一種體內(nèi)碎石儀電路及脈沖放電碎石方法與流程

本發(fā)明涉及醫(yī)用電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種體內(nèi)碎石儀電路及脈沖放電碎石方法。

背景技術(shù)：

體內(nèi)結(jié)石屬于多發(fā)病和常見病，人體肝膽系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)以及消化系統(tǒng)均屬于容易形成結(jié)石的器官和部位。結(jié)石的病因復(fù)雜，危害巨大，給病患帶來很大的傷痛和影響。如不及時治療，將會嚴(yán)重地威脅人們的健康與生命。

傳統(tǒng)的手術(shù)治療結(jié)石創(chuàng)傷較大，術(shù)后并發(fā)癥難以避免，給患者帶來長期的不適，并有大大誘發(fā)其它嚴(yán)重疾病的潛在風(fēng)險，不能滿足患者康復(fù)的需要。因此安全有效的碎石排石方法是醫(yī)護工作者和科研人員所追求的醫(yī)學(xué)目標(biāo)。目前用于碎石的設(shè)備有：體外沖擊波碎石機、超聲波碎石機和激光碎石機等。

其中，“體外沖擊波碎石”是利用液電或電磁沖擊波發(fā)生器發(fā)射高能量的沖擊波，穿透人體，聚焦在體內(nèi)尿路結(jié)石上，釋放能量將結(jié)石擊碎，結(jié)石碎片自然排出；“超聲波碎石”是在患者結(jié)石處設(shè)置一個圓形的槽，超聲波發(fā)射器在槽的中央通過超聲波回聲的強大沖擊力來擊碎體內(nèi)結(jié)石，無需開刀，不會對身體造成傷害；“激光碎石”是目前眾多外科手術(shù)用激光中最新的一種。激光發(fā)生器產(chǎn)生的能量可使光纖末端與結(jié)石之間的水汽化，形成微小的空泡，并將能量傳至結(jié)石，使結(jié)石粉碎成粉末狀。

然而，上述幾種碎石機都具有共同的局限：

1、對結(jié)石的定位精度較差。

2、對患者身體的非患病部位傷害較大。

3、無法根據(jù)結(jié)石的大小和性質(zhì)，用特定的放電頻率和輻值進行碎石，難以滿足不同結(jié)石類型的手術(shù)要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種體內(nèi)碎石儀電路及脈沖放電碎石方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的碎石儀存在的定位精度差、手術(shù)操作部位過大等的問題，以及現(xiàn)有的碎石方法存在的無法根據(jù)結(jié)石性質(zhì)大小而施加合適的電擊頻率和輻值的缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種體內(nèi)碎石儀電路，包括控制模塊、充電模塊；所述控制模塊包括復(fù)式增強脈沖放電控制單元；所述控制模塊通過所述復(fù)式增強脈沖放電控制單元控制所述充電模塊實施充電和放電。

進一步，所述控制模塊還包括高速光耦驅(qū)動模塊和高壓開關(guān)控制模塊；所述復(fù)式增強脈沖放電控制單元依次與所述高速光耦驅(qū)動模塊、所述高壓開關(guān)控制模塊電連接。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：高速光耦驅(qū)動模塊根據(jù)復(fù)式增強脈沖放電控制單元輸出的信號來控制高壓開關(guān)控制模塊，以實現(xiàn)特定脈沖模式的碎石放電。

進一步，所述充電模塊包括高壓充電驅(qū)動模塊和高壓電容陣列；所述高速光耦驅(qū)動模塊依次與所述高壓充電驅(qū)動模塊、所述高壓電容陣列、所述高壓開關(guān)控制模塊電連接。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：高速光耦驅(qū)動模塊用于信號的高速傳輸與隔離。復(fù)式增強脈沖放電控制單元通過高速光耦驅(qū)動模塊控制高壓充電驅(qū)動模塊將充電控制脈沖隔離轉(zhuǎn)換后驅(qū)動高壓充電igbt驅(qū)動電路對高壓電容陣列進行充電。

進一步，所述高壓電容陣列由多個不同電容值的電容并聯(lián)組成。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：通過控制不同電容值的電容開關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的蓄電和放電效果，滿足不同的碎石功能。

進一步，還包括放電電極；所述放電電極連接所述高壓開關(guān)控制模塊，用于向人體結(jié)石輸出放電脈沖。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：放電電極是一對具有一定間隙的主電極和副電極，在瞬間通正負(fù)電，主電極和副電極分別帶有正負(fù)電壓而于瞬間導(dǎo)通、產(chǎn)生爆炸，從而利用電極放電產(chǎn)生沖擊波。放電電極連接高壓開關(guān)控制模塊，得以按照控制模塊的信號輸出放電脈沖。

本發(fā)明提供的一種脈沖放電碎石方法，充電模塊根據(jù)復(fù)式增強脈沖放電控制單元輸出的信號進行充電，并進行脈沖式放電。

進一步，所述脈沖式放電包括三連擊放電脈沖：輸出3次連續(xù)放電脈沖，其放電間隔為300毫秒，放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：三連擊放電脈沖間隔時間較長，連續(xù)放電次數(shù)也僅為三次，適用于電擊軟質(zhì)的結(jié)石。

進一步，所述脈沖式放電包括十連擊放電脈沖：輸出10次連續(xù)放電脈沖，其放電間隔為14毫秒，放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：十連擊放電脈沖的放電次數(shù)較多，連續(xù)放電次數(shù)為十次，適用于電擊較軟的結(jié)石。

進一步，所述脈沖式放電包括快速循環(huán)放電脈沖：每間隔1秒循環(huán)輸出一組5個連續(xù)放電脈沖，放電間隔為18毫秒，放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：快速循環(huán)放電脈沖按組輸出脈沖放電，其放電脈沖次數(shù)較多，間隔時間更短，適用于電擊較硬的結(jié)石。

進一步，所述脈沖式放電包括復(fù)式增強循環(huán)放電脈沖：每間隔800毫秒循環(huán)輸出一組由40個脈沖組成、頻率由慢至快的連續(xù)放電脈沖，單個脈沖放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：復(fù)式增強循環(huán)放電脈沖按組輸出脈沖放電，且每組脈沖的放電次數(shù)很多，頻率也越來越大，適用于電擊硬質(zhì)的結(jié)石。

本發(fā)明的有益效果是：

1、體內(nèi)碎石儀電路采用控制電路進行定位，對結(jié)石的定位精度較高。

2、體內(nèi)碎石儀電路的控制模塊能夠根據(jù)結(jié)石的大小和性質(zhì)輸出合適的脈沖電擊，對患者身體的非患病部位傷害較小。

3、脈沖放電碎石方法能夠根據(jù)結(jié)石的大小和性質(zhì)輸出合適的脈沖電擊，增加碎石設(shè)備的適用性，提高碎石效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的高壓開關(guān)控制模塊電路原理圖；

圖3為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的高壓充電驅(qū)動模塊的電路原理圖；

圖4為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的高壓電容陣列的電路原理圖；

圖5為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例一的脈沖模式圖；

圖6為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例二的脈沖模式圖；

圖7為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例三的脈沖模式圖；

圖8為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例四的脈沖模式圖。

附圖標(biāo)記：

1-控制模塊；2-充電模塊；

3-復(fù)式增強脈沖放電控制單元；4-高速光耦驅(qū)動模塊；

5-高壓開關(guān)控制模塊；6-高壓充電驅(qū)動模塊；

7-高壓電容陣列；8-放電電極。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明提供了一種體內(nèi)碎石儀電路，其中：圖1為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的模塊結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，體內(nèi)碎石儀電路的結(jié)構(gòu)包括控制模塊1、充電模塊2。具體地，控制模塊1包括復(fù)式增強脈沖放電控制單元3。其中，控制模塊1通過復(fù)式增強脈沖放電控制單元3控制充電模塊2實施充電和放電。需要說明的是，控制模塊1優(yōu)選為arm控制模塊。arm控制模塊的處理器具有體積小、低功耗、低成本、高性能、兼容性好、執(zhí)行效率高以及尋址方式靈活簡單等優(yōu)點。

目前用于碎石的設(shè)備有：體外沖擊波碎石機、超聲波碎石機和激光碎石機等。其中，“體外沖擊波碎石”是利用液電或電磁沖擊波發(fā)生器發(fā)射高能量的沖擊波，穿透人體，聚焦在體內(nèi)尿路結(jié)石上，釋放能量將結(jié)石擊碎，結(jié)石碎片自然排出；“超聲波碎石”是在患者結(jié)石處設(shè)置一個圓形的槽，超聲波發(fā)射器在槽的中央通過超聲波回聲的強大沖擊力來擊碎體內(nèi)結(jié)石，無需開刀，不會對身體造成傷害；“激光碎石”是目前眾多外科手術(shù)用激光中最新的一種。激光發(fā)生器產(chǎn)生的能量可使光纖末端與結(jié)石之間的水汽化，形成微小的空泡，并將能量傳至結(jié)石，使結(jié)石粉碎成粉末狀。然而，上述幾種碎石機都具有共同的局限：1、對結(jié)石的定位精度較差。2、對患者身體的非患病部位傷害較大。3、無法根據(jù)結(jié)石的大小和性質(zhì)，用特定的放電頻率和輻值進行碎石，難以滿足不同結(jié)石類型的手術(shù)要求。

本發(fā)明的體內(nèi)碎石儀電路，能夠較好地解決上述問題。首先，體內(nèi)碎石儀電路采用控制電路進行定位，對結(jié)石的定位精度較高。其次，體內(nèi)碎石儀電路的控制模塊1能夠根據(jù)結(jié)石的大小和性質(zhì)輸出合適的脈沖電擊，對患者身體的非患病部位傷害較小。

圖2為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的高壓開關(guān)控制模塊5電路原理圖。在本實施例的可選方案中，如圖1、2所示，進一步地，控制模塊1還包括高速光耦驅(qū)動模塊4和高壓開關(guān)控制模塊5。具體地，復(fù)式增強脈沖放電控制單元3依次與高速光耦驅(qū)動模塊4、高壓開關(guān)控制模塊5電連接。在本實施例中，高速光耦驅(qū)動模塊4用于信號的高速傳輸與隔離。高速光耦驅(qū)動模塊4能夠根據(jù)復(fù)式增強脈沖放電控制單元3輸出的信號來控制高壓開關(guān)控制模塊5，以實現(xiàn)特定脈沖模式的碎石放電。

圖3為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的高壓充電驅(qū)動模塊6的電路原理圖，圖4為本發(fā)明提供的體內(nèi)碎石儀電路的高壓電容陣列7的電路原理圖。在本實施例的可選方案中，如圖1、3、4所示，進一步地，充電模塊2包括高壓充電驅(qū)動模塊6和高壓電容陣列7。具體地，高速光耦驅(qū)動模塊4依次與高壓充電驅(qū)動模塊6、高壓電容陣列7、高壓開關(guān)控制模塊5電連接。由于高速光耦驅(qū)動模塊4用于信號的高速傳輸與隔離。復(fù)式增強脈沖放電控制單元3能夠通過高速光耦驅(qū)動模塊4控制高壓充電驅(qū)動模塊6將充電控制脈沖隔離轉(zhuǎn)換后驅(qū)動高壓充電igbt驅(qū)動電路對高壓電容陣列7進行充電。而高壓電容陣列7則通過高壓開關(guān)控制模塊5向外輸出脈沖放電。

在本實施例的可選方案中，進一步地，高壓電容陣列7采用多個不同電容值的電容并聯(lián)組成。通過控制不同電容值的電容開關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的蓄電和放電效果，滿足不同的碎石功能。并且，高壓電容陣列7設(shè)計為可以采用不同的控制繼電器進行電容容量組合充電，從而構(gòu)成所需的放電能量。

在本實施例的可選方案中，如圖1所示，進一步地，體內(nèi)碎石儀電路還包括放電電極8，該放電電極8連接高壓開關(guān)控制模塊5，用于向人體結(jié)石直接輸出放電脈沖。放電電極8是一對具有一定間隙的主電極和副電極，在瞬間通正負(fù)電，主電極和副電極分別帶有正負(fù)電壓而于瞬間導(dǎo)通、產(chǎn)生爆炸，從而利用電極放電產(chǎn)生沖擊波。放電電極8連接高壓開關(guān)控制模塊5，得以按照控制模塊1的信號輸出放電脈沖。

圖5為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例一的脈沖模式圖；圖6為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例二的脈沖模式圖；圖7為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例三的脈沖模式圖；圖8為本發(fā)明提供的脈沖放電碎石方法實施例四的脈沖模式圖。如圖5～8所示，本發(fā)明提供還一種脈沖放電碎石方法，充電模塊2根據(jù)復(fù)式增強脈沖放電控制單元3輸出的信號進行充電，并進行脈沖式放電。

脈沖放電碎石方法實施例一：

在本實施例的可選方案中，如圖5所示，優(yōu)選地，脈沖式放電采用三連擊放電脈沖。具體操作形式為：復(fù)式增強脈沖放電控制單元3控制高壓開關(guān)控制模塊5輸出3次連續(xù)放電脈沖，其放電間隔為300毫秒，放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。由于三連擊放電脈沖間隔時間較長，連續(xù)放電次數(shù)也僅為三次，適用于電擊軟質(zhì)的結(jié)石。

脈沖放電碎石方法實施例二：

在本實施例的可選方案中，如圖6所示，優(yōu)選地，脈沖式放電采用十連擊放電脈沖。具體操作形式為：復(fù)式增強脈沖放電控制單元3控制高壓開關(guān)控制模塊5輸出10次連續(xù)放電脈沖，其放電間隔為14毫秒，放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。由于十連擊放電脈沖的放電次數(shù)較多，連續(xù)放電次數(shù)為十次，適用于電擊較軟的結(jié)石。

脈沖放電碎石方法實施例三：

在本實施例的可選方案中，如圖7所示，優(yōu)選地，脈沖式放電采用快速循環(huán)放電脈沖。具體操作形式為：復(fù)式增強脈沖放電控制單元3控制高壓開關(guān)控制模塊5每間隔1秒循環(huán)輸出一組5個連續(xù)放電脈沖，放電間隔為18毫秒，放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。由于快速循環(huán)放電脈沖按組輸出脈沖放電，其放電脈沖次數(shù)較多，間隔時間更短，適用于電擊較硬的結(jié)石。

脈沖放電碎石方法實施例四：

在本實施例的可選方案中，如圖8所示，優(yōu)選地，脈沖式放電采用復(fù)式增強循環(huán)放電脈沖。具體操作形式為：復(fù)式增強脈沖放電控制單元3控制高壓開關(guān)控制模塊5每間隔800毫秒循環(huán)輸出一組由40個脈沖組成、頻率由慢至快的連續(xù)放電脈沖，單個脈沖放電時間為0.5微秒，放電電壓為2000伏特。由于復(fù)式增強循環(huán)放電脈沖按組輸出脈沖放電，且每組脈沖的放電次數(shù)很多，頻率也越來越大，適用于電擊硬質(zhì)的結(jié)石。

綜上所述，脈沖放電碎石方法能夠根據(jù)結(jié)石的大小和性質(zhì)輸出合適的脈沖電擊，增加碎石設(shè)備的適用性，提高碎石效果。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。