WO2022176203A1 - 電源装置およびアブレーションシステム - Google Patents

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WO2022176203A1
WO2022176203A1 PCT/JP2021/006670 JP2021006670W WO2022176203A1 WO 2022176203 A1 WO2022176203 A1 WO 2022176203A1 JP 2021006670 W JP2021006670 W JP 2021006670W WO 2022176203 A1 WO2022176203 A1 WO 2022176203A1
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WO
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power supply
capacitors
ablation
power
output terminal
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PCT/JP2021/006670
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English (en)
French (fr)
Inventor
卓也 平尾
Original Assignee
日本ライフライン株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents

Definitions

  • the present invention relates to an ablation system including an ablation catheter for performing ablation and a power supply device for supplying power for performing ablation, and a power supply device applied to such an ablation system.
  • An ablation system that ablates such an affected area has been proposed as one of the medical devices for treating an affected area in a patient's body (for example, an affected area having a tumor such as cancer).
  • This ablation system includes an electrode catheter as an ablation catheter and a power supply device that supplies power for performing ablation.
  • Patent Literature 1 discloses an ablation system that performs ablation using irreversible electroporation (IRE).
  • a power supply device includes a power supply unit that supplies power for performing ablation using irreversible electroporation to one or more electrodes in an ablation catheter, and a power supply unit that supplies the power. and a control unit for controlling application of a pulse voltage to the electrode when performing the ablation.
  • the power supply unit includes a power supply source, an output terminal from which the power is output, a plurality of capacitors interconnected between the power supply source and the output terminal, and a plurality of capacitors interconnected with the power supply source.
  • one or a plurality of charging switches, a plurality of capacitors and an output terminal which are arranged between the capacitors and can be individually set to an ON state when charging the plurality of capacitors from the power supply source and a plurality of discharge switches that can be individually set to an ON state when the power is output by discharging from the plurality of capacitors toward the output terminal.
  • An ablation system includes an ablation catheter having one or more electrodes, and the power supply device according to one embodiment of the present invention.
  • the power supply unit includes the plurality of interconnected capacitors, the charge switch, and the discharge switch, respectively. It looks like this: That is, when performing ablation using irreversible electroporation, the output mode of the pulse voltage applied to the electrodes can be adjusted by utilizing the charging and discharging of the plurality of interconnected capacitors. Become.
  • the interconnection between the plurality of capacitors is a parallel connection in which the plurality of capacitors are connected in parallel between the power supply line and the ground line, and the plurality of capacitors connected in parallel are connected in parallel.
  • a plurality of discharge switches may operate so that the capacitors are sequentially discharged in different periods.
  • a plurality of consecutive pulses A voltage can now be applied to the electrodes.
  • the interconnection between the plurality of capacitors is a series connection in which the plurality of capacitors are connected in series between the power supply line and the ground line, and the plurality of capacitors connected in series are connected in series.
  • a plurality of discharge switches may operate so that the number of capacitors to be discharged among them can be arbitrarily adjusted.
  • the number of capacitors to be discharged among the plurality of capacitors connected in series is arbitrarily adjusted, so that when performing ablation using irreversible electroporation, the electrode The magnitude (amplitude value) of the pulse voltage applied to can be arbitrarily adjusted.
  • the interconnection between the plurality of capacitors may be series-parallel connection in which the plurality of capacitors are connected in parallel and in series between the power supply line and the ground line. Then, the plurality of capacitors connected in parallel in this manner are sequentially discharged in mutually different periods, and the number of capacitors to be discharged among the plurality of capacitors connected in series as described above.
  • a plurality of discharge switches may be operated so that is arbitrarily adjusted.
  • the series-parallel connection which is a combination of the parallel connection and the series connection, is performed among the plurality of capacitors, so that the following occurs.
  • the procedure time can be shortened and the burden on the patient's body can be reduced, and the pulse voltage applied to the electrodes can be increased. (amplitude value) can be arbitrarily adjusted.
  • the capacitance values of the plurality of series-connected capacitors may be different from each other.
  • a plurality of different types of capacitance values for example, a plurality of weighted types of capacitance values
  • the ablation catheter includes, for example, a catheter used for treatment of arrhythmia by ablating an affected area in a patient's body.
  • the ablation target may be, for example, an affected area having a tumor in a patient's body.
  • the power supply unit having the configuration described above since the power supply unit having the configuration described above is provided, it is as follows. That is, when performing ablation using irreversible electroporation, the output mode of the pulse voltage applied to the electrodes can be adjusted by utilizing the charging and discharging of the plurality of interconnected capacitors. Become. Therefore, it is possible to improve convenience during ablation.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration example of an ablation system according to one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration example of the ablation catheter shown in FIG. 1
  • 2 is a circuit diagram schematically showing a detailed configuration example of a power supply unit shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a deformed state near the distal end of the catheter shaft shown in FIG. 2
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of another deformed state in the vicinity of the tip of the catheter shaft shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a timing diagram representing an example of typical voltage waveforms during ablation
  • FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing a configuration example of a power supply section according to a comparative example;
  • FIG. 4 is a timing chart showing an operation example during charging and discharging in the power supply section shown in FIG. 3;
  • FIG. 7 is a circuit diagram schematically showing a configuration example of a power supply unit according to Modification 1;
  • 10A and 10B are diagrams showing an operation example during discharging in the power supply unit shown in FIG. 9;
  • FIG. FIG. 11 is a circuit diagram schematically showing a configuration example of a power supply section according to modification 2;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing an overall configuration example of an ablation system 5 according to one embodiment of the present invention.
  • This ablation system 5 is a system used for treating an affected area 90 in the body of a patient 9, as shown in FIG. there is
  • the affected area 90 includes, for example, an affected area having an arrhythmia or the like, and an affected area having a tumor such as cancer (liver cancer, lung cancer, breast cancer, kidney cancer, thyroid cancer, etc.).
  • the ablation system 5 of the present embodiment performs non-thermal ablation using irreversible electroporation (IRE) as the ablation of the affected area 90 described above.
  • IRE irreversible electroporation
  • Such an ablation system 5 comprises an ablation catheter 1, a liquid supply device 2 and a power supply device 3, as shown in FIG.
  • the counter electrode plate 4 shown in FIG. 1 is also appropriately used.
  • the ablation catheter 1 is, for example, an electrode catheter that is inserted into the body of a patient 9 through a blood vessel to ablate an affected area 90 to treat arrhythmia, a tumor, or the like.
  • the ablation catheter 1 also has an irrigation mechanism for flowing (injecting) a predetermined irrigation liquid L (for example, physiological saline) from the tip side during such ablation.
  • a predetermined irrigation liquid L for example, physiological saline
  • the ablation system 5 is an ablation system with such an irrigation mechanism.
  • a liquid L is supplied from a liquid supply device 2, which will be described later, so as to circulate and flow (see FIG. 1).
  • FIG. 2 schematically shows a detailed configuration example of the ablation catheter 1.
  • the ablation catheter 1 includes a catheter shaft 11 (catheter tube) as a catheter body (long portion) and a handle 12 attached to the proximal end of the catheter shaft 11 .
  • the catheter shaft 11 is made of a tubular structure (hollow tubular member) having flexibility, and has a shape extending along its own axial direction (Z-axis direction) (see FIG. 2). Specifically, the axial length of the catheter shaft 11 is about several times to several tens of times longer than the axial length (Z-axis direction) of the handle 12 .
  • the catheter shaft 11 has a distal end (flexible distal end portion 11A) configured to be relatively flexible. Further, as shown in FIG. 1, a predetermined tip vicinity structure 6, which will be described later, is provided in the tip flexible portion 11A.
  • This catheter shaft 11 also has a so-called multi-lumen structure in which a plurality of lumens (inner holes, pores, through-holes) are formed inside so as to extend along its own axial direction (Z-axis direction). is doing.
  • Various fine wires (lead wires 50, deflection wires, deformation wires 60, etc., which will be described later) are inserted through the lumen of the catheter shaft 11 while being electrically insulated from each other.
  • a lumen for flowing the above-described irrigation liquid L is formed so as to extend along the axial direction. It is
  • the outer diameter of such a catheter shaft 11 is, for example, approximately 0.3 to 4.0 mm, and the axial length of the catheter shaft 11 is, for example, approximately 300 to 1500 mm.
  • Materials constituting the catheter shaft 11 include, for example, thermoplastic resins such as polyamide, polyether polyamide, polyurethane, polyether block amide (PEBAX) (registered trademark), and nylon.
  • the tip vicinity structure 6 described above includes the branch point of the catheter shaft 11 (located on the proximal end side of the tip vicinity structure 6) and the vicinity of the distal end of the catheter shaft 11 (the tip end described later). a confluence located near the chip 110) and a plurality of (five in this example) branch structures 61a to 61e that are portions that individually connect these branch points and confluence in a curved shape. I'm in. These branch structures 61a to 61e are spaced apart from each other at approximately equal intervals in a plane (XY plane) perpendicular to the axial direction (Z-axis direction) of the catheter shaft 11. As shown in FIG.
  • these branch structures 61a to 61e have one or more electrodes 111 (four electrodes 111 in this example) along their curved extending directions. They are spaced apart from each other at predetermined intervals. Each electrode 111 is a ring-shaped electrode.
  • a distal tip 110 is arranged at the confluence of the branch structures 61a to 61e (near the distal end of the catheter shaft 11).
  • Each of these electrodes 111 is, for example, an electrode for potential measurement or ablation, as described above, and examples thereof include aluminum (Al), copper (Cu), SUS, gold (Au), platinum (Pt), is made of a metal material with good electrical conductivity.
  • the tip 110 is made of, for example, the same metal material as the electrodes 111, and is also made of a resin material such as silicone rubber resin or polyurethane. Examples of parameters of each electrode 111 suitable for ablation using the above-described irreversible electroporation method include the following.
  • each electrode 111 is about 0.3 to 5.0 mm, and the distance between adjacent electrodes 111 along the axial direction of the catheter shaft 11 is is preferably about 0.3 to 5.0 mm.
  • each electrode 111 the tip side of the conducting wire 50 described above is electrically connected individually.
  • the base end side of each lead wire 50 can be connected to the outside of the ablation catheter 1 through the inside of the catheter shaft 11 and the inside of the handle 12 .
  • the base end side of each conductor 50 is taken out from the base end portion (connector portion) of the handle 12 along the Z-axis direction. .
  • such a shape of the tip vicinity structure 6 is configured to change (deform) according to a deformation operation to be described later on the handle 12 (an operation to the deformation operation section 123 to be described later).
  • a non-deployed shape in which the structure 6 near the tip is not deployed along the axial direction (Z-axis direction), and a structure 6 near the tip is expanded from this non-deployed shape to the axis.
  • the shape of the tip vicinity structure 6 changes between the expanded shape (expanded shape: see FIG. 2 and FIG. 5 described later) developed along the direction.
  • first shape is a "petal shape” (an example of a flat shape: an example of a flat shape, which is formed by the plurality of branch structures 61a to 61e described above). (See FIG. 4).
  • second shape a shape in which such petal shapes (each branch structure 61a to 61e) are expanded along the axial direction (so-called “basket shape”: FIG. 2 and (See FIG. 5, which will be described later).
  • the above-mentioned “basket shape” means that the shape formed by a plurality of branched structures 61a to 61e, as shown in Figs. , means that they are of similar shape.
  • the handle 12 is a portion that is grasped (grasped) by an operator (doctor) when using the ablation catheter 1 .
  • the handle 12 has a handle body 121 attached to the proximal end side of the catheter shaft 11, a rotation operation section 122, and a deformation operation section 123, as shown in FIG.
  • the handle body 121 corresponds to a portion (gripping portion) that an operator actually grips, and has a shape extending along its axial direction (Z-axis direction).
  • the handle body 121 is made of a synthetic resin such as polycarbonate or acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS).
  • the rotation operation part 122 is a part that is operated during a deflection operation for deflecting (bending) the vicinity of the tip of the catheter shaft 11 (tip flexible part 11A) in both directions.
  • the rotary operation part 122 is used together with a pair of deflection wires (not shown) for such a deflection operation.
  • the operator of the ablation catheter 1 operates (rotates) the rotary operation section 122 .
  • Such a rotary operation unit 122 is configured including a lock mechanism 40 and a rotary plate 41, as shown in FIG.
  • Each tip of the pair of deflection wires described above is fixed to the tip side of the catheter shaft 11 (for example, near the tip 110 described above).
  • Each proximal end of the pair of deflection wires extends from inside the catheter shaft 11 to inside the handle 12 (inside the handle body 121).
  • the rotating plate 41 is a member that is rotatably attached to the handle body 121 about a rotation axis (Y-axis direction) perpendicular to its axial direction (Z-axis direction). be.
  • the rotating plate 41 corresponds to a portion that is actually operated by the operator during the rotating operation described above, and has a substantially disk-like shape. Specifically, in this example, as indicated by arrows d1a and d1b in FIG. ) is possible.
  • the locking mechanism 40 described above is a mechanism for fixing (locking) the rotational position of the rotating plate 41 within the ZY plane.
  • a pair of knobs 41a and 41b are provided integrally with the rotating plate 41 on the side surface of the rotating plate 41, as shown in FIG.
  • the knobs 41a and 41b are arranged point-symmetrically with respect to the rotation axis of the rotary plate 41.
  • Each of these knobs 41a and 41b corresponds to a portion that is operated (pushed) by the fingers of one hand when the operator rotates the rotary plate 41, for example.
  • a rotary plate 41 is made of, for example, the same material (synthetic resin, etc.) as the handle body 121 described above.
  • a pair of fasteners are provided on the rotary plate 41 as described above. These fasteners are members (wire fasteners) for individually fixing the proximal ends of the pair of deflection wires described above by screwing or the like. It should be noted that, with these fasteners, it is possible to arbitrarily adjust the retraction length in the vicinity of each proximal end when fixing each proximal end of the pair of deflection wires described above.
  • the deformation operation section 123 described above is operated by the operator in the deformation operation for changing the shape of the tip vicinity structure 6 between the non-expanded shape (petal shape) and the expanded shape (basket shape). This is the part that is done.
  • the tip side of the deformation wire 60 used in such a deformation operation is fixed to the tip vicinity structure 6 (near the tip tip 110 described above).
  • the proximal end of the deformation wire 60 is taken out from the proximal end of the handle body 121 and attached to the deformation operation portion 123 .
  • Such a deformation operation section 123 is operated along the extending direction (Z-axis direction) of the deformation wire 60, as indicated by arrows d3a and d3b in FIG. ing. As a result, an operation of pushing the deformation wire 60 into the handle body 121 and an operation of pulling out the deformation wire 60 from the handle body 121 are performed.
  • such operations in the directions of arrows d3a and d3b on the deformation operation section 123 correspond to deformation operations for deforming the tip vicinity structure 6.
  • the shape of the tip vicinity structure 6 during the above-described deformation operation changes from the non-expanded shape (petal shape) described above. It can be set to any intermediate shape between the unfolded shape (basket shape).
  • the liquid supply device 2 is a device that supplies the aforementioned irrigation liquid L to the ablation catheter 1, and has a liquid supply section 21 as shown in FIG.
  • the liquid supply unit 21 supplies the above-described liquid L to the ablation catheter 1 at any time according to control by a control signal CTL2, which will be described later. Further, the supply operation of the liquid L is executed or stopped according to the control by the control signal CTL2 described above.
  • a liquid supply unit 21 includes, for example, a liquid pump, a resin tube, and the like.
  • the power supply device 3 provides electric power Pout ( It supplies a pulse voltage (which will be described later) and controls the supply operation of the liquid L in the liquid supply device 2 .
  • the power supply device 3 has an input section 31, a power supply section 32, a control section 33 and a display section 34 as shown in FIG.
  • the input unit 31 is a part for inputting various setting values and instruction signals (operation signals Sm) for instructing predetermined operations.
  • Such an operation signal Sm is input from the input unit 31 according to the operation of the power supply device 3 by an operator (for example, an engineer).
  • these various setting values may be set in the power supply device 3 in advance, for example, at the time of shipment of the product, instead of being input according to the operation by the operator.
  • the set values input by the input unit 31 are supplied to the control unit 33, which will be described later.
  • Such an input unit 31 is configured using, for example, predetermined dials, buttons, a touch panel, and the like.
  • the power supply unit 32 supplies electric power Pout between the ablation catheter 1 (electrode 111) and the return electrode plate 4 described later in accordance with the control signal CTL1 described later for performing ablation using the above-described irreversible electroporation method. part. Further, although the details will be described later, when performing ablation by supplying such power Pout, a high voltage pulse voltage (voltage Vout) is applied to each electrode 111 of the ablation catheter 1. ing.
  • a power supply unit 32 is configured using a predetermined power supply circuit (for example, a switching regulator or the like).
  • the control unit 33 is a part that controls the entire power supply device 3 and performs predetermined arithmetic processing, and is configured using a microcomputer or the like, for example. Specifically, the control unit 33 first has a function (power supply control function) of controlling the supply operation of the power Pout in the power supply unit 32 using the control signal CTL1. During the power Pout supply operation, the control unit 33 also performs control so that the pulse voltage (voltage Vout) is applied to each electrode 111 as described above. The control unit 33 also has a function (liquid supply control function) of controlling the supply operation of the liquid L in the liquid supply device 2 (liquid supply unit 21) using the control signal CTL2.
  • Temperature information It measured by the ablation catheter 1 (a temperature sensor such as a thermocouple arranged corresponding to each electrode 111) is also supplied to the control unit 33 at any time (Fig. 1).
  • the control unit 33 is supplied with a measured value of the impedance Z between the electrode 111 of the ablation catheter 1 and the return electrode plate 4 (described later) from the power supply unit 32 at any time (see FIG. 1). ).
  • the display unit 34 is a part (monitor) that displays various types of information and outputs them to the outside. Examples of information to be displayed include various set values input from the input unit 31, various parameters supplied from the control unit 33, temperature information It supplied from the ablation catheter 1, and the like. However, the information to be displayed is not limited to these pieces of information, and other information may be displayed instead or in addition.
  • Such a display unit 34 is configured using displays of various types (for example, a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, an organic EL (Electro Luminescence) display, etc.).
  • the return electrode 4 is used in a state of being attached to the body surface of the patient 9 during ablation, as shown in FIG. 1, for example. Specifically, power Pout is supplied between the ablation catheter 1 (electrode 111) and the counter electrode 4 during ablation using the irreversible electroporation method described above. Further, during such ablation, the impedance Z described above is measured at any time, and the measured impedance Z is supplied from the power supply unit 32 to the control unit 33 in the power supply device 3 ( See Figure 1).
  • FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing a detailed configuration example of the power supply unit 32. As shown in FIG.
  • the power supply unit 32 includes a power supply source (power source) Vdd, a pair of output terminals Tout1 and Tout2, a plurality of (three in the example of FIG. 3) capacitors C1 to C3, and a plurality of ( 3) and a plurality of (three in the example of FIG. 3) discharge switches SWout1 to SWout3.
  • the voltage Vout (power Pout) as the aforementioned pulse voltage is output from between the output terminals Tout1 and Tout2.
  • the three capacitors C1 to C3 are capacitive elements arranged between the power supply source Vdd and the output terminals Tout1 and Tout2. These capacitors C1 to C3 are interconnected, and in this embodiment, are interconnected in parallel. Specifically, as shown in FIG. 3, these capacitors C1 to C3 are connected in parallel between the power supply lines Ld1 to Ld3 and the ground line Lg. Specifically, the capacitor C1 is arranged between the connection point Pd1 on the power supply line Ld1 and the ground line Lg. Similarly, the capacitor C2 is arranged between the connection point Pd2 on the power supply line Ld2 and the ground line Lg, and the capacitor C3 is arranged between the connection point Pd3 on the power supply line Ld3 and the ground line Lg. are placed.
  • the three charging switches SWin1 to SWin3 are arranged between the power supply source Vdd and the capacitors C1 to C3, respectively, and are switch elements that can be set to an ON state or an OFF state according to the aforementioned control signal CTL1. Specifically, as shown in FIG. 3, the charging switch SWin1 is inserted on the power supply line Ld1 between the power supply source Vdd and the connection point Pd1 on the power supply line Ld1. Similarly, the charging switch SWin2 is inserted on the power supply line Ld2 between the power supply source Vdd and the connection point Pd2 on the power supply line Ld2. It is inserted on the power supply line Ld3 between the connection point Pd3 on the line Ld3.
  • These charging switches SWin1 to SWin3 can be individually set to the ON state when charging the capacitors C1 to C3 from the power supply source Vdd. Specifically, when charging the capacitor C1 from the power supply source Vdd (see the charge Q1 indicated by the solid line in FIG. 3), the charging switch SWin1 is set to the ON state. Similarly, when charging the capacitor C2 from the power supply source Vdd (see the charge Q2 indicated by the solid line in FIG. 3), the charging switch SWin2 is set to the ON state. Also, when charging the capacitor C3 from the power supply source Vdd (see the charge Q3 indicated by the solid line in FIG. 3), the charging switch SWin3 is set to the ON state.
  • the three discharge switches SWout1 to SWout3 are arranged between the capacitors C1 to C3 and the output terminals Tout1 and Tout2, respectively, and are switch elements that can be set to an ON state or an OFF state according to the aforementioned control signal CTL1. .
  • the discharge switch SWout1 is inserted on the power line Ld1 between the connection point Pd1 on the power line Ld1 and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout2 is inserted on the power supply line Ld2 between the connection point Pd2 on the power supply line Ld2 and the output terminal Tout1
  • the discharge switch SWout3 is inserted between the connection point Pd3 on the power supply line Ld3. It is inserted on the power supply line Ld3 between the output terminal Tout1.
  • These discharge switches SWout1 to SWout3 are individually turned on when outputting power Pout (voltage Vout as a pulse voltage) by discharging from the capacitors C1 to C3 toward the output terminals Tout1 and Tout2.
  • Pout voltage Vout as a pulse voltage
  • the discharge switch SWout1 is set to the ON state.
  • the discharge switch SWout2 is set to the ON state.
  • the discharge switch SWout3 is set to the ON state.
  • the plurality of capacitors C1 to C3 connected in parallel are sequentially discharged in mutually different periods (discharge periods).
  • the discharge switches SWout1 to SWout3 operate respectively.
  • the above-described irrigation liquid L is supplied to the ablation catheter 1 during such ablation.
  • the liquid L is supplied into the handle body 121 from the base end side (liquid inlet) of the handle body 121 .
  • the power supply device 3 controls the supply operation of the liquid L in such a liquid supply device 2 using the above-described control signal CTL2.
  • the liquid L flows out (is jetted) from the vicinity of the tip of the ablation catheter 1 (the vicinity of the aforementioned branch point in the structure 6 near the tip) to the outside.
  • the operator grips the handle 12 (handle main body 121) with one hand and operates the knob 41a with the fingers of the one hand to move the rotating plate 41 in the direction of the arrow d1a in FIG. 2 (clockwise).
  • the knob 41a with the fingers of the one hand to move the rotating plate 41 in the direction of the arrow d1a in FIG. 2 (clockwise).
  • the operator can rotate the rotary plate 41 to perform a bidirectional (swing) deflection operation in the catheter shaft 11 .
  • the tip flexible portion 11A of the catheter shaft 11 can be bent while the catheter shaft 11 is inserted into the patient's body.
  • the direction (deflection direction) can be freely set. In this manner, since the ablation catheter 1 is provided with a deflection mechanism for deflecting the tip flexible portion 11A in both directions, the shape of the catheter shaft 11 near its tip (tip flexible portion 11A) can be changed. can be inserted into the patient's 9 body.
  • FIG. 4 shows a deformed state in the vicinity of the tip of the catheter shaft 11 (the structure 6 near the tip) (the above-described petal shape as an example of the above-described non-deployed shape).
  • An example of is schematically represented.
  • 5 FIGS. 5A and 5B show another deformed state (the basket shape described above as an example of the expanded shape described above) in the vicinity of the tip of the catheter shaft 11 (the structure 6 near the tip). state) is schematically shown.
  • the developed shape (basket shape) shown in FIG. 5 is merely an example, and may be, for example, a shape slightly deflated (distorted) from the shape shown in FIG.
  • the distal tip 110 is pulled proximally, so that each of the branch structures 61a to 61e is contracted proximally. That is, the tip vicinity structure 6 becomes the above-described non-expanded shape (in this example, a shape substantially flattened in the XY plane). Specifically, in this example, as shown in FIG. 4A, the shape of the tip vicinity structure 6 is the above-described petal shape constituted by the branch structures 61a to 61e.
  • the tip vicinity structure 6 has the above-described expanded shape (a shape expanded toward the tip side along the Z-axis direction).
  • the shape of the tip vicinity structure 6 is the aforementioned basket shape constituted by the respective branch structures 61a to 61e.
  • the tip vicinity structure 6 is deformed according to the deformation operation performed on the deformation operation portion 123 .
  • this irreversible electroporation method is attracting attention because it is a non-thermal ablation method as described above and can reduce damage to surrounding blood vessels and nerves.
  • conventional general ablation methods such as RFA (Radiofrequency Ablation) and cryo (freezing) ablation are ablation using thermal energy, so phrenic nerve paralysis and esophageal fistula It may cause complications such as
  • ablation using irreversible electroporation is PFA (Pulsed electric Field Ablation), which uses non-thermal energy, so there is no risk of causing these complications.
  • the myocardium (threshold of electric field intensity: about 400 [V/cm]) is generally first affected by ablation.
  • the electric field strength during this ablation generally affects the esophagus (threshold electric field strength: about 1750 [V/cm]) and the phrenic nerve (threshold electric field strength: about 3800 [V/cm]). It is set to a small value (for example, about 1000 to 1500 [V/cm]). Therefore, as described above, complications such as phrenic nerve paralysis and esophageal fistula do not occur.
  • FIG. 6 is a timing diagram showing a typical voltage waveform example during ablation.
  • FIG. 6(A) shows an example of a waveform of a general voltage Vout applied to the electrodes of the ablation catheter during RFA
  • FIG. 4A and 4B respectively show examples of typical voltage Vout waveforms applied to electrodes of an ablation catheter during ablation (PFA as described above).
  • the horizontal axis indicates time t
  • the vertical axis indicates voltage (potential difference from the reference potential shown in the figure).
  • the power supplied during this RFA is, for example, about 25 [W].
  • this RFA has become a thermal ablation technique.
  • this PFA is a non-thermal ablation method, unlike the RFA described above.
  • electroporation is generated by applying such a high-voltage short-time pulse voltage to electrodes. Specifically, such pulse voltages create nanoscale holes in the cells to be ablated, inducing apoptosis (cell suicide) in the perforated cells, thereby causing cell death.
  • FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a configuration example of the power supply unit 103 according to the comparative example.
  • the power supply unit 103 of this comparative example replaces the three capacitors C1 to C3, the charging switches SWin1 to SWin3, and the discharging switches SWout1 to SWout3 in the power supply unit 32 of the present embodiment shown in FIG.
  • Each capacitor C1, a charging switch SWin1, and a discharging switch SWout1 are provided.
  • the capacitor C1 is arranged between the connection point Pd1 on the power supply line Ld1 and the ground line Lg. Further, the charging switch SWin1 is inserted on the power supply line Ld1 between the power supply source Vdd and the connection point Pd1 on the power supply line Ld1, and the discharge switch SWout1 is inserted on the power supply line Ld1 at the connection point Pd1 on the power supply line Ld1. and the output terminal Tout1 on the power supply line Ld1.
  • the charging switch SWin1 is set to the ON state.
  • the discharge switch SWout1 is set to the ON state.
  • a voltage Vout composed of a high-voltage pulse voltage is used. Generally, it takes a long time (for example, about 2 minutes).
  • the power Pout (voltage Vout) is continuously supplied. and cannot be output. That is, in this comparative example, when performing ablation using the power supply unit 103 (ablation using irreversible electroporation), the output mode of the pulse voltage (voltage Vout) cannot be adjusted. Therefore, in this comparative example, the treatment using such ablation prolongs the procedure time and increases the burden on the patient's body, resulting in a decrease in convenience during ablation. There is a risk.
  • interconnection between the plurality of capacitors C1 to C3 is provided between the power supply lines Ld1 to Ld3 and the ground line Lg. ⁇ C3 are connected in parallel to each other, forming a parallel connection. Then, in the present embodiment, the plurality of capacitors C1 to C3 connected in parallel as described above are arranged so that they are sequentially discharged in mutually different periods (discharge periods) as described below. discharge switches SWout1 to SWout3 are operated.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an operation example during charging and discharging in the power supply unit 32.
  • FIGS. 8A to 8C show the operation states (ON state or OFF state) of the charging switches SWin1 to SWin3, respectively.
  • 8(D) to 8(F) respectively show the operation states (on state or off state) of the discharge switches SWout1 to SWout3.
  • the horizontal axis indicates time t.
  • the charging switches SWin2 and SWin3 are turned on during the period from timing t1 to t2, thereby charging the capacitors C2 and C3 and discharging the discharge switch SWout1. is turned on, the capacitor C1 is discharged.
  • the charging switches SWin3 and SWin1 are turned on, respectively, so that the capacitors C3 and C1 are charged, and the discharge switch SWout2 is turned on, so that the discharge from the capacitor C2 A discharge is made.
  • the charging switches SWin1 and SWin2 are turned on, respectively, so that the capacitors C1 and C2 are charged, and the discharge switch SWout3 is turned on, so that A discharge is made.
  • the capacitors C2 and C3 are charged and the capacitor C1 is discharged in the same manner as the period from timing t1 to t2.
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a configuration example of the power supply unit 32A according to Modification 1.
  • the power supply unit 32A of this modified example 1 replaces the three capacitors C1 to C3, the charging switches SWin1 to SWin3, and the discharging switches SWout1 to SWout3 in the power supply unit 32 of the present embodiment shown in FIG. 1 capacitors C1a to C1c, 1 charge switch SWin1 and 3 discharge switches SWout1a to SWout1c.
  • the interconnection between the plurality of capacitors C1 to C3 is the above-described parallel connection, whereas in the power supply section 32A, the interconnection between the plurality of capacitors C1a to C1c is performed. , are connected in series as described below.
  • these capacitors C1a to C1c are connected in series between the power supply line Ld and the ground line Lg.
  • the capacitor C1a is arranged between a connection point Pd1a on the power supply line Ld and one end side (connection point Pd1b) of the capacitor C1b.
  • the capacitor C1b is arranged between the connection point Pd1b and one end of the capacitor C1c (connection point Pd1c), and the capacitor C1c is arranged between the connection point Pd1c and the ground line Lg.
  • One charging switch SWin1 is inserted on the power supply line Ld1 between the power supply source Vdd and the connection point Pd1a.
  • This charging switch SWin1 is a switch element that can be set to an ON state or an OFF state according to the control signal CTL1 described above, as in the embodiment. Specifically, when the capacitors C1a to C1c are charged from the power supply source Vdd (see the charge Q1 indicated by the solid line in FIG. 9), the charging switch SWin1 is set to the ON state. It's becoming
  • the plurality of capacitors C1a to C1c connected in series may have the same (common) capacitance value, or may have different capacitance values. can be
  • each of the three discharge switches SWout1a to SWout1c is a switching element that can be set to an ON state or an OFF state according to the aforementioned control signal CTL1.
  • the discharge switch SWout1a is inserted between the connection point Pd1a and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout1b is interposed between the connection point Pd1b and the output terminal Tout1, and the discharge switch SWout1c is interposed between the connection point Pd1c and the output terminal Tout1. ing.
  • These discharge switches SWout1a to SWout1c are individually turned on when outputting power Pout (voltage Vout as a pulse voltage) by discharging from the capacitors C1a to C1c toward the output terminals Tout1 and Tout2.
  • Pout voltage Vout as a pulse voltage
  • the discharge switch SWout1a is set to the ON state. It's becoming Similarly, when discharging from the capacitor C1b toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see the charge (Q1b+Q1c) indicated by the dashed line in FIG. 9), the discharge switch SWout1b is turned on. There is Also, when the capacitor C1c discharges toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see the charge Q1c indicated by the dashed line in FIG. 9), the discharge switch SWout1c is turned on.
  • the power source section 32A having the configuration of the above-described series connection is provided. That is, in the power supply section 32A, the interconnection between the plurality of capacitors C1a to C1c is such that the plurality of capacitors C1a to C1c are connected in series between the power supply line Ld and the ground line Lg as described above. , are connected in series. Then, in this modified example 1, as will be described below, the number of capacitors to be discharged (1 to 3 in this example) among the plurality of capacitors C1a to C1c connected in series. are arbitrarily adjusted, the plurality of discharge switches SWout1a to SWout1c operate respectively.
  • FIG. 10 is a table summarizing an example of operation during discharging in the power supply section 32A.
  • the discharge switch SWout1b When the discharge switch SWout1b is in the ON state, the charge (Q1b+Q1c) described above is discharged from the two capacitors C1b and C1c to be discharged as the charge that forms the basis of the voltage Vout (power Pout).
  • the discharge switch SWout1c when the discharge switch SWout1c is in the ON state, the charge Q1c described above is discharged from the one capacitor C1c to be discharged as the charge that forms the basis of the voltage Vout (power Pout).
  • the number of capacitors to be discharged among the plurality of series-connected capacitors C1a to C1c is arbitrarily adjusted.
  • the magnitude of the pulse voltage (amplitude value of voltage Vout) applied to electrode 111 can be arbitrarily set (three types in this example). ) can be adjusted.
  • the amplitude value of the voltage Vout is a fixed value (one type of charge Q1) and cannot be adjusted.
  • the amplitude value of the voltage Vout is likely to change depending on the location of the ablation. It can be said that it is very convenient to be able to adjust to multiple types.
  • FIG. 11 is a schematic circuit diagram of a configuration example of the power supply unit 32B according to Modification 2.
  • the power supply section 32B of Modification 2 corresponds to a combination of the power supply section 32 of the present embodiment shown in FIG. 3 and the power supply section 32A of Modification 1 shown in FIG. That is, in each of the power supply units 32 and 32A, mutual connection between a plurality of capacitors is the above-described parallel connection or series connection.
  • the mutual connection between a plurality of capacitors is series-parallel connection in which parallel connection and series connection are made with each other, as described below.
  • the power supply section 32B like the power supply section 32, includes three charging switches SWin1 to SWin3.
  • capacitors C1a to C1c connected in series with each other, capacitors C2a to C2c connected in series, and capacitors C3a to C3c connected in series in the same manner as in the power supply unit 32A are connected to power supply lines Ld1 to They are connected in parallel with each other between Ld3 and the ground line Lg.
  • the capacitor C1a is arranged between the connection point Pd1a on the power supply line Ld1 and one end side (connection point Pd1b) of the capacitor C1b.
  • the capacitor C1b is arranged between the connection point Pd1b and one end of the capacitor C1c (connection point Pd1c), and the capacitor C1c is arranged between the connection point Pd1c and the ground line Lg.
  • the capacitor C2a is arranged between a connection point Pd2a on the power supply line Ld2 and one end side (connection point Pd2b) of the capacitor C2b.
  • the capacitor C2b is arranged between the connection point Pd2b and one end of the capacitor C2c (connection point Pd2c), and the capacitor C2c is arranged between the connection point Pd2c and the ground line Lg. .
  • the capacitor C3a is arranged between a connection point Pd3a on the power supply line Ld3 and one end side (connection point Pd3b) of the capacitor C3b.
  • the capacitor C3b is arranged between the connection point Pd3b and one end of the capacitor C3c (connection point Pd3c), and the capacitor C3c is arranged between the connection point Pd3c and the ground line Lg. .
  • the capacitor C2a is charged with the charge Q2a
  • the capacitor C2b is charged with the charge Q2b
  • the capacitor C2c is charged with the charge Q2c.
  • the capacitor C3a is charged with the charge Q3a
  • the capacitor C3b is charged with the charge Q3b
  • the capacitor C3c is charged with the charge Q3c.
  • the capacitance values of the plurality of capacitors C1a to C1c connected in series, the capacitors C2a to C2c, and the capacitors C3a to C3c are the same.
  • the capacitance values may be different from each other.
  • the nine discharge switches SWout1a to SWout1c, SWout2a to SWout2c, and SWout3a to SWout3c are switch elements that can be turned on or off according to the control signal CTL1 described above.
  • the discharge switch SWout1a is inserted between the connection point Pd1a and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout1b is interposed between the connection point Pd1b and the output terminal Tout1, and the discharge switch SWout1c is interposed between the connection point Pd1c and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout2a is inserted between the connection point Pd2a and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout2b is interposed between the connection point Pd2b and the output terminal Tout1, and the discharge switch SWout2c is interposed between the connection point Pd2c and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout3a is inserted between the connection point Pd3a and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout3b is interposed between the connection point Pd3b and the output terminal Tout1, and the discharge switch SWout3c is interposed between the connection point Pd3c and the output terminal Tout1.
  • the discharge switch SWout1a when discharging from the capacitor C1a toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see the charge (Q1a+Q1b+Q1c) shown in FIG. 11), the discharge switch SWout1a is set to ON state. Similarly, when discharging from the capacitor C1b toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see charge (Q1b+Q1c) shown in FIG. 11), the discharge switch SWout1b is set to the ON state. Further, when the capacitor C1c discharges toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see the charge Q1c shown in FIG. 11), the discharge switch SWout1c is turned on.
  • the discharge switch SWout2a when discharging from the capacitor C2a toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see charge (Q2a+Q2b+Q2c) shown in FIG. 11), the discharge switch SWout2a is set to the ON state. Similarly, when discharging from the capacitor C2b toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see charge (Q2b+Q2c) shown in FIG. 11), the discharge switch SWout2b is set to the ON state. Also, when the capacitor C2c discharges toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see the charge Q2c shown in FIG. 11), the discharge switch SWout2c is set to the ON state.
  • the discharge switch SWout3a when discharging from the capacitor C3a toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see charge (Q3a+Q3b+Q3c) shown in FIG. 11), the discharge switch SWout3a is set to the ON state. Similarly, when discharging from the capacitor C3b toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see charge (Q3b+Q3c) shown in FIG. 11), the discharge switch SWout3b is set to the ON state. Further, when the capacitor C3c discharges toward the output terminals Tout1 and Tout2 (see the charge Q3c shown in FIG. 11), the discharge switch SWout3c is turned on.
  • the power source section 32B having the configuration of the above-described series-parallel connection is provided. That is, in the power supply unit 32B, the mutual connection between the plurality of capacitors C1a to C1c, C2a to C2c, and C3a to C3c is series-parallel connection, which is a combination of parallel connection and series connection as described above. .
  • the capacitors C1a to C1c, the capacitors C2a to C2c, and the capacitors C3a to C3c connected in parallel are sequentially connected in different periods.
  • discharge it becomes as follows. That is, when performing ablation using irreversible electroporation, it becomes possible to apply a continuous pulse voltage to the electrode 111 a plurality of times (three times in the example of FIG. 11).
  • modification 1 as well as in the embodiment, in the case of treatment using such ablation, compared to the above-described comparative example, the procedure time is shortened and the burden on the patient's body is reduced. becomes possible.
  • the capacitors C1a to C1c connected in series, the capacitors C2a to C2c, and the capacitors C3a to C3c connected in series are discharged.
  • the number of capacitors is arbitrarily adjusted.
  • the magnitude of the pulse voltage (amplitude value of voltage Vout) applied to electrode 111 is It is possible to arbitrarily adjust (in this example, nine types, for example).
  • the second modification it is also possible to step-down the voltage Vout in the same manner as in the first modification.
  • Modified Example 2 can have the respective effects of the embodiment and Modified Example 1. As a result, in this modified example 2, it is possible to further improve the convenience during ablation as compared with these embodiments and modified example 1.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation of Modified Example 2.
  • each member described in the above embodiments and the like are not limited, and other materials may be used.
  • the configuration of the ablation catheter 1 was specifically described, but it is not necessary to include all members, and other members may be included.
  • a leaf spring that can be deformed in the bending direction may be provided inside the catheter shaft 11 as a swinging member.
  • the structure of the handle 12 (the handle body 121 and the rotary operation portion 122) was specifically described, but it is not necessary to include all the members, and other members may be included. It may be further provided.
  • the configuration of the transformation operation unit 123 described above is not limited to that described in the above embodiment and the like, and other configurations may be used.
  • the shape of the vicinity of the distal end of the catheter shaft 11 is not limited to that described in the above embodiment.
  • an ablation catheter of a type (bi-direction type) in which the shape of the vicinity of the distal end of the catheter shaft 11 changes in both directions according to the operation of the rotary plate 41 has been described as an example.
  • the ablation catheter may be of a type (single direction type) in which the shape of the vicinity of the distal end of the catheter shaft 11 changes in one direction according to the operation of the rotating plate 41 . In this case, only one (one) operation wire is provided.
  • the ablation catheter may be of a type in which the shape of the vicinity of the distal end of the catheter shaft 11 is fixed. In this case, the operation wire, the rotary plate 41, and the like described above become unnecessary.
  • each electrode 111 in the vicinity of the tip of the catheter shaft 11 is not limited to those mentioned in the above embodiment and the like.
  • the shape of the structure 6 near the tip is not limited to the shape described in the above embodiment (flat shape (petal shape), non-flat shape (basket shape), etc.). It may be in shape.
  • the configuration of the tip vicinity structure 6 itself is not limited to the configuration described in the above embodiment and the like. Other configurations are possible.
  • the block configurations of the liquid supply device 2 and the power supply device 3 were specifically described, but it is not necessary to include all of the blocks described in the above-described embodiment and the like. It may further comprise other blocks. Furthermore, the ablation system 5 as a whole may further include other devices in addition to the devices described in the above embodiments and the like.
  • control operation ablation processing operation using the above-described pulse voltage control and the like
  • control method ablation method using control of pulse voltage, etc.
  • the circuit configuration of the power supply unit 32 is not limited to that described in the above-described embodiment and the like, and other circuits can be used. It may be a configuration.
  • the application electrodes to which the pulse voltage is applied are all configured by the electrodes 111 of the ablation catheter 1, but the example is not limited to this case. That is, for example, in addition to the electrode 111 of such an ablation catheter, other electrodes (for example, the counter electrode plate 4 described above) may be included to form an application electrode to which a pulse voltage is applied.
  • the case where power Pout for performing ablation using irreversible electroporation is supplied between the plurality of electrodes 111 and the return electrode plate 4 in the ablation catheter 1 is taken as an example. However, it is not limited to this example. That is, as a method of supplying such power Pout to one or more electrodes 111, for example, such power Pout is supplied between each of the multiple electrodes 111 without using the counter electrode plate 4. It may be a method to
  • the series of processes described in the above embodiments and the like may be performed by hardware (circuits) or by software (programs).
  • the software When it is performed by software, the software consists of a program group for executing each function by a computer.
  • Each program for example, may be installed in the computer in advance and used, or may be installed in the computer from a network or a recording medium and used.
  • the ablation catheter 1 (having an irrigation mechanism) that injects the liquid L for irrigation to the outside has been described as an example, but the present invention is not limited to this example.
  • the present invention may be applied to an ablation catheter having no mechanism.
  • the case where the object of ablation is the affected part 90 having an arrhythmia or the affected part 90 having a tumor in the body of the patient 9 has been described as an example, but it is not limited to these examples. do not have. That is, it is possible to apply the ablation system of the present invention even when the object of ablation is another part (organ, body tissue, etc.) in the patient's 9 body.

Abstract

本発明の一実施の形態に係る電源装置は、アブレーションカテーテルにおける1または複数の電極に対して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための電力を供給する電源部と、上記電力を供給して上記アブレーションを行う際に、上記電極に対してパルス電圧が印加されるように制御する制御部と、を備えている。上記電源部は、電力供給源と、上記電力が出力される出力端子と、電力供給源と出力端子との間に配置されており、相互接続がなされた複数のコンデンサと、電力供給源と複数のコンデンサとの間に配置されており、電力供給源から複数のコンデンサに対して充電を行う際に、個別にオン状態に設定可能な、1または複数の充電スイッチと、複数のコンデンサと出力端子の間に配置されており、複数のコンデンサから出力端子へ向けて放電を行うことによって上記電力を出力する際に、個別にオン状態に設定可能な、複数の放電スイッチと、を有している。

Description

電源装置およびアブレーションシステム
 本発明は、アブレーションを行うためのアブレーションカテーテルと、アブレーションを行うための電力を供給する電源装置とを備えたアブレーションシステム、ならびに、そのようなアブレーションシステムに適用される電源装置に関する。
 患者体内の患部(例えば癌などの腫瘍を有する患部)を治療するための医療機器の1つとして、そのような患部に対してアブレーションを行う、アブレーションシステムが提案されている。このアブレーションシステムは、アブレーションカテーテルとしての電極カテーテルと、アブレーションを行うための電力を供給する電源装置と、を備えている。また、例えば特許文献1には、不可逆電気穿孔法(IRE:Irreversible Electroporation)を用いたアブレーションを行う、アブレーションシステムについて開示されている。
特表2019-500170号公報
 ところで、このようなアブレーションシステムでは一般に、アブレーションの際の利便性を向上させることが求められている。アブレーションの際の利便性を向上させることが可能な、電源装置およびアブレーションシステムを提供することが望ましい。
 本発明の一実施の形態に係る電源装置は、アブレーションカテーテルにおける1または複数の電極に対して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための電力を供給する電源部と、上記電力を供給して上記アブレーションを行う際に、上記電極に対してパルス電圧が印加されるように制御する制御部と、を備えたものである。上記電源部は、電力供給源と、上記電力が出力される出力端子と、電力供給源と出力端子との間に配置されており、相互接続がなされた複数のコンデンサと、電力供給源と複数のコンデンサとの間に配置されており、電力供給源から複数のコンデンサに対して充電を行う際に、個別にオン状態に設定可能な、1または複数の充電スイッチと、複数のコンデンサと出力端子の間に配置されており、複数のコンデンサから出力端子へ向けて放電を行うことによって上記電力を出力する際に、個別にオン状態に設定可能な、複数の放電スイッチと、を有している。
 本発明の一実施の形態に係るアブレーションシステムは、1または複数の電極を有するアブレーションカテーテルと、上記本発明の一実施の形態に係る電源装置と、を備えたものである。
 本発明の一実施の形態に係る電源装置およびアブレーションシステムでは、上記電源部において、上記相互接続がなされた複数のコンデンサと、上記充電スイッチおよび上記放電スイッチとが、それぞれ設けられていることで、以下のようになる。すなわち、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、上記相互接続がなされた複数のコンデンサに対する充電や放電を利用して、上記電極に印加されるパルス電圧の出力態様が、調整できるようになる。
 ここで、複数のコンデンサ同士での上記相互接続が、電源ラインとグランドラインとの間において複数のコンデンサ同士が互いに並列接続された、並列接続であると共に、そのような並列接続がなされた複数のコンデンサ同士において、互いに異なる期間で順次に放電が行われるように、複数の放電スイッチがそれぞれ動作するようにしてもよい。このようにした場合、上記並列接続がなされた複数のコンデンサ同士での、互いに異なる期間での順次の放電を利用して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、複数回連続したパルス電圧を、上記電極に印加できるようになる。これにより、そのようなアブレーションを用いた治療の際に、手技時間の短縮や、患者の体の負担の軽減を、図ることができる。
 また、複数のコンデンサ同士での上記相互接続が、電源ラインとグランドラインとの間において複数のコンデンサ同士が互いに直列接続された、直列接続であると共に、そのような直列接続がなされた複数のコンデンサのうちの、放電対象となるコンデンサの個数が任意に調整されるように、複数の放電スイッチがそれぞれ動作するようにしてもよい。このようにした場合、上記直列接続がなされた複数のコンデンサのうちの、放電対象となるコンデンサの個数が任意に調整されることで、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、上記電極に印加されるパルス電圧の大きさ(振幅値)を、任意に調整できるようになる。
 また、複数のコンデンサ同士での上記相互接続が、電源ラインとグランドラインとの間において、複数のコンデンサ同士で互いに並列接続および直列接続がなされた、直並列接続であるようにしてもよい。そして、そのような並列接続がなされた複数のコンデンサ同士において、互いに異なる期間で順次に放電が行われると共に、そのような直列接続がなされた複数のコンデンサのうちの、放電対象となるコンデンサの個数が任意に調整されるように、複数の放電スイッチがそれぞれ動作するようにしてもよい。このようにした場合、複数のコンデンサ同士で、上記並列接続と上記直列接続とを組み合わせた上記直並列接続がなされていることで、以下のようになる。すなわち、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、上記したようにして、手技時間の短縮や患者の体の負担の軽減を図ることができると共に、上記電極に印加されるパルス電圧の大きさ(振幅値)を、任意に調整できるようになる。
 ここで、上記直列接続がなされた複数のコンデンサ同士で、容量値が互いに異なっているようにしてもよい。このようにした場合、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、互いに異なる複数種類の容量値(例えば、重み付けがなされた複数種類の容量値)を利用して、上記したパルス電圧の大きさを、更に細かく調整できるようになる。その結果、アブレーションの際の利便性が、更に向上することになる。
 なお、上記アブレーションカテーテルとしては、例えば、患者体内の患部に対して上記アブレーションを行うことによって、不整脈の治療を行う際に使用されるカテーテルが、挙げられる。また、上記アブレーションの対象が、例えば、患者体内における腫瘍を有する患部であってもよい。
 本発明の一実施の形態に係る電源装置およびアブレーションシステムによれば、上記した構成の電源部を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、上記相互接続がなされた複数のコンデンサに対する充電や放電を利用して、上記電極に印加されるパルス電圧の出力態様が、調整できるようになる。よって、アブレーションの際の利便性を、向上させることが可能となる。
本発明の一実施の形態に係るアブレーションシステムの全体構成例を模式的に表すブロック図である。 図1に示したアブレーションカテーテルの詳細構成例を表す模式図である。 図1に示した電源部の詳細構成例を模式的に表す回路図である。 図2に示したカテーテルシャフトの先端付近における変形状態の一例を表す模式図である。 図2に示したカテーテルシャフトの先端付近における他の変形状態の一例を表す模式図である。 アブレーションの際の一般的な電圧波形例を表すタイミング図である。 比較例に係る電源部の構成例を模式的に表す回路図である。 図3に示した電源部における充電および放電の際の動作例を表すタイミング図である。 変形例1に係る電源部の構成例を模式的に表す回路図である。 図9に示した電源部における放電の際の動作例を表す図である。 変形例2に係る電源部の構成例を模式的に表す回路図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(複数のコンデンサが並列接続されている場合の電源部の例)
2.変形例
   変形例1(複数のコンデンサが直列接続されている場合の電源部の例)
   変形例2(複数のコンデンサが直並列接続されている場合の電源部の例)
3.その他の変形例
<1.実施の形態>
[全体構成]
 図1は、本発明の一実施の形態に係るアブレーションシステム5の全体構成例を、模式的にブロック図で表したものである。このアブレーションシステム5は、例えば図1に示したように、患者9の体内における患部90を治療する際に用いられるシステムであり、そのような患部90に対して所定のアブレーションを行うようになっている。なお、上記した患部90としては、例えば、不整脈等を有する患部や、癌(肝癌,肺癌,乳癌,腎臓癌,甲状腺癌など)等の腫瘍を有する患部などが、挙げられる。
 ここで、詳細は後述するが、本実施の形態のアブレーションシステム5では、上記した患部90に対するアブレーションとして、不可逆電気穿孔法(IRE)を用いた、非熱性アブレーションを行うようになっている。
 このようなアブレーションシステム5は、図1に示したように、アブレーションカテーテル1、液体供給装置2および電源装置3を備えている。また、このアブレーションシステム5を用いたアブレーションの際には、例えば図1に示した対極板4も、適宜使用されるようになっている。
(A.アブレーションカテーテル1)
 アブレーションカテーテル1は、例えば血管を通して患者9の体内に挿入され、患部90をアブレーションすることで、上記した不整脈や腫瘍等の治療を行うための電極カテーテルである。アブレーションカテーテル1はまた、そのようなアブレーションの際に、所定の灌注用の液体L(例えば、生理食塩水等)を先端側から流し出す(噴射させる)、灌注機構を有している。換言すると、アブレーションシステム5は、そのような灌注機構付きのアブレーションシステムとなっている。なお、このようなアブレーションカテーテル1の内部には、後述する液体供給装置2から液体Lが供給され、循環して流れるようになっている(図1参照)。
 図2は、アブレーションカテーテル1の詳細構成例を、模式的に表したものである。このアブレーションカテーテル1は、カテーテル本体(長尺部分)としてのカテーテルシャフト11(カテーテルチューブ)と、このカテーテルシャフト11の基端側に装着されたハンドル12とを備えている。
(カテーテルシャフト11)
 カテーテルシャフト11は、可撓性を有する管状構造(中空のチューブ状部材)からなり、自身の軸方向(Z軸方向)に沿って延伸する形状となっている(図2参照)。具体的には、カテーテルシャフト11の軸方向の長さは、ハンドル12の軸方向(Z軸方向)の長さと比べて、数倍~数十倍程度に長くなっている。
 図2に示したように、カテーテルシャフト11は、比較的可撓性に優れるように構成された、先端部(先端可撓部11A)を有している。また、この先端可撓部11A内には、図1に示したように、後述する所定の先端付近構造6が、設けられている。このカテーテルシャフト11はまた、自身の軸方向(Z軸方向)に沿って延在するように内部に複数のルーメン(内孔,細孔,貫通孔)が形成された、いわゆるマルチルーメン構造を有している。このようなカテーテルシャフト11におけるルーメン内には、各種の細線(後述する導線50や偏向用ワイヤ、変形用ワイヤ60等)がそれぞれ、互いに電気的に絶縁された状態で挿通されるようになっている。また、このカテーテルシャフト11の内部には、そのような各種の細線を挿通させるためのルーメンに加え、前述した灌注用の液体Lを流すためのルーメンが、軸方向に沿って延伸するように形成されている。
 このようなカテーテルシャフト11の外径は、例えば、0.3~4.0mm程度であり、カテーテルシャフト11の軸方向の長さは、例えば、300~1500mm程度である。また、カテーテルシャフト11の構成材料としては、例えば、ポリアミド、ポリエーテルポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテルブロックアミド(PEBAX)(登録商標)およびナイロン等の、熱可塑性樹脂が挙げられる。
 ここで、上記した先端付近構造6は、図2に示したように、カテーテルシャフト11の分岐点(先端付近構造6の基端側に位置)と、カテーテルシャフト11の最先端付近(後述する先端チップ110付近)に位置する合流点と、これらの分岐点と合流点との間を湾曲状にて個別に繋ぐ部分である複数(この例では5個)の分岐構造61a~61eと、を含んでいる。これらの分岐構造61a~61eは、カテーテルシャフト11の軸方向(Z軸方向)と直交する面内(X-Y平面内)において、略等間隔にて互いに離間配置されている。
 また、図2に示したように、これらの分岐構造61a~61eには、それらの湾曲状の延在方向に沿って、1または複数の電極111(この例では、4個の電極111)がそれぞれ、所定の間隔をおいて離間配置されている。各電極111は、リング状の電極となっている。一方、上記した分岐構造61a~61e同士の合流点(カテーテルシャフト11の最先端付近)には、先端チップ110が配置されている。
 このような電極111はそれぞれ、前述したように、例えば、電位測定用またはアブレーション用の電極であり、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、SUS、金(Au)、白金(Pt)等の、電気伝導性の良好な金属材料により構成されている。一方、先端チップ110は、例えば各電極111と同様の金属材料により構成されているほか、例えばシリコーンゴム樹脂やポリウレタン等の、樹脂材料により構成されている。なお、前述した不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際に好適な、各電極111のパラメータとしては、一例として、以下のようなものが挙げられる。すなわち、各電極111の長さ(カテーテルシャフト11の軸方向に沿った電極長)が、0.3~5.0mm程度であり、カテーテルシャフト11の軸方向に沿って隣接する電極111同士の間隔が、0.3~5.0mm程度であるのが好ましい。
 このような各電極111には、前述した導線50における先端側が、個別に電気的接続されている。また、各導線50における基端側は、カテーテルシャフト11内からハンドル12内を介して、アブレーションカテーテル1の外部へと接続可能となっている。具体的には、図1に示したように、各導線50の基端側は、ハンドル12におけるZ軸方向に沿った基端部分(コネクタ部分)から、外部へと取り出されるようになっている。
 ここで、このような先端付近構造6の形状は、ハンドル12に対する後述する変形操作(後述する変形操作部123に対する操作)に応じて、変化する(変形する)ように構成されている。具体的には、先端付近構造6が軸方向(Z軸方向)に沿って展開されていない非展開形状(収縮形状:後述する図4参照)と、先端付近構造6をこの非展開形状から軸方向に沿って展開させた展開形状(拡張形状:図2および後述する図5参照)との間で、先端付近構造6の形状が変化するようになっている。詳細は後述するが、このような非展開形状(第1の形状)の一例としては、上記した複数の分岐構造61a~61eにより構成される、「花弁形状」(平坦形状の場合の一例:後述する図4参照)が挙げられる。一方、上記した展開形状(第2の形状)の一例としては、このような花弁形状(各分岐構造61a~61e)が軸方向に沿って展開された形状(いわゆる「バスケット形状」:図2および後述する図5参照)が、挙げられる。
 ちなみに、上記した「バスケット形状」とは、例えば図2,図5に示したように、複数の分岐構造61a~61eにより形成される形状が、バスケットボールの表面上に形成された曲線状の模様に、類似した形状であることを意味している。
(ハンドル12)
 ハンドル12は、アブレーションカテーテル1の使用時に操作者(医師)が掴む(握る)部分である。このハンドル12は、図2に示したように、カテーテルシャフト11の基端側に装着されたハンドル本体121と、回転操作部122と、変形操作部123とを有している。
 ハンドル本体121は、操作者が実際に握る部分(把持部)に相当し、その軸方向(Z軸方向)に沿って延びる形状となっている。このハンドル本体121は、例えば、ポリカーボネート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)等の合成樹脂により構成されている。
 回転操作部122は、詳細は後述するが、カテーテルシャフト11の先端付近(先端可撓部11A)を双方向に偏向させる(撓ませる)、偏向動作の際に操作される部分である。この回転操作部122は、図示しない一対の偏向用ワイヤとともに、そのような偏向動作の際に用いられるようになっている。具体的には、そのような偏向動作の際に、アブレーションカテーテル1の操作者によって、回転操作部122が操作(回転操作)されるようになっている。このような回転操作部122は、図2に示したように、ロック機構40および回転板41を含んで構成されている。
 なお、上記した一対の偏向用ワイヤにおける各先端は、カテーテルシャフト11の先端側(例えば、前述した先端チップ110付近)に固定されている。また、これらの一対の偏向用ワイヤにおける各基端側は、カテーテルシャフト11内から、ハンドル12内(ハンドル本体121内)へと、延伸されるようになっている。
 回転板41は、図2に示したように、ハンドル本体121に対して、その軸方向(Z軸方向)に垂直な回転軸(Y軸方向)を中心として、回転自在に装着された部材である。この回転板41は、上記した回転操作の際に操作者が実際に操作を行う部分に相当し、略円盤状の形状からなる。具体的には、この例では図2中の矢印d1a,d1bで示したように、ハンドル本体121に対して、回転板41をZ-X平面内で双方向に回転させる操作(上記した回転軸を回転中心とした回転操作)が可能となっている。
 なお、上記したロック機構40は、このような回転板41のZ-Y平面内での回転位置を、固定(ロック)するための機構である。
 ここで、この回転板41の側面には、図2に示したように、一対の摘み41a,41bが、回転板41と一体的に設けられている。この例では図2に示したように、回転板41の回転軸を中心として、摘み41aと摘み41bとが互いに点対称となる位置に配置されている。これらの摘み41a,41bはそれぞれ、操作者が回転板41を回転操作する際に、例えば片手の指で操作される(押される)部分に相当する。なお、このような回転板41は、例えば、前述したハンドル本体121と同様の材料(合成樹脂等)により構成されている。
 また、このような回転板41上には、図示しない一対の留め具が設けられている。これらの留め具はそれぞれ、前述した一対の偏向用ワイヤの各基端を、ねじ止め等により個別に固定するための部材(ワイヤ留め具)である。なお、これらの留め具ではそれぞれ、上記した一対の偏向用ワイヤの各基端を固定する際の、各基端付近の引き込み長を、任意に調整することが可能となっている。
 上記した変形操作部123は、前述した先端付近構造6の形状を、前述した非展開形状(花弁形状)および展開形状(バスケット形状)の間で変化させる変形操作の際に、操作者によって操作が行われる部分である。このような変形操作の際に用いられる変形用ワイヤ60では、その先端側が、先端付近構造6(前述した先端チップ110付近)に、固定されている。一方、この変形用ワイヤ60の基端側は、図2に示したように、ハンドル本体121の基端から取り出されて、変形操作部123に取り付けられている。
 このような変形操作部123では、具体的には図2中の矢印d3a,d3bに示したように、変形用ワイヤ60の延在方向(Z軸方向)に沿って、操作されるようになっている。これにより、変形用ワイヤ60をハンドル本体121に対して押し込む操作や、変形用ワイヤ60をハンドル本体121から引き出す操作が、それぞれ行われるようになっている。つまり、詳細は後述するが、このような変形操作部123に対する矢印d3a,d3bの方向への操作が、先端付近構造6を変形させるための変形操作に対応している。また、このような変形操作部123の位置(Z軸方向に沿った設定位置)に応じて、上記した変形操作の際の先端付近構造6の形状が、前述した非展開形状(花弁形状)と展開形状(バスケット形状)との間の任意の中間形状に、設定可能となっている。
(B.液体供給装置2)
 液体供給装置2は、アブレーションカテーテル1に対して前述した灌注用の液体Lを供給する装置であり、図1に示したように、液体供給部21を有している。
 液体供給部21は、図1に示したように、後述する制御信号CTL2による制御に従って、上記した液体Lをアブレーションカテーテル1に対して随時供給するものである。また、上記した制御信号CTL2による制御に従って、このような液体Lの供給動作が実行されたり、停止されたりするようになっている。なお、このような液体供給部21は、例えば、液体ポンプや樹脂チューブ等を含んで構成されている。
(C.電源装置3)
 電源装置3は、図1に示したように、アブレーションカテーテル1(前述した電極111)と後述する対極板4との間に、前述した不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための電力Pout(後述するパルス電圧)を供給すると共に、液体供給装置2における液体Lの供給動作を制御する装置である。この電源装置3は、図1に示したように、入力部31、電源部32、制御部33および表示部34を有している。
 入力部31は、各種の設定値や所定の動作を指示するための指示信号(操作信号Sm)を入力する部分である。このような操作信号Smは、電源装置3の操作者(例えば技師等)による操作に応じて、入力部31から入力されるようになっている。ただし、これらの各種の設定値が、操作者による操作に応じて入力されるのではなく、例えば、製品の出荷時等に予め電源装置3内で設定されているようにしてもよい。また、入力部31により入力された設定値は、後述する制御部33へ供給されるようになっている。なお、このような入力部31は、例えば所定のダイヤルやボタン、タッチパネル等を用いて構成されている。
 電源部32は、後述する制御信号CTL1に従って、アブレーションカテーテル1(電極111)と後述する対極板4との間に、上記した不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための、電力Poutを供給する部分である。また、詳細は後述するが、このような電力Poutを供給してアブレーションを行う際に、アブレーションカテーテル1の各電極111に対して、高電圧のパルス電圧(電圧Vout)が印加されるようになっている。このような電源部32は、所定の電源回路(例えばスイッチングレギュレータ等)を用いて構成されている。
 なお、電源部32の詳細構成例については、後述する(図3)。
 制御部33は、電源装置3全体を制御すると共に所定の演算処理を行う部分であり、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成されている。具体的には、制御部33は、まず、制御信号CTL1を用いて、電源部32における電力Poutの供給動作を制御する機能(電力供給制御機能)を有している。このような電力Poutの供給動作の際に、制御部33はまた、上記したように、各電極111に対してパルス電圧(電圧Vout)が印加されるように、制御を行う。また、制御部33は、制御信号CTL2を用いて、液体供給装置2(液体供給部21)における液体Lの供給動作を制御する機能(液体供給制御機能)を有している。
 このような制御部33にはまた、アブレーションカテーテル1(各電極111に対応して配置された熱電対等の温度センサ)において測定された温度情報Itが、随時供給されるようになっている(図1参照)。また、この制御部33には、アブレーションカテーテル1の電極111と後述する対極板4との間におけるインピーダンスZについての測定値が、電源部32から随時供給されるようになっている(図1参照)。
 表示部34は、各種の情報を表示して外部へと出力する部分(モニター)である。表示対象の情報としては、例えば、入力部31から入力される各種の設定値や、制御部33から供給される各種パラメータ、アブレーションカテーテル1から供給される温度情報Itなどが挙げられる。ただし、表示対象の情報としてはこれらの情報には限られず、他の情報を代わりに、あるいは他の情報を加えて表示するようにしてもよい。このような表示部34は、各種の方式によるディスプレイ(例えば、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイなど)を用いて構成されている。
(D.対極板4)
 対極板4は、例えば図1に示したように、アブレーションの際に患者9の体表に装着された状態で用いられるものである。具体的には、前述した不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際に、アブレーションカテーテル1(電極111)とこの対極板4との間に、電力Poutが供給される)ようになっている。また、このようなアブレーションの際に、上記したインピーダンスZが随時測定され、測定されたインピーダンスZが、電源装置3内において、電源部32から制御部33へと供給されるようになっている(図1参照)。
[電源部32の詳細構成]
 続いて、図3を参照して、上記した電源部32の詳細構成例について説明する。図3は、電源部32の詳細構成例を、模式的に回路図で表したものである。
 電源部32は、図3に示したように、電力供給源(電源)Vddと、一対の出力端子Tout1,Tout2と、複数(図3の例では3個)のコンデンサC1~C3と、複数(図3の例では3個)の充電スイッチSWin1~SWin3と、複数(図3の例では3個)の放電スイッチSWout1~SWout3とを、備えている。なお、出力端子Tout1,Tout2間からは、図3に示したように、前述したパルス電圧としての電圧Vout(電力Pout)が、出力されるようになっている。
 3個のコンデンサC1~C3はそれぞれ、電力供給源Vddと出力端子Tout1,Tout2との間に配置されている、容量素子である。これらのコンデンサC1~C3では、相互接続がなされており、本実施の形態では、相互接続としての並列接続がなされている。具体的には図3に示したように、電源ラインLd1~Ld3とグランド(接地)ラインLgとの間において、これらのコンデンサC1~C3同士が、互いに並列接続されている。詳細には、コンデンサC1は、電源ラインLd1上の接続点Pd1と、グランドラインLgとの間に配置されている。同様に、コンデンサC2は、電源ラインLd2上の接続点Pd2と、グランドラインLgとの間に配置されており、コンデンサC3は、電源ラインLd3上の接続点Pd3と、グランドラインLgとの間に配置されている。
 3個の充電スイッチSWin1~SWin3はそれぞれ、電力供給源VddとコンデンサC1~C3との間に配置されており、前述した制御信号CTL1に従ってオン状態またはオフ状態に設定可能な、スイッチ素子である。具体的には図3に示したように、充電スイッチSWin1は、電力供給源Vddと、電源ラインLd1上の接続点Pd1との間において、電源ラインLd1上に挿入配置されている。同様に、充電スイッチSWin2は、電力供給源Vddと、電源ラインLd2上の接続点Pd2との間において、電源ラインLd2上に挿入配置されており、充電スイッチSWin3は、電力供給源Vddと、電源ラインLd3上の接続点Pd3との間において、電源ラインLd3上に挿入配置されている。
 これらの充電スイッチSWin1~SWin3はそれぞれ、電力供給源Vddから各コンデンサC1~C3に対して充電を行う際に、個別にオン状態に設定可能となっている。具体的には、電力供給源VddからコンデンサC1に対して充電を行う際(図3中に実線で示した電荷Q1参照)には、充電スイッチSWin1がオン状態に設定されるようになっている。同様に、電力供給源VddからコンデンサC2に対して充電を行う際(図3中に実線で示した電荷Q2参照)には、充電スイッチSWin2がオン状態に設定されるようになっている。また、電力供給源VddからコンデンサC3に対して充電を行う際(図3中に実線で示した電荷Q3参照)には、充電スイッチSWin3がオン状態に設定されるようになっている。
 3個の放電スイッチSWout1~SWout3はそれぞれ、コンデンサC1~C3と出力端子Tout1,Tout2との間に配置されており、前述した制御信号CTL1に従ってオン状態またはオフ状態に設定可能な、スイッチ素子である。具体的には図3に示したように、放電スイッチSWout1は、電源ラインLd1上の接続点Pd1と出力端子Tout1との間において、電源ラインLd1上に挿入配置されている。同様に、放電スイッチSWout2は、電源ラインLd2上の接続点Pd2と出力端子Tout1との間において、電源ラインLd2上に挿入配置されており、放電スイッチSWout3は、電源ラインLd3上の接続点Pd3と出力端子Tout1との間において、電源ラインLd3上に挿入配置されている。
 これらの放電スイッチSWout1~SWout3はそれぞれ、各コンデンサC1~C3から出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行うことによって、電力Pout(パルス電圧としての電圧Vout)を出力する際に、個別にオン状態に設定可能となっている。具体的には、コンデンサC1から出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図3中に破線で示した電荷Q1参照)には、放電スイッチSWout1がオン状態に設定されるようになっている。同様に、コンデンサC2から出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図3中に破線で示した電荷Q2参照)には、放電スイッチSWout2がオン状態に設定されるようになっている。また、コンデンサC3から出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図3中に破線で示した電荷Q3参照)には、放電スイッチSWout3がオン状態に設定されるようになっている。
 このような構成により電源部32では、詳細は後述するが(図8)、並列接続がなされた複数のコンデンサC1~C3同士において、互いに異なる期間(放電期間)で順次に放電が行われるように、放電スイッチSWout1~SWout3がそれぞれ動作するようになっている。
[動作および作用・効果]
(A.基本動作)
 このアブレーションシステム5では、例えば前述したように、不整脈を有する患部90や、癌等の腫瘍を有する患部90を治療する際に、そのような患部90に対して、前述した不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションが行われる(図1参照)。このようなアブレーションでは、まず、例えば図1中の矢印P1で示したように、アブレーションカテーテル1におけるカテーテルシャフト11が、例えば血管を通して患者9の体内に挿入される。そして、このアブレーションカテーテル1における先端付近(先端付近構造6内)の電極111と対極板4との間に、電源装置3(電源部32)から電力Pout(電圧Vout)供給されることで、患部90に対してアブレーションが行われる。
 また、本実施の形態では、そのようなアブレーションの際に、アブレーションカテーテル1に対して、前述した灌注用の液体Lが供給される。具体的には、例えば図2に示したように、ハンドル本体121の基端側(液体流入口)から、このハンドル本体121内に対して、液体Lが供給される。また、電源装置3(制御部33)は、前述した制御信号CTL2を用いて、そのような液体供給装置2における液体Lの供給動作を制御する。そして、例えば図2に示したように、このアブレーションカテーテル1の先端付近(先端付近構造6における前述した分岐点付近)から外部に対して、この液体Lが流し出る(噴射される)。このような液体Lが噴射されることで、アブレーションの際の血液滞留が改善されることから、処置部分に血栓がこびりついたりすることが、回避されることになる。
(A-1.回転操作による先端可撓部11Aの偏向動作)
 ここで、アブレーションカテーテル1では、操作者による回転板41の回転操作に応じて、カテーテルシャフト11における先端付近(先端可撓部11A)の形状が、双方向に変化する。つまり、前述したような患部90に対するアブレーションの際に、このような回転操作に応じて、先端可撓部11Aを双方向に偏向させる動作(前述した双方向の偏向動作)が、行われる。
 具体的には、例えば、操作者がハンドル12(ハンドル本体121)を片手で掴み、その片手の指で摘み41aを操作することによって、回転板41を図2中の矢印d1a方向(右回り)に回転させた場合、以下のようになる。すなわち、カテーテルシャフト11内で、前述した一対の偏向用ワイヤのうちの一方の偏向用ワイヤが、基端側へ引っ張られる。すると、このカテーテルシャフト11の先端可撓部11Aが、図2中の矢印d2aで示した方向に沿って湾曲する(撓む)。
 また、例えば、操作者が摘み41bを操作することによって、回転板41を図2中の矢印d1b方向(左回り)に回転させた場合、以下のようになる。すなわち、カテーテルシャフト11内で、一対の偏向用ワイヤのうちの他方の偏向用ワイヤが、基端側へ引っ張られる。すると、このカテーテルシャフト11の先端可撓部11Aが、図2中の矢印d2bで示した方向に沿って湾曲する。
 このように、操作者が回転板41を回転操作することで、カテーテルシャフト11における双方向の(首振り)偏向動作を行うことができる。なお、ハンドル本体121を軸回りに(X-Y平面内で)回転させることで、例えば、カテーテルシャフト11が患者の体内に挿入された状態のまま、カテーテルシャフト11の先端可撓部11Aの湾曲方向(偏向方向)の向きを、自由に設定することができる。このようにしてアブレーションカテーテル1では、先端可撓部11Aを双方向に偏向させるための偏向機構が設けられているため、カテーテルシャフト11をその先端付近(先端可撓部11A)の形状を変化させながら、患者9の体内に挿入することができる。
(A-2.変形操作による先端付近構造6の変形動作)
 続いて、図2に加えて図4,図5を参照して、前述した変形操作部123に対する変形操作による、カテーテルシャフト11における先端付近構造6の変形動作について説明する。
 図4(図4(A),図4(B))は、カテーテルシャフト11の先端付近(先端付近構造6)における変形状態(前述した非展開形状の一例としての、前述した花弁形状の状態)の一例を、模式的に表したものである。また、図5(図5(A),図5(B))は、カテーテルシャフト11の先端付近(先端付近構造6)における他の変形状態(前述した展開形状の一例としての、前述したバスケット形状の状態)の一例を、模式的に表したものである。なお、図5に示した展開形状(バスケット形状)は、あくまでも一例であり、例えば、図5に示した形状から多少萎んだ(歪んだ)形状等であってもよい。
 まず、例えば図2中の矢印d3aで示したように、操作者による変形操作部123に対する変形操作により、変形用ワイヤ60をハンドル本体121から引き出す操作が行われると、以下のようになる。すなわち、前述したように、変形用ワイヤ60の基端側が変形操作部123に取り付けられていることから、この場合には、例えば図4(A),図4(B)中の矢印d4aで示したように、上記した引き出す操作に伴って、変形用ワイヤ60が基端側へと引っ張られる。すると、前述したように、この変形用ワイヤ60先端側は、先端付近構造6(先端チップ110付近)に固定されていることから、例えば図4(A),図4(B)に示したように、先端チップ110が基端側へと引っ張られることで、各分岐構造61a~61eが、基端側へと収縮した形状となる。つまり、先端付近構造6が、前述した非展開形状(この例では、X-Y平面内で略平坦化した形状)となる。具体的には、この例では図4(A)に示したように、先端付近構造6の形状が、各分岐構造61a~61eにより構成される、前述した花弁形状となる。
 一方、例えば図2中の矢印d3bで示したように、操作者による変形操作部123に対する変形操作により、変形用ワイヤ60をハンドル本体121に対して押し込む操作が行われると、以下のようになる。すなわち、この場合には、例えば図5(A),図5(B)中の矢印d4bで示したように、上記した押し込む操作に伴って、変形用ワイヤ60が先端側へと押し出される。すると、例えば図5(A),図5(B)に示したように、先端チップ110が先端側へと押し出されることで、各分岐構造61a~61eが、先端側へと展開された形状となる。つまり、先端付近構造6が、前述した展開形状(Z軸方向に沿って先端側へと展開された形状)となる。具体的には、この例では図5(A)に示したように、先端付近構造6の形状が、各分岐構造61a~61eにより構成される、前述したバスケット形状となる。
 このようにして、変形操作部123に対する変形操作に応じて、先端付近構造6の変形動作がなされることになる。
(B.不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションについて)
 ここで、前述した不可逆電気穿孔法(IRE)を用いたアブレーションの詳細について、説明する。
 まず、この不可逆電気穿孔法は、前述したように非熱性のアブレーション手法であり、周囲の血管や神経への損傷を抑えることができることから、注目されている。具体的には、従来の一般的なアブレーション手法である、RFA(Radiofrequency Ablation:高周波アブレーション)や、クライオ(冷凍)アブレーション等では、熱エネルギーを利用したアブレーションであるため、横隔神経麻痺や食道瘻などの合併症を引き起こすおそれがある。これに対して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションでは、PFA(Pulsed electric Field Ablation:パルス電界アブレーション)となり、非熱エネルギーを利用したアブレーションとなることから、これらの合併症を引き起こすおそれが無い。
 詳細には、このような不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際には、一般に、心筋(電界強度の閾値:400[V/cm]程度)が最初に、アブレーションの影響を受ける。ただし、このアブレーションの際の電界強度は一般に、食道(電界強度の閾値:1750[V/cm]程度)や、横隔膜神経(電界強度の閾値:3800[V/cm]程度)への影響が生じない程度の値(例えば、1000~1500[V/cm]程度)に設定される。このため、上記したように、横隔神経麻痺や食道瘻などの合併症が生じないことになる。
 図6は、アブレーションの際の一般的な電圧波形例を、タイミング図で表したものである。具体的には、図6(A)は、上記したRFAの際にアブレーションカテーテルの電極に印加される、一般的な電圧Voutの波形例を、図6(B)は、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーション(上記したPFA)の際にアブレーションカテーテルの電極に印加される、一般的な電圧Voutの波形例を、それぞれ示している。なお、これらの図6(A),図6(B)において、横軸は時間tを示しており、縦軸は電圧(図中に示した基準電位からの電位差)を示している。
 まず、図6(A)に示したRFAの例では、電圧Voutが、高周波(周波数=500[kHz],周期ΔT=2[μs]程度)の電圧となっており、電圧Voutの振幅値Amが、70V程度となる。ちなみに、このRFAの際に供給される電力は、例えば、25[W]程度である。また、このRFAの場合、例えば図6(A)に示したような、高周波からなる連続波が、長時間(例えば、30~60[s]程度の数十秒オーダー)継続されることから、このRFAは、熱性のアブレーション手法となっている。
 一方、図6(B)に示したPFAの例では、電圧Voutが、高電圧(振幅値Am=1500[V]程度)かつ短時間(パルス幅Δtp=100[μs]程度)のパルス電圧となっている。つまり、このPFAの場合、このような短時間(上記したような、μsオーダー)のパルス波形となることから、このPFAは上記したRFAとは異なり、非熱性のアブレーション手法となっている。また、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションでは、このような高電圧かつ短時間のパルス電圧を電極に印加することで、エレクトロポレーション(Electroporation)を発生させるようになっている。具体的には、このようなパルス電圧によって、アブレーション対象の細胞においてナノスケールの穴をあけることで、穴があいた細胞においてアポトーシス(細胞自殺)が誘導され、これにより細胞を死滅させるようになっている。
(C.電源部32の動作)
 続いて、図3に加えて図7,図8を参照して、上記した不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際の、電源部32の動作例(充電動作例および放電動作例)について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
(C-1.比較例)
 図7は、比較例に係る電源部103の構成例を、模式的に回路図で表したものである。この比較例の電源部103は、図3に示した本実施の形態の電源部32において、3個ずつのコンデンサC1~C3、充電スイッチSWin1~SWin3および放電スイッチSWout1~SWout3の代わりに、1個ずつのコンデンサC1、充電スイッチSWin1および放電スイッチSWout1をそれぞれ設けたものに対応している。
 具体的には、この電源部103では、コンデンサC1が、電源ラインLd1上の接続点Pd1と、グランドラインLgとの間に配置されている。また、充電スイッチSWin1が、電力供給源Vddと、電源ラインLd1上の接続点Pd1との間において、電源ラインLd1上に挿入配置されており、放電スイッチSWout1が、電源ラインLd1上の接続点Pd1と出力端子Tout1との間において、電源ラインLd1上に挿入配置されている。そして、電力供給源VddからコンデンサC1に対して充電を行う際(図7中に実線で示した電荷Q1参照)には、充電スイッチSWin1がオン状態に設定されるようになっている。また、コンデンサC1から出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図7中に破線で示した電荷Q1参照)には、放電スイッチSWout1がオン状態に設定されるようになっている。
 ところで、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際には、前述したように、高電圧のパルス電圧からなる電圧Voutが使用されるため、電力Poutの基となる電荷をコンデンサに充電するのに、一般に、長時間(例えば2分程度)を要する。
 したがって、上記した比較例の電源部103では、そのような電荷(電荷Q1)を蓄積するためのコンデンサとして、コンデンサC1の1個のみが設けられていることから、電力Pout(電圧Vout)を連続して出力することができないことになる。つまり、この比較例では、電源部103を利用したアブレーション(不可逆電気穿孔法を用いたアブレーション)を行う際に、パルス電圧(電圧Vout)の出力態様が、調整できないことになる。よって、この比較例では、そのようなアブレーションを用いた治療の際に、手技時間が長期化したり、患者の体の負担が増大したりする結果、アブレーションの際の利便性が、低下してしまうおそれがある。
(C-2.本実施の形態)
 これに対して、図3に示した本実施の形態の電源部32では、前述したように、相互接続がなされた複数のコンデンサC1~C3と、充電スイッチSWin1~SWin3および放電スイッチSWout1~SWout3とが、それぞれ設けられている。これにより、電源部32を利用したアブレーション(不可逆電気穿孔法を用いたアブレーション)を行う際に、相互接続がなされた複数のコンデンサC1~C3に対する充電や放電を利用して、電極111に印加されるパルス電圧(電圧Vout)の出力態様が、調整できるようになる。よって、本実施の形態では上記比較例と比べ、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際の利便性を、向上させることが可能となる。
 具体的には、特に本実施の形態では、図3に示したように、複数のコンデンサC1~C3同士での相互接続が、電源ラインLd1~Ld3とグランドラインLgとの間において複数のコンデンサC1~C3同士が互いに並列接続された、並列接続となっている。そして、本実施の形態では、そのような並列接続がなされた複数のコンデンサC1~C3同士において、以下説明するようにして、互いに異なる期間(放電期間)で順次に放電が行われるように、複数の放電スイッチSWout1~SWout3がそれぞれ、動作する。
 ここで、図8は、電源部32における充電および放電の際の動作例を、タイミング図で表したものである。具体的には、図8(A)~図8(C)は、充電スイッチSWin1~SWin3の動作状態(オン(ON)状態またはオフ(OFF)状態)を、それぞれ示している。また、図8(D)~図8(F)は、放電スイッチSWout1~SWout3の動作状態(オン状態またはオフ状態)を、それぞれ示している。なお、この図8において、横軸は時間tを示している。
 図8に示したように、この電源部32では、タイミングt1~t2の期間において、充電スイッチSWin2,SWin3がそれぞれオン状態となることで、コンデンサC2,C3がそれぞれ充電されると共に、放電スイッチSWout1がオン状態となることで、コンデンサC1からの放電がなされる。次いで、タイミングt3~t4の期間では、充電スイッチSWin3,SWin1がそれぞれオン状態となることで、コンデンサC3,C1がそれぞれ充電されると共に、放電スイッチSWout2がオン状態となることで、コンデンサC2からの放電がなされる。次いで、タイミングt5~t6の期間では、充電スイッチSWin1,SWin2がそれぞれオン状態となることで、コンデンサC1,C2がそれぞれ充電されると共に、放電スイッチSWout3がオン状態となることで、コンデンサC3からの放電がなされる。なお、その後のタイミングt7~t8の期間では、上記したタイミングt1~t2の期間と同様にして、コンデンサC2,C3がそれぞれ充電されると共に、コンデンサC1からの放電がなされる。このように、この電源部32では、複数のコンデンサC1~C3において、充電動作と放電動作とを、同時並行的に行うことが可能となっている。
 このようにして本実施の形態では、並列接続がなされた複数のコンデンサC1~C3同士での、互いに異なる期間での順次の放電を利用して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、複数回(図3,図8の例では、3回)連続したパルス電圧を、電極111に対して印加できるようになる。これにより本実施の形態では、そのようなアブレーションを用いた治療の際に、前述した比較例と比べ、手技時間の短縮や、患者の体の負担の軽減を、図ることが可能となる。ちなみに、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際には、アブレーション箇所に応じて、パルス電圧の印加回数を変化させる可能性が高いことから、このようにして、パルス電圧を連続して複数回出力できることは、非常に利便性が高いと言える。
<2.変形例>
 続いて、上記実施の形態の変形例(変形例1,2)について説明する。なお、以下では、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
[変形例1]
(構成)
 図9は、変形例1に係る電源部32Aの構成例を、模式的に回路図で表したものである。この変形例1の電源部32Aは、図3に示した本実施の形態の電源部32において、3個ずつのコンデンサC1~C3、充電スイッチSWin1~SWin3および放電スイッチSWout1~SWout3の代わりに、3個のコンデンサC1a~C1c、1個の充電スイッチSWin1および3個の放電スイッチSWout1a~SWout1cをそれぞれ設けたものに対応している。また、電源部32では、複数のコンデンサC1~C3同士での相互接続が、前述した並列接続となっているのに対し、この電源部32Aでは、複数のコンデンサC1a~C1c同士での相互接続が、以下説明するような直列接続となっている。
 具体的には図9に示したように、電源ラインLdとグランドラインLgとの間において、これらのコンデンサC1a~C1c同士が、互いに直列接続されている。詳細には、コンデンサC1aは、電源ラインLd上の接続点Pd1aと、コンデンサC1bの一端側(接続点Pd1b)との間に配置されている。同様に、コンデンサC1bは、上記した接続点Pd1bと、コンデンサC1cの一端側(接続点Pd1c)との間に配置され、コンデンサC1cは、上記した接続点Pd1cと、グランドラインLgとの間に配置されている。
 1個の充電スイッチSWin1は、電力供給源Vddと上記した接続点Pd1aとの間において、電源ラインLd1上に挿入配置されている。この充電スイッチSWin1は、実施の形態と同様に、前述した制御信号CTL1に従ってオン状態またはオフ状態に設定可能な、スイッチ素子である。具体的には、電力供給源Vddから各コンデンサC1a~C1cに対して充電を行う際(図9中に実線で示した電荷Q1参照)に、この充電スイッチSWin1がオン状態に設定されるようになっている。
 ここで、このような電荷Q1の充電の際に、互いに直列接続されたコンデンサC1a~C1c同士では、各コンデンサC1a~C1cの容量値の比に応じた電荷Q1a~Q1cがそれぞれ、充電されることになる(Q1a+Q1b+Q1c=Q1)。具体的には図9に示したように、コンデンサC1aには電荷Q1aが充電され、コンデンサC1bには電荷Q1bが充電され、コンデンサC1cには電荷Q1cが充電されるようになっている。なお、このような直列接続がなされた複数のコンデンサC1a~C1c同士で、容量値が互いに同一となっている(共通化されている)のでもよいし、あるいは、容量値が互いに異なっているようにしてもよい。
 また、3個の放電スイッチSWout1a~SWout1cはそれぞれ、前述した制御信号CTL1に従ってオン状態またはオフ状態に設定可能な、スイッチ素子である。具体的には図9に示したように、放電スイッチSWout1aは、上記した接続点Pd1aと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。同様に、放電スイッチSWout1bは、上記した接続点Pd1bと出力端子Tout1との間に、挿入配置されており、放電スイッチSWout1cは、上記した接続点Pd1cと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。
 これらの放電スイッチSWout1a~SWout1cはそれぞれ、各コンデンサC1a~C1cから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行うことによって、電力Pout(パルス電圧としての電圧Vout)を出力する際に、個別にオン状態に設定可能となっている。具体的には、コンデンサC1aから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図9中に破線で示した電荷(Q1a+Q1b+Q1c)参照)には、放電スイッチSWout1aがオン状態に設定されるようになっている。同様に、コンデンサC1bから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図9中に破線で示した電荷(Q1b+Q1c)参照)には、放電スイッチSWout1bがオン状態に設定されるようになっている。また、コンデンサC1cから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図9中に破線で示した電荷Q1c参照)には、放電スイッチSWout1cがオン状態に設定されるようになっている。
(動作および作用・効果)
 このような変形例1においても、基本的には、上記実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能となる。
 また、特にこの変形例1では、上記した直列接続の構成の電源部32Aが、設けられている。つまり、この電源部32Aでは、複数のコンデンサC1a~C1c同士での相互接続が、上記したように、電源ラインLdとグランドラインLgとの間において複数のコンデンサC1a~C1c同士が互いに直列接続された、直列接続となっている。そして、この変形例1では、以下説明するように、そのような直列接続がなされた複数のコンデンサC1a~C1cのうちの、放電対象となるコンデンサの個数(この例では、1個~3個)が任意に調整されるように、複数の放電スイッチSWout1a~SWout1cがそれぞれ、動作する。
 ここで、図10は、電源部32Aにおける放電の際の動作例を、表にまとめて表したものである。この図10に示したように、図9に示した電源部32Aでは、放電スイッチSWout1aがオン(ON)状態の場合、電圧Vout(電力Pout)の基となる電荷として、前述した電荷(Q1a+Q1b+Q1c=Q1)が、放電対象の3個のコンデンサC1a~C1cから放電される。また、放電スイッチSWout1bがオン状態の場合、電圧Vout(電力Pout)の基となる電荷として、前述した電荷(Q1b+Q1c)が、放電対象の2個のコンデンサC1b,C1cから放電される。また、放電スイッチSWout1cがオン状態の場合、電圧Vout(電力Pout)の基となる電荷として、前述した電荷Q1cが、放電対象の1個のコンデンサC1cから放電される。
 このようにして変形例1では、直列接続がなされた複数のコンデンサC1a~C1cのうちの、放電対象となるコンデンサの個数が、任意に調整されるようになっている。これにより変形例1では、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、電極111に対して印加されるパルス電圧の大きさ(電圧Voutの振幅値)を、任意に(この例では3種類に)調整することが可能となる。具体的には、この変形例1では、電圧Voutの基となる電荷を、上記したように、電荷Q1(=Q1a+Q1b+Q1c)に加え、(Q1b+Q1c)やQ1cのように、減少して設定することができ、電圧Voutを段階的に降圧させることも可能となる。なお、これに対して前述した比較例では、電圧Voutの振幅値が固定値(電荷Q1の1種類)となっており、調整することができない。ちなみに、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションの際には、アブレーション箇所に応じて、電圧Voutの振幅値を変化させる可能性が高いことから、このようにして、電圧Voutの振幅値を任意に(複数種類に)調整できることは、非常に利便性が高いと言える。
 また、この変形例1では、上記したように、直列接続がなされた複数のコンデンサC1a~C1c同士で、容量値が互いに異なっているようにした場合には、以下のようになる。すなわち、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、互いに異なる複数種類の容量値(例えば、重み付けがなされた複数種類の容量値)を利用して、パルス電圧の大きさ(電圧Voutの振幅値)を、更に細かく調整できるようになる。その結果、アブレーションの際の利便性を、更に向上させることが可能となる。
[変形例2]
 (構成)
 図11は、変形例2に係る電源部32Bの構成例を、模式的に回路図で表したものである。この変形例2の電源部32Bは、図3に示した本実施の形態の電源部32と、図9に示した変形例1の電源部32Aとを、組み合わせたものに対応している。つまり、電源部32,32Aではそれぞれ、複数のコンデンサ同士での相互接続が、前述した並列接続や直列接続となっていた。これに対し、この電源部32Bでは、複数のコンデンサ同士での相互接続が、以下説明するように、互いに並列接続および直列接続がなされた、直並列接続となっている。
 まず、電源部32Bは、電源部32と同様にして、3個の充電スイッチSWin1~SWin3を備えている。一方、電源部32Bは、9個(=3個×3個)の放電スイッチSWout1a~SWout1c,SWout2a~SWout2c,SWout3a~SWout3cを、備えている。また、電源部32Bは、9個(=3個×3個)のコンデンサC1a~C1c,C2a~C2c,C3a~C3cを、備えている。そして、電源ラインLd1~Ld3とグランドラインLgとの間において、これらのコンデンサC1a~C1c,C2a~C2c,C3a~C3c同士が、互いに直並列接続されている。具体的には、電源部32Aと同様にして互いに直列接続されたコンデンサC1a~C1cと、互いに直列接続されたコンデンサC2a~C2cと、互いに直列接続されたコンデンサC3a~C3cとが、電源ラインLd1~Ld3とグランドラインLgとの間において、互いに並列接続されている。
 詳細には図11に示したように、コンデンサC1aは、電源ラインLd1上の接続点Pd1aと、コンデンサC1bの一端側(接続点Pd1b)との間に配置されている。コンデンサC1bは、上記した接続点Pd1bと、コンデンサC1cの一端側(接続点Pd1c)との間に配置され、コンデンサC1cは、上記した接続点Pd1cと、グランドラインLgとの間に配置されている。また、コンデンサC2aは、電源ラインLd2上の接続点Pd2aと、コンデンサC2bの一端側(接続点Pd2b)との間に配置されている。コンデンサC2bは、上記した接続点Pd2bと、コンデンサC2cの一端側(接続点Pd2c)との間に配置され、コンデンサC2cは、上記した接続点Pd2cと、グランドラインLgとの間に配置されている。また、コンデンサC3aは、電源ラインLd3上の接続点Pd3aと、コンデンサC3bの一端側(接続点Pd3b)との間に配置されている。コンデンサC3bは、上記した接続点Pd3bと、コンデンサC3cの一端側(接続点Pd3c)との間に配置され、コンデンサC3cは、上記した接続点Pd3cと、グランドラインLgとの間に配置されている。
 ここで、前述した変形例1の場合と同様に、図11に示した電荷Q1の充電の際に、互いに直列接続されたコンデンサC1a~C1c同士では、各コンデンサC1a~C1cの容量値の比に応じた電荷Q1a~Q1cがそれぞれ、充電されることになる(Q1a+Q1b+Q1c=Q1)。具体的には、コンデンサC1aには電荷Q1aが充電され、コンデンサC1bには電荷Q1bが充電され、コンデンサC1cには電荷Q1cが充電されるようになっている。また、図11に示した電荷Q2の充電の際に、互いに直列接続されたコンデンサC2a~C2c同士では、各コンデンサC2a~C2cの容量値の比に応じた電荷Q2a~Q2cがそれぞれ、充電されることになる(Q2a+Q2b+Q2c=Q2)。具体的には、コンデンサC2aには電荷Q2aが充電され、コンデンサC2bには電荷Q2bが充電され、コンデンサC2cには電荷Q2cが充電されるようになっている。また、図11に示した電荷Q3の充電の際に、互いに直列接続されたコンデンサC3a~C3c同士では、各コンデンサC3a~C3cの容量値の比に応じた電荷Q3a~Q3cがそれぞれ、充電されることになる(Q3a+Q3b+Q3c=Q3)。具体的には、コンデンサC3aには電荷Q3aが充電され、コンデンサC3bには電荷Q3bが充電され、コンデンサC3cには電荷Q3cが充電されるようになっている。
 なお、この変形例2においても変形例1と同様に、このような直列接続がなされた複数のコンデンサC1a~C1c同士や、コンデンサC2a~C2c同士、コンデンサC3a~C3c同士で、容量値が互いに同一となっているのでもよいし、あるいは、容量値が互いに異なっているようにしてもよい。
 また、9個の放電スイッチSWout1a~SWout1c,SWout2a~SWout2c,SWout3a~SWout3cはそれぞれ、前述した制御信号CTL1に従ってオン状態またはオフ状態に設定可能な、スイッチ素子である。具体的には図11に示したように、放電スイッチSWout1aは、上記した接続点Pd1aと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。放電スイッチSWout1bは、上記した接続点Pd1bと出力端子Tout1との間に、挿入配置されており、放電スイッチSWout1cは、上記した接続点Pd1cと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。また、放電スイッチSWout2aは、上記した接続点Pd2aと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。放電スイッチSWout2bは、上記した接続点Pd2bと出力端子Tout1との間に、挿入配置されており、放電スイッチSWout2cは、上記した接続点Pd2cと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。また、放電スイッチSWout3aは、上記した接続点Pd3aと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。放電スイッチSWout3bは、上記した接続点Pd3bと出力端子Tout1との間に、挿入配置されており、放電スイッチSWout3cは、上記した接続点Pd3cと出力端子Tout1との間に、挿入配置されている。
 ここで、この変形例2においても変形例1と同様に、コンデンサC1aから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷(Q1a+Q1b+Q1c)参照)には、放電スイッチSWout1aがオン状態に設定されるようになっている。同様に、コンデンサC1bから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷(Q1b+Q1c)参照)には、放電スイッチSWout1bがオン状態に設定されるようになっている。また、コンデンサC1cから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷Q1c参照)には、放電スイッチSWout1cがオン状態に設定されるようになっている。
 また、コンデンサC2aから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷(Q2a+Q2b+Q2c)参照)には、放電スイッチSWout2aがオン状態に設定されるようになっている。同様に、コンデンサC2bから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷(Q2b+Q2c)参照)には、放電スイッチSWout2bがオン状態に設定されるようになっている。また、コンデンサC2cから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷Q2c参照)には、放電スイッチSWout2cがオン状態に設定されるようになっている。
 また、コンデンサC3aから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷(Q3a+Q3b+Q3c)参照)には、放電スイッチSWout3aがオン状態に設定されるようになっている。同様に、コンデンサC3bから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷(Q3b+Q3c)参照)には、放電スイッチSWout3bがオン状態に設定されるようになっている。また、コンデンサC3cから出力端子Tout1,Tout2へ向けて放電を行う際(図11中に示した電荷Q3c参照)には、放電スイッチSWout3cがオン状態に設定されるようになっている。
(動作および作用・効果)
 このような変形例2においても、基本的には、上記実施の形態や変形例1と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能となる。
 また、特にこの変形例2では、上記した直並列接続の構成の電源部32Bが、設けられている。つまり、この電源部32Bでは、複数のコンデンサC1a~C1c,C2a~C2c,C3a~C3c同士での相互接続が、上記したような並列接続と直列接続との組み合わせた、直並列接続となっている。
 そして、この電源部32Bでは、実施の形態の電源部32と同様に、互いに並列接続された、コンデンサC1a~C1c、コンデンサC2a~C2cおよびコンデンサC3a~C3c同士での、互いに異なる期間での順次の放電を利用することで、以下のようになる。すなわち、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、複数回(図11の例では、3回)連続したパルス電圧を、電極111に対して印加できるようになる。これにより変形例1においても、実施の形態と同様に、そのようなアブレーションを用いた治療の際に、前述した比較例と比べ、手技時間の短縮や、患者の体の負担の軽減を、図ることが可能となる。
 また、この電源部32Bでは、変形例1の電源部32Aと同様に、直列接続がなされたコンデンサC1a~C1c同士や、コンデンサC2a~C2c同士、コンデンサC3a~C3c同士のうちの、放電対象となるコンデンサの個数が、任意に調整される。これにより変形例2においても、変形例1と同様に、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、電極111に対して印加されるパルス電圧の大きさ(電圧Voutの振幅値)を、任意に(この例では、例えば9種類に)調整することが可能となる。具体的には、この変形例2では、電圧Voutの基となる電荷を、上記したように、電荷Q1(=Q1a+Q1b+Q1c)に加え、(Q1b+Q1c)やQ1cのように、減少して設定することができる。また、電圧Voutの基となる電荷を、上記したように、電荷Q2(=Q2a+Q2b+Q2c)に加え、(Q2b+Q2c)やQ2cのように、減少して設定することができる。同様に、電圧Voutの基となる電荷を、上記したように、電荷Q3(=Q3a+Q3b+Q3c)に加え、(Q3b+Q3c)やQ3cのように、減少して設定することができる。このようにして変形例2においても、変形例1と同様に、電圧Voutを段階的に降圧させることも可能となる。
 以上のようにして変形例2では、実施の形態および変形例1における各効果を、併せ持つことができる。その結果、この変形例2では、これらの実施の形態や変形例1と比べ、アブレーションの際の利便性を、更に向上させることが可能となる。
 なお、この変形例2においても、上記した変形例1と同様に、直列接続がなされた複数のコンデンサC1a~C1c同士や、コンデンサC2a~C2c同士、コンデンサC3a~C3c同士で、容量値が互いに異なっているようにした場合には、以下のようになる。すなわち、変形例1の場合と同様にして、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行う際に、互いに異なる複数種類の容量値を利用して、パルス電圧の大きさ(電圧Voutの振幅値)を、更に細かく調整できるようになる。その結果、アブレーションの際の利便性を、より一層向上させることが可能となる。
<3.その他の変形例>
 以上、実施の形態および変形例をいくつか挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
 例えば、上記実施の形態等において説明した各部材の材料等は限定されるものではなく、他の材料としてもよい。また、上記実施の形態等では、アブレーションカテーテル1の構成を具体的に挙げて説明したが、必ずしも全ての部材を備える必要はなく、また、他の部材を更に備えていてもよい。具体的には、例えばカテーテルシャフト11の内部に、首振り部材として、撓み方向に変形可能な板バネが設けられているようにしてもよい。
 また、上記実施の形態等では、ハンドル12(ハンドル本体121および回転操作部122)の構成についても具体的に挙げて説明したが、必ずしも全ての部材を備える必要はなく、また、他の部材を更に備えていてもよい。具体的には、例えば、前述した変形操作部123の構成については、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の構成であってもよい。
 更に、カテーテルシャフト11における先端付近の形状の態様は、上記実施の形態等で説明したものには限られない。具体的には、上記実施の形態等では、カテーテルシャフト11における先端付近の形状が回転板41の操作に応じて両方向に変化するタイプ(バイディレクションタイプ)のアブレーションカテーテルを例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、例えば、カテーテルシャフト11における先端付近の形状が、回転板41の操作に応じて片方向に変化するタイプ(シングルディレクションタイプ)のアブレーションカテーテルであってもよい。この場合、前述した操作用ワイヤを、1本(1つ)だけ設けることとなる。また、カテーテルシャフト11における先端付近の形状が、固定となっているタイプのアブレーションカテーテルであってもよい。この場合には、前述した操作用ワイヤや回転板41等が、不要となる。
 また、カテーテルシャフト11の先端付近(先端付近構造6内)における、各電極111の配置や形状、個数(1または複数個)等は、上記実施の形態等で挙げたものには限られない。更に、この先端付近構造6の形状についても、上記実施の形態等で説明した形状(前述した平坦形状(花弁形状)や、前述した非平坦形状(バスケット形状)など)には限られず、他の形状であってもよい。加えて、この先端付近構造6自体の構成(前述した分岐点や合流点、複数の分岐構造における、配置や形状、個数等)についても、上記実施の形態等で説明した構成には限られず、他の構成であってもよい。
 加えて、上記実施の形態等で説明した各種パラメータの値や範囲、大小関係等についても、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の値や範囲、大小関係等であってもよい。
 また、上記実施の形態等では、液体供給装置2および電源装置3のブロック構成を具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等で説明した各ブロックを必ずしも全て備える必要はなく、また、他のブロックを更に備えていてもよい。更に、アブレーションシステム5全体としても、上記実施の形態等で説明した各装置に加えて、他の装置を更に備えていてもよい。
 更に、上記実施の形態等では、電力供給制御機能および液体供給制御機能を含む制御部33における制御動作(前述したパルス電圧の制御等を用いたアブレーションの処理動作)について、具体的に説明した。しかしながら、これらの電力供給制御機能および液体供給制御機能等における制御手法(パルス電圧の制御等を用いたアブレーションの手法)については、上記実施の形態等で挙げた手法には限られない。また、上記実施の形態等では、電源部32における回路構成例について、具体的に説明したが、電源部32における回路構成は、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の回路構成であってもよい。
 加えて、上記実施の形態等では、パルス電圧が印加される印加電極が、いずれも、アブレーションカテーテル1の電極111によって構成されている場合について説明したが、この場合の例には限られない。すなわち、例えば、そのようなアブレーションカテーテルの電極111とともに、他の電極(例えば、前述した対極板4など)を含めて、パルス電圧が印加される印加電極を構成するようにしてもよい。また、上記実施の形態等では、アブレーションカテーテル1における複数の電極111と対極板4との間にそれぞれ、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための電力Poutが供給される場合を例に挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、1または複数の電極111に対してそのような電力Poutを供給する手法としては、例えば、対極板4を用いずに、複数の電極111同士の間にそれぞれ、そのような電力Poutを供給する手法であってもよい。
 また、上記実施の形態等で説明した一連の処理は、ハードウェア(回路)で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア(プログラム)で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、各機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。
 更に、上記実施の形態等では、灌注用の液体Lを外部に噴射する(灌注機構を有する)アブレーションカテーテル1を例に挙げて説明したが、この例には限られず、例えば、そのような灌注機構を有しないアブレーションカテーテルにおいて、本発明を適用するようにしてもよい。
 また、上記実施の形態では、アブレーションの対象が、患者9の体内における不整脈を有する患部90や、腫瘍を有する患部90である場合を、例に挙げて説明したが、これらの例には限られない。すなわち、アブレーションの対象が、患者9の体内の他の部位(臓器や体組織など)である場合についても、本発明のアブレーションシステムを適用することが可能である。
 更に、これまでに説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。

Claims (7)

  1.  アブレーションカテーテルにおける1または複数の電極に対して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための電力を供給する電源部と、
     前記電力を供給して前記アブレーションを行う際に、前記電極に対してパルス電圧が印加されるように制御する制御部と
     を備え、
     前記電源部は、
     電力供給源と、
     前記電力が出力される出力端子と、
     前記電力供給源と前記出力端子との間に配置されており、相互接続がなされた複数のコンデンサと、
     前記電力供給源と前記複数のコンデンサとの間に配置されており、前記電力供給源から前記複数のコンデンサに対して充電を行う際に、個別にオン状態に設定可能な、1または複数の充電スイッチと、
     前記複数のコンデンサと前記出力端子の間に配置されており、前記複数のコンデンサから前記出力端子へ向けて放電を行うことによって前記電力を出力する際に、個別にオン状態に設定可能な、複数の放電スイッチと
     を有する電源装置。
  2.  前記複数のコンデンサ同士での前記相互接続が、電源ラインとグランドラインとの間において前記複数のコンデンサ同士が互いに並列接続された、並列接続であり、
     前記並列接続がなされた前記複数のコンデンサ同士において、互いに異なる期間で順次に放電が行われるように、前記複数の放電スイッチがそれぞれ動作する
     請求項1に記載の電源装置。
  3.  前記複数のコンデンサ同士での前記相互接続が、電源ラインとグランドラインとの間において前記複数のコンデンサ同士が互いに直列接続された、直列接続であり、
     前記直列接続がなされた前記複数のコンデンサのうちの、放電対象となるコンデンサの個数が任意に調整されるように、前記複数の放電スイッチがそれぞれ動作する
     請求項1に記載の電源装置。
  4.  前記複数のコンデンサ同士での前記相互接続が、電源ラインとグランドラインとの間において、前記複数のコンデンサ同士で互いに並列接続および直列接続がなされた、直並列接続であり、
     前記並列接続がなされた前記複数のコンデンサ同士において、互いに異なる期間で順次に放電が行われると共に、
     前記直列接続がなされた前記複数のコンデンサのうちの、放電対象となるコンデンサの個数が任意に調整されるように、
     前記複数の放電スイッチがそれぞれ動作する
     請求項1に記載の電源装置。
  5.  前記直列接続がなされた前記複数のコンデンサ同士で、容量値が互いに異なっている
     請求項3または請求項4に記載の電源装置。
  6.  前記アブレーションカテーテルが、患者体内の患部に対して前記アブレーションを行うことによって、不整脈の治療を行う際に使用されるカテーテルである
     請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電源装置。
  7.  1または複数の電極を有するアブレーションカテーテルと、電源装置とを備え、
     前記電源装置は、
     前記アブレーションカテーテルにおける前記1または複数の電極に対して、不可逆電気穿孔法を用いたアブレーションを行うための電力を供給する電源部と、
     前記電力を供給して前記アブレーションを行う際に、前記電極に対してパルス電圧が印加されるように制御する制御部と
     を備え、
     前記電源部は、
     電力供給源と、
     前記電力が出力される出力端子と、
     前記電力供給源と前記出力端子との間に配置されており、相互接続がなされた複数のコンデンサと、
     前記電力供給源と前記複数のコンデンサとの間に配置されており、前記電力供給源から前記複数のコンデンサに対して充電を行う際に、個別にオン状態に設定可能な、1または複数の充電スイッチと、
     前記複数のコンデンサと前記出力端子の間に配置されており、前記複数のコンデンサから前記出力端子へ向けて放電を行うことによって前記電力を出力する際に、個別にオン状態に設定可能な、複数の放電スイッチと
     を有するアブレーションシステム。
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