JP2022553886A - 十二指腸のパルス化電場治療のための装置、システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
ここでは、パルス電界または変調された電界を組織に印加するための装置、システム、および方法について説明する。いくつかの変形では、装置は、管腔と、管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体と、第2の細長い本体の周りに巻かれた拡張可能な部材とを備える第1の細長い本体を備え得る。拡張可能な部材は、第2の細長い本体に結合された内端と、第1の細長い本体に結合された外端と、電極アレイとを備え得る。【選択図】図77
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関連出願の相互参照
この出願は、2019年10月21日に出願された米国仮出願第62/924,100号および2020年5月22日に出願された米国仮出願第63/029,275号の利益を主張し、それぞれの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
この出願は、2019年10月21日に出願された米国仮出願第62/924,100号および2020年5月22日に出願された米国仮出願第63/029,275号の利益を主張し、それぞれの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書の装置、システム、および方法は、糖尿病を備えるが、これに限定されない慢性疾患を治療するために組織にパルス化電場を印加することに関連する。
糖尿病は、世界中で何百万もの人々が罹患している広く見られる病態である。米国だけでも、2千万人超の人々が、その病態にあると推定される。糖尿病は、直接的および間接的な医療費で年間数千億ドルを占めている。型(1型、2型等)に応じて、糖尿病は、疲労、かすみ目、および原因不明の体重減少などの1つ以上の症状と関連し得、低血糖、高血糖、ケトアシドーシス、神経障害、および腎症などの1つ以上の合併症とさらに関連し得る。
十二指腸の表面再建による、肥満および糖尿病などの慢性疾患の治療が提案されている。例えば、胃に最も近い大腸の部分から粘膜細胞の大部分を取り除くと、若返った粘膜層が再生され、それによって健康な(非糖尿病の)シグナル伝達が回復する可能性がある。十二指腸に熱エネルギーを適用する従来の治療は、過度に加熱するリスクがあり、よって、十二指腸のより多くの層(例えば、筋板)に損傷を与えるリスクがあり、および/またはこの過度の熱加熱を補償しなければならない。逆に、従来の解決策は、不完全なおよび/または不均一な治療を生み出す可能性がある。そのため、十二指腸組織を治療するための追加のシステム、装置、および方法が望ましい場合がある。
ここでは、パルス化または変調された電場を組織に印加するための装置、システム、および方法について説明する。これらのシステム、装置、および方法は、例えば、糖尿病を治療するために患者の十二指腸組織を治療することができる。さらに、システムおよび装置は、温度フィードバックおよび手順の視覚化を備え得る。いくつかの変形では、装置は、管腔と、管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体と、第2の細長い本体の周りに巻かれた拡張可能な部材と、を備える第1の細長い本体を備え得る。拡張可能な部材は、第2の細長い本体に結合された内側端部と、第1の細長い本体に結合された外側端部と、電極アレイと、を備え得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、第2の細長い本体の周りの複数のターンを含み得る。いくつかの変形では、コネクタは、第1の細長い本体を、拡張可能な部材の外端に結合することができる。いくつかの変形では、第2の細長い本体は、第1の細長い本体に対して回転して、拡張可能な部材を、巻き構成と展開構成との間で移行させるように構成することができる。これらの変形のいくつかでは、拡張可能な部材は、展開構成において直径が少なくとも10mmの管腔を備え得る。
これらの変形のいくつかでは、装置を備えるシステムは、拡張可能な部材の管腔内に配設された第3の細長い本体をさらに備え得る。これらの変形のいくつかでは、第3の細長い本体は、内視鏡を備え得る。
いくつかの変形では、装置は、第1の細長い本体および第2の細長い本体のうちの1つに結合された遠位拡張器と近位拡張器と、をさらに備え得る。拡張可能な部材は、遠位拡張器と近位拡張器との間に配設することができる。
いくつかの変形では、装置は、第2の細長い本体に結合された歯車および摩擦ローラのうちの1つ以上をさらに備え得る。拡張可能な部材は、1つ以上の歯車および摩擦ローラに結合するように構成されたトラックを備え得る。これらの変形のいくつかでは、トラックは、拡張可能な部材における複数の離間した開口部を含み得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、1つ以上の流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、1つ以上の流体経路を含み得る。
いくつかの変形では、電極アレイに信号発生器を結合することができる。信号発生器は、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、約100V~約2kVの電極アレイによって印加される電圧と、電極アレイからの、組織の1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備えるパルス化電場波形または変調された電場波形を生成するように構成することができる。
いくつかの変形では、信号発生器は、組織の温度に基づいて、パルス波形の送達を抑制するように構成することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、蛇行した形状を備える温度センサを備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、拡張可能な部材を通る1つ以上の開口部を画定し得る。いくつかの変形では、細胞型の所定のセットを治療し、筋組織は治療しない治療電場を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、細胞を治療するが、無傷の組織足場を残す治療電場を生成するように構成することができる。
また、ここでは、細長い本体と、細長い本体に結合された複数の細長い電極と、を備える装置について説明する。複数の細長い電極は、約2.3:1~約3.3:1の電極の幅に対する近接電極間の中心間距離の比を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備える。
いくつかの変形では、複数の電極に、信号発生器を結合することができる。信号発生器は、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、約100V~約2kVの電極アレイによって印加される電圧と、電極アレイからの、組織の1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備えるパルス化電場波形または変調された電場波形を生成するように構成することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、細長い本体に結合され得、複数の電極を備え得る。拡張可能な部材は、圧縮構成と、拡張構成と、を備え得る。拡張構成では、拡張可能な部材は管腔を備え得る。第2の細長い本体は、拡張可能な部材の管腔内に配設することができる。第2の細長い本体は、内視鏡を備え得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材の近位部分および遠位部分は、透明であり得る。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材を、細長い本体に結合することができる。これらの変形のいくつかでは、第2の拡張可能な部材は、膨張可能であり得る。
いくつかの変形では、複数の細長い電極は、第1の電極と、第1の電極と平行な第2の電極と、を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、互いにかみ合った構成の第1の電極と、第2の電極と、を備え得る。いくつかの変形では、近接電極間の中心間距離および複数の細長い電極の幅は、実質的に等しくてもよい。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備える。
いくつかの変形では、組織接触層を、細長い電極上に配設することができる。組織接触層は、細長い電極の導電率よりも低い導電率を備え得る。
いくつかの変形では、組織接触層の導電率は、約0.03S/m~約0.9S/mであり得る。例えば、組織接触層の導電率は、約0.03S/m~約0.6S/m、または約0.03S/m~約0.3S/mであり得る。いくつかの変形では、組織接触層は、電極の幅の約10%~約20%の厚さを備え得る。いくつかの変形では、電極の少なくとも1つは、半楕円形の断面形状を備え得る。いくつかの変形では、電極の幅に対する電極の高さの比は、約1:4~約1:8である。いくつかの変形では、近接電極は、約0.3mm~約6mmの加重平均距離だけ離間させることができる。いくつかの変形では、親水性層を、複数の電極上に配設することができる。いくつかの変形では、導電層を、複数の電極上に配設することができる。導電層は、グラファイト、銀、金属などを備えるポリマーおよび導電媒質のうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、導電層は、コーティングであり得る。いくつかの変形では、複数の電極の表面積は、所定の構成(例えば、拡張構成)における拡張可能な部材の表面積の約20%~約45%を含み得る。
いくつかの変形では、流体源は、拡張可能な部材と流体連通し得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極のうちの1つ以上は、流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極のうちの1つ以上は、1つ以上の流体経路を備え得る。いくつかの変形では、流体源は、複数の細長い電極と流体連通し得る。
いくつかの変形では、装置のシステムは、拡張可能な部材および複数の細長い電極のうちの1つ以上と流体連通している流体源を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極のうちの1つ以上は、流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極のうちの1つ以上は、1つ以上の流体経路を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極の近接電極間の中心間距離は、約5mm未満であり得る。
また、本明細書では、細長い本体と、細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備える装置について説明する。拡張可能な部材は、拡張可能な部材の外面を拡張可能な部材の内面に結合することによって形成された管腔と、複数の細長い窪みと、を備え得る。拡張可能な部材に、複数の電極を結合することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、細長い本体に同心円状に結合することができる。いくつかの変形では、細長い本体は、拡張可能な部材の側壁に結合することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材を、細長い本体に結合し、拡張可能な部材の遠位に配設することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材の少なくとも近位端および遠位端は、透明であり得る。いくつかの変形では、第2の細長い本体を、拡張可能な部材の管腔内に配設することができる。いくつかの変形では、複数の電極は、複数の平行な細長い電極を備える。いくつかの変形では、複数の電極は、複数の互いにかみ合った電極を備え得る。
いくつかの変形では、システムは、細長い本体と、細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備え得る。細長い本体は、管腔と、圧縮構成と、拡張構成と、を備える。拡張可能な部材は、電極アレイを備える。拡張可能な部材の管腔は、視覚化装置に解放可能に結合するように構成することができる。いくつかの変形では、管腔は、拡張可能な部材の中心長手方向軸を画定する。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、1つ以上の流体経路を含み得る。
また、本明細書では、細長い本体と、圧縮構成と拡張構成と、を備える、細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備えるシステムについて説明する。拡張可能な部材は、複数の電極を備える電極アレイと、電極アレイに結合された信号発生器と、をさらに備え得る。信号発生器は、パルス化電場波形または変調された電場波形を電極アレイに送達して、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成することができる。
また、本明細書では、細長い本体と、細長い本体に結合され、かつ管腔と圧縮構成と拡張構成と、を備える拡張可能な部材と、を備えるシステムについて説明する。拡張可能な部材は、電極アレイを備え得る。拡張可能な部材の管腔は、視覚化装置を解放可能に受容するように構成することができる。
いくつかの変形では、管腔は、拡張可能な部材の中心長手方向軸を画定し得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、拡張可能な部材を通って延在する1つ以上の開口部を含み得る。いくつかの変形では、視覚化装置は、約10mmHg~約200mmHgの圧力で1つ以上の開口部を通して組織を吸引するように構成することができる。
また、本明細書では、細長い本体と、細長い本体に結合され、かつ管腔と圧縮構成と拡張構成と、を備える拡張可能な部材と、を備えるシステムについて説明する。拡張可能な部材は、電極アレイを備え得る。視覚化装置は、拡張可能な部材の管腔に解放可能に結合するように構成することができる。いくつかの変形では、視覚化装置は、吸引管腔を備える。いくつかの変形では、視覚化装置は、洗浄管腔を備える。
また、ここでは、パルス化電場装置を患者の十二指腸内に前進させることを含む、糖尿病を治療する方法について説明する。パルス化電場装置は、細長い本体と、細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備え得る。拡張可能な部材は、電極アレイを備え得る。パルス化波形を電極アレイに送達して、パルス化電場または変調された電場を生成し、それによって十二指腸を治療することができる。
いくつかの変形では、電極アレイは、平行線および/または互いにかみ合った構成を形成する複数の離間した電極を備え得る。これらの変形のいくつかでは、電極アレイの近接する平行線は、交互の極性で構成することができる。いくつかの変形では、複数の電極は、複数の互いにかみ合った電極を備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場は、電極アレイからの所定の治療距離で、最大約20%にまで空間的に変化し得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、それを通る管腔を備え得、この方法は、拡張可能な部材の管腔を通して内視鏡を前進させることをさらに備え得る。いくつかの変形では、内視鏡を後退させて、拡張可能な部材の近位の十二指腸組織を見ることができる。いくつかの変形では、複数の電極の各々は、細長い電極であり得る。いくつかの変形では、複数の電極の各々は、半楕円形の電極であり得る。いくつかの変形では、パルス化波形の送達中に、拡張可能な部材の温度を測定することができる。いくつかの変形では、パルス波形の送達は、測定された温度に基づいて抑制され得る。いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場は、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場であり得る。いくつかの変形では、組織は、約10mmHg~約200mmHgの圧力で拡張可能な部材に吸引され得る。いくつかの変形では、流体を、パルス化電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間に出力することができる。
また、ここでは、パルス化電場装置を患者の十二指腸の第1の部分に向かって前進させることを含む、糖尿病を治療する方法について説明する。パルス化電場装置は、電極アレイを備える拡張可能な部材を備え得る。拡張可能な部材は、拡張構成に移行することができる。第1のパルス波形を電極アレイに送達して、第1のパルス化電場または第1の変調された電場を生成し、それによって第1の部分を治療することができる。パルス化電場装置は、十二指腸の第2の部分に向かって前進させることができる。第2のパルス波形を電極アレイに送達して、第2のパルス化電場を生成し、それによって第2の部分を治療することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、温度センサを備え得る。組織の温度は、温度センサを使用して測定することができる。パルス波形の送達は、測定された温度および温度変化率のうちの1つ以上に基づいて変調(例えば、抑制)され得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材を展開して、拡張可能な部材を拡張構成に移行させることができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、圧縮構成において、第1の直径を有し、拡張構成において、第2の直径を有する管腔を備え得る。第2の直径は、第1の直径より小さくてもよい。第3の細長い本体は、拡張構成で管腔を通って前進させることができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、拡張可能な部材の遠位に配設された第2の拡張可能な部材を備え得る。第2の拡張可能な部材は、膨張させることができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材を展開することは、拡張可能な部材の1つ以上のターンを展開することを含む。いくつかの変形では、第1および第2のパルス波形は、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aまたは約0.6A~約65Aの電流密度と、を備える。例えば、電流密度は、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約13Aであり得る。いくつかの変形では、流体を、パルス化電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間に出力することができる。
いくつかの変形では、第1のパルス化電場または第1の変調された電場および第2のパルス化電場または第2の変調された電場のうちの1つ以上は、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場であり得る。
いくつかの変形では、組織は、第1のパルス波形および第2のパルス波形のうちの1つ以上の送達中に、拡張可能な部材に吸引され得る。
また、ここでは、パルス化電場装置を患者の十二指腸内に前進させることを含む、糖尿病を治療する方法について説明する。パルス化電場装置は、第1の細長い本体と、第1の細長い本体内に位置付けられた第2の細長い本体と、第2の細長い本体の周りに巻かれた拡張可能な部材と、を備え得る。拡張可能な部材は、電極アレイを備え得る。第2の細長い本体は、第1の細長い本体に対して回転して、拡張可能な部材を展開し、かつ十二指腸組織を電極アレイと接触させることができる。パルス波形を電極アレイに送達して、パルス化電場または変調された電場を生成し、それによって十二指腸組織を治療することができる。
いくつかの変形では、視覚化装置は、展開された拡張可能な部材の管腔を通って前進させることができる。いくつかの変形では、第1の細長い本体を回転させると、拡張可能な部材の1つ以上のターンが展開される。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、温度センサを備え、さらに、温度センサを使用して組織の温度を測定することを含む。パルス波形の送達は、測定された温度に基づいて変調され得る。
いくつかの変形では、第1の細長い本体を回転させると、拡張可能な部材を拡張構成に移行させることができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、圧縮構成において、第1の直径を有し、拡張構成において、第2の直径を有する管腔を備え得る。第2の直径は、第1の直径より小さくてもよい。第3の細長い本体は、拡張構成で管腔を通って前進させることができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、拡張可能な部材の遠位に配設された第2の拡張可能な部材を備え得る。第2の拡張可能な部材は、膨張させることができる。いくつかの変形では、パルス波形は、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aまたは約0.6A~約65Aの電流密度と、を備える。例えば、電流密度は、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約13Aであり得る。いくつかの変形では、流体を、パルス化電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間に出力することができる。
いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場は、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場であり得る。いくつかの変形では、組織は、パルス波形の送達中に拡張可能な部材に吸引され得る。
また、パルス化電場装置を患者の十二指腸の遠位部分に前進させることを備える、糖尿病を治療する方法について説明する。パルス化電場装置は、拡張可能な部材を備え得る。拡張可能な部材は、電極アレイと、温度センサと、を備え得る。拡張可能な部材は、拡張構成に移行し得る。第1のパルス波形を電極アレイに送達して、第1のパルス化電場または第1の変調された電場を生成し、それによって遠位部分を治療することができる。温度センサを使用して、視覚的マーカを遠位部分上に生成することができる。パルス化電場装置は、視覚的マーカの位置に基づいて、遠位部分に近位の十二指腸の一部分まで後退させることができる。第2のパルス波形を電極アレイに送達して、第2のパルス化電場または第2の変調された電場を生成し、それによって第2の部分を治療することができる。
いくつかの変形では、流体を、パルス化電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間に出力することができる。いくつかの変形では、視覚的マーカは、1つ以上の頂上を備え得る。いくつかの変形では、粘膜組織の温度を約2.5秒未満で約49℃に上昇させることによって、十二指腸上に視覚的マーカを生成することができる。いくつかの変形では、視覚的マーカは、約1日後に視覚的に退色するように構成することができる。
また、細長い本体と、細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備える装置について説明する。拡張可能な部材は、拡張構成に移行するように構成することができる。拡張可能な部材に、電極アレイを結合することができる。電極アレイは、基板と、第1の細長い電極と、第1の細長い電極に平行であり、かつ第1の細長い電極から離間した第2の細長い電極と、を備え得る。いくつかの変形では、第1の細長い電極および第2の細長い電極は、互いにかみ合った構成を備え得る。第1の細長い電極と第2の細長い電極との間の基板上に、第1の組織温度センサを配設することができる。
いくつかの変形では、第1のセンサは、約0.5℃未満の温度分解能を備え得る。いくつかの変形では、第1のセンサは、約5ミリ秒未満の熱拡散時定数を備え得る。
いくつかの変形では、第2の温度センサは、組織上に視覚的マーカを生成するように構成することができる。これらの変形のいくつかでは、第2のセンサは、第1および第2の細長い電極の周囲に沿って基板上に配設することができる。第2のセンサは、らせん形状または蛇行した形状を備え得る。
いくつかの変形では、第1のセンサは、組織を治療するためのパルス化電場または変調された電場を生成するように構成されたパルス波形を絶縁破壊なしに維持するように構成された絶縁体を備え得る。いくつかの変形では、絶縁体は、少なくとも約0.02mmの厚さを備え得る。いくつかの変形では、第1のセンサは、最大約0.07mmの幅と、少なくとも約2cmの長さと、を備え得る。いくつかの変形では、第1のセンサと第1または第2の細長い電極との距離は、少なくとも約0.2mmであり得る。いくつかの変形では、第1のセンサは、第1の細長い電極および第2の細長い電極に実質的に平行に延在し得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、1つ以上の流体経路を含み得る。
また、本明細書では、パルス化電場装置を患者の十二指腸内に前進させることを含む、糖尿病を治療する方法について説明する。パルス化電場装置は、拡張可能な部材を備え得る。拡張可能な部材は、電極アレイと、温度センサと、を備え得る。拡張可能な部材は、拡張構成に移行することができる。パルス波形を電極アレイに送達して、パルス化電場または変調された電場を生成し、それによって十二指腸を治療することができる。十二指腸組織の温度は、温度センサを使用して測定することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、温度センサである。いくつかの変形では、基準発生器を使用して、十二指腸組織上に視覚的マーカを生成することができる。いくつかの変形では、視覚的マーカは視覚化することができる。治療領域は、視覚的マーカに基づいて識別することができる。いくつかの変形では、流体を、パルス化電場または変調された電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間に出力することができる。いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場は、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場であり得る。いくつかの変形では、組織は、パルス波形の送達中に、拡張可能な部材に吸引され得る。
また、ここでは、細長い本体と、圧縮構成と拡張構成と、を備える、細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備えるシステムについて説明する。拡張可能な部材は、複数の電極を備える電極アレイをさらに備え得る。電極アレイに、信号発生器を結合することができる。信号発生器は、パルス化電場波形または変調された電場波形を電極アレイに送達して、電極アレイからの所定の治療距離で最大約20%にまで空間的に変化する電場を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、約2.3:1~約3.3:1の電極の幅に対する近接電極間の中心間距離の比を備える複数の電極を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備える。いくつかの変形では、複数の電極の表面積は、十二指腸の周縁の約4%~約100%を含む。いくつかの変形では、流体源は、電極アレイと流体連通し得る。いくつかの変形では、複数の電極のうちの1つ以上は、流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、複数の電極のうちの1つ以上は、流体開口部と流体連通している流体経路を備え得る。いくつかの変形では、システムは、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成することができる。
また、細長い本体と、細長い本体に結合された電極アレイと、を備える装置について説明する。電極アレイは、複数の電極と、流体開口部と、を含み得る。いくつかの変形では、複数の電極のうちの1つ以上は、流体経路を備える。いくつかの変形では、複数の電極のうちの1つ以上は、流体開口部を含む。これらの変形のいくつかでは、流体開口部は、複数の電極のうちの1つ以上の頂上に配設されている。
いくつかの変形では、電極アレイは、流体開口部を含む基板を備え得る。これらの変形のいくつかでは、基板は、1つ以上の流体経路を備え得る。いくつかの変形では、流体源は、電極アレイと流体連通し得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、流体開口部を含み得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、1つ以上の流体経路を含み得る。いくつかの変形では、流体を、パルス化電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間に出力することができる。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備え得る。いくつかの変形では、視覚的マーカは視覚化することができる。治療領域は、視覚的マーカに基づいて識別することができる。
いくつかの変形では、電極アレイに信号発生器を結合することができ、信号発生器は、約500kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、電極アレイによって印加される約2500Vの電圧と、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備えるパルス波形を生成するように構成されている。いくつかの変形では、治療される十二指腸組織の深さに対するパルス化電場または変調された電場の深さの比は、約0.3~約0.5であり得る。いくつかの変形では、十二指腸の拡張されていない粘膜組織に対する拡張された粘膜下組織の比は、約0.40~約0.60であり得、十二指腸の拡張されていない粘膜下組織に対する拡張された粘膜下組織の比は、約0.15~約0.35であり得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、近接する電極間に1つ以上の開口部を含み得る。いくつかの変形では、1つ以上の開口部は、流体放出、流体吸引、および組織吸引のうちの1つ以上のために構成することができる。いくつかの変形では、治療された十二指腸は、約30日後に、組織学的に天然組織と区別がつかなくなり得る。いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場は、約0.5mm~約1.5mmの所定の組織治療深さで実質的に均一であり得る。
いくつかの変形では、信号発生器は、温度に基づいて、パルス波形の送達を抑制するように構成することができる。いくつかの変形では、信号発生器は、所定の期間および温度のうちの1つ以上に基づいて、パルス波形の送達を再開するように構成することができる。いくつかの変形では、温度は、最大約6℃の温度変化であり得る。いくつかの変形では、組織温度は、約43℃であり得る。いくつかの変形では、所定の期間は、最大約60秒であり得る。いくつかの変形では、電極アレイは、約0.003インチ~約0.015インチの高さと、約1.0mm~約1.4mmの隣接する電極間の距離と、約0.5mm~約0.7mmのパッド幅と、を備え得る。いくつかの変形では、電極アレイは、双極構成を備え得る。いくつかの変形では、電極アレイの電極は、約0.5mm~約2mmで離間することができる。いくつかの変形では、パルス波形は、約450V~約700Vの電圧を備え得る。いくつかの変形では、装置は、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、蛇行した形状を備える温度センサを備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、電極アレイに対して概ね垂直に配設された温度センサを備え得る。いくつかの変形では、基準発生器は、組織上に、1つ以上の頂上を備える視覚的マーカを生成するように構成することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、組織上に、多角形を備える視覚的マーカを生成するように構成することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、組織上に、少なくとも約1mmの長さを備える視覚的マーカを生成するように構成することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、粘膜組織の温度を約2.5秒未満で約49℃に上昇させるように構成することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、組織上に、約1日後に視覚的に退色するように構成された視覚的マーカを生成するように構成することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、組織上に、約0.25mmの深さを備える視覚的マーカを生成するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材の開口部の1つ以上は、約10mmHg~約200mmHgの圧力で吸引を受けるように構成することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材の開口部の1つ以上は、開口部の1つ以上を通して組織を吸引するように構成することができる。いくつかの変形では、ツイストペアリードワイヤのセットを電極アレイに結合することができる。
特許または出願ファイルには、カラーで作成された図面を少なくとも1つ含む。カラーの図面を伴う本特許および特許出願公開のコピーは、要請に応じておよび必要な費用の支払いによって特許庁によって提供されるであろう。
ここでは、慢性疾患に対処するために組織を治療するための装置、システム、および方法について説明する。例えば、装置、システム、および方法は、患者の十二指腸組織を治療することによって糖尿病を治療するためのものを含み得る。いくつかの変形では、十二指腸の治療は、粘膜下組織、血管系、および筋肉への最小限の外傷、損傷または瘢痕を伴う、十二指腸の粘膜内層の少なくとも約30%を治療することを含み得る。例えば、十二指腸の粘膜層は、パルス化電場(PEF)システムを使用して治療することができる。
関連する小腸の解剖学的構造を簡単に特定し、および説明することが有用であり得る。図1Aは、患者(100)の胃腸管の断面図である。食道(110)を通って胃(120)に前進させた視覚化装置(150)(例えば、内視鏡)があることが示されている。胃(120)は、十二指腸(130)につながっている。図1Bは、膵臓(140)の上部を取り囲む十二指腸(130)の詳細な断面図である。十二指腸は「C」字型の中空接合管構造であり、通常、長さは約20cm~約35cm、直径は約20mm~約45mmである。図2A~2Cは、粘膜(210)と、粘膜下組織(220)と、粘膜筋板(230)と、漿膜(240)と、を備える小腸(200)の層の断面概略図である。十二指腸の治療は、本明細書に記載されるように、粘膜(210)を表面再建することを含み得る。十二指腸へのアクセスは、食道、胃、幽門、下部食道接合部、クラックル咽頭接合部、および消化管の長さ全体にわたるいくつかの鋭い小さな半径の屈曲部のうちの1つ以上を介して本明細書に記載のシステムおよび装置を前進させることによって行うことができる。
電気穿孔法およびオーム加熱の役割について簡単に説明するとさらに有用であり得る。電気穿孔法とは、生細胞に電場をかけて反対の電荷のイオンを細胞膜の反対側に蓄積させることである。一般に、電気穿孔法は、約0.5~約1ボルトのオーダーの細胞膜を横切る電位差と、約1~約2ミリ秒のオーダーの累積持続時間を必要とする。電気穿孔法は、必然的にオーム加熱を生じさせるが、非熱電気穿孔法の存在を誤って主張するかなりの数の参考文献を含め、これに関する文献にはかなりの混乱がある。例えば、イオン伝導度σicの細胞内流体に適用される大きさEの外部均一電場は、電流密度Eσicを生成し、熱出力密度E2σicを放散する。媒体が、熱容量Cpと、密度pと、を有する場合、結果として生じる温度上昇率は、式(1)で与えられる。
例えば、導電率が約0.3S/m、熱容量が約3.7ジュール/(gm℃)、密度が約1gm/ccの組織に作用する1KV/cmの電場は、約800℃/秒の速度で組織を加熱する。組織はイオン伝導体であるため、組織に電流が流れない場合、組織内に電場がないことに留意されたい。電荷を蓄積するために外部電場が膜に急激に印加された後の最初の時間は約30ナノ秒のオーダーであり得、これは、初期の膜充電段階中の平均温度上昇が数十マイクロ度であり得ることを示唆している。外部電場が印加され、イオン電流が膜表面を帯電させて脂質二重層に電場を崩壊させた場合、加熱はマイクロ秒未満のタイムスケールで膜に限定される可能性があるが、漏れ電流は依然として流れる可能性がある。例えば、脂質層の導電率σli=0.002S/mを使用すると、8nm層の両端の1ボルトの電位が、約8℃/マイクロ秒の瞬間速度で局所的に加熱され得る。熱が膜からさらに拡散する可能性があるため、この加熱速度は、外部電場の印加から時間とともに低下する。
イオン電流が細胞膜の細孔に限定されている場合、電流の密集により、細孔内の加熱速度がそれに応じて高くなる。細孔面積は膜面積の1%以下であり得るため、細孔内の電流密度はバルク組織よりも100倍高くなる可能性がある。これにより、加熱速度が1万倍に増加し、10℃/マイクロ秒のオーダーの局所加熱速度につながる。
局所的な温度上昇は、電気穿孔法から不可逆電気穿孔法への移行に寄与するメカニズムである。熱拡散は、局所的な温度変化を低減させる。例えば、組織の熱拡散率κを0.13mm2/sとすると、10μ秒での熱拡散長は、
または1.1ミクロンであり、これは通常の細孔よりもはるかに大きい。1ミリ秒では、熱拡散長は細胞サイズのオーダーであるため、局所的な加熱効果は無視することができる。
または1.1ミクロンであり、これは通常の細孔よりもはるかに大きい。1ミリ秒では、熱拡散長は細胞サイズのオーダーであるため、局所的な加熱効果は無視することができる。
バルク組織は、電気穿孔法処理中も良好なイオン伝導体のままであり、外部電場が印加されている間、約800℃/sのオーダーの速度で加熱される。外部電場が除去されると、細胞膜は約30ナノ秒のオーダーで放電する可能性があり、外部電圧および電流を継続的に印加して細孔の形成と成長を誘導する必要がある。バルク組織の最大許容温度上昇は約13℃のオーダーであり得るため、双極構成であっても、外部電場が適用され得る最大持続時間は、約10ミリ秒のオーダーの範囲内である可能性がある。この熱は組織内の約数ミリメートルの治療深さまで発生するため、伝導によって組織を冷却するのに必要な時間は、約70秒となり得る(例えば、(3mm2)/(0.13mm2/秒))。血液の対流が、約10秒のオーダーである、観測された冷却時間を支配し得る。電気穿孔法は、脂質細胞膜の相転移により、バルク組織の温度を増加し得、十二指腸上の一部の細胞では41℃である。相転移温度は、秩序だったゲル相から液晶相への脂質の物理的状態の変化を誘発するのに必要な温度であり得る。
電気穿孔法パラメータは、組織に様々な効果をもたらすように変化させることができる。図3Aは、筋層(310A)と、絨毛(320A)と、を含む未治療置の十二指腸(300A)の断面画像である。図3Dは、筋層(310D)と、粘膜下組織(330D)と、絨毛陰窩(340D)と、絨毛(320D)と、を含む、その本来の未治療状態における十二指腸組織の例示的な変化の画像である。本明細書でより詳細に説明するように、図3Eは、大部分の熱治療を受けた十二指腸組織を示し、図3Fは、大部分のパルス化電場治療または変調された電場治療を受けた十二指腸組織を示す。天然組織と同様に見える保存された組織構造で主に粘膜層を治療する本明細書に記載の治療(例えば、図3F)は、図3Eに示される熱治療と比較して、組織への外傷を低減する。
十二指腸組織にパルス化電場を印加すると、非熱組織が変化する。例えば、図3Dは、正常な未治療(例えば、天然組織)のブタ十二指腸粘膜の画像である。図3Fは、進行する上皮喪失および固有層の構造的/構造的保存を伴う初期の粘膜組織学的外観の画像である。例えば、図3Fは、保存された固有層内での完全な天然の上皮喪失および初期の陰窩再生を伴う組織学的進行を示している。図3A~3Dおよび3Fを横切る腺層は、治療後の固有層の構造的保存を示している。例えば、組織病理学は、十二指腸組織において約1mmの深さで適用される本明細書に記載のPEF治療が、治療レベルで筋固有に影響を与えるパルス化電場エネルギーなしで粘膜層を治療することを確認する。
いくつかの変形では、パルス化電場(PEF)治療は、局所的な熱治療と組み合わせることができる。例えば、熱治療は表面組織または表面近くの組織に適用され得、一方、PEF治療は比較的深い組織に適用することができる。本明細書でより詳細に説明するように、1つ以上の層が受ける組織治療の深さは、電極設計、印加電圧、エネルギー送達の時間または持続時間、印加エネルギーの頻度、および組織構成のうちの1つ以上に基づいて調整することができる。このような制御の例は、約0.1mmの組織深さまで適用される熱治療および約1mmまでの組織深さに適用されるPEF処理である。PEF治療に対する熱治療の比率および深さは、所望の臨床転帰(例えば、効果)に基づき得る。いくつかの変形では、熱治療は、約3mmの組織深さまで適用され得、PEF治療は、約5mmの組織深さまで適用することができる。したがって、いくつかの変形では、PEF治療よりも多くの熱治療を組織に適用することができる。組織の深さおよび種類に基づいて、様々な治癒カスケードが最適であり得る。いくつかの変形では、約1mmまでの絨毛粘膜を熱治療して実質的に組織構造全体を交換することができ、粘膜下組織をPEF処理して組織構造を保存し、その層の迅速な治癒を促進することができる。さらに、熱治療もPEF治療も、より深い筋層に影響を与える可能性はない。
図3Bは、異なる治療を受けた十二指腸組織の例示的な変化の画像である。特に、組織(360)は、パルス化電場エネルギーまたは変調された電場エネルギーで処理され、第1の粘膜領域(362)は、さらに高周波エネルギーにさらされた。第1の粘膜領域(362)の切除された絨毛は、細胞膜を破壊し、細胞構造を破壊したため、これらの細胞はもはや生存または機能していない。対照的に、第2の粘膜領域(360)は、細胞膜が無傷のままであるが、細胞がもはや生存および機能していない細胞溶解を受けた細胞を有する。つまり、細胞溶解は、無傷の細胞構造を伴う機能的な細胞死に対応し、一方、切除は、細胞構造および機能の両方の喪失を意味する。粘膜下組織(370)および粘膜筋板(380)は、健康を維持する(例えば、生存可能で、かつ細胞の完全性を伴って完全に機能する)。図3Bでは、第1の粘膜領域(362)における絨毛は熱的に切除され、その一方で、第2の粘膜領域(360)における細胞溶解は、パルス化電場または変調された電場によって生じる。第1の粘膜領域(362)の熱病変に隣接する第3の粘膜領域(363)は、全く治療されておらず、生存可能な組織を備える。
図3Cは、熱およびパルス化電場を伴う治療の約24時間後の組織からの十二指腸の組織学的スライドを示し、損傷した細胞を伴う、陰窩層までの粘膜の部分的処理を示している。第4の粘膜領域(391)は、絨毛関連腸内分泌細胞を含む、絨毛の熱/熱固定組織に対応する。第4の粘膜領域(391)は、高色核および高好酸球性細胞質染色による細胞の詳細を伴う構造的および細胞学的保存を示している。全体として、間質性出血および浸潤性の治療後関連炎症細胞は特定されていない。熱固定された組織が脱落し、続いて表面の再上皮化および陰窩細胞の再増殖を伴う絨毛状の構造的治癒が予想され得る。陰窩組織は、熱およびパルス化電場効果の組み合わせによって部分的に影響を受ける。組織治癒のタイムラインは、熱効果のないパルス化電場治療のタイムラインよりも長くなると予想される。粘膜下組織(370)および粘膜筋板(380)は、組織学的に影響を受けない。図3Eは、組織の足場が燃やされて破壊され、治癒中に剥がれて取り除かれるという粘膜固有層を破壊する、孤立した温熱組織治療(すなわち、付随するパルス化電場曝露なし)後の24時間のブタ十二指腸組織学の例示的な変化の画像である。これは、熱/熱固定なしの熱/熱誘発性凝固壊死と一致する、熱組織線量の組織学的特徴を示している。この領域では、腺上皮および神経内分泌細胞(321)は、細胞の「ゴースト画像」と一致して、細胞学的詳細の喪失を示している。粘膜層(341)の間質性出血および反応性炎症細胞は、領域の縁に存在する。粘膜下組織(331)および粘膜筋板(311)も、損傷に関連した変化を示している。この領域は、粘膜再生を伴う吸収およびリモデリングを伴う虚血型凝固壊死と同様に治癒すると予想され得る。熱病変は、固有層を破壊した。足場は燃やされて破壊され、治癒中に剥がれて取り除かれる。この領域の組織治癒時間枠は、パルス化電場治療で予想される時間枠よりも長くする必要がある。
図3Fは、筋層を含まない制御された深さまでパルス化または変調された電場エネルギーで治療を受けた、十二指腸組織、未治療の粘膜筋板層(310)、粘膜下組織(330)、粘膜下組織(332)、部分的な細胞溶解および維持された組織足場を伴う治療された絨毛陰窩(342)、および絨毛の脱落を伴う治療された絨毛(322)の例示的な変化の画像である。処理された粘膜下組織(332)も、組織の足場を維持する。これらの処理された組織は、細胞膜が無傷のままであるが、細胞がもはや生存および機能していない細胞死を経た細胞を示している。治癒カスケードは、多数の炎症細胞の浸潤なしにこれらの細胞を置き換え、表面は再上皮化し、絨毛状の構造的治癒および陰窩細胞の再増殖を伴う。筋板(310)は、パルス化電場エネルギーによる治療効果がなくても、健康を維持している(例えば、生存可能であり、細胞の完全性を伴って完全に機能している)。つまり、パルス化電場エネルギーまたは変調された電場エネルギーでは、細胞死は無傷の細胞構造を伴う機能的細胞死に対応し、一方、切除は細胞構造および機能の両方の喪失、ならびに積極的な壊死性炎症反応治癒カスケードを意味する。
いくつかの変形では、治療の目標深度は、粘膜層を含むが、筋肉性固有の治療を除外する。組織病理学を通して評価されたヒト組織データは、パルス化電場が治療レベルで筋固有部に浸透しないPEF組織治療のための約1mmの目標深度をサポートする。結果として、粘膜は、1日目の陰窩および腺上皮再生の開始(例えば、図72A、72B)、3日目の表面の再上皮化を伴う上皮発達の継続(例えば、図73)、7日目の初期の石畳のような鈍化した絨毛の発達(例えば、図74A、74B)を伴う治癒進行を示し、14日目の絨毛の伸長および狭窄まで続く(図75)。本明細書に記載の方法に基づいて、治癒反応は、基本的に約30日で完了し得る。さらに、本明細書に記載のシステム、装置、および方法は、十二指腸の周囲および長さ全体にわたって均一な治療範囲を提供することができる。
糖尿病を治療するためのいくつかの方法は、筋板を治療せずに十二指腸の粘膜下層を治療することを含み得る。従来の解決策は、粘膜筋板に悪影響を与えることなく粘膜下層を一貫して治療することはない。代わりに、従来の解決策は、筋板を保護するために、生理食塩水注射によるリフトなどの複雑な緩和ステップを追加する場合がある。参考までに、粘膜層は、典型的には約0.5mm~約1mmの厚さを有し、粘膜下層は、典型的には約0.5mm~約1mmの厚さを有し、筋板は、典型的には約0.5mmの厚さを有する。筋板への損傷を誘発すると、有害な臨床転帰をもたらす可能性がある。さらに、十二指腸の周囲に沿った解剖学的構造は均一ではないため、粘膜下組織だけを治療し、粘膜筋板は治療しないという取組みは複雑になる。
本明細書に記載の方法は、所定のパルス化電場または変調された電場を適用することによって、十二指腸における治療組織の大部分の完全性を失うことなく、および任意選択で、組織の一部分に対するパルス化電場または変調された電場を軽減するための組織の他の治療なしに、組織生存率を選択的に変更することができる。対照的に、RFベースのエネルギー治療は、主に熱誘発性の細胞溶解(例えば、細胞死)または切除を引き起こし、組織に無差別に損傷を与え、細胞構造を破壊する可能性があり、調整が困難であり得るため、治療結果に悪影響を及ぼす。いくつかの変形では、本明細書に記載の方法は、パルス化電場または変調された電場を印加して、十二指腸組織の所定の深さの範囲内(例えば、最大約1mm、約0.5mm~0.9mm)で、電極アレイに直接隣接する十二指腸組織の局所壊死細胞死(例えば、局所切除)を熱的に誘発し、かつ細胞溶解(例えば、機能細胞死)を誘発し、一方で、選択された深さよりも大きい組織への生理学的影響を最小限に抑えることを含み得る。
図3Fは、制御された深さまでパルス化または変調された電場エネルギーで治療を受けた十二指腸組織の例示的な変化の画像である。図3Fでは、筋層(310)および粘膜下組織(330)の一部分は未治療であり(すなわち、組織に送達されるエネルギーは、組織に影響を及ぼさない)、絨毛陰窩(342)、絨毛(322)および粘膜下組織(332)の異なる一部分が治療されている。よって、図3Fに示される十二指腸組織に適用される治療は、より表面的な(例えば、組織表面により近い)治療された粘膜下組織(332)およびより深い未治療の筋層(310)をもたらす。処理された組織には、細胞溶解を経た細胞が含まれており、組織の足場は無傷のままであるが、細胞はもはや生存および機能していない。穏やかな治癒カスケードが、これらの細胞に取って代わる。治療された粘膜下組織(332)に隣接する粘膜筋板(310)は、健康を維持している(例えば、生存可能であり、細胞の完全性を伴って完全に機能している)。
電極アレイの近くのパルス化電場または変調された電場は、組織のいくらかの熱加熱を生じさせ、それは、細胞の構造および機能の両方を破壊する組織の切除につながる可能性がある。しかしながら、本明細書に適用されるパルス化電場または変調された電場に起因する組織における細胞溶解は、少なくとも50%の細孔誘導かつ50%未満の熱誘導であり、その結果、細胞死の大部分は、無傷の細胞構造を伴う機能的細胞死を備える。例えば、パルス化電場または変調された電場によって生じる熱加熱は、概して、電極アレイの各電極から比較的小さな半径に局在し、筋板などの組織のより深い層に影響を与えない。
本明細書に記載のシステム、装置、および方法は、エネルギーを送達して、各組織層に最適化された治療特性を提供し、治療結果を改善する。組織の表面近く(例えば、約0.5mm未満、約0.1mm~約0.5mm)で、熱加熱は、治療後に脱落し得る組織の局所的な壊死性細胞死を引き起こす可能性がある。約0.5mm~約1.3mmの組織深さ(例えば、十二指腸の粘膜)では、熱加熱が制限されている(例えば、約13℃上昇または6℃上昇未満)一方、パルス化電場または変調された電場によって細胞溶解が生じ得る。例えば、約1.0mmでの電場強度は、約2.5kV/cmであり得る。1.0mmを超える組織の深さでは、組織に送達されるエネルギーにより、さらに少ない熱加熱で可逆的な電気穿孔が生じるため、より深い組織は実質的に未治療になり得る。よって、粘膜の細胞溶解のためにパルス化電場エネルギーまたは変調された電場エネルギーを依然として送達する一方で、熱加熱は、表面組織層(例えば、約0.5mm未満、約0.1mm~約0.5mm)に制限することができる。
例えば、図3Cは、絨毛(391)が、熱加熱(例えば、50%を超える)と毛穴によって誘発される細胞死(例えば、50%未満)との組み合わせによって治療される、本明細書に記載の十二指腸組織を治療する方法を経た十二指腸組織の例示的な変形の画像である。絨毛陰窩および粘膜下組織(370)に印加されたパルス化電場または変調された電場は、組織を、熱加熱による細胞死の寄与がより少ない(例えば、50%未満)、毛穴誘導細胞死の大部分(例えば、50%以上)まで治療した。筋板(380)は、パルス化電場または変調された電場または他の方法によって、実質的に治療されていない。例えば、図3Cの粘膜下組織は、生理食塩水注射を受けていない。治療の深さは、絨毛陰窩などの粘膜層の所定の部分が、必要に応じて未治療のままであるように制御することができる。本明細書に記載の電極アレイの構成および形状は、本明細書に記載の組織治療特性を可能にし得る。
対照的に、他の形態の熱エネルギー(例えば、蒸気、高周波、レーザ、加熱された液体)を十二指腸に適用する従来の解決策は、組織の複数の層を通して熱的に切除する(例えば、50%を超える熱誘導壊死性細胞死および50%未満の細孔誘導細胞死を誘発する)、それにより、同様の深さで粘膜の細胞構造を破壊し、粘膜に有害な熱損傷を与える可能性がある。十二指腸のより深い層(例えば、筋)に熱エネルギーを適用する際の意図しない熱損傷のリスクを軽減する試みにおいて、生理食塩水を十二指腸組織の一部分(例えば、粘膜下組織(330))に注入することができる。この追加のステップは、手順をさらに複雑にし、かつ望ましくない熱組織の損傷を防ぐのに必ずしも十分ではない。ここで説明するパルス化電場または変調された電場に基づく方法は、この追加のステップを排除し、パルス化電場装置によって生成されるエネルギー送達特性を改善することにより、不要な組織損傷に対する保護を強化する。
いくつかの変形では、組織温度の上昇を監視および/または最小化しながら、パルス化電場治療を適用することができる。例えば、組織温度の所定の上昇(例えば、約1℃、約2℃、約3℃)の後に、エネルギー送達の一時停止(例えば、所定の時間間隔)を続けて、組織を冷却してもよい。このようにして、送達される総エネルギーは、組織温度を所定の閾値未満で(例えば、安全限界未満に)上昇させ得る。いくつかの変形では、所定の閾値は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、最大約3℃、約6℃、約10℃、約13℃であり得る。
さらに、望ましくない熱組織損傷を制御する際の従来の解決策が直面する困難は、本明細書に記載のパルス化電場エネルギーレベルまたは変調された電場エネルギーレベルおよび方法を使用することから通常の技能の1つを遠ざけるであろう。いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場によって生じる組織出力密度は、高周波切除によって生じる組織出力密度よりも数桁高くなる可能性がある。例えば、高周波切除の類似の設計の電力密度比は、高周波装置が約25Vrmsで駆動され、パルス化電場装置が約600Vrmsで駆動される場合、約576であり得る。よって、ここで説明するパルス化電場法または変調された電場法が、組織を治療するだけでなく、緩和手順を必要とする過度の熱組織損傷なしに治療することは予想外である。さらに、電力密度の増加には、パルス化電場装置の追加の絶縁および保護、ならびにそのようなピーク電力レベルを生成可能な信号発生器が必要となり得る。一般に、PEF治療のデューティサイクルは、バルク組織の温度上昇を約10℃未満に保つために、高周波切除よりも数桁低くなる可能性がある。例えば、高周波切除エネルギーは、一般に、数秒間連続的に送達され得る。いくつかの変形では、PEF治療は、約0.0015の正味のデューティサイクルに対して、約10秒にわたって約15ミリ秒のオン時間を集合的に蓄積することができる。
図70は、パルス化電場治療(7010)の電圧出力を、高周波治療(7020)の電圧出力と経時的に比較したプロット(7000)である。RF治療(7020)の間、エネルギーは、図70の時間スケール内で連続的に送達され得、一方、PEF治療(7010)の間、エネルギーは、RF治療(7020)のための電圧出力よりも桁違いに高い電圧出力で断続的にパルス化される。
概して、ここで説明する装置は、十二指腸の管腔に配設可能な電極アレイに結合された細長い本体を備え得る。いくつかの変形では、装置は、十二指腸の一部分に解放可能に係合するように構成された拡張可能な部材をさらに備え得る。拡張可能な部材は、パルス化電場または変調された電場を生成するように構成された電極アレイを備え得るか、またはそれに結合することができる。電極アレイの電極は、他の組織への損傷を制限しながら、所望の組織を治療するための所定の均一性を有するパルス化電場または変調された電場を生成するように構成された所定の寸法と間隔とを有し得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、十二指腸の内径に係合するために、必要に応じて拡張および圧縮し得る。いくつかの変形では、本明細書に記載の装置を備えるシステムは、電極アレイに送達するためのパルス波形を生成して、それによって係合組織を治療するように構成された信号発生器をさらに備え得る。
ここでは、方法についても説明する。いくつかの変形では、例えば糖尿病を治療するための十二指腸組織を治療する方法は、パルス化電場装置を患者の十二指腸の第1の部分に向かって前進させることを含み得る。パルス化電場装置は、電極アレイを備える拡張可能な部材を備え得る。拡張可能な部材は、圧縮構成から拡張構成に移行して、拡張可能な部材(および電極アレイ)を、十二指腸の内面に近づけるか、または接触させることができる。拡張可能な部材は、それ自体がある範囲の直径を備え得る十二指腸の内周に対して力を加え、かつそれに一致する柔軟性を備え得る。第1のパルス波形を電極アレイに送達して、第1のパルス化電場または第1の変調された電場を生成し、第1の部分における組織を治療することができる。パルス化電場装置は、十二指腸の第2の部分(第1の部分の遠位または近位であり得る)に向かって移動(例えば、前進または後退)させることができ、第2のパルス波形が電極アレイに送達されて、第2のパルス化電場または第2の変調された電場を生成して、それによって第2の部分における組織を治療する。例えば、いくつかの変形では、信号発生器は、十二指腸の治療部分において、約400V/cmおよび約7000V/cmの電場強度に対応し得る約400V~約1500Vの駆動電圧を生成し得る。拡張可能な部材は、パルス化電場装置の移動中に、圧縮構成、半拡張構成、および拡張構成にあり得る。いくつかの変形では、視覚化装置は、パルス化電場装置および組織のうちの1つ以上を視覚化するように構成することができる。いくつかの変形では、温度センサの測定値を使用して、パルス波形の送達を監視および/または制御することができる。いくつかの変形では、電流および電圧の測定値を使用して、パルス波形の送達を監視および/または制御することができる。
I.システム
概要
ここで説明するシステムは、例えば、パルス化電場装置および視覚化装置など、組織を治療するために使用される構成要素の1つ以上を含み得る。図4は、パルス化電場装置(410)、信号発生器(430)、マルチプレクサ(470)、視覚化装置(450)、およびディスプレイ(460)のうちの1つ以上を備えるパルス化電場システム(400)の変形のブロック図である。
概要
ここで説明するシステムは、例えば、パルス化電場装置および視覚化装置など、組織を治療するために使用される構成要素の1つ以上を含み得る。図4は、パルス化電場装置(410)、信号発生器(430)、マルチプレクサ(470)、視覚化装置(450)、およびディスプレイ(460)のうちの1つ以上を備えるパルス化電場システム(400)の変形のブロック図である。
いくつかの変形では、パルス化電場装置(410)は、例えば、食道、胃、小腸などの、患者の1つ以上の体腔に配置されるようなサイズおよび形状の1つ以上(例えば、第1および第2)の細長い本体(412)を備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(410)は、1つ以上の拡張可能な部材(414)と、1つ以上の電極アレイ(416)と、1つ以上の拡張器(418)と、ハンドル(420)と、1つ以上のセンサ(422)と、ガイドワイヤ(424)と、送達カテーテル(426)と、をさらに備え得る。パルス化電場装置(410)の遠位端は、拡張器(418)を備え得、ガイドワイヤ(424)は、拡張器(418)の管腔から延在し得る。拡張可能な部材(414)は、電極アレイ(416)を備え得る。例えば、本明細書でより詳細に説明するように、いくつかの変形では、電極アレイ(416)は、拡張可能な部材(416)の表面(例えば、外面)に結合することができるが、他の変形では、電極アレイ自体が、拡張可能な部材を形成し得、および/または電極アレイは、拡張可能な部材と一体であり得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材(414)および/または電極アレイ(416)は、1つ以上の拡張器に隣接して、例えば、少なくとも1対の拡張器(418)の間に配設することができる。いくつかの変形では、パルス化電場システム(400)は、任意選択で、パルス化電場装置(410)上を前進するように構成された送達カテーテル(426)を備え得る。追加的または代替的に、パルス化電場装置(410)は、温度、圧力、インピーダンスなどのような1つ以上の所定の特性を測定するように構成された1つ以上のセンサ(422)を備え得る。
上記のように、パルス化電場システム(400)は、視覚化装置(450)を備え得る。いくつかの変形では、視覚化装置(450)は、治療手順の1つ以上のステップを視覚化するように構成することができる。視覚化装置(450)は、パルス化電場装置(410)の前進、パルス化電場装置および/またはその構成要素(例えば、電極アレイ(416))の位置決め、および治療手順の確認のうちの1つ以上を支援することができる。例えば、視覚化装置(450)は、ディスプレイ(460)または出力装置に送信される画像信号を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、視覚化装置(450)は、治療手順の間、パルス化電場装置(410)とは別に、およびそれと並行して前進させることができる。例えば、パルス化電場装置(410)の拡張可能な部材(414)は、視覚化装置(450)を保持するように構成することができ、その結果、体内を移動する際、パルス化電場装置(410)が視覚化装置(450)とともに並進する。拡張可能な部材(414)は、視覚化装置(450)を解放するために拡張することができ、よって、視覚化装置(450)の移動の自由を可能にする。他の変形では、視覚化装置(450)は、パルス化電場装置(450)と統合することができる。例えば、拡張器(418)は、視覚化装置(450)を備え得る。
視覚化装置(450)は、ユーザが治療手順を視覚化するのを補助する任意の装置(体内または体外)であり得る。いくつかの変形では、視覚化装置(450)は、内視鏡(例えば、チップオンチップカメラ内視鏡、3カメラ内視鏡)、画像センサ(例えば、カラーフィルタアレイおよび関連する処理回路付きまたはなしのCMOSまたはCCDアレイ)、カメラ、内視鏡、外部光源、および超音波カテーテルのうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、外部光源(例えば、レーザ、LED、ランプなど)は、光ファイバケーブルによって運ばれ得る光を生成し得る。追加的または代替的に、視覚化装置(450)は、照明を提供するために1つ以上のLEDを備え得る。例えば、視覚化装置(450)は、可撓性光ファイバ(例えば、ファイバスコープ)の束を備え得る。光ファイバケーブルまたはファイバスコープの束は、外部光源からの光を受信かつ伝搬するように構成することができる。内視鏡は、組織からの反射光を受容するように構成された画像センサと、パルス化電場装置と、を備え得る。視覚化装置(450)は、パルス化電場装置の任意の部分および/または身体の内部構造の視覚化を可能にするかまたは容易にする、任意の装置を備え得ることを理解されたい。例えば、視覚化装置は、リアルタイムX線画像化のための静電容量センサアレイおよび/または透視技術を備え得る。
いくつかの変形では、信号発生器(430)は、例えば十二指腸組織などの組織の所定の部分を治療するために、パルス化電場装置(410)にエネルギー(例えば、エネルギー波形、パルス波形)を提供するように構成することができる。いくつかの変形では、本明細書に記載のPEFシステムは、エネルギー源と、プロセッサと、を備える信号発生器を含み得る。信号発生器は、電極アレイに双極波形を送達するように構成することができ、それによって、組織(例えば、十二指腸組織)にエネルギーを送達することができる。送達されたエネルギーは、周囲の組織への損傷を最小限に抑えながら、十二指腸の粘膜を表面再建するのを支援することができる。いくつかの変形では、信号発生器は、1つ以上の双極波形を生成することができる。いくつかの変形では、信号発生器は、受信したセンサデータに応答して、波形の生成および送達を制御するように構成することができる。例えば、測定された温度が所定の範囲内に収まらない限り、エネルギー送達は変調され得る(例えば、抑制され得る)。
いくつかの変形では、神経刺激を制限するために、パルス波形は、平均して、約ゼロの正味電流(例えば、概して均衡な正および負の電流)を備え得、約2μ秒未満または約5μ秒未満の非ゼロ時間を有し得る。いくつかの変形では、パルス波形は、方形波を備え得る。例えば、パルス波形は、電圧駆動および電流駆動において正方形を備え得るか、またはパルス波形は、電圧駆動において正方形を備え得、および電流駆動において鋸歯形状を備え得る。いくつかの変形では、1つ以上のパルスは、電流および電圧の両方に対して半正弦波を備え得る。いくつかの変形では、1つ以上のパルスは、立ち上がり時間および立ち下がり時間が異なる2つの指数関数を備え得る。いくつかの変形では、1つ以上のパルスは、第1の電位における双極パルスと、それに続く第1の電位よりも低い第2の電位におけるパルス対と、を備え得る。
いくつかの変形では、パルス化電場装置(410)にマルチプレクサ(470)を結合することができる。例えば、マルチプレクサ(470)は、信号発生器(430)とパルス化電場装置(410)との間に結合することができ、または信号発生器(430)は、マルチプレクサ(470)を備え得る。マルチプレクサ(470)は、所定のシーケンスに従って信号発生器(430)によって生成されたパルス波形を受容する電極アレイ(416)の電極のサブセットを選択するように構成することができる。追加的または代替的に、マルチプレクサ(470)は、複数の信号発生器に結合することができ、選択された電極のサブセットに対して複数の信号発生器(430)のうちの1つによって生成される波形の間で選択するように構成することができる。
パルス化電場装置
概して、本明細書に記載のパルス化電場装置は、細長い本体と、電極アレイを備える拡張可能な部材と、を備え得る。パルス化電場装置は、十二指腸における配備および十二指腸の治療を容易にするように構成することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置は、パルス化電場エネルギーまたは変調された電場エネルギーを、十二指腸の内周に印加するように構成することができる。本明細書に記載の装置は、十二指腸の特定の事前に指定された部分のみ、および/または十二指腸の全長を治療するために使用することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置の電極アレイは、すべての値とその間のサブ範囲を含め、十二指腸の内面から約0.5mm~約1.5mmの治療深さ、例えば、約1mmで、約400V/cm~約1500V/cm、約1500V/cm~約4500V/cmの電場強度を生成し得る。いくつかの変形では、電場は、電場強度が、十二指腸の内面から約3mmで約400V/cm未満になるように減衰し得る。いくつかの変形では、所定の双極電流および電圧シーケンスを、パルス化電場装置の電極アレイに印加して、パルス化電場または変調された電場を生成することができる。生成されたパルス化電場または変調された電場は、十二指腸組織の所定の部分で細胞溶解を確実に誘発するために実質的に均一であり得る。例えば、生成されたパルス化電場または変調された電場は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、組織の所定の深さで最大約20%、約5%~約20%、約10%~20%、および約5%~約15%にまで空間的に変化し得る。さらに、パルス化電場装置は、生体適合性があり得、かつ胃酸および腸液に対して耐性があり得る。
概して、本明細書に記載のパルス化電場装置は、細長い本体と、電極アレイを備える拡張可能な部材と、を備え得る。パルス化電場装置は、十二指腸における配備および十二指腸の治療を容易にするように構成することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置は、パルス化電場エネルギーまたは変調された電場エネルギーを、十二指腸の内周に印加するように構成することができる。本明細書に記載の装置は、十二指腸の特定の事前に指定された部分のみ、および/または十二指腸の全長を治療するために使用することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置の電極アレイは、すべての値とその間のサブ範囲を含め、十二指腸の内面から約0.5mm~約1.5mmの治療深さ、例えば、約1mmで、約400V/cm~約1500V/cm、約1500V/cm~約4500V/cmの電場強度を生成し得る。いくつかの変形では、電場は、電場強度が、十二指腸の内面から約3mmで約400V/cm未満になるように減衰し得る。いくつかの変形では、所定の双極電流および電圧シーケンスを、パルス化電場装置の電極アレイに印加して、パルス化電場または変調された電場を生成することができる。生成されたパルス化電場または変調された電場は、十二指腸組織の所定の部分で細胞溶解を確実に誘発するために実質的に均一であり得る。例えば、生成されたパルス化電場または変調された電場は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、組織の所定の深さで最大約20%、約5%~約20%、約10%~20%、および約5%~約15%にまで空間的に変化し得る。さらに、パルス化電場装置は、生体適合性があり得、かつ胃酸および腸液に対して耐性があり得る。
拡張可能な部材
概して、ここで説明する拡張可能な部材は、治療手順中に十二指腸に対して電極アレイを位置付けるのを支援するように構成を変更するように構成することができる。例えば、拡張可能な部材は、組織に接触するように拡張して、組織に対してパルス化電場装置(例えば、細長い本体、電極アレイ、センサ)を所定の位置に保持することができる。拡張可能な部材はまた、部分的に拡張して、視覚化装置をパルス化電場装置に対して所定の位置に保持することができる。拡張可能な部材は、圧縮構成および拡張構成を備え得る。本明細書でより詳細に論じるように、いくつかの場合では、圧縮構成は、巻き構成であり得、拡張構成は、展開構成であり得る。さらに、いくつかの変形では、拡張可能な部材は、圧縮構成と拡張構成との間の半拡張された(または部分的に展開された)構成を備え得る。拡張可能な部材を圧縮構成に配置することにより、パルス化電場装置のサイズをコンパクトにすることができ、これにより、1つ以上の体腔を通ってより容易に前進することが可能になり得る。適切に配置されると、拡張可能な部材は拡張構成に移行することができ、これにより、拡張可能な部材の電極アレイが十二指腸の内周の全体または一部分に接触することが可能になる。いくつかの変形では、半拡張構成は、拡張可能な部材が、拡張可能な部材の管腔内に別の装置(例えば、視覚化装置)を保持することを可能にし得る。追加的または代替的に、管腔は、1つ以上の開口、開き、穴、スロット、それらの組み合わせなどを有する管状または非管状構造を指し得る。
概して、ここで説明する拡張可能な部材は、治療手順中に十二指腸に対して電極アレイを位置付けるのを支援するように構成を変更するように構成することができる。例えば、拡張可能な部材は、組織に接触するように拡張して、組織に対してパルス化電場装置(例えば、細長い本体、電極アレイ、センサ)を所定の位置に保持することができる。拡張可能な部材はまた、部分的に拡張して、視覚化装置をパルス化電場装置に対して所定の位置に保持することができる。拡張可能な部材は、圧縮構成および拡張構成を備え得る。本明細書でより詳細に論じるように、いくつかの場合では、圧縮構成は、巻き構成であり得、拡張構成は、展開構成であり得る。さらに、いくつかの変形では、拡張可能な部材は、圧縮構成と拡張構成との間の半拡張された(または部分的に展開された)構成を備え得る。拡張可能な部材を圧縮構成に配置することにより、パルス化電場装置のサイズをコンパクトにすることができ、これにより、1つ以上の体腔を通ってより容易に前進することが可能になり得る。適切に配置されると、拡張可能な部材は拡張構成に移行することができ、これにより、拡張可能な部材の電極アレイが十二指腸の内周の全体または一部分に接触することが可能になる。いくつかの変形では、半拡張構成は、拡張可能な部材が、拡張可能な部材の管腔内に別の装置(例えば、視覚化装置)を保持することを可能にし得る。追加的または代替的に、管腔は、1つ以上の開口、開き、穴、スロット、それらの組み合わせなどを有する管状または非管状構造を指し得る。
図5Aは、パルス化電場装置(500)の変形の斜視図である。そこに示されているように、パルス化電場装置(500)は、第1の細長い本体(510)を備え得、第1の細長い本体(510)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(510)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(520)と、を備える。パルス化電場装置(500)は、拡張可能な部材(530)をさらに備え得、これは、その長手方向軸の周りで第2の細長い本体(520)の周りに(例えば、機械的に接触して)巻くことができる。例えば、図5A~5Dに示すように、拡張可能な部材(530)は、第2の細長い本体(520)の周りの複数のターンを含み得、その結果、拡張可能な部材(530)は、第2の細長い本体(520)の周りにくるまっているか、または巻き付けられた複数(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、またはそれ以上)の層を形成する。すなわち、拡張可能な部材(530)は、第2の細長い本体(520)と機械的に接触していてもよい。いくつかの変形では、拡張可能な部材(530)(例えば、回路基板、フレックス回路)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。例えば、いくつかの変形では、拡張可能な部材はフレックス回路であり得、他の変形では、拡張可能な部材はベース層を備え、フレックス回路はベース層に結合することができる。電極アレイは、拡張可能な部材(530)の外面上に配設することができる。いくつかの変形では、コネクタ(540)は、第1の細長い本体(510)を拡張可能な部材(530)に結合することができる。例えば、コネクタ(540)は、拡張可能な部材(530)の少なくとも一部分が第1の細長い本体(510)に対して実質的に固定され得るように、拡張可能な部材(530)に構造的支持を提供するように構成することができる。
図5Aは、1つ以上の体腔を通って前進するように構成された圧縮または巻き構成における拡張可能な部材(530)を伴うパルス化電場装置(500)を示している。圧縮構成または巻き構成の場合、拡張可能な部材(530)は、第1の内径(例えば、管腔直径)と、第1の外径と、を伴う概ね円筒形状を有し得る。図5Bは、十二指腸の内面(分かりやすくするために図示せず)などの組織と係合するように構成された拡張構成または展開構成における拡張可能な部材(530)を伴うパルス化電場装置(500)を示す。拡張構成または展開構成の場合、拡張可能な部材(530)は、概ね楕円形状または円筒形状を有し得、第2の内径および第2の外径は、それぞれ第1の内径および第1の外径よりも大きい、所定の大きさを有する。拡張構成における拡張可能な部材は、それが係合する組織の形状に一致するように構成された所定の柔軟性を有し得る。
いくつかの変形では、第1および第2の細長い本体(510、520)は、互いに対して軸方向に回転して、拡張可能な部材(530)を、圧縮構成、拡張構成、およびそれらの間の半拡張構成との間で移行させるように構成することができる。例えば、第2の細長い本体(520)(例えば、内側ねじり部材、回転可能な部材)は、第1の細長い本体(510)の管腔内に回転可能に位置付けることができ、その結果、第1の細長い本体(510)に対する第2の細長い本体(520)の回転は、拡張可能な部材(530)を、巻き構成と展開構成との間で移行させることができる。これらの変形のいくつかでは、拡張可能な部材(530)の管腔(550)の内径は、すべての値とその間のサブ範囲とを含め、展開構成において少なくとも約8mm、少なくとも約10mm、または約8mm~約10mmであり得る。本明細書でより詳細に説明するように、視覚化装置(図示せず)を、拡張可能な部材(530)の管腔(550)内に配設して、視覚化を支援することができる。パルス化電場装置(500)は、視覚化装置の隣および/またはガイドワイヤ上で前進させることができることを理解されたい。いくつかの変形では、視覚化装置を使用して、前進を案内し、ガイドワイヤおよび/または他の視覚化モダリティ(例えば、透視)が必要とされないように治療手順を視覚化することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(530)は、圧縮構成と拡張構成との間の構成に移行するように構成することができる。例えば、拡張可能な部材(530)は、部分的拡張構成または半拡張構成(圧縮構成と拡張構成との間)に移行することができ、これにより、視覚化装置(例えば、内視鏡)を拡張可能な部材(530)の管腔内に配設することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材の内面は、半拡張構成における視覚化装置と係合して、かつそれを保持することができる。
図5Cおよび5Dの詳細な斜視図に示すように、拡張可能な部材(530)は、内端(532)(例えば、ロールの最も内側の部分)および外端(534)(例えば、ロールの最も外側の部分)を備え得る。図5Cは、圧縮構成における拡張可能な部材(530)を示し、図5Dは、拡張構成における拡張可能な部材(530)を示している。いくつかの変形では、内端(532)は、第2の細長い本体(520)に結合され得(例えば、その外面に取り付けられる)、外端(534)は、第1の細長い本体(510)(例えば、その外面)に結合することができる。このように、拡張可能な部材(530)の端部を、第1および第2の細長い本体(510、520)に結合することにより、拡張可能な部材(530)のサイズおよび形状をよりよく制御することができる。例えば、第2の細長い本体(520)の長手方向軸に実質的に平行な内端(532)の縁は、第2の細長い本体(520)の外面に取り付けることができ、その結果、内端(532)は、第2の細長い本体(520)の回転に伴って回転する。第2の細長い本体(520)の回転方向(例えば、時計回り、反時計回り)は、拡張可能な部材(530)の構成(例えば、拡張または圧縮)を確定し得る。例えば、第2の細長い本体(520)を、第1の細長い本体(510)に対して時計回りの方向に回転させると、拡張可能な部材(530)を拡張または展開することができ、その一方で、第2の細長い本体(520)を、第1の細長い本体(510)に対して反時計回りの方向に回転させると、拡張可能な部材を圧縮または回転させることができ、あるいはその逆も可能である。
いくつかの変形では、コネクタ(540)は、第1の細長い本体(510)を拡張可能な部材(530)の外端(534)に結合することができ、これにより、拡張可能な部材(530)は、第1の細長い本体(510)に対する位置を維持しながら、拡張および圧縮することができる。いくつかの変形では、コネクタは、拡張可能な部材(530)と第1の細長い本体(510)との間のねじれ制御アームとして機能し得る。いくつかの変形では、コネクタ(540)は、「S」形状などの湾曲した形状を備え得るか、または直線(線形)であり得る。図5Cおよび5Dに示す構成は、コネクタ(540)のサイズを最小化し、圧縮された装置(500)の直径を小さくすることによって、圧縮構成における装置(500)の前進を容易にする。
いくつかの変形では、電極アレイは、コネクタ(540)を通して、第1の細長い本体(510)に電気的に結合することができる。例えば、1つ以上のリードを、第1の細長い本体(510)の管腔およびコネクタ(540)の管腔を通して、電極アレイに結合することができる。追加的または代替的に、1つ以上のリードを、第2の細長い本体(520)の管腔を通して電極アレイに結合することができる。いくつかの変形では、コネクタ(540)は、剛性または半剛性の材料またはそれらの組み合わせで構成することができ、その結果、第1の細長い本体(510)に対する外端(534)の位置は、圧縮構成と拡張構成との間で実質的に同じままとなる。追加的または代替的に、本明細書に記載の拡張可能な部材は、オーム加熱を通して拡張および圧縮するように構成されたバイメタルストリップを備え得る。
図6Aは、巻き構成における拡張可能な部材(600)の変形の斜視図であり、図6Bは、展開構成における拡張可能な部材(600)の斜視図である。いくつかの変形では、拡張可能な部材(600)は、フレックス回路などの基板(610)を備え得る。さらに、拡張可能な部材(600)は、電極アレイ(図示せず)を備え得るか、または電極アレイに結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(600)は、所定の形状および/または直径に拡張するようにバイアスされた自己拡張材料から構成することができる。例えば、拡張可能な部材(600)は、可撓性ポリマー材料(例えば、ポリアミド、PET)、ニチノール、ステンレス鋼、銅、金、他の金属、接着剤、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材(600)の拡張および圧縮は、拡張可能な部材(600)上のシース(例えば、送達カテーテル)のそれぞれ収縮および前進によって引き起こされ得る。巻き構成における拡張可能な部材は、1つ以上のターンを含み得る。いくつかの変形では、巻き構成における拡張可能な部材(600)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約6mm~約15mmの直径を有し得る。いくつかの変形では、拡張構成における拡張可能な部材(600)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約10mm~約50mmの直径を有し得る。
図7Aは、展開構成における拡張可能な部材(700)の一部分の断面斜視図である。いくつかの変形では、拡張可能な部材(700)は、フレックス回路および支持体(720)などの基板(710)を備え得る。これらの変形では、支持体(720)は、拡張可能な部材(700)が拡張し、かつ十二指腸の内面に付着することを可能にするための構造的補強を提供し得る。すなわち、支持体(720)は、組織に対して並置力を加えて、処置中に拡張可能な部材(700)との係合を可能にするのを助けることができる。いくつかの変形では、支持体(720)は、基板(710)の剛性よりも大きい剛性を備え得、および/または1つ以上の構成要素(例えば、センサ、基準発生器)を備え得る。いくつかの場合では、支持体(720)は、拡張可能な部材(700)の半径方向の縁に沿って円周方向に延在し得る。いくつかの変形では、支持体(720)は、電極アレイに結合された基板(710)に剛性を追加するように構成することができる。いくつかの変形では、支持体(720)は、電極アレイ(730)の反対側の基板(710)の表面に沿って配設することができる。いくつかの変形では、支持体(720)は、拡張可能な部材(700)の拡張および圧縮を容易にするように構成された剛性または半剛性材料またはそれらの組み合わせから構成され得、ニチノール、ステンレス鋼、炭素、ポリマーなどのうちの1つ以上を含み得る。
図7Bは、基板(710)と、支持体(720)と、電極アレイ(730)と、を備える拡張可能な部材(700)の詳細な断面斜視図である。図7Bに示すように、電極アレイ(730)は、基板(710)の外面上に配設された複数の実質的に平行な細長い電極を備え得る。追加的または代替的に、複数の細長い電極は、互いにかみ合った構成を備え得る。例えば、複数の細長い電極は、湾曲した形状(例えば、S字形、W字形)を備え得る。
電極アレイ(730)は、拡張可能な部材(700)の一貫した拡張および圧縮を容易にするために、拡張可能な部材(700)の曲げ剛性を修正するように構成することができる。いくつかの変形では、電極アレイ(730)は、約2.3:1~約3.3:1および約2.8:1~約3.0:1の電極の幅に対する近接電極間の中心間距離の比を備える複数の電極を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備える。いくつかの場合では、電極アレイは、複数の半楕円形電極を備え得る。いくつかの変形では、電極アレイ(730)は、基板(710)の表面に対して突出する、および/または窪みように構成された複数の電極を備え得る。いくつかの変形では、電極アレイ(730)の1つ以上の電極は、基板(710)に対して、約-0.25mm~約0.765mmで高さが異なる場合がある。
図8A~33Bは、追加のパルス化電場装置の変形を示している。図8Aは、巻き構成におけるパルス化電場装置(800)の変形の斜視図である。巻き構成における装置(800)は、1つ以上の体腔を通って前進するように構成することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置(800)は、第1の細長い本体(810)を備え得、第1の細長い本体(810)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(810)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(820)と、を備える。拡張可能な部材(830)は、第2の細長い本体(820)の周りまたはその周囲に巻くことができる。例えば、拡張可能な部材(830)は、第2の細長い本体(820)の周りの複数のターンを含み得る。拡張可能な部材(830)は、第1の細長い本体(810)および第2の細長い本体(820)の遠位部分に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(830)(例えば、回路基板、フレックス回路)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。例えば、電極アレイを、拡張可能な部材(830)の外面上に配設することができる。いくつかの変形では、コネクタ(840)は、第1の細長い本体(810)を拡張可能な部材(830)に結合することができる。
いくつかの変形では、装置(800)を備えるシステムは、拡張可能な部材(830)の管腔内に配設された第3の細長い本体(850)をさらに備え得る。これらの変形のいくつかでは、第3の細長い本体(850)は、視覚化装置(例えば、内視鏡)を備える。図8Bは、視覚化装置(850)(例えば、内視鏡)およびパルス化電場装置(800)の変形の斜視図である。図8Bでは、拡張可能な部材(830)は、視覚化装置(850)が拡張可能な部材(830)の管腔内に配設されるのに十分な部分的な展開構成(例えば、半拡張)に移行し得る。例えば、装置(800)は、視覚化装置(850)を装置(800)に対して所定の位置に保持するように構成することができる。このようにして、パルス化電場装置(800)および視覚化装置(850)は、1つ以上の体腔を通ってともに前進して、十二指腸へのナビゲーションおよび送達を容易にすることができる。目標の組織領域に送達されると、視覚化装置(850)は、パルス化電場装置(800)とは独立して移動できるように、パルス化電場装置(800)から切り離すことができる。追加的または代替的に、装置(800)は、装置(800)を視覚化装置(850)に解放可能に結合するように構成された結合機構を備え得る。例えば、結合機構は、係蹄、スナップ取付具、ワイヤループ、グラバー、鉗子、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。
図8Cは、展開(すなわち、完全な展開)構成における視覚化装置(850)およびパルス化電場装置(800)の斜視図である。例えば、第3の細長い本体(850)は、展開構成における第1の細長い本体(810)に対して並進するように構成することができる。図8Cのパルス化電場装置(800)および拡張可能な部材(830)は、十二指腸の内面(分かりやすくするために図示せず)などの組織と係合するように構成された展開構成を示している。いくつかの変形では、第2の細長い本体(820)(例えば、内側ねじり部材、回転可能な部材)は、第1の細長い本体(810)に対して回転して、拡張可能な部材(830)を、巻き構成と展開構成との間で移行させるように構成することができる。これらの変形のいくつかでは、拡張可能な部材(830)は、展開構成において直径が少なくとも10mmの管腔(860)を備え得る。
図5A~5Dのパルス化電場装置(500)と同様に、拡張可能な部材(830)は、内端(例えば、ロールの最も内側の部分)と反対側の外端(例えば、ロールの最も外側の部分)と、を備え得、内端は、第2の細長い本体(820)に結合することができ、外端は、第1の細長い本体(810)に結合することができる。図5A~5Dに関して上記でより詳細に説明したように、第2の細長い本体(820)の回転方向(例えば、時計回り、反時計回り)は、拡張可能な部材(830)の拡張または圧縮を確定し得る。
いくつかの変形では、コネクタ(840)は、第1の細長い本体(810)を、拡張可能な部材(830)の外端に結合することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、コネクタ(840)を通して、第1の細長い本体(810)に電気的に結合することができる。例えば、1つ以上のリードを、第1の細長い本体(810)およびコネクタ(840)を通して、電極アレイに結合することができる。追加的または代替的に、1つ以上のリードを、第2の細長い本体(820)を通して電極アレイに結合することができる。いくつかの変形では、コネクタ(840)は、剛性または半剛性の材料またはそれらの組み合わせで構成することができ、その結果、第1の細長い本体(810)に対する外端の位置は、巻き構成と展開構成との間で実質的に同じままとなる。
図9Aは、巻き構成における複数の拡張可能な部材を備えるパルス化電場装置(900)の変形の斜視図である。巻き構成における装置(900)は、1つ以上の体腔を通って前進するように構成することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置(900)は、複数の外側の細長い本体(910)を備え得、複数の外側の細長い本体(910)の各々は、管腔と、外側の細長い本体(910)の各管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(920)と、を備える。複数の拡張可能な部材(930)は、装置(900)の長さに沿って配設され得、かつ第2の細長い本体(920)の周りを転がされ得る。例えば、各拡張可能な部材(930)は、第2の細長い本体(920)の周りの複数のターンを含み得る。複数の拡張可能な部材(930)は、第2の細長い本体(920)の遠位部分に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(930)(例えば、回路基板、フレックス回路)の各々は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。拡張可能な部材(930)は、同じ電極アレイまたは異なる電極アレイを備え得る。電極アレイは、拡張可能な部材(930)の各々の外面上に配設することができる。いくつかの変形では、各拡張可能な部材(930)は、それぞれのコネクタ(940)によってそれぞれの外側の細長い本体(910)に結合することができる。よって、いくつかの変形では、パルス化電場装置(900)は、2つ、3つ、またはそれ以上のコネクタ(940)と、各拡張可能な部材(930)に対して1つ以上を備え得る。複数の拡張可能な部材(930)を備えるパルス化電場装置(900)は、より長い長さの組織を一度に治療することを可能にし、それにより、組織の異なる部分に対して装置(900)を複数回再配置する必要性を低減し得る。各拡張可能な部材(930)の長さおよび各拡張可能な部材(930)間の間隔は、同じであっても異なっていてもよい。エネルギーを、任意の所定の順序で装置(900)の複数の電極アレイに送達することができる。例えば、電極アレイは、パルス化電場または変調された電場を同時に生成するか、または同じまたは異なるパルス化波形と直列に生成することができる。すなわち、電極アレイは、独立して動作させることができる。
いくつかの変形では、パルス化電場装置(900)を備えるシステムは、拡張可能な部材(930)の管腔内に配設された第3の細長い本体(950)をさらに備え得る。これらの変形のいくつかでは、第3の細長い本体(950)は、視覚化装置(例えば、内視鏡)を備え得る。図9Bは、視覚化装置(950)(例えば、内視鏡)およびパルス化電場装置(900)の変形の斜視図である。例えば、第3の細長い本体(950)は、展開構成における第1の細長い本体(910)に対して並進するように構成することができる。図9Bのパルス化電場装置(900)および拡張可能な部材(30)は、十二指腸の内面(分かりやすくするために図示せず)などの組織と係合するように構成された展開構成を示している。いくつかの変形では、内側の細長い本体(920)(例えば、内側のねじり部材、回転可能な部材)は、外側の細長い本体(910)に対して回転して、複数の拡張可能な部材(930)を、巻き構成と展開構成との間で移行させるように構成することができる。これらの変形のいくつかでは、複数の拡張可能な部材(930)は各々、展開構成において直径が少なくとも10mmの管腔(960)を備え得る。いくつかの変形では、視覚化装置(950)は、複数の拡張可能な部材(930)のそれぞれの管腔(960)内に配設することができる。
図5A~5Dのパルス化電場装置(500)と同様に、拡張可能な部材(930)の各々は、内端(例えば、ロールの最も内側の部分)と外端(例えば、ロールの最も外側の部分)とを備え得、内端は、内側の細長い本体(920)に結合され、外端は、外側の細長い本体(910)のうちの少なくとも1つおよび電極アレイに結合されている。図5A~5Dに関して上記でより詳細に説明したように、内側の細長い本体(920)の回転方向(例えば、時計回り、反時計回り)は、複数の拡張可能な部材(930)の各々の拡張または圧縮を確定し得る。
いくつかの変形では、コネクタ(940)は、外側の細長い本体(910)をそれぞれの拡張可能な部材(930)の外端に結合することができる。いくつかの変形では、各拡張可能な部材の電極アレイは、コネクタ(940)を通して外側の細長い本体(910)に電気的に結合することができる。例えば、1つ以上のリードを、外側の細長い本体(910)およびコネクタ(940)を通して、各電極アレイに結合することができる。追加的または代替的に、1つ以上のリードを、内側の細長い本体(920)を通して電極アレイに結合することができる。いくつかの変形では、各コネクタ(940)は、剛性または半剛性の材料またはそれらの組み合わせで構成することができ、その結果、外側の細長い本体(910)に対する外端の位置は、巻き構成と展開構成との間で実質的に同じままとなる。いくつかの変形では、各電極は、独立したリードを備え得る。
いくつかの変形では、パルス化電場装置は、1つ以上の体腔を通って装置を前進させるのを支援するように構成された1つ以上の拡張器を備え得る。図10Aは、巻き構成におけるパルス化電場装置(1000)の変形の斜視図である。そこに示されているように、パルス化電場装置(1000)は、第1の細長い本体(1010)を備え得、第1の細長い本体(1010)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(1010)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1020)と、を備える。拡張可能な部材(1030)は、本明細書でより詳細に説明されるように、第2の細長い本体(1020)の周りに巻くことができる。例えば、拡張可能な部材(1030)は、第2の細長い本体(1020)の周りの複数のターンを含み得る。拡張可能な部材(1030)は、第1の細長い本体(1010)および第2の細長い本体(1020)の遠位部分に結合することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(1030)(例えば、回路基板、フレックス回路)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。例えば、電極アレイを、拡張可能な部材(1030)の外面上に配設することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1000)は、1つ以上の拡張器をさらに備え得る。例えば、パルス化電場装置(1000)は、遠位拡張器(1060)と、近位拡張器(1062)と、を備え得、その各々は、第1の細長い本体(1010)および第2の細長い本体(1020)のうちの1つに結合されている。拡張器(1060、1062)は、1つ以上の体腔を通してパルス化電場装置(1000)をスムーズに前進および/または後退させるのを助け、拡張可能な部材が組織に引っ掛かるのを防ぐのを補助することができる。例えば、拡張器(1060、1062)は、拡張可能な部材(1030)が体腔を通って前進するときに、拡張可能な部材(1030)の縁を組織と接触することから保護するように構成することができる。拡張器のうちの1つ以上は、窪み(1064)を備え得る。いくつかの変形では、窪み(1064)は、視覚化装置(例えば、内視鏡)などの別の細長い部材との嵌合または結合を容易にするように構成された形状を有し得る。拡張可能な部材(1030)は、遠位拡張器(1060)と近位拡張器(1062)との間に配設することができる。装置の拡張器の長さおよびテーパは、同じでも異なっていてもよい。例えば、遠位拡張器(1060)は、近位拡張器(1062)よりも急なテーパを有し得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1000)は、単一の遠位拡張器(1060)のみを備えていてもよい。
図10Bは、巻き構成における拡張可能な部材(1030)を伴うパルス化電場装置(1000)の詳細な斜視図である。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1000)は、第1の細長い本体(1010)、遠位拡張器(1060)、および近位拡張器(1062)のうちの1つ以上を拡張可能な部材(1030)に結合することができるコネクタ(1040)をさらに備え得る。例えば、コネクタ(1040)は、第1の細長い本体(1010)を、拡張可能な部材(1030)の外端に結合することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、コネクタ(1040)を通して、第1の細長い本体(1010)に電気的に結合することができる。例えば、1つ以上のリードを、第1の細長い本体(1010)およびコネクタ(1040)を通して、電極アレイに結合することができる。追加的または代替的に、1つ以上のリードを、第2の細長い本体(1020)を通して、電極アレイに結合することができる。いくつかの変形では、コネクタ(1040)は、剛性または半剛性の材料またはそれらの組み合わせで構成することができ、その結果、第1の細長い本体(1010)に対する外端の位置は、巻き構成と展開構成との間で実質的に同じままとなる。いくつかの変形では、遠位拡張器(1060)および近位拡張器(1062)は、第1の細長い本体(1010)に装着されている。いくつかの変形では、拡張器(1060、1062)の最大直径は、巻き構成における拡張可能な部材の直径とほぼ同じであり得る。例えば、拡張器(1060、1062)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約10mm~約15mmの最大直径を有し得、その場合、巻き構成における拡張可能な部材(1030)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約8mm~約15mmの直径を有し得る。
図10C、10D、および10Eは、展開構成における拡張可能な部材(1030)を伴うパルス化電場装置(1000)の斜視図である。展開構成では、拡張可能な部材(1030)は、十二指腸の内面(分かりやすくするために図示せず)などの組織と係合するように構成することができる。いくつかの変形では、第2の細長い本体(1020)(例えば、内側ねじり部材、回転可能な部材)は、第1の細長い本体(1010)に対して回転して、拡張可能な部材(1030)を、巻き構成と展開構成との間で移行させるように構成することができる。例えば、第2の細長い本体(1020)は、第1の細長い本体(1010)の管腔内に回転可能に位置付けることができる。これらの変形のいくつかでは、拡張可能な部材(1030)は、管腔(1080)を備え得、その直径は、巻き構成と展開構成との間で増大させることができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材の管腔の直径は、展開構成において少なくとも8mmであり得る。いくつかの変形では、展開構成における拡張可能な部材(1030)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約10mm~約50mm、および約15mm~約50mmの直径を有し得る。
いくつかの変形では、装置を備えるシステムは、拡張可能な部材の管腔内に配設された第3の細長い本体をさらに備え得る。これらの変形のいくつかでは、第3の細長い本体は、視覚化装置(例えば、内視鏡)を備える。図11は、視覚化装置(1150)(例えば、内視鏡)およびパルス化電場装置(1100)の変形の斜視図である。パルス化電場装置(1100)は、第1の細長い本体(1110)を備え得、第1の細長い本体(1110)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(1110)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1120)と、を備える。拡張可能な部材(1130)は、第2の細長い本体(1120)の周りに巻くことができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1100)は、1つ以上の拡張器をさらに備え得る。例えば、パルス化電場装置(1100)は、遠位拡張器(1160)と、近位拡張器(1162)と、を備え得、その各々は、第1の細長い本体(1110)および第2の細長い本体(1120)のうちの1つに結合されている。図11では、拡張可能な部材(1130)は、視覚化装置(1150)が拡張可能な部材(1130)の管腔内に配設されるのに十分な部分的な展開構成に移行し得る。例えば、装置(1100)は、視覚化装置(1150)を装置(1100)に対して所定の位置に保持するように構成することができる。このようにして、パルス化電場装置(1100)および視覚化装置(1150)は、1つ以上の体腔を通ってともに前進させることができる。
いくつかの変形では、パルス化電場装置の巻かれた拡張可能な部材は、拡張可能な部材の拡張および/または圧縮に対する改善された制御を可能にするアクチュエータを使用することによって構成を移行させることができる。例えば、アクチュエータは、歯車および/または摩擦ローラ(例えば、刻み付き摩擦ローラ)のセットと、回転する細長い本体から拡張可能な部材への回転トルクの一貫した伝達のために構成されたトラックと、を備え得る。図12Aは斜視図であり、図12Bは、アクチュエータ(1270)を備えるパルス化電場装置(1200)の変形の断面側面図である。そこに示されているように、パルス化電場装置(1200)は、それを通る管腔を備える第1の細長い本体(1210)と、第1の細長い本体(1210)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1212)と、アクチュエータ(1270)と、を備え得る。パルス化電場装置(1200)は、本明細書でより詳細に説明されるように、第2の細長い本体(1212)の周りに巻かれ、かつアクチュエータ(1270)に動作可能に結合される拡張可能な部材(1230)をさらに備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1200)は、1つ以上の拡張器、例えば、第1の細長い本体(1210)および第2の細長い本体(1212)のうちの1つに結合された、遠位拡張器(1250)と近位拡張器(1252)と、をさらに備え得る。いくつかの変形では、拡張器(1250、1252)の1つ以上は、シグモイド形状を有し得る。アクチュエータ(1270)は、遠位拡張器(1250)と近位拡張器(1252)との間に配設することができる。拡張可能な部材(1230)は、遠位拡張器(1250)と近位拡張器(1252)との間に配設することができる。拡張器(1250、1252)は、本明細書でより詳細に説明されるように、パルス化電場装置(1200)が1つ以上の体腔を通って滑らかに並進することを可能にし得る。
上記のように、パルス化電場装置(1200)は、拡張可能な部材(1230)に動作可能に結合され、かつ拡張可能な部材(1230)の拡張(例えば、展開)および圧縮(例えば、巻き)を補助するように構成されたアクチュエータを備え得る。いくつかの変形では、アクチュエータは、1つ以上の歯車を備え得、これは、拡張可能な部材(1230)内に形成された1つ以上のトラックとインターフェースし得る。例えば、図12A~12Cに示す変形では、アクチュエータ(1270)は、第1の歯車(1220)と、第2の歯車(1222)と、を備え得、これらの各々は、第2の細長い本体(1212)に結合することができる。拡張可能な部材(1230)は、その第1の側に第1のトラック(1232)と、その第2の側に第2のトラック(1234)と、をさらに備え得る。第1のトラック(1232)は、第1の歯車(1220)に動作可能に結合することができ、第2のトラック(1234)は、第2のギア(1222)に動作可能に結合することができる。これらの変形のいくつかでは、第1および/または第2のトラック(1232、1234)は、それぞれの歯車(1220、1222)の歯を受容するように構成された拡張可能な部材(1230)における複数の離間した開口部を含み得る。拡張可能な部材(1230)は、歯車(1220、1222)を介して、第2の細長い本体(1212)に結合することができる。図12Cは、拡張可能な部材(1230)のそれぞれのトラック(1232、1234)との歯車(1220、1222)の歯の係合を示す、パルス化電場装置(1200)の詳細な切開斜視図である。追加的または代替的に、アクチュエータは、拡張可能な部材(1230)を直接押すように構成された複数の歯のテクスチャを備える金属ローラを備え得る。金属ローラは、ドラムプロッタまたはフィルムキャニスタタイプの機構で動作するように構成することができる。図5A~5Dのパルス化電場装置(500)と同様に、拡張可能な部材(1230)は、内端(例えば、ロールの最も内側の部分)と外端(例えば、ロールの最も外側の部分)と、を備え得、内端は、第2の細長い本体(1212)に結合され、外端は、第1の細長い本体(1210)に結合されている。第2の細長い本体(1212)の回転方向(例えば、時計回り、反時計回り)は、拡張可能な部材(1230)の拡張または圧縮を確定し得る。いくつかの変形では、コネクタ(1240)は、第2の細長い本体(1212)を、拡張可能な部材(1230)の内端に結合することができる。拡張可能な部材(1230)の外端は、拡張器(1220、1222)のうちの1つ以上および第1の細長い本体(1210)に結合することができる。しかしながら、図12Aは、例示のために、拡張可能な部材(1230)の未装着の外端を示している。いくつかの変形では、巻き構成における拡張可能な部材(1230)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約6mm~約15mmの直径を有し得る。巻き構成における拡張可能な部材(1230)は、1つ以上のターンを含み得る。いくつかの変形では、拡張構成における拡張可能な部材(1230)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約10mm~約50mmの直径を有し得る。
いくつかの変形では、電極アレイは、コネクタ(1240)を通して、第2の細長い本体(1212)に電気的に結合することができる。例えば、1つ以上のリードを、第2の細長い本体(1212)およびコネクタ(1240)を介して、電極アレイに結合することができる。追加的または代替的に、1つ以上のリードを、第1の細長い本体(1210)を通して、電極アレイに結合することができる。
図13Aは、圧縮構成における拡張可能な部材(1330)を示し、かつトラック(1332、1334)の開口部の位置合わせに対応する拡張可能な部材(1330)を示す、パルス化電場装置(1300)の拡張可能な部材(1330)の変形の斜視図である。トラック(1332、1334)の開口部は、拡張可能な部材(1330)が圧縮構成にあるときに、互いに実質的に重なるようにサイズ決定および位置付けることができ、その結果、本明細書でより詳細に説明するように、歯車(例えば、歯車(1220、1222)の歯は、トラック(1332、1334)における複数の開口部を通過して、かつその中に位置付けられ得る。いくつかの変形では、トラック(1332、1334)のサイズおよび間隔は、スムーズな巻きおよび展開を支援するために、拡張可能な部材(1330)の長さに沿って変化させることができる。
図13Bは、展開構成における拡張可能な部材(1330)およびトラック(1332、1334)の平面図である。いくつかの変形では、隣接する開口部(例えば、トラック)(1362、1366)間の距離は、拡張可能な部材(1330)の長さに沿って変化させることができる。特に、隣接する開口部間の距離(1362、1366)は、拡張可能な部材(1330)の長手方向軸に沿って、拡張可能な部材の第1の端部(1302)から拡張可能な部材の第2の端部(1304)まで増加させることができる。例えば、第1の端部(1302)に隣接もしくはその近くの、または第1の端(第1の端部)における拡張可能な部材(1330)の第1の部分における寸法D(1366)は、第2の端(1304)に隣接もしくはその近くの、または第2の端(第2の端部)における拡張可能な部材(1330)の第2の部分における寸法B(1362)より小さくてもよい。逆に、各開口部(1360、1364)の長さは、拡張可能な部材(1330)の長手方向軸に沿って、第1の端(1302)から第2の端(1304)まで減少し得る。例えば、第1の端(1302)に隣接もしくはその近くの、または第1の端部における寸法C(1364)の長さは、第2の端(1304)に隣接もしくはその近くの、または第2の端部における寸法A(1360)の長さより長くあり得る。この間隔および開口形状により、以下でより詳細に説明する図13Cに示すように、拡張可能な部材が、巻き構成における歯車の周りにより正確で、かつコンパクトな形状を形成することが可能になり得る。
可変長の開口部および開口部間の距離を備える拡張可能な部材(1330)は、図13Cに示すように、歯車本体(1342)およびそこから延在する湾曲または角度のある歯を備える歯車の周りのよりコンパクトな巻き構成を可能にし得る。図13Cは、巻き構成における拡張可能な部材(1330)(図13Bに示される拡張可能な部材など)の例示的な変形である。拡張可能な部材(1330)は、1つ以上の歯(1312)を備える歯車(1310)の周りに巻かれて描かれている。図13Cに円筒歯車(例えば、円筒体を有する)として示されているが、歯車(1310)は、そうである必要はなく、歯車本体(1342)は、例えば、楕円形、正方形、長方形などの任意の適切な断面形状を有し得る。各歯(1312)は、トラック(1332、1334)の開口部間の均等な荷重伝達を容易にするように構成された所定のテーパ(例えば、傾斜した、湾曲した)形状を備え得る。拡張可能な部材(1330)の可変の間隔および開口形状は、歯車(1310)の周りの拡張可能な部材の正確な巻きを容易にし得る。図13Cに示す巻き構成では、拡張可能な部材(1330)は、1つ以上の重なり合う層(例えば、ターン)を含み得る。例えば、巻かれた拡張可能な部材(1330)の半径方向中心からの半径方向外向き方向において、拡張可能な部材(1330)は、第1の層(1345)(最も内側の層)と、第2の層(1347)と、第3の層(1349)と、第4の層(1351)(最も外側の層)と、を備え得る。巻き構成の拡張可能な部材(1330)のいくつかの層は、拡張可能な部材の少なくとも長さおよび厚さ、歯車の直径、歯の数などに基づき得る。隣接する開口部(例えば、トラック)間の距離(1341、1343)(例えば、スパイラルピッチ)は、第1層(1345)から第4層(1351)まで(例えば、半径方向外向きに)増加し得る。開口部(1332)の長さ(1341)は、第1の層(1345)から第4の層(1351)まで(例えば、半径方向外向きに)減少し得る。これにより、拡張可能な部材(1330)を、層間の最小の間隔で歯車(1310)の周りに巻くことが可能になり得る。したがって、トラック(1332、1334)の開口部は、歯車の歯(1312)上および/またはその周りに滑らかに適合し得、一方、トラック(1332、1334)間の拡張可能な部材(1330)の部分は、歯車の歯(1312)間で歯車の本体の周りに滑らかに適合し得、これは、巻き構成における拡張可能な部材(1330)の干渉、結合、およびバンチングを低減し得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(1330)(例えば、回路基板、フレックス回路)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。例えば、電極アレイは、拡張可能な部材(1330)の外面上に配設することができる。
いくつかの変形では、トラック(1332、1334)の開口部間の距離(1341、1343)(例えば、スパイラルピッチ)は、拡張可能な部材(1330)の厚さおよび拡張可能な部材(1330)のターン(例えば、層)の数の関数であり得る。例えば、拡張可能な部材(1330)は、拡張可能な部材(1330)のそれらの部分の厚さを増加させ得る電極アレイ(図13A~13Cには図示せず)のうちの1つ以上の電極(例えば、電極パッド)を備え得る。開口部(1332、1334)の長さおよび/または隣接する開口部間の距離は、拡張可能な部材(1330)の厚さの増加とともに増加し得る。
いくつかの変形では、第2の細長い本体(1312)(例えば、内側ねじり部材、回転可能な部材)は、第1の細長い本体(1310)に対して回転して、拡張可能な部材(1330)を、巻き構成と展開構成との間で移行させるように構成することができる。これらの変形のいくつかでは、拡張可能な部材(1330)をは、展開構成において直径が少なくとも10mmの管腔を備え得る。
図14~29Bは、膨張可能な部材(例えば、バルーン)を備える拡張可能な部材を含む追加のパルス化電場装置の変形を示す。図14Aは、パルス化電場装置(1400)および視覚化装置(1450)の変形の斜視図である。図14Bは、ベース層(1430)と電極アレイとを伴わないパルス化電場装置(1400)および視覚化装置(1450)の切開斜視図である。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1400)は、管腔を備える第1の細長い本体(1410)と、第1の細長い本体(1410)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1420)と、を備え得る。複数の拡張可能な部材(1460)は、第1の細長い本体(1410)に結合することができる。例えば、複数のトーラス形状またはスパイラルチューブ形状の拡張可能な部材(1460)を、第1の細長い本体(1410)に並列に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1460)は、つる巻き状、らせん状、および/または蛇行した形状であり得る。例えば、1つ以上の拡張可能な部材(1460)は、1つ以上のらせんまたはコイルを備え得る。これらの変形では、拡張可能な部材は、それぞれの細長い本体に結合された内端または外端を備える必要はない。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1460)は、膨張可能な部材を備え得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(1460)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかに結合することができるベース層(1430)(例えば、回路基板、フレックス回路)を備え得る。例えば、電極アレイ(1430)は、拡張可能な部材(1460)の外面上に配設することができる。第2の拡張可能な部材(1440)は、任意選択で、第2の細長い本体(1420)に結合することができ、かつ組織を拡張し、および/または体腔内の組織の視覚化を改善するように構成することができる。例えば、第2の拡張可能な部材(1440)は、第2の細長い本体(1420)の遠位端に同心円状に結合することができる。すなわち、第2の拡張可能な部材(1440)の中心長手方向軸は、第2の細長い本体(1420)の長手方向軸に結合することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1440)は、バルーンなどの膨張可能な部材であり得る。
図14Aおよび14Bは、パルス化電場装置(1400)および拡張構成または膨張構成における複数の拡張可能な部材(1460)を示しており、拡張可能な部材(1460)は、十二指腸の内面(分かりやすくするために図示せず)などの組織と係合するように構成されている。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1460)は、膨張構成において直径が少なくとも10mmの管腔を備え得る。いくつかの変形では、複数の拡張可能な部材(1460)は、圧縮構成と部分的または半拡張構成などの拡張構成との間の構成に移行するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張構成における拡張可能な部材(1600)は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約10mm~約50mm、および約15mm~約50mmの直径を有し得る。視覚化装置(1440)は、拡張構成における拡張可能な部材(1460)の管腔内に配設することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1440)の少なくとも近位端および遠位端は透明であり得、それにより、視覚化装置(1450)が第2の拡張可能な部材(1440)を通して画像化することを可能にする。
図15Aおよび15Bは、図14Aおよび14Bについて説明したものと同様のパルス化電場装置(1500)および視覚化装置(1550)の変形の切開斜視図である。そこに示されているように、パルス化電場装置(1500)は、第1の細長い本体(1510)を備え得、第1の細長い本体(1510)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(1510)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1520)と、を備える。複数の拡張可能な部材(1560)は、第1の細長い本体(1510)に結合することができる。例えば、複数のトーラス形状の拡張可能な部材(1560)を、第1の細長い本体(1510)に並列に結合することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(1560)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。例えば、電極アレイは、拡張可能な部材(1560)の外面上に配設するか、またはそれに結合することができる。第2の拡張可能な部材(1540)は、第2の細長い本体(1520)に結合することができる。例えば、第2の拡張可能な部材(1540)は、第2の細長い本体(1520)の遠位端に同心円状に結合することができる。すなわち、第2の拡張可能な部材(1540)の中心長手方向軸は、第2の細長い本体(1520)の長手方向軸に結合することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1540)は、バルーンなどの膨張可能な部材であり得る。視覚化装置(1540)は、拡張構成における拡張可能な部材(1560)の管腔内に配設することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1540)の少なくとも近位端および遠位端は透明であり得、それにより、視覚化装置(1550)が第2の拡張可能な部材(1540)を通して画像化することを可能にする。
図16は、パルス化電場装置(1600)および視覚化装置(1650)の変形の斜視図である。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1600)は、第1の細長い本体(1610)を備え得、第1の細長い本体(1610)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(1610)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1620)と、を備える。拡張可能な部材(1630)は、第1の細長い本体(1610)に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1630)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。例えば、電極アレイは、拡張可能な部材(1630)の外面上に配設するか、またはそれに結合することができる。拡張可能な部材(1630)は、拡張可能な部材(1630)の外側壁を拡張可能な部材(1630)の内側壁に長手方向に結合することによって形成される管腔と複数の細長い窪み(1632)とを備え得る。例えば、細長い窪み(1632)は、拡張可能な部材(1630)の内径および外径を制御するためにひだを付けることができる。この構成は、電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備える拡張可能な部材(1630)の拡張を支援することができる。例えば、1つ以上の電極は、細長い窪み(1632)の間の拡張可能な部材(1630)上に配設することができる。
第2の拡張可能な部材(1640)は、第2の細長い本体(1620)に結合することができる。例えば、第2の拡張可能な部材(1640)は、第2の細長い本体(1620)の長手方向軸に対してオフセットされている。例えば、第2の拡張可能な部材(1640)の側壁は、第2の細長い本体(1620)の遠位端に結合することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1640)は、バルーンなどの膨張可能な部材であり得る。視覚化装置(1640)は、拡張構成における拡張可能な部材(1640)の管腔内に配設することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(1630)は、第1の細長い本体(1610)に同心円状に結合することができる。いくつかの変形では、第1の細長い本体(1610)は、拡張可能な部材(1630)の側壁に結合することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1640)を、第2の細長い本体(1620)に結合し、拡張可能な部材(1630)の遠位に配設することができる。いくつかの変形では、視覚化装置(1650)は、拡張可能な部材(1630)の管腔内に配設することができる。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1640)の少なくとも近位端および遠位端は透明であり得、それにより、視覚化装置(1650)が第2の拡張可能な部材(1640)を通して画像化することを可能にする。いくつかの変形では、複数の電極は、本明細書でより詳細に説明されるように、複数の平行な細長い電極を備え得る。追加的または代替的に、複数の細長い電極は、互いにかみ合った構成を備え得る。例えば、複数の細長い電極は、湾曲した形状(例えば、S字形、W字形)を備え得る。
いくつかの変形では、パルス化電場装置は、所定の長さの組織を切除するための所定の長さの拡張可能な部材および/または電極アレイを備え得る。図17および18は、図16Aおよび16Bと同様であるが、複数の拡張可能な部材(1730、1830)を有するパルス化電場装置(1700、1800)および視覚化装置(1750、1850)の変形の斜視図である。複数の拡張可能な部材(1730、1830)間の間隔は、装置(1700、1800)の遠位端が曲がる程度を確定し得る。例えば、装置(1700)は、拡張可能な部材(1730)間の距離がより大きいため、装置(1800)よりも高い柔軟性を有し得る。
いくつかの変形では、パルス化電場装置(1700、1800)は、第1の細長い本体(1710、1810)を備え得、第1の細長い本体(1710、1810)は、それを通る管腔と、第1の細長い本体(1710、1810)の管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体(1720、1820)と、を備える。複数の拡張可能な部材(1730、1830)は、第1の細長い本体(1710、1810)に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1730、1830)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(分かりやすくするために図示せず)を備え得る。第2の拡張可能な部材(1740、1840)は、第2の細長い本体(1720、1820)に結合することができる。例えば、第2の拡張可能な部材(1740、1840)は、第2の細長い本体(1620)の長手方向軸に対してオフセットされている。いくつかの変形では、第2の拡張可能な部材(1740)は、バルーンなどの膨張可能な部材であり得る。視覚化装置(1640)は、拡張構成における拡張可能な部材(1640)の管腔内に配設することができる。拡張可能な部材(1740、1840)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。
いくつかの変形では、パルス化電場装置は、透明な膨張可能な部材を備える拡張可能な部材を備え得る。図19は、パルス化電場装置(1900)および視覚化装置(1940)の変形の斜視図である。いくつかの変形では、パルス化電場装置(1900)は、細長い本体(1910)を備え得、拡張可能な部材(1920)は、細長い本体(1910)に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1920)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(1930)を備え得る。例えば、電極アレイは、拡張可能な部材(1920)の外面上に配設するか、またはそれに結合することができる。拡張可能な部材(1920)の少なくとも近位および遠位部分は、視覚化装置(1940)が拡張可能な部材(1920)を通して視覚化することを可能にするために透明であり得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材(1920)は、細長い本体(1920)の遠位端に同心円状に結合することができる。すなわち、拡張可能な部材(1920)の中心長手方向軸は、細長い本体(1910)の長手方向軸と位置合わせし得、かつ同じであり得る。
図20は、図19と同様のパルス化電場装置(2000)および視覚化装置(2040)の変形の斜視図であり、拡張可能な部材(2020)の遠位に配設された第2の拡張可能な部材(2050)をさらに備える。第2の拡張可能な部材(2050)は、組織を膨張させるように構成することができる。第2の拡張可能な部材(2050)は、バルーンなどの膨張可能な部材であり得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(2000)は、細長い本体(2010)を備え得、拡張可能な部材(2020)は、細長い本体(2010)に結合することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(2020)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2030)を備え得る。拡張可能な部材(2020)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。
図21は、図20と同様であるが、遠位の第2の拡張可能な部材(2140)(例えば、膨張可能な部材)の近位に複数の拡張可能な部材(2130)を有するパルス化電場装置(2100)および視覚化装置(2150)の変形の斜視図である。複数の拡張可能な部材(2130)間の間隔は、装置(2130)の遠位端が曲がる程度を確定し得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(2100)は、細長い本体(2110)を備え得、複数の拡張可能な部材(2130)は、細長い本体(2110)に結合することができる。いくつかの変形では、複数の拡張可能な部材(2120)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2130)を備え得る。拡張可能な部材(2120)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。
図22は、図19と同様であるが、細長い本体(2210)に拡張可能な部材(2220)および第2の拡張可能な部材(2240)の側壁が取り付けられているパルス化電場装置(2200)および視覚化装置(2250)の変形の斜視図である。これは、視覚化装置(2250)を拡張可能な部材(2220)の中心に位置合わせすることができるので、視覚化装置(2250)による装置(2200)を通した視覚化を支援し得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材(2220)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2230)を備え得る。拡張可能な部材(2220)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。
図23は、図19と同様であるが、細長い本体(2310)に拡張可能な部材(2320)および第2の拡張可能な部材(2330)の側壁が取り付けられているパルス化電場装置(2300)および視覚化装置(2340)の変形の斜視図である。これは、視覚化装置(2340)を拡張可能な部材(2320)の中心に位置合わせすることができるので、視覚化装置(2340)による装置(2300)を通した視覚化を支援し得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材(2320)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(図示せず)を備え得る。拡張可能な部材(2320)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。
図24は、図21と同様であるが、細長い本体(2410)に拡張可能な部材(2420)および第2の拡張可能な部材(2440)(例えば、膨張可能な部材)の側壁が取り付けられているパルス化電場装置(2400)および視覚化装置(2450)の変形の斜視図である。いくつかの変形では、パルス化電場装置(2400)は、細長い本体(2410)を備え得、複数の拡張可能な部材(2420)は、細長い本体(2410)に結合することができる。いくつかの変形では、複数の拡張可能な部材(2420)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2430)を備え得る。複数の拡張可能な部材(2420)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。複数の拡張可能な部材(2420)間の間隔は、装置(2400)の遠位端が曲がる程度を確定し得る。
図25は、図23と同様であるが、第1の細長い本体(2520)の遠位端に拡張可能な部材(2530)が同心円状に結合されたパルス化電場装置(2500)および視覚化装置(2540)の変形の斜視図である。すなわち、拡張可能な部材(2530)の中心長手方向軸は、細長い本体(2520)の長手方向軸と位置合わせし得、かつ同じであり得る。同様に、第2の拡張可能な部材(2330)(例えば、膨張可能な部材)は、第1の細長い本体(2520)の管腔内に少なくとも部分的に配設された第2の細長い本体(2510)の遠位端に同心円状に結合されている。いくつかの変形では、拡張可能な部材(2530)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(図示せず)を備え得る。拡張可能な部材(2530)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。
図26は、図21と同様であるが、装置(2600)の柔軟性を示すために曲げられたパルス化電場装置(2600)および視覚化装置(2650)の変形の斜視図である。複数の拡張可能な部材(2620)間の間隔は、装置(2600)の遠位端が曲がる程度を確定し得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(2600)は、細長い本体(2610)を備え得、複数の拡張可能な部材(2620)は、細長い本体(2610)に結合することができる。いくつかの変形では、複数の拡張可能な部材(2620)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2630)を備え得る。複数の拡張可能な部材(2620)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。第2の拡張可能な部材(2610)は、複数の拡張可能な部材(2620)の近位の細長い本体(2610)に装着することができる。
図27は、図24と同様のパルス化電場装置(2700)および視覚化装置(2750)の変形である。例えば、各拡張可能な部材(2720)および第2の拡張可能な部材(2740)の側壁は、細長い本体(2710)に装着することができる。いくつかの変形では、複数の拡張可能な部材(2720)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2730)を備え得る。複数の拡張可能な部材(2720)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。複数の拡張可能な部材(2720)間の間隔は、装置(2700)の遠位端が曲がる程度を確定し得る。
図28Aは、パルス化電場装置(2800)および視覚化装置(2830)の拡張可能な部材(2810)の変形の斜視図である。図28B~28Eは、パルス化電場装置(2800)および視覚化装置(2830)の斜視図である。そこに示されるように、いくつかの変形では、パルス化電場装置(2800)は、細長い本体(2840)に結合された解放可能な細長い本体(2840)および拡張可能な部材(2810)を備え得る。拡張可能な部材(2810)は、管腔と、圧縮構成と、半拡張構成と、拡張構成と、を備え得る。拡張可能な部材(2810)は、電極アレイ(2820)をさらに備え得る。拡張可能な部材の管腔は、視覚化装置(2830)に解放可能に結合するように構成することができる。いくつかの変形では、管腔は、拡張可能な部材(2830)の中心長手方向軸を画定する。細長い本体(2840)は、膨張および圧縮のために、電極アレイ(2820)への電力および拡張可能な部材(2810)への流体のうちの1つ以上を提供するように構成することができる。本明細書で使用される場合、流体は、液体、気体、またはそれらの組み合わせを指す。例えば、いくつかの変形では、介入手順において一般的に使用されるガス、例えば、CO2および/または空気を使用することができる。
図28Aおよび28Cでは、視覚化装置(2830)は、拡張可能な部材(2810)の管腔内に配設され、視覚化装置(2830)が1つ以上の体腔を通して拡張可能な部材(2810)を並進させることを可能にする。図28Bは、拡張可能な部材(2830)から切り離された(例えば、分断された、分離された)視覚化装置(2830)を示す。これにより、視覚化装置(2830)は、例えば、拡張可能な部材(2810)の近位部分を画像化し、拡張可能な部材(2830)とは独立して操縦することが可能になり得る。エネルギー送達の完了後、視覚化装置(2830)は、拡張可能な部材(2830)に再結合され、患者から引き抜くことができる。図28Dでは、視覚化装置(2830)は、視覚化装置(2830)の遠位端が曲がり得るように、拡張可能な部材(2810)に対してさらに前進している。いくつかの変形では、図28Eに示すように、視覚化装置(2830)は、拡張可能な部材(2810)の管腔内で曲がることができる。
図29Aは、図28A~28Eと同様であるが、複数の拡張可能な部材(2910)を有するパルス化電場装置(2900)および視覚化装置(2930)の変形の斜視図である。複数の拡張可能な部材(2910)間の間隔は、装置(2900)の遠位端が曲がる程度を確定し得る。いくつかの変形では、複数の拡張可能な部材(2910)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかを備え得る電極アレイ(2920)を備え得る。図29Bは、図29Aに示す複数の拡張可能な部材(2910)から切り離された(例えば、分断された、分離された)パルス化電場装置(2900)および視覚化装置(2930)の斜視図である。
図30Aは、電極アレイ(3020)を備える拡張可能な部材(3010)(例えば、膨張可能な部材)を備えるパルス化電場装置(3000)の変形の斜視図である。いくつかの変形では、拡張可能な部材(3010)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかに結合することができるベース層(例えば、回路基板、フレックス回路)を備え得る。例えば、電極アレイ(3020)は、拡張可能な部材(3010)の外面上に配設することができる。電極アレイ(3020)は、拡張可能な部材の長手方向軸の周りに円周方向に配設された複数の実質的に平行な細長い電極を備え得る。図30Aの拡張可能な部材(3010)は、拡張構成で示されている。図30Bは、組織管腔(3030)内に位置付けられた図30Aのパルス化電場装置(3000)の斜視図である。図30Aの拡張可能な部材(3010)は、電極アレイ(3020)が組織管腔(3030)に接触するように拡張構成で示されている。
図31は、電極アレイ(3122)を備える拡張可能な部材(3110)(例えば、膨張可能な部材)を備えるパルス化電場装置(3100)の変形の斜視図である。電極アレイ(3122)は、所定のターンを含むらせん形状を備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材(3110)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかに結合することができるベース層(例えば、回路基板、フレックス回路)を備え得る。例えば、電極アレイ(3122)は、拡張可能な部材(3110)の外面上に配設することができる。
図32は、電極アレイ(3220)を備える拡張可能な部材(3210)に結合された視覚化装置(3230)を備えるパルス化電場装置(3200)の変形の斜視図である。拡張可能な部材(3210)は、圧縮構成と拡張構成との間で移行するように構成することができるステント様構造を備え得る。例えば、拡張可能な部材(3210)は、長さの変化およびらせん状の回転のうちの1つ以上によって、構成を変えることができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材(3210)は、本明細書に記載の電極アレイのいずれかに結合することができるベース層(例えば、回路基板、フレックス回路)を備え得る。例えば、電極アレイ(3220)は、拡張可能な部材(3210)の外面上に配設することができる。電極アレイ(3220)は、拡張可能な部材の長手方向軸の周りに円周方向に配設された複数の実質的に平行な細長い電極を備え得る。追加的または代替的に、複数の細長い電極は、互いにかみ合った構成を備え得る。図32の拡張可能な部材(3210)は、拡張構成で示されている。拡張可能な部材(3210)は、視覚化装置(3230)を受容するように構成された管腔を備え得る。図33Aおよび33Bは、それぞれ、図32のパルス化電場装置(3200)と同様の拡張可能な部材(3310)の側面図および斜視図である。
電極アレイ
概して、本明細書に記載の電極および電極アレイは、患者の十二指腸組織などの組織を治療するように構成することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、十二指腸に係合し、かつエネルギーを与えられて、組織の所定の部分を治療して、十二指腸を表面再建することができる。例えば、組織は、治療手順中にPEFエネルギーを使用して細胞溶解を受ける可能性がある。PEFエネルギー組織治療は、周囲の(例えば、より深い)組織に重大な損傷を与えることなく組織を迅速かつ正確に治療するために、所定の深さ(例えば、約1mm)で均一に送達され得る。
概して、本明細書に記載の電極および電極アレイは、患者の十二指腸組織などの組織を治療するように構成することができる。いくつかの変形では、電極アレイは、十二指腸に係合し、かつエネルギーを与えられて、組織の所定の部分を治療して、十二指腸を表面再建することができる。例えば、組織は、治療手順中にPEFエネルギーを使用して細胞溶解を受ける可能性がある。PEFエネルギー組織治療は、周囲の(例えば、より深い)組織に重大な損傷を与えることなく組織を迅速かつ正確に治療するために、所定の深さ(例えば、約1mm)で均一に送達され得る。
いくつかの変形では、組織治療特性は、電極アレイのサイズ、形状、間隔、組成、および/または形状によって制御することができる。例えば、電極アレイは、非平面組織表面に適合するように柔軟であり得る。いくつかの変形では、電極アレイは、非平面電極表面を形成するためにエンボス加工またはリフロー処理され得る。いくつかの変形では、電極アレイは、組織接触層を備え得る。いくつかの変形では、組織接触層は、電極と組織との間の塩橋として機能し得る。いくつかの変形では、電極アレイは、親水性コーティングを備え得る。いくつかの変形では、駆動電流要件を低減するために、電極アレイをサブアレイに分割することができる。
いくつかの変形では、隆起した、および/または丸みを帯びた(例えば、半楕円体の)電極は、概して、平坦な電極よりも組織とのより信頼できる接触を促進し、したがって、より均一な電場および改善された治療結果を促進し得る。例えば、電極との組織接触(例えば、並置)は、エネルギー送達中に電気回路を完成させ、したがって、均一な電場分布のために回路内の抵抗を提供する。隆起した、および/または丸みを帯びた(例えば、半楕円体の)電極は、鋭いエッジを低減し、アーク放電を低減し得る。電極アレイにおける離間した電極は、イオン濃度および関連する電気分解をさらに低減し得る。本明細書に示され、説明される電極アレイ構成(例えば、配列、間隔、形状、サイズ)は、対応する拡張可能な部材が繰り返し拡張および圧縮することを可能にする均一かつ離間した電極を提供する。
いくつかの変形では、電極のうちの1つ以上(例えば、複数の電極、アレイ内の電極の一部、アレイ内の電極のすべて)は、金、チタン、ステンレス鋼、ニチノール、パラジウム、銀、白金、それらの組み合わせなどの1つ以上の生体適合性金属を備え得る。いくつかの変形では、電極のうちの1つ以上(例えば、複数の電極、アレイ内の電極の一部、アレイ内の電極のすべて)は、非外傷性(例えば、鈍い、丸い)形状を備え得、その結果、電極は、組織に押し付けられたときに、組織に穴を開けることはない。例えば、電極アレイは、十二指腸の内周に係合し得る。
いくつかの変形では、電極アレイは、1つ以上のリード(例えば、導)によって信号発生器に接続することができる。例えば、リードは、細長い本体(例えば、外側のカテーテル、外側の細長い本体)を通って電極アレイまで延在し得る。リードの1つ以上の部分は、絶縁させることができる(例えば、PTFE、ePTFE、PET、ポリオレフィン、パリレン、FEP、シリコーン、ナイロン、PEEK、ポリイミド)。リードは、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに、所定の電位を維持するように構成することができる。
いくつかの変形では、電極アレイは、実質的に平行または互いにかみ合った構成における複数の細長い電極を備え得る。本明細書に記載の電極アレイの形状および構成は、過剰な熱、故障、蒸気発生などがなく、所定の組織深さ(例えば、約0.7mm、約1mm)で、所定の強度(例えば、約400V/cm~約7,500V/cm)の電場を生成し得る。対照的に、いくつかの電極構成は、前述の過剰な熱、故障、および蒸気発生につながり得る非常に高い電圧(例えば、数千ボルト)の印加なしで、生成される電場が急速に減少する形状(例えば、曲率半径)を備える。
図34Aは、基板(3420)上の複数の細長い電極(3410)を備える電極アレイ(3400)の変形の斜視図である。いくつかの変形では、電極(3410)の少なくとも1つは、半楕円形の断面形状を備え得る。いくつかの場合では、電極アレイ(3400)内の電極のすべて(3410)は、半楕円形の断面形状を備え得る。概して、電極の表面電荷が集中しているため、電極のポイントおよびエッジの近くで電場が強くなる。鋭いエッジの電極および高電場は、放電(例えば、アーク放電)、高熱量(例えば、沸騰)、高電流密度(例えば、電気分解)、および気泡のうちの1つ以上を生成し得る。本明細書に記載の半楕円形の断面形状は、鋭いエッジの電極と比して、これらの効果の1つ以上を低減し得る。いくつかの変形では、電極(3410)の長軸は、電極幅の2倍であり、電極の短軸は、電極の中央における電極高さに等しい。
本明細書に記載の電極アレイは、任意の適切な製造技術を使用して形成することができる。例えば、図37に示すように、いくつかの変形では、電極アレイ(3700)は、一対のエンボス金型(3750)間で電極アレイ(3700)を押圧して、複数の離間した丸い電極を形成することによって形成することができる。本明細書に記載の電極アレイは、はんだまたは他の金属の堆積、基板のディンプル、金属(例えば、金)のメッキ、および積層を含むがこれらに限定されない任意の適切な技術を使用して製造することができる。
いくつかの変形では、追加の層および/またはコーティングを、電極に適用することができる。例えば、図38に図示する電極アレイ(3800)は、本明細書でさらに説明するように、組織接触層(3810)を表現し得る。
平坦な電極のエッジが2d離れている場合(電極の幅)、等価の電場は、高さh(短軸)と、幅2w(wが長軸)と、を伴う楕円形の導体によって提供され、楕円の焦点は、中心からdである。偏心率は、式(2)によって与えられ得る。
ε=(1+(h/d)2)-1/2 式(2)
ε=(1+(h/d)2)-1/2 式(2)
盛り上がった電極の実装面積は、2w=2d/εであり、平坦な電極から1/2εの係数で増加する。盛り上がった、またははんだリフロー処理された電極が使用される場合、それらは概して、電極に平行なもの以外の中心線の周りで屈曲することに対して、ある程度の機械的抵抗を有するであろう。
いくつかの変形では、電極アレイに印加される駆動電圧は、少なくとも電極アレイの電極間の間隔ならびに電極の寸法に依存し得る。例えば、比較的幅広の細長い電極は、鋭く湾曲したエッジにおける強い電場強度の影響を低減し得る。いくつかの変形では、電極アレイは、治療手順のためのエネルギー送達を支援するために、複数のセット(例えば、グループ、ゾーン)で構成することができる。例えば、電極アレイは、拡張可能な部材の長さに沿って配設された複数のゾーンを備え得る。複数のゾーンは、例えば、所定の順序でアクティブにすることができる。
図34Bは、電極アレイ(3400)の断面側面図である。いくつかの変形では、電極アレイは、複数(例えば、4、8、12、16、20、24、30、およびそのうちの任意の範囲)の細長い電極を備え得る。例えば、電極アレイは、約6個を超える電極を備え得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、約2.3:1~約3.3:1、および約2.8:1~約3.0:1の、近接(すなわち、直接隣接する)電極と電極幅(3414)との中心間距離の比を備え得る。例えば、近接電極(3410)間の距離(3412)は、約1mm~約1.8mmであり得、電極(3410)の幅(3414)は、約0.6mm~約1.8mmであり得、電極(3410)の高さ(3416)は、約0.3mmなどの、すべての値とその間のサブ範囲とを含め、約0.15mm~約0.5mmまでであり得る。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、すべての値とその間のサブ範囲とを含め、約10mm未満、約7mm未満、および約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備える。いくつかの変形では、複数の細長い電極は、第1の電極と、第1の電極と平行な第2の電極と、を備え得る。追加的または代替的に、複数の電極は、互いにかみ合った構成を備え得る。いくつかの変形では、近接電極間の中心間距離および複数の細長い電極の幅は、実質的に等しくてもよい。
いくつかの変形では、近接電極は、約0.3mm~約6mmの加重平均距離だけ離間させることができる。加重平均距離は、次のように定義することができる。複数の細長い電極のうちの各電極は、座標s(xi,yi)(式3)を備え得、ここで、xおよびyは、電極アレイの表面に平行であり、第1の距離(s+)は第1の極性(例えば、正極性)の最も近い電極に平行であり、第2の距離(s)は、第1の極性と反対の第2の極性(例えば、負極性)の最も近い電極に平行である。加重平均距離(S)は、式(4)によって与えられ得る。
いくつかの変形では、電極の幅に対する電極の高さの比は、約1:4~約1:8であり得る。いくつかの変形では、複数の電極の表面積は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、電極アレイの表面積の約20%~約75%を含み得る。いくつかの変形では、複数の電極の表面積は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、所定の構成における拡張可能な部材の表面積の約20%~約45%を含む。いくつかの変形では、電極アレイは、面積で約36%の導体を備え得る。いくつかの変形では、複数の電極の表面積は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、十二指腸の表面積の約4%~約30%を含む。典型的な十二指腸は、約20mm~約45mmの円周と、約25mm~約35mmの長さと、約700mm2~約1850mm2の表面積と、を含み得る。
いくつかの変形では、電極アレイは、電極の複数のグループ(例えば、図51のゾーンA、B、Cを参照)を備え得、各グループは、所定の順序でアクティブにすることができる。いくつかの変形では、組織のより均一な治療(例えば、電極グループが交差する領域)は、各グループの最も端の電極の幅を減少させ、それらの電極間の距離を減少させることによって得ることができる。いくつかの変形では、組織のより均一な治療(例えば、電極グループが交差する領域)は、治療領域と重なるように各グループの最も端の電極を互いにかみ合わせることによって可能になり得る。
本明細書で詳細に説明するように、パルス化電場装置は、圧縮(例えば、巻き)構成および拡張(例えば、展開)構成を有する拡張可能な部材を備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、電極アレイ(例えば、複数の電極)を備え得るか、そうでなければ電極アレイから形成され得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材は、複数の電極を備えるフレックス回路を備え得る。図34Cは、電極アレイ(3400)を備える拡張可能な部材の例示的な変形の斜視図である。電極アレイ(3400)は、基板(3420)上に複数の細長い電極(3410)を備え得る。いくつかの変形では、電極アレイ(3400)は、フレックス回路の形態であり得る。そこに示されるように、フレックス回路は、電極アレイ(3400)または複数の電極、例えば、複数の細長い平行電極を備え得る。拡張可能な部材は、図34Cにおいて、展開された円筒形の構成で図示されている。
図35は、本明細書に記載の電極幅に対する電極間隔の比を有する電極アレイの電場強度プロットである。そこに見られるように、これらの電極アレイは、実質的に均一な電場を生成する。パルス化電場または変調された電場は、電極アレイからの所定の治療距離で、最大約20%にまで空間的に変化し得る。例えば、電極(3510)によって生成された電場(3520)は、電極アレイから約0.7mm(電極アレイと接触している組織の粘膜下層内)の距離で最大約20%にまで空間的に変化し得る。これにより、エネルギー供給と治療結果との一貫性が向上し得る。
図80Aは、電極アレイ(8010)の変形の電場強度プロット(8000)である。いくつかの変形では、電極アレイ(8010)は、その表面全体にわたって所定の組織治療深さ(8030)で実質的に均一な電場(8020)を生成するように構成することができる。例えば、所定の組織深さは、約2500V/cmの電圧場を受容するように構成することができる。約50Aの電流および約350kHzの周波数で約600Vの電圧を、電極に印加することができる。これにより、エネルギー供給と治療結果との一貫性が向上し得る。
図80Bは、電極アレイ(8110)の変形の電場強度プロット(8100)である。いくつかの変形では、電極アレイ(8110)は、第2の所定の組織深さ(8140)で治療閾値を下回る電場の大きさを伴う、第1の所定の組織治療深さ(8130)で実質的に均一な電場(8120)を生成するように構成することができる。例えば、電極アレイ(8110)は、約600Vの電圧を受容し、かつ約1.48mmの組織深さで治療閾値を下回る電場(8120)を生成することができる。
いくつかの変形では、約2500V/cmの電圧場を受容する組織治療深さ(例えば、mm)は、電極構成および電極アレイに印加される電圧に依存し得る。例えば、組織治療には約2,000V/cmが必要な場合があり、この場合、表の値は、同じ印加電圧において、より深い組織治療に調整される。電流は、組織の導電率および電極構成に依存し得る。一定の電圧を仮定すると、電場の浸透も一定である。組織治療比率は、治療中の組織の状態(例えば、伸ばされた、圧縮された、電極と接触している)に依存し得る。組織治療の深さは、組織治療比率、電流、実効電圧、および組織タイプのうちの1つ以上に依存し得る。以下の表1は、組織治療の深さに対する電圧場の深さの所定の比率を提供するように構成されたパラメータのセット(例えば、電圧、電流、電力)の例示的な変形を提供する。
図36は、電場均一性を欠く従来の電極アレイの電場強度プロットである。電極(3610)は、生成された電場(3620)が、粘膜下組織のいくつかの部分に最大約200V/cmの電場強度を提供し、一方で、他の部分は電場(3620)があったとしてもほとんど受容しないような形状および間隔を有する。同様に、最大約1000V/cmの電場強度が粘膜のいくつかの部分に提供され、他の部分は、電場があったとしてもほとんど受容しない(3620)。したがって、従来の電極の場合、組織のいくつかの部分に所定量のエネルギーが送達されたとしても、エネルギー送達の一貫性が低いと、治療結果に対するプラスの影響は限定される。
いくつかの変形では、本明細書に記載の電極アレイは、組織接触層をさらに備え得る。組織接触層は、電極と組織との間に提供されて、問題の伝導を改善し、かつ電極の端における電流の密集による燃焼を低減することができる。図38は、組織接触層(3810)を備える電極アレイ(3800)の例示的な変形の概略断面図である。電極アレイ(3800)は、複数の離間した丸い電極(例えば、エンボスディンプル)を形成する一対のエンボス金型(例えば、金型(3750))によって形成することができる。
図39は、組織接触層(3920)を備え、かつ組織(3910)(例えば、十二指腸)と接触している電極アレイ(3900)の概略断面図である。いくつかの変形では、組織接触層(3920)は、電極および/または電極アレイの基板上に配設することができる。組織接触層(3920)は、電極の導電率よりも低い導電率を備え得る。いくつかの変形では、組織接触層の導電率は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.03S/m~約0.9S/m、約0.03S/m~約0.3S/m、および約0.01S/m~約0.7S/mであり得る。いくつかの変形では、組織接触層は、電極の幅の約10%~約20%の厚さを備え得る。いくつかの変形では、組織接触層は、炭素粒子負荷ゴムなどのオーム電気導体、または塩化ナトリウムまたは炭素などのイオン伝導体を伴う連続気泡スポンジなどの多孔質材料で構成することができる。
いくつかの変形では、電極間および/または電極の縁上に配設された組織接触層の一部分は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.02mm~約0.08mmの厚さと、約0.02S/m~約0.4S/mの導電率と、を備え得る。電極エッジ上に配設された組織接触層は、電極の高電場強度部分の電流引き込みを低減することによって加熱を低減することができる。例えば、組織接触層のこの部分は、ポリマーマトリックス(例えば、アクリル)中に配設されたカーボンブラックを備え得る。例えば、1つ以上の電極エッジは、約0.02mm~約0.05mmの厚さと、約0.02S/m~約0.4S/mの導電率と、を備える組織接触層(例えば、カーボンブラック)を備え得る。カーボンブラックは、紫外線エネルギーを吸収し、かつスパークオーバーを低減することにより、電極アレイの性能を向上させ得る。
いくつかの変形では、電極アレイは、組織に対するパルス化電場装置の滑りやすさを改善するために、電極および/または基板上に配設された親水性層をさらに備え得る。同様に、拡張器またはパルス化電場装置の任意の構成要素は、組織に対するパルス化電場装置の滑りやすさを改善するために、親水性層を備え得る。
図40は、電極アレイ(4000)の例示的な変形の概略断面側面図である。電極(4000)から離れた所定の治療距離で組織を均一に治療するために、電極より上(例えば、Ezに沿って)および電極間の空間より上(例えば、Exに沿って)の電場強度は可能な限り均一であることが有益であり得、その結果、組織が同じエネルギーで治療され得る。
図41A~41Dは、電極幅に対する中心間の電極間隔の比が電場強度均一性にどのように影響するかを示す、例示的な電極アレイの変形の電場強度プロットである。1mm以下の治療深さの場合、2:1の比率(図41A)は、不均一な電場を生成し得、一方、約2.3:1~約3.3:1、および約2.8:1~約3.0:1(図41B~41D)は、実質的に均一な電場を生成し得る。例えば、約0.7mmの治療深さでは、図41AのExとEzとの差は、図41B~41Cのいずれよりも著しく大きい。
図42は、約0.7mmの治療深さおよびその2倍の約1.4mmの治療深さでの電極アレイの全電場強度の電場強度のヒストグラムである。その治療深さでは、約3,100V/cmの線量において、約5%の広がりがある。その2倍の治療深さでは、約1,550V/cmの線量において、広がりは2%未満である。よって、パルス化電場または変調された電場エネルギーは、実質的に、所定の組織の深さまで均一に送達される。
いくつかの変形では、本明細書に開示されるパルス化電場システムは、患者からPEF電流を引き出すための戻り電極を備え得る。いくつかの変形では、カテーテル(例えば、第3の細長い本体)は、戻り電極を備え得る。いくつかの変形では、戻り電極は、患者の外部にあり、かつ患者と接触していてもよい(例えば、皮膚パッチ電極、接地パッド)。例えば、戻り電極のセットを患者の背中に配設して、電流が電極アレイから患者を通り、次に戻り電極に流れることを可能にすることができる。例えば、1つ以上の戻り電極を、患者の皮膚上に配設することができる。接触を改善するために、戻り電極と皮膚との間に導電性ゲルを塗布することができる。
図76は、部分的な展開構成または拡張構成における拡張可能な部材(例えば、電極アレイ)(7600)の変形の斜視図である。電極アレイ(7600)は、基板(7620)上の複数の細長い電極(7610)を備え得る。いくつかの変形では、基板(7620)は、複数の電極を備えるフレックス回路を備え得る。電極アレイ(7600)は、基板(7620)上に複数の細長い電極(7610)を備え得る。そこに示されるように、フレックス回路は、電極アレイ(7600)または複数の電極、例えば、複数の細長い平行電極を備え得る。
いくつかの変形では、電極アレイ(7600)の基板(7620)は、吸引(例えば、陰圧)および/または出力流体(例えば、生理食塩水)を生じるように構成された1つ以上の開口(7630)(例えば、流体開口)を、隣接する電極(7610)間に画定し得る。開口部を通して加えられる吸引または陰圧の使用は、組織を電極アレイ(7600)に向かって引き寄せ、組織と電極アレイとの接触を容易にすることができる(例えば、組織の表面と電極表面との接触面積を増加することができる)。例えば、電極アレイ(7600)は、1つ以上の開口部(7630)を通した吸引を介して十二指腸に係合することができ、これは、パルス化電場装置と組織とのより信頼できる(例えば、一貫した)電気的接触を促進し得、したがって、より均一な電場および治療結果の改善を促進し得る。いくつかの変形では、複数の開口部(7630)(例えば、開口部の列(7630))を、所定の間隔で隣接する電極(7610)の各対の間に配設することができる。例えば、開口部(7630)は、電極(6920)の長さに沿って離間させることができる。いくつかの変形では、流体開口部(7630)は、組織と電極(7610)の少なくとも1つとの接触を促進するために、電極の1つにより近く配設することができる。追加的または代替的に、開口部(7630)は、隣接する電極(7610)間に等しく配設することができる。
追加的または代替的に、開口部(7630)は、流体洗浄用に構成することができる。電極アレイ(7600)は、流体洗浄のための流体源(図示せず)と流体連通し得る(例えば、流体的に結合し得る)。例えば、流体は、電極(7610)を使用してパルス化電場または変調された電場を印加した後、体腔から除去する(例えば、体腔から吸引する)ことができる。いくつかの変形では、流体の除去は、組織と電極アレイ(7600)との並置および/または接触を容易にし得る。
いくつかの変形では、電極(7610)の少なくとも1つは、半楕円形の断面形状を備え得る。いくつかの場合では、電極アレイ(7600)内の電極のすべて(7610)は、半楕円形の断面形状を備え得る。いくつかの変形では、電極(7610)の長軸は、電極幅の約2倍であり得、電極の短軸は、電極の中央における電極高さにほぼ等しくあり得る。
図77は、十二指腸の内面(図示せず)などの組織と係合するように構成された拡張構成におけるパルス化電場装置(7700)の例示的な変形の斜視図である。パルス化電場装置(7700)は、第1の細長い本体(7710)と、第2の細長い本体(7720)と、拡張可能な部材(7730)と、拡張器(7760、7762)と、を備え得る。拡張構成または展開構成の場合、拡張可能な部材(7730)は、概ね楕円形状または円筒形状を有し得、第2の内径および第2の外径は、それぞれ第1の内径および第1の外径よりも大きい所定の直径を有する。拡張構成における拡張可能な部材(7730)は、それが係合する組織の形状に一致するように構成された所定の柔軟性を有し得る。拡張可能な部材(7730)は、例えば、図76に示す電極アレイ(7600)を備え得る。
いくつかの変形では、第1および第2の細長い本体(7710、7720)は、互いに対して軸方向に回転して、拡張可能な部材(7730)を、圧縮構成、拡張構成、およびそれらの間の半拡張構成との間で移行させるように構成することができる。例えば、第2の細長い本体(7720)(例えば、内側ねじり部材、回転可能な部材)は、第1の細長い本体(7710)の管腔内に回転可能に位置付けることができ、その結果、第1の細長い本体(7710)に対する第2の細長い本体(7720)の回転は、拡張可能な部材(7730)を、巻き構成と展開構成との間で移行させることができる。これらの変形のいくつかでは、拡張可能な部材(7730)の管腔(7750)の内径は、すべての値とその間のサブ範囲とを含め、展開構成において少なくとも約8mm、少なくとも約10mm、または約8mm~約10mmであり得る。本明細書でより詳細に説明するように、視覚化装置(図示せず)を、拡張可能な部材(7730)の管腔(7750)内に配設して、視覚化を支援することができる。パルス化電場装置(7700)は、視覚化装置の隣および/またはガイドワイヤ上で前進させることができることを理解されたい。いくつかの変形では、視覚化装置を使用して、前進を案内し、ガイドワイヤおよび/または他の視覚化モダリティ(例えば、透視)が必要とされないように治療手順を視覚化することができる。
いくつかの変形では、拡張可能な部材(7730)は、圧縮構成と拡張構成との間の構成に移行するように構成することができる。例えば、拡張可能な部材(7730)は、部分的拡張構成または半拡張構成(圧縮構成と拡張構成との間)に移行することができ、これにより、視覚化装置(例えば、内視鏡)を拡張可能な部材(7730)の管腔内に配設することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材の内面は、半拡張構成における視覚化装置と係合して、かつそれを保持することができる。
図78Aは、圧縮構成におけるパルス化電場装置(7800)の画像であり、図78Bは、図77および78Aに示すパルス化電場装置の展開された電極アレイ(7800)の詳細な画像である。図76~78Bに示す電極は、本明細書に記載されるように、概して半球形を有し得る。いくつかの変形では、電極アレイ(7610)の電極の1つ以上は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.07mm~約0.38mm、約0.178mmの高さを有し得る。いくつかの変形では、隣接する(例えば、近接する)電極(7610)間の距離は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約1.0mm~約1.4mm、約1.2mmであり得る。いくつかの変形では、電極アレイ(7610)の電極の1つ以上は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.5mm~約0.7mm、および約0.6mmのパッド幅を有し得る。いくつかの変形では、電極(7610)と温度トレース(図示せず)との距離は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約1.0mm~約1.4mm、約1.2mmであり得る。
図43は、複数の離間した半楕円形の電極を備える電極アレイ(4310)を備える拡張可能な部材(4300)の例示的な変形の斜視図である。半楕円形の電極は、複数の(例えば、4、8、12、16、20、またはそれらの間の任意の値)平行線または交互嵌合線を形成し得る。追加的または代替的に、半楕円形の電極は、電極アレイの基板に対して隆起し得、丸みを帯びたまたは半球形を備え得る。いくつかの変形では、電極アレイは、本明細書で詳細に説明されるように、電極の1つ以上および電極間の空間上に配設された組織接触層を備え得る。
図44は、電極アレイを備える別の拡張可能な部材(4450)の例示的な変形の斜視図である。そこに示されているように、電極アレイは、電極の2つ以上をジグザグパターンで互いに結合する複数の半楕円形電極(4460)と複数のリード(4470)とを備え得る。電極アレイは、フレックス回路を備え得る。
図45A~45Cは、極性を交互に変えて90度位相がずれて駆動される一対のツイストペアワイヤの対などの電極アレイ構成の例示的な変形の概略図である。この構成は、実質的に均一なパルス化電場または変調された電場の生成を可能にし得る。例えば、電極対A(4510)およびC(4530)は、反対の極性を備え得、一方、電極対B(4540)およびD(4520)は、反対の極性を備え得る。他の電極アレイ構成タイプを代替の組み合わせでアクティブにして、組織内で均一な治療をもたらしてもよい(例えば、電極対AおよびB、電極対AおよびC、電極対AおよびD、電極対BおよびC、電極対BおよびD、電極対CおよびD)。電極ペア間の距離は、電場の大きさまたは組織への組織治療距離に直接影響するであろう。電極対は、1つ以上の所定の組織治療深さで組織を治療するために、コントローラによって選択され得る。
図45Dは、電極アレイ(4550)の例示的な変形の電場強度プロット(4500)の平面図である。図45Eは、図45Dに示す電極アレイ(4550)の電場強度プロット(4502)の断面図である。電極アレイ(4550)は、双極構成で構成することができ、主に十二指腸組織に非熱療法を施す。例えば、電流は、陽極電極から組織を通って陰極電極に流れる。
いくつかの変形では、組織への電場浸透の深さは、電極アレイの電極間隔(例えば、1.2mm)および電極アレイでの電圧(例えば、600V)に少なくとも部分的に基づき得る。例えば、電極アレイ(4550)は、約1.5mmの組織深さを超えて電極アレイ(4550)の端部で急速に散逸しながら、約1mmの深さで組織を貫通するパルス化電場を生成するように構成することができる。
図46Aは、電極アレイ(4610)および対応する平面のセットの座標系の例示的な変形の概略斜視図である。図46Bは、図46Aに示す主平面に対して画定された位置における電極アレイ(4610)に対応する電場強度プロットを示している。図46Bの下の2つのチャートは、目標治療深さ(例えば、z=0.7mm)における等電位プロットと、目標治療深さ(例えば、z=0.7mm)における全電場のヒストグラムを示している。
図47Aは、電極アレイ(4700)の極性構成の例示的な変形の概略平面図である。図47Bは、図46Aに示す主平面に対して画定された位置における、図47Aに示す電極アレイ(4700)に対応する電場強度プロットを示している。図47Bの下の2つのチャートは、目標治療深さ(例えば、z=0.7mm、1.4mm)における等電位プロットと、目標治療深さ(例えば、z=0.7mm、1.4mm)における全電場のヒストグラムを示している。図47Bに示す、電極アレイ(4700)に対応する電場密度は、図46Bに示す、電極アレイ(4600)に対応するものよりも密度が高い。対応する非アクティブな電極のセットは、他の電極セットがアクティブになっている間、フローティング電位であり得る。
図48は、電極アレイ(4800)の右側に例示的な寸法と、熱結合トレースと、を有する電極アレイ(4800)の例示的な変形の概略平面図である。図49は、ツイストペアワイヤの複数の対を備えるパルス化電場装置の電極アレイ(4900)の変形の斜視図である。図50は、ツイストペアワイヤの複数の対を備えるパルス化電場装置の電極アレイ(5000)の別の変形の斜視図である。コア位置が露出したツイストペアワイヤは、ドット電極構成と同様に機能し得る。
図85は、パルス化電場装置(8500)の電極(8530)の変形の斜視図である。パルス化電場装置(8500)は、第1のカテーテル(8510)(例えば、内側シャフト)と、第2のカテーテル(8520)(例えば、外側シャフト)と、を備え得る。いくつかの変形では、第2のカテーテル(8520)は、第1のカテーテル(8510)および電極(8530)上をスライド可能に前進させて、電極(8530)を圧縮構成に保持することができる。図85に示すように、第2のカテーテル(8520)に対して遠位に前進した第1のカテーテル(8510)は、電極(8530)を拡張構成に移行させることができる。いくつかの変形では、電極(8530)は、一方の端で第1のカテーテル(8510)に結合(例えば、装着)することができ、他方の端で第2のカテーテル(8520)に結合することができる。第2のカテーテル(8520)は、第1のカテーテル(8510)上でスライド可能に前進および/または後退させることができる。電極(8530)は、拡張構成と圧縮構成との間で移行することができる。
電極(8510)は、拡張可能な金属メッシュを備え得、第1の極性を有するように構成することができる。第1の極性と反対の第2の極性を有する別の電極を、例えば、患者の皮膚上に配設することができる(例えば、接地パッド)。いくつかの変形では、接地パッドのサイズは、電流の集中および発熱を最小限に抑えるのに十分な表面積を有し得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(8500)は、単極構成または双極構成で構成することができる。いくつかの変形では、拡張可能な電極(8510)は、拡張構成において組織に接触するように構成することができる。いくつかの変形では、組織-電極界面を強化するために、負の吸引を、電極(8510)の管腔を通して適用することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置(8500)は、本明細書に記載されるように組織を治療している間、液体(例えば、導電性液体、生理食塩水)を使用して洗浄することができる。いくつかの変形では、圧縮構成におけるパルス化電場装置(8500)は、視覚化装置(例えば、内視鏡)の管腔(例えば、作業管腔)を通ってスライド可能に前進するように構成することができる。例えば、圧縮構成におけるパルス化電場装置(8500)は、約1.5mm~約4mmの直径を備え得る。
洗浄
一般に、本明細書に記載のパルス化電場装置を使用する組織治療手順は、任意選択で、組織治療中の流体送達(例えば、流体洗浄)を含み得る。いくつかの変形では、組織治療手順は、パルス化電場装置と組織とのより信頼性の高い(例えば、一貫した)電気的接触を促進し、したがって、より均一な電場および治療結果の改善を促進し得る流体洗浄から恩恵を受け得る。組織の液体洗浄は、強制対流を通して組織の温度をさらに低下させ、アークを減少させ得る。さらに、流体の送達は、電気絶縁性の腐食および電気分解生成物の蓄積を低減し得る。いくつかの変形では、流体は、抵抗率の制御を可能にする電極と組織との間の塩橋として機能し得る。流体が送達される変形では、パルス化電場または変調された電場を印加した後、流体を体腔から除去する(例えば、体腔から吸引する)ことができる。いくつかの変形では、導入または除去された流体の導電率が、送達される治療に影響を与える可能性がある。例えば、組織よりも導電性の低い溶液を添加すると、組織に導入される電流の増加を促進する可能性がある。組織とほぼ同じ導電率は、電極と組織との組織接触が欠如している場合でも、組織への電場エネルギーの伝達を促進する可能性がある。最後に、組織よりも高い導電率を有する流体を、除去することができる。
一般に、本明細書に記載のパルス化電場装置を使用する組織治療手順は、任意選択で、組織治療中の流体送達(例えば、流体洗浄)を含み得る。いくつかの変形では、組織治療手順は、パルス化電場装置と組織とのより信頼性の高い(例えば、一貫した)電気的接触を促進し、したがって、より均一な電場および治療結果の改善を促進し得る流体洗浄から恩恵を受け得る。組織の液体洗浄は、強制対流を通して組織の温度をさらに低下させ、アークを減少させ得る。さらに、流体の送達は、電気絶縁性の腐食および電気分解生成物の蓄積を低減し得る。いくつかの変形では、流体は、抵抗率の制御を可能にする電極と組織との間の塩橋として機能し得る。流体が送達される変形では、パルス化電場または変調された電場を印加した後、流体を体腔から除去する(例えば、体腔から吸引する)ことができる。いくつかの変形では、導入または除去された流体の導電率が、送達される治療に影響を与える可能性がある。例えば、組織よりも導電性の低い溶液を添加すると、組織に導入される電流の増加を促進する可能性がある。組織とほぼ同じ導電率は、電極と組織との組織接触が欠如している場合でも、組織への電場エネルギーの伝達を促進する可能性がある。最後に、組織よりも高い導電率を有する流体を、除去することができる。
いくつかの変形では、本明細書に記載のパルス化電場装置は、流体を出力して、患者の十二指腸組織などの組織を洗浄するように構成することができる。例えば、パルス化電場装置の電極アレイは、十二指腸に係合することができ、例えば、電極が組織に接触する場所で、流体(例えば、生理食塩水)を出力するように構成することができる。電極アレイ、例えば、電極アレイのうちの1つ以上の電極は、電極と組織との間に流体を出力することができ、これは、電極を直接標的にすることができ、流体量の減少を可能にすることができる。電極アレイにエネルギーを与えて、組織の所定の部分を治療して、十二指腸を表面再建することができる。流体を送達するように構成された電極アレイを利用することにより、別個の洗浄装置および/またはシステムの必要性を排除することができる。図69Aおよび69Bは、基板(6910)(例えば、フレックス回路)と、複数の電極(6920)と、を備える電極アレイ(6900)の例示的な変形のそれぞれの平面図および斜視図である。例えば、複数の電極(6920)は、基板(6910)上に配設された複数の実質的に細長い電極を備え得る。いくつかの変形では、電極の1つ以上(6920)(例えば、すべて、半分、3分の1、3分の2)は、洗浄用の生理食塩水などの流体を出力する構成された1つ以上(例えば、1、2、3、4つ以上)の流体開口部(6930)を備え得る。例えば、開口部(6930)は、電極(6920)の長さに沿って離間させることができる。図69Cに示すように、1つ以上の開口部(6930)は、各電極(6920)の頂上に配設することができるが、開口部(6930)は、電極(6920)の任意の部分(例えば、基部、側壁、縁部)に配設することができる。追加的または代替的に、基板(6910)は、近接電極(6920)間などの1つ以上の流体開口部(図示せず)を備え得る。電極アレイ(6900)は、流体洗浄のための流体源(図示せず)と流体連通し得る(例えば、流体的に結合し得る)。
図69Dは、流体経路(6940)を備える電極(6920)を示す電極アレイ(6900)の斜視断面図である。電極(6920)の流体経路(6940)は、その電極(6920)の流体開口部(6930)と流体連通していてもよい。流体経路(6940)の1つ以上は、流体が電極アレイ(6900)を通って流れるように、流体源と流体連通していてもよい。いくつかの変形では、電極アレイ(6900)は、約0.001cc/(s・cm2)~約1cc/(s・cm2)の所定の速度で流体を出力することができる。例えば、電極アレイ(6900)は、拡張構成にあるときに、水抜きするように構成することができる。電極アレイ(6900)と組織との間の流体は、本明細書に記載の組織接触層と同様の様式で機能し得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材は、1つ以上の流体経路を含み得る。いくつかの変形では、流体経路は、伝導(例えば、イオン性流体)および熱伝達(例えば、治療中の温度制御)のための流体の流れを容易にするように構成することができる。いくつかの変形では、流体経路は、例えば、伝導のために使用される流体を(例えば、吸引または陰圧を介して)除去するように構成することができる。流体経路を通して適用される吸引または負圧の使用は、組織を拡張可能な部材(例えば、電極)に向かって引き寄せ、組織と電極アレイとの接触を容易にし得る(例えば、組織の表面と電極表面との接触面積を増加させ得る)。いくつかの変形では、流体開口部は、複数の電極(6920)のうちの1つ以上の頂上に配設することができる。これらの変形のいくつかでは、流体開口部は、電極間に、例えば、一対の電極(6920)間の最下点(例えば、窪み、谷)に配設することができる。いくつかの変形では、流体源は、電極アレイ(6900)と流体連通し得る。いくつかの変形では、流体の除去は、組織と電極アレイ(6900)との並置および/または接触を容易にし得る。
センサ
いくつかの変形では、ここで説明されるパルス化電場装置およびシステムは、1つ以上のセンサを備え得る。概して、センサは、1つ以上のパラメータに対応する信号を受信および/または送信するように構成することができる。いくつかの変形では、センサは、温度センサ、画像化センサ(例えば、CCD)、圧力センサ、電気センサ(例えば、インピーダンスセンサ、電圧センサ、磁気センサ(例えば、RFコイル)、電磁センサ(例えば、赤外線フォトダイオード、光フォトダイオード、RFアンテナ)、力センサ(例えば、ひずみゲージ)、流量または速度センサ(例えば、熱線アネモメーター、渦流量計)、加速度センサ(例えば、加速度計)、化学センサ(例えば、pHセンサ、タンパク質センサ、グルコースセンサ)、酸素センサ(例えば、パルス酸素測定センサ)、オーディオセンサ、他の生理学的パラメータを感知するためのセンサ、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、セルの電気的特性は、電圧を測定するために特定の周波数で交流信号を印加することによって判定することもできる。
いくつかの変形では、ここで説明されるパルス化電場装置およびシステムは、1つ以上のセンサを備え得る。概して、センサは、1つ以上のパラメータに対応する信号を受信および/または送信するように構成することができる。いくつかの変形では、センサは、温度センサ、画像化センサ(例えば、CCD)、圧力センサ、電気センサ(例えば、インピーダンスセンサ、電圧センサ、磁気センサ(例えば、RFコイル)、電磁センサ(例えば、赤外線フォトダイオード、光フォトダイオード、RFアンテナ)、力センサ(例えば、ひずみゲージ)、流量または速度センサ(例えば、熱線アネモメーター、渦流量計)、加速度センサ(例えば、加速度計)、化学センサ(例えば、pHセンサ、タンパク質センサ、グルコースセンサ)、酸素センサ(例えば、パルス酸素測定センサ)、オーディオセンサ、他の生理学的パラメータを感知するためのセンサ、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、セルの電気的特性は、電圧を測定するために特定の周波数で交流信号を印加することによって判定することもできる。
組織治療手順中に実行される温度測定を使用して、パルス化電場装置との組織接触(例えば、完全接触、部分接触、非接触)および組織へのエネルギー送達の成功のうちの1つ以上を判定することができる。よって、本明細書に記載の組織治療手順の安全性は、温度測定および監視を通して強化することができる。いくつかの変形では、組織の温度監視を使用して、組織への過剰なエネルギー送達を防止することができ、そうでなければ、治療結果が不十分または最適ではなくなる可能性がある。例えば、組織の温度測定値が所定の閾値を超えると、エネルギー送達が抑制または遅延する可能性がある。
本明細書に記載されるように、組織のパルス化電場または変調された電場治療は、必然的に、電極の周りの組織を局所的に加熱する。温度フィードバックにより、組織を壊死性細胞死(例えば、熱誘発性切除)するまで過熱しないように、導電率および接触抵抗の変動を考慮することが可能になる。いくつかの変形では、4点プローブは、電極アレイ内の侵入型センサ要素として構成することができる。4点プローブ接続の場合、センス線を通して生成された差動電圧は、第1の対の導体によって感知することができ、その差動電圧を生成する電流駆動を、第2の対の導体によって印加することができる。いくつかの変形では、駆動電流または駆動電圧をパルス化することができる。例えば、図51Aは、拡張可能な部材(5100)および組織温度センサアレイ(5120)の例示的な変形の概略回路図である。電極アレイ(5110)は、互いに平行であり、かつ互いに離間した複数の細長い電極を備え得る。電極アレイ(5110)は、本明細書に記載の組織温度センサアレイをさらに備え得る。例えば、いくつかの変形では、1つ以上の組織温度センサを、アレイ(5110)うちの近接する電極間に配設することができる。例えば、組織温度センサは、平行に延在するように、または近接する細長い電極(5110)間でかみ合うように構成することができる。図51Aは、対応する温度センサを備える電極の複数のグループ(例えば、ゾーンA、B、C)を図示している。組織温度センサアレイは、4点証明駆動電流(例えば、センス電流)が温度センストレース(5140)を通過し始める共通点(5120)を備え得る。ゾーンごとに、複数の温度センサを設けることができる。例えば、トレース(5140)は、ゾーンAとゾーンBのセンスポイントとの間にあり、トレース(5140)は、トレース(5130)と直列になっている。各ゾーンのセンス電流をトレース全体を流れるセンス電流で除算した電圧差が、トレース(5140)の抵抗を提供し得る。トレース(5140)の抵抗の測定された変化は、温度による銅の抵抗変化がわかっている温度変化に対応している可能性がある。
温度センサは、測定されたセンサ温度が組織温度に対応するように、熱的に接続され、組織と接触するように構成することができる。温度センサは、組織から電気的に絶縁させることができ、その結果、センス電流は温度センサのみを通過し、電極の高電圧駆動は温度センサを損傷しない。いくつかの変形では、電極アレイは、電圧または電流パルスを温度センサに印加するための1つ以上の駆動回路と、温度センサの両端の電圧または電流を測定するためのセンス回路と、を備え得る。
いくつかの変形では、温度センサ(5120)は、組織を治療するためのパルス化電場または変調された電場を生成するように構成されたパルス波形を絶縁破壊なしに維持するように構成された絶縁体を備え得る。いくつかの変形では、絶縁体は、少なくとも約0.02mmの厚さを備え得る。いくつかの変形では、温度センサ(5120)は、最大約0.07mmの幅と、少なくとも約2cmの長さと、を備え得る。いくつかの変形では、温度センサ(5120)と電極(5110)との距離は、少なくとも約0.2mmであり得る。いくつかの変形では、温度センサ(5120)は、細長い電極(5110)に実質的に平行に延在し得る。
いくつかの変形では、温度センサの各々は、約0.5℃未満の温度分解能を備え得る。例えば、幅が約0.075mmで長さが約2cmの半オンスの銅電極は、37℃で約0.267オームの抵抗、および43℃で約0.273オームの抵抗を備え得、ならびに電極の2cmごとに約0.5℃の分解能を提供し得る。より長い電極は、比例して、より良い感度を提供し得る。いくつかの変形では、温度センサは、約5ミリ秒未満の熱拡散時定数を備え得る。
いくつかの変形では、測定された温度を使用して、電極アレイが組織と接触しているかどうかを判定することができる。例えば、τの長さの電流パルスは、センス線を取り巻く材料を、およそ
の深さまでサンプリングすることができる。長さLs、抵抗Rs、および駆動電流Isを備えるセンサは、パルスの間、単位長さ当たり
ワットを放散し得る。周囲の材料は、熱容量と密度Cvρを有する。よく接触している組織の温度上昇は、式(5)によって与えられる。
の深さまでサンプリングすることができる。長さLs、抵抗Rs、および駆動電流Isを備えるセンサは、パルスの間、単位長さ当たり
ワットを放散し得る。周囲の材料は、熱容量と密度Cvρを有する。よく接触している組織の温度上昇は、式(5)によって与えられる。
Is=0.5AおよびLs=2cmおよびRs=0.276オームを使用すると、ΔT=1.6℃になる。この一定の温度差は、すべての測定値に存在するため、温度上昇測定値から削除される。組織が接触していない場合の温度上昇は、式(6)によって与えられる。
Zfは、基板の厚さである。Zf=0.135mmおよびτ=1msの場合、ΔT=0.65℃になる。約6ミリ秒より長いパルスは、線の加熱により組織温度に対応する測定温度値の上昇を引き起こす可能性がある。最大パルス幅は、式(7)によって与えられる。
τ=s2/κ 式(7)
τ=s2/κ 式(7)
sは、温度センサの間隔である。約0.075mm間隔で離間した温度センサの場合、線が時間とともに直線的に加熱を開始する前に、最大パルス持続時間は、約21ミリ秒になる場合がある。温度上昇率を監視することにより、組織の接触状態を判定することができる。測定された温度が所定の閾値を超える場合、エネルギー送達は改変される(例えば、低減される、抑制される)可能性がある。
いくつかの変形では、温度センサは、温度センサの1つの導体が、電流および電圧を微細なトレースの両端に運ぶ第2のモードで動作するように構成することができる。第2のモードでは、温度センサに急速に変化する抵抗があると仮定して、トレース全体のV/I=Rを使用して温度を計算することができる。
図51Bは、(図52および59に関してより詳細に説明する)複数の温度センサ(5120)と、基準発生器(5160)と、を備える電極アレイ(5110)の例示的な変形の概略回路図である。図51Cは、図51Bに示す拡張可能な部材(5100)によって生成された、十二指腸組織上の視覚的マーカの画像である。拡張可能な部材(5100)は、本明細書で詳細に説明するように、吸引および/または流体洗浄のうちの1つ以上のために構成された複数の開口部(5170)(例えば、流体開口部、貫通穴)を画定し得る。さらに、拡張可能な部材(5100)は、歯車および摩擦ローラのうちの1つ以上に結合するように構成された1つ以上のトラック(5180)を備え得る。トラック(5180)は、圧縮構成と拡張構成との間の拡張可能な部材の拡張および収縮を支援するように構成された拡張可能な部材(5100)における複数の離間した開口部を含み得る。いくつかの変形では、基準発生器(5160)は、約2mmの長さと、約2mmの幅と、を備え得る。いくつかの変形では、基準発生器(5160)の1つ以上は、正方形、長方形、三角形、多角形などのような1つ以上の頂上(例えば、角、角点、交点)を有する形状を備え得る。組織上に形成された視覚化マーカは、丸みを帯びた縁部ではなく、鋭い角部で形成されている場合、識別および視覚化が容易になり得る。例えば、円形を有する視覚的マーカは、天然組織から識別するのが比較的難しい場合がある。
いくつかの変形では、基準発生器(5160)の1つ以上は、組織をマークするように構成されたDC抵抗性ヒータを備え得る。基準発生器(5160)は、電極アレイ(5110)から電気的に絶縁することができる。いくつかの変形では、基準発生器(5160)の1つ以上は、粘膜組織の最上層(例えば、深さ0.1mm未満)の温度を、約2.5秒未満で平均約49℃に上昇させるように構成することができる。このようにして、視覚的マーカの1つ以上が退色して、約1日後に視覚的に見えなくなり得る。いくつかの変形では、視覚的マーカの組織学的証拠が約3日後に存在しなくなり得る。視覚的マーカは、治療箇所を識別し、切除装置の再配置を支援するように構成することができる。例えば、操作者は、切除処置中に、十二指腸の最も遠位の視覚的マーカを超えて拡張可能な部材(5100)を前進させることができる。
図51Cに示す十二指腸組織(5102)は、基準発生器(5160)によって組織(5102)上に生成された一対の視覚的マーカ(5162)を含む。いくつかの変形では、視覚的マーカは、組織上に残されたマーカの色、形状、数、およびサイズのうちの1つ以上に基づいて識別することができる。視覚的マーカは、例えば、内視鏡を使用することによって、視覚化することができる。繰り返される形状のセットは、単一の視覚的マーカよりも判別しやすい場合がある。図51Bは、8つの基準発生器(5160)のセットを示している。
図51Dは、明確にするために、電極アレイ(5110)のない温度センサ(5120)および開口部(5170)を示す拡張可能な部材(5100)の詳細な概略回路図である。図51Dに示すように、温度センサ(5120)は、所定の経路に沿って前後にくねり得る蛇行形状を備え得る。例えば、温度センサ(5120)は、拡張可能な部材(5100)の各開口部(5170)の周りで湾曲し得る。本明細書に記載されるように、1つ以上の開口部(5170)は、拡張可能な部材(5100)と接触し得る組織が開口部(5170)に吸引され、かつ開口部(5170)を通って吸引され得るように、拡張可能な部材(5100)を通って延在し得る。いくつかの変形では、基準発生器(5160)は、隣接する電極アレイ(5110)セクション間(例えば、セクション1とセクション2との間)に間隔を空けて配置することができる。
いくつかの変形では、電極アレイ(5110)は、約60mmの長さと、約20mmの幅と、を備え得る。したがって、約20mmの長さの十二指腸を一度に治療することができる。いくつかの変形では、電極アレイ(5110)は、信号発生器の要件を低減するために、2つ以上の独立して電力を供給されるセクションに分割することができる。例えば、電極アレイ(5110)は、約60mmの円周方向の長さを有し得る。2つのセクションを備える電極アレイ(5110)では、各セクションが約27mmの円周長を備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材上の電極アレイ(5110)の構成および配置は、製造技術および所定の深さにおける組織の温度測定のうちの1つ以上を容易にし得る。いくつかの変形では、基準発生器のセットを電極アレイのセクション間に配設することができ、例えば、各基準発生器は、約2mmの長さと幅とを有する視覚的マーカを生成することができる。図51Bに図示され、本明細書に記載される拡張可能な部材(5100)は、図77に図示される拡張可能な部材(7600)に対応し得る。
いくつかの変形では、温度センサ(5120)(例えば、温度トレース)の1つ以上は、概して、電極アレイ(5110)の複数の電極にわたって延在することができる。例えば、温度センサ(5120)の1つ以上は、連続的であり得る、概して蛇行した形状を備え得る。いくつかの変形では、温度センサ(5120)は、組織温度のより良い表現であり得る、センサ(5120)の所定の部分にわたる平均温度を測定し得る。対照的に、電極の端に非常に近くで行われた温度測定は、誤解を招くほど高い温度になる可能性があり、これは組織全体の温度を表すものではない。いくつかの変形では、温度トレース線は、拡張可能な部材(5100)の電極側に、および/または拡張可能な部材(5100)の反対側に沿って配設することができる。いくつかの変形では、1つ以上の温度センサ(5120)からの温度測定値は、所定の深さにおける組織の温度に対応し得る。
いくつかの変形では、温度センサ(5120)の1つ以上は、約0.030mm~約0.040mmの厚さと、約0.09mm~約0.12mmの幅と、を備え得る。いくつかの変形では、温度センサは、それ自体および/または他の温度センサから約0.10mm~約0.17mm離間することができる。いくつかの変形では、1つ以上の温度センサ(5120)は、ボタンメッキを使用して拡張可能な部材(5100)上に配設することができる。
いくつかの変形では、治療された組織を視覚的にマーキングすることは、組織の別個の部分が連続的に治療される組織治療手順を実行する際に、オペレータを支援することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、組織上に視覚的マーカを生成するように構成することができる。これにより、組織の治療された部分を体腔内で視覚化することができる(例、十二指腸)。これらの変形のいくつかでは、基準発生器は、細長い電極の周囲に沿って電極アレイの基板上に配設することができる。いくつかの変形では、基準発生器は、本明細書に記載されるような1つ以上の温度センサを備え得る。いくつかの変形では、基準発生器は、らせん状または蛇行した形状を備え得る。いくつかの変形では、高電流パルスは、1つ以上の基準発生器を80℃以上に加熱するように構成することができ、よって、基準発生器と接触している組織上に視覚的に判別可能なマークを作成する。図52Aは、電極アレイ(5210)および複数(例えば、4つ)の基準発生器(5220)の例示的な変形の概略回路図(5200)である。図52Bは、電極アレイ(5210)および1つのらせん状基準発生器(5220)の概略回路図の詳細図である。図59は、異なるセクション(5910、5920、5930、5940)にグループ化された複数の電極と、コネクタパッド(5950)と、複数の基準発生器(5960)と、を備える電極アレイ(5900)の例示的な変形の画像である。例えば、電極アレイ(5900)は、第1のセクション(5910)、第2のセクション(5920)、第3のセクション(5930)、および第4のセクション(5940)にグループ化することができる。セクションの各々は、コネクタパッド(5950)の対応するパッド(S1、S2、S3、S4)に配線することができる。いくつかの変形では、各セクション(5910、5920、5930、5940)は、少なくとも1つの基準発生器(5960)を備え得る。基準発生器(5960)は、直列に配線することができる。いくつかの変形では、組織内の電極アレイ(5210)は、治療される組織(例えば、十二指腸)の局所的な直径に基づいて、異なる直径で展開することができる。電極アレイ(5210)は、組織と少なくとも部分的に接触している電極アレイ(5900)のセクションのみが信号発生器によってエネルギーを与えられ得るように構成することができる。いくつかの変形では、信号発生器は、電極アレイ(5900)の各セクションを順次駆動するように構成することができる。
いくつかの変形では、1つ以上の基準発生器を、電極アレイの電極間に配設することができる。例えば、基準発生器は、隣接する電極間に細長い形状を備え、かつ電極アレイの縁の近くに配設することができ、これは、細長い電極の1つ以上の長さを減少させることができる。
拡張器
概して、ここで説明する拡張器は、パルス化電場装置の1つ以上の部分の、例えば十二指腸などの体腔または管腔への、およびそれを通る前進を補助するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張器は、概して、十二指腸の管腔などの体腔または管腔を拡張するように構成することができる。拡張器は、不注意または意図しない損傷を最小限に抑えるために非外傷性の形状であり得、組織管腔を拡大するのに適した任意の形状(例えば、円錐形)を備え得る。例えば、いくつかの変形では、拡張器は、約1度~約45度のテーパを備える円錐形を備え得、これは、胃腸管を通るPEF装置の前進を容易にし得る。いくつかの変形では、拡張器は、PET、PEBA、PEEK、PTFE、シリコーン、PS、PEI、ラテックス、硫酸塩、硫酸バリウム、コポリマー、それらの組み合わせなどを備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、固体構成を備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、拡張器の長さに沿って所望の剛性およびコンプライアンスを提供するように構成された複数の材料を備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、ガイドワイヤの前進を容易にするように構成された1つ以上の構成要素を備え得る。
概して、ここで説明する拡張器は、パルス化電場装置の1つ以上の部分の、例えば十二指腸などの体腔または管腔への、およびそれを通る前進を補助するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張器は、概して、十二指腸の管腔などの体腔または管腔を拡張するように構成することができる。拡張器は、不注意または意図しない損傷を最小限に抑えるために非外傷性の形状であり得、組織管腔を拡大するのに適した任意の形状(例えば、円錐形)を備え得る。例えば、いくつかの変形では、拡張器は、約1度~約45度のテーパを備える円錐形を備え得、これは、胃腸管を通るPEF装置の前進を容易にし得る。いくつかの変形では、拡張器は、PET、PEBA、PEEK、PTFE、シリコーン、PS、PEI、ラテックス、硫酸塩、硫酸バリウム、コポリマー、それらの組み合わせなどを備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、固体構成を備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、拡張器の長さに沿って所望の剛性およびコンプライアンスを提供するように構成された複数の材料を備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、ガイドワイヤの前進を容易にするように構成された1つ以上の構成要素を備え得る。
いくつかの変形では、拡張器は、約2mm~約10cmの長さを備え得る。いくつかの変形では、拡張器は、拡張器の長手方向軸に対して約5度~約30度のテーパを備え得る。いくつかの変形では、拡張器の遠位端は、非外傷性であり得る(例えば、丸みを帯びている、鈍い)。いくつかの変形では、パルス化電場装置は、複数の拡張器(例えば、2、3、4、5、6、またはそれ以上)を備え得る。例えば、それぞれの拡張器は、拡張可能な部材の近位および遠位に配設することができる。これにより、パルス化電場装置の近位および遠位へのスムーズな前進が可能になる。
いくつかの変形では、拡張器は、視覚化装置(例えば、内視鏡)などの別の細長い部材との嵌合または結合を容易にするように構成された窪みを備え得る。例えば、これは、拡張器および拡張可能な部材を、治療手順中に視覚化装置に取り外し可能に結合することを可能にし得る。パルス化電場装置の複数の拡張器の長さおよびテーパは、同じであっても異なっていてもよい。例えば、遠位拡張器は、近位拡張器よりも急なテーパを有し得る。
細長い本体
概して、本明細書に記載の細長い本体(例えば、カテーテル)は、十二指腸組織などの組織を治療するために、十二指腸に電極アレイを送達するように構成することができる。いくつかの変形では、細長い本体は、テフロン(登録商標)、ナイロン、ペバックス、ウレタン、それらの組み合わせなどのような可撓性ポリマー材料から構成されるシャフトを備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置は、1つ以上の操縦可能または偏向可能なカテーテル(例えば、一方向、双方向、4方向、全方向)を備え得る。いくつかの変形では、細長い本体は、細長い本体の一部分を操縦または偏向するように構成された1つ以上のプルワイヤを備え得る。いくつかの変形では、細長い本体は、約5cm~約23cm、および/または約45度~約270度の曲げ半径を有し得る。いくつかの変形では、本明細書に記載の細長い本体は、別の細長い本体および/またはガイドワイヤがスライド可能な管腔を備え得る。いくつかの変形では、細長い本体は、複数の管腔を備え得る。例えば、細長い本体は、膨張管腔、流体管腔、ガイドワイヤ管腔、およびリード管腔のうちの1つ以上を備え得る。
概して、本明細書に記載の細長い本体(例えば、カテーテル)は、十二指腸組織などの組織を治療するために、十二指腸に電極アレイを送達するように構成することができる。いくつかの変形では、細長い本体は、テフロン(登録商標)、ナイロン、ペバックス、ウレタン、それらの組み合わせなどのような可撓性ポリマー材料から構成されるシャフトを備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置は、1つ以上の操縦可能または偏向可能なカテーテル(例えば、一方向、双方向、4方向、全方向)を備え得る。いくつかの変形では、細長い本体は、細長い本体の一部分を操縦または偏向するように構成された1つ以上のプルワイヤを備え得る。いくつかの変形では、細長い本体は、約5cm~約23cm、および/または約45度~約270度の曲げ半径を有し得る。いくつかの変形では、本明細書に記載の細長い本体は、別の細長い本体および/またはガイドワイヤがスライド可能な管腔を備え得る。いくつかの変形では、細長い本体は、複数の管腔を備え得る。例えば、細長い本体は、膨張管腔、流体管腔、ガイドワイヤ管腔、およびリード管腔のうちの1つ以上を備え得る。
いくつかの変形では、細長い本体は、織られ、および/または編組され、および/またはコイル状にされ得、かつ押圧性、ねじれ性および柔軟性を高めるように構成された材料(例えば、ナイロン、ステンレス鋼、ニチノール、ポリマー)から構成することができる。いくつかの変形では、第1および第2の細長い本体のうちの1つ以上は、透視による視覚化を可能にするように構成されたリング、バンド、およびインク(例えば、白金、白金イリジウム、金、ニチノール、パラジウム)のうちの1つ以上を備える金属ベースの放射線不透過性マーカを備え得る。いくつかの変形では、第1および第2の細長い本体のうちの1つ以上は、本体を互いに引き付けて結合するように構成された磁性部材を備え得る。このように、第1の細長い本体は、第2の細長い本体のための管腔を備える必要はない。いくつかの変形では、細長い本体は、所定の特性のセットを達成するために、約2層~約15層の材料を備え得る。
ハンドル
概して、ここで説明するハンドルは、オペレータがパルス化電場装置の位置、向き、および操作のうちの1つ以上を把握および制御できるように構成することができる。いくつかの変形では、ハンドルは、オプションの送達カテーテルによる操舵に加えて、第1および第2の細長い本体の並進および/または回転を可能にするアクチュエータを備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材の制御は、ハンドルの拡張部材(例えば、ねじ/回転アクチュエータ、膨張アクチュエータ)によって実行することができる。いくつかの変形では、ハンドルは、例えば、ハンドヘルドスイッチおよび/またはフットスイッチを使用して、拡張可能な部材の電極アレイへのPEFエネルギー送達を制御するように構成することができる。
概して、ここで説明するハンドルは、オペレータがパルス化電場装置の位置、向き、および操作のうちの1つ以上を把握および制御できるように構成することができる。いくつかの変形では、ハンドルは、オプションの送達カテーテルによる操舵に加えて、第1および第2の細長い本体の並進および/または回転を可能にするアクチュエータを備え得る。いくつかの変形では、拡張可能な部材の制御は、ハンドルの拡張部材(例えば、ねじ/回転アクチュエータ、膨張アクチュエータ)によって実行することができる。いくつかの変形では、ハンドルは、例えば、ハンドヘルドスイッチおよび/またはフットスイッチを使用して、拡張可能な部材の電極アレイへのPEFエネルギー送達を制御するように構成することができる。
図84は、リードワイヤのセット(8400)(例えば、送電ワイヤ、配線ハーネス)の断面斜視図である。いくつかの変形では、リードワイヤのセット(8400)は、信号発生器および/またはハンドルを、パルス化電場装置(分かりやすくするために図示せず)の1つ以上の遠位構成要素(例えば、電極、基準発生器、温度センサ)に結合することができる。リードワイヤ(8400)は、電力供給、温度検知、および基準生成のうちの1つ以上のために構成することができる。いくつかの変形では、送電ワイヤ(8430)は、複数のツイストペアワイヤを備え得る。いくつかの変形では、ツイストペアワイヤのセット(8430)は、送達されるエネルギーの周波数および電流に基づいて、約1~約20のツイストペアを備え得る。いくつかの変形では、ツイストペアリードワイヤ(8430)のセットは、損失を最小限に抑えながら、高アンペア数および周波数伝送を容易にすることができる。ツイストペアワイヤのセット(8430)は、同じ直径でも異なる直径でもよい。例えば、ワイヤのサイズおよび絶縁体の厚さは、ワイヤ間のインダクタンス、ワイヤの抵抗、ワイヤの温度上昇、およびワイヤの表皮効果のうちの1つ以上を最小化するように構成することができる。追加的または代替的に、特別に織られたリッツ線および/または管状導体(例えば、同軸ケーブル)を使用して、これらの変動(例えば、インダクタンス、抵抗、温度、表皮効果)を最小限に抑え、損失を軽減することができる。いくつかの変形では、基準生成ワイヤ(8410)は、本明細書で説明されるように、1つ以上の基準発生器にエネルギーを送達するように構成することができる。いくつかの変形では、基準生成ワイヤ(8410)は、ねじられていない場合がある。いくつかの変形では、温度センスワイヤ(8420)は、パルス化電場装置の1つ以上の温度センサからの温度を測定するように構成することができる。いくつかの変形では、基準生成ワイヤ(8410)は、ねじられておらず、かつ送電ワイヤ(8430)および基準生成ワイヤ(8410)よりも大きな直径を有し得る。
絶縁体
概して、ここで説明する絶縁体は、電極アレイのもう1つの部分、拡張可能な部材、膨張可能な部材、拡張器、および/またはパルス化電場装置の細長い本体を互いに電気的に絶縁するように構成することができる。いくつかの変形では、絶縁体は、ポリ(p-キシリレン)ポリマー(例えば、パリレンC、パリレンN)、ポリウレタン(PU)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、発泡PTFE(ePTFE)、ポリイミド(PI)、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、PEEK、ポリオレフィン、シリコーン、コポリマー、セラミック、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。
概して、ここで説明する絶縁体は、電極アレイのもう1つの部分、拡張可能な部材、膨張可能な部材、拡張器、および/またはパルス化電場装置の細長い本体を互いに電気的に絶縁するように構成することができる。いくつかの変形では、絶縁体は、ポリ(p-キシリレン)ポリマー(例えば、パリレンC、パリレンN)、ポリウレタン(PU)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、発泡PTFE(ePTFE)、ポリイミド(PI)、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、PEEK、ポリオレフィン、シリコーン、コポリマー、セラミック、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。
ガイドワイヤ
いくつかの変形では、ガイドワイヤは、パルス化電場装置の細長い本体の管腔内にスライド可能に配設することができる。ガイドワイヤは、胃腸管を通るパルス化電場装置の前進を補助するように構成することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置の第1および第2の細長い本体は、ガイドワイヤに沿って、互いに対して、および/または十二指腸に対して並進することができる。いくつかの変形では、ガイドワイヤは、ステンレス鋼、ニチノール、白金、および他の適切な生体適合性材料のうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、ガイドワイヤは、その長さに沿って可変の剛性を備え得る。例えば、遠位先端は、順応性があるように構成することができ(例えば、フロッピー)、ガイドワイヤの細長い本体は、患者の解剖学的構造を通しての押し込み性を支援するために比較的堅くなり得る。いくつかの変形では、ガイドワイヤは、約0.014インチ~約0.060インチの直径と、約180cm~約360cmの長さと、を備え得る。
いくつかの変形では、ガイドワイヤは、パルス化電場装置の細長い本体の管腔内にスライド可能に配設することができる。ガイドワイヤは、胃腸管を通るパルス化電場装置の前進を補助するように構成することができる。いくつかの変形では、パルス化電場装置の第1および第2の細長い本体は、ガイドワイヤに沿って、互いに対して、および/または十二指腸に対して並進することができる。いくつかの変形では、ガイドワイヤは、ステンレス鋼、ニチノール、白金、および他の適切な生体適合性材料のうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、ガイドワイヤは、その長さに沿って可変の剛性を備え得る。例えば、遠位先端は、順応性があるように構成することができ(例えば、フロッピー)、ガイドワイヤの細長い本体は、患者の解剖学的構造を通しての押し込み性を支援するために比較的堅くなり得る。いくつかの変形では、ガイドワイヤは、約0.014インチ~約0.060インチの直径と、約180cm~約360cmの長さと、を備え得る。
信号発生器
概して、ここで説明する信号発生器は、十二指腸組織などの組織の所定の部分を治療するために、パルス化電場装置にエネルギー(例えば、PEFエネルギー波形)を提供するように構成することができる。いくつかの変形では、本明細書に記載のPEFシステムは、エネルギー源を有する信号発生器と、組織にエネルギーを送達するための波形を送達するように構成されたプロセッサと、を備え得る。本明細書に開示される波形は、糖尿病の治療を支援し得る。いくつかの変形では、信号発生器は、受信したセンサデータに応答して、波形の生成および送達を制御するように構成することができる。例えば、温度センサ測定が、組織温度が所定の閾値または範囲を超える(例えば、所定の最高温度を超える)ことを確認した場合、エネルギー送達が阻害され得る。
概して、ここで説明する信号発生器は、十二指腸組織などの組織の所定の部分を治療するために、パルス化電場装置にエネルギー(例えば、PEFエネルギー波形)を提供するように構成することができる。いくつかの変形では、本明細書に記載のPEFシステムは、エネルギー源を有する信号発生器と、組織にエネルギーを送達するための波形を送達するように構成されたプロセッサと、を備え得る。本明細書に開示される波形は、糖尿病の治療を支援し得る。いくつかの変形では、信号発生器は、受信したセンサデータに応答して、波形の生成および送達を制御するように構成することができる。例えば、温度センサ測定が、組織温度が所定の閾値または範囲を超える(例えば、所定の最高温度を超える)ことを確認した場合、エネルギー送達が阻害され得る。
信号発生器は、AC電流、方形波AC電流、正弦波AC電流、所定の時間間隔で遮断されたAC電流、様々な電力強度の複数のプロファイル電流パルス列、電流(DC)インパルス、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タイプの信号を生成および送達することができる。例えば、信号発生器は、単相(DC)パルスおよび二相(DCおよびAC)パルスを生成することができる。いくつかの変形では、信号発生器は、約1V~約3,000V、および約2Ω~約30Ωのシステム抵抗に送達される約1A~約200Aの電流を、約50kHz~約950kHzの周波数で生成するように構成することができる。信号発生器は、プロセッサと、メモリと、エネルギー源(例えば、電流源)と、ユーザインターフェースと、を備え得る。プロセッサは、メモリ、エネルギー源、ユーザインターフェース、およびパルス化電場装置のうちの1つ以上から受信したデータを組み込むことができる。メモリは、プロセッサに、波形の生成および送達などの、システムと関連付けられたモジュール、プロセス、および/または機能を実行させる命令をさらに格納することができる。例えば、メモリは、患者データ、臨床データ、処置データ、安全性データなどを格納するように構成することができる。
概して、十二指腸における約0.5Vを超える細胞膜にわたって電場を誘導するには、組織の治療深さで約1,000V/cm~約2,500V/cm以上が必要である。いくつかの変形では、十二指腸における約0.5Vを超える細胞膜にわたって電場を誘導するために、組織の治療深さで、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約1,500~約4,500V/cm以上が必要である。比較的低い組織伝導率(例えば、約0.3S/m)でも、少なくとも約800℃/秒のバルク組織加熱速度を生成することができる。発生すべき最大温度上昇は約8℃であり、その結果、最大連続オン時間(交流極性パルスの100%デューティサイクル)は、約10ミリ秒であり得る。例えば、パルス波形は、各グループ間の遅延を伴う、約5~約500のグループにおける約1μsの単極性パルスの対を備え得る。いくつかの変形では、これらのグループのシリーズは、繰り返し適用されて、シリーズ間の遅延がますます長くなり得る。いくつかの変形では、シリーズのシーケンスが適用されて、シーケンス間の遅延がより長くなり得る。いくつかの変形では、約15ミリ秒の累積オン時間を約10秒にわたって分散することができる。
いくつかの変形では、信号発生器は、約250kHz~約950mMHzのパルス化電場または変調された電場スペクトルにおける電流、電圧、および電力、約0.5μs~約4μsのパルス幅、電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧、および電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、信号発生器は、約5オーム~約30オームの負荷の組織抵抗に駆動するように構成することができる。例えば、電流密度は、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aであり得る。いくつかの変形では、パルス波形は、1グループ当たり約1~約100のパルスを伴う、約1~約50のパルスグループを備え得る。これらの変形のいくつかでは、パルス波形は、約10μs~約4000μsの群遅延と、約50ミリ秒~約4000ミリ秒の補充速度と、を備え得る。例えば、バランスの取れた双極パルス波形(例えば、10%以内)は、交感神経の興奮を軽減し得、これにより、知覚される痛みと自発的な筋収縮が軽減され得る。約1μs~約10μsのマイクロ秒のパルスは、神経刺激を最小限に抑えながら、細胞溶解を引き起こし得る。短い双極パルスによって生成される電場分布は、特に異方性領域では、組織の均一性にそれほど強く依存しない。
いくつかの変形では、双極パルスのセットは、バースト間の時間遅延を伴う双極ペアのバーストに分割することができる。これにより、細胞膜で発生した熱が分散し、細胞溶解から壊死に移行する前により多くの治療を可能にし得る。パルス化電場または変調された電場が組織に適用される合計時間は、膜の細孔の密度およびサイズ、ならびにイオンの流れが細胞の内容物を変化させた程度を確定する。例えば、組織の熱拡散率κが0.13mm2/sで、細胞の直径Dcellが10ミクロンの場合、熱拡散時間は、おおよそ
ミリ秒である。したがって、パルスバーストを適用してからミリ秒待機すると、細胞全体で温度が平衡化される。
ミリ秒である。したがって、パルスバーストを適用してからミリ秒待機すると、細胞全体で温度が平衡化される。
図53は、電源(5310)と、高電圧DC電源(5320)と、出力増幅器(5330)と、コントローラ(5340)と、ユーザインターフェース(5350)と、ディスプレイ(5360)と、を備える信号発生器(5300)の回路ブロックである。コントローラ(5340)は、プロセッサを備え得る。概して、ここで説明するプロセッサ(例えば、CPU)は、データおよび/または他の信号を処理して、システムの1つ以上の構成要素を制御することができる。プロセッサは、データおよび/または他の信号を受信、処理、コンパイル、計算、格納、アクセス、読み取り、書き込み、および/または送信するように構成することができる。いくつかの変形では、プロセッサは、センサ(例えば、温度センサ)および記憶媒体(例えば、メモリ、フラッシュドライブ、メモリカード)のうちの1つ以上からのデータおよび/または他の信号にアクセスまたはそれを受信するように構成することができる。いくつかの変形では、プロセッサは、命令またはコードのセットを動作させる、および/または実行するように構成された任意の適切な処理装置であり得、1つ以上のデータプロセッサ、画像プロセッサ、グラフィックス処理ユニット(GPU)、物理処理ユニット、デジタル信号プロセッサ(DSP)、アナログ信号プロセッサ、混合信号プロセッサ、機械学習プロセッサ、深層学習プロセッサ、有限状態マシン(FSM)、圧縮プロセッサ(例えば、データレートおよび/またはメモリ要件を低減するためのデータ圧縮)、暗号化プロセッサ(例えば、安全な無線データおよび/または電力転送用)、および/または中央処理装置(CPU)を備え得る。プロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)等であり得る。プロセッサは、アプリケーションプロセスおよび/もしくは他のモジュール、システムと関連付けられたプロセスおよび/もしくは機能を動作させ、かつ/または実行するように構成することができる。基礎となる装置技術は、様々な構成要素タイプ(例えば、相補型金属‐酸化物半導体(CMOS)のような金属‐酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)技術、エミッタ結合型ロジック(ECL)のようなバイポーラ技術、ポリマー技術(例えば、ケイ素共役ポリマー、および金属共役ポリマー‐金属構造体)、アナログおよびデジタル混合技術等)で提供されてもよい。
本明細書に記載のシステム、装置、および/または方法は、(ハードウェア上で実行される)ソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせによって実行することができる。ハードウェアモジュールは、例えば、汎用プロセッサ(またはマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、および/または特定用途向け集積回路(ASIC)を含み得る。(ハードウェア上で実行される)ソフトウェアモジュールは、様々なソフトウェア言語(例えば、コンピュータコード)で表現され得、その言語として、C、C++、Java(登録商標)、Python、Ruby、Visual Basic(登録商標)、および/または他のオブジェクト指向型、手続き型、または他のプログラミング言語もしくは開発ツールが挙げられる。コンピュータコードの例としては、以下に限定されないが、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラにより生成されるような機械命令、ウェブサービスを生成するために使用されるコード、およびインタープリタを使用してコンピュータにより実行される高級命令を含むファイルが挙げられる。コンピュータコードの追加的な例としては、以下に限定されないが、制御信号、暗号化コード、および圧縮コードが挙げられる。
一般に、ここで説明するパルス化電場装置は、データおよび/または情報を記憶するように構成されたメモリを備え得る。いくつかの変形では、メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、静的RAM(SRAM)、動的RAM(DRAM)、メモリバッファ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能読み取り専用メモリ(EEPROM)、読み取り専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、それらの組み合わせなどのうちの1つ以上を備え得る。いくつかの変形では、メモリは、信号波形生成、パルス化電場装置制御、データおよび/または信号送信、データおよび/または信号受信、および/または通信などの、パルス化電場装置に関連付けられたモジュール、プロセス、および/または機能をプロセッサに実行させる命令を格納し得る。本明細書に記載のいくつかの変形は、様々なコンピュータ実施動作を実行するための命令またはコンピュータコードを有する非一時的コンピュータ可読媒体(非一時的プロセッサ可読媒体とも称され得る)を伴うコンピュータ記憶製品に関する。コンピュータ読み取り可能媒体(またはプロセッサ読み取り可能媒体)は、それが、一過性の伝搬信号(例えば、空間またはケーブルなどの伝送媒体上に情報を搬送する伝搬電磁波)それ自体を含まないという意味で、非一過性である。媒体およびコンピュータコード(コードまたはアルゴリズムとも呼ばれる)は、特定の目的または様々な目的のために設計および構築されたものであってもよい。
いくつかの変形では、パルス化電場装置は、オペレータがPEFシステムの装置の1つ以上を制御することを可能にするように構成された通信装置をさらに備え得る。通信装置は、有線または無線接続によりパルス化電場装置を別のシステム(例えば、インターネット、リモートサーバ、データベース)に接続するように構成された、ネットワークインターフェースを備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置は、1つ以上の有線および/または無線ネットワークを介して、他の装置(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、スマートウォッチなど)と通信し得る。いくつかの変形では、ネットワークインターフェースは、1つ以上の装置および/またはネットワークと通信するように構成された、無線周波数受信機/送信機、光(例えば、赤外線)受信機/送信機などのうちの1つ以上を備え得る。ネットワークインターフェースは、有線および/または無線で、パルス化電場装置、ネットワーク、データベース、およびサーバのうちの1つ以上と通信することができる。
ネットワークインターフェースは、RF信号を受信および/または送信するように構成されたRF回路を備え得る。RF回路は、電気信号を電磁信号に/電磁信号から変換し、電磁信号を介して通信ネットワークおよび他の通信装置と通信することができる。RF回路は、これらの機能を実施するための既知の回路を備え得、それらの回路には、アンテナシステム、RF送受信機、1つ以上の増幅器、チューナ、1つ以上の発振器、ミキサ、デジタル信号プロセッサ、CODECチップセット、加入者識別モジュール(SIM)カード、メモリなどが含まれるが、これらに限定されない。
装置のいずれかを通した無線通信は、複数の通信標準規格、プロトコル、および技術のいずれかを使用し得、これらには、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))、拡張データGSM(登録商標)環境(EDGE)、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)、高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)、エボリューション、データオンリ(EV‐DO)、HSPA、HSPA+、デュアルセルHSPA(DC‐HSPDA)、ロングタームエボリューション(LTE)、近距離無線通信(NFC)、広帯域符号分割多元接続(W‐CDMA)、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、Bluetooth(登録商標)、無線フィデリティ(WiFi)(例えば、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n等)、ボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)、Wi‐MAX、電子メール用プロトコル(例えば、インターネットメッセージアクセスプロトコル(IMAP)および/またはポストオフィスプロトコル(POP))、インスタントメッセージ(例えば、拡張可能メッセージおよびプレゼンスプロトコル(XMPP)、セッション初期化プロトコルフォーインスタントメッセージおよびプレゼンスレバレッジエクステンション(SIMPLE)、インスタントメッセージおよびプレゼンスサービス(IMPS))、ならびに/またはショートメッセージサービス(SMS)、あるいは任意の他の好適な通信プロトコルが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの変形では、本明細書の装置は、ネットワークを介して(例えば、NFC、Bluetooth(登録商標)、WiFi、RFIDなどを介して)データを送信せずに、互いに直接通信することができる。
いくつかの変形において、ユーザインターフェースは、入力装置(例えば、タッチスクリーン)と、出力装置(例えば、ディスプレイ装置)と、を備え得、パルス化電場装置、ネットワーク、データベース、およびサーバのうちの1つ以上から入力データを受信するように構成することができる。例えば、入力装置(例えば、キーボード、ボタン、タッチスクリーン)のオペレータ制御は、ユーザインターフェースによって受信され得、次いで、ユーザインターフェースがパルス化電場装置に制御信号を出力するために、プロセッサおよびメモリによって処理され得る。入力装置のいくつかの変形は、制御信号を生成するように構成された少なくとも1つのスイッチを備え得る。例えば、入力装置は、オペレータが制御信号に対応する入力(例えば、タッチ表面への指接触)を与えるためのタッチ表面を備え得る。タッチ表面を備える入力装置は、容量性、抵抗性、赤外線、光学的画像、分散信号、音響パルス認識、および表面弾性波技術を含む複数のタッチ感度技術のいずれかを使用して、タッチ表面上の接触および動きを検出するように構成することができる。少なくとも1つのスイッチを含む入力装置の変形では、スイッチは、例えば、ボタン(例えば、ハードキー、ソフトキー)、タッチ表面、キーボード、アナログスティック(例えば、ジョイスティック)、方向性パッド、マウス、トラックボール、ジョグダイヤル、ステップスイッチ、ロッカースイッチ、ポインタ装置(例えば、スタイラス)、モーションセンサ、画像センサ、およびマイクロフォンのうちの少なくとも1つを備え得る。モーションセンサは、光学センサからオペレータの動きデータを受信し、かつオペレータの身振りを制御信号として分類することができる。マイクロフォンは、音声データを受信し、かつオペレータの音声を制御信号として認識することができる。
触覚装置は、入力および出力装置のうちの1つ以上に組み込まれて、追加の感覚出力(例えば、力フィードバック)をオペレータに提供することができる。例えば、触覚装置は、触覚応答(例えば、振動)を生成して、オペレータ入力を入力装置(例えば、タッチ表面)に確認させてもよい。別の例として、触覚フィードバックは、オペレータ入力がパルス化電場装置によって無効にされることを通知してもよい。
II.方法
ここでは、組織を治療する方法についても説明する。いくつかの変形では、方法は、本明細書に記載のシステムおよび装置を使用して、患者の糖尿病を治療することを含み得る。特に、本明細書に記載のシステム、装置、および方法は、パルス化または変調された(例えば、正弦波)電場を使用して、例えば、糖尿病の治療のために、組織の所定の部分、例えば、十二指腸組織を表面再建することができる。いくつかの変形では、生成されたパルス化電場または変調された電場は、組織治療のためのパルス化電場または変調された電場エネルギーが、十二指腸のより深い層への有意なエネルギー送達なしに十二指腸の所定の部分(例えば、粘膜層)に送達され得るように、実質的に均一であり得る。したがって、これらの方法は、十二指腸組織へのエネルギー送達の効率および有効性を向上し得る。さらに、ここで説明する方法は、組織への1つ以上の他の熱エネルギーモダリティの適用によって必然的に生成される過剰な熱組織加熱を回避することもできる。
ここでは、組織を治療する方法についても説明する。いくつかの変形では、方法は、本明細書に記載のシステムおよび装置を使用して、患者の糖尿病を治療することを含み得る。特に、本明細書に記載のシステム、装置、および方法は、パルス化または変調された(例えば、正弦波)電場を使用して、例えば、糖尿病の治療のために、組織の所定の部分、例えば、十二指腸組織を表面再建することができる。いくつかの変形では、生成されたパルス化電場または変調された電場は、組織治療のためのパルス化電場または変調された電場エネルギーが、十二指腸のより深い層への有意なエネルギー送達なしに十二指腸の所定の部分(例えば、粘膜層)に送達され得るように、実質的に均一であり得る。したがって、これらの方法は、十二指腸組織へのエネルギー送達の効率および有効性を向上し得る。さらに、ここで説明する方法は、組織への1つ以上の他の熱エネルギーモダリティの適用によって必然的に生成される過剰な熱組織加熱を回避することもできる。
いくつかの変形では、方法は、閉ループ温度フィードバックシステムを備えるパルス化電場システムを使用することを含み得る。温度フィードバックシステムは、組織温度を監視するように構成された温度センサを備え得る。これらの変形では、これらの方法は、センサ測定に基づく信号発生器によるパルス波形の送達を阻害し得る。いくつかの変形では、組織の温度上昇は、その間のすべてのサブ値と範囲とを含め、約3℃~約10℃、約2℃~約5℃、または約3℃~約8℃に制限することができる。これらの変形のいくつかでは、基準発生器は、組織上に視覚的マーカ(例えば、基準)を熱的に生成するように構成することができる。視覚的マーカは、処置中および処置後の組織治療領域の識別を支援し得る。
糖尿病を治療する方法
一般に、糖尿病を治療する方法は、パルス化電場または変調された電場を生成して、十二指腸組織に変化を引き起こす(例えば、治療する)ことを含み得る。通常、小腸は脳、膵臓、肝臓に信号を送り、血糖止血を促進する。例えば、粘膜絨毛の腸内分泌細胞が、これらの信号を生成し得る。本明細書に記載のシステム、方法、および装置を使用する十二指腸粘膜表面再建は、例えば、2型糖尿病を治療するために使用することができる。臨床研究は、十二指腸の粘膜層の十二指腸粘膜表面再建が、2型糖尿病患者の血糖止血にプラスの影響を与え得る安全な手順であることを示している。
一般に、糖尿病を治療する方法は、パルス化電場または変調された電場を生成して、十二指腸組織に変化を引き起こす(例えば、治療する)ことを含み得る。通常、小腸は脳、膵臓、肝臓に信号を送り、血糖止血を促進する。例えば、粘膜絨毛の腸内分泌細胞が、これらの信号を生成し得る。本明細書に記載のシステム、方法、および装置を使用する十二指腸粘膜表面再建は、例えば、2型糖尿病を治療するために使用することができる。臨床研究は、十二指腸の粘膜層の十二指腸粘膜表面再建が、2型糖尿病患者の血糖止血にプラスの影響を与え得る安全な手順であることを示している。
いくつかの変形では、パルス化電場または変調された電場は、少なくとも50%の細孔誘導性および50%未満の熱誘導性である組織における細胞溶解を引き起こし得る。いくつかの変形では、糖尿病を治療する方法は、パルス化電場装置を患者の十二指腸に向かって前進させることを含み得る。これらの変形のいくつかでは、患者は、処置中に左側臥位に位置付けられ得、十二指腸は、任意選択で(例えば、CO2または生理食塩水を使用して)吹送され得る。パルス化電場装置は、細長い本体と、電極アレイを備える拡張可能な部材と、を備え得る。十二指腸に入ると、拡張可能な部材は、拡張構成に移行することができる。いくつかの変形では、拡張可能な部材の1つ以上のターンを展開して、十二指腸に接触させることができる。いくつかの変形では、視覚化装置(例えば、内視鏡)を十二指腸内に前進させて、処置中に治療領域を視覚化、検査、および/または確認することができる。例えば、パルス化電場装置の1つ以上の透明部分は、視覚化装置が十二指腸の膨大部を識別することを可能にし得る。装置が十二指腸内の所望の位置に配置されると、パルス波形が電極に送達されて、十二指腸の一部分を治療するためのパルス化電場を生成することができる。本明細書に記載のシステムおよび装置のいずれも、ここで説明する方法において使用され得ることを理解されたい。
いくつかの変形では、糖尿病を治療する方法は、一貫した組織-電極インターフェースを容易にするために、組織に半径方向外向きの力を加えて組織を伸ばす(例えば、拡張する)こと、および組織に負圧を加える(例えば、吸引する)ことのうちの1つ以上を含み得る。例えば、拡張構成におけるパルス化電場装置の拡張可能な部材によって伸ばされるかまたは拡張される組織は、半径方向の力および/または負圧の印加によるかどうかにかかわらず、より均一な組織の厚さを有し得、これは、一貫したエネルギー送達および治療を支援し得る。いくつかの変形では、組織は、十二指腸内の拡張構成における拡張可能な部材と接触し得る。視覚化装置(例えば、内視鏡)は、拡張構成における拡張可能な部材の管腔内に前進し、その中に配設することができる。次いで、視覚化装置は、拡張可能な部材の1つ以上の開口部(例えば、流体開口部)に組織を引き込む、および/またはそれを通して組織を引き込むのに十分な負圧を生成するように構成することができる。これにより、電極上の組織テンティングおよび/またはエアポケットが減少し得、十二指腸の周囲における組織と電極との境界面が一貫していることが保証される。さらに、吸引は、拡張可能な部材によって加えられる半径方向の力の低減を可能にし得る。いくつかの変形では、組織に加えられる負圧(例えば、吸引)は、約50mmHg~約75mmHgであり得る。いくつかの変形では、組織に加えられる負圧(例えば、吸引)は、約100mmHg~約250mmHgの圧力で、断続的にまたは比較的短時間で加えられ得る。例えば、組織圧壊死なしに組織と電極との接触を確実にするために、より高い負圧が噴出するか、または速く加えられ得る。
図71Bは、その円周の周りに様々な厚さを有する、拡張されていない十二指腸(7100)の断面画像である。そこに示されているように、自然な状態(例えば、外力が加えられていない、拡張されていない)では、十二指腸組織は、十二指腸の周囲で可変の厚さを有する。図71Aは、十二指腸(7100)内の、拡張構成におけるパルス化電場装置(7110)の断面画像である。パルス化電場装置(7110)は、拡張可能な部材(7120)と、電極アレイ(7122)と、拡張器(7130)と、細長い本体(7140)と、を備える。拡張パルス化電場装置(7110)は、拡張して十二指腸組織に半径方向の力を加えて十二指腸(7110)を拡張し、十二指腸組織の厚さを減少させ、および/または拡張されていない十二指腸と比較して、十二指腸の周囲に、より均一な十二指腸組織の厚さを作成する。伸ばされたまたは拡張された組織は、伸ばされていない組織よりも狭い範囲の組織の厚さを備え得る。いくつかの変形では、約1インチ~約15インチの水柱インチ(inH2O)が、圧力壊死によって組織を拡張するが損傷しないように適用することができる。例えば、拡張可能な部材は、十二指腸組織などの組織をわずかに拡張するために、約2インチ~約6インチの水柱インチ(inH2O)を生成するように構成することができる。拡張構成における拡張可能な部材によって伸ばされた拡張組織は、組織の壁の厚さを減少させることができ、それにより、組織の所定の深さを治療するためのより低い線量のエネルギーを可能にする。伸ばされた組織は、組織の周囲を増加させる再整列(例えば、再配向された)細胞構造を備え得る。総エネルギー送達を減少させることは、組織の全体的な温度上昇の低下に対応し得、これにより、治療手順の安全性プロファイルを向上させるだけでなく、より速くより安全な治癒カスケードを促進することができる。
いくつかの変形では、治療中に組織と電極アレイとの均一な接触を確実にするために、負圧を組織に加えることができる。例えば、負圧または吸引は、拡張可能な部材によって、組織管腔(例えば、十二指腸、十二指腸組織)に加えられて、拡張可能な部材の電極アレイとの組織の並置を容易にすることができる。より高い組織並置は、総エネルギー送達の減少および改善された治療結果をさらに可能にし得る。
いくつかの変形では、拡張可能な部材を使用して半径方向外向きの力を加えることにより、および/または拡張可能な部材から組織に負圧を加えることにより組織を伸ばすことで、図71Aに示すように組織の厚さの範囲を減少させることができる。例えば、拡張可能な部材は、操作されていない組織の厚さに対する操作された(例えば、圧縮された/伸ばされた/拡張された)組織の厚さの比が約0.5であるように、組織を伸ばすことができる。
図71Cおよび71Dは、拡張されていない(例えば、伸ばされていない)十二指腸の断面画像である。図71Eおよび71Fは、拡張された(例えば、伸ばされた)十二指腸の断面画像である。いくつかの変形では、本明細書に記載の切除装置は、治療手順中に組織を拡張する(例えば、伸ばす、伸長する)ために、拡張構成に移行し得る。いくつかの変形では、組織は、所定の範囲の拡張比内で治療することができる。いくつかの変形では、拡張されていない粘膜組織に対する拡張された粘膜組織の比は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.40~約0.60、約0.45~約0.55、および約0.50であり得る。いくつかの変形では、拡張されていない粘膜下組織に対する拡張された粘膜下組織の比は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.15~約0.35、約0.20~約0.30、および約0.26であり得る。いくつかの変形では、拡張されていない十二指腸直径に対する拡張された十二指腸直径の比は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約1.5~約2.3、約1.7~約2.1、および約1.91であり得る。いくつかの変形では、拡張されていない十二指腸直径に対する拡張された十二指腸直径の比は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約1.5~約2.3、約1.7~約2.1、および約1.91であり得る。
いくつかの変形では、切除装置は、組織を拡張して、同時に切除装置に吸引するように構成することができる。いくつかの変形では、拡張されていない粘膜組織に対する吸引および拡張された粘膜組織の比は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.40~約0.60、約0.45~約0.55、および約0.47であり得る。いくつかの変形では、拡張されていない粘膜下組織に対する吸引および拡張された粘膜下組織の比は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約0.20~約0.50、約0.30~約0.40、および約0.33であり得る。
いくつかの変形では、吸引は、拡張構成にある間、装置自体によって引き起こされ得る。追加的または代替的に、吸引は、内視鏡などの視覚化装置によって引き起こされ得る。吸引量は、拡張可能な部材の表面(例えば、電極表面)への組織の並置を確保するように構成することができる。ただし、吸引量は、圧力壊死に対応する所定の閾値を超えてはならない。いくつかの変形では、組織に加えられる負圧(例えば、吸引)は、約1分未満の間、約50mmHg~約75mmHgであり得る。いくつかの変形では、組織に加えられる負圧(例えば、吸引)は、約10mmHg~約200mmHgであり得る。吸引量は、拡張可能な部材の総表面積、開口部の数およびサイズ、吸引が適用される時間、開口部の縁の状態、組織のコンプライアンス、組織の血管新生、および組織のもろさのうちの1つ以上の関数であり得る。
いくつかの変形では、組織コンプライアンスの量は、電極の均一な表面接触および所望の組織治療を確実にするために必要な拡張および吸引の量に対応し得る。いくつかの変形では、組織は、コンプライアンスおよび構造に応じて、より少ない拡張およびより多くの吸引(またはその逆)によりよく応答し得る。いくつかの変形では、並置は、視覚的におよび/またはインピーダンス測定を通じて評価することができる。いくつかの変形では、並置は、1つ以上の温度センサおよび/または圧力センサを使用して測定することができる。
十二指腸内への様々な装置の導入および前進は、胃腸管(5500)が、胃(5510)と、幽門(5520)と、十二指腸(5530)と、を備える図55A~55Fの概略図に示されている。図55Bは、胃(5510)を通って十二指腸(5530)内に前進する視覚化装置(例えば、内視鏡)(5540)を示している。視覚化装置(5540)は、組織、パルス化電場装置、および視覚的マーカ(例えば、解剖学的ランドマーク、熱マーカ、基準)を画像化し、位置判定を支援するように構成することができる。例えば、画像化された組織は、組織を、処理された、マークされた、影響を受けた、処理されていないなどの1つ以上として識別するために使用することができる。図55Cは、胃(5510)を通って十二指腸(5530)内に前進したガイドワイヤ(5560)を示している。いくつかの変形では、図55Dに示すように、視覚化装置(5540)は、ガイドワイヤ(5530)を越えて、十二指腸(5530)内に前進させることができる。いくつかの変形では、図55Dに示すように、治療装置(5560)は、視覚化装置(5540)とともに配置されたガイドワイヤ(5560)を越えて、十二指腸(5530)内に前進させることができる。図56A~56Hは、十二指腸(5630)内のパルス化電場装置(5650)および視覚化装置(5640)の詳細な斜視図であり、本明細書においてより詳細な糖尿病を治療するための方法に関して説明されている。図81A~81Cは、本明細書でより詳細に説明されるような糖尿病を治療する方法の別の変形の概略図である。図82A~82Dは、図81A~81Cに示す方法に対応する画像である。
図54は、糖尿病を治療する方法(5400)の変形を概して説明するフローチャートである。方法(5400)は、電極アレイを備える拡張可能な部材を備えるパルス化電場装置を、十二指腸(5402)の第1の部分に向かって前進させることを含み得る。例えば、図55Eは、ガイドワイヤを介して胃(5510)を通って十二指腸(5530)内に前進するパルス化電場装置(5550)を示している。同様に、視覚化装置を、十二指腸内に前進させることができる。図55Fは、パルス化電場装置(5550)と並んで(例えば、実質的に平行に)十二指腸(5530)内に前進した視覚化装置(5540)(例えば、内視鏡)を示している。図56Aでは、パルス化電場装置(5650)は、十二指腸(5630)内に圧縮構成における拡張可能な部材(5652)を備える。例えば、拡張可能な部材(5652)は、パルス化電場装置(5650)の長手方向軸の周りの複数のターンを備える巻き構成にある。圧縮構成では、拡張可能な部材(5652)は、第1の内径を有する管腔を備え得る。視覚化装置(5640)は、パルス化電場装置(5650)とは独立して操作することができる。同様に、図81Aは、拡張可能な部材(8130)と、ガイドワイヤ(8122)に沿って十二指腸(8110)内に前進した視覚化装置(8140)と、を備えるパルス化電場装置(8120)を含む、糖尿病を治療する方法(8100)を示している。いくつかの変形では、装置(8120)および視覚化装置(8140)のうちの1つ以上は、乳頭の遠位に配設することができる。図82Aは、視覚化装置(例えば、内視鏡)の遠位端の観点からのパルス化電場装置の拡張可能な部材(8220)の画像である。拡張可能な部材(8220)は、十二指腸(8210)を通って前進するときに、圧縮構成にあり得る。
ステップ5404において、パルス化電場装置または変調された電場装置の拡張可能な部材は、圧縮構成から拡張構成に移行して、例えば、組織と係合し、および/または視覚化装置が拡張可能な部材の管腔を通って前進することを可能にし得る。図56Bの拡張構成に示されるように、拡張可能な部材(5652)は、第1の内径よりも大きい第2の内径を有する管腔を備え得る。これらの変形のいくつかでは、視覚化装置(5640)は、拡張構成における拡張可能な部材(5652)の管腔を通って前進し得、視覚化装置(5640)が、例えば、組織(5600)およびパルス化電場装置(5650)の遠位の一部分を視覚化することを可能にする。追加的または代替的に、パルス化電場装置(5650)は、拡張可能な部材(5652)の遠位に配設された第2の拡張可能な部材(例えば、膨張可能な部材、バルーン)(図示せず)を備え得る。これらの変形のいくつかでは、第2の拡張可能な部材を拡張させて、パルス化電場装置(5650)および組織(5630)の前進、位置決め、および視覚化のうちの1つ以上を支援することができる。例えば、第2の拡張可能な部材の1つ以上の部分は、視覚化装置が第2の拡張可能な部材を通して見ることを可能にするために透明であり得る。
図56Bに示すように、拡張可能な部材(5652)は、1つ以上のターンによって展開して、拡張可能な部材(5652)を拡張構成(例えば、展開構成)に移行させることができる。図56Cに示すように、パルス化電場装置(5650)は、第1の細長い本体(5654)と、第1の細長い本体(5654)内に位置付けられた第2の細長い本体(5656)と、を備え得る。拡張可能な部材(5652)は、第2の細長い本体(5656)の周りに、所定のターン数だけ巻くことができる。これらの変形のいくつかでは、第2の細長い本体(5656)を第1の細長い本体(5654)に対して回転させて、拡張可能な部材(5652)を展開し、拡張可能な部材を十二指腸(5630)に接触させることができる。拡張可能な部材(5652)と十二指腸(5630)との完全な円周方向の接触は、エネルギー送達および治療結果を改善し得る。例えば、図64Bは、拡張可能な部材(6410)の近位端および組織(6430)の視覚化を可能にするために、パルス化電場装置(6400)に対して後退した視覚化装置によって画像化された組織管腔(6430)内の展開構成におけるパルス化電場装置(6400)の変形の画像である。
いくつかの変形では、図81Bに示すように、装置(8120)の拡張可能な部材(8130)は、拡張構成に移行して、組織に接触し得る。いくつかの変形では、視覚化装置(8120)の遠位端は、拡張可能な部材(8130)の管腔内、拡張可能な部材(8130)の近位端の近位、または拡張可能な部材(8130)の遠位端の遠位のいずれかに配設することができる。図81Bに示すように、視覚化装置(8120)は、組織(8110)を拡張可能な部材(8130)の表面に吸引する拡張可能な部材(8130)の管腔内に負圧(例えば、吸引)を生成するように構成することができる。追加的または代替的に、装置(8120)は、拡張可能な部材(8130)の表面の表面に組織(8110)を吸引するために、負圧を生成するように構成することができる。いくつかの変形では、吸引は、パルス波形の送達中に適用することができ、パルス化電場エネルギーが送達されない期間中に減少させることができる。例えば、エネルギー送達後に組織が冷却されているとき、ならびに装置(8130)および視覚化装置のうちの1つ以上が組織(8110)内で前進しているときに、吸引を減少(または停止)することができる。よって、吸引は、治療プロセス全体を通して断続的に発生させることができる。組織の1つ以上の部分に適用される吸引の量は、本明細書に記載されている通りであり得る。
図82Bは、拡張可能な部材(8220)が十二指腸(8210)に接触している拡張構成における拡張可能な部材(8220)の画像である。図82Cは、本明細書に記載されるように負圧を印加した後の拡張可能な部材(8220)と接触している組織(8210)の画像である。図82Cでは、組織は、拡張可能な部材(8220)の厚さを通して延在する複数の開口部(8222)を通って引っ張られる。組織(8210)と拡張可能な部材(8220)との密接な接触は、エネルギー送達および治療結果を改善し得る。吸引が適用されている間、1つ以上のパルス波形が送達することができる。
ステップ5406において、1つ以上のパルス波形は、パルス化電場または変調された電場を生成するために、拡張可能な部材の電極アレイに送達することができる。例えば、図56Cは、十二指腸(5630)を治療するためのパルス化電場または変調された電場を生成するためにパルス波形を受信するように構成された電極(図示せず)を備える、拡張構成における拡張可能な部材(5652)を示している。いくつかの変形では、視覚化部材(5640)およびパルス化電場装置(5650)のうちの1つ以上は、組織(5630)の拡張可能な部材(5652)電極アレイへの並置を増加させるために、組織に吸引または負圧を加えるように構成することができる。いくつかの変形では、流体は、パルス化電場装置と拡張可能な部材からの十二指腸との間で引き込まれ、または吸引され得る。例えば、吸引または陰圧は、視覚化装置によって加えられ得る。
いくつかの変形では、パルス波形は、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約250kHz~約950kHz、約250kHz~約950kHz、約350kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aまたは約0.6A~約65Aの電流密度と、を備える。例えば、電流密度は、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100A、または約0.6A~約65Aであり得る。
いくつかの変形では、パルス波形は、1グループ当たり約1~約100のパルスを伴う、約1~約100のパルスグループを備え得る。これらの変形のいくつかでは、パルス波形は、約10μs~約2000μsまたは約10μs~約500μsの群遅延と、約50ミリ秒~約4000ミリ秒または約50ミリ秒~約500ミリ秒の補充速度と、を備え得る。いくつかの変形では、パルス化電場装置(5650)によって生成されたパルス化電場または変調された電場は、拡張可能な部材(5652)から所定の治療距離において、組織(5360)内で最大約20%にまで空間的に変化する。例えば、十二指腸の4cm2の治療領域の治療は、約81,000ワットまたは約20,250ワット/cm2、または約1,800ワット/cm2の瞬時電力に対して、それぞれ10Ωに適用される約900Vまたは50Ωに適用される約600Vを送達することを含み得る。電圧は、約0.04ジュール/cm2の対応する線量に対して約2μsの間、または約27ジュール/cm2の対応する線量に対して約0.015秒間印加することができる。いくつかの変形では、治療パルスは、総エネルギーの約40.5ジュールに等しくなるように、約1000回繰り返され得る。例えば、約400cm2の十二指腸の治療領域は、約16,200Jの線量を備え得る。別の例として、約100cm2の十二指腸の治療領域は、約27kJの線量を備え得る。
いくつかの変形では、組織の一部分(例えば、セクション)に送達されるパルス波形は、複数のパルス波形を備え得る。すなわち、一部分を複数回(例えば、2回、3回、4回)治療することができる。
いくつかの変形では、温度センサは組織の温度を測定し得、その温度を使用してパルス波形の送達を抑制し、それによって手順に安全性のマージンを追加することができる。ステップ5408において、組織の温度を、温度センサを使用して測定することができる。例えば、温度は、少なくともパルス波形の送達中、またはエネルギーの各パケットの直後に測定することができる。ステップ5410において、パルス波形の送達は、測定された温度に応答して調整することができる。例えば、測定された温度が所定の閾値を超えると、パルス波形の送達を抑制することができる。これにより、熱加熱による組織への意図しない損傷を防ぐことができる。
いくつかの変形では、基準発生器を使用して、十二指腸組織上に視覚的マーカを生成することができる。視覚的マーカは、例えば、本明細書に記載の視覚化装置を使用して視覚化され、十二指腸の完全な治療範囲を支援するための治療領域を識別することができる。ステップ5412において、1つ以上の視覚的マーカは、基準発生器(例えば、温度センサ)を使用して、組織上に生成することができる。図57に示すように、1つ以上の視覚的マーカ(5710)は、十二指腸(5700)の内周に沿って生成することができる。
ステップ5414において、治療領域は、視覚的マーカおよび吸引された組織のうちの1つ以上に基づいて識別することができる。例えば、十二指腸内の視覚化装置は、1つ以上の視覚的マーカを画像化することができる。視覚的マーカ(5710)間の領域は、PEF誘導細胞死を経た治療領域に対応し得る。図56D~56Hは、組織上に生成された視覚的マーカ(5634)を示している。さらに、別の手順における十二指腸の再治療は、基準発生器によって生成された視覚的マーカの1つ以上によって導かれ得る。図82Dは、視覚化装置によって視覚的に識別され得る吸引された組織(8212)を備える組織(8210)の画像を示している。視覚的マーカを使用して、組織の治療された部分を識別し、パルス化電場装置を治療対象の組織の治療されていない部分に位置合わせすることができる。
いくつかの変形では、パルス化電場装置は、十二指腸全体をパルス化電場または変調された電場で治療するために、十二指腸を通って近位に後退させることができる。一般に、十二指腸は約260cm2の面積を備える。ステップ5416において、拡張可能な部材は、拡張構成から圧縮構成(または拡張可能な部材が視覚化装置の外径に折りたたまれる部分的拡張構成または半拡張構成)に移行して、パルス化電場装置が十二指腸を通って並進するのを支援することができる。図56Dは、拡張可能な部材(5652)が十二指腸(5630)の治療された部分(5632)から外れ、視覚化装置(5640)の外面に係合するように、部分的拡張構成における拡張可能な部材(5652)を示している。これにより、パルス化電場装置(5650)および視覚化装置(5640)を、十二指腸(5630)に対してスライド可能にともに並進させることができる。
ステップ5418において、パルス化電場装置を、十二指腸の別の部分に並進させることができる。いくつかの変形では、十二指腸を、その間のすべての範囲とサブ値とを含め、約2部分~約20部分、約6部分~約15部分、約10部分~約12部分にわたって治療することができる。例えば、図56Eは、治療された部分(5632)に対して近位に後退したパルス化電場装置(5650)を示している。これらの変形のいくつかでは、収縮は、視覚化装置によって視覚化された視覚的マーカの位置によって導かれ得る。例えば、視覚化装置(5640)を後退させて、図56Fの拡張可能な部材(5652)の近位の十二指腸組織(5630)を表示することができる。同様に、図81Cに示すように、装置(8120)および/または視覚化装置(8140)は、十二指腸(8110)を通って複数回前進して、本明細書に記載のエネルギー送達プロセスを繰り返すことができる。いくつかの変形では、組織の総治療長は、約6cm~約20cmであり得る。いくつかの変形では、組織の一部は、約22mm~平均約25mmの円周を有し得る。いくつかの変形では、十二指腸の一部分の円周の約60パーセント以上を治療することができる。
いくつかの変形では、ステップ5404~5418を、十二指腸の所定の長さが治療されるまで繰り返すことができる。例えば、図56Fは、治療された部分(5632)のすぐ近位で拡張構成に移行した拡張可能な部材(5652)を示している。視覚化装置(5640)は、拡張可能な部材(5652)および治療された部分(5632)が視覚化され得るように、拡張可能な部材(5652)に対して近位方向に後退させられる。拡張可能な部材(5652)は、視覚的マーカ(5634)の近位に位置付けることができる。図56Gは、第2のパルス波形を送達した後の十二指腸(5630)およびパルス化電場装置(5650)を示している。特に、治療された部分(5632)の面積が増加し、拡張可能な部材(5652)が圧縮構成に移行した。例えば、第2の細長い本体(5656)は、第1の細長い本体(5654)に対して回転して、拡張可能な部材(5652)を第2の細長い本体(5656)の長手方向軸の周りに回転させて、拡張可能な部材(5652)の直径を小さくすることができる。いくつかの変形では、パルス波形および生成されたパルス化電場または変調された電場は、十二指腸の各部分に対して同じまたは異なる場合がある。
いくつかの変形では、電極アレイは、組織と接触する電極の総表面積が、信号発生器の電圧および電流出力に一致するシステムの抵抗またはインピーダンスを備え得るように構成することができる。例えば、電極アレイの数は、所望の治療領域に独立して一致させることができ、それによって、信号発生器によって生成される電圧および電流の量を制御することができる。この多重化技術は、信号発生器のコストおよび複雑さを大幅に削減し得る。
ステップ5420において、パルス化電場装置および視覚化装置は、患者から引き抜くことができる。パルス化電場装置および視覚化装置は、患者から順次または同時に引き抜くことができる。図56Hは、組織の所定の領域(例えば、治療された部分(5632))を治療した後、十二指腸(5630)から引き抜かれるパルス化電場装置(5650)を示している。例えば、図64Aは、視覚化装置(6410)に係合され、かつ患者から引き抜かれたパルス化電場装置(6400)の変形の平面図画像である。図64Aでは、パルス化電場装置(6400)の拡張可能な部材は、パルス化電場装置を視覚化装置(6410)に保持するために半拡張構成にある。
パルス化電場装置を使用する患者における治療手順の例は、図58A~58Eの透視画像に示されている。図58Aは、十二指腸(5800)の遠位部分に前進したパルス化電場装置(5810)および視覚化装置(5820)(例えば、内視鏡)を示している。図58Bは、拡張可能な部材(5812)の近位に内視鏡(5820)を伴う、拡張構成におけるパルス化電場装置(5810)を示している。図58C、58D、および58Eは、十二指腸(5800)を通って近位方向に並進するパルス化電場装置を示している。ここでは治療手順中に十二指腸(5800)を通って近位方向に並進しているように図示されているが、代わりにパルス化電場装置(5810)を十二指腸(5800)を通して遠位に前進させてもよい(例えば、十二指腸(5800)の近位部分を、近位部分の遠位の1つ以上の部分の前に治療してもよい)。いくつかの変形では、本明細書で実行される治療手順は、視覚化装置なしで透視ガイダンスを利用することができる。
いくつかの変形では、組織温度を安全に制御しながら、パルス化電場エネルギーを送達することができる。例えば、エネルギー送達は、パルス化することができ、その結果、別のエネルギーバーストが送達される前に組織温度が低下するのに十分な遅延が与えられる。さらに、所定の組織温度(例えば、温度の相対的変化、絶対温度)を超えると、送達を抑制することができる。例えば、組織の温度上昇は、絶対温度として約6℃および/または約43℃に制限することができる。本明細書に記載の方法では、熱はエネルギー送達の副産物であり、所望の作用機序ではない。
図83Aおよび83Bは、本明細書に記載の組織を治療する方法に対応する経時的な組織温度、電圧、および電流のプロットである。図83Aは、例えば、パルス化電場装置の拡張可能な部材において温度が測定された場合の約4℃の温度上昇を示している。
代替的に、1つ以上のパルス波形を、組織が最初に約41℃に加熱されるように送達することができ、次いで、パルス波形を、組織が所定の組織温度(例えば、45℃)を超えないように送達することができる。例えば、組織の初期加熱は、組織が温度に達する時間および深さを制御するために、低電力エネルギーの適用で行うことができる。この方法は、パルス化電場の組織臨界閾値を低減して、細胞構造に影響を与えることができる。
図72A~75は、本明細書に記載のシステム、装置、および方法を使用した治療後の十二指腸組織の治癒(例えば、治癒カスケード)の画像である。有利なことに、本明細書に記載の治癒プロセスは、十二指腸組織内に広範囲の炎症を引き起こし得る壊死反応(例えば、マクロファージ反応)を低減し得る。
図72Aおよび72Bは、治療後約1日目の十二指腸組織の詳細な断面画像である。図72Aおよび72Bに示す組織は、血管新生の増加を含み得る。図73は、治療後約3日目で、新しい細胞への血液供給が増加し、有意なマクロファージ応答がない十二指腸組織の詳細な断面画像である。図74Aおよび74Bは、治療後約7日目の十二指腸組織の詳細な断面画像である。内視鏡で約7日目に見た組織は、生来の組織と見分けがつかない可能性がある。例えば、図74Aおよび7Bの血液供給は、生来の(例えば、治療されていない)組織と区別がつかない場合があり、新しい絨毛の寸法は、生来の絨毛とほぼ同じ寸法を有するであろう。図75は、治療後約14日目の十二指腸組織の詳細な断面画像であり、治療された組織は、組織学的に生来の組織と区別がつかない可能性がある。
図60は、拡張可能な部材(6030)と、近位拡張器(6060)と、遠位拡張器(6062)と、を備えるパルス化電場装置(6000)の変形の画像である。拡張可能な部材(6030)は、装置(6000)の長手方向軸の周りの複数のターンを含み得る。拡張可能な部材(6030)は、図59に示すような電極アレイを備える。拡張器(6060、6062)は、1つ以上の体腔を通してパルス化電場装置(6000)をスムーズに前進および/または後退させるのを助け、拡張可能な部材(6030)が組織に引っ掛かるのを防ぐのを補助することができる。例えば、拡張器(6060、6062)は、拡張可能な部材(6030)が体腔を通って並進(例えば、前進、収縮)するときに、組織と接触することから組織の縁を保護するように構成することができる。拡張可能な部材(6030)は、遠位拡張器(6062)と近位拡張器(6060)との間に配設されている。
図61Aは、パルス化電場装置(6100)および視覚化装置(6150)の斜視図を示す画像である。図61Bは、パルス化電場装置(6100)および視覚化装置(6150)の詳細な画像である。図61A~61Bに示すパルス化電場装置(6100)は、図60に示すパルス化電場装置(6000)に類似しており、細長い本体(6110)と、拡張可能な部材(6030)と、近位拡張器(6060)と、遠位拡張器(6062)と、を備える。視覚化装置(6150)は、半拡張構成または拡張構成にあるときに、拡張可能な部材(6130)の管腔を通って前進するのに十分な直径を備え得る。
図62Aは、パルス化電場装置(6200、6250)の例示的な変形の画像である。図62A~62Cに示すパルス化電場装置(6200、6250)は、図60および61A~61Bに関して示され、説明されたパルス化電場装置(6000)に類似している。さらに、パルス化電場装置(6250)は、膨張可能な部材(6232)(例えば、バルーン)を備え得る。図62Aに示すように、拡張アクチュエータ(6234)は、パルス化電場装置(6250)のバルーン(6232)に流体的に結合することができる。図62Bは、圧縮構成(例えば、非膨張、収縮)における膨張可能な部材(6232)を備えるパルス化電場装置(6250)の例示的な変形の画像である。図62Cは、図62Aに示すパルス化電場装置(6200、6250)の斜視図である。
図63A~63Cは、第1の細長い本体(6310)と、第2の細長い本体(6320)と、拡張可能な部材(6330)と、近位拡張器(6360)と、遠位拡張器(6362)と、拡張可能な部材(6330)に結合されたリード(6332)と、ガイドワイヤ(6370)と、を備えるパルス化電場装置(6300)の追加の変形である。拡張可能な部材(6330)は、装置(6300)の長手方向軸の周りの複数のターンを含み得る。拡張可能な部材(6330)は、図66に示すような電極アレイを備え得る。拡張器(6360、6362)は、1つ以上の体腔を通してパルス化電場装置(6300)をスムーズに前進および/または後退させるのを助け、拡張可能な部材(6330)が組織に引っ掛かるのを防ぐのを補助することができる。例えば、拡張器(6360、6362)は、拡張可能な部材(6330)が体腔を通って並進(例えば、前進、収縮)するときに、組織と接触することから組織の縁を保護するように構成することができる。拡張可能な部材(6330)は、遠位拡張器(6362)と近位拡張器(6360)との間に配設されている。図63Aは、巻き構成における拡張可能な部材(6330)を伴うパルス化電場装置(6300)の画像である。図63Bは、展開構成における拡張可能な部材(6330)を伴うパルス化電場装置(6300)の画像である。図63Cは、展開構成における拡張可能な部材(6330)を伴うパルス化電場装置(6300)の斜視図である。パルス化電場装置(6300)は、第2の細長い本体(6320)を通って延在するガイドワイヤ(6370)に沿ってスライド可能に並進することができる。
図65は、細長い本体(6510)と、電極アレイ(6530)を備える第1の拡張可能な部材(6520)と、第1の拡張可能な部材(6520)の遠位に配設された第2の拡張可能な部材(6540)と、を備えるパルス化電場装置(6500)の変形の画像である。第1の拡張可能な部材(6330)および第2の拡張可能な部材(6540)は、バルーンなどの膨張可能な部材を備え得る。第1の拡張可能な部材(6530)は、図67に示すような電極アレイを備え得る。第2の拡張可能な部材(6530)は、1つ以上の体腔を通してパルス化電場装置(6500)をスムーズに前進および/または後退させるのを補助し、組織および第1の拡張可能な部材(6530)の視覚化を改善し得る。いくつかの変形では、第1および第2の拡張可能な部材(6530、6540)の少なくとも近位および遠位部分は、透明であり得る。細長い本体(6510)は、第1および第2の拡張可能な部材(6530、6540)を圧縮構成と拡張構成との間で移行させるように構成された1つ以上の膨張管腔を備え得る。
図66は、本明細書に記載のパルス化電場装置の電極アレイ(6600)の変形の概略回路図である。図67および68は、本明細書に記載のパルス化電場装置の電極アレイ(6700、6800)の変形の画像である。図67は、隆起した(例えば、ドーム型の)電極を備える可撓性回路を示している。図68は、隆起した(例えば、ドーム型の)電極を備える剛性回路基板を示している。
図79Aは、圧縮構成におけるパルス化電場装置(7900)の変形の画像である。パルス化電場装置(7900)は、拡張可能な部材(7930)と、遠位拡張器(7960)と、近位拡張器(7962)と、を備え得る。図79Bは、拡張構成におけるパルス化電場装置(7900)の画像である。拡張可能な部材(7930)は、装置(7900)の長手方向軸の周りの複数のターンを含み得る。拡張可能な部材(7930)は、図79Cに示すような電極アレイを備える。拡張器(7960、7962)は、1つ以上の体腔を通してパルス化電場装置(7900)をスムーズに前進および/または後退させるのを助け、拡張可能な部材(7930)が組織に引っ掛かるのを防ぐのを補助することができる。例えば、拡張器(7960、7962)は、拡張可能な部材(7930)が体腔を通って並進(例えば、前進、収縮)するときに、組織と接触することから組織の縁を保護するように構成することができる。拡張可能な部材(7930)は、遠位拡張器(7962)と近位拡張器(7960)との間に配設されている。図79Cは、図79Aおよび79Bに示すパルス化電場装置(7900)の展開された電極アレイ(7930)の詳細な画像である。電極アレイ(7930)は、本明細書でより詳細に説明されるように、1つ以上の開口部(7934)を画定する複数の電極(7932)を備え得る。
本開示の実施例および図解は、例示的な目的を果たし、電極および装置の数などの逸脱および変形は、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書の教示に従って構築および展開できることを理解されたい。
本明細書で使用される場合、「約」および/または「およそ」という用語は、数値および/または範囲と組み合わせて使用されるとき、概して、列挙された数値および/または範囲に近いそれらの数値および/または範囲を指す。いくつかの場合では、「約」および「およそ」という用語は、記載されている値の±10%以内を意味し得る。例えば、いくつかの場合では、「約100[単位]」は、100の±10%以内(例えば、90~110)を意味し得る。「約」および「およそ」という用語は、交換可能に使用され得る。
本明細書の具体的な実施例および説明は、元来例示的であり、本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書で教示された材料に基づいて、変形が、当業者によって展開され得るが、本発明は、添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。
Claims (153)
- 装置であって、
管腔を備える第1の細長い本体と、
前記管腔内に少なくとも部分的に位置付けられた第2の細長い本体と、
前記第2の細長い本体の周りに巻かれた拡張可能な部材であって、前記第2の細長い本体に結合された内端と、前記第1の細長い本体に結合された外端と、電極アレイと、を備える、拡張可能な部材と、を備える、装置。 - 前記拡張可能な部材が、前記第2の細長い本体の周りの複数のターンを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の細長い本体を前記拡張可能な部材の前記外端に結合するコネクタをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の細長い本体が、前記第1の細長い本体に対して回転して、前記拡張可能な部材を、巻き構成と展開構成との間で移行させるように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材が、前記展開構成において直径が少なくとも10mmの管腔を備える、請求項4に記載の装置。
- 請求項5に記載の装置を備えるシステムであって、前記拡張可能な部材の前記管腔内に配設された第3の細長い本体をさらに備える、システム。
- 前記第3の細長い本体が、内視鏡を備える、請求項6に記載のシステム。
- 前記第1の細長い本体および前記第2の細長い本体のうちの1つに結合された遠位拡張器と近位拡張器と、をさらに備え、前記拡張可能な部材が、前記遠位拡張器と前記近位拡張器との間に配設されている、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の細長い本体に結合された歯車および摩擦ローラのうちの1つ以上をさらに備え、前記拡張可能な部材が、前記歯車および摩擦ローラのうちの1つ以上に結合するように構成されたトラックを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記トラックが、前記拡張可能な部材における複数の離間した開口部を含む、請求項9に記載の装置。
- 請求項1に記載の装置を備えるシステムであって、前記電極アレイに結合された信号発生器をさらに備え、前記信号発生器が、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、前記電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、前記電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備えるパルス波形を生成するように構成されている、システム。
- 前記信号発生器が、前記組織の温度に基づいて、前記パルス波形の送達を禁止するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記電極アレイが、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材が、蛇行した形状を備える温度センサを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材が、前記拡張可能な部材を通る1つ以上の開口部を画定する、請求項1に記載の装置。
- 前記電極アレイが、細胞型の所定のセットを治療し、筋組織は治療しない治療電場を生成するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記電極アレイが、細胞を治療するが、無傷の組織足場を残す治療電場を生成するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 装置であって、
細長い本体と、
前記細長い本体に結合された複数の細長い電極であって、約2.3:1~約3.3:1の、前記電極の幅に対する近接電極間の中心間距離の比を備える、複数の細長い電極と、を備える、装置。 - 請求項18に記載の装置を備えるシステムであって、前記複数の電極に結合された信号発生器をさらに備え、前記信号発生器が、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、前記電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、前記電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備えるパルス化電場波形または変調された電場波形を生成するように構成されている、システム。
- 前記細長い本体に結合され、前記複数の電極を備える拡張可能な部材をさらに備え、前記拡張可能な部材が、圧縮構成と拡張構成と、を備える、請求項18に記載の装置。
- 前記拡張構成において、前記拡張可能な部材が、管腔を備え、前記装置が、前記拡張可能な部材の前記管腔内に配設された第2の細長い本体をさらに備える、請求項20に記載の装置。
- 前記第2の細長い本体が、内視鏡を備える、請求項15に記載のシステム。
- 前記拡張可能な部材の近位部分および遠位部分が、透明である、請求項20に記載の装置。
- 前記細長い本体に結合された第2の拡張可能な部材をさらに備える、請求項20に記載の装置。
- 前記第2の拡張可能な部材が、膨張可能である、請求項24に記載の装置。
- 前記複数の細長い電極が、第1の電極と、第2の電極と、を含み、前記第2の電極が、前記第1の電極と平行であるか、または互いにかみ合っている、請求項18に記載の装置。
- 近接電極間の前記中心間距離および前記複数の細長い電極の前記幅が、実質的に等しい、請求項18に記載の装置。
- 前記細長い電極上に配設された組織接触層をさらに備え、前記組織接触層が、前記細長い電極の導電率よりも低い導電率を備える、請求項18に記載の装置。
- 前記組織接触層の前記導電率が、約0.03S/m~約0.9S/mである、請求項27に記載の装置。
- 前記組織接触層が、前記電極の幅の約10%~約20%の厚さを備える、請求項18に記載の装置。
- 前記電極のうちの少なくとも1つが、半楕円形の断面形状を備える、請求項18に記載の装置。
- 電極の幅に対する電極の高さの比が、約1:4~約1:8である、請求項18に記載の装置。
- 前記近接電極が、約0.3mm~約6mmの加重平均距離だけ離間されている、請求項18に記載の装置。
- 前記複数の電極上に配設された親水性層をさらに備える、請求項18に記載の装置。
- 前記複数の電極の表面積が、所定の構成における前記拡張可能な部材の表面積の約20%~約45%を含む、請求項18に記載の装置。
- システムであって、
細長い本体と、
圧縮構成と拡張構成と、を備える、前記細長い本体に結合された拡張可能な部材であって、複数の電極を備える電極アレイをさらに備える、拡張可能な部材と、
前記電極アレイに結合された信号発生器であって、パルス化電場波形または変調された電場波形を前記電極アレイに送達して、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成された信号発生器と、を備える、システム。 - システムであって、
細長い本体と、
前記細長い本体に結合され、管腔と、圧縮構成と、拡張構成と、を備える拡張可能な部材であって、前記拡張可能な部材が、電極アレイを備え、前記拡張可能な部材の前記管腔が、視覚化装置を解放可能に受容するように構成されている、拡張可能な部材と、を備える、システム。 - 前記管腔が、前記拡張可能な部材の中心長手方向軸を画定する、請求項37に記載のシステム。
- 前記拡張可能な部材が、前記拡張可能な部材を通って延在する1つ以上の開口部を含む、請求項37に記載のシステム。
- 前記視覚化装置が、約10mmHg~約200mmHgの圧力で前記1つ以上の開口部を通して組織を吸引するように構成されている、請求項39に記載のシステム。
- システムであって、
細長い本体と、
前記細長い本体に結合され、管腔と、圧縮構成と、拡張構成と、を備える拡張可能な部材であって、前記拡張可能な部材が、電極アレイを備える、拡張可能な部材と、
前記拡張可能な部材の管腔に解放可能に結合するように構成された視覚化装置と、を備える、システム。 - 前記視覚化装置が、吸引管腔を備える、請求項41に記載のシステム。
- 前記視覚化装置が、吸引管腔と、灌注管腔と、を備える、請求項41に記載のシステム。
- 糖尿病を治療する方法であって、
パルス化電場装置を患者の十二指腸内に前進させることであって、前記パルス化電場装置が、細長い本体と、前記細長い本体に結合された拡張可能な部材と、を備え、前記拡張可能な部材が、電極アレイを備える、前進させることと、
パルス化波形を前記電極アレイに送達して、パルス化電場または変調された電場を生成し、それによって前記十二指腸を治療することと、を含む、方法。 - 前記電極アレイが、平行線および/または互いにかみ合った構成を形成する複数の離間した電極を備える、請求項44に記載の方法。
- 交互の極性で前記電極アレイの近接する平行線を構成することをさらに含む、請求項45に記載の方法。
- 前記パルス化電場または前記変調された電場が、前記電極アレイからの所定の治療距離で、最大約20%にまで空間的に変化する、請求項46に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、それを通る管腔を備え、前記方法が、前記拡張可能な部材の前記管腔を通して内視鏡を前進させることをさらに含む、請求項44に記載の方法。
- 前記内視鏡を後退させて、前記拡張可能な部材の近位の十二指腸組織を見ることをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 前記複数の電極の各々が、細長い電極である、請求項45に記載の方法。
- 前記複数の電極の各々が、半楕円形の電極である、請求項45に記載の方法。
- 前記パルス化波形の送達中に、前記拡張可能な部材における温度を測定することをさらに含む、請求項44に記載の方法。
- 前記測定された温度に基づいて、前記パルス波形の送達を禁止することをさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記パルス化電場または前記変調された電場が、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場である、請求項44に記載の方法。
- 約10mmHg~約200mmHgの圧力で前記拡張可能な部材に組織を吸引することをさらに含む、請求項44に記載の方法。
- 糖尿病を治療する方法であって、
パルス化電場装置を患者の十二指腸の第1の部分に向かって前進させることであって、前記パルス化電場装置が、電極アレイを備える拡張可能な部材を備える、前進させることと、
前記拡張可能な部材を、拡張構成に移行させることと、
第1のパルス波形を前記電極アレイに送達して、第1のパルス化電場または第1の変調された電場を生成し、それによって前記第1の部分を治療することと、
前記パルス化電場装置を、前記十二指腸の第2の部分に向かって前進させることと、
第2のパルス波形を前記電極アレイに送達して、第2のパルス化電場または第2の変調された電場を生成し、それによって前記第2の部分を治療することと、を含む、方法。 - 前記拡張可能な部材が、温度センサを備え、前記方法が、
前記温度センサを使用して、前記組織の温度を測定することと、
前記測定された温度および温度変化率のうちの1つ以上に基づいて、パルス波形送達を変調することと、をさらに含む、請求項56に記載の方法。 - 前記拡張可能な部材を展開して、前記拡張可能な部材を前記拡張構成に移行させることをさらに含む、請求項56に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、前記圧縮構成において、第1の直径を有し、前記拡張構成において、第2の直径を有する管腔を含み、前記第2の直径が、前記第1の直径よりも大きく、前記方法が、前記拡張構成において、前記管腔を通して、第3の細長い本体を前進させることをさらに含む、請求項56に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、前記拡張可能な部材の遠位に配設された第2の拡張可能な部材を備え、前記方法が、前記第2の拡張可能な部材を膨張させることをさらに含む、請求項56に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材を展開することが、前記拡張可能な部材の1つ以上のターンを展開することを含む、請求項56に記載の方法。
- 前記第1および第2のパルス波形が、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、前記電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、前記電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備える、請求項56に記載の方法。
- 前記第1のパルス化電場または前記第1の変調された電場および前記第2のパルス化電場または前記第2の変調された電場のうちの1つ以上が、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場である、請求項56に記載の方法。
- 前記第1のパルス波形および前記第2のパルス化波形の前記送達のうちの1つ以上の間に、前記拡張可能な部材に組織を吸引することをさらに含む、請求項56に記載の方法。
- 糖尿病を治療する方法であって、
パルス化電場装置を患者の十二指腸内に前進させることであって、前記パルス化電場装置が、第1の細長い本体と、前記第1の細長い本体内に位置付けられた第2の細長い本体と、第2の細長い本体の周りに巻かれた拡張可能な部材とを備え、前記拡張可能な部材が、電極アレイを備える、前進させることと、
前記第2の細長い本体が、前記第1の細長い本体に対して回転して、前記拡張可能な部材を展開し、かつ十二指腸組織を前記電極アレイと接触させることと、
パルス波形を前記電極アレイに送達して、パルス化電場または変調された電場を生成し、それによって前記十二指腸組織を治療することと、を含む、方法。 - 前記展開された拡張可能な部材の管腔を通して視覚化装置を前進させることをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 前記第1の細長い本体を回転させると、前記拡張可能な部材の1つ以上のターンが展開される、請求項65に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、温度センサを備え、前記方法が、
前記温度センサを使用して、前記組織の温度を測定することと、
前記測定された温度に基づいて、パルス波形の送達を変調することと、をさらに含む、請求項65に記載の方法。 - 前記第1の細長い本体を回転させると、前記拡張可能な部材が前記拡張構成に移行する、請求項65に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、前記圧縮構成において、第1の直径を有し、前記拡張構成において、第2の直径を有する管腔を含み、前記第2の直径が、前記第1の直径よりも大きく、前記方法が、前記拡張構成において、前記管腔を通して、第3の細長い本体を前進させることをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、前記拡張可能な部材の遠位に配設された第2の拡張可能な部材を備え、前記方法が、前記第2の拡張可能な部材を膨張させることをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 前記パルス波形が、約250kHz~約950kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、前記電極アレイによって印加される約100V~約2kVの電圧と、前記電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備える、請求項65に記載の方法。
- 前記パルス化電場または前記変調された電場が、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場である、請求項65に記載の方法。
- 前記パルス波形の送達中に、前記拡張可能な部材に組織を吸引することをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 糖尿病を治療する方法であって、
パルス化電場装置を患者の十二指腸の遠位部分に前進させることであって、前記パルス化電場装置が、拡張可能な部材を備え、前記拡張可能な部材が、電極アレイと温度センサとを備える、前進させることと、
前記拡張可能な部材を、拡張構成に移行させることと、
第1のパルス波形を前記電極アレイに送達して、第1のパルス化電場または第1の変調された電場を生成し、それによって前記遠位部分を治療することと、
前記温度センサを使用して、前記遠位部分上に視覚的マーカを生成することと、
前記視覚的マーカの位置に基づいて、前記パルス化電場装置を、前記遠位部分に近位の前記十二指腸の一部分まで後退させることと、
第2のパルス波形を前記電極アレイに送達して、第2のパルス化電場または第2の変調された電場を生成し、それによって前記第2の部分を治療することと、を含む、方法。 - 視覚的マーカが、1つ以上の頂上を備える、請求項75に記載の方法。
- 前記視覚的マーカが、約1日後に視覚的に退色する、請求項75に記載の方法。
- 粘膜組織の温度を約2.5秒未満で約49℃に上昇させて、前記十二指腸上に視覚的マーカを生成することをさらに備える、請求項44に記載の方法。
- 前記視覚的マーカが、約1日後に視覚的に退色するように構成されている、請求項78に記載の方法。
- 装置であって、
細長い本体と、
前記細長い本体に結合され、拡張構成に移行するように構成された拡張可能な部材と、
前記拡張可能な部材に結合された電極アレイであって、基板と、第1の細長い電極と、前記第1の細長い電極に平行であり、かつ前記第1の細長い電極から離間した第2の細長い電極とを備える、電極アレイと、
前記第1の細長い電極と前記第2の細長い電極との間の前記基板上に配設された第1の組織温度センサと、を備える、装置。 - 前記第1のセンサが、約0.5℃未満の温度分解能を備える、請求項80に記載の装置。
- 前記第1のセンサが、約5ミリ秒未満の熱拡散時定数を備える、請求項80に記載の装置。
- 組織上に視覚的マーカを生成するように構成された第2の温度センサをさらに備える、請求項80に記載の装置。
- 前記第2のセンサが、前記第1の細長い電極および前記第2の細長い電極の周囲に沿って前記基板上に配設されている、請求項83に記載の装置。
- 前記第2のセンサが、らせん状および/または蛇行した形状を備える、請求項83に記載の装置。
- 前記第1のセンサが、組織を治療するためのパルス化電場または変調された電場を生成するように構成されたパルス波形を絶縁破壊なしに維持するように構成された絶縁体を備える、請求項80に記載の装置。
- 前記絶縁体が、少なくとも0.02mmの厚さを備える、請求項86に記載の装置。
- 前記第1のセンサが、最大約0.07mmの幅と、少なくとも約2cmの長さと、を備える、請求項80に記載の装置。
- 前記第1のセンサと、前記第1の細長い電極または前記第2の細長い電極のいずれかとの間の距離が、少なくとも0.2mmである、請求項80に記載の装置。
- 前記第1のセンサが、前記第1の細長い電極および前記第2の細長い電極に実質的に平行に延在する、請求項80に記載の装置。
- 糖尿病を治療する方法であって、
パルス化電場装置を患者の十二指腸内に前進させることであって、前記パルス化電場装置が、拡張可能な部材を備え、前記拡張可能な部材が、電極アレイと温度センサとを備える、前進させることと、
前記拡張可能な部材を、拡張構成に移行させることと、
パルス波形を前記電極アレイに送達して、パルス化電場または変調された電場を生成し、それによって前記十二指腸を治療することと、
前記温度センサを使用して、十二指腸組織の温度を測定することと、
基準発生器を使用して、前記十二指腸組織上に視覚的マーカを生成することと、を含む、方法。 - 前記基準発生器が、前記温度センサである、請求項91に記載の方法。
- 前記パルス化電場または前記変調された電場が、約1mmの第1の組織深さでは治療電場、および少なくとも約1.5mmの第2の組織深さでは非治療電場である、請求項91に記載の方法。
- 前記パルス波形の前記送達中に、前記拡張可能な部材に組織を吸引することをさらに含む、請求項91に記載の方法。
- システムであって、
細長い本体と、
圧縮構成と拡張構成と、を備える、前記細長い本体に結合された拡張可能な部材であって、複数の電極を備える電極アレイをさらに備える、拡張可能な部材と、
前記電極アレイに結合された信号発生器であって、パルス化電場波形または変調された電場波形を前記電極アレイに送達して、前記電極アレイからの所定の治療距離で最大約20%にまで空間的に変化する電場を生成するように構成された信号発生器と、を備える、システム。 - 前記電極アレイが、約2.3:1~約3.3:1の電極の幅に対する近接電極間の中心間距離の比を備える複数の電極を備える、請求項95に記載のシステム。
- 前記複数の電極の表面積が、十二指腸の表面積の約4%~約30%を含む、請求項95に記載のシステム。
- 前記電極アレイと流体連通する流体源をさらに備える、請求項95に記載のシステム。
- 前記複数の電極のうちの1つ以上が、流体開口部を含む、請求項95に記載のシステム。
- 前記複数の電極のうちの1つ以上が、前記流体開口部と流体連通している流体経路を備える、請求項99に記載のシステム。
- 前記システムが、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成されている、請求項95に記載のシステム。
- 装置であって、
細長い本体と、
前記細長い本体に結合された電極アレイであって、複数の電極と、流体開口部と、を含む電極アレイと、を備える、装置。 - 前記複数の電極のうちの1つ以上が、流体経路を備える、請求項102に記載の装置。
- 前記複数の電極のうちの1つ以上が、前記流体開口部を含む、請求項102に記載の装置。
- 前記流体開口部が、前記複数の電極のうちの1つ以上の頂上に配設されている、請求項104に記載の装置。
- 前記電極アレイが、前記流体開口部を含む基板を備える、請求項102に記載の装置。
- 前記基板が、1つ以上の流体経路を備える、請求項106に記載の装置。
- 請求項102に記載の装置を備えるシステムであって、前記電極アレイと流体連通している流体源をさらに備える、システム。
- 前記拡張可能な部材が、流体開口部を含む、請求項1、30、37、および80のいずれか一項に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材が、1つ以上の流体経路を備える、請求項1、30、37、および80のいずれか一項に記載の装置。
- 請求項18に記載の装置を備えるシステムであって、前記拡張可能な部材と流体連通している流体源をさらに備える、システム。
- 前記複数の細長い電極のうちの1つ以上が、前記流体開口部を含む、請求項18に記載の装置。
- 前記複数の細長い電極のうちの1つ以上が、1つ以上の流体経路を備える、請求項18に記載の装置。
- 請求項18に記載の装置を備えるシステムであって、前記複数の細長い電極と流体連通している流体源をさらに備える、システム。
- 前記パルス化電場装置と前記拡張可能な部材からの前記十二指腸との間に流体を出力することをさらに含む、請求項44、56、65、75、および91のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の細長い電極が、約5mm未満の近接電極間の中心間距離を備える、請求項95に記載のシステム。
- 前記複数の細長い電極の近接電極間の中心間距離が、約5mm未満である、請求項18に記載の装置。
- 前記視覚的マーカを視覚化することと、
前記視覚的マーカに基づいて、治療領域を識別することと、をさらに含む、請求項91に記載の方法。 - 請求項1に記載の装置を備えるシステムであって、前記電極アレイに結合された信号発生器をさらに備え、前記信号発生器が、約500kHzの周波数と、約0.5μs~約4μsのパルス幅と、電極アレイによって印加される約2500Vの電圧と、電極アレイからの、組織1平方センチメートル当たり約0.6A~約100Aの電流密度と、を備えるパルス波形を生成するように構成されている、システム。
- 治療される十二指腸組織の深さに対する前記パルス化電場または前記変調された電場の深さの比が、約0.3~約0.5である、請求項44および65のいずれか一項に記載の方法。
- 前記十二指腸の拡張されていない粘膜組織に対する拡張された粘膜下組織の比が、約0.40~約0.60であり、前記十二指腸の拡張されていない粘膜下組織に対する拡張された粘膜下組織の比が、約0.15~約0.35である、請求項65に記載の方法。
- 前記拡張可能な部材が、近接電極間に1つ以上の開口部を含む、請求項95に記載のシステム。
- 前記1つ以上の開口部が、流体放出、流体吸引、および組織吸引のうちの1つ以上のために構成されている、請求項122に記載のシステム。
- 前記治療された十二指腸が、約30日後に、組織学的に天然組織と区別がつかなくなる、請求項44、65、および91のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パルス化電場または前記変調された電場が、約0.5mm~約1.5mmの所定の組織治療深さで実質的に均一である、請求項44および65のいずれか一項に記載の方法。
- 前記信号発生器が、温度に基づいて、前記パルス波形の送達を禁止するように構成されている、請求項1~125のいずれか一項に記載の装置。
- 前記信号発生器が、所定の期間および温度のうちの1つ以上に基づいて、前記パルス波形の送達を再開するように構成されている、請求項1~126のいずれか一項に記載の装置。
- 前記温度が、最大約6℃の温度変化である、請求項1~127のいずれか一項に記載の装置。
- 前記組織温度が約43℃である、請求項1~128のいずれか一項に記載の装置。
- 前記所定の期間が、最大約60秒である、請求項1~129に記載のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電極アレイが、約0.003インチ~約0.015インチの高さと、約1.0mm~約1.4mmの隣接する電極間の距離と、約0.5mm~約0.7mmのパッド幅とを備える、請求項1~130のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電極アレイが、双極構成を備える、請求項1~131のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電極アレイの電極が、約0.5mm~約2mmで離間されている、請求項1~132のいずれか一項に記載の装置。
- 前記パルス波形が、約450V~約700Vの電圧を備える、請求項1~133のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置が、約1mmの第1の組織深さで治療電場を生成し、少なくとも約1.5mmの第2の組織深さで非治療電場を生成するように構成されている、請求項1~134のいずれか一項に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材が、蛇行した形状を備える温度センサを備える、請求項1~135のいずれか一項に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材が、前記電極アレイに対して概ね垂直に配設された温度センサを備える、請求項1~136のいずれか一項に記載の装置。
- 前記基準発生器が、組織上に、1つ以上の頂上を備える視覚的マーカを生成するように構成されている、請求項1~137のいずれか一項に記載の装置。
- 前記基準発生器が、組織上に、多角形状を備える視覚的マーカを生成するように構成されている、請求項1~138のいずれか一項に記載の装置。
- 前記基準発生器が、組織上に、少なくとも約1mmの長さを備える視覚的マーカを生成するように構成されている、請求項1~139のいずれか一項に記載の装置。
- 前記基準発生器が、粘膜組織の温度を約2.5秒未満で約49℃に上昇させるように構成されている、請求項1~140のいずれか一項に記載の装置。
- 前記基準発生器が、組織上に、約1日後に視覚的に退色するように構成された視覚的マーカを生成するように構成されている、請求項1~141のいずれか一項に記載の装置。
- 前記基準発生器が、組織上に、約0.25mmの深さを備える視覚的マーカを生成するように構成されている、請求項1~142のいずれか一項に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材の前記開口部の1つ以上が、約10mmHg~約200mmHgの圧力で吸引を受けるように構成されている、請求項1~143のいずれか一項に記載の装置。
- 前記拡張可能な部材の前記開口部の1つ以上が、前記開口部の1つ以上を通して組織を吸引するように構成されている、請求項1~144のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電極アレイに結合されたツイストペアリード線のセットをさらに備える、請求項1~145のいずれか一項に記載の装置。
- 装置であって、
細長い本体と、
前記細長い本体に結合された拡張可能な部材であって、前記拡張可能な部材の外面を前記拡張可能な部材の内面に結合することによって形成された管腔と複数の細長い窪みと、を備える拡張可能な部材と、
前記拡張可能な部材に結合された複数の電極と、を備える、装置。 - 前記拡張可能な部材が、前記細長い本体に同心円状に結合されている、請求項147に記載の装置。
- 前記細長い本体が、前記拡張可能な部材の側壁に結合されている、請求項147に記載の装置。
- 前記細長い本体に結合され、かつ前記拡張可能な部材の遠位に配設された第2の拡張可能な部材をさらに備える、請求項147に記載の装置。
- 前記第2の拡張可能な部材の少なくとも近位端および遠位端が透明である、請求項147に記載の装置。
- 請求項147に記載の装置を備えるシステムであって、前記拡張可能な部材の管腔内に配設された第2の細長い本体をさらに備える、システム。
- 前記複数の電極が、複数の平行および/または互いにかみ合った細長い電極を備える、請求項147に記載の装置。
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