JP2020518335A - 信号生成のためのシステム、デバイス、および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS FOR SIGNAL GENERATION」と題する、2017年4月27日に出願された米国特許出願第15/499,804号の優先権を主張し、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
概要
本明細書では、不可逆的電気穿孔をもたらす電圧パルス波形の選択的かつ迅速な印加を介した組織アブレーション用に構成されたシステムおよびデバイスが開示されている。一般に、本明細書に記載の組織をアブレーションするシステムは、信号発生器と、電気穿孔を駆動するためのDC電圧の選択的かつ迅速な印加のための1つ以上の電極を有する1つ以上のアブレーションデバイスとを含むことができる。本明細書で説明されるように、システムおよびデバイスは、心房細動を処置するために心外膜および/または心内膜で展開されてもよい。各アブレーションデバイスは、信号発生器の1つ以上の電極チャネルに結合されてもよい。各電極チャネルは、アノードまたはカソードとして独立して構成されてもよく、電圧パルス波形は、所定のシーケンスで1つ以上の電極チャネルを通して送達されてもよい。いくつかの実施形態では、電極チャネルは能動的に監視され、過剰エネルギー放電に使用されてもよい。いくつかの実施形態では、心臓刺激のためのペーシング信号が生成され、ペーシング信号と同期して電圧パルス波形を生成するために使用されてもよい。
信号発生器(110)は、例えば心臓組織などの組織の不可逆的電気穿孔用のパルス波形を生成するように構成されてもよい。信号発生器(110)は、電圧パルス波形発生器であり、アブレーションデバイス(140)の電極のセット(142a、142b、...、142n)にパルス波形を送達することができる。信号発生器(110)は、無線周波数(RF)、直流(DC)インパルス(電気穿孔で使用される高電圧、超短パルスなど)、刺激範囲インパルス、および/またはハイブリッド電気インパルスを含むが、これらに限定されないいくつかの種類の信号を生成および送達することができる。例えば、信号発生器(110)は、単相(DC)パルスと二相(DCおよびAC)パルスとを生成することができる。信号発生器(110)は、プロセッサ(120)、メモリ(122)、電極チャネルのセット(124a、124b、...、124n)、エネルギー源(126)、検知回路(128)、ルーティングコンソール(130)、およびユーザインターフェース(132)を含んでもよい。通信バスを使用して、1つ以上の信号発生器の構成要素を結合できる。プロセッサ(120)は、メモリ(122)、電極チャネル(124)、エネルギー源(126)、検知回路(128)、ルーティングコンソール(130)、ユーザインターフェース(132)、アブレーションデバイス(140)、および心臓刺激器(150)のうちの1つ以上から受信したデータを組み込むことができ、信号発生器(110)によって生成される電圧パルス波形のパラメータ(例えば、振幅、幅、デューティサイクル、タイミングなど)を決定する。メモリ(122)は、プロセッサ(120)に、パルス波形の生成および送達、電極チャネル構成、故障テスト、エネルギー放電および/または心臓ペーシングの同期などのシステム(100)に関連するモジュール、プロセスおよび/または機能を実行させる命令をさらに記憶させることができる。例えば、メモリ(122)は、アノード/カソード構成データ、電極チャネル構成データ、パルス波形データ、故障データ、エネルギー放電データ、心臓ペーシングデータ、患者データ、臨床データ、手順データ、および/などを記憶するように構成することができる。
本明細書で説明するシステムは、心臓の左心房などの心房細動を処置するために心臓組織をアブレーションするように構成された1つ以上の多電極アブレーションデバイスを含むことができる。図4Aは、組織をアブレーションし、肺静脈を電気的に隔離するために電極のセットを使用して電圧パルス波形を送達するように構成され得るアブレーションデバイス(例えば、アブレーションデバイス(140)に構造的および/または機能的に類似)の実施形態を示す。これらの実施形態のいくつかでは、アブレーションデバイスの電極が外向きに拡張して組織(例えば、肺静脈口または肺静脈洞など)の管腔または小孔または洞に接触するように、アブレーションデバイスを第1の構成から第2の構成に変換することができる
また、本明細書に記載されるシステムおよびデバイスを使用してパルス波形を送達するための方法もここに説明される。一般に、ここで説明する方法には、電極チャネルと出力チャネルのセットを構成して、組織アブレーション用のアブレーションデバイスの1つ以上の電極に電圧パルス波形を送達することが含まれる。本方法のいくつかの実施形態は、信号発生器の故障監視およびエネルギー源の高エネルギー放電(例えば、コンデンサダンプ)も説明する。これらの方法は、任意の電極の選択を可能にし、故障検出を提供し、心房細動を含む治療手順の動作速度を改善する。追加的または代替的に、パルス波形は、総エネルギー送達を低減するために階層のレベルのセットを含んでもよい。追加的または代替的に、心臓ペーシング信号は、送達されたパルス波形を心周期と同期させてもよい。このように実行される組織アブレーションは、健康な組織への損傷を減らすために、ペーシングされた心拍と同期して、より少ないエネルギー送達で送達されてもよい。本明細書に記載のアブレーションデバイスのいずれかを使用して、必要に応じて以下で説明する方法を使用して組織をアブレーションできることを理解されたい。例えば、本明細書に開示される方法は、本明細書に記載されるシステム(100、200、300)およびアブレーションデバイス(例えば、140、400、500)のいずれでも使用可能である。
図7A〜7Bは、本明細書で説明されるシステムおよびデバイスを使用する故障検出プロセスの一実施形態の方法(700)を示す。本明細書で開示される方法は、本明細書で説明されるシステム(100、200、300)およびアブレーションデバイス(例えば、140、400、500)のいずれでも使用可能である。方法(700)は、図6で説明したように、各電極チャネルをアノードまたはカソードとして構成することを任意選択で含むことができる(702)。本明細書に記載の所定の基準に基づいて故障テストを行うために、電極チャネルを選択することができる。例えば、電極チャネルは、電極チャネルによって送達されるパルスの数、電極チャネルによって送達されるエネルギーの量などに基づいて、故障テストのために選択されてもよい。さらに、信号発生器の電源投入時および/またはパルス波形の送達前に、1つ以上の電極チャネルを故障テスト用に選択することができる。各電極チャネルまたは電極チャネルのサブセットは、故障テストのために一度に1つずつ選択できる。例えば、故障テストは、アノードとして構成された各電極チャネルまたはカソードとして構成された各電極チャネルで実行できる。
図8は、本明細書に記載のシステムおよびデバイスを使用したエネルギー放電プロセスの一実施形態の方法(800)である。本明細書で開示される方法は、本明細書で説明されるシステム(100、200、300)およびアブレーションデバイス(例えば、140、400、500)のいずれでも使用可能である。方法(800)は、各電極チャネルをアノードまたはカソードとして構成し(802)、構成された電極チャネルを使用して電極のセットにエネルギー源を使用してパルス波形を送達すること(804)を任意選択で含むことができる。放電パルス幅を選択することができる(806)。いくつかの実施形態において、放電パルス幅は、接地に放電されるエネルギー源に蓄積されたエネルギーの量に基づいて、プロセッサ(例えば、プロセッサ(120))によって選択されてもよい。例えば、エネルギー源に蓄積されるエネルギーの量が多いほど、パルス幅は狭くなる。いくつかの実施形態において、エネルギー放電は、処置手順(例えば、組織アブレーション)の完了時および/または信号発生器(110)の電源オフ時に実行されてもよい。放電サイクルのセットにわたってエネルギーが接地に放電されると、パルス幅は、本明細書で説明されるような所定の間隔で増加させることができる。放電のために、プロセッサによって電極チャネルが選択されてもよい(808)。図7A〜図7Bに関して議論するように、本明細書で説明する故障検出は、選択された電極チャネルにおいて任意選択で実行することができる(810)。選択された電極チャネルが故障テストに合格した場合、エネルギー源は、所定の時間、電極チャネルを使用して放電され得る(812)。プロセッサによる判定は、電極チャネルのセット内の他の電極チャネルがエネルギー放電を完了したかどうかについて実行され得る(814)。例えば、放電サイクル(例えば、電極のセット内の各電極チャネルによる放電)が完了したかどうかの判定が実行されてもよい。方法は、1つ以上の電極チャネルが放電サイクルに残っている場合(814−いいえ)、ステップ808に戻ることができる。この方法は、放電サイクルが完了したとき(814−はい)、ステップ816に進むことができる。プロセッサによる判定は、エネルギー源が放電を完了したかどうかについて実行され得る(816)。例えば、エネルギー源が所定のエネルギー閾値に達するまで、電極チャネルを使用して放電サイクルのセットを実行することができる。この方法は、エネルギー源の放電が完了していない場合(816−いいえ)、ステップ806に戻ることができる。エネルギー源の放電が完了すると(816−はい)、ステータスが出力される(818)。
本明細書に開示されるのは、不可逆的電気穿孔による組織アブレーションを達成するためのパルス電界/波形の選択的かつ迅速な適用のための方法、システム、およびデバイスである。本明細書で開示されるパルス波形は、本明細書で説明されるシステム(100、200、300)、アブレーションデバイス(例えば、140、400、500)、および方法(例えば、600、700、800)のいずれでも使用可能である。いくつかの実施形態は、電極のセットを介して組織にエネルギーを送達するためのシーケンス化された送達スキームと共に、パルス化された高電圧波形に向けられている。いくつかの実施形態では、ピーク電界値を低減および/または最小化することができ、同時に、組織アブレーションが望まれる領域で十分に大きい電界強度を維持することができる。これはまた、過度の組織損傷または電気アークの発生、かつ局所的に高温になる可能性を低減する。いくつかの実施形態では、不可逆的電気穿孔に有用なシステムは、アブレーションデバイスの電極のセットにパルス電圧波形を送達するように構成され得る信号発生器を含んでもよい。いくつかの実施形態では、信号発生器のプロセッサは、電極チャネルのセットを制御するように構成され、それにより、選択された電極のアノード−カソードのサブセットの対は、所定のシーケンスに基づいて連続的にトリガーされてもよく、一実施形態では、シーケンス化された送達は心臓刺激器および/またはペーシングデバイスからトリガーされてもよい。いくつかの実施形態では、心臓の洞調律の混乱を回避するために、アブレーションパルス波形を心周期の不応期中に適用してもよい。これを実施する一例の方法は、心臓刺激器(例えば、心臓刺激器(150))で心臓を電気的にペーシングし、ペーシングの捕捉を確実にして心周期の周期性および予測可能性を確立し、次いで、アブレーション波形が送達されるこの周期サイクル内の不応期内の時間窓を明確にすることである。
Claims (54)
- 電極のセットと、
使用中に前記電極のセットに結合するように構成された信号発生器と、を備えるシステムであって、前記信号発生器が、
ルーティングコンソールと、
前記ルーティングコンソールに結合された電極チャネルのセットであって、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルが、前記電極のセットの電極に対応し、各電極チャネルが、オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成された電子スイッチを含む、電極チャネルのセットと、
前記電極チャネルのセットに結合されたエネルギー源と、
前記電極チャネルのセットおよび前記ルーティングコンソールに結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、前記電極チャネルのセットの1つ以上の電極チャネルのサブセットの第1のシーケンスをアノードシーケンスとして選択的に定義し、かつ前記電極チャネルのセットの1つ以上の電極チャネルのサブセットの第2のシーケンスをカソードシーケンスとして選択的に定義するように構成されている、プロセッサと、を含み、
前記ルーティングコンソールが、使用中に前記電極のセットを選択的に結合するように構成され、前記電子スイッチの前記状態を制御するために各電子スイッチに結合された駆動回路を含み、
前記プロセッサ、前記ルーティングコンソール、および前記エネルギー源が、前記電極チャネルの第1のシーケンスおよび電極チャネルの第2のシーケンスのそれぞれの電極チャネルを対とすることにより、パルス波形を時系列で前記電極のセットに送達するように集合的に構成されている、システム。 - 各電極チャネルの前記電子スイッチが第1の電子スイッチであり、前記駆動回路が第1の駆動回路であり、各電極チャネルが、
オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成された第2の電子スイッチと、
前記第2の電子スイッチの前記状態を制御するために前記第2の電子スイッチに結合された第2の駆動回路と、をさらに含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、前記第1の電極チャネルの前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、かつ前記第1のシーケンスの前記第2の電子スイッチを前記オフ状態に設定することにより、前記第1のシーケンスをアノードとして構成するようにさらに構成され、
前記プロセッサが、前記第2のシーケンスの前記第1の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、かつ前記第2のシーケンスの前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定することにより、前記第2のシーケンスをカソードとして構成するようにさらに構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 電子スイッチの各々が、バイポーラ接合トランジスタ、バイポーラ電界効果トランジスタ(Bi−FET)、パワー金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)、および絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)からなる群から選択される、請求項2に記載のシステム。
- 前記電子スイッチの各々が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記エネルギー源が容量性素子を含み、各電極チャネルは、前記エネルギー源が使用されていないときに、前記容量性素子を放電するように構成された抵抗素子をさらに含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記信号発生器が、前記電極チャネルのセットおよび前記プロセッサに結合された検知回路をさらに含み、前記プロセッサ、前記ルーティングコンソールおよび前記エネルギー源が、第1の時間に前記パルス波形を前記電極のセットに送達するように集合的に構成され、前記プロセッサおよび前記検知回路が、前記第1の時間の前の第2の時間に、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、
第1の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、
前記検知回路によって電流が実質的に検出されない場合に、前記第1の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第1の故障テストを実施することと、
第2の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記検知回路によって電流が実質的に検出されない場合に、前記第2の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第2の故障テストを実施することと、
第3の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記検知回路によって所定量の電流が検出された場合に、前記第3の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第3の故障テストを実施することと、
その電極チャネルが前記第1の故障テスト、前記第2の故障テスト、前記第3の故障テストに合格した場合に、故障なしで動作している。ものとしてその電極チャネルを分類することと、を実施するようにさらに構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 前記信号発生器が
前記電極チャネルのセットに結合された抵抗素子と、
前記抵抗素子、前記ルーティングコンソール、および前記プロセッサに結合された検知回路と、をさらに含み、
前記プロセッサおよび前記エネルギー源が、第1の時間に前記パルス波形を前記電極のセットに送達するように集合的に構成され、前記プロセッサおよび前記検知回路が、前記第1の時間に続く第2の時間に、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、
所定の持続時間、前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定して、前記エネルギー源を少なくとも部分的に放電するようにさらに構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 電子スイッチの各々が、バイポーラ接合トランジスタ、バイポーラ電界効果トランジスタ(Bi−FET)、パワー金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)、および絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)からなる群から選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記電子スイッチの各々が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記エネルギー源が容量性素子を含み、各電極チャネルは、前記エネルギー源が使用されていないときに、前記容量性素子を放電するように構成された抵抗素子をさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記信号発生器が、使用中にアーク放電を検出するように構成された検知回路をさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- N個の電極の線形アレイとして前記電極のセットを含むアブレーションデバイスをさらに備え、前記電極チャネルのセットが前記N個の電極に対応するN個の電極チャネルを含み、
前記電極チャネルのサブセットの第1のシーケンスが、前記N個の電極の線形アレイ内の第1の電極に対応する電極チャネルを含み、前記電極チャネルのサブセットの第2のシーケンスが、前記N個の電極の線形アレイ内の前記第1の電極に隣接するいずれの電極にも対応しない電極チャネルのみを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記電極チャネルのセットが、N個の電極チャネルの線形アレイを含み、
前記電極チャネルのサブセットの第1のシーケンスが、前記N個の電極チャネルの線形アレイ内の電極チャネルを含み、前記電極チャネルのサブセットの第2のシーケンスが、前記N個の電極チャネルの線形アレイ内の前記第1の電極チャネルに隣接するいずれの電極チャネルにも対応しない電極チャネルのみを含む、請求項1に記載のシステム。 - 所与の電極チャネルが、第1の時間に前記サブセットの第1のシーケンス内にあり、第1の時間に続く第2の時間に前記サブセットの第2のシーケンス内にある、請求項1に記載のシステム。
- 前記サブセットの第1のシーケンス内の電極チャネルの所与のサブセットおよび前記サブセットの第2のシーケンス内の電極チャネルのその対応するサブセットが、それぞれハーフブリッジ増幅器として構成され、前記電極チャネルの所与のサブセットおよびそれに対応する電極チャネルのサブセットの組み合わせが、フルブリッジ増幅器として集合的に構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記パルス波形が、
パルスの第1のセットを含む前記パルス波形の階層の第1のレベルであって、各パルスがパルス持続時間を有し、第1の時間間隔が連続パルスを分離する、第1のレベルと、
パルスの第2のセットとして複数のパルスの第1のセットを含む前記パルス波形の階層の第2のレベルであって、第2の時間間隔が連続するパルスの第1のセットを分離し、前記第2の時間間隔が前記第1の時間間隔の前記持続時間の少なくとも3倍である、第2のレベルと、
パルスの第3のセットとして複数のパルスの第2のセットを含む前記パルス波形の階層の第3のレベルであって、第3の時間間隔が連続するパルスの第2のセットを分離し、前記第3の時間間隔が前記第2のレベルの時間間隔の前記持続時間の少なく、とも30倍である、第3のレベルと、を含む、請求項1に記載のシステム。 - 使用中に心臓刺激のためのペーシング信号を生成するように構成された心臓刺激器をさらに備え、前記心臓刺激器が前記信号発生器に通信可能に結合され、前記ペーシング信号の表示を前記信号発生器に送信するようにさらに構成され、
前記信号発生器の前記プロセッサが、前記ペーシング信号の前記表示と同期して前記パルス波形を生成するようにさらに構成され、前記同期が所定のオフセットを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記所定の持続時間が、約0.14s〜約1μsの第1のパルス幅、約1μs〜約5μsの第2のパルス幅、約5μs〜約10μsの第3のパルス幅、約10μs〜約15μsの第4のパルス幅、および約15μs〜約25μsの第5のパルス幅を含むパルス幅のセットを含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記プロセッサおよび前記検知回路が、複数の放電サイクルにわたって前記エネルギー源を部分的に放電するようにさらに構成され、各放電サイクルが、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルの部分放電を含む、請求項19に記載のシステム。
- 前記プロセッサおよび前記検知回路が、前記所定の持続時間を、約90放電サイクル〜約130放電サイクルの第1のパルス幅、約80放電サイクル〜約90放電サイクルの第2のパルス幅、約70放電サイクル〜約80放電サイクルの第3のパルス幅、および約70放電サイクル以下の第4のパルス幅に設定するようにさらに構成されている、請求項20に記載のシステム。
- 不可逆的電気穿孔により患者の心房細動を処置することを含む方法であって、請求項1〜21のいずれか一項に記載のシステムの前記パルス波形を前記患者に適用することを含む、方法。
- 使用中に電極のセットを結合するように構成されたルーティングコンソールと、
前記ルーティングコンソールに結合された電極チャネルのセットであって、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルが、前記電極のセットの電極に対応し、各電極チャネルが、
オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成された電子スイッチを含む、電極スイッチのセットと、
前記電子スイッチの前記状態を制御するために前記電子スイッチに結合された駆動回路と、
前記電極チャネルのセットに結合されたエネルギー源と、
前記エネルギー源、前記電極チャネルのセット、および前記駆動回路に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、
前記電極チャネルのセットの1つ以上の第1の電極チャネルをアノードとして設定し、かつ
前記電極チャネルのセットの1つ以上の第2の電極チャネルをカソードとして設定するように構成されている、プロセッサと、を備え、
前記プロセッサ、前記ルーティングコンソール、および前記エネルギー源が、使用中に前記1つ以上の第1の電極チャネルおよび前記1つ以上の第2の電極チャネルを介してパルス波形を前記電極のセットに送達するように集合的に構成され、前記パルス波形の各パルスが、実質的にDCパルスである、発生器。 - 各電極チャネルの前記電子スイッチが第1の電子スイッチであり、前記駆動回路が第1の駆動回路であり、各電極チャネルが、
オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成された第2の電子スイッチと、
前記第2の電子スイッチの前記状態を制御するために前記第2の電子スイッチに結合された第2の駆動回路と、をさらに含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、その電極チャネルの前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、かつ前記第1の電極チャネルの前記第2の電子スイッチを前記オフ状態に設定することにより、各第1の電極チャネルをアノードとして構成するようにさらに構成され、
前記プロセッサが、その第2の電極チャネルの前記第1の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、かつその第2の電極チャネルの前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定することにより、各第2の電極チャネルをカソードとして構成するようにさらに構成されている、請求項24に記載の発生器。 - 前記電子スイッチの各々が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含む、請求項25に記載の発生器。
- 前記エネルギー源が容量性素子を含み、各電極チャネルは、前記エネルギー源が使用されていないときに、前記容量性素子を放電するように構成された抵抗素子をさらに含む、請求項24に記載の発生器。
- 前記信号発生器が、前記電極チャネルのセットおよび前記プロセッサに結合された検知回路をさらに含み、前記プロセッサおよび前記エネルギー源が、第1の時間に前記パルス波形を前記電極のセットに送達するように集合的に構成され、前記プロセッサおよび前記検知回路が、前記第1の時間の前の第2の時間に、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、
第1の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、
前記検知回路によって電流が実質的に検出されない場合に、前記第1の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第1の故障テストを実施することと、
第2の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記検知回路によって電流が実質的に検出されない場合に、前記第2の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第2の故障テストを実施することと、
第3の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記検知回路によって所定量の電流が検出された場合に、前記第3の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第3の故障テストを実施することと、
その電極チャネルが前記第1の故障テスト、前記第2の故障テスト、前記第3の故障テストに合格した場合に、故障なしで動作している。ものとしてその電極チャネルを分類することと、を実施するようにさらに構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 前記信号発生器が、
前記電極チャネルのセットに結合された抵抗素子と、
前記抵抗素子および前記プロセッサに結合された検知回路と、をさらに含み、前記プロセッサおよび前記エネルギー源が、第1の時間に前記パルス波形を前記電極のセットに送達するように構成され、前記プロセッサおよび前記検知回路が、前記第1の時間に続く第2の時間に、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、
所定の持続時間、前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定して、前記エネルギー源を少なくとも部分的に放電するようにさらに構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 前記電子スイッチの各々が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含む、請求項23に記載の発生器。
- 前記エネルギー源が容量性素子を含み、各電極チャネルは、前記エネルギー源が使用されていないときに、前記容量性素子を放電するように構成された抵抗素子をさらに含む、請求項23に記載の発生器。
- 前記信号発生器が、アーク放電を検出するように構成された検知回路をさらに含む、請求項23に記載の発生器。
- 前記電極チャネルのセットが、N個の電極チャネルの線形アレイを含み、
前記1つ以上の第1の電極チャネルが、前記N個の電極チャネルの線形アレイ内の電極チャネルに対応し、前記1つ以上の第2の電極チャネルが、前記N個の電極チャネルの線形アレイ内の前記第1の電極チャネルに隣接するいずれの電極チャネルにも対応しない、請求項23に記載の発生器。 - 前記プロセッサおよび前記エネルギー源が、第1の時間に前記パルス波形を前記電極のセットに送達するように集合的に構成され、前記プロセッサが、前記第1の時間に続く第2の時間に、
前記電極チャネルのセットの前記第1の電極チャネルの1つをカソードとして構成し、
前記電極チャネルのセットの前記第2の電極チャネルの1つをアノードとして構成するようにさらに構成され、
前記プロセッサおよび前記エネルギー源が、前記第2の時間に前記電極のセットに前記パルス波形を送達するようにさらに集合的に構成されている、請求項23に記載の発生器。 - 前記1つ以上の第1の電極チャネルおよび前記1つ以上の第2の電極チャネルが、ハーフブリッジ増幅器として構成され、1つ以上の前記第1の電極チャネルおよび1つ以上の前記第2の電極チャネルの組み合わせが、フルブリッジ増幅器として集合的に構成されている、請求項23に記載の発生器。
- 前記パルス波形が、
パルスの第1のセットを含む前記パルス波形の階層の第1のレベルであって、各パルスがパルス持続時間を有し、第1の時間間隔が連続パルスを分離する、第1のレベルと、
パルスの第2のセットとして複数のパルスの第1のセットを含む前記パルス波形の階層の第2のレベルであって、第2の時間間隔が連続するパルスの第1のセットを分離し、前記第2の時間間隔が前記第1の時間間隔の前記持続時間の少なくとも3倍である、第2のレベルと、
パルスの第3のセットとして複数のパルスの第2のセットを含む前記パルス波形の階層の第3のレベルであって、第3の時間間隔が連続するパルスの第2のセットを分離し、前記第3の時間間隔が前記第2のレベルの時間間隔の前記持続時間の少なく、とも30倍である、第3のレベルと、を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記所定の持続時間が、約0.14s〜約1μsの第1のパルス幅、約1μs〜約5μsの第2のパルス幅、約5μs〜約10μsの第3のパルス幅、約10μs〜約15μsの第4のパルス幅、および約15μs〜約25μsの第5のパルス幅を含むパルス幅のセットを含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記プロセッサおよび前記検知回路が、複数の放電サイクルにわたって前記エネルギー源を部分的に放電するようにさらに構成され、各放電サイクルが、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルの部分放電を含む、請求項37に記載のシステム。
- 前記プロセッサおよび前記検知回路が、前記所定の持続時間を、約90放電サイクル〜約130放電サイクルの第1のパルス幅、約80放電サイクル〜約90放電サイクルの第2のパルス幅、約70放電サイクル〜約80放電サイクルの第3のパルス幅、および約70放電サイクル以下の第4のパルス幅に設定するようにさらに構成されている、請求項38に記載のシステム。
- 不可逆的電気穿孔により患者の心房細動を処置することを含む方法であって、前記電極のセットを介して請求項23〜39のいずれか一項に記載の発生器の前記パルス波形を前記患者に適用することを含む、方法。
- 信号発生器の1つ以上の電極チャネルのサブセットの第1のシーケンスをアノードシーケンスとして構成することであって、各電極チャネルが、
オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成された電子スイッチと、
前記電子スイッチの前記状態を制御するために前記電子スイッチに結合された駆動回路と、
前記第1および第2のシーケンスのそれぞれの電極チャネルがエネルギー送達のために対となるように、前記信号発生器の1つ以上の電極チャネルのサブセットの第2のシーケンスをカソードシーケンスとして構成することと、
前記対となった電極チャネルのシーケンスを介して、エネルギー源からパルス波形を電極のセットに送達することであって、前記パルス波形の各パルスが実質的にDCパルスである、送達することと、を含む、方法。 - 各電極チャネルの前記電子スイッチが第1の電子スイッチであり、前記駆動回路が第1の駆動回路であり、各電極チャネルが、
オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成された第2の電子スイッチと、
前記第2の電子スイッチの前記状態を制御するために前記第2の電子スイッチに結合された第2の駆動回路と、をさらに含み、
第1の電極チャネルをアノードとして構成することが、その第1の電極チャネルの前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、かつその第1の電極チャネルの前記第2の電子スイッチを前記オフ状態に設定することを含み、
第2の電極チャネルをカソードとして構成することが、その第2の電極チャネルの前記第1の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、かつその第2の電極チャネルの前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定することを含む、請求項41に記載の方法。 - 各電子スイッチが絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含む、請求項42に記載の方法。
- 前記信号発生器が使用されていない場合に、各電極チャネルに含まれる抵抗素子を介して、前記エネルギー源に含まれる容量性素子を少なくとも部分的に放電することをさらに含む、請求項42に記載の方法。
- 前記パルス波形への前記電極のセットの前記送達が第1の時間に発生し、前記方法が、前記第1の時間の前の第2の時間に、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、
第1の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、
検知回路において電流が実質的に検出されない場合に、前記第1の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第1の故障テストを実施することと、
第2の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オフ状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
検知回路において電流が実質的に検出されない場合に、前記第2の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第2の故障テストを実施することと、
第3の故障テストであって、
前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定し、
前記検知回路において所定量の電流が検出された場合に、前記第3の故障テストに合格したものとしてその電極チャネルを分類することを含む、第3の故障テストを実施することと、
その電極チャネルが前記第1の故障テスト、前記第2の故障テスト、前記第3の故障テストに合格した場合に、故障なしで動作している。ものとしてその電極チャネルを分類することと、を実施するようにさらに構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、
所定の持続時間、前記第1の電子スイッチを前記オン状態に設定し、前記第2の電子スイッチを前記オン状態に設定して、前記エネルギー源を少なくとも部分的に放電することをさらに含む、請求項42に記載の方法。 - 前記エネルギー源が容量性素子を含み、各電極チャネルが抵抗素子を含み、前記エネルギー源が使用されていないときに、前記抵抗素子を介して前記容量性素子を少なくとも部分的に放電することをさらに含む、請求項41に記載の方法。
- 前記電極チャネルのセットが、N個の電極チャネルの線形アレイを含み、前記電極チャネルのサブセットの第1のシーケンスが、前記N個の電極チャネルの線形アレイ内の電極チャネルを含み、前記電極チャネルのサブセットの第2のシーケンスが、前記N個の電極チャネルの線形アレイ内の前記第1の電極チャネルに隣接するいずれの電極チャネルにも対応しない電極チャネルのみを含む、請求項41に記載の方法。
- 前記パルス波形が、
パルスの第1のセットを含む前記パルス波形の階層の第1のレベルであって、各パルスがパルス持続時間を有し、第1の時間間隔が連続パルスを分離する、第1のレベルと、
パルスの第2のセットとして複数のパルスの第1のセットを含む前記パルス波形の階層の第2のレベルであって、第2の時間間隔が連続するパルスの第1のセットを分離し、前記第2の時間間隔が前記第1の時間間隔の前記持続時間の少なくとも3倍である、第2のレベルと、
パルスの第3のセットとして複数のパルスの第2のセットを含む前記パルス波形の階層の第3のレベルであって、第3の時間間隔が連続するパルスの第2のセットを分離し、前記第3の時間間隔が前記第2のレベルの時間間隔の前記持続時間の少なく、とも30倍である、第3のレベルと、を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記所定の持続時間が、約0.1μs〜約1μsの第1のパルス幅、約1μs〜約5μsの第2のパルス幅、約5μs〜約10μsの第3のパルス幅、約10μs〜約15μsの第4のパルス幅、および約15μs〜約25μsの第5のパルス幅を含むパルス幅のセットを含む、請求項46に記載の方法。
- 複数の放電サイクルにわたって前記エネルギー源を部分的に放電することをさらに含み、各放電サイクルが、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルの部分放電を含む、請求項50に記載の方法。
- 不可逆的電気穿孔により心房細動を処置するために、それを必要とする患者に前記パルス波形を適用することをさらに含む、請求項41〜51のいずれかに一項に記載の方法。
- 電極のセットと、
使用中に前記電極のセットに結合するように構成された信号発生器と、を備えるシステムであって、前記信号発生器が、
ルーティングコンソールと、
前記ルーティングコンソールに結合された電極チャネルのセットであって、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルが、前記電極のセットの電極に対応し、各電極チャネルが、第1の電子スイッチおよび第2の電子スイッチを含み、両方のスイッチが、オン状態とオフ状態との間で切り替わるように構成されている、電極チャネルのセットと、
前記電極チャネルのセットに結合されたエネルギー源と、
前記電極チャネルのセットおよび前記ルーティングコンソールに結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、前記電極チャネルのセットの1つ以上の電極チャネルのサブセットの第1のシーケンスをアノードシーケンスとして選択的に定義し、かつ前記電極チャネルのセットの1つ以上の電極チャネルのサブセットの第2のシーケンスをカソードシーケンスとして選択的に定義するように構成されている、プロセッサと、
前記電極チャネルのセットに結合された抵抗素子と、
前記抵抗素子、前記ルーティングコンソール、および前記プロセッサに結合された検知回路と、を含み、
前記ルーティングコンソールが、使用中に前記電極のセットを選択的に結合するように構成され、前記電子スイッチの前記状態を制御するために各電子スイッチに結合された駆動回路を含み、
前記プロセッサ、前記ルーティングコンソール、および前記エネルギー源が、前記電極チャネルの第1のシーケンスおよび電極チャネルの第2のシーケンスのそれぞれの電極チャネルを対とすることにより、パルス波形を時系列で前記電極のセットに送達するように集合的に構成され、
前記パルス波形の送達に続く時間に、前記電極チャネルのセットの各電極チャネルに対して、所定の持続時間、前記第1の電子スイッチが、前記オン状態に設定され、前記第2の電子スイッチが、前記オン状態に設定されて、前記エネルギー源を少なくとも部分的に放電する、システム。 - 各電極チャネルの前記第1および第2の電子スイッチが、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含む、請求項53に記載のシステム。
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