RU2774573C1 - Protocol of careful irreversible electroporation (ire) for preventing the formation of bubbles - Google Patents
Protocol of careful irreversible electroporation (ire) for preventing the formation of bubbles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774573C1 RU2774573C1 RU2021108427A RU2021108427A RU2774573C1 RU 2774573 C1 RU2774573 C1 RU 2774573C1 RU 2021108427 A RU2021108427 A RU 2021108427A RU 2021108427 A RU2021108427 A RU 2021108427A RU 2774573 C1 RU2774573 C1 RU 2774573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protocol
- nep
- pulses
- alternative
- original
- Prior art date
Links
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 claims abstract description 30
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 11
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 210000003492 Pulmonary Veins Anatomy 0.000 description 5
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000001746 atrial Effects 0.000 description 3
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 3
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 3
- 206010007521 Cardiac arrhythmias Diseases 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 2
- 206010003119 Arrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 210000002837 Heart Atria Anatomy 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial Effects 0.000 description 1
- 230000001537 neural Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область применения изобретенияScope of the invention
Настоящее изобретение относится по существу к инвазивной абляции и, в частности, к необратимой электропорации (НЭП) сердечной ткани.The present invention relates essentially to invasive ablation and, in particular, to irreversible electroporation (IRE) of cardiac tissue.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Оценка параметров инвазивной абляции и контроль абляции на основе результатов оценки были ранее предложены в патентной литературе. Например, в опубликованной заявке на патент США № 2013/0006228 описаны устройства для локализованной подачи энергии и способы применения таких устройств, в частности для терапевтического лечения биологических тканей. Описанные способы могут включать расположение и размещение элементов для подачи энергии в нужный участок и подачу энергии с помощью элементов для подачи энергии. В одном варианте осуществления изобретения коэффициент заполнения радиочастотного (РЧ) диапазона и (или) длительность импульса могут быть выполнены с возможностью изменения в зависимости от одного или более выбранных параметров, которые могут включать в себя частоту лечебного сигнала, мощность лечебного сигнала или импеданс ткани относительно лечебного сигнала.Estimation of invasive ablation parameters and control of ablation based on the results of the assessment have previously been proposed in the patent literature. For example, U.S. Published Application No. 2013/0006228 describes devices for localized energy delivery and methods for using such devices, in particular for the therapeutic treatment of biological tissues. The described methods may include the location and placement of elements for supplying energy to the desired area and the supply of energy using elements for supplying energy. In one embodiment of the invention, the radio frequency (RF) duty cycle and/or pulse width may be configured to vary depending on one or more selected parameters, which may include the frequency of the treatment signal, the power of the treatment signal, or the impedance of the tissue relative to the treatment. signal.
В другом примере в публикации заявки на патент США № 2016/0066977 описана медицинская система для абляции участка ткани с применением мониторинга в реальном времени во время процедуры лечения электропорацией. Импульсный генератор генерирует предлечебный тестовый сигнал с частотой по меньшей мере 1 МГц перед процедурой лечения и внутрилечебные тестовые сигналы во время процедуры лечения. Модуль управления лечением определяет значения импеданса по предлечебному тестовому сигналу и внутрилечебным тестовым сигналам, определяет ход электропорации и конечную точку лечения в режиме реального времени на основании определенных значений импеданса во время лечения.In another example, US Patent Application Publication No. 2016/0066977 describes a medical system for ablation of a tissue site using real-time monitoring during an electroporation treatment procedure. The pulse generator generates a pre-treatment test signal with a frequency of at least 1 MHz before the treatment procedure and intra-treatment test signals during the treatment procedure. The treatment control module determines the impedance values from the pre-treatment test signal and the intra-treatment test signals, determines the electroporation progress and the treatment endpoint in real time based on the determined impedance values during the treatment.
Изложение сущности изобретенияStatement of the Invention
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, который описан ниже в настоящем документе, предложен процесс необратимой электропорации (НЭП), включающий установку первоначального протокола НЭП для подачи импульсов НЭП посредством электродов катетера, размещенных в контакте с тканью в органе. После определения того, что первоначальный протокол НЭП предположительно приведет к образованию пузырьков в крови, пользователю выдается уведомление. От пользователя принимаются поступившие в ответ на уведомление данные пользовательского ввода о выборе между первоначальным протоколом НЭП и альтернативным протоколом, который предположительно не приведет к образованию пузырьков. Импульсы НЭП подаются в соответствии с первоначальным протоколом НЭП или альтернативным протоколом НЭП в зависимости от данных пользовательского ввода.In one embodiment of the present invention, which is described hereinafter, an irreversible electroporation (IEP) process is provided, including setting up an initial IEP protocol to deliver IEP pulses via catheter electrodes placed in contact with tissue in an organ. Upon determining that the initial IEP protocol is likely to cause bubbling in the blood, a notification is issued to the user. User input in response to the notification is received from the user to choose between the original NEP protocol and an alternative protocol that is not expected to generate bubbles. The NEP pulses are delivered in accordance with the original NEP protocol or an alternative NEP protocol depending on the user input data.
В некоторых вариантах осуществления изобретения прием данных пользовательского ввода включает в себя прием данных о разделении последовательности импульсов НЭП первоначального протокола НЭП на заданное число серий импульсов с соответствующими заданными паузами между сериями импульсов.In some embodiments of the invention, receiving the user input data includes receiving data about dividing the NEP pulse train of the original NEP protocol into a predetermined number of pulse trains with corresponding predetermined pauses between the pulse trains.
В некоторых вариантах осуществления первоначальный протокол НЭП и альтернативный протокол НЭП содержат одинаковое общее число импульсов НЭП. В других вариантах осуществления изобретения альтернативный протокол НЭП содержит меньшее число импульсов НЭП, чем первоначальный протокол НЭП.In some embodiments, the original NEP protocol and the alternative NEP protocol contain the same total number of NEP pulses. In other embodiments of the invention, the alternative NEP protocol contains fewer NEP pulses than the original NEP protocol.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечена система необратимой электропорации (НЭП), включающая в себя интерфейс пользователя и процессор. Интерфейс пользователя выполнен с возможностью установки протоколов НЭП для подачи импульсов НЭП посредством электродов катетера, размещенных в контакте с тканью органа. Процессор выполнен с возможностью (i) выдачи уведомления пользователю после определения того, что первоначальный протокол НЭП предположительно приведет к образованию пузырьков в крови, (ii) приема посредством интерфейса пользователя поступивших в ответ на уведомление данных пользовательского ввода о выборе между первоначальным протоколом НЭП и альтернативным протоколом, который предположительно не приведет к образованию пузырьков, и (iii)подачи импульсов НЭП в соответствии с первоначальным протоколом НЭП или альтернативным протоколом НЭП в зависимости от данных пользовательского ввода.In accordance with another embodiment of the present invention, an irreversible electroporation (IRE) system is further provided, including a user interface and a processor. The user interface is configured to set NEP protocols for delivering NEP pulses via catheter electrodes placed in contact with the organ tissue. The processor is configured to (i) notify the user upon determining that the initial NEP protocol is expected to cause blisters in the blood, (ii) receive, through the user interface, user input data received in response to the notification to select between the initial NEP protocol and an alternative protocol. , which is not expected to produce bubbles, and (iii) delivering the IEP pulses according to the original IEP protocol or an alternative IEP protocol, depending on the user input.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Настоящее изобретение станет более понятным из следующего подробного описания вариантов осуществления, представленных вместе со следующими графическими материалами, причемThe present invention will be better understood from the following detailed description of the embodiments presented in conjunction with the following drawings, wherein
на Фиг. 1 представлено схематическое графическое изображение системы необратимой электропорации (НЭП) с использованием катетера в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения; иin FIG. 1 is a schematic graphical representation of an irreversible electroporation (IRE) system using a catheter in accordance with an embodiment of the present invention; and
на Фиг. 2 представлена блок-схема, которая схематически иллюстрирует способ подачи импульсов необратимой электропорации (НЭП) с использованием системы, показанной на Фиг. 1, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.in FIG. 2 is a flowchart that schematically illustrates a method for delivering irreversible electroporation (IRP) pulses using the system shown in FIG. 1 in accordance with an embodiment of the present invention.
Подробное описание вариантов осуществленияDetailed description of embodiments
Общее описаниеgeneral description
Необратимая электропорация (НЭП), также называемая абляцией импульсным полем (PFA - Pulsed Field Ablation), может применяться в качестве инвазивного терапевтического метода для уничтожения клеток ткани путем воздействия на них импульсов высокого напряжения. В частности, импульсы НЭП потенциально могут применяться для уничтожения клеток миокардиальной ткани для лечения нарушения сердечного ритма. Разрушение клеток происходит, когда трансмембранный потенциал превышает пороговое значение, что приводит к гибели клеток и, таким образом, к развитию поражения ткани. В этой связи особый интерес представляет применение биполярных электрических импульсов высокого напряжения (например, с применением выбранной пары электродов, контактирующих с тканью) для генерирования высоких электрических полей (например, со значениями выше определенного порога) для уничтожения клеток ткани между электродами.Irreversible electroporation (IEP), also called pulsed field ablation (PFA), can be used as an invasive therapeutic method to kill tissue cells by exposing them to high voltage pulses. In particular, NEP pulses can potentially be used to kill cells in myocardial tissue for the treatment of cardiac arrhythmias. Cell destruction occurs when the transmembrane potential exceeds a threshold value, resulting in cell death and thus tissue damage. In this regard, of particular interest is the use of high voltage bipolar electrical pulses (eg, using a selected pair of electrodes in contact with tissue) to generate high electric fields (eg, above a certain threshold) to kill tissue cells between the electrodes.
Однако используемые для абляции ткани импульсы НЭП могут, при достаточной интенсивности импульсов, также вызывать нежелательные и (или) неблагоприятные эффекты потенциальной клинической опасности. Например, напряжение импульсов 1 кВ при импедансе крови 100 Ώ (оба возможных значения) мгновенно генерирует в крови локальный пиковый ток 10 A, т. е. 10 кВт. Это напряжение, приложенное между электродами для образования последовательности биполярных импульсов НЭП, также может быть достаточно высоким для генерации достаточного джоулевого нагрева, который может, если не рассеется быстро, привести к образованию пузырьков газа в крови. Некоторые врачи могут принять решение допустить риск образования некоторого количества пузырьков, в то время как другие могут предпочесть не допускать этого риска - как правило, в связи с состоянием пациента, например, недавно перенесшего инсульт.However, ILE pulses used for tissue ablation may, at sufficient pulse intensity, also cause undesirable and/or adverse effects of potential clinical hazard. For example, a pulse voltage of 1 kV at a blood impedance of 100 Ώ (both possible values) instantly generates a local peak current of 10 A in the blood, i.e., 10 kW. This voltage, applied between the electrodes to produce a sequence of bipolar NEP pulses, can also be high enough to generate sufficient Joule heating, which can, if not dissipated quickly, lead to the formation of gas bubbles in the blood. Some physicians may choose to accept the risk of some blisters, while others may choose not to risk it, usually due to the patient's condition, such as a recent stroke.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, которые описаны далее в настоящем документе, предложены способы и системы для проведения НЭП. В некоторых вариантах осуществления различные протоколы абляции НЭП (также называемые «первоначальными протоколами») оценивают предварительно, чтобы определить, могут ли они приводить к образованию пузырьков. Оценки, выполняемые в лаборатории, могут также помочь в определении одного или более альтернативных протоколов, которые будут предложены пользователю. Если во время процедуры абляции врач (или другой пользователь) изначально устанавливает протокол абляции НЭП, который может привести к образованию пузырьков, система уведомляет врача, которому после этого предлагается выбрать использование (также называется в настоящем документе «прием данных пользовательского ввода о выборе») протокола «как есть» или адаптированного протокола более осторожной абляции, который не приводит к образованию пузырьков.In the embodiments of the present invention, which are described hereinafter, methods and systems for conducting IEP are provided. In some embodiments, various IEP ablation protocols (also referred to as "original protocols") are pre-evaluated to determine if they can lead to blistering. Assessments performed in the laboratory may also help determine one or more alternative protocols to be offered to the user. If, during an ablation procedure, a physician (or other user) initially sets an IEP ablation protocol that could result in bubbling, the system notifies the physician, who is then prompted to select the use (also referred to herein as "selection user input data reception") of the protocol. "as is" or an adapted more gentle ablation protocol that does not result in blistering.
В некоторых вариантах осуществления изобретения определение того, что выбранный протокол может приводить к образованию пузырьков, означает оценку или измерение импеданса между электродами в данной паре электродов и сравнение этого импеданса с пороговым значением. Если рассчитанный или измеренный импеданс ниже порогового значения, то процессор определяет, что рассеиваемая мощность в крови между парой электродов может приводить к образованию пузырьков.In some embodiments of the invention, determining that the selected protocol can lead to the formation of bubbles means estimating or measuring the impedance between the electrodes in a given pair of electrodes and comparing this impedance with a threshold value. If the calculated or measured impedance is below a threshold value, then the processor determines that power dissipated in the blood between the pair of electrodes may be causing bubbles to form.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в протоколе более осторожной абляции НЭП импульсная последовательность НЭП выбранного протокола разделяется на импульсную последовательность, содержащую множество серий импульсов с паузами между ними. Паузы позволяют джоулевому нагреву от любого импульса рассеиваться в достаточной степени, чтобы не образовывались пузырьки.In some embodiments of the invention, in a more careful NEP ablation protocol, the IEP pulse sequence of the selected protocol is divided into a pulse sequence containing a plurality of pulse trains with pauses in between. The pauses allow the Joule heating from any pulse to dissipate enough to prevent bubbles from forming.
В некоторых вариантах осуществления изобретения для поддержания клинического эффекта протокол более осторожной абляции НЭП не приводит к изменению общего уровня рассеиваемой энергии. Вместо этого в протоколе растягивается время подачи импульса, чтобы обеспечить большую диффузию вырабатываемого тепла и снизить максимальную температуру, вызванную нагревом. Более того, пиковое напряжение импульса, как правило, не снижается в протоколе осторожной абляции НЭП, поскольку это влияет на генерируемое поле электропорации. Если пиковое напряжение несколько снижено, оно все же должно поддерживаться выше заданного минимального уровня, необходимого для того, чтобы абляция НЭП была клинически эффективной.In some embodiments of the invention, in order to maintain the clinical effect, the protocol of more careful ablation of IEP does not lead to a change in the overall level of dissipated energy. Instead, the protocol stretches the pulse time to allow more diffusion of the generated heat and reduce the maximum temperature caused by the heat. Moreover, the peak voltage of the pulse is generally not reduced in the gentle IEP ablation protocol, as this affects the generated electroporation field. If the peak voltage is somewhat reduced, it must still be maintained above a predetermined minimum level necessary for ILE ablation to be clinically effective.
В других вариантах осуществления изобретения врач (или другой пользователь) может с помощью интерфейса пользователя изменять любой из параметров протокола осторожной абляции и, в частности, число серий импульсов и минимальную продолжительность паузы. Например, врач может разделить импульсную последовательность НЭП выбранного протокола на импульсную последовательность, содержащую множество серий импульсов с паузами между ними. Паузы позволяют джоулевому нагреву от любого импульса рассеиваться в достаточной степени, чтобы не образовывались пузырьки. Пользователь может дополнительно принять решение снизить общее число импульсов для дополнительного уменьшения совокупной (т. е. от начала до конца) электрической мощности, доставляемой к ткани.In other embodiments of the invention, the clinician (or other user) can change any of the parameters of the gentle ablation protocol, and in particular the number of pulse trains and the minimum pause duration, using the user interface. For example, a clinician may divide the IEP pulse train of a selected protocol into a pulse train containing multiple burst trains with pauses in between. The pauses allow the Joule heating from any pulse to dissipate enough to prevent bubbles from forming. The user may further choose to reduce the total number of pulses to further reduce the total (ie, end-to-end) electrical power delivered to the tissue.
В одном из вариантов осуществления изобретения система выполняет подачу импульсов синхронно с биением сердца, например, для применения во время рефракционного периода ткани. Желудочковые и предсердные электрограммы в местах расположения ткани желудочков или предсердий обычно получают с помощью электродов, контактирующих с тканью в месте установки позиционного катетера, например, во время электрофизиологического картирования участков ткани стенки каждой из соответствующих камер сердца. Рефракционный период желудочков или предсердий представляет собой продолжительность паузы в нейронной активности в месте расположения ткани после выполнения активации (в ткани любой из указанных выше камер сердца). Рефракционный период, как правило, в значительной степени совпадает с частью интервала QRST сердечного цикла, показанного на желудочковой или предсердной электрограмме, полученной в данном местоположении. Рефракционный период можно намеренно индуцировать на участке ткани сердца, например, с помощью электростимулирующего катетера для стимуляции ткани в ее местоположении.In one of the embodiments of the invention, the system performs the delivery of pulses in synchronism with the heartbeat, for example, for use during the refractive period of the tissue. Ventricular and atrial electrograms at ventricular or atrial tissue sites are typically obtained using electrodes in contact with tissue at the site of a positional catheter, for example, during electrophysiological mapping of tissue sections of the wall of each of the respective heart chambers. The refractive period of the ventricles or atria is the duration of the pause in neuronal activity at the location of the tissue after activation has been performed (in the tissue of any of the above chambers of the heart). The refractive period usually largely coincides with the portion of the QRST interval of the cardiac cycle shown on a ventricular or atrial electrogram obtained at that location. The refractive period can be intentionally induced in a region of heart tissue, for example, by using an electrical stimulus catheter to stimulate the tissue at its location.
Абляция НЭП сердечной ткани в соответствии с описанными методиками может быть выполнена с использованием расширяемого каркаса (например, баллона или корзинки), установленного на дистальном конце абляционного катетера. В примере процедуры расширяемый каркас, располагаемый с абляционными электродами, направляется через сердечно-сосудистую систему и вводится в сердце, например, для абляции устья легочной вены (ЛВ).Ablation of IEP of cardiac tissue in accordance with the described techniques can be performed using an expandable frame (eg, balloon or basket) installed at the distal end of the ablation catheter. In an exemplary procedure, an expandable scaffold positioned with ablative electrodes is guided through the cardiovascular system and inserted into the heart, for example, to ablate the orifice of the pulmonary vein (PV).
Предлагая протокол более осторожной абляции в качестве альтернативы первоначальному протоколу НЭП, можно сделать более безопасными процедуры абляции НЭП, например, в устье ЛВ с помощью расширяемого каркасного катетера, сохраняя при этом клиническую эффективность.By offering a more careful ablation protocol as an alternative to the original IEP protocol, it is possible to make IEP ablation procedures safer, for example, at the PV orifice with an expandable stent catheter, while maintaining clinical efficacy.
Описание системыSystem description
На Фиг. 1 представлено схематическое графическое изображение системы необратимой электропорации (НЭП) 20 с использованием катетера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 20 содержит катетер 21, причем врач 30 вводит ствол катетера 22 в сосудистую систему пациента 28 через оболочку 23. Затем врач 30 направляет дистальный конец 22a ствола 22 к нужному местоположению внутри сердца 26 пациента, как показано на вставке 25.On FIG. 1 is a schematic graphical representation of an irreversible electroporation (IRE)
После достижения дистальным концом 22a a ствола 22 нужного местоположения врач 30 отводит оболочку 23 и расширяет баллон 40, как правило, путем нагнетания физиологического раствора в баллон 40. Затем врач 30 манипулирует стволом 22 таким образом, чтобы электроды 50, расположенные на баллонном катетере 40, соприкасались с внутренней стенкой устья ЛВ 51 для подачи импульсов НЭП высокого напряжения посредством электродов 50 к ткани устья 51.Once the
Как показано на вставках 25 и 27, дистальный конец 22a оснащен расширяемым баллоном 40, содержащим множество равноудаленных электродов НЭП с гладкой кромкой 50. Из-за уплощенной формы дистального участка баллона 40 расстояние между смежными электродами 50 остается приблизительно постоянным, даже если электроды 50 покрывают дистальный участок. Таким образом, конфигурация баллона 40 обеспечивает более эффективную (например, с приблизительно одинаковой напряженностью электрического поля) электропорацию между смежными электродами 50, в то время как гладкие кромки электродов 50 сводят к минимуму нежелательные тепловые эффекты.As shown in
Некоторые аспекты надувных баллонов рассматриваются, например, в предварительной заявке на патент США № 62/899 259, поданной 12 сентября 2019 г., озаглавленной «Balloon Catheter with Force Sensor» («Баллонный катетер с датчиком силы») и в заявке на патент США № 16/726 605, поданной 24 декабря 2019 г., озаглавленной «Contact Force Spring with Mechanical Stops» («Пружина контактной силы с механическими упорами»), обе из которых переуступлены правопреемнику настоящей заявки на патент и описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки.Some aspects of inflatable balloons are addressed, for example, in U.S. Provisional Application No. 62/899,259, filed September 12, 2019, entitled "Balloon Catheter with Force Sensor" and in the U.S. Patent Application No. 16/726 605, filed December 24, 2019, entitled "Contact Force Spring with Mechanical Stops", both of which are assigned to the assignee of this patent application and the disclosures of which are incorporated herein by links.
В варианте осуществления изобретения, описанном в настоящем документе, катетер 21 можно использовать для любой подходящей диагностической и (или) терапевтической цели, такой как электрофизиологическая регистрация и (или) вышеуказанная изоляция НЭП ткани устья ЛВ 51 в левом предсердии 45 сердца 26.In the embodiment described herein, the
Проксимальный конец катетера 21 соединен с пультом управления 24, содержащим генератор импульсов НЭП 38, выполненный с возможностью подачи импульсов НЭП между смежными электродами 50. Электроды соединены с генератором импульсов НЭП 38 электрическим проводом, проходящим в стволе 22 катетера 21. В запоминающем устройстве 48 пульта управления 24 хранятся протоколы НЭП, содержащие параметры импульса НЭП, такие как пиковое биполярное напряжение и длительность импульса.The proximal end of the
Пульт управления 24 содержит процессор 41, как правило, компьютер общего назначения, с подходящими схемами входного каскада и сопряжения 37 для приема сигналов от катетера 21 и от внешних электродов 49, которые, как правило, размещают вокруг грудной клетки пациента 26. Для этого процессор 41 соединен с внешними электродами 49 посредством проводов, проходящих через кабель 39.The
Во время процедуры система 20 может отслеживать соответствующие местоположения электродов 50 внутри сердца 26 с применением способа активной токовой локализации (ACL - Active Current Location), предоставленной Biosense-Webster (Ирвайн, Калифорния), который представлен в патенте США № 8 456 182, описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.During the procedure, the
В некоторых вариантах осуществления изобретения, если от процессора 41 врачу 30 поступает информация о риске образования пузырьков при использовании первоначально установленного протокола НЭП, врач 30 может выбрать протокол более осторожной абляции, который делит (разделяет) подачу импульса НЭП 55 выбранного протокола на множество серий импульсов 57 с паузами между сериями импульсов 59, как показано на вставке 27. Паузы позволяют джоулевому нагреву от любого импульса рассеиваться в достаточной степени, чтобы не образовывались пузырьки.In some embodiments, if
В других вариантах осуществления изобретения врач 30 может с помощью интерфейса пользователя 47 изменять любой из параметров протокола осторожной абляции и, в частности, число серий импульсов и минимальную длительность паузы. Например, пользователь может принять решение об удалении импульсов в последовательности, чтобы сократить общее число импульсов, которые необходимо подать. Интерфейс пользователя 47 может содержать устройство ввода любого подходящего типа, например клавиатуру, мышь, трекбол и т. п.In other embodiments, the
Для выполнения описанных в настоящем документе функций на процессоре 41, как правило, установлено программное обеспечение. Программное обеспечение может быть загружено на компьютер в электронном виде, например передано по сети, или в альтернативном или дополнительном варианте осуществления может быть обеспечено и (или) может храниться на материальном носителе для долговременного хранения информации, таком как магнитная, оптическая или электронная память.To perform the functions described herein, the
В частности, процессор 41 выполняет специальный алгоритм, описанный в настоящем документе и показанный на Фиг. 2, благодаря которому процессор 41 выполняет этапы, дополнительно описанные ниже. В частности, процессор 41 выполнен с возможностью управления генератором импульсов НЭП 38 для подачи импульсов НЭП в соответствии с протоколом лечения, который процессор 41 загружает из запоминающего устройства 48.In particular, the
ПРОТОКОЛ ОСТОРОЖНОЙ НЭП ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПУЗЫРЬКОВCAUTION PROTOCOL TO PREVENT BUBBLING
На Фиг. 2 представлена блок-схема, которая схематически иллюстрирует способ подачи импульсов необратимой электропорации (НЭП) с использованием системы 20, показанной на Фиг. 1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Алгоритм в соответствии с представленным вариантом осуществления обеспечивает выполнение процесса, который начинается, когда врач 30 направляет баллонный катетер 40 к местоположению нужной ткани в органе пациента, например в устье ЛВ 51, с использованием, например, электрода 50 в качестве электродов с датчиками ACL на этапе направления баллонного катетера 80.On FIG. 2 is a flowchart that schematically illustrates a method for delivering irreversible electroporation (IRP) pulses using the
Затем на этапе планирования НЭП 82 процессор 41 загружает протокол, изначально установленный врачом 30, с параметрами импульсов НЭП для подачи к ткани. Пример настроек абляции НЭП в первоначальном протоколе, которые можно использовать для абляции сердечной ткани с использованием описанного баллона 40, представлен в таблице I.Then, at the planning stage of the
Таблица I. Первоначальный протоколTable I. Initial Protocol
Затем на этапе уведомления 84 процессор 41 передает врачу 30 уведомление о том, что первоначальный протокол НЭП может приводить к образованию пузырьков в крови. В ответ на этапе принятия решения 86 врач может принять решение о применении протокола «как есть» (т. е. применить первоначальный протокол). Альтернативно на этапе принятия решения о замене протокола 88 врач решает изменить протокол, например, на альтернативный протокол, приведенный в таблице II.Then, in
Таблица II. Протокол осторожной абляцииTable II. gentle ablation protocol
Как видно из таблицы II, в протоколе более осторожной абляции последовательность импульсов из таблицы I делится на восемь серий импульсов по пять импульсов в каждой; при этом между сериями импульсов минимальная пауза составляет две секунды.As can be seen from Table II, in the more gentle ablation protocol, the pulse sequence from Table I is divided into eight pulse trains of five pulses each; in this case, the minimum pause between the series of pulses is two seconds.
В одном варианте осуществления изобретения врач 30 с помощью интерфейса пользователя 47 может изменять любой из параметров из таблицы II и, в частности, число серий импульсов и минимальную паузу между сериями импульсов. Альтернативно параметры альтернативного протокола могут быть автоматически установлены процессором 41. В одном таком варианте осуществления процессор 41 содержит соответствующий альтернативный протокол для каждого поддерживаемого первоначального протокола. В другом варианте осуществления процессор 41 получает параметры альтернативного протокола на основе параметров первоначального протокола в соответствии с некоторым заранее заданным правилом или способом.In one embodiment of the invention, the
После выбора протокола НЭП (первоначальный протокол согласно этапу 86 или альтернативный протокол согласно этапу 88) процессор 41 дает команду генератору 38 подать импульсы НЭП к ткани на этапе лечения с помощью НЭП 90. Импульсы НЭП подаются между выбранными электродами баллона 40 для изолирования аритмии, возникающей из устья 51 или распространяющейся через него.Upon selection of an EEP protocol (either the original protocol according to step 86 or the alternative protocol according to step 88), the
Несмотря на то что варианты осуществления, описанные в настоящем документе, главным образом касаются кардиологических сфер применения, способы и системы, описанные в настоящем документе, можно также применять в других медицинских областях, таких как неврология и оториноларингология.While the embodiments described herein primarily relate to cardiac applications, the methods and systems described herein may also be applied to other medical fields such as neurology and otorhinolaryngology.
Таким образом, следует понимать, что описанные выше варианты осуществления изобретения приведены лишь в качестве примера и что настоящее изобретение не ограничено вариантами, показанными и подробно описанными выше в настоящем документе. Напротив, объем настоящего изобретения включает в себя как комбинации, так и подкомбинации различных вышеописанных признаков, а также их варианты и модификации, которые будут очевидны специалистам в данной области после ознакомления с приведенным выше описанием и которые не были описаны на предшествующем уровне техники. Документы, включенные в настоящую заявку на патент путем ссылки, следует считать неотъемлемой частью заявки, за исключением того, что, если определение терминов в этих включенных документах противоречит определениям, сделанным явным или неявным образом в настоящем описании, следует учитывать только определения настоящего описания.Thus, it should be understood that the embodiments of the invention described above are given by way of example only and that the present invention is not limited to the embodiments shown and described in detail above herein. On the contrary, the scope of the present invention includes both combinations and subcombinations of the various features described above, as well as variations and modifications thereof, which will be apparent to those skilled in the art upon reading the above description and which have not been described in the prior art. Documents incorporated into this patent application by reference are to be considered an integral part of the application, except that if the definitions of terms in those incorporated documents conflict with definitions made explicitly or implicitly in the present description, only the definitions of the present description should be considered.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/940,831 | 2020-07-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774573C1 true RU2774573C1 (en) | 2022-06-21 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2575954A1 (en) * | 2010-06-03 | 2013-04-10 | The Regents of the University of California | Electroporation electrode configuration and methods |
EP3495018A1 (en) * | 2014-05-07 | 2019-06-12 | Farapulse, Inc. | Apparatus for selective tissue ablation |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2575954A1 (en) * | 2010-06-03 | 2013-04-10 | The Regents of the University of California | Electroporation electrode configuration and methods |
EP3495018A1 (en) * | 2014-05-07 | 2019-06-12 | Farapulse, Inc. | Apparatus for selective tissue ablation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Samo Mahnic-Kalamiza et al., Scratching the electrode surface: Insights into a high-voltage pulsed-field application from in vitro & in silico studies in indifferent fluid, Electrochimica Acta 363 (2020) 137-187. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3831442A1 (en) | Using reversible electroporation on cardiac tissue | |
US20220370125A1 (en) | Electroporation system and method of preconditioning tissue for electroporation therapy | |
US5759158A (en) | Systems and methods for conducting electrophysiological testing using high-voltage energy pulses to stun heart tissue | |
EP3424454B1 (en) | Temperature controlled short duration ablation with multiple electrodes | |
US20220031385A1 (en) | Automatically performing irreversible electroporation ablation during heart refractory period | |
CN113100916A (en) | Using a monopolar configuration for irreversible electroporation (IRE) | |
US20210401490A1 (en) | Temperature control for ire | |
EP3944830A1 (en) | Controlling irreversible electroporation ablation using a focal catheter having contact-force and temperature sensors | |
US11819265B2 (en) | Cautious irreversible-electroporation (IRE) protocol for avoiding bubble generation | |
RU2770452C1 (en) | Irreversible electroporation (iep) based on impedance | |
EP4166106A1 (en) | High frequency unipolar electroporation ablation | |
RU2774573C1 (en) | Protocol of careful irreversible electroporation (ire) for preventing the formation of bubbles | |
RU2776919C1 (en) | Automatic irreversible electroporation during the refractory period of the heart | |
US20220346857A1 (en) | Tissue ablation using high-frequency unipolar ire | |
US20220000543A1 (en) | Bipolar tissue ablation in accordance with a predefined periodic set of time slots | |
RU2781798C2 (en) | Sequential activation of pairs of electrodes during irreversible electroporation (iep) | |
WO2024086033A1 (en) | Systems and methods for monitoring pulsed field ablation generator output | |
CN117426863A (en) | Tissue ablation using high frequency monopole IRE | |
CZ33134U1 (en) | High voltage AC power supply for electroporation purposes |