，所述第一保护单元连接在所述第一宽带分压单元和所述第一单端放大单元之间，所述第二保护单元连接在所述第二宽带分压单元和所述第二单端放大单元之间；

所述第一保护单元和所述第二保护单元被配置为分别限制传输至所述第一单端放大单元和所述第二单端放大单元的电压的幅值。

6.如权利要求1所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述电压处理模块包括相互连接的差分放大单元和第三保护单元，所述差分放大单元还与所述差分采样模块连接，所述差分放大单元被配置为根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压生成所述电压反馈信号，所述第三保护单元还与所述高频采样模块连接，所述第三保护单元被配置为限制传输至所述高频采样模块的电压的幅值。

7.如权利要求1至6任一项所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述电流传感模块包括耦合线圈和负载单元，所述耦合线圈套设在所述正极输出端或所述负极输出端的输出导线上，所述耦合线圈的输出端与所述负载单元连接，所述负载单元还与所述高频采样模块连接，所述耦合线圈被配置为根据所述输出导线的电流生成相应的感应电流，所述负载单元被配置为根据所述感应电流生成并输出所述电流反馈信号。

8.如权利要求1至6任一项所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述高频采样模块包括依次连接的滤波整形单元、量程选择单元、AD转换单元和采样处理单元，所述滤波整形单元分别与所述电压处理模块和所述电流传感模块连接，所述采样处理单元与所述主控模块连接以及所述量程选择单元连接；所述滤波整形单元被配置为将接收到的所述电压反馈信号和所述电流反馈信号按照设定的量程进行转换得到对应的模拟信号，所述AD转换单元被配置为根据预设频率对所述模拟信号进行采样得到数字信号；所述采样处理单元被配置为根据所述AD转换单元输出的所述数字信号生成相应的数字反馈信号并根据所述数字反馈信号配置所述量程选择单元的量程。

9.如权利要求8所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，所述高频采样模块还包括与所述采样处理单元连接的光纤传输模块，所述光纤传输模块用于与所述主控模块通信连接。

10.如权利要求1至6任一项所述的不可逆电穿孔治疗设备，其特征在于，还包括辅助电源，所述辅助电源分别与所述差分采样模块、所述电压处理模块、所述高频采样模块和所述主控模块连接，所述辅助电源被配置为生成多级工作电压，为所述差分采样模块、所述电压处理模块、所述高频采样模块和所述主控模块供电。