JP2021164638A - Ｉｒｅのための電極として固体導電性スパインを有するバスケットカテーテル - Google Patents

Ｉｒｅのための電極として固体導電性スパインを有するバスケットカテーテル Download PDF

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Abstract

【課題】医療装置を提供すること。
【解決手段】医療装置はプローブを含み、プローブは、患者の体腔に挿入するように構成された挿入チューブと、挿入チューブに遠位で接続され、体内の組織と接触するように構成された複数の弾性的な導電性スパインを含むバスケットアセンブリと、を含む。本装置は、スパインの１つ以上の対の間に、スパインが接触する組織内に不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加するように構成された電気信号発生器を更に含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に医療機器に関し、特に、体内の組織をアブレーションするための装置及び方法に関する。
不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）は、強い電界の短パルスを印加して細胞膜内に永久的、それゆえ致死的なナノ細孔を形成し、それにより細胞恒常性（内部の物理的条件及び化学的条件）を崩壊させる軟組織アブレーション技術である。ＩＲＥ後の細胞死は、アポトーシス（プログラムされた細胞死）に起因し、他の熱及び放射線ベースのアブレーション技術におけるような壊死（細胞自体の酵素の作用を通じて細胞の破壊をもたらす細胞傷害）に起因しない。ＩＲＥは普通、精度、並びに細胞外マトリックス、血流、及び神経の保全が重要な領域における腫瘍のアブレーションで使用される。
下に記載される本発明の実施形態は、体内の組織をアブレーションするための改良されたシステム及び方法を提供する。
したがって、本発明の実施形態に従って、プローブを含む医療装置を提供する。プローブは、患者の体腔に挿入するように構成された挿入チューブと、挿入チューブに遠位で接続されたバスケットアセンブリと、体内の組織と接触するように構成された複数の弾性的な導電性スパインと、を含む。本装置は、スパインの１つ以上の対の間に、スパインが接触する組織内に不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加するように構成された電気信号発生器を更に含む。
開示される実施形態では、スパインはそれぞれの近位先端及び遠位先端を有し、スパインの近位先端は、バスケットアセンブリの近位端で機械的に接合され、スパインの遠位先端は、バスケットアセンブリの遠位端で機械的に接合され、バスケットアセンブリが体腔内で展開されると、スパインは、半径方向外向きに撓み、それによって体腔内の組織と接触する。
更に開示される実施形態では、バスケットアセンブリは、安定した折り畳み状態を有し、装置は、バスケットアセンブリの遠位端に取り付けられ、挿入チューブ内に摺動可能に配置された牽引具を備え、挿入チューブを通して牽引具を近位方向に引くことに応答して、スパインが半径方向外向きに撓むようになっている。追加的に又は代替的に、牽引具は、強化ポリマーチューブを含む。
いくつかの実施形態では、挿入チューブは、患者の心室への挿入用に構成された可撓性カテーテルを含み、スパインは、心室内の心筋組織と接触し、心筋組織に電気信号を印加するように構成されている。
更なる実施形態では、スパインは、ニッケル−チタン合金から製造され得る、引き抜き加工の金属リボンを含む。追加的に又は代替的に、スパインは、構造部材に結合されたフレキシブルプリント回路基板を含む。
開示される実施形態では、電気信号発生器によって印加される双極性パルスは、少なくとも２００Ｖの振幅を有する双極性パルスのシーケンスを含み、双極性パルスのそれぞれの持続時間は２０μｓ未満である。追加的に又は代替的に、双極性パルスのシーケンスは、パルスの対を含み、それぞれの対は正のパルス及び負のパルスを含む。
いくつかの実施形態では、電気信号発生器は、スパインの第１のセットと第２のセットとの間に双極性パルスを印加するように構成され、セットのうちの少なくとも１つは、スパインのうちの２つ以上を含む。
更なる実施形態では、装置は、制御信号を電気信号発生器に送信するように構成されたコントローラを含み、電気信号発生器は、コントローラから制御信号を受信し、制御信号に応答した振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを送信するように構成されたパルス発生アセンブリを含む。電気信号発生器は、パルスルーティングアセンブリを含み、パルスルーティングアセンブリは、コントローラから制御信号を受信し、パルス発生アセンブリから双極性パルスのシーケンスを受信し、受信した制御信号に応答するようにスパインのセットを選択するように構成されたスイッチの構成可能なネットワークを含み、それぞれのセットはスパインのうちの１つ以上を含み、選択したセットを介して双極性パルスのシーケンスを送信するようになっている。
本発明の一実施形態によれば、医学的治療のための方法が更に提供され、この方法は、スパインが体腔内の組織と接触するように、患者の体腔内に複数の弾性的な導電性スパインを含むバスケットアセンブリを挿入することと、スパインの２つ以上のセット間に、スパインが接触する組織に不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加することであって、それぞれのセットは、スパインのうちの１つ以上を含む、ことと、を含む。
本発明は、以下の「発明を実施するための形態」を図面と併せて考慮することで、より完全に理解されよう。
本発明の実施形態による、ＩＲＥアブレーション処置で使用されるシステムの概略的な絵図である。 本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリの概略側面図である。 本発明の２つの実施形態による、バスケットアセンブリ内のスパインの概略断面図である。 本発明の２つの実施形態による、バスケットアセンブリ内のスパインの概略断面図である。 本発明の代替の実施形態による、それぞれ折り畳み状態及び拡張状態にあるバスケットアセンブリの概略側面図である。 本発明の代替の実施形態による、それぞれ折り畳み状態及び拡張状態にあるバスケットアセンブリの概略側面図である。 本発明の一実施形態による、双極性ＩＲＥパルスの概略図である。 本発明の一実施形態による、双極性パルスのバーストの概略図である。 本発明の一実施形態による、ＩＲＥモジュールを概略的に示すブロック図である。
概論
ＩＲＥは、主に非熱プロセスであり、組織温度を数ミリ秒間、高くても数度上昇させる。したがって、ＩＲＥは、組織温度を２０〜７０℃上昇させ、加熱により細胞を破壊するＲＦ（高周波）アブレーションとは異なる。ＩＲＥは、ＤＣ電圧による筋収縮を回避するために、双極性パルス、すなわち、正のパルス及び負のパルスの組み合わせを利用する。パルスは、例えば、カテーテルの２つの双極電極間に印加される。典型的には、電極は、組織内の局所的なＩＲＥを達成するために、比較的小さい。しかしながら、小さい電極の使用は、電気穿孔される領域のサイズを減少させる。
本明細書に記載される本発明の実施形態は、心臓内の心筋組織などの体腔内の組織と接触する導電性スパインを有するバスケット型カテーテルを提供することによって、エレクトロポレーションの領域を増加させるという問題に対処する。それぞれのスパインは電極として作用し、電気信号発生器は、スパインの１つ以上の対の間に、スパインが接触する組織にＩＲＥを引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加する。パルスが印加されるスパインの対は、電気穿孔される領域に応じて選択される。このように一式のスパインを電極として使用することにより、比較的大きい領域を同時に電気穿孔することが可能になる。
追加的に又は代替的に、複数のスパインのセットは、より大きい「仮想電極」を作製するように、一緒に電気的に接続されてもよい。ＩＲＥ信号は、これらの「仮想電極」又はセットの１つ以上の対の間に印加されてもよい。
本発明の実施形態による拡張可能なバスケットアセンブリを有するカテーテルは、典型的には、バスケットアセンブリを折り畳み状態にして狭いシースを通して心臓内に挿入される。体腔内で展開するために、バスケットアセンブリはシースから出て、その動作状態へと拡張する。いくつかの実施形態では、スパインは弾性材料で作製され、シースから解放されたときにバスケットの形態へと外向きに湾曲するように製造される。カテーテルは、カテーテルの挿入チューブ内にプッシャチューブを含んでもよい。このプッシャチューブは、スパインを真っ直ぐにし、それによりバスケットアセンブリを折り畳んで、シース内に引き戻すことができるようにし、それにより被検者からカテーテルを除去することを容易にするため、アブレーション処置の終了時に遠位方向に押され得る。
他の実施形態では、スパインは、バスケットアセンブリが拡張状態ではなく、折り畳み状態で安定するように製造される。挿入チューブを通過する牽引具は、バスケットアセンブリの遠位端に接続される。バスケットアセンブリが体腔内でシースから出た後、牽引具を引くことによって、アセンブリがその安定した折り畳み状態から拡張状態に拡張し、それにより展開が可能になる。牽引具を解放することによって、バスケットアセンブリは、その折り畳み状態に戻り、被検者からカテーテルを抜き取るために挿入チューブに引き戻されることが可能になる。この構成は、牽引具が典型的にはプッシャチューブよりも薄く、可撓性が高く、ゆえに、カテーテルをより薄く、可撓性をより高くすることができる点で有利である。牽引具は、例えば、単純なワイヤ、又は代替的に、その伸長を最小限に抑えるために編組又は埋め込みワイヤを有するポリマーチューブなどのより複雑なアセンブリのいずれかを含んでもよい。
システムの説明
図１は、本発明の実施形態による、ＩＲＥアブレーション処置で使用されるシステム２０の概略的な絵図である（以下の説明では、ＩＲＥアブレーション処置は、「ＩＲＥアブレーション」又は「ＩＲＥ処置」とも呼ばれる）。描かれた実施形態では、医師２２は、システム２０を使用して、被検者２４の心臓２３にてＩＲＥアブレーション処置を行っている。医師２２は、長手方向軸２７を有する挿入チューブ２８を含むアブレーションカテーテル２６を使用して処置を実施しており、挿入チューブの遠位端２９は、複数の導電性スパイン３０を含むバスケットアセンブリ３１に接続されている（図２ａ、図２ｂ、及び図２ｃにより詳細に示される）。
ＩＲＥシステム２０は、プロセッサ３２及びＩＲＥモジュール３４を備える。ＩＲＥモジュール３４は、ＩＲＥ発生器３６及びＩＲＥコントローラ３８を含み、ＩＲＥ発生器は、以下で更に説明するように、専用のパルス発生器を含む。ＩＲＥ発生器３６は、ＩＲＥコントローラ３８の制御下で、ＩＲＥ信号を発生させ、これは双極性電気パルスの列を含むＩＲＥ信号を発生させる。パルスは、ＩＲＥ処置を実行するための電極として機能する選択されたスパイン３０を対象とする。プロセッサ３２は、ＩＲＥシステム２０と医師２２との間の入力及び出力インターフェース、並びにＩＲＥコントローラ３８への通信を処理する。双極性電気パルス及びＩＲＥモジュール３４は、図４及び図５を参照して以下に更に説明される。
プロセッサ３２及びＩＲＥコントローラ３８はそれぞれ、典型的には、プログラマブルプロセッサを含み、プログラマブルプロセッサは、本明細書に記載される機能を実行するために、ソフトウェア及び／又はファームウェアでプログラムされている。代替的に又は追加的に、それらのそれぞれ、これらの機能の少なくとも一部を実行する、ハードワイヤード及び／又はプログラム可能なハードウェア論理回路を含んでもよい。ＩＲＥ発生器３６は、スパイン３０に向けられたＩＲＥ信号を発生させるためのアナログ及びデジタル構成要素及びアセンブリを備える。プロセッサ３２、ＩＲＥ発生器３６、及びＩＲＥコントローラ３８は、簡略化のために、別個のモノリシックな機能ブロックとして図に示されているが、実際には、これらの機能の一部は単一の処理及び制御ユニット内で組み合わされてもよい。
プロセッサ３２及びＩＲＥモジュール３４は典型的には、コンソール４０内に常駐する。コンソール４０は、キーボード及びマウスなどの入力装置４２を含む。ディスプレイスクリーン４４は、コンソール４０に近接して（又はそれと一体で）位置する。ディスプレイスクリーン４４は、任意選択的にタッチスクリーンを含んでもよく、それにより別の入力装置を提供することができる。
ＩＲＥシステム２０は、システム２０内の好適なインターフェース及びデバイスに接続された、以下のモジュール（典型的には、コンソール４０内に常駐する）のうちの１つ又は双方を更に含んでもよい。
・心電図（electrocardiogram、ＥＣＧ）モジュール４６は、被験者２４に取り付けられたＥＣＧ電極５０に、ケーブル４８を介して結合されている。ＥＣＧモジュール４６は、心臓２３の電気活動を測定するように構成されている。
・追跡モジュール５２は、挿入チューブ２８の遠位端、及び場合によってはバスケットアセンブリ３１内の１つ以上の電磁位置センサ５４に連結される。１つ以上の磁場発生器５６によって発生された外部磁場の存在下で、電磁位置センサ５４は、センサの位置と共に変化する信号を出力する。これらの信号に基づいて、追跡モジュール５２は、心臓２３内のスパイン３０の位置を追跡する。
上記のモジュール４６及び５２は、典型的には、アナログ構成要素及びデジタル構成要素の両方を含み、アナログ信号を受信し、デジタル信号を送信するように構成されている。各モジュールは、モジュールの機能の少なくとも一部を実行する、ハードワイヤード及び／又はプログラム可能なハードウェア論理回路を更に含んでもよい。
カテーテル２６は、ポート又はソケットなどの電気的インターフェース５８を介してコンソール４０に連結されている。したがって、ＩＲＥ信号は、ＩＲＥ発生器３６から、インターフェース５８と、バスケットアセンブリ３１内のスパイン３０への挿入チューブ２８の内部の配線とを介して伝達される。同様に、遠位端２８の位置及び向きを追跡するための信号は、インターフェース５８を介して追跡モジュール５２によって受信されてもよい。
外部電極６０、すなわち「リターンパッチ」は、被検者２４、典型的には被検者の胴体の皮膚上と、ＩＲＥモジュール３４との間の外部に追加的に結合されてもよい。外部電極６０は、スパイン３０のうちの１つと外部電極との間のＩＲＥ信号を結合するために使用されてもよく、したがって、組織６２内でより深く局所化されたエレクトロポレーションを達成するために使用され得る。
プロセッサ３２は、ＩＲＥ処置の前、及び／又は処置中に、医師２２から（又は別のユーザーから）、処置のためのセットアップパラメータ６６を受信する。１つ以上の好適な入力装置４２を使用して、医師２２は、セットアップパラメータ６６を設定し、１つ以上の対のスパイン３０と、活性化のための電極（ＩＲＥ信号を受信するため）及び電極が活性化される順序とを選択し、ＩＲＥ信号の特性（タイミング及び振幅）を定める。更に、プロセッサ３２は、ディスプレイスクリーン２６上にセットアップパラメータ６６を表示することができる。本明細書で使用するとき、スパインの対は、隣接するスパインに限定されるものではなく、（ａ）２つの別個の電極として作用する２つの単一スパインの間、又は（ｂ）複数のスパインの２つの群の間の二相エネルギーの送達を可能にする、全ての可能な構成にある。ケース（ａ）では、（ａ）にある電極「対」として作用する２つの単一スパインの一例は、スパイン３０ｂと隣接する図２のスパイン３０ａであり、二相電圧がこれらのスパイン３０ａ及び３０ｂに送達されるときに「電極の対」を定める。あるいは、スパイン３０ａは、「別の対」として、隣接していないスパイン３０ｃと対にすることができ、スパイン３０ａは、隣接していないスパイン３０ｄを更に別の「対」にすることができ、スパイン３０ａは、遠位スパイン３０ｆを更なる「対」にすることができ、スパイン３０ｂは、遠位スパイン３０ｄを更に「対」にすることができる。更なる変形例では、スパイン３０ａ及び３０ｃは、１つの「電極対」として通電されてもよく、スパイン３０ｂ及び３０ｄは、異なる「電極対」として通電されるなど、様々な置き換えが可能である。「電極対」に到達する別の電極として作用する異なるスパインの別の群と協働して１つの電極として作用するスパインの群に関するケース（ｂ）の場合、２つ以上のスパイン（例えば、３０ａ及び３０ｂ）は、１つの電極として作用して、別の電極として一緒に群化された２つ以上のスパイン（３０ｃ及び３０ｄ）と共に動作して、二相エネルギーを電極に送達するための電極「対」を定めることができる（すなわち、スパイン３０ａ及び３０ｂを１つの電極として、スパイン３０ｃ及び３０ｄを他方の電極として、「電極対」を定める）。一対の電極として作用する単一のスパインの様々な置き換えは、電極対として作用するスパインの群と組み合わせることができ、利用することができ、本発明の範囲内であると考えられる。例えば、図２に示されるスパインは、２つの電極対を定めるために利用することができる。スパイン３０ａ及び３０ｂは１つの電極対を定め、スパイン群３０ｃ＋３０ｄ（１つの電極）及び別のスパイン群３０ｅ＋３０ｆ（別の電極として）は、図２の第２の電極対を定める（すなわち、第１の電極対として３０ａ＋３０ｂ、第２の電極対として、３０ｃ及び３０ｄ＋３０ｅ及び３０ｆ）。
いくつかの実施形態では、プロセッサ３２は、追跡モジュール６０から受信した信号に基づいて、例えば、バスケットアセンブリ３１の現在の位置及び向きを示すように注釈付けされた、被検者の解剖学的構造の関連画像６８、例えば心臓２３の心室のマップをディスプレイ４４上に表示する。代替的に又は追加的に、ＥＣＧモジュール４６から受信した信号に基づいて、プロセッサ３２は、ディスプレイスクリーン４４上に、心臓２３の電気活動を表示してもよい。
処置を開始するために、医師２２は、例えば被検者の血管系を介してカテーテル２６を被検者２４に挿入し、次いで、挿入チューブ２８を、制御ハンドル７０を用いて、心臓２３の内部又は外部の適切な部位までナビゲートする。挿入及びナビゲーション段階において、バスケットアセンブリ３１は、被検者２４への容易な挿入を提供するために、一般にシース（図示せず）の内側に折り畳まれた形態である。
挿入チューブ２８が心臓２３内の必要な領域に配置されると、バスケットアセンブリ３１は、拡張した形態を想定して、シースから前進される。バスケットアセンブリ３１の更なる詳細な説明を、以下の図２に示す。インセット７１に概略的に示されるように、ここで、医師２２は、バスケットアセンブリ３１を、心筋又は心外膜組織などの心臓２３の組織６２と接触させる。次に、ＩＲＥコントローラ３８の制御下のＩＲＥ発生器３６は、パルスの列を含むＩＲＥ信号を発生させる（図５に詳細に示す）。ＩＲＥ信号は、カテーテル２６を介して、異なる対応する電気導体（図示せず）を介してスパイン３０の対に伝達され、各対のスパイン間をＩＲＥ信号によって生成される電流７２が流れるようにし（双極アブレーション）、またスパイン間の拡張領域にわたる組織６２の所望の不可逆的エレクトロポレーションを実行する。
図２ａは、本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリ３１の概略側面図である。バスケットアセンブリ３１は、図２において、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、及び３０ｆとして個別に表記されたスパイン３０を備える。スパイン３０ａ〜３０ｆは、導電性であるか、又は導電性コーティング又は導電性部材が取り付けられている弾性材料の長いセグメントを含む。例えば、スパイン３０ａ〜３０ｆは、ニチノールとして知られるニッケル−チタン合金を含んでもよい。
スパイン３０ａ〜３０ｆの近位先端７４は、バスケットアセンブリ３１の近位端７６で機械的に接合され、スパインの遠位先端７８は、バスケットアセンブリの遠位端８０で機械的に接合される（しかしながら、スパイン３０ａ〜３０ｆの近位先端７４及び遠位先端７８はそれぞれ、スパインが別個の電極として機能することができるように、互いに電気的に絶縁される）。スパイン３０ａ〜３０ｆは、バスケットアセンブリ３１がその安定状態として拡張状態を有するように作製される。したがって、スパイン３０ａ〜３０ｆは、バスケットアセンブリが体腔内に配置されたときに半径方向外向きに弓状に曲がり、それによって体腔内の組織６２と接触する。スパイン３０ａ〜３０ｆは、ＩＲＥアブレーション信号を受信するためカテーテル２６内の導体を介してＩＲＥ発生器３６（図１）に電気的に結合される。
ＩＲＥ発生器３６から受信したＩＲＥ信号は、例えば、スパイン３０ａと３０ｂとの間に結合され、エレクトロポレーションをこれら２つのスパイン間で発生させる。印加されたＩＲＥ信号に起因して、電流７２（図１）は、スパイン３０ａと３０ｂとの間の全長に沿って流れ、したがって、組織６２内の大きな領域にわたってエレクトロポレーションを引き起こす。例えば、バスケットアセンブリ３１を肺静脈アブレーションに適用することにより、肺静脈の周囲の６〜１２ｍｍ幅のリング上にエレクトロポレーションを引き起こすことになる。
ＩＲＥ信号は、任意の対のスパイン３０ａ〜３０ｆの間に結合されてもよいが、典型的には、信号は、隣接するスパインの対の間に印加される。追加的に又は代替的に、信号は、スパインのいくつかの対の間で同時に、又は交互に印加されてもよい。バスケットアセンブリ３１は６つのスパインを含むように図２に示されているが、他の数（６よりも多い及び少ないの両方）のスパインを使用してもよい。追加的に又は代替的に、複数のスパイン３０のセットは、複数のスパインを含む、より大きい「仮想電極」を形成するように、一緒に電気的に接続されてもよい。ＩＲＥ信号は、これらの「仮想電極」又はセットの１つ以上の対の間に印加されてもよい。
図２ｂ及び図２ｃは、本発明の２つの実施形態によるスパイン３０の概略断面図である。
図２ｂは、スパイン３０の概略断面図であり、スパインは、引き抜き加工のニチノールリボン３３を含む。ニチノールリボン３３は、スパイン３０の構造部材として、及び電流７２用の電気導体（図１）として機能する。引き抜き加工によってニチノールリボン３３を形成することは、結果として得られるリボンの縁部３５が丸みを帯び（ニチノールのシートから切断されたリボンに形成される鋭い縁部とは対照的に）、したがって、スパイン３０によって接触される組織６２への損傷を回避するという点で有利である。
図２ｃは、代替の実施形態におけるスパイン３０の概略断面図であり、スパイン３０は、構造部材３７と導電性部材３９との複合体を含む。構造部材３７は、例えば、図２ｂのように、引き抜き加工のニチノールリボンを含む。導電性部材３９は、金などの導電性フィルムを含み、この導電性フィルムは、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）４１上に配置され、次に、生体適合性エポキシ又は他の接着剤などの好適な結合及び絶縁部材４３で構造部材３７に結合される。したがって、構造部材３７は組織６２から絶縁され、電流７２は、組織に露出された導電性部材３９によって組織に伝導される。
あるいは、スパイン３０は、導電性コーティング（図示せず）を有する導電性又は非導電性構造部材を含んでもよい。
図３ａ及び図３ｂは、本発明の代替の実施形態による、それぞれ折り畳み状態及び拡張状態にあるバスケットアセンブリ９０の概略側面図である。図１及び図２と同じ数字ラベルが、図３ａ及び図３ｂの類似の項目に使用されている。図２ａ、図３ａ、及び図３ｂのように、スパイン３０は、導電性であるか、又は導電性コーティングを有するか、又は導電性部材が取り付けられている弾性材料の長いセグメントを含む。
図３ａは、スパイン３０が真っ直ぐであり、長手方向軸２７に平行に整列されている、折り畳み状態のバスケットアセンブリ９０を示す。これは、バスケットアセンブリ９０の安定状態であり、アセンブリ９０は、シースから押し出されるとき、強制的に拡張状態にされない限り、折り畳み状態に留まる。アブレーションカテーテル２６は、挿入チューブ２８を通って延在し、挿入チューブ２８内で長手方向に移動することができる牽引具９２を含む。牽引具９２は、バスケットアセンブリ９０の遠位端８０に取り付けられた遠位端９４と、制御ハンドル７０に取り付けられた近位端（図示せず）と、を有する。スパイン３０の近位端７４は、挿入チューブ２８に固定されているため、牽引具９２をその近位端から引くと、スパイン３０のそれぞれの遠位端７８と近位端７４との間の距離が短くなり、それによって、図３ｂに示されるように、スパインは展開するように外向きに撓む。牽引具９２を解放すると、スパイン３０の弾性により、バスケットアセンブリ９０が元の安定状態に折り畳まれて（図３ａ）、被検者２４からカテーテル２６を抜き取ることが可能になる。
牽引具９２は、十分な引張強度及び曲げ可撓性を有する任意の好適な細長い構成要素を含んでもよい。例えば、牽引具９２は、単純なワイヤを含んでもよい。あるいは、牽引具９２は、その伸長を最小限に抑えるために編組又は埋め込みワイヤの形態の補強を有するポリマーチューブなどの、より複雑な構造を含んでもよい。
図５は、本発明の一実施形態による、双極性ＩＲＥパルス１００の概略図である。
曲線１０２は、ＩＲＥアブレーション処置における時間ｔの関数としての双極性ＩＲＥパルス１００の電圧Ｖを示す。双極性ＩＲＥパルス１００は、正のパルス１０４及び負のパルス１０６を含むが、用語「正」及び「負」は、双極性パルスが印加される２つのスパイン３０の任意に選択された極性を指す。正のパルス１０４の振幅はＶ＋と表記され、パルスの時間幅は、ｔ＋と表記される。同様に、負のパルス１０６の振幅はＶ−と表記され、パルスの時間幅は、ｔ−と表記される。正のパルス１０４と負のパルス１０６との間の時間間隔は、ｔ間隔と表記される。双極性パルス１００のパラメータの典型的な値を、以下の表１に示す。
図５は、本発明の一実施形態による、双極性パルスのバースト２００の概略図である。
ＩＲＥ処置では、ＩＲＥ信号は、曲線２０２によって示される１つ以上のバースト２００としてスパイン３０に送達される。バースト２００は、各列がＮＰ個の双極性パルス１００を含む、ＮＴ個のパルス列２０４を含む。パルス列２０４の長さはｔＴと表記される。パルス列２０４内の双極性パルス１００の周期はｔＰＰと表記され、連続する列間の間隔はΔＴと表記され、その間、信号は印加されない。バースト２００のパラメータの典型的な値を、以下の表１に示す。
Figure 2021164638
図６は、本発明の一実施形態による、ＩＲＥモジュール３４の詳細を概略的に示すブロック図である。上で図１を参照して説明したように、ＩＲＥモジュール３４は、ＩＲＥ発生器３６及びＩＲＥコントローラ３８を含む。ＩＲＥ発生器３６は、パルス発生アセンブリ４０６及びパルスルーティングアセンブリ４０８を備える。パルス発生アセンブリ４０６は、ＩＲＥコントローラ３８から（以下に記載されるように）制御信号を受信し、制御信号に応答する振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを送信するように構成される。パルスルーティングアセンブリ４０８は、スイッチの構成可能なネットワークを備え、これは、ＩＲＥコントローラ３８から制御信号を受信して、パルス発生アセンブリ４０５から双極性パルスのシーケンスを受信し、受信した制御信号に応答するようスパイン３０の対を選択して、選択された対を介して双極性パルスのシーケンスを送信するようになっている。
ＩＲＥコントローラ３８は、双方向信号４１０を介してプロセッサ３２と通信し、プロセッサは、セットアップパラメータ６６を反映するコマンドをＩＲＥコントローラに伝達する。ＩＲＥコントローラ３８は、上記の図４に示されるものなどのＩＲＥパルスを発生させるために、ＩＲＥ発生器３６に命令するセットアップパラメータ６６から導出されたデジタルコマンド信号４１８をパルス発生アセンブリ４０６に更に伝達する。これらのＩＲＥパルスは、ＩＲＥコントローラ３８によって導かれるアナログパルス信号４２０としてパルスルーティングアセンブリ４０８に送られる。
パルスルーティングアセンブリ４０８は、出力チャネル４２２を介してスパイン３０に、並びに（任意選択に）接続部４２４を介してリターンパッチ６０に結合されている。例えば、パルスルーティングアセンブリ４０８がバスケットアセンブリ３１の６つのスパイン３０ａ〜３０ｆに連結されると（図２）、出力チャネル４２２の６つがスパインに連結される。パルスルーティングアセンブリ４０８は、ＩＲＥコントローラ３８によって駆動され、セットアップパラメータ６６によって定められるように、ＩＲＥパルスをスパイン３０に結合する。具体的には、ＩＲＥコントローラ３８は、パルスルーティングアセンブリ４０８を駆動して、ＩＲＥパルスを１つ又はそれ以上の選択された対のスパイン３０に連結する。ルーティングアセンブリ４０８はまた、複数のスパイン３０を共に電気的に結合して、「仮想電極」として機能することができるセットを形成してもよい。したがって、ＩＲＥコントローラ３８は、スパイン３０へのＩＲＥパルスの生成及びルーティングの両方を制御する。
図６は、１０個のチャネル４２２を示しているが、ＩＲＥ発生器３６は代替的に、例えば、８個、１６個、若しくは２０個のチャネル、又は任意の他の好適な数のチャネルなどの異なる数のチャネルを含んでもよい。
上に記載される実施形態は例として挙げたものであり、本発明は本明細書において上に具体的に図示及び記載されるものに限定されない点が理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書において上に記載される様々な特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせの両方、並びに前述の記載を読むと当業者に着想されるであろう、先行技術に開示されていないその変形及び修正を含む。
〔実施の態様〕
（１） 医療装置であって、
プローブであって、
患者の体腔への挿入用に構成された挿入チューブと、
前記挿入チューブに遠位で接続され、前記体内の組織と接触するように構成されている複数の導電性スパインを含むバスケットアセンブリと、を含む、プローブと、
前記スパインの１つ以上の対の間に、前記スパインが接触する前記組織内に不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加するように構成された電気信号発生器と、を備える、医療装置。
（２） 前記スパインがそれぞれの近位先端及び遠位先端を有し、前記スパインの前記近位先端は、前記バスケットアセンブリの近位端で機械的に接合され、前記スパインの前記遠位先端は、前記バスケットアセンブリの遠位端で機械的に接合され、前記バスケットアセンブリが前記体腔内で展開されると、前記スパインは、半径方向外向きに撓み、それによって前記体腔内の前記組織と接触する、実施態様１に記載の装置。
（３） 前記バスケットアセンブリが安定した折り畳み状態を有し、前記装置は、前記バスケットアセンブリの前記遠位端に取り付けられ、前記挿入チューブ内に摺動可能に配置された牽引具を備え、前記挿入チューブを通して近位方向に前記牽引具を引くことに応答して、前記スパインが半径方向外向きに撓むようになっている、実施態様２に記載の装置。
（４） 前記牽引具が、強化ポリマーチューブを含む、実施態様３に記載の装置。
（５） 前記挿入チューブが、前記患者の心室への挿入用に構成されたカテーテルを含み、前記スパインが、前記心室内の心筋組織と接触し、前記心筋組織に前記電気信号を印加するように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（６） 前記スパインが引き抜き加工の金属リボンを含む、実施態様１に記載の装置。
（７） 前記金属リボンがニッケル−チタン合金を含む、実施態様６に記載の装置。
（８） 前記スパインが、構造部材に結合されたフレキシブルプリント回路基板を含む、実施態様１に記載の装置。
（９） 前記電気信号発生器によって印加される前記双極性パルスが、少なくとも２００Ｖの振幅を有する双極性パルスのシーケンスを含み、前記双極性パルスのそれぞれの持続時間が２０μｓ未満である、実施態様１に記載の装置。
（１０） 前記双極性パルスの前記シーケンスがパルスの対を含み、それぞれの対は正のパルス及び負のパルスを含む、実施態様９に記載の装置。
（１１） 前記電気信号発生器は、前記スパインの第１のセットと第２のセットとの間に前記双極性パルスを印加するように構成され、前記セットのうちの少なくとも１つは、前記スパインのうちの２つ以上を含む、実施態様１に記載の装置。
（１２） 制御信号を前記電気信号発生器に送信するように構成されたコントローラを備え、前記電気信号発生器は、
パルス発生アセンブリであって、前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記制御信号に応答する振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを送信するように構成された、パルス発生アセンブリと、
パルスルーティングアセンブリであって、前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記パルス発生アセンブリから前記双極性パルスのシーケンスを受信し、受信した前記制御信号に応答して前記スパインのセットを選択するように構成されている、スイッチの構成可能なネットワークを含み、それぞれのセットは、前記スパインのうちの１つ以上を含み、選択した前記セットを介して前記双極性パルスのシーケンスを送信するようになっている、パルスルーティングアセンブリと、を備える、実施態様１に記載の装置。
（１３） 医学的治療の方法であって、
複数の導電性スパインを含むバスケットアセンブリを患者の体腔に挿入し、前記スパインが前記体腔内の組織と接触するようにすることと、
前記スパインの２つ以上のセットの間に、前記スパインが接触する前記組織内に不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加することであって、それぞれのセットは、前記スパインのうちの１つ以上を含む、ことと、を含む、方法。
（１４） 前記スパインの前記セットのうちの少なくとも１つは複数のスパインを含む、実施態様１３に記載の方法。
（１５） 前記スパインがそれぞれの近位先端及び遠位先端を有し、前記スパインの前記近位先端は、前記バスケットアセンブリの近位端で機械的に接合され、前記スパインの前記遠位先端は、前記バスケットアセンブリの遠位端で機械的に接合され、前記バスケットアセンブリが前記体腔内で展開されると、前記スパインは、半径方向外向きに撓み、それによって前記体腔内の前記組織と接触する、実施態様１３に記載の方法。
（１６） 前記バスケットアセンブリが安定した折り畳み状態を有し、前記バスケットアセンブリを挿入することは、前記バスケットアセンブリの前記遠位端に取り付けられた牽引具を近位方向に引き、前記スパインが半径方向外向きに撓むようにすることを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７） 前記バスケットアセンブリを挿入することは、カテーテルを、前記バスケットアセンブリが前記カテーテルの遠位端に接続された状態で、前記患者の心室に挿入することを含み、それによって前記スパインは、前記心室内の心筋組織に接触し、前記心筋組織に前記電気信号を印加する、実施態様１３に記載の方法。
（１８） 前記スパインがニッケル−チタン合金を含む、実施態様１３に記載の方法。
（１９） 前記双極性パルスを印加することが、少なくとも２００Ｖの振幅を有する双極性パルスのシーケンスを印加することを含み、前記双極性パルスのそれぞれの持続時間は、２０μｓ未満である、実施態様１３に記載の方法。
（２０） 前記双極性パルスのシーケンスを印加することが、パルスの対を印加することを含み、それぞれの対は、正のパルス及び負のパルスを含む、実施態様１９に記載の方法。
（２１） 前記双極性パルスを印加することが、
特定の振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを生成することと、
前記スパインの前記セットを選択することと、
選択した前記セットを介して前記双極性パルスのシーケンスを送信することと、を含む、実施態様１３に記載の方法。

Claims (12)

  1. 医療装置であって、
    プローブであって、
    患者の体腔への挿入用に構成された挿入チューブと、
    前記挿入チューブに遠位で接続され、前記体内の組織と接触するように構成されている複数の導電性スパインを含むバスケットアセンブリと、を含む、プローブと、
    前記スパインの１つ以上の対の間に、前記スパインが接触する前記組織内に不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスを印加するように構成された電気信号発生器と、を備える、医療装置。
  2. 前記スパインがそれぞれの近位先端及び遠位先端を有し、前記スパインの前記近位先端は、前記バスケットアセンブリの近位端で機械的に接合され、前記スパインの前記遠位先端は、前記バスケットアセンブリの遠位端で機械的に接合され、前記バスケットアセンブリが前記体腔内で展開されると、前記スパインは、半径方向外向きに撓み、それによって前記体腔内の前記組織と接触する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記バスケットアセンブリが安定した折り畳み状態を有し、前記装置は、前記バスケットアセンブリの前記遠位端に取り付けられ、前記挿入チューブ内に摺動可能に配置された牽引具を備え、前記挿入チューブを通して近位方向に前記牽引具を引くことに応答して、前記スパインが半径方向外向きに撓むようになっている、請求項２に記載の装置。
  4. 前記牽引具が、強化ポリマーチューブを含む、請求項３に記載の装置。
  5. 前記挿入チューブが、前記患者の心室への挿入用に構成されたカテーテルを含み、前記スパインが、前記心室内の心筋組織と接触し、前記心筋組織に前記電気信号を印加するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  6. 前記スパインが引き抜き加工の金属リボンを含む、請求項１に記載の装置。
  7. 前記金属リボンがニッケル−チタン合金を含む、請求項６に記載の装置。
  8. 前記スパインが、構造部材に結合されたフレキシブルプリント回路基板を含む、請求項１に記載の装置。
  9. 前記電気信号発生器によって印加される前記双極性パルスが、少なくとも２００Ｖの振幅を有する双極性パルスのシーケンスを含み、前記双極性パルスのそれぞれの持続時間が２０μｓ未満である、請求項１に記載の装置。
  10. 前記双極性パルスの前記シーケンスがパルスの対を含み、それぞれの対は正のパルス及び負のパルスを含む、請求項９に記載の装置。
  11. 前記電気信号発生器は、前記スパインの第１のセットと第２のセットとの間に前記双極性パルスを印加するように構成され、前記セットのうちの少なくとも１つは、前記スパインのうちの２つ以上を含む、請求項１に記載の装置。
  12. 制御信号を前記電気信号発生器に送信するように構成されたコントローラを備え、前記電気信号発生器は、
    パルス発生アセンブリであって、前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記制御信号に応答する振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを送信するように構成された、パルス発生アセンブリと、
    パルスルーティングアセンブリであって、前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記パルス発生アセンブリから前記双極性パルスのシーケンスを受信し、受信した前記制御信号に応答して前記スパインのセットを選択するように構成されている、スイッチの構成可能なネットワークを含み、それぞれのセットは、前記スパインのうちの１つ以上を含み、選択した前記セットを介して前記双極性パルスのシーケンスを送信するようになっている、パルスルーティングアセンブリと、を備える、請求項１に記載の装置。
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