CN113573656A - 用于选择性细胞消融的波形发生器和控制 - Google Patents

Abstract

用于执行消融的方法和装置。在一些示例中，消融递送系统被配置为允许访问电容器堆叠的单独电压电平以用于治疗递送。描述了可在电流和电压控制输出之间切换的消融治疗系统。还公开了使用可调节的相间或脉冲间延迟来治疗患者的方法。

Description

用于选择性细胞消融的波形发生器和控制

相关专利文件的交叉引用

本申请要求于2019年3月15日提交的题为“WAVEFORM GENERATOR AND CONTROLFOR SELECTIVE CELL ABLATION”的第62/819,101号美国临时专利申请的权益和优先权，其公开内容通过引用并入。本申请还涉及于2019年3月15日提交的名称为“TIME MULTIPLEXEDWAVEFORM FOR SELECTIVE CELL ABLATION”的第62/819,120号美国临时专利申请和于2019年3月15日提交的名称为“SPATIALLY MULTIPLEXED WAVEFORM FOR SELECTIVE CELLABLATION”的第62/819,135号美国临时专利申请，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

去除或破坏患病组织是许多癌症治疗方法的目标。肿瘤可以通过手术切除，然而，侵入性较小的方法引起了很多关注。组织消融是一种破坏体内不需要的组织的微创方法。消融可以是热的或非热的。

热消融增加或去除热量以破坏不需要的细胞。例如，冷冻消融通过冷冻细胞外隔室导致细胞在-15℃开始脱水而在较冷的温度下发生膜破裂来杀死细胞。已知冷冻消融(有益地)刺激患者的抗肿瘤免疫反应。

基于热的热消融会增加热量以破坏组织。射频(RF)热、微波和高强度聚焦超声消融均可用于将局部组织温度升高到远高于身体正常37摄氏度的温度。例如，RF热消融使用高频电场在细胞膜引起振动，通过摩擦将振动转化为热量。一旦细胞温度达到50摄氏度，细胞死亡会在短短30秒内发生，而在更高的温度下，细胞死亡是瞬间的。然而，基于热的消融可能不会促进与冷冻消融相关的理想免疫反应。

使用热或冷的热消融技术均具有缺点，即它们几乎没有或完全没有能力保留治疗区中的正常结构。对血管、神经和其他结构的附带损伤是不希望的。出于这个原因，各种研究人员也探索了非热消融。

非热消融技术包括电化学疗法、可逆电穿孔和不可逆电穿孔。电穿孔是指暴露于高压脉冲电场的细胞质膜由于脂质双层不稳定而暂时可渗透的现象。然后至少是暂时的形成穿孔。电化学疗法将孔隙形成与引入导致细胞死亡的化学物质相结合。由于所使用的化学分子较大，因此只有受到电场作用的细胞才会吸收化学物质并随后死亡，从而在处理区提供有用的选择性。不可逆电穿孔(IRE)省略了化学物质，而是使用电场，通常以增加的幅度，将细胞膜中的孔扩大到恢复点之外，由于缺乏母细胞膜而导致细胞死亡。外加场的空间特性控制着哪些细胞和组织将受到影响，与热技术相比，可以在治疗区提供更好的选择性。

电(无论是否热)消融技术的一项挑战是局部肌肉刺激。就引起某些细胞死亡而言，单相波形被认为可以为IRE提供更好的结果。然而，单相波形往往会引起肌肉刺激，除其他问题外，还需要使用麻痹剂来促进手术。双相波形避免了肌肉刺激，但在相同的能量水平和/或振幅下可能不如单相波形有效。简单地提高功率以使双相波形更有效存在引起热消融的风险。需要对现有技术进行改进和替代，以允许使用与IRE的单相刺激一样有效的波形，同时避免肌肉刺激并因此获得单相和双相治疗二者的益处。

发明内容

本发明人已经认识到，要解决的问题之一是提供结合高效能和组织选择性同时避免肌肉刺激的消融疗法。下面显示的多个示例提供了针对此类改进的说明性信号发生器、系统和方法。

第一非限制性示例采用用于产生用于组织的电消融的能量的装置的形式，该装置包括：电压源；具有至少一个第一电容器和一个或多个附加电容器的电容器组；以及将电容器组联接到多个输出节点的输出级，该输出级包括：联接到电容器堆叠的功率选择器开关对，以使得能够将第一输出限定为包括第一电容器和一个或多个的附加电容器中的至少一个，或将第二输出限定为不包括第一电容器但包括一个或多个附加电容器中的至少一个，使得第一输出处于比第二输出更高的电压；以及多个电极选择器开关对，每个电极选择器开关对与多个输出节点之一相关联，每个电极选择器开关对包括联接到功率选择器开关对的高压侧开关和联接到参考的低压侧开关。

作为第一非限制性示例的补充或替代，该装置还可以包括：联接到多个输出节点的反馈电路，该反馈电路包括一个或多个电流传感器，用于感测和量化通过一个或多个输出节点的电流；以及控制节点，其联接到反馈电路、功率选择器开关对和多个电极选择器开关对以使用一个或多个电流传感器来控制电消融。附加地或替代地，反馈电路可以被配置为检测输出的峰值电流以防止对装置部件的损坏。附加地或替代地，反馈电路可以被配置为检测输出的平均电流以确定递送的治疗的特性。

作为第一非限制性示例的补充或替代，该装置还可以包括：联接到多个输出节点的反馈电路，该反馈电路包括一个或多个电压传感器，用于感测和量化一个或多个输出节点处的电压；以及控制节点，其联接到反馈电路、电源选择器开关对和多个电极选择器开关对以使用一个或多个电压传感器来控制电消融。

作为第一非限制性示例的补充或替代，该装置还可包括反馈电路，该反馈电路包括一个或多个电压和/或电流传感器，用于监测阻抗以在治疗递送期间跟踪组织特性。

第二个非限制性示例采用用于产生用于组织电消融的能量的装置的形式，包括：电压源；电容器组，其具有至少一个第一电容器和一个或多个附加电容器，该电容器组可在多个位置访问以用作多个输出源；以及将电容器组联接到多个输出节点的输出级，该输出级包括：在多个位置联接到电容器堆叠的多个功率选择器开关，多个功率选择器开关允许独立且同时访问电容器组以在相同或不同的电压电平下获得多个输出；以及多个电极选择器开关对，每个电极选择器开关对与多个输出节点之一相关联，每个电极选择器开关对包括联接到功率选择器开关对的高压侧开关和联接到参考的低压侧开关。

作为第二非限制性示例的补充或替代，该装置还可以包括：联接到多个输出节点的反馈电路，该反馈电路包括一个或多个电流传感器，用于感测和量化通过一个或多个输出节点的电流；以及控制节点，其联接到反馈电路、功率选择器开关对和多个电极选择器开关对以使用一个或多个电流传感器来控制电消融。

作为第二非限制性示例的补充或替代，该装置还可包括：联接到多个输出节点的反馈电路，该反馈电路包括一个或多个电压传感器，用于感测和量化一个或多个输出节点处的电流；以及控制节点，其联接到反馈电路、电源选择器开关对和多个电极选择器开关对以使用一个或多个电压传感器来控制电消融。

作为第二非限制性示例的补充或替代，该装置可以进一步包括反馈电路，该反馈电路包括一个或多个电压和/或电流传感器，用于监测阻抗以在治疗递送期间跟踪组织特性。

作为第一或第二非限制性示例的补充或替代，输出级可以限定从电容器组到输出节点的多个路径，其中至少一个路径包括可切换进入和切换出该路径的电流控制电路，其中将电流控制电路之一切换到路径中，将装置配置为使用恒定电流输出。

作为第一或第二非限制性示例的补充或替代，输出级可以限定从输出节点到参考的多个路径，其中至少一个路径包括可切换进入和切换出该路径的电流控制电路，其中将电流控制电路之一切换到路径中，将装置配置为使用恒定电流输出。

作为第一或第二非限制性示例的补充或替代，控制电路可以被配置为提供恒定功率输出或可选地提供恒定电压输出。

另一示例采用用于消融组织的系统的形式，该系统包括如第一或第二非限制性示例中的装置，以及用于插入待消融组织中或与其接触或靠近待消融组织放置的探针。

第三说明性和非限制性示例采用使用消融疗法治疗患者的方法的形式，包括：设置双相电输出的输出参数，该双相电输出包括第一极性的第一相位和与第一极性相反的第二极性的第二相位，在第一和第二相位之间限定了一个脉冲间隔；a)使用输出参数向患者提供双相电输出并观察是否发生肌肉反应；b)如果没有观察到肌肉反应，通过延长间隔时间来修改输出参数；重复步骤a)和b)直到观察到肌肉反应或直到使用预限定的最大脉冲间隔；如果观察到肌肉反应，则将治疗间隔期设置为观察到肌肉反应的间隔期的一部分或减少；或者如果使用最大脉冲周期，则将治疗脉冲周期设置为最大脉冲周期；以及使用包括治疗间隔期在内的一组治疗参数向患者提供治疗。

第四个说明性和非限制性示例采用使用消融疗法治疗患者的方法的形式，包：为具有脉冲宽度和幅度的电输出设置输出参数；使用输出参数向患者提供电输出；观察肌肉反应是否对传递的输出做出反应；和以下之一：a)如果没有观察到肌肉反应，通过增加电输出的脉冲宽度或幅度中的至少一个来修改输出参数；b)如果观察到肌肉反应，通过减少电路的脉冲宽度或幅度中的至少一个来修改输出参数；并且使用在步骤a)或b)之一中修改的输出参数再次向患者提供电输出。

第五说明性和非限制性示例采用使用消融疗法治疗患者的方法的形式，包括：设置双相电输出的输出参数，该双相电输出包括第一极性的第一相位和与第一极性相反的第二极性的第二相位，在第一和第二相位之间限定了一个脉冲间隔；使用输出参数向患者提供双相电输出；观察是否发生肌肉反应；a)如果没有观察到肌肉反应，通过延长间隔时间来修改输出参数；b)如果观察到肌肉反应，则通过减少脉冲间隔来修改输出参数；并且使用在步骤a)和b)之一中修改的输出参数再次向患者提供双相电输出。

第六说明性和非限制性示例采用使用消融疗法治疗患者的方法的形式，包括：设置双相电输出的输出参数，包括第一极性的第一相位和与第一极性相反的第二极性的第二相位，在第一和第二相位之间限定了一个脉冲间隔；使用输出参数向患者提供双相电输出；观察是否发生肌肉反应；确定没有肌肉反应发生并通过延长间隔时间来修改输出参数；并且再次使用具有延长的脉冲间期的输出参数向患者提供双相电输出。

第七说明性和非限制性示例采用使用消融疗法治疗患者的方法的形式，包括：设置双相电输出的输出参数，该双相电输出包括第一极性的第一相位和与第一极性相反的第二极性的第二相位，在第一和第二相位之间限定了一个脉冲间隔；使用输出参数向患者提供双相电输出；观察是否发生肌肉反应；确定发生了肌肉反应并通过减少脉冲间隔来修改输出参数；并且使用具有减少的脉冲间期的输出参数再次向患者提供双相电输出。

作为第三至第七非限制性示例的补充或替代，观察肌肉反应是否发生的步骤可以由系统用户通过视觉观察治疗探针的可见运动或移动中的一个是否响应于所递送的双相电输出而发生。.

作为第三至第七非限制性示例的补充或替代，观察肌肉反应是否发生的步骤可以通过监测放置在患者体内或患者身上的加速度计的输出来执行。

作为第三至第七非限制性示例的补充或替代，观察肌肉反应是否发生的步骤可以包括感测患者肌肉组织的肌电势。

作为第三至第七非限制性示例的补充或替代，观察肌肉反应是否发生的步骤可以包括从患者获得主观反馈。

第八非限制性示例采用向患者递送消融治疗的方法的形式，包括：在如下预定时间段内递送治疗脉冲串：递送具有第一电压和第一持续时间的第一脉冲；在第一个脉冲期间感测电流；传送具有第二电压和持续时间的第二脉冲，其中第一电压不等于第二电压，并且第一持续时间不等于第二持续时间，但是第一电压和第一持续时间的乘积基本上等于第二持续时间和第二电压的乘积；在第二个脉冲期间感测电流；确定在第一脉冲期间输送的电荷量不等于在第二脉冲期间输送的电荷量；在预定时间段期满之前，传送至少一个附加脉冲以消除由第一脉冲的电荷量和第二脉冲的电荷量之间的差异引起的电荷不平衡。

作为第八非限制性示例的补充或替代，至少一个附加脉冲可以是具有第三电压和第三持续时间的压控脉冲，该第三电压和第三持续时间通过确定第一和第二脉冲中的至少一个所遇到的阻抗来计算。

作为第八非限制性示例的补充或替代，至少一个附加脉冲可以是电流控制脉冲，而第一和第二脉冲是电压控制脉冲。

第九说明性和非限制性示例采用用于产生用于组织电消融的能量的装置的形式，包括：电压源；电容器组，用于存储来自电压源的能量以用于传递消融能量；电压转换电路，用于以高于电压源所能提供的电压将能量从电压源传送到电容器组；输出级，其将电容器组联接到多个输出节点；感测电路，用于从适合与装置一起使用的探针接收感测信号；以及控制电路，其配置为使用来自感测电路的反馈来控制电容器组、电压转换电路和输出级；其中，控制电路配置为执行如第三至第八非限制性示例中的任一个中的方法。

作为第九非限制性示例的补充或替代，感测电路可以被配置为与具有热传感器的探针一起使用，并且控制电路被配置为从感测电路接收与由探针的热传感器感测的温度相关的数据，并修改由输出级产生的治疗信号的一个或多个参数。

作为第九非限制性示例的补充或替代，感测电路可以被配置为与具有光学能力的探针一起使用，并且控制电路被配置为从感测电路接收与使用探针的光学能力观察到的组织颜色的变化有关的数据，并修改由输出级产生的治疗信号的一个或多个参数。在又一示例中，感测电路可以包括光源和光检测器，使得感测电路可以将光信号引导至探针的光学能力并从探针接收指示组织反射率的光信号。

作为第九非限制性示例的补充或替代，感测电路可以被配置为与具有换能器的探针一起使用，因此包括用于驱动探针换能器的驱动器电路，并且进一步适于从探针换能器接收信号。在又一示例中，驱动器电路可以被配置为向探针中的超声换能器发出超声频率输出，以便检测组织的流体密度的变化。在又一示例中，驱动器电路可以被配置为驱动基于MEMS的加速度计，并且感测电路被配置为从基于MEMS的加速度计接收信号以检测心音。在又一示例中，驱动器电路可以被配置为驱动基于MEMS的加速度计，并且感测电路被配置为从基于MEMS的加速度计接收信号以检测肌肉收缩。在又一示例中，驱动器电路可以被配置为驱动基于MEMS的加速度计，并且感测电路被配置为从基于MEMS的加速度计接收信号以检测与消融相关联的声学信号。

该概述旨在提供对本专利申请的主题的介绍。无意提供对本发明的排他性或详尽的解释。本发明包括的详细描述将提供关于本专利申请的进一步信息。

附图的简要说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可以代表相似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体示出了本文件中讨论的各种实施例。

图1显示了与电场强度和脉冲持续时间的组合相关的不同治疗方式的近似值；

图2-4显示了对细胞施加电场的各种影响；

图5显示了现有技术的“Leveen”针；

图6-8显示了各种波形特征；

图9显示了一个方块形式的信号发生器；

图10显示了周围带有电极的目标组织；

图11显示了说明性的时间多路复用治疗输出；

图12显示了一种用于配置和/或测试治疗的方法；

图13A-13D显示了信号发生器的说明性输出和反馈电路；

图14A-14B显示了说明性的脉冲发生电路；

图15显示了一个说明性的用户界面；和

图16A-16B示出了使用不平衡波形并校正检测到的电荷不平衡的用于治疗递送的方法，该方法以方框和图形形式显示。

具体实施例

图1显示了依赖于传递的电脉冲的幅度-时间关系的不同生物物理响应的近似值。细胞反应之间的阈值(10,20,30)通常作为外加场强和脉冲持续时间的函数运行。低于第一阈值10，没有影响；在第一阈值10和第二阈值20之间，发生可逆电穿孔。高于第二阈值20且低于第三阈值30，主要发生不可逆电穿孔(IRE)。在第三阈值30以上，效应开始主要是热效应，由组织加热驱动。因此，例如，在给定的场强和持续时间可能没有影响(位置12)，并且延长场应用的持续时间可以产生可逆电穿孔(位置22)、不可逆电穿孔(位置32)和热消融(位置40)。

如美国专利6,010,613中所述，需要大约1伏范围内的跨膜电位来引起可逆电穿孔，但是脉冲参数(例如时间和持续时间)与可逆电穿孔所需的跨膜电位之间的关系仍然是一个积极研究的主题。所需的场可以根据待处理细胞的特性而变化。在宏观层面上，可逆电穿孔需要数百伏特/厘米的电压，不可逆电穿孔需要更高的电压。例如，当考虑肝组织的体内电穿孔时，如美国专利8,048,067中所述，可逆电穿孔阈场强可为约360V/cm，而不可逆电穿孔阈场强可为约680V/cm。一般而言，传递多个单独的脉冲以获得跨越大部分治疗组织的这种效果；例如，可以传送2、4、8、16或更多个脉冲。一些实施例可以传送数百个脉冲。

用于电穿孔的电场通常通过递送一系列单独的脉冲来施加，每个脉冲的持续时间在一到数百微秒的范围内。例如，美国专利8,048,067描述了为说明图1中第20行和第30行之间的区域实际存在，并且在几个实验中使用一系列8个100微秒脉冲以1秒间隔传送可以实现非热IRE治疗而进行的分析和实验。

组织膜不会立即从穿孔状态恢复到静止状态。结果，如在例如美国专利8,926,606中所述，在时间上接近地施加脉冲可以具有累积效应。此外，如美国PG专利申请2007/0025919中所述，一系列脉冲可用于首先穿孔细胞膜，然后移动大分子通过生成的可逆孔。

图2-4显示了对细胞施加电场的各种影响。在低于可逆电穿孔阈值的电场强度下，如图2所示，细胞60的细胞膜62保持完整并且没有孔出现。如图3所示，在更高的电场强度下，即高于可逆电穿孔的阈值和低于不可逆电穿孔的阈值，细胞70的膜72形成孔74。取决于施加的场和脉冲形状的特性，更大的或较小的孔74可能出现，并且所形成的孔可能持续更长或更短的持续时间。

如图4所示，在更高的电场强度下，高于不可逆电穿孔的阈值，细胞80现在具有带有多个孔84、86的膜82。在这个更高的振幅或功率电平下，孔84、86可能变得如此之大和/或太多以至于细胞无法恢复。还可以注意到，如图4所示，孔在空间上集中在细胞80的左侧和右侧，在细胞膜平行于外加场的区域88中几乎没有孔或没有孔(假设这里场施加在电极之间，电极布置在图4中所示的细胞的右侧和左侧)。这是因为区域88中的跨膜电位保持低，其中场更接近平行于细胞膜而不是正交于细胞膜。

图5显示了现有技术的“Leveen”针。如美国专利5,855,576中所述，该装置包括可插入部分100，该可插入部分100具有延伸至多个组织刺穿电极102的轴104，一旦接近患者110的目标组织112，该电极102可延伸或缩回。该装置的近端通过电连接器106联接到电源108，该电源108可用于提供RF能量。

传统上，Leveen针将用于向目标组织提供热消融。例如，如在'576专利中所描述的，可以在患者的皮肤上提供一个或多个板形式的返回电极，可以将返回电极提供为另一个组织刺穿电极，或者可以将返回电极提供在轴104靠近其远端处，接近组织刺穿电极102。

例如，在美国专利6,638,277中可以找到对原始设计的改进，该专利讨论了组织刺穿电极102的独立致动，无论是在电极的移动方面还是在单独电激活电极中的各个电极方面。5,855,576和6,638,277专利通过引用并入本文以展示各种探针。美国临时专利申请62/620,873，其公开内容通过引用并入本文以显示各种治疗递送探针，公开了Leveen针概念的更新和改进，允许电极的间距、尺寸和选择具有灵活性。

图6-8显示了各种波形特征。参考图6，单相波形显示为150。波形150显示为相对于基线或等电位152。理想化方波显示为具有振幅154、脉冲宽度156和周期长度158。波形150被示为理想方波，具有从基线152到指定幅度154的垂直上升。当描述这样的波形时，频率通常指的是周期长度158的倒数。因此，例如，如果具有一微秒脉冲宽度156的波形以两微秒间隔158传送，则波形的“频率”可以描述为500kHz(两微秒的倒数)。波形150可以是电流控制或电压控制的波形。如下文进一步描述的，可在各种示例中使用任一方法。

在任何实际应用中，生成的波形的边缘都将是圆形的，并且从基线152的上升幅度将更大，如图7所示，其中如162所示的从基线的向上发散以上升时间160为特征。在输出结束时，还有一个非理想的下降164，以下降时间166为特征。波形的实际应用还将包括峰值幅度的一些变化，如图所示，这可能包括例如幅度的过冲，如果信号输出是欠阻尼的，或者对于临界阻尼或过阻尼信号的边缘进行四舍五入。

在一些示例中，可以操纵上升或下降时间160、166中的一个或多个。在说明性示例中，系统的输出电路可以包括可选择的元件，例如电阻器、电感器等，如果切换到电路中，它们可以减慢上升时间。例如，通过电感器的电流不能立即改变，因此当电感器开始允许电流流动时，将电感元件切换到输出电路可以减慢上升时间。

上升和下降时间可以以几种不同的方式进行操纵。例如，可以选择过程设置来修改峰值电压目标；更高的目标可以产生更快的上升时间，因为各种组件以指数方式响应打开或切换到输出电路。通过监控输出，系统可以人为地增加峰值电压目标以减少上升时间，一旦达到真正的峰值电压，系统可能会切换电压源或使用输出调节(例如通过使用整流器或通过重定向输出电流通过单独的放电路径)以限制电压输出。在另一个示例中，可以使用组件选择，例如通过具有可供系统使用和选择的多个不同的HV开关，其中不同的HV开关类型具有不同的上升和下降时间。例如，如果三个输出开关可用，每个都具有不同的上升/下降特性，则系统可以通过选择在特定治疗输出会话期间使用的合适的输出开关来响应请求更长或更短的上升/下降时间的用户输入。高通或低通滤波也可以切换到输出电路中以控制压摆率，也可以切换到控制信号电路中；例如，输出晶体管的缓慢导通会导致晶体管本身的上升时间变慢，相反，输出晶体管的快速导通会加快上升时间。在另一个示例中，数模转换器可用作输出电路，允许对上升或下降时间进行数字化控制。在又一示例中，到输出开关的控制信号可以由数模转换器生成，从而操纵到输出电路本身的开/关信号。在又一示例中，使用如本文中的几个示例中所示的电容器堆叠输出，可以通过使用来自电容器堆叠的顶部(或期望的目标水平)的单个开关输出来实现快速上升时间，而缓慢上升时间可以通过使用少于全部的电容器堆叠顺序打开输出然后随后将更多的电容器堆叠添加到输出来实现；在输出电路中适当放置的二极管将防止在这种操作期间电容器堆叠的新添加部分的反向电流或短路。

图8显示了更多细节，这次是双相信号。此处，波形显示为180，第一个正脉冲在182，紧随其后的是在190的负脉冲。正脉冲182的幅度为184，负脉冲190的幅度为192，该幅度通常等于正脉冲的电压，但极性相反。正脉冲182具有脉冲宽度186，负脉冲190具有脉冲宽度194；同样，通常两个脉冲宽度186、194将彼此相等。对于如图所示的信号，周期长度可以确定为如196所示，从正脉冲182的开始到后续周期的开始；同样，频率是周期长度的倒数。

在双相信号的典型应用或使用中，部分目的是在每个周期结束时实现电荷平衡。为此，两相的脉冲宽度保持相等，幅度也相等，但极性相反。无论是使用电压控制系统还是电流控制系统，只要控制脉冲宽度和幅度，就可以合理地保持电荷平衡。例如，在电压控制系统中，假设周期长度196相当短，电流在一个周期内或多或少是恒定的。也就是说，虽然众所周知，在消融过程中，组织阻抗会随着细胞被破坏而发生变化，从而排出通常会降低阻抗的细胞介质，但阻抗不会变化得如此之快，以至于简单双相波形的电荷平衡，即使是不控制电流的双相波形，将成为一个问题。然而，在下面的一些示例中，传递的能量不是“简单的双相”波形，因为两相之间的周期延长到超过任一相持续时间一半的持续时间，例如，在这种情况下，更可能的是阻抗变化会导致电荷不平衡，从而触发或冒着肌肉刺激的风险。

相间期188代表在正脉冲和负脉冲之间的基线处花费的时间段，并且通常根据底层电路的物理约束最小化。因此，例如，如果第一个开关必须关闭以结束正脉冲182，并且使用第二个开关来启动负脉冲190，假设数字控制，则系统可以允许几个数字时钟周期在关闭第一个开关后打开第二个开关之前到期，以避免任何可能的内部短路。更快的切换可以减少相间时间，并且已经在减少这个时间期188上投入了大量的工程工作。

例如，使用如美国专利10,154,869中所示的设计可以实现非常短的相间期188。在10,154,869专利中，电感器与输出负载并联放置。在治疗递送的初始阶段，电源被施加到负载和电感器。打开电源和负载/电感器之间的开关会导致通过负载的电流几乎立即反向，因为在电源断开后电感器从负载中汲取电流。

从图6-8中收集的背景是典型用法的背景。在以下进一步描述的几个实施例中，单相脉冲用于实现关于防止肌肉刺激的电荷平衡的双相结果。应当注意，在本文的示例中，术语“不引起肌肉刺激”允许一些肌肉刺激，但仅允许在相关介入和/或手术领域内的可容忍量。例如，发生的刺激并不会使患者感到不舒服。在另一个示例中，发生的刺激足够小，以至于消融组织的手术不会受到受刺激的患者运动的干扰。在另一个例子中，发生的肌肉刺激对于手术来说是无关紧要的，并且允许在不需要施用麻痹剂的情况下进行手术。在一些示例中，发生的刺激不影响探针放置和固定，或者小到足以不发生探针迁移。如本文所用，用于消融治疗目的的有意义的电荷不平衡是在单个周期内或在多个周期内触发影响手术的肌肉刺激。在几个实施例中，目的是提供改进的治疗——模仿单相治疗——同时避免和/或防止有意义的电荷不平衡。

图9显示了信号发生器的方块图。信号发生器200可以是独立的单元，或者它可以包括通过电线和/或无线连接联接在一起的几个分立部件。控制块在202处示出并且可以包括状态机、微控制器、微处理器形式的多个逻辑电路，或者根据需要甚至是现成的计算单元，例如膝上型计算机或台式计算机，并且可以还包括各种相关的模拟和/或数字逻辑、专用集成电路(ASIC)、专用硬件电路等。具有这些元件中的任何一个和/或这些元件的组合的控制块202在本文中可以被描述为控制节点。在一个示例中，系统的输出能量可以以比操作逻辑使用的幅度高得多的幅度传送(即，输出为数百或数千伏，逻辑和处理以通常低于十伏或甚至五伏的幅度执行)。因此，可以包括隔离电路、分压器等以将系统操作电压降低到控制电路更容易处理的水平。专用电路，例如ASIC电路，可用于处理高速操作或通过包括例如专用模数转换电路、专用采样电路对电压或电流等采样，将测量的电压或电流转换为数字输出。此外，例如，本领域中经常使用光隔离器元件以允许对高压电路进行低压控制。

包括可以或可以不与控制块202分离的存储器204，以存储用于操作的可执行指令集以及保持系统活动和治疗期间接收的任何传感器输出的日志。存储器204可以是易失性或非易失性存储器，并且可以包括光学或数字媒体、闪存驱动器、硬盘驱动器、ROM、RAM等。UI或用户界面206也可以集成到控制块(例如当使用膝上型计算机进行控制202时，其将包括存储器204和UI206中的每一个)。UI206可以根据需要包括鼠标、键盘、屏幕触摸屏、麦克风、扬声器等。

电源208可以包括一个或多个电池，和/或插入壁式插座以接收线路电源的电联接。治疗块在210处示出并且包括几个阶段。隔离和电压转换电路在212处示出并且可以包括例如一个或多个变压器或其他升压转换器(例如电容升压转换电路)以获取电池或线路电压并增加到HV存储器214中存储的高电压输出。HV存储器214可以包括电池、电感器或其他电路元件，但通常是电容性存储块，例如电容器堆叠。HV存储214可能有助于从块212获取HV信号并随着时间的推移将其平滑化以提供更稳定的高压输出，然后由HV输出电路216传送。此外，HV存储214可以启用较低的功率电压输入通过在较长时间段内储存能量以在短脉冲串中传输来产生非常高的功率输出。

HV输出电路216可以包括多个开关和其他元件，例如包括诸如可控硅整流器、高功率Mosfet之类的高压开关和其他元件，以允许将高压信号选择性地输出到218处所示的IO块。在一些示例中，可以使用一个或多个光隔离器或其他隔离电路或电路元件来驱动HV输出电路，以允许将较低功率逻辑和控制电路与较高功率/幅度电路隔离。IO块218可以提供多个插座以接收来自一个或多个递送探针220的插头，以及一个或多个输出以用于将一个或多个无关电极放置在患者身体上，用作返回电极或简单地将患者和系统接地。出于说明的目的，附图示出了单独的输出，如同每个输出都有单独的插头，但这里的实施例还包括复合插头和/或端口，其有助于通过单个机械联接实现多个电连接。

在治疗块210的一些替代方法中，不是使用开关组直接从HV存储输出信号的HVOut216，谐振电路可以由HV信号供电，通过选择性地切换谐振电路的输出将谐振电路的输出用于治疗递送。例如，在美国专利10,105,172中显示了在“H桥”中使用一组四个开关来驱动RF电路的拓扑。在一些实施例中，在本发明中通过省略被驱动的RF电路并依赖于扩展H桥电路的形式来实现对单个脉冲的控制，如下面的附加图和描述中所示。可以在一些实施例中使用的附加细节在以下附加图中示出。某些用户界面功能也在下面的附加图和说明中突出显示。

可以包括一个或多个感测电路224以向控制块202提供反馈。例如，感测电路可以测量到探针220的输出节点处的电压，或者可以测量流向联接到探针的输出节点的电流220，从而允许监测组织特征。例如，电压测量电路在本领域中是众所周知的，包括例如直接转换、逐次逼近、斜坡比较、威尔金森、积分、Delta编码、流水线、Sigma-Delta和/或时间交错ADC，其中任何一个都可以根据应用程序使用。电流测量电路可以使用，例如，迹线电阻感测、基于法拉第定律的电流传感器(例如电流互感器或罗氏线圈)，或使用磁场传感器(霍尔效应、磁通门和/或磁阻电流传感器)电或磁联接到一条或多条传输线。

在另一个示例中，探针220可以包括传感器，例如温度传感器、力传感器或化学或pH传感器，其中任何一个都可以用于在治疗递送期间监测组织特性。例如，温度传感器可用于管理非热疗，例如电穿孔，通过观察某个区域的温度是否升高到阈值温度以上或显示出升高趋势，在这种情况下，功率输出的一个或多个元件可以减少以确保所需的治疗类型占主导地位。如果探针包含这样的物品，则感测电路224可以包括任何合适的放大器、滤波器等以允许调节感测到的信号以供控制块202使用。

感测电路224可以包括适合与一个或多个电极(例如放置在患者胸部的表面电极)一起使用的心律传感器，以捕获心律并识别用于治疗递送的生理窗。用于识别治疗生理窗口的心脏信号可以从临床心电图监测器、可植入医疗装置(例如皮下心脏监测器、起搏器或除颤器)或从各种可感知的可穿戴产品接收心律。可以使用心音或脉搏血氧仪来识别心动周期和选择治疗窗口，而不是使用ECG。

此外，如图5所示的探针可以包括一个或多个成像装置，例如联接到光纤电缆的透镜，以在探针处或探针附近捕获图像。例如，可以在组织刺穿电极中的一个或多个上、在其远端处或在其近端处提供组合透镜和光缆。光缆可以具有单股以简单地接收光学图像。在一些示例中，光纤电缆可能有不止一股以允许两个“通道”，使用一个照亮镜头附近，另一个接收反射光，或者可以在近端使用分路器以允许将脉冲光输出提供到单股中，并将反射光引导至反馈通道，然后将其路由至光学传感器。随着环境光或反射光的变化，人们可以观察到组织颜色的变化，表明血液灌注正在进行或停止，或者表明局部组织的变化。在一些说明性示例中，感测电路224可以通过具有光输出发生器(LED、VCSEL或其他合适的光发生器)和光接收器而适用于这种使用。可能需要也可能不需要镜头；提供具有与组织接触的切割端的光纤束允许光出射可能就足够了。

在另一示例中，一个或多个换能器可以放置在如图5所示的探针上以用于多种目的。加速度计既可用于感测肌肉运动，也可用于感测其他振动，例如声学。通过发出输出声波(“ping”)并接收反馈，或简单地“聆听”，换能器可用于确定是否正在发生指示治疗电极区域中的物理变化的任何声音。例如，如果在两个电极之间发生电弧，这会产生热能，从而导致汽化，这可能会产生可以被感测到的声波。也可以提供超声换能器，允许使用超声来测量组织液密度的变化。对于每个这样的换能器，感测电路224可以包括驱动器电路，例如运算放大器，以通过I/O电路218和探针220中的一个或多个电连接向换能器提供能量。如上所述，心音可以获得用于定时治疗；这种换能器也可用于获得心音。为了观察声能和/或肌肉运动，可以使用一、二或三轴微机电系统(MEMS)传感器。这种换能器通常具有在观察到运动时改变电参数的振动元件。将输出过滤到一个或多个通道中的不同频率范围对于分别观察患者运动、心音和/或热消融源声音可能是有用的。根据需要，已经针对块224描述的电压和/或电流感测电路可以用于接收、采样和/或调节从换能器返回的信号。

可选地，可以包括“其他治疗”块222。“其他”治疗可包括，例如，递送化学或生物剂以提供额外的治疗，以增强所递送的治疗或触发免疫反应以促进消融后的身体自身愈合。这样的其他疗法222可以包括要经由例如注射器或导管或通过探针递送给患者的材料的储存器(其可以是可再填充的)。“其他疗法”222可以包括引入一种物质，该物质改进、增强、协同或独立地增加电递送疗法的消融效果。例如，可注入物质以改变或增强电场效应，如名称为IRREVERSIBLEELECTROPORATIONTHROUGHSUBSTANCEINJECTIONANDELECTRICALFIELDAPPLICATION的美国专利申请16/188,343中公开的物质，其公开内容以引用的方式并入本文。

在一些示例中，冷冻疗法可被集成到系统中以允许在电消融之前、期间或之后冷却组织，从而根据需要促进免疫反应。冷冻疗法可以使用例如治疗探针220上的球囊进行递送，或者通过连接到加压流体源(例如一氧化二氮)的球囊中的喷嘴单独提供；例如，如美国专利6,428,534中所公开的，通过喷嘴排出的加压流体会膨胀或经历从液体到气体的相变，从而导致局部冷却。在另一个示例中，流体(气体或液体)可以从外部冷却并通过导管引入以用于低温目的，或者，在替代方案中，流体(气体或液体)可以从外部加热并通过导管引入用于热消融目的。

在其他示例中，其他疗法222可包括使用例如联接到延伸穿过探针的光纤的激光源(例如垂直腔表面发射激光器，或其他激光源)来递送能量，例如机械能(例如超声波)或光能，以允许将激光能量递送至目标组织。在一些例子中，如所指出的，可以使用次要或“其他”疗法来触发免疫反应，即使它不用作破坏目标组织的主要方法。“其他疗法”222的模态可以与感测电路的一些特征重叠，因此相同的电路元件可以被视为每个块的一部分。例如，激光治疗输出可以经由I/O以及用于经由相关联的探针的组织特征的光学询问的联接来提供。每个都可以使用相同或不同的光换能器。在一个示例中，提供VCSEL以供“其他治疗”使用，根据需要重新使用以通过传感电路224为光学组织询问提供较低的能量输出。

出于安全目的，输出电路上的电流传感器可用于限制短路或过流情况。例如，感测输入块224可检测I/O218处的过电流并向控制电路202发信号，其可作为回应切断电压转换电路212的电源和/或禁用HV输出216以关闭输出电路(例如，打开开关)来响应检测到的过电流。在一些实施例中，感测输入块224可以在任何治疗输出期间捕获峰值电流，以便感测造成部件损坏风险的瞬态事件或趋势。同时，用于其他目的(例如确定阻抗)的感测电流，可以是刺激输出期间的峰值感测电流，或者可以限定为刺激期间(更具体地说，是在输出阶段中的特定一个或多个输出阶段)的平均电流。如果取平均电流，则感测电路可以确定相对于系统时钟的开始和结束时间点，从而控制电路可以将感测到的电流与输出激励的相位和其他特性对齐。

附加地或替代地，如果需要，I/O块218和/或HV输出216中的输出电路可以包括熔丝。附加的安全特征可以包括提供与电压转换电路212、HV存储214、HV输出216和/或I/O218相关联的温度传感器；温度过高可能会导致系统关闭。在其他示例中，如果信号发生器200太冷，例如在使用前在寒冷天气下的车辆中储存或运输时所发生的，则可以使用一个或多个温度传感器来防止操作。可在探针上提供一个或多个温度传感器以与系统一起使用以启用或禁用操作。例如，太冷的温度(例如，远低于体温)可指示探针220尚未应用于组织，并且控制电路202可阻止刺激递送或可在UI206上向用户提供警告探针220未显示体温状况。探针220处的温度过高可能表示正在以一种控制不佳的方式发生的热损坏，如探针的两个触点靠得太近或短路时可能发生的那样；再次，控制电路202可以被配置为关闭或调制强度。探针220上的温度传感器也可用于主动反馈，因为控制电路202可调制治疗幅度和/或脉冲宽度以在治疗期间获得期望的温度范围。例如，对于非热效应或热效应，温度可以保持在预定范围内，例如通过将温度保持在50至60摄氏度范围内的温度之上或之下。

图10显示了周围带有电极的目标组织。如图10所示，目标组织300可以被多个电极1-6围绕。可容易地使用如图5中所示的探针在目标组织300周围放置多个电极，其中单独的电极1-6刺穿并推进穿过目标周围的组织。在传统的双相应用中，电极可以成对或成组使用，或者作为相对于远程返回电极的完整组使用，正相位信号紧随其后是通常相等但相反的电压或电流的负相位信号。与这种用途相反，本发明使用治疗输出的空间多路复用来递送具有单相输出有效性的治疗，同时利用双相治疗减少的副作用(特别是肌肉刺激)。为此，在一个示例中，可以使用电极以如下循环类型的方式提供单相疗法：

步骤	阴极	阳极
			A	1	4
B	2	5
			C	3	6
D	4	1
			E	5	2
F	6	3

对于该示例，每个输出可以是单相波形。如果需要，序列期间的脉冲宽度和幅度可以保持恒定或可以变化。在一个示例中，每个脉冲的脉冲宽度在0.1到10微秒的范围内。幅度可以基于电压或电流来确定，或者可以使用例如可视化或距离估计来确定以提供以伏特/厘米为单位的输出。例如，可以选择输出幅度来考虑这样的距离，同时超过目标组织300的IRE阈值。在一个示例中，电极1和4可以估计为相距2厘米，可以使用射线照相术或其他可视化进行计算，或者可以通过假设探针部署区域中组织的每单位距离的阻抗、测量电极1和4之间的阻抗，然后计算距离来确定。

治疗可以参考上表，以任何顺序依次进行递送——也就是说，可以按照A-B-C-D-E-F的顺序。在一些示例中，可以避免顺序A-D，因为即使名义上没有，这在形式上本质上也是双相输出，因此可能不如单相输出有效。在一些示例中，为了避免电极配对的背靠背或立即反转，可以设置规则，要求对于任何给定脉冲传递，至少一个电极与紧接在前的脉冲传递不同。

在一些示例中，完成的序列作为在满足以下两个规则中的每一个的时间段内完成的脉冲串传送：

-电荷平衡规则：完成脉冲串，从而提供以下范围内的电荷平衡或电荷平衡的近似值：

o小于周围组织时间常数的时间段，这取决于组织类型和含水量等因素。周围组织的时间常数反映了组织和细胞在电场中的复阻抗。例如，两个电极之间组织的时间常数由其复阻抗决定；在一个简化模型中，时间常数是电容乘以组织(包括细胞)在两个电极之间产生的电场内的电阻。已经极化的细胞或组织可能具有更大或更小的有效时间常数。

o小于约一毫秒的时间段

o患者可忍受的最长时间，由对患者进行测试确定。例如，为了测试患者，治疗输出可以包括相隔一段时间的第一部分和第二部分，并且可以延长将第一部分和第二部分分开的时间段直到观察到肌肉收缩，直到患者报告感觉到收缩或张力，或直到患者表示不适，其中治疗的第一部分是施加电荷不平衡的一个或多个第一单相脉冲，并且治疗的第二部分被配置为消除电荷不平衡。例如，通过将相间周期(图8，188)控制和扩展到单个脉冲宽度的倍数，可以将双相输出分成两部分-例如使用5微秒脉冲，间隔数十或数百微秒，甚至更多，不超过几毫秒，由患者耐受，同时仍保持在下面提到的治疗完成规则内。

-治疗完成规则：脉冲串将在通过观察非治疗因素(例如患者的心律)确定的生理窗口内传递。

关于治疗完成规则，以心脏为驱动力，心律包含按惯例已知的各种成分，如R波、QRS波群、P波和T波。用于消融目的的刺激不应干扰心律，并且心脏在R波峰值(或QRS波群的末端)和T波之间的间隔内可能不太容易受到电信号干扰。有时这个间隔可以称为S-T间隔(S波结束QRS波群)；给定患者的S-T间隔可能持续数十毫秒，范围可能从5到100毫秒。大约60毫秒对于健康个体来说是典型的，但需要注意的是，此处讨论的疗法不一定适用于健康或典型的人，因此，S-T间隔可能不是“典型的”。在任何情况下，在一些示例中，治疗在S-T间隔窗口内开始和完成。用于识别ST间隔或其他生理上有用的窗口的心脏信号可以从单独的装置(外部或可植入的)获得，或者可以由具有用于从放置在患者体内或身上的电极接收心脏信号的输入的治疗发生器感测。其他来源可能是驱动程序；例如，检测横膈膜运动也可能很有用，以便在患者吸气或呼气时及时递送治疗。

在其他示例中，可以省略这些定时规则中的一个、另一个或两者。在一些示例中，窗口可以是近似的，例如通过设置脉冲串必须在小于一毫秒、或800微秒或500微秒内返回平衡电荷状态的规则。

在另一个例子中，多个电极可以组合在一起作为阴极：

步骤	阴极	阳极
			A	1,2,3	5
B	2,3,4	6
			C	3,4,5	1
D	4,5,6	2
			E	5,6,1	3
F	6,1,2	4

在另一个例子中，多个电极可以组合在一起作为阳极：

步骤	阴极	阳极
			A	1	3,4,5
B	2	4,5,6
			C	3	5,6,1
D	4	6,1,2
			E	5	1,2,3
F	6	2,3,4

阳极和阴极都可以组合：

步骤	阴极	阳极
			A	1,2	4,5
B	2,3	5,6
			C	3,4	6,1
D	4,5	1,2
			E	5,6	2,3
F	6,1	3,4

可以使用各种这样的配对。如上所述，治疗可以根据规则集递送。根据需要，用于提供治疗的装置可以将这样的规则集并入存储的指令集或硬连线中。

鉴于上文，说明性示例采用治疗递送方法的形式，该方法包括在脉冲串中的所选电极对或电极组之间递送多个单相输出。此外，可以使用第一规则来递送治疗递送和脉冲串，该第一规则要求脉冲串中的每个连续脉冲使用与紧接在前的脉冲不同的至少一个电极。可使用第一规则递送治疗递送和脉冲串这要求脉冲串中的每个连续脉冲使用至少一个不同的电极(无论是通过省略先前使用的电极、添加一个电极，还是将一个或多个电极替换为一个或多个其他电极)。第二条规则要求在预设时间段内传送脉冲串，例如小于周围组织的时间常数或小于一毫秒。第三条规则要求在指定的生理窗内传递脉冲串，其中生理窗对应于心动周期内心脏对电干扰不敏感或至少相对较不敏感时的时间。另一个说明性示例可以采用如上图9所示的信号发生器的形式，其以可执行形式存储或者被配置为合并第一、第二和第三规则。对于这些说明性示例中的每一个，输出治疗脉冲可以在例如每脉冲大约0.1到10微秒的范围内，具有任何合适长度的脉冲串，例如大约4到大约100个脉冲，并且脉冲串可能会重复。

在一些示例中，当使用各种电极递送治疗时，可以跟踪输入或输出每个电极的输出电流。在脉冲串或一系列脉冲串结束时，可以确定通过每个电极的电流总和，并且通过提供预定量的电流或电压产生一个或多个校正输出，该电流或电压可能抵消任何一个电极界面上的任何累积电荷。各种说明性示例可包括监测递送的电荷然后提供“校正”脉冲以抵消任何一个或多个电极表面上的任何累积电荷的组合。当使用电压控制输出而不是电流控制输出时，校正脉冲尤其有用。在图10的基础上构建或显示其替代方案的其他示例可以在2019年3月15日提交、名称为SPATIALLY MULTIPLEXED WAVEFORM FOR SELECTIVE CELLABLATION的美国临时专利申请62/819,135中找到，其公开内容以引用的方式并入本文。

图11显示了说明性的治疗波形。该示例示出了递送多相消融波形的方法，该方法包括生成第一脉冲串430，该第一脉冲串430包括具有第一幅度414和第一脉冲宽度412的第一极性(在图示中为负)的第一脉冲410，其与具有第二幅度424并且具有小于第一脉冲宽度412的第二脉冲宽度422的与第一极性相反的第二极性的第二脉冲420交替。该示例还包括生成第二脉冲串460，该第二脉冲串460包括具有第一极性的第三脉冲440，其具有第三幅度444和第三脉冲宽度442，与具有第四幅度454和大于第三脉冲宽度442的第四脉冲宽度452的第二极性的第四脉冲450交替。可以执行示例方法使得第一脉冲串430产生第一电荷不平衡，并且第二脉冲串460产生第二电荷不平衡，其抵消第一电荷不平衡以防止肌肉刺激。第一脉冲串430的电荷不平衡将与幅度414、脉冲宽度412和第一脉冲串430的第一脉冲410的数量的乘积与幅度424、脉冲宽度422和第一脉冲串430的第二脉冲420的数量的乘积之间的差成比例。

在一些示例中，第一和第二幅度414、424相同，并且第三和第四幅度444、454相同。此外，可以执行该方法使得从第一脉冲串430的开始到第二脉冲串460的结束的时间470足够短以避免由于第一脉冲串430的电荷不平衡而引起的肌肉刺激。例如，根据需要，时间470可以短于一毫秒，或短于两毫秒，或短于一些其他持续时间。

在一些示例中，第一和第四脉冲宽度412、452的持续时间相等，并且第二和第三脉冲宽度422、442的持续时间相等。例如，第一和第四脉冲宽度412、452可以在大约1到大约20微秒的范围内，并且第二和第三脉冲宽度422、442可以在大约0.1到大约10微秒的范围内。在一些示例中，第一脉冲宽度412大约是第二脉冲宽度422的两倍，并且第四脉冲宽度452大约是第三脉冲宽度442的两倍。在其他示例中，第一、第二、第三和第四脉冲宽度均在大约0.1到50微秒的范围并且可以具有其他合适的比率。

通常，图11的概念是提供两个脉冲串，如果单独递送，每个脉冲串都会不平衡，递送发生在足够短的时间内，以在没有肌肉刺激的情况下实现电荷平衡。在其他示例中，可以替代地使用在脉冲串内具有不对称输出的单个脉冲串。

在一些示例中，第一脉冲串430包括第一数量的第一脉冲410和第二数量的第二脉冲420，并且第二脉冲串460包括第三数量的第三脉冲440和第四数量的第四脉冲450，其中第一、第二、第三和第四量都是相等的。在一些示例中，第一、第二、第三和第四幅度各自超过不可逆电穿孔阈值。如上所述，“阈值”可以部分取决于脉冲宽度以及电极之间的距离。在其他示例中，第一、第二、第三和第四脉冲宽度均在约0.1至50微秒的范围内。

在替代公式中，脉冲串430可以包括奇数个脉冲，例如脉冲p1到p5，每个具有相同的幅度，其中脉冲p1、p3和p5具有相同的极性并且每个具有脉冲宽度PW，而脉冲p2和p4具有相反的极性，每个脉冲宽度为1.5×PW，这将产生电荷平衡输出，即使以每个极性递送的脉冲电荷含量不同。在另一个示例中，脉冲串430可以包括奇数个脉冲，每个脉冲都具有相同的脉冲宽度，例如脉冲p1到p5，其中脉冲p1、p3和p5具有相同的极性并且每个具有幅度V，而脉冲p2和p4具有相反的极性，每个都有1.5×V的幅度，而且提供的不对称输出在脉冲序列结束时也是电荷平衡的。在2019年3月15日提交的题为“TIME MULTIPLEXED WAVEFORM FORSELECTIVE CELL ABLATION”的美国临时专利申请62/819,120中可以找到基于图11构建或显示其替代方案的其他示例，其公开内容通过引用并入本文。

图12显示了一种用于配置和/或测试疗法的方法。在502处设置输出配置。输出配置可以是例如要递送给患者的治疗或非治疗波形的限定。例如，非治疗波形可以是使用比治疗期间可能使用的幅度低或不同的脉冲宽度的波形。对于图12的方法，非治疗波形或治疗波形可以限定为比治疗中使用的脉冲宽度更长的脉冲宽度，以便放大波形对患者肌肉组织的影响(如果需要)。在该示例中，输出配置502至少包括被脉冲间隔分开的第一和第二信号部分。作为输出配置的一部分，可以设置相反或不同极性的两个信号之间的脉冲间隔。

接下来，如504所示测试脉冲间隔。测试包括递送或输出在502中配置的波形，如506所示，然后确定或观察是否发生肌肉反应508。如果没有发生肌肉反应，则该方法增加脉冲间延迟的持续时间，如510所示，并返回到块506以再次递送或输出波形。在此示例中重复该过程，直到满足两个条件之一——使用最大或上限阈值脉冲间隔，没有观察到任何肌肉反应，或者观察到肌肉反应。目的是最大化脉冲间隔以提供模拟单相波形的治疗波形，优先增强引起细胞死亡的功效，同时避免肌肉刺激的副作用。

然后可以设置脉冲间延迟，如512所示。例如，可以通过将测试的最后一个脉冲间延迟减少一定的余量或百分比来设置脉冲间延迟，例如减少1到50微秒或5％到25％的百分比。在一些示例中，根据块508处测试结束的性质不同地执行512处的间隔设置，即，如果由于满足最大脉冲间但是没有肌肉反应而结束试验，则脉冲间延迟可以是设置为最大值，或者如果测试由于观察到的肌肉反应而结束，则使用余量或百分比将脉冲间延迟设置为在上次测试的脉冲间的基础上减少的持续时间。

在块512设置脉冲间延迟后，该方法然后进行到514的治疗递送。治疗递送可以使用与块506/508中测试的在波形形状、持续时间、幅度或类型方面相同或不同的参数。例如，因为块502到508中的目标是选择一个脉冲间延迟，它主要是周围组织的函数而不一定是消融目标的函数，所以可能没有必要使用消融所需的参数来执行测试，这可能会混淆测试结果。在其他示例中，通过使用重复系列中的实际消融参数同时调整脉冲间延迟，将脉冲间延迟作为治疗递送本身的一部分进行测试。在更进一步的示例中，当在块514处应用治疗时，例如，在一系列重复的脉冲串中，可以随着时间的推移监测肌肉反应，并且如果观察到肌肉反应，则可以修改脉冲间延迟参数，例如通过减少脉冲间延迟来修改。

在508监测肌肉反应的步骤可以使用主观和/或客观测量或观察。例如，主观监测520可以包括询问患者522是否有任何肌肉收紧、抽搐等感觉，和/或询问患者是否有其他感觉，例如刺痛、嗡嗡声、灼烧感、感觉异常等。主观监测520还可以基于用户或医生的观察，如524所示，请求用户指示是否已经目睹了运动、紧绷或其他身体反应。在其他示例中，可以使用客观测量530，包括例如在探针上或在患者体内或之上的相关位置放置运动传感器532以确定是否正在发生任何运动——无论用户或患者是否可察觉。

在一些示例中，可以通过捕获来自肌肉本身的电信号(肌电位534)来观察肌肉反应；当肌肉表现出电反应时，可以理解运动即将发生或可能发生。在其他示例中，在治疗期间，可能会在设置脉冲间延迟期间使用粗略观察(即患者感觉或运动)，并且肌电位用于在治疗期间通过确定来自肌肉的电信号是否随时间变化来提供反馈；增加感测到的肌肉电响应的幅度可用于减少脉冲间延迟，或一些其他特征，例如幅度，以避免触发肌肉运动；相反，降低电响应可能表明消融组织的变化(例如，随着细胞被破坏)正在降低肌肉响应的可能性，从而允许更长的脉冲间延迟和/或更高的振幅输出。

图13A-13D示出了信号发生器的说明性输出和反馈电路。现在参考图13A，说明性示例可包括多个源550，其联接到多个开关552，这些开关552允许递送用于消融治疗的多个独立通道。多个源可以包括电流源(例如可以根据需要相加在一起的一组电流镜)，或者可以包括多个电压源，例如电容器堆叠，如下面在图14A-14B中进一步说明的。根据源550的性质，例如，如果使用可以独立禁用的电流源，则可以省略开关552。

在一些示例中，源550和输出块556之间的导线可以被认为是输出电路的“高压侧”。如果需要，可以使用在554处指示的反馈联接来监测高压侧导线。例如，反馈联接554可以是用于测量通过导线的电流的电流传感器或用于测量电压的电压传感器。可以使用上面提到的示例列表中的电压或电流传感器。如果需要，可以提供电流传感器和电压传感器。反馈联接554联接到反馈监测电路570，其可以包括例如各种调节、滤波、比较、采样和/或存储电路或电路元件以捕捉在治疗输出期间发生的情况。

输出块556可包括一个或多个机械端口、插头或其他联接器，用于与治疗递送探针进行机械和电连接。虽然在556处示出了四个输出，但是应当理解本发明不限于此并且可以提供任何数量的输出。如果需要，可以替代地提供两个或更多个输出块556。

另一组导线将输出块556联接到另一组开关560。开关560可以启用或禁用输出并且可以将输出链接到系统的参考电压或接地，或者可以联接到多个源562。在一些示例中，消融刺激输出可以简单地联接到系统接地以用于返回目的。在其他示例中，如果需要，一个或多个电压源或电流源可以用作输出能量的负源或吸收器。

在一些示例中，块556和开关560之间的导线可以被认为是低压侧导线。可以在低压侧导线上提供附加的一组反馈联接558。反馈联接558可以根据需要包括电压或电流传感器或两者，并且再次联接到反馈监测电路572，其可以类似于块570。高压侧源550和开关552、反馈电路570、572以及低压侧源562和开关560都被示为联接到控制块580，其可以包括上文相对于图9的块202讨论的各种控制元件。

反馈监测电路570、572可用于监测所传送刺激的峰值电流，以便识别过电流状况并防止装置内部的部件被过电流损坏。或者，可以监测峰值或平均电流以确定输出可能在组织中做什么，例如是导致热消融还是非热消融。在示例中，参考时间块，例如参考一个治疗阶段、多个阶段或脉冲串的开始和结束点，来监测平均电流。平均电流可用于监测生理变化，例如，可能与确定发生电穿孔和细胞内容物被排入细胞间液有关。在其他示例中，电流反馈可用于提供电流控制输出。

如上所述，还可以从用于刺激/治疗递送的探针获得额外的反馈，包括例如热感测、声感测、视觉观察/感测、超声和阻抗监测。这种反馈回路可用于识别危害和/或监测消融组织的治疗输出的进展和/或成功或失败。

图13B示出了用于将电源联接到一组电压源(电容器堆叠)的另一个示例，其中独立输出在多个不同层级可用。示例600使用联接到升压转换器612的电压或功率输入610，升压转换器612用于对电容器堆叠614充电。块612可以类似于图9的块212。

该示例示出了电容器堆叠614中的四个电容器616；任何合适数量的电容器都可以用于使用电容器堆叠的示例，例如，根据需要，可以使用从2到20个电容器或更多。电容器616和电容器堆叠614的大小将共同设计成允许将持续时间高达毫秒范围的高压(千伏或更高)输出传送到小至几十欧姆的负载中，而不会出现明显的电压下降。例如，典型的输出电压范围可以在200伏到10kv之间，或者更低或更高，并且代表性负载可能小于10欧姆，例如5欧姆或2欧姆，或者更低或更高。对于单个电容器或整个堆叠，代表性电容器尺寸可以在10到10,000微法拉或更低或更高的范围内。可重构电容器堆叠可以包括能够使用任何合适数量和布置的开关和二极管将电容器联接在一起的能够被并联充电和串联放电或者串联或并联充电和放电的电容器。

在说明性数字示例中，考虑到大约25欧姆的输出电路阻抗(包括患者)，输出电路的时间常数优选地大于1毫秒，并且更优选地大于10毫秒。因此，例如，可以使用一组四个1600微法的电容器，提供400微法的堆叠电容，当与25欧姆负载一起使用时，这将产生10毫秒的时间常数。将负载降低到10欧姆仍会提供4毫秒的时间常数。更大的负载当然会提供更长的时间常数。可以使用其他设计参数，包括不同的电容器数量和尺寸、不同的患者负荷估计和不同的目标最小时间常数。

多组开关阵列620在若干不同层级联接到电容器堆叠614内的节点，包括在顶部622处、顶部两个电容器624之间、中间两个电容器626之间和最低两个电容器628之间。每个开关阵列分别限定路径A、B和C作为可选输出，每个输出都能够在不同的功率/电压电平上分接堆叠；每组620具有一个专用于每个输出路径的开关。如630所示，每个输出路径可以包括电流监测器I1、I2、I3；在其他示例中，电压监测器可以在每条路径上，或者电压和电流都可以被监测。开关可以是例如继电器、高功率Mosfet、可控硅整流器(SCR)、其他晶体管，或者可以包括组合例如SCR的多部分开关，用于使带Mosfet信号能够关闭信号。接地或参考节点G也被突出显示。

本领域技术人员可以理解，图13B示出了具有多个独立可操作通道的示例。给定适当大小的电容器，每个通道通常可以在不影响其他通道的情况下运行。电容器的尺寸可以反映在系统输出的额定值中，因为电容器尺寸与输出阻抗(包括患者)相结合，可以组合使用以确定最大脉冲宽度和电压/幅度额定值。例如，如果在位置626处分接电容器堆叠，则最大输出电流(或最小阻抗)可能比在顶部622处分接电容器堆叠时相对更大。

所示的拓扑结构省略了各种二极管和电流控制装置，它们可用于允许电容器堆叠充电，而无需将来自块612的升压电压直接链接到实际输出。在一些示例中，电压转换可以使用多抽头变压器，而不是在612处单个联接到电容器堆叠的顶部，其中每个抽头连接到节点622、624、626、628，有效地对电容器堆叠并联充电同时允许串联放电。对于充电，初级阶段会将来自电压源610的能量加载到变压器中，而次级阶段会将加载的能量释放到电容器堆叠614中。无论哪个电容器携带的电压最低，都将在次级阶段最大程度地充电。对次级阶段进行适当定时将允许电容器堆叠的充电与治疗输出间歇性地进行。通过使用多抽头充电电路，当电流从其选定部分汲取时，电容器堆叠可以被更新和重新平衡。

图13C显示了说明性的输出配置。重新使用图13B中的A、B、C名称，一组输出节点O1、O2、O3显示为联接到输出A、B、C。开关654将图13B中电路的节点A联接到输出节点O1658。开关654在某种程度上是冗余的，注意，每个组620内的图13B中所示的开关可以是唯一的开关。虽然两个开关可能会增加复杂性，但也可能会限制可能对患者有害的漏电流。实际上，在一些示例中，一个开关可以是启用开关，而另一个用于帮助波形整形和/或切断电流。可以使用节点660测量电流和/或电压。在656处示出了接地开关。在操作期间，接地开关656可以用于限定输出的返回电极——也就是说，任何输出电流都可以相对于地面递送。如前所述，如果需要，返回可以是到负电压源或电流吸收器，而不是接地或参考。

图13D显示了另一种配置，它允许将输出节点置于电压或电流控制操作中。电路680被示为用于将单个节点A 682联接到输出O1 686，但可以为多个输出节点复制。第一开关696将输出O1连接到电阻器694和旁路开关690。对于电压控制输出，开关690和晶体管696同时闭合。在驱动晶体管696的同时打开开关690使电流通过电阻器694。通过控制VDrive，为晶体管696供电，可以控制通过电路的电流，因为通过电阻器694的电流受以下等式限制：VDrive>I×R(694)，其中R(694)是电阻器694的电阻，I是电流。该配置有点类似于美国专利6,952,608中所示的配置，其中它用于在可植入除颤器中传递恒定电流起搏刺激。可以使用本领域已知的其他配置。

在一些示例中，可以使用如图13D中的电流控制电路来执行电流控制。在其他示例中，监控电路，无论是在高压侧、低压侧还是在输入/输出电路，都可以用于监控电压和/或电流。然后，可以使用模数转换电路或其他调节器来修改返回参考电压或从电容器堆叠获取的输出电压，以改变电压输出并提供恒定电流、恒定电压或恒定功率(功率是电压和电流的乘积)输出。例如，随着电流变化被测量和监控，电压输出可以增加或减少以保持恒定功率。在另一个示例中，恒定功率电路可以控制电流，如图13D所示，同时监控输出电压，并且可以通过调整VDrive信号来修改电流，以确保传送到探针的电流和电压的乘积是恒定的。

图14A-14B显示了说明性的脉冲发生电路。现在参考图14A，电路700包括710处所示的电容器组或堆叠，具有多个电容器和多个电路路径，至少包括离开它的路径712、714。电容器堆叠710可以使用电压源(未示出)充电，根据需要，电压源可以是联接到电压转换器以产生一到几千伏范围内的电压的电池或线电压；可以使用2、4、6和高达10千伏或更高的电压。

然后提供包括至少一个功率选择器开关对的输出级，如720处所示。功率选择器开关对720被示为具有第一和第二开关722、724，其能够选择电容器堆叠的全部或仅一部分来对输出信号供电。如果需要，可以包括两个以上的开关以使得能够选择多个不同的功率电平。如果开关722闭合而开关724打开，则可以使用整个电容器堆叠710来选择更高的电压输出，而如果开关722打开而开关724闭合，则可以通过使用小于整个电容器堆叠710来选择较低的电压输出电容器堆叠，从而排除电容器堆叠的至少一个电容器。

输出电路还包括多个输出臂730、740、742、744，每个输出臂包括电极选择器开关对。电极选择器开关对控制输出节点中的哪一个(此处标记为Elec1、Elec2、Elec3和Elec4)作为阳极或阴极起作用。两个或多个这样的节点可以同时作为阳极或阴极起作用；例如，可以有一个阳极，一个阴极，两个开路节点，或两个阳极和一个阴极，一个开路节点，或两个阴极和一个阳极，一个开路节点，或两个阴极和两个阳极等，等等，各种组合。每个电极选择器开关对包括联接到功率选择器开关对的高压侧开关和联接到参考的低压侧开关。例如，电极开关对732具有用于联接到功率选择器720的高压侧开关734和用于联接到参考或系统接地的低压侧开关736。如果需要，额外的支路可以包括放电和/或泄漏电阻器(未示出)，允许在不使用时对电路进行主动或被动放电。

图14B显示了另一种拓扑。这一次，电容器堆叠或电容器组760通过至少两个输出路径762、764连接到功率选择器766，如图14A中所示。该示例中的电极开关对至少包括第一和第二总支路768、770。虽然开关对770类似于图14A中所示的开关对，但开关支路768不同。第一开关对780允许访问多个低电平分支，其中开关对782、784允许选择性地联接到一组四个输出节点786、788、790、792。因此，可以使用具有不同复杂性的多个拓扑来允许单独选择功率电平(通过块766)以及要使用的输出(通过分支768、770)。

图15显示了一个说明性的用户界面。用户界面可以在显示屏上生成，例如在独立屏幕、膝上型计算机、平板计算机或任何其他合适的装置上。显示屏可以是触摸屏。显示器800为用户显示了多种特征和诊断。滑动条显示在802处，用于显示相对于最大电压(VH)的电流输出最大幅度；用户可以通过触摸屏、滚球、鼠标、触摸板、键盘等修改当前输出的最大幅度。804处显示了许多当前设置，包括正脉冲宽度(PPW)、负脉冲宽度(NPW)和脉冲间隔(IPD)。PPW、NPW和IPD中的每一个都可以使用本文所示的各种实施例以及使用相关美国临时专利申请62/819,120和62/819,135中所示的实施例进行修改，其公开内容通过引用并入本文。

其他可修改的参数包括每突发脉冲数(PPB)，它控制在单个消融能量突发中传递的脉冲数。周期间延迟(ICD)限定了两组脉冲之间经过的时间。还可以设置要传送的突发数量(#Bursts)，以及突发之间的延迟(BRD)。在所示示例中，输出能量将作为四微秒正负方波传递，两个方波之间有四微秒延迟，五对正方波和负方波的传递在负方波结束和随后的正方波开始之间有四微秒。每个5个周期的突发与下一个突发相隔1000毫秒，要传送一百个突发。

附加的控制特征显示在808处，触发器设置为关闭。如果触发器打开，则可以使用生物特征(例如心动周期中识别的参考点)而不是BRD来触发每个脉冲串。在替代方案中，在设置BRD的情况下使触发器打开可以指示每个脉冲串与下一个脉冲串至少要隔开BRD，新的脉冲串由感测到的生物特征例如心动周期参考点触发。心动周期参考点可以是，例如，R波或QRS波群的识别，其之后可以是一些事后延迟。例如，可以通过感测R波并在治疗递送之前等待R波结束5到100毫秒来递送触发输出，上述目标是在T波发生之前完成突发。如果需要，系统可以设置为通过从已知的、测试的或估计的S-T持续时间中减去完成突发所需的时间长度来自动计算延迟。

附加特征808还可以限定完成治疗的时间限制，其可以超时以防止系统挂断。电流阈值也如所指出的那样设置并且可以被提供以确保电流不超过可能对患者造成伤害风险的阈值。例如，众所周知，当细胞被烧蚀时，局部阻抗可能会下降；过大的电流可能导致组织发热或组件损坏，因此设置限制可能有助于确保安全或控制消融效果的空间特性。

如810所示，可以提供剩余时间指示器以及阻抗812的测量值。阻抗可以报告为系统输出的总阻抗，包括正在使用的探针的阻抗，或者可以更具体地针对被治疗的患者组织的阻抗。可以展示曲线图，从而显示感测的输出电压波形814、治疗输出的整体或特定或最近周期或突发。感测的电流可以类似地以图形形式816示出。可以提供禁用信号按钮820以允许一个或多个患者信号的治疗前或治疗后显示；在治疗递送期间，如果需要，该按钮820可以变灰、隐藏或不可访问。停止按钮显着地显示在824处，以允许在需要时关闭治疗。用于使用电容器堆叠的电平的当前设置可以显示在826。进一步的诊断和状态显示在显示器的右侧，包括在830处的当前电容器堆叠电压、在832处的电容器堆叠电压的历史和输出信号正相和负相的峰值感测电压以及峰值电流(指示为正，但也可以为负)，并且峰值阻抗计算可以显示在块中834处。阻抗的历史可以显示在块中836处相对于时间的图表上。所示的特定参数和诊断集仅仅是示例性的，并且可以显示更多、更少或不同的参数和诊断。如果需要，也可以修改显示的组织。

图16A-16B示出了一种使用不平衡波形并校正检测到的电荷不平衡的治疗递送方法。图16A以方框形式显示了该方法，而图16B以图形格式显示了该方法。从图16A开始，该图显示了向患者递送消融治疗的方法，包括在预定时间段内递送治疗脉冲串。该方法包括在910传送第一输出。第一输出可以是具有第一电压和第一持续时间的第一脉冲。该方法包括在第一脉冲期间至少感测电流，如920所示。

接下来，该方法包括如912处所指示的递送第二输出。第二输出可以包括具有第二电压和持续时间的第二脉冲。在一个示例中，第一电压不等于第二电压，并且第一持续时间不等于第二持续时间，但是第一电压和第一持续时间的乘积实质上等于第二电压和第二持续时间的乘积。此外，该方法包括在第二脉冲期间感测电流，如922所示。

然后，该方法包括对由第一和第二输出910、912产生的电荷平衡进行调整，如924所示。在一个示例中，调整924包括确定在第一脉冲期间输送的电荷量不是等于在第二个脉冲期间传送的电荷量。该调整包括在预定时间段期满之前传送至少一个附加脉冲以消除由第一脉冲的电荷量和第二脉冲的电荷量之间的差异引起的电荷不平衡。如914所示，一个附加脉冲可以包括单个输出或多于一个输出。

图16B以图形形式示出了该方法，因为传送具有第一幅度和第一脉冲宽度的第一脉冲910，并且传送具有第二幅度和第二脉冲宽度的第二脉冲912。可以看出两个脉冲910、912的高度和宽度不同，但是两个脉冲的线下方的面积大致相等——即，一般来说，等于在大约+/-10％内，或+/-5％或+/-2％。虽然电压和持续时间的组合可能会提供电荷方面的平衡输出，但在现实世界中可能并非如此。因此，在914处传递一个或多个调整脉冲。

在进一步的示例中，至少一个附加脉冲是具有第三电压和第三持续时间的压控脉冲，该第三电压和第三持续时间通过确定第一和第二脉冲中的至少一个所遇到的阻抗来计算。或者，可以计算在第一和第二脉冲期间传递的总电荷或在第一和第二脉冲中传递的净电荷。在另一个示例中，调整脉冲914可以作为电流控制输出来传递，而最初传递的脉冲910、912可以作为电压控制输出来传递。如果需要，可以以非治疗幅度或持续时间递送调整脉冲。

操作可以是执行任意数量脉冲的突发，而不是单个脉冲，同时跟踪递送的总电荷，然后是一个或多个校正输出以消除电荷不平衡。虽然显着的电荷不平衡可能不一定发生在突发内的单个循环，甚至单个突发中，但可能会随着时间的推移，随着循环在突发内重复，并且在治疗计划内重复爆发，电荷不平衡可能会累积到足以影响患者或治疗的程度，例如，引起肌肉刺激。因此，可以在输出对之后、循环之后、突发之后或偶尔在一系列突发内进行调整。例如，校正可以是周期性的并且在设定数量的循环或突发之后或在设定的时间段之后提供，或者可以是偶然的并且在感测到或计算出的不平衡达到或超过阈值时提供。

这些非限制性示例中的每一个都可以独立存在，或者可以以各种排列或组合与一个或多个其他示例组合。

以上详细说明包括对附图的引用，附图构成详细说明的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。此类示例可以包括除所示或描述的那些之外的元素。然而，本发明人还考虑仅提供所示或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用关于特定示例(或其一个或多个方面)或关于在此显示或描述的其他示例(或其一个或多个方面)所显示或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或排列的示例。

如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致，则以本文档中的用法为准。在本文件中，术语“一个”如同在专利文件中很常见的，用于包括一个或多个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。此外，在所附权利要求中，“第一”、“第二”、“第三”等术语仅作为标签使用，并不意图对其对象强加数字要求。

在此描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作以配置电子设备以执行如以上示例中所述的方法。这种方法的实现可以包括代码，例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的部分。此外，在一个示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上，例如在执行期间或在其他时间。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、存储卡或记忆棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

以上描述旨在说明性而非限制性。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。可以使用其他实施例，例如由本领域普通技术人员在阅读上述描述后使用。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，允许读者快速确定技术公开的性质。提交的理解是它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。

此外，在上述详细描述中，各种特征可以组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意在未要求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。相反，本发明的主题可能在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求特此作为示例或实施例并入详细说明中，每个权利要求独立作为单独的实施例，并且预期这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。

Claims (15)

1.一种用于产生用于组织电消融的能量的装置，包括：

电压源；

电容器组，其具有至少一个第一电容器和一个以上附加电容器；和

输出级，其将所述电容器组联接到多个输出节点，所述输出级包括：

功率选择器开关对，其联接到所述电容器堆叠，以使得能够定义包括所述第一电容器和至少一个所述一个以上附加电容器中的第一输出，或者不包括所述第一电容器并且包括所述一个以上附加电容器中的至少一个的第二输出，使得所述第一输出的电压高于所述第二输出的电压；和

多个电极选择器开关对，每个所述电极选择器开关对与所述多个输出节点中的一个相关联，每个所述电极选择器开关对包括联接到所述功率选择器开关对的高压侧开关和联接到参考的低压侧开关。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括联接到所述多个输出节点的反馈电路，所述反馈电路包括用于感测和量化经过一个以上输出节点的电流的一个以上电流传感器，以及联接到所述反馈电路、所述电源选择器开关对和所述多个电极选择器开关对的控制节点，所述控制节点使用所述一个以上电流传感器来控制所述电消融。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述反馈电路被配置为检测输出的峰值电流以防止对装置部件的损坏。

4.如权利要求2或3中任一项所述的装置，其中，所述反馈电路被配置为检测输出的平均电流以确定所递送治疗的特性。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括联接到所述多个输出节点的反馈电路，所述反馈电路包括用于感测和量化一个或多个输出节点处的电压的一个以上电压传感器，以及联接到所述反馈电路、所述功率选择器开关对和所述多个电极选择器开关对的控制节点，所述控制节点适于使用所述一个以上电压传感器来控制电消融。

6.如权利要求1所述的装置，还包括反馈电路，所述反馈电路包括一个以上电压和/或电流传感器，用于在治疗递送期间监测阻抗以跟踪组织特性。

7.一种用于产生在组织电消融中使用的能量的装置，包括：

电压源；

电容器组，其具有至少一个第一电容器和一个以上附加电容器，所述电容器组可在多个位置访问以用作多个输出源；和

输出级，其将所述电容器组联接到多个输出节点，所述输出级包括：

多个功率选择器开关，其在多个位置联接到所述电容器堆叠，所述多个功率选择器开关允许独立且同时访问所述电容器组以导出处于相同或不同电压电平的多个输出；和

多个电极选择器开关对，每个所述电极选择器开关对与所述多个输出节点中的一个相关联，每个所述电极选择器开关对包括联接到所述功率选择器开关对的高压侧开关和联接到参考的低压侧开关。

8.根据权利要求7所述的装置，还包括联接到所述多个输出节点的反馈电路，所述反馈电路包括用于感测和量化经过一个以上输出节点的电流的一个以上电流传感器，以及联接到所述反馈电路、所述功率选择器开关对和所述多个电极选择器开关对的控制节点，所述控制节点适于使用所述一个以上电流传感器来控制电消融。

9.根据权利要求7所述的装置，还包括联接到所述多个输出节点的反馈电路，所述反馈电路包括用于感测和量化在一个以上输出节点处的电流的一个以上电压传感器，以及联接到所述反馈电路、所述功率选择器开关对和所述多个电极选择器开关对的控制节点，所述控制节点适于使用所述一个以上电压传感器来控制电消融。

10.如权利要求7所述的装置，还包括反馈电路，所述反馈电路包括一个以上电压和/或电流传感器，用于监测阻抗以在治疗递送期间跟踪组织特性。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述输出级定义了从所述电容器组到所述输出节点的多个路径，其中至少一个路径包括可切换进入和切换出所述路径的电流控制电路，其中切换所述电流控制电路中的一个进入路径中将所述装置配置为使用恒定电流输出。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述输出级定义了从所述输出节点到所述参考的多个路径，其中至少一个路径包括可切换进入和切换出所述路径的电流控制电路，其中切换所述电流控制电路中的一个进入路径中将所述装置配置为使用恒定电流输出。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述控制电路被配置为提供恒定功率输出。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制电路被配置为提供恒定电压输出。

15.一种用于消融组织的系统，包括如权利要求1-14中任一项所述的装置，以及用于插入待消融组织中或放置成接触或靠近所述待消融组织的探针。

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