JP2023510483A - 不可逆的エレクトロポレーションのためのパルス発生器 - Google Patents
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Abstract
Description
IREは、主に非熱プロセスであり、組織温度を数ミリ秒間、高くても数度上昇させる。したがって、IREは、組織温度を20~70℃上昇させ、加熱により細胞を破壊するRF(高周波)アブレーションとは異なる。IREは、DC電圧による筋収縮を回避するために、双極性パルス、すなわち、正のパルス及び負のパルスの組み合わせを利用する。パルスは、例えば、カテーテルの2つの双極電極間に印加される。
図1は、本発明の例示的な実施形態による、IREアブレーション処置で使用されるマルチチャネルIREシステム20の概略的な絵図である。以下の説明では、IREアブレーション処置は、「IREアブレーション」又は「IRE処置」とも呼ばれる。示された例示的な実施形態では、医師22は、IREシステム20を使用して、マルチチャネルIREアブレーション処置を実施している。医師22は、遠位端28が、カテーテルの長さに沿って配列された複数のアブレーション電極30を含むアブレーションカテーテル26を使用して、被験者24に対して処置を実施している。
・心電図(electrocardiogram、ECG)モジュール46は、被験者24に取り付けられたECG電極50に、ケーブル48を介して結合されている。ECGモジュール46は、被験者24の心臓52の電気活動を測定するように構成されている。
・温度モジュール54は、カテーテル26の遠位端28上の各電極30に隣接して位置する、熱電対56などの任意の温度センサに結合され、隣接する組織58の温度を測定するように構成されている。
・追跡モジュール60は、遠位端28内の1つ以上の電磁位置センサ(図示せず)に結合されている。1つ以上の磁場発生器62によって発生された外部磁場の存在下で、電磁位置センサは、センサの位置と共に変化する信号を出力する。これらの信号に基づいて、追跡モジュール60は、心臓52内の電極30の位置を確認し得る。
図5は、本発明の例示的な一実施形態による、IREモジュール34、及びIREモジュール34とシステム20内の他のモジュールとの接続の詳細を概略的に示すブロック図である。
(1) 組織のアブレーションのための医療装置であって、
患者の身体内部に挿入されるように構成されており、前記身体内部の組織と接触するように構成された複数の電極を含む、プローブと、
第1の種類の信号及び第2の種類の信号を1つ以上の電極対の間に交互に印加するように構成された電気信号発生器であって、前記第1の種類の前記信号は、前記電極が接触した前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスのシーケンスを含み、前記第2の種類の前記信号は、前記電極が接触した前記組織を熱アブレーションするのに十分な力を有する高周波(RF)信号を含む、電気信号発生器と、を含む、医療装置。
(2) 前記電気信号発生器が、前記第2の種類の前記信号と交互とならずに、前記第1の種類の前記信号を印加するように更に構成されている、実施態様1に記載の医療装置。
(3) 前記電気信号発生器が、前記第1の種類の前記信号と交互とならずに、前記第2の種類の前記信号を印加するように更に構成されている、実施態様1に記載の医療装置。
(4) 双極性パルスの前記シーケンスが、少なくとも200Vの振幅を有するパルスを含み、前記双極性パルスの各々の持続時間は20μs未満である、実施態様1に記載の医療装置。
(5) 前記RF信号が、350~500kHzの周波数、及び10~200Vの振幅を有する、実施態様1に記載の医療装置。
パルス発生アセンブリであって、前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記制御信号に応答する振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを送信するように構成された、パルス発生アセンブリと、
前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記パルス発生アセンブリから双極性パルスの前記シーケンスを受信し、また、前記受信された制御信号に応答して、双極性パルスの前記シーケンスを前記複数の電極に送信するように構成されている、複数の互いに接続された高速スイッチ及び低速リレーの構成可能なネットワークを含む、パルスルーティング及び計測アセンブリと、を含む、実施態様1に記載の医療装置。
(7) 前記電気信号発生器が、ローパスフィルタを含み、前記ローパスフィルタは、前記パルス発生アセンブリからパルス列を受信してフィルタリングし、前記パルス列を前記RF信号に変換し、それによって前記第2の種類の前記信号を生成するように構成されている、実施態様6に記載の医療装置。
(8) 前記第1の種類の前記信号が、パルスの対を含み、各対が正のパルス及び負のパルスを含み、前記第2の種類の前記信号が、前記対の前記正のパルスと前記負のパルスとの間にインターリーブされる、実施態様1に記載の医療装置。
(9) 前記第1の種類の前記信号が、パルスの対を含み、各対が正のパルス及び負のパルスを含み、前記第2の種類の前記信号が、前記パルスの連続する対の間にインターリーブされる、実施態様1に記載の医療装置。
(10) 前記電気信号発生器が、複数のパルス列を発生させるように構成されており、各パルス列は、前記第1の種類の前記信号及び前記第2の種類の前記信号を含み、前記パルス列が、前記信号が印加されない間隔によって分離されている、実施態様1に記載の医療装置。
(12) 前記プローブが、前記患者の心臓内の前記組織に接触し、前記心臓内の前記組織をアブレーションするために前記信号を印加するように構成されている、実施態様1に記載の医療装置。
(13) 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して非同期的に前記信号を印加するように構成されている、実施態様10に記載の医療装置。
(14) 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して同期的に前記信号を印加するように構成されている、実施態様13に記載の医療装置。
(15) 前記電気信号発生器が、前記プローブが前記組織内の場所と接触している間の第1の期間中、各電極と、前記配列内の前記電極の第1の側の隣接する第1の電極との間に、各電極と前記隣接する第1の電極との間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する前記双極性パルスの第1のシーケンスを印加し、また、前記プローブが前記組織内の前記場所との接触を保っている第2の期間中、各電極と、前記配列内の前記第1の側の反対側の前記電極の第2の側の隣接する第2の電極との間に、前記電極と前記隣接する第2の電極との間の前記組織内にIREを引き起こすことができる前記双極性パルスの第2のシーケンスを印加するように構成されている、実施態様1に記載の医療装置。
患者の身体内への挿入のために構成されたプローブであって、前記プローブに沿って配設され、かつ前記身体内の組織に接触するように構成された電極の配列を含む、プローブと、
電気信号発生器であって、前記プローブが前記組織内の場所と接触している間の第1の期間中、各電極と、前記配列内の前記電極の第1の側の隣接する第1の電極との間に、各電極と前記隣接する第1の電極との間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスの第1のシーケンスを印加し、また、前記プローブが前記組織内の前記場所との接触を保っている第2の期間中、各電極と、前記配列内の前記第1の側の反対側の前記電極の第2の側の隣接する第2の電極との間に、前記電極と前記隣接する第2の電極との間の前記組織内にIREを引き起こすことができる双極性パルスの第2のシーケンスを印加するように構成されている、電気信号発生器と、を含む、医療装置。
(17) 双極性パルスの前記シーケンスが、少なくとも200Vの振幅を有するパルスを含み、前記双極性パルスの各々の持続時間は20μs未満である、実施態様16に記載の医療装置。
(18) 前記電気信号発生器が、双極性パルスの前記第1のシーケンス及び前記第2のシーケンスを含む複数のパルス列を発生させるように構成されており、前記パルス列が、前記双極性パルスが印加されない間隔によって分離されている、実施態様16に記載の医療装置。
(19) 前記プローブが、前記患者の心臓内の前記組織に接触し、前記心臓内の前記組織をアブレーションするために前記双極性パルスの前記シーケンスを印加するように構成されている、実施態様16に記載の医療装置。
(20) 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して非同期的に前記信号を印加するように構成されている、実施態様19に記載の医療装置。
(22) 前記プローブが、前記電極に隣接する複数の温度センサを含み、前記電気信号発生器が、前記温度センサによって測定された温度に応答して前記双極性パルスを印加するように構成されている、実施態様16に記載の医療装置。
(23) 前記電気信号発生器が、前記配列内の少なくとも1つの他の電極によって分離された電極の対の間に、前記対の前記電極間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する前記双極性パルスのシーケンスを印加するように更に構成されている、実施態様16に記載の医療装置。
(24) 患者の身体内の組織をアブレーションするための方法であって、
プローブを前記身体に挿入することであって、前記プローブが、前記組織に接触するように構成された複数の電極を含む、挿入することと、
第1の種類の信号及び第2の種類の信号を、前記複数の電極の1つ以上の対の間に交互に印加することであって、前記第1の種類の前記信号は、前記電極が接触した前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスのシーケンスを含み、前記第2の種類の前記信号は、前記電極が接触した前記組織を熱アブレーションするのに十分な力を有する高周波(RF)信号を含む、印加することと、を含む、方法。
(25) 双極性パルスの前記シーケンスが、少なくとも200Vの振幅を有するパルスを含み、前記双極性パルスの各々の持続時間は20μs未満である、実施態様24に記載の方法。
(27) 前記信号を印加することが、選択された振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを生成することと、複数の互いに接続された高速スイッチ及び低速リレーのネットワークを構成して、前記複数の電極に双極性パルスの前記シーケンスを送信することと、を含む、実施態様24に記載の方法。
(28) 前記信号を印加することが、ローパスフィルタを適用して、パルスの前記シーケンスを前記RF信号に変換し、それによって前記第2の種類の前記信号を生成することを含む、実施態様27に記載の方法。
(29) 前記第1の種類の前記信号を印加することが、パルスの対を印加することを含み、各対が、正のパルス及び負のパルスを含み、前記第2の種類の信号を印加することが、前記対の前記正のパルスと前記負のパルスとの間に前記第2の種類の前記信号をインターリーブすることを含む、実施態様24に記載の方法。
(30) 前記第1の種類の前記信号を印加することが、パルスの対を印加することを含み、各対が、正のパルス及び負のパルスを含み、前記第2の種類の信号を印加することが、前記パルスの連続する対の間に前記第2の種類の前記信号をインターリーブすることを含む、実施態様24に記載の方法。
(32) 前記電極に隣接する複数の温度センサを使用して前記組織の温度を測定することを含み、前記信号を印加することが、前記温度センサによって測定された前記温度に応答して前記信号を制御することを含む、実施態様24に記載の方法。
(33) 前記プローブを挿入することが、前記患者の心臓内の前記組織に前記電極を接触させることを含み、前記信号を印加することが、前記心臓内の前記組織をアブレーションすることを含む、実施態様24に記載の方法。
(34) 前記信号を印加することが、前記心臓の拍動に対して非同期的に前記信号を印加することを含む、実施態様33に記載の方法。
(35) 前記信号を印加することが、前記心臓の拍動に対して同期的に前記信号を印加することを含む、実施態様33に記載の方法。
(37) 患者の身体内の組織をアブレーションするための方法であって、
プローブを前記身体内に挿入することであって、前記プローブは、前記プローブに沿って配設され、かつ前記組織に接触するように構成された複数の電極を含む、挿入することと、
前記プローブが前記組織内の場所と接触している間の第1の期間中、各電極と、前記配列内の前記電極の第1の側の隣接する第1の電極との間に、各電極と前記隣接する第1の電極との間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスの第1のシーケンスを印加することと、前記プローブが前記組織内の前記場所との接触を保っている第2の期間中、各電極と、前記配列内の前記第1の側の反対側の前記電極の第2の側の隣接する第2の電極との間に、前記電極と前記隣接する第2の電極との間の前記組織内にIREを引き起こすことができる双極性パルスの第2のシーケンスを印加することと、を含む、方法。
(38) 双極性パルスの前記シーケンスが、少なくとも200Vの振幅を有するパルスを含み、前記双極性パルスの各々の持続時間は20μs未満である、実施態様37に記載の方法。
(39) 第1の種類の信号及び第2の種類の信号を印加することが、双極性パルスの前記第1のシーケンス及び前記第2のシーケンスを含む複数のパルス列を印加することを含み、前記パルス列が、前記双極性パルスが印加されない間隔によって分離されている、実施態様37に記載の方法。
(40) 前記プローブを挿入することが、前記患者の心臓内の前記組織に前記電極を接触させることを含み、前記信号を印加することが、前記心臓内の前記組織をアブレーションすることを含む、実施態様37に記載の方法。
(42) 前記信号を印加することが、前記心臓の拍動に対して同期的に前記信号を印加することを含む、実施態様40に記載の方法。
(43) 前記電極に隣接する複数の温度センサを使用して前記組織の温度を測定することを含み、前記信号を印加することが、前記温度センサによって測定された前記温度に応答して前記信号を制御することを含む、実施態様37に記載の方法。
(44) 前記配列内の少なくとも1つの他の電極によって分離された電極の対の間に、前記対の前記電極間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する前記双極性パルスのシーケンスを印加することを更に含む、実施態様37に記載の方法。
Claims (23)
- 組織のアブレーションのための医療装置であって、
患者の身体内部に挿入されるように構成されており、前記身体内部の組織と接触するように構成された複数の電極を含む、プローブと、
第1の種類の信号及び第2の種類の信号を1つ以上の電極対の間に交互に印加するように構成された電気信号発生器であって、前記第1の種類の前記信号は、前記電極が接触した前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスのシーケンスを含み、前記第2の種類の前記信号は、前記電極が接触した前記組織を熱アブレーションするのに十分な力を有する高周波(RF)信号を含む、電気信号発生器と、を含む、医療装置。 - 前記電気信号発生器が、前記第2の種類の前記信号と交互とならずに、前記第1の種類の前記信号を印加するように更に構成されている、請求項1に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記第1の種類の前記信号と交互とならずに、前記第2の種類の前記信号を印加するように更に構成されている、請求項1に記載の医療装置。
- 双極性パルスの前記シーケンスが、少なくとも200Vの振幅を有するパルスを含み、前記双極性パルスの各々の持続時間は20μs未満である、請求項1に記載の医療装置。
- 前記RF信号が、350~500kHzの周波数、及び10~200Vの振幅を有する、請求項1に記載の医療装置。
- 制御信号を前記電気信号発生器に送信するように構成されたコントローラを含み、前記電気信号発生器が、
パルス発生アセンブリであって、前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記制御信号に応答する振幅及び持続時間を有する双極性パルスのシーケンスを送信するように構成された、パルス発生アセンブリと、
前記コントローラから前記制御信号を受信し、前記パルス発生アセンブリから双極性パルスの前記シーケンスを受信し、また、前記受信された制御信号に応答して、双極性パルスの前記シーケンスを前記複数の電極に送信するように構成されている、複数の互いに接続された高速スイッチ及び低速リレーの構成可能なネットワークを含む、パルスルーティング及び計測アセンブリと、を含む、請求項1に記載の医療装置。 - 前記電気信号発生器が、ローパスフィルタを含み、前記ローパスフィルタは、前記パルス発生アセンブリからパルス列を受信してフィルタリングし、前記パルス列を前記RF信号に変換し、それによって前記第2の種類の前記信号を生成するように構成されている、請求項6に記載の医療装置。
- 前記第1の種類の前記信号が、パルスの対を含み、各対が正のパルス及び負のパルスを含み、前記第2の種類の前記信号が、前記対の前記正のパルスと前記負のパルスとの間にインターリーブされる、請求項1に記載の医療装置。
- 前記第1の種類の前記信号が、パルスの対を含み、各対が正のパルス及び負のパルスを含み、前記第2の種類の前記信号が、前記パルスの連続する対の間にインターリーブされる、請求項1に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、複数のパルス列を発生させるように構成されており、各パルス列は、前記第1の種類の前記信号及び前記第2の種類の前記信号を含み、前記パルス列が、前記信号が印加されない間隔によって分離されている、請求項1に記載の医療装置。
- 前記プローブが、前記電極に隣接する複数の温度センサを含み、前記電気信号発生器が、前記温度センサによって測定された温度に応答して前記信号を印加するように構成されている、請求項1に記載の医療装置。
- 前記プローブが、前記患者の心臓内の前記組織に接触し、前記心臓内の前記組織をアブレーションするために前記信号を印加するように構成されている、請求項1に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して非同期的に前記信号を印加するように構成されている、請求項10に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して同期的に前記信号を印加するように構成されている、請求項13に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記プローブが前記組織内の場所と接触している間の第1の期間中、各電極と、前記配列内の前記電極の第1の側の隣接する第1の電極との間に、各電極と前記隣接する第1の電極との間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する前記双極性パルスの第1のシーケンスを印加し、また、前記プローブが前記組織内の前記場所との接触を保っている第2の期間中、各電極と、前記配列内の前記第1の側の反対側の前記電極の第2の側の隣接する第2の電極との間に、前記電極と前記隣接する第2の電極との間の前記組織内にIREを引き起こすことができる前記双極性パルスの第2のシーケンスを印加するように構成されている、請求項1に記載の医療装置。
- 組織のアブレーションのための医療装置であって、
患者の身体内への挿入のために構成されたプローブであって、前記プローブに沿って配設され、かつ前記身体内の組織に接触するように構成された電極の配列を含む、プローブと、
電気信号発生器であって、前記プローブが前記組織内の場所と接触している間の第1の期間中、各電極と、前記配列内の前記電極の第1の側の隣接する第1の電極との間に、各電極と前記隣接する第1の電極との間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する双極性パルスの第1のシーケンスを印加し、また、前記プローブが前記組織内の前記場所との接触を保っている第2の期間中、各電極と、前記配列内の前記第1の側の反対側の前記電極の第2の側の隣接する第2の電極との間に、前記電極と前記隣接する第2の電極との間の前記組織内にIREを引き起こすことができる双極性パルスの第2のシーケンスを印加するように構成されている、電気信号発生器と、を含む、医療装置。 - 双極性パルスの前記シーケンスが、少なくとも200Vの振幅を有するパルスを含み、前記双極性パルスの各々の持続時間は20μs未満である、請求項16に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、双極性パルスの前記第1のシーケンス及び前記第2のシーケンスを含む複数のパルス列を発生させるように構成されており、前記パルス列が、前記双極性パルスが印加されない間隔によって分離されている、請求項16に記載の医療装置。
- 前記プローブが、前記患者の心臓内の前記組織に接触し、前記心臓内の前記組織をアブレーションするために前記双極性パルスの前記シーケンスを印加するように構成されている、請求項16に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して非同期的に前記信号を印加するように構成されている、請求項19に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記心臓の拍動に対して同期的に前記信号を印加するように構成されている、請求項19に記載の医療装置。
- 前記プローブが、前記電極に隣接する複数の温度センサを含み、前記電気信号発生器が、前記温度センサによって測定された温度に応答して前記双極性パルスを印加するように構成されている、請求項16に記載の医療装置。
- 前記電気信号発生器が、前記配列内の少なくとも1つの他の電極によって分離された電極の対の間に、前記対の前記電極間の前記組織内に不可逆的電気泳動(IRE)を引き起こすのに十分な振幅を有する前記双極性パルスのシーケンスを印加するように更に構成されている、請求項16に記載の医療装置。
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