CN105769330A - 使泄漏效应和边缘效应最小化的多通道双极性电极区布置 - Google Patents

使泄漏效应和边缘效应最小化的多通道双极性电极区布置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使泄漏效应和边缘效应最小化的多通道双极性电极区布置。描述了用于使多区消融设备的各种泄漏效应最小化的方法、装置和系统。装置可以包括用于治疗组织的消融设备，该消融设备包括具有多个双极性电极区的消融结构。区中的每一个可以包括区内通道对，该区内通道对包括正通道和负通道。消融结构可以被配置为使得对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同。另外，消融结构可以布置为使得电学上不同的通道的总数小于多个电极区总数的两倍。

Description

使泄漏效应和边缘效应最小化的多通道双极性电极区布置
背景技术
人体具有位于诸如胃肠道不同部分内的若干内部身体管腔或者空腔，它们中的许多具有内衬壁或者内层。身体管腔可以包括例如食管、小肠和大肠、胃、肥胖外科手术之后的残余物、直肠和肛门。这些内衬壁可能易患疾病。在一些情况下，可以相对于内衬壁利用不同消融技术以防止疾病传播到位于附近的另外的健康组织。
消融设备可以包括可以在消融程序期间选择性地激活或者去激活的多个不同区域或者区。然而，在某些的环境中，当激活特定区时，电流可能从该区泄漏至消融设备的其它区中的一个或者多个。电流漏泄的问题可能导致向预期区传送不足的能量，其可能造成目标组织的不充分消融。
因此，可能需要可以克服已知系统、设备和方法的上述缺点或者其它缺点的系统、设备和方法。
发明内容
所描述的特性通常涉及用于使多区消融设备的各种泄漏效应最小化的方法、系统和设备。用于治疗组织的设备可以包括具有多个双极性电极区的消融结构。每个电极区可以包括正通道和负通道。根据各此处描述的各种实施例，通道和电极区可以布置为减少与区内泄漏效应和邻近区泄漏效应相关联的电流损失。
提供了根据各种实施例用于治疗组织的消融设备。消融设备可以包括消融结构，该消融结构包括多个双极性电极区。每个电极区可以包括区内通道对，该区内通道对包括正通道和负通道。此外，消融结构可以配置为使得对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同。另外，在各种实施例中，消融结构包括总数小于多个电极区的总数的两倍的电学上不同的通道。
在某些实施例中，消融结构还配置为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。根据一些实施例，消融结构还布置为使得每个区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同。
另外，在各种实施例中，消融结构还配置为使得每个电极区包括与每个其它的电极区的区内通道对电学上不同的区内通道对。
根据一些实施例，电极区中的每一个配置为被选择性地启用或者禁用。例如，电极区中的每一个可以配置为通过向每个电极区的区内通道对提供交流电流以选择性地被启用。在各种实施例中，消融结构的多个电极区彼此邻近地对准。此外，多个电极区可以在宽度上相等。
在描述的各种实施例中，消融设备还可以包括导管、与导管的远侧部分耦合的扩展构件、与消融结构耦合的消融结构支撑件，其中消融结构和消融结构支撑件配置为当扩展构件展开或者收缩时围绕扩展构件至少部分地张开或者卷起。
在一些实施例中，扩展构件是气囊。在一些实施例中，气囊可以由半柔性材料制成。
在具体实施例中，消融设备包括六个电极区，其中第一电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第一负通道，邻近第一电极区的第二电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第二负通道，以及邻近第二电极区的第三电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第三正通道和第三负通道。另外，邻近第三电极区的第四电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第二负通道，邻近第四电极区的第五电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第三正通道和第一负通道，以及邻近第五电极区的第六电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第三负通道。
在所描述的包括六个电极区的另一个具体实施例中，第一电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第一负通道，邻近第一电极区的第二电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第二负通道，以及邻近第二电极区的第三电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第三正通道和第三负通道。另外，邻近第三电极区的第四电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第二负通道，邻近第四电极区的第五电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第三负通道，以及邻近第五电极区的第六电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第三正通道和第四负通道。
在所描述的又另一个具体实施例中，消融结构包括七个电极区。根据各种实施例，第一电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第一负通道，邻近第一电极区的第二电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第二负通道，邻近第二电极区的第三电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第三正通道和第一负通道，以及邻近第三电极区的第四电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第三负通道。另外，邻近第四电极区的第五电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第四正通道和第一负通道，邻近第五电极区的第六电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第五正通道和第二负通道，以及邻近第六电极区的第七电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第三负通道。
在包括七个电极区的消融结构的另一个具体实施例中，第一电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第一正通道和第一负通道，邻近第一电极区的第二电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第二负通道，邻近第二电极区的第三电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第三正通道和第一负通道，以及邻近第三电极区的第四电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第二正通道和第三负通道。另外，邻近第四电极区的第五电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第四正通道和第一负通道，邻近第五电极区的第六电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第五正通道和第三负通道，以及邻近第六电极区的第七电极区包括区内通道对，该区内通道对包括第四正通道和第二负通道。
根据各种实施例，提供了设计用于治疗组织的具有多个双极性电极区的消融结构的方法。该方法可以包括向每个电极区提供包括正通道和负通道的区内通道对，以及限制消融结构的电学上不同的通道的总数，使得电学上不同的通道的总数小于多个电极区的总数的两倍。另外，该方法还可以包括布置每个电极区的正通道以使得任何电极区的正通道与任何邻近电极区的正通道电学上不同以及布置每个电极区的负通道以使得任何电极区的负通道与任何邻近电极区的负通道电学上不同。
在一些实施例中，方法还包括布置每个电极区的正通道和负通道以使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。
另外，在某些实施例中，方法还包括布置每个电极区的正通道和负通道以使得每个区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同。
本公开的某些实施例可以包括上述优点或者特性中的一些或者全部或者可以不包括上述优点或者特性。通过此处包括的附图、描述和权利要求，一个或者多个其它技术优点或者特性对本领域技术人员可以是明显的。另外，尽管上面已经列举了具体的优点或者特性，但是各种实施例可以包括所列举优点或者特性中的全部或者一些，或者不包括所列举优点或者特性。
通过下列的具体实施方式、权利要求和附图，所描述的方法和装置的适用性的另外范围将变得明显。由于在描述的精神和范围内的各种改变和修改将对本领域技术人员变得明显，因此仅通过示例的方式给出详细说明和具体的例子。
附图说明
通过参照下列附图可以实现对实施例的性质和优点的进一步理解。在所附的附图中，相似部件或者特征件可以具有相同附图标记。此外，可以通过在附图标记后加破折号及在相似部件中进行区分的第二标记来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则描述适用于具有相同的第一附图标记的相似部件中的任何一个，而不考虑第二参考标号。
图1A是根据各种实施例具有三个电极区的消融结构的示意图；
图1B是根据各种实施例具有三个电极区的消融结构的示意图；
图2是根据各种实施例具有三个电极区的消融结构的示意图；
图3是根据各种实施例具有五个电极区的消融结构的示意图；
图4是根据各种实施例具有六个电极区的消融结构的示意图；
图5是根据各种实施例具有六个电极区的消融结构的示意图；
图6是根据各种实施例具有七个电极区的消融结构的示意图；
图7是根据各种实施例具有七个电极区的消融结构的示意图；
图8是根据各种实施例具有七个电极区的消融结构的示意图；
图9是用于向目标治疗区域传送治疗的消融系统的示意图，该消融系统包括根据各种实施例配置的部件；
图10是根据各种实施例用于设计消融结构的方法的流程图；
图11是根据各种实施例用于设计消融结构的方法的流程图；以及
图12是根据各种实施例用于设计消融结构的方法的流程图。
具体实施方式
为了治疗身体管腔(诸如胃肠道)内的某些病症，可以使用基于区域的消融来消融组织的特定节段。由于各种原因，基于区域的消融设备可以分成可选择性操作的多个不同区域或者区。将基于区域的消融设备分成多个区的一个这种原因可以是为了维持对在消融程序期间任何给定时间被消融的组织的区域的高度控制。另一个原因是通常的电源可能不能够同时向整个消融结构提供足够的能量。然而，在一定的环境中，来自激活区的电流可能沿着替换路径泄漏或者行进至消融设备的其它区中的一个或者多个。电流泄漏的问题可能是不同区相对于彼此的物理布置和接近或者为各区供电的电气上不同的电通道的布置和数量或者两者的某个组合的结果。在任何情况下，该泄漏可以减少传送至目标区的能量的量，这可能导致目标组织的不充分消融。
如此处描述的，能够消融组织的对应区域的基于区域的消融设备的不同区域或者区被称为电极区。根据各种实施例，基于区域的消融设备的多个电极区中的每一个可以由一个或者多个电通道供电。如此处使用的，通道是可以通过从电源选择性地供应电流来激活或者去激活的电气连接部。例如，通道可以是将电极区连接至电源的单个电线。在一些实施例中，消融设备的电极区是各自包括两个电通道的双极性电极区。因此，如果每个电极区包括两个电气上不同的通道，则电气上不同的通道的总数将是电极区的数量的两倍。
然而，根据此处描述的各种实施例，可以将不同电通道的总数减少为小于消融设备的电极区的总数的两倍。例如，代替十个不同电通道，五个区消融设备可以具有九个或者八个或者甚至更少的不同电通道。减少消融设备的不同电通道的数量可以有利地减小消融设备的大小和生产成本。然而，如果消融设备的不同电通道的总数小于电极区总数的两倍，则设备可能易受各种泄漏和边缘效应的影响。如此处使用的，泄漏效应指的是向预期治疗区域或者区外部的电力传送，其减少传送至预期治疗区域或者区的电力。边缘效应指的是改变对电极区周边(无论是否邻近另一个电极区)的能量传送的性能的现象。因此，根据此处描述的各种实施例，多区消融设备的电通道可以被布置和配置为使得减少潜在泄漏效应、边缘效应或者两者的任何组合。
参照图1A，示出了根据各种实施例的消融结构100的示意图。用三个电极区105、110和115图示消融结构100。电极区105、110、115中的每一个是双极性电极区的示例。相应地，每个电极区105、110、115包括两个电通道。例如，区105包括通道120和125，区110包括通道130和135，以及区115包括通道140和145。每个电极区的两个通道可以被称为“正通道”和“负通道”。然而，在某些实施例中，传送至消融结构的能量是非接地的交流(AC)电力。在这种实施例中，每个电极区的正通道和负通道是功能等效的。然而，出于标记目的，双极性电极区的一个通道被称为正通道以及另一个通道被称为负通道。如参考此处描述的附图使用的，正通道用字母(例如，A、B、C)标记以及负通道用数字(1、2、3)标记。
在这一点上，区分通道的数字标识符(例如，120和125)与通道的名称(例如，A和1)的标记公约非常重要。如此处使用的，通道名称(例如，A)指示与在消融设备上具有不同名称的所有其它通道在电学上不同的通道。例如，正通道A与正通道B在电学上不同，以及通道A和B两者都与负通道1在电学上不同。在电学上不同的通道意指通道并非直接电连接至其它通道中的任何一个。例如，通道A和通道B可以是完全分开的电线。另一方面，数字标识符(诸如120和125)仅仅指示特定电极区内的特定通道的示意位置。如图1A所示，具有不同数字标识符的两个通道可以是或者可以不是电学上不同的。例如，电极区105的通道120和电极区115的通道140两者都标记为A，这意味着它们是相同的电通道并且因此并非在电学上不同。然而，电极区105的通道120和电极区110的通道130分别标记为A和B，这意味着它们是电学上不同的通道。
为了便于参考，如此处使用的，两个电通道的组合可以称为“通道对”。例如，电极区的正通道和负通道的组合称为“区内通道对”。参照图1A，电极区105的区内通道对是“A1”，以及电极区110的区内通道对是“B2”。类似于区内通道对，“邻近区通道对”包括一个正通道和一个负通道。然而，邻近区通道对包括一个区的正通道和邻近区的负通道。例如，参照图1A，电极区105与电极区110之间的邻近区通道对是通道对A2(即，电极区105的正通道和电极区110的负通道)。此外，电极区105与电极区110之间的另一个邻近区通道对是通道对B1(即，电极区110的正通道和电极区105的负通道)。可以理解，邻近彼此的任何两个电极区包括两个邻近区通道对。
以类似方式，为了便于参考，两个电极区的组合可以称为“电极区对”。例如，如此处使用的，“邻近电极区对”指的是邻近彼此设置的消融设备的任何两个电极区。例如，参照图1A，电极区105和110构成称为A1/B2的邻近电极区对。此外，电极区110和115构成称为B2/A3的不同邻近电极区对。可以理解，对于具有N个电极区的任何消融结构，有N-1个不同的邻近电极区对。另外，如此处使用的，“共享正通道的电极区对”包括无论两个电极区是否彼此邻近都共享正通道的任何两个电极区。例如，参照图1A，电极区105和115两者共享正通道A。因此，电极区105和115构成称为A1/A3的共享正通道的电极区对。与A1/A3电极区对相关联的两个负通道可以被称为“负通道对”。参照图1A，共享正通道的电极区对A1/A3的负通道对是1/3。
如上所述，对于给定数量的电极区最小化消融结构上的电学上不同的通道的数量可以是有利的。因此，根据各种实施例，消融结构包括总数小于电极区是总数是两倍的电学上不同的通道。例如，参照图1A，消融结构100包括三个电极区(即，105、110、115)和仅五个电学上不同的通道(即，A、B、1、2和3)。然而，除非适当地布置电通道，否则具有总数小于电极区的数量的两倍的电学上不同的通道的消融结构可能遭受各种泄漏效应或者边缘效应。
为了图示潜在泄漏效应，考虑图1B中图示的消融结构100-a，其可以是消融结构100的替代布置。消融结构100与100-a之间唯一的区别是通道130-a是通道A而不是通道B。在该替代布置中，如果电极区105-a被激活(即，通过激活通道120-a和125-a)，则电流可以从通道125-a(即，通道1)泄漏至通道130-a(即，通道A)。由于打算在两个区内通道之间行进的电流中的一些已经泄漏至邻近区，因此这种类型的泄漏可以被称为邻近区替代路径。该泄漏效应可能导致向电极区105-a传送以实现与电极区105-a接触的目标组织的消融的能量的量的不足。
因此，根据各种实施例，消融结构可以布置为使得对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同。图1A所示消融设备100图示了根据这种布置的消融结构的示例。例如，参照邻近电极区对A1/B2(即，电极区105和110)，电极区105的正通道(即，通道A)与邻近电极区110的正通道(即，通道B)电学上不同。类似地，电极区105的负通道(即，通道1)与邻近电极区110的负通道(即，通道2)电学上不同。邻近电极区对B2/A3(即，电极区110和115)还布置为使得第一电极区的正通道与邻近电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与邻近电极区的负通道电学上不同。尽管消融结构100包括三个电极区，但是刚才描述的布置方法可以应用于具有任何数量的电极区的消融设备。
现在参考图2，根据各种实施例示意性地图示了消融结构200。类似于图1的消融结构100，消融结构200包括三个电极区205、210和215，其中每个区包括正通道和负通道。同样类似于消融结构100，消融结构200包括总共五个电学上不同的通道。另外，类似于消融结构100，消融结构200布置为使得对于任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与邻近电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与邻近电极区的负通道电学上不同。然而，不同于消融结构100，消融结构200包括三个电学上不同的正通道(即，A、B、C)和仅两个电学上不同的负通道(即，1、2)。
消融结构200是消融结构100的镜像，其中它们两个之间的唯一区别是调换了正电极和负电极。因此，在传送至电极区的能量是非接地AC电力的实施例中，消融结构100和200在功能上等效。消融结构100和200图示了根据此处描述的各种实施例仅仅通过转换正电极和负电极来镜像消融结构设计不构成不同的电极设计的原理。
现在参考图3，根据各种实施例示意性地图示了消融结构300。消融结构300可以是参考图1和图2描述的消融结构100或者200的示例。具体地，消融结构300包括总数小于电极区总数的两倍的电学上不同的通道。具体地，消融结构300包括五个电极区305、310、315、320、325和总共六个电学上不同的通道，其中三个是正通道(即，A、B和C)，以及其中三个是负通道(即，1、2和3)。类似于消融结构100和200，消融结构300配置为使得对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同。
然而，如所布置的，消融结构300可能遭受各种泄漏效应。例如，如果电极区305被激活(通过激活通道A和1)，则理想地所有电流将在通道330与通道335之间行进，使得与区305接触的目标组织如所预期的完全消融。然而，如所布置的，除了通道330与通道335之间的预期路径，电流还可以沿着替代路径在通道A与通道1之间行进。由于该替代路径，预期用于电极区305的电流可能泄漏并且流失到一个或者多个不同的电极区中。为了图示，随着通道A和1被激活(即，为了激活电极区305)，电流中的一些可能从电极区320的通道360(即，通道A)泄漏至电极区320的通道365(即，通道2)，然后从电极区310的通道345(即，通道2)泄漏至电极区310的通道340(即，通道B)，然后进一步地从电极区325的通道370(即，通道B)泄漏至电极区325的通道375(即，通道1)。因此，预期在通道A与通道1之间(即，通过通道330和335)行进的电流有效地分成两个不同路径(即，预期路径和替代路径)，从而减少沿着预期路径行进的电流的量。在该图示中，预期用于电极区305的电流中的一些泄漏到电极区310、320和325中。与在两个邻近电极区的邻近区通道对之间泄漏相反，由于电流在电极区的区内通道对之间泄漏，因此这种类型的替代路径被称为区内替代路径。
区内替代路径的该示例可以说是具有三个区内阶跃或者跳转。第一阶跃是从通道360到通道365；第二阶跃是从通道345至通道340，以及第三阶跃是从通道370到通道375。可以理解，电流泄漏量取决于与预期路径的电阻相比该替代路径的总电阻。因此，如果电极区的通道被布置为使得任何替代路径的总电阻充分地大于预期路径的电阻，则可以忽略电流泄漏量。因此，根据各种实施例，电极区的通道可以被布置以增大潜在替代路径的区内跳转的总数，从而增大替代路径的总电阻。
例如，参照图4，示出了根据各种实施例的消融结构400的示意图示。消融结构400包括六个电极区和总共七个电学上不同的通道，其中三个是正通道(即，A、B和C)，以及其中四个是负通道(即，1、2、3和4)。因此，类似于消融结构100、200和300，消融结构400包括总数小于电极区总数的两倍的电学上不同的通道。消融结构400也布置为与消融结构100、200和300类似，其中对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同。
然而，为了减少与参考图3描述的区内替代路径泄漏效应相关联的潜在问题，消融结构400还被布置为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。为了图示，参照图4考虑三个单独的共享正通道的电极区对以及它们对应的负通道对。如图所示，共享正通道的电极区对A1/A4(即，电极区402和408)包括负通道对1/4(即，通道416和428)。此外，共享正通道的电极区对B2/B3(即，电极区404和412)包括负通道对2/3。最后，共享正通道的电极区对C3/C1(即，电极区406和410)包括负通道对3/1。因此，如在消融结构400上布置的，共享正通道的电极区对中的每一个(即，A1/A4、B2/B3和C3/C1)各自包括电学上不同的负通道对(即，1/4、2/3和3/1)。电学上不同的负通道对指的是不包括相同的两个负通道的通道对。根据该布置，尽管可能仍然有替代的区内电流路径，但是路径包括超过三个跳转。因此，替代路径的总电阻可以充分地高以使得由于区内替代路径的电流泄漏可忽略。
尽管消融结构400描绘有六个电极区，但是可以理解，刚才描述的布置方法可以用于具有至少四个电极区的任何消融结构。另外，可以理解，参考图4描述的布置可以与如参考图1-3描述的布置相结合或者可以单独采用该布置。例如，如所图示的，消融结构400被布置为使得对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同，并且还被布置为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。然而，可以理解，消融结构可以布置为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对，但是对于至少一个邻近电极区对，区对之间的正通道或者负通道是共享的。
尽管参考图4描述的通道和电极区的布置可以减少由于纯粹区内电流泄漏的泄漏效应，但是在一些情形下，参考图1描述的邻近区替代路径泄漏问题和参考图3描述的区内替代路径泄漏问题可以结合以产生其它潜在的电流泄漏问题。例如，参照图4，通过激活电极区402的电通道414和416(即，通过激活通道A和1)，一些电流可以从电极区408的电通道426(即，通道A)行进到邻近电极区410的电通道432(即，通道1)，从而减少在预期电极通道(例如，通道414和416)之间行进的电流量。
因此，根据各种实施例，消融结构可以布置为减少或者消除消融结构的电极区中的一些或者全部的该组合泄漏效应。例如，参照图5，图示了根据各种实施例的消融结构500的示意图。消融结构500可以是消融结构400的示例。实际上，消融结构500包括与消融结构400相同数量的电区以及电学上不同的正通道和负通道。然而，消融结构500被布置为使得减少或者消除第一电极区(即，电极区502)的组合泄漏效应。例如，参照电极区502的区内通道对(即，通道对A1)，消融结构500被布置为使得没有A1邻近区通道对。因此，如果电极区502被激活(即，通过激活通道A和1)，则将没有组合邻近区通道对泄漏效应。由于没有与电极区504的区内通道对(即，通道对B2)相同的邻近区通道对，因此这同样适用于电极区504。然而，注意同样的情况不适用于电极区506。如所布置的，如果电极区506将要被激活(即，通过激活通道C和3)，则在电极区512的通道534(即，通道C)与电极区510的通道532(即，通道3)之间可能有邻近区泄漏效应。因此，根据各种实施例，消融结构可以被布置为使得对于电极区中的至少一些，那些电极区的区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同。尽管消融结构500显示有六个电极区，但是刚才描述的布置方法可以用于具有任何数量电极区的消融结构。
作为另一个示例，参照图6，示出了根据各种实施例具有七个电极区的消融结构600的示意图。消融结构600可能是参考图1-5描述的消融结构100、200、300、400或者500的示例。相应地，消融结构600包括总数小于电极区总数的两倍的电学上不同的通道。具体地，消融结构600包括七个电极区和总共八个电学上不同的通道，其中五个是正通道(即，A、B、C、D和E))，以及三个是负通道(即，1、2和3)。另外，消融结构600配置为与消融结构100、200、300、400或者500类似，其中消融结构600配置为使得对于包括第一电极区和邻近第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，第一电极区的正通道与第二电极区的正通道电学上不同以及第一电极区的负通道与第二电极区的负通道电学上不同。另外，消融结构600可以是消融结构400和500的示例，其中消融结构600还被布置为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。
然而，类似于消融结构500，消融结构600被布置为使得对于电极区中的至少一个，有由于组合邻近区泄漏效应的替代路径。例如，考虑电极区602，其包括区内通道对A1。如果通过激活通道A和1激活电极区602，则可能有从电极区612的通道636(即，通道A)到电极区610的通道634(即，通道1)的邻近区泄漏。即使可能有由于激活区602的泄漏效应，但是由于其它电极区(即，区604、608、610、612和614)的区内通道对与所有邻近区通道对电学上不同，因此激活这些电极区不会引起组合邻近区泄漏效应。尽管消融结构600显示有七个电极区，但是可以理解，刚才描述的布置方法可以用于具有任何数量电极区的消融结构。
根据各种实施例，消融结构可以布置为减少或者消除所有电极区的组合邻近区泄漏效应。参照图7，示出了根据各种实施例具有七个电极区的消融结构700的示意图。除最后两个电极区(即，区712和714)从消融结构600所示的它们的布置调换以外，消融结构700与消融结构600几乎相同。因此，消融结构700是布置为使得每个区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同的消融结构的示例。为了图示，注意每个可能的邻近区通道对(即，A2、B1、C2、C3、D3、E1、D2、E3和A2)如何与每个区内通道对(即，A1、B2、C1、B3、D1、E2和A3)电学上不同。
转到图8，示出了根据各种实施例具有七个电极区的消融结构800的示意图。消融结构800可以是参考图7描述的消融结构700的另一个示例。如图8所示，消融结构800的可能的邻近区通道对(即，A2、B1、C2、C3、D3、E1、D2和E3)中的每一个各自与所有区内通道对(即，A1、B2、C1、B3、D1、E2和A3)电学上不同。尽管消融结构700和800描绘有七个电极区，但是可以理解，刚才描述的布置方法可以用于具有任何数量电极区的消融结构。
根据各种实施例，电极区是纵向矩形区。然而，电极区可以包括任何合适的形状(诸如方形，椭圆形或者环形)。另外，所有电极区可以是相同大小或者形状，或者消融设备可以包括一个大小或者形状的一些电极区以及不同大小或者形状的一些电极区。例如，纵向矩形区可以都是相等宽度和高度，或者电极区中的一些可以包括与其它电极区不同的宽度。多个电极区可以布置为沿着如图1-8描绘的线性行彼此邻近。此外，消融结构可以包括单行电极区或者可以包括堆叠在彼此顶上的相等或者不相等长度的多行。
根据各种实施例，如此处描述的消融结构中的任何一个可以与一个或者多个附加部件耦合以构成用于消融身体管腔内的组织的消融系统。例如，消融系统可以包括可以与导管的远侧部分耦合的扩展构件。消融结构可以与缠绕在扩展构件周围的消融结构支撑件耦合，使得对扩展构件进行扩展可以接合不同大小的身体管腔。
参照图9，示出了根据各种实施例用于向目标治疗区域传送治疗的通用系统900。例如，系统900可以设计用于向身体内部的目标区域(诸如，胃肠道中的管腔或者器官壁)提供治疗。系统900可以包括电源905、导管915和扩展构件920。扩展构件920通常可以配置为支撑消融结构支撑件980以及与消融结构支撑件980耦合的消融结构960。消融结构支撑件980和消融结构960可以至少部分地围绕扩展构件920的外部圆周卷起，使得当扩展构件920展开时，消融结构支撑件980适合于变化的圆周而消融结构960维持每单位面积恒定的电极密度。根据一些实施例，消融结构960和消融结构支撑件980配置为当扩展构件920展开或者收缩时围绕扩展构件920至少部分地张开或者卷起。在共同拥有的美国申请14/519,409、14/519,950和14/520,028中对当扩展构件920展开和收缩时消融结构支撑件980和消融结构960卷起和张开的特性进行了更充分地描述，为了所有目的这些申请中的每一个都通过引用合并于此。
系统900可以通过在身体内部安置引导组件965以及使扩展构件920越过引导组件965以使得扩展构件920可以被传送至身体内部的目标治疗部位来工作。电源905随后可以用于为扩展构件920上设置的消融结构960提供电力，使得治疗可以应用于目标治疗部位。根据各种实施例，电源905可以配置为向消融结构960传送非接地交流(AC)电力。
扩展构件920可以是能够借助于辅助扩展机构在折叠或者未展开配置与展开配置之间转换的可膨胀设备。合适的扩展构件920包括，但不限于非柔性气囊、半柔性气囊、柔性气囊、具有渐尖几何结构的气囊、囊状物等等。在一些实施例中，电源905配置为例如通过在内部并入辅助扩展机构使扩展构件920充气。当扩展构件920插入到身体管腔中以及从身体管腔移除时，通常可以使用折叠配置。当扩展构件920达到期望消融位置时，扩展构件920可以诸如通过从泄气状态(即，折叠配置)膨胀至基本上膨胀的状态(即，展开配置)来展开。
扩展构件920可以配置为支撑消融结构支撑件980。在一些实施例中，消融结构支撑件980包括薄的矩形聚合材料(诸如聚酰亚胺、聚酯纤维或者其它柔性的热塑性或者热固性聚合物膜)片。另外，消融结构960可以与消融结构支撑件980耦合。在一些实施例中，消融结构960是治疗仪器或者诊断仪器，诸如可以向目标治疗区域提供消融能量的消融元件。消融结构960可以用于向目标治疗部位提供射频(RF)能量。消融结构960可以是参考图1-8中的任何一个描述的消融结构100、200、300、400、500、600、700或者800中的任何一个的示例。因此，消融结构960可以包括多个分立的双极性电极区。
扩展构件920可以与导管915耦合，使得可以操纵扩展构件920通过身体的通道(诸如食道)并且在目标治疗区域处操纵扩展构件920。导管915可以在导管915的近侧端部945处与电源/充气设备905耦合。扩展构件920可以安置在导管915的远侧端部940附近。在一些实施例中，导管915包括开口975，该开口975配置为允许引导组件965的进入和退出，使得导管915能够相对于引导组件965可滑动地移动。引导组件进入点975可以通常地位于导管915外部并且靠近电源905。
电源905可以向扩展构件920上设置的消融结构960提供电力。在一些实施例中，通过在电源905与消融结构960之间延伸并且容纳在导管915的通道内的一个或者多个传输线路970从电源905向消融结构960提供电力。传输线路970可以是如参考图1-8描述的不同电通道的示例。例如，传输线路970可以是不同的电线。在一些实施例中，电源905配置为通过选择性地激活不同电通道中的一个或者多个来选择性地激活多个电极区中的一个或者多个。在共同拥有的美国申请14/519,409、14/519,950和14/520,028中对电源905选择性地激活相关联的电路和消融设备的特定通道的特性进行了更充分地描述，为了所有目的这些申请中的每一个都通过引用合并于此。
根据各种实施例，描述了设计多区消融设备的方法。参照图10，示出了根据此处描述的各种实施例用于设计包括多个电极区的消融结构的方法1000的流程图。方法可以包括在步骤1005处为多个电极区中的每一个提供包括正通道和负通道的区内通道对。方法还可以包括在步骤1010处限制消融结构的电学上不同的通道的总数，使得电学上不同的通道的总数小于多个电极区的总数的两倍。此外，在步骤1015处，方法1000还可以包括布置每个电极区的正通道以使得任何电极区的正通道与任何邻近电极区的正通道电学上不同。在步骤1020处，方法1000还可以包括布置每个电极区的负通道以使得任何电极区的负通道与任何邻近电极区的负通道电学上不同。
消融结构100、200、300、400、500、600、700和800是根据方法1000设计的消融结构的示例。然而，可以理解，方法1000可以用于设计除了图1-8中图示的实施例的多区消融结构。具体地，方法1000可以用于设计具有任何数量的电极区和电学上不同的通道的消融结构。另外，如下面更充分描述的，方法1000可以被单独使用或者与其它步骤结合以设计多区消融结构。
例如，参照图11，示出了根据此处描述的各种实施例用于设计包括多个电极区的消融结构的方法1100的流程图。步骤1105、1110、1115和1120可以与方法1000的步骤1005、1010、1015和1020相同。然而，方法1100还可以包括在步骤1125处布置每个电极区的正通道和负通道，以使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。
消融结构400、500、600、700和800是根据方法1100设计的消融结构的示例。然而，可以理解，方法1100可以用于设计除了图4-8中图示的实施例的多区消融结构。具体地，方法1100可以用于设计具有任何数量的电极区和电学上不同的通道的消融结构。另外，可以理解，参考步骤1125描述的方法可以与方法1000的步骤(如在方法1100中描述的)结合使用或者可以单独使用步骤1125。例如，消融结构可以设计为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对，但是对于至少一个邻近电极区对，区对之间的正通道或者负通道是共享的。
参照图12，示出了根据此处描述的各种实施例用于设计包括多个电极区的消融结构的方法1200的流程图。步骤1205、1210、1215、1220和1225可以与方法1100的步骤1105、1110、1115、1120和1125相同。然而，方法1200还可以包括在步骤1230处布置每个电极区的正通道和负通道以使得每个区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同。消融结构700和800是根据方法1200设计的消融结构的示例。然而，可以理解，方法1200可以用于设计除了图7-8中图示的实施例的多区消融结构。具体地，方法1200可以用于设计具有任何数量的电极区和电学上不同的通道的消融结构。
提供本公开的先前描述以使本领域技术人员能够实施或者使用本公开。对本公开的各种修改将对本领域技术人员是非常明显的，并且在不背离本公开精神或者范围的情况下，此处限定的一般原理可以应用于其它变型。遍及本公开的术语“示例”或者“示例性的”指示示例或者实例并且不暗指或者要求所指出示例的任何优先选择。因此，本公开将不限于此处描述的示例和设计，而是将给予与此处公开的原理和新颖特性一致的最宽范围。

Claims (19)

1.一种用于治疗组织的消融设备，所述消融设备包括：
消融结构，所述消融结构包括多个双极性电极区，每个电极区包括区内通道对，所述区内通道对包括正通道和负通道，
其中所述消融结构配置为使得对于包括第一电极区和邻近所述第一电极区的第二电极区的任何邻近电极区对，所述第一电极区的正通道与所述第二电极区的正通道电学上不同以及所述第一电极区的负通道与所述第二电极区的负通道电学上不同；以及
其中所述消融结构包括总数小于所述多个双极性电极区的总数的两倍的电学上不同的通道。
2.根据权利要求1所述的消融设备，其中所述消融结构还配置为使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。
3.根据权利要求2所述的消融设备，其中所述消融结构还配置为使得每个区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同。
4.根据权利要求1所述的消融设备，其中所述消融结构还配置为使得每个电极区包括与每个其它的电极区的区内通道对电学上不同的区内通道对。
5.根据权利要求1所述的消融设备，其中每个电极区配置为被选择性地启用或者禁用。
6.根据权利要求5所述的消融设备，其中每个电极区配置为通过向每个电极区的区内通道对提供交流电流而被选择性地启用。
7.根据权利要求1所述的消融设备，其中所述多个双极性电极区被邻近彼此地对准。
8.根据权利要求1所述的消融设备，其中所述多个双极性电极区在宽度上全部相等。
9.根据权利要求1所述的消融设备，还包括：
导管；
扩展构件，与所述导管的远侧部分耦合；
消融结构支撑件，与所述消融结构耦合，其中所述消融结构和所述消融结构支撑件配置为当所述扩展构件展开或者收缩时围绕所述扩展构件至少部分地张开或者卷起。
10.根据权利要求9所述的消融设备，其中所述扩展构件包括气囊。
11.根据权利要求10所述的消融设备，其中所述气囊包括半柔性材料。
12.根据权利要求2所述的消融设备，包括六个电极区，其中：
第一电极区包括含第一正通道和第一负通道的区内通道对；
邻近所述第一电极区的第二电极区包括含第二正通道和第二负通道的区内通道对；
邻近所述第二电极区的第三电极区包括含第三正通道和第三负通道的区内通道对；
邻近所述第三电极区的第四电极区包括含所述第一正通道和所述第二负通道的区内通道对；
以及邻近所述第四电极区的第五电极区包括含所述第三正通道和所述第一负通道的区内通道对；以及
邻近所述第五电极区的第六电极区包括含所述第二正通道和所述第三负通道的区内通道对。
13.根据权利要求2所述的消融设备，包括六个电极区，其中：
第一电极区包括含第一正通道和第一负通道的区内通道对；
邻近所述第一电极区的第二电极区包括含第二正通道和第二负通道的区内通道对；
邻近所述第二电极区的第三电极区包括含第三正通道和第三负通道的区内通道对；
邻近所述第三电极区的第四电极区包括含所述第一正通道和所述第二负通道的区内通道对；
以及邻近所述第四电极区的第五电极区包括含所述第二正通道和所述第三负通道的区内通道对；以及
邻近所述第五电极区的第六电极区包括含所述第三正通道和第四负通道的区内通道对。
14.根据权利要求3所述的消融设备，包括七个电极区，其中：
第一电极区包括含第一正通道和第一负通道的区内通道对；
邻近所述第一电极区的第二电极区包括含第二正通道和第二负通道的区内通道对；
邻近所述第二电极区的第三电极区包括含第三正通道和所述第一负通道的区内通道对；
邻近所述第三电极区的第四电极区包括含所述第二正通道和第三负通道的区内通道对；
邻近所述第四电极区的第五电极区包括含第四正通道和所述第一负通道的区内通道对；
邻近所述第五电极区的第六电极区包括含第五正通道和所述第二负通道的区内通道对；以及
邻近所述第六电极区的第七电极区包括含所述第一正通道和所述第三负通道的区内通道对。
15.根据权利要求3所述的消融设备，包括七个电极区，其中：
第一电极区包括含第一正通道和第一负通道的区内通道对；
邻近所述第一电极区的第二电极区包括含第二正通道和第二负通道的区内通道对；
邻近所述第二电极区的第三电极区包括含第三正通道和所述第一负通道的区内通道对；
邻近所述第三电极区的第四电极区包括含所述第二正通道和第三负通道的区内通道对；
邻近所述第四电极区的第五电极区包括含第四正通道和所述第一负通道的区内通道对；
邻近所述第五电极区的第六电极区包括含第五正通道和所述第三负通道的区内通道对；以及
邻近所述第六电极区的第七电极区包括含所述第四正通道和所述第二负通道的区内通道对。
16.一种设计用于治疗组织的消融结构的方法，所述消融结构包括多个双极性电极区，所述方法包括：
为每个电极区提供包括正通道和负通道的区内通道对；
限制所述消融结构的电学上不同的通道的总数，使得电学上不同的通道的总数小于所述多个双极性电极区的总数的两倍；
布置每个电极区的正通道以使得，任何电极区的正通道与任何邻近的电极区的正通道电学上不同；以及
布置每个电极区的负通道以使得，任何电极区的负通道与任何邻近的电极区的负通道电学上不同。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
布置每个电极区的正通道和负通道以使得每个共享正通道的电极区对包括与每个其它的共享正通道的电极区对的负通道对电学上不同的负通道对。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
布置每个电极区的正通道和负通道以使得每个区内通道对与每个邻近区通道对电学上不同。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括：
布置每个电极区的正通道和负通道以使得每个电极区包括与每个其它的电极区的区内通道对电学上不同的区内通道对。
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