脉冲消融电路

技术领域

本发明涉及脉冲消融技术领域，特别涉及一种脉冲消融电路。

背景技术

基于肺静脉隔离的导管消融术是房颤治疗的重要手段之一。目前临床上常用的消融手段往往采用射频能量或冷冻能量。但是，无论射频还是冷冻，消融能量对消融区域组织的破坏缺乏选择性，且依赖导管的贴靠力，可能对临近的食管、冠状动脉和膈神经造成损伤；另外，由于射频和冷冻属于热消融技术，受限于热沉效应，很难达到全层透壁，影响治疗效果。

心脏脉冲电场消融，是一种利用脉冲电场为能量的新型消融方式。通过施加适当的脉冲电场，使心肌细胞的细胞膜产生微小的孔隙－电穿孔，打破心肌细胞内、外离子平衡，诱导心肌细胞死亡。与传统的射频和冷冻相比，脉冲电场消融为非热能消融。另外，由于心肌细胞的脉冲电场阈值最低，因此脉冲电场可选择性的损伤心肌，而保留血管、神经及心脏周围的组织，如肺、食管、膈神经等。

心脏脉冲电场消融系统中使用的脉冲波形大致可以分为单相波和双相波两类。单相波指的是只有正脉冲序列的波形，如图1所示；或只有负脉冲序列的波形，如图2所示。双相波指的是既有正脉冲又有负脉冲，且正、负脉冲之间按照特定的间隔排布的波形，如图3或图4所示。其中，图3表示对称双相波，图4表示非对称双相波(图中，T代表一个脉冲周期，β表示相关参数的比值，图4中表示电流的幅值的比值和脉宽的比值呈反比)。

根据Reddy等人发表的IMPULSE(IOWA Approach心内膜消融系统治疗心房颤动的安全性和可行性研究；NCT03700385)和PEFCAT(FARAPULSE心内膜消融系统治疗阵发性心房颤动的安全性与可行性研究；NCT03714178)表明，采用单相脉冲波消融会产生严重的肌肉收缩，需要采用全身麻醉；采用双相脉冲波消融，患者可保持清醒，在镇静状态下进行，具有良好的耐受性，不会产生明显的肌肉收缩。另外，经过参数优化的双相波可以显著提升肺静脉隔离效率(从63％到100％，随访中位数为指数消融后84天)。因此，双相波脉冲消融展现了明显的优势。随着研究的深入，van Es等人证明了相比标准的对称双相波，使用如图4所示的非对称双相波，即负相波脉宽长但振幅低，而正相波脉宽短但振幅高(以2.6：1的脉宽比，此处的2.6即β)，可产生更深的消融灶。

脉冲宽度t(如图1、图2、图3所示)是脉冲波形的一个重要参数，它直接影响消融深度、肺静脉隔离效率，更与患者的生命安全息息相关。无论是单相波还是双相波，无论是对称双相波，还是非对称双相波，脉冲宽度t取值都不宜过大，常见的脉冲宽度为1—100us。当脉冲消融设备软件或硬件故障，导致脉冲宽度变得很大(持续数十、数百毫秒)甚至变成直流时，则脉冲电场消融术(PFA)变成了近似于20世纪80年代初直流(DC)导管消融术。

直流(DC)导管消融术与严重并发症有关：1、放电时出现的高压气泡“爆炸”和电弧在局部可产生高达几个大气压的压力波和几千度高温，瞬时高温不会对心脏组织产生明显严重后果，但是高压产生的气压伤可使消融部位或心脏破裂。2、产生严重的心律失常及后期猝死的并发症。3、直流放电时，在电极表面引起电解产生大量的气泡，可能引发无症状脑栓塞(ACE)等并发症。4、直流放电会导致严重的(骨骼)肌肉收缩。

由于上述缺点，直流(DC)电导管消融术使用的范围越来越小，并最终在20世纪90年代射频消融术问世后不久就被放弃了。

基于直流消融严重的并发症，脉冲消融系统需要具备检测脉冲波形变直流波形的能力，当系统检测到直流输出时需要及时关断能量输出，以保护患者的生命安全。现有脉冲设备或系统大都没有提及直流保护的概念，更没有披露相关电路或算法。

总之，现有技术中缺少直流保护的相关措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉冲消融电路，以解决现有技术中缺少直流保护的相关措施的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种脉冲消融电路，包括脉冲发生子电路和软件保护子电路；所述软件保护子电路用于监测所述脉冲发生子电路生成的脉冲信号，当所述脉冲信号符合第一直流放电判定条件时，所述软件保护子电路用于控制所述脉冲发生子电路停止工作；所述脉冲发生子电路用于生成脉冲信号以实现脉冲消融功能。

可选的，所述软件保护子电路包括：软件分压单元、软件信号调理单元、滤波单元、ADC采样单元和控制单元。

所述软件分压单元用于对所述脉冲发生子电路产生的电压进行分压以匹配后级的所述软件信号调理单元和ADC采样单元。

所述软件信号调理单元用于调整信号范围，和/或，调整信号类型，所述调整信号类型是指由单端信号转为差分信号，或，由差分信号转为单端信号。

所述滤波单元用于滤除噪声干扰。

所述ADC采样单元用于将模拟信号转化为数字信号。

所述控制单元用于基于数字信号判断所述脉冲信号是否符合所述第一直流放电判定条件；若判断符合所述第一直流放电判定条件，输出控制信号以驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

可选的，所述控制单元用于执行如下逻辑：所述数字信号高于第一阈值时开始计时，所述数字信号低于所述第一阈值时重置计时；若计时时长超过预设时长，则判断所述脉冲信号符合所述第一直流放电判定条件。

可选的，所述ADC采样单元为差分输入型ADC。

可选的，所述脉冲消融电路还包括硬件保护子电路，所述硬件保护子电路用于监测所述脉冲信号，当所述脉冲信号符合第二直流放电判定条件时，所述硬件保护子电路用于控制所述脉冲发生子电路停止工作。

所述第二直流放电判定条件的范围小于所述第一直流放电判定条件的范围。

可选的，所述硬件保护子电路包括：硬件分压单元、硬件信号调理单元、正相直流判断单元、负相直流判断单元和逻辑单元；所述正相直流判断单元包括依次连接的第一正相电压比较子单元、正相计时子单元、第二正相电压比较子单元；所述负相直流判断单元包括依次连接的第一负相电压比较子单元、负相计时子单元、第二负相电压比较子单元。

所述硬件分压单元用于对所述脉冲发生子电路产生的电压进行分压以匹配后级的所述硬件信号调理单元、正相直流判断单元和负相直流判断单元。

所述硬件信号调理单元用于调整信号范围，和/或，调整信号类型，所述调整信号类型是指由单端信号转为差分信号，或，由差分信号转为单端信号。

当所述硬件信号调理单元输出的正脉冲信号大于第二阈值，所述第一正相电压比较子单元输出第一电平以驱使所述正相计时子单元充电；当所述硬件信号调理单元输出的正脉冲信号小于所述第二阈值，所述第一正相电压比较子单元输出第二电平以驱使所述正相计时子单元放电。

当所述正相计时子单元的电压大于第三阈值时，所述第二正相电压比较子单元输出直流放电判定信号。

当所述硬件信号调理单元输出的负脉冲信号大于第四阈值，所述第一负相电压比较子单元输出第三电平以驱使所述负相计时子单元充电；当所述硬件信号调理单元输出的负脉冲信号小于所述第四阈值，所述第一负相电压比较子单元输出第四电平以驱使所述负相计时子单元放电。

当所述负相计时子单元的电压大于第五阈值时，所述第二负相电压比较子单元输出所述直流放电判定信号。

当接收到所述直流放电判定信号时，所述逻辑单元判断所述脉冲信号符合所述第二直流放电判定条件，并输出控制信号以驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

可选的，所述正相计时子单元为RC电路或者积分电路，所述负相计时子单元为RC电路或者积分电路。

可选的，所述脉冲发生子电路基于如下动作中的至少一者停止工作：关闭电源；断开电源输出路径；停止所述脉冲发生子电路的工作；停止所述脉冲发生子电路的驱动模块的工作；以及，断开所述脉冲发生子电路的输出路径。

可选的，所述脉冲消融电路还包括保护执行单元，所述保护执行单元用于响应所述软件保护子电路的控制信号以及所述硬件保护子电路的控制信号驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

可选的，所述软件保护子电路驱使所述脉冲发生子电路停止工作的控制信号为第五电平，所述硬件保护子电路驱使所述脉冲发生子电路停止工作的控制信号为第六电平，所述保护执行单元包括第一开关和第二开关。

所述第一开关被配置为，接收到所述第五电平时关断，否则，导通；所述第二开关被配置为，接收到所述第六电平时关断，否则，导通。

所述第一开关的第一连接端用于通过一上拉电阻连接电源，所述第一开关的第二连接端与所述第二开关的第一连接端连接，所述第二开关的第二连接端用于接地；所述第一开关的控制端用于获取所述软件保护子电路输出的控制信号，所述第二开关的控制端用于获取所述硬件保护子电路输出的控制信号。

所述第一开关的第一连接端被配置为所述保护执行单元的输出端。

与现有技术相比，本发明提供的一种脉冲消融电路中，所述脉冲消融电路包括脉冲发生子电路和软件保护子电路；所述软件保护子电路用于监测所述脉冲发生子电路生成的脉冲信号，当所述脉冲信号符合第一直流放电判定条件时，所述软件保护子电路用于控制所述脉冲发生子电路停止工作；所述脉冲发生子电路用于生成脉冲信号以实现脉冲消融功能。如此配置，通过软件保护子电路监测所述脉冲信号，在所述脉冲信号出现变化时及时停止所述脉冲发生子电路的工作，从而实现了直流监控和保护作用，解决了现有技术中缺少直流保护的相关措施的问题。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是正脉冲序列波形示意图；

图2是负脉冲序列波形示意图；

图3是对称双相波脉冲序列波形示意图；

图4是非对称双相波脉冲序列波形示意图；

图5是本发明一实施例的脉冲消融电路的结构示意图；

图6是本发明一实施例的软件保护子电路的结构示意图；

图7是本发明一实施例的软件保护子电路的电路结构示意图；

图8是本发明一实施例的软件保护功能的流程示意图；

图9是本发明一实施例的硬件保护子电路的结构示意图；

图10是本发明一实施例的硬件保护子电路的电路结构示意图；

图11是本发明一实施例的逻辑单元的电路结构示意图；

图12是本发明一实施例的硬件保护功能的流程示意图。

其中：

1-脉冲发生子电路；2-软件保护子电路；3-硬件保护子电路；4-保护执行单元；5-医疗对象；

21-软件分压单元；22-软件信号调理单元；23-滤波单元；24-ADC采样单元；25-控制单元；31-硬件分压单元；32-硬件信号调理单元；33-正相直流判断单元；34-负相直流判断单元；35-逻辑单元；331-第一正相电压比较子单元；332-正相计时子单元；333-第二正相电压比较子单元；341-第一负相电压比较子单元，342-负相计时子单元；343-第二负相电压比较子单元；

101-电源模块；102-驱动模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的核心思想在于提供一种脉冲消融电路，以解决现有技术中缺少直流保护的相关措施的问题。

以下参考附图进行描述。

请参考图5，本实施例提供了一种脉冲消融电路，包括脉冲发生子电路1和软件保护子电路2；所述软件保护子电路2用于监测所述脉冲发生子电路1生成的脉冲信号，当所述脉冲信号符合第一直流放电判定条件时，所述软件保护子电路2用于控制所述脉冲发生子电路停止工作；所述脉冲发生子电路1用于生成脉冲信号以实现脉冲消融功能。所述脉冲发生子电路1的主要功能是产生如图1、图2所示的单相脉冲波或图3、图4所示的双相脉冲波。图5中示出了所述脉冲发生子电路1输出所述脉冲信号至医疗对象5，所述脉冲信号如何对所述医疗对象5产生作用的流程与本发明的核心思想关系不大，在此不进行展开描述。

在一实施例中，请参考图6，所述软件保护子电路包括：软件分压单元21、软件信号调理单元22、滤波单元23、ADC采样单元24和控制单元25。

请参考图7，图7展示了一种具体的实施方式，可以理解的是，也可以根据实际需要设置其他形式的电路。图中PFG代表脉冲发生子电路；SVDC代表软件分压单元；SSCC代表软件信号调理单元,由高速运算放大器构成。FC代表抗混叠滤波单元；ADC为模数转换器，完成模拟信号的数字化采样，也即，ADC采样单元；CU为控制单元。

所述软件分压单元21的主要功能是将脉冲发生子电路产生的高压脉冲信号幅度进行适当衰减，以匹配后级的软件信号调理单元和ADC采样单元的输入要求。可以依据脉冲信号的最大幅度设置合适的衰减比。如图7的SVDC模块所示，分压电路可以采用简单的电阻分压，需要注意的是在频率较高时需要在电阻的两端并联合适的电容，以匹配示波器、探头的输入或输出阻抗，防止被测信号失真。

也即，所述软件分压单元用于对所述脉冲发生子电路产生的电压进行分压以匹配后级的所述软件信号调理单元和ADC采样单元。

软件信号调理单元22的主要作用：1、调整输入信号范围：对经过分压后模拟信号的信号幅度和直流电平进行调整，以匹配ADC的满量程输入。可以简化成一个简单的公式：Y＝a*X+b。X为输入模拟信号，Y为信号调理电路的输出信号。a、b就是调理电路需要实现的功能。2、信号类型的转换：依据ADC输入类型的不同，信号调理电路可以完成单端信号转差分信号或者由差分信号转单端信号。

也即，所述软件信号调理单元用于调整信号范围，和/或，调整信号类型，所述调整信号类型是指由单端信号转为差分信号，或，由差分信号转为单端信号。

滤波单元23位于软件信号调理单元和ADC采样单元之间,如图7的FC模块所示，以差分输入型ADC为例，配置的两个电阻、三个电容其主要作用是限制进入ADC的频率，防止奈奎斯特频率(即：防止信号出现混叠所需要的最小采样频率)以上的噪声进入ADC，避免给测量造成干扰。

也即，所述滤波单元用于滤除噪声干扰。

ADC采样单元24主要用来实现从模拟量到数字量的转化。一般选择差分输入型ADC，因为差分信号可以降低系统噪声和失真，由于它不存在公共地，不会与地之间发生耦合；差分信号还可以抑制共模噪声，并能消除表现为共模信号的偶数阶失真产物。

也即，所述ADC采样单元用于将模拟信号转化为数字信号。较优地，所述ADC采样单元为差分输入型ADC。

控制单元25可以完成脉冲放电波形的幅度及脉宽时间采样，并执行相应的软件控制命令。

也即，所述控制单元用于基于数字信号判断所述脉冲信号是否符合所述第一直流放电判定条件；若判断符合所述第一直流放电判定条件，输出控制信号以驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

所述控制单元25的输出端可以有如下连接方式，并基于如下方式中的至少一者(两者以上对应的是冗余的思想)驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

方式1：与驱动模块102的控制端连接，将输入信号spc03置为1，禁能102模块的使能管脚，切断能量输出路径。

方式2：与驱动模块102的输出端口并联，将驱动模块102的输出信号spc01置为0，从而禁能电源模块101的直流电源输出，切断能量来源。

方式3：与驱动模块102的输出端口并联，将驱动模块102的输出信号spc02置为0，禁能PFG所述脉冲发生子电路1，切断能量输出路径。

方式4：与开关元件K3的控制端连接，关闭K3，切断能量输出路径。

方式5：与开关元件K1和K2的控制端连接，关闭K1、K2，切断能量输出路径。

其中，方式2～5的连接方式未在图7中展示。上述所有连接方式都可以通过直接连接的方式实现，也可以通过间接连接的方式实现，例如，通过一个保护执行单元4连接，保护执行单元的具体工作原理在后文中进行介绍。

在一实施例中，spc01，spc02和spc03具有联动关系，即spc03可以控制spc01和spc02，在其他实施例中，也可以不设置这样的关系。

也即，所述脉冲发生子电路基于如下动作中的至少一者停止工作：关闭电源；断开电源输出路径；停止所述脉冲发生子电路的工作；停止所述脉冲发生子电路的驱动模块的工作；以及，断开所述脉冲发生子电路的输出路径。

所述控制单元的执行逻辑如图8所示，执行步骤如下：

1.当控制单元检测到经过分压电路、信号调理电路、滤波电路后的电压高于设定的软件电压阈值Vs时开始计时。

2.当软件计时器累计时间到软件的时间阈值Ts时，软件检测到直流。

3.控制单元启动一种或几种软件保护措施并关闭脉冲发生电路或脉冲放电回路。

4.提示软件直流输出，结束脉冲消融流程。

也即，所述控制单元用于执行如下逻辑：所述数字信号高于第一阈值(即Vs)时开始计时，所述数字信号低于所述第一阈值时重置计时；若计时时长超过预设时长(即Ts)，则判断所述脉冲信号符合所述第一直流放电判定条件。

所述第一直流放电判定条件也即所述数字信号高于第一阈值并计时时长超过预设时长。

软件保护子电路的优势为：1.依据PFG放电波形，选取合适的ADC采样率，控制单元可以精确的还原脉冲放电波形。2.通过脉宽、脉冲间延迟等参数判断，控制单元可精确检测出放电波形是否出现了幅度及时间均超过报警阈值的直流电。3.可集成软件滤波算法，将幅度及时间均超过报警阈值的噪声信号滤除，避免正常脉冲消融过程中误报警。4.可在脉冲消融设备工作的各阶段实时检测，也可以通过软件状态机控制禁能某一特定状态下的直流保护检测(例如某些脉冲消融设备电容电压泄放时是采用直流方式将电压泄放到内部泄放电阻上，此时应避免软件直流报警)，灵活方便。也即，所述控制单元还用于响应上一级的控制信号运行或者停止工作。

请参考图5，所述脉冲消融电路还包括硬件保护子电路3。所述硬件保护子电路用于监测所述脉冲信号，当所述脉冲信号符合第二直流放电判定条件时，所述硬件保护子电路用于控制所述脉冲发生子电路停止工作。

所述第二直流放电判定条件的范围小于所述第一直流放电判定条件的范围。也就是说，若某个情况符合所述第二直流放电判定条件，则一定符合所述第一直流放电判定条件；但是若某个情况符合所述第一直流放电判定条件，则不一定符合所述第二直流放电判定条件。在后文中会介绍一种具体的情况。

请参考图9，所述硬件保护子电路包括：硬件分压单元31、硬件信号调理单元32、正相直流判断单元33、负相直流判断单元34和逻辑单元35；所述正相直流判断单元33包括依次连接的第一正相电压比较子单元331、正相计时子单元332、第二正相电压比较子单元333；所述负相直流判断单元34包括依次连接的第一负相电压比较子单元341、负相计时子单元342、第二负相电压比较子单元343。

硬件分压单元、硬件信号调理单元的功能与软件分压单元、软件信号调理单元一致，但因为分压比、信号输出类型及范围不一致，需要独立设计硬件分压单元及硬件信号调理单元。

也即，所述硬件分压单元用于对所述脉冲发生子电路产生的电压进行分压以匹配后级的所述硬件信号调理单元、正相直流判断单元和负相直流判断单元。

所述硬件信号调理单元用于调整信号范围，和/或，调整信号类型，所述调整信号类型是指由单端信号转为差分信号，或，由差分信号转为单端信号。

针对双相脉冲波，硬件系统需要能够识别出具体是正相脉冲波出现直流还是负相脉冲波出现直流，所以需要对正、负脉冲波形分别设计第一电压比较子单元、计时子单元以及第二电压比较子单元。

第一正/负相电压比较子单元的作用是，分别提取经过硬件分压单元及硬件信号调理单元后的电压，如果此电压超过正相第一直流保护阈值电压Vhp1或者负相第一直流保护阈值电压Vhn1(对于负相而言，超过是指绝对值超过)，对应的正/负相电压比较子单元输出触发信号，使能对应的正/负相计时子单元启动硬件计时功能。

正/负相计时子单元的主要功能是累积第一正/负相电压比较子单元被触发的时间T，当T大于正相硬件直流保护时间阈值Thp或者负相硬件直流保护时间阈值Thn时，对应正/负相计时子单元的输出(也即第二正/负相电压比较子单元的输入)达到第二直流保护阈值电压Vhp2或者Vhn2。简单的计时电路可以采用RC电路或积分电路等来完成。依据RC电路的充电公式：

第二正/负相电压比较子单元的作用与第一正/负相电压比较子单元相似，当第二正/负相电压比较子单元的输入超过正相第二直流保护阈值电压Vhp2或者负相第二直流保护阈值电压Vhn2时，输出低电平信号(可以理解为是一种直流放电判定信号)，代表正相脉冲或者负相脉冲出现直流。第二直流保护阈值电压Vhp2或者Vhn2与第一直流保护阈值电压Vhp1或者Vhn1值可以相同或者不同。

也即，当所述硬件信号调理单元输出的正脉冲信号大于第二阈值Vhp1，所述第一正相电压比较子单元输出第一电平以驱使所述正相计时子单元充电；当所述硬件信号调理单元输出的正脉冲信号小于所述第二阈值，所述第一正相电压比较子单元输出第二电平以驱使所述正相计时子单元放电。

当所述正相计时子单元的电压大于第三阈值Vhp2时，所述第二正相电压比较子单元输出直流放电判定信号。

当所述硬件信号调理单元输出的负脉冲信号大于第四阈值Vhn1，所述第一负相电压比较子单元输出第三电平以驱使所述负相计时子单元充电；当所述硬件信号调理单元输出的负脉冲信号小于所述第四阈值，所述第一负相电压比较子单元输出第四电平以驱使所述负相计时子单元放电。

当所述负相计时子单元的电压大于第五阈值Vhn2时，所述第二负相电压比较子单元输出所述直流放电判定信号。

第一电平和第二电平相反，第三电平和第四电平相反，第一电平和第三电平可以相同或者不同。

所述直流放电判定信号可以根据实际需要设置，在一实施例中，所述直流放电判定信号为低电平。

当接收到所述直流放电判定信号时，所述逻辑单元判断所述脉冲信号符合所述第二直流放电判定条件，并输出控制信号以驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

所述逻辑单元的结构可以复杂也可以简单，在一实施例中，所述逻辑单元为与逻辑电路。

请参考图5，所述脉冲消融电路还包括保护执行单元4，所述保护执行单元4用于响应所述软件保护子电路的控制信号以及所述硬件保护子电路的控制信号驱使所述脉冲发生子电路停止工作。

可以理解的，在不同的实施例中，也可以是软/硬件保护子电路中的一者与保护执行单元连接，软/硬件保护子电路中的另一者直接与被控制的对象连接。

一种以RC电路为计时器的硬件保护子电路总示意图如图10所示，图中PFG代表脉冲发生子电路；LOGIC代表保护执行单元；HVDC代表硬件分压电路；HSCC代表硬件信号调理单元，由高速运算放大器构成。PFVC、NFVC分别代表第一正/负相电压比较子单元，由高速电压比较器构成，完成Vhp1和Vhn1的设置以及比较。PTC、NTC分别代表正/负相计时子单元，完成电路计时功能。PSVC、NSVC分别代表第二正/负相电压比较子单元，由高速电压比较器构成，完成Vhp2和Vhn2的设置以及比较。AND代表硬件与电路，也即逻辑单元，用于完成直流保护信号的与逻辑运算。

图中还示出了CU，即控制单元。所述软件保护子电路的其他单元的相对位置关系可以根据前文及本领域公知常识进行理解，不再在图10中示出。

图10中，LOGIC的输出端与驱动模块102的控制端连接，在其他实施例中，LOGIC的输出端也可以与其他元件的控制端连接，例如，与K3的控制端连接。图10AND模块中采用二极管电路完成与操作，低电平有效。

在一实施例中，所述软件保护子电路驱使所述脉冲发生子电路停止工作的控制信号为第五电平，所述硬件保护子电路驱使所述脉冲发生子电路停止工作的控制信号为第六电平，所述保护执行单元包括第一开关和第二开关。

所述第一开关被配置为，接收到所述第五电平时关断，否则，导通；所述第二开关被配置为，接收到所述第六电平时关断，否则，导通。

所述第一开关的第一连接端用于通过一上拉电阻连接电源，所述第一开关的第二连接端与所述第二开关的第一连接端连接，所述第二开关的第二连接端用于接地；所述第一开关的控制端用于获取所述软件保护子电路输出的控制信号，所述第二开关的控制端用于获取所述硬件保护子电路输出的控制信号。

所述第一开关的第一连接端被配置为所述保护执行单元的输出端。

图11展示了一种保护执行单元的具体结构，其中，第五电平和第六电平均为低电平，其中，S_EN为软件保护子电路的输出信号，HW_DC为硬件保护子电路的输出信号。如图11所示，当S_EN和HW_DC中至少有一个为低电平时，

图11中，可以将NMOS管Q1视为第一开关，将NMOS管Q2视为第二开关，这时，电阻R1、R2、R4和R5可以视为辅助元件。也可以将R1，R2和Q1构成的局部结构视为第一开关，将R4、R5和Q2构成的局部结构视为第二开关。也就是说，对第一开关和第二开关进行定义的标准应当从功能上进行考量，不拘泥于具体实现元件的数量和连接关系。另外，R3即上拉电阻。

硬件保护执行逻辑如图12所示。以正相脉冲波检测为例，执行步骤如下:

1.当经过硬件分压单元、硬件信号调理单元的第一正相电压比较子单元输入电压高于第一硬件直流保护阈值电压Vhp1时启动正相计时子单元的计时功能。

2.随着时间的累计，正相计时子单元的输出电压，即第二正相电压比较子单元的输入电压不断升高，当时间达到Thp1时计时电路的输出电压升高到正相第二直流保护阈值电压Vhp2。

3.当计时电路的输出电压继续升高大于Vhp2时，第二正相电压比较子单元输出低电平信号，代表检测到正相脉冲波出现直流。

4经过硬件与逻辑运算，不论负相脉冲波是否检测到直流均启动硬件保护执行电路，关闭脉冲发生子电路。

5.提示硬件直流输出，结束脉冲消融流程。

硬件直流保护子电路的优势为：完全不依赖于软件的判断、处理，响应速度更快。所选用的高速运算放大器、高速电压比较器传输延迟极低(＜10ns),完全满足us级别脉宽，上升时间、下降时间为几百ns的脉冲消融波形检测。

软件直流保护和硬件直流保护执行的顺序为：当系统检测到直流，软件系统无故障时，首先执行软件直流保护；当软件系统故障，执行硬件直流保护。因此，软件直流保护的电压阈值Vs≤硬件直流保护第一电压阈值Vhp1或者Vhn1；软件直流保护的时间阈值Ts≤硬件直流保护时间阈值Thp或者Thn。软件直流保护和硬件直流保护相结合，可以确保实现双重功能安全。

本实施例率先在心脏脉冲电场消融系统中提出了直流保护的概念，陈述了脉冲电压变成直流电压带来的危害，并创造性的设计了一种用于心脏脉冲电场消融系统的直流保护电路。

为避免系统出现单一故障给患者带来的安全风险，该直流保护电路进一步细分成基于软件控制的软件直流保护电路和完全基于硬件控制的硬件保护电路。通过这两种直流保护电路均可以方便的检测出单相波或双相波心脏脉冲电场消融系统中是否存在潜在的直流风险，并通过多种不同的保护措施来将直流风险降到最低，以此来达到保护患者生命安全的目的。

本实施例的有益效果总结如下：

1.设计了一种用于心脏脉冲电场消融系统的直流保护电路，提供了基于软件和硬件的两种直流保护电路方案，确保可以实现双重功能安全。

2.通过该直流保护电路可以检测单相波或双相波心脏脉冲电场消融系统中是否存在直流风险，一旦检测到母线上存在直流风险，可以通过多种措施关闭脉冲发生电路，将患者安全风险降到最低。

综上所述，本实施例提供了一种脉冲消融电路。所述脉冲消融电路包括脉冲发生子电路和软件保护子电路；所述软件保护子电路用于监测所述脉冲发生子电路生成的脉冲信号，当所述脉冲信号符合第一直流放电判定条件时，所述软件保护子电路用于控制所述脉冲发生子电路停止工作；所述脉冲发生子电路用于生成脉冲信号以实现脉冲消融功能。如此配置，通过软件保护子电路监测所述脉冲信号，在所述脉冲信号出现变化时及时停止所述脉冲发生子电路的工作，从而实现了直流监控和保护作用，解决了现有技术中缺少直流保护的相关措施的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。