JP2002513617A

JP2002513617A - 単極及び二極技術を使用するｒｆ除去装置及び方法

Info

Publication number: JP2002513617A
Application number: JP2000546681A
Authority: JP
Inventors: マーシャルエルシャーマン
Original assignee: Cardiac Pacemakers Inc
Current assignee: Cardiac Pacemakers Inc
Priority date: 1998-05-05
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2002-05-14
Also published as: CA2327322A1; US6488678B2; US6059778A; US6200314B1; US20010008967A1; EP1076520A1; WO1999056644A1

Abstract

(57)【要約】エネルギーを生物学的サイトに伝達するための装置は、複数の電極を有する電極装置を含み、電極装置は、生物学的サイトに近接して配置可能である。電力制御システムは、制御可能な位相角を有する電力を、電極の各々に供給する。背板も、生物学的サイトが電極装置と背板との間に介在するように、生物学的サイトに近接して配置される。背板は、電力との関係において、基準電圧レベルに維持される。電力制御システムは、電極の間、及び電極と背板との間の電流の流れが、所望の損傷の連続性及び深さを生じるように、電力の位相角を制御する。好ましい実施形態において、電極は、実質的に線形配列に配列される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、一般的に生物組織にエネルギーを供給する電気生理学的（electrop
hysiological）（ＥＰ）装置に関し、より特定的には、除去損傷の規模が制御さ
れるように、生物学的サイトを流れる電流を制御するための高周波（radio freq
uency）（「ＲＦ」）除去装置に関する。

【０００２】健常人の心臓の鼓動は、右心房壁にある洞房結節（sinoatrial node）（「Ｓ
−Ａ結節」と称される）によって制御される。前記Ｓ−Ａ結節は、心房における
伝導系心臓組織の経路を通って、順にヒス及びプルキンエ伝導系組織の手段によ
って、心室全体に電気信号を伝達する房室結節（atrioventricular node）（「
Ａ−Ｖ結節」と称される）に伝達される電気信号電位を生成する。心臓における
伝導系組織の適切でない成長、又は前記伝導系組織への傷害は、前記Ｓ−Ａ及び
Ａ−Ｖ結節からの規則的な電気信号の通過を妨害しうる。そのような妨害から生
じる電気信号の不規則性は、心臓の通常のリズムを妨害し、及び「不整脈」と称
される異常なリズム状態を引き起こしうる。

【０００３】抗不整脈剤の適用を含む、不整脈に対する様々な治療法がある一方で、多くの
場合、傷害された組織の除去によって心臓の適切な働きを回復することができる
。そのような除去は、カテーテルを患者に経皮的に導入し、及び単一の又は複数
の診断的、治療的、及び／又は外科的処置を実行するために、動脈を通って、心
臓の心房又は心室に送られる処置である、経皮的除去によって実行されることが
できる。そのような場合、除去処置は、電気信号の不規則性を除去し、又は通常
の鼓動あるいは少なくとも改善された鼓動を回復させるための、伝導系組織ブロ
ックを作るための試みにおいて、不整脈を引き起こす組織を破壊するために使用
される。不整脈の開始サイトにおける伝導系組織の除去に成功すると、通常は不
整脈を終結させ、又は少なくとも心臓のリズムを許容可能なレベルに加減する。
広く受け入れられている不整脈に対する治療法は、ＲＦエネルギーの伝導系組織
への適用を伴う。心房細動（atrial fiblillation）（ＡＦ）の場合、コックスらによって発表さ
れ、及び「メイズ手術（maze procedure）」として公知である処置は、心房再流
入（atrial reentry）を防止するため、及び洞インパルス（sinus impulse）が
全体の心筋層を活動させるようにするための、継続的な心房切開を伴う。この処
置が成功したことが判明している一方で、それは極度な侵襲的アプローチを伴う
。適切なＥＰカテーテル・システムの使用を通したもの等、より侵襲的でないア
プローチを使用することによって、メイズ手術と同じ結果を達成することがより
望ましい。

【０００４】ＲＦエネルギーを心臓組織に適用する二つの一般的な方法、単極及び二極があ
る。単極方法においては、広い表面領域の電極、例えば背板が、患者の胸、背中
又は他の外部の場所に、帰路として機能するために配置される。前記背板は、通
常はカテーテルを介して心臓に導入され、及び異常な伝導系組織に密着して配置
される一つ以上の電極を有する電気回路を完成させる。二極方法では、心臓に導
入される電極は異なる電位を有し、及びそれらの間に電気回路を完成させる。二
極方法においては、カテーテルの２つの電極の間を移動する電束は、除去を生じ
させるために前記組織に入る。

【０００５】除去中は、前記電極は、対象となる心臓内の組織に密着して配置される。対象
となる組織の温度を非生存状態になるまで上昇させるために、ＲＦエネルギーは
前記電極に適用される。一般的には、生存及び非生存組織の間の温度境界は、約
摂氏４８度である。摂氏４８度以上に熱せられた組織は、非生存状態となり、及
び除去の規模を定義する。その目的は、一般的に摂氏３７度である組織温度を、
除去温度である摂氏４８度以上にまったく一様に上昇させる一方で、組織表面に
おける温度と前記電極の温度の両方を摂氏１００度以下に維持することである。

【０００６】ＲＦエネルギーを適用するための除去カテーテルの基本的な構造は、電極装置
を備えた遠位先端部を含む。前記電極装置は、接触する及び隣接する組織の加熱
を生じさせる電気信号源である。単極方法においては、前記電極装置は、ＲＦエ
ネルギーを放出するために使用される単一の電極を含んでもよい。この単一の電
極は、一つの電気的な極として動作する。他方の電気的な極は、患者の体の外側
の部分と接している前記背板によって形成される。ＲＦ源は、前記電極に適用さ
れる。前記ＲＦ源は、典型的には５００キロヘルツ領域にあり、及び単一周波電
圧を生成する。これが、標準電極カテーテルの遠位先端部と背板との間に伝達さ
れる時、それは限局的ＲＦ加熱効果を生み、及び前記先端電極よりもやや大きい
、明瞭な、深く鋭い損傷を作る。

【０００７】いくつかの処置において、単極配列における単一の電極によって作られるもの
よりも大きい表面領域を有する損傷が必要とされるかもしれない。この目的のた
めに、多数の除去カテーテルが設計された。より大きい表面の除去領域を供給す
るように設計された一つのカテーテルでは、引き込まれた状態から伸張する４つ
の周辺電極を有する電極装置が使用される。デサイのアメリカ合衆国特許第５，
５００，０１１号を参照のこと。伸張される時、すなわち扇形に広げられる時、
前記４つの周辺電極及び中央電極は、単一の電極よりも、前記組織のより大きい
表面領域を覆う電極配列を形成する。従来のＲＦ電源とともに、及び背板と関連
して使用される時、前記５つの電極は、前記電極配列によって広げられた領域に
分散された５つの損傷点を作る。作られた損傷は互いの関係において連続してお
らず、前記電極の間には除去されずに残る領域がある。この装置は、伸張される
時に、すべての電極が心臓内に接するように操作されなければならない。５つの
電極のすべてが搭載されている前記カテーテルの先端が、対象となる組織に密着
するように、「先端接触」アプローチが必要とされる。

【０００８】他のカテーテルでは、中央電極及びこれも引き込まれた状態から広がる多くの
周辺電極を有する電極装置が使用される。除去中は、背板は使用されない；その
代わり、中央電極が基準として機能する一方で、前記周辺電極は、それらに適用
される多相ＲＦ電力を有する。例えば、デサイらの、アメリカ合衆国特許第５，
３８３，９１７号を参照のこと。この技術が、前記組織のより大きい表面領域を
覆う、より連続的な損傷を供給する一方で、前記除去の規模は、比較的浅く、損
傷の深さは均一でない。この配列はまた、上述のとおり、伸張した電極によって
先端接触が作られるように、同じカテーテルの操作も必要とする。前記損傷の一
部分における深さが、不規則な信号路を止めるのに充分でないかもしれないので
、均一でない除去規模を有する損傷は望ましくない。不規則な信号は、そのよう
な損傷規模の下を通過するので、不整脈は再発するかもしれず、前記処置は、充
分な深さを有する損傷規模を得るために再度試みるために、繰り返されなければ
ならない。

【０００９】上述の技術の両方の機械的構成は、伸張的アプローチを具備する。除去のため
に使用される時、電極装置は典型的には、カテーテル・システムの一部である。
従って、患者への外傷を減らすために、患者への導入の間及び患者からの引き抜
きの間、前記電極装置の直径を最小限にすることが望ましい。それゆえに、周辺
の伸張可能な電極を有する電極装置は、前記周辺電極が大きいサイズに伸張可能
であるが、現実的な小さいサイズにまで引き込み可能であるように構成されなけ
ればならない。そのような要求は、適切な操作に必要な機械部品の動きによる、
設計及び製造上の困難を有する。さらに考慮すべき点は、伸張可能カテーテルに
関連する望ましくない複雑性及び増加する製造コストである。

【００１０】従って、当業者は、制御可能な表面及び深さの特性を有する損傷が作られ、及
びそれによって損傷規模が制御されるように、生物学的サイトを流れる電流を制
御することができる、構造的に安定した、侵襲的除去装置及び方法への必要性を
認識している。本発明はこれらの必要性及びその他を満たす。

【００１１】（発明の開示）簡潔に、及び一般的に言えば、本発明は、除去中の生物学的サイトへのエネル
ギーの適用を制御し、それによって除去中に作られる損傷の表面領域、連続性及
び深さを制御するための装置及び方法のためのものである。

【００１２】一つの特徴において、本発明は、複数の電極をその遠位先端に有するカテーテ
ルを具備する、生物学的サイトへエネルギーを伝達するための装置のためのもの
である。前記遠位先端は、前記電極が、前記生物学的サイトに配置されるように
配置可能である。前記装置はまた、前記生物学的サイトが、前記電極と前記背板
と前記電極の各々に電力を供給する電力制御システムとの間に介在するように、
前記生物学的サイトに近接して配置可能である背板も含み、前記電力は、オン期
間及びオフ期間を有するデューティ・サイクルを有する。前記デューティ・サイ
クルの前記オン期間中、前記電力は、前記二つの電極の間、並びに少なくとも一
つの電極と前記背板との間に電流が流れるように、少なくとも二つの電極が、互
いに異なる電圧レベルを有し、及び少なくとも一つの電極は、前記背板とは異な
る電圧レベルを有するように選択される。前記デューティ・サイクルの前記オフ
期間中、前記電極の間並びに前記電極と前記背板との間に実質的に電流が流れな
いように、各電極及び前記背板は実質的に同じ電圧レベルを有するように、前記
電力が選択される。

【００１３】より詳細な特徴においては、前記電力制御システムは、前記複数の電極の各々
へ個別の電力を供給し、各電極への前記電力は、デューティ・サイクルに関して
個別に制御可能である。他の詳細な特徴において、前記電力制御システムは、前
記電力の前記デューティ・サイクルが約１０パーセントになるように制御する。
さらなる詳細な特徴においては、前記電極における温度を示す温度信号を、前記
電力制御システムに供給するための温度感知装置が、前記電極の少なくとも一つ
に配置される。前記電力制御システムは、前記温度信号に応答して、前記電力の
前記デューティ・サイクルを制御する。他の詳細な特徴においては、前記装置は
、少なくとも一つの電極に適用される前記電力の少なくとも一つの特性を感知し
、及び電力測定信号を供給する測定装置を含み、及び前記電力制御システムは、
前記電力測定信号を受信し、前記電力測定信号に基づいてインピーダンス測定を
決定し、及び前記電力測定信号に応答して、前記電力の前記デューティ・サイク
ルを制御する。

【００１４】他の特徴においては、心臓組織にエネルギーを伝達するための装置は、その遠
位先端において線形配列に配列された少なくとも三つの電極を有するカテーテル
を具備する。前記遠位先端は、前記電極が前記心臓組織に配置されるように配置
可能である。前記装置はまた、前記心臓組織が、前記電極と前記背板との間に介
在するように配置可能な背板と、及び前記電極の各々に、電力を供給する電力制
御システムとを含み、前記電力は、オン期間並びにオフ期間を有するデューティ
・サイクルを有する。前記デューティ・サイクルの前記オン期間中、前記電極の
少なくとも二つは、異なる位相角を有し、及び少なくとも一つの電極に適用され
る前記電力は、前記二つの電極と少なくとも一つの電極と前記背板との間に電流
が流れるように、前記背板とは異なる電圧レベルを有する。前記デューティ・サ
イクルの前記オフ期間中、前記電極の間並びに前記電極と前記背板との間に実質
的に電流が流れないように、各電極及び前記背板は、実質的に同じ電圧レベルを
有するように前記電力が選択される。

【００１５】さらに他の特徴においては、生物学的サイトへエネルギーを伝達するための方
法は、その遠位先端に複数の電極を有するカテーテルを、前記生物学的サイトに
配置する段階と；前記生物学的サイトが、前記電極装置と前記背板との間に介在
するように、前記生物学的サイトに近接して背板を配置する段階と；及び前記電
極の各々に電力を供給する段階を具備し、前記電力は、オン期間及びオフ期間を
有するデューティ・サイクルを有する。前記方法はまた、前記デューティ・サイ
クルの前記オン期間中、前記二つの電極の間及び前記少なくとも一つの電極と前
記背板との間に電流が流れるように、少なくとも二つの電極が、互いに異なる電
圧レベルを有し、及び少なくとも一つの電極が、前記背板と異なる電圧レベルを
有するように前記電力を選択する段階と；及び前記デューティ・サイクルの前記
オフ期間中、前記電極の間及び前記電極と前記背板との間に、実質的に電流が流
れないように、前記電力を終了させる段階とを含む。

【００１６】本発明のこれら及び他の特徴及び効果は、本発明の好ましい実施形態を、例示
的に示す、添付の図面を参照して、以下のより詳細な説明から明らかになるであ
ろう。

【００１７】（発明の最良な実施形態）ここで図面を見ると、いくつかの図面で同じ又は対応するエレメントを指すた
めに、同じ参照番号が使用されており、図１においては、本発明の特徴に従って
除去装置１０が図示されている。前記装置１０は、電極装置１６に電力又はドラ
イブ（drive）１４を供給する電力制御システム１２を含む。前記電力制御シス
テム１２は、それが電力１４を供給するあらゆる数の出力チャネルを有してもよ
い発電器１８を具備する。前記発電器１８の操作は、前記発電器１８に制御信号
２１を出力するコントローラ２０によって制御される。前記コントローラ２０は
、前記発電器１８によって供給される電力１４を監視する。さらに、前記コント
ローラ２０はまた、温度信号２２も前記電極装置１６から受信する。前記電力１
４及び温度信号２２に基づいて、前記コントローラ２０は、前記発電器１８の操
作を調整する。背板２４は、前記電極装置１６からは反対のサイトである生物学
的サイト２６に近接して配置され、及び背板ワイヤ２８によって前記発電器１８
に接続される。以下に詳細に説明されるとおり、前記背板２４は、前記電極に供
給される前記電力の基準レベルに設定される。

【００１８】前記電極装置１６は、典型的には、生物学的サイト２６、例えば心臓の心房又
は心室へと経皮的に導入されることができる操舵可能ＥＰカテーテル３０の一部
である。前記電極装置１６は、前記構成要素間の関係及び前記構成要素と前記電
力制御システム１２との間の関係をより明確に示すために描かれた構成要素とと
もに、図で示されている。この実施形態において、前記カテーテル３０は、患者
の外側に配置される遠位区分３４及びハンドル３１を具備する。前記電極装置１
６の好ましい実施形態は、実質的に前記カテーテル３０の遠位区分３４に沿って
線形配列に配列された１２の帯電極３２を含む。前記電極装置１６は、先端部電
極３６を含んでもよい。（より明確に示すために、上述されているにもかかわら
ず、４つの帯電極３２のみが図面に示されているが、好ましい実施形態はもっと
多くを含んでもよい。）前記帯電極３２は、隣接する電極との間に間隔３８がで
きるように配列される。前記電極装置１６の一つの構成において、前記帯電極３
２の幅は、３ミリメートルであり、前記電極間の前記間隔３８は４ミリメートル
である。そのような電極装置１６の合計の長さは、約８センチメートルである。

【００１９】前記帯電極３２の配列は、線形配列に限定されず、他のパターンでもよい。実
質的な線形配列は、一定の治療的処置、例えば心房細動の治療に対して好ましく
、その場合には典型的には４乃至８センチメートルの長さである線形の損傷が望
ましい。線形配列は、前記カテーテル３０によってより容易に搬送され、かつ前
記カテーテルのサイズも小さくする。

【００２０】前記帯電極３２は、生物組織２６のそれよりもずっと高い熱伝導率を有する物
質で形成される。可能性のある物質は、銀、銅、金、クロム、アルミニウム、モ
リブデン、タングステン、ニッケル、白金、及び白金／１０％イリジウムを含む
。前記電極３２と前記組織２６との間の熱伝導率の差によって、前記電極３２は
、前記生物学的サイトにおける流れる体液において、より迅速に冷却する。前記
電極３２に供給される前記電力は、前記電極の冷却を見込むと同時に、除去が生
じるように、前記組織の温度が蓄積することを見込むために、除去の間に調整さ
れてもよい。前記電極３２は、心臓内の体液、例えば血液と接触するための表面
領域が、前記電極から周辺の血液への効率的な熱消散を見込むのに十分であるよ
うな大きさにされる。好ましい実施形態では、前記電極３２は、３ミリメートル
の長さを有する７フレンチ（直径２．３ミリメートル）である。

【００２１】前記帯電極３２の厚さは、それが接触する組織から熱エネルギーを遠くに引き
出すための、電極の性能にも影響を与える。本実施形態において、前記電極の外
周の直径を過度に増やす必要なく、前記電極が効率的にエネルギーを前記組織か
ら遠くに引き出すように、前記電極３２は、実質的に薄く維持される。本発明の
好ましい実施形態において、前記帯電極の厚さは、０．０５乃至０．１３ミリメ
ートル（０．００２乃至０．００５インチ）である。

【００２２】その長さに沿った様々な点において、前記電極装置１６の温度を監視するため
の温度センサ４０が、前記電極装置１６と関連している。一つの実施形態におい
て、各帯電極３２は、それに搭載された温度センサ４０を有する。各温度センサ
４０は、そのセンサにおける個別の帯電極３２の温度を示す温度信号２２を、前
記コントローラ２０に供給する。前記電極装置１６の他の実施形態において、温
度センサ４０は、一つおきの帯電極３２に搭載される。このように、１２の電極
を有するカテーテルに対して、６つの電極上に温度センサがある。前記電極装置
１６のさらに他の実施形態においては、一つおきの電極が、２つの温度センサ４
０を有する。図１においては、各電極に対して一つの温度センサを有する実施形
態が示されており、除去の目的のために電力を各電極に供給するための、各電極
３２に対する単一の電力リード線（lead）１５、及び熱電対効果を確立するため
の、各温度センサ４０に対する２つの温度リード線２３が示されている。

【００２３】他のアプローチにおいては、前記ドライブ・ワイヤは、熱電対ワイヤの一つを
具備してもよく、又は同じ電極に搭載された複数の熱電対に対する共通のワイヤ
を具備してもよい。本発明者は参照のために、自らの出願である、処理番号４０
３１０（１３２９０）を有し、この同日に提出された、「電極及びセンサに対す
る共通リードを有するカテーテル」、及びこの同日に提出された、処理番号４０
４４５（１２３７０）「複数の温度影響を受けやすい接合点を供給するための非
結合熱電対を有する電極」をここに採用している。

【００２４】ここで図２を見ると、本発明の特徴に従った除去装置１０及び方法のブロック
図が示されている。図２において、前記電力制御システム１２の単一のチャネル
が示されている。このチャネルは、単一の電極３２への電力の適用を制御する。
他の図と関連して説明されるように、チャネルは、複数の又はグループの電極を
制御してもよい。図２において、コントローラ２０（図１）の一部であるプロセ
ッサ４２は、デューティ・サイクル制御信号４４をデューティ・サイクル生成器
４５に供給する。この場合、前記デューティ・サイクル生成器４５は、８ビット
のラッチ（latch）４６によって前記制御信号４４を受信する。前記ラッチ４６
は、８ビット信号４７をデューティ・サイクル比較装置４８に供給する。前記比
較装置４８は、前記８ビット信号４７を８ビット・デューティ・サイクル・カウ
ンタ（duty cycle counter）５０からのカウントと比較し、前記カウントが同じ
である場合、デューティ・サイクル・オフ信号４９を前記デューティ・サイクル
・ゲート（duty cycle gate）５２に供給する。前記ゲート５２は、周波数源５
４、例えば５００キロヘルツを生成する発振器等に接続される。前記ゲート５２
が、前記デューティ・サイクル・オフ信号４９を前記比較装置４８から受信する
時、それは前記ゲートを通して前記周波数源信号のそれの出力を止め、及び出力
は存在しない。

【００２５】５００キロヘルツの周波数において、８ビット制御は、０．５ミリ秒の期間又
は時間枠を有する。５０パーセントのデューティ・サイクルにおいて、前記電極
は、たった０．２５ミリ秒のオフ期間にある。前記電極のより大きい冷却を見込
むために、前記期間又は時間枠７８（図６）は、前記周波数源５４と前記カウン
タ５０との間に介在するプリスケーラ（prescalar）５６の使用によって、延長
される。一つの実施形態において、前記プリスケーラ５６は、前記期間を４ミリ
秒に延長して、５０パーセントのデューティ・サイクルの間の２ミリ秒オフ期間
を見込む。これは、上述の大変薄い帯電極のための十分な冷却時間を生む。状況
に従って、他の長さの期間が使用されてもよい。１０パーセントのデューティ・
サイクルは、特に心臓組織を除去するのに効果的であることがわかっている。高
ピーク電力の適用と、１０パーセントのデューティ・サイクルと、前記帯電極に
おける高熱伝導性物質の使用と、及び前記電極に対して冷却効果を有する前記帯
電極を流れる体液との組み合わせは、前記組織への電力のさらに効果的な適用を
生む。除去はより迅速に起こる。

【００２６】ターミナル・カウント検出装置５８は、前記期間の最後のカウントを検出し、
及び前記周波数源信号の連続した出力のために、前記ゲートをリセットするター
ミナル・カウント信号５９を、前記ゲート５２に送信する。これは、前記デュー
ティ・サイクルのオン期間を開始し、及び前記カウンタ５０は、そのカウントを
再開する。一つの好ましい実施形態において、前記デューティ・サイクルは、５
０パーセントで設定され、及び前記８ビット・ラッチは、それに従って１２８に
設定される。他の実施形態においては、前記デューティ・サイクルは１０パーセ
ントで設定される。

【００２７】プログラム可能論理回路（programmable logic array）（ＰＬＡ）６０は、位
相制御信号６１を前記マイクロプロセッサ４２から受信し、及びそれに従って前
記周波数源５４の位相を制御する。一つの実施形態において、前記ＰＬＡ６０は
、前記ターミナル・カウント信号５９を前記ターミナル・カウント検出装置５８
から受信し、及び前記ターミナル・カウント信号を受信した後だけ位相変更を許
可する。

【００２８】前記デューティ・サイクルの前記オン期間中の、前記ゲート５２からの前記出
力信号は、前記信号をより高いレベル、この場合は２４ボルトに増大させるバイ
ナリ電力増幅器６２に供給される。増幅された信号は、いくらか方形である波を
正弦波に変換するために、帯域フィルタ６４でフィルタにかけられる。一つの実
施形態における帯域フィルタ６４は、５００キロヘルツを中心とする。前記フィ
ルタにかけられた信号はそれから、前記信号をより高いレベル、例えばピーク・
ツウ・ピーク振幅で３５０ボルトに増幅する絶縁された出力変圧器６６に供給さ
れる。この信号はそれから、除去を生じさせるために、電力出力信号ＯＵＴｎ１
４として前記生物学的サイトにおける電極３２に供給される前に、リレイ連係６
７に送信される。

【００２９】前記絶縁された出力変圧器６６からの前記電力出力信号１４は、一つの実施形
態において、前記電極３２におけるインピーダンスを決定するために監視される
。図２に記載の実施形態において、電圧及び電流モニタ６８が使用される。前記
モニタ信号６９は、Ａ−Ｄ変換器７０によってデジタル形式に変換され、及び前
記マイクロプロセッサ４２に供給される。前述されたとおり、前記電極３２のい
くつか又はすべては、前記電極３２における温度を決定するために使用される温
度信号２２（図２）を供給する温度センサ４０（図１）を含んでもよい。本発明
の一つの実施形態において、前記電力１４は、前記温度信号２２と関連して、前
記電極３２における温度を決定するために使用される。前記温度信号２２と前記
電力１４の両方は、マイクロプロセッサ４２に送信される前に、温度フィルタ７
３を通過する。代替的には、前記温度フィルタ７３は、前記コントローラ２２か
ら独立したプリント回路基板に含まれ、及び自らのプロセッサを含む。どちらの
場合でも、前記信号が、温度監視の目的のために使用されてもよいように、前記
フィルタ７３は、前記電力１４に存在するあらゆるＲＦノイズをフィルタで除去
する。他の実施形態において、前記マイクロプロセッサは、前記電力１４のデュ
ーティ・サイクルのオフ期間中のみ、前記電力１４及び温度信号２２を監視する
。従って、ごくわずかなＲＦノイズが電力線に存在し、ろ過は必要でない。いず
れの実施形態においても、前記マイクロプロセッサ４２は、前記インピーダンス
又は温度信号のいずれか又は両方に応答して、前記電力1４の前記デューティ・
サイクルを変えてもよい。

【００３０】手動の装置において、感知された温度及び／又は決定されたインピーダンスは
、オペレータに表示されてもよい。オペレータはそれに応答して、例えば器具の
前面パネルに搭載されたノブを回転させることによって、前記デューティ・サイ
クル又は他の電力パラメータを手動で制御してもよい。複数チャネルの器具及び
カテーテルの場合、後述のとおり、各チャネルに対する制御のために、複数のノ
ブがこの手動装置に供給されてもよい。

【００３１】ここで図３を参照すると、複数チャネル除去装置が示されている。３つの完全
なチャネルのみが示されているが、前記装置は、それに続く点で示されたとおり
、より多くを具備する。そのようなチャネルは、明確な図を維持するために、図
３には示されていない。一つの配列における２つの電極３２の間に異なる電圧レ
ベルを供給することによって、二極アプローチでそのような電極の間に電流が流
れる。背板２４（図１）を前記電極３２の少なくとも一つとは異なる電圧レベル
に設定することによって、電流は、前記電極と前記背板との間を流れる。前記３
つ（２つの電極及び背板）の間の電圧レベルを制御することによって、生物学的
サイト２６を流れる前記電流は、より精密に制御されることができる。電極３２
の間で異なる電圧レベルを設定するための一つの技術は、ＡＣアプローチで、そ
れらの間の位相差を維持することである。前記背板２４を基準レベルに設定する
ことによって、電流は、前記電極３２と前記背板との間を流れる。

【００３２】単一のマイクロプロセッサ４２は、これも前記コントローラ２０（図１）の一
部であり、この実施形態において、前記各チャネルのデューティ・サイクル及び
位相を個別に制御する。図示された各チャネルは、同じエレメントを具備し、及
び各チャネルは、それ自らの電力出力信号１４（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２乃至ＯＵＴ
ｎであり、「ｎ」はチャネルの合計の数である）を、個別の電極リード線上（Ｌ
ＥＡＤ１、ＬＥＡＤ２、乃至ＬＥＡＤｎであり、「ｎ」はリード線の合計の数で
ある）で、前記電極３２へと生成する。この複数チャネル・アプローチによって
、各電極に対するより個別的な制御が可能である。例えば、各電極に適用される
前記電力の前記デューティ・サイクルは、個別に制御可能である。一つの電極は
、１０パーセントのデューティ・サイクルを有してもよい一方で、他の電極は、
３０パーセントのデューティ・サイクルを有してもよい。

【００３３】ここで図３に記載の第一及び第二の出力信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を参照する
と、図４、５、及び６に記載のとおり、前記信号は、ピーク電力、すなわち「オ
ン」期間７４及び超低電力７６、すなわち「オフ」期間の交互のインスタンスを
有する。典型的には、前記出力電力１４は、５００キロヘルツの正弦波である。
図４及び５において、一つのオン期間７４内に含まれる正弦波のサイクルの数は
、前記第一及び第二の出力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の間の位相差を強調するため
に、図面では実質的に減らされている。好ましくは、オフ期間７６中の各電力信
号１４の電圧は、実質的に０であり、及びオン期間７４中は約ピーク・ツウ・ピ
ークで３５０ボルトである。

【００３４】前記電力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２もまた、時間枠７８（図６参照）の中の前記オ
ン期間７４及び前記オフ期間７６の長さを制御するための、変化するデューティ
・サイクルを有する。前記デューティ・サイクルは、前記オン期間７４の長さに
対する時間枠７８全体の長さの比である。有効電力は、ピーク電力に前記デュー
ティ・サイクルをかけたものである。このように１００ワットのピーク電力及び
５０パーセントのデューティ・サイクルを有する信号は、５０ワットの有効電力
を有する。

【００３５】図４、５、及び６に記載のとおり、前記２つの電力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は
、互いに異なって同調される（phased）。上述のとおり、各電力信号の位相角は
、前記プロセッサ４２及びＰＬＡ６０によって設定され及び制御される。各電力
信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２は、個別の位相角を有し、及び前記位相角は、それら
二つの間で異なる。前記電力ＯＵＴ１とＯＵＴ２との間の位相角差は、前記電力
を受け取る前記帯電極３２（図１）の間に電圧電位を生成する。この電圧電位は
、順に、前記帯電極３２の間に電流の流れを誘導する。時間関数として生成され
た前記電力と前記電圧電位の位相角関係は、図７Ａ及び７Ｂに記載される。電極
Ｖ_e-eの間の電位は、以下のもので定義される：

【００３６】

【数１】 ΔΦ＝電極間の位相角差Ｖ＝電力の電圧振幅ｆ＝ヘルツでの周波数ｔ＝時間図７Ａは、それぞれが位相角差ΔΦを有する第一及び第二の電極に供給される
第一及び第二の電力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を示し、ＯＵＴ１は１３２度でＯＵＴ２を導く。図７Ｂは、同じ電力ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を示すが、ＯＵＴ２
がＯＵ１を１３２度で導き、前記位相角は逆になる。

【００３７】ここで図８を参照すると、図２に記載の前記除去装置の実施形態の図が、図８
Ｂ乃至図８Ｅに示されている一方で、図８Ａは、図８Ｂ乃至８Ｅは互いの関係に
おいて、どのような方向に向いているかを示す。前記周波数源５４は、典型的に
は５００キロヘルツであり、前記ＰＬＡ６０を通して前記マイクロプロセッサ４
２によって制御される位相角を有する信号８０を、前記デューティ・サイクル生
成器４５に供給する。前記デューティ・サイクル生成器４５は、上述されたとお
り、前記デューティ・サイクル制御信号４４に従って、選択されたデューティ・
サイクルを生成するために、周波数源信号８０を変調する。前記デューティ・サ
イクル生成器４５は、２つの信号８２及び８４を前記バイナリ電力増幅器６２に
出力する。二重ＭＯＳＦＥＴドライバＵ２は、前記信号を受信し、それらの５ボ
ルトレベルを１２ボルトレベルに変換し、及び各々を、前記信号を２４ボルトの
ピーク・ツウ・ピーク電力に変圧する変圧器Ｔ２に送信する。

【００３８】前記２４ボルト電力はそれから、ＦＥＴＱ２、Ｑ３、Ｑ４、及びＱ５の構成を
含む多状態ドライバ８６に送られる。前記ドライバ８６の伝導状態の間、典型的
にはそれは電力のオン期間７４であり、これらのＦＥＴＱ２乃至Ｑ５は、前記電
力を一連のＬＣネットワークを具備する帯域フィルタ６４に伝導し及び転送する
。前記ドライバ８６の高インピーダンス状態の間、典型的にはそれは電力のオフ
期間７６中であり、ＦＥＴＱ２乃至Ｑ５は伝導せず、電力は帯域フィルタ６４に
送られない。その代わり、前記ＦＥＴＱ２乃至Ｑ５は、前記電極３２を通して受
信されるあらゆる信号に、高インピーダンス・ロードを示す。典型的には、前記
ＦＥＴ、前記電極及び前記組織に続く前記回路によって示されるＦＥＴＱ２乃至
Ｑ５上の前記ロード・インピーダンスは約１５０Ωであるが、出力変圧器Ｔ３を
通して変圧され、それは、約０．５乃至１ΩのＦＥＴＱ２乃至Ｑ５へのロード・
インピーダンスを示す。オフ状態においては、前記ＦＥＴは、約０．５乃至１Ω
の変圧されたロード・インピーダンスと比較して大きい、約２５０Ωのインピー
ダンスを示す。それゆえに、前記ＦＥＴがオフ状態にある時は、ほとんど電力は
流れない。

【００３９】前記帯域フィルタ６４は、前記バイナリ増幅器６２によって供給される前記出
力信号を、方形波から正弦波に形成するように動作する。前記フィルタにかけら
れた信号８５は、それから絶縁された出力部分６６に伝わり、そこではＴ３にお
いて３５０ボルトのピーク・ツウ・ピーク正弦電力へと変圧されて設定される。
前記電力は、それから２つの同一の電力信号ＯＵＴ１Ａ、ＯＵＴ１Ｂに分けられ
、及び前記出力線ＬＥＡＤ１Ａ、ＬＥＡＤ１Ｂ上の２つ以上の個別の帯電極３２
に供給される。

【００４０】前記絶縁された出力部分６６はまた、警戒状態、例えば個別の電極３２におけ
る高温又は高インピーダンスが検出される時、前記電力信号ＯＵＴ１Ａ、ＯＵＴ１Ｂを前記電極リード線ＬＥＡＤ１Ａ、ＬＥＡＤ１Ｂから除去するために
個別に開放されてもよいリレイ８８も含む。上述されたとおり、これらの状態は
、前記帯電極３２の各々における温度及びインピーダンスを示す信号を受信する
前記マイクロプロセッサ４２によって決定される。

【００４１】前記絶縁された出力部分６６からの電力は監視され、及び代表的な信号は、Ｒ
Ｆ電圧及び電流モニタ６８へと供給され、この場合、各出力信号の電圧及び電流
は、特定のチャネルのインピーダンスを決定するために測定される。前記測定さ
れた信号は、インピーダンス監視のために前記マイクロプロセッサ４２へ送信さ
れる前に、Ａ−Ｄ変換器７０（図２）に送信される。前記インピーダンスが、血
液凝固又は沸騰を示す閾値レベルより上である場合、前記マイクロプロセッサ４
２は、前記電力ＯＵＴ１Ａ、ＯＵＴ１Ｂのデューティ・サイクルを低減させ又は
中断させるために、及び前記帯電極３２に伝達される前記有効電力を低下させる
ために、前記デューティ・サイクル生成器４５に信号を送信する。

【００４２】同様に、前記電極３２における温度は、前記電力１４及び温度信号２２を監視
すること、及び前記信号間の電圧差を測定することによって決定される。上述の
とおり、本発明の一つの実施形態において、これらの信号は、前記マイクロプロ
セッサ４２に送信される前に、フィルタ７３（図２）を通過する。電圧値は温度
に変換され、前記温度が閾値レベルよりも高い場合は、前記電力１４のデューテ
ィ・サイクルが低減される。電極３２に電力を供給するのと同様に、温度を決定
するために使用される信号を供給するために、単一のリード線が使用される場合
、前記リード線からの信号は、リレイ８８の出力側に接続された温度リード線８
７、８９上で受信される。

【００４３】図３に記載されたとおり、各電極３２の前記デューティ・サイクルは、前記マ
イクロプロセッサ４２によって個別に制御されてもよい。上述のとおり、電極３
２における温度及び電極に供給される前記出力信号の電流及び電圧に基づいて、
前記出力信号のデューティ・サイクルは調整されてもよい。例えば、一つの電極
３２は、１０パーセントのデューティ・サイクルを必要とする温度を有してもよ
い一方で、他の電極は、５０パーセントのデューティ・サイクルを見込んだ温度
を有してもよい。一つおきの電極３２が温度センサ４０を有する実施形態におい
て、前記電極は対に分類され、前記対における各電極は、同じデューティ・サイ
クルを有する。

【００４４】操作において、図９乃至１１に記載のとおり、前記生物学的サイトが、前記電
極装置と前記背板の間に介在するように、前記電極装置１６及び前記背板２４は
、除去される生物学的サイト２６に近接して配置される。前記電極装置１６の帯
電極３２（明確に図示するため、そのうちの一つのみが、番号３２で示されてい
る）の各々は、ＬＥＡＤ１乃至ＬＥＡＤ４上に位相角を有する電力ＯＵＴ１、Ｏ
ＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４を受け取る。一つの実施形態において、一つおきの
電極３２は、同じ位相角を受け取る。それゆえに、電極Ａの位相角は、電極Ｃの
位相角と等しく、及び電極Ｂの位相角は、電極Ｄの位相角と等しい。この配列の
効果は後述される。好ましい実施形態において、前記電極３２は、図示されたと
おり、線形配列に形成される。さらに、熱電対温度センサ４０が、前記電極Ａ、
Ｂ、Ｃ、及びＤの各々に配置され、及び前記電極電力リード線ＬＥＡＤＳ１乃至
４を、センサ・リード線の一つとして使用する。前記センサ４０は、前記電力制
御システム１２による受信のための、温度センサ信号２２を供給する。

【００４５】他の実施形態において、交互の電極３２が一緒に分類されてもよく、及び各々
は、同じ位相角及びデューティ・サイクルを有する同じ電力を受け取ってもよい
。一つのグループの電極が、他の一つのグループ又は複数のグループの電極と交
互になるように、電極３２の他の一つのグループ又は複数のグループの間に、前
記第一のグループが配置されてもよい。電極の特定のグループにおける各電極３
２は、同じ位相角及びデューティ・サイクルを有する。例えば、電極Ａ及びＣは
、同じ電力に接続されてもよい一方で、間に配置された電極Ｂ及びＤは、異なる
電力出力信号に接続されてもよい。

【００４６】個別の電力信号の使用はまた、電極３２のあらゆる組み合わせを無効にし、及
びそれによって効率的に前記電極装置１６の長さを変える能力も与える。例えば
、本発明の一つの構成において、１２の電極３２を有する電極装置１６は、１２
チャネル電力制御システム１２から１２の電力信号を受信する。前記電極３２は
、３ミリメートルの長さであり、及び４ミリメートル離れる。従って、様々な電
極を無効にすることによって、３ミリメートル乃至８センチメートルのあらゆる
長さの一つの仮想の電極が、前記電極装置１６によって生成されてもよい。いず
れの配列においても、前記背板２４は、電力ＯＵＴ１乃至ＯＵＴｎの電圧レベルについて、基準電圧レベルに維持される。

【００４７】上述のとおり、各電極３２に供給される前記電力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の間の位
相角を変えることによって、位相角差は、隣接する帯電極の間に確立される。こ
の位相角差は、隣接する帯電極３２の間の電圧電位を制御し、及び前記生物学的
サイト２６を通る電流の流れを制御するために調整されてもよい。隣接する帯電
極３２の間の電流の流れＩ_e-eは、以下のものによって定義される：

【００４８】

【数２】 ΔΦ＝電極間の位相角差Ｖ＝電力の電圧振幅Ｚ_e-e＝電極間のインピーダンスｆ＝ヘルツでの周波数ｔ＝時間前記帯電極３２の間の電流の流れに加えて、前記帯電極と前記背板２４との間
に電流の流れがある。前記背板２４が基準レベルに設定される時、この電流の流
れＩ_e-bは、以下のもので定義される：

【００４９】

【数３】 ΔΦ＝電極間の位相角差Ｖ＝電力の電圧振幅Ｚ_e-b＝電極と背板との間のインピーダンスｆ＝ヘルツでの周波数ｔ＝時間Ｚ_e-b及びＺ_e-eが等しいと仮定すると、前記帯電極３２の間を流れる電流
Ｉ_e-eの、前記帯電極３２と前記背板２４との間を流れる電流Ｉ_e-bに対する比は
、以下のもので定義される：

【００５０】

【数４】 ΔΦ＝電極間の位相角差図９乃至１１は、生物学的サイトの中の様々な電流の流れのパターンを示す。
図９乃至１１に記載された損傷の深さ及び幅は、必ずしも一定の縮尺ではなく、
又は互いにスカラ比例ではないが、様々な電力適用技術の間の差の識別について
明確にするために示される。隣接する電極３２の間の位相差が０度である時、上
述のＥｑ．２に従って、前記電極間に電流は流れず、及び前記装置は、図９Ａ乃
至９Ｄに記載のとおり、単極の方法で動作し、前記電流が前記背板２４へと流れ
る。実質的にすべての電流は、前記帯電極３２から前記背板２４に流れ、一連の
比較的深く、鋭角的な損傷９０を、前記電極装置１６の長さに沿って形成する。
図９Ｂに記載の上面図及び図９Ｄに記載の側面図に見られるように、前記損傷は
、不連続である。前記損傷９０は、互いの関係において不連続である。

【００５１】隣接する電極３２の間の位相差が１８０度である場合、前記装置は単極及び二
極の両方の方法で動作し、及び前記電流の流れのパターンは、図１０Ａに示され
ているとおりである。この位相差で、前記帯電極から前記背板２４に流れる電流
の約２倍の電流が、隣接する帯電極３２の間に流れる。その結果の損傷９２は浅
いが、前記電極装置１６の長さに沿って連続する。前記損傷９２の連続性及び浅
さは、図１０Ｂ乃至１０Ｄに記載されている。それにもかかわらず、前記損傷の
深さは、従来の二極除去方法のみによって生成されるそれよりもずっと深い。

【００５２】隣接する電極３２の間の位相差が、０より大きく１８０度より小さい範囲内の
値に設定される時、電流の流れは、深く、不連続の単極パターンから、より連続
的な、浅い二極パターンに変化する。例えば、隣接する電極３２の間の位相差が
約９０度である時、前記電流は図１１Ａに記載されているとおりに流れる。この
位相差で、隣接する帯電極３２の間に、前記帯電極と前記背板２４との間と同様
に電流が流れる。従って、前記電極装置１６の長さに沿って深くかつ連続する損
傷が作られる。前記損傷９４の連続性及び深さは、図１１Ｂ乃至１１Ｄに示され
ている。図１１Ａに記載の一つの実施形態において、同じ位相において交互であ
る隣接する電極はしかし、グループで電力を供給された。電極Ａ及びＣは、第一
の位相角で電力を供給され、及び電極Ｂ及びＤは、前記第一とは異なる第二の位
相角で電力を供給された。

【００５３】このように、本発明に従って、前記電力の前記位相角は、異なる深さ及び連続
性の特性を有する損傷を作るために調整されてもよい。最大の可能な深さを有す
る連続する損傷を作るために必要な位相角差を選択する時、前記電極装置１６の
他のエレメントが考慮される。例えば、前記帯電極３２の幅及び前記電極間の間
隔は、最適な位相角を選択する際のファクタ（factor）である。本発明の好まし
い実施形態において、上述に指摘されているとおり、前記帯電極の幅は３ミリメ
ートルであり、前記電極間の間隔は４ミリメートルであり、及び前記電極は、隣
接する電極間に１３２度の位相差を確立する電力を受け取る。この構成で、約３
ミリメートルから８センチメートルの間の長さ及び５ミリメートル又はそれ以上
の深さを有する長く連続した損傷は、加圧された電極の数、使用されたデューテ
ィ・サイクル、及び電力適用の持続期間に基づいて作られた。

【００５４】本発明の他の実施形態において、エネルギーは、単極と二極の交互の方法で、
前記デューティ・サイクルの前記オン期間中に、前記生物組織２６に適用される
。単極状態の期間中、電圧電位は、前記電極３２と前記背板２４の間に確立され
る。このように、電流は、前記電極３２と前記背板２４との間の前記組織２６を
通って流れる。

【００５５】二極状態の期間中、電圧電位は、前記電極と前記背板２４との間よりもむしろ
、前記電極３２の少なくとも２つの間に確立される。このように、電流は、前記
電極３２の間の前記組織２６を通って流れる。この方法で動作する一方で、前記
電極３２の間の前記電圧差は、上述のとおり、異なる位相角を有する電力を、前
記電極に供給することによって確立されてもよい。代替的に、前記電極３２のい
くつかは、基準電位に接続されてもよい一方で、他は異なる電圧レベルで維持さ
れる。

【００５６】前記デューティ・サイクルのオン期間内に、単極及び二極状態期間の持続期間
を調整することによって、作られる損傷の連続性及び深さは制御されてもよい。
例えば、オン期間の４分の１を単極状態で、及びオン期間の４分の３を二極状態
で動作することによって、図１１Ｂ乃至１１Ｄに記載の前記損傷９４に類似した
連続性及び深さを有する損傷を作る。

【００５７】図８Ｂ乃至８Ｅを参照すると、以下の装置が示されている：装置部品番号製造者Ｕ１ＧＡＬ６００２ＢラティスＵ２ＳＮ７５３７２多数Ｑ１１ＲＦＺ３４Ｎ多数Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５１ＲＦＺ４４Ｎ多数Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９ＭＰＦ６６０１多数Ｒ３、Ｒ５１Ω 多数Ｔ１、Ｔ４ＣＭＩ−４８１０コロナ・マグネティクス有限会社Ｔ２ＧＦＳ９７−０１３１−１ＧＦＳマニュファクチャリングＴ５ＣＭＩ−４８０９コロナ・マグネティクス有限会社「Ｔ３」によって示された変圧器は、１：１２の巻数比で、単一の一次巻線であり、ＴＤＫコアＰＣ５０ＥＥＲ２３Ｚに巻きつけられた逓昇変圧器である。

【００５８】図１２は、前記Ａ及びＣ電極の位相角が、前記Ｂ及びＤ電極の位相角を導く場
合、異なる位相角を有する隣接する電極に対して、前記生物学的サイト２６を通
る、前記電極３２と前記背板２４との間の電流の流れを示すブロック図である。
図１２に記載のアプローチで、前記サイト２６を通って流れる電流のベクトル和
は、他の電極におけるよりも、一つ以上の電極においてより多くの電流が流れる
ような和であることが、注目される。これは、前記Ｂ及びＤ電極から、前記背板
へと導くより短い矢印で、比喩的に示される。前記除去規模は、従来の技術にお
ける量よりも多いが、前記除去規模は、図１１Ｄに記載のとおり、不規則又は非
均一的である。不規則な電気信号が、より浅い深度を有する点において、前記除
去規模の下を通過しないように、及び前記除去処置の繰り返しを要求するように
、特に深さに関して、より均一的な除去規模を有することが望ましい。

【００５９】図１３は、隣接する電極間の位相角が逆になった状態の、図１２に記載された
ブロック図と同じものを示している。図１３において、前記Ｂ及びＤ電極３２に
おける前記電力の前記位相角は、前記Ａ及びＣ電極３２における前記電力の前記
位相角を導く。この反対の位相による電流の流れの変化は、前記Ａ及びＣ電極に
おいてより短い矢印で比喩的に示され、こうして図１２に記載の電流の流れのパ
ターンのバランスをとる。図１２及び１３に示されたように、位相角を交互にす
ることによって、より均一の電流の流れ及びより均一の除去規模を生じることが
わかっている。前記電流の流れの累積的効果は、すべての前記帯電極３２と前記
背板２４との間の前記組織が、生物学的サイト２６を通る深さという点について
、実質的に均一な度合いで除去されるようにし、そして実質的に均一な深さを有
する損傷が作られる。これは、除去規模９６が示される図１４Ａ乃至１４Ｄに示
され、それは形状についてより均一性を有する。特に、前記除去損傷９６は均一
の深さを有し、及び本発明に従った除去装置で生成された除去規模は、不整脈を
生じさせる組織をうまく破壊することができるであろうという、高いレベルの確
実性を生じさせる。

【００６０】一つの実施形態において、前記電極間の前記位相は、前記デューティ・サイク
ルのオフ期間中のみ、図１２及び１３に記載されたとおり、交互にされた。すな
わち、図６を参照して、一つの時間枠７８の前記デューティ・サイクルのオン期
間７４全体にわたって、前記Ａ及びＣ電極３２における前記電力の前記位相角は
、前記Ｂ及びＤ電極３２における前記電力の前記位相角を１３２度で導いた。同
じ時間枠７８のそれに続くオフ期間７６中、供給されるべき前記電力の前記位相
角は、次のオン期間への準備のため、オン期間７４中に使用される前記位相角と
反対になるように変えられた。次のオン期間７４において、電極Ｂ及びＤに供給
される前記電力の前記位相角は、オン期間全体にわたって、前記Ａ及びＣ電極に
供給されるべき前記電力の前記位相角を１３２度で導いた。すぐ直後のオフ期間
中、電極Ａ及びＣが電極Ｂ及びＤを導くように、前記位相角は再度変えられた。

【００６１】本発明者は、参照のために、この同日に提出され、処理番号４０３０８を有す
る自らの出願「高出力インピーダンス・ドライバを有するＲＦ除去装置」及び処
理番号４０３０７、「交互の位相を有する制御可能なデューティ・サイクルを使
用するＲＦ除去装置及び方法」をここに採用しており、その両方は、本発明の譲
受人に譲渡される。

【００６２】本発明のいくつかの特定の形式が示され及び説明されてきた一方で、本発明の
精神と範疇から逸脱することなく、様々な変更がなされることができることが明
らかになるであろう。例えば、前記コントローラ２０は図１において、前記電力
制御システム１２の一部を形成するように示されている。しかしながら、それは
例えば個別のコンピュータにおける外部プロセッサ等の他の形式でもよい。同様
に、デューティ・サイクル制御及び位相制御は、ここに示されたもの以外の回路
によって実行されてもよい。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲以外によ
って制限されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、電力制御システム、電極装置及び背板を含む、除去装置の図である。

【図２】図２は、位相角制御、デューティ・サイクル制御、及びインピーダンス並びに
温度監視を示す、本発明の特徴に従った電力制御システムのさらなる詳細を示す
ブロック図である。

【図３】図３は、単一のマイクロプロセッサが、各チャネルの前記位相角及びデューテ
ィ・サイクルを個別に制御する、本発明の特徴に従った複数チャネル除去装置の
図である。

【図４】図４は、第一の位相角及びピーク電力並びに超低電力の交互のインスタンスを
有する第一の電力波形を示す。

【図５】図５は、前記第一の位相角とは異なる第二の位相角及びピーク電力並びに超低
電力の交互のインスタンスを有する第二の電力波形を示す。

【図６】図６は、５０パーセントのデューティ・サイクルを示す時間枠（time frame）
（ＴＦ）を表す。

【図７Ａ】図７Ａは、時間の関数として、第一及び第二の位相角をそれぞれ有する前記第
一及び第二の電力波形の間の位相関係及び電圧電位を示す。

【図７Ｂ】図７Ｂは、時間の関数として、第二及び第一の位相角をそれぞれ有する前記第
一及び第二の電力波形の間の位相関係及び電圧電位を示す。

【図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ】図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、及び８Ｅは、本発明の特徴に従った電力制御シス
テムの実施形態の図であり、図８Ａは、図８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、及び８Ｅがどのよ
うに関連するかを示す。

【図９Ａ】図９Ａは、生物学的サイトの反対側に背板を有する、前記生物学的サイトと接
触した帯電極の線形配列を有する除去装置の３次元図であり、そこでは、前記線
形配列の隣接する電極の間の位相角差は、０度である。

【図９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ】図９Ｂ乃至図９Ｄは、図示されたｘ、ｙ、及びｚ軸に沿って、前記装置が複数
の電極を有する単極装置として動作し、及びその結果の損傷は非連続的であるこ
とを示す図９Ａに記載の前記除去装置によって形成される損傷の深さを示す。

【図１０Ａ】図１０Ａは、生物学的サイトの反対側に背板を有する、前記生物学的サイトと
接触した帯電極の線形配列を有する除去装置の３次元図であり、そこでは隣接す
る電極の間の位相角差は、１８０度である。

【図１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ】図１０Ｂ乃至１０Ｄは、図示されたｘ、ｙ、及びｚ軸に沿って、前記装置が、
前記背板へと流れる電流がない二極装置として動作することを示す図１０Ａに記
載の前記除去装置によって形成される損傷の連続性及び深さを示す。

【図１１Ａ】図１１Ａは、生物学的サイトの反対側に背板を有する、前記生物学的サイトと
接触する帯電極の線形配列を有する除去装置の三次元図であって、そこでは、隣
接する電極の間の位相差は、約９０度である。

【図１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ】図１１Ｂ乃至１１Ｄは、図示されたｘ、ｙ、及びｚ軸に沿って、前記位相角差
から生じる損傷のより深い深さを示す図１１Ａに記載の前記除去装置によって形
成される損傷の連続性及び深さを示す。

【図１２】図１２は、異なる位相角を有する隣接する電極に対する、前記生物学的サイト
を通る、電極と前記背板との間の電流の流れのブロック図を示す。

【図１３】図１３は、隣接する電極の間の位相角が逆になった状態の、図１２に記載のも
のと同じブロック図を示す。

【図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ】図１４Ａ乃至１４Ｄは、図示されたｘ、ｙ、及びｚ軸に沿って、前の図に記載
された交互の位相装置及び方法によって形成される損傷の増加した連続性、深さ
及び均一性を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生物学的サイトにエネルギーを伝達するための装置であって：その遠位先端に複数の電極を有するカテーテルであって、前記遠位先端は、前
記電極が前記生物学的サイトに配置されるように配置可能である前記カテーテル
と；前記生物学的サイトが、前記電極と背板との間に介在するように、前記生物学
的サイトに近接して配置可能な背板と；前記電極の各々へ電力を供給する電力制御システムであって、前記電力は、オ
ン期間及びオフ期間を有するデューティ・サイクルを有する前記電力制御システ
ムとを具備し；前記デューティ・サイクルの前記オン期間中は、前記電力は、前記二つの電極
間並びに少なくとも一つの電極と前記背板との間に電流が流れるように、少なく
とも二つの電極が、互いに異なる電圧レベルを有し、及び少なくとも一つの電極
が前記背板とは異なる電圧レベルを有するように選択され；及び前記デューティ・サイクルの前記オフ期間中は、前記電力は、前記電極間並び
に前記電極と前記背板との間に、実質的に電流が流れないように、各電極及び前
記背板が実質的に同じ電圧レベルを有するように選択されることを特徴とする装
置。
【請求項２】前記電力制御システムは、前記複数の電極の各々に、個別の電力を供給し、前
記電力はデューティ・サイクルに関して、個別に制御可能であることを特徴とす
る、請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記電力制御システムは、前記電力の前記デューティ・サイクルが、約１０パ
ーセントになるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】前記電極における温度を示す温度信号を、前記電力制御システムに供給するた
めの、前記電極の少なくとも一つに配置された温度感知装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、前記温度信号に応答して、前記電力の前記デューテ
ィ・サイクルを制御することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】少なくとも一つの電極に適用される前記電力の少なくとも一つの特性を感知し
、及び電力測定信号を供給する測定装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、前記電力測定信号を受信し、前記電力に基づいてイ
ンピーダンス測定を決定し、及び前記電力測定信号に応答して、電力の前記デュ
ーティ・サイクルを制御することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】前記電極における温度を示す温度信号を、前記電力制御システムに供給するた
めの、前記電極の少なくとも一つに配置された温度感知装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、前記温度信号に応答して、前記電力測定信号に応答
して、前記電力の前記デューティ・サイクルを制御することを特徴とする、請求
項５に記載の装置。
【請求項７】前記電力制御システムは、異なる位相角を有する電力を、前記電極の少なくと
も二つに供給することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】前記電力は、０度より大きいが１８０度より小さい量だけ、位相に関して異な
ることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】前記電力は、約１３２度に等しい量だけ、位相に関して異なることを特徴とす
る、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】隣接する電極に供給される電力が、異なる位相角を有することを特徴とする、
請求項７に記載の装置。
【請求項１１】少なくとも一つの隣接する電極とは異なる位相を有する中央電極に供給される
電力を有する、線形配列に配列された少なくとも三つの電極を具備することを特
徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】前記電力制御システムは、個別の電力を前記複数の電極の各々に供給し、前記
電力は位相角に関して個別に制御可能であることを特徴とする、請求項７に記載
の装置。
【請求項１３】前記複数の電極は、各グループに少なくとも一つの電極を有する、第一の電極
グループ及び第二の電極グループに形成され、前記第一のグループにおけるすべ
ての電極は、前記電力制御システムから第一の電力信号を受信し、及び前記第二
のグループにおけるすべての電極は、前記電力制御システムから第二の電力信号
を受信し、前記第一の電力信号は、前記第一の電極グループにおける前記電極の
各々に第一の電位を確立し、及び前記第二の電力信号は、前記第二の電極グルー
プにおける前記電極の各々において第二の電位を確立し、前記第一及び第二の電
位の各々は、互いに異なり、及び背板における電位とは異なることを特徴とする
、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】前記第一の電力信号は、前記第二の電力信号とは異なる位相角を有することを
特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】前記第一のグループからの各電極が、前記第二のグループからの少なくとも一
つの電極に隣接するように、電極の前記第一のグループの前記電極は、電極の前
記第二のグループの前記電極の間に配置されることを特徴とする、請求項１４に
記載の装置。
【請求項１６】前記電極は、前記カテーテルの前記遠位先端において、線形配列に配列される
ことを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】前記電力制御システムに接続された電力遮断装置をさらに具備し；前記電力制御装置は、選択された電極への電力を遮断するための前記電力遮断
装置を制御するように適応していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】前記電力遮断装置は、リレイを具備することを特徴とする、請求項１７に記載
の装置。
【請求項１９】心臓組織にエネルギーを伝達するための装置であって：その遠位先端に線形配列に配列された少なくとも三つの電極を有するカテーテ
ルであって、前記遠位先端は、前記電極が前記心臓組織に配置されるように配置
可能である前記カテーテルと；前記心臓組織が、前記電極と前記背板との間に介在するように配置可能な背板と
；及び前記電極の各々へ電力を供給する電力制御システムであって、前記電力は、オン
期間及びオフ期間を有するデューティ・サイクルを有する前記電力制御システム
とを具備し；前記デューティ・サイクルの前記オン期間中、前記二つの電極と、少なくとも一
つの電極と、及び前記背板との間に電流が流れるように、前記電極の少なくとも
二つは異なる位相角を有し、前記電極の少なくとも一つにおける前記電力は、前
記背板とは異なる電圧レベルを有し；及び前記デューティ・サイクルの前記オフ期間中、前記電極の間、及び前記電極と前
記背板との間に、実質的に電流が流れないように、各電極と前記背板は、実質的
に同じ電圧レベルを有するように前記電力が選択されることを特徴とする装置。
【請求項２０】前記電力信号は、０度より大きいが１８０度より小さい量だけ、位相に関して
異なることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】前記電力信号は、約１３２度に等しい量だけ、位相に関して異なることを特徴
とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】隣接する電極に供給される電力は異なる位相角を有することを特徴とする、請
求項１９に記載の装置。
【請求項２３】前記電力制御システムは、前記複数の電極の各々へ個別の電力を供給し、各電
極への前記電力は、位相角に関して個別に制御可能であることを特徴とする、請
求項１９に記載の装置。
【請求項２４】前記電力制御システムは、前記複数の電極の各々へ個別の電力を供給し、各電
極への前記電力は、デューティ・サイクルに関して個別に制御可能であることを
特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】前記電力制御システムは、前記電力の前記デューティ・サイクルを、約１０パ
ーセントに制御することを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２６】前記電力制御システムに、前記電極における温度を示す温度信号を供給するた
めの、前記電極の少なくとも一つに配置された温度感知装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、前記温度信号に応答して、前記電力の前記デューティ
・サイクルを制御することを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２７】少なくとも一つの電極に適用される前記電力の少なくとも一つの特性を感知し
、及び電力測定信号を供給する測定装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、前記電力測定信号を受信し、前記電力に基づいてイ
ンピーダンス測定を決定し、及び前記電力測定信号に応答して、前記電力の前記
デューティ・サイクルを制御することを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２８】前記電力制御システムに、前記電極における温度を示す温度信号を供給するた
めの、前記電極の少なくとも一つに配置された温度感知装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、前記温度信号に応答して、及び前記電力測定信号に応
答して、前記電力の前記デューティ・サイクルを制御することを特徴とする、請
求項２７に記載の装置。
【請求項２９】前記電力制御システムに接続された電力遮断装置をさらに具備し；前記電力制御システムは、選択された電極への電力を遮断するための前記電力
遮断装置を制御するように適応していることを特徴とする、請求項１９に記載の
装置。
【請求項３０】生物学的サイトにエネルギーを伝達するための方法であって：前記生物学的サイトにおいて、複数の電極をその遠位先端に有するカテーテル
を配置する段階と；前記生物学的サイトが、前記電極装置と前記背板との間に介在するように、前
記生物学的サイトに近接して背板を配置する段階と；前記電極の各々に電力を供給する段階であって、前記電力はオン期間及びオフ
期間を有するデューティ・サイクルを有する段階と；前記デューティ・サイクルの前記オン期間中、前記二つの電極の間に、及び少
なくとも一つの電極と前記背板との間に電流が流れるように、少なくとも二つの
電極が、互いに異なる電圧レベルを有し、及び少なくとも一つの電極が、前記背
板とは異なる電圧レベルを有するように、前記電力を選択する段階と；及び前記デューティ・サイクルの前記オフ期間中、前記電極の間に、及び前記電極
と前記背板との間に実質的に電流が流れないように、各電極及び前記背板が、実
質的に同じ電圧レベルを有するように、前記電力を選択する段階とを具備する方
法。
【請求項３１】カテーテルを配置する段階は、前記複数の電極の選択された数が前記生物学的
サイトに接触するように、カテーテルの遠位先端に線形配列に配列された複数の
電極を有するカテーテルを、前記生物学的サイトに配置する段階を具備すること
を特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】前記デューティ・サイクルの前記オン期間中の前記電力を選択する段階は、異
なる位相角を有する前記電力を、前記電極の少なくとも二つに供給する段階をさ
らに具備することを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】前記電力を供給する段階は、０度より大きいが１８０度より少ない量だけ、位
相に関して異なる電力を、前記電極に供給する段階をさらに具備することを特徴
とする、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】前記電極の間で位相角に関して異なる前記電力を供給する段階は、約１３２度
、位相に関して異なる電力を供給する段階を具備することを特徴とする、請求項
３２に記載の方法。
【請求項３５】前記デューティ・サイクルの前記オン期間中の前記電力を選択する段階は、異
なる位相角を有する電力を隣接する電極に供給する段階を具備することを特徴と
する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】前記複数の電極の各々に個別の電極を供給し、及び位相角に関して、各電極の
電力を個別に制御する段階をさらに具備することを特徴とする、請求項３０に記
載の方法。
【請求項３７】前記電力の前記デューティ・サイクルを制御する段階をさらに具備することを
特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３８】前記電極において温度を感知し、及び前記電力制御システムに、前記電極にお
ける温度を示す温度信号を供給する段階と；及び前記温度信号に応答して、前記電力の前記デューティ・サイクルを制御する段
階とをさらに具備することを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】少なくとも一つの電極に適用される前記電力の少なくとも一つの特性を感知し
、及び電力測定信号を供給する段階と；前記電力に基づいてインピーダンス測定を決定する段階と；及び前記電力測定信号に応答して、前記電力の前記デューティ・サイクルを制御す
る段階とをさらに具備することを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】前記電極において温度を感知し、及び前記電力制御システムに、前記電極にお
ける温度を示す温度信号を供給する段階と；前記温度信号及び前記電力測定信号に応答して、前記電力の前記デューティ・
サイクルを制御する段階とをさらに具備することを特徴とする、請求項３９に記
載の方法。
【請求項４１】前記複数の電極の各々に個別の電力を供給し、及びデューティ・サイクルに関
して、各電極への前記電力を個別に制御する段階をさらに具備することを特徴と
する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】各グループに少なくとも一つの電極を有する、第一の電極グループ及び第二の
電極グループに、前記複数の電極を形成する段階と；前記第一のグループにおけるすべての電極に、前記電力制御システムから電力
を適用する段階と；及び前記第二のグループにおけるすべての電極に、前記電力制御システムから電力
を供給する段階とをさらに具備し；前記第一のグループに適用される前記電力は、前記第一の電極グループにおけ
る前記電極の各々において、第一の電位を確立し、及び前記第二のグループに適
用される前記電力は、前記第二の電極グループにおける前記電極の各々において
第二の電位を確立し、前記第一及び第二の電位の各々は、互いに異なり、及び前
記背板における電位と異なることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項４３】前記第一の電力信号の前記位相角が、前記第二の電力信号からの前記位相角と
は異なるように制御する段階を具備することを特徴とする、請求項４２に記載の
方法。
【請求項４４】前記第一のグループからの各電極が、前記第二のグループからの少なくとも一
つの電極と隣接するように、電極の第一のグループからの前記電極の間に電極の
第二のグループの前記電極を配置する段階をさらに具備することを特徴とする、
請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】前記電極は、前記カテーテルの遠位先端において、線形配列に配列されること
を特徴とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】選択された電極の前記インピーダンスが、予め決められたレベルより上に上が
る時、前記電力制御システムからの前記電力を遮断する段階をさらに具備するこ
とを特徴とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】生物学的サイトにエネルギーを伝達するための方法であって：その遠位先端に複数の電極を有するカテーテルを、前記生物学的サイトに配置
する段階と；前記生物学的サイトが、前記電極装置と前記背板との間に介在するように、前
記生物学的サイトに近接して背板を配置する段階と；前記電極の各々に電力を供給する段階であって、前記電力はオン期間及びオフ
期間を有するデューティ・サイクルを有する段階と；前記オン期間の第一の区分中に、前記電極と前記背板との間の前記生物学的サ
イトをエネルギーが流れるように、少なくとも一つの電極と前記背板との間に電
圧電位を確立する段階と；及び前記オン期間の第二の区分中に、前記電極の間の前記生物学的サイトをエネル
ギーが流れるように、前記電極の少なくとも二つの間に電圧電位を確立する段階
とを具備する方法。
【請求項４８】前記第一の区分の持続期間は、前記オン期間の約４分の１であり、及び前記第
二の区分の持続期間は、前記オン期間の約４分の３であることを特徴とする、請
求項４７に記載の方法。
【請求項４９】前記第一の区分中に、前記電極間に実質的に電流が流れないように、各電極は
、実質的に同じ電圧レベルを有することを特徴とする、請求項４７に記載の方法
。
【請求項５０】前記第二の区分中に、少なくとも二つの電極の間の電圧電位は、互いに異なる
電圧レベルを有する前記電極の各々に電力を供給することによって確立されるこ
とを特徴とする、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】電力を供給する段階は、異なる位相角を有する前記電力を、前記電極の少なく
とも二つに供給する段階をさらに具備することを特徴とする、請求項５０に記載
の方法。
【請求項５２】電力を供給する段階は、０度より大きいが１８０度より小さい量だけ、位相に
関して異なる電力を、前記電極の少なくとも二つに供給する段階をさらに具備す
ることを特徴とする、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】位相角に関して異なる電力を供給する段階は、約１３２度、位相が異なる電力
を、前記電極の少なくとも二つに供給する段階を具備することを特徴とする、請
求項５１に記載の方法。
【請求項５４】電力を供給する段階は、異なる位相角を有する電力を、隣接する電極に供給す
る段階を具備することを特徴とする、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】前記複数の電極の各々に個別の電力を供給し、及び位相角に関して、各電極へ
の前記電力を個別に制御する段階をさらに具備することを特徴とする、請求項５
０に記載の方法。
【請求項５６】前記複数の電極の各々に個別の電力を供給し、及びデューティ・サイクルに関
して、各電極への前記電力を個別に制御する段階をさらに具備することを特徴と
する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５７】前記第二の区分中、少なくとも二つの電極の間の前記電圧電位は、少なくとも
一つの電極を第一の電位に接続することによって、及び前記第一の電位とは異な
る電圧レベルを有する前記電極の少なくとも一つに電力を供給することによって
確立されることを特徴とする、請求項４７に記載の方法。
【請求項５８】前記第二の区分中に：各グループに少なくとも一つの電極を有する、第一の電極グループ及び第二の
電極グループに、前記複数の電極を形成する段階と；前記第一のグループにおけるすべての電極を第一の電位に接続する段階と；及
び前記第二のグループにおけるすべての電極に、前記電力制御システムから電力
を適用する段階であって、前記電力は、前記第一の電位とは異なる第二の電位を
、前記第二の電極グループにおける前記電極の各々において確立する段階とをさ
らに具備することを特徴とする、請求項４７に記載の方法。
【請求項５９】前記第一のグループからの各電極が、前記第二のグループからの少なくとも一
つの電極と隣接するように、電極の前記第二のグループの前記電極を、電極の前
記第一のグループからの前記電極の間に配置する段階をさらに具備することを特
徴とする、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】前記電極は、前記カテーテルの遠位先端において、線形配列に配列されること
を特徴とする、請求項５８に記載の方法。