Diseño de un generador de pulsos de alto voltaje con un amplio rango de ajuste de ancho para el tratamiento de tumores
Autores: Rao, Xin; Chen, Xiaodong; Zhou, Jun; Zhang, Bo; Alfadhl, Yasir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los efectos biológicos únicos estimulados por el campo eléctrico de pulso corto tienen muchas aplicaciones en el tratamiento de tumores, como la electroporación irreversible, la electroquimioterapia, la transfusión génica y la terapia inmune. Estos efectos biológicos requieren pulsos de alto voltaje con diferentes anchos de pulso en un rango que va desde nanosegundos hasta cientos de microsegundos. Para cumplir con este requisito, se ha diseñado un generador de pulso de alto voltaje compacto basado en una matriz de condensadores conmutables y una matriz de conmutación de MOSFET de SiC. El generador de pulso propuesto tiene un canal de salida con un ancho de pulso ajustable de 100 ns a 100 us, un rango de amplitud de 0 kV a 2 kV, una frecuencia de repetición inferior a 1.2 kHz y una caída de voltaje inferior al 5%. Se investigó el mecanismo del circuito de interruptores apilados, en conexión con una matriz de condensadores conmutables. La introducción de una matriz de condensadores conmutables amplía el ancho de pulso desde la escala de nanosegundos hasta la escala de microsegundos en comparación con otros métodos de diseño similares. El generador de pulso ha sido diseñado en simulación e implementado en experimento. El generador de pulso desarrollado proporciona una herramienta conveniente y económica para los estudios adicionales de los efectos biológicos únicos estimulados por diferentes campos eléctricos pulsados para el tratamiento de tumores.
Descripción
Los efectos biológicos únicos estimulados por el campo eléctrico de pulso corto tienen muchas aplicaciones en el tratamiento de tumores, como la electroporación irreversible, la electroquimioterapia, la transfusión génica y la terapia inmune. Estos efectos biológicos requieren pulsos de alto voltaje con diferentes anchos de pulso en un rango que va desde nanosegundos hasta cientos de microsegundos. Para cumplir con este requisito, se ha diseñado un generador de pulso de alto voltaje compacto basado en una matriz de condensadores conmutables y una matriz de conmutación de MOSFET de SiC. El generador de pulso propuesto tiene un canal de salida con un ancho de pulso ajustable de 100 ns a 100 us, un rango de amplitud de 0 kV a 2 kV, una frecuencia de repetición inferior a 1.2 kHz y una caída de voltaje inferior al 5%. Se investigó el mecanismo del circuito de interruptores apilados, en conexión con una matriz de condensadores conmutables. La introducción de una matriz de condensadores conmutables amplía el ancho de pulso desde la escala de nanosegundos hasta la escala de microsegundos en comparación con otros métodos de diseño similares. El generador de pulso ha sido diseñado en simulación e implementado en experimento. El generador de pulso desarrollado proporciona una herramienta conveniente y económica para los estudios adicionales de los efectos biológicos únicos estimulados por diferentes campos eléctricos pulsados para el tratamiento de tumores.