專利名稱：生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物和/或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于將藥物導(dǎo)入體內(nèi)或?qū)⒔橘|(zhì)施用 于身體上的裝置，可用于人和需要微電場和/或多路電場網(wǎng)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電穿孔是一種釆用電脈沖發(fā)生裝置向細(xì)胞或組織施加短時(shí)間、 一定強(qiáng)度的電脈 沖，將外源基因通過電場作用，導(dǎo)入動物目標(biāo)組織或器官的技術(shù)。由于這種方法能有效導(dǎo)入外源基因，可在多種組織器官上應(yīng)用，并且效率較高， 近年來活體電穿孔法用于轉(zhuǎn)基因研究的報(bào)道不斷增多，在基因治療方面的優(yōu)勢也日趨 顯著，是一種很好的活體基因?qū)敕椒?。其具體原理是，電脈沖發(fā)生裝置的電脈沖(電刺激)可導(dǎo)致細(xì)胞膜不穩(wěn)定，繼而 形成納米級大小的孔洞(或微小通道)，這種通道能維持幾毫秒到幾秒，然后自行恢復(fù)，呈現(xiàn)一種特定的"可滲透"狀態(tài)。在此"可滲透"狀態(tài)，細(xì)胞膜允許DNA、酶、 抗體和其它大分子通過細(xì)胞膜而進(jìn)入細(xì)胞。電穿孔不僅使基因治療、也使其它領(lǐng)域如 透皮藥物遞送和化學(xué)治療成為可能。自二十世紀(jì)80年代早期以來，已采用電穿孔作為研究工具將DNA、 RNA、蛋白 質(zhì)、其它大分子、脂質(zhì)體、乳膠微球或全病毒顆粒導(dǎo)入活細(xì)胞內(nèi)。電穿孔常用于體外基因轉(zhuǎn)染，已有報(bào)導(dǎo)可用一對針形或板形電極在嚙齒動物的腫 瘤、肝臟、心肌層實(shí)施體內(nèi)基因轉(zhuǎn)移，但此類研究工作有限。近年來，才采用電穿孔 導(dǎo)管將肝素遞送至家兔的動脈管壁而顯著提高了藥物遞送效率。
公開日為2007年1月31日，公開號為CN1905920A的中國發(fā)明專利申請"用于透皮遞送的系統(tǒng)和方法"，可以作為已公開的電穿孔技術(shù)的一種范例或指導(dǎo)。但是，另一方面，現(xiàn)有電脈沖發(fā)生裝置所產(chǎn)生的高電場強(qiáng)度的電脈沖，可導(dǎo)致細(xì) 胞膜永久性破壞(細(xì)胞裂解)。據(jù)目前已經(jīng)掌握的知識，施加于組織的電壓至少必須 高達(dá)100-200V/cm。如果我們在大動物或人器官上(例如人心臟)使用電穿孔，電壓 必須達(dá)幾千伏。這將導(dǎo)致大量組織損傷。因此，該技術(shù)一直尚未應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床。 同時(shí)，由于電穿孔瞬間會在局部產(chǎn)生大量熱，因此在操作過程中，外源基因或DNA轉(zhuǎn)染試劑等需要保持在一個(gè)較低的溫度(例如4X:)，同時(shí)對電穿孔操作部位需 要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍?，這給其實(shí)施和應(yīng)用帶來了一定的限制。曾用電穿孔裝置作皮膚藥物遞送，采用2-6個(gè)針頭在皮膚上實(shí)施高電壓短時(shí)脈沖， 該系統(tǒng)由于針頭的直接傷害和高電壓沖擊造成了顯著的皮膚損傷和炎癥而限制了其 應(yīng)用。近年來公開的皮膚電穿孔微芯片裝置專利(例如公告日為2007年2月7日， 公告號為CN2865739Y的中國實(shí)用新型專利"多功能方波電子穿孔儀"中所描述的技 術(shù)方案)也采用高電壓，雖然還未用于人和動物。通過低強(qiáng)度電穿孔介導(dǎo)向組織或生物工程改造組織培養(yǎng)物內(nèi)離體遞送基因、蛋白 質(zhì)或藥物進(jìn)行治療應(yīng)用的系統(tǒng)尚未見報(bào)道。近年來，本申請人發(fā)明了大動物或人類器官和組織的低強(qiáng)度電穿孔介導(dǎo)的體內(nèi)基 因、蛋白質(zhì)或藥物遞送系統(tǒng)(參見美國專利US 6， 593， 130， 2003)。國際申請?zhí)枮镻CT/US2006/011355，申請日為2006年3月16日的國際專利申請 "超低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)的向離體細(xì)胞內(nèi)遞送基因、蛋白質(zhì)和藥物"以及國際申請?zhí)?為PCT/US2007/008445，申請日為2007年4月2日的國際專利申請"低強(qiáng)度電場網(wǎng) 絡(luò)介導(dǎo)向皮膚、軟組織，關(guān)節(jié)和骨遞送藥物、基因、siRNA、 shRNA、蛋白質(zhì)、肽、 抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療學(xué)分子和制劑的方法和裝置"，公開了一種采用電極陣列 形成的網(wǎng)絡(luò)用低電壓電場長時(shí)間施加短時(shí)脈沖、脈沖組使細(xì)胞膜電滲透，從而將基因、 蛋白質(zhì)、藥物靶向輸送入離體和體內(nèi)的皮膚、軟組織和骨(細(xì)胞)的方法。上述文件 中所提到的"網(wǎng)絡(luò)"所提供的電磁場模式在性質(zhì)上不同于常規(guī)電穿孔提供的電磁場模 式的性質(zhì)，其電磁場本身不是為電穿孔電磁場，而是低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)(Low Strength Electric Field Networking, LSEFN)。本申請人認(rèn)為，本發(fā)明所用的生物電機(jī)制和本質(zhì)，在性質(zhì)上不同于現(xiàn)有的電穿孔 技術(shù)，因此，將本發(fā)明的生物電應(yīng)用稱為電穿孔是誤導(dǎo)和不正確的。故在本申請書下 文中和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中將本發(fā)明的生物電應(yīng)用稱為低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)。低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)可用于對離體的細(xì)胞和組織進(jìn)行藥物和生物質(zhì)體的細(xì) 胞內(nèi)的傳遞。這些經(jīng)生物工程改造的細(xì)胞和組織可再被系統(tǒng)性地輸入、遞送或植入到 各種器官或組織，用于治療疾病。低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)也可以被直接用于對 在體的器官和組織進(jìn)行靶向性的藥物和生物質(zhì)體的細(xì)胞內(nèi)的傳遞。但是至今尚無適用于此技術(shù)的多路低電壓微電場發(fā)生儀。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明中，所要解決的技術(shù)問題是提供一種可通過低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)的向大 動物和人類的器官、組織的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行離體或載體的遞送基因、蛋白質(zhì)、藥物和/或 各種生物質(zhì)體的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，包括電 源單元，其特征是在電源單元的輸出端，設(shè)置至少一組依次由降壓單元、線性穩(wěn)壓 單元和受程序邏輯控制單元控制的脈沖形成及輸出控制單元構(gòu)成的微電場發(fā)生組件 和一個(gè)程序邏輯控制單元；其中，降壓單元將工頻市電降壓，線性穩(wěn)壓單元對降壓單 元的輸出進(jìn)行精密穩(wěn)壓，脈沖形成及輸出控制單元對線性穩(wěn)壓單元的輸出進(jìn)行快速 的、周期性的接通和/或關(guān)斷，形成符合要求的脈沖輸出，并對線性穩(wěn)壓單元輸出脈 沖的電壓范圍進(jìn)行切換，程序邏輯控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)定值和/或程序流程，對脈沖形成 及輸出控制單元輸出脈沖的特性進(jìn)行控制，脈沖形成及輸出控制單元與網(wǎng)狀電極組連 接。進(jìn)一步的，在所述線性穩(wěn)壓單元的輸出端，設(shè)置過電壓保護(hù)單元，過電壓保護(hù)單 元的輸入端，與線性穩(wěn)壓單元的輸出端連接，過電壓保護(hù)單元的輸出端，與程序邏輯 控制單元的中斷端口連接。進(jìn)一步的，在所述脈沖形成及輸出控制單元的輸出端，設(shè)置過電流保護(hù)單元，過 電流保護(hù)單元的輸入端，與脈沖形成及輸出控制單元的輸出端連接，過電流保護(hù)單元 的輸出端，與程序邏輯控制單元的中斷端口連接。當(dāng)過電壓保護(hù)單元和/或過電流保護(hù)單元有過壓和/或過電流信號輸出時(shí)，程序邏 輯控制單元停止脈沖形成及輸出控制單元的脈沖輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。在所述過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元與程序邏輯控制單元之間，設(shè)置光電隔 離元件，所述過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元與程序邏輯控制單元的中斷端口之 間，分別經(jīng)過光電隔離元件對應(yīng)連接。前述輸出脈沖的特性至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每組輸出脈 沖的個(gè)數(shù)或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組脈沖簇組 的總時(shí)間長度，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這些參數(shù)可以分別進(jìn) 行設(shè)置和/或調(diào)節(jié)。具體的，其程序邏輯控制單元為單片機(jī)、微控制器、CPLD或FPGA可編程邏輯 器電路或嵌入式處理器。其脈沖形成及輸出控制單元至少包括受程序邏輯控制單元控制的電子開關(guān)電路和輸出電壓等級切換電路；電子開關(guān)電路在程序邏輯控制單元的控制下，快速的、周 期性的接通和關(guān)斷線性穩(wěn)壓單元的輸出，形成符合要求的脈沖輸出；所述輸出電壓等 級切換電路在程序邏輯控制單元的控制下，投入或切除連接在線性穩(wěn)壓單元輸出端的 分壓/分流電阻，對線性穩(wěn)壓單元輸出脈沖的電壓范圍進(jìn)行切換。其的線性穩(wěn)壓單元為常規(guī)線性穩(wěn)壓電路或低壓差/低壓降線性穩(wěn)壓電路。其降壓單元為常規(guī)AC/AC降壓電路或AC/DC降壓電路。其過電壓保護(hù)單元為電壓比較電路，其采用比較器電路將線性穩(wěn)壓單元輸出端的 電壓信號與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)線性穩(wěn)壓單元輸出的電壓高于預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器電路 翻轉(zhuǎn)，輸出翻轉(zhuǎn)觸發(fā)信號至程序邏輯控制單元的中斷端口，程序邏輯控制單元通過控 制脈沖形成及輸出控制單元的輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。其過電流保護(hù)單元為電壓/電流比較電路，其采用比較器電路將脈沖形成及輸出控 制單元的輸出端的電流信號經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換后與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)脈沖形成及輸 出控制單元輸出端的電流高于預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器電路翻轉(zhuǎn)，輸出翻轉(zhuǎn)觸發(fā)信號至程序 邏輯控制單元的中斷端口，程序邏輯控制單元通過控制脈沖形成及輸出控制單元的輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。在本多路低電壓微電場發(fā)生中，設(shè)置有多個(gè)所述的包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成 及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和一個(gè)所述的程序邏輯控制單元，該程序邏輯控制 單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元之間采用"一對多"的方式進(jìn) 行連接，各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元共同受該程序邏輯控制單元 的控制，其與網(wǎng)狀電極組配合，形成一個(gè)單一的電場網(wǎng)絡(luò)?；蛘?，在本多路低電壓微電場發(fā)生中，設(shè)置有多個(gè)包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成 及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和與之?dāng)?shù)量相對應(yīng)的程序邏輯控制單元，各程序邏 輯控制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元之間分別采用"一對 一"的方式對應(yīng)進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元分別接受 對應(yīng)的程序邏輯控制單元的控制，其分別與多個(gè)/組網(wǎng)狀電極組對應(yīng)配合，多路輸出， 用于產(chǎn)生由多個(gè)電場組合構(gòu)成的復(fù)合式電場網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明還提供了一種生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀的工作程序流程，其至 少包括A、 對電源電壓進(jìn)行降壓，使其低于150V;B、 對經(jīng)過降壓后的電壓進(jìn)行線性穩(wěn)壓，使其輸出電壓穩(wěn)定；C、 采用一受程序邏輯控制單元控制的電子開關(guān)電路，對經(jīng)過穩(wěn)壓后的電壓信號進(jìn)行快速的、周期性的接通和/或關(guān)斷，形成和輸出一特性可控的連續(xù)電脈沖或-一系列 由多組連續(xù)電脈沖所構(gòu)成且各組電脈沖之間帶有間隔時(shí)間段的多脈沖簇組；D、將脈沖輸出信號與單組或多組網(wǎng)狀電極相配合，形成需要的單一或復(fù)合式低 強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步的，其工作程序流程還可包括對線性穩(wěn)壓后的電壓信號進(jìn)行電壓檢測，與 預(yù)設(shè)定的電壓值分別進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送入程序邏輯控制單元，對線性穩(wěn)壓電 路進(jìn)行控制，構(gòu)成過壓保護(hù)環(huán)節(jié)?；蛘?，其工作程序流程還可包括對所述電子開關(guān)電路的輸出信號進(jìn)行電流檢測， 與預(yù)設(shè)定的電流和/或電壓值分別進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送入程序邏輯控制單元，對 電子開關(guān)電路進(jìn)行控制，構(gòu)成過電流保護(hù)環(huán)節(jié)。具體的，上述的輸出電脈沖信號，為數(shù)十伏級、伏級、毫伏級或微伏級的電脈沖 信號。上述快速的、周期性的接通和/或關(guān)斷的頻率數(shù)量級為赫茲級。前述輸出電脈沖的特性至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每組輸出 脈沖的個(gè)數(shù)或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組脈沖簇 組的總時(shí)間長度，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這些參數(shù)可以分別 進(jìn)行設(shè)置和/或調(diào)節(jié)。關(guān)于低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀電極組、脈沖簇組、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔等概 念的相關(guān)含義，可參考國際專利申請PCT/US2007/008445或中國發(fā)明專利申請 200780000069.2中的相關(guān)內(nèi)容，在此不再敘述。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是-1. 由于設(shè)置了降壓單元和線性穩(wěn)壓單元，使得輸出的脈沖電壓大大降低，幅值穩(wěn) 定，完全可以滿足低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)的使用需要；2. 由于設(shè)置了程序邏輯控制單元，使得輸出脈沖的各項(xiàng)特性指標(biāo)可按需要隨時(shí)調(diào) 節(jié)和/或變化，能更好地適應(yīng)醫(yī)學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)或治療的需要；3. 釆用了過壓和過電流保護(hù)，使用更加安全、可靠，完全可以滿足醫(yī)學(xué)臨床使用 的要求；4. 程序邏輯控制單元與脈沖形成及輸出控制單元之間采用"一對多"或"一對一" 的控制方式，控制方式更加靈活，有助于取得更加良好的介入或?qū)胄Ч?. 通過采用快速電子開關(guān)電路對線性穩(wěn)壓單元的輸出進(jìn)行快速開/斷的方式形成 所需要的電脈沖，無需設(shè)置專門的脈沖發(fā)生、整形等相關(guān)電路，整體電路的功能結(jié)構(gòu)更加簡潔、實(shí)用，其輸出特性亦更加穩(wěn)定，可靠。


圖l是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2是本發(fā)明工作程序流程框圖圖3是程序邏輯控制單元與脈沖形成及輸出控制單元之間采用"一對多"控制 方式的電路結(jié)構(gòu)方框圖；圖4是程序邏輯控制單元與脈沖形成及輸出控制單元之間釆用"一對一"控制 方式的電路結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是實(shí)施例的電氣線路圖。圖中1 N為微電場發(fā)生組件。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖l中，本發(fā)明之低電壓微電場發(fā)生儀，在電源單元的輸出端，設(shè)置至少一組依 次由降壓單元、線性穩(wěn)壓單元和受程序邏輯控制單元控制的脈沖形成及輸出控制單元 構(gòu)成的微電場發(fā)生組件和一個(gè)程序邏輯控制單元；其中，降壓單元將工頻市電降壓， 線性穩(wěn)壓單元對降壓單元的輸出進(jìn)行精密穩(wěn)壓，脈沖形成及輸出控制單元對線性穩(wěn)壓 單元的輸出進(jìn)行快速的、周期性的接通和關(guān)斷，形成符合要求的脈沖輸出，并對線性 穩(wěn)壓單元輸出脈沖的電壓范圍進(jìn)行切換，程序邏輯控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)定和/或程序流 程，對脈沖形成及輸出控制單元輸出脈沖的特性進(jìn)行控制，脈沖形成及輸出控制單元 與一組或多組網(wǎng)狀電極組連接。進(jìn)一步的，在所述線性穩(wěn)壓單元的輸出端，設(shè)置過電壓保護(hù)單元，過電壓保護(hù)單 元的輸入端，與線性穩(wěn)壓單元的輸出端連接。在所述脈沖形成及輸出控制單元的輸出端，設(shè)置過電流保護(hù)單元，過電流保護(hù)單 元的輸入端，與脈沖形成及輸出控制單元的輸出端連接。過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元的輸出端，與程序邏輯控制單元的中斷端口連接。當(dāng)過電壓保護(hù)單元和/或過電流保護(hù)單元有過壓和/或過電流信號輸出時(shí)，程序邏 輯控制單元停止脈沖形成及輸出控制單元的脈沖輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。進(jìn)一步的，在所述過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元與程序邏輯控制單元之間，設(shè)置光電隔離元件，所述過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元與程序邏輯控制單元的中 斷端口之間，分別經(jīng)過光電隔離元件對應(yīng)連接。上述的輸出脈沖的特性至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每組輸出 脈沖的個(gè)數(shù)或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組脈沖簇 組的總時(shí)間長度，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這些參數(shù)可以分別 進(jìn)行設(shè)置和/或調(diào)節(jié)。上述的程序邏輯控制單元可以選用單片機(jī)、微控制器、CPLD或FPGA可編程邏 輯器電路或嵌入式處理器。上述的脈沖形成及輸出控制單元至少包括受程序邏輯控制單元控制的電子開關(guān) 電路和輸出電壓等級切換電路。上述電子開關(guān)電路在程序邏輯控制單元的控制下，快速的、周期性的地接通或關(guān) 斷線性穩(wěn)壓單元的輸出，形成符合要求的脈沖輸出。上述輸出電壓等級切換電路在程序邏輯控制單元的控制下，并入或切除連接在線 性穩(wěn)壓單元輸出端的分壓/分流電阻，對線性穩(wěn)壓單元輸出脈沖的電壓范圍進(jìn)行切換。其線性穩(wěn)壓單元可以為常規(guī)線性穩(wěn)壓電路或低壓差/低壓降線性穩(wěn)壓電路(Low Dropout regulator ， LDO)。其降壓單元為常規(guī)AC/AC降壓電路或AC/DC降壓電路。其過電壓保護(hù)單元為電壓比較電路，其采用比較器電路將線性穩(wěn)壓單元輸出端的 電壓信號與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)線性穩(wěn)壓單元輸出的電壓高于預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器電路 翻轉(zhuǎn)，輸出翻轉(zhuǎn)觸發(fā)信號至程序邏輯控制單元的中斷端口，程序邏輯控制單元通過控 制脈沖形成及輸出控制單元的輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。關(guān)于過電壓保護(hù)電路的具體工作原理或典型線路，可參考
公開日為2007年9月 27日，公開號為CN 101043134A的中國專利申請"過電壓保護(hù)電路"中所公開的相關(guān)信息o其過電流保護(hù)單元為電壓/電流比較電路，其采用比較器電路將脈沖形成及輸出控 制單元的輸出端的電流信號經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換后與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)脈沖形成及輸出控制單元輸出端的電流高于預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器電路翻轉(zhuǎn)，輸出翻轉(zhuǎn)觸發(fā)信號至程序 邏輯控制單元的中斷端口，程序邏輯控制單元通過控制脈沖形成及輸出控制單元的輸 出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。關(guān)于過電流保護(hù)電路的具體工作原理或典型線路，可參考
公開日為2008年2月6 日，公開號為CN 101119027A的中國專利申請"過電流保護(hù)電路"中所公開的相關(guān)信息。與前述相同，關(guān)于低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀電極組、脈沖簇組、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔等概念的相關(guān)含義，可參考國際專利申請PCT/US2007/008445或中國發(fā)明專 利申請200780000069.2中的相關(guān)內(nèi)容，在此不再敘述。圖2中，提供了一種生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀的工作程序流程，其至 少包括A、 對電源電壓進(jìn)行降壓，使其低于150V;B、 對經(jīng)過降壓后的電壓進(jìn)行線性穩(wěn)壓，使其輸出電壓穩(wěn)定；C、 采用一受程序邏輯控制單元控制的電子開關(guān)電路，對經(jīng)過穩(wěn)壓后的電壓信號 進(jìn)行快速的、周期性的接通和關(guān)斷，形成和輸出一特性可控的連續(xù)電脈沖或一系列由 多組連續(xù)電脈沖所構(gòu)成且各組電脈沖之間帶有間隔時(shí)間段的多脈沖簇組；D、 將脈沖輸出信號與單組或多組網(wǎng)狀電極相配合，形成需要的單一或復(fù)合式低 強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)。其工作程序流程還可包括對所述線性穩(wěn)壓后的電壓信號進(jìn)行電壓檢測，與預(yù)設(shè)定的電壓值分別進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送入程序邏輯控制單元，對線性穩(wěn)壓電路進(jìn)行控制，構(gòu)成過壓保護(hù)環(huán)節(jié)。其工作程序流程還可包括對所述電子開關(guān)電路的輸出信號進(jìn)行電流檢測，與預(yù)設(shè)定的電流和/或電壓值分別進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送入程序邏輯控制單元，對電子開關(guān)電路進(jìn)行控制，構(gòu)成過電流保護(hù)環(huán)節(jié)。上述的輸出電脈沖信號，為數(shù)十伏級、伏級、毫伏級或微伏級的電脈沖信號。 上述的快速的、周期性的接通和關(guān)斷的頻率數(shù)量級為赫茲級。 前述輸出電脈沖的特性至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每組輸出脈沖的個(gè)數(shù)或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組脈沖簇組的總時(shí)間長度，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這些參數(shù)可以分別進(jìn)行設(shè)置和/或調(diào)節(jié)。圖3中，本發(fā)明在電路模塊結(jié)構(gòu)上可設(shè)置多個(gè)所述的包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和一個(gè)所述的程序邏輯控制單元，該程序邏輯控 制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元之間采用"一對多"的方式進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元共同受該程序邏輯控制單 元的控制，其與網(wǎng)狀電極組配合，形成一個(gè)單一的電場網(wǎng)絡(luò)。圖4中，本發(fā)明在電路模塊結(jié)構(gòu)上可設(shè)置多個(gè)所述的包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和與之?dāng)?shù)量相對應(yīng)的程序邏輯控制單元，各程序 邏輯控制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元之間分別采用"一對一"的方式對應(yīng)進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元分別接受 對應(yīng)的程序邏輯控制單元的控制，其分別與多個(gè)/組網(wǎng)狀電極組對應(yīng)配合，多路輸出， 用于產(chǎn)生由多個(gè)電場組合構(gòu)成的復(fù)合式電場網(wǎng)絡(luò)。之所以有圖3和圖4的控制方式之分，是為了產(chǎn)生不同的低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到 產(chǎn)生不同電場強(qiáng)度或電場方向的疊加/合成效果，以滿足預(yù)期的生物、醫(yī)療效果的需要，例如，在中國發(fā)明專利申請200780000069.2中說明書附圖的圖4A 4或圖6B 6C中 所列舉的情況。實(shí)際使用時(shí)，不一定只局限于圖3或圖4所示的連接形式，還可以一部分微電場 發(fā)生組件與程序邏輯控制單元之間采用"一對多"的方式進(jìn)行連接，另一部分微電場 發(fā)生組件與程序邏輯控制單元之間采用"一對一"的方式對應(yīng)進(jìn)行連接的"復(fù)合混聯(lián)" 方式，以期取得更好的醫(yī)療效果或適應(yīng)不同使用場合的需要。圖5中，給出了一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例的線路圖，圖中為了簡潔起見，未示出電源單 元和降壓單元的內(nèi)容，圖中由繼電器J1、三極管T1-1、電阻R1-1和二極管D1-1構(gòu) 成了輸入電源接通電路；由運(yùn)放集成電路U3-l、 U3-2、三極管T2-l、 T2-2、電阻 R3-l R3-5、 R2-l 2-3、可調(diào)電阻W3-l W3-3和電容C3-l構(gòu)成了線性穩(wěn)壓電路；由 集成電路U6、三極管丁6、電阻R6-l R6-4、場效應(yīng)管Ql和電容C6-l構(gòu)成了電子開 關(guān)電路；由三極管T7、電阻R7-1、 R7-2、 二極管D7和繼電器J2構(gòu)成了輸出電壓等 級切換電路；集成電路U4-1、光電隔離器U4-2和電阻R4-l R4-5構(gòu)成了過電壓保護(hù) 比較電路；集成電路U8-1、光電隔離器U8-2、電阻R8-1 R8-4和二極管D8構(gòu)成了 過電流保護(hù)比較電路；集成電路U5、 U9、電阻R9-l R9-4、和按鈕開關(guān)K9-1~K9-11 構(gòu)成了程序邏輯控制器電路。其中，二極管Dl-i并接在繼電器Jl線圈的兩端，繼電器J1線圈的一端接地，另 一端接三極管T1-1的集電極，三極管T1-1的發(fā)射極接電源VCC端，其基極經(jīng)電阻 Rl-l接程序邏輯控制器電路中集成電路U9的A9/P21管腳，繼電器的觸點(diǎn)Jl-l串接 在電源110V和線性穩(wěn)壓電路中三極管T2-2的發(fā)射極之間。集成電路U3-l的正輸入端3經(jīng)電阻R3-l與程序邏輯控制器電路中的集成電路 U5的RFB管腳連接，集成電路U3-l的負(fù)輸入端2經(jīng)電阻R4-3與過電壓保護(hù)比較電 路中的集成電路U4-l的負(fù)輸入端9連接，集成電路U3-l的1端和8端與可調(diào)電阻 W3-l的兩固定端連接，其7端與可調(diào)電阻W3-1的動端和+12V電源連接，其4端接-12V電源，其輸出端6經(jīng)電阻R3-2與集成電路U3-2的正輸入端3連接，集成電路 U3-2的負(fù)輸入端2經(jīng)電阻R3-3與可調(diào)電阻W3-3的動端連接，電阻R3-4和電容C3-l 并接在集成電路U3-2的負(fù)輸入端2和輸出端6之間，集成電路U3-2的1端和8端與 可調(diào)電阻W3-2的兩固定端連接，其7端與可調(diào)電阻W3-2的動端和+12V電源連接， 其4端接_ 12V電源，其輸出端6經(jīng)電阻R2-l與三極管T2-l的基極連接,三極管T2-l 的集電極經(jīng)電阻R2-3與三極管T2-2的基極連接，三極管T2-l的發(fā)射極接地，電阻 R2-2并接在三極管T2-l的基極和地之間，三極管T2-2的集電極與電阻R3-5的一端 和VOBJ端連接，電阻R3-5的另一端與可調(diào)電阻W3-3的一個(gè)固定端連接，可調(diào)電阻 W3-3的另一個(gè)固定端接外"地"。程序邏輯控制器電路中集成電路U9的AD7/P07管腳，經(jīng)過電阻R6-l與電子開 關(guān)電路中三極管T6的基極連接，T6的發(fā)射極接VCC電源端，其集電極與集成電路 U6的2管腳(ANODE)連接，集成電路U6的3管腳(CATHODE)接地，其5管腳(GND) 接GND1端，其8管腳(VCC)與15V-1端連接，電容C6-1并接在其8、 5管腳之間， 集成電路U6的6、 7管腳(VE、 Vo)并接后經(jīng)電阻R6-2與場效應(yīng)管Ql的1管腳(G 極)連接，場效應(yīng)管Ql的2管腳(D極)與線性穩(wěn)壓電路中三極管T2-2的集電極 連接，其3管腳(S極)經(jīng)電阻R6-4與輸出端子接頭CN1的1端連接，電阻R6-3并 接在場效應(yīng)管Q1的1、 3管腳(G、 S極)之間。程序邏輯控制器電路中集成電路U9的A8/P20管腳經(jīng)電阻R7-l與輸出電壓等級 切換電路中三極管T7的基極連接，三極管T7的發(fā)射極接VCC端，其集電極與繼電 器J2線圈的一端連接，繼電器J2線圈的另一端接地，二極管D7并接在繼電器J2線 圈的兩端之間，繼電器J2觸點(diǎn)J2-1的一端與輸出端子接頭CN1的1端連接，其另一 端經(jīng)電阻R7-2接外"地"。線性穩(wěn)壓電路中集成電路U3-1的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R4-3與過電壓保護(hù)比較電路中 集成電路U4-l的負(fù)輸入端連接，其可調(diào)節(jié)電阻W3-3的動端經(jīng)電阻R4-l和R4-4與集 成電路U4-l的正輸入端連接，電阻R4-l和R4-4的連接端經(jīng)電阻R4-2接外"地"， 集成電路U4-l的輸出端與光電隔離器U4-2的3端連接，光電隔離器U4-2的4端經(jīng) 電阻R4-5接地，其2端接地，其1端與程序邏輯控制器電路中集成電路U9的第二中 斷端口,連接。輸出端子接頭CN1的2端經(jīng)電阻R8-2接外"地"，同時(shí)經(jīng)電阻R8-1與集成電路 U8-l的正輸入端連接，集成電路U8-l的輸出端經(jīng)二極管D8與光電隔離器U8-2的3 端連接，電阻R8-3串接在集成電路U8-l的負(fù)輸入端和光電隔離器U8-2的3端之間，光電隔離器U8-2的4端經(jīng)電阻R8-4接外"地"，其2端接地，其1端與程序邏輯控 制器電路中集成電路U9的第一中斷端口,連接。程序邏輯控制器電路中的集成電路U9為CPU，可以選用單片機(jī)、微控制器、CPLD 或FPGA可編程邏輯器電路或嵌入式處理器，除了在上述描述中已經(jīng)提到的端口或管 腳外，其I/0端口 (圖中為AD0/PO0 AD7/PO7)分別與電阻R9-l R9-3和按鈕開關(guān) K9-1~K9-11對應(yīng)連接，構(gòu)成控制開關(guān)矩陣電路；其I/0端口 (圖中為P0 P7)與輸出 端子接頭CN9的端子分別對應(yīng)連接，構(gòu)成LCD顯示裝置輸出電路；其I/0端口 (圖 中為A10/P22 A13/P25)分別與集成電路U5的CS、 CLR、 SCLK、 DIN端口對應(yīng)連 接，構(gòu)成了數(shù)字/模擬信號轉(zhuǎn)換電路。值得注意的是，在上述描述中，接地是指與本發(fā)生儀電控弱電部分(相對于輸出 后的"強(qiáng)電"脈沖信號部分而言)的地電位點(diǎn)連接；而接外"地"，是指與脈沖信號 輸出的強(qiáng)電"地"電位點(diǎn)連接，兩者在接地符號上是有差別的。上述集成電路芯片中，U3可以選用OP07XX系列的芯片，U4-2和U8-l可以選 用LM2XX系列的芯片，U5可以選用MAX53X系列的芯片，U6可選用HCPL-31XX 系列的芯片，U4-l和U8-2可以選用常規(guī)的光電隔離芯片，U9可選用AT89C51系列 的芯片，其他元件無特殊要求。上述集成電路芯片的型號不僅僅局限于所列出的型號，任何可直接代換或功能相 同/相近的集成電路均可選用。上述的模塊電路不僅僅局限于本實(shí)施例中給出的具體電路，例如，其降壓單元可 以采用常規(guī)AC/AC或AC/DC或DC/DC降壓電路；其輸入電源接通電路亦可采用電 子開關(guān)線路(如可控硅電路)；其線性穩(wěn)壓單元可以采用運(yùn)算放大器集成電路芯片構(gòu) 成的常規(guī)線性穩(wěn)壓電路，亦可以采用集成化的低壓差/低壓降線性穩(wěn)壓電路(諸如， AP2XXX系列、APE89XX系列、TPS7XXX系列或UC2XXX系列LOD集成電路)； 其輸出電壓等級切換電路可以并列設(shè)置多組，通過投入或切除不同阻值的分壓/分流電 阻，使得本發(fā)生儀的輸出信號在數(shù)十伏級、伏級、毫伏級或微伏級之間任意切換。此外，在電路模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，本發(fā)生儀可設(shè)置多個(gè)包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和一個(gè)所述的程序邏輯控制單元，該程序邏輯 控制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元之間采用"一對多"的方式進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸出控制單元共同受該程序邏輯控制 單元的控制，其與網(wǎng)狀電極組配合，形成一個(gè)電場網(wǎng)絡(luò)。或者，在電路模塊結(jié)構(gòu)上，本發(fā)生儀還可設(shè)置多組包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和與之?dāng)?shù)量相對應(yīng)的程序邏輯控制單元(如本圖所 示，本圖中只示出了其中的一組)，各程序邏輯控制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈 沖形成及輸出控制單元之間分別采用"一對一"的方式對應(yīng)進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生 組件中的脈沖形成及輸出控制單元分別接受對應(yīng)的程序邏輯控制單元的控制，其分別 與多個(gè)/組網(wǎng)狀電極組對應(yīng)配合，多路、可控地輸出，用于產(chǎn)生由多個(gè)電場組合構(gòu)成的 復(fù)合式電場網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到預(yù)期的輸出效果。所述的多路輸出，可以是通過多組網(wǎng)狀電極輸出多組具有相同"特性"的電脈沖 信號，也可輸出多組具有不同"特性"的電脈沖信號。此處電脈沖信號的"特性"，至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每 組輸出脈沖的個(gè)數(shù)或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組 脈沖簇組的總時(shí)間長度等等參數(shù)，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這 些參數(shù)可以分別進(jìn)行設(shè)置和/或調(diào)節(jié)。在實(shí)際使用過程中，上述參數(shù)的設(shè)置和/或調(diào)節(jié)，通過按鈕開關(guān)K9-1 K9-11構(gòu)成的控制開關(guān)矩陣電路來實(shí)現(xiàn)，其每個(gè)開關(guān)具體的設(shè)置/調(diào)節(jié)對象，在圖中已經(jīng)標(biāo)注出來， 其是通過軟件程序編程時(shí)的"定義"功能來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)生儀的工作原理以本圖所示線路為例，實(shí)際工作時(shí)，當(dāng)集成電路U9輸出電源接通信號時(shí)，三極 管T1-1導(dǎo)通，繼電器J1線圈得電吸合，其觸點(diǎn)Jl-l接通110V電源，反之，當(dāng)集成 電路U9輸出電源斷開信號時(shí)，三極管T1-1截止，繼電器J1線圈失電，觸點(diǎn)J1-1釋 放，斷開110V電源。程序邏輯控制器電路中的集成電路U5將預(yù)設(shè)定的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng) 電阻R3-l供給集成電路U3-l作為基準(zhǔn)電壓，并通過其負(fù)輸入端和電阻R4-3提供給 過電壓保護(hù)比較電路中的集成電路U4-1作為基準(zhǔn)電壓，集成電路U3-1的輸出經(jīng)電阻 R3-2供給集成電路U3-2作為基準(zhǔn)電壓。三極管T2-l和T2-2構(gòu)成復(fù)合調(diào)壓管，110V電源經(jīng)復(fù)合調(diào)壓管調(diào)壓至需要的電壓 后，由三極管T2-2的集電極輸出。同時(shí)，上述輸出電壓經(jīng)電阻R3-5和可調(diào)電阻W3-3分壓后由電阻R3-3送入集成 電路U3-2作為待比較電壓，此外，該輸出電壓還經(jīng)電阻R3-5和可調(diào)電阻W3-3分壓 后由過電壓保護(hù)比較電路中的電阻R4-1送入過電壓保護(hù)比較電路作為檢測電壓。程序邏輯控制器電路中集成電路U9根據(jù)運(yùn)行程序和參數(shù)設(shè)定，通過三極管T6、 集成電路U6，快速的、周期性的控制場效應(yīng)管Q1的導(dǎo)通和截止，使得線性穩(wěn)壓電路中三極管T2-2集電極的輸出電壓經(jīng)過Q1的D、 S極后變成電脈沖電壓信號，經(jīng)過電 阻R6-4、輸出端子接頭CN1輸出至網(wǎng)狀電極組。程序邏輯控制器電路中集成電路U5還可根據(jù)使用或治療的需要，經(jīng)電阻R7-1對 三極管T7輸出控制信號，通過其導(dǎo)通或截止，使得繼電器J2的線圈得電或失電，控 制其觸點(diǎn)J2-l的接通或斷開，將電阻R7-3接入或切除，最終改變輸出電脈沖信號的 電壓等級。線性穩(wěn)壓電路中三極管T2-2集電極的輸出電壓，經(jīng)電阻R3-5和可調(diào)電阻W3-3 分壓后，由電阻R4-1送入過電壓保護(hù)比較電路中集成電路U4-1進(jìn)行電壓比較， 一旦 超出由集成電路U3-1輸出的設(shè)定值，則集成電路U4-1輸出過電壓保護(hù)信號，經(jīng)光電 隔離器U4-l隔離后送入程序邏輯控制器電路中集成電路U5的中斷端口，當(dāng)集成電路 U5收到該中斷信號后，在程序控制下輸出電源斷開信號，三極管T1-1截止，繼電器 Jl線圈失電，觸點(diǎn)J1-1釋放，斷開110V電源。同樣，輸出端子接頭CN1輸出的電脈沖信號，經(jīng)過電阻R8-2后轉(zhuǎn)換為電壓信號， 經(jīng)電阻R8-l送入集成電路U8-l進(jìn)行比較，當(dāng)其大于設(shè)定值時(shí)，經(jīng)光電隔離器U8-2 隔離后送入程序邏輯控制器電路中集成電路U5的中斷端口，當(dāng)集成電路U5收到該 中斷信號后，與過電壓保護(hù)相類似，在程序控制下輸出電源斷開信號，三極管Tl-l 截止，繼電器J1線圈失電，觸點(diǎn)J1-1釋放，斷開110V電源。由于微處理電路和數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路為現(xiàn)有技術(shù)，故其具體原理、線路結(jié)構(gòu)和工作過 程和在此不再敘述。需要注意的是，上述引用的諸參考文件只應(yīng)看作有助于對本申請之技術(shù)方案的理 解，而不應(yīng)看作是對本申請某些部分的某種限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在掌握和領(lǐng)會了本發(fā)明的發(fā)明思路和實(shí)現(xiàn)方法之后，無需經(jīng) 過創(chuàng)造性勞動，即可再現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)其技術(shù)功能，達(dá)到其發(fā)明目的。以上的實(shí)施例僅僅是用來解釋和說明本發(fā)明的，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求之發(fā)明 范圍的限定，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，完全可以在不背離本發(fā)明之思路和方法的情況 下，對本發(fā)明做出各種的變化或變形。特別地，申請人認(rèn)為，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，以現(xiàn)有知識或后來的設(shè)計(jì)所看到 的那樣，對要求保護(hù)的主題進(jìn)行的非實(shí)質(zhì)性改變，將同等地落在本申請權(quán)利要求的范 圍內(nèi)。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員目前或后來知道的明顯替換，也應(yīng)屬于已定義要素 的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當(dāng)明白，本申請的權(quán)利要求包括所有上述圖解說明和描述的內(nèi)容、所有概念上的等同物、所有基本上摻入了本發(fā)明基本思路的明顯替代物或具有相同功能的 等同或替代電路。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上各 實(shí)施例的變化或變形，都將落在本申請之權(quán)利要求所要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種向大動物或人體的器官、組織的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行離體或載 體的遞送基因、蛋白質(zhì)、藥物和/或各種生物質(zhì)體的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1. 一種生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，包括電源單元，其特征是在電源單元的輸出端，設(shè)置至少一組依次由降壓單元、線性穩(wěn)壓單元和受程序邏輯控制單元控制的脈沖形成及輸出控制單元構(gòu)成的微電場發(fā)生組件和一個(gè)程序邏輯控制單元；所述的降壓單元將工頻市電降壓；所述的線性穩(wěn)壓單元對降壓單元的輸出進(jìn)行精密穩(wěn)壓；所述的脈沖形成及輸出控制單元對線性穩(wěn)壓單元的輸出進(jìn)行快速的、周期性的接通和/或關(guān)斷，形成符合要求的脈沖輸出，并對線性穩(wěn)壓單元輸出脈沖的電壓范圍進(jìn)行切換；所述的程序邏輯控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)定值和/或程序流程，對脈沖形成及輸出控制單元輸出脈沖的特性進(jìn)行控制；所述的脈沖形成及輸出控制單元與網(wǎng)狀電極組連接。
2. 按照權(quán)利要求l所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是在所述 線性穩(wěn)壓單元的輸出端，設(shè)置過電壓保護(hù)單元，過電壓保護(hù)單元的輸入端，與線性穩(wěn) 壓單元的輸出端連接；在所述脈沖形成及輸出控制單元的輸出端，設(shè)置過電流保護(hù)單元，過電流保護(hù)單元的輸入端，與脈沖形成及輸出控制單元的輸出端連接；所述過電 壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元的輸出端，與程序邏輯控制單元的中斷端口連接；當(dāng)過電壓保護(hù)單元和/或過電流保護(hù)單元有過壓和/或過電流信號輸出時(shí)，程序邏輯控制單元 停止脈沖形成及輸出控制單元的脈沖輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。
3. 按照權(quán)利要求2所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是在所述 過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元與程序邏輯控制單元之間，設(shè)置光電隔離元件，所 述過電壓保護(hù)單元和過電流保護(hù)單元與程序邏輯控制單元的中斷端口之間，分別經(jīng)過 光電隔離元件對應(yīng)連接。
4. 按照權(quán)利要求1所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的 輸出脈沖的特性至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每組輸出脈沖的個(gè)數(shù) 或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組脈沖簇組的總時(shí)間 長度，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這些參數(shù)可以分別進(jìn)行設(shè)置和/ 或調(diào)節(jié)。
5. 按照權(quán)利要求l所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的程序邏輯控制單元為單片機(jī)、微控制器、CPLD或FPGA可編程邏輯器電路或嵌入式 處理器。
6. 按照權(quán)利要求l所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的 脈沖形成及輸出控制單元至少包括受程序邏輯控制單元控制的電子開關(guān)電路和輸出電 壓等級切換電路；所述電子開關(guān)電路在程序邏輯控制單元的控制下，快速的、周期性 的接通或關(guān)斷線性穩(wěn)壓單元的輸出，形成符合要求的脈沖輸出；所述輸出電壓等級切 換電路在程序邏輯控制單元的控制下，投入或切除連接在線性穩(wěn)壓單元輸出端的分壓/ 分流電阻，對線性穩(wěn)壓單元輸出脈沖的電壓范圍進(jìn)行切換。
7. 按照權(quán)利要求l所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的 線性穩(wěn)壓單元為常規(guī)線性穩(wěn)壓電路或低壓差/低壓降線性穩(wěn)壓電路。
8. 按照權(quán)利要求l所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的 降壓單元為常規(guī)AC/AC降壓電路或AC/DC降壓電路。
9. 按照權(quán)利要求l所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的 過電壓保護(hù)單元為電壓比較電路，其采用比較器電路將線性穩(wěn)壓單元輸出端的電壓信 號與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)線性穩(wěn)壓單元輸出的電壓高于預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器電路翻轉(zhuǎn)， 輸出翻轉(zhuǎn)觸發(fā)信號至程序邏輯控制單元的中斷端口 ，程序邏輯控制單元通過控制脈沖 形成及輸出控制單元的輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。
10. 按照權(quán)利要求1所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述的 過電流保護(hù)單元為電壓/電流比較電路，其采用比較器電路將脈沖形成及輸出控制單元 的輸出端的電流信號經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換后與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)脈沖形成及輸出控制 單元輸出端的電流高于預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器電路翻轉(zhuǎn)，輸出翻轉(zhuǎn)觸發(fā)信號至程序邏輯控 制單元的中斷端口，程序邏輯控制單元通過控制脈沖形成及輸出控制單元的輸出，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。
11. 按照權(quán)利要求1所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是設(shè)置 多個(gè)所述的包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和一個(gè)所 述的程序邏輯控制單元，該程序邏輯控制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸 出控制單元之間采用"一對多"的方式進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生組件中的脈沖形成及輸 出控制單元共同受該程序邏輯控制單元的控制，其與網(wǎng)狀電極組配合，形成一個(gè)單一 的電場網(wǎng)絡(luò)。
12. 按照權(quán)利要求1所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是設(shè)置 多個(gè)所述的包括線性穩(wěn)壓單元和脈沖形成及輸出控制單元的微電場發(fā)生組件和與之?dāng)?shù)量相對應(yīng)的程序邏輯控制單元，各程序邏輯控制單元與各微電場發(fā)生組件中的脈沖形 成及輸出控制單元之間分別采用"一對一"的方式對應(yīng)進(jìn)行連接，各微電場發(fā)生組件中 的脈沖形成及輸出控制單元分別接受對應(yīng)的程序邏輯控制單元的控制，其分別與多個(gè)/ 組網(wǎng)狀電極組對應(yīng)配合，多路輸出，用于產(chǎn)生由多個(gè)電場組合構(gòu)成的復(fù)合式電場網(wǎng)絡(luò)。
13. —種生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是 其工作程序流程至少包括A、 對電源電壓進(jìn)行降壓，使其低于150V;B、 對經(jīng)過降壓后的電壓進(jìn)行線性穩(wěn)壓，使其輸出電壓穩(wěn)定；C、 采用一受程序邏輯控制單元控制的電子開關(guān)電路，對經(jīng)過穩(wěn)壓后的電壓信 號進(jìn)行快速的、周期性的接通和/或關(guān)斷，形成和輸出一特性可控的連續(xù)電脈沖或一系 列由多組連續(xù)電脈沖所構(gòu)成且各組電脈沖之間帶有間隔時(shí)間段的多脈沖簇組；D、 將脈沖輸出信號與單組或多組網(wǎng)狀電極相配合，形成需要的單一或復(fù)合式 低強(qiáng)度電場網(wǎng)絡(luò)。
14. 按照權(quán)利要求13所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述 的工作程序流程還包括對線性穩(wěn)壓后的電壓信號進(jìn)行電壓檢測，與預(yù)設(shè)定的電壓值分 別進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送入程序邏輯控制單元，對線性穩(wěn)壓電路進(jìn)行控制，構(gòu)成 過壓保護(hù)環(huán)節(jié)。
15. 按照權(quán)利要求13所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述 的工作程序流程還包括對電子開關(guān)電路的輸出信號進(jìn)行電流檢測，與預(yù)設(shè)定的電流和/ 或電壓值分別進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送入程序邏輯控制單元，對電子開關(guān)電路進(jìn)行 控制，構(gòu)成過電流保護(hù)環(huán)節(jié)。
16. 按照權(quán)利要求13所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述 的輸出電脈沖信號，為數(shù)十伏級、伏級、毫伏級或微伏級的電脈沖信號。
17.按照權(quán)利要求13所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是所述 輸出電脈沖的特性至少包括輸出脈沖的幅值、寬度、間隔、頻率、每組輸出脈沖的個(gè) 數(shù)或時(shí)間長度、各脈沖簇組之間的時(shí)間間隔或重復(fù)頻率以及輸出多組脈沖簇組的總時(shí) 間長度，通過程序設(shè)置或參數(shù)設(shè)定，程序邏輯控制單元對這些參數(shù)可以分別進(jìn)行設(shè)置 和/或調(diào)節(jié)。
18.按照權(quán)利要求1或13所述的生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，其特征是 所述的快速的、周期性的接通和/或關(guān)斷的頻率數(shù)量級為赫茲級。
全文摘要
一種生物與醫(yī)用多路低電壓微電場發(fā)生儀，屬生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。包括電源單元，其在電源單元輸出端設(shè)置至少一組依次由降壓單元、線性穩(wěn)壓單元和受程序邏輯控制單元控制的脈沖形成及輸出控制單元構(gòu)成的微電場發(fā)生組件和一個(gè)程序邏輯控制單元；降壓單元將工頻市電降壓，線性穩(wěn)壓單元對降壓單元輸出進(jìn)行穩(wěn)壓，脈沖形成及輸出控制單元對線性穩(wěn)壓單元輸出進(jìn)行快速、周期性的接通和關(guān)斷，形成脈沖輸出，程序邏輯控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)定值和程序流程，對脈沖形成及輸出控制單元輸出脈沖的特性進(jìn)行控制，脈沖形成及輸出控制單元與網(wǎng)狀電極組連接。可以廣泛應(yīng)用于向大動物或人體器官、組織的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行遞送基因、蛋白質(zhì)、藥物和/或各種生物質(zhì)體的領(lǐng)域。
文檔編號A61N1/32GK101274120SQ20081003676
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者沈路一 申請人:圣太科醫(yī)療科技(上海)有限公司