特表 2024-530474 シナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-21

(54)【発明の名称】シナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法

(51)【国際特許分類】

   H03K 3/57 20060101AFI20240814BHJP

   H03K 5/00 20060101ALI20240814BHJP

   H02M 9/02 20060101ALI20240814BHJP

   F41H 13/00 20060101ALN20240814BHJP

【ＦＩ】

H03K3/57

H03K5/00 Y

H02M9/02

F41H13/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024506823

(86)(22)【出願日】2022-08-11

(85)【翻訳文提出日】2024-02-01

(86)【国際出願番号】 CN2022111828

(87)【国際公開番号】W WO2023016520

(87)【国際公開日】2023-02-16

(31)【優先権主張番号】202110921259.X

(32)【優先日】2021-08-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202110921262.1

(32)【優先日】2021-08-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524044773

【氏名又は名称】杭州維納安可医療科技有限責任公司

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】衷 興華

(72)【発明者】

【氏名】汪 龍

(72)【発明者】

【氏名】楊 克

(57)【要約】

【要約】
【課題】シナジーパルス発生回路、発生装置及び発生方法を提供すること。
【解決手段】シナジーパルス発生回路は、第１の電源と、前記第１の電源に電気的に接続される第１のパルス発生モジュールと、第２の電源と、前記第２の電源に電気的に接続された第２のパルス発生モジュールとを含む。第１のパルス発生モジュールは、第１の電源から供給される電力を受信して蓄積するｎ段の第１のパルス発生部を含む。第１の制御信号を受信したｘ個の第１のパルス発生部は放電して負荷に印加される第１のパルスを形成する。第２のパルス発生モジュールは、第２の電源から供給される電力を受信して蓄積するｍ段の第２のパルス発生部を含む。第２の制御信号を受信したｙ個の第２のパルス発生部は、放電して負荷に印加される第２のパルスを形成する。幅の異なる第１のパルスおよび／または第２のパルスを選択的に形成し、第１のパルスと第２のパルスの電圧を選択することで、複合パルスを負荷に印加する目的を達成することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電源と、
前記第１の電源と電気的に接続される第１のパルス発生モジュールであって、前記第１の電源から第１の電圧で供給される電力を受信して蓄積し、負荷に印加する第１のパルスを形成するために前記第１の制御信号を受信した前記第１のパルス発生部をｘ（ｘは１以上ｎ以下の整数）個の放電させるように、第１の制御信号を受信したとき、蓄積された電力を放電させるように構成されるｎ（ｎは１以上の整数）段の第１のパルス発生部を含む第１のパルス発生モジュールと、
第２の電源と、
前記第２の電源と電気的に接続される第２のパルス発生モジュールであって、前記第２の電源から第２の電圧で供給される電力を受信して蓄積し、負荷に印加する第２のパルスを形成するために前記第２の制御信号を受信した前記第２のパルス発生部をｙ（ｙは１以上ｍ以下の整数）個放電させるように、第２の制御信号を受信したとき、蓄積された電力を放電させるように構成されるｍ（ｍは１以上の整数）段の第２のパルス発生部を含む第２のパルス発生モジュールと、を含み、
前記第１のパルス発生モジュールと第２のパルス発生モジュールの出力端は同一の負荷に接続されるように配置され、
前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも大きく、前記第２のパルスの幅は前記第１のパルスの幅よりも小さい
ことを特徴とするシナジーパルス発生回路。

【請求項2】

前記第１のパルス発生部は、第１の記憶部と、第１のスイッチ部と、第１のオフ部とを含み、
前記第１のスイッチ部は、前記第１の制御信号を受信し、前記第１の制御信号による制御でオンされることにより、前記第１のパルスを形成するために、前記第１の制御信号を受信した前記第１のスイッチ部と同じ段の前記各第１の記憶部を直列に接続され放電させるように構成され、
前記第１のオフ部は、前記第１の電源から前記第１のパルス発生部へ充電電流のみが流れ、又は、自段の前記第１のパルス発生部から次段の前記第１のパルス発生部へ充電電流が流れ、且つ自段の前記第１のパルス発生部から次段の前記第１のパルス発生部へ放電電流のみが流れるように構成され、
前記第２のパルス発生部は、第２の記憶部と、第２のスイッチ部と、第２のオフ部とを含み、
前記第２のスイッチ部は、前記第２の制御信号を受信し、前記第２の制御信号による制御でオンされることにより、前記第２のパルスを形成するために、前記第２の制御信号を受信した前記第２のスイッチ部と同じ段の前記各第２の記憶部を直列に接続され放電させるように構成され、
前記第２のオフ部は、前記第２の電源から前記第２のパルス発生部へ充電電流のみが流れ、又は、自段の前記第２のパルス発生部から次段の前記第２のパルス発生部へ充電電流が流れ、且つ自段の前記第２のパルス発生部から次段の前記第２のパルス発生部へ放電電流のみが流れるように構成される
請求項１に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項3】

前記第１のスイッチ部は、各段の前記第１の記憶部が前記第１の電源に並列に接続されて、前記第１の電源から供給される電力を受信して蓄積するように、第３の制御信号を受信したときオフされるように構成され、
前記第２のスイッチ部は、各段の前記第２の記憶部が前記第２の電源に並列に接続されて、前記第２の電源から供給される電力を受信して蓄積するように、第４の制御信号を受信したときオフされるように構成される
請求項２に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項4】

前記第１のオフ部は、第１のオフ素子及び第２のオフ素子を含み、
１段目の第１のオフ素子は、前記第１の電源の第１端と１段目の第１のメモリ部の第１端とにそれぞれ電気的に接続され、
ｉ（ｉは２以上の整数）段目の第１のオフ素子は、ｉ－１段目の第１のメモリ部の第１の端とｉ段目の第１のメモリ部の第１の端とｉ－１段目の第１のオフ素子とそれぞれ電気的に接続され、
各段の第２のオフ素子は、自段の第１のメモリ部の第２の端と自段の第１のスイッチの第２の端と次段の第２のオフ素子とそれぞれ電気的に接続され、
前記第２のオフ部は、第３のオフ素子及び第４のオフ素子を含み、
１段目の第３のオフ素子は、前記第２の電源の第１の端と１段目の第２のメモリ部の第１の端とにそれぞれ電気的に接続され、
ｊ（ｊは２以上の整数）段目の第３のオフ素子は、ｊ－１段目の第２のメモリ部の第１の端とｊ段目の第２のメモリ部の第１の端とｊ－１段目の第３のオフ素子とそれぞれ電気的に接続され、
各段の第４のオフ素子は、自段の第２のメモリ部の第２の端と自段の第２のスイッチの第２の端と次段の第４のオフ素子とそれぞれ電気的に接続される
請求項２に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項5】

各段の前記第１のメモリ部の両端に、前記第１の電源の両端にそれぞれ電気的に接続され、各段の前記第１のスイッチ部の制御端は、前記第１の制御信号を受信するように構成され、各段の前記第１のスイッチの第１の端および第２の端は、自段の前記第１のメモリ部の第１の端および次段の前記第１のメモリ部の第２の端にそれぞれ電気的に接続され、
各段の前記第２のメモリ部の両端に、前記第２の電源の両端にそれぞれ電気的に接続され、各段の前記第２のスイッチ部の制御端は、前記第２の制御信号を受信するように構成され、各段の前記第２のスイッチの第１の端および第２の端は、自段の前記第２のメモリ部の第１の端および次段の前記第２のメモリ部の第２の端にそれぞれ電気的に接続される
請求項４に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項6】

前記第１のメモリ部は第１の容量を含み、前記第２のメモリ部は第２の容量を含み、
前記第１のスイッチ部は第１の固体スイッチ素子を含み、前記第２のスイッチ部は第２の固体スイッチ素子を含み、
前記第１のオフ素子は第１のダイオードを含み、前記第２のオフ素子は第２のダイオードを含み、前記第３のオフ素子は第３のダイオードを含み、前記第４のオフ素子は第４のダイオードを含む
請求項４に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項7】

２段目～ｎ段目の前記第１のオフ素子のそれぞれは、一つの前記第１のダイオードを有し、各段の前記第２のオフ素子のそれぞれは、一つの前記第２のダイオードを有し、前記第１のダイオードの逆降伏電圧及び前記第２のダイオードの逆降伏電圧が前記第１の電圧よりも大きく、
２段目～ｍ段目の前記第３のオフ素子のそれぞれは、一つの前記第３のダイオードを有し、各段の前記第４のオフ素子のそれぞれは、一つの前記第４のダイオードを有し、前記第３のダイオードの逆降伏電圧及び前記第４のダイオードの逆降伏電圧が前記第２の電圧よりも大きい
請求項６に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項8】

１段目の前記第１のオフ素子は、ｓ個の前記第１のダイオードを含み、前記第１のダイオードの逆降伏電圧のｓ（ｓは１以上の整数）倍は、前記第１の電圧の（ｎ－１）倍よりも大きく、
１段目の前記第３のオフ素子は、ｔ（ｔは１以上の整数）個の前記第３のダイオードを含み、前記第３のダイオードの逆降伏電圧のｓ倍は、前記第２の電圧の（ｍ－１）倍よりも大きい
請求項７に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項9】

前記パルス発生回路は、さらに、
前記第１のパルス発生モジュールとグランドとにそれぞれ電気的に接続され、前記第１のパルス発生モジュール中の残留電力量を放電するように、第１の漏電信号による制御で前記第１のパルス発生モジュールとグランドとを導通させる第１の漏電モジュールと、
前記第２のパルス発生モジュールとグランドとにそれぞれ電気的に接続され、前記第２のパルス発生モジュール中の残留電力量を放電するように、第２の漏電信号による制御で前記第２のパルス発生モジュールとグランドとを導通させる第２の漏電モジュールと、を含む
請求項１に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項10】

前記第１のパルスは、ミリ秒パルス又はマイクロ秒パルスであり、
前記第２のパルスは、ナノ秒パルスである
請求項１に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項11】

トリガ部と、前記トリガ部に電気的に接続される少なくとも一対の電極とをさらに備え、
前記トリガ部は、前記第１のパルス発生モジュールと前記第２のパルス発生モジュールとにそれぞれ電気的に接続され、前記電極は、負荷に接続するためのものであり、
前記トリガ部は、第１のパルス信号及び／又は第２のパルス信号を前記電極に伝送させるように、前記トリガ命令によりトリガされたときに導通されるように構成される
請求項１に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項12】

第１のパルス信号および／または第２のパルス信号が出力する電圧をモニタし、前記第１のパルス信号および／または前記第２のパルス信号が出力する電流をモニタするためのモニタモジュールをさらに含む
請求項１に記載のシナジーパルス発生回路。

【請求項13】

請求項１ないし１２のいずれかに記載のシナジーパルス発生回路と、
前記第１のパルス発生モジュールおよび前記第２のパルス発生モジュールにそれぞれ電気的に接続され、入力情報に基づいて前記第１の制御信号および前記第２の制御信号を生成し、前記第１の制御信号を前記第１のパルス発生モジュールに伝送し、前記第２の制御信号を前記第２のパルス発生モジュールに伝送するように構成される制御モジュールとを含む
ことを特徴とするシナジーパルス発生装置。

【請求項14】

請求項１ないし１２のいずれかに記載のシナジーパルス発生回路に使用されるシナジーパルス発生方法であって、
第１のパルス発生モジュールに含まれるｎ（ｎは１以上の整数）段の第１のパルス発生部は、第１の電圧で第１の電源から供給される電力を受信し蓄積して、第２のパルス発生モジュールに含まれるｍ（ｍは１以上の整数）段の第２のパルス発生部は、前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧で第２の電源から供給される電力を受信し蓄積することと、
ｘ個（ｘは１以上ｎ以下の整数）の前記第１のパルス発生部は、第１の制御信号を受信して、第１のパルスを形成するように前記第１の制御信号による制御で放電させることと、
ｙ個（ｙは１以上ｍ以下の整数）の前記第２のパルス発生部は、第２の制御信号を受信して、第２のパルスを形成するように前記第２の制御信号による制御で放電させることと、
前記第１のパルス及び／又は前記第２のパルスを負荷に印加することと、を含み、
前記第２のパルスの幅は、前記第１のパルスの幅よりも小さい
ことを特徴とするシナジーパルス発生方法。

【請求項15】

前記第２のパルス発生部が前記第２の制御信号を受信する時間は、前記第１のパルス発生部が前記第１の制御信号を受信する時間とが異なる
請求項１４に記載のシナジーパルス発生方法。

【請求項16】

前記第１のパルス発生部は、第１の記憶部と、第１のスイッチ部と、電流が前記第１の電源から前記第１のパルス発生部への流れのみ、または、電流が自段の前記第１のパルス発生部から次段の前記第１のパルス発生部への流れのみを許容する第１のオフ部と、を含み、
ｘ個の前記第１のパルス発生部が第１の制御信号を受信して、第１のパルスを形成するように前記第１の制御信号による制御で放電させることは、ｘ個の第１のスイッチ部は、前記第１の制御信号を受信して、前記第１の制御信号による制御でオンさせることにより、前記第１のパルスを形成するように、前記第１の制御信号を受信した前記第１のスイッチ部と同段のｘ個の前記第１のメモリ部を直列に接続して放電させることを含み、
前記第２のパルス発生部は、第２の記憶部と、第２のスイッチ部と、電流が前記第２の電源から前記第２のパルス発生部への流れのみ、または、電流が自段の前記第２のパルス発生部から次段の前記第２のパルス発生部への流れのみを許容する第２のオフ部と、を含み、
前記ｙ個の前記第２のパルス発生部が第２の制御信号を受信して、第２のパルスを形成するように前記第２の制御信号による制御で放電させることは、ｙ個の前記第２のスイッチ部は、前記第２の制御信号を受信して、前記第２の制御信号による制御でオンさせることにより、前記第２のパルスを形成するように、前記第２の制御信号を受信した前記第２のスイッチ部と同段のｙ個の前記第２のメモリ部を直列に接続して放電させることを含む
請求項１４に記載のシナジーパルス発生方法。

【請求項17】

前記第１のパルス発生モジュールに含まれるｎ段の第１のパルス発生部が、第１の電源から第１の電圧で供給される電力を受信して蓄積することは、各段の前記第１のメモリ部が第３の制御信号を受信したときにオフとなることにより、各段の前記第１のメモリ部が前記第１の電源に並列に接続されて前記第１の電源から供給される電力を受信して蓄積し、
前記第２のパルス発生モジュールに含まれるｍ段の第２のパルス発生部が、第２の電源から第２の電圧で供給される電力を受信して蓄積することは、各段の前記第２のメモリ部が第４の制御信号を受信したときにオフとなることにより、各段の前記第２のメモリ部が前記第２の電源に並列に接続されて前記第２の電源から供給される電力を受信して蓄積する
請求項１６に記載のシナジーパルス発生方法。

【請求項18】

前記第１のパルスは、ミリ秒パルス又はマイクロ秒パルスであり、
前記第２のパルスは、ナノ秒パルスである
請求項１４に記載のシナジーパルス発生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中国に出願された番号がＣＮ２０２１１０９２１２５９．Ｘで、名称が「シナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法」と、中国に出願された番号がＣＮ２０２１１０９２１２６２．１で、名称が「シナジーパルス発生装置、システム及び発生方法」に基づき優先権を主張するものであり、前記出願の全内容を参照によりここに援用する

【0002】

本発明は、パルス発生や医療機器技術に関して、具体的に、シナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法に関するものである。

【背景技術】

【0003】

パルスパワー技術は、ゆっくり蓄積した高密度なエネルギーを高速に圧縮して、負荷に変換または直接放出する電気的物理技術である。この技術発展が始まり、その主要な応用分野は、主に粒子加速器、電磁パルス武器、強レーザー発生器、新型武器研究等の軍工国防分野であり、パルスパワー技術の急速発展を推進している。

【0004】

近年、パルスパワー技術の応用が医療、環境科学、アイソソーム科学、食品処理、電磁両立検査及びバイオエンジニアリング等の分野に拡張していくにつれて、パルス発生器への要求も変化しつつある。

【0005】

従来のパルサは、通常、特定幅のパルス信号しか発生できず、パルス技術の複雑な適用ニーズに応えることができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、前記課題の少なくとも一つをある程度で解決しようとするものであり、異なる幅のパルスを発生させてさらに多くのパルス組み合わせを形成させるシナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様によれば、第１の電源と、第１の電源と電気的に接続される第１のパルス発生モジュールと、第２の電源と、第２の電源と電気的に接続される第２のパルス発生モジュールとを含むシナジーパルス発生回路を提供する。
第１のパルス発生モジュールは、第１の電源から第１の電圧で供給される電力を受信して蓄積し、負荷に印加する第１のパルスを形成するために第１の制御信号を受信した第１のパルス発生部をｘ（ｘは１以上ｎ以下の整数）個の放電させるように、第１の制御信号を受信したとき、蓄積された電力を放電させるように構成されるｎ（ｎは１以上の整数）段の第１のパルス発生部を含み、
第２のパルス発生モジュールは、第２の電源から第２の電圧で供給される電力を受信して蓄積し、負荷に印加する第２のパルスを形成するために第２の制御信号を受信した第２のパルス発生部をｙ（ｙは１以上ｍ以下の整数）個放電させるように、第２の制御信号を受信したとき、蓄積された電力を放電させるように構成されるｍ（ｍは１以上の整数）段の第２のパルス発生部を含み、
第１のパルス発生モジュールと第２のパルス発生モジュールの出力端は同一の負荷に接続されるように配置され、
第２の電圧は第１の電圧よりも大きく、第２のパルスの幅は第１のパルスの幅よりも小さいである。

【0008】

本発明の第２の態様によれば、シナジーパルス発生装置を提供する。
シナジーパルス発生装置は、
本発明の第１の態様によるシナジーパルス発生回路と、
第１のパルス発生モジュールおよび第２のパルス発生モジュールにそれぞれ電気的に接続され、入力情報に基づいて第１の制御信号および第２の制御信号を生成し、第１の制御信号を第１のパルス発生モジュールに伝送し、第２の制御信号を第２のパルス発生モジュールに伝送するように構成される制御モジュールとを含む。

【0009】

本発明の第３の態様によれば、本発明の第１の態様によるシナジーパルス発生回路に使用されるシナジーパルス発生方法を提供する。該方法は、
第１のパルス発生モジュールに含まれるｎ（ｎは１以上の整数）段の第１のパルス発生部は、第１の電圧で第１の電源から供給される電力を受信し蓄積して、第２のパルス発生モジュールに含まれるｍ（ｍは１以上の整数）段の第２のパルス発生部は、第１の電圧よりも大きい第２の電圧で第２の電源から供給される電力を受信し蓄積することと、
ｘ個（ｘは１以上ｎ以下の整数）の第１のパルス発生部は、第１の制御信号を受信して、第１のパルスを形成するように第１の制御信号による制御で放電させることと、
ｙ個（ｙは１以上ｍ以下の整数）の第２のパルス発生部は、第２の制御信号を受信して、第２のパルスを形成するように第２の制御信号による制御で放電させることと、
第１のパルス及び／又は第２のパルスを負荷に印加することと、を含み、
第２のパルスの幅は、第１のパルスの幅よりも小さいである。

【0010】

いくつかの実施例で、第２のパルス発生部が第２の制御信号を受信する時間は、第１のパルス発生部が第１の制御信号を受信する時間とが異なる。

【0011】

本発明実施例による技術案による有益な技術的効果は、本発明実施例によるシナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法は、幅の異なる第一パルス及び／又は第２のパルスを選択的に形成でき、かつ、第一パルスと第２のパルスの電圧を選択することで、複合パルスを負荷に印加するという目的を達成することができるものである。本発明のシナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法を腫瘍治療のエレクトロポレーションデバイスに用いる場合、負荷が腫瘍細胞を例とする場合、複合パルスの役割は、腫瘍細胞に対するアブレーション効果を高める上で有利である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明実施例によるシナジーパルス発生回路の構成を示す図である。

【図2】本発明実施例によるもう一つのシナジーパルス発生回路の構成を示す図である。

【図3】本発明実施例による他のシナジーパルス発生回路の構成を示す図である。

【図4】本発明実施例によるシナジーパルス発生装置の構成を示す図である。

【図5】本発明実施例によるシナジーパルス発生方法のフローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の前記および／または付加的な点および利点は、以下の図面を通して実施例の説明から明らかになる。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明の実施例の一例を図面に示しており、同一または類似の要素、または同一または類似の要素を、図中、始めから同一又は類似の符号で表している。なお、図示された本発明の特徴について、既知の技術の詳細な説明が必要無いため、省略する。以下に図面を参照して記述する実施例は例示であり、本発明を限定するものでない。

【0014】

当業者は、特に定義されない限り、ここで用いられるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する分野の常用な技術者による一般的な理解と同義である。汎用辞書のような用語は、従来のコンテキストの意味に合致すると解される意味として解されるべきであり、ここと同様に特定的な定義がない限り、理想的又は正式な意味に照らし合わせられない。

【0015】

当業者は、特に断らない限り、ここで用いられる単数の「一」、「一つ」、「前記」及び「該」は、複数の形態を含むことも理解できる。なお、本発明の明細書において「含む」という用語は、特徴、整数、ステップ、操作、素子および／またはモジュールが存在することを意味するが、他の特徴、整数、ステップ、操作、素子、モジュールおよび／またはそれらの組み合わせが存在又は添加することを排除するものではない。

【0016】

近年、パルスパワー技術の応用が医療、環境科学、アイソソーム科学、食品処理、電磁両立検査及びバイオエンジニアリング等の分野に拡張していくにつれて、パルス発生器への要求も変化しつつある。

【0017】

医学分野を例とすると、本発明の発明者は、エレクトロアブレーション技術を用いて腫瘍細胞のアブレーションを行う場合に、複数の異なるパルス幅のパルスが複合して用いられ、単一パルスよりも良好なアブレーション効果が得られる場合があることを見出した。例えば、マイクロ秒パルスが腫瘍細胞に作用された場合に、大きいアブレーション面積を有するものの、腫瘍細胞、特に歪みが高い悪性腫瘍細胞に対するアブレーション率は低く、ナノ秒パルスが腫瘍細胞に作用された場合に、高いアブレーション率を有するものの、アブレーション面積は小さい。マイクロ秒パルス又はミリ秒パルスとナノ秒パルスとを複合的に用いると、腫瘍細胞のアブレーション効果を顕著に向上させることができる。腫瘍細胞のアブレーションは、ナノ秒パルスにより誘導された可逆エレクトロポレーションによる他に、ナノ秒パルスにより誘導された不可逆エレクトロポレーションの存続期間に、さらにマイクロ秒またはミリ秒パルスを協同で印加することにより、細胞膜の穿孔によりマイクロ秒またはミリ秒パルスの電場を細胞内部に浸透させ、さらにアポトーシスを誘導することができる。単独でナノ秒パルス、マイクロ秒パルス、またはミリ秒パルスによるものよりもアブレーション効果が高い。前記シナジーパルスを生成するために、対応するパルス発生装置が必要となる。これに対し、従来のパルス発生機は、通常で特定の幅のパルス信号しか発生できず、パルスの複雑な適用ニーズに応えることができない。

【0018】

本発明は、前記課題の少なくとも一つをある程度で解決することを目的とするシナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法を提案する。

【0019】

以下、具体的な実施例により、本発明の技術案、及び本発明の技術案で技術的課題をどのように解決するかについて詳細に説明する。

【0020】

本発明の実施例は、図１に示すように、第１の電源Ｕ１と、第１の電源Ｕ１に電気的に接続される第１のパルス発生モジュール１と、第２の電源Ｕ２と、第２の電源Ｕ２に電気的に接続される第２のパルス発生モジュール２とを含むシナジーパルス発生回路を提供する。

【0021】

第１のパルス発生モジュール１は、ｎ（ｎは１以上の整数）段の第１のパルス発生部１１を備え、第１のパルス発生部１１は、第１の電源Ｕ１から第１の電圧で供給される電力を受信して蓄積して、第１の制御信号を受信すると、蓄積した電力量を放出し、第１の制御信号を受信したｘ（ｘは１以上ｎ以下の整数）個の第１のパルス発生部１１は放電を行い、負荷３に印加される第１のパルスを形成する。

【0022】

第２のパルス発生モジュール３は、ｍ（は１以上の整数）段の第２のパルス発生部２１を備え、第２のパルス発生部２１は、第２の電源Ｕ２から第２の電圧で供給される電力を受電して蓄積して、第２の制御信号を受信すると、蓄積した電力量を放出し、第２の制御信号を受信したｙ（ｙは１以上ｍ以下の整数）個の第２のパルス発生部２１は放電を行い、負荷３に印加される第２のパルスを形成する。

【0023】

幾つかの実施例で、第２の電圧は第１の電圧よりも大きく、第２のパルスの幅は第１のパルスの幅よりも小さいである。幾つかの実施例で、第２のパルス発生部２１が第２の制御信号を受信する時間は、第１のパルス発生部１１が第１の制御信号を受信する時間と異なる。

【0024】

なお、理論的に、第１の制御信号を受信したｘ個の第１のパルス発生部１１はいずれも第１の電圧で放電されるが、実際には、パルス発生回路の各素子の等価インピーダンス等による影響により、第１のパルス発生部１１の放電電圧が第１の電圧より僅かに低いであるが、第１の電圧との差が小さいである。よって、負荷３に印加される第１のパルスの電圧を、ｘ倍の第１の電圧に近似できる。類似には、負荷３に印加される第２のパルスの電圧を、ｙ倍の第２の電圧に近似できる。説明の便宜上、後述する実施例において、第１のパルス発生部１１及び第２のパルス発生部２１の放電時の実際の電圧値に対する解釈及び説明を省略し、全てに第１の電圧及び第２の電圧で記述する。前記記載に基づき、同時に放電される第１のパルス発生部１１および同時に放電される第２のパルス発生部２１の個数を設けることにより、第１のパルスの電圧および第２のパルスの電圧を調整することができる。

【0025】

なお、第２のパルス発生部２１が第２の制御信号を受信した時間は、第１のパルス発生部１１が第１の制御信号を受信した時間とは異なることは、第２のパルス発生部２１が第２の制御信号を受信した場合、第１のパルス発生部１１は第１の制御信号を受信しないことですが、第１のパルス発生部１１が第１の制御信号を受信した場合、第２のパルス発生部２１は第２の制御信号を受信しないことです。つまり、第１のパルスと第２のパルスとが同時に形成されず、第１のパルスと第２のパルスとが互いに干渉しないようにする。

【0026】

第１の制御信号と第２の制御信号の異なる設置により、異なるパルス組み合わせを形成できる。例えば、ある具体的な実施例で、パルス群は、複数の第１のパルス群を含み、隣り合う２つの第１のパルス群は、時間ｔ１を間隔し、各第１のパルス群は、ａ個の第１のパルスを含み、隣り合う２つの第１のパルスは、時間ｔ２を間隔する。もう一つの具体的な実施例で、パルス群は、複数の第２のパルス群を含み、隣り合う２つの第２のパルス群は時間ｔ３を間隔し、各第２のパルス群はｂ個の第２のパルスを含み、隣り合う２つの第２のパルスは時間ｔ４を間隔する。他の具体的な実施例において、パルスの組み合わせは、複数の第１のパルスと複数の第２のパルスとを含む。第１のパルスと第２のパルスは、負荷３に交互に印加されてもよいし、全ての第１のパルスが負荷３に印加された後で第２のパルスが負荷３に印加されてもよい。または、全ての第２のパルスが負荷３に印加された後で第2のパルスが負荷３に印加される。これらの第１のパルスが複数の第１のパルス群を形成し、これらの第２のパルスが複数の第２のパルス群を形成してもよい。第１のパルス群と第２のパルス群とは、負荷３に交互に印加される。

【0027】

本実施例におけるシナジーパルス発生回路は、幅の異なる第１のパルスおよび／または第２のパルスを選択的に形成し、第１のパルスと第２のパルスの電圧を選択することができることにより、複合パルスを負荷３に印加する目的を実現している。制御信号の設定により、第１のパルスおよび第２のパルスの幅を制御することが可能である。異なるパルス電圧の要求に応じて、当業者は、出力されるパルス電圧が所望の電圧範囲を満たすように、第１の電源および第２の電源の電圧とパルス発生部の段数とを対応づけて配置することができる。

【0028】

説明の便宜上、本発明のシナジーパルス発生回路が出力する信号は、シナジーパルスまたは複合パルスともいう。

【0029】

負荷３が腫瘍組織を例とすると、複合パルスの作用は腫瘍細胞に対するアブレーション効果を高めるのに有利である。ここで、第１のパルスは、ミリ秒パルス又はマイクロ秒パルスであってもよく、第２のパルスは、ナノ秒パルスであってもよい。マイクロ秒パルスとナノ秒パルスとの組み合わせを例とすると、第１のパルスの電圧は、数キロボルトのオーダーで、ナノ秒パルスの電圧は、数十キロボルトのオーダーでもよい。例えば、ナノ秒パルスの電圧が１５ＫＶであり、第２の電圧源が７５０Ｖであれば、２０段のパルス発生部により１５ＫＶの出力を実現できる。

【0030】

上記実施例では、シナジーパルス発生回路が選択可能なフレームについて説明したが、下記実施例で、第１のパルス発生モジュール１における各段の第１のパルス発生部１１の構成及び各段の第１のパルス発生部１１への接続関係について、第２のパルス発生モジュール２における各段の第２のパルス発生部２１の構成及び各段の第２のパルス発生部２１の接続関係についても、詳細を説明する。

【0031】

１つの好ましい実施例で、図２に示すように、シナジーパルス発生回路における第１のパルス発生部１１は、第１の記憶部１１１、第１のスイッチ部１１２及び第１のオフ部１１３を含み、第２のパルス発生部２１は、第２の記憶部２１１、第２のスイッチ部２１２及び第２のオフ部２１３を含む。

【0032】

図２に示すように、第１のスイッチ部１１２は、第１のパルスを形成するために第１の制御信号を受信した第１のスイッチ部１１２と同じ段の各第１の記憶部１１１を直列に接続して放電させるように、第１の制御信号による制御でオンされるように配置される。図２に示すように、第１のオフ部１１３は、第１の電源Ｕ１から第１のパルス発生部１１への電流のみが流れ、あるいは自段の第１のパルス発生部１１から次段の第１のパルス発生部１１へ流れるように配置されている。

【0033】

具体的には、放電を行う場合に、第１の制御信号を受信した第１のスィッチ部１１２のみがオンし、同時に第１のオフ部１１３の一方向オフ作用により、第１の制御信号を受信した第１のパルス発生部１１内の第１の記憶部１１１は直列に接続され、放電が行われる。第１の記憶部１１１は放電中に、１つの電源に相当し、これらの直列接続された電源は同時に第１の電圧で放電し、ｎ段の第１の記憶部１１１のうちｘ個の第１の記憶部１１１が直列接続されて放電すると、形成される第１のパルスの電圧は、ｘ倍の第１の電圧となる。

【0034】

図２に示すように、第２のスイッチ部２１２は、第２の制御信号の制御によってオンされ、第２の制御信号を受信した第２のスイッチ部２１２と同段の各第２の記憶部２１１を直列接続して放電させて第２のパルスを形成し、第２のオフ部２１３は、第２の電源Ｕ２から第２のパルス発生部２１にのみ電流を流すように配置される。あるいは、自段の第２のパルス発生部２１から次段の第２のパルス発生部２１へ流れる。

【0035】

図２に示すように、第２のスイッチ部２１２は、第２のパルスを形成するために第２の制御信号を受信した第２のスイッチ部２１２と同じ段の各第２の記憶部２１１を直列に接続して放電させるように、第２の制御信号による制御でオンされるように配置される。第２のオフ部２１３は、第２の電源Ｕ２から第２のパルス発生部２１への電流のみが流れ、あるいは自段の第２のパルス発生部２１から次段の第２のパルス発生部２１へ流れるように配置されている

【0036】

具体的には、放電を行う場合には、第２の制御信号を受信した第２のスイッチ部２１２のみがオンする。同時に、第２のオフ部２１３の一方向オフ作用により、第２の制御信号を受信した第２のパルス発生部２１内の第２の記憶部２１１は直列接続されて放電される。第２の記憶部２１１は、放電中に１つの電源に相当し、これら直列接続された電源は同時に第２の電圧で放電する。ｍ段の第２の記憶部２１１のうちｙ個の第２の記憶部２１１が直列に接続されて放電される。形成される第２のパルスの電圧は、ｙ倍の第２の電圧となる。

【0037】

図２に示すように、第１のスイッチ部１１２は、第３の制御信号を受信した場合にオフされることにより、各段の第１の記憶部１１１を第１の電源Ｕ１に並列に接続して第１の電源Ｕ１から供給される電力を受信して蓄積するように構成される。第２のスイッチ部２１２は、第４の制御信号を受信した場合にオフされることにより、各段の第２の記憶部２１１を第２の電源Ｕ２に並列に接続して第２の電源Ｕ２から供給される電力を受信して蓄積するように構成される。

【0038】

具体的に、第１のスイッチ部１１２がオフ状態であるとき、第１のオフ部１１３の一方向オフ作用により、各段の第１の記憶部１１１間が並列関係となって第１の電源Ｕ１から供給される電力を第１の電圧で記憶する。同様に、各段の第２の記憶部２１１間も並列関係となって第１の電源Ｕ１から供給される電力を第１の電圧で記憶する。

【0039】

一つの具体的な実施例で、図３に示すように、該シナジーパルス発生回路において、第１のオフ部１１３は、第１のオフ素子と第２のオフ素子とを備える。１段目の第１のオフ素子は、第１の電源Ｕ１の第１の端と１段目の第１の記憶部１１１の第１の端とにそれぞれ電気的に接続される。ｉ（ｉは２以上の整数）段目の第１のオフ素子は、ｉ－１段目の第１の記憶部１１１の第１の端、ｉ段目の第１の記憶部１１１の第１の端、及びｉ－１段目の第１のオフ素子とそれぞれ電気的に接続される。各段の第２のオフ素子は、自段の第１の記憶部１１１の第２の端と自段の第１のスイッチの第２の端と次段の第２のオフ素子とそれぞれ電気的に接続される。

【0040】

図３に示すように、該シナジーパルス発生回路において、第２のオフ部２１３は、第３のオフ素子と第４のオフ素子とを含む。１段目の第３のオフ素子は、第２の電源Ｕ２の第１の端及び１段目の第２の記憶部２１１の第１の端にそれぞれ電気的に接続される。ｊ（ｊは２以上の整数）段目の第３のオフ素子は、ｊ－１段目の第２の記憶部２１１の第１の端とｊ段目の第２の記憶部２１１の第１の端とｊ－１段目の第３のオフ素子とそれぞれ電気的に接続される。各段の第４のオフ素子は、自段の第２の記憶部２１１の第２の端と自段の第２のスイッチの第２の端と次段の第４のオフ素子とそれぞれ電気的に接続される。

【0041】

さらに、図３に示すように、各段の第１の記憶部１１１の両端は、第１の電源Ｕ１の両端にそれぞれ電気的に接続される。各段の第１のスイッチ部１１２の制御端は、第１の制御信号を受信して、自段の第１の記憶部１１１の第１の端及び次段の第１の記憶部１１１の第２の端に各段の第１のスイッチ部１１２の第１の端及び第２の端がそれぞれ電気的に接続されるように配置されている。各段の第２の記憶部２１１の両端は、第２の電源Ｕ２の両端にそれぞれ電気的に接続される。各段の第２のスイッチ部２１２の制御端は、第２の制御信号を受信して、各段の第２のスイッチの第１の端および第２の端がそれぞれ自段の第２の記憶部２１１の第１の端および次段の第２の記憶部２１１の第２の端に電気的に接続されるように配置されている。

【0042】

いくつかの具体的な態様において、第１の記憶部１１１は第１の容量を含み、第２の記憶部２１１は第２の容量を含む。第１のスイッチ部１１２は、第１の固体スイッチ素子を含み、第２のスイッチ部２１２は、第２の固体スイッチ素子を含む。第１のオフ素子は、第１のダイオードを含み、第２のオフ素子は、第２のダイオードを含み、第３のオフ素子は、第３のダイオードを含み、第４のオフ素子は、第４のダイオードを含む。すなわち、記憶素子として容量を採用し、スイッチ素子として固体スイッチ素子を採用し、オフ素子としてダイオードを採用している。なお、固体スイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、トライオード等に基づいて実現することができる。

【0043】

図３をさらに参照して、該パルス発生回路において、第１のパルス発生モジュール１は４段の第１のパルス発生部１１を含み、第２のパルス発生モジュール２は３段の第２のパルス発生部２１を含み、ただし、ｎは４で、ｍは３である。なお、これは例示に過ぎず、第１のパルス発生モジュール１における第１のパルス発生部１１の段数、及び第２のパルス発生モジュール２における第２のパルス発生部２１の段数を限定するものではない。

【0044】

図３に示すように、第１の段～第４の段の第１のスイッチ部１１２、すなわち、第１の段～第４の段の第１の固体スイッチ素子は、それぞれ、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３、および固体スイッチ素子Ｓ_１－４である。第１の段～第４の段の第１のスイッチメモリは、それぞれ、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４である。第１の段～第４の段の第１のオフ素子は、それぞれ、ダイオードＤ_１－１、ダイオードＤ_１－２、ダイオードＤ_１－３及びダイオードＤ_１－４である。第１の段～第４の段の第２のオフ素子は、それぞれ、ダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２、ダイオードＤ_２－３及びダイオードＤ_２－４である

【0045】

図３に示すように、第１の段～第４の段の第２のスイッチ部２１２、すなわち、第１の段～第４の段の第２のトライオードは、それぞれ固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２、固体スイッチ素子Ｓ_２－３、及び固体スイッチ素子Ｓ_２－４である。第１の段～第４の第２の記憶部２１１は、それぞれコンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２、コンデンサＣ_２－３及びコンデンサＣ_２－４である。第１の段～第４の段の第３のオフ素子は、それぞれダイオードＤ_３－１、ダイオードＤ_３－２、ダイオードＤ_３－３およびダイオードＤ_３－４である。第１の段～第４の段の第４の素子オフは、それぞれ、ダイオードＤ_４－１、ダイオードＤ_４－２およびダイオードＤ_４－3である。

【0046】

図３に示すように、該シナジーパルス発生回路には、第１の電源Ｕ１が第１の記憶部１１１へ、すなわちコンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４へ充電する場合、第２のオフ素子、すなわちダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２、ダイオードＤ_２－３及びダイオードＤ_２－４に電流が流れる。一方、第２の電源Ｕ２が第２の記憶部２１１へコンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２、コンデンサＣ_２－３へ充電する場合、第４のオフ部、すなわち、ダイオードＤ_４－１、ダイオードＤ_４－２、ダイオードＤ_４－３に電流が流れる。

【0047】

図３に示すように、該シナジーパルス発生回路には、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３、コンデンサＣ_１－４が放電されると、第４のオフ素子、すなわちダイオードＤ_４－１、ダイオードＤ_４－２、ダイオードＤ_４－３に電流が流れる。コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２、コンデンサＣ_２－３が放電すると、ダイオードＤ_４－１、ダイオードＤ_４－２、ダイオードＤ_４－３が逆オフ状態に動作する。

【0048】

本実施例によるシナジーパルス発生回路のうち、第１のパルス発生モジュール１と第２のパルス発生モジュール２は、複合パルスの発生を実現できるだけでなく、配線スペースを削減することができ、すなわち、より面積の小さい回路基板を本実施例におけるシナジーパルス発生回路のキヤリアとすることができる。

【0049】

図３に示すように、第１の電源Ｕ１及び第２の電源Ｕ２は、いずれも定電圧電源であり、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３、および固体スイッチ素子Ｓ_１－４が第３の制御信号を受信すると、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４はいずれもオフ状態である。ダイオードＤ_１－１、ダイオードＤ_１－２、ダイオードＤ_１－３およびダイオードＤ_１－４、ダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２およびダイオードＤ_２－３は、いずれも一方向のオン機能を有する。コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４は、並列接続の関係にあり、第１の電源Ｕ１の第１の端及び第２の端に電気的に接続され、すなわち、いずれも、第１の電源Ｕ１の正極および負極に電気的に接続される。充電が完了すると、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２及びコンデンサＣ_１－３の両端の電位差はいずれも第１の電圧である。

【0050】

同様に、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３は、いずれも第４の制御信号を受けると、コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３は、並列接続の関係にあり、第２の電源Ｕ２の第１の端及び第２の端にそれぞれ電気的に接続され、即ち第２の電源Ｕ２の正極及び負極に電気的に接続される。充電が完了すると、コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３の両端の電位差は、いずれも第２の電圧となる。

【0051】

図３に示すように、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３、および固体スイッチ素子Ｓ_１－４は、いずれも第１の制御信号を受信すると、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４はいずれもオン状態である。ダイオードＤ_１－１、ダイオードＤ_１－２、ダイオードＤ_１－３およびダイオードＤ_１－４、ダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２、ダイオードＤ_２－３およびダイオードＤ_２－４は、一方向のオン機能を有するので、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４は直列関係にあり、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４は同時に放電する。また放電電圧はいずれも第１の電圧であるため、形成されるパルスの電圧は４倍の第１の電圧となる。

【0052】

同様に、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３のいずれもが第２の制御信号を受信すると、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３は、いずれもオン状態である。コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３は直列関係にあり、コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３は同時に放電し、放電電圧はいずれも第２の電圧であるため、形成される第２のパルスの電圧は４倍の第２の電圧となる。

【0053】

さらに、図３に示すように、該シナジーパルス発生回路には、２段目からｎ段目までの第１のオフ素子がいずれも１つの第１のダイオードを備え、各段の第２のオフ素子がいずれも１つの第２のダイオードを備え、第１のダイオードの逆降伏電圧及び第２のダイオードの逆降伏電圧は、いずれも第１の電圧より大きいである。２段目からｍ段目までの第３のオフ素子がいずれも１つの第３のダイオードを備え、各段の第４のオフ素子がいずれも１つの第４のダイオードを備え、第３のダイオードの逆降伏電圧及び前記第４のダイオードの逆降伏電圧は、いずれも第２の電圧よりも大きいである。１段目の第１のオフ素子は、ｓ個の第１のダイオードを含み、第１のダイオードの逆降伏電圧のｓ倍は、第１の電圧の（ｎ－１）倍よりも大きいである。１段目の第３のオフ素子は、ｔ個の第３のダイオードを含み、第３のダイオードの逆降伏電圧のｓ倍は、第２の電圧の（ｍ－１）倍よりも大きいである。ｓは１以上の整数であり、ｔは１以上の整数である。

【0054】

図３に示すシナジーパルス発生回路を例にとすると、第１のパルス発生モジュール１は４段の第１のパルス発生部１１を含み、第２のパルス発生モジュール２は３段の第２のパルス発生部２１を含む。全てのオフ素子としてのダイオードのパラメータが同じであれば、第１の電圧が第２の電圧よりも小さいため、各ダイオードが正常に一方向のオフ作用を発揮できることを保証するために、第２の電圧を選択根拠とすべきであり、例えば、第２の電圧が１０００Ｖであれば、各ダイオードの逆降伏電圧は１０００Ｖよりも大きいはずである。

【0055】

図３に示すように、第１の電圧が２００Ｖで、第２の電圧が１０００Ｖで、グランドレベルが０Ｖであれば、各ダイオードの逆降伏電圧はいずれも１１００Ｖである。第１のパルス送信モジュールによる放電過程において、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４がいずれもオン状態であれば、コンデンサＣ_１－１が第１の電源Ｕ１の正極に接続される一端の電圧が８００Ｖであり、このとき、ダイオードＤ_１－１の両端の差圧が８００Ｖであれば、ダイオードＤ_１－１を１つ設ければよい。第１の電圧が５００Ｖである場合、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４がいずれもオン状態であれば、第１の電源Ｕ１の正極に接続されるコンデンサＣ_１－１の一端の電圧が２０００Ｖであり、このとき、ダイオードＤ_１－１の両端の差圧が１５００Ｖであれば、２つのダイオードＤ_１－１を設ければよい。

【0056】

同様に、第２の電圧が１０００Ｖで、グランドレベルが０Ｖで、各ダイオードの逆降伏電圧がいずれも１１００Ｖであり、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２、固体スイッチ素子Ｓ_２－３がいずれもオン状態になると、第２の電源Ｕ２の正極に接続されるコンデンサＣ_２－１の一端の電圧が３０００Ｖとなり、このとき、ダイオードＤ_３－１の両端の差圧が２０００Ｖとなり、２つのダイオードＤ_３－１を設ける必要がある。

【0057】

図３を参照すると、本発明の実施例によるパルス発生回路は、第１の漏電モジュール４と第２の漏電モジュール５を更に含んでもよい。第１の漏電モジュール４は、第１のパルス発生モジュールとグランドとにそれぞれ電気的に接続され、第１の漏電信号による制御で第１のパルス発生モジュールとグランドとを導通させて第１のパルス発生モジュール中の残留電力量を放電するように配置される。第２の漏電モジュール５は、第２のパルス発生モジュールとグランドとにそれぞれ電気的に接続され、第２の漏電信号による制御で第２のパルス発生モジュールとグランドとを導通させて第２のパルス発生モジュール中の残留電力量を放電するように配置される。

【0058】

いくつかの実施例では、パルス発生回路は、第１のパルス発生モジュール及び第２のパルス発生モジュールのそれぞれに電気的に接続されるトリガ部６１と、トリガ部６１に電気的に接続される少なくとも一対の電極６２とをさらに含み、電極６２は、負荷３に接触させるためのものである。トリガ部６１は、トリガー命令によってトリガされるとオンになり、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号を電極６２に伝達するように構成される。

【0059】

いくつかの実施例では、パルス発生回路は、トリガ部６１に関連付けられた関連スイッチ６３をさらに含む。具体的に、本実施例におけるシナジーパルス発生回路が医療機器、例えば電気アブレーションデバイスに適用される場合には、関連スイッチ６３はフットスイッチであってもよい。

【0060】

いくつかの実施例では、電極６２は複数対あり、パルス発生回路は、多重変換部６４をさらに含む。多重化部６４は、複数対の電極に合うように、１つの信号を多重化信号に変換してもよい。電極６２毎に同じ信号が２つ必要となる。

【0061】

いくつかの実施例では、パルス発生回路は、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号が出力する電圧をモニタし、および／または、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号が出力する電流をモニタするモニタモジュールをさらに含む。モニタモジュールは、抵抗７と、第１のモニタ部８１及び第２のモニタ部８２とを備える。抵抗７は、それぞれ、第１のパルス発生モジュール、第２のパルス発生モジュール、及びグランドと電気的に接続され、抵抗７に第１のパルス信号及び／又は第２のパルス信号が印加されてよい。第１のモニタ部８１は、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号の電流をモニタするように構成されており、第２のモニタ部８２は、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号が抵抗７に印加する電圧をモニタするように構成される。もちろん、一方のモニタ部のみを用いてシナジーパルス信号の出力電圧または電流の一方をモニタしてもよい。例えば、第１のモニタ部８１のみを用い、この場合、第１のモニタ部８１は電圧センサや電流センサとして構成することができる。

【0062】

第１のモニタ部８１は第１のピアソンコイルを含み、第２のモニタ部８２は第２のピアソンコイルを含む。第１のピアソンコイルは、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号の電流を誘起するように配置されている。第２のピアソンコイルは、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号が抵抗７に印加する電圧を誘起するように配置されている。これにより、第１のパルス信号および／または第２のパルス信号が出力する電圧のモニタおよび出力電流のモニタが実現される。

【0063】

一つの具体的な実施例では、所定のパラメータを有する第１のパルス信号と第２のパルス信号とが形成される。上記２つのピアソンコイルは、対応する電流と電圧とを誘導可能であり、上記２つのピアソンコイルの誘導結果が、第１のパルス信号と第２のパルス信号のパラメーターに適合するときには、このときのシナジーパルス発生回路は通常動作状態にある。前記２つのピアソンコイルの誘導結果が第１のパルス信号と第２のパルス信号のパラメータからずれていると判定されると、操作者が故障を即時に発見し、対応する措置をとることができるように、シナジーパルス発生装置が非作動状態にあると判定される。

【0064】

例えば、本実施例のシナジーパルス発生回路を医学分野に応用した場合、すなわちパルス治療器具に応用した場合に、モニタモジュールからのモニタ結果により、出力される第１のパルスおよび／または第２のパルスが正常であるか否かを即時に判断することができ、負荷３における出力と設定された出力パラメータとの協調が保たれる。

【0065】

同一の発明思想に基づいて、図４に示すように、本発明の実施例はシナジーパルス発生装置を提供するものである。該シナジーパルス発生装置は、上記実施例におけるシナジーパルス発生回路及び制御モジュールを備える。制御モジュールは、第１のパルス発生モジュール１および第２のパルス発生モジュール２にそれぞれ電気的に接続され、入力情報に基づいて第１の制御信号および第２の制御信号を生成するように構成される。第１の制御信号は第１のパルス発生モジュール１に伝送され、第２の制御信号は第２のパルス発生モジュール２に伝送される。

【0066】

この実施例によるシナジーパルス発生装置は、上述した実施例のシナジーパルス発生回路の有益効果を含むので、その説明は省略する。

【0067】

具体的に、本実施例のシナジーパルス発生装置は、マイクロ秒パルスとナノ秒パルスとのシナジー出力を提供する電気アブレーション装置に用いることができ、マイクロナノナイフ装置とも称されうる。例えば、第１のパルスがマイクロ秒パルスであり、第２のパルスがナノ秒パルスである。マイクロナノナイフシステムによれば、ナノ秒パルスとマイクロ秒パルスとの組み合わせを発生させることができ、ナノ秒パルスとマイクロ秒パルスとの組み合わせを腫瘍組織に加えることで、腫瘍組織のアブレーション効果を効果的に向上させることができる。

【0068】

同一の発明思想に基づいて、本発明実施例は、図５に示すように、シナジーパルス発生方法も提供する。該シナジーパルス発生方法は、

【0069】

Ｓ１において、第１のパルス発生モジュール１に含まれるｎ（ｎは１以上の整数）段の第１のパルス発生部１１は、第１の電源Ｕ１から第１の電圧で供給される電力を受信して蓄積する。第２のパルス発生モジュール２に含まれるｍ（ｍは１以上の整数）段の第２のパルス発生部２１は、第２の電源Ｕ２から第１の電圧よりも大きい第２の電圧で供給される電力を受信して蓄積する。

【0070】

なお、第１のパルス発生モジュール１の充電過程と第２のパルス発生モジュール２の充電過程は、同時に行ってもよいし、第１のパルス発生モジュール１又は第２のパルス発生モジュール２のみに充電してもよく、或いは、第１のパルス発生モジュール１の充電過程と第２のパルス発生モジュール２の充電過程が同時に行わなくてもよい。

【0071】

具体的に、第１のパルス発生モジュール１に含まれるｎ段の第１のパルス発生部１１が、第１の電源Ｕ１から第１の電圧で供給される電力量を受信して蓄積することは、各第１のスイッチ部１１２は、第３の制御信号を受信したときにオフして、各段の第１の記憶部１１１を第１の電源Ｕ１に並列に接続して第１の電源Ｕ１から供給される電力を受信して蓄積することを含む。

【0072】

図３に示すシナジーパルス発生回路を例にすると、第１のパルス発生モジュール１の充電プロセスは、以下の通りである。固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３、及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４が第３の制御信号を受信した場合、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４がいずれもオフ状態であり、ダイオードＤ_１－１、ダイオードＤ_１－２、ダイオードＤ_１－３およびダイオードＤ_１－４、ダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２、ダイオードＤ_２－３およびダイオードＤ_２－４は、一方向オン機能を有する。これにより、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４は、並列の関係であり、第１の電源Ｕ１の第１の端及び第２の端に電気的に接続され、すなわち、いずれも、第１の電源Ｕ１の正極および負極に電気的に接続される。コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４の両端の電位差がともに第１の電圧になるまで、第１のパルス発生モジュール１は充電している。

【0073】

具体的に、第２のパルス発生モジュール２に含まれるｍ段の第２のパルス発生部２１は、第２の電源Ｕ２から第２の電圧で供給される電力を受信して蓄積することは、各第２のスイッチ部２１２は、第４の制御信号を受信したときにオフして、各段の第２の記憶部２１１を第２の電源Ｕ２に並列に接続して第２の電源Ｕ２から供給される電力を受信して蓄積することを含む。

【0074】

図３に示すシナジーパルス発生回路を例にとると、第２のパルス発生モジュール２の充電プロセスは、以下の通りである。固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３が第４の制御信号を受信した場合、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３がいずれもオフ状態であり、ダイオードＤ_３－１、ダイオードＤ_３－２、ダイオードＤ_３－３、ダイオードＤ_３－４、ダイオードＤ_４－１、ダイオードＤ_４－２およびダイオードＤ_４－３は、一方向オン機能を有する。これにより、コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３は、並列の関係であり、第２の電源１１２の第１の端及び第２の端に電気的に接続され、すなわち、いずれも、第２の電源Ｕ２の正極と負極とに電気的に接続される。コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３の両端の電位差がともに第２の電圧になるまで、第２のパルス発生モジュール２は充電している。

【0075】

一つの具体的な実施例で、第１の制御信号および第２の制御信号がともにハイレベルである一方、第３の制御信号および第４の制御信号がともにローレベルである。すなわち、第１のパルス発生モジュール１が第１の制御信号を受信しなければ、第１の電源Ｕ１は、各段の第１の容量に充電された状態、または、各段の第１の容量の両端の電圧差が第１の電圧とする状態を維持する。同様に、第２のパルス発生モジュール２が第２の制御信号を受信しない限り、第２の電源１２２は、各段の第２の容量を充電する状態、又は、各段の第２の容量の両端の電圧差を第２の電圧とする状態を維持する。

【0076】

Ｓ２において、ｘ個（ｘは１以上ｎ以下の整数）の第１のパルス発生部１１は、第１の制御信号を受信して、第１の制御信号による制御で放電し、負荷３に印加される第１のパルスを形成する。

【0077】

具体的に、第１のパルス発生部１１は、図５に示すように、第１の記憶部１１１と、第１のスイッチ部１１２と、第１のオフ部１１３とを有し、第１のオフ部１１３は、第１の電源Ｕ１から第１のパルス発生部１１への電流のみ、または、自段の第１のパルス発生部１１から次段の第１のパルス発生部１１への電流のみを許容する。このとき、ステップＳ２は、ｘ個の第１のスイッチ部１１２が、第１の制御信号を受信して、第１の制御信号による制御でオンすることにより、第１の制御信号を受け取った第１のスイッチ部１１２と同段のｘ個の第１の記憶部１１１を直列に接続して放電させて第１のパルスを形成する。

【0078】

具体的には、図３に示すように、第１のオフ部１１３は、第１のオフ部と、第２のオフ部とを備える。第１の記憶部１１１は、第１の容量を有し、第１のスイッチ部１１２は、第１の固体スイッチ素子を有し、第１のオフ素子は、第１のダイオードを有し、第２のオフ素子は、第２のダイオードを有する。このシナジーパルス発生回路において、第１のパルス発生モジュール１は、４段の第１のパルス発生部１１を含み、ｎは４と等しいである。

【0079】

図３に示すように、第１の段から第４の段の第１のスイッチ部１１２、すなわち、第１の段から第４の段の第１の固体スイッチ素子は、それぞれ、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３、および固体スイッチ素子Ｓ_１－４である。第１の段から第４の段までの第１のスィッチメモリ、すなわち、第１の段から第４の段までの第１の容量は、それぞれ、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３、コンデンサＣ_１－４であり、第１の段から第４の段までの第１のオフ素子、すなわち、第１の段から第４の段までの第１のダイオードは、それぞれダイオードＤ_１－１、ダイオードＤ_１－２、ダイオードＤ_１－３及びダイオードＤ_１－４である。第１の段から第４の段までの第２のオフ素子、すなわち、第１の段から第４の段までの第２のダイオードは、それぞれ、ダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２、ダイオードＤ_２－３、及びダイオードＤ_２－４である。

【0080】

図３に示すように、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３、および固体スイッチ素子Ｓ_１－４のいずれも第１のスイッチング信号を受信する場合、固体スイッチ素子Ｓ_１－１、固体スイッチ素子Ｓ_１－２、固体スイッチ素子Ｓ_１－３及び固体スイッチ素子Ｓ_１－４はいずれもオン状態であり、ダイオードＤ_１－１、ダイオードＤ_１－２、ダイオードＤ_１－３およびダイオードＤ_１－４、ダイオードＤ_２－１、ダイオードＤ_２－２、ダイオードＤ_２－３およびダイオードＤ_２－４は、一方向のオン機能を有する。これにより、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４は直列の関係であり、コンデンサＣ_１－１、コンデンサＣ_１－２、コンデンサＣ_１－３及びコンデンサＣ_１－４は同時に放電する。放電電圧はいずれも第１の電圧であるため、形成されるパルスの電圧は４倍の第１の電圧となる。

【0081】

Ｓ３において、ｙ（ｙは１以上ｍ以下の整数）個の第２のパルス発生部２１は、第２の制御信号を受信して、第２の制御信号による制御で放電し、負荷３に印加される第２のパルスを形成する。第２のパルスの幅は第１のパルスの幅よりも小さいである。第２のパルス発生部２１が第２の制御信号を受信する時間は、第１のパルス発生部１１が第１の制御信号を受信する時間と異なる。

【0082】

具体的に、第２のパルス発生部２１は、図５に示すように、第２の記憶部２１１、第２のスイッチ部２１２、及び第２のオフ部２１３を備える。第２のオフ部２１３は、第２の電源Ｕ２から第２のパルス発生部２１への電流のみ、または、自段の第２のパルス発生部２１から次段の第２のパルス発生部２１への電流のみを許容する。このとき、ステップＳ３は、ｙ個の第２のスイッチ部２１２が第２の制御信号を受信して、第２の制御信号による制御でオンすることにより、第２の制御信号を受信した第２のスイッチ部２１２と同段のｙ個の第２の記憶部２１１を直列に接続して放電させて第２のパルスを形成する。

【0083】

具体的に、図３に示すように、第２のオフ部２１３は、第３のオフ素子及び第４のオフ素子を有する。第２の記憶部２１１は、第２の容量を有し、第２のスイッチ部２１２は、第２の固体スイッチ素子を有し、第３のオフ素子は、第３のダイオードを有し、第４のオフ素子は、第４のダイオードを有する。該シナジーパルス発生回路において、第２のパルス発生モジュール２は４段の第２のパルス発生部２１を含み、ｍは３に等しい。

【0084】

図３に示すように、第１の段から第４の段までの第２のスイッチ部２１２、すなわち、第１の段から第３の段までの第２のトランジスタは、それぞれ、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２および固体スイッチ素子Ｓ_２－３である。第１の段から第３の段までの第２の記憶部２１１、すなわち、第１の段から第３の段までの第２の容量は、それぞれ、コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２およびコンデンサＣ_２－３である。第１の段から第３の段までの第３のオフ素子、すなわち、第１の段から第３の段までの第３のダイオードは、それぞれ、ダイオードＤ_３－１、ダイオードＤ_３－２およびダイオードＤ_３－３である。１段目から３段目までの第４のオフ素子、すなわち、１段目から３段目までの第４のダイオードは、それぞれ、ダイオードＤ_４－１、ダイオードＤ_４－２およびダイオードＤ_４－３である。

【0085】

図３に示すように、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３のそれぞれは第２の制御信号を受信する場合、固体スイッチ素子Ｓ_２－１、固体スイッチ素子Ｓ_２－２及び固体スイッチ素子Ｓ_２－３は、いずれもオン状態である。コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３は直列関係であり、コンデンサＣ_２－１、コンデンサＣ_２－２及びコンデンサＣ_２－３は同時に放電する。放電電圧はいずれも第２の電圧であるため、形成される第２のパルスの電圧は３倍の第２の電圧となる。

【0086】

Ｓ４において、第１のパルスおよび／または第２のパルスを負荷３に印加する。

【0087】

本実施例におけるシナジーパルス発生方法は、幅の異なる第一パルスと第２のパルスを選択的に形成でき、かつ、第一パルスと第２のパルスの電圧を選択することで、複合パルスを負荷３に印加する目的を実現しており、負荷３が腫瘍細胞を例にとると、複合パルスの役割は腫瘍細胞に対するアブレーション効果の向上に有利である。

【0088】

なお、本実施例によるシナジーパルス発生方法は、ステップＳ１とステップＳ２の一方のみを含んでいてもよいし、同時に含んでいてもよいし、ステップＳ１とステップＳ２の順序は実際のニーズに応じて調整すればよく、実際のニーズに応じて異なるパルスの組み合わせを出力してもよい。具体的な一実施例では、パルスの組み合わせは、複数の第１のパルス群を含み、隣り合う二つの第１のパルス群の間に、時間ｔ１を離間し、各々のパルス群がａ個の第１のパルスを含み、隣り合う二つの第１のパルスの間に、時間ｔ２を離間することを含み、即ちステップＳ１とステップＳ２との二つのステップのうちステップＳ１のみを含む。他の実施例で、パルス群は、複数の第２のパルス群を含み、隣り合う二つの第２のパルス群の間に、時間ｔ３を離間し、各々の第２のパルス群はｂ個の第２のパルスを含み、隣り合う二つの第２のパルスの間に、時間ｔ４を離間することを含み、即ちステップＳ１とステップＳ２との二つのステップのうちステップＳ２のみを含む。他の具体的な実施例において、パルス群は複数の第１のパルスと複数の第２のパルスとを含み、負荷３に第１のパルスと第２のパルスとが交互に印加されてもよい。全ての第１のパルスが負荷３に印加された後に第２のパルスが負荷３に再印加されたり、全ての第２のパルスが負荷３に印加された後に第２のパルスが負荷３に再印加されたりしてもよい。これらの第１のパルスが複数の第１のパルス群を形成し、これらの第２のパルスが複数の第２のパルス群を形成してもよい。第１のパルス群と第２のパルス群は、負荷３に交互に印加され、即ち、ステップＳ１とステップＳ２を共に含む。

【0089】

本発明の実施例を適用すれば、少なくとも、本発明実施例によるシナジーパルス発生回路、発生装置及びその発生方法を実現できるという効果を奏する。幅の異なる第１のパルスおよび／または第２のパルスを選択的に形成することができるとともに、第１のパルスおよび第２のパルスの電圧を選択することができる。これにより、複合パルスを負荷に印加する目的を実現し、負荷が腫瘍細胞を例にとると、複合パルスの役割は腫瘍細胞に対するアブレーション効果の向上に有利である。

【0090】

「第１の」、「第２の」の用語は、目的を説明したに過ぎず、相対的な重要度を示すこと、示唆すること、又は示す技術的特徴の数を示唆することを意味することは理解できない。これにより、「第１の」、「第２の」が限定された特徴は、１つまたはそれ以上の特徴を明示的または暗示的に含み得る。なお、本発明の説明において、「複数」の意味は、特に断らない限り、２以上を意味する。

【0091】

なお、本発明の記述において、「実装」、「接続」、「結合」という用語は、特に明確な規定および限定がない限り、広義に理解されるべき、例えば、固定的な接続であっても、取り外し可能な接続であっても、一体的に接続されていてもよく、直接的に接続されていてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。前記用語の本発明における具体的な意味は、当業者にとって具体的に理解される。

【0092】

本明細書の記載において、具体的な特徴、構造、材料、または特徴は、任意の１以上の実施例または例において適宜組み合わされてよい。

【0093】

以上、本発明の一部実施例に過ぎず、当業者であれば、本発明の原理を逸脱することなく、いくつかの改良及び仕上がりをしてもよいことを指摘すべきである。

【符号の説明】

【0094】

１…第１のパルス発生モジュール、１１…第１のパルス発生部、１１１…第１の記憶部、１１２…第１のスイッチ部、１１３…第１のオフ部、２…第２のパルス発生モジュール、２１…第２のパルス発生部、２１１…第２の記憶部、２１２…第２のスイッチ部、２１３…第２のオフ部、３…負荷、Ｕ１…第１の電源、Ｕ２…第２の電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】