CN116744870A - 用于不可逆电穿孔消融的电压控制的脉冲序列 - Google Patents

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Abstract

本公开的至少一些实施方案涉及用于治疗患者中的靶向组织的电穿孔消融系统。电穿孔消融系统包括消融导管，该消融导管包括导管电极，其被配置成响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而在靶向组织中生成电场；控制器，其被配置为接收在多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；并且基于第一脉冲电压来确定充电电压；以及电穿孔发生器。电穿孔发生器可操作地耦合到导管电极和控制器，并且被配置为以受控脉冲电压为多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列。

Description

用于不可逆电穿孔消融的电压控制的脉冲序列
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年1月27日提交的临时申请号63/142,133的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及用于消融患者体内组织的医疗装置、系统、和方法。更具体地，本公开涉及通过电穿孔消融组织的医疗装置、系统，和方法。
背景技术
消融手术被用于治疗患者的许多不同疾病。消融可被用于治疗心律失常、良性肿瘤、癌性肿瘤，以及控制手术期间的出血。通常，消融是通过热消融技术完成的，包括射频(RF)消融和冷冻消融。在RF消融中，探针被插入患者体内，并且射频波通过探针被传送至周围组织。射频波生成热量，其破坏周围组织，并且烧灼血管。在冷冻消融中，空心针或冷冻探针被插入患者体内，并且使冷的、导热流体循环通过探针，以冷冻和杀死周围组织。RF消融和冷冻消融技术通过使细胞坏死而无差别地杀死组织，这可能会损害或杀死其他健康组织，诸如食管组织、膈肌神经细胞和冠状动脉组织。
另一种消融技术使用电穿孔。在电穿孔或电渗透中，电场被应用于细胞以增加细胞膜的渗透性。电穿孔可以是可逆的或不可逆的，这取决于电场的强度。如果电穿孔是可逆的，则在细胞愈合和恢复之前，细胞膜的渗透性增加可被用于将化学物质、药物和/或脱氧核糖核酸(DNA)引入细胞。如果电穿孔是不可逆的，则受影响的细胞会通过细胞凋亡而被杀死。
不可逆电穿孔(IRE)可以被用作一种非热消融技术。在IRE中，短的、高压脉冲串被用来生成足够强的电场，以通过细胞凋亡杀死细胞。在心脏组织的消融中，IRE可以作为无差别杀死的热消融技术(诸如射频消融和冷冻消融)的一种安全有效的替代方法。IRE可以通过使用杀死靶向组织但不会永久性地损伤其他细胞或组织(诸如非靶向心肌组织、红细胞、血管平滑肌组织、内皮组织和神经细胞)的电场强度和持续时间来杀死靶向组织，诸如心肌组织。
发明内容
如在示例中所述，示例1是一种用于治疗患者体内的靶向组织的电穿孔消融系统。电穿孔消融系统包括消融导管，该消融导管包括：导管电极，其被配置成响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而在靶向组织中生成电场；控制器，其被配置为接收在多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；基于第一脉冲电压来确定充电电压(charge voltage)；以及电穿孔发生器。电穿孔发生器被可操作地耦合到导管电极和控制器，并被配置为以受控脉冲电压为多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，第二治疗区段在第一治疗区段之后，受控脉冲电压与充电电压相关联。
示例2是示例1的电穿孔消融系统，其中，电穿孔发生器包括电容器组，并且电穿孔发生器被配置为在第二治疗区段开始之前将电容器组充电至充电电压的电压水平。
示例3是示例1或2的电穿孔消融系统，其中，第一电脉冲序列包括多个第一电脉冲。
示例4是示例3的电穿孔消融系统，其中，第一脉冲电压包括在第一治疗区段期间测量的多个第一电脉冲中的一个或多个脉冲电压。
示例5是示例1-4中任一项的电穿孔消融系统，其中，控制器还被配置为接收在第一治疗区段期间输送的第一电脉冲序列的第一脉冲电流，其中控制器还被配置为基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定充电电压。
示例6是示例5的电穿孔消融系统，其中，控制器还被配置为基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定第一组织阻抗。
示例7是示例6的电穿孔消融系统，其中，受控脉冲电压是充电电压的一部分。
示例8是示例7的电穿孔消融系统，其中，受控脉冲电压和充电电压的比率与第一组织阻抗相关。
示例9是示例1-8中任一项的电穿孔消融系统，其中，电穿孔发生器还被配置为在多个治疗区段之前的扫描区段期间以扫描电压输送扫描电脉冲序列，其中，控制器还被配置为：基于在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电压和扫描电脉冲序列的起始脉冲电流来确定初始组织阻抗，其中，控制器还被配置为基于初始组织阻抗来确定初始充电电压。
示例10是示例9的电穿孔消融系统，其中，扫描电压小于受控脉冲电压。
示例11是示例9的电穿孔消融系统，其中，扫描电脉冲序列包括单个非消融电脉冲。
示例12是使用电穿孔消融设备的方法。该方法包括以下步骤：将电穿孔消融设备的导管布置成在解剖学上靠近目标消融位置，该导管包括一个或多个导管电极，并被配置成响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而生成电场；接收在多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；基于第一脉冲电压来确定充电电压；以及以受控脉冲电压为多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，第二治疗区段在第一治疗区段之后，受控脉冲电压与充电电压相关联。
示例13是示例12的方法，还包括：接收在第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电流，其中确定充电电压包括基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定充电电压。
示例14是示例13的方法，还包括：基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定第一组织阻抗，其中确定充电电压包括基于第一组织阻抗来确定充电电压。
示例15是示例12-14中任一项的方法，还包括：在扫描区段期间输送扫描电脉冲序列；接收在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电压；接收在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电流；以及基于测量出的初始脉冲电压和初始脉冲电流来确定初始组织阻抗，其中扫描区段在第一治疗区段之前，其中扫描电脉冲序列处于低于受控脉冲电压的扫描脉冲电压。
示例16是一种用于治疗患者中的靶向组织的电穿孔消融系统。电穿孔消融系统包括消融导管，该消融导管包括：导管电极，其被配置成响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而在靶向组织中生成电场；控制器，其被配置为接收在多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；基于第一脉冲电压来确定充电电压；以及电穿孔发生器。电穿孔发生器被可操作地耦合到导管电极和控制器，并被配置为以受控脉冲电压为多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，第二治疗区段在第一治疗区段之后，受控脉冲电压与充电电压相关联。
示例17是示例16的电穿孔消融系统，其中，电穿孔发生器包括电容器组，并且电穿孔发生器被配置为在第二治疗区段开始之前将电容器组充电至充电电压的电压水平。
示例18是示例16的电穿孔消融系统，其中，第一电脉冲序列包括多个第一电脉冲。
示例19是示例18的电穿孔消融系统，其中，第一脉冲电压包括在第一治疗区段期间测量的多个第一电脉冲中的一个或多个脉冲电压。
示例20是示例16的电穿孔消融系统，其中，控制器还被配置为接收在第一治疗区段期间输送的第一电脉冲序列的第一脉冲电流，其中控制器还被配置为基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定充电电压。
示例21是示例20的电穿孔消融系统，其中，控制器还被配置为基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定第一组织阻抗。
示例22是示例21的电穿孔消融系统，其中，受控脉冲电压是充电电压的一部分。
示例23是示例22的电穿孔消融系统，其中，受控脉冲电压和充电电压的比率与第一组织阻抗相关。
示例24是示例16的电穿孔消融系统，其中，电穿孔发生器还被配置为在多个治疗区段之前的扫描区段期间以扫描电压输送扫描电脉冲序列，其中，控制器还被配置为：基于在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电压和扫描电脉冲序列的起始脉冲电流来确定初始组织阻抗，其中，控制器还被配置为基于初始组织阻抗来确定初始充电电压。
示例25是示例24的电穿孔消融系统，其中，扫描电压小于受控脉冲电压。
示例26是示例24的电穿孔消融系统，其中，扫描电脉冲序列包括单个非消融电脉冲。
示例27是示例16的电穿孔消融系统，其中，电穿孔发生器包括多个电容器组，其中，电穿孔发生器被配置为将多个电容组中的至少一个单独充电至电压水平。
示例28是示例27的电穿孔消融系统，其中，电穿孔发生器被配置为使用多个电容器组中的第一电容器组为多个治疗区段中的特定治疗区段输送脉冲序列，并且在多个治疗区段的特定治疗区段之后紧接的治疗区段的开始之前，将多个电容器组中的第二电容器组充电至所确定的充电电压的电压水平。
示例29是示例27的电穿孔消融系统，其中，导管电极包括多个电极对，其中，多个电容器组中的每个电容器组被可操作地耦合到多个电极组中的一个或多个电极对。
示例30是示例29的电穿孔消融系统，其中，控制器被配置为确定多个电容器组中的每个电容器组的组充电电压。
示例31是一种使用电穿孔消融设备的方法。该方法包括以下步骤：将电穿孔消融设备的导管布置成在解剖学上靠近目标消融位置，该导管包括一个或多个导管电极，并被配置成响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而生成电场；接收在多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；基于第一脉冲电压来确定充电电压；以及以受控脉冲电压为多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，第二治疗区段在第一治疗区段之后，受控脉冲电压与充电电压相关联。
示例32是示例31的方法，还包括：接收在第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电流，其中确定充电电压包括：基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定充电电压。
示例33是示例32的方法，还包括：基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定第一组织阻抗，其中确定充电电压包括：基于第一组织阻抗来确定充电电压。
示例34是示例30的方法，还包括：在扫描区段期间输送扫描电脉冲序列；接收在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电压；接收在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电流；以及基于测量出的初始脉冲电压和初始脉冲电流来确定初始组织阻抗，其中扫描区段在第一治疗区段之前，其中扫描电脉冲序列处于低于受控脉冲电压的扫描脉冲电压。
示例35是示例34的方法，其中，扫描脉冲电压处于非消融电压水平。
虽然公开了多个实施例，但本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说将从以下详细描述中变得明显，该详细描述示出并描述了本发明的说明性实施例。因此，附图和详细描述在本质上被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
图1描绘了根据本公开的主题内容的实施例的电穿孔消融系统的说明性系统图。
图2A是在不调整充电电压的情况下脉冲电压在多个治疗区段上变化的示意图。
图2B是在不调整充电电压的情况下脉冲电流在多个治疗区段上变化的示意图。
图2C是组织阻抗随多个治疗区段变化的示意图。
图3是与心跳相关的多个扫描和治疗区段的说明性示例。
图4是根据本公开的特定实施例的用于电穿孔消融区段的电穿孔发生器的示意性电路图。
图5A和5B是示出根据本公开的主题内容的实施例的能够被用于电穿孔(包括通过不可逆电穿孔的消融)的导管的示例实施例的图。
图6是描述根据本公开的一些实施例的使用电穿孔消融设备的说明性方法的示例流程图。
虽然本发明可适用于各种修改和替代形式，但具体实施例在附图中通过示例的方式示出，并在下面详细描述。然而，本发明的目的不是将本发明限制于所描述的特定实施例中。相反，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书所限定的本发明范围内的所有修改、等价物和替代方案。
具体实施方式
由于本文中所使用的术语关于有形事物(例如，产品、库存等)和/或无形事物(例如，数据、货币的电子表示、账户、信息、事物的部分(例如，百分比、分数)、计算、数据模型、动态系统模型、算法、参数等)的测量(例如，尺寸、特征、属性、部件等)及其范围，“大约”和“近似”可以互换使用，指的是包括所述的测量值的测量，并且也包括与所述的测量值合理接近的任何测量，但可以有合理的少量差异，诸如由在相关领域具有普通技能的个人将理解和容易确定的，可被归因于测量误差；测量和/或制造设备校准的差异；读取和/或设置测量时的人为错误；鉴于其他测量(例如，与其他事物相关联的测量)，为优化性能和/或结构参数而进行的调整；特定实施场景；人、计算设备和/或机器对事物、设置和/或测量的不精确调整和/或操纵；系统公差；控制回路；机器学习；可预见的变化(例如，统计上不显著的变化、混沌变化、系统和/或模型不稳定性等)；偏好；和/或类似物。
尽管说明性方法可以由一个或多个附图(例如，流程图、通信流等)表示，但是附图不应被解释为暗示本文所公开的各种步骤的任何要求或其中或之间的特定顺序。然而，特定的一些实施例可以需要特定步骤和/或特定步骤之间的特定顺序，如本文中明确描述的和/或从步骤本身的性质可以理解的(例如，一些步骤的执行可以取决于先前步骤的结果)。此外，项目的“集合”、“子集”或“组”(例如，输入、算法、数据值等)可以包括一个或多个项目，并且类似地，项目的子集或子组可以包括一个或多个项目。“多个”意味着一个以上。
如本文所使用的，术语“基于”并不意味着是限制性的，而是指示通过至少使用“基于”之后的术语作为输入来执行确定、识别、预测、计算和/或类似操作。例如，基于特定信息段预测结果可以附加地或替选地基于另一信息段来进行相同的确定。
低温能量和射频(RF)能量通过细胞坏死无差别地杀死组织，这能够损害食管、膈肌神经、冠状动脉，此外还有其他不良影响。不可逆电穿孔(IRE)使用高电压、短(例如，100微秒或更短)脉冲通过凋亡来杀死细胞。IRE能够针对性得杀死心肌，而保留包括食管血管平滑肌和内皮在内的其他邻近组织。IRE消融开始后，细胞膜上产生孔洞，并且细胞内液体被释放到细胞外基质中，使得组织电导率增加，并且组织阻抗降低。组织阻抗的变化在多个IRE治疗区段(也称为治疗突发或治疗区段)的过程中迅速发生。治疗区段(例如，持续10毫秒)可以包括由电穿孔发生器生成和输送的多个电脉冲(例如，20个脉冲、30个脉冲等)。如果电穿孔发生器不调整其由一个或多个源部件提供的充电电压，则治疗脉冲电压在IRE消融过程中下降多达40％。由于IRE治疗取决于电场，脉冲电压的下降能够潜在地影响IRE治疗的效果。
本公开描述了用于利用电压控制的电脉冲序列实施消融的系统、设备和方法。在一些实施例中，在治疗区段期间测量脉冲电压和/或脉冲电流，并将其用于确定下一个治疗区段的充电电压，使得电脉冲在下一治疗区段期间各自具有接近目标脉冲电压的电压。如本文所用，充电电压是指由电穿孔发生器生成的电压，其能够是一个或多个电容器组或其他电源的电压。在一些实施例中，基于脉冲电压和脉冲电流来计算组织阻抗。在一些情况下，组织阻抗被用于确定充电电压。
图1描绘了根据本公开主题内容的实施例的电穿孔消融系统100的说明性系统图。电穿孔消融系统100包括一个或多个电穿孔消融导管110、控制器120、一个或多个传感器130、电穿孔发生器140和存储器160。在实施例中，电穿孔消融系统100被配置为向患者心脏中的靶向组织输送电场能量以创建组织凋亡，从而使组织不能传导电信号。在一些情况下，电穿孔消融系统100可以与其他一个或多个系统170连接，例如，标测系统、电生理系统和/或类似系统。
在一些实施例中，一个或多个导管110能够是各种类型和形式的电穿孔导管，诸如，例如，线性消融导管、病灶消融导管、圆周导管和/或类似导管。在实施例中，电穿孔消融系统100包括引导鞘(未示出)，该引导鞘可操作以提供输送导管，电穿孔消融导管110能够通过该输送导管被部署到患者心室内的特定目标部位。在一些情况下，电穿孔消融导管110包括具有远端的轴和位于该轴的远端的导管电极，并且其在空间上布置成响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而在靶向组织中生成电场。在一些情况下，一个或多个导管110包括一个或多个可偏转导管。
在一些情况下，一个或多个导管110包括一个或多个电极以生成用于消融的电场。电穿孔发生器140(也称为脉冲发生器)被配置为生成消融脉冲/能量(或称为电穿孔脉冲/能量)以被输送到一个或多个导管110的电极。电穿孔脉冲通常是高压和短脉冲。控制器120被配置为控制电穿孔消融系统100的功能方面。在实施例中，电穿孔控制器120被配置为控制电穿孔发生器140对消融能量的生成并将其输送到可单独寻址的一个或多个导管110的电极。在一种情况下，一个或多个导管110的一个或多个电极中的每一个。在这种情况下，控制器120可以控制到每个电极的消融能量输送。
在一些实施例中，电穿孔控制器120能够控制由电穿孔发生器140生成的输出电压(即脉冲序列的脉冲电压)。在一些实施例中，电穿孔发生器140包括电容器组145，该电容器组145能够被充电和放电用于电荷电压的生成，以生成电脉冲。在一些情况下，电穿孔控制器120能够响应于感测数据来确定电容器组145的充电电压。在一些实施方式中，充电电压是由电穿孔发生器140的一个或多个电力源部件(例如，电容器组145)生成的电压。在一些情况下，电容器组145包括一个或多个电容器组，使得至少一个电容器组将为当前治疗区段(例如，当前治疗突发)的电脉冲提供充电电压，并且至少一个电容器组将被充电以为下一个治疗区段(例如，下一个治疗突发)的电脉冲提供充电电压。在一些实施例中，电穿孔发生器140具有内部阻抗，或者称为发生器阻抗。在一些情况下，电穿孔发生器140能够以脉冲电压(或被称为输出电压，其由于发生器阻抗而低于充电电压)而生成电脉冲。在一些情况下，脉冲电压是充电电压的一部分。在一些情况下，用户可以经由到控制器的接口(例如，用户接口、软件接口、系统接口)来设置目标脉冲电压。
在一些实施例中，电穿孔控制器120接收由放置靠近消融位置的一个或多个导管的一个或多个传感器和/或传感器130收集的传感器数据。在一些情况下，控制器120被配置为基于靠近电穿孔位置的测量出的脉冲电压和/或脉冲电流来确定组织阻抗。在一些情况下，控制器120被配置为基于测量出的脉冲电压和/或组织阻抗来确定充电电压。在一些情况下，控制器120被配置为基于目标脉冲电压、发生器阻抗和/或组织阻抗来确定充电电压。在一些情况下，控制器120被配置为基于所确定的充电电压来控制电容器组145。
在一些实施例中，控制器120被配置为接收在多个治疗区段的第一治疗区段期间输送的第一电脉冲序列的第一脉冲电压和/或第一脉冲电流。在一些实施方式中，电脉冲序列包括用于治疗区段的多个电脉冲/电穿孔脉冲。在一些情况下，针对治疗区段中的最后一个电脉冲测量第一脉冲电压和/或第一脉冲电流。在一些情况下，针对治疗区段中的第一电脉冲测量第一脉冲电压和/或第一脉冲电流。在一些情况下，第一脉冲电压和/或第一脉冲电流是基于对治疗区段中的多个电脉冲的测量值来确定的。在一个示例中，第一脉冲电压和/或第一脉冲电流分别是针对治疗区段中的多个电脉冲测量的平均电压和/或电流。在一个示例中，第一脉冲电压和/或第一脉冲电流分别是针对治疗区段中的所有电脉冲测量的平均电压和/或电流。
在一些实施例中，控制器120基于第一脉冲电压来确定充电电压。在一些情况下，控制器120确定所确定的充电电压与电容器组145的当前充电水平之间的充电电压差。在一些情况下，控制器120基于测量出的脉冲电压和目标脉冲电压之间的百分比差来确定充电电压差。例如，充电电压差由当前充电电压乘以测量出的脉冲电压和目标脉冲电压之间的百分比差来确定。在一些情况下，控制器120基于所确定的充电电压和/或充电电压差来控制或设置电容器组145。在一些实施例中，电穿孔发生器140可操作地耦合到导管电极和控制器120，并且被配置成以受控脉冲电压为多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，其中第二治疗区段是在第一治疗区段之后。在一些情况下，受控脉冲电压至少部分地基于所确定的充电电压。在一些情况下，电容器组145被设置在所确定的充电电压的水平上。
在一些实施例中，控制器120被配置为基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定用于第二治疗区段的充电电压。在一些情况下，控制器120被配置为基于第一脉冲电压和第一脉冲电流来确定第一组织阻抗。在一些情况下，控制器120被配置为基于第一组织阻抗和目标脉冲电压来确定充电电压。在一些情况下，控制器120被配置为基于第一组织阻抗、目标脉冲电压和发生器阻抗来确定充电电压。在一些实施例中，电穿孔发生器140被配置为接收指示所确定的充电电压的信号，并且在下一个治疗区段开始之前将电容器组145充电至所确定的充电电压的水平。在一些情况下，受控脉冲电压是所确定的充电电压的一部分。在一些情况下，受控脉冲电压和所确定的充电电压的比率与第一组织阻抗相关联。
在实施例中，控制器120被配置为在每个或一些治疗区段期间测量脉冲电压和/或脉冲电流，以确定用于后续治疗区段的充电电压。在一些实施例中，控制器120被配置为将脉冲电压、脉冲电流、充电电压、一个或多个发生器阻抗和/或组织阻抗存储在数据存储库165中。图2A是在不调整充电电压的情况下脉冲电压在多个治疗区段上变化的示意图。如图所示，脉冲电压随治疗区段的序列而减小。图2B是在不调整充电电压的情况下脉冲电流在多个治疗区段上变化的示意图。如图所示，脉冲电流随治疗区段的序列而增加。图2C是组织阻抗在多个治疗区段上变化的示意图。如图所示，组织阻抗随治疗区段的序列而减小。
在一些实施例中，电穿孔发生器140被配置为在多个治疗区段之前的扫描区段期间以扫描电压输送扫描电脉冲序列，其中扫描电压低于治疗电压(例如，目标脉冲电压)。在一些情况下，扫描电压是非消融电压水平。在一些情况下，扫描电脉冲序列是单个非消融电脉冲。在一些情况下，控制器120被配置为基于在扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电压和扫描电脉冲序列的初始脉冲电流来确定初始组织阻抗。在一些情况下，控制器120被配置为基于初始组织阻抗来确定初始充电电压。在一些情况下，控制器120被配置为基于初始组织阻抗和目标脉冲电压来确定初始充电电压。在一些情况下，控制器120被配置为基于初始组织阻抗、目标脉冲电压和发生器阻抗来确定初始充电电压。
图3是与心跳相关的多个扫描和治疗区段的说明性示例。如图所示，治疗区段330在波形310中所示的心跳之间提供。在该示例中，扫描区段320在治疗区段330之前。在一些实施例中，电穿孔发生器140被配置为在相应的治疗区段开始之前将电容器组145充电至所确定的充电电压。例如，在心跳速率为90BPM(每分钟心跳)的情况下，电穿孔发生器140被配置为在667毫秒内将电容器组145充电至所确定的充电电压的水平。在一些情况下，电穿孔控制器120被配置为对可由导管110生成的电场进行建模，这通常包括考虑包括电极的电穿孔消融导管110的物理特性、和电极在电穿孔消融导管110上的空间关系。在实施例中，电穿孔控制器120被配置为将由导管110的电极形成的电场的电场强度控制为不高于1500伏/厘米。
在一些实施例中，导管110包括两个或更多个电极对，并且电容器组145包括两个或更多个电容器组，其中电容器组145(例如，一组电容器组)中的每个电容器组被配置为对一个或多个电极对充电。在一些情况下，电穿孔控制器120被配置为从电极对接收测量出的脉冲电压，并确定用于对电极对充电的每个相应电容器组的充电电压。举例来说，电容器组145包括两个电容器组(例如，A组、B组)，每个电容器组被配置为对两个电极对充电(例如，对电极对1和2充电的A组、对电极对3和4充电的B组)。在该示例中，电穿孔控制器120被配置为基于电极对1和2的测量出的脉冲电压来确定A组的充电电压，并且基于电极对3和4的测量出的脉冲压力来确定B组的充电电压。
在实施例中，电穿孔控制器120包括一个或多个控制器、微处理器和/或计算机，它们执行存储器160(例如，非暂时性机器可读介质)中的代码，以控制和/或执行电穿孔消融系统100的功能方面。在实施例中，存储器160能够是一个或多个控制器、微处理器和/或计算机的一部分，和/或通过网络(诸如万维网)可访问的存储器容量的一部分。在实施例中，存储器160包括数据存储库165，其被配置为存储消融数据(例如，位置、能量等)、测量出的脉冲电压、测量出的脉冲电流、组织阻抗、发生器阻抗、感测数据、治疗计划数据、充电电压和/或类似数据。
在实施例中，其他系统170包括电解剖标测(EAM)系统。在一些情况下，EAM系统可操作为跟踪电穿孔消融系统100的各种功能部件的位置，并生成感兴趣的心腔的高保真三维解剖和电解剖图。在实施例中，EAM系统能够是波士顿科学公司销售的RHYTHMIATMHDx标测系统。此外，在实施例中，EAM系统的标测和导航控制器包括一个或多个控制器、微处理器和/或计算机，它们从存储器中执行代码以控制和/或执行EAM系统的功能方面。
EAM系统经由场发生器生成定位场以限定心脏周围的定位体积，并且一个或多个被跟踪设备(例如，电穿孔消融导管110)上的一个或多个位置传感器或感测元件生成输出，该输出能够由标测和导航控制器处理以跟踪传感器以及因此定位体积内的对应设备的位置。在一个实施例中，设备跟踪是使用磁跟踪技术来实现的，其中场发生器是生成限定了定位体积的磁场的磁场发生器，并且被跟踪设备上的位置传感器是磁场传感器。
在一些实施例中，可以采用阻抗跟踪方法来跟踪各种设备的位置。在这样的实施例中，定位场是例如由外部场发生器布置(例如表面电极)、体内或心内设备(例如，心内导管)或两者生成的电场。在这些实施例中，位置感测元件能够构成被跟踪设备上的电极，其生成由标测和导航控制器接收和处理的输出，以跟踪各种位置感测电极在定位体积内的位置。
在实施例中，EAM系统同时配备有磁性和阻抗跟踪能力。在这样的实施例中，在一些情况下，阻抗跟踪精度可以通过首先使用具备磁位置传感器的探针在感兴趣的心腔内创建由电场发生器所诱导的电场图来增强，这如可能使用上述RHYTHMIAHDxTM标测系统。一种示例性探针是由波士顿科学公司销售的INTELLAMAP ORIONTM标测导管。
无论采用何种跟踪方法，EAM系统都利用各种被跟踪设备的位置信息以及由例如电穿孔消融导管110或配备有感测电极的另一导管或探针所采集的心电活动，以生成、并经由显示器显示详细的三维几何解剖图或心腔的表示以及其中感兴趣的心电活动被叠加在几何解剖图上的电解剖图。此外，EAM系统能够在几何解剖图和/或电解剖图内生成各种被跟踪设备的图形表示。
根据实施例，电穿孔消融系统100的各种部件(例如，控制器120)可以在一个或多个计算设备上实施。计算设备可以包括适合于实施本公开的实施例的任何类型的计算设备。计算设备的示例包括专用计算设备或通用计算设备，诸如工作站、服务器、笔记本电脑、便携式设备、台式电脑、平板计算机、手持设备、通用图形处理单元(GPGPU)等，所有这些都在图1的范围内参考系统100的各种部件来设想。
在一些实施例中，计算设备包括直接和/或间接耦合以下设备的总线：处理器、存储器、输入/输出(I/O)端口、I/O部件和电源。任意数量的附加部件、不同部件和/或部件的组合也可以被包括在计算设备中。总线表示的可以是一个或多个总线(诸如，例如，地址总线、数据总线或其组合)。类似地，在一些实施例中，计算设备可以包括若干处理器、若干存储器部件、若干I/O端口、若干I/O部件和/或若干电源。此外，任何数量的这些部件或其组合可以被分布和/或复制在多个计算设备上。
在一些实施例中，存储器160包括易失性和/或非易失性存储器、暂时性和/或非暂时性存储介质形式的计算机可读介质，并且可以是可移动的、不可移动的或其组合。介质示例包括随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)；闪存；光学或全息介质；盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备；数据传输；和/或能够被用于存储信息并且可由计算设备访问的任何其他介质，诸如量子状态存储器和/或类似物。在一些实施例中，存储器160存储计算机可执行指令，用于使处理器(例如，控制器120)实施本文讨论的系统部件的实施例的方面和/或执行本文讨论的方法和程序的实施例的方面。
计算机可执行指令可以包括例如计算机代码、机器可用指令等，诸如，例如能够由与计算设备相关联的一个或多个处理器执行的程序部件。程序部件可以使用任何数量的不同编程环境进行编程，包括各种语言、开发工具包、框架和/或类似物。本文所设想的一些或全部功能也可以或可替选地以硬件和/或固件实施。
数据存储库165可以使用下面描述的配置中的任何一个来实施。数据存储库可以包括随机存取存储器、平面文件、XML文件和/或在一个或多个数据库服务器或数据中心上执行的一个或多个数据库管理系统(DBMS)。数据库管理系统可以是关系型(RDBMS)、分层型(HDBMS)、多维型(MDBMS)、面向对象型(ODBMS或OODBMS)或对象关系型(ORDBMS)数据库管理系统等。数据存储库可以是，例如，单个关系型数据库。在一些情况下，数据存储库可以包括多个数据库，这些数据库能够通过数据集成过程或软件应用来交换和聚合数据。在示例性实施例中，数据存储库165的至少一部分可以被托管在云数据中心中。在一些情况下，数据存储库可以被托管在单个计算机、服务器、存储设备、云服务器等上。在一些其他情况下，数据存储库可以被托管在一系列联网的计算机、服务器或设备上。在一些情况下，数据存储库可以被托管在包括本地、区域和中央的各层数据存储设备上。
系统100的各种部件可以经由通信接口(例如，有线或无线接口)进行通信或经由通信接口被耦合到通信。通信接口包括但不限于任何有线或无线的短程和远程通信接口。有线接口能够使用电缆、脐带缆等。短程通信接口可以是例如局域网(LAN)、符合已知通信标准的接口，诸如标准、IEEE 802标准(例如IEEE 802.11)、/>或类似规范，诸如基于IEEE 802.15.4标准的那些，或其他公共或专有无线协议。远程通信接口可以是例如广域网(WAN)、蜂窝网络接口、卫星通信接口等。通信接口可以在专用计算机网络内，诸如内联网，或者在公共计算机网络上，诸如互联网。
图4是根据本公开的特定实施例的用于电穿孔消融区段的电穿孔发生器430的示意性电路图400。在一些实施方式中，其他部件能够被包括在电路图400中。在电路图400中，电穿孔发生器430以脉冲电压420向靶向组织输送电脉冲序列。靶向组织具有组织阻抗440，其在电穿孔消融区段期间变化。在简化示意图中，电穿孔发生器430包括电压源432、大容量电容435(例如，电容器组)和发生器阻抗437。在该示例中，发生器阻抗437表示电穿孔发生器430的整体阻抗。在实施例中，电穿孔消融区段包括多个治疗区段。在一些实施例中，电压源432能够在治疗区段之间对大容量电容435充电，以调节充电电压410，从而调节脉冲电压420以达到目标脉冲电压。
在一些实施例中，在治疗区段期间，测量脉冲电压或多个脉冲电压。在一个示例中，脉冲电压420与充电电压410具有的关系在下面的等式(1)中表示：
其中VoltagePulse是脉冲电压420，VoltageCharge是充电电压410，ImpedanceTissue表示组织阻抗440，并且ImpedanceGenerator是发生器阻抗437。此外，在一个示例中，充电电压410能够通过在治疗区段期间测量的脉冲电压420来确定，根据下面的等式(2)：
其中VoltageCharge是由电压源432和大容量电容435生成的电压，VoltagePulse是脉冲电压420，ImpedanceTissue表示组织阻抗440，并且ImpedanceGenerator是发生器阻抗437。
在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器120)被配置为使用上面的等式(2)来确定和控制电穿孔发生器430。在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器120)被配置为使用其它方法确定和控制电穿孔发生器430以确定充电电压。在一些实施方式中，电穿孔发生器430被配置为在心跳期间的治疗区段(例如，10毫秒的治疗区段、20毫秒的治疗区段等)期间生成具有多个电脉冲/电穿孔脉冲(例如，2微秒电脉冲，其中两个相邻脉冲之间为500微秒)的电脉冲序列。
图5A和5B是示出根据本公开主题内容的实施例的可被用于电穿孔(例如，图1中的导管110)(包括通过不可逆电穿孔的消融)的导管200和250的示例性实施例的图。导管200和250包括如下所述的电极，这些电极彼此间隔开并被配置成导电。导管特性被用于对能够由导管产生的电场进行建模。在实施例中，用于对电场进行建模的特性可以包括：导管的类型，诸如在被打开后具有恒定轮廓的篮式导管和具有可变轮廓的花键式导管，其可以逐渐地(by degree)被打开和关闭；导管的形状因素，诸如球囊导管、篮式导管和花键式导管；电极数量；导管上的电极间间距；电极的、特别是相对于同一导管上的其他电极而言的空间关系和定向；制成电极的材料类型；以及电极的形状。在实施例中，导管的类型和/或导管的形状因素包括导管，诸如线性消融导管和病灶消融导管。在一些情况下，导管类型和/或导管形状因素不限于本文所提到的那些。
图5A是示出根据本公开主题内容的实施例的导管200的图。导管200包括导管轴202和在导管轴202的远端206处被连接到导管轴202的导管篮204。导管篮204包括布置在导管篮204的圆周处的第一组电极208和布置在导管篮204的远端212附近的第二组电极210。第一组电极208中的每个电极和第二组电极210中的每个电极被配置为导电，并且可操作地连接到控制器(例如，图1中的控制器120)和消融能量发生器(例如，图1的电穿孔发生器140)。在实施例中，第一组电极208和第二组电极210中的一个或多个电极包括金属。
第一组电极208中的电极与第二组电极210中的电极间隔开。第一组电极208包括电极208a-208f，并且第二组电极210包括电极210a-210f。此外，第一组电极208中的电极(诸如电极208a-208f)彼此间隔开，并且第二组电极210中的电极(诸如电极210a-210f)彼此间隔开。
第一组电极208中的电极相对于同一导管200上的其他电极的空间关系和定向、以及第二组电极210中的电极相对于同一导管200上的其他电极的空间关系和定向是已知的或可被确定的。在实施例中，一旦导管被部署，第一组电极208中的电极相对于同一导管200上的其他电极的空间关系和定向、以及第二组电极210中的电极的空间关系和定向相对于同一导管200上的其他电极是恒定的。
至于电场，在实施例中，第一组电极208中的每个电极和第二组电极210中的每个电极能够被选择为阳极或阴极，使得电场可以在第一组电极208和第二组电极210中的任意两个或更多个电极之间被建立。此外，在实施例中，第一组电极208中的每个电极和第二组电极210中的每个电极能够被选择为双相极，使得电极在阳极和阴极之间切换或轮流。此外，在实施例中，第一组电极208中的电极群和第二组电极210中的电极群能够被选择为阳极或阴极或双相极，使得电场可以在第一组电极208和第二组电极210中的任意两个或更多个电极群之间被建立。
在实施例中，第一组电极208和第二组电极210中的电极能够被选择为双相极电极，使得在包括双相脉冲串的脉冲串期间，所选电极在阳极和阴极之间切换或轮流，并且电极不被降级为单相输送——其中一个总是阳极而另一个总是阴极。在一些情况下，第一组电极208和第二组电极210中的电极能够与另一导管的一个或多个电极形成电场。在这种情况下，第一组电极208和第二组电极210中的电极可以是场的阳极或场的阴极。
此外，如本文所述，电极被选择为阳极和阴极中的一个，然而，应当理解，无需说明，在本公开中，电极能够被选择为双相极，使得它们在阳极和阴极之间切换或轮流。在一些情况下，第一组电极208中的一个或多个电极被选择为阴极，并且第二组电极210中的一或多个电极被选择为阳极。此外，在实施例中，第一组电极208中的一个或多个电极可以被选择为阴极，并且第一组电极208中的另外一个或多个电极可以被选择为阳极。在实施例中，第二组电极210中的一个或多个电极能够被选择为阴极，并且第二组电极210种的另外一个或多个电极能够被选择为阳极。
图5B是示出根据本公开主题的实施例的导管250的图。导管250包括导管轴252和在导管轴252的远端256处被连接到导管轴252的导管花键254。导管花键254包括在导管花键254的最大圆周的近端布置的第一组电极258和布置在导管花键254的最大圆周的远端布置的第二组电极260。第一组电极258中的每个电极和第二组电极260中的每个电极被配置为导电，并可操作地连接到电穿孔控制台(未示出)。在实施例中，第一组电极258和第二组电极260中的一个或多个电极包括金属。
第一组电极258中的电极与第二组电极260中的电极间隔开。第一组电极258包括电极258a-258f，并且第二组电极260包括电极260a-260f。此外，第一组电极258中的电极(诸如电极258a-258f)彼此间隔开，并且第二组电极260中的电极(诸如电极260a-260f)彼此间隔开。
第一组电极258中的电极相对于同一导管250上的其他电极的空间关系和定向、以及第二组电极260中的电极的空间关系和定向相对于同一导管250上的其他电极是已知的或可被确定的。在实施例中，第一组电极258中的电极相对于同一导管250上的其他电极的空间关系和定向、以及第二组电极260中的电极的空间关系和定向相对于同一导管250上的其他电极是可变的，其中导管250的远端262可以延伸和缩回，这改变了电极258和260的空间关系和定向。在一些实施例中，一旦导管250被部署，第一组电极258中的电极在同一导管250上的空间关系和定向以及第二组电极260中的电极在同一导管250上的空间关系与定向是恒定的。
至于电场，在实施例中，第一组电极258中的每个电极和第二组电极260中的每个电极能够被选择为阳极或阴极，使得电场可以在第一组电极258和第二组电极260中的任意两个或更多个电极之间被建立。此外，在实施例中，第一组电极258中的电极群和第二组电极260中的电极群能够被选择为阳极或阴极，使得电场可以在第一组电极258和第二组电极260中任意两个或更多个电极群之间被建立。在一些情况下，第一组电极258和第二组电极260中的电极能够与另一导管的一个或多个电极形成电场。在这种情况下，第一组电极258和第二组电极260中的电极可以是场的阳极或场的阴极。
在一些实施例中，第一组电极258中的一个或多个电极被选择为阴极，并且第二组电极260中的一个或多个被选择为阳极。此外，在实施例中，第一组电极258中的一个或多个电极可以被选择为阴极，并且第一组电极258中的另外一个或多个电极可以被选择为阳极。此外，在实施例中，第二组电极260中的一个或多个电极能够被选择为阴极，并且第二组电极260中的另外一个或多个电极能够被选择为阳极。使用导管250和周围组织的特性，电穿孔控制器(例如，图1的控制器120)能够确定可由导管250产生的各种电场的模型。
图6是描述根据本公开的一些实施例的使用电穿孔消融设备的说明性方法600的示例流程图。方法600的实施例的方面可以例如通过电穿孔消融系统(例如，图1中所描绘的系统100)来执行。方法600的一个或多个步骤是可选的和/或能够通过本文描述的其他实施例的一个或多个步骤来修改。此外，本文描述的其他实施例的一个或多个步骤可以被添加到方法600中。首先，电穿孔消融系统靠近靶向组织部署一个或多个电穿孔消融导管(605)。
在一些情况下，电穿孔消融系统被配置为进行扫描区段以确定初始组织阻抗(610)。在一些情况下，扫描区段是在治疗区段之前进行的。在一些情况下，扫描区段包括低于治疗脉冲电压的扫描电压下的扫描电脉冲序列。在一个实施例中，扫描电脉冲序列包括在扫描区段期间的单个非消融电脉冲。在一些实施例中，在扫描区段期间测量扫描电脉冲序列的初始脉冲电压和扫描电脉冲序列的初始脉冲电流。在一些情况下，针对扫描电脉冲序列中的最后一个电脉冲测量初始脉冲电压和初始脉冲电流。在一些情况下，针对扫描电脉冲序列中的第一电脉冲测量初始脉冲电压和/或初始第一脉冲电流。在一些情况下，初始脉冲电压和/或初始脉冲电流是基于扫描电脉冲序列中的多个电脉冲的测量值来确定的。
在一个示例中，初始脉冲电压和/或初始脉冲电流分别是针对扫描区段中的多个电脉冲测量的平均电压和/或电流。在一个示例中，初始脉冲电压和/或初始脉冲电流分别是针对扫描区段中的所有电脉冲测量的平均电压和/或电流。在一些实施例中，初始组织阻抗被确定为初始脉冲电压除以初始脉冲电流。在一些情况下，发生器阻抗能够通过从电容器组(例如，图1的电容器组145)输出的充电电压和测量出的脉冲电压来确定，例如，使用等式(1)。
在一些实施例中，电穿孔消融系统被配置为例如在治疗区段期间测量一个或多个脉冲电压(615)。在一些实施例中，电穿孔消融系统被配置为测量一个或多个脉冲电流(620)，例如，对应于一个或多个脉冲电压。在一些情况下，电穿孔消融系统的控制器(例如，图1中的控制器120)被配置为使用一个或多个测量出的脉冲电压和/或一个或多个测量出的脉冲电流来确定当前组织阻抗。在一个实施方式中，当前组织阻抗被确定为脉冲电压除以脉冲电流。在一个实施方式中，当前组织阻抗被确定为在治疗区段期间在第一电脉冲处测量的脉冲电压除以脉冲电流。
在一个实施方式中，当前组织阻抗被确定为在治疗区段期间的最后一个电脉冲处测量的脉冲电压除以脉冲电流。在一个实施方式中，当前组织阻抗被确定为脉冲电压除以脉冲电流。在一个实施方式中，当前组织阻抗基于在治疗区段期间测量的多个脉冲电压和多个脉冲电流来确定。在一些情况下，当前组织阻抗被用于确定电穿孔发生器的充电电压(即，由电穿孔发生器生成的电压)。在一些情况下，脉冲电压和/或脉冲电流由靠近目标组织部署的传感器(例如，图1中的传感器130)测量。在一些情况下，脉冲电压和/或脉冲电流由与一个或多个导管一起部署的传感器测量。
在一些实施例中，电穿孔消融系统被配置为确定电穿孔发生器(例如，图4中的电穿孔发生器140)的充电电压(625)。在一个示例中，使用等式(2)来计算充电电压。例如，如果先前治疗区段的测量出的脉冲电压比目标脉冲电压低100伏，并且假设发生器阻抗等于组织阻抗，则充电电压将增加200伏。在一个实施方式中，电穿孔消融系统能够将电容器组(例如，图4中的电容器组145)设置为在设置中增加200伏，使得在下一个治疗区段中以接近目标脉冲电压的电压输送电脉冲序列。
在一个实施例中，由部署的一个或多个导管的电极生成的电场具有不高于每厘米1500伏的场强。在一个实施例中，由部署的一个或多个导管的电极生成的电场具有高于每厘米500伏的场强。在一些实施例中，电穿孔消融系统被配置为基于所确定的充电电压控制电源(630)，例如，通过基于所确定的充电电压对电容器组充电。在一些实施例中，电穿孔消融系统被配置为基于所确定的充电电压和电源的当前充电电压之间的电压差来设置电容器组。
在一些实施例中，电穿孔消融系统被配置为例如使用电源为下一个治疗区段输送电脉冲序列(635)。在一些情况下，如果消融治疗区段尚未结束，则电穿孔消融系统返回步骤615，以测量正被输送的电脉冲序列(例如，在突发时段期间输送的多个电脉冲)期间的一个或多个脉冲电压。在实施例中，电穿孔消融系统被配置为在每个或一些治疗区段期间测量脉冲电压和/或脉冲电流，以确定用于后续治疗区段的充电电压。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施例进行各种修改和添加。例如，虽然上面描述的实施例涉及特定特征，但本公开的范围还包括具有不同特征组合的实施例和不包括所有描述的特征的实施例。因此，本发明的范围旨在包括落入权利要求书范围内的所有此类替代、修改和变化，以及其所有等价物。

Claims (15)

1.一种用于治疗患者的靶向组织的电穿孔消融系统，所述电穿孔消融系统包括：
消融导管，包括：
导管电极，其被配置为响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而在所述靶向组织中生成电场；
控制器，被配置为：
接收在所述多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；
基于所述第一脉冲电压来确定充电电压；和
电穿孔发生器，其可操作地耦合到所述导管电极和所述控制器，并被配置为：以受控脉冲电压为所述多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，其中所述第二治疗区段在所述第一治疗区段之后，所述受控脉冲电压与所述充电电压相关联。
2.根据权利要求1所述的电穿孔消融系统，其中，所述电穿孔发生器包括电容器组，并且所述电穿孔发生器被配置为：在所述第二治疗区段的开始之前将所述电容器组充电至所述充电电压的电压水平。
3.根据权利要求1或2所述的电穿孔消融系统，其中，所述第一电脉冲序列包括多个第一电脉冲。
4.根据权利要求3所述的电穿孔消融系统，其中，所述第一脉冲电压包括：在所述第一治疗区段期间测量的所述多个第一电脉冲中的一个或多个脉冲电压。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电穿孔消融系统，其中，所述控制器还被配置为：接收在所述第一治疗区段期间输送的所述第一电脉冲序列的第一脉冲电流，其中所述控制器还被配置为：基于所述第一脉冲电压和所述第一脉冲电流来确定所述充电电压。
6.根据权利要求5所述的电穿孔消融系统，其中，所述控制器还被配置为：基于所述第一脉冲电压和所述第一脉冲电流来确定第一组织阻抗。
7.根据权利要求6所述的电穿孔消融系统，其中，所述受控脉冲电压是所述充电电压的一部分。
8.根据权利要求7所述的电穿孔消融系统，其中，所述受控脉冲电压与所述充电电压的比率与所述第一组织阻抗相关联。
9.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的电穿孔消融系统，其中，所述电穿孔发生器还被配置为：在所述多个治疗区段之前的扫描区段期间以扫描电压输送扫描电脉冲序列，其中，所述控制器还被配置为：基于在所述扫描区段期间测量的所述扫描电脉冲序列的初始脉冲电压和所述扫描电脉冲序列的起始脉冲电流来确定初始组织阻抗，其中，所述控制器还被配置为基于所述初始组织阻抗来确定初始充电电压。
10.根据权利要求9所述的电穿孔消融系统，其中，所述扫描电压小于所述受控脉冲电压。
11.根据权利要求9所述的电穿孔消融系统，其中，所述扫描电脉冲序列包括单个非消融电脉冲。
12.一种使用电穿孔消融设备的方法，所述方法包括：
将所述电穿孔消融设备的导管布置成在解剖学上靠近目标消融位置，所述导管包括一个或多个导管电极，并且被配置为响应于在多个治疗区段中输送的多个电脉冲序列而生成电场；
接收在所述多个治疗区段的第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电压；
基于所述第一脉冲电压来确定充电电压；以及
以受控脉冲电压为所述多个治疗区段中的第二治疗区段输送第二电脉冲序列，其中所述第二治疗区段在所述第一治疗区段之后，所述受控脉冲电压与所述充电电压相关联。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
接收在所述第一治疗区段期间测量的第一电脉冲序列的第一脉冲电流，
其中，确定充电电压包括：基于所述第一脉冲电压和所述第一脉冲电流来确定所述充电电压。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
基于所述第一脉冲电压和所述第一脉冲电流来确定第一组织阻抗，
其中确定充电电压包括：基于所述第一组织阻抗来确定所述充电电压。
15.根据权利要求12-14中任一项权利要求所述的方法，还包括：
在扫描区段期间输送扫描电脉冲序列；
接收在所述扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电压；
接收在所述扫描区段期间测量的扫描电脉冲序列的初始脉冲电流；以及
基于测量出的初始脉冲电压和初始脉冲电流来确定初始组织阻抗，
其中，所述扫描区段在所述第一治疗区段之前，
其中，所述扫描电脉冲序列处于低于所述受控脉冲电压的扫描脉冲电压。
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US20200289827A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-17 Boston Scientific Scimed, Inc. Time multiplexed waveform for selective cell ablation

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