Littelfuseの医療製品安全設計:パルスフィールドアブレーション(PFA)

パルスフィールドアブレーション装置(PFA)は、短時間の高電圧パルス電界を用いて細胞膜に電気穿孔を生じさせ、細胞のアポトーシスを誘導することにより、非熱的アブレーションを実現します。PFAは、腫瘍アブレーション(肝臓がん、膵臓がんなど)、および不整脈治療(心房細動アブレーションなど)によく用いられます。その非熱的かつ正確な特性により、PFAは低侵襲的インターベンション治療における重要な技術となっています。

パルスフィールドアブレーション装置(PFA)のブロック図

1. 高電圧コンデンサ充電モジュール(HV Capacitor Charger)

  • フライバックまたはプッシュプルトポロジを採用し、バッテリの電力を30kV DCの高電圧に変換して、蓄電コンデンサを充電します(緑色の電力フロー)。

2. マイクロコントローラユニット(MCU)

  • 制御コア(青色の制御フロー)として、充電モジュールおよび放電ユニットを調整するとともに、インターフェース(USB、RS232、ディスプレイ、ボタン)を通じて、人とコンピュータとのやりとり(パラメータ設定、状態監視など)を実現します。

3. 放電ユニット(Discharge Unit)

  • マルチチャンネル設計され、複数の部品(スイッチ、パルス形成ネットワークなど)を直列に接続し、蓄積された高電圧エネルギーをパルス電界(図中の稲妻記号)の形態で解放し、アブレーション治療に用います。

よくある質問

Q:革新的な医療機器における超高電圧パワー半導体デバイスの応用分野は何でしょうか?

A:超高電圧パワー半導体デバイスは、主にAED、PFAなどの高電圧パルス医療機器に使用されています。

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