KR20220051783A - 비가역적 전기천공(ire)을 위한 단극성 구성의 사용 - Google Patents

비가역적 전기천공(ire)을 위한 단극성 구성의 사용 Download PDF

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Abstract

펄스형 전계 절제(pulsed field ablation, PFA) 시스템은 복합 전극, 신체 표면 전극, PFA 생성기, 및 프로세서를 포함한다. 복합 전극은 환자의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터의 원위 단부에 결합된다. 신체 표면 전극은 환자의 피부에 부착되도록 구성된다. PFA 생성기는 카테터의 복합 전극 및 신체 표면 전극에 전기적으로 연결되도록 그리고 직류(DC) PFA 펄스들을 생성하도록 구성된다. 프로세서는, 복합 전극이 기관의 표적 조직과 접촉하여 배치되고 신체 표면 전극이 환자의 피부와 접촉하는 동안, 복합 전극과 신체 표면 전극 사이에 DC PFA 펄스들을 인가하도록 PFA 생성기를 제어하도록 구성된다.

Description

비가역적 전기천공(IRE)을 위한 단극성 구성의 사용{USING UNIPOLAR CONFIGURATION FOR IRREVERSIBLE-ELECTROPORATION (IRE)}
본 발명은 대체적으로 침습성 절제(invasive ablation)에 관한 것으로, 특히 단극성 모드에서의 심장 조직의 비가역적 전기천공(irreversible electroporation, IRE)에 관한 것이다.
비가역적 전기천공(IRE)을 위한 다중 전극 카테터를 사용하는 것은 이전에 특허 문헌에서 제안되었다. 예를 들어, PCT 국제 공개 제WO 2018/191149호는 전기천공을 제공하기 위한 카테터를 에너지공급하는 전기천공 시스템 및 방법을 설명한다. 전기천공을 제공하기 위한 카테터는 원위 섹션 및 전극 조립체를 포함한다. 원위 섹션은 신체 내의 정맥 내에 위치되도록 구성된다. 정맥은 중심 축을 한정한다. 전극 조립체는 원위 섹션에 결합되고, 구조체 및 그 주위에 분포된 복수의 전극들을 포함한다. 구조체는 적어도 부분적으로 정맥에 접촉하도록 구성된다. 전극들 각각은 정맥의 중심 축과 동심인 에너지공급된 전극들의 원주방향 링을 형성하도록 선택적으로 에너지공급되도록 구성된다. 일 실시예에서, 각각의 전극은, 그가 임의의 다른 전극과 선택적으로 페어링(pairing)되거나 또는 조합되어 양극성 또는 다극성 전극으로서 작용할 수 있도록 개별적으로 배선된다.
다른 예로서, 미국 특허 제8,295,902호는 환자 내에서 전개가능한 확대가능 순응성 몸체를 형성하도록 구성된 막을 포함하는 조직 전극 조립체를 설명한다. 조립체는 막의 표면 상에 위치된 가요성 회로를 추가로 포함한다. 적어도 가요성 회로의 일부분 및 가요성 회로에 의해 덮이지 않는 막의 표면의 일부분을 전기 전도성 전극이 덮는데, 여기서 조립체를 환자에게 최소 침습적으로 전달하기에 적합한 직경을 갖는 전달 형태로 막과 함께 전기 전도성 전극이 그 자신 상에서 절첩가능하다. 일 실시예에서, 막 상에 배치된 다수의 전극들의 패턴이 에너지 전달 요소들의 큰 전극 어레이를 집합적으로 생성할 수 있다.
이하 설명되는 본 발명의 실시예는 펄스형 전계 절제(pulsed field ablation, PFA) 시스템을 제공하는데, 펄스형 전계 절제 시스템은 복합 전극, 신체 표면 전극, PFA 생성기, 및 프로세서를 포함한다. 복합 전극은 환자의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터의 원위 단부에 결합된다. 신체 표면 전극은 환자의 피부에 부착되도록 구성된다. PFA 생성기는 카테터의 복합 전극 및 신체 표면 전극에 전기적으로 연결되도록 그리고 직류(DC) PFA 펄스들을 생성하도록 구성된다. 프로세서는, 복합 전극이 기관의 표적 조직과 접촉하여 배치되고 신체 표면 전극이 환자의 피부와 접촉하는 동안, 복합 전극과 신체 표면 전극 사이에 DC PFA 펄스들을 인가하도록 PFA 생성기를 제어하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 카테터는 다수의 전극들을 포함하고, 복합 전극을 형성하기 위해 다수의 전극들을 서로 전기적으로 단락시키도록 구성된 스위칭 조립체를 포함한다.
일부 실시예들에서, 카테터는 카테터의 원위 단부에 결합된 확대가능 프레임을 포함하며, 이때 다수의 전극들은 확대가능 프레임 상에 배치된다.
일 실시예에서, 카테터는 복합 전극으로서 사용되는 팁(tip) 전극을 갖는 팁 카테터이다.
다른 실시예에서, 카테터는 복합 전극을 형성하기 위해, 카테터 상에 배치된 전기 연결부들에 의해 서로 영구적으로 단락된 다수의 전극들을 포함한다.
일부 실시예들에서, PFA 생성기는 펄스에서 펄스로 교번하는 전압 극성들을 갖는 DC PFA 펄스들을 생성하도록 구성된다.
다른 실시예들에서, PFA 생성기는 일시 멈춤 간격들에 의해 분리된 다수의 버스트(burst)들로 DC PFA 펄스들을 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, DC PFA 펄스들은 이중 극성 DC PFA 펄스들이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 환자의 기관 내로 카테터의 원위 단부에 결합된 복합 전극을 삽입하는 단계를 포함하는 펄스형 전계 절제 (PFA) 방법이 추가적으로 제공된다. 신체 표면 전극이 환자의 피부에 부착된다. 복합 전극이 기관의 표적 조직과 접촉하여 배치되고 신체 표면 전극이 환자의 피부와 접촉하는 동안, 직류 (DC) PFA 펄스들이 카테터의 복합 전극과 신체 표면 전극 사이에 인가된다.
본 발명은 도면과 함께 취해진, 본 발명의 실시예의 하기 상세한 설명으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 카테터 기반 비가역적 전기천공(IRE) 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단극성 펄스형 전계 절제(PFA) 펄스들의 버스트들로 폐 정맥(pulmonary vein, PV)의 소공을 절제하는 도 1의 IRE 카테터의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 시스템을 사용하여 단극성 PFA 펄스들을 인가하기 위한 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도이다.
개관
펄스형 전계 절제(PFA)로도 불리는 비가역적 전기천공(IRE)은 조직 세포들에 고전압 펄스들을 가함으로써 조직 세포들을 사멸시키기 위한 침습성 치료 방식으로서 사용될 수 있다. 구체적으로, IRE 펄스들은 심장 부정맥을 치료하기 위해 심근 조직 세포들을 사멸시키는 잠재적인 용도를 가진다. 세포 파괴는 막 전위(transmembrane potential)가 임계치를 초과할 때 일어나며, 이는 세포 사멸 및 이에 따른 조직 병변의 발생으로 이어진다. 따라서, 특별한 관심 대상은, 고전압 양극성 전기 펄스들을 사용하여, 예컨대, 전극들의 선택된 쌍을 조직과 접촉하여 사용하여, 예컨대, 전극들 사이의 조직 세포들을 사멸시키기 위한 소정 임계치 초과의 높은 전계들을 생성하는 것이다.
생성된 전계 강도가 높아야 하기 때문에, IRE는 전형적으로 서로 비교적 가까운 전극들의 쌍들 사이에 고전압 펄스들을 인가함으로써 수행된다. 다시 말하면, IRE는 전형적으로 양극성 동작이고, 비교적 작은 영역에 걸쳐 구현된다. 그러나, IRE가, 예컨대, 양극성 펄스들을 사용하여 폐 정맥(PV)의 소공의 전체 원주를 절제하기 위해, 큰 조직 영역에 적용되어야 하는 경우, 절제는 그 영역의 다수의 별개의 부분들에 반복적으로 적용되어야 하며 - 이는 시간 소모적임 -, 그에 따라서, 예를 들어, 소공과의 카테터 접촉을 불안정하게 하는 심장 운동으로 인해, 일관성 없는 결과를 초래할 수 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 벌룬(balloon), 바스켓(basket), 또는 라소(lasso) 카테터와 같은 다중 전극 카테터를 사용하고, 다수의 (예컨대, 모든) 전극들을 서로 연결하여 하나의 복합 카테터 전극을 효과적으로 형성한다. 카테터는 환자 내로 삽입되고, 복합 전극은 PFA 생성기의 출력의 하나의 리드(lead)에 연결된다. 후방 패치와 같은 신체 표면 전극("피부 전극")이 생성기에 대한 복귀 전극으로서 사용된다. 전형적으로, 피부 전극은 비교적 크다(예컨대, 10 cm × 20 cm). PFA 생성기는 카테터의 복합 전극과 피부 전극 사이에 PFA 펄스들을 생성시키며, 이에 의해 복합 전극에 의해 접촉된 조직 상에서 IRE를 수행한다. PFA 펄스들은 전형적으로 직류(DC) 전압 펄스들, 예컨대, 직사각형 전압 펄스들이다. PFA 펄스들의 파라미터(예컨대, 펄스 폭, 듀티 사이클, 및 진폭)는 전형적으로, 다른 조직을 거의 또는 전혀 손상시키지 않으면서 의도된 표적 조직을 사멸시키는 것으로 입증된 프로토콜에 따라 선택된다. 일부 실시예들에서, PFA 생성기는 PFA 펄스들의 버스트들을 생성하는데, 여기서 각각의 버스트 내의 펄스들은 하나의 펄스에서 다음 펄스로 전압 극성을 교번시킨다.
개시된 기법을 사용하여 PFA 펄스들을 인가할 때, 외부 후방 패치의 표면적에 비해 더 작은 복합 전극의 표면적으로 인해, 복합 전극 근처의 전류 밀도는 후방 패치에서의 전류 밀도보다 높다. 더 높은 전류 밀도는 후방 패치 근처가 아닌 복합 전극 근처에서 절제가 일어나게 한다.
카테터의 다수의 전극들은 상이한 방식들로 연결되어 복합 전극을 형성할 수 있다. 연결은, 예를 들어, PFA 생성기 내의 스위칭 회로부를 사용하여, 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 복합 전극은, 카테터 상에 배치된 전극들 사이에 영구 단락 회로들을 형성하는, 카테터의 원위 단부에 있는 전기 연결부들을 사용함으로써 형성된다.
일부 실시예들에서, 단일의 큰 전극을 갖는 것과 같은 단극성 무선 주파수(radiofrequency, RF) 절제에 전형적으로 사용되는 카테터, 예컨대, 팁 전극을 갖는 팁 카테터가 단극성 PFA 절제를 위한 개시된 기법과 함께 사용될 수 있다. 사인파 RF 절제 파형은 전형적으로 200 볼트의 최대 진폭을 가지며, RF 에너지는 조직을 가열함으로써 조직을 파괴한다. 다른 한편으로, IRE/PFA 펄스들은 전형적으로, 전압 진폭들이 약 500 V(1000 V 피크 대 피크)를 초과하여 최대 2000 V인 구형파 DC 펄스들이며, 이때 열을 필요로 하지 않으면서 조직 세포들을 사멸시키기 위한 강한 전계들을 달성하는 것을 목표로 한다.
개시된 기법은 전형적으로, DC 단극성 IRE의 부작용인 근육 수축, 예컨대, 골격근의 수축을 극복하기 위해 최적화된 프로토콜들을 사용한다. 이를 위해, PFA 펄스들은, 실질적으로 제로(0) DC 평균 전압을 제공하는 교번하는 전압 극성을 가지면서, 높은 반복률(예컨대, > 100 ㎑)로 생성된다.
예를 들어, PFA 펄스는 복합 전극과 패치 사이에 인가되는 포지티브(positive) 펄스 및 네거티브(negative) 펄스를 포함할 수 있으며, 이때 펄스 폭들은 0.5 내지 5 μs이고 포지티브 펄스와 네거티브 펄스 사이의 간격은 0.5 내지 5 μs이다. 본 명세서에서 사용되는 용어들 "포지티브" 및 "네거티브"는 2개의 전극들 사이의 임의로 선택된 극성을 지칭한다. 펄스들은 펄스 트레인(train)들로 그룹화될 수 있는데, 이때 각각의 트레인은 2개 내지 100개의 DC PFA 펄스들을 포함하고, PFA 펄스 대 PFA 펄스 주기는 0.1 내지 0.7 μs이고, PFA 펄스 트레인들 사이의 간격은 10 내지 100 μs이다. 순수 초단파 AC 펄스들의 이러한 트레인들은 개시된 단극성 구성에서 최소 근육 활성도를 보장한다.
양극성 PFA 구성에 대한 대안으로서 단극성 PFA 구성을 제공함으로써, 예를 들어, 카테터를 사용하는 PV의 소공에서의 IRE 절제 시술들이 임상 효능을 유지하면서 더 용이하게 이루어질 수 있다.
시스템 설명
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 카테터 기반 비가역적 전기천공(IRE) 시스템(20)의 개략도이다. 시스템(20)은 카테터(21)를 포함하며, 카테터의 샤프트(22)는 의사(30)에 의해 시스(sheath)(23)를 통해 환자(28)의 혈관계를 통해 삽입된다. 이어서, 의사는 샤프트(22)의 원위 단부(22a)를 환자(28)의 심장(26) 내의 표적 위치(삽도(25))로 내비게이팅(navigating)한다.
일단 샤프트(22)의 원위 단부(22a)가 표적 위치에 도달하였으면, 의사(30)는 시스(23)를 후퇴시키고, 전형적으로는 식염수를 벌룬(40) 내로 펌핑함으로써, 벌룬(40)을 확대시킨다. 이어서, 의사(30)는, 벌룬(40) 카테터 상에 배치된 전극들(50)이 PV 소공(51)의 내부 벽과 맞물려 고전압 PFA 펄스들을 전극들(50)을 통해 소공(51) 조직에 인가하도록 샤프트(22)를 조작한다.
삽도(25)에 도시된 바와 같이, 원위 단부(22a)에는 다수의 등거리 IRE 전극들(50)을 포함하는 확대가능 벌룬(40)이 끼워진다. 벌룬(40)의 원위 부분의 평탄한 형상으로 인해, 인접 전극들(50) 사이의 거리는 전극들(50)이 원위 부분을 덮는 경우에도 대략 일정하게 유지된다. 따라서, 벌룬(40) 구성은 인접 전극들(50) 사이에서 (예컨대, 대략 균일한 전계 강도를 갖는) 더 효과적인 전기천공을 가능하게 한다.
팽창가능 벌룬들의 소정 태양들이, 예를 들어, 2020년 8월 13일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Applying Bipolar Ablation Energy Between Shorted Electrode Groups"이고 본 특허 출원의 양수인에게 양도되고 개시내용이 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 출원 제16/993092호에 제기되어 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예에서, 카테터(21)는 심장(26)의 좌심방(45) 내의 PV 소공(51) 조직의 전기생리학적 감지 및/또는 전술된 IRE 격리와 같은 임의의 적합한 진단 및/또는 치료 목적을 위해 사용될 수 있다.
카테터(21)의 근위 단부는 콘솔(24)에 포함된 스위칭 조립체(48)에 연결되는데, 이때 회로부는, 예컨대, 조립체(48)의 스위치들을 사용하여, 전극들(50)을 서로 단락시킴으로써 효과적인 복합 전극(250)을 생성한다. 전극들(50)은 카테터(21)의 샤프트(22) 내에서 이어지는 전기 배선(도 2에 도시됨)에 의해 조립체(48) PFA에 연결된다. 콘솔(24)은 조립체(48)가 연결된 PFA 펄스 생성기(38)를 추가로 포함하는데, 여기서 생성기(38)는 복합 전극(250)과 피부 패치 전극(도 2에 도시됨) 사이에 PFA 펄스들을 인가하도록 구성된다. PFA 펄스 생성기(38)와 유사한 IRE 펄스 생성기가, 2019년 12월 3일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Pulse Generator for Irreversible Electroporation"이고 본 특허 출원의 양수인에게 양도되고 개시내용이 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 출원 제16/701,989호에서 설명되어 있다.
도 2에서 설명되는 바와 같이, 콘솔(24)의 메모리(34)는 피크 대 피크 전압 및 펄스 폭과 같은 PFA 펄스 파라미터들을 포함하는 IRE 프로토콜들을 저장한다.
콘솔(24)은 카테터(21)로부터 그리고 전형적으로 환자(28)의 가슴 주위에 배치되는 외부 전극들(49)로부터 신호들을 수신하기 위한 적합한 프론트 엔드(front end) 및 인터페이스 회로들(37)을 갖는, 전형적으로 범용 컴퓨터인 프로세서(41)를 포함한다. 이러한 목적을 위해, 프로세서(41)는 케이블(39)을 통해 이어지는 와이어들을 통해 외부 전극들(49)에 연결된다.
시술 동안, 시스템(20)은, Biosense-Webster(미국 캘리포니아주 어바인 소재)에 의해 제공되며 개시내용이 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제8,456,182호에서 설명되는 능동 현재 위치 찾기(Active Current Location, ACL) 방법을 사용하여 심장(26) 내의 전극들(50)의 각각의 위치들을 추적할 수 있다.
일부 실시예들에서, 의사(30)는 복합 전극(250)과 함께 사용되는 단극성 IRE 프로토콜의 파라미터들 중 임의의 것을, 사용자 인터페이스(47)로부터, 수정할 수 있다. 사용자 인터페이스(47)는 임의의 적합한 유형의 입력 디바이스, 예컨대, 무엇보다도, 키보드, 마우스, 또는 트랙볼을 포함할 수 있다.
프로세서(41)는 전형적으로 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하기 위해 소프트웨어로 프로그래밍된다. 소프트웨어는, 예를 들어 네트워크를 통해, 컴퓨터에 전자 형태로 다운로드될 수 있거나, 그것은, 대안적으로 또는 추가적으로, 자기, 광학, 또는 전자 메모리와 같은 비-일시적 유형 매체(non-transitory tangible media) 상에 제공되고/되거나 저장될 수 있다.
특히, 프로세서(41)는 추가로 후술되는 바와 같이, 프로세서(41)가 개시된 단계를 수행하는 것을 가능하게 하는, 도 3에 포함된, 본 명세서에 개시된 바와 같은 전용 프로토콜을 실행한다.
IRE를 위한 단극성 구성의 사용
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단극성 펄스형 전계 절제(PFA) 펄스들(100)의 펄스 트레인들로 폐 정맥(PV)의 소공(51)을 절제하는 도 1의 비가역적 전기천공(IRE) 카테터(40)의 개략도이다. 도 2는 소공의 전체 원주에 걸쳐 소공(51)과 접촉하는 복합 전극(250)을 도시한다. 복합 전극은 케이블(60)을 통해 스위칭 조립체(48)에 연결되는데, 여기서 전극들(50)에 연결된 케이블(60)의 별개의 와이어들은 조립체(48) 내에서 서로 단락되어 효과적인 복합 전극(250)을 생성한다. 단일 전도체(62)가 스위칭 조립체(48)를 PFA 생성기(38)의 일 단부에 연결한다. PFA 생성기(38)의 다른 리드는 환자의 피부에 부착된 후방 패치 전극(66)에 연결된다.
전술된 바와 같이, 전극(250)을 사용하여 단극성 PFA를 구현하는 것은 환자에게 인가되기에 적합한 PFA 펄스들에 의한 전용 IRE 프로토콜들을 요구한다. 일부 실시예들에서, 제공되는 PFA 프로토콜은 선택된 프로토콜의 PFA 펄스 전달을 펄스 트레인들 사이에 일시 멈춤들(202)을 갖는 다수의 펄스 트레인들("펄스 버스트들")(204)로 분할한다(구획한다). 일시 멈춤들은, 임의의 수축이 일어난 경우에 근육 이완을 허용한다.
도 2의 삽도(222)는 본 발명의 일 실시예에 따른, PFA 펄스들의 파형(200)의 개략도이다. IRE 시술에서, PFA 신호들은 하나 이상의 펄스 트레인들(204)을 갖는 파형(200)으로서 전극들(50)에 전달된다. 파형(200)은 NT개의 펄스 트레인들(204)을 포함하는데, 여기서 각각의 트레인은 NP개의 이중 극성 DC 펄스들(100)을 포함한다. 이중 극성 펄스 형상은 후술된다. 펄스 트레인(204)의 길이는 tT로 라벨링되어 있다. 펄스 트레인(204) 내의 이중 극성 펄스들(100)의 주기는 tPP로 라벨링되어 있고, 연속적인 트레인들(204) 사이의 간격은 Δt로 라벨링되어 있으며, 상기 간격 동안에는 신호가 인가되지 않는다. 파형(200)의 파라미터들에 대한 전형적인 값들이 아래의 표 1에 주어져 있다.
PFA 펄스(100)의 개략적인 예시가 삽도(222) 내에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 곡선(102)은 PFA 절제 시술 시 시간의 함수로서 PFA 펄스(100)의 전압을 나타낸다. 이중 극성 PFA 펄스는 포지티브 펄스(104) 및 네거티브 펄스(106)를 포함하며, 여기서 용어 "포지티브" 및 "네거티브"는 PFA 펄스가 사이에 인가되는 전극들(50, 66)의 임의로 선택된 극성을 지칭한다. 포지티브 펄스(104)의 진폭은 V+로 라벨링되어 있고, DC 펄스의 시간 폭은 t+로 라벨링되어 있다. 유사하게, 네거티브 펄스(106)의 진폭은 V-로 라벨링되어 있고, DC 펄스의 시간 폭은 t-로 라벨링되어 있다. 포지티브 펄스(104)와 네거티브 펄스(106) 사이의 시간 폭은 tSPACE로 라벨링되어 있다. 이중 극성 펄스(100)의 파라미터들에 대한 전형적인 값들이 아래의 표 1에 주어져 있다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1에 나타낸 바와 같이, PFA 펄스들과 RF 신호는 상이한데, 여기서 선택적인 RF 신호의 전압 진폭이 최대 200 V인 한편, PFA 전압 진폭들은 1000 V 초과이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 시스템(20)을 사용하여 단극성 펄스형 전계 절제(PFA) 펄스들을 인가하기 위한 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도이다. 제공된 실시예에 따르면, 알고리즘은, 카테터 삽입 단계(300)에서 의사(30)가 방사상 기하학적 구조로 벌룬 상에 배치된 다수의 전극들(50)을 갖는 벌룬(40)을 환자 심장(26) 내로 삽입하는 것으로 시작되는 프로세스를 수행한다. 전극 배치 단계(302)에서, 앞서 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이, 전극들(50)은 심장(26)의 (예컨대, 소공(51)에 있는) 표적 조직과 접촉하여 배치된다.
IRE 프로토콜 선택 단계(304)에서, 의사(30)는 표 1에 제공된 바와 같은 펄스형 단극성 PFA에 적합한 파라미터들을 갖는 프로토콜을 선택한다.
전극 단락 단계(306)에서, 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이, 프로세서(41)는 복합 전극(250)을 생성하기 위해 전극들(50) 사이를 전기적으로 단락시키도록 스위칭 조립체(48)를 제어한다.
마지막으로, 단극성 PFA 절제 단계(308)에서, 앞서 도 2에서 설명된 바와 같이, 프로세서(41)는 표적 조직과 접촉하여 배치된 복합 전극(250)과 패치 전극(66) 사이에 단극성 PFA 펄스들을 인가하도록 RF 생성기(38)를 제어한다.
본 명세서에 기술된 실시예가 주로 심장 응용을 다루지만, 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템은 또한 폐암 및 간암과 같은 다른 의료 응용에 사용될 수 있다.
이에 따라 전술된 실시예는 예로서 언급된다는 것, 그리고 본 발명은 위에서 상세히 도시되고 설명된 것으로 제한되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위는 전술된 다양한 특징들의 조합 및 하위-조합 둘 모두뿐만 아니라, 전술한 설명을 읽을 때 당업자에게 떠오를 그리고 종래 기술에서 개시되지 않은 그의 변형 및 수정을 포함한다. 본 특허 출원에 참고로 포함되는 문헌은, 임의의 용어가 이러한 포함되는 문헌에서 본 명세서에 명시적으로 또는 암시적으로 이루어진 정의와 상충되는 방식으로 정의되는 경우에, 본 명세서 내의 정의만이 고려되어야 한다는 점을 제외하고는, 본 출원의 필요불가결한 부분으로 고려되어야 한다.

Claims (15)

  1. 펄스형 전계 절제(pulsed field ablation, PFA) 시스템으로서,
    환자의 기관 내로 삽입되도록 구성된 카테터의 원위 단부에 결합된 복합 전극;
    상기 환자의 피부에 부착되도록 구성된 신체 표면 전극;
    상기 카테터의 복합 전극 및 상기 신체 표면 전극에 전기적으로 연결되도록 그리고 직류(DC) PFA 펄스들을 생성하도록 구성된 PFA 생성기; 및
    상기 복합 전극이 상기 기관의 표적 조직과 접촉하여 배치되고 상기 신체 표면 전극이 상기 환자의 피부와 접촉하는 동안, 상기 복합 전극과 상기 신체 표면 전극 사이에 상기 DC PFA 펄스들을 인가하도록 상기 PFA 생성기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하는, PFA 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카테터는 다수의 전극들을 포함하고, 상기 복합 전극을 형성하기 위해 상기 다수의 전극들을 서로 전기적으로 단락시키도록 구성된 스위칭 조립체를 포함하는, PFA 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 카테터는 상기 카테터의 원위 단부에 결합된 확대가능 프레임을 포함하고, 상기 다수의 전극들은 상기 확대가능 프레임 상에 배치되는, PFA 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 카테터는 상기 복합 전극으로서 사용되는 팁(tip) 전극을 갖는 팁 카테터인, PFA 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카테터는, 상기 복합 전극을 형성하기 위해, 상기 카테터 상에 배치된 전기 연결부들에 의해 서로 영구적으로 단락된 다수의 전극들을 포함하는, PFA 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 PFA 생성기는 펄스에서 펄스로 교번하는 전압 극성들을 갖는 상기 DC PFA 펄스들을 생성하도록 구성되는, PFA 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 PFA 생성기는 일시 멈춤 간격들에 의해 분리된 다수의 버스트(burst)들로 상기 DC PFA 펄스들을 생성하도록 구성되는, PFA 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 DC PFA 펄스들은 이중 극성 DC PFA 펄스들인, PFA 시스템.
  9. 펄스형 전계 절제(PFA) 방법으로서,
    환자의 기관 내로 카테터의 원위 단부에 결합된 복합 전극을 삽입하는 단계;
    상기 환자의 피부에 신체 표면 전극을 부착하는 단계;
    상기 복합 전극이 상기 기관의 표적 조직과 접촉하여 배치되고 상기 신체 표면 전극이 상기 환자의 피부와 접촉하는 동안, 상기 카테터의 복합 전극과 상기 신체 표면 전극 사이에 직류(DC) PFA 펄스들을 인가하는 단계를 포함하는, PFA 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복합 전극을 삽입하는 단계는 서로 전기적으로 단락된 다수의 전극들을 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 전극들은 상기 복합 전극을 형성하도록 상기 카테터의 원위 단부에 결합되는, PFA 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복합 전극을 삽입하는 단계는 상기 복합 전극으로서 사용되는 팁 전극을 삽입하는 단계를 포함하는, PFA 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 복합 전극을 삽입하는 단계는 상기 복합 전극을 형성하기 위해, 상기 카테터 상에 배치된 전기 연결부들에 의해 서로 영구적으로 단락된 다수의 전극들을 삽입하는 단계를 포함하는, PFA 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 DC PFA 펄스들을 인가하는 단계는 펄스에서 펄스로 교번하는 전압 극성들을 갖는 상기 DC PFA 펄스들을 인가하는 단계를 포함하는, PFA 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 DC PFA 펄스들을 인가하는 단계는 일시 멈춤 간격들에 의해 분리된 다수의 버스트들로 상기 DC PFA 펄스들을 인가하는 단계를 포함하는, PFA 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 DC PFA 펄스들은 이중 극성 DC PFA 펄스들인, PFA 방법.
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