KR20200062414A - 다수의 전극을 갖는 온도 제어식 단기간 절제 - Google Patents

Abstract

장치는 인체의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터를 포함한다. 복수의 전극이 카테터 상에 배치되는데, 전극은 고주파(RF) 절제 에너지를 기관의 조직에 전달하도록 구성된다. 장치는 또한 전극들과 접촉 상태에 있는 기관의 조직의 각각의 섹션들을 절제하기 위해, RF 절제 에너지를 복수의 전극들의 각각에 최대 100W의 레벨로 동시에 공급하도록 구성되는 전력 공급부를 포함한다.

Description

다수의 전극을 갖는 온도 제어식 단기간 절제{TEMPERATURE CONTROLLED SHORT DURATION ABLATION WITH MULTIPLE ELECTRODES}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 본 명세서에 참고로 포함되는, 2017년 7월 6일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/529,158호의 이익을 주장한다.

기술분야

본 발명은 대체적으로 수술에 관한 것으로, 구체적으로는 고주파 절제(radiofrequency ablation)를 이용한 수술에 관한 것이다.

고주파(RF) 절제는 열에 의해 원하지 않는 조직을 사멸시키는 치료 방법이다. 1980년대에 심장 부정맥 치료로 시작하여, RF 절제는 다수의 질환에서 임상 응용을 알게 되었으며, 이제는 소정의 유형의 심장 부정맥 및 소정의 암에 대한 우선되는 치료이다. RF 절제 동안, 전극이 의료 이미징 안내 하에서 표적 영역과 근접한 곳에 삽입된다. 표적 영역 내의 전극을 둘러싸는 조직은 RF 전류를 통한 가열에 의해 파괴된다.

스완슨(Swanson) 등의 미국 특허 출원 제2003/0236455호는 폐정맥 조직을 맵핑 및 절제하기 위한 프로브 조립체를 설명한다. 프로브 조립체는 다수의 스플라인(spline)들을 갖는 확장가능하고 절첩가능한 바스켓(basket) 조립체를 포함한다. 스플라인들 중 하나 이상은 폐정맥 조직에서 전기적 활성을 감지하도록 구성된 하나 이상의 전극을 담지한다.

코(Coe) 등의 미국 특허 출원 제2014/0066921호는 벌룬(balloon) 카테터 신경조절 시스템을 설명한다. 이 출원은 기계적 압축, 에너지 전달, 또는 유체 전달에 의해 신경을 조절(예를 들어, 분열, 절제, 자극)하는 것을 지칭한다.

맥케이(Mackey)의 미국 특허 제5,931,835호는 다극성 전극 카테터를 위한 고주파 에너지 전달 시스템을 설명한다. 다수의 전극으로 전달되는 전력, 전압 또는 온도는 동적으로 제어될 수 있는 것으로 서술되어 있다.

부이스(Buysse) 등의 유럽 특허 출원 제1,645,234호는 다수의 전극을 채용한 전기수술 시스템을 설명한다. 시스템은 조직 내에서 큰 절제 체적을 생성하기 위해 다수의 전극을 채용한다.

셔먼(Sherman) 등의 미국 특허 출원 제2002/0161361호는 전극을 사용하고 자동 온도 제어를 갖는 RF 절제 시스템을 설명한다. 선택된 개수의 전극이 전극과 조직 사이의 계면에서의 온도를 나타내는 온도 신호를 제공하기 위해 전극과 연관된 온도 감지 디바이스를 갖는 것으로 서술되어 있다.

달리(Daly) 등의 미국 특허 출원 제2001/0020166호는 동시 단극성 다중 전극 절제를 위한 시스템을 설명한다. 시스템은 다수의 전극으로 동시에 전달되는 단극성 RF 에너지를 사용하여 조직을 절제하는 것으로 서술되어 있다.

너(

)의 미국 특허 제6,319,249호는, 특히 복수의 절제 전극, 적어도 하나의 에너지 공급원, 및 전극을 에너지 공급원에 연결하기 위한 스위칭 요소를 갖는 절제 카테터를 설명한다.

왕(Wang) 등의 미국 특허 출원 제2008/0161797호는 다수의 열 센서를 갖는 절제 카테터 전극을 설명한다. 전극은 전극 내의 상이한 위치들에 둘 이상의 열 센서를 포함하는 것으로 서술되어 있다.

본 특허 출원에 참고로 포함되는 문헌은, 임의의 용어가 이들 포함된 문헌에서 본 명세서에 명시적으로 또는 암시적으로 이루어진 정의와 상충되는 방식으로 정의되어 있는 경우에 본 명세서 내의 정의만이 고려되어야 한다는 점을 제외하면, 본 출원의 필수적인 부분으로 고려되어야 한다.

본 발명의 일 실시예는 장치를 제공하는데, 상기 장치는

인체의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터;

상기 카테터 상에 배치되고, 고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 복수의 전극들; 및

상기 전극들과 접촉 상태에 있는 상기 기관의 조직의 각각의 섹션들을 절제하기 위해, 상기 RF 절제 에너지를 상기 복수의 전극들의 각각에 최대 100W의 레벨로 동시에 공급하도록 구성되는 전력 공급부를 포함한다.

개시된 실시예에서, 상기 복수의 전극들은 최대 12개의 전극들을 포함하고, 상기 전력 공급부는 최대 1.2kW의 고주파 전력을 제공하도록 구성된다.

추가의 개시된 실시예에서, 상기 장치는 상기 복수의 전극들 중 하나의 전극의 각각의 온도를 측정하도록 각각 커플링된 복수의 온도 센서들을 포함하고, 상기 전력 공급부는, 상기 조직의 섹션들 중 하나의 섹션과 접촉 상태에 있는 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극의 각각의 온도가 선택된 최대 온도를 초과하는 경우, 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극에 공급되는 상기 RF 절제 에너지의 전력 레벨을 감소시키도록 구성된다.

다른 추가의 개시된 실시예에서, 상기 장치는 프로세서를 포함하는데, 상기 프로세서는 상기 전력 공급부에 커플링되고, 상기 복수의 전극들의 각각에 대한 상기 RF 절제 에너지에 대한 각각의 임피던스를 동시에 측정하도록, 그리고 상기 조직의 섹션들 중 하나의 섹션과 접촉 상태에 있는 상기 복수의 전극들 중 하나의 전극에 대한 임피던스의 변화가 미리설정된 값을 초과하는 경우, 상기 전력 공급부로부터 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극으로의 상기 RF 절제 에너지의 공급을 중단하도록 구성된다.

상기 카테터는 벌룬 카테터를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 카테터는 바스켓 카테터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 장치가 추가로 제공되는데, 상기 장치는

인체의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터;

상기 카테터 상에 배치되고, 고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 제1 전극 및 제2 전극; 및

상기 제1 전극의 제1 온도를 측정하도록 커플링된 제1 온도 센서;

상기 제2 전극의 제2 온도를 측정하도록 커플링된 제2 온도 센서;

상기 RF 절제 에너지를 제공하도록 구성된 전력 공급부;

상기 전력 공급부에 연결되고, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키도록 구성되는 스위치; 및

상기 전력 공급부가 상기 스위치를 통해 상기 제1 전극에 상기 RF 절제 에너지를 제공하는 동안, 상기 제1 및 제2 온도들을 모니터링하도록, 그리고 상기 모니터링된 온도들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링(toggling)하도록 구성되는 프로세서를 포함한다.

대안적인 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 제2 온도가 미리정의된 절제 온도 임계치를 초과하지 않는 동안 상기 제1 온도가 상기 절제 온도 임계치를 초과하는 것을 감지할 때, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제2 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하도록 구성된다.

추가의 대안적인 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 제1 전극을 통한 절제를 위한 제1 시간 및 상기 제2 전극을 통한 절제를 위한 제2 시간을 모니터링하도록, 그리고 상기 모니터링된 시간들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하도록 구성된다. 전형적으로, 상기 프로세서는, 절제를 위한 상기 제2 시간이 상기 제2 전극에 대한 절제를 위한 미리설정된 제2 시간보다 작은 동안 절제를 위한 상기 제1 시간이 상기 제1 전극에 대한 절제를 위한 미리설정된 제1 시간과 동일하거나 이를 초과하는 것을 감지할 때, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제2 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하도록 구성된다.

다른 추가의 대안적인 실시예에서, 상기 제1 전극은 상기 RF 절제 에너지를 제1 전력 레벨로 전달하도록 구성되고, 상기 제2 전극은 상기 RF 절제 에너지를 제2 전력 레벨로 전달하도록 구성되고, 상기 전력 공급부는 상기 제1 및 제2 전력 레벨들의 최대치 이하의 레벨로 상기 전극들에 전력을 공급하도록 구성된다.

상기 카테터는 벌룬 카테터일 수 있다. 대안적으로, 상기 카테터는 바스켓 카테터일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 방법이 추가로 제공되는데, 상기 방법은

카테터를 인체의 기관 내로 삽입하는 단계;

고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 복수의 전극들을 상기 카테터 상에 배치하는 단계; 및

상기 전극들과 접촉 상태에 있는 상기 기관의 조직의 각각의 섹션들을 절제하기 위해, 전력 공급부에 의해 상기 RF 절제 에너지를 상기 복수의 전극들의 각각에 최대 100W의 레벨로 동시에 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 방법이 추가로 제공되는데, 상기 방법은

카테터를 인체의 기관 내로 삽입하는 단계;

고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 제1 전극 및 제2 전극을 상기 카테터 상에 배치하는 단계; 및

상기 제1 전극의 제1 온도를 측정하도록 제1 온도 센서를 커플링시키는 단계;

상기 제2 전극의 제2 온도를 측정하도록 제2 온도 센서를 커플링시키는 단계;

상기 RF 절제 에너지를 제공하도록 전력 공급부를 구성하는 단계;

상기 전력 공급부에 스위치를 연결하고, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키도록 상기 스위치를 구성하는 단계; 및

상기 전력 공급부가 상기 스위치를 통해 상기 제1 전극에 상기 RF 절제 에너지를 제공하는 동안, 상기 제1 및 제2 온도들을 모니터링하고, 상기 모니터링된 온도들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하는 단계를 포함한다.

본 개시 내용은 도면과 함께 취해지는 본 발명의 실시예의 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 사용하는 침습성 의료 시술의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벌룬 카테터의 그의 팽창 구성의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐정맥 내에 배치된 벌룬 카테터의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 가요성 회로 조립체의 판(leaf)들의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌룬 카테터로부터 부분적으로 들어올려진 가요성 회로 조립체의 개략 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 도 1의 장치의 블록도이다.
도 7은 제1 실시예의 동작에서 수행되는 알고리즘의 단계들의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른, 도 1의 장치의 블록도이다.
도 9는 제2 실시예의 동작에서 수행되는 알고리즘의 단계들의 흐름도이다.

개요

본 발명의 실시예에서, 복수의 전극이 상부에 배치된 카테터가 인체의 기관, 전형적으로는 심장 내로 삽입된다. 전극은 고주파(RF) 절제 에너지를 기관의 조직에 전달하도록 구성된다.

본 발명의 제1 실시예에서, 전력 공급부는, 전극과 접촉 상태에 있는 기관의 조직의 각각의 섹션을 절제하기 위해, RF 절제 에너지를 복수의 전극의 각각에 최대 100W의 레벨로 동시에 공급한다. 그러한 동시 절제 동안, 각각의 전극에서의 온도 및 임피던스의 신중한 모니터링은 본 발명의 실시예가 조직에 대한 부작용 없이 각각의 전극에서 최대 100W의 전력으로 다수의 조직 절제를 개별적으로 수행할 수 있게 한다. 고전력은 다수의 절제를 위한 전체 절제 세션(session)이 전형적으로 10s 이하의 시간으로 단축되는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 제2 실시예에서, 복수의 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 제1 온도 센서가 제1 전극의 제1 온도를 측정하고, 제2 온도 센서가 제2 전극의 제2 온도를 측정한다. 전력 공급부는 RF 절제 에너지를 제공하고, 스위치가 전력 공급부에 연결되어, RF 절제 에너지를 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키도록 구성된다. 프로세서는, 전력 공급부가 스위치를 통해 제1 전극에 RF 절제 에너지를 제공하는 동안, 제1 및 제2 온도들을 모니터링하도록, 그리고 모니터링된 온도들에 응답하여, RF 절제 에너지를 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 스위치를 토글링하도록 구성된다. 전극들의 온도에 따라 전극들 사이의 RF 에너지를 스위칭하는 것은, 전력 공급부의 최대 정격 전력으로 인해 전극들 둘 모두에 동시에 고전력을 제공하는 것이 불가능할 수 있는 전력 공급부의 효율적인 이용을 보장한다.

상세한 설명

하기의 설명에서, 도면 내의 동일한 요소들은 동일한 도면 부호에 의해 식별되며, 필요에 따라 동일한 요소들은 식별 숫자에 문자를 첨부함으로써 구별된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(12)를 사용하는 침습성 의료 시술의 개략도이다. 시술은 의료 전문가(14)에 의해 수행되며, 예로서, 본 명세서 이하의 설명에서의 시술은 인간 환자(18)의 심장의 심근(16)의 일부분의 절제를 포함하는 것으로 상정된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 단지 이러한 특정 시술에만 적용가능하지 않으며, 생물학적 조직에 대한 또는 비-생물학적 물질에 대한 실질적으로 임의의 시술을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.

절제를 수행하기 위해, 의료 전문가(14)는 환자의 내강 내에 미리 위치된 외피(21) 내로 프로브(20)를 삽입한다. 외피(21)는 프로브(20)의 원위 단부(22)가 환자의 심장에 들어가도록 위치된다. 도 2 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 후술되는 벌룬 카테터(24)가 프로브(20)의 루멘(23)을 통해 배치되고, 프로브(20)의 원위 단부(22)로부터 빠져나온다.

도 1에 도시된 바와 같이, 장치(12)는 장치의 조작 콘솔(15) 내에 위치되는 시스템 프로세서(46)에 의해 제어된다. 콘솔(15)은 프로세서와 통신하기 위해 전문가(14)가 사용하는 제어부(49)를 포함한다. 시술 동안, 프로세서(46)는 전형적으로 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 프로브(20)의 원위 단부(22)의 위치 및 배향을 추적한다. 예를 들어, 프로세서(46)는 자기(magnetic) 추적 방법을 사용할 수 있는데, 여기서 환자(18) 외부의 자기 송신기(25X, 25Y, 25Z)가 프로브(20)의 원위 단부에 위치된 하나 이상의 코일 내에 신호를 생성한다. 미국 캘리포니아주 92618 어바인 테크놀러지 드라이브 33 소재의 Biosense Webster로부터 입수가능한 CARTO® 시스템이 그러한 추적 방법을 사용한다.

프로세서(46)를 위한 소프트웨어는 예를 들어 네트워크를 통해 전자 형태로 프로세서에 다운로드될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 소프트웨어는 광학, 자기, 또는 전자 저장 매체와 같은 비일시적 유형 매체(non-transitory tangible media)에 제공될 수 있다. 원위 단부(22)의 추적은 전형적으로 스크린(62) 상의 환자(18)의 심장의 3차원 표현물(60) 상에 디스플레이된다.

본 명세서의 설명에서, 프로세서(46)는 ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field-programmable gate array), MCU(microcontroller unit), 및 CPU를 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 집적 회로로 형성되는 것으로 상정된다.

장치(12)를 동작시키기 위해, 프로세서(46)는 장치를 동작시키는 프로세서에 의해 사용되는 다수의 모듈을 갖는 모듈 뱅크(bank)(50)와 통신한다. 따라서, 뱅크(50)는 온도 모듈(52), 전력 공급부(54), 스위치(57), 세척(irrigation) 모듈(55), 및 심전계(electrocardiograph, ECG) 모듈(56)을 포함하며, 이들의 기능은 후술된다. 뱅크(50)는 전형적으로 원위 단부(22) 상의 힘을 측정하기 위한 힘 모듈, 및 프로세서(46)에 의해 사용되는 추적 방법을 동작시키기 위한 추적 모듈과 같은 다른 모듈을 포함한다. 단순화를 위해, 그러한 다른 모듈들은 도 1에 도시되어 있지 않다. 모듈은 하드웨어 및 소프트웨어 요소들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2는 벌룬 카테터(24)의 그의 팽창 구성의 개략 사시도이고, 도 3은 폐정맥 내에 배치된 벌룬 카테터의 개략도이다. 벌룬 카테터(24)가 도 3에 도시된 바와 같이 폐정맥(13)과 같은 내강의 소공(11)을 절제하는 데 사용되는 개시된 실시예에서, 벌룬 카테터(24)는 근위 샤프트 부분(82) 및 원위 샤프트 단부(88)를 갖는 튜브형 샤프트(70)에 의해 지지된다. 샤프트(70)는 중공 중심 튜브(74)를 포함하는데, 중공 중심 튜브는 지지 카테터가 그를 통과하고 원위 샤프트 단부(88)를 통과하는 것을 허용한다. 지지 카테터는 도시된 바와 같이 중심 선형(focal linear) 카테터 또는 라소(lasso) 카테터(72)일 수 있다. 라소 카테터(72)는 소공의 절제 전에 벌룬 카테터(24)를 소공에 대해 정확하게 위치시키기 위해 폐정맥(PV) 내로 삽입될 수 있다. 카테터(72)의 원위 라소 부분은 전형적으로 니티놀(nitinol)과 같은 형상 기억 유지 재료로 형성된다.

벌룬 카테터(24)는 또한 PV에서 또는 심장 내의 다른 곳에서 (도 2에 파선으로 도시된 바와 같은) 선형 또는 중심 카테터(99)에 의해 지지될 수 있는 것으로 이해된다. 중심 카테터(99)는 그의 원위 팁에 힘 센서를 포함할 수 있다. 적합한 힘 전달 원위 팁은 2013년 1월 22일자로 고바리(Govari) 등에게 허여되고 발명의 명칭이 "CATHETER WITH PRESSURE SENSING"인 미국 특허 제8,357,152호, 및 2009년 11월 30일자로 비클러(Beeckler) 등에게 허여되고 발명의 명칭이 "CATHETER WITH PRESSURE MEASURING TIP"인 미국 특허 출원 제2011/0130648호에 개시되어 있으며, 이들 둘 모두의 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 벌룬 카테터와 함께 사용되는 임의의 카테터는, 예를 들어 압력 감지, 절제, 진단, 예컨대 내비게이션 및 파싱(pacing)을 포함하는 특징부 및 기능을 가질 수 있다.

벌룬 카테터(24)의 팽창가능 벌룬(80)은, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄 또는 PEBAX®와 같은 플라스틱으로 형성되는 생체적합성 재료의 외부 벽 또는 멤브레인(26)을 갖는다. 샤프트(70) 및 원위 샤프트 단부(88)는 벌룬(80)의 종축(78)을 한정한다. 벌룬(80)은 프로브(20)의 루멘(23)을 통해 절첩된 비팽창 구성으로 배치되고, 원위 단부(22)로부터 빠져나간 후에는 팽창될 수 있다. 벌룬(80)은 샤프트(70)를 통한 식염수 용액과 같은 유체의 주입 및 배출에 의해 팽창 및 팽창해제될 수 있다. 벌룬(80)의 멤브레인(26)에는 (도 5에 도시된) 세척 세공 또는 개구(27)가 형성되며, 이를 통해 세공에서 조직 절제 부위를 냉각시키기 위해 벌룬(80)의 내부로부터 벌룬의 외측으로 유체가 빠져나갈 수 있다. 도 3이 제트 스트림으로서 벌룬(80)을 빠져나가는 유체를 도시하고 있지만, 유체는 유체가 벌룬으로부터 누출되고 있는 유량을 포함한 임의의 원하는 유량 및/또는 압력으로 벌룬을 빠져나갈 수 있는 것으로 이해된다.

멤브레인(26)은 다층 가요성 회로 전극 조립체(84)로서 구성되는 조합된 전극과 온도 감지 부재를 지지하고 담지한다. "가요성 회로 전극 조립체"(84)는 많은 상이한 기하학적 구성을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 가요성 회로 전극 조립체(84)는 복수의 방열 판 또는 스트립(30)을 갖는다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 판들(30)의 개략도이다. 판(30)은 원위 단부(88) 및 벌룬(80)의 주위에 균일하게 분포된다. 각각의 판은 더 좁은 원위 부분으로 점진적으로 테이퍼지는 더 넓은 근위 부분을 갖는다. 도 4는, 예로서, 10개의 방열 판(30)을 도시하지만, 본 발명의 실시예는 10개보다 많거나 적은 판을 가질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 이하에서 언급되는 일 실시예에서, 판(30)은 12개이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 각각의 판(30)은 근위 미부(31P) 및 원위 미부(31D)를 갖는다. 근위 미부(31P)는 샤프트(70)의 근위 샤프트 부분(82) 상에 장착된 근위 링(28P)에 의해 카테터(24) 아래에 밀어 넣어지고 카테터에 체결된다. 원위 미부(31D)는 원위 링(도시되지 않음)에 의해 카테터(24) 아래에 밀어 넣어지고 카테터에 체결된다. 미부들(31D, 31P) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 세트가 원위 캡(28D)과 같은 각각의 반구형 캡에 의해 추가로 덮일 수 있다. 각각의 판 상의 하나 이상의 접촉 전극(33)은 절제 시술 동안 소공(11)과 갈바닉 접촉하는데, 그 동안, 도 3에 도시된 바와 같이, 전류가 접촉 전극(33)으로부터 소공(11)으로 흐른다. 본 설명에서, 전극(33)은 문자를 식별 숫자에 첨부함으로써 필요에 따라 구별되어, 전극들(33A, 33B, …)이 존재하게 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌룬 카테터로부터 부분적으로 들어올려진 가요성 회로 조립체의 개략 사시도이다. 단순화를 위해, 가요성 회로 전극 조립체(84)는 도 5에 도시된 바와 같이 그의 판들(30) 중 하나에 대해 설명되지만, 하기의 설명은 조립체의 각각의 판에 적용될 수 있는 것으로 이해된다. 가요성 회로 전극 조립체(84)는 적합한 생체적합성 재료, 예를 들어 폴리이미드로 구성된 가요성 및 탄성 시트 기판(34)을 포함한다. 일부 실시예에서, 시트 기판(34)은 벌룬 멤브레인(26)의 것과 비교하여 더 높은 열저항(또는 더 높은 용융 온도)을 갖는다. 일부 실시예에서, 기판(34)은 벌룬 멤브레인(26)의 용융 온도보다 대략 100℃ 이상만큼 높은 분해 온도를 갖는 열경화성 재료로 구성된다.

기판(34)에는 하나 이상의 세척 세공 또는 개구(35)가 형성되는데, 세척 개구(35)는 상기 세척 개구를 통과하는 유체가 소공 상의 절제 부위로 갈 수 있도록 벌룬 부재(26)의 세척 개구(35)와 정렬 상태에 있다.

기판(34)은 벌룬 멤브레인(26)으로부터 멀어지게 향하는 제1 또는 외부 표면(36), 및 벌룬 멤브레인(26)을 향하는 제2 또는 내부 표면(37)을 갖는다. 기판(34)은, 그의 외부 표면(36) 상에서, 소공과 조직 접촉을 하도록 구성된 접촉 전극(33)을 지지하고 담지한다. 기판(34)은, 그의 내부 표면(37) 상에서, 배선 전극(38)을 지지하고 담지한다. 접촉 전극(33)은 전력 공급부(54)에 의해 공급되는 RF 에너지를 절제 동안 소공에 전달하고, 소공의 온도 감지를 위해 열전쌍 접합부(이하에서 더 상세히 설명됨)에 연결된다. 예시된 실시예에서, 접촉 전극(33)은 종방향으로 긴 부분(40), 및 확대된 근위 및 원위 단부들(42P, 42D) 사이에서 긴 부분(40)의 각각의 측면으로부터 대체로 수직으로 연장되고 그들 사이에서 대체로 균일하게 이격된 복수의 얇은 횡방향 선형 부분 또는 핑거(finger)들(41)을 갖는다. 긴 부분(40)은 더 큰 폭을 갖고, 핑거들의 각각은 대체로 균일한 더 작은 폭을 갖는다. 따라서, 접촉 전극(33)의 구성 또는 트레이스는 "물고기뼈(fishbone)"와 유사하다.

기판(26) 내에 형성된 세척 개구(27)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 배제 구역(exclusion zone)(47)이 접촉 전극(33) 내에 형성된다. 배제 구역(47)은, 아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이, 세척 개구(27)를 그의 위치에 그의 기능으로 수용함에 있어서 조립체(84)의 구성 동안 접촉 전극(33)에 대한 손상을 피하기 위해 접촉 전극(33) 내에 의도적으로 형성된 공극이다.

또한, 접촉 전극(33) 내에는 기판(34) 내의 관통 구멍을 통해 연장되는 전도성 또는 금속성 형성체인 하나 이상의 전도성 블라인드 비아(blind via)(48)가 형성되는데, 이는 외부 표면(36) 상의 접촉 전극(33)과 내부 표면(37) 상의 배선 전극(38)을 연결하는 전기 도관으로서 구성된다. "전도성"은 본 명세서에서 모든 관련된 경우에 "금속성"과 상호교환가능하게 사용되는 것으로 이해된다.

와이어 쌍, 예컨대, 콘스탄탄(constantan) 와이어(51) 및 구리 와이어(53)가, 예를 들어, 솔더 용접부(63)에 의해, 전극(38)의 활성 솔더 패드 부분(61A)에 부착된다. 구리 와이어(53)는 배선 전극(33)에 리드 와이어를 제공하고, 구리 와이어(53) 및 콘스탄탄 와이어(51)는 접합부가 솔더 용접부(63)에 있는 열전쌍을 제공하여, 용접부(63)는 또한 본 명세서에서 열전쌍 접합부(63)로 지칭된다. 접합부(63)는 온도 센서로서 역할을 하며, 본 명세서에서 센서(63)로 또한 지칭되며, 센서들은 문자를 식별 숫자에 첨부함으로써 필요에 따라 구별되어, 센서들(63A, 63B, …)이 존재하게 한다. 따라서, 각각의 전극(33A, 33B, …)에 대해, 각각의 온도 센서(63A, 63B, …)가 존재한다.

와이어 쌍(51/53)은 멤브레인(26) 내에 형성된 관통 구멍(29)을 통과한다. 관통 구멍(29)이 없는 다른 실시예에서, 와이어 쌍(51/53)은, 와이어 쌍(51/53)이 근위 링(28)에 더 가까운 튜브형 샤프트 측벽 내에 형성된 다른 관통 구멍(도시되지 않음)을 통해 튜브형 샤프트(70)에 들어갈 때까지, 멤브레인(26)과 기판(34) 사이에서 이어지고 멤브레인(26)과 근위 미부(31P) 사이에서 근위로 더 이어질 수 있는 것으로 이해된다.

판(30) 및 미부(31P, 31D)를 포함하는 가요성 회로 전극 조립체(84)는, 기판(34)의 외부 표면(36)이 노출되고 기판(34)의 내부 표면(37)이 벌룬 멤브레인(26)에 부착되도록 벌룬 멤브레인(26)에 부착되는데, 이때 배선 전극(38) 및 와이어 쌍(51/53)은 기판(34)과 벌룬 멤브레인(26) 사이에 개재된다.

제1 실시예

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치(12)의 블록도이다. 도 6에서, 프로세서(46), 온도 모듈(52), 전력 공급부(54), 스위치(57), 및 카테터(24)는 직사각형 블록으로 도시되며, 블록도는 또한 감지 신호, 제어 신호, 및 장치(12)의 상이한 요소들 사이의 전력 연결을 도시한다. 스위치(57)는 서브스위치(59)로 총칭되는 복수의 서브스위치(59A, …, 59D, …, 59N)를 포함한다. 카테터(24)는, 센서(63A, …, 63D, … 63N)에 각각 부착되고 또한 전력 공급부로부터 서브스위치(59A, …, 59D, …, 59N)를 통해 전력을 수신하도록 연결된 전극(33A, …, 33D, … 33N)을 포함한다. 도 6에 의해 도시된 장치(12)의 제1 실시예에서, 모든 서브스위치(59)는 항상(constantly) 폐쇄되어, 활성화될 때, 전력 공급부(54)가 모든 전극(33)에 전력을 동시에 공급하게 한다.

따라서, 장치(12)의 동작에서, 그리고 도 1을 또한 참조하면, 온도 모듈(52)은 각각의 전극(33)의 각각의 센서(63)로부터 감지 신호를 수신하고, 그 신호를 사용하여 각각의 전극과 접촉 상태에 있는 조직 표면의 온도인 조직 온도를 결정한다. 온도 모듈은 본 명세서에서 매 33ms인 것으로 상정된 고정된 속도로 조직 온도를 계산하도록 구성되지만, 다른 실시예는 더 높은 또는 더 낮은 속도로 조직 온도를 계산할 수 있다. 온도 모듈은 전극(33)의 각각에 대한 계산된 조직 온도 값을 프로세서(46)로 전달하며, 이어서 프로세서는 제어 신호를 전력 공급부(54)로 전달한다.

전력 공급부(54)는 각각의 서브스위치(59)를 통해, 별개로 그리고 개별적으로, 벌룬 카테터(24)의 각각의 전극(33)에 RF 전력을 제공한다. 일부 실시예에서, RF 전력은 구리 와이어(53)를 통해 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, RF 전력은 다른 도체에 의해 각각의 전극(33)에 제공될 수 있다. 각각의 전극에 대한 전력은 1W 내지 100W의 범위로 공급될 수 있고, 전력은 모든 전극(33)에 동시에 제공될 수 있다. 따라서, 12개의 전극(33)을 포함하는 본 발명의 실시예에서, 모듈(54)은 1.2kW의 카테터에 대한 전체 전력 입력을 위해 각각의 전극에 100W를 공급할 수 있다.

이러한 고전력을 공급하기 위해, 전극(33)으로의 리드 및 기판(34)은 전극으로부터의 어떠한 아크발생도 피하기 위해 충분한 절연을 제공하는 것으로 이해될 것이다.

본 발명의 실시예에서, 전력 공급부는 70W 내지 100W의 범위 내에서 설정될 수 있는 각각의 전극(33)에 최대 RF 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈은 최대값과 상이한 범위에서 각각의 전극(33)에 추가의 RF 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 추가의 전력 범위는 20W 내지 60W이고, 추가의 전력은 전형적으로 최대 전력 후에 제공된다. 최대 RF 전력 및 추가의 RF 전력은 또한 본 명세서에서 제1 전력 및 제2 전력으로 지칭된다.

전력 공급부는 또한 각각의 전극(33)의 임피던스를 측정한다. 임피던스는 본 명세서에서 매 500ms인 것으로 상정된 미리정의된 속도로 측정되지만, 다른 실시예는 더 낮은 또는 더 높은 속도로 임피던스를 측정할 수 있다.

각각의 전극(33)에 대해, 전극에 대한 최대 전력, 및 전력이 전달되는 기간은 전문가(14)에 의해 선택된다. 전문가는 또한 70W 미만의 전력의 값, 및 이러한 감소된 전력의 전달을 위한 대응하는 기간을 선택할 수 있다. 임의의 주어진 전극에 의해 전달되는 실제 전력은, 후술되는 바와 같이, 그 전극에 대한 온도 모듈(52)로부터 수신된 조직 온도에 의해 결정된다.

전형적으로, 절제 세션 동안, 주어진 전극(33)에 제공되는 임피던스는 감소한다. 본 발명의 실시예는 또한 각각의 전극에 제공되는 임피던스가 이전의 임피던스 측정치로부터, 본 명세서에서 7Ω인 것으로 상정된 미리설정된 값 초과만큼 증가하는지 여부를 검사하지만, 다른 실시예는 미리설정된 값에 대해 더 큰 또는 더 작은 값의 임피던스를 사용할 수 있다. 임피던스의 증가는 전형적으로, 탄화(charring) 또는 스팀 팝핑(steam popping)과 같은, 절제되는 조직의 원치 않는 변화가 존재하는 경우에 발생한다. 임의의 주어진 전극(33)에 대해, 임피던스가 미리설정된 값 초과만큼 증가하는 경우, 전력 공급부는 주어진 전극으로의 RF 전달을 중지하도록 구성된다.

전문가에 의해 선택된 전력에도 불구하고, 전력 공급부는, 온도 모듈로부터 수신된 주어진 전극에 대한 조직 온도가 미리정의된 온도 임계치에 도달하거나 그를 초과하는 경우, 주어진 전극에 의해 전달되는 전력을, 전형적으로는 대략 5% 내지 대략 95%만큼, 감소시키도록 구성된다. 미리정의된 온도 임계치는 전문가(14)에 의해 설정되는 최대 허용가능 온도이고, 하기의 설명에서, 미리정의된 온도 임계치는 또한 최대 허용가능 온도로 지칭된다.

일 실시예에서, 원래 90W로 설정되었던 주어진 전극에 대한 전력은 센서(63)로부터의 판독에 상관없이 4s 후에 50W로 감소된다. 본 발명의 일 실시예에서, 모든 전극에 대한 최대 허용가능 온도는 60℃ 내지 65℃의 범위 내에서 설정될 수 있다. 전형적으로, 최대 허용가능 온도를 초과하면, 탄화, 전극(33) 상의 응고(coagulation), 및/또는 절제되는 조직 내의 스팀 팝과 같은 바람직하지 않은 효과를 야기한다.

세척 모듈(58)(도 1)은 세척 유체가 벌룬 카테터(24)에 전달되는 속도를 제어한다. 본 발명의 실시예에서, 이는 5 내지 60ml/min의 범위 내에서 설정될 수 있다.

도 7은 장치(12)의 제1 실시예의 동작에서 수행되는 알고리즘의 단계의 흐름도이다. 흐름도의 단계는 도 6의 블록도가 적용되는 것으로, 즉 모든 서브스위치(59)가 항상 폐쇄되어 전력 공급부가 모든 전극(33)에 전력을 동시에 공급하게 하는 것으로 상정한다.

범위 설정 단계(200)에서, 상기에 언급된 변수 파라미터의 각각에 대한 범위가 설정된다. 범위는 각각의 전극(33)에 대해 개별적으로 설정될 수 있다. 이는 일 실시예에서 전형적으로 모든 전극에 대해 동일하지만, 이는 반드시 그렇지 않고, 다른 실시예에서는 상이한 전극에 대해 범위가 상이하다.

일 실시예에서, 범위는 표 I에 도시된 바와 같이 설정된다. 전형적으로, 전력의 경우, 일반적으로 전문가(14)인 장치(12)의 조작자는 제1 전력만을 설정하는 한편, 제2 전력은 프로세서(46)에 의해 자동으로 미리설정된다.

[표 I]

범위 설정 단계(200)는 전문가(14)가 절제를 수행하기 전에 구현된다.

절제 세션의 시작 시, 프로브 도입 단계(202)에서, 전문가(14)는 장치(12) 내에 포함된 추적 시스템을 사용하여 벌룬 카테터(24)를 심근(16) 내의 원하는 위치 내로 삽입한다.

선택 값 단계(204)에서, 절제 시술을 수행하기 전에, 전문가(14)는 시술에 사용되는 표 I에 열거된 파라미터의 값을 선택하고, 제어부(49)를 사용하여 그 값을 시스템에 제공한다. 대안적으로, 전문가는 표 I에 열거된 파라미터의 값의 미리결정된 세트를, 전형적으로는 그 값을 포함하는 "레시피"를 선택함으로써, 그러한 레시피들의 군으로부터 선택한다. 선택된 값은 전형적으로 병소(lesion)의 깊이에 종속적이고, 시술에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 1 내지 3mm 깊이의 병소의 경우, 본 발명자는 표 II에 의해 주어진 파라미터의 값이 양호한 결과를 제공함을 알아내었다. 4 내지 5mm 깊이의 병소의 경우, 본 발명자는 표 III에 의해 주어진 파라미터의 값이 양호한 결과를 제공함을 알아내었다.

단계(204)에서 전문가(14)에 의해 이루어진 선택은 개별적으로 각각의 전극(33)에 대한 것으로 이해될 것이다. 따라서, 12개의 전극(33)에 대해, 12개 세트의 파라미터가 선택된다. 선택이 모든 전극(33)에 대해 동일할 수 있지만, 이것이 필요조건은 아니다. 예를 들어, 전문가는 일부 전극에 대해서 표 II에 따라, 그리고 다른 전극에 대해서는 표 III에 따라 파라미터를 선택할 수 있다.

또한, 각각의 전극(33)에 대한 선택된 파라미터가 전형적으로 모든 전극에 동시에 적용되지만, 이것 또한 필요조건은 아니다. 따라서, 파라미터는 적어도 부분적으로 순차적으로, 그리고/또는 엇갈린 방식으로 제공될 수 있는데, 예를 들어, 하나의 전극에 대해 절제가 시작되고 나서 2s 후에, 이웃하는 전극에 대해 절제가 시작될 수 있다.

[표 II]

[표 III]

당업자는, 다른 병소 깊이에 대해, 부적절한 실험 없이 표 I에 의해 주어진 범위 내에서 파라미터의 요구되는 값을 결정하는 것이 가능할 것이다.

시작 RF 전달 단계(206)에서, 전문가(14)는 전극(33)의 절제를 수행하기 위해 단계(204)에서 선택된 파라미터 값으로 장치(12)를 동작시킨다. 전형적으로, 절제 동안, 스크린(62)은 표 I에 열거된 파라미터의 값을 전문가에게 디스플레이한다. 스크린(62)은 또한, 당업계에 공지된 방법에 의해, 개별 전극으로의 RF 전달의 진행을 전문가에게 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 진행의 디스플레이는 병소가 절제에 의해 생성되기 때문에 각각의 병소의 치수의 시뮬레이션과 같이 그래픽일 수 있고/있거나 영숫자(alphanumeric)일 수 있다.

RF 전달 동안, 시술 프로세서(46)는, 결정 단계(208, 210, 214)에 의해 흐름도에 도시된 바와 같이, 시술의 진행에 대한 다수의 검사를 수행하기 위해 온도 모듈 및 전력 공급부를 사용한다.

프로세서(46)는 각각의 주어진 전극(33)에 대한 알고리즘의 단계(208 내지 222)를 개별적으로 그리고 별개로 동작시켜, 주어진 전극에 대한 임피던스 및 전극의 센서(63)에 의해 제공되는 조직 온도를 측정한다. 명료함을 위해, 아래의 설명에서, 모든 전극의 절제는 동시에 구현되는 것으로 상정되며, 이 경우에 프로세서는 모든 상이한 전극들에 대해 단계(206 내지 222)를 동시에 수행한다. 당업자는 비동시적 절제의 경우에 대해, 필요한 부분만 약간 수정하여, 설명을 적응시킬 수 있을 것이다.

단계(208)에서, 프로세서(46)는 전력 공급부(54)를 사용하여 주어진 전극(33)의 임피던스가 미리설정된 임피던스 값 초과만큼 증가하였는지 여부를 검사한다. 만일 그렇다면, 시스템은 주어진 전극에 대한 시술을 종료 단계(216)에서 중단한다. 단계(208)가 네거티브(negative) 값을 반환하면, 알고리즘의 제어는 결정 단계(210)로 계속된다.

단계(210)에서, 프로세서는 온도 모듈(52)을 사용하여, 전극의 센서(63)에 의해 측정될 때, 주어진 전극에 대한 측정된 조직 온도가 미리정의된 온도 임계치, 즉 단계(204)에서 선택된 최대 허용가능 온도를 초과하는지 또는 그에 도달하는지 여부를 검사한다. 결정 단계(210)가 포지티브(positive) 값을 반환하면, 전력 공급부는 감소 단계(218)에서, 주어진 전극에 대한 전력을 감소시킨다.

단계(218)에서의 전력 감소는 하기의 다수의 파라미터의 함수이다:

최대 허용가능 온도(T)(단계(204)에서 설정됨)와 시간(t)에 측정된 온도(T_t) 사이의 온도 차이,

순차적인 온도 측정치들 사이의 측정된 온도들의 변화, 즉, T_t-1 ― T_t,

목표 전력(P)으로서, 흐름도가 제1 기간 내에 기능하고 있는 경우에 P는 제1 목표 전력이고, 흐름도가 제2 기간 내에 기능하고 있는 경우에 P는 제2 목표 전력인, 목표 전력(P), 및

시간(t)에 측정된 전력(P_t).

일 실시예에서, 하기의 방정식이 전력 감소를 위해 적용된다:

여기서, ΔP(T)는 온도의 함수로서 전력의 부분 변화(fractional change)이고, a 및 b는 수치 상수이다. 개시된 실시예에서, a = 10이고 b = 1이다.

여기서, ΔP(p)는 전력의 함수로서 전력의 부분 변화이다.

여기서, min(ΔP(T), ΔP(p))은 ΔP(T) 및 ΔP(p)의 최소값이고, ΔP는 단계(218)에서 적용된 전력의 부분 변화이다.

전형적으로, 전력 감소 단계(218)는 측정된 온도가 미리정의된 온도 임계치 미만일 때까지 결정 단계(210)와 함께 반복적으로 수행된다.

단계(210)가 네거티브 값을 반환하면, 제어는 결정 단계(214)로 계속된다.

결정 단계(214)에서, 프로세서(46)는 단계(204)에서 설정된 주어진 전극에 의한 절제를 위한 시간에 도달하였는지 여부를 검사한다. 만일 그렇다면, 흐름도는 종료된다. 그 시간에 도달하지 않았다면, 제어는 계속되는 절제 단계(222)로 가고, 여기서 프로세서는 주어진 전극에 의한 절제를 계속하고, 결정 단계(208, 210, 214)로 복귀한다. 결정 단계(208, 210, 214)는 단순화 및 명료함을 위해 흐름도에서 순차적으로 제시되었다. 그러나, 전형적으로, 시스템은 전력 공급부를 사용하여 단계들을 병렬로 수행한다.

제2 실시예

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치(12)의 블록도이다. 후술되는 차이점 이외에, 제2 실시예에 대한 블록도는 제1 실시예의 블록도(도 6)와 대체로 유사하고, 두 블록도에서 동일한 도면 부호로 표시된 요소들은 공통적인 것이다. 제1 실시예와 대조적으로, 도 6에 의해 도시된 장치(12)의 제2 실시예에서, 모든 서브스위치(59)는 항상 폐쇄되어 있지 않다. 오히려, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 장치(12)의 동작 동안, 임의의 주어진 순간에, 일부 서브스위치(59)가 개방되고 일부는 폐쇄된다. 도 8은 예로서 서브스위치(59A, 59N)가 개방되는 한편, 서브스위치(59D)가 폐쇄되는 것을 도시한다.

도 9은 장치(12)의 제2 실시예의 동작에서 수행되는 알고리즘의 단계의 흐름도이다.

전력 공급부(54)가 모든 전극(33)에 절제 전력을 동시에 공급할 수 있는 전술된 제1 실시예와는 대조적으로, 본 명세서 이하에서 설명되는 제2 실시예에서, 전력 공급 모듈은 전력 공급부의 최대 정격 전력으로 인해, 전극(33)의 서브세트, 즉 감소된 개수의 전극에만 절제 전력을 동시에 공급할 수 있는 것으로 제한된다.

초기 단계(250)에서, 전문가(14)는 장치(12) 내에 포함된 추적 시스템을 사용하여 벌룬 카테터(24)를 심근(16) 내의 원하는 위치 내로 삽입한다.

할당 단계(254)에서, 전문가는 각각의 전극(33)에 대해 개별적으로 절제 파라미터, 즉 각각의 전극에 의해 전달되는 전력, 및 전달을 위한 지속시간을 할당한다. 일부 경우에 이들이 각각의 전극(33)에 대해 동일할 수 있지만, 예를 들어 각각의 전극(33)에 대해 4s 동안 90W로 동일할 수 있지만, 그러할 필요는 없다. 예를 들어, 전극(33A)에 3s 동안 80W가 할당될 수 있고, 전극(33B)에 4s 동안 60W가 할당될 수 있고, 전극(33C)에 3s 동안 70W가 할당될 수 있는 등이다.

일부 실시예에서, 할당은 절제되는 조직에 대한 (단계(250)에서 구현된 바와 같은) 카테터(24)의 위치설정에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 벌룬 카테터(24)가 폐정맥(13)의 소공(11)과 접촉하도록 위치된 경우(도 3), 전력 및 시간은 각각의 전극(33)과 접촉하는 소공 섹션의 측정된 또는 상정된 두께에 따라 설정될 수 있다.

각각의 전극에 대해 개별적으로 절제 파라미터를 할당하는 것에 더하여, 단계(254)에서, 센서(63)에 의해 측정된 온도에 대해 미리정의된 온도 임계치가 할당된다. 미리정의된 온도 임계치는 전문가(14)에 의해 할당될 수 있거나, 대안적으로 장치(12)에 대해 미리설정될 수 있다. 온도 임계치는, 제1 실시예를 참조하여 전술된 바와 같이, 주어진 전극(33)에 대한 최대 허용가능 온도이다. 또한 전술된 바와 같이, 조직의 온도가 온도 임계치보다 높은 경우, 조직은 원하지 않는 영향을 겪을 수 있다.

초기 절제 단계(258)에서, 전문가는 장치(12)를 활성화시켜 절제를 시작한다. 활성화 시, 프로세서(46)는 전극(33)을 2개의 그룹, 즉, 절제를 위해 사용되는, 본 명세서에서 활성 전극(33)으로 지칭되는 제1 그룹, 및 절제에 사용되지 않는, 본 명세서에서 정지 전극(33)으로 지칭되는 제2 그룹으로 분할한다. 프로세서(46)는 서브스위치(59)를 폐쇄 또는 개방함으로써 선택을 이룰 수 있다. 따라서, 활성 전극(33)은 제1 세트의 서브스위치(59)를 폐쇄함으로써 선택되어, 이들 전극을 위한 전력 공급부(54)로부터 전극으로의 전도성 라인이 존재한다. 정지 전극(33)은 제2 세트의 서브스위치(59)를 개방함으로써 선택되어, 이들 전극을 위한 전력 공급부(54)로부터 전극으로의 전도성 라인은 존재하지 않는다. 프로세서는 활성 전극 레지스터 내의 활성 전극(33)의 아이덴티티(identity), 및 정지 전극 레지스터 내의 정지 전극(33)의 아이덴티티를 저장한다.

프로세서(46)는, 단계(254)에서 할당된 절제 파라미터에 따라 결정되는 바와 같이, 활성 그룹으로 전달될 필요가 있는 총 전력이 전력 모듈(54)의 최대 정격 전력을 초과하지 않도록 전극을 2개의 그룹으로 분할한다. 예를 들어, 12개의 전극(33) 각각이 단계(254)에서 50W를 전달하도록 할당되고 모듈(54)이 500W의 최대 정격 전력을 갖는 경우, 프로세서는 최대 5개의 전극을 활성 그룹에 있도록 할당할 수 있고 나머지, 이 경우에 7개 이상을 정지 그룹에 있도록 할당할 수 있다. 전형적으로, 프로세서(46)는 전력 모듈(54)의 최대 정격 전력이 초과되지 않는다는 제약조건과 일치하는 가장 큰 가능한 개수의 전극(33)을 갖도록 활성 그룹을 할당한다. 일부 실시예들에서, 할당은 초기에 무작위 방식으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 전문가(14)는, 예를 들어, 활성 그룹에 할당되는 전극(33)의 우선순위 순서를 프로세서에 제공함으로써, 할당이 무작위가 아닌 방식으로 어떻게 이루어져야 하는지의 지시를 프로세서에 제공할 수 있다.

연속 단계(262)에서, 프로세서(46)는 전력 공급부(54)를 활성화시킴으로써 절제를 시작하여, 모듈이 단계(254)에서 설정된 전력 레벨에 따라 활성 그룹의 각각의 전극(33)에, 즉 각각의 서브스위치(59)가 폐쇄된 각각의 전극에 전력을 공급하게 한다.

제1 결정 단계(264)에서, 프로세서(46)는 주어진 활성 전극(33)이 그의 할당된 절제를 완료하였는지 여부를 검사한다. 예를 들어, 할당 단계(254)에서 주어진 전극이 4s 동안 50W 전력으로 절제되도록 할당되는 경우, 프로세서는 주어진 전극이 50W의 전력을 소산하고 있는 동안의 총 시간이 4s와 동일한지 여부를 검사한다. 제1 결정이 네거티브를 반환하면, 프로세서는 온도 결정 단계(268)로 진행하는데, 여기서 프로세서는, 적절한 센서(63)를 사용하여, 주어진 활성 전극 온도가 단계(254)에서 설정된 온도 임계치를 초과하는지 여부를 검사한다. 임계치를 초과하지 않는 경우, 즉 온도 조건이 네거티브를 반환하면, 제어는 제1 결정 단계(264)로 복귀한다.

따라서, 제1 결정 단계(264) 및 온도 결정 단계(268) 둘 모두가 네거티브를 반환하면, 프로세서는 이들 결정을 거치는 루프를 반복하고, 주어진 활성 전극이 그의 할당된 절제를 완료하였는지 여부를 그리고 그의 센서에 의해 측정될 때 그의 온도가 온도 임계치를 초과하는지 여부를 계속 검사한다.

프로세서(46)는 모든 활성 전극에 대해 전술된 반복 루프를 동시에 구현한다. 반복 루프는 흐름도의 복귀 라인(270)을 따른다.

임의의 주어진 활성 전극에 대해, 반복은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 결정 단계(264) 또는 온도 결정 단계(268) 중 어느 하나가 포지티브를 반환하면 중지된다.

온도 결정 단계(268)가 포지티브를 반환하면, 즉 검사되는 활성 전극(33)의 센서(63)가 임계 온도가 초과된 것을 나타내는 경우, 제어는 스위치 토글링 단계(272)로 옮겨간다. 따라서, 결정(268)이 포지티브를 반환하면, 검사되는 활성 전극에 대한 반복 루프가 중단된다.

스위치 토글링 단계(272)에서, 프로세서(46)는 하기의 동작을 수행한다:

단계(272)에 진입하기 전에 검사된 활성 전극에 대한 전력은, 활성 전극에 공급하는 서브스위치(59)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 스위치(57) 내에서 토글링하는 프로세서에 의해 차단된다.

정지 전극 레지스터 내의 전극 아이덴티티를 사용하여, 프로세서는 활성 전극으로 변환될 정지 전극을 선택한다. 선택은, 새로운 활성 전극이 동작하고 있을 때, 전력 모듈(54)의 최대 정격 전력이 초과되지 않는다는 제약조건과 일치한다.

선택된 정지 전극은, 선택된 전극에 공급하는 서브스위치(59)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 스위치(57) 내에서 토글링하는 프로세서에 의해, 전력공급 온(on)되어 활성 전극이 된다.

프로세서는 그에 따라 활성 전극 레지스터 및 정지 전극 레지스터를 업데이트한다. 즉, 결정 단계(268)에서 검사된 전극의 아이덴티티는 활성 전극 레지스터로부터 정지 전극 레지스터로 전달되고, 스위치 토글링 단계에서 선택된 정지 전극의 아이덴티티는 정지 전극 레지스터로부터 활성 전극 레지스터로 전달된다.

일단 프로세서가 단계(272)에 대해 전술된 동작을 수행하였으면, 제어는 결정 단계(264)로 복귀하여, 결정 단계(264, 268) 및 라인(270)의 반복 루프가 재시작되게 한다.

전술된 바와 같이, 반복 루프는 또한 결정 단계(264)가 포지티브를 반환하면 종료될 수 있다. 이러한 경우에, 검사되는 전극은 그의 절제를 완료하였고, 제어는 완료된 전극 기록 단계(276)로 계속된다. 단계(276)에서, 프로세서는 결정 단계(264)에서 검사되는 전극의 아이덴티티를 활성 전극 레지스터로부터 완료된 절제 레지스터에 전달한다.

흐름도는 결정 단계(280)로 계속되는데, 여기서 프로세서는 모든 전극이 그의 절제를 완료하였는지 여부를 알기 위해 완료된 절제 레지스터를 검사한다. 단계(280)가 네거티브를 반환하면, 즉, 할당된 절제를 완료하지 않은 적어도 하나의 전극이 있는 경우, 제어는 전술된 스위치 토글링 단계(272)로 계속되는데, 여기서 조건(264)에서 검사된 활성 전극은 스위칭 오프(off)되고, 이용가능한 정지 전극은 스위칭 온된다.

단계(280)가 포지티브를 반환하면, 즉 모든 전극이 그들의 절제를 완료한 경우, 마지막 동작 전극인, 결정 단계(264)에서 검사된 활성 전극은 최종 흐름도 단계(284)에서 스위칭 오프되고, 흐름도는 종료된다.

상기 설명이 각각의 절제를 위한 다수의 전극(33)을 제공하기 위해 벌룬 카테터를 사용하였지만, 본 발명의 실시예는 벌룬 카테터로 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 바스켓 카테터, 라소 카테터, 및 중심 카테터와 같은 다른 카테터를, 각각의 절제를 위해 사용되는 다수의 전극과 함께, 포함한다.

따라서, 전술된 실시예는 예로서 인용된다는 것이, 그리고 본 발명은 특히 본 명세서에서 전술되고 도시된 것으로 제한되는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범주는 본 명세서에서 전술된 다양한 특징의 조합 및 하위조합 둘 모두뿐만 아니라, 전술한 설명을 읽을 때 당업자에게 떠오를 것이고 종래 기술에서 개시되지 않은 본 발명의 변형 및 수정을 포함한다.

Claims (26)

1. 장치로서,
   인체의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터;
   상기 카테터 상에 배치되고, 고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 복수의 전극들; 및
   상기 전극들과 접촉 상태에 있는 상기 기관의 조직의 각각의 섹션들을 절제하기 위해, 상기 RF 절제 에너지를 상기 복수의 전극들의 각각에 최대 100W의 레벨로 동시에 공급하도록 구성되는 전력 공급부를 포함하는, 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전극들은 최대 12개의 전극들을 포함하고, 상기 전력 공급부는 최대 1.2 kW의 고주파 전력을 제공하도록 구성되는, 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전극들 중 하나의 전극의 각각의 온도를 측정하도록 각각 커플링된 복수의 온도 센서들을 포함하고, 상기 전력 공급부는, 상기 조직의 섹션들 중 하나의 섹션과 접촉 상태에 있는 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극의 각각의 온도가 선택된 최대 온도를 초과하는 경우, 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극에 공급되는 상기 RF 절제 에너지의 전력 레벨을 감소시키도록 구성되는, 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전력 공급부에 커플링되고, 상기 복수의 전극들의 각각에 대한 상기 RF 절제 에너지에 대한 각각의 임피던스를 동시에 측정하도록, 그리고 상기 조직의 섹션들 중 하나의 섹션과 접촉 상태에 있는 상기 복수의 전극들 중 하나의 전극에 대한 임피던스의 변화가 미리설정된 값을 초과하는 경우, 상기 전력 공급부로부터 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극으로의 상기 RF 절제 에너지의 공급을 중단하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 카테터는 벌룬(balloon) 카테터를 포함하는, 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 카테터는 바스켓(basket) 카테터를 포함하는, 장치.
7. 장치로서,
   인체의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터;
   상기 카테터 상에 배치되고, 고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 제1 전극 및 제2 전극;
   상기 제1 전극의 제1 온도를 측정하도록 커플링된 제1 온도 센서;
   상기 제2 전극의 제2 온도를 측정하도록 커플링된 제2 온도 센서;
   상기 RF 절제 에너지를 제공하도록 구성된 전력 공급부;
   상기 전력 공급부에 연결되고, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키도록 구성되는 스위치; 및
   상기 전력 공급부가 상기 스위치를 통해 상기 제1 전극에 상기 RF 절제 에너지를 제공하는 동안, 상기 제1 및 제2 온도들을 모니터링하도록, 그리고 상기 모니터링된 온도들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링(toggling)하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제2 온도가 미리정의된 절제 온도 임계치를 초과하지 않는 동안 상기 제1 온도가 상기 절제 온도 임계치를 초과하는 것을 감지할 때, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제2 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하도록 구성되는, 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 제1 전극을 통한 절제를 위한 제1 시간 및 상기 제2 전극을 통한 절제를 위한 제2 시간을 모니터링하도록, 그리고 상기 모니터링된 시간들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하도록 구성되는, 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는, 절제를 위한 상기 제2 시간이 상기 제2 전극에 대한 절제를 위한 미리설정된 제2 시간보다 작은 동안 절제를 위한 상기 제1 시간이 상기 제1 전극에 대한 절제를 위한 미리설정된 제1 시간과 동일하거나 이를 초과하는 것을 감지할 때, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제2 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하도록 구성되는, 장치.
11. 제7항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 RF 절제 에너지를 제1 전력 레벨로 전달하도록 구성되고, 상기 제2 전극은 상기 RF 절제 에너지를 제2 전력 레벨로 전달하도록 구성되고, 상기 전력 공급부는 상기 제1 및 제2 전력 레벨들의 최대치 이하의 레벨로 상기 전극들에 전력을 공급하도록 구성되는, 장치.
12. 제7항에 있어서, 상기 카테터는 벌룬 카테터를 포함하는, 장치.
13. 제7항에 있어서, 상기 카테터는 바스켓 카테터를 포함하는, 장치.
14. 방법으로서,
    카테터를 인체의 기관 내로 삽입하는 단계;
    고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 복수의 전극들을 상기 카테터 상에 배치하는 단계; 및
    상기 전극들과 접촉 상태에 있는 상기 기관의 조직의 각각의 섹션들을 절제하기 위해, 전력 공급부에 의해 상기 RF 절제 에너지를 상기 복수의 전극들의 각각에 최대 100W의 레벨로 동시에 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 전극들은 최대 12개의 전극들을 포함하고, 상기 전력 공급부는 최대 1.2 kW의 고주파 전력을 제공하도록 구성되는, 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 복수의 전극들 중 하나의 전극의 각각의 온도를 측정하도록 복수의 온도 센서들을 커플링시키는 단계, 및 상기 조직의 섹션들 중 하나의 섹션과 접촉 상태에 있는 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극의 각각의 온도가 선택된 최대 온도를 초과하는 경우, 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극에 공급되는 상기 RF 절제 에너지의 전력 레벨을 감소시키도록 상기 전력 공급부를 구성하는 단계를 포함하는, 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 복수의 전극들의 각각에 대한 상기 RF 절제 에너지에 대한 각각의 임피던스를 동시에 측정하는 단계, 및 상기 조직의 섹션들 중 하나의 섹션과 접촉 상태에 있는 상기 복수의 전극들 중 하나의 전극에 대한 임피던스의 변화가 미리설정된 값을 초과하는 경우, 상기 전력 공급부로부터 상기 복수의 전극들 중 상기 하나의 전극으로의 상기 RF 절제 에너지의 공급을 중단하는 단계를 포함하는, 방법.
18. 제14항에 있어서, 상기 카테터는 벌룬 카테터를 포함하는, 방법.
19. 제14항에 있어서, 상기 카테터는 바스켓 카테터를 포함하는, 방법.
20. 방법으로서,
    카테터를 인체의 기관 내로 삽입하는 단계;
    고주파(RF) 절제 에너지를 상기 기관의 조직에 전달하도록 구성된 제1 전극 및 제2 전극을 상기 카테터 상에 배치하는 단계;
    상기 제1 전극의 제1 온도를 측정하도록 제1 온도 센서를 커플링시키는 단계;
    상기 제2 전극의 제2 온도를 측정하도록 제2 온도 센서를 커플링시키는 단계;
    상기 RF 절제 에너지를 제공하도록 전력 공급부를 구성하는 단계;
    상기 전력 공급부에 스위치를 연결하고, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키도록 상기 스위치를 구성하는 단계; 및
    상기 전력 공급부가 상기 스위치를 통해 상기 제1 전극에 상기 RF 절제 에너지를 제공하는 동안, 상기 제1 및 제2 온도들을 모니터링하고, 상기 모니터링된 온도들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하는 단계를 포함하는, 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 제2 온도가 미리정의된 절제 온도 임계치를 초과하지 않는 동안 상기 제1 온도가 상기 절제 온도 임계치를 초과하는 것을 감지할 때, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제2 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하는 단계를 포함하는, 방법.
22. 제20항에 있어서, 상기 제1 전극을 통한 절제를 위한 제1 시간 및 상기 제2 전극을 통한 절제를 위한 제2 시간을 모니터링하는 단계, 및 상기 모니터링된 시간들에 응답하여, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나의 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하는 단계를 포함하는, 방법.
23. 제22항에 있어서, 절제를 위한 상기 제2 시간이 상기 제2 전극에 대한 절제를 위한 미리설정된 제2 시간보다 작은 동안 절제를 위한 상기 제1 시간이 상기 제1 전극에 대한 절제를 위한 미리설정된 제1 시간과 동일하거나 이를 초과하는 것을 감지할 때, 상기 RF 절제 에너지를 상기 제2 전극으로 지향시키기 위해 상기 스위치를 토글링하는 단계를 포함하는, 방법.
24. 제20항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 RF 절제 에너지를 제1 전력 레벨로 전달하도록 구성되고, 상기 제2 전극은 상기 RF 절제 에너지를 제2 전력 레벨로 전달하도록 구성되고, 상기 전력 공급부는 상기 제1 및 제2 전력 레벨들의 최대치 이하의 레벨로 상기 전극들에 전력을 공급하도록 구성되는, 방법.
25. 제20항에 있어서, 상기 카테터는 벌룬 카테터를 포함하는, 방법.
26. 제20항에 있어서, 상기 카테터는 바스켓 카테터를 포함하는, 방법.

Images