JP2023106346A - 改善された組織接触及び電流送達のために球状バスケットを形成するc字形スパインのためのシステム及び方法 - Google Patents

改善された組織接触及び電流送達のために球状バスケットを形成するc字形スパインのためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】医療用プローブを提供すること。【解決手段】開示技術は、長手方向軸に沿って延在し、近位端及び遠位端を含む管状シャフトを備える、医療用プローブを含む。医療用プローブは、管状シャフトの遠位端に近接する、拡張可能なバスケットアセンブリを更に備える。バスケットアセンブリは、複数のC字形スパインと、C字形スパインのそれぞれに連結された、1つ以上の電極と、を備え、各電極は、電極を通る管腔を画定し、スパインが1つ以上の電極のそれぞれの管腔を通って延在する。スパインは、バスケットアセンブリの遠位端にある中央スパイン交差部において集合する。各スパインは、管状シャフトの遠位端に接続された、それぞれの端部を備える。【選択図】図2A

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2022年1月20日に出願された先願の米国特許仮出願第63/301,107号の、米国特許法第119条に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容全ては、本明細書に完全に記載されるように、参照により本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本発明は、概して、医療デバイス、具体的には、電極を有するカテーテルに関し、更に、ただし排他的ではなく、心臓組織の不可逆エレクトロポレーション(irreversible electroporation、IRE)を誘発するための使用に好適なカテーテルに関する。
心房細動(atrial fibrillation:AF)などの心臓不整脈は、心臓組織の領域が隣接組織に電気信号を異常に伝達するときに生じる。これは、正常な心周期を混乱させ、非同期的な律動を引き起こす。不整脈を治療するための処置としては、不整脈の原因となる信号の発生源を外科的に破壊すること、及びそのような信号の伝導路を破壊することがある。カテーテルを介してエネルギーを印加して心臓組織を選択的にアブレーションすることによって、心臓の一部分から別の部分への望ましくない電気信号の伝播を停止又は変更することが時に可能である。
当該技術分野における多くの現在のアブレーションアプローチは、高周波(radiofrequency、RF)電気エネルギーを利用して組織を加熱する傾向にある。RFアブレーションは、組織の炭化、焼損、スチームポップ、横隔神経麻痺、肺静脈狭窄、及び食道瘻の原因となり得る熱細胞損傷のリスクが高まるなど、操作者の技能に起因する、特定のまれな欠点を伴う可能性がある。冷凍アブレーションは、RFアブレーションの代替アプローチであり、概して、RFアブレーションに関連する熱リスクを低減するが、かかるデバイスの超低温の性質に起因して、組織損傷を提示し得る。しかしながら、冷凍アブレーションデバイスを操作し、冷凍アブレーションを選択的に適用することは、概して、RFアブレーションと比較してより困難である。したがって、冷凍アブレーションは、電気的アブレーションデバイスによって達成され得る特定の解剖学的幾何形状では実行可能ではない。
いくつかのアブレーションアプローチは、非熱的アブレーション法を使用して心臓組織をアブレーションするために、不可逆エレクトロポレーション(IRE)を使用する。IREは、高電圧の短パルスを組織に送達し、細胞膜の回復不能な透過化を生じさせる。多電極カテーテルを使用した組織へのIREエネルギーの送達は、特許文献においてこれまでに提案されてきた。IREアブレーションのために構成されたシステム及びデバイスの例は、米国特許出願公開第2021/0169550(A1)号、同第2021/0169567(A1)号、同第2021/0169568(A1)号、同第2021/0161592(A1)号、同第2021/0196372(A1)号、同第2021/0177503(A1)号、及び同第2021/0186604(A1)号に開示されており、これらのそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれ、優先権出願第63/301,107号の付録に添付されている。
心臓組織の領域は、異常な電気信号を特定するためにカテーテルによってマッピングすることができる。同一又は異なるカテーテルを使用して、アブレーションを実行することができる。いくつかの例示的なカテーテルは、複数のスパインを含み、スパインの上には電極が位置付けられている。電極は、概して、スパインに取り付けられており、はんだ付け、溶接によって、又は接着剤を使用して適所に固定される。スパインに電極を接着し、次いでスパインから球状バスケットを形成することは困難な作業であり、製造時間及びコスト、並びに不適切な接合又は位置ずれに起因して電極が故障する可能性を増加させる。
したがって、必要とされているのは、バスケットアセンブリ及び代替的なバスケットアセンブリの構造全般の製造に要する時間の短縮に役立ち得る、改善されたバスケットアセンブリを形成するデバイス及び方法である。
医療用プローブ及び関連する方法の種々の実施形態を説明し、図示する。医療用プローブは、近位端及び遠位端を含み、長手方向軸に沿って延在する管状シャフトを含み得る。医療用プローブは、管状シャフトの遠位端に近接する、拡張可能なバスケットアセンブリを含み得る。バスケットアセンブリは、C字形スパインの屈曲を可能にするように構成された中央スパイン交差部において集合する、2つ以上のC字形スパインを含み得る。各C字形スパインは、管状シャフトの遠位端に接続された、それぞれの端部を含み得る。中央スパイン交差部は、バスケットアセンブリの遠位端において長手方向軸上に位置付けられ得る。バスケットアセンブリは、C字形スパインのそれぞれに連結された、1つ以上の電極を更に含み得る。各電極は、C字形スパインが1つ以上の電極のそれぞれの管腔を通って延在することができるように、電極を通る管腔を画定し得る。
開示技術は、医療用プローブを構築する例示的な方法を含み得る。本方法は、平面材料シートを切断して、中央スパイン交差部を含む、複数のC字形スパインを形成することと、少なくとも1つの電極の管腔に各C字形スパインを挿入することと、中央スパイン交差部が医療用プローブの遠位端に位置付けられ、それぞれのC字形スパインが管状構成から屈曲構成へと移動可能であるように、複数のC字形スパインの端部を、血管系を横断するようにサイズ決めされた管状シャフトに取り付けることと、を含み得る。
本発明の一実施形態による、医療用プローブを含み、その遠位端が、電極を有するバスケットアセンブリを含む、医療用システムの概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、拡張形態の医療用プローブの斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、折り畳み形態の医療用プローブの側面図を示す概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、医療用プローブの分解側面図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、所与の医療デバイスのバスケットアセンブリの外形輪郭を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、所与の医療デバイスのバスケットアセンブリの外形輪郭を示す概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリを形成するC字形スパインの側面図を示す概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリを形成する方法の概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリを形成する方法の概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、中央交差部の種々の例を示す、バスケットアセンブリ38の上面図の概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、中央交差部の種々の例を示す、バスケットアセンブリ38の上面図の概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、種々の例示的な電極の斜視図を示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、所与の医療デバイスの種々の絶縁ジャケットを示す概略絵画図である。 本発明の実施形態による、所与の医療デバイスの種々の絶縁ジャケットを示す概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、医療用プローブの所与のワイヤの断面図を示す概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、医療用プローブの所与のワイヤの断面図を示す概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、平面材料シートからのC字形スパインの切断パターンの概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、平面材料シートからのC字形スパインの切断パターンの概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、平面材料シートからのC字形スパインの切断パターンの概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、中央スパイン交差部に1つ以上の切り出しを含む、複数のC字形スパインを平面材料シートから切断する方法の概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、中央スパイン交差部に1つ以上の切り出しを含む、複数のC字形スパインを平面材料シートから切断する方法の概略絵画図である。 本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリを組み立てる別の方法を示すフロー図である。
以下の詳細な説明は、図面を参照しながら読まれるべきものであり、異なる図面における同様の要素には同一の番号が付けられている。図面は、必ずしも縮尺どおりとは限らず、選択された実施形態を示しており、また本発明の範囲を限定することを意図していない。詳細な説明は、限定ではなく例として本発明の原理を示す。この説明は、当業者が本発明を製造及び使用することを明らかに可能にし、また本発明を実施するための最良の態様であると現在考えられているものを含めて、本発明のいくつかの実施形態、適応例、変形例、代替物及び使用を説明する。
本明細書で使用される場合、任意の数値又は範囲に対する「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の一部又は集合が本明細書に記載の意図された目的のために機能することを可能にする好適な寸法公差を示す。より具体的には、「約」又は「およそ」は、列挙した値の±20%の値の範囲を指し得、例えば、「約90%」は、71%~110%の値の範囲を指し得る。
本明細書で使用する場合、「患者」、「ホスト」、「ユーザ」及び「被験体」という用語は、任意のヒト被験体又は動物被験体を指し、上述のシステム又は方法をヒトにおける使用に限定することを目的としたものではないが、ヒト患者における対象の本発明の使用は、好ましい実施形態を代表するものである。加えて、「患者」、「ホスト」、「ユーザ」、及び「被験者」の血管系は、ヒト又は任意の動物の血管系であり得る。動物は、哺乳類、獣医学的動物、家畜動物、又はペット類の動物などを含むがこれらに限定されない、種々のあらゆる該当する種類のものであり得ることを理解するべきである。一例として、動物は、ヒトに類似したある特定の性質を有するように特に選択された実験動物(例えば、ラット、イヌ、ブタ、サルなど)であり得る。被験者は、例えば、あらゆる該当するヒト患者でよいことを理解するべきである。同様に、「近位」という用語は、操作者又は医師に近い方の位置を示す一方、「遠位部」は、操作者又は医師から遠い方の位置を示す。
本明細書で述べる「操作者」は、薬剤抵抗性心房細動の治療用の多電極カテーテルの被験者への送達に関連する、医師、外科医、技術者、科学者、又は任意の他の個人若しくは送達器具を含み得る。
本明細書で論じるように、本開示のデバイス及び対応するシステムに関する「アブレーションする」又は「アブレーション」という用語は、本開示にわたってパルス電界(pulsed electric field、PEF)及びパルスフィールドアブレーション(pulsed field ablation、PFA)と同義で呼ばれる、不可逆エレクトロポレーション(IRE)など非熱エネルギーを用いることによって細胞内の不規則な心臓信号の生成を低減又は阻止するように構成された構成要素及び構造的特徴を指す。本開示のデバイス及び対応するシステムに関する「アブレーションする」又は「アブレーション」は、不整脈、心房粗動アブレーション、肺静脈隔離、上室頻脈アブレーション、及び心室性頻脈アブレーションを含むがこれらに限定されない特定の状態の心臓組織の非熱的アブレーションを指し、本開示全体を通して使用される。「アブレーションする」又は「アブレーション」という用語はまた、当業者によって理解されるように、様々な形態の身体組織アブレーションを達成するための既知の方法、デバイス、及びシステムを含む。
本明細書で論じられるように、「双極」及び「単極」という用語は、アブレーションスキームを指すために使用される場合、電流経路及び電界分布に関して異なるアブレーションスキームを説明する。「双極」とは、両方とも治療部位に位置付けられた2つの電極間の電流経路を利用するアブレーションスキームを指す。電流密度及び電束密度は、典型的には、2つの電極の各々でほぼ等しい。「単極」とは、2つの電極間の電流経路を利用するアブレーションスキームを指し、ここで、高電流密度及び高電束密度を含む1つの電極が治療部位に位置付けられ、比較的低い電流密度及びより低い電束密度を含む第2の電極が、治療部位から遠隔に位置付けられる。
本明細書で論じるように、「二相性パルス」及び「単相性パルス」という用語は、それぞれの電気信号を指す。「二相性パルス」とは、正電圧相パルス(本明細書では「正相」と称する)及び負電圧相パルス(本明細書では「負相」と称する)を含む電気信号を指す。「単相性パルス」は、正相のみ又は負相のみを含む電気信号を指す。好ましくは、二相性パルスを提供するシステムは、直流電圧(direct current voltage、DC)の患者への適用を防止するように構成されている。例えば、二相性パルスの平均電圧は、地面又は他の共通基準電圧に対してゼロボルトであり得る。追加的又は代替的に、システムは、コンデンサ又は他の保護構成要素を含むことができる。二相性パルス及び/又は単相性パルスの電圧振幅が本明細書に記載されている場合、発現された電圧振幅は、正電圧相及び/又は負電圧相の各々の近似ピーク振幅の絶対値であることが理解される。二相性パルス及び単相性パルスの各相は、好ましくは、相持続時間の大部分において本質的に一定の電圧振幅を含む正方形を有する。二相性パルスの相は、相間遅延によって時間的に分離される。相間遅延持続時間は、好ましくは、二相性パルスの相の持続時間未満であるか、又はその持続時間にほぼ等しい。相間遅延持続時間は、より好ましくは、二相性パルスの相の持続時間の約25%である。
本明細書で論じるように、「管状」及び「管」という用語は、広義に解釈されるものとし、直円柱構造、若しくは断面が厳密に円形である構造、又はその長さ全体にわたって均一な断面である構造に限定されるものではない。例えば、管状構造は、概して、実質的な直円柱構造として例示される。しかしながら、管状構造は、本開示の範囲から逸脱することなく、テーパ状又は湾曲した外面を有し得る。
本明細書で使用する「温度定格」という用語は、構成要素が、構成要素の溶融又は熱劣化(例えば、炭化及び崩壊)など熱損傷を引き起こすことなく、その寿命の間に耐えることができる最大連続温度として定義される。
本開示は、スパインに取り付けられた電極を含むエンドエフェクタを利用するシステム、方法、又は使用、及びデバイスに関する。本開示の例示的なシステム、方法、及びデバイスは、心不整脈を治療するための心臓組織のIREアブレーションに特に適し得る。アブレーションエネルギーは、通常、アブレーションするべき組織に沿ってアブレーションエネルギーを送達することができる先端部分によって心臓組織に供給される。いくつかの例示的なカテーテルは、先端部分に3次元構造を含み、3次元構造上に位置付けられた種々の電極からアブレーションエネルギーを投与するように構成されている。かかる例示的なカテーテルを組み込むアブレーション処置は、X線透視法を使用して可視化され得る。
機能不全を起こしている心臓を矯正するために、無線周波数(RF)エネルギー及び冷凍アブレーションなど熱的技術の適用を使用する心臓組織のアブレーションは、周知の処置である。典型的には、熱的技術を使用してアブレーションを成功させるために、心筋の様々な位置で心臓の電極電位を測定する必要がある。更に、アブレーション中の温度測定により、アブレーションの有効性を可能にするデータがもたらされる。通常、熱的技術を使用したアブレーション処置では、実際のアブレーション前、アブレーション中、及びアブレーション後に、電極電位及び温度が測定される。
RFアプローチは、組織の炭化、焼損、スチームポップ、横隔神経麻痺、肺静脈狭窄、及び食道瘻につながり得るリスクを有し得る。冷凍アブレーションは、RFアブレーションに関連するいくらかの熱リスクを低減することができるRFアブレーションへの代替アプローチである。しかしながら、冷凍アブレーションデバイスを操縦し、冷凍アブレーションを選択的に適用することは、概して、RFアブレーションと比較してより困難である。したがって、冷凍アブレーションは、電気的アブレーションデバイスによって達成され得る特定の解剖学的幾何形状では実行可能ではない。
本開示で論じるIREは、心房性不整脈のアブレーションに使用することができる非熱的細胞死技術である。IRE/PEFを使用してアブレーションするために、二相性電圧パルスが適用されて、心筋の細胞構造を破壊する。二相性パルスは非正弦波形であり、細胞の電気生理学に基づいて標的細胞に合わせることができる。対照的に、RFを使用してアブレーションするために、正弦波電圧波形が適用されて、治療領域において熱を生成し、治療領域内の全ての細胞を無差別に加熱する。したがって、IREは、アブレーションモダリティ又は分離モダリティで知られている可能性のある合併症の低減に利益を与えるであろう、隣接する熱感受性構造又は組織を救う能力を有する。加えて、又は代替的に、単相性パルスが利用され得る。
エレクトロポレーションは、細胞膜内の細孔の可逆的な(reversable)(一時的な)又は不可逆的な(永久的な)生成を引き起こすために、生物学的細胞にパルス電界を適用することによって誘発され得る。細胞は、パルス電界の適用時に静止電位を超えて増加する膜貫通静電位を有する。膜貫通静電位は閾値電位を下回ったままであるが、エレクトロポレーションは可逆的(reversable)であり、つまり、適用されたパルス電界が除去されたときに細孔が閉じることができ、細胞は自己修復及び生存することができる。膜貫通静電位が閾値電位を超えて増加する場合、エレクトロポレーションは不可逆的であり、細胞は永久的に透過性になる。結果として、細胞は、ホメオスタシスの喪失に起因して死滅し、典型的にはアポトーシスによって死亡する。一般に、異なるタイプの細胞は、異なる閾値電位を有する。例えば、心臓細胞は、およそ500V/cmの閾値電位を有し、一方、骨の閾値電位は、約3000V/cmである。閾値電位のこれらの違いは、IREが閾値電位に基づいて細胞を選択的に標的とすることを可能にする。
本開示の解決策は、好ましくは心筋組織においてエレクトロポレーションを誘発するのに有効なパルス電界を印加することによって、心筋組織の近傍に位置付けられたカテーテル電極から電気信号を印加するためのシステム及び方法を含む。本システム及び方法は、不可逆エレクトロポレーションを誘発することによって標的組織をアブレーションするのに有効であり得る。いくつかの例では、本システム及び方法は、診断手順の一部として可逆エレクトロポレーションを誘発するのに有効であり得る。可逆的電気穿孔は、細胞が修復することを可能にする、電極で印加された電気が標的組織の電界閾値を下回るときに行われる。可逆エレクトロポレーションは細胞を死滅させないが、医師が、標的位置の近傍で電気活性化信号に対する可逆エレクトロポレーションの効果を見ることを可能にする。可逆エレクトロポレーションのための例示的なシステム及び方法は、米国特許出願公開第2021/0162210号に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれ、優先権出願第63/301,107号の付録に添付されている。
パルス電界、並びに可逆及び/又は不可逆エレクトロポレーションを誘発するその有効性は、電気信号のシステムの物理的パラメータ及び二相性パルスパラメータの影響を受け得る。物理的パラメータとしては、電極接触面積、電極間隔、電極幾何学形状などが挙げられ得、本明細書に提示する例は、概して、可逆及び/又は不可逆エレクトロポレーションを効果的に誘発するように適合された物理的パラメータを含む。電気信号の二相性パルスパラメータとしては、電圧振幅、パルス持続時間、パルス相互相遅延(二相性パルス)、パルス間遅延、総適用時間、送達エネルギーなどが挙げられ得る。いくつかの実施例では、同一の物理的パラメータを所与とすると、電気信号のパラメータを調整して、可逆エレクトロポレーション及び不可逆エレクトロポレーションの両方を誘発することができる。IREを含むアブレーションの様々なシステム及び方法の例は、米国特許出願公開第2021/0169550(A1)号、同第2021/0169567(A1)号、同第2021/0169568(A1)号、同第2021/0161592(A1)号、同第2021/0196372(A1)号、同第2021/0177503(A1)号、及び同第2021/0186604(A1)号に提示されており、これらのそれぞれの全体は、参照により本明細書に組み込まれ、優先権出願第63/301,107号の付録に添付されている。
IRE(不可逆エレクトロポレーション)処置でパルスフィールドアブレーション(PFA)を送達するためには、電極は、アブレーションされている組織に十分に大きな表面積で接触しなければならない。以下に説明するように、医療用プローブは、近位端及び遠位端を有する管状シャフトと、管状シャフトの遠位端にあるバスケットアセンブリと、を含む。バスケットアセンブリは2つ以上のC字形スパインを含み、これらのスパインは、中央交差部において集合し、スパインのそれぞれに連結された1つ以上の電極を含む。C字形スパインは、屈曲して、ほぼ球状又は扁球のバスケットアセンブリを形成することができる。
図1は、本発明の一実施形態による、医療用プローブ22と、制御コンソール24と、を含む医療用システム20の概略絵画図である。医療用システム20は、例えば、Biosense Webster Inc.(31 Technology Drive,Suite 200,Irvine,CA 92618 USA)によって製造されたCARTO(登録商標)システムに基づき得る。以下に説明する実施形態では、医療用プローブ22は、患者28の心臓26においてアブレーション処置を実行するためなど、診断的処置又は治療的処置のために使用することができる。代替的に、医療用プローブ22は、必要な変更を加えて、心臓又は他の身体器官における他の治療目的及び/又は診断目的に使用することができる。
医療用プローブ22は、可撓性挿入管30と、管状シャフトの近位端に連結されたハンドル32と、を含む。医療処置の間、医療専門家34は、医療用プローブの遠位端36が心臓26の室などの体腔に入るように、患者28の血管系を通してプローブ22を挿入することができる。遠位端36が心臓26の室に入ると、医療専門家34は、医療用プローブ22の遠位端36に接近するバスケットアセンブリ38を展開させることができる。バスケットアセンブリ38は、以下の図2A及び図2Bを参照する説明に記載するように、複数のスパイン214に取り付けられた、複数の電極40を含み得る。不可逆エレクトロポレーション(IRE)アブレーションなどの医療処置の実行を開始するために、医療専門家34は、電極40が所望の位置(単数又は複数)で心臓組織に係合するように、ハンドル32を操作して遠位端36を位置決めすることができる。電極40が心臓組織に係合するように遠位端36を位置付けると、医療専門家34は、電気パルスが電極40によって送達されてIREアブレーションを行うように、医療用プローブ22を作動させることができる。
医療用プローブ22は、ガイドシースと、治療用カテーテルと、を含み得、ガイドシースは、可撓性挿入管30と、ハンドル32と、を含み、治療用カテーテルは、バスケットアセンブリ38と、電極40と、管状シャフト84と、を含む(図2~図4を参照)。治療用カテーテルは、バスケットアセンブリ38が心臓26内に位置付けられるように、ガイドシースを通って並進する。医療用プローブ22の遠位端36は、バスケットアセンブリ38が可撓性挿入管30内に収容されているときにガイドシースの遠位端に一致し、医療用プローブ22の遠位端36は、バスケットアセンブリ38がガイドシースの遠位端から延出しているときにバスケットアセンブリ38の遠位端に一致する。代替的に、医療用プローブ22は、当業者によって理解されるように、治療用カテーテル上の第2のハンドルと、他の特徴と、を含むように構成され得る。
図1に示す構成では、制御コンソール24は、ケーブル42によって身体の表面電極に接続され、これらの電極は、典型的には、患者28に貼り付けられている接着性皮膚パッチ44を含む。制御コンソール24はプロセッサ46を含み、プロセッサ46は、追跡モジュール48と共に、心臓26内の遠位端36の位置座標を決定する。位置座標は、生成された磁場が存在するときにカテーテルの遠位部分から提供される電磁位置センサ出力信号に基づいて決定され得る。加えて、又は代替的に、位置座標は、接着性皮膚パッチ44とバスケットアセンブリ38に取り付けられた電極40との間で測定されたインピーダンス及び/又は電流に基づき得る。医療処置中に位置センサとして使用されることに加えて、電極40は、心臓内の組織をアブレーションするなど、他のタスクを実行することができる。
上述したように、電流追跡モジュール48と共に、プロセッサ46は、接着性皮膚パッチ44と電極40との間で測定されたインピーダンス及び/又は電流に基づいて、心臓26内における遠位端36の位置座標を決定することができる。このような決定は、典型的には、インピーダンス又は電流を遠位端の既知の位置に関連付ける較正プロセスが実行された後に行われる。本明細書に提示するいくつかの実施形態は、好ましくは、心臓26内の組織にIREアブレーションエネルギーを送達するように構成されている電極40を説明するが、任意の体腔内の組織に任意の他のタイプのアブレーションエネルギーを送達するように電極40を構成することは、本発明の趣旨及び範囲内であるとみなされる。更に、心臓26内の組織にIREアブレーションエネルギーを送達するように構成されている電極40という文脈で説明しているが、当業者は、開示技術が、患者28の身体の器官又は他の部分の様々な特性をマッピングする、及び/又は決定するために使用される電極に適用可能であり得ることを理解するであろう。
プロセッサ46は、典型的にはフィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate array、FPGA)として構成されたリアルタイムノイズ低減回路50と、それに続くアナログ-デジタル(analog-to-digital、A/D)信号変換集積回路52と、を含み得る。プロセッサは、1つ以上のアルゴリズムを実行するようにプログラムすることができ、医療専門家34がIREアブレーション処置を実行することを可能にするために、回路50及び回路52、並びにモジュールの特徴を使用する。
制御コンソール24はまた、制御コンソール24が電極40及び接着性皮膚パッチ44から信号を転送し、並びに/又はそれらに信号を転送することを可能にする入力/出力(input/output、I/O)通信インターフェース54を含む。図1に示す構成では、制御コンソール24は、IREアブレーションモジュール56と、スイッチングモジュール58と、を更に含む。
IREアブレーションモジュール56は、数十キロワットの範囲のピーク電力を含むIREパルスを発生させるように構成されている。いくつかの例では、電極40は、少なくとも900ボルト(V)~およそ2000Vのピーク電圧を含む電気パルスを送達するように構成されている。医療用システム20は、電極40にIREパルスを送達することによってIREアブレーションを実行する。好ましくは、医療用システム20は、スパイン上の電極40間に二相性パルスを送達する。加えて、又は代替的に、医療用システム20は、電極40のうちの少なくとも1つと皮膚パッチとの間に単相性パルスを送達する。
システム20は、管状シャフト84(図2A~図2Cを参照)内のチャネル(図示せず)を介して遠位端36及び電極40に灌注流体(例えば、生理食塩水)を供給することができる。灌注は、血流の停滞、血液の貯留、又は血餅形成を防止するために利用されることがある。加えて、又は代替的に、灌注流体は、可撓性挿入管30を通して供給され得る。制御コンソール24は、灌注流体の圧力及び温度などの灌注パラメータを監視し、制御するために灌注モジュール60を含む。IRE又はPFAについては、医療用プローブの例示的な実施形態が好ましいが、医療用プローブを、RFアブレーション(外部接地電極を有する単極モード又は双極モード)のためだけに別個に使用すること、又はIREアブレーション及びRFアブレーションを組み合わせて順次使用すること(IREモードの特定の電極及びRFモードの他の電極)、又は同時に使用すること(IREモードの電極及びRFモードの他の電極の群)も本発明の範囲内であることに留意されたい。
電極40及び/又は接着性皮膚パッチ44から受信した信号に基づいて、プロセッサ46は、患者の体内における遠位端36の位置を示す電気解剖学的マップ62を生成することができる。処置中、プロセッサ46は、ディスプレイ64上でマップ62を医療専門家34に提示し、電気解剖学的マップを表すデータをメモリ66に記憶することができる。メモリ66は、ランダムアクセスメモリ又はハードディスクドライブなど、任意の好適な揮発性メモリ及び/又は不揮発性メモリを含み得る。
いくつかの実施形態では、医療専門家34は、1つ又は2つ以上の入力デバイス68を使用して、マップ62を操作することができる。代替的な実施形態では、ディスプレイ64は、マップ62を提示することに加えて、医療専門家34からの入力を受け入れるように構成することができるタッチスクリーンを含み得る。
図2Aは、挿入管30の遠位端36において挿入管腔80から前進して出ることなどによる、非拘束時の拡張形態のバスケットアセンブリ38を含む医療用プローブ22の斜視図を示す概略絵画図である。図2Aに示す医療用プローブ22では、図1に示したガイドシースが不在である。図2Bは、ガイドシースの挿入管30内での折り畳み形態のバスケットアセンブリを示す。拡張形態(図2A)では、スパイン214は、半径方向外向きに湾曲し、折り畳み形態(図2B)では、スパインは、挿入管30の長手方向軸86に概ね沿って配置される。
図2Aに示すように、バスケットアセンブリ38は、管状シャフト84の端部に形成され、近位端で管状シャフト84に接続された、複数の可撓性C字形スパイン214を含む。医療処置中、医療専門家34は、管状シャフト84を挿入管30から延出させ、バスケットアセンブリ38を挿入管30から出して拡張形態に移行させることによって、バスケットアセンブリ38を展開することができる。スパイン214は、楕円形(例えば、円形)又は長方形(例えば、平坦に見える場合がある)断面を有し得、本明細書に詳述するようにストラットを形成する、可撓性の弾性材料(例えば、ニチノールとしても知られているニッケル-チタンなどの形状記憶合金)を含む。
図2Aに示すように、複数の可撓性C字形スパイン214は、中央スパイン交差部211において集合する。いくつかの実施例では、中央スパイン交差部211は、以下でより詳細に説明するように、各スパインのそれぞれの取り付け端部216がスパイン保持ハブ90に接続されるときにスパイン214の屈曲を可能にする、1つ以上の切り欠き212を含み得る。(本明細書に記載し、図示した様々な構成の切り欠きは、非展開時(又は送達シース内への後退中)に座屈又は塑性変形なしで、はるかに小さい形状因子を可能にすることに留意されたい。
バスケットアセンブリ38は、C字形スパインの両端を管状シャフト(例えば、プッシャ管)に取り付けて球状バスケットを形成することによって一緒に組み立てられた複数のC字形スパインを含むバスケットアセンブリと比較して、製造が容易であり得る。バスケットアセンブリ38はまた、スパインの全体に電極40を含み得、スパインに接着し、次いで球状バスケットを形成する電極を含むバスケットアセンブリと比較して、製造が容易である。スパイン及び電極のサイズが小さいため、スパインに電極を接着することは困難な作業であり得、これにより製造時間及びコストが増加し、不適切な接合又は位置ずれに起因して電極が機能しなくなる可能性がある。
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、バスケットアセンブリ38のスパイン214上に位置付けられる1つ以上の電極40は、心臓26内の組織にアブレーションエネルギー(RF及び/又はIRE)を送達するように構成され得る。加えて、又は代替的に、電極を使用して、バスケットアセンブリ38の位置を決定すること、及び/又は心臓26内の組織上のそれぞれの位置における局所表面電位など生理学的特性を測定することができる。電極40は、1つ以上の電極40のより多くの部分がバスケットアセンブリ38から外向きに面するように付勢され得、その結果、1つ以上の電極40は、内向きよりもバスケットアセンブリ38から離れる方向に外向きに(すなわち、心臓26組織に向かって)より多くの量の電気エネルギーを送達する。
電極40を形成するのに理想的に適した材料の例としては、金、白金、及びパラジウム(及びそれらのそれぞれの合金)が挙げられる。これらの材料はまた、高い熱伝導率を有し、これにより、組織上で発生した(すなわち、組織に送達されたアブレーションエネルギーによる)最小限の熱が、電極を通って電極の裏側(すなわち、スパインの内側にある電極の部分)に伝導され、次に心臓26内の血液プールに伝導される。
図2Cを参照すると、バスケットアセンブリ38は、平面材料シート210(図3及び図4Aにより明確に示す)から形成された、複数のC字形スパイン214を含む単一の一体構造を含む。医療用プローブ22は、管状シャフト84の遠位端85に近接して配設されたスパイン保持ハブ90を含み得る。スパイン保持ハブ90は、管状シャフト84内に挿入され、管状シャフト84に取り付けられ得る。スパイン保持ハブ90は、複数のリリーフランド(relief land)96と、複数の灌注開口部98と、少なくとも1つのスパイン保持ハブ電極99と、を含む円筒部材94を含み得る。リリーフランド96は、円筒部材94の外面に配設され、各スパイン取り付け端部216など各スパイン214の一部を、それぞれのリリーフランド96に嵌合可能にするように構成され得る。取り付け端部216は、スパイン214の略直線状端部であり得る。取り付け端部216は、バスケットアセンブリ38がスパイン保持ハブ90から遠位に、したがって管状シャフト84から遠位に位置付けられるように、スパイン保持ハブ90から遠位に延出するように構成され得る。このようにして、スパイン214は、バスケットアセンブリの展開時に、バスケットアセンブリ38を管状シャフト84の遠位端から遠位に、かつ挿入管30の遠位端から遠位に位置付けるように構成され得る。
上述したように、制御コンソール24は、灌注流体を遠位端36に送達する灌注モジュール60を含む。複数の灌注開口部98は、所与の電極40又は心臓26内の組織のいずれかに灌注流体を噴霧するか、又は別様に分散させるように角度をなし得る。電極40は、灌注流体を送達する灌注開口部を含まないので、上記の構成により、熱を組織からスパイン214の内側にある電極の部分に(すなわち、アブレーション処置中に)伝達することが可能になり、また、灌注開口部98を介して、スパイン214の内側にある電極40の部分に灌注流体を向けることによって、電極40を冷却することができる。スパイン保持ハブ90の遠位端に配設されたスパイン保持ハブ電極99は、スパイン214上の電極40と組み合わせて使用され得、又は代替的に、電極40から独立して、基準マッピング又はアブレーションに使用され得る。
図3A及び図3Bは、本発明の実施形態による、所与の医療デバイス22のバスケットアセンブリ38A、38Bのスパイン214の外形輪郭を示す概略絵画図である。例示のために、バスケットアセンブリは、バスケットアセンブリ38Aが拡張形態にあるときにほぼ球形を形成するようにほぼ円形である、図3Aに示すような外形を有し得る。別の例として、バスケットアセンブリは、バスケットアセンブリ38Bが拡張形態にあるときにほぼ偏球形状を形成するようにほぼ楕円形である、図3Bに示すような外形を有し得る。形状の全ての変形例を本明細書に示すか、又は説明するわけではないが、当業者は、スパイン214が、特定の用途に好適であるような他の種々の形状を形成するように更に構成され得ることを理解するであろう。
拡張形態時に種々の形状を形成するように構成されたスパイン214を含むことによって、バスケットアセンブリ38は、スパイン214に取り付けられた種々の電極40を様々な位置に位置付けるように構成され得、各位置は、管状シャフト84の遠位端によりも近いか、又は遠い。例えば、図3Aに示すスパイン214の中央付近でスパイン214取り付けられた電極40は、バスケットアセンブリ38の拡張形態時に、図3Bに示すスパイン214よりも管状シャフト84の遠位端から遠くにある。加えて、各スパイン214は、楕円形(例えば、円形)又は長方形(例えば、平坦に見える場合がある)断面を有し得、可撓性の弾性材料(例えば、ニチノールとしても知られている)ニッケル-チタン、コバルトクロムなど形状記憶合金、又は任意の他の好適な材料)を含む。
図4、図5A及び図5Bは、バスケットアセンブリ38を形成するスパイン214の図を示す概略絵画図である。図4は、平面シート材料210が管状シャフト84と合わせて組み立てられ得る方法の一例を提供し、それぞれの取り付け端部216がスパイン保持ハブ90に接続されるときに、各スパイン214は屈曲又は湾曲する。図5Aに示すように、C字形スパイン214は、平坦に置いたときに中央点で接続された、複数の半円形状を形成するように、単一の平面材料シート210から形成され得る。換言すると、スパイン214は、スパイン214が中央交差部211に向かって集合するように、単一の平面材料シートから形成され得る。中央交差部211は、(図5Aに示すように)中実の材料片であり得るか、又は(図5Bに示すように)1つ以上の切り欠き212を含み得る。バスケットアセンブリ38は、単一の平面材料シート210のからの約2~約5個のスパインの範囲の複数のスパイン214を含み得る。
図6A及び図6Bは、バスケットアセンブリ38のスパイン214の上面図の概略絵画図であり、切り欠きを含まない(図6A)又は1つ以上の切り欠き212を含む(図6B)中央交差部211の種々の例を示している。示すように、交差部211は、単一の個別の切り欠き212を含み得る。代替的に、交差部211は、以下でより詳細に後述する、図11Bの例として提供されるように、2つ以上の切り欠きを含み得る。1つ以上の切り欠き212は、中央対称(すなわち、中央点に対して対称)、及びスパイン214間での等しい屈曲を可能にする、等角(すなわち、等しい角度を含む)、並びにスパイン214の等しくない屈曲を可能にして構造安定性を変更する。不均衡及び非対称など様々なパターンを含み得る。特定の例では、バスケットアセンブリ38が偶数のC字形スパイン214を含む場合、1つ以上の切り欠き212のパターンは、1つおきのスパインの間で変化し得る。いくつかの実施例では、1つ以上の切り欠き212は、各スパイン214の一部に沿って延在し得る。
スパイン214は、スパイン214のそれぞれの取り付け端部216が管状シャフト84の遠位端85(図2Bに示すように)及びスパイン保持ハブ90のリリーフランド96に挿入され得るように、折り畳まれるか、又は別様に屈曲され得る。図5A~図6Bには示していないが、電極40は、スパイン214が管状シャフト84に挿入されてバスケットアセンブリ38を形成する前に、スパインに取り付けられ得ることが理解されよう。前述のように、スパイン214は、バスケットアセンブリ38が管状シャフト84から展開されるときにバスケットアセンブリ38がその拡張形態(図2Aに示すように)に移行することを可能にし得る、可撓性の弾性材料(例えば、ニチノールとしても知られているニッケル-チタンなど形状記憶合金)を含み得る。本開示の随所で明らかになるように、スパイン214は、電極40から電気的に絶縁されて、電極40からそれぞれのスパイン214へのアーク放電を防止することができる。
本開示の利益を享受する当業者によって理解されるように、平面材料シートから形成され、中央交差部において集合するスパイン214を含む、図2A~図2Cに示すバケットアセンブリ38は、例示を目的として提供されているに過ぎず、開示技術は、バスケットアセンブリ38の他の構成に適用可能であり得る。例えば、開示技術は、単一のスパイン214又は複数のスパイン214から形成され、各スパイン214が両端に取り付けられているバスケットアセンブリ38に適用可能であり得る。他の例では、バスケットアセンブリ38は、バスケットアセンブリ38の遠位端39において複数のスパイン214を互いに接続する保持ハブを含み得る。更に他の例では、バスケットアセンブリ38は、螺旋を形成するように構成された単一のスパイン214、螺旋を形成するように構成された複数のスパイン214、1つ若しくは複数の三脚、又はバスケットアセンブリ38の任意の他の形状を形成するように構成された複数のスパイン214を含み得る。したがって、図2A~図2Cはバスケットアセンブリ38の特定の構成を示すが、開示技術はそのように限定されるものとして解釈されるべきではない。
再び図2A~図2Cを参照すると、1つ以上の電極40がスパイン214に取り付けられて、バスケットアセンブリ38を形成することができる。いくつかの例では、各電極40は、導電性材料(例えば、金、白金、及びパラジウム(並びにそれらのそれぞれの合金))を含み得る。図7A~図7Jを参照すると、電極40は、電極740A~740Eにおいて例として提供するように、様々な断面形状、曲率、長さ、管腔数、及び管腔形状を有し得る。電極740A~740Eは、医療デバイス22と共に使用され得る電極40の様々な構成を示すために提供されているが、限定するものとして解釈されるべきではない。当業者は、電極40の種々の他の構成が、本開示の範囲から逸脱することなく、開示技術で使用され得ることを理解するであろう。
各電極740A~740Eは、電極740から外向きに面する外面774と、電極740に向かって内向きに面する内面776と、を有し得、少なくとも1つの管腔770が電極740を通って形成される。管腔770は、スパイン214が電極740を貫通することができるように、スパイン214を受容するようにサイズ決めされ、構成され得る。管腔770は、電極740A~740Eを通る対称開口部であり得、それぞれの電極の長手方向軸L-Lに対してオフセットして配設され得る。他の例では、管腔770は、それぞれの電極の長手方向軸L-Lに対して概ね横方向に電極740を貫通することができる。更に、管腔770は、特定の構成に応じて、電極740内で電極740の底面のより近く、上面のより近く、又は中間のより近くに位置付けられ得る。図7A、図7C、及び図7E~図7Jにおいて、上面(上側)は図面の上を向いており、下面(下側)は図面の下を向いており、中間は上面と下面との間である。換言すると、各電極740A~740Eは、電極740A~740Eの重心に対してオフセットしている管腔770を含み得る。
加えて、図7A~7Fに示すように、電極740A~740Cは、1本以上のワイヤがそれぞれのスパイン214と共に管腔770を貫通するために、管腔770に隣接して電極740内に陥凹部(recess)又は凹部(depression)を形成するワイヤリリーフ772を有し得る。リリーフ772は、電極740が制御コンソール24と電気通信し得るように、電極740のワイヤが電極740を貫通するための空間を提供するようにサイズ決めされ得る。
代替的に、又はそれに加えて、ワイヤは、図7G~図7Jの例示的な電極740D及び740Eに示すように、ワイヤ管腔773を貫通し得る。図示していないが、電極40は、管腔770に隣接するワイヤリリーフ772及びワイヤ管腔773の両方を含み得る。かかる電極は、追加のワイヤが電極本体を貫通することを可能にし得る。
図7A~図7Jに示すように、電極740A~740Eは、用途に応じて様々な形状を含み得る。例えば、図7A及び図7Bに示すように、電極740Aは、丸みを帯びた縁部を有する、実質的な長方形の直方体形状を含み得る。他の例では、電極740Bは、(図7C及び図7Dに示すように)実質的な卵形形状を含み得る、電極740C、740Dは、(図7E~図7Hに示すように)凸側及び凹側を含む輪郭形状を有し得る、又は電極740Eは、(図7I及び図7Jに示すように)電極740Eの下側よりも上側に近接してかなり多くの材料を含む輪郭形状を有し得る。当業者によって理解されるように、図7A~図7Jに示し、本明細書に記載する種々の例示的な電極740A~740Eは、例示を目的として提供されるものであり、限定するものとして解釈されるべきではない。
図8A及び図8Bは、本発明の実施形態による、所与の医療デバイス22の種々の絶縁ジャケット880A及び880Bを示す概略絵画図である。図8Aは絶縁ジャケット880A、880Bの正面図であり、図8Bは斜視図である。絶縁ジャケット880A、880Bは、ポリアミド-ポリエーテル(Pebax)コポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ウレタン、ポリイミド、パリレン、シリコーンなど生体適合性の電気絶縁材料から作製され得る。いくつかの例では、絶縁材料は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)コポリマー(PLGA)、ポリカプロラクティブ(PCL)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシ吉草酸)(PHBV)、ポリ-L-ラクチド、ポリジオキサノン、ポリカーボネート、及びポリ無水物が挙げられるが、これらに限定されない生体適合性ポリマーを含み得、特定のポリマーの比率は、炎症反応の程度を制御するように選択される。絶縁ジャケット880A、880Bはまた、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛など1つ以上の添加剤又は充填剤を含み得る。絶縁ジャケット880A、880Bは、絶縁ジャケット880A、880Bを貫通するスパイン214及び/又はワイヤを電極40から絶縁して、電極40からスパイン214へのアーク放電及び/又は絶縁ジャケット880A、880Bを貫通するワイヤの機械的磨耗を防止するのに役立ち得る。
図8A及び図8Bに示すように、絶縁ジャケット880A、880Bは、実質的な台形である断面形状を含み得る。絶縁ジャケットは、単管腔又は多管腔構成から成り得る。多管腔ジャケットは、合金フレーム及びワイヤが1つの管腔を共有し、第2の管腔が灌注に使用され得るように構成され得る。合金フレーム及びワイヤはまた、記載するように、別個の管腔を占有し得る。本実施形態は、灌注ジャケットを利用しない。これらの設計では、絶縁ジャケットは、連続(個々のスリーブが各合金フレームストラットの近位端から遠位端まで延在する)、分割(電極隙間を埋める)、又は両方の組み合わせであり得る。更に、絶縁ジャケット880A、880Bは、第1の管腔882A、882B及び第2の管腔884A、884Bを含み得る。第1の管腔882A、882Bは、スパイン214を受容するように構成され得、第2の管腔884A、884Bは、ワイヤを受容するように構成され得る、又はその逆も同様である。他の例では、第1の管腔882A、882B及び第2の管腔884A、884Bはそれぞれ、1つ以上の電極40に接続され得る、1本以上のワイヤを受容するように構成され得る。更に、図8Bに示すように、絶縁ジャケット880A、880Bは開口部886A、886Bを含み得、ワイヤは、この開口部を通って電極40に電気的に接続され得る。図8Bでは、絶縁ジャケット880A、880Bの底部に近接して示しているが、開口部886A、886Bは、絶縁ジャケット880A、880Bの上部又は側部に近接して位置付けられ得る。更に、絶縁ジャケット880A、880Bは、複数の開口部886A、886Bを含み得、各開口部は、用途に応じて、絶縁ジャケットの同じ側(すなわち、上、下、左、右)、又は絶縁ジャケットの異なる側に配設される。
図9A及び図9Bは、本発明の一実施形態による、所与の電極40に接続され得る所与のワイヤ900、950の断面図を示す概略絵画図である。図9Aは、中実のコアワイヤ900を示す。図9Bは、撚り線950を示す。各ワイヤ900、950は、管状シャフト84の少なくとも一部及び管状シャフト84を通って延在し得る。中実のコアワイヤ900は、導電性コア材料902と、導電性コア材料902の周囲を囲む導電性カバー材料904と、を含み得る。同様に、撚り線950は、導電性コア材料952と、導電性コア材料952の周囲を囲む導電性カバー材料954と、をそれぞれ含むストランドを含み得る。各ワイヤ900、950は、導体の周囲を囲む絶縁ジャケット906を含み得る。ワイヤ900、950は、IREパルスを送達するのに十分な、隣接するワイヤの電圧差に耐えるように構成され得る。好ましくは、ワイヤ900、950は、隣接するワイヤ間で少なくとも900V、より好ましくは少なくとも1,800Vに耐えることができる。隣接するワイヤの導体間での絶縁破壊の可能性を低減するために、導電性カバー材料904、954は、コア材料902、952と比較して低い導電率を有し得る。
絶縁ジャケット906は、150~200℃の定格温度を有し、その結果、ワイヤ900の電極40へのはんだ付け中に(例えば、300℃の温度で)電気絶縁ジャケット906が溶融又は分解し(例えば、焦げる、及び崩壊する)、したがってワイヤ900の絶縁ジャケット906を機械的に取り去る必要がないように構成され得る。他の例では、絶縁ジャケット906は、医療用プローブ22の製造中及び/又は使用中に電気絶縁材料906が溶融又は劣化(例えば、炭化及び崩壊)するのを防止するために、200℃を超える温度定格を有し得る。絶縁ジャケット906は、ワイヤ900が電極40に電気的に接続される前に、ワイヤ900から機械的に取り去ることができる。
図10A~図11Bは、平面材料シート210A~210Eからの様々なC字形スパインパターン1002A~1002C及び1102A、1102Bの切断パターンの概略絵画図である。上述したように、平面材料シート210は、約2~約5個のスパインの範囲の複数のスパイン214を含むように切断され得る。図10A~図10Cに示すように、平面材料シート210は、中央交差部1011と、それぞれのスパインパターン1002A、1002B、1002Cと、を含み得、スパインパターンのそれぞれは、長手方向の刻み目1017及び横断方向の刻み目1018の一方又は両方を含む。本明細書に開示する実施形態のいずれかにおいて、平面材料シート210はまた、中央交差部1011と、等角パターン1013を含むスパインパターン1002と、を含み得る。平面材料シート210は、バスケットアセンブリ38内でスパイン214を形成する複数のスパインパターン1002などスパインパターンを含み得る。当業者によって理解されるように、複数のスパインパターン1002を調整することは、限定するものではないが、医療用プローブ22の安定性、可撓性、表面接触、及びアブレーション能力など複数の要因に影響を及ぼし得る。図11A及び図11Bは、例示的なスパインパターン1102A、1102Bを提供し、これらはそれぞれ、長手方向の刻み目1117及び横断方向の刻み目1118の一方又は両方を含み、また、1つ以上の切り欠きパターン1112B、1112Bを含み、中央交差部1111上に1つ以上の切り欠き1112A、1112Bを形成する。提供されるこれらの例のそれぞれにおいて、平面材料シート210はまた、中央交差部1111と、等角パターン1113を含むスパインパターンと、を含み得る。
図12は、本発明の一実施形態による、バスケットアセンブリ38を製造する方法1200を示すフロー図である。方法1200は、平面材料シート210を切断して、中央スパイン交差部211を含む、複数のC字形スパイン214を形成すること(1202)を含み得る。複数のC字形スパイン214を切断することは、平面弾性材料シートから長手方向の刻み目1018及び横断方向の刻み目1018を含むパターン1002、1102から切断することを含み得る。平面弾性材料シートは、ニッケル-チタン(ニチノールとしても知られる)、コバルトクロム、又は任意の他の好適な材料など形状記憶合金を含み得る。方法1200は、各スパインを少なくとも1つの電極の管腔に挿入すること(1204)を含み得る。電極は、隣接するスパイン上の電極間で電極がオフセットするように位置付けられ得る。方法1200は、中央スパイン交差部が医療用プローブの遠位端に位置付けられ、それぞれのスパインが管状構成から屈曲構成へと移動可能であるように、複数のC字形スパインの端部を、血管系を横断するようにサイズ決めされた管状シャフトに取り付けることと(1206)を含み得る。本開示の利益を含む当業者によって理解されるように、スパインの端部を管状シャフトに嵌合すること(1206)は、スパイン214をスパイン保持ハブ90に取り付けることを含み得る。更に、スパイン保持ハブ90及び/又はスパイン214、並びに管状シャフト84は、可撓性挿入管30に挿入されて医療用プローブ22を形成し得る。方法1200は、ステップ1206で終了し得るか、又は更に、中央スパイン交差部211において個別の切り欠き212を切断することを更に含み得る。上述したように、個別の切り欠き212は、単一の切り欠き又は2つ以上の切り欠きであり得る。加えて、1つ以上の個別の切り欠きは、各スパインの少なくとも一部に沿って延在するパターンで切断され得る。いくつかの例では、方法1200はまた、C字形スパインで、ほぼ回転楕円体又は偏球形状を形成することを含み得る。方法1200はまた、C字形スパインを覆って、またそれぞれの電極の管腔内に絶縁スリーブを配設することを含み得る。
当業者によって理解されるように、方法1200は、本明細書に記載の開示技術の様々な特徴のいずれかを含み得、特定の構成に応じて様々であり得る。したがって、方法1200は、本明細書で明示的に記載した特定のステップ及びステップの順序に限定されるものとして解釈されるべきではない。
別々に又は互いに様々な順列で使用され得る例を、以下に記載する。かかる例は(様々な順列で)、本発明の範囲を定義するために使用され得る。
本明細書に記載の開示技術は、以下の条項に従って更に理解することができる。
条項1:医療用プローブであって、近位端及び遠位端を含み、長手方向軸に沿って延在する、管状シャフトと、管状シャフトの遠位端に近接する、拡張可能なバスケットアセンブリであって、バスケットアセンブリは2つ以上のC字形スパインを備え、C字形スパインは、C字形スパインの屈曲を可能にするように構成された中央スパイン交差部において集合し、各C字形スパインは、管状シャフトの遠位端に接続されたそれぞれの端部を備え、中央スパイン交差部は、バスケットアセンブリの遠位端において長手方向軸上に位置付けられている、拡張可能なバスケットアセンブリと、C字形スパインのそれぞれに連結された1つ以上の電極であって、各電極は、電極を通る管腔を画定し、C字形スパインが1つ以上の電極のそれぞれの管腔を通って延在する、1つ以上の電極と、を備える、医療用プローブ。
条項2:2つ以上のC字形スパインは、それぞれ隣接するC字形スパイン間のそれぞれの角度がほぼ等しいように、等角パターンで中央スパイン交差部から延出する、条項1に記載の医療用プローブ。
条項3:拡張可能なバスケットアセンブリは、2つ、3つ、又は4つのC字形スパインを備える、条項1又は2に記載の医療用プローブ。
条項4:拡張可能なバスケットアセンブリは、厳密に3つのC字形スパインを備え、C字形スパインは、平面材料シートから単一構造として形成されている、条項3に記載の医療用プローブ。
条項5:拡張可能なバスケットアセンブリは、ほぼ球状である、条項1に記載の医療用プローブ。
条項6:拡張可能なバスケットアセンブリは、ほぼ扁球である、条項1に記載の医療用プローブ。
条項7:拡張可能なバスケットアセンブリは、中央スパイン交差部に位置する1つ以上の切り欠きを更に備える、条項1~条項6のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項8:拡張可能なバスケットアセンブリは、中央スパイン交差部に位置する単一の切り欠きを備える、条項7に記載の医療用プローブ。
条項9:拡張可能なバスケットアセンブリは、C字形スパインごとに、中央スパイン交差部に近接して位置する、少なくとも1つの個別の切り欠きを備える、条項7に記載の医療用プローブ。
条項10:1つ以上の切り欠きは、中央対称パターンを含む、条項8又は9に記載の医療用プローブ。
条項11:1つ以上の切り欠きは、等角パターンを含む、条項8又は9に記載の医療用プローブ。
条項12:1つ以上の切り欠きは、各C字形スパインの少なくとも一部に沿って延在する、条項7~11のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項13:管状シャフトの遠位端に近接して配設されたスパイン保持ハブを更に備え、スパイン保持ハブは、複数のリリーフランドを含む円筒部材であって、リリーフランドは、円筒部材の外面に配設され、各C字形スパインがリリーフランドに嵌合され、その中に保持されることを可能にする、円筒部材と、保持ハブの遠位部分に配設された少なくとも1つの電極と、を備える、条項1~条項12のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項14:電極の管腔は、電極の長手方向軸に対してオフセットして配設される、条項1~13のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項15:各電極は、管腔に隣接したワイヤリリーフを備えて、1本以上のワイヤが管腔に隣接して延在することを可能にする、条項1~14のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項16:電極の管腔は、電極の長手方向軸を中心にして対称に配設される、条項15に記載の医療用プローブ。
条項17:1つ以上の電極は、不可逆エレクトロポレーションのために電気パルスを送達するように構成されており、パルスは、少なくとも900ボルト(V)のピーク電圧を含む、条項1~16のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項18:管状シャフトの遠位端に近接して配設された灌注開口部を更に備え、灌注開口部は、灌注流体を1つ以上の電極に送達するように構成されている、条項1~17のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項19:それぞれの所与のC字形スパインを覆って、及びそれぞれの電極の管腔内にそれぞれ配設された、複数の絶縁スリーブを更に備える、条項1~条項18のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項20:複数の絶縁スリーブを更に備え、各絶縁スリーブは、それぞれの所与のC字形スパインが通って延在する第1の管腔と、電気ワイヤが通って延在する第2の管腔と、を備え、第1及び第2の管腔は互いに異なり、各絶縁スリーブは、それぞれの電極の管腔内に延在する、条項1~18のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項21:1つ以上の電極のうちのそれぞれの電極にそれぞれ電気的に接合された複数のワイヤを更に備える、条項1~20のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項22:複数のワイヤのうちのワイヤの少なくとも一部はそれぞれ、第1の導電率を含む導電性コア材料と、第1の導電率よりも低い第2の導電率を含み、導電性コア材料の周囲を囲む、導電性カバー材料と、導電性カバー材料の周囲を囲む絶縁ジャケットと、備える、条項21に記載の医療用プローブ。
条項23:複数のワイヤのうちのワイヤの少なくとも一部はそれぞれ、複数のストランドと、複数のストランドの周囲を囲む絶縁ジャケットと、を備え、複数のストランドのうちの各ストランドはそれぞれ、第1の導電率を含む導電性コア材料と、第1の導電率よりも低い第2の導電率を含み、導電性コア材料の周囲を囲む、導電性カバー材料と、を備える、条項21又は22に記載の医療用プローブ。
条項24:平面材料シートはニチノールを含む、条項1~23のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項25:平面材料シートはコバルトクロムを含む、条項1~23のいずれか1つに記載の医療用プローブ。
条項26:医療用プローブを構築する方法であって、方法は、平面材料シートを切断して、中央スパイン交差部を含む、複数のC字形スパインを形成することと、少なくとも1つの電極の管腔に各C字形スパインを挿入することと、中央スパイン交差部が医療用プローブの遠位端に位置付けられ、それぞれのC字形スパインが管状構成から屈曲構成へと移動可能であるように、複数のC字形スパインの端部を、血管系を横断するようにサイズ決めされた管状シャフトに取り付けることと、を含む、方法。
条項27:長手方向及び横断方向の刻み目を含むパターンから複数のC字形スパインを切断することを更に含む、条項26に記載の方法。
条項28:中央スパイン交差部に個別の切り欠きを更に含む、条項26又は27に記載の方法。
条項29:中央交差部において単一の切り欠きを切断することを更に含む、条項26~28のいずれか1つに記載の方法。
条項30:各C字形スパインの少なくとも一部に沿って単一の切り欠きを切断することを更に含む、条項29に記載の方法。
条項31:隣接するC字形スパイン間で電極をオフセットさせることを更に含む、条項26~30のいずれか1つに記載の方法。
前述した実施形態又は例は、例として引用したものであり、本発明は、本明細書にこれまで具体的に示し、述べたものに限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は、本明細書で前述した様々な特徴の組み合わせとその部分的組み合わせの両方、また上記の説明を読むと当業者には思い至るであろう、従来技術において開示されていないそれらの変形形態及び修正形態も含むものである。
〔実施の態様〕
(1) 医療用プローブであって、
近位端及び遠位端を含み、長手方向軸に沿って延在する、管状シャフトと、
前記管状シャフトの前記遠位端に近接する、拡張可能なバスケットアセンブリであって、前記バスケットアセンブリは2つ以上のC字形スパインを備え、前記C字形スパインは、前記C字形スパインの屈曲を可能にするように構成された中央スパイン交差部において集合し、各C字形スパインは、前記管状シャフトの前記遠位端に接続されたそれぞれの端部を備え、前記中央スパイン交差部は、前記バスケットアセンブリの遠位端において前記長手方向軸上に位置付けられている、拡張可能なバスケットアセンブリと、
前記C字形スパインのそれぞれに連結された1つ以上の電極であって、各電極は、前記電極を通る管腔を画定し、前記C字形スパインが前記1つ以上の電極のそれぞれの前記管腔を通って延在する、1つ以上の電極と、を備える、医療用プローブ。
(2) 前記2つ以上のC字形スパインは、それぞれ隣接するC字形スパイン間のそれぞれの角度がほぼ等しいように、等角パターンで前記中央スパイン交差部から延出する、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(3) 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、2つ、3つ、又は4つのC字形スパインを備える、実施態様2に記載の医療用プローブ。
(4) 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、厳密に3つのC字形スパインを備え、前記C字形スパインは、平面材料シートから単一構造として形成されている、実施態様3に記載の医療用プローブ。
(5) 前記平面材料シートはニチノールを含む、実施態様4に記載の医療用プローブ。
(6) 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、前記中央スパイン交差部に位置する1つ以上の切り欠きを更に備える、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(7) 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、前記中央スパイン交差部に位置する単一の切り欠きを備える、実施態様6に記載の医療用プローブ。
(8) 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、C字形スパインごとに、前記中央スパイン交差部に近接して位置する、少なくとも1つの個別の切り欠きを備える、実施態様6に記載の医療用プローブ。
(9) 前記1つ以上の切り欠きは、各C字形スパインの少なくとも一部に沿って延在する、実施態様6に記載の医療用プローブ。
(10) 前記管状シャフトの前記遠位端に近接して配設されたスパイン保持ハブを更に備え、前記スパイン保持ハブは、
複数のリリーフランド(relief lands)を含む円筒部材であって、前記リリーフランドは、前記円筒部材の外面に配設され、各C字形スパインが前記リリーフランドに嵌合され、その中に保持されることを可能にする、円筒部材と、
前記スパイン保持ハブの遠位部分に配設された、少なくとも1つの電極と、を備える、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(11) 各電極は、前記管腔に隣接したワイヤリリーフを備えて、1本以上のワイヤが前記管腔に隣接して延在することを可能にする、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(12) 前記管状シャフトの前記遠位端に近接して配置された灌注開口部を更に備え、前記灌注開口部は、灌注流体を前記1つ以上の電極に送達するように構成されている、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(13) 前記それぞれのC字形スパインを覆って、及び前記それぞれの電極の前記管腔内にそれぞれ配設された、複数の絶縁スリーブを更に備える、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(14) 前記1つ以上の電極のうちのそれぞれの電極にそれぞれ電気的に接合された複数のワイヤを更に備える、実施態様1に記載の医療用プローブ。
(15) 前記複数のワイヤのうちの前記ワイヤの少なくとも一部はそれぞれ、第1の導電率を含む導電性コア材料と、前記第1の導電率よりも低い第2の導電率を含み、前記導電性コア材料の周囲を囲む、導電性カバー材料と、前記導電性カバー材料の周囲を囲む絶縁ジャケットと、を備える、実施態様14に記載の医療用プローブ。
(16) 前記複数のワイヤのうちの前記ワイヤの少なくとも一部はそれぞれ、複数のストランドと、前記複数のストランドの周囲を囲む絶縁ジャケットと、を備え、
前記複数のストランドのうちの各ストランドはそれぞれ、第1の導電率を含む導電性コア材料と、前記第1の導電率よりも低い第2の導電率を含み、前記導電性コア材料の周囲を囲む、導電性カバー材料と、を備える、実施態様14に記載の医療用プローブ。
(17) 医療用プローブを構築する方法であって、前記方法は、
平面材料シートを切断して、中央スパイン交差部を含む、複数のC字形スパインを形成することと、
少なくとも1つの電極の管腔に各C字形スパインを挿入することと、
前記中央スパイン交差部が前記医療用プローブの遠位端に位置付けられ、それぞれのC字形スパインが管状構成から屈曲構成へと移動可能であるように、前記複数のC字形スパインの端部を、血管系を横断するようにサイズ決めされた管状シャフトに取り付けることと、を含む、方法。
(18) 長手方向及び横断方向の刻み目を含むパターンから前記複数のC字形スパインを切断することを更に含む、実施態様17に記載の方法。
(19) 前記中央スパイン交差部において個別の切り欠きを切断することを更に含む、実施態様17に記載の方法。
(20) 各C字形スパインの少なくとも一部に沿って前記個別の切り欠きを切断することを更に含む、実施態様19に記載の方法。

Claims (20)

  1. 医療用プローブであって、
    近位端及び遠位端を含み、長手方向軸に沿って延在する、管状シャフトと、
    前記管状シャフトの前記遠位端に近接する、拡張可能なバスケットアセンブリであって、前記バスケットアセンブリは2つ以上のC字形スパインを備え、前記C字形スパインは、前記C字形スパインの屈曲を可能にするように構成された中央スパイン交差部において集合し、各C字形スパインは、前記管状シャフトの前記遠位端に接続されたそれぞれの端部を備え、前記中央スパイン交差部は、前記バスケットアセンブリの遠位端において前記長手方向軸上に位置付けられている、拡張可能なバスケットアセンブリと、
    前記C字形スパインのそれぞれに連結された1つ以上の電極であって、各電極は、前記電極を通る管腔を画定し、前記C字形スパインが前記1つ以上の電極のそれぞれの前記管腔を通って延在する、1つ以上の電極と、を備える、医療用プローブ。
  2. 前記2つ以上のC字形スパインは、それぞれ隣接するC字形スパイン間のそれぞれの角度がほぼ等しいように、等角パターンで前記中央スパイン交差部から延出する、請求項1に記載の医療用プローブ。
  3. 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、2つ、3つ、又は4つのC字形スパインを備える、請求項2に記載の医療用プローブ。
  4. 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、厳密に3つのC字形スパインを備え、前記C字形スパインは、平面材料シートから単一構造として形成されている、請求項3に記載の医療用プローブ。
  5. 前記平面材料シートはニチノールを含む、請求項4に記載の医療用プローブ。
  6. 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、前記中央スパイン交差部に位置する1つ以上の切り欠きを更に備える、請求項1に記載の医療用プローブ。
  7. 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、前記中央スパイン交差部に位置する単一の切り欠きを備える、請求項6に記載の医療用プローブ。
  8. 前記拡張可能なバスケットアセンブリは、C字形スパインごとに、前記中央スパイン交差部に近接して位置する、少なくとも1つの個別の切り欠きを備える、請求項6に記載の医療用プローブ。
  9. 前記1つ以上の切り欠きは、各C字形スパインの少なくとも一部に沿って延在する、請求項6に記載の医療用プローブ。
  10. 前記管状シャフトの前記遠位端に近接して配設されたスパイン保持ハブを更に備え、前記スパイン保持ハブは、
    複数のリリーフランドを含む円筒部材であって、前記リリーフランドは、前記円筒部材の外面に配設され、各C字形スパインが前記リリーフランドに嵌合され、その中に保持されることを可能にする、円筒部材と、
    前記スパイン保持ハブの遠位部分に配設された、少なくとも1つの電極と、を備える、請求項1に記載の医療用プローブ。
  11. 各電極は、前記管腔に隣接したワイヤリリーフを備えて、1本以上のワイヤが前記管腔に隣接して延在することを可能にする、請求項1に記載の医療用プローブ。
  12. 前記管状シャフトの前記遠位端に近接して配置された灌注開口部を更に備え、前記灌注開口部は、灌注流体を前記1つ以上の電極に送達するように構成されている、請求項1に記載の医療用プローブ。
  13. 前記それぞれのC字形スパインを覆って、及び前記それぞれの電極の前記管腔内にそれぞれ配設された、複数の絶縁スリーブを更に備える、請求項1に記載の医療用プローブ。
  14. 前記1つ以上の電極のうちのそれぞれの電極にそれぞれ電気的に接合された複数のワイヤを更に備える、請求項1に記載の医療用プローブ。
  15. 前記複数のワイヤのうちの前記ワイヤの少なくとも一部はそれぞれ、第1の導電率を含む導電性コア材料と、前記第1の導電率よりも低い第2の導電率を含み、前記導電性コア材料の周囲を囲む、導電性カバー材料と、前記導電性カバー材料の周囲を囲む絶縁ジャケットと、を備える、請求項14に記載の医療用プローブ。
  16. 前記複数のワイヤのうちの前記ワイヤの少なくとも一部はそれぞれ、複数のストランドと、前記複数のストランドの周囲を囲む絶縁ジャケットと、を備え、
    前記複数のストランドのうちの各ストランドはそれぞれ、第1の導電率を含む導電性コア材料と、前記第1の導電率よりも低い第2の導電率を含み、前記導電性コア材料の周囲を囲む、導電性カバー材料と、を備える、請求項14に記載の医療用プローブ。
  17. 医療用プローブを構築する方法であって、前記方法は、
    平面材料シートを切断して、中央スパイン交差部を含む、複数のC字形スパインを形成することと、
    少なくとも1つの電極の管腔に各C字形スパインを挿入することと、
    前記中央スパイン交差部が前記医療用プローブの遠位端に位置付けられ、それぞれのC字形スパインが管状構成から屈曲構成へと移動可能であるように、前記複数のC字形スパインの端部を、血管系を横断するようにサイズ決めされた管状シャフトに取り付けることと、を含む、方法。
  18. 長手方向及び横断方向の刻み目を含むパターンから前記複数のC字形スパインを切断することを更に含む、請求項17に記載の方法。
  19. 前記中央スパイン交差部において個別の切り欠きを切断することを更に含む、請求項17に記載の方法。
  20. 各C字形スパインの少なくとも一部に沿って前記個別の切り欠きを切断することを更に含む、請求項19に記載の方法。
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