JP7220242B2 - パルス電界の焼灼エネルギーを心内膜組織に送出するためのシステム、装置、及び方法 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１月５日に出願され、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＰＵＬＳＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＦＩＥＬＤ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＥＮＤＯＣＡＲＤＩＡＬ ＴＩＳＳＵＥ」と題された米国仮出願第６２／２７４，９４３号に対する優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

組織治療用のパルス電界の生成は、過去２０年間にわたり実験室から臨床での応用へと移行してきたが、高電圧及び大きな電界の短パルスが組織へ与える影響は、過去４０年間以上にわたり調査されている。組織への短時間の高いＤＣ電圧の印加は、典型的には数百Ｖ／ｃｍの範囲にわたり局所的に高い電界を生成でき、細胞膜に細孔を発生することによって細胞膜を破壊する。この電気駆動での細孔の発生または電気穿孔の正確なメカニズムは、続いて研究されているが、比較的短い間に大きな電界を印加すると細胞膜の脂質二重層に不安定性が生じ、細胞膜に局所的な空隙や細孔が配されることになると考えられている。この電気穿孔は、膜に印加された電界が閾値より大きく、細孔が閉じずに開いたままで、それによって膜を越える生体分子物質の交換を可能にし、壊死及び／またはアポトーシス（細胞死）をもたらすような場合、不可逆的となり得る。その後、周囲の組織は自然に治癒することができる。

パルスＤＣ電圧は、適切な状況下で電気穿孔を進めることができるが、健常な組織への損傷を最小限に抑えながら、対象領域の心内膜組織に選択的に高ＤＣ電圧の電気穿孔式焼灼療法を効果的に送出する、薄く可撓な非外傷性装置には、必要性が依然存在しており、満たされていない。

ここでは、不可逆的電気穿孔によって組織を焼灼するためのシステム、装置、及び方法が記載されている。一般に、パルス波形を組織に送出するためのシステムは、パルス波形を生成するように構成された信号発生器と、信号発生器と連結され、パルス波形を受信するように構成されたアブレーション装置とを含む。アブレーション装置は、スパインのセットを含み得る。アブレーション装置は、スパインのセットの１本以上のスパインを介して使用中にパルス波形を組織に送出するように構成できる。各スパインは、スパインの表面に形成された独立してアドレス指定可能な電極のセットを含み得る。電極のセットの各電極が、それに関連する絶縁リード線を有してもよい。絶縁リード線をスパインのそれぞれの本体に配置してもよい。

いくつかの実施形態では、絶縁リード線は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成することができる。システムは、使用中に心臓刺激のためのペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含むことができる。心臓刺激装置は、信号発生器に通信可能に連結され、ペーシング信号の表示を信号発生器に送信するようにさらに構成してもよい。信号発生器は、さらに、ペーシング信号の表示に同期してパルス波形を生成するように構成してもよい。信号発生器は、ペーシング信号の表示に対して時間オフセットを備えるパルス波形を生成するようにさらに構成してもよい。アブレーション装置は、アブレーション装置の遠位端を形成するようにスパインのセットを繋留するように構成された遠位キャップをさらに含むことができる。アブレーション装置は、スパインのセットの一対のスパインの間で電極を電気的に連結するように構成されたスパイン電線をさらに含むことができる。一対のスパインは、互いに隣接していてもよい。スパイン電線は、スパイン電線のセットの第１のスパイン電線であってもよい。スパイン電線のセットの各スパイン電線は、スパインのセットの異なる一対のスパインの間で電極を連結することができる。スパイン電線のセットは、それに連結された電極間に連続ループを形成することができる。スパイン電線のセットは、スパインのセットにわたって電極を連結する第１のスパイン電線のセットであってもよい。アブレーション装置は、スパインのセットにわたって電極を連結する第２のスパイン電線のセットをさらに含むことができる。第２のスパイン電線のセットは、スパインのセットにわたって第１のスパイン電線のセットとは異なる電極を連結することができる。第１のスパイン電線のセットは、それと連結された電極の間に第１の連続ループを形成でき、第２のスパイン電線のセットが、それと連結された電極の間に第２の連続ループを形成できる。第１の連続ループが第２の連続ループから電気的に絶縁されていてもよい。スパイン電線のセットの第１のスパイン電線は、スパインのセットの第１のスパインと第２のスパインとの間で電極を連結することができる。スパイン電線のセットの第２のスパイン電線は、スパインのセットの第１のスパインと第３のスパインとの間で電極を連結することができる。スパイン電線のセットの第１のスパイン電線は、電極をスパインのセットの第１のスパインと第２のスパインとの間で連結できる。スパイン電線のセットの第２のスパイン電線は、スパインのセットの第３のスパイン及び第４のスパインの間で電極を連結することができる。

いくつかの実施形態では、電極は、装置のシャフトの近位部で、または装置持ち手の中で、電気的に共に接続することができる（それらが同じ電位になるようにする）。これらの実施形態では、電極間の電気的接続は、本明細書に記載の別形と同様であり得る。例えば、同じ電位の電極のループを形成しても、隣接するスパインの隣接する電極を同じ電位にしても、一般に、スパインの電極の第１のセットを、装置のシャフトの近位部または装置持ち手の中のリード線間の適切な電気的接続によって、スパインの第２の電極のセットと同じ電位で維持してもよい。

いくつかの実施形態では、スパインのセットは３本のスパインから２０本のスパインを含むことができる。電極のセットは、２本の電極から６４本の電極を含むことができる。電極のセットの各電極は、約０．５ｍｍ^２～約２０ｍｍ^２の表面積を有することができる。スパインのセットの各スパインは、約０．２ｍｍ^２～約１５ｍｍ^２の断面積を有することができる。スパインのセットは、アブレーション装置の遠位部に送出アセンブリを形成することができる。送出アセンブリは、スパインのセットがアブレーション装置の長手方向軸から半径方向外側に曲がる第１の構成と、スパインのセットがアブレーション装置の長手方向軸に全体的に略平行に配置される第２の構成との間で変形するように構成できる。送出アセンブリは、約１ｍｍ^２～約２５ｍｍ^２の最大断面積を有することができる。システムは、スパインのセットに連結される持ち手をさらに含むことができる。持ち手は、第１の構成と第２の構成との間でのスパインのセットの変形に影響を及ぼすように構成してもよい。スパインのセットは、第１のスパインと、第１のスパインに隣接する第２のスパインとを含むことができる。第１のスパインの電極は、第２のスパインの電極に対して、アブレーション装置の遠位端に、より近接して配置してもよい。スパインのセットは、アブレーション装置の遠位部に存在してもよい。電極のセットの少なくとも２本の電極のリード線は、アブレーション装置の近位部またはその近傍に電気的に連結してもよい。

いくつかの実施形態では、スパインのセットは、使用中に拡張構造を形成することができる。拡張構造の第１の平面における断面積は、拡張構造の第２の平面における断面積と異なることができる。電極のセットの少なくとも１本の電極または少なくともその一部は、拡張構造の遠位端面に配置してもよい。スパインのセットは、拡張構造の内側の点でそれらの遠位端に収束することができる。

いくつかの実施形態では、パルス波形は、パルスを含むパルス波形の第１のレベルの階層を含むことができる。各パルスは、パルス持続時間、及び連続するパルスを分離する第１の時間間隔を有することができる。パルス波形の第２のレベルの階層は、第２のパルスのセットとしての複数の第１のパルスと、連続する第２のパルスのセットを分離する第２の時間間隔とを含む。第２の時間間隔は、第１の時間間隔の持続時間の少なくとも３倍であってよい。パルス波形の第３のレベルの階層は、第３のパルスのセットとしての複数の第２のパルスのセットと、連続する第３のパルスのセットを分離する第３の時間間隔とを含む。第３の時間間隔は、第２のレベルの時間間隔の持続時間の少なくとも３０倍であってよい。

また、ここでは、不可逆的電気穿孔による心房細動の治療方法が記載される。一般に、これらの方法は、パルス波形を生成するステップと、アブレーション装置のスパインのセットの１本以上のスパインを介して、患者の心臓の肺静脈口にパルス波形を送出するステップとを含む。各スパインは、スパインの表面に形成された独立してアドレス指定可能な電極のセットを含むことができる。電極のセットの各電極は、それに関連する絶縁リード線を有することができる。絶縁リード線は、スパインの本体に配置してもよい。

いくつかの実施形態では、アブレーション装置は、心臓の左心房の心内膜腔に、及び肺静脈口に接触して配置できる。各絶縁リード線は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに、少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成してもよい。ペーシング信号を、心臓の心臓刺激のために生成してもよい。ペーシング信号は心臓に印加でき、パルス波形はペーシング信号に同期して生成される。パルス波形は、ペーシング信号に対して時間オフセットを含むことができ、そのようなオフセットは、本明細書で使用される「同期」という用語により包含されると理解される。スパインのセットの電極群は、スパインのセットの各スパインの電極のセットを含むことができる。この方法は、電極群の第１の電極をアノードとして構成し、電極群の第２の電極をカソードとして構成し、パルス波形を第１の電極及び第２の電極に送出するステップをさらに含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本方法は、スパインのセットの第１のスパインの第１の電極のセットをアノードとして構成し、スパインのセットの第２のスパインの電極の第２のセットをカソードとして構成し、パルス波形を第１の電極のセット及び第２の電極のセットに送出するステップをさらに含み得る。アブレーション装置は、第１のスパイン電線のセットと第２のスパイン電線のセットとをさらに含むことができる。各スパイン電線は、スパインのセットの一対のスパインの間で電極を電気的に連結するように構成することができる。第２のスパイン電線のセットは、スパインのセットにわたって第１のスパイン電線のセットと異なる電極を連結することができる。第１のスパイン電線のセットは、連結される電極間で第１の連続ループを形成でき、第２のスパイン電線のセットは、連結される電極間で第２の連続ループを形成する。第１の連続ループが第２の連続ループから電気的に絶縁できる。方法は、第１の連続ループに連結された電極をアノードとして構成し、第２の連続ループに連結された電極をカソードとして構成し、第１の連続ループに連結された電極及び第２の連続ループに連結された電極にパルス波形を送出するステップをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、スパイン電線、または第１のスパイン電線のセット及び第２のスパイン電線のセットは、装置のシャフトの近位部、または装置の持ち手の中で、（それらが同じ電位になるように）適切なリード間の電気的接続によって置き換えることができる。これらの実施形態では、電極間の電気的接続は、上記の別形と同様であり得る。例えば、同じ電位の電極のループを形成しても、隣接するスパインの隣接する電極を同じ電位にしても、一般に、スパインの電極の第１のセットを、装置のシャフトの近位部または装置の持ち手の中のリード線間の適切な電気的接続によって、スパインの第２の電極のセットと同じ電位で維持してもよい。

いくつかの実施形態では、アブレーション装置は、スパインのセットの第１のスパインと第２のスパインとの間で電極を連結する第１のスパイン電線をさらに含むことができる。第２のスパイン電線は、スパインのセットの第１のスパインと第３のスパインとの間で電極を連結することができる。この方法は、第１のスパイン電線と第２のスパイン電線によって連結された電極をアノードまたはカソードとして構成し、第１のスパイン電線と第２のスパイン電線によって連結された電極にパルス波形を送出するステップをさらに含むことができる。アブレーション装置は、スパインのセットの第１のスパインと第２のスパインとの間で電極を連結する第１のスパイン電線をさらに含むことができる。第２のスパイン電線は、スパインのセットの第３のスパインと第４のスパインとの間で電極を連結することができる。この方法は、第１のスパイン電線によって連結された電極をアノードとして構成し、第２のスパイン電線によって連結された電極をカソードとして構成し、パルス波形をアノード及びカソードに送出するステップをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、スパイン電線、または第１のスパイン電線及び第２のスパイン電線は、装置のシャフトの近位部、または装置の持ち手の中で、（それらが同じ電位になるように）適切なリード間の電気的接続によって置き換えることができる。これらの実施形態では、電極間の電気的接続は、上記の別形と同様であり得、方法は、第１の電気的に連結された電極のセットをアノードとして構成し、第２の電気的に連結された電極のセットをカソードとして構成し、パルス波形をアノード及びカソードに送出するステップをさらに含んでもよい。

スパインのセットは、アブレーション装置の遠位部に送出アセンブリを形成することができる。送出アセンブリは、スパインのセットがアブレーション装置の長手方向軸から半径方向外側に曲がる第１の構成の間で変形するよう構成できる。この方法はさらに、肺静脈口と接触して第１の構成に送出アセンブリを配置し、パルス波形を送出する前に送出アセンブリを第２の構成に変形するステップを含むことができる。スパインのセットは、アブレーション装置の遠位部に存在してもよい。電極のセットの少なくとも２本の電極のリード線は、アブレーション装置の近位部またはその近傍に電気的に連結されてもよい。

いくつかの実施形態では、パルス波形は、第１のパルスのセットを含むパルス波形の第１のレベルの階層を含むことができる。各パルスは、パルス持続時間、及び連続するパルスを分離する第１の時間間隔を有することができる。パルス波形の第２のレベルの階層は、第２のパルスのセットとして複数の第１のパルスセットを含むことができる。第２の時間間隔が、連続する第１のパルスのセットを分離し得る。第２の時間間隔は、第１の時間間隔の持続時間の少なくとも３倍であってもよい。パルス波形の第３のレベルの階層は、第３のパルスのセットとしての複数の第２のパルスのセットを含むことができる。第３の時間間隔が、連続する第２のパルスセットを分離し得る。第３の時間間隔は、第２のレベル時間間隔の持続時間の少なくとも３０倍であってもよい。

いくつかの実施形態では、ここに記載する組織を焼灼するためのシステムは、パルス波形を生成するように構成された信号発生器を含むことができる。このシステムはまた、信号発生器と連結され、パルス波形を組織に送出するように構成できるアブレーション装置を含む。アブレーション装置は、スパインのセットを含んでよく、アブレーション装置は、スパインのセットの１本以上のスパインを介して使用中にパルス波形を組織に送出するように構成できる。各スパインは、スパインの表面に形成された独立してアドレス指定可能な電極のセットを含むことができる。電極のセットの各電極は、それに関連する絶縁リード線を有することができる。絶縁リード線は、スパインの本体に配置してもよい。

いくつかの実施形態では、システムは、パルス波形を生成するように構成された信号発生器と、信号発生器と連結されたアブレーション装置とを含むことができる。アブレーション装置は、電極のセットを含み、パルス波形を受信するように構成してもよい。アブレーション装置は、使用中に電極のセットを介して組織にパルス波形を送出するように構成することができる。電極のセットの各電極は、それに関連する絶縁リード線を有することができる。各絶縁リード線は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに、少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、システムは、使用中に心臓刺激のためのペーシング信号を生成するように構成された心臓刺激装置をさらに含むことができる。心臓刺激装置は、信号発生器に通信可能に連結され、ペーシング信号の表示を信号発生器に送信するようにさらに構成してもよい。信号発生器は、ペーシング信号の表示に同期してパルス波形を生成するようにさらに構成してもよい。

いくつかの実施形態では、信号発生器は、ペーシング信号の表示に対して時間オフセットを備えるパルス波形を生成するようにさらに構成してもよい。他の実施形態では、システムは、非線形遠位部を有するガイドワイヤをさらに含むことができる。アブレーション装置は、使用中にガイドワイヤ上に配置されるように構成してもよい。いくつかの他の実施形態では、アブレーション装置は、非線形遠位部を含んでよく、非線形遠位部は、そこに配置される電極セットの１本以上の電極を有する。パルス波形は、パルスを含むパルス波形の第１のレベルの階層を含むことができる。各パルスは、パルス持続時間、及び連続するパルスを分離する第１の時間間隔を有することができる。パルス波形の第２のレベルの階層は、第２のパルスのセットとして複数の第１のパルスセットを含むことができる。第２の時間間隔が、連続する第１のパルスのセットを分離し得る。第２の時間間隔は、第１の時間間隔の持続時間の少なくとも３倍であってもよい。パルス波形の第３のレベルの階層は、第３のパルスのセットとしての複数の第２のパルスのセットを含むことができる。第３の時間間隔が、連続する第２のパルスセットを分離し得る。第３の時間間隔は、第２のレベル時間間隔の持続時間の少なくとも３０倍であってもよい

いくつかの実施形態では、組織にパルス波形を送出するシステムは、パルス波形を生成するように構成された信号発生器と、信号発生器と連結され、パルス波形を受信するように構成されたガイドワイヤとを含み得る。ガイドワイヤは、近位部及び非線形遠位部を含むことができる。非線形遠位部は、使用中にパルス波形を組織に送出するように構成することができる。近位部は、それと関連する絶縁体を有し、その絶縁体は絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成することができる。いくつかの実施形態では、システムは、使用中に心臓刺激のためのペーシング信号を生成するように構成された心臓刺激装置をさらに含むことができる。心臓刺激装置は、信号発生器に通信可能に連結でき、ペーシング信号の表示を信号発生器に送信するようにさらに構成してもよい。信号発生器は、ペーシング信号の表示に同期してパルス波形を生成するようにさらに構成してもよい。パルス波形の第１のレベルの階層は、パルスのセットを含むことができる。各パルスは、パルス持続時間、及び連続するパルスを分離する第１の時間間隔を有することができる。パルス波形の第２のレベルの階層は、第２のパルスのセットとして複数の第１のパルスセットを含むことができる。第２の時間間隔が、連続する第１のパルスのセットを分離し得る。第２の時間間隔は、第１の時間間隔の持続時間の少なくとも３倍であってもよい。パルス波形の第３のレベルの階層は、第３のパルスのセットとしての複数の第２のパルスのセットを含むことができる。第３の時間間隔が、連続する第２のパルスセットを分離し得る。第３の時間間隔は、第２のレベル時間間隔の持続時間の少なくとも３０倍であってもよい。

いくつかの実施形態では、組織にパルス波形を送出するシステムは、パルス波形を生成するように構成された信号発生器と、信号発生器と連結されたアブレーション装置とを含むことができる。アブレーション装置は、リード線のセットを含み、パルス波形を受信するように構成してもよい。リード線のセットの各リード線は、それと関連する絶縁体を有することができる。リード線のセットの各リード線は、アブレーション装置の遠位部にループを形成するよう構成し、アブレーション装置がループのセットを含むようにすることができる。ループのセットの各ループは、電極として非絶縁部分を有し、アブレーション装置がアブレーション装置の遠位部に電極のセットを含むようにすることができる。アブレーション装置は、使用中に電極のセットを介して組織にパルス波形を送出するように構成することができる。システムは、使用中に心臓刺激のためのペーシング信号を生成するように構成された心臓刺激装置をさらに含むことができる。心臓刺激装置は、信号発生器に通信可能に連結され、ペーシング信号の表示を信号発生器に送信するようにさらに構成してもよい。信号発生器は、ペーシング信号の表示に同期してパルス波形を生成するようにさらに構成してもよい。

いくつかの実施形態では、アブレーション装置の遠位部におけるループのセットは、パルス波形を組織に送出するように構成してもよい。他の実施形態では、リード線のセットの各リード線は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成することができる。さらに別の実施形態では、アブレーション装置は、電極のセットの第１の電極をアノードとして、電極のセットの第２の電極をカソードとして構成することによって、電極のセットを介して使用中に組織にパルス波形を送出するようにさらに構成される。パルス波形の第１のレベルの階層は、第１のパルスのセットを含むことができる。各パルスは、パルス持続時間と、連続するパルスを分離する第１の時間間隔とを有する。パルス波形の第２のレベルの階層は、第２のパルスのセットとして複数の第１のパルスセットを含むことができる。第２の時間間隔が、連続する第１のパルスのセットを分離し得る。第２の時間間隔は、第１の時間間隔の持続時間の少なくとも３倍であってもよい。パルス波形の第３のレベルの階層は、第３のパルスのセットとしての複数の第２のパルスのセットを含むことができる。第３の時間間隔が、連続する第２のパルスセットを分離し得る。第３の時間間隔は、第２のレベル時間間隔の持続時間の少なくとも３０倍であってもよい。

いくつかの実施形態では、組織にパルス波形を送出するためのシステムは、パルス波形を生成するように構成された信号発生器と、信号発生器に連結され、パルス波形を受信するように構成されるアブレーション装置とを含み得る。アブレーション装置は、スパインのセットを含むことができる。アブレーション装置は、スパインのセットの１本以上のスパインを介して使用中に組織にパルス波形を送出するように構成してもよい。各スパインは、１本以上のスパインの各々の表面に形成された、独立してアドレス指定可能な電極のセットを含むことができる。電極のセットの各電極は、それと関連する絶縁リード線を有することができる。絶縁リード線は、１本以上のスパインのそれぞれの本体に配置してもよい。スパインのセットは、第１のスパインと、第１のスパインに隣接する第２のスパインとを含むことができる。第１のスパインの電極は、第２のスパインの電極に対して、アブレーション装置の遠位端に、より近接して配置してもよい。

実施形態による電気穿孔システムのブロック図である。 実施形態によるアブレーションカテーテルの斜視図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの斜視図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの斜視図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの遠位部の詳細な斜視図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 図８Ａ～８Ｂは、それぞれ、他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面断面図および正面断面図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 他の実施形態によるアブレーションカテーテルの側面図である。 他の実施形態による、心臓の左心房に配置されたバルーンアブレーションカテーテルの斜視図である。 他の実施形態による、心臓の左心房に配置されたバルーンアブレーションカテーテルの断面図である。 図１２Ａ～１２Ｂは、実施形態によるアブレーションシステムのリターン電極の概略図である。 実施形態による、組織の焼灼のための方法を示す。 他の実施形態による、組織の焼灼のための方法を示す。 心臓の左心房に配置されている、図２に示すアブレーションカテーテルの図である。 心臓の左心房に配置されている、図３に示すアブレーションカテーテルの図である。 心臓の左心房に配置されている、図４に示す２つのアブレーションカテーテルの図である。 心臓の左心房に配置されている、図５に示すアブレーションカテーテルの図である。 他の実施形態による、肺静脈口に配置された電極のセットの概略的な斜視図である。 他の実施形態による、肺静脈口に配置された電極のセットの概略的な断面図である。 他の実施形態による、肺静脈口に配置された電極によって生成された電界の概略的な斜視図である。 他の実施形態による、肺静脈口に配置された電極によって生成された電界の概略的な断面図である。 実施形態による、各パルスについて規定されたパルス幅を備える電圧パルスのシーケンスを示す例示的な波形である。 実施形態による、パルス幅、パルス間の間隔、及びパルス群を示すパルスの階層を概略的に示す。 実施形態による、異なるレベルの入れ子階層を表示する単相パルスの入れ子階層の概略図を提供する。 実施形態による、異なるレベルの入れ子階層を表示する二相パルスの入れ子階層の概略図である。 心房及び心室の不応期期間と共に、心電図及び心臓ペーシング信号の時間のシーケンスを概略的に示し、不可逆的電気穿孔焼灼の時間窓を示す。

本明細書には、不可逆的電気穿孔によって組織を焼灼するためパルス電界を選択的かつ迅速に適用するためのシステム、装置、及び方法を記載する。一般に、本明細書に記載するシステム、装置及び方法は、不要な組織損傷及び電気アーク放電を低減するために、所望の対象領域で大きな電界強度を生成し、他の場所でピーク電界値を低減するために使用できる。本明細書に記載の不可逆的電気穿孔システムは、１つまたは複数の電圧パルス波形をアブレーション装置の選択された電極セットに印加して、対象領域にエネルギー（例えば、肺静脈口の組織のセット用のアブレーションエネルギー）を送出するように構成された信号発生器及びプロセッサを含み得る。本明細書に開示されるパルス波形は、様々な心不整脈（例えば、心房細動）の治療的処置を補助することができる。アブレーション装置の１本以上の電極は、信号発生器によって生成されたパルス波形を送出するために、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を有することができる。電極は、装置の他のいずれの電極とも無関係に各電極を制御する（例えば、エネルギーを送出する）ことができるように、独立してアドレス指定可能であってもよい。このようにして、電極は組織の電気穿孔のために相乗的に異なるタイミングで異なるエネルギー波形を送出することができる。

本明細書で使用する「電気穿孔」という用語は、細胞膜への電界の印加を示し、細胞膜の細胞外環境への浸透性を変化させることを示す。本明細書で使用する「可逆的電気穿孔」という用語は、細胞膜の細胞外環境への浸透性を一時的に変化させるために、細胞膜に電界を印加することを示す。例えば、可逆的電気穿孔を受ける細胞には、細胞膜において、電界の除去の際に閉じる１つ以上の孔が一時的及び／または断続的に形成され得る。本明細書で使用される「不可逆的電気穿孔」という用語は、細胞膜への電界の印加を示し、細胞膜の細胞外環境への浸透性を恒久的に変化させる。例えば、不可逆的電気穿孔を受ける細胞には、細胞膜において、電界が除去されても持続する１つ以上の孔が形成され得る。

本明細書に開示される電気穿孔エネルギー送出のためのパルス波形は、不可逆的電気穿孔に関連する電界の閾値を低下させて、そのため送出する全エネルギーを低減して、より効果的な損傷の焼灼をすることによって、組織へのエネルギー送出の安全性、効率及び有効性を向上させることができる。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される電圧パルス波形は階層的であってよく、入れ子構造を有することができる。例えば、パルス波形は、関連するタイムスケールを有するパルスの階層的な群化を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される方法、システム、及び装置は、２０１６年１０月１９日に出願された国際出願シリアルナンバーＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５７６６４の「ＳＹＳＴＥＭＳ，ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」に記載されている方法、システム、及び装置の１つ以上を含むことができ、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

いくつかの実施形態では、システムは心臓刺激装置をさらに含むことができ、これは、パルス波形の生成を、ペーシングされた心拍と同期させるために使用される。心臓刺激装置は、心臓を心臓刺激装置で電気的にペーシングし、ペーシングを確実に捉えて心周期の周期性及び予測可能性を確立することができる。周期的な心周期の不応期内の時間窓を、電圧パルス波形送出のために選択することができる。したがって、電圧パルス波形は、心臓の洞調律の中断を避けるために、心周期の不応期に送出することができる。いくつかの実施形態では、アブレーション装置は、１つ以上のカテーテル、ガイドワイヤ、バルーン、及び電極を含むことができる。アブレーション装置は、心内膜腔に装置を配置するために、異なる構成（例えば、コンパクト及び拡張）に変形することができる。いくつかの実施形態では、システムは、１本以上のリターン電極を任意に含むことができる。

一般に、組織を焼灼するために、１本または複数のカテーテルを、脈管構造を介して標的位置まで最小侵襲様式で進めることができる。心臓での適用において、電圧パルス波形を送出させる電極は、心外膜用装置または心内膜用装置に配置できる。ここで説明される方法は、心臓の左心房の心内膜腔に装置を導入すること、及び装置を肺静脈口に接触させて配置することを含むことができる。パルス波形を生成し、装置の１本以上の電極に送出して、組織を焼灼することができる。いくつかの実施形態では、パルス波形は、心臓の洞調律の中断を回避するために、心臓のペーシング信号と同期して生成されてもよい。いくつかの実施形態では、電極は、アノード－カソードサブセットで構成してもよい。パルス波形は、組織の焼灼を補助し、健常な組織への損傷を減少させるための階層的な波形を含むことができる。

Ｉ．システム
概要
本明細書では、組織の焼灼を補助するための電圧パルス波形を選択的かつ迅速に適用することによる組織の焼灼のために構成され、不可逆的な電気穿孔をもたらすシステム及び装置が開示される。一般に、本明細書に記載の組織を焼灼するためのシステムは、信号発生器及びアブレーション装置を含むことができ、電気穿孔を進めるためのＤＣ電圧の選択的かつ迅速な印加のための１本以上の電極を有する。本明細書に記載するように、システム及び装置は、心房細動を治療するために心外膜及び／または心内膜に配置してもよい。電圧を、アノード及びカソードの電極を選択するための独立したサブセットの選択により、選択された電極のサブセットに印加してもよい。心臓刺激のためのペーシング信号は、ペーシング信号と同期する信号発生器によるパルス波形を生成するために生成して使用してもよい。

一般に、本明細書に記載のシステム及び装置は、心臓の左心房の組織を焼灼するように構成された１本または複数のカテーテルを含む。図１は、電圧パルス波形を送出するように構成されたアブレーションシステム（１００）を示す。システム（１００）は、信号発生器（１２２）、プロセッサ（１２４）、メモリ（１２６）、及び心臓刺激装置（１２８）を含む器具（１２０）を含むことができる。器具（１２０）は、アブレーション装置（１１０）、及び任意のペーシング装置（１３０）及び／または任意のリターン電極（１４０）（例えば、点線でそこに示されたリターンパッド）に連結されてもよい。

信号発生器（１２２）は、例えば肺静脈口のような組織の不可逆的電気穿孔のためのパルス波形を生成するように構成することができる。例えば、信号発生器（１２２）は電圧パルス波形発生器であってもよく、パルス波形をアブレーション装置（１１０）に送出してもよい。リターン電極（１４０）は、アブレーション装置（１１０）から患者を通り、次にリターン電極（１４０）に電流が通ることを可能にするために患者（例えば、患者の背中に配置される）に連結して、患者からの安全な電流のリターン経路（図示せず）を設けるようにし得る。プロセッサ（１２４）は、信号発生器（１２２）によって生成されるパルス波形のパラメータ（例えば、振幅、幅、デューティサイクルなど）を決定するために、メモリ（１２６）、心臓刺激装置（１２８）、及びペーシング装置（１３０）から受信したデータを組み込むことができる。メモリ（１２６）は、パルス波形の生成及び／または心臓ペーシングの同期などのシステム（１００）に関連するモジュール、プロセス及び／または機能を信号発生器（１２２）に実行させる命令をさらに記憶することができる。例えば、メモリ（１２６）は、パルス波形の生成及び／または心臓ペーシングのためのパルス波形及び／または心臓ペーシングのデータをそれぞれ記憶するように構成してもよい。

いくつかの実施形態では、アブレーション装置（１１０）は、以下でより詳細に説明するパルス波形を受信及び／または送出するように構成されたカテーテルを含むことができる。例えば、アブレーション装置（１１０）は、左心房の心内膜腔に導入され、１本以上の電極（１１２）を１つ以上の肺静脈口に位置決めし、次いでパルス波形を送出して組織を焼灼するよう配置できる。アブレーション装置（１１０）は、１本以上の電極（１１２）を含むことができ、いくつかの実施形態では、独立してアドレス指定可能な電極のセットであってもよい。各電極は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を含むことができる。いくつかの実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしにその厚さにわたって約２００Ｖ～約１，５００Ｖの電位差を維持することができる。例えば、電極（１１２）は、例えば、１本のアノードと１本のカソードを含むサブセット、２本のアノードと２本のカソードを含むサブセット、２本のアノードと１本のカソードを含むサブセット、１本のアノード及び２本のカソードを含むサブセット、３本のアノード及び１本のカソードを含むサブセット、３本のアノード及び２本のカソードを含むサブセットなどの１つ以上のアノード－カソードサブセットにグループ化できる。

ペーシング装置（１３０）は、患者（図示せず）に適切に連結され、心臓刺激のために器具（１２０）の心臓刺激装置（１２８）によって生成された心臓ペーシング信号を受信するように構成される。ペーシング信号の表示は、心臓刺激装置（１２８）が信号発生器（１２２）に送信できる。ペーシング信号に基づいて、電圧パルス波形の表示は、プロセッサ（１２４）によって選択、計算、及び／または他の方法で識別され、信号発生器（１２２）によって生成され得る。いくつかの実施形態では、信号発生器（１２２）は、（例えば、共通の不応期窓内の）ペーシング信号の表示と同期してパルス波形を生成するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、共通の不応期窓は実質的に心室ペーシング信号の直後に（またはほんのわずかに遅れて）開始し、その後約１３０ｍｓ以下の持続時間にわたって持続できる。そのような実施形態では、パルス波形全体をこの持続時間内に送出してもよい。

プロセッサ（１２４）は、一組の命令またはコードを作動及び／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ってもよい。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）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などであってもよい。プロセッサは、システム及び／またはそれに関連するネットワーク（図示せず）に関連するアプリケーションプロセス及び／または他のモジュール、プロセス及び／または機能を作動及び／または実行するように構成することができる。基礎をなす装置の技術は、多様な構成要素のタイプ、例えば相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）のような金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の技術、エミッタ結合論理（ＥＣＬ）のようなバイポーラ技術、ポリマー技術（例えば、シリコン共役ポリマー－金属構造、及び金属共役ポリマー－金属構造）、アナログ及びデジタルの混合などを備えてよい。

メモリ（１２６）は、データベース（図示せず）を含むことができ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリバッファ、ハードドライブ、消去可能なプログラム可能読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去再書込み可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリなどであってよい。メモリ（１２６）は、プロセッサ（１２４）に、パルス波形の生成及び／または心臓ペーシングなどの、システム（１００）と関連するモジュール、プロセス及び／または機能を実行させる命令を記憶することができる。

システム（１００）は、例えば、１つ以上のネットワークを介して他の装置（図示せず）と通信することができ、その各々は任意のタイプのネットワークであってもよい。無線ネットワークは、いかなる種類のケーブルによっても接続されていない任意のタイプのデジタルネットワークを示すことができる。しかし、無線ネットワークは、インターネット、他のキャリア音声及びデータネットワーク、ビジネスネットワーク、及び個人のネットワークとインターフェースするために有線ネットワークに接続することができる。有線ネットワークは、通常、銅のツイストペアケーブル、同軸ケーブルまたは光ファイバケーブルを介して伝送される。有線ネットワークには多くの種類があり、例として、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、インターネットのようなグローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）、バーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）が挙げられる。以下では、ネットワークは、一般的にインターネットを介して相互接続され、統合されたネットワーキング及び情報アクセスソリューションを提供する、結び付けられた無線、有線、公衆及び私設データネットワークの任意の組み合わせを示す。

アブレーション装置
本明細書に記載のシステムは、心房細動を治療するために心臓の左心房の組織を焼灼するように構成された１つ以上の多電極アブレーション装置を含むことができる。図２は、カテーテル（２１０）、及びカテーテル（２１０）の腔部内を摺動可能なガイドワイヤ（２２０）を含む、アブレーション装置（２００）（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似している）の斜視図である。ガイドワイヤ（２２０）は、非線形の遠位部（２２２）を含むことができ、カテーテル（２１０）は、使用中にガイドワイヤ（２２０）上に配置されるように構成できる。ガイドワイヤ（２２０）の遠位部（２２２）は、患者の腔部内にカテーテル（２１０）を配置するのを補助するような形状にすることができる。例えば、ガイドワイヤ（２２０）の遠位部（２２２）の形状は、図１５に関してより詳細に説明するように、肺静脈口及び／またはその近傍に配置するように構成することができる。ガイドワイヤ（２２０）の遠位部（２２２）は、組織への外傷を軽減する（例えば、組織穿刺の可能性を防止及び／または低減する）非外傷性の形状を含む及び／または形成することができる。例えば、ガイドワイヤ（２２０）の遠位部（２２２）は、円、ループ（図２に示すような）、楕円体、または任意の他の幾何学的形状などの非線形の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ（２２０）は、非線形の形状を有するガイドワイヤがカテーテル（２１０）内に配置されたときにカテーテル（２１０）の腔部に適合でき、非線形の形状が、カテーテル（２１０）から進むときに再形成できる／さもなければ戻れるよう、弾性のあるように構成できる。他の実施形態では、カテーテル（２１０）は同様に、シース（図示せず）を通ってカテーテル（２１０）を前進させるのを補助するような弾性を有するように構成することができる。ガイドワイヤ（２２０）の成形遠位部（２２２）は、ガイドワイヤ（２２０）及びカテーテル（２１０）の他の部分に対して傾斜していてもよい。カテーテル（２１０）及びガイドワイヤ（２２０）は、心内膜腔（例えば、左心房）内へ前進するための大きさにすることができる。ガイドワイヤ（２２０）の成形遠位部（２２２）の直径は、カテーテル（２３０）が配置されるべき腔部の直径とほぼ同じであってもよい。

カテーテル（２１０）は、使用中にガイドワイヤ（２２０）上に配置されるように、ガイドワイヤ（２２０）の上を摺動可能に前進させることができる。腔部（例えば、肺静脈口の近く）に配置されたガイドワイヤ（２２０）の遠位部（２２２）は、カテーテル（２１０）の遠位部を前進させるためのバックストップとして役立ち得る。カテーテル（２１０）の遠位部は、腔部（肺静脈口）の内径面に接触するように構成された電極のセット（２１２）（例えば、電極（複数可）（１１２）と構造的及び／または機能的に類似する）を含むことができる。例えば、電極（２１２）は、肺静脈口に接触するように構成されたほぼ円形の電極配置を含むことができる。図２に示すように、１本以上の電極（２１２）は、カテーテルシャフトに沿って配置される、一連の金属バンドまたはリングを含むことができ、一緒に電気的に接続できる。例えば、アブレーション装置（２００）は、複数のバンドを有する単一の電極、それぞれが独自のバンドを有する１本以上の電極、及びそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、電極（２１２）は、ガイドワイヤ（２２０）の遠位部（２２２）の形状に一致する形状にすることができる。カテーテルシャフトは、可撓性を高めるために電極間に可撓性部分を含むことができる。他の実施形態では、１本以上の電極（２１２）は、可撓性を高めるためにヘリカル巻きを含むことができる。

本明細書で論じられるアブレーション装置の電極の各々は、カテーテルの近位部に連結された持ち手（図示せず）に通じる絶縁リード線（図示せず）に接続させてもよい。各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしにその厚さにわたって少なくとも７００Ｖの電位差を維持することができる。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしに、その厚さにわたって、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて約２００Ｖ～約２０００Ｖの電位差を維持することができる。これにより、電極が効果的に電気エネルギーを送出し、不可逆的電気穿孔によって組織を焼灼することが可能になる。電極は、例えば、図１に関して上述のように、信号発生器（１２２）によって生成されたパルス波形を受信することができる。他の実施形態では、ガイドワイヤ（２２０）は、アブレーション装置（２００）から分離していてもよい（例えば、アブレーション装置（２００）は、カテーテル（２１０）を含むが、ガイドワイヤ（２２０）を含まない）。例えば、ガイドワイヤ（２２０）は、それ自体を心内膜腔に前進させることができ、その後カテーテル（２１０）をガイドワイヤ（２２０）上で心内膜腔に前進させることができる。

図３は、カテーテル（３１０）の遠位部（３１２）に沿って設けられた電極のセット（３１４）を有するカテーテル（３１０）を含む、アブレーション装置（３００）（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似している）の別の実施形態の斜視図である。カテーテル（３１０）の遠位部（３１２）は、非線形で、ほぼ円形の形状を形成することができる。電極のセット（３１４）は、カテーテル（３１０）の非直線状遠位部（３１２）に沿って配置され、電極（３１４）の略円形の配列を形成することができる。使用中、電極（３１４）は、図１６に関してより詳細に説明するように、パルス波形を送出して組織を焼灼するために、肺静脈口に配置してもよい。カテーテル（３１０）の成形遠位部（３１２）は、カテーテル（３１０）の他の部分に対して傾斜していてもよい。例えば、カテーテル（３１０）の遠位部（３１２）は、カテーテル（３１０）の隣接部分にほぼ垂直であってもよい。いくつかの実施形態では、カテーテル（３１０）の近位部に持ち手（図示せず）を連結することができ、カテーテル（３１０）の遠位部（３１２）の形状を変更するように構成された曲げ機構（例えば、１つ以上のプルワイヤ（図示せず））を含むことができる。例えば、持ち手のプルワイヤの操作は、カテーテル（３１０）の遠位部（３１２）の円形形状の円周を増減させることができる。カテーテル（３１０）の遠位部（３１２）の直径は、電極（３１４）が肺静脈口の近くに配置され、及び／または接触（例えば、肺静脈の内径面と接触）できるよう修正できる。電極（３１４）は、一連の金属バンドまたはリングを含み、独立してアドレス指定可能であってもよい。

いくつかの実施形態では、パルス波形は、アノード及びカソードセットに構成された電極（３１４）の間に印加してもよい。例えば、隣接するまたはほぼ直径方向に対向する電極対を、アノード－カソードセットとして一緒に作動させることができる。本明細書で開示されるパルス波形のいずれをも、一連のアノード－カソード電極にわたって漸進的にまたは順次印加してもよいことを理解されたい。

図４は、カテーテル（４１０）、及び整形されて非線形な遠位部（４２２）を有するガイドワイヤ（４２０）を含む、アブレーション装置（４００）（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似している）のさらに別の実施形態の斜視図である。ガイドワイヤ（４２０）は、カテーテル（４１０）の腔部内を摺動可能であってもよい。ガイドワイヤ（４２０）は、カテーテル（４１０）の腔部を通って前進し、ガイドワイヤ（４２０）の遠位部（４２２）は、ほぼ円形であり得る。ガイドワイヤ（４２０）の遠位部（４２２）の形状及び／または直径は、図３に関して上述のような曲げ機構を使用して変更することができる。カテーテル（４１０）は、撓むことができるように、可撓性であってもよい。いくつかの実施形態では、カテーテル（４１０）及び／またはガイドワイヤ（４２０）は、これらが配置されている腔部にそれらが適合し、腔部外に進むときに二次形状をとるように弾性のあるように構成することができる。ガイドワイヤ（４２０）のサイズを変更し、カテーテル（４１０）の撓みを操作することによって、ガイドワイヤ（４２０）の遠位部（４２２）を肺静脈口などの標的組織部位に配置することができる。カテーテル（４１０）の遠位端（４１２）は、ガイドワイヤ（４２０）が延び始める部分を除いて封止して、カテーテル（４１０）がガイドワイヤ（４２０）の一部をカテーテル（４１０）の腔部内で電気的に絶縁することができるようにすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、カテーテル（４１０）の遠位端（４１２）は、開口部を有するシールを含むことができ、それは、シールとガイドワイヤ（４２０）との間に圧縮保持（それは液密であり得る）を形成する力を加えたときにガイドワイヤ（４２０）が通れるようにする。

いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ（４２０）の露出した遠位部（４２２）を電極に連結し、信号発生器からパルス波形を受け取り、使用中にパルス波形を組織に送出するように構成することができる。例えば、ガイドワイヤ（４２０）の近位端は、適切なリードに連結され、図１の信号発生器（１２２）に接続してもよい。ガイドワイヤ（４２０）の遠位部（４２２）は、肺静脈口に配置することができるようなサイズにすることができる。例えば、ガイドワイヤ（４２０）の成形遠位部（４２２）の直径は、肺静脈口の直径とほぼ同じであってもよい。ガイドワイヤ（４２０）の成形遠位部（４２２）は、ガイドワイヤ（４２０）及びカテーテル（４１０）の他の部分に対して傾斜していてもよい。

ガイドワイヤ（４２０）は、ステンレス鋼、ニチノール、白金、または他の適切な生体適合性材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ（４２０）の遠位部（４２２）は、ガイドワイヤ（４２０）に物理的及び電気的に取り付けられた白金コイルを含むことができる。白金コイルは、電圧パルス波形の送出のために構成された電極であってもよい。プラチナは放射線不透過性であり、それを使用すると、可撓性を増加させることができ、心内膜腔内でのアブレーション装置（４００）の前進及び位置決めを補助する。

図５は、各々が一対の絶縁のリードセグメント（５１０、５１２、５１４、５１６）から延びている電極のセット（５２０、５２２、５２４、５２６）を含む、アブレーション装置（５００）（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似している）の花形遠位部の詳細な斜視図である。絶縁されていない電極（例えばリードセグメント（５１０、５１２）及び電極（５２６））に連結された隣接する絶縁リードセグメントの各対は、ループを形成する（図５は４つのループのセットを示す）。アブレーション装置（５００）の遠位部におけるループのセットは、パルス波形を組織に送出するように構成できる。アブレーション装置（５００）は、装置（５００）の遠位端で分岐して、図５に示しているようなそれぞれの露出した電極（５２０、５２２、５２４、５２６）に接続する絶縁リードセグメントのセット（５１０、５１２、５１４、５１６）を含み得る。電極（５２０、５２２、５２４、５２６）は、導電体の露出部分を含むことができる。いくつかの実施形態では、１本以上の電極（５２０、５２２、５２４、５２６）は、白金コイルを含むことができる。１つ以上のセグメント（５１０、５１２、５１４、５１６）は、持ち手（図示せず）から制御される曲げ機構（例えば、ストラット、プルワイヤなど）に連結されて、装置（５００）の遠位部のサイズ及び／または形状を制御することができる。

電極（５２０、５２２、５２４、５２６）は、可撓性で、肺静脈口に隣接するなど、心内膜腔へと前進するためのコンパクトな第１の構成を形成することができる。いったん所望の位置に配置されると、電極（５２０、５２２、５２４、５２６）は、シースなどの腔部から前進するときに拡張された第２の形状に変形させて、図５に示すように、花形の遠位部を形成することができる。他の実施形態では、絶縁されたリードセグメント（５１０、５１２、５１４、５１６）及び電極（５２０、５２２、５２４、５２６）は、装置（５００）を担持する腔部（例えばシース）から前進するときに第２の構成に外向きに拡張するように（例えばばねで開く）付勢できる。電極（５２０、５２２、５２４、５２６）は、独立してアドレス指定可能であってよく、それぞれは、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を有する。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしにその厚さにわたって約２００Ｖ～約２０００Ｖの電位差を維持することができる。

いくつかの実施形態では、アブレーション装置（５０００）は、電極のセット（５２０、５２２、５２４、５２６）を介して使用中に組織にパルス波形を送出するように構成することができる。いくつかの実施形態では、パルス波形は、アノード及びカソードセットに構成された電極（５２０、５２２、５２４、５２６）の間に印加されてもよい。例えば、ほぼ直径方向に対向する電極対（例えば、電極（５２０、５２４）及び（５２２、５２６））は、アノード－カソード対として共に動作させることができる。他の実施形態では、隣接する電極をアノード－カソード対として構成することができる。例として、電極のセットの第１の電極（５２０）はアノードとして構成され、第２の電極（５２２）はカソードとして構成してもよい。

図６～図９Ｅは、電極のセットを用いて電圧パルス波形を送出して組織を焼灼し、肺静脈を電気的に分離するように構成できるアブレーション装置（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似する）の追加的な実施形態を示す。これらの実施形態のいくつかでは、アブレーション装置は、第１の構成から第２の構成に変形でき、アブレーション装置の電極が外側に拡張して組織の腔部（例えば、肺静脈口）と接触するようにする。

図６は、装置（６００）の近位端におけるカテーテルシャフト（６１０）、装置（６００）の遠位キャップ（６１２）、及びそれに連結されたスパインのセット（６１４）を含むアブレーション装置（６００）の実施形態の側面図である。遠位キャップ（６１２）は、組織への外傷を軽減するための非外傷性の形状を含み得る。スパインのセット（６１４）の近位端は、カテーテルシャフト（６１０）の遠位端に連結でき、スパインのセット（６１４）の遠位端は、装置（６００）の遠位キャップ（６１２）に繋留することができる。アブレーション装置（６００）は、使用中にスパインのセット（６１４）の１本以上のスパインを介して組織にパルス波形を送出するように構成することができる。

アブレーション装置（６００）の各スパイン（６１４）は、スパイン（６１４）の表面に形成された１本以上の、独立してアドレス指定可能な電極（６１６）を含むことができる。各電極（６１６）は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を含むことができる。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしにその厚さにわたって約２００Ｖ～約２０００Ｖの電位差を維持することができる。各スパイン（６１４）は、スパイン（６１４）の本体内に（例えば、スパイン（６１４）の腔部内に）形成された各電極（６１６）の絶縁リード線を含むことができる。図６は、各スパイン（６１４）が隣接するスパイン（６１４）の電極（６１６）とほぼ同じ大きさ、形状、及び間隔を有する一対の電極（６１６）を含むスパインのセット（６１４）を示す。他の実施形態では、電極（６１６）のサイズ、形状、及び間隔は異なっていてもよい。

本明細書に記載されたアブレーション装置のそれぞれに対して、及び図６～図９に記載のアブレーション装置については特に、スパインのセットの各スパインは、可撓な湾曲を含むことができる。スパインの最小曲率半径は、約１ｃｍ以上の範囲とすることができる。例えば、スパインのセットは、アブレーション装置の遠位部に送出アセンブリを形成し、スパインのセットがアブレーション装置の長手方向軸から半径方向外側に曲がる第１の構成と、スパインのセットが、アブレーション装置の長手方向軸に略平行に配置されている第２の構成との間で変形するよう構成できる。このようにして、スパインは、心内膜腔の幾何学的形状に、より容易に適合し得る。一般に、スパインの「バスケット」は、バスケットの一端（例えば、遠位端）がバスケットの他端（例えば近位端）よりも球根状になるように、シャフトの全長に沿って非対称的な形状を有することができる。送出アセンブリは、肺静脈口と接触して第１の構成で配置し、パルス波形を送出する前に第２の構成に変形してもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、持ち手をスパインのセットに連結でき、持ち手は第１の構成と第２の構成との間でスパインのセットの変形に影響を及ぼすように構成される。いくつかの実施形態では、電極のセットの少なくとも２本の電極のリード線は、例えば持ち手の中など、アブレーション装置の近位部またはその近傍に電気的に連結させてもよい。

一実施形態では、スパイン（６１４）の各電極（６１６）はアノードとして構成でき、隣接するスパイン（６１４）の各電極（６１６）は、カソードとして構成してもよい。別の実施形態では、一方のスパインの電極（６１６）は、アノードとカソードとの間を、逆の構成（例えば、カソード及びアノード）を有する隣接するスパインの電極と、交互にすることができる。アブレーション装置（６００）は、任意の数のスパイン、例えば、間の部分的な範囲を含む３本、４本、５本、６本、７本、８本、９本、１０本、１２本、１４本、１６本、１８本、２０本、またはそれより多いスパインを含むことができる。いくつかの実施形態では、アブレーション装置（６００）は、３～２０本のスパインを含むことができる。例えば、アブレーション装置（６００）は、６～１２本のスパインを含むことができる。

図７は、装置（７００）の近位端におけるカテーテルシャフト（７１０）、装置（７００）の遠位キャップ（７１２）、及びそれに連結されたスパインのセット（７１４）を含むアブレーション装置（７００）の別の実施形態の側面図である。遠位キャップ（７１２）は、非外傷性の形状を含むことができる。スパインのセット（７１４）の近位端は、カテーテルシャフト（７１０）の遠位端に連結でき、スパインのセット（７１４）の遠位端は、装置（７００）の遠位キャップ装置（７１２）に繋留することができる。アブレーション装置（７００）の各スパイン（７１４）は、スパイン（７１４）の表面に形成された１本以上の、独立してアドレス指定可能な電極（７１６）を含むことができる。各電極（７１６）は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を含むことができる。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしに、その厚さにわたって約２００Ｖ～約１５００Ｖの電位差を維持することができる。各スパイン（７１４）は、スパイン（７１４）の本体に（例えば、スパイン（７１４）の腔部内に）形成された各電極（７１６）の絶縁リード線を含むことができる。スパイン電線のセット（７１８、７１９）は導電性であってよく、スパインのセットの一対のスパイン（７１８、７１９）間の電極（７１６）などの、異なるスパイン（７１４）に配置される隣接する電極（７１６）と電気的に連結させてよい。例えば、スパイン電線（７１８、７１９）は、アブレーション装置（７００）の長手方向軸に対して横方向に延びることができる。

図７は、各スパイン（７１４）が、隣接するスパイン（７１４）の電極（７１６）とほぼ同じ大きさ、形状、及び間隔を有する一対の電極（７１６）を含むスパインのセット（７１４）を示す。他の実施形態では、電極（７１６）のサイズ、形状、及び間隔は異なってもよい。例えば、第１のスパイン電線（７１８）に電気的に連結された電極（７１６）は、第２のスパイン電線（７１９）に電気的に連結された電極（７１６）とサイズ及び／または形状が異なっていてもよい。

いくつかの実施形態では、第１のスパイン電線（７１８）は、第１のスパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）を含むことができ、スパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）の各スパイン電線は、スパインのセット（７１４）の異なる対のスパインの間に電極（７１６）を連結することができる。これらの実施形態のいくつかでは、スパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）は、それらに連結された電極（７１６）間に連続ループを形成することができる。同様に、第２のスパイン電線（７１９）は、第２のスパイン電線のセット（７２４、７２５、７２６）を含むことができ、スパイン電線のセット（７２４、７２５、７２６）の各スパイン電線は、スパインのセット（７１４）にわたって電極（７１６）を連結し得る。第２のスパイン電線のセット（７２４、７２５、７２６）は、スパインのセット（７１４）にわたって第１のスパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）とは異なる電極（７１６）を連結することができる。これらの実施形態のいくつかにおいて、第１のスパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）は、それに連結された電極（７１６）の間に第１の連続ループを形成でき、第２のスパイン電線のセット（７２４、７２５、７２６）は、それに連結された電極（７１６）の間に第２の連続ループを形成できる。第１の連続ループは、第２の連続ループから電気的に絶縁されていてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、第１の連続ループに連結された電極（７１６）をアノードとして構成でき、第２の連続ループに連結した電極（７１６）をカソードとして構成することができる。パルス波形を、第１及び第２の連続ループの電極（７１６）に送達してもよい。いくつかの実施形態では、７２１、７２２、７２３などのスパイン電線は、装置の近位部（例えば、装置の持ち手）における同様の電気的接続によって置き換えることができる。例えば、電極７１６はすべて、装置の持ち手で共に電気的に配線することができる。

別の実施形態では、スパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）の第１のスパイン電線（７２１）は、スパインのセット（７１４）の第１のスパイン（７１１）と第２のスパイン（７１３）の間に電極（７１６）を連結することができ、スパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）の第２のスパイン電線（７２０）は、スパインのセット（７１４）の第１のスパイン（７１１）と第３のスパイン（７１５）との間に電極（７１６）を連結することができる。第１のスパイン電線（７２１）及び第２のスパイン電線（７２０）によって連結された電極（７１６）は、アノード及びカソードとして（またはその逆に）構成してもよい。さらに別の実施形態では、スパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）の第１のスパイン電線（７２１）は、スパインのセット（７１４）の第１のスパイン（７１１）と第２のスパイン（７１３）との間で電極（７１６）を連結でき、スパイン電線のセット（７２０、７２１、７２２、７２３）の第２のスパイン電線（７２３）は、スパインのセット（７１４）の第３のスパイン（７１５）と第４のスパイン（７１７）との間で電極（７１６）を連結できる。パルス波形を、第１のスパイン電線（７２１）及び第２のスパイン電線（７２３）によって連結された電極（７１６）に送出してもよい。いくつかの実施形態では、スパイン電線の代わりに、電極のセットの少なくとも２本の電極のリード線が、例えば持ち手の中などの、アブレーション装置の近位部またはその近傍に、電気的に連結される。

他の実施形態では、１本以上のスパイン電線（７１８、７１９）が、電気的に連結された電極（７１６）の間に連続ループを形成することができる。例えば、第１のスパイン電線のセット（７１８）は、それに連結された電極（７１６）間に第１の連続ループを形成し、第２のスパイン電線のセット（７１９）は、それに連結された電極（７１６）間に第２の連続ループを形成できる。この場合、第１の連続ループは、第２の連続ループから電気的に絶縁されていてもよい。一実施形態では、第１のスパイン電線のセット（７１８）に連結された電極（７１６）の各々をアノードとして構成することができる一方で、第２のスパイン電線のセット（７１９）に連結された電極（７１６）の各々をカソードとして構成することができる。電気的に連結された電極（７１６）の各群は、独立してアドレス指定可能であってもよい。いくつかの実施形態では、スパイン電線の代わりに、電極のセットの少なくとも２本の電極のリード線が、例えば持ち手の中などの、アブレーション装置の近位部またはその近傍に電気的に連結される。

いくつかの実施形態では、図８Ａ～図８Ｂに関して以下により詳細に説明するように、スパイン電線は、連続ループを形成することなく、電極のセット（例えば、２本、３本、４本、５本など）に電気的に連結することができる。例えば、２本のスパイン電線を使用して不連続ループを形成することができる。他の実施形態では、電極（７１６）のサイズ、形状、及び間隔は異なってもよい。アブレーション装置（７００）は、任意の数のスパイン、例えば３本、４本、５本、６本、７本、８本、９本、１０本、１２本、１４本、１６本、１８本、２０本、またはそれより多いスパインを含み得る。いくつかの実施形態では、アブレーション装置（７００）は、３～２０本のスパインを含むことができる。例えば、一実施形態では、アブレーション装置（７００）は、６～９本のスパインを含むことができる。

図８Ａ～図８Ｂは、それぞれ、アブレーションカテーテル（８００）の側面断面図及び正面断面図である。図８Ａは、装置（８００）の近位端にあるカテーテルシャフト（８１０）、装置（８００）の遠位キャップ（８１２）、及びそれに連結されているスパインのセット（８１４）を含む、アブレーション装置（８００）の実施形態の側面図である。遠位キャップ（８１２）は、非外傷性の形状を含むことができる。スパインのセット（８１４）の近位端は、カテーテルシャフト（８１０）の遠位端に連結でき、スパインのセット（８１４）の遠位端は、装置（８００）の遠位キャップ装置（８１２）に繋留することができる。アブレーション装置（８００）の各スパイン（８１４）は、スパイン（８１４）の表面に形成された１本以上の、独立してアドレス指定可能な電極（８１６、８１８）を含むことができる。各電極（８１６、８１８）は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を含むことができる。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしに、その厚さにわたって、すべての値及び間の部分的な範囲を含む約２００Ｖ～約２０００Ｖの電位差を維持することができる。各スパイン（８１４）は、スパイン（８１４）の本体に（例えば、スパイン（８１４）の腔部内に）形成された各電極（８１６、８１８）の絶縁リード線を含むことができる。１つまたは複数のスパイン電線（８１７、８１９）は、導電性で、異なるスパイン（８１４）に配置された隣接する電極（８１６、８１８）を電気的に連結することができる。例えば、スパイン電線（８１７、８１９）は、アブレーション装置（８００）の長手方向軸に対して横方向に延びることができる。

図８Ｂは、８Ｂ－８Ｂ線に沿って得られた図８Ａの正面断面図である。各スパイン電線（８１７、８１９、８２１、８２３）は、異なるスパインの一対の隣接する電極（８１６、８１８、８２０、８２２）を電気的に連結する。いくつかの実施形態では、連結された各電極対は、互いに電気的に絶縁されていてもよい。いくつかの実施形態では、連結された電極対は、共通の極性で構成してもよい。隣接する対の電極は、反対の極性（例えば、アノードとして構成された第１の電極対及びカソードとして構成された隣接する第２の電極対）で構成することができる。例えば、第１のスパイン電線のセット（８１７）に連結された電極（８１６）はアノードとして構成できるのに対し、第２のスパイン電線のセット（８１９）に連結される電極（８１８）の各々は、カソードとして構成できる。いくつかの実施形態では、スパイン（８１４）に形成された各電極は、共通の極性（例えば、アノードまたはカソードとして構成される）を共有することができる。連結された各電極対は、独立してアドレス指定可能であってもよい。いくつかの実施形態では、アブレーション装置（８００）は、偶数のスパインを含むことができる。アブレーション装置（８００）は、任意の数のスパイン、例えば、４本、６本、８本、１０本、またはそれより多いスパインを含み得る。いくつかの実施形態では、アブレーション装置は、４～１０本のスパインを含むことができる。例えば、一実施形態では、アブレーション装置は、６～８本のスパインを含むことができる。前述のように、いくつかの実施形態では、８１７、８１９などのスパイン電線は、装置の近位部（例えば、装置持ち手）における同様の電気的接続により置き換えることができる。例えば、電極８１６は、装置の持ち手に共に電気的に配線することができ、これらの電極が焼灼中に同じ電位にあるようにする。

図９Ａは、装置（９００）の近位端のカテーテルシャフト（９１０）、装置（９００）の遠位キャップ（９１２）、及びそれに連結されたスパインのセット（９１４）を含むアブレーション装置（９００）のさらに別の実施形態の側面図である。遠位キャップ（９１２）は、非外傷性の形状を含むことができる。スパインのセット（９１４）の近位端は、カテーテルシャフト（９１０）の遠位端に連結でき、スパインのセット（９１４）の遠位端は、装置（９００）の遠位キャップ（９１２）に繋留することができる。アブレーション装置（９００）の各スパイン（９１４）は、スパイン（９１４）の表面に形成された１本以上の、独立してアドレス指定可能な電極（９１６、９１８）を含むことができる。各電極（９１６、９１８）は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成された絶縁リード線を含むことができる。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしにその厚さにわたって約２００Ｖ～約２０００Ｖの電位差を維持することができる。各スパイン（９１４）は、スパイン（９１４）の本体に（例えば、スパイン（９１４）の腔部内に）形成された各電極（９１６、９１８）の絶縁リード線を含むことができる。図９Ａはスパインのセット（９１４）を示しており、このセットでは、各スパイン（９１４）が電極（９１６、９１８）を含み、電極は隣接するスパイン（９１４）の電極（９１６、９１８）から離間している。例えばスパインのセット（９１４）は、第１のスパイン（９２０）、及び第１のスパイン（９２０）に隣接する第２のスパイン（９２２）を含み、第１のスパイン（９２０）の電極（９１６）は、第２のスパイン（９２２）の電極（９１８）に対して、アブレーション装置（９００）の遠位端（９１２）に、より近接して配置される。他の実施形態では、電極（９１６、９１８）のサイズ及び形状も異なっていてよい。

いくつかの実施形態では、隣接する遠位電極（９１６）と近位電極（９１８）は、アノード－カソード対を形成することができる。例えば、遠位電極（９１６）をアノードとして構成でき、近位電極（９１８）をカソードとして構成することができる。いくつかの実施形態では、アブレーション装置（９００）は、６～１２本のスパインを含むことができる。図９Ａでは、各スパイン（９１４）が１本の絶縁リード線を含むように、各スパイン（９１４）の表面に１本の電極（９１６、９１８）が形成されている。したがって、スパイン（９１４）の腔部は、直径を小さくでき、スパイン（９１４）をより厚く、より機械的に頑丈にすることが可能になる。したがって、絶縁体の絶縁破壊がさらに低減でき、それによって各スパイン（９１４）及びアブレーション装置（９００）の信頼性及び寿命が改善される。アブレーション装置（９００）は、任意の数のスパイン、例えば、３本、４本、５本、６本、７本、８本、９本、１０本、１２本、１４本、１６本、１８本、２０本またはそれより多いスパインを含み得る。いくつかの実施形態では、アブレーション装置（９００）は、３～２０本のスパインを含むことができる。例えば、一実施形態では、アブレーション装置（９００）は、６～１０本のスパインを含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、拡張されたスパインのセット（９１４）の球根状の拡張構造体（９３０）の形状は非対称であってもよく、例えば、その遠位部がその近位部よりも球根状または丸みを帯びていてよい（例えば図９Ｂ～図９Ｅを参照されたい）。そのような球根状の遠位部は、装置を肺静脈の小孔に配置するのを促すことができる。

図９Ｂ～図９Ｅを参照すると、別段の定めがない限り、図９Ａと同様の参照番号を有する構成要素（例えば、図９Ａの電極（９１６）及び図９Ｂの電極（９１６’））は、構造的及び／または機能的に類似していてもよいことが理解される。図９Ｂは、配備時などの使用中に拡張構造体（９３０’）を形成するスパイン電線（９１４’、９２０’、９２２’）を示す。拡張構造体（９３０’）の第１の平面（９２４Ａ’）は、主要な平面と称されることもあり、拡張構造体（９３０’）の第２の平面（９２４Ｂ’）における断面領域とは異なる断面積を有する。図９Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、第２の平面（９２４Ｂ’）における拡張構造体（９３０’）の断面積は、第１の平面（９２４Ａ’）における断面積より大きい。図９Ｂに関して使用している「第１の平面」及び「第２の平面」という用語は、カテーテルシャフト（９１０’）の遠位端と遠位キャップ（９１２’）の近位端から各々約１ｃｍ、約２ｃｍ、及び約３ｃｍ以上（間のすべての値及び部分的な範囲を含む）まで各々形成された、カテーテルシャフト（９１０’）の長手方向軸に直交する平面を示すことができる。図９Ａに類似して、第１のスパイン（９２０’）の電極（９１６’）は、第２のスパイン（９２２’）の電極（９１８’）に対して、アブレーション装置（９００’）の遠位キャップ（９１２’）に、より近接して配置される。

図９Ｃは、配備時などの使用中の拡張構造体（９３０’’）を形成するスパイン電線（９１４’’、９２０’’、９２２’’）を示す。主要な平面と称されることもある、拡張構造体（９３０’’）の第１の平面（９２４Ａ’’）は、拡張構造体（９３０’’）の第２の平面（９２４Ｂ’’）における断面積とは異なる断面積を有する。図９Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、第２の平面（９２４Ｂ’’）における拡張構造体（９３０’’）の断面積は、第１の平面（９２４Ａ’’）における断面積より大きい。図９Ｃに関して使用している「第１の平面」及び「第２の平面」という用語は、カテーテルシャフト（９１０’’）の長手方向軸に直交する平面を示すことができ、カテーテルシャフト（９１０’’）の遠位端及び遠位キャップ（９１２’’）の近位端から約１ｃｍ、約２ｃｍ、及び約３ｃｍ、またはそれより長く（間のすべての値及び部分的な範囲を含む）まで各々形成される。図９Ａ～図９Ｂと異なり、複数の電極が各スパイン電線上に存在してもよく、また、いくつかの電極は、遠位キャップ（９１２’’）から等距離にあってもよい。このようにして、肺静脈の周りに小孔周囲の損傷を生成するために、焼灼を送出すべく使用している間に、９３２’’及び９３４’’のような比較的遠位の電極を、肺静脈口に近位／洞性に配置することができる。

図９Ｄは、配備時などの使用中の拡張構造体（９３０’’’）を形成するスパイン電線（９１４’’’、９２０’’’、９２２’’’）を示す。スパイン電線（９１４’’’、９２０’’’、９２２’’’）は、それらの遠位端において、拡張構造体（９３０’’’）の内側／内部に位置する点（９２８’’’）に収束する。図９Ｄに示すように、このような構成では、スパイン電線（９１４’’’、９２０’’’、９２２’’’）の少なくともいくつかの電極（９３２’’’、９３４’’’）は、拡張構造体（９３０’’’）の遠位端面（９２６’’’）に存在し得る。図９Ｄに関して使用している「遠位端面」という用語は、拡張構造体（９３０’’’）の遠位境界を通るカテーテルシャフト（９１０’’’）の長手方向軸に直交する平面を示すことができる。このようにして、拡張構造体（９３０’’’）を、例えば左心房の後壁に対して押し付けて、任意の適切な極性の組み合わせを使用して、遠位端面の適切な電極の活性化によって損傷を直接生成することができる。例えば、電極９３２’’’及び９３４’’’は、反対の極性で構成してもよい。

図９Ｅは、配備時などの使用中に拡張構造体（９５０）を形成するスパイン電線（９４４、９４０、９４２）を示す。スパイン電線（９４４、９４０、９４２）は、拡張構造体（９５０）の内側／内部の遠位キャップ（９１２’’’’）の近位端における遠位端に収束する。図９Ｅに示すように、このような構成では、スパイン電線（９４４、９４０）の少なくともいくつかの電極（９５２、９５４）は、拡張構造体（９５０）の遠位端面（９４６）に位置してもよい。図９Ｅに関して使用している「遠位端面」という用語は、拡張構造体（９５０）の遠位境界を通るカテーテルシャフト（９１０’’’’）の長手方向軸に直交する平面を示すことができる。このようにして、拡張構造体（９５０）は、例えば左心房の後壁に対して押し付けて、任意の適切な極性の組み合わせを使用して、遠位端面（９４６）の適切な電極の活性化によって損傷を直接生成することができる。例えば、電極９５２及び９５４は、反対の極性で構成してもよい。図９Ｄの拡張構造体（９３０’’’’）と比較して、図９Ｅの拡張構造体（９５０）は、組織を焼灼するために例えば左心房の後壁に押し付けることのできる、直交する（例えば平坦な）形状を有する。換言すれば、遠位端面（９２６’’’’）における拡張構造体（９３０’’’’）の断面積は、遠位端面（９４６）での拡張構造体９５０の断面積よりも小さい。

本明細書に記載のアブレーション装置のそれぞれについて、スパインの各々は、ポリマーを含み、中空管を形成するように腔部を画定することができる。本明細書に記載のアブレーション装置の１本以上の電極は、約０．２ｍｍ～約２．０ｍｍの直径、及び約０．２ｍｍ～約５．０ｍｍの長さを含むことができる。いくつかの実施形態では、電極は、約１ｍｍの直径及び約１ｍｍの長さを含むことができる。電極は独立してアドレス指定可能であり得るので、電極は、不可逆的電気穿孔によって組織を焼灼するのに十分な任意のパルス波形を使用して、任意の順序で通電できる。例えば、異なる電極のセットが、以下にさらに詳細に説明するように、異なるパルスのセット（例えば、階層的パルス波形）を送出することができる。スパインの上及び間での電極のサイズ、形状、及び間隔は、連続／経壁エネルギーを送出して１つまたは複数の肺静脈を電気的に分離するように構成してもよいことを理解されたい。いくつかの実施形態では、交互の電極（例えばすべての遠位電極）を同じ電位にすることができ、すべての他の電極（例えばすべての近位電極）も同様にすることができる。したがって、焼灼は、同時に活性化されるすべての電極で迅速に送出できる。様々なこのような電極対形成オプションが存在しており、それらの便利さに基づいて実施してもよい。

バルーン
いくつかの実施形態では、アブレーション装置は、不可逆的電気穿孔によって組織を焼灼するためにエネルギーを送出するための１つまたは複数のバルーンを含み得る。図１０は、心臓の左心房（１０００）に配置されたバルーンアブレーション装置（１０１０）（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似する）の実施形態を示す。アブレーション装置（１０１０）は、肺静脈（１００４）の小孔（１００２）に配置されるように構成できる第１のバルーン（１０１２）及び第２のバルーン（１０１４）を含み得る。拡張（例えば、膨張）構成の第１のバルーン（１０１２）は、拡張構成の第２のバルーン（１０１４）よりも大きな直径を有することができる。これにより、第２のバルーン（１０１４）を前進させて肺静脈（１０１４）内にさらに配置することができる一方、第１のバルーン（１０１２）を肺静脈（１００４）の小孔（１００２）の近傍及び／またはそこに配置することができる。膨張した第２のバルーンは、肺静脈の小孔の第１のバルーンの位置を安定させるのに役立つ。いくつかの実施形態では、第１のバルーン（１０１２）及び第２のバルーン（１０１４）は、例えば生理食塩水などの任意の適切な導電性流体で満たしてもよい。第１のバルーン（１０１２）と第２のバルーン（１０１４）は、互いに電気的に絶縁されていてもよい。例えば、各バルーン（１０１２、１０１４）は、それに関連する絶縁リード線を含み、各リードは、絶縁破壊なしにその厚さにわたって少なくとも７００Ｖの電位差を維持するのに十分な電気的絶縁を有してよい。他の実施形態では、各リード線の絶縁は、絶縁破壊なしに、その厚さにわたって、間のすべての値及び部分的な範囲を含む約２００Ｖ～約２５００Ｖの電位差を維持することができる。例えば、第２のバルーン（１０１４）のリード線は、第１のバルーン（１０１２）を延在するときに絶縁されてもよい。

いくつかの実施形態において、第１及び第２のバルーン（１０１２、１０１４）は、アノード－カソード対を形成することができる。例えば、第１のバルーン（１０１２）はカソードとして構成でき、第２のバルーン（１０１４）はアノードとして構成することができ、逆も可能であり、電気エネルギーはバルーンまたは食塩水で満たされた電極にわたって容量的に連結できる。装置（１０１０）は、組織に送出されるパルス波形を受信することができる（１００２）。例えば、組織が肺静脈（１００４）の所望の位置で第１のバルーン（１０１２）と第２のバルーン（１０１４）との間で焼灼できるように、二相信号及び単相信号の１つまたは複数を印加することができる。第１及び第２のバルーン（１０１２、１０１４）は、第１及び第２のバルーン（１０１２、１０１４）の間に電界を実質的に閉じ込めて、電界、及び肺静脈（１００４）の小孔（１００２）から離れた組織への損傷を低減することができる。いくつかの実施形態では、バルーン（１０１２、１０１４）の１つ以上がワイヤーメッシュを含むことができる。

図１１は、心臓の左心房（１１００）及び右心房（１１０４）に配置されたバルーンアブレーション装置（１１１０）（例えば、アブレーション装置（１１０）と構造的及び／または機能的に類似している）の別の実施形態の断面図である。アブレーション装置（１１１０）は、右心房（１１０４）に前進して配置されるように構成できるバルーン（１１１２）を含むことができる。例えば、バルーン（１１１２）は、心臓の中隔（１１０６）と接触して配置してもよい。バルーン（１１１２）に生理食塩水を充填してもよい。装置（１１１０）は、電極（１１２０）をさらに含むことができ、この電極は右心房（１１０４）から、バルーン（１１１２）及び中隔（１１０６）を通って、左心房（１１００）に進めることができる。例えば、電極（１１２０）はバルーン（１１１２）から延び、中隔（１１０６）を貫通して左心房（１１００）内に進めてもよい。いったん電極（１１２０）が左心房（１１００）に進入したら、電極（１１２０）の遠位部分を、所定の形状を形成するように修正してもよい。例えば、電極（１１２０）の遠位部分は、円形、楕円形、または任意の他の幾何学的形状などの非線形の形状を含むことができる。図１１では、電極（１１２０）の遠位部分は、左心房（１１００）の肺静脈（１１０２）の単一の小孔または２つ以上の小孔を取り囲み得るループを形成する。他の実施形態では、電極（１１２０）の遠位部分は、肺静脈の小孔（１１０２）とほぼ同じ直径を有することができる。

バルーン（１１１２）と電極（１１２０）は、互いに電気的に絶縁していてもよい。例えば、バルーン（１１１２）及び電極（１１２０）はそれぞれ、絶縁リード線（１１１４、１１２２）をそれぞれ含むことができ、各リード線（１１１４、１１２２）は、絶縁破壊なしにその厚さにわたって少なくとも７００Ｖの電位差を維持するのに十分な電気的絶縁を有する。他の実施形態では、各リード線の絶縁は、絶縁破壊なしに、その厚さにわたって、間のすべての値及び部分的な範囲を含む約２００Ｖ～約２０００Ｖの電位差を維持することができる。電極（１１２０）のリード（１１２２）は、バルーン（１１１２）を介して絶縁されていてもよい。いくつかの実施形態では、バルーン（１１１２）及び電極（１１２０）は、アノード－カソード対を形成することができる。例えば、バルーン（１１１２）はカソードとして構成でき、電極（１１２０）はアノードとして構成することができる。装置（１１１０）は、肺静脈の小孔（１１０２）に送出されるパルス波形を受信することができる。例えば、二相信号及び単相信号の１つまたは複数を、組織を焼灼するために印加することができる。パルス波形は、回路を完成させるために、印加された電流がバルーン（１１１２）に容量的に連結されている間に、電極（１１２０）の周囲に強い電界を生成することができる。いくつかの実施形態では、電極（１１２０）は細いゲージワイヤを含むことができ、バルーン（１１１２）はワイヤーメッシュを含むことができる。

別の実施形態では、電極（１１２０）は、バルーン（１１１２）及び／または中隔（１１０６）を前進させずに、肺静脈（１１０２）を前進させて、１つまたは複数の肺静脈口に配置することができる。バルーン（１１１２）及び電極（１１２０）は、カソード－アノード対として構成して、上述と同じ方法でパルス波形を受信することができる。

リターン電極
本明細書に記載のアブレーションシステムのいくつかの実施形態は、健常な組織への意図しない損傷のリスクを低減するために患者に連結されるリターン電極または分配されたリターン電極のセットをさらに含むことができる。また、図１２Ａ～図１２Ｂは、患者（１２００）に配置されたアブレーションシステムのリターン電極のセット（１２３０）（例えば、リターンパッド）の概略図である。左心房の肺静脈の４つの小孔のセット（１２１０）が、図１２Ａ～図１２Ｂに示されている。アブレーション装置の電極（１２２０）は、肺静脈の小孔（１２１０）の１つまたは複数の周囲に配置してもよい。いくつかの実施形態では、患者（１２００）の背中にリターン電極のセット（１２３０）を配置して、電流が、電極（１２２０）から患者（１２００）を経て、次いでリターン電極（１２３０）へと通るようにし得る 。

例えば、１つ以上のリターン電極を患者（１２００）の皮膚に配置することができる。一実施形態では、８つのリターン電極（１２３０）を、肺静脈口（１２１０）を取り囲むように患者の背中に配置することができる。接触を改善するために、リターン電極（１２３０）と皮膚との間に導電性ゲルを用いることができる。本明細書に記載のアブレーション装置のいずれも、１つまたは複数のリターン電極（１２３０）と共に使用することができることを理解されたい。図１２Ａ～図１２Ｂにおいて、電極（１２２０）は、４つの小孔（１２１０）の周りに配置されている。

図１２Ｂは、肺静脈の小孔（１２１０）の周囲に電界（１２４０）を形成する通電電極（１２２０）を示す。リターン電極（１２３０）は、次いで電極（１２２０）によって送出されるパルス状の単相及び／または二相波形を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、リターン電極（１２３０）の数はリターン電極（１２３０）の表面積に反比例し得る。

本明細書で論じられるアブレーション装置のそれぞれについて、電極（例えば、アブレーション電極、リターン電極）は、チタン、パラジウム、銀、白金または白金合金などの生体適合性金属を含み得る。例えば、電極は好ましくは白金または白金合金を含み得る。各電極は、絶縁破壊なく、その厚さにわたって少なくとも７００Ｖの電位差を維持するのに十分な電気絶縁を有するリード線を含むことができる。他の実施形態では、各リード線の絶縁体は、絶縁破壊なしに、その厚さにわたって、間のすべての値及び部分的な範囲を含む約２００Ｖ～約２５００Ｖの電位差を維持することができる。絶縁リード線は、適切な電気コネクタに接続され得るカテーテルの近位持ち手部分まで延びることができる。カテーテルシャフトは、テフロン、ナイロン、ペバックスなどの可撓性ポリマー材料から作製してもよい。

ＩＩ 方法
また、ここには、上述のシステム及び装置を用いて心腔内の組織を焼灼する方法が記載される。心室は、左房室であってもよく、その関連する肺静脈を含んでよい。一般に、ここに記載する方法は、１つまたは複数の肺静脈口に接触させて装置を導入及び配置することを含む。パルス波形を、組織の焼灼のために装置の１本以上の電極により送出してもよい。いくつかの実施形態では、心臓ペーシング信号が、送出されたパルス波形を心周期と同期させることができる。追加的または代替的に、パルス波形は、総エネルギー送出を低減するために複数のレベルの階層を含むことができる。このようにして行われた組織の焼灼は、健常な組織への損傷を軽減するために、ペーシングされた心拍と同期して、より少ないエネルギー送出で、送出してもよい。本明細書に記載のアブレーション装置のいずれをも使用して、後述する方法を適切に用いて組織を焼灼できることを理解されたい。

図１３は、組織焼灼プロセスの一実施形態用の方法（１３００）である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載する電圧パルス波形を、心臓の洞調律の中断を回避するように、心周期の不応期中に適用してもよい。方法（１３００）は、ステップ（１３０２）で、装置（例えばアブレーション装置（１１０）などのアブレーション装置、及び／またはいずれかのアブレーション装置（２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０１０、１１１０）を、左心房の心内膜腔へ導入することを含む。装置は、肺静脈口と接触して配置するように前進させることができる（１３０４）。例えば、アブレーション装置の電極は、肺静脈口の内径面と接触して配置され、ほぼ円形の電極の配置を形成することができる。いくつかの実施形態では、心臓の刺激のためにペーシング信号を生成することができる（１３０６）。そこで、ペーシング信号を心臓に印加し得る（１３０８）。例えば、心臓を心臓刺激装置で電気的にペーシングして、ペーシングを確実に捉えて心周期の周期性及び予測可能性を確立することができる。心房ペーシング及び心室ペーシングのうちの1つまたは複数を適用することができる。ペーシング信号の表示を、信号発生器に送信する（１３１０）ことができる。次いで、心周期の不応期内の時間窓が規定でき、その中では１つ以上の電圧パルス波形が送出できる。いくつかの実施形態で、不応期時間窓がペーシング信号に続いてもよい。例えば、共通の不応期時間窓が、心房の不応期時間窓と心室の不応期時間窓の双方の間に存在することができる。

パルス波形を、ペーシング信号に同期して生成することができる（１３１２）。例えば、電圧パルス波形を共通の不応期時間窓で適用することができる。いくつかの実施形態では、パルス波形は、ペーシング信号の表示に対して時間オフセットで生成してもよい。例えば、不応期時間窓の開始は、時間オフセットによってペーシング信号からオフセットさせてもよい。対応する共通の不応期時間窓にわたる一連の心拍にわたり、電圧パルス波形（複数可）を印加することができる。生成されたパルス波形は、組織に送出できる（１３１４）。いくつかの実施形態では、パルス波形は、アブレーション装置のスパインのセットの１本以上のスパインを介して、患者の心臓の肺静脈口に送出してもよい。他の実施形態では、本明細書に記載の電圧パルス波形は、肺静脈の焼灼及び隔離のために、アノード－カソードサブセットなどの電極サブセットに選択的に送出することができる。例えば、電極群の第１の電極はアノードとして構成でき、電極群の第２の電極はカソードとして構成することができる。これらのステップは、所望の数の肺静脈口を焼灼する（例えば、１個、２個、３個または４個の小孔）ために繰り返してもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の入れ子構造及び時間間隔の階層を有する階層的電圧パルス波形は、不可逆的電気穿孔に有用であり得、異なる組織型で制御及び選択性を提供する。図１４は、組織焼灼プロセスの別の実施形態のフローチャート（１４００）である。方法（１４００）は、装置（例えばアブレーション装置（１１０）などのアブレーション装置、及び／またはいずれかのアブレーション装置（２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０１０、１１１０）を、左心房の心内膜腔へ導入する（１４０２）ことを含む。装置は、肺静脈口に配置されるように前進することができる（１４０４）。装置が第１及び第２の構成（例えば、コンパクト及び拡張）を含み得る実施形態では、装置は、第１の構成で導入して、第２の構成に変形し、肺静脈口またはその付近の組織に接触するようにしてもよい（１４０６）。装置は電極を含むことができ、詳細に上述のように、アノード－カソードサブセットで構成できる（１４０８）。例えば、装置の電極のサブセットをアノードとして選択でき、一方で装置の電極の別のサブセットをカソードとして選択でき、電圧パルス波形をアノードとカソードとの間に印加することができる。

パルス波形は、信号発生器（例えば、信号発生器１２２）により生成でき、複数のレベルを階層に含むことができる（１４１０）。様々な階層的な波形が、本明細書で開示されるような信号発生器によって生成できる。例えば、パルス波形は、第１のパルスのセットを含むパルス波形の第１のレベルの階層を含むことができる。各パルスは、パルス持続時間と、連続するパルスを分離する第１の時間間隔とを有する。パルス波形の第２のレベルの階層は、第２のパルスのセットとして複数の第１のパルスのセットを含むことができる。第２の時間間隔が、連続する第１のパルスのセットを分離してもよい。第２の時間間隔は、第１の時間間隔の持続時間の少なくとも３倍であってもよい。パルス波形の第３のレベルの階層は、第３のパルスのセットとして複数の第２のパルスのセットを含むことができる。第３の時間間隔が、連続する第２のパルスのセットを分離してもよい。第３の時間間隔は、第２のレベル時間間隔の持続時間の少なくとも３０倍であってもよい。

本明細書の例は別々の単相及び二相の波形を特定しているが、波形階層のいくつかの部分が単相性である一方で他の部分が二相性である組み合わされた波形も生成できることを認識すべきである旨が理解される。階層構造を有する電圧パルス波形を、異なるアノード－カソードサブセット（場合により時間の遅れがある）にわたって印加してもよい。上述のように、アノード－カソードサブセットにわたって印加される１つ以上の波形は、心周期の不応期の間に印加してもよい。パルス波形は組織に送出し得る（１４１２）。図１３及び図１４で説明したステップは、必要に応じて組み合わせて修正できることを理解されたい。

図１５～図１８は、本明細書に記載のアブレーション装置（例えば、図２～図５）を使用して、上述のように心臓の左心房の組織を焼灼する方法の実施形態を示す。図１５は、図２に示すアブレーション装置（２１０）に対応するアブレーション装置（１５００）を用いて心臓の左心房に配置されている組織を焼灼する方法の実施形態の断面図である。左心房（１５０２）は４つの肺静脈（１５０４）を有して示されており、アブレーション装置（１５００）は組織を順次焼灼して１つ以上の肺静脈（１５０４）を電気的に分離するために使用してもよい。図１５に示すように、アブレーション装置（１５００）は、経中隔アプローチ（例えば、右心房から中隔を通って左心房（１５０２）に延びる）を使用して左心房（１５０２）などの心内膜腔に導入することができる。アブレーション装置（１５００）は、カテーテル（１５１０）と、カテーテル（１５１０）の腔部内を摺動可能なガイドワイヤ（１５２０）とを含むことができる。カテーテル（１５１０）の遠位部は、電極のセット（１５１２）を含むことができる。ガイドワイヤ（１５２０）の遠位部（１５２２）は、肺静脈（１５０４）の小孔の近くに配置されるように、左心房（１５０２）内に進ませることができる。次に、電極（１５１２）を肺静脈（１５０４）の小孔の近くに配置するために、カテーテル（１５１０）をガイドワイヤ（１５２０）上に前進させることができる。電極（１５１２）が肺静脈（１５０４）の小孔と接触したら、電極（１５１２）はアノード－カソードサブセットに構成してもよい。信号発生器（図示せず）によって生成された電圧パルス波形が、ペーシングされた心拍と同期して電極（１５１２）を使用して組織に送出され、及び／または波形階層を含むことができる。肺静脈の１つ（１５０４）における組織の焼灼の完了後、カテーテル（１５１０）及びガイドワイヤ（１５２０）を別の肺静脈（１５０４）に再配置して、１つまたは複数の残りの肺静脈（１５０４）の組織を焼灼することができる。

図１６は、図３に示されたアブレーション装置（３１０）に対応するアブレーション装置（１６００）を使用して、心臓の左心房に配置された組織を焼灼する方法の実施形態の断面図である。左心房（１６０２）は４つの肺静脈（１６０４）を有して示されており、アブレーション装置（１６００）は組織を順次焼灼して１つ以上の肺静脈（１６０４）を電気的に分離するために使用してもよい。図１６に示すように、アブレーション装置（１６００）は、経中隔的アプローチを用いて左心房（１６０２）などの心内膜腔に導入することができる。アブレーション装置（１６００）は、シース（１６１０）と、シース（１６１０）の腔部内を摺動可能なカテーテル（１６２０）とを含むことができる。カテーテル（１６２０）の遠位部（１６２２）は、電極のセットを含むことができる。カテーテル（１６２０）の遠位部（１６２２）は、肺静脈（１６０４）の小孔の近傍に電極を配置するために、左心房（１６０２）内に前進させることができる。電極が肺静脈（１６０４）の小孔と接触したら、電極は、アノード－カソードサブセットに構成することができる。信号発生器（図示せず）によって生成された電圧パルス波形が、ペーシングされた心拍と同期して電極を使用して組織に送出でき、及び／または波形階層を含むことができる。肺静脈（１６０４）における組織の焼灼の完了後、カテーテル（１６２０）を別の肺静脈（１６０４）に再配置して、１つ以上の残りの肺静脈（１６０４）における組織を焼灼することができる。

図１７は、図４に示すアブレーション装置（４１０）に対応するアブレーション装置を用いて、心臓の左心房に配置されている組織を焼灼する方法の実施形態の断面図である。左心房（１７０２）は４つの肺静脈（１７０４）を有して示され、アブレーション装置（１７００）は組織を焼灼して１つ以上の肺静脈（１７０４）を電気的に分離するために使用できる。図１７に示すように、アブレーション装置（１７００）は、経中隔アプローチを使用して左心房（１７０２）などの心内膜腔に導入することができる。アブレーション装置（１７００）は、シース（１７１０）と、シース（１７１０）の腔部内を摺動可能な複数のカテーテル（１７２０、１７２１）とを含むことができる。カテーテル（１７２０、１７２１）の各々は、カテーテル（１７２０、１７２１）内を摺動可能なそれぞれのガイドワイヤ（１７２２、１７２３）を含むことができる。ガイドワイヤ（１７２２、１７２３）の遠位部は、電圧パルス波形を送出するように構成された電極を含むことができる。カテーテル（１７２０、１７２１）及び対応するガイドワイヤ（１７２２、１７２３）のそれぞれは、肺静脈（１７０４）のそれぞれの小孔の近くに配置されるように、左心房（１７０２）内に進めることができる。ガイドワイヤ電極（１７２２、１７２３）が肺静脈（１７０４）の小孔と接触すると、電極は、アノード－カソードサブセットで構成できる。例えば、第１のガイドワイヤ（１７２２）をアノードとして構成できる一方で、第２のガイドワイヤ（１７２３）をカソードとして構成することができる。この構成では、信号発生器（図示せず）によって生成された電圧パルス波形を、一対の肺静脈（１７０４）の焼灼及び同時の分離のために送出することができる。追加的または代替的に、電圧パルス波形が、ペーシングされた心拍と同期して電極を使用して組織に送出され、及び／または波形階層を含むことができる。２つの肺静脈（１７０４）における組織の焼灼の完了後、カテーテル（１７２０、１７２１）は、残りの２つの肺静脈（１７０４）で組織を焼灼するために再配置できる。いくつかの実施形態では、シース（１７１０）は、肺静脈（１７０４）に配置される３本または４本のカテーテルを含むことができる。

図１８は、図５に示すアブレーション装置（５００）に対応するアブレーション装置（１８００）を用いて心臓の左心房に配置されている組織を焼灼する方法の実施形態の断面図である。左心房（１８０２）は４つの肺静脈（１８０４）を有して示されており、アブレーション装置（１８００）は組織を順次焼灼して１つ以上の肺静脈（１８０４）を電気的に分離するために使用してもよい。図１８に示すように、アブレーション装置は、経中隔アプローチを使用して左心房（１８０２）などの心内膜腔に導入することができる。アブレーション装置は、シース（１８２０）及びシース（１８２０）の腔部内を摺動可能なカテーテル（１８１０）を含むことができる。カテーテル（１８１０）の遠位部（１８１２）は、図５に関して詳細に説明しているように、花形であってもよい。カテーテル（１８１０）の遠位部（１８１２）は、コンパクトな第１の構成で左心房（１８０２）内に進めることができ、肺静脈（１８０４）の小孔の近傍に配置できる。次に、カテーテル（１８１０）の遠位部（１８１２）を、拡張した第２の形状に変形させて、図１８に示すように花形の遠位部を形成することができ、カテーテル（１８１０）の遠位部（１８１２）が肺静脈（１８０４）の小孔の近くに配置されるようにする。電極が肺静脈（１８０４）の小孔と接触したら、電極は、アノード－カソードサブセットで構成できる。信号発生器（図示せず）によって生成された電圧パルス波形が、ペーシングされた心拍と同期して電極を使用して組織に送出され、及び／または波形階層を含むことができる。肺静脈（１８０４）における組織の焼灼の完了後、カテーテル（１８１０）を別の肺静脈（１８０４）に再配置して、１つ以上の残りの肺静脈（１８０４）の組織を焼灼することができる。

本明細書に記載する方法（例えば、図１３～図１８）のいずれも、リターン電極（例えば、図１２Ａ～図１２Ｂに示される１本以上のリターン電極（１２３０））を患者の背中に連結することをさらに含み、電圧パルス波形の印加中に患者から電流を安全に除去するように構成することができる。

図１９Ａ～図２０Ｂは、肺静脈の小孔の周りに接触して配置された電極及びそこから生成される電界の実施形態を示す。図１９Ａは、肺静脈（１９０４）の小孔に配置された電極のセット（１９１０）の実施形態の概略図（１９００）である。左心房（１９０２）は血液プール（１９０６）を含み得、肺静脈（１９０４）は血液プール（１９０８）を含み得る。左心房（１９０２）及び肺静脈（１９０４）はそれぞれ約４ｍｍまでの壁厚を有することができる。

図１９Ｂは、肺静脈（１９０４）の内面に沿って放射状に配置された電極のセット（１９１０）の別の概略図（１９００）である。肺静脈（１９０４）は、血液プール（１９０８）を含む動脈壁（１９０５）を含むことができる。隣接する電極（１９１０）は、所定の距離（１９１１）だけ離れていてもよい。いくつかの実施形態では、肺静脈（１９０４）は、約１６ｍｍの内径を有することができる。図１９Ａ～図１９Ｂにおいて、電極（１９１０）は、約１０ｍｍの長さを有し、互いに約４ｍｍ離間していてもよい。他の実施形態では、電極（１９１０）は、本明細書に開示される電極のいずれでもあり得ることを理解されたい。例えば、電極（１９１０）は、図５の花形の遠位部の電極、及び／または図３に示された電極の略円形の配置を含むことができる。

図２０Ａ～図２０Ｂは、肺静脈（２００２）の小孔に配置された電極のセット（２０１０）によって生成される電界（２０２０）の実施形態の概略図（２０００）である。図２０Ａは、肺静脈（２００２）及び左心房（２００４）の外壁の斜視図であるのに対し、図２０Ｂは断面図である。陰影が付された電界（２０２０）は、隣接する電極（２０１０）が組織を焼灼するためのエネルギー（例えば、電圧パルス波形）を送出するとき、電界（２０２０）が閾値を超えている場所を示す。例えば、電界（２０２０）は、隣接する電極（２０１０）の間に印加される１５００Ｖの電位差を表す。この印加された電圧の下で、電界（２０２０）の大きさは、陰影付き体積測定的電界（２０２０）内の少なくとも５００Ｖ／ｃｍの閾値を上回り、心組織において不可逆的な焼灼を生起するのに十分であり得る。上で詳細に説明したように、隣接する対の電極（２０１０）上のパルス波形をシーケンスすることにより、左心房（２００４）から肺静脈（２００２）を電気的に分離するために肺静脈（２００２）の小孔を焼灼することができる。

パルス波形
本明細書に開示されるのは、不可逆的電気穿孔におる組織の焼灼を行うためにパルス電界／波形を選択的かつ迅速に適用するためのための方法、システム及び器具である。本明細書で開示されるパルス波形（複数可）は、本明細書に記載する、システム（１００）、装置（例えば、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０１０、１１１０、１２３０、１５００、１６００、１７００、１８００、１９１０、２０１０）、及び方法（例えば、１３００、１４００）のいずれにも使用可能である。いくつかの実施形態は、電極のセットを介して組織にエネルギーを送出するため、一連の送出スキームと共に、高電圧のパルス波形を対象としている。いくつかの実施形態では、ピーク電界値を低減及び／または最小化することができると同時に、組織の焼灼が望ましい領域で、十分に大きな電界の強度を維持することができる。これはまた、過度の組織損傷または電気アークの発生の可能性を減少させ、局所的に高い温度上昇をもたらす。いくつかの実施形態では、不可逆的電気穿孔に有用なシステムは、アブレーション装置の選択された複数の電極またはサブセットの電極にパルス電圧波形を印加するように構成できる信号発生器及びプロセッサを含む。いくつかの実施形態では、プロセッサは、入力を制御するように構成され、それによって電極のアノード－カソードサブセットの選択された対を、所定のシーケンスに基づいて順次トリガでき、一実施形態では、一連の送出を、心臓刺激装置及び／またはペーシング装置からトリガできる。いくつかの実施形態では、焼灼パルス波形は、心臓の洞調律の中断を避けるために、心周期の不応期に印加される。これを実施する１つの例示的な方法は、心臓を心臓刺激装置で電気的にペーシングし、心周期の周期性及び予測可能性を確立するためにペーシングを確実に捉え、次いで、焼灼波形を送出するこの周期性のある周期の十分不応期内に、時間窓を規定する。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるパルス電圧波形は、組織的に階層構造であり、入れ子の構造を有する。いくつかの実施形態では、パルス波形は、様々な関連する時間スケールで、パルスの階層的な群を含む。さらに、関連する時間スケール及びパルス幅、及びパルス数及び階層的な群は、心臓ペーシングの頻度を含む、１つまたは複数のディオファントスの不等式のセットを満たすように選択できる。

本明細書に開示する電気穿孔のエネルギー送出のためのパルス波形は、不可逆的電気穿孔に関連する電界の閾値を低下させることによって、エネルギー送出の安全性、効率及び有効性を向上させることができ、送出される全エネルギーが低減された、より効果的な焼灼上の損傷を生じる。これはひいては、種々の心不整脈の治療的処置を含め、電気穿孔の臨床応用領域を広げることができる。

図２１は、パルス幅または持続時間に関連付けられたパルス（２１００）などの、各パルスに関して、一連の矩形のダブルパルスの形態をとるパルス電圧波形を示す。パルス幅／持続時間は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約０．５マイクロ秒、約１マイクロ秒、約５マイクロ秒、約１０マイクロ秒、約２５マイクロ秒、約５０マイクロ秒、約１００マイクロ秒、約１２５マイクロ秒、約１４０マイクロ秒、約１５０マイクロ秒であってよい。図２１のパルス波形は、すべてのパルスの極性が同じである単相パルスのセットを示している（図２１では、ゼロのベースラインから測定して、すべて正である）。不可逆的電気穿孔を適用するためなどのいくつかの実施形態では、各パルス（２１００）の高さまたはパルス（２１００）の電圧振幅は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約４００ボルト、約１，０００ボルト、約５，０００ボルト、約１０，０００ボルト、約１５、０００ボルトからの範囲であってよい。図２１に示すように、パルス（２１００）は、時に第１の時間間隔とも呼ばれる時間間隔（２１０２）だけ、隣接しているパルスから分離される。第１の時間間隔は、不可逆的電気穿孔を生成するために、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約１０マイクロ秒、約５０マイクロ秒、約１００マイクロ秒、約２００マイクロ秒、約５００マイクロ秒、約８００マイクロ秒、約１ミリ秒であってもよい。

図２２は、入れ子のパルスの階層の構造を有するパルス波形を導入している。図２２は、パルス（２２００）などの一連の単相パルスを示している。それは、ｍ_１の数がパルス群（２２１０）（時には第１のパルス群とも呼ばれる）を形成するように適合されている連続パルス間の持続時間の（２２０２）などの時間間隔ｔ_１（時に第１の時間間隔とも呼ばれる）だけ分離された、パルス幅／パルス持続時間ｗを有する。さらに、波形は、連続する群間の持続時間の時間間隔（２２１２）（時には第２の時間間隔とも呼ばれる）ｔ_２によって隔てられたｍ_２の数のこのようなパルス群（時に第２のパルスのセットとも呼ばれる）を有する。このようなｍ_２個のパルス群の集団は、図２２の（２２２０）で示されているように、階層の次のレベルを構成し、これはパケット及び／または第３のパルスのセットと呼ぶことができる。パルス幅及びパルス間の時間間隔ｔ_１は両方共、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、マイクロ秒から数百マイクロ秒の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ_２は、時間間隔ｔ_１の少なくとも３倍大きくすることができる。いくつかの実施形態では、比ｔ_２／ｔ_１は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約３～約３００の範囲であり得る。

さらに、図２３は、入れ子のパルス階層的な波形の構造を詳述する。この図では、一連のｍ_１個のパルス（個々のパルスは図示せず）がパルス群（２３００）（例えば、第１のパルスのセット）を形成する。ある群と次の群との間の持続時間の群間時間間隔（２３１０）ｔ_２（例えば、第２の時間間隔）によって分離された一連のこのようなｍ_２個の群は、パケット１３２（例えば、第２のパルスのセット）を形成する。あるパケットと次のパケットとの間の持続時間の時間間隔（２３１２）ｔ_３（例えば、第３の時間間隔）で分離された一連のこのようなｍ_３個のパケットは、階層内の次のレベル、図面においてラベル付けされたスーパーパケット（２３２０）（例えば第３のパルスのセット）を形成する。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ_３は、時間間隔ｔ_２の少なくとも約３０倍大きくすることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ_３は、時間間隔ｔ_２の少なくとも５０倍大きくすることができる。いくつかの実施形態では、比率ｔ_３／ｔ_２は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約３０～約８００の範囲であり得る。パルス階層における個々の電圧パルスの振幅は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、５００ボルト～７，０００ボルトまたはそれより多い範囲内のいずれかにすることができる。

図２４は、階層構造を有する二相波形シーケンスの例を提供する。図面に示す例では、（２４００）のような二相パルスは、パルスの１サイクルを完了するために正の電圧部分及び負の電圧部分を有する。持続時間の隣接するサイクルの間に時間の遅れ（２４０２）（例えば、第１の時間間隔）ｔ_１があり、このようなｎ_１回のサイクルがパルス群（２４１０）（例えば、第１のパルスのセット）を形成する。ある群と次の群との間の持続時間の群間時間間隔（２４１２）（例えば、第２の時間間隔）ｔ_２で分離された一連のこのようなｎ_２個の群は、パケット（２４２０）（例えば第２のパルスのセット）を形成する。図面はまた、パケット間の持続時間の時間の遅れ（２４３２）（例えば、第３の時間間隔）ｔ_３を伴う第２のパケット（２４３０）を示す。単相パルスの場合と同様に、より高いレベルの階層構造も形成することができる。各パルスの振幅または二相パルスの電圧振幅は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、５００ボルト～７，０００ボルトまたはそれより多い範囲内のいずれかにすることができる。パルス幅／パルス持続時間は、ナノ秒またはサブナノ秒から数十マイクロ秒の範囲内であり得るが、遅れｔ_１は、ゼロから数マイクロ秒の範囲内であり得る。群間時間間隔ｔ_２は、パルス幅の少なくとも１０倍大きくすることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ_３は、時間間隔ｔ_２の少なくとも約２０倍大きくすることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ_３は、時間間隔ｔ_２の少なくとも５０倍大きくすることができる。

本明細書で開示される実施形態は、様々な階層のレベルにおける波形要素／パルスを含む階層的な波形として構造化された波形を含む。図２２の（２２００）のような個々のパルスは、第１のレベルの階層を含み、関連するパルス持続時間と、連続パルス間の第１の時間間隔とを有する。パルスのセット、または第１のレベルの構造の要素は、図２２のパルス群／第２のパルス群（２２１０）などの第２のレベルの階層を形成する。波形と関連する他のパラメータの中には、第２のパルスのセットの総持続時間（図示せず）、第１のレベルの要素／第１のパルスのセットの総数、及び第２のレベルの構造／第２のパルスのセットを記述する連続する第１のレベルの要素間の第２の時間間隔などのパラメータがある。いくつかの実施形態では、第２のパルスのセットの総持続時間は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約２０マイクロ秒～約１０ミリ秒であり得る。群のセット、第２のパルスのセット、または第２のレベルの構造の要素は、図２２の群のパケット／第３のパルスのセット（２２２０）のような第３の階層のレベルを形成する。他のパラメータの中には、第３のパルスのセット（図示せず）の総持続時間、第２のレベルの要素／第２のパルスのセットの総数、及び第３のレベルの構造／第３のパルスのセットを記述する連続する第２のレベルの要素間の第３の時間間隔がある。いくつかの実施形態では、第３のパルスのセットの総持続時間は、間のすべての値及び部分的な範囲を含めて、約６０マイクロ秒～約２００ミリ秒であり得る。波形の全体的な反復構造または入れ子構造は、１０レベルまたはそれより多い構造などの、より高い複数のレベルに継続することができる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の入れ子構造を備える階層的な波形及び時間間隔の階層は、不可逆的電気穿孔での焼灼用エネルギー送出に有用であり、異なる組織のタイプでの適用に対する良好な程度の制御及び選択性を提供する。様々な階層的な波形を適切なパルス発生器で生成することができる。本明細書の例で明瞭化のために別個の単相波形及び二相波形を特定しているが、波形の階層のいくつかの部分が単相性であるが、他の部分は二相性である組み合わせの波形も生成／実施できることに留意すべきであることが理解されよう。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアブレーションパルス波形は、心臓の洞調律の中断を回避するように、心周期の不応期中に適用される。いくつかの実施形態では、治療方法は、心臓を心臓刺激装置で電気的にペーシングして、心周期の周期性及び予測可能性を確立するためにペーシングを確実に捉え、次いで、１つ以上の焼灼のパルス波形を送出することができる心周期の不応期内に時間窓を規定する。図２５は、心房ペーシング及び心室ペーシングの両方が適用される例（例えば、各々右心房及び右心室に位置するペーシングリード線またはカテーテルを用いる）を示す。図２５は、横軸に時間を示し、ペーシング信号によって駆動される一連のＥＣＧ波形（２５４０、２５４２）と共に、（２５００）及び（２５１０）などの一連の心室ペーシング信号、及び一連の心房ペーシング信号（２５２０、２５３０）を示す。幅の広い矢印で図２５に示すように、心房ペーシング信号（２５２２）及び心室ペーシング信号（２５００）にそれぞれ従う心房不応期時間窓（２５２２）及び心室不応期時間窓（２５０２）がある。図２５に示すように、心房及び心室の不応期時間窓（２５２２、２５０２）の両方にある、持続時間Ｔ_ｒの共通の不応期時間窓（２５５０）を、規定することができる。いくつかの実施形態では、電気穿孔焼灼波形（複数可）をこの共通の不応期時間窓（２５５０）に適用することができる。この不応期時間窓（２５２２）の開始は、図２５に示すように、時間オフセット（２５０４）だけペーシング信号（２５００）からオフセットされる。時間オフセット（２５０４）は、いくつかの実施形態では、約２５ミリ秒よりも小さくすることができる。次の心拍では、同様に規定された共通不応期時間窓（２５５２）が、焼灼波形（複数可）の適用に利用可能な次の時間窓である。このようにして、焼灼波形（複数可）は、共通の不応期時間窓内に残っている各心拍で、一連の心拍にわたって適用してもよい。一実施形態では、パルス波形階層において上述のようなパルスの各パケットを心拍にわたって印加することができ、それにより所定の電極セットに対して一連の心拍にわたって一連のパケットが印加される。

本明細書で使用しているように、数値及び／または範囲と関連して使用される場合、「ａｂｏｕｔ（約）」及び／または「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（約）」という用語は、一般に、記載された数値及び／または範囲に近い数値及び／または範囲を示す。いくつかの例において、「ａｂｏｕｔ（約）」及び「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（約）」という用語は、列挙された値の±１０％以内を意味し得る。例えば、場合によっては、「約１００［単位］」は、１００の±１０％内（例えば、９０から１１０）を意味し得る。「ａｂｏｕｔ（約）」及び「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ（約）」という用語は、互換的に使用することができる。

本明細書に記載のいくつかの実施形態は、コンピュータで実施される多様な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なコンピュータ可読媒体（非一時的なプロセッサ可読媒体とも呼ばれることがある）を備えたコンピュータ記憶製品に関する。コンピュータ可読媒体（またはプロセッサ可読媒体）は、一時的な伝播信号自体（例えば、空間やケーブルなどの伝送媒体上の情報を搬送する伝搬用電磁波）を含まないという意味で非一時的である。媒体及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ことがある）は、特定の目的または諸目的のために設計及び構築されたものであってもよい。非一時的なコンピュータ可読媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープなどの磁気記憶媒体、コンパクトディスク／デジタルビデオディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）、コンパクトディスク－読出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、及びホログラフィック装置などの光記憶媒体、光ディスクなどの光磁気記録媒体、搬送波信号処理モジュール、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）装置などのプログラムコードを記憶及び実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含むが、これらに限定されない。本明細書に記載する他の実施形態は、例えば、本明細書で開示される命令及び／またはコンピュータコードを含むことができるコンピュータプログラム製品に関する。

本明細書で説明しているシステム、装置、及び／または方法は、ソフトウェア（ハードウェアで実行される）、ハードウェア、またはそれらの組み合わせによって実行されてもよい。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また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）、及び／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができる。（ハードウェアで実行される）ソフトウェアモジュールは、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｒｕｂｙ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、及び／または他のオブジェクト指向、手続き型、または他のプログラミング言語と開発ツールを含む様々なソフトウェア言語（例えばコンピュータコード）で表現することができる。コンピュータコードの例には、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラによって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、及びインタプリタを使用してコンピュータが実行するより高次な命令を含むファイルが含まれるが、これらに限定されない。コンピュータコードの追加の例には、制御信号、暗号化されたコード、及び圧縮コードが含まれるが、これらに限定されない。

本明細書における特定の例及び説明は本質的に例示的であり、実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に教示された材料に基づいて当業者が開発でき、それは添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (13)

1. パルス波形を生成するように構成された信号発生器と、
   前記信号発生器と連結され、前記パルス波形を受信するように構成されたアブレーション装置であって、スパインのセットを含み、前記スパインのセットの少なくとも２本のスパインを介して前記パルス波形を受信したことに応答してパルス電界を組織に送出するように構成された前記アブレーション装置と
   を備え、
   前記少なくとも２本のスパインの各々は、表面と、前記表面に配置されるとともに独立してアドレス指定可能な少なくとも１セットの複数の電極とを含み、
   前記少なくとも１セットの複数の電極の各電極が、それに関連する絶縁リード線を有し、前記絶縁リード線が前記少なくとも２本のスパインのそれぞれの本体に配置されており、
   前記少なくとも２本のスパインは、第１のスパインと、前記第１のスパインに隣接する第２のスパインとを含み、
   前記第１のスパインの最遠位端の電極が、前記第２のスパインの最遠位端の電極に対して前記アブレーション装置の遠位端に近接して配置される、システム。
2. 前記絶縁リード線は、対応する絶縁体の絶縁破壊なしに少なくとも約７００Ｖの電圧電位を維持するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 使用中に心臓を刺激するためにペーシング信号を生成するように構成された心臓刺激装置をさらに備え、前記心臓刺激装置は、前記信号発生器と通信可能に接続されるとともに前記信号発生器にペーシング信号の表示を送信するようにさらに構成されており、
   前記信号発生器は、前記ペーシング信号の表示と同期するパルス波形を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記信号発生器は、前記ペーシング信号の表示に対して時間オフセットされたパルス波形を生成するようにさらに構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記アブレーション装置が、前記アブレーション装置の遠位端を形成するように前記スパインのセットを繋留するように構成された遠位キャップをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１セットの複数の電極の各電極が約０．５ｍｍ２～約２０ｍｍ２の表面積を有する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記スパインのセットの各スパインは、約０．２ｍｍ２～約１５ｍｍ２の断面積を有する、請求項１に記載のシステム。
8. 前記スパインのセットは前記アブレーション装置の遠位部に送出アセンブリを形成し、前記送出アセンブリは、前記スパインのセットが前記アブレーション装置の長手方向軸から半径方向外側に曲がる第１の構成と、前記スパインのセットが前記アブレーション装置の前記長手方向軸に略平行に配置される第２の構成との間で変形するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
9. 前記アブレーション装置は当該アブレーション装置の近位端にカテーテルシャフトをさらに含み、前記スパインのセットが前記カテーテルシャフトの遠位端に結合するとともに使用中に拡張構造を形成し、
   前記拡張構造の第１の平面における断面積は、当該拡張構造の第２の平面における断面積と異なっており、前記第１の平面と前記第２の平面とは、前記カテーテルシャフトの長手方向軸に対して直交する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記アブレーション装置は当該アブレーション装置の近位端にカテーテルシャフトをさらに含み、前記スパインのセットが前記カテーテルシャフトの遠位端に結合するとともに使用中に拡張構造を形成し、
    前記複数の電極のセットの少なくとも１つの電極、または、少なくともその一部は、前記拡張構造の遠位端面に配置され、前記遠位端面は前記カテーテルシャフトの長手方向軸に対して直交する、請求項１に記載のシステム。
11. 前記スパインのセットの遠位端は、前記拡張構造の内側の点に収束する、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記スパインのセットが拡張構造を形成している場合に、少なくとも１つの電極が当該少なくとも１つの電極の活性化によって損傷を生成するべく心臓内の壁と係合するように構成される、請求項９に記載のシステム。
13. 前記スパインのセットは、遠位部が近位部よりも球根状に膨らんで非対称形を有する拡張構造を形成するように構成される、請求項１に記載のシステム。

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