肿瘤电场治疗系统及其电场发生装置、肿瘤治疗设备的制作方法

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种肿瘤电场治疗系统及其电场发生装置、肿瘤治疗设备。

背景技术：

1、肿瘤电场治疗是一种利用电场发生器产生一种低强度、中高频、交变电场干扰肿瘤细胞有丝分裂进程的肿瘤治疗方法。该治疗方法施加的电场可影响微管蛋白的聚集，阻止纺锤体形成，抑制有丝分裂进程，诱导癌细胞凋亡。

2、目前，肿瘤电场治疗系统主要包括电场发生装置、与电场发生装置电性连接的转接装置以及通过转接装置与电场发生装置电性连接的多对电极片。电场发生装置通过转接装置将肿瘤电场治疗用的交变电信号传输至每一电极片，进而通过电极片向患者肿瘤部位施加交变电场进行肿瘤电场治疗。

3、现有的电场发生装置中使用的变压器体积和重量相对较大，不利于患者正常生活中随身携带，不利于患者保持长时间治疗，使得治疗效果不佳。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种肿瘤电场治疗系统的电场发生装置，通过提高dc-dc变压器的工作频率来降低变压器的体积，减少变压器的重量，进而使设备重量减轻。

2、本发明的第二个目的在于提出一种肿瘤电场治疗系统。

3、本发明的第三个目的在于提出一种肿瘤治疗设备。

4、为达上述目的，本发明第一方面实施例提供一种肿瘤电场治疗系统的电场发生装置，包括：dc/dc转换单元、控制单元、dc-dc变换器和dc-ac变换器，其中，dc/dc转换单元，被配置为在控制单元的调压控制下向dc-dc变换器提供电压可调的第一直流电；dc-dc变换器，被配置为在控制单元的控制下将第一直流电变换为第一高频交流电，并对第一高频交流电进行升压变换，获得第二高频交流电，以及对第二高频交流电进行整流，获得第二直流电，其中，第二直流电的电压大于第一直流电的电压；dc-ac变换器，被配置为在控制单元的控制下对第二直流电进行逆变，输出工作频率可调的交变电信号。

5、根据本发明实施例的肿瘤电场治疗系统的电场发生装置，在控制单元的调压控制下，dc-dc转换单元向dc-dc变换器提供电压可调的第一直流电，在控制单元的控制下，dc-dc变换器将第一直流电变换为第一高频交流电，并对第一高频交流电进行升压变换，获得第二高频交流电，以及对第二高频交流电进行整流，获得第二直流电，在控制单元的控制下，dc-ac变换器对第二直流电进行逆变，输出工作频率可调的交变电信号，从而通过提高dc-dc变压器的工作频率来降低变压器的体积，减少变压器的重量，进而使设备重量减轻。

6、在一些实施例中，dc-dc变换器包括：高频逆变器，被配置为在控制单元的开关控制下将第一直流电变换为第一高频交流电；高频变压器，被配置为对第一高频交流电进行升压变换，获得第二高频交流电；第一整流器，被配置为对第二高频交流电进行整流，获得第二直流电。

7、在一些实施例中，dc-dc变换器还包括：第一滤波器，被配置为对第二直流电进行滤波处理。

8、在一些实施例中，第一滤波器采用lc滤波电路。

9、在一些实施例中，高频逆变器包括：第一开关管，第一开关管的第一端与高频变压器的第二初级绕组的第一端相连，且连接到第一直流电的正极；第一电容，第一电容的一端分别与第一开关管的第二端和高频变压器的第一初级绕组的第二端相连，第一电容的另一端与高频变压器的第二初级绕组的第二端相连；第二开关管，第二开关管的第一端与第一电容的另一端相连，第二开关管的第二端与高频变压器的第一初级绕组的第一端相连，且连接到第一直流电的负极。

10、在一些实施例中，高频变压器的第一初级绕组的匝数与第二初级绕组的匝数相等。

11、在一些实施例中，高频变压器的工作频率与第一开关管和第二开关管的工作频率保持一致。

12、在一些实施例中，高频变压器的工作频率大于等于500khz。

13、在一些实施例中，第一整流器采用全桥整流电路。

14、在一些实施例中，dc-ac变换器采用第三至第六开关管构成的h桥电路。

15、在一些实施例中，上述的电场发生装置，还包括：第二滤波器，被配置为对交变电信号进行滤波处理。

16、在一些实施例中，上述的电场发生装置，还包括：检测单元和保护触发单元，其中，检测单元，被配置为检测交变电信号的电性参数；控制单元，还被配置为根据电性参数，输出电压调节信号给dc/dc转换单元，和/或，输出频率调节信号给dc-ac变换器，并根据电性参数确定交变电信号存在异常时控制dc/dc转换单元停止输出；保护触发单元，被配置为在控制单元的解锁控制下根据电性参数中的至少一个判断交变电信号存在异常时触发dc/dc转换单元的使能失效，以使dc/dc转换单元停止输出。

17、在一些实施例中，电性参数包括电压信息、电流信息和频率信息中的至少一个。

18、在一些实施例中，检测单元包括：电压检测器，被配置为对交变电信号的电压信息进行检测，获得电压检测值，并将电压检测值分别发送给控制单元和保护触发单元；电流检测器，被配置为对交变电信号的电流信息进行检测，获得电流检测值，并将电流检测值分别发送给控制单元和保护触发单元；频率检测器，被配置为对交变电信号的频率信息进行检测，获得频率检测值，并将频率检测值发送给控制单元。

19、在一些实施例中，控制单元还被配置为，根据频率检测值确定交变电信号的频率与目标预设频率之间的频率偏差超出预设范围时，确定交变电信号存在异常；和/或根据电压检测值确定交变电信号的电压幅值超过预设电压保护阈值时，确定交变电信号存在异常；和/或根据电流检测值确定交变电信号的电流幅值超过预设电流保护阈值时，确定交变电信号存在异常。

20、在一些实施例中，频率检测器包括：第一脉冲变压器，被配置为对交变电信号进行隔离降压变换，获得第一电压信号；第一比较器，第一比较器与第一脉冲变压器相连，被配置为对第一电压信号进行比较处理，获得频率检测值。

21、在一些实施例中，频率检测器还包括：设置在第一脉冲变压器与第一比较器之间的第一分压网络，被配置为对第一电压信号进行分压处理。

22、在一些实施例中，电压检测器包括：第二脉冲变压器，被配置为对交变电信号进行隔离降压变换，获得第二电压信号；第二整流器，被配置为对第二电压信号进行整流处理，获得电压检测值。

23、在一些实施例中，电压检测器包括：第二脉冲变压器，被配置为对交变电信号进行隔离降压变换，获得第二电压信号；第一基线抬升模组，被配置为采用直流偏置的方式对第二电压信号的幅值进行抬升处理，获得电压检测值。

24、在一些实施例中，电压检测器包括：第二分压网络，被配置为对第二电压信号进行分压处理。

25、在一些实施例中，电流检测器包括：电流互感器，被配置为对交变电信号进行电流检测，获得第三电压信号；第三整流器，被配置为对第三电压信号进行整流处理，获得电流检测值。

26、在一些实施例中，电流检测器包括：电流互感器，被配置为对交变电信号进行电流检测，获得第三电压信号；第二基线抬升模组，被配置为采用直流偏置的方式对第三电压信号的幅值进行抬升处理，获得电流检测值。

27、在一些实施例中，保护触发单元包括：硬件过压保护模组，被配置为在电压检测值超过第一预设电压基准值时，判断交变电信号存在过压异常。

28、在一些实施例中，硬件过压保护模组包括：第二比较器，被配置为对电压检测值与第一预设电压基准值进行比较，以在电压检测值大于第一预设电压基准值时输出过压保护信号；第一锁存器，被配置为在控制单元的解锁控制下对过压保护信号进行锁存；第一可控开关，被配置为在锁存的过压保护信号的控制下导通，以控制dc/dc转换单元的使能失效。

29、在一些实施例中，保护触发单元还包括：硬件过流保护模组，被配置为在电流检测值超过第二预设电压基准值时，判断交变电信号存在过流异常。

30、在一些实施例中，硬件过流保护模组包括：第三比较器，被配置为对电流检测值与第二预设电压基准值进行比较，以在电流检测值大于第二预设电压基准值时输出过流保护信号；第二锁存器，被配置为在控制单元的解锁控制下对过流保护信号进行锁存；第二可控开关，被配置为在锁存的过流保护信号的控制下导通，以控制dc/dc转换单元的使能失效。

31、在一些实施例中，dc/dc转换单元包括：调控器，被配置为根据电压调节信号输出调节参数；dc/dc转换器，被配置为根据调节参数提供电压可调的第一直流电。

32、在一些实施例中，控制单元还被配置为，在交变电信号存在异常时控制调控器停止输出和/或dc/dc转换器的使能失效。

33、为达上述目的，本发明第二方面实施例提供一种肿瘤电场治疗系统，包括：至少一个电极片；转接器；前述的电场发生装置，电场发生装置用于产生交变电信号，并通过转接器将交变电信号传输给每个电极片，以通过电极片施加交变电场。

34、根据本发明实施例的肿瘤电场治疗系统，通过前述的电场发生装置，通过提高dc-dc变压器的工作频率来降低变压器的体积，减少变压器的重量，进而使设备重量减轻。

35、为达上述目的，本发明第三方面实施例提供一种肿瘤治疗设备，包括：前述的电场发生装置，或者前述的肿瘤电场治疗系统。

36、根据本发明实施例的肿瘤治疗设备，通过前述的电场发生装置或者肿瘤电场治疗系统，能够通过提高dc-dc变压器的工作频率来降低变压器的体积，减少变压器的重量，进而使设备重量减轻。

37、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。