JP2024504184A - 不可逆的エレクトロポレーションアブレーションのための電圧制御パルスシーケンス - Google Patents

Abstract

本開示の少なくともいくつかの実施形態は、患者の標的組織を処置するためのエレクトロポレーションアブレーションシステムを対象とする。エレクトロポレーションアブレーションシステムは、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して標的組織において電界を発生させるように構成されたカテーテル電極を含むアブレーションカテーテルと、複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信し、第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定するように構成されたコントローラと、エレクトロポレーション生成器とを含む。エレクトロポレーション生成器は、カテーテル電極およびコントローラに動作可能に結合され、複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するように構成されている。

Description

本開示は、患者の組織を切除するための医療装置、システム、および方法に関する。より詳細には、本開示は、エレクトロポレーションによる組織のアブレーションのための医療装置、システム、および方法に関する。

アブレーション処置は、患者における多くの異なる状態を治療するために使用される。アブレーションは、心不整脈、良性腫瘍、癌性腫瘍を処置するため、および手術中の出血を制御するために使用され得る。通常、アブレーションは、高周波（ＲＦ）アブレーションおよびクライオアブレーションを含む熱アブレーション技術によって行われる。ＲＦアブレーションでは、プローブが患者に挿入され、高周波がプローブを介して周囲の組織に送信される。高周波は熱を発生させ、熱は周囲の組織を破壊し、血管を焼灼する。クライオアブレーションでは、中空の針またはクライオプローブが患者に挿入され、低温の熱伝導性流体がプローブを通して循環され、周囲の組織を凍結して破壊する。ＲＦアブレーションおよびクライオアブレーション技術は、細胞壊死を通じて組織を無差別に破壊し、これは、食道内の組織、横隔神経細胞、および冠動脈内の組織などの、そうでなければ健康な組織を損傷または破壊させ得る。

別のアブレーション技術は、エレクトロポレーションを使用する。エレクトロポレーションまたは電気透過処理では、電界を細胞に印加して細胞膜の透過性を高める。エレクトロポレーションは、電界の強度に依存して、可逆的または不可逆的であり得る。エレクトロポレーションが可逆的である場合、細胞膜の透過性の増加を利用して、細胞の治癒および回復の前に、化学物質、薬物、および／またはデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を細胞に導入することができる。エレクトロポレーションが不可逆的である場合、影響を受けた細胞はアポトーシスによって死滅する。

不可逆エレクトロポレーション（ＩＲＥ）は、非熱的アブレーション技術として使用され得る。ＩＲＥでは、短い高電圧パルス列を使用して、アポトーシスによって細胞を死滅させるのに十分強い電界を生成する。心臓組織のアブレーションにおいて、ＩＲＥは、ＲＦアブレーションおよびクライオアブレーションなどの熱アブレーション技術による無差別な破壊に代わる安全かつ有効な代替手段であり得る。ＩＲＥは、標的組織を死滅させるが、非標的心筋組織、赤血球、血管平滑筋組織、内皮組織、および神経細胞などの他の細胞または組織に永久的な損傷を与えない電界強度および持続時間を使用することによって、心筋組織などの標的組織を死滅させるために使用され得る。

例に記載されるように、例１は、患者の標的組織を処置するためのエレクトロポレーションアブレーションシステムである。エレクトロポレーションアブレーションシステムは、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して標的組織において電界を発生させるように構成されたカテーテル電極を含むアブレーションカテーテルと、複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信し、第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定するように構成されたコントローラと、エレクトロポレーション生成器とを含む。エレクトロポレーション生成器は、カテーテル電極およびコントローラに動作可能に結合され、複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するように構成され、第２の治療セクションは、第１の治療セクションの後にあり、制御されたパルス電圧は、充電電圧に関連付けられている。

例２は、エレクトロポレーション生成器が、キャパシタバンクを含み、エレクトロポレーション生成器が、第２の治療セクションの開始前に、キャパシタバンクを充電電圧の電圧レベルまで充電するように構成されている、例１に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例３は、第１の電気パルスシーケンスが、複数の第１の電気パルスを含む、例１または２に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。
例４は、第１のパルス電圧が、第１の治療セクションの間に測定された複数の第１の電気パルスの１つまたは複数のパルス電圧を備える、例３に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例５は、コントローラが、第１の治療セクションの間に送出される第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電流を受信するようにさらに構成され、コントローラが、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて充電電圧を決定するようにさらに構成されている、例１～４のいずれか１つに記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例６は、コントローラが、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて第１の組織インピーダンスを決定するようにさらに構成されている、例５に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例７は、制御されたパルス電圧が、充電電圧の一部である、例６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。
例８は、制御されたパルス電圧と充電電圧との比が、第１の組織インピーダンスに関連付けられている、例７に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例９は、エレクトロポレーション生成器が、複数の治療セクションの前のスキャンセクションの間にスキャン電圧でスキャン電気パルスシーケンスを送出するようにさらに構成され、コントローラが、スキャンセクションの間に測定された、スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧およびスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流に基づいて、初期組織インピーダンスを決定するようにさらに構成され、コントローラが、初期組織インピーダンスに基づいて初期充電電圧を決定するようにさらに構成されている、例１～８のいずれか１つに記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例１０は、スキャン電圧が、制御されたパルス電圧よりも小さい、例９に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。
例１１は、スキャン電気パルスシーケンスが、単一の非切除電気パルスを含む、例９に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例１２は、エレクトロポレーションアブレーションデバイスを使用する方法である。方法は、標的アブレーション位置に解剖学的に近接してエレクトロポレーションアブレーションデバイスのカテーテルを配置するステップであって、カテーテルは、１つまたは複数のカテーテル電極を含むとともに、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して電界を生成するように構成されている、ステップと、複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信するステップと、第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定するステップと、複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するステップとを含み、第２の治療セクションは、第１の治療セクションの後にあり、制御されたパルス電圧は、充電電圧に関連付けられている。

例１３は、第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電流を受信することをさらに含み、充電電圧を決定することが、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて充電電圧を決定することを含む、例１２に記載の方法である。

例１４は、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて第１の組織インピーダンスを決定することをさらに含み、充電電圧を決定することが、第１の組織インピーダンスに基づいて充電電圧を決定することを含む、例１３に記載の方法である。

例１５は、スキャンセクションの間にスキャン電気パルスシーケンスを送出すること、スキャンセクションの間に測定されたスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧を受信すること、スキャンセクションの間に測定されたスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流を受信すること、測定された初期パルス電圧および初期パルス電流に基づいて初期組織インピーダンスを決定することをさらに含み、スキャンセクションが、第１の治療セクションの前にあり、スキャン電気パルスシーケンスが、制御されたパルス電圧よりも低いスキャンパルス電圧である、例１２～１４のいずれか１つに記載の方法である。

例１６は、患者の標的組織を処置するためのエレクトロポレーションアブレーションシステムである。エレクトロポレーションアブレーションシステムは、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して標的組織において電界を発生させるように構成されたカテーテル電極を含むアブレーションカテーテルと、複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信し、第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定するように構成されたコントローラと、エレクトロポレーション生成器とを含む。エレクトロポレーション生成器は、カテーテル電極およびコントローラに動作可能に結合され、複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するように構成され、第２の治療セクションは、第１の治療セクションの後にあり、制御されたパルス電圧は、充電電圧に関連付けられている。

例１７は、エレクトロポレーション生成器が、キャパシタバンクを含み、エレクトロポレーション生成器が、第２の治療セクションの開始前に、キャパシタバンクを充電電圧の電圧レベルまで充電するように構成されている、例１６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例１８は、第１の電気パルスシーケンスが、複数の第１の電気パルスを含む、例１６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。
例１９は、第１のパルス電圧が、第１の治療セクションの間に測定された複数の第１の電気パルスの１つまたは複数のパルス電圧を備える、例１８に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２０は、コントローラが、第１の治療セクションの間に送出される第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電流を受信するようにさらに構成され、コントローラが、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて充電電圧を決定するようにさらに構成されている、例１６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２１は、コントローラが、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて第１の組織インピーダンスを決定するようにさらに構成されている、例２０に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２２は、制御されたパルス電圧が、充電電圧の一部である、例２１に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。
例２３は、制御されたパルス電圧と充電電圧との比が、第１の組織インピーダンスに関連付けられている、例２２に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２４は、エレクトロポレーション生成器が、複数の治療セクションの前のスキャンセクションの間にスキャン電圧でスキャン電気パルスシーケンスを送出するようにさらに構成され、コントローラが、スキャンセクションの間に測定された、スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧およびスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流に基づいて、初期組織インピーダンスを決定するようにさらに構成され、コントローラが、初期組織インピーダンスに基づいて初期充電電圧を決定するようにさらに構成されている、例１６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２５は、スキャン電圧が、制御されたパルス電圧よりも小さい、例２４に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。
例２６は、スキャン電気パルスシーケンスが、単一の非切除電気パルスを含む、例２４に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２７は、エレクトロポレーション生成器が、複数のキャパシタバンクを含み、エレクトロポレーション生成器が、複数のキャパシタバンクのうちの少なくとも１つを個別に電圧レベルに充電するように構成されている、例１６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２８は、エレクトロポレーション生成器が、複数のキャパシタバンクのうちの第１のキャパシタバンクを使用して、複数の治療セクションのうちの特定の治療セクションに対してパルスシーケンスを送出し、複数の治療セクションのうちの特定の治療セクションの直後の治療セクションの開始前に、複数のキャパシタバンクのうちの第２のキャパシタバンクを決定された充電電圧の電圧レベルまで充電するように構成されている、例２７に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例２９は、カテーテル電極が、複数の電極対を備え、複数のキャパシタバンクの各キャパシタバンクが、複数の電極対のうちの１つまたは複数の電極対に動作可能に結合されている、例２７に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例３０は、コントローラが、複数のキャパシタバンクの各キャパシタバンクについてバンク充電電圧を決定するように構成されている、例２９に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステムである。

例３１は、エレクトロポレーションアブレーションデバイスを使用する方法である。方法は、標的アブレーション位置に解剖学的に近接してエレクトロポレーションアブレーションデバイスのカテーテルを配置するステップであって、カテーテルは、１つまたは複数のカテーテル電極を含むとともに、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して電界を生成するように構成されている、ステップと、複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信するステップと、第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定するステップと、複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するステップとを含み、第２の治療セクションは、第１の治療セクションの後にあり、制御されたパルス電圧は、充電電圧に関連付けられている。

例３２は、第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電流を受信することをさらに含み、充電電圧を決定することが、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて充電電圧を決定することを含む、例３１に記載の方法である。

例３３は、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて第１の組織インピーダンスを決定することをさらに含み、充電電圧を決定することが、第１の組織インピーダンスに基づいて充電電圧を決定することを含む、例３２に記載の方法である。

例３４は、スキャンセクションの間にスキャン電気パルスシーケンスを送出すること、スキャンセクションの間に測定されたスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧を受信すること、スキャンセクションの間に測定されたスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流を受信すること、測定された初期パルス電圧および初期パルス電流に基づいて初期組織インピーダンスを決定することをさらに含み、スキャンセクションが、第１の治療セクションの前にあり、スキャン電気パルスシーケンスが、制御されたパルス電圧よりも低いスキャンパルス電圧である、例３０に記載の方法である。

例３５は、スキャンパルス電圧が、非切除電圧レベルである、例３４に記載の方法である。
複数の実施形態が開示されているが、本発明の例示的な実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から、本発明のさらに他の実施形態が当業者に明らかになるであろう。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示的なものであり、限定的なものではないとみなされるべきである。

図１は、本開示の主題の実施形態による、エレクトロポレーションアブレーションシステムのための例示的なシステム図である。 図２Ａは、充電電圧を調整することなく複数の治療セクションにわたって変化するパルス電圧の例示的なグラフである。 図２Ｂは、充電電圧を調整することなく複数の治療セクションにわたって変化するパルス電流の例示的なグラフである。 図２Ｃは、複数の治療セクションにわたって変化する組織インピーダンスの例示的なグラフである。 図３は、心拍に関連する複数のスキャンおよび治療セクションの説明のための例である。 図４は、本開示の特定の実施形態による、エレクトロポレーションアブレーションセクションのために使用されるエレクトロポレーション生成器の例示的な概略回路図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の主題の実施形態による、不可逆的エレクトロポレーションによるアブレーションを含む、エレクトロポレーションに使用することができるカテーテルの例示的な実施形態を示す図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の主題の実施形態による、不可逆的エレクトロポレーションによるアブレーションを含む、エレクトロポレーションに使用することができるカテーテルの例示的な実施形態を示す図である。 図６は、本開示のいくつかの実施形態による、エレクトロポレーションアブレーションデバイスを使用する例示的方法を示す例示的フロー図である。

本発明は、様々な修正形態および代替形態に従うが、特定の実施形態が、例として図面に示されており、以下で詳細に説明される。しかしながら、その意図は、本発明を記載された特定の実施形態に限定することではない。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に入るすべての修正、均等物、および代替を包含することが意図される。

有形物（例えば、製品、在庫など）および／または無形物（例えば、データ、通貨の電子表現、アカウント、情報、物の部分（例えば、パーセンテージ、分数）、計算、データモデル、動的システムモデル、アルゴリズム、パラメータなど）の測定値（例えば、寸法、特性、属性、コンポーネントなど）およびそれらの範囲に関して本明細書で使用される用語として、「約」および「およそ」は、記載された測定値を含み、記載された測定値に適度に近いが、測定誤差、測定および／または製造装置の較正の差、測定値の読み取りおよび／または設定におけるヒューマンエラー、他の測定値（例えば、他のものに関連する測定値）を考慮して性能および／または構造パラメータを最適化するために行われる調整、特定の実装シナリオ、人、コンピューティングデバイス、および／または機械による、物、設定、および／または測定値の不正確な調整および／または操作、システム公差、制御ループ、機械学習、予測可能な変動（例えば、統計的に重要でない変動、カオス的変動、システムおよび／またはモデル不安定性など）、プリファレンス、および／または同様のものに起因すると当業者によって理解され容易に確認されるような適度に小さい量だけ異なり得る任意の測定値も含む測定値を指すために互換的に使用され得る。

例示的な方法は、１つまたは複数の図面（例えば、フロー図、通信フローなど）によって表され得るが、図面は、本明細書で開示される様々なステップの任意の要件、またはそれらの間の特定の順序を示唆するものとして解釈されるべきではない。しかしながら、特定のいくつかの実施形態は、本明細書で明示的に説明され得るように、および／またはステップ自体の性質から理解され得るように、特定のステップおよび／または特定のステップ間の特定の順序を必要とする場合もある（例えば、いくつかのステップの動作は、前のステップの結果に依存し得る）。加えて、アイテム（例えば、入力、アルゴリズム、データ値など）の「セット」、「サブセット」、または「グループ（群）」は、１つまたは複数のアイテムを含んでもよく、同様に、アイテムのサブセットまたはサブグループは、１つまたは複数のアイテムを含んでもよい。「複数」とは、１よりも多いことを意味する。

本明細書で使用される場合、「～に基づく」という用語は、限定的であることを意味せず、むしろ、少なくとも、「～に基づく」に先立つ用語を入力として使用することによって、判定、識別、予測、計算および／または同様のことが実行されることを示す。例えば、特定の情報に基づいて結果を予測することは、追加的または代替的に、同じ判定を別の情報に基づかせることがある。

低温エネルギーおよび無線周波数（radio-frequency，ＲＦ）エネルギーは、細胞壊死を通して無差別に組織を破壊し、これは、他の望ましくない影響に加えて、食道、横隔神経、冠状動脈を損傷し得る。不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）は、高電圧の短い（例えば、１００マイクロ秒以下の）パルスを使用して、アポトーシスを介して細胞を死滅させる。ＩＲＥは、食道血管平滑筋および内皮を含む他の隣接組織を温存しながら、心筋を破壊するために標的化され得る。ＩＲＥアブレーションが開始した後、細胞膜に孔が誘導され、細胞内液が細胞外マトリックスに放出され、その結果、組織の伝導性が増加し、組織インピーダンスが減少する。組織インピーダンスの変化は、複数のＩＲＥ治療セクションの過程で急速に生じ、治療バーストまたは治療セクションとも呼ばれる。治療セクション（例えば、１０ミリ秒の持続時間）は、エレクトロポレーション生成器によって生成および送出される複数の電気パルス（例えば、２０パルス、３０パルスなど）を含んでいてよい。エレクトロポレーション生成器が、電源コンポーネントによって提供されるその充電電圧を調節しない場合、治療パルス電圧は、ＩＲＥアブレーションの過程にわたって４０％も降下する。ＩＲＥ治療は電界に依存するので、パルス電圧の低下は、ＩＲＥ治療の有効性に潜在的に影響を及ぼす可能性がある。

本開示は、電圧制御電気パルスシーケンスを用いてアブレーションを実施するためのシステム、デバイス、および方法を説明する。いくつかの実施形態では、パルス電圧および／またはパルス電流は、治療セクションの間に測定され、電気パルスが各々、次の治療セクションの間に目標パルス電圧に近い電圧を有するように、次の治療セクションのための充電電圧を決定するために使用される。本明細書で使用される場合、充電電圧は、エレクトロポレーション生成器によって生成される電圧を指し、これは、１つまたは複数のキャパシタバンクまたは他の電源の電圧であってよい。いくつかの実施形態では、組織インピーダンスは、パルス電圧およびパルス電流に基づいて計算される。いくつかの例では、組織インピーダンスは、充電電圧を決定するために使用される。

図１は、本開示の主題の実施形態による、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００の例示的なシステム図を示す。エレクトロポレーションアブレーションシステム１００は、１つまたは複数のエレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０と、コントローラ１２０と、１つまたは複数のセンサ１３０と、エレクトロポレーション生成器１４０と、メモリ１６０とを含む。実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００は、患者の心臓内の標的組織に電界エネルギーを送出して、組織のアポトーシスを引き起こし、組織が電気信号を伝導できないようにするように構成されている。いくつかの例では、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００は、他のシステム１７０（複数可）、例えば、マッピングシステム、電気生理学システム、および／または同様のものと接続することができる。

いくつかの実施形態では、カテーテル１１０（複数可）は、例えば、リニアアブレーションカテーテル、局所アブレーションカテーテル、円周カテーテル、および／または同等のものなどの種々のタイプおよび形態のエレクトロポレーションカテーテルであってよい。実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００は、エレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０が患者の心腔内の特定の標的部位に展開されることを可能にする送達導管を提供するように動作可能な導入器シース（図示せず）を含む。いくつかの例では、エレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０は、遠位端を有するシャフトと、シャフトの遠位端に位置するとともに、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して標的組織において電界を生成するように空間的に配置されたカテーテル電極とを含む。いくつかの例では、カテーテル１１０（複数可）は、撓むことが可能なカテーテル（複数可）を含む。

いくつかの例では、カテーテル１１０（複数可）は、アブレーションのための電界を生成するための１つまたは複数の電極を含む。パルス生成器とも呼ばれるエレクトロポレーション生成器１４０は、カテーテル１１０（複数可）の電極に送出される切除パルス／エネルギー、またはエレクトロポレーションパルス／エネルギーと呼ばれるパルス／エネルギーを生成するように構成されている。エレクトロポレーションパルスは、典型的には高電圧および短パルスである。コントローラ１２０は、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００の機能的態様を制御するように構成されている。実施形態では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、生成に関してエレクトロポレーション生成器１４０を制御するように構成され、カテーテル１１０の電極への切除エネルギーの送出は、個別にアドレス可能である。ある例では、カテーテル１１０（複数可）の１つまたは複数の電極の各々である。そのような例では、コントローラ１２０は、各電極へのアブレーションエネルギーの送出を制御し得る。

いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、エレクトロポレーション生成器１４０によって生成される出力電圧（すなわち、パルスシーケンスのパルス電圧）を制御することができる。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーション生成器１４０は、電気パルスを生成するための充電電圧の生成のために充電および放電され得るキャパシタバンク１４５を含む。いくつかの例では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、感知データに応答してキャパシタバンク１４５の充電電圧を決定することができる。いくつかの実装形態では、充電電圧は、エレクトロポレーション生成器１４０の電源コンポーネント（例えば、キャパシタバンク１４５）によって生成される電圧である。いくつかの例では、キャパシタバンク１４５は、少なくとも１つのキャパシタバンクが電気パルスの現在の治療セクション（例えば、現在の治療バースト）のための充電電圧を提供し、少なくとも１つのキャパシタバンクが電気パルスの次の治療セクション（例えば、次の治療バースト）のための充電電圧を提供するために充電されるように、１つまたは複数のキャパシタバンクを含む。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーション生成器１４０は、内部インピーダンス、または生成器インピーダンスと呼ばれるインピーダンスを有する。いくつかの例では、エレクトロポレーション生成器１４０は、生成器インピーダンスのために、充電電圧よりも低いパルス電圧、または出力電圧と呼ばれる電圧で、電気パルスを生成することができる。いくつかの例では、パルス電圧は、充電電圧の一部である。いくつかの例では、ユーザは、コントローラにインタフェース（例えば、ユーザインタフェース、ソフトウェアインタフェース、システムインタフェース）を介して、目標パルス電圧を設定することができる。

いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、アブレーション位置に近接して配置されたカテーテル（複数可）のセンサ（複数可）および／またはセンサ１３０によって収集されたセンサデータを受信する。いくつかの例では、コントローラ１２０は、エレクトロポレーション位置の近くで、測定されたパルス電圧および／またはパルス電流に基づいて組織インピーダンスを決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、測定されたパルス電圧および／または組織インピーダンスに基づいて、充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、目標パルス電圧、生成器インピーダンス、および／または組織インピーダンスに基づいて、充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、決定された充電電圧に基づいて、キャパシタバンク１４５を制御するように構成されている。

いくつかの実施形態では、コントローラ１２０は、複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に送出される第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧および／または第１のパルス電流を受信するように構成されている。いくつかの実装形態では、電気パルスシーケンスは、治療セクションのための複数の電気／エレクトロポレーションパルスを含む。いくつかの例では、第１のパルス電圧および／または第１のパルス電流は、治療セクションの最後の電気パルスについて測定される。いくつかの例では、第１のパルス電圧および／または第１のパルス電流は、治療セクションの最初の電気パルスについて測定される。いくつかの例では、第１のパルス電圧および／または第１のパルス電流は、治療セクションの複数の電気パルスの測定に基づいて決定される。一例では、第１のパルス電圧および／または第１のパルス電流は、それぞれ、治療セクションの複数の電気パルスについて測定された平均電圧および／または電流である。一例では、第１のパルス電圧および／または第１のパルス電流は、それぞれ、治療セクションのすべての電気パルスについて測定された平均電圧および／または電流である。

いくつかの実施形態では、コントローラ１２０は、第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定する。いくつかの例では、コントローラ１２０は、決定された充電電圧とキャパシタバンク１４５の現在の充電レベルとの間の充電電圧差を決定する。いくつかの例では、コントローラ１２０は、測定されたパルス電圧と目標パルス電圧との間のパーセンテージ差に基づいて充電電圧差を決定する。例えば、充電電圧差は、現在の充電電圧に、測定されたパルス電圧と目標パルス電圧との間のパーセンテージ差を乗じることによって決定される。いくつかの例では、コントローラ１２０は、決定された充電電圧および／または充電電圧差に基づいて、キャパシタバンク１４５を制御または設定する。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーション生成器１４０は、カテーテル電極およびコントローラ１２０に動作可能に結合され、複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するように構成され、第２の治療セクションは、第１の治療セクションの後にある。いくつかの例では、制御されたパルス電圧は、決定された充電電圧に少なくとも部分的に基づいている。いくつかの例では、キャパシタバンク１４５は、決定された充電電圧のレベルに設定される。

いくつかの実施形態では、コントローラ１２０は、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて、第２の治療セクションのための充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、第１のパルス電圧および第１のパルス電流に基づいて、第１の組織インピーダンスを決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、第１の組織インピーダンスおよび目標パルス電圧に基づいて、充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、第１の組織インピーダンス、目標パルス電圧、および生成器インピーダンスに基づいて、充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーション生成器１４０は、決定された充電電圧を示す信号を受信し、次の治療セクションの開始前に、キャパシタバンク１４５を、決定された充電電圧のレベルまで充電するように構成されている。いくつかの例では、制御されたパルス電圧は、決定された充電電圧の一部である。いくつかの例では、制御されたパルス電圧と決定された充電電圧との比は、第１の組織インピーダンスに関連付けられている。

実施形態では、コントローラ１２０は、治療セクションの各々またはいくつかの間にパルス電圧および／またはパルス電流を測定して、後続の治療セクションのための充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの実施形態では、コントローラ１２０は、パルス電圧、パルス電流、充電電圧、生成器インピーダンス、および／または組織インピーダンスをデータリポジトリ１６５に格納するように構成されている。図２Ａは、充電電圧を調整することなく複数の治療セクションにわたって変化するパルス電圧の例示的なグラフである。示されるように、パルス電圧は、一連の治療セクションにわたって減少する。図２Ｂは、充電電圧を調整することなくいくつかの治療セクションにわたって変化するパルス電流の例示的なグラフである。示されるように、パルス電流は、一連の治療セクションにわたって増加する。図２Ｃは、複数の治療セクションにわたって変化する組織インピーダンスの例示的なグラフである。示されるように、組織インピーダンスは、一連の治療セクションにわたって減少する。

いくつかの実施形態では、エレクトロポレーション生成器１４０は、複数の治療セクションの前のスキャンセクションの間に、スキャン電圧でスキャン電気パルスシーケンスを送出するように構成され、スキャン電圧は、治療電圧（例えば、目標パルス電圧）よりも低い。いくつかの例では、スキャン電圧は、非切除（non-ablative）電圧レベルである。いくつかの例では、スキャン電気パルスシーケンスは、単一の非切除電気パルスである。いくつかの例では、コントローラ１２０は、スキャンセクションの間に測定されたスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧およびスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流に基づいて、初期組織インピーダンスを決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、初期組織インピーダンスに基づいて、初期充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、初期組織インピーダンスおよび目標パルス電圧に基づいて、初期充電電圧を決定するように構成されている。いくつかの例では、コントローラ１２０は、初期組織インピーダンス、目標パルス電圧、および生成器インピーダンスに基づいて、初期充電電圧を決定するように構成されている。

図３は、心拍に関連する複数のスキャンおよび治療セクションの説明のための例示である。示されるように、治療セクション３３０は、波形３１０に示される心拍の間に提供される。この例では、スキャンセクション３２０は、治療セクション３３０の前にある。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーション生成器１４０は、それぞれの治療セクションの開始前に、キャパシタバンク１４５を決定された充電電圧まで充電するように構成されている。例えば、９０ＢＰＭ（１分当たりの拍動）の心拍数では、エレクトロポレーション生成器１４０は、６６７ミリ秒以内にキャパシタバンク１４５を決定された充電電圧のレベルまで充電するように構成されている。いくつかの例では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、カテーテル１１０によって生成され得る電界をモデル化するように構成され、それは、多くの場合、電極を含むエレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０の物理的特性およびエレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０上の電極の空間的関係の考慮を含む。実施形態では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、カテーテル１１０の電極によって形成される電界の電界強度を、１センチメートルあたり１５００ボルト以下に制御するように構成されている。

いくつかの実施形態では、カテーテル１１０は、２つ以上の電極対を含み、キャパシタバンク１４５は、２つ以上のキャパシタバンクを含み、キャパシタバンク１４５（例えば、キャパシタバンクのグループ）の各キャパシタバンクは、１つまたは複数の電極対を充電するように構成されている。いくつかの例では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、電極対から測定されたパルス電圧を受信し、電極対を充電するための各それぞれのキャパシタバンクの充電電圧を決定するように構成されている。例として、キャパシタバンク１４５は、２つのキャパシタバンク（例えば、バンクＡ、バンクＢ）を含み、各キャパシタバンクは、２つの電極対を充電するように構成されている（例えば、電極対１および２を充電するためのバンクＡ、電極対３および４を充電するためのバンクＢ）。この例では、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、電極対１および２の測定されたパルス電圧に基づいてバンクＡの充電電圧を決定し、電極対３および４の測定されたパルス電圧に基づいてバンクＢの充電電圧を決定するように構成されている。

実施形態において、エレクトロポレーションコントローラ１２０は、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００の機能的態様を制御および／または実行するために、メモリ１６０、例えば、非一時的機械可読媒体からのコードを実行する１つまたは複数のコントローラ、マイクロプロセッサ、および／またはコンピュータを含む。実施形態では、メモリ１６０は、１つまたは複数のコントローラ、マイクロプロセッサ、および／もしくはコンピュータの一部、および／またはワールドワイドウェブなどのネットワークを通してアクセス可能なメモリ容量の一部であってよい。実施形態では、メモリ１６０は、アブレーションデータ（例えば、位置、エネルギーなど）、測定されたパルス電圧、測定されたパルス電流、組織インピーダンス、生成器インピーダンス、感知データ、治療計画データ、充電電圧、および／または同等のものを格納するように構成されたデータリポジトリ１６５を備える。

実施形態において、他のシステム１７０は、電気解剖学的マッピング（ＥＡＭ）システムを含む。いくつかの例では、ＥＡＭシステムは、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００の様々な機能構成要素の位置を追跡し、対象の心腔の高忠実度の３次元解剖学的および電気解剖学的マップを生成するように動作可能である。実施形態において、ＥＡＭシステムは、ボストンサイエンティフィック社によって販売されているＲＨＹＴＨＭＩＡ（商標）ＨＤｘマッピングシステムであってよい。また、実施形態において、ＥＡＭシステムのマッピングおよびナビゲーションコントローラは、メモリからのコードを実行してＥＡＭシステムの機能的態様を制御および／または実行する１つまたは複数のコントローラ、マイクロプロセッサ、および／またはコンピュータを含む。

ＥＡＭシステムは、フィールド生成器を介して位置特定フィールドを生成して、心臓の周りの位置特定ボリュームを画定し、追跡されるデバイス（複数可）、例えば、エレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０上の１つまたは複数の位置センサまたは感知素子は、マッピングおよびナビゲーションコントローラによって処理され得る出力を生成して、位置特定ボリューム内のセンサの位置、したがって対応するデバイスの位置を追跡する。一実施形態では、デバイス追跡は、磁気追跡技術を使用して達成され、それによって、フィールド生成器は、位置特定ボリュームを画定する磁界を生成する磁界生成器であり、追跡されるデバイス上の位置センサは、磁界センサである。

いくつかの実施形態では、インピーダンス追跡方法が、種々のデバイスの位置を追跡するために採用されてもよい。そのような実施形態では、位置特定フィールドは、例えば、外部フィールド生成器構成、例えば、表面電極によって、体内または心臓内デバイス、例えば、心臓内カテーテルによって、またはその両方によって生成される電界である。これらの実施形態では、位置感知素子は、位置特定ボリューム内の様々な位置感知電極の位置を追跡するために、マッピングおよびナビゲーションコントローラによって受信および処理される出力を生成する追跡されるデバイス上の電極を構成することができる。

実施形態では、ＥＡＭシステムは、磁気追跡能力およびインピーダンス追跡能力の両方を備えている。そのような実施形態では、インピーダンス追跡精度は、いくつかの例では、前述のＲＨＹＴＨＭＩＡ ＨＤｘ（商標）マッピングシステムを使用して可能であるように、磁気位置センサを備えたプローブを使用して、対象の心腔内の電界生成器によって誘導される電界のマップを最初に作成することによって向上させることができる。１つの例示的なプローブは、ボストンサイエンティフィック社によって販売されているＩＮＴＥＬＬＡＭＡＰ ＯＲＩＯＮ（商標）マッピングカテーテルである。

使用される追跡方法にかかわらず、ＥＡＭシステムは、例えば、エレクトロポレーションアブレーションカテーテル１１０または感知電極を備えた別のカテーテルもしくはプローブによって取得される心臓電気活動と共に、様々な追跡されるデバイスの位置情報を利用して、心腔の詳細な３次元幾何学的解剖学的マップまたは表現、ならびに関心のある心臓電気活動が幾何学的解剖学的マップ上に重ね合わされた電気解剖学的マップを生成し、ディスプレイを介して表示する。さらに、ＥＡＭシステムは、幾何学的解剖学的マップおよび／または電気解剖学的マップ内の様々な追跡されるデバイスのグラフィカル表現を生成することができる。

実施形態によれば、エレクトロポレーションアブレーションシステム１００の種々の構成要素（例えば、コントローラ１２０）は、１つまたは複数のコンピューティングデバイス上に実装され得る。コンピューティングデバイスは、本開示の実施形態を実装するのに適した任意のタイプのコンピューティングデバイスを含むことができる。コンピューティングデバイスの例は、ワークステーション、サーバ、ラップトップ、ポータブルデバイス、デスクトップ、タブレットコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、汎用グラフィックス処理ユニット（ＧＰＧＰＵ）などの専用コンピューティングデバイスまたは汎用コンピューティングデバイスを含み、これらはすべて、システム１００の様々な構成要素に関して図１の範囲内で企図されている。

いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイスは、以下のデバイス、すなわち、プロセッサ、メモリ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート、Ｉ／Ｏコンポーネント、および電源を、直接的および／または間接的に結合するバスを含む。任意の数の追加のコンポーネント、異なるコンポーネント、および／またはコンポーネントの組み合わせが、コンピューティングデバイスに含まれてもよい。バスは、１つまたは複数のバス（例えば、アドレスバス、データバス、またはそれらの組み合わせなど）であってよいものを表す。同様に、いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイスは、複数のプロセッサ、複数のメモリコンポーネント、複数のＩ／Ｏポート、複数のＩ／Ｏコンポーネント、および／または複数の電源を含んでいてよい。加えて、任意の数のこれらのコンポーネント、またはそれらの組み合わせは、複数のコンピューティングデバイスにわたって分散および／または複製されてよい。

いくつかの実施形態では、メモリ１６０は、揮発性および／または不揮発性メモリ、一時的および／または非一時的ストレージ媒体の形態のコンピュータ可読媒体を含み、取り外し可能、取り外し不可能、またはそれらの組み合わせであってよい。媒体の例は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、光学またはホログラフィック媒体、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、データ伝送、および／または情報を格納するために使用することができ、例えば、量子状態メモリおよび／または同様のものなどのコンピューティングデバイスによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。いくつかの実施形態では、メモリ１６０は、プロセッサ（例えば、コントローラ１２０）に、本明細書で説明されるシステム構成要素の実施形態の態様を実装させ、かつ／または本明細書で説明される方法および手順の実施形態の態様を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を格納している。

コンピュータ実行可能命令は、例えば、コンピュータコード、機械使用可能な命令、および、例えば、コンピューティングデバイスに関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによって実行可能なプログラムコンポーネントなどのようなものを含み得る。プログラムコンポーネントは、様々な言語、開発キット、フレームワーク、および／または同様のものを含む、任意の数の異なるプログラミング環境を使用してプログラムすることができる。本明細書で企図される機能の一部または全部は、さらに、または代替的に、ハードウェアおよび／またはファームウェアで実装され得る。

データリポジトリ１６５は、以下で説明される構成のうちの任意の１つを使用して実装され得る。データリポジトリは、ランダムアクセスメモリ、フラットファイル、ＸＭＬファイル、および／または１つまたは複数のデータベースサーバもしくはデータセンタ上で実行される１つまたは複数のデータベース管理システム（ＤＢＭＳ）を含んでいてよい。データベース管理システムは、リレーショナル（ＲＤＢＭＳ）、階層（ＨＤＢＭＳ）、多次元（ＭＤＢＭＳ）、オブジェクト指向（ＯＤＢＭＳまたはＯＯＤＢＭＳ）またはオブジェクトリレーショナル（ＯＲＤＢＭＳ）データベース管理システムなどであってよい。データリポジトリは、例えば、単一のリレーショナルデータベースであってよい。いくつかの例では、データリポジトリは、データ統合プロセスまたはソフトウェアアプリケーションによってデータを交換および集約することができる複数のデータベースを含み得る。例示的な実施形態において、データリポジトリ１６５の少なくとも一部は、クラウドデータセンタにおいてホストされてもよい。いくつかの例では、データリポジトリは、単一のコンピュータ、サーバ、ストレージデバイス、クラウドサーバ上などでホストされ得る。いくつかの他の場合において、データリポジトリは、一連のネットワーク化されたコンピュータ、サーバ、またはデバイス上でホストされ得る。いくつかの例では、データリポジトリは、ローカル、リージョナル、およびセントラルを含むデータストレージデバイスのティア上でホストされ得る。

システム１００の様々な構成要素は、通信インタフェース、例えば、有線または無線インタフェースを介して通信する、またはそれを介して結合されることができる。通信インタフェースは、任意の有線または無線の短距離および長距離通信インタフェースを含むが、これらに限定されない。有線インタフェースは、ケーブル、アンビリカルなどを使用することができる。短距離通信インタフェースは、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格、ＩＥＥＥ８０２規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に基づくものなどのＺｉｇＢｅｅ（登録商標）もしくは同様の仕様などの既知の通信規格、または他のパブリックもしくはプロプライエタリ無線プロトコルに準拠するインタフェースであってよい。長距離通信インタフェースは、例えば、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、セルラネットワークインタフェース、衛星通信インタフェースなどであってよい。通信インタフェースは、イントラネットなどのプライベートコンピュータネットワーク内にあってもよいし、インターネットなどのパブリックコンピュータネットワーク上にあってもよい。

図４は、本開示の特定の実施形態による、エレクトロポレーションアブレーションセクションのために使用されるエレクトロポレーション生成器４３０の例示的な概略回路図４００である。いくつかの実装形態では、他の構成要素が、回路図４００に含まれ得る。回路図４００において、エレクトロポレーション生成器４３０は、電気パルスシーケンスをパルス＿電圧４２０で標的組織に送出する。標的組織は、エレクトロポレーションアブレーションセクションの間に変化する組織インピーダンス４４０を有している。簡略化された概略図では、エレクトロポレーション生成器４３０は、電圧源４３２、バルクキャパシタンス４３５（例えば、キャパシタバンク）、および生成器インピーダンス４３７を含む。この例では、生成器インピーダンス４３７は、エレクトロポレーション生成器４３０の全体的なインピーダンスを表す。実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションセクションは、複数の治療セクションを含む。いくつかの実施形態では、電圧源４３２は、充電＿電圧４１０を調整するために治療セクション間にバルクキャパシタンス４３５を充電することができ、それによって、パルス＿電圧４２０を調整して、目標パルス電圧に到達させることができる。

いくつかの実施形態では、治療セクションの間に、パルス＿電圧または複数のパルス電圧が測定される。一例では、パルス＿電圧４２０は、以下の式（１）：

で表される充電＿電圧４１０との関係を有し、ここで、電圧_パルスは、パルス＿電圧４２０であり、電圧_充電は、充電＿電圧４１０であり、インピーダンス_組織は、組織インピーダンス４４０を表し、インピーダンス_生成器は、生成器インピーダンス４３７である。加えて、一例では、充電＿電圧４１０は、以下の式（２）：

に従って、治療セクションの間に測定されたパルス＿電圧４２０によって決定することができ、ここで、電圧_充電は、電圧源４３２およびバルクキャパシタンス４３５から生成される電圧であり、電圧_パルスは、パルス＿電圧４２０であり、インピーダンス_組織は、組織インピーダンス４４０を表し、インピーダンス_生成器は、生成器インピーダンス４３７である。

いくつかの実施形態では、コントローラ（例えば、図１のコントローラ１２０）は、上記の式（２）を使用して、エレクトロポレーション生成器４３０を決定および制御するように構成されている。いくつかの実施形態では、コントローラ（例えば、図１のコントローラ１２０）は、充電＿電圧を決定するための他のアプローチを使用して、エレクトロポレーション生成器４３０を決定および制御するように構成されている。いくつかの実装形態では、エレクトロポレーション生成器４３０は、心拍中の治療セクション（例えば、１０ミリ秒の治療セクション、２０ミリ秒の治療セクションなど）の間に、複数の電気／エレクトロポレーションパルス（例えば、２つの隣接するパルス間の間隔が５００マイクロ秒である２マイクロ秒電気パルス）を有する電気パルスシーケンスを生成するように構成されている。

図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の主題の実施形態による、不可逆エレクトロポレーションによるアブレーションを含む、エレクトロポレーションに使用することができるカテーテル２００および２５０（例えば、図１のカテーテル１１０）の例示的な実施形態を示す図である。カテーテル２００および２５０は、以下に説明されるように、互いから離隔され、電気を伝導するように構成された電極を含む。カテーテル特性は、カテーテルによって生成され得る電界をモデル化するために使用される。実施形態では、電界をモデル化するために使用される特性は、例えば開かれた後に一定のプロファイルを有するバスケットカテーテルおよび程度によって開閉可能な可変プロファイルを有するスプラインカテーテルなどのカテーテルのタイプと、例えばバルーンカテーテル、バスケットカテーテル、およびスプラインカテーテルなどのカテーテルのフォームファクタと、電極の数と、カテーテル上の電極間の間隔と、特に同じカテーテル上の他の電極に対する、電極の空間的関係および向きと、電極が作製される材料のタイプと、電極の形状とを含むことができる。実施形態では、カテーテルのタイプおよび／またはカテーテルのフォームファクタは、リニアアブレーションカテーテルおよび局所アブレーションカテーテルなどのカテーテルを含む。いくつかの例では、カテーテルのタイプおよび／またはカテーテルのフォームファクタは、本明細書で言及されるものに限定されない。

図５Ａは、本開示の主題の実施形態による、カテーテル２００を示す図である。カテーテル２００は、カテーテルシャフト２０２と、カテーテルシャフト２０２の遠位端２０６でカテーテルシャフト２０２に接続されたカテーテルバスケット２０４とを含む。カテーテルバスケット２０４は、カテーテルバスケット２０４の外周に配置された第１の電極群２０８と、カテーテルバスケット２０４の遠位端２１２に隣接して配置された第２の電極群２１０とを含む。第１の電極群２０８の各電極および第２の電極群２１０の各電極は、電気を伝導し、コントローラ（例えば、図１のコントローラ１２０）および切除エネルギー生成器（例えば、図１のエレクトロポレーション生成器１４０）に動作可能に接続されるように構成されている。実施形態では、第１の電極群２０８および第２の電極群２１０の電極のうちの１つまたは複数は、金属を含む。

第１の電極群２０８の電極は、第２の電極群２１０の電極から離隔されている。第１の電極群２０８は、電極２０８ａ～２０８ｆを含み、第２の電極群２１０は、電極２１０ａ～２１０ｆを含む。また、電極２０８ａ～２０８ｆなどの第１の電極群２０８の電極は、互いに離隔されており、電極２１０ａ～２１０ｆなどの第２の電極群２１０の電極は、互いに離隔されている。

同じカテーテル２００上の他の電極に対する、第１の電極群２０８の電極の空間的関係および向き、ならびに第２の電極群２１０の電極の空間的関係および向きは、既知であるか、または決定することができる。実施形態では、同じカテーテル２００上の他の電極に対する、第１の電極群２０８の電極の空間的関係および向き、ならびに第２の電極群２１０の電極の空間的関係および向きは、一旦カテーテルが展開されると一定である。

電界に関して、実施形態では、第１の電極群２０８の各電極および第２の電極群２１０の各電極は、アノードまたはカソードとなるように選択されてよく、それにより、第１の電極群２０８および第２の電極群２１０のうちの任意の２つ以上の電極間に電界を設定することができる。また、実施形態では、第１の電極群２０８の各電極および第２の電極群２１０の各電極は、二相極となるように選択することができ、それにより、電極が、アノードとカソードとの間で切り替わるかまたは交代する。また、実施形態では、第１の電極群２０８内の電極のグループおよび第２の電極群２１０内の電極のグループは、アノードまたはカソードまたは二相極となるように選択されてよく、それにより、第１の電極群２０８および第２の電極群２１０内の電極の任意の２つ以上のグループの間に電界を設定することができる。

実施形態では、第１の電極群２０８および第２の電極群２１０の電極は、二相極電極であるように選択されていてよく、それにより、二相パルス列を含むパルス列中に、選択された電極が、アノードとカソードとの間で切り替わるかまたは交代し、電極は、一方が常にアノードであり、他方が常にカソードである単相送出とはならない。いくつかの例では、第１の電極群２０８および第２の電極群２１０の電極は、別のカテーテルの電極（複数可）と電界を形成することができる。そのような場合、第１の電極群２０８および第２の電極群２１０の電極は、電界のアノードまたは電界のカソードであってよい。

さらに、本明細書で説明されるように、電極は、アノードおよびカソードのうちの１つであるように選択されるが、本開示全体を通して、電極は、アノードとカソードとの間で切り替わるかまたは交代するように、二相極であるように選択され得ることが、記載するまでもなく理解されるべきである。いくつかの例では、第１の電極群２０８の電極のうちの１つまたは複数は、カソードであるように選択され、第２の電極群２１０の電極のうちの１つまたは複数は、アノードであるように選択される。また、実施形態では、第１の電極群２０８の電極のうちの１つまたは複数がカソードとして選択されてよく、第１の電極群２０８の電極のうちの別の１つまたは複数がアノードとして選択されてもよい。実施形態では、第２の電極群２１０の電極のうちの１つまたは複数がカソードとして選択されてよく、第２の電極群２１０の電極のうちの別の１つまたは複数がアノードとして選択されてもよい。

図５Ｂは、本開示の主題の実施形態による、カテーテル２５０を示す図である。カテーテル２５０は、カテーテルシャフト２５２と、カテーテルシャフト２５２の遠位端２５６でカテーテルシャフト２５２に接続されたカテーテルスプライン２５４とを含む。カテーテルスプライン２５４は、カテーテルスプライン２５４の最大円周の近位に配置された第１の電極群２５８と、カテーテルスプライン２５４の最大円周の遠位に配置された第２の電極群２６０とを含む。第１の電極群２５８の各電極および第２の電極群２６０の各電極は、電気を伝導し、エレクトロポレーションコンソール（図示せず）に動作可能に接続されるように構成されている。実施形態では、第１の電極群２５８および第２の電極群２６０の電極のうちの１つまたは複数は、金属を含む。

第１の電極群２５８の電極は、第２の電極群２６０の電極から離隔されている。第１の電極群２５８は、電極２５８ａ～２５８ｆを含み、第２の電極群２６０は、電極２６０ａ～２６０ｆを含む。また、電極２５８ａ～２５８ｆなどの第１の電極群２５８の電極は、互いに離隔されており、電極２６０ａ～２６０ｆなどの第２の電極群２６０の電極は、互いに離隔されている。

同じカテーテル２５０上の他の電極に対する、第１の電極群２５８の電極の空間的関係および向き、ならびに第２の電極群２６０の電極の空間的関係および向きは、既知であるか、または決定することができる。実施形態では、同じカテーテル２５０上の他の電極に対する、第１の電極群２５８の電極の空間的関係および向き、ならびに第２の電極群２６０の電極の空間的関係および向きは、可変であり、カテーテル２５０の遠位端２６２は、伸長および後退させられることができ、これは、電極２５８および２６０の空間的関係および向きを変化させる。いくつかの実施形態では、同じカテーテル２５０上の第１の電極群２５８の電極の空間的関係および向き、ならびに第２の電極群２６０の電極の空間的関係および向きは、一旦カテーテル２５０が展開されると一定である。

電界に関して、実施形態では、第１の電極群２５８の各電極および第２の電極群２６０の各電極は、アノードまたはカソードとなるように選択されてよく、それにより、第１の電極群２５８および第２の電極群２６０のうちの任意の２つ以上の電極間に電界を設定することができる。また、実施形態では、第１の電極群２５８内の電極のグループおよび第２の電極群２６０内の電極のグループは、アノードまたはカソードとなるように選択されてよく、それにより、第１の電極群２５８および第２の電極群２６０内の電極の任意の２つ以上のグループの間に電界を設定することができる。いくつかの例では、第１の電極群２５８および第２の電極群２６０の電極は、別のカテーテルの電極（複数可）と電界を形成することができる。そのような場合、第１の電極群２５８および第２の電極群２６０の電極は、電界のアノードまたは電界のカソードであってよい。

いくつかの実施形態では、第１の電極群２５８の電極のうちの１つまたは複数は、カソードであるように選択され、第２の電極群２６０の電極のうちの１つまたは複数は、アノードであるように選択される。また、実施形態では、第１の電極群２５８の電極のうちの１つまたは複数がカソードとして選択されてよく、第１の電極群２５８の電極のうちの別の１つまたは複数がアノードとして選択されてもよい。加えて、第２の電極群２６０の電極のうちの１つまたは複数がカソードとして選択されてよく、第２の電極群２６０の電極のうちの別の１つまたは複数がアノードとして選択されてもよい。カテーテル２５０および周囲の組織の特性を使用して、エレクトロポレーションコントローラ（例えば、図１のコントローラ１２０）は、カテーテル２５０によって生成され得る種々の電界のモデルを決定することができる。

図６は、本開示のいくつかの実施形態による、エレクトロポレーションアブレーションデバイスを使用する例示的方法６００を示す例示的フロー図である。方法６００の実施形態の態様は、例えば、エレクトロポレーションアブレーションシステム（例えば、図１に示されるシステム１００）によって実行され得る。方法６００の１つまたは複数のステップは、任意選択であり、かつ／または本明細書に記載の他の実施形態の１つまたは複数のステップによって修正することができる。加えて、本明細書で説明される他の実施形態の１つまたは複数のステップが、方法６００に追加されてもよい。最初に、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、標的組織に近接してエレクトロポレーションアブレーションカテーテル（複数可）を展開する（６０５）。

いくつかの例では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、スキャンセクションを実行して、初期組織インピーダンスを決定するように構成されている（６１０）。いくつかの例では、スキャンセクションは、治療セクションの前に実行される。いくつかの例では、スキャンセクションは、治療パルス電圧よりも低いスキャン電圧でのスキャン電気パルスシーケンスを含む。一実施形態では、スキャン電気パルスシーケンスは、スキャンセクションの間に単一の非切除電気パルスを含む。いくつかの実施形態では、スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧およびスキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流は、スキャンセクションの間に測定される。いくつかの例では、初期パルス電圧および初期パルス電流は、スキャン電気パルスシーケンスの最後の電気パルスについて測定される。いくつかの例では、初期パルス電圧および／または初期の第１のパルス電流は、スキャン電気パルスシーケンスの第１の電気パルスについて測定される。いくつかの例では、初期パルス電圧および／または初期パルス電流は、スキャン電気パルスシーケンスの複数の電気パルスの測定に基づいて決定される。

一例では、初期パルス電圧および／または初期パルス電流は、それぞれ、スキャンセクションの複数の電気パルスについて測定された平均電圧および／または電流である。一例では、初期パルス電圧および／または初期パルス電流は、それぞれ、スキャンセクションのすべての電気パルスについて測定された平均電圧および／または電流である。いくつかの実施形態では、初期組織インピーダンスは、初期パルス電圧を初期パルス電流によって除算したものとして決定される。いくつかの例では、生成器インピーダンスは、例えば、式（１）を使用して、キャパシタバンク（例えば、図１のキャパシタバンク１４５）から出力される充電電圧および測定されたパルス電圧によって決定することができる。

いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、例えば、治療セクションの間に、１つまたは複数のパルス電圧を測定するように構成されている（６１５）。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、例えば、１つまたは複数のパルス電圧に対応する、１つまたは複数のパルス電流（６２０）を測定するように構成されている。いくつかの例では、エレクトロポレーションアブレーションシステムのコントローラ（例えば、図１のコントローラ１２０）は、１つまたは複数の測定されたパルス電圧および／または１つまたは複数の測定されたパルス電流を使用して、現在の組織インピーダンスを決定するように構成されている。一実装形態では、現在の組織インピーダンスは、パルス電圧をパルス電流で除算したものとして決定される。一実装形態では、現在の組織インピーダンスは、パルス電圧を治療セクションの間の第１の電気パルスにおいて測定されたパルス電流で除算したものとして決定される。

一実装形態では、現在の組織インピーダンスは、パルス電圧を治療セクションの間の最後の電気パルスにおいて測定されたパルス電流で除算したものとして決定される。一実装形態では、現在の組織インピーダンスは、パルス電圧をパルス電流で除算したものとして決定される。一実装形態では、現在の組織インピーダンスは、治療セクションの間に測定された複数のパルス電圧および複数のパルス電流に基づいて決定される。いくつかの例では、現在の組織インピーダンスは、エレクトロポレーション生成器の充電電圧（すなわち、エレクトロポレーション生成器によって生成される電圧）を決定するために使用される。いくつかの例では、パルス電圧および／またはパルス電流は、標的組織に近接して展開されたセンサ（例えば、図１のセンサ１３０）によって測定される。いくつかの例では、パルス電圧および／またはパルス電流は、カテーテル（複数可）とともに展開されるセンサによって測定される。

いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、エレクトロポレーション生成器（例えば、図４のエレクトロポレーション生成器１４０）の充電電圧を決定するように構成されている（６２５）。一例では、充電電圧は、式（２）を使用して計算される。例えば、前の治療セクションの測定されたパルス電圧が、目標パルス電圧から１００ボルトだけ低く、生成器インピーダンスが組織インピーダンスに等しいと仮定する場合、充電電圧は、２００ボルトだけ増加されるべきである。一実装形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、設定を２００ボルト増加させてキャパシタバンク（例えば、図４のキャパシタバンク１４５）を設定することができ、それにより、電気パルスシーケンスは、次の治療セクションで目標パルス電圧に近い電圧で送出される。

一実施形態では、展開されたカテーテル（複数可）の電極によって生成される電界は、１センチメートルあたり１５００ボルト以下の電界強度を有する。一実施形態では、展開されたカテーテル（複数可）の電極によって生成される電界は、１センチメートルあたり５００ボルトよりも高い電界強度を有する。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、例えば、決定された充電電圧に基づいてキャパシタバンクを充電することによって、決定された充電電圧に基づいて電源を制御するように構成されている（６３０）。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、決定された充電電圧と電源の現在の充電電圧との間の電圧差に基づいてキャパシタバンクを設定するように構成されている。

いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、例えば、電源を使用して、次の治療セクションのための電気パルスシーケンスを送出するように構成されている（６３５）。いくつかの例では、アブレーション治療セクションが終了していない場合、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、ステップ６１５に戻って、電気パルスシーケンス（例えば、バースト期間の間に送出される複数の電気パルス）が送出されている間に１つまたは複数のパルス電圧を測定する。実施形態では、エレクトロポレーションアブレーションシステムは、治療セクションの各々またはいくつかの間にパルス電圧および／またはパルス電流を測定して、後続の治療セクションのための充電電圧を決定するように構成されている。

本開示の範囲から逸脱することなく、説明した例示的な実施形態に対して様々な修正および追加を行うことができる。例えば、上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本開示の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、および記載された特徴の全てを含まない実施形態をも含む。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲内に入るすべてのそのような代替、修正、および変形を、そのすべての均等物とともに包含することが意図される。

Claims (15)

1. 患者の標的組織を処置するためのエレクトロポレーションアブレーションシステムであって、
   複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して前記標的組織において電界を生成するように構成されたカテーテル電極を含むアブレーションカテーテルと、
   前記複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信し、前記第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定するように構成されたコントローラと、
   前記カテーテル電極および前記コントローラに動作可能に結合されたエレクトロポレーション生成器と
   を備え、前記エレクトロポレーション生成器は、前記複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出するように構成されており、前記第２の治療セクションは、前記第１の治療セクションの後にあり、前記制御されたパルス電圧は、前記充電電圧に関連付けられている、エレクトロポレーションアブレーションシステム。
2. 前記エレクトロポレーション生成器は、キャパシタバンクを含み、前記エレクトロポレーション生成器は、前記第２の治療セクションの開始前に前記キャパシタバンクを前記充電電圧の電圧レベルまで充電するように構成されている、請求項１に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
3. 前記第１の電気パルスシーケンスは、複数の第１の電気パルスを含む、請求項１または２に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
4. 前記第１のパルス電圧は、前記第１の治療セクションの間に測定された前記複数の第１の電気パルスの１つまたは複数のパルス電圧を備える、請求項３に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
5. 前記コントローラは、前記第１の治療セクションの間に送出される前記第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電流を受信するようにさらに構成され、前記コントローラは、前記第１のパルス電圧および前記第１のパルス電流に基づいて前記充電電圧を決定するようにさらに構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
6. 前記コントローラは、前記第１のパルス電圧および前記第１のパルス電流に基づいて第１の組織インピーダンスを決定するようにさらに構成されている、請求項５に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
7. 前記制御されたパルス電圧は、前記充電電圧の一部である、請求項６に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
8. 前記制御されたパルス電圧と前記充電電圧との比が、前記第１の組織インピーダンスに関連付けられている、請求項７に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
9. 前記エレクトロポレーション生成器は、前記複数の治療セクションの前のスキャンセクションの間にスキャン電圧でスキャン電気パルスシーケンスを送出するようにさらに構成され、前記コントローラは、前記スキャンセクションの間に測定された、前記スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧および前記スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流に基づいて、初期組織インピーダンスを決定するようにさらに構成され、前記コントローラは、前記初期組織インピーダンスに基づいて初期充電電圧を決定するようにさらに構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
10. 前記スキャン電圧は、前記制御されたパルス電圧よりも小さい、請求項９に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
11. 前記スキャン電気パルスシーケンスは、単一の非切除電気パルスを含む、請求項９に記載のエレクトロポレーションアブレーションシステム。
12. エレクトロポレーションアブレーションデバイスを使用する方法であって、
    標的アブレーション位置に解剖学的に近接して前記エレクトロポレーションアブレーションデバイスのカテーテルを配置することであって、前記カテーテルは、１つまたは複数のカテーテル電極を含むとともに、複数の治療セクションにおいて送出される複数の電気パルスシーケンスに応答して電界を生成するように構成されている、カテーテルを配置すること、
    前記複数の治療セクションのうちの第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電圧を受信すること、
    前記第１のパルス電圧に基づいて充電電圧を決定すること、
    前記複数の治療セクションのうちの第２の治療セクションに対して、制御されたパルス電圧で第２の電気パルスシーケンスを送出すること
    を含み、前記第２の治療セクションは、前記第１の治療セクションの後にあり、前記制御されたパルス電圧は、前記充電電圧に関連付けられている、方法。
13. 前記第１の治療セクションの間に測定された第１の電気パルスシーケンスの第１のパルス電流を受信することをさらに含み、
    充電電圧を決定することは、前記第１のパルス電圧および前記第１のパルス電流に基づいて前記充電電圧を決定することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１のパルス電圧および前記第１のパルス電流に基づいて第１の組織インピーダンスを決定することをさらに含み、
    充電電圧を決定することは、前記第１の組織インピーダンスに基づいて前記充電電圧を決定することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. スキャンセクションの間にスキャン電気パルスシーケンスを送出すること、
    前記スキャンセクションの間に測定された前記スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電圧を受信すること、
    前記スキャンセクションの間に測定された前記スキャン電気パルスシーケンスの初期パルス電流を受信すること、
    測定された前記初期パルス電圧および前記初期パルス電流に基づいて初期組織インピーダンスを決定すること
    をさらに含み、
    前記スキャンセクションは、前記第１の治療セクションの前にあり、
    前記スキャン電気パルスシーケンスは、前記制御されたパルス電圧よりも低いスキャンパルス電圧である、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の方法。

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