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特開2024-110976組織へアブレーションエネルギーを送達するためのシステム、装置、および方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024110976
(43)【公開日】2024-08-16
(54)【発明の名称】組織へアブレーションエネルギーを送達するためのシステム、装置、および方法
(51)【国際特許分類】
A61B 18/12 20060101AFI20240808BHJP
A61N 1/362 20060101ALI20240808BHJP
【ＦＩ】
A61B18/12
A61N1/362
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024084161
(22)【出願日】2024-05-23
(62)【分割の表示】P 2020561880の分割
【原出願日】2019-05-07
(31)【優先権主張番号】62/667,950
(32)【優先日】2018-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/733,968
(32)【優先日】2018-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】506192652
【氏名又は名称】ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＢＯＳＴＯＮ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＳＣＩＭＥＤ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】ヴィスワナータン，ラジュ
(57)【要約】
【課題】不可逆的電気穿孔により組織をアブレーションするためのシステムを提供すること。
【解決手段】システムは、パルス波形発生器と、パルス波形発生器に結合されるアブレーションデバイスとを含む。アブレーションデバイスが、使用中に組織へアブレーションパルスを送達するために構成される、少なくとも１つの電極を含む。パルス波形発生器が、パルス波形の形態で、アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される。パルス波形が、複数レベルの階層を含むことができ、電極の複数セットは、パルスによる送達を、互いにインターリーブするように作動することができる。
【選択図】図１４
【解決手段】システムは、パルス波形発生器と、パルス波形発生器に結合されるアブレーションデバイスとを含む。アブレーションデバイスが、使用中に組織へアブレーションパルスを送達するために構成される、少なくとも１つの電極を含む。パルス波形発生器が、パルス波形の形態で、アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される。パルス波形が、複数レベルの階層を含むことができ、電極の複数セットは、パルスによる送達を、互いにインターリーブするように作動することができる。
【選択図】図１４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能で、パルス波形の形態で、前記アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される、パルス波形発生器であって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、を含む、パルス波形発生器とを備える、システム。
前記アブレーションデバイスに結合可能で、パルス波形の形態で、前記アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される、パルス波形発生器であって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、を含む、パルス波形発生器とを備える、システム。
【請求項2】
パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスの前記パルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
各第４の時間遅延は、一定の期間を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記第４の時間遅延の期間が異なり、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記第４の時間遅延が、少なくとも１つの時間遅延の繰り返し値を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項8】
各第４の時間遅延の期間が、心臓の心周期より大きい、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、前記パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、前記階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、前記第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である、請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの連続する第２のセットが、心臓の別個の心周期の不応期中に送達されるように、前記パルス波形発生器が、前記心臓の心周期に同調して、前記パルス波形の前記形態で前記電圧パルスを送達するように構成され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
パルスの各第２のセットが、パルスの少なくとも２つの第１のセット、およびパルスの４０個未満の第１のセットを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記心臓の前記心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項13】
前記パルス波形発生器がさらに、前記アブレーションデバイスの複数の電極セットへ、前記電圧パルスを送達するように構成され、第１の電極セットへ送達される電圧パルスが、第２の電極セットへの電圧パルス送達から、ある時間だけずれている、請求項１に記載のシステム。
【請求項14】
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能なパルス波形発生器であって、前記パルス波形発生器が、複数の電極セットにわたって送達されている電圧パルスをインターリーブすることによって、パルス波形の形態で前記電圧パルスを、前記アブレーションデバイスへ送達するように構成され、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間である、パルス波形発生器とを備える、システム。
前記アブレーションデバイスに結合可能なパルス波形発生器であって、前記パルス波形発生器が、複数の電極セットにわたって送達されている電圧パルスをインターリーブすることによって、パルス波形の形態で前記電圧パルスを、前記アブレーションデバイスへ送達するように構成され、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間である、パルス波形発生器とを備える、システム。
【請求項15】
パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスの前記パルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記パルス波形発生器が、前記複数の電極セットのうちの第２の電極セットへの電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、前記複数の電極セットのうちの第１の電極セットへ、電圧パルスを送達することによって、前記電圧パルスを送達するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項17】
前記第２の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットが、前記第１の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットに続くように、前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間より少ない、請求項１６に記載のシステム。
【請求項18】
前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間の約５５パーセント未満である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
前記パルス波形発生器が、心臓の心周期に同調して、前記電圧パルスを送達するように構成され、それによって、所与の電極セットに対する、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットが、前記心臓の別個の心周期の不応期中に送達され、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達される、前記パルスの第２のセットが、単一の不応期中に送達される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項20】
前記心臓の前記心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項21】
パルス波形の形態で電圧パルスを生成することであって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、
を含むことと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの前記１つ以上の電極セットへ、前記電圧パルスを送達することと、を含む方法。
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、
を含むことと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの前記１つ以上の電極セットへ、前記電圧パルスを送達することと、を含む方法。
【請求項22】
前記パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記第４の時間遅延の期間が異なり、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項24】
心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットが、前記ペーシング信号のセットの各ペーシング信号に関連する不応期中に送達されるように、前記電圧パルスが、前記ペーシング信号のセットに同調して送達され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、請求項２１に記載の方法。
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットが、前記ペーシング信号のセットの各ペーシング信号に関連する不応期中に送達されるように、前記電圧パルスが、前記ペーシング信号のセットに同調して送達され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、請求項２１に記載の方法。
【請求項25】
各第４の時間遅延の期間が、前記ペーシング信号のセットから、成功ペーシング信号を分離する、ある時間より大きい、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、前記パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、前記階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、前記第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である、請求項２１に記載の方法。
【請求項27】
パルス波形の形態で電圧パルスを生成することであって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であることと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの複数の電極セットへ前記電圧パルスを、前記複数の電極セットの前記電極セットのうちの少なくとも２つへ送達される、前記電圧パルスをインターリーブすることによって、送達することと、を含む、方法。
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であることと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの複数の電極セットへ前記電圧パルスを、前記複数の電極セットの前記電極セットのうちの少なくとも２つへ送達される、前記電圧パルスをインターリーブすることによって、送達することと、を含む、方法。
【請求項28】
前記電圧パルスが、前記少なくとも２つの電極セットのうちの第２の電極セットへの前記電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、前記少なくとも２つの電極セットのうちの第１の電極セットへ送達される、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間の約５５パーセント未満である、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記ペーシング信号のセットに同調して送達される前記電圧パルスが、前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットを、前記ペーシング信号のセットの別個のペーシング信号に関連する不応期中に送達するようであり、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達されるパルスの前記第２のセットが、単一の不応期中に送達される、請求項２７に記載の方法。
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記ペーシング信号のセットに同調して送達される前記電圧パルスが、前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットを、前記ペーシング信号のセットの別個のペーシング信号に関連する不応期中に送達するようであり、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達されるパルスの前記第２のセットが、単一の不応期中に送達される、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１８年９月２０日出願の米国仮出願第６２／７３３，９６８号、および「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１８年５月７日出願の米国仮出願第６２／６６７，９５０号の利益を主張する。本出願はまた、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１７年１０月２７日出願の米国特許出願第１５／７９６，３７５号にも関係し、該出願は、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＰＵＬＳＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＦＩＥＬＤ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１６年１月５日出願の米国仮出願第６２／２７４，９２６号の優先権を主張する、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１６年１０月１９日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５７６６４号の継続出願である、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１６年１０月２６日出願の米国特許出願第１５／３３４，６４６号の分割出願である。前述の出願の各々の開示全体は、参照することによってその全体が組み込まれる。
本出願は、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１８年９月２０日出願の米国仮出願第６２／７３３，９６８号、および「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１８年５月７日出願の米国仮出願第６２／６６７，９５０号の利益を主張する。本出願はまた、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１７年１０月２７日出願の米国特許出願第１５／７９６，３７５号にも関係し、該出願は、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＰＵＬＳＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＦＩＥＬＤ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１６年１月５日出願の米国仮出願第６２／２７４，９２６号の優先権を主張する、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１６年１０月１９日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５７６６４号の継続出願である、「ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＯＦ ＡＢＬＡＴＩＶＥ ＥＮＥＲＧＹ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１６年１０月２６日出願の米国特許出願第１５／３３４，６４６号の分割出願である。前述の出願の各々の開示全体は、参照することによってその全体が組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
組織治療のためのパルス電界の生成は、過去２０年で研究室から臨床応用へと進展してきた一方で、高電圧および高電界の短いパルスが組織に及ぼす影響については、過去４０年間以上調査されている。通常１センチメートルあたり数百ボルトの範囲で局所的に高電界を生成することができる、短く高いＤＣ電圧を組織に印加すると、細胞膜の中に細孔が生成されることによって、細胞膜が破壊されうる。この電気的に駆動される細孔生成、すなわち電気穿孔の正確なメカニズムは、明らかではないものの、比較的高電界の印加によって、細胞膜の脂質二重層に不安定性が生成され、膜の中に局所的なギャップまたは細孔の分布を発生させると考えられている。膜に印加される電界が閾値より大きい場合、電気穿孔は不可逆的であることができ、細孔が開いたままとなって、膜全体で生体分子材料の交換が可能となり、壊死および／またはアポトーシス（細胞死）をもたらす。続いて、周囲の組織は自然なプロセスで治癒する。
【0003】
したがって、医学において既知である電気穿孔の適用および送達方法は、特に、カテーテルデバイスによる不整脈のアブレーション治療という観点では、高電圧の印加、電極の順序づけ、組織の選択性、および安全なエネルギー送達に対応しない。さらに、健康な組織への障害を最小化しながら、同時に、高ＤＣ電圧電気穿孔アブレーション治療を選択的に、関心領域の中の組織へ効果的に送達できる、薄く可撓性のある非侵襲的なデバイスへの、ならびに効果的で安全かつ迅速な臨床手順が可能になり、最小限のデバイスの再位置づけまたは再位置づけの不要に関与する、デバイス設計および投与波形の組み合わせへの満たされていないニーズがある。
【発明の概要】
【0004】
本明細書に記載するのは、不可逆的電気穿孔により組織をアブレーションするためのシステム、デバイス、および方法についてである。いくつかの実施形態では、システムは、対象、例えば、心臓の構造の中にある組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスを含むことができる。パルス波形発生器は、アブレーションデバイスに結合可能であり、パルス波形の形態で、アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成されてもよい。パルス波形が、パルスの第１のセットと、パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、パルス波形の階層の第１のレベルを含み、パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有してもよい。階層の第２のレベルは、パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含み、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間であってもよい。階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であってもよい。階層の第４のレベルは、パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含み、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間であってもよい。
【0005】
いくつかの実施形態では、パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスのパルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である。いくつかの実施形態では、パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含んでもよい。いくつかの実施形態では、各第４の時間遅延は一定の期間を有してもよい。いくつかの実施形態では、第４の時間遅延の期間が異なる。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第４の時間遅延が、少なくとも１つの時間遅延の繰り返し値を含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する。いくつかの実施形態では、各第４の時間遅延の期間が、心臓の心周期より大きくてもよい。
【0006】
いくつかの実施形態では、パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である。いくつかの実施形態では、パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットが、心臓の別個の心周期の不応期中に送達されるように、パルス波形発生器が、心臓の心周期に同調して、パルス波形の形態で電圧パルスを送達するように構成され、パルスの第４のセットの送達枠は、心臓の複数の心周期にわたって広がってもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、パルスの各第２のセットが、パルスの少なくとも２つの第１のセット、およびパルスの４０個未満の第１のセットを含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、心臓刺激装置は、心臓の心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、パルス波形発生器がさらに、アブレーションデバイスの複数の電極セットへ、電圧パルスを送達するように構成され、第１の電極セットへ送達される電圧パルスが、第２の電極セットへの電圧パルス送達から、ある時間だけずれていてもよい。
【0007】
いくつかの実施形態では、システムは、対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスを含んでもよい。パルス波形発生器は、アブレーションデバイスに結合可能であってもよい。パルス波形発生器が、複数の電極セットにわたって送達されている電圧パルスをインターリーブすることによって、パルス波形の形態で電圧パルスを、アブレーションデバイスへ送達するように構成されてもよい。パルス波形が、パルスの第１のセットと、パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、パルス波形の階層の第１のレベルを含み、パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有してもよい。階層の第２のレベルは、パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含み、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間であってもよい。階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であってもよい。
【0008】
いくつかの実施形態では、パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスのパルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である。
【0009】
いくつかの実施形態では、パルス波形発生器が、複数の電極セットのうちの第２の電極セットへの電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、複数の電極セットのうちの第１の電極セットへ、電圧パルスを送達することによって、電圧パルスを送達するように構成されてもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットが、第１の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットに続くように、第１の電極セットへの電圧パルスの送達と、第２の電極セットへの電圧パルスの送達とをずらす、ある時間が、第２の時間遅延の期間より少なくてもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第１の電極セットへの電圧パルスの送達と、第２の電極セットへの電圧パルスの送達とをずらす、ある時間が、第２の時間遅延の期間の約５５パーセント未満であってもよい。
【0010】
いくつかの実施形態では、パルス波形発生器が、心臓の心周期に同調して、電圧パルスを送達するように構成されてもよく、それによって、所与の電極セットに対する、パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットが、心臓の別個の心周期の不応期中に送達され、複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達される、パルスの第２のセットが、単一の不応期中に送達される。これらの実施形態のうちのいくつかでは、心臓刺激装置は、心臓の心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成されてもよい、
【0011】
いくつかの実施形態では、方法は、パルス波形の形態で電圧パルスを生成することを含み、パルス波形が、パルスの第１のセットと、パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、パルス波形の階層の第１のレベルであって、パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルとを含んでもよい。方法はさらに、１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの１つ以上の電極セットへ、電圧パルスを送達することを含むことができる。
【0012】
いくつかの実施形態では、パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第４の時間遅延の期間が異なり、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有してもよい。
【0013】
いくつかの実施形態では、方法がさらに、心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、心臓へペーシング信号のセットを送達することとを含んでもよい。パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットが、ペーシング信号のセットの各ペーシング信号に関連する不応期中に送達されるように、電圧パルスが、ペーシング信号のセットに同調して送達され、パルスの第４のセットの送達枠は、心臓の複数の心周期にわたって広がってもよい。
【0014】
これらの実施形態のうちのいくつかでは、各第４の時間遅延の期間が、ペーシング信号のセットから、成功ペーシング信号を分離する、ある時間より大きくてもよい。いくつかの実施形態では、パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間であってもよい。
【0015】
いくつかの実施形態では、方法は、パルス波形の形態で電圧パルスを生成することを含み、パルス波形が、パルスの第１のセットと、パルスの第１のセットのうちの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、パルス波形の階層の第１のレベルであって、パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルとを含んでもよく、階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間である。方法がさらに、１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、複数の電極セットの電極セットのうちの少なくとも２つへ送達される、電圧パルスをインターリーブすることによって、アブレーションデバイスの複数の電極セットへ電圧パルスを送達することを含んでもよい。
【0016】
いくつかの実施形態では、電圧パルスが、少なくとも２つの電極セットのうちの第２の電極セットへの電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、少なくとも２つの電極セットのうちの第１の電極セットへ送達されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の電極セットへの電圧パルスの送達と、第２の電極セットへの電圧パルスの送達とをずらす、ある時間が、第２の時間遅延の期間の約５５パーセント未満であってもよい。
【0017】
いくつかの実施形態では、方法がさらに、心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、心臓へペーシング信号のセットを送達することとを含んでもよい。ペーシング信号のセットに同調して送達される電圧パルスが、パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットを、ペーシング信号のセットの別個のペーシング信号に関連する不応期中に送達するようであってもよく、複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達されるパルスの第２のセットが、単一の不応期中に送達されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図9】図９は、実施形態による、電圧／信号発生器と、選択された電極のサブセットに電圧を印加するように構成され、ユーザインターフェースと共にコンピュータまたはプロセッサに通信可能に接続されるコントローラと、電圧発生器からアブレーションカテーテルへ送達されてもよい電圧パルスから、他の機器を電気的に絶縁するように構成されるスイッチングユニットとを含む、システムコンソールを含む、不可逆的電気穿孔システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本明細書に記載するのは、不可逆的電気穿孔により組織をアブレーションするためのシステム、デバイス、および方法についてである。概して、パルス波形を組織へ送達するためのシステムは、パルス波形発生器と、パルス波形発生器に結合されるアブレーションデバイスとを含んでもよい。アブレーションデバイスが、使用中に組織へアブレーションパルスを送達するために構成される、少なくとも２つの電極を含んでもよい。パルス波形発生器が、パルス波形の形態で、アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成されてもよい。
【0020】
本明細書に開示するような電気穿孔エネルギー送達のためのパルス波形は、不可逆的電気穿孔に関連する電界閾値を低下させることによって、組織へのエネルギー送達の安全性、効率、および有効性を高め、それゆえ、送達される総エネルギーの減少と共に、より効果的なアブレーション損傷をもたらしうる。いくつかの実施形態では、本明細書で開示する電圧パルス波形が階層的で、入れ子構造を有してもよい。例えば、パルス波形が、関連する時間尺度を有する、パルスの階層的なグループを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に開示する方法、システム、およびデバイスは、上で参照し取り込んだ２０１６年１０月１９日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５７６６４号、２０１６年１０月２６日出願の米国特許出願第１５／３３４，６４６号、および２０１７年１０月２７日出願の米国特許出願第１５／７９６，３７５号のうちの１つ以上に記載される方法、システム、ならびにデバイスのうちの１つ以上を含んでもよい。
【0021】
いくつかの実施形態では、システムは、パルス波形発生器と、パルス波形発生器に結合されるアブレーションデバイスとを含む。アブレーションデバイスが、使用中に組織へアブレーションパルスを送達するために構成される、少なくとも１つの電極を含む。パルス波形発生器が、パルス波形の形態で、アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される。所与の電極へ印加されるパルス波形の階層の第１のレベルは、パルスの第１のセットを含み、各パルスが、パルス持続時間と、連続パルスを分離する第１の時間間隔（すなわち、第１の時間遅延）とを有する。パルス波形の階層の第２のレベルは、パルスの第２のセットとして、パルスの複数の第１のセットと、パルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間間隔（すなわち、第２の時間遅延）とを含み、第２の時間間隔が、第１の時間間隔の少なくとも３倍の期間である。パルス波形の階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとして、パルスの複数の第２のセットと、パルスの連続する第２のセットを分離する第３の時間間隔（すなわち、第３の時間遅延）とを含み、第３の時間間隔が、第２の時間間隔の少なくとも３０倍の期間である。パルス波形の階層の第４のレベルは、パルスの第４のセットとして、パルスの複数の第３のセットと、パルスの連続する第３のセットを分離する第４の時間間隔（すなわち、第４の時間遅延）とを含み、第４の時間間隔が、第３の時間間隔の少なくとも１０倍の期間である。
【0022】
いくつかの実施形態では、各パルスの第１のセットのパルスが、約１マイクロ秒から約３００マイクロ秒までの範囲であるパルス持続時間を持つ、単相パルスを含む。いくつかの実施形態では、各パルスの第１のセットのパルスが、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲であるパルス持続時間を各々持つ、二相パルスを含む。いくつかの実施形態では、第２の時間間隔が、パルス持続時間の少なくとも１０倍である。いくつかの実施形態では、第３の時間間隔が、約何百ミリ秒またはコンマ数秒の範囲である。いくつかの実施形態では、第４の時間間隔が、約数秒から約数分までの範囲である。いくつかの実施形態では、第４の時間間隔が、パルスの一連の第３のセットにわたって異なりうるか、または一定ではない可能性がある。いくつかの実施形態では、第４の時間間隔が、最後に、１つの時間遅延の繰り返し値を含むことができる。
【0023】
いくつかの実施形態では、パルスの各第２のセットが、パルスの少なくとも２つの第１のセット、およびパルスの４０個未満の第１のセットを含む。いくつかの実施形態では、パルスの各第３のセットが、パルスの少なくとも２つの第２のセット、およびパルスの３０個未満の第２のセットを含む。いくつかの実施形態では、パルスの各第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む。
【0024】
いくつかの実施形態では、パルス波形が、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、パルスの連続する第４のセットを分離する第５の時間間隔とを含む、階層の第５のレベルを含む。いくつかの実施形態では、パルスの各第５のセットが、パルスの少なくとも１つの第４のセットから、パルスの約５０個の第４のセットを含む。
【0025】
電極対の順序づけられたセットを使用する、電気穿孔エネルギーの送達によって、エネルギーを心拍中に送達する、効率および／または速度が増加してもよい。これは、所定の時間周期内（例えば、心拍、心腔の不応枠、および／または同類のもの以内）に、アブレーションエネルギーの送達を完了する際に有用でありうる。例えば、アブレーション送達は、様々な実施形態で、約１００ｍｓ未満、約１５０ｍｓ未満、約２００ｍｓ未満、および約２５０ｍｓ未満の時間枠の中で完了してもよい。
【0026】
いくつかの実施形態では、アブレーションエネルギー送達は、所定数の連続するまたは別個の心拍にわたって、電極対の異なるセットを使用して、パルスの順次送達として実施されてもよい。特に、アブレーション送達は、電極対のセットを使用して順序づけられてもよい。例えば、パルスの１つ以上のグループは、連続する電極対において、各電極対に対するパルスの連続グループ間に群遅延を伴い送達されてもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、各電極対は、陰極のセットと対を作る陽極のセットを含んでもよい。このように、エネルギー送達は、１つ以上の心拍中に、電極対の複数セットにわたってインターリーブされてもよい。対を成す電極の第１のセットに関連する群遅延中、パルスの１つ以上のグループは、対を成す電極の第２のセットを使用して送達されてもよい。
【0027】
いくつかの実施形態では、所与の電極に印加されるパルス波形の階層の第１のレベルは、パルスの第１のセットを含み、各パルスがパルス持続時間と、連続パルスを分離する第１の時間間隔とを有してもよい。パルス波形の階層の第２のレベルは、パルスの第２のセットとして、パルスの複数の第１のセットと、パルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間間隔とを含んでもよい。第２の時間間隔が、第１の時間間隔の少なくとも３倍の期間であってもよい。パルス波形の階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとして、パルスの複数の第２のセットを含んでもよい。第３の時間間隔によって、パルスの連続する第２のセットを分離してもよい。第３の時間間隔が、第２の時間間隔の少なくとも３０倍の期間であってもよい。パルス波形の階層の第４のレベルは、パルスの第４のセットとして、パルスの複数の第３のセットを含んでもよい。第４の時間間隔によって、パルスの連続する第４のセットを分離してもよい。第４の時間間隔が、第３の時間間隔の少なくとも１０倍の期間であってもよい。
【0028】
本明細書に開示するような電気穿孔エネルギー送達のためのパルス波形は、不可逆的電気穿孔に関連する電界閾値を低下させることによって、エネルギー送達の安全性、効率、および有効性を高め、減少した総エネルギーを送達しながら、より効果的なアブレーション損傷をもたらすことができる。これによって、様々な不整脈の治療的処置を含む、電気穿孔の臨床応用の分野を広げることができる。
【0029】
本開示によって、いくつかの実施形態では、ピーク電界値を減少および／または最小化できる一方、同時に、充分な高電界強度を、組織アブレーションが所望される領域で維持することができるような、概して複数のデバイスによる、不可逆的電気穿孔治療の迅速で選択的かつ安全な送達のためのデバイスおよび方法へのニーズに対処する。またこれによって、過剰な組織障害または電気アーク放電の生成の可能性も減少し、局所的に高温が上昇する。
【0030】
参考数値指標に関連して本明細書で使用されるとき、「約」および「おおよそ」という用語は、その参考数値指標の最大１０％をプラスまたはマイナスした参考数値指標を意味する。例えば、「約５０」単位または「おおよそ５０」単位という言葉は、４５単位から５５単位までを意味する。本明細書で使用する「電気穿孔」という用語は、細胞膜の細胞外環境への透過性を変化させる、電界の細胞膜への印加を指す。本明細書で使用する「可逆的電気穿孔」という用語は、細胞膜の細胞外環境への透過性を一時的に変化させる、電界の細胞膜への印加を指す。例えば、細胞が可逆的電気穿孔を受けると、電界が取り除かれると閉じる、１つ以上の細孔の一時的および／または断続的な形成が、細胞膜の中に認められる。本明細書で使用する「不可逆的電気穿孔」という用語は、細胞膜の細胞外環境への透過性を永久に変化させる、電界の細胞膜への印加を指す。例えば、細胞が不可逆的電気穿孔を受けると、電界が取り除かれても存続する１つ以上の細孔の形成が、細胞膜の中に認められる。
概要
概要
【0031】
図１は、シャフトに沿って配置される複数の電極を持つ、カテーテル１５の概略図である。図１に、心臓７に関係してカテーテルを示し、カテーテル１５が、参照文字１０、１１、１２、および１３（それぞれ図１の左上、左下、右上、および右下）によって示す左心房の肺静脈に心外膜で巻きつき、左心房の肺静脈１０、１１、１２、１３に巻きつき、および／またはそれらの周りの輪郭でループ状になる、暗い帯（図１の参照文字１７によって示す帯など）によって示す電極を有する。何らかの実施形態では、カテーテル端部８および９は、カテーテル電極が肺静脈１０、１１、１２、１３にぴったりと巻きつくことを保証するために、共にきつく引かれ、しっかり締める道具（図示せず）の内部に保持される。肺静脈の周りへの多電極アブレーションカテーテルの配置を達成するように、剣状突起下心膜アクセスの場所およびガイドワイヤによる送達方法を使用する方法ならびに装置は、「Ｃａｔｈｅｔｅｒｓ， Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ ａ Ｔｉｓｓｕｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ａｂｌａｔｉｎｇ ａ Ｔｉｓｓｕｅ Ｒｅｇｉｏｎ」と題する、ＰＣＴ出願公開の国際公開第２０１４／０２５３９４号に記載され、その開示全体は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる。
【0032】
いくつかの実施形態では、カテーテル電極１７を、金属帯または環の形態で構築することができる。いくつかの実施形態では、各電極１７は、可撓性を持つように構築することができる。例えば、電極１７が、カテーテル１５のシャフトの周りの、金属コイルばねまたはヘリカル巻線の形態であることができる。別の例として、電極（複数可）１７が、シャフトに沿って配置され、共に電気的に接続される、一連の金属帯または環の形態であることができ、電極間のカテーテルシャフトの可撓性のある部分によって、電極全体に可撓性を提供する。いくつかの実施形態では、電極１７の少なくとも一部分が、限定するものではないが、チタン、パラジウム、銀、白金、および／または白金合金などの、生体適合性金属を含むことができる。いくつかの実施形態では、電極１７の少なくとも一部分が、白金および／または白金合金を含む。いくつかの実施形態では、カテーテルシャフトが、（非限定的な例のみの目的で）ポリテトラフルオロエチレン、ナイロンなどのポリアミド、またはポリエーテルブロックアミドなど、可撓性のあるポリマー材料から成ることができる。電極１７が、カテーテル１５の近位ハンドル部分（図示せず）に至る、絶縁導線（図示せず）に接続することができ、リードの各々上にある絶縁によって、誘導破壊することなく、その厚さにわたって少なくとも７００Ｖの電位差を維持することができる。カテーテル１５は、図１に示すように、心外膜、すなわち、心膜の下方に置かれるものの、代替の実施形態では、アブレーションカテーテルが、追加的または代替的に、心内膜への配置に有用である可能性がある。
【0033】
本明細書に提供する特定のアブレーションデバイスおよび他の例は、例示の目的で記載され、様々な組織タイプおよび生体構造で使用するために構成される、様々な他のアブレーションデバイスは、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書の開示に記載する波形の使用から恩恵を受けることができることは理解されるべきである。
電極の順序づけ
電極の順序づけ
【0034】
本明細書に記載するのは、１つ以上の心拍中に電極対の複数セットにわたって、時間遅延を取り込みインターリーブする、電極対の順序づけられたセットを使用した、電気穿孔エネルギーの送達のためのシステム、デバイス、および方法である。いくつかの実施形態では、各電極対は、陰極のセットと対を作る陽極のセットを含んでもよい。本明細書でより詳細に説明するように、対を成す電極の第１のセットに関連するパルスのグループに続く群遅延中に、対を成す電極の少なくとも第２のセットに関連するパルスのグループが、送達されているパルスのグループをインターリーブするために送達されてもよい。このパルスの順次送達が、所定数の連続または別個の心拍の間の各心拍中に、電極対の複数セットにわたって発生してもよい。特に、各電極対に対して、パルスの複数グループは、パルスの連続グループ間に群遅延を伴い送達されてもよい。
【0035】
アブレーションエネルギーは、本明細書に記載するアブレーションシステムおよびデバイスのうちのいずれかを使用して、所定数の心拍にわたって送達されてもよい。いくつかの実施形態では、ｍ個の電極対のセットが選択されて、所定の電極対順序でパルスのセットを送達してもよい。ｍ個の電極対が、ｎ個の小集団に分割されてもよい。ｎ個の小集団のうちの少なくとも１つが、２つ以上の陽極－陰極電極対のセットを含んでもよい。
【0036】
少なくとも、小集団は電極サブセットの陽極－陰極対に対応する。しかしながら、小集団は概して、複数電極対のセット（各対は、陽極－陰極電極サブセットを伴う）を指す。例えば、陰極ｃ１およびｃ２と陽極ａ１との第１の電極対は、（ａ１－（ｃ１，ｃ２））という表記によって表されてもよく、これが電極サブセットの対を定義する。そのような電極サブセットの単一対が、単独で小集団を定義してもよい。より広くは、小集団は、電極サブセットの複数のそのような対を含んでもよい。小集団の１つの有用な実施形態または構造は、電極サブセットの２つの対を含む。連続するそのような対の中の、電極サブセットのｍ個の対を仮定すると、ｍが偶数の場合、これらｍ個の対は、各々が電極サブセットの２つの対を含む、ｍ／２個の小集団に分割されてもよい。ｍが奇数の場合、小集団のうちの一方は、電極サブセットの単一対を含み、他方の小集団は、電極サブセットの２つの対を含むであろう。
【0037】
別の例では、第１の心拍に対する電極対の順序は、以下の３つの電極対（ａ１－（ｃ１，ｃ２））、（ａ２－（ｃ２，ｃ３））、および（ａ３－（ｃ３，ｃ４））を含んでもよく、第１の小集団は、第１および第２の電極対（ａ１－（ｃ１，ｃ２））および（ａ２－（ｃ２，ｃ３））を含み、第２の小集団は、第３の電極対（ａ３－（ｃ３，ｃ４））を含む。
【0038】
電極対のセットが、パルスの連続グループ間に時間の群遅延を有する、パルスの複数グループを送達してもよい。いくつかの用途では、時間の群遅延は比較的長くてもよく（例えば、数百または数千マイクロ秒）、この遅延は、パルスの単一グループの期間より著しく長くてもよい。しかしながら、第１の電極対に対する時間の群遅延期間中、パルスのグループは、異なる電極対からのパルスのグループをインターリーブするように、第２の電極対を使用して送達されてもよい。
【0039】
図１５は、時間の群遅延１５３１（長さｔｄ）によって分離されるパルスの各グループ１５２３、１５４３を伴う、単一電極対に対するパケット１５５１を含む、パルスのｐ個のグループを示す。二相パルスのセット１５０５は、パルスの第１のグループ１５２３を形成してもよい。パルスの第２のグループ１５４３もまた、１つの心拍中における所与の電極対に対応する、パケット１５５１の中のそのようなパルスのグループｐ個を伴い示している。この例は二相パルスを図示するものの、いくつかの実施形態では、単相パルスもまた使用されうる。第１のレベルの時間間隔１５１２によって、連続する二相パルス１５０５を分離してもよい。パルスの連続グループ１５２３は、第２のレベルの時間間隔１５３１（例えば、時間の群遅延）によって分離されてもよい。いくつかの実施形態では、第２のレベルの時間間隔１５３１の長さが、第１のレベルの時間間隔１５１２の長さの少なくとも３倍であってもよい。パルスのいくつかのパケット１５５１、１５７１が、パルスの第３のレベル構造または第３のレベルセット（すなわち、スーパーパケット）を形成してもよい。パルスの連続パケット１５５１、１５７１は、第３のレベルの時間間隔１５６１によって分離されてもよい。いくつかの実施形態では、第３のレベルの時間間隔１５６１の長さが、第２のレベルの時間間隔１５３１の長さの少なくとも３０倍であってもよい。
【0040】
図１６は、パルスのグループ１６０３、１６０７のセット、およびパルスのグループ間の時間遅延１６１１を示す。特に、パルスの第１のグループ１６０３およびパルスの第２のグループ１６０７は、期間または長さｔｄを有する群遅延の時間間隔１６１１によって分離される。本明細書に開示するインターリーブ（例えば、多重化）される順序づけスキームでは、第２の電極対セットからのパルスのグループは、電極対セットのすべての小集団の中で、第１の電極対セットからのパルスのグループとインターリーブされてもよい。例えば、第１の電極対セットに対応するパルスのグループに続くｔｄ２の時間間隔の後に、第２の電極対セットに対応するパルスのグループが送達されてもよい。図１７は、２要素小集団の電極対セットのうちの２つの電極セットから、インターリーブされたパルスのグループを示す。このように、所望の電極順序にわたる完全なエネルギーの送達が、効率的に行われうる。図１７に示すインターリーブの代わりに、各電極対に対するパルスのｐ個のグループを、電極対のセットにわたって順次送達する場合、アブレーションエネルギーの送達に時間が２倍長くかかるであろう。第１の小集団の第１の電極対セットは、図１７の細い括弧によって示す、パルスのグループ１７０３、１７０５、１７０７のセットを送達してもよい。同様に、第１の小集団の第２の電極対セットは、図１７の太い括弧によって示す、パルスのグループ１７２３、１７２５のセットを送達してもよい。第１の電極対セットのパルスのグループが、期間または長さｔｄ１を有する時間間隔１７５４によって分離されてもよい。第１の電極対セットのうちのパルスのグループ１７０３に、第２の電極対セットのうちのパルスのグループ１７２３が続いてもよい。例えば、第２の電極セットのパルスのグループ１７２３が、第１の電極対セットのパルスのグループ１７０３に続いて、期間または長さｔｄ２を有する時間間隔１７５１で送達される。いくつかの実施形態では、期間ｔｄ２がｔｄ１の約半分（例えば、ｔｄ１の約５５パーセント未満）であることができる。いくつかの実施形態では、異なる電極対セットのパルスのグループ間の時間間隔１７５１が、所与の電極対セットに対する時間の群遅延に対応して、時間間隔１７５４に対する時間の他の割合（すなわち、例えば、ｔｄ１の３分の１または４分の１未満など、ｔｄ１の約半分以外の割合）であってもよいことは理解されるべきである。
【0041】
パルス送達で、電極対セットのすべての小集団に対して同様に、すべての小集団の中の２つの電極セットに対して、インターリーブされたパルスのグループ（および最後の小集団が１つの電極セットのみを含む場合には、インターリーブなし）を提供してもよい。時間遅延間隔（例えば、期間ｔｄ２を伴う）は、電極対セットの連続小集団に対応する、パルスの連続グループ間に提供されてもよい。
【0042】
いくつかの実施形態では、図１７に示すパルス送達シーケンスは、本明細書に記載する電極対（ａ１－（ｃ１，ｃ２））、（ａ２－（ｃ２，ｃ３））、および（ａ３－（ｃ３，ｃ４））を使用して印加されてもよく、第１の小集団は、第１の電極対（ａ１－（ｃ１，ｃ２））および第２の電極対（ａ２－（ｃ２，ｃ３））を含む。第２の小集団は、第３の電極対（ａ３－（ｃ３，ｃ４））を含んでもよい。電極対セットの第１の小集団では、第１の電極対（ａ１－（ｃ１，ｃ２））のパルスのグループ１７０３、１７０５、１７０７などｐ個が、第２の電極対（ａ２－（ｃ２，ｃ３））のパルスのグループ１７２３、１７２５などｐ個とインターリーブされてもよい。長さｔｄ２の時間遅延の後、第２の小集団の第３の電極対（ａ３－（ｃ３，ｃ４））に対するパルスのグループｐ個が、インターリーブなしに送達されてもよい。
【0043】
図１８は、実施形態による、単一の心拍にわたって送達される、アブレーション送達シーケンスを概略的に示す。第１の小集団（（ａ１－（ｃ１，ｃ２））および（ａ２－（ｃ２，ｃ３）））のパルスの第１のスーパーグループ（またはパケット）１８７１に続き、第２の小集団（ａ３－（ｃ３，ｃ４））のパルスの第２のスーパーグループ１８７５がくる。パルスの第１のスーパーグループ１８７１が、各電極セットに対応するパルスのグループｐ個にわたってインターリーブする（例えば、交互にくる、多重化する）、第１の電極対（ａ１－（ｃ１，ｃ２））のパルスのグループ１８１１、１８１３などのセットと、第２の電極対（ａ２－（ｃ２，ｃ３））のパルスのグループ１８２１、１８２３などの別のセットとを含んでもよい。時間遅延１８６３によって、第１の小集団（ａ１－（ｃ１，ｃ２））のパルス１８７１のパルス送達を、第２の小集団（ａ２－（ｃ２，ｃ３））のパルス１８７５のパルス送達から分離してもよい。パルスの第２のスーパーグループ１８７５が、第２の小集団の第３の電極対（ａ３－（ｃ３，ｃ４））のみのパルスのグループ１８３１、１８３３のセットを含んでもよい。パルスのグループ１８３１、１８３３が、群遅延に対応する期間または長さｔｄを有する、時間間隔１８６５によって各々分離されてもよい、ｐ個のグループを含んでもよい。いくつかの実施形態では、群遅延（本明細書の例にある群遅延など）は、約１０μｓと約５０ｍｓとの間であってもよい。図１８は、１つの心拍に対して順序づけられたアブレーション送達を示すものの、類似のシーケンスが、所定数の心拍に対して送達されてもよい。
【0044】
いかなる数の電極対セットが、目の前の実装に都合の良いように、定義され使用されてもよいことに留意すべきであり、上の例は、明快にするため、かつ例示の目的のみのために提供される。いくつかの実施形態では、本明細書に開示する方法、システム、およびデバイスは、２０１８年４月２６日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２９５５２号のうちの１つ以上に記載される方法、システム、およびデバイスのうちの１つ以上を備えてもよく、その内容は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる。
【0045】
同様に、上で提供する特定の例は、２要素小集団が定義される、対での順序づけを示すものの、より広くは、電極セットのｎ個の要素の小集団が、本明細書に提供する特定の例に記載したのと類似して、各小集団のｎ個の要素にわたって定義されるインターリーブされた順序で定義されてもよい。
【0046】
本明細書に記載するインターリーブまたは多重化プロセスによって、アブレーションエネルギー順序を各心拍で送達しうる、効率または速度が上昇してもよい。これは、心拍にわたっておよび／または心腔の不応枠内において、アブレーション順序全体を送達する際に、時間的制約がある場合に有用でありうる。いくつかの実施形態では、電極対セットのアブレーション順序が、各心拍に対して独立して定義されてもよい。この場合、すべての心拍で定義される特定の小集団が、異なっていてもよい。しかしながら、順序のインターリーブは、本明細書に記載するものに類似して発生してもよい。
【0047】
パルス波形のインターリーブまたは多重化について、図１７および１８に描写するように、パルスのグループ（例えば、パルスの第１のセット）に関して記載しているものの、パルス波形の階層のより高いレベルを、電極のセット間でインターリーブできることは理解することができる。例えば、第１の電極セットおよび第２の電極セットへ送達される電圧パルスは、例えば、階層の第３のレベル（例えば、パルスの第２のセットのインターリーブ）、階層の第４のレベル（例えば、パルスの第３のセットのインターリーブ）、およびその他などを含む、階層のより高いレベルでインターリーブできる。
【0048】
加えて、いくつかの実施形態では、インターリーブされる電極セットの特定の順序が、パルスの一連の第２のセット（例えば、パルスの第３のセット）の電極対の各セットへの送達に全体として対応する、いくつかの心拍にわたって異なることができる。例えば、インターリーブされる連続する電極セット（ａ１－ｃ１，ａ２－ｃ２）、（ａ３－ｃ３，ａ４－ｃ４）（各括弧内部の電極セット間のインターリーブを伴う）は、第１の心拍中に送達されてもよく、一方インターリーブされる連続する電極セット（ａ３－ｃ３，ａ４－ｃ４）、（ａ１－ｃ１，ａ２－ｃ２）は、第２の心拍で送達されてもよい。
【0049】
さらに、いくつかの実施形態では、１つ以上の電極セットが、すべての心拍中のアブレーションシーケンスには現れない場合がある。例えば、インターリーブされる電極セット（ａ１－ｃ１，ａ２－ｃ２）は、第１の心拍および第３の心拍のアブレーションシーケンスに現れ、第２の心拍には現れなくてもよい。概して、所与の電極セットに対するパルスの連続する第２のセットは、別個の心拍中に送達されるが、必ずしも連続する心拍にわたって送達されるわけではない。
階層的な波形
階層的な波形
【0050】
図２は、連続する矩形の二重パルスの形態を取るパルス電圧波形を示し、パルス１０１など、各パルスがパルス幅または期間に関連付けられる。パルス幅／期間が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約０．５マイクロ秒、約１マイクロ秒、約５マイクロ秒、約１０マイクロ秒、約２５マイクロ秒、約５０マイクロ秒、約１００マイクロ秒、約１２５マイクロ秒、約１４０マイクロ秒、約１５０マイクロ秒であることができる。図２のパルス波形は、全パルスの極性が同じである、単相パルスのセットを示す（ゼロベースラインから測定して、図２ではすべて正である）。不可逆的電気穿孔の適用についてなどのいくつかの実施形態では、各パルス１０１の高さまたはパルス１０１の電圧振幅が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約４００ボルト、約１０００ボルト、約５０００ボルト、約１０，０００ボルト、約１５，０００ボルトであることができる。図２に示すように、パルス１０１は、時に第１の時間間隔とも呼ばれる時間間隔１０２だけ、隣接パルスから分離している。第１の時間間隔が、不可逆的電気穿孔を生成するために、間のすべての値および部分範囲を含めて、約１マイクロ秒、約１０マイクロ秒、約５０マイクロ秒、約１００マイクロ秒、約２００マイクロ秒、約５００マイクロ秒、約８００マイクロ秒、約１ミリ秒であることができる。
【0051】
図３では、入れ子型パルスの階層構造を伴う、パルス波形を紹介する。図３は、パルス１１５など一連の単相パルスを示し、パルス幅／パルス持続時間ｗは、連続パルス間の期間ｔ１の１１８などの時間間隔（時に第１の時間間隔または時間遅延とも呼ばれる）で分離され、数ｍ１個の連続するパルスが、パルスのグループ１２１（時にパルスの第１のセットとも呼ばれる）を形成するように配列される。さらに、波形は、連続するグループ間の期間ｔ２の時間間隔１１９（時に第２の時間間隔または時間遅延とも呼ばれる）で分離される、そのようなパルスのグループ（時にパルスの第２のセットとも呼ばれる）の数ｍ２個を有する。図３に１２２とマークが付いた、ｍ２個のそのようなパルスグループの集合が、階層の次のレベルを構成し、パケットおよび／またはパルスの第２のセットと呼ぶことができる。パルス幅ｗ、およびパルス間の時間間隔１１８の期間ｔ１は両方、間のすべての値および部分範囲を含めて、マイクロ秒から数百マイクロ秒の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔１１９の期間ｔ２は、時間間隔１１８の期間ｔ１より少なくとも３倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、比率ｔ２／ｔ１が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約３と約３００との間の範囲であることができる。
【0052】
図４ではさらに、入れ子型パルス階層波形の構造を詳述する。この図では、一連のｍ１個のパルス（個々のパルスは図示せず）が、パルスのグループ１３０（例えば、パルスの第１のセット）を形成する。１つのグループと次のグループとの間の期間ｔ２（例えば、第２の時間間隔または時間遅延）のグループ間の時間間隔１４２で分離される、一連のｍ２個のそのようなグループが、パケット１３２（例えば、パルスの第２のセット）を形成する。１つのパケットと次のパケットとの間の期間ｔ３（例えば、第３の時間間隔）である時間間隔１４４で分離される、一連のｍ３個のそのようなパケットが、階層における次のレベル、すなわち、図中で１３４と名前を付けたスーパーパケット（例えば、パルスの第３のセット）を形成する。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ３が、時間間隔ｔ２より少なくとも約３０倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ３が、時間間隔ｔ２より少なくとも５０倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、比率ｔ３／ｔ２が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約３０と約８００との間の範囲であることができる。パルス階層における個々の電圧パルスの振幅は、間のすべての値および部分範囲を含めて、５００ボルトから７，０００ボルト以上までの範囲のいずれでもあることができる。パルスの第１のセットの中の個々のパルスが、単相パルスもしくは二相パルスのいずれかであってもよく、または単相および二相パルスの組み合わせを含んでもよい。
【0053】
図１４ではさらに詳しく、入れ子型パルス階層波形の構造を説明する。この図では、一連のｍ１個のパルス（個々のパルスは図示せず）が、パルスのグループ１４２０（例えば、パルスの第１のセット）を形成する。１つのグループと次のグループとの間の期間ｔ２（例えば、第２の時間間隔または時間遅延）のグループ間の時間間隔１４２２で分離される、一連のｍ２個のそのようなグループが、パケット１４３０（例えば、パルスの第２のセット）を形成する。１つのパケットと次のパケットとの間の期間ｔ３（例えば、第３の時間間隔または時間遅延）である時間間隔１４３２で分離される、一連のｍ３個のそのようなパケットが、階層における次のレベル、すなわち、図中で１４４０と名前を付けたスーパーパケット（例えば、パルスの第３のセット）を形成する。いくつかの実施形態では、時間間隔１４３２の期間ｔ３は、時間間隔１４２２の期間ｔ２より少なくとも約３０倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔１４３２の期間ｔ３が、約何百ミリ秒またはコンマ数秒の範囲であることができる。さらに、超スーパーパケットと呼ばれる、階層のさらなるレベル（例えば、パルスの第４のセット）を含む、期間ｔ４の時間間隔１４４２で分離される、１４４０などの一連のまたは多様なｍ４個のスーパーパケットが存在できる。いくつかの実施形態では、スーパーパケットの数ｍ４は、間のすべての値および部分範囲を含めて、１から５０に及ぶいかなる整数であることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔１４４２の期間ｔ４は、時間間隔１４３２の期間ｔ３より少なくとも１０倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔１４４２の期間ｔ４は、約数秒から約数分の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、比率ｔ４／ｔ３が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約１０と約１０００との間の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、個々のスーパーパケット間の時間間隔１４４２である期間ｔ４は、ｍ４個のスーパーパケットすべてにわたって一定であることができる。代替的に、時間間隔１４４２の期間ｔ４は、スーパーパケットの色々な対により異なることができる。時間間隔１４４２のうちの１つ以上が、手動で選択されるか、または無作為に設定される、最小閾値期間を上回る期間を有してもよい。最小閾値期間が、数秒（例えば、５秒以上）の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、時間間隔１４４２が、順序または模様によって異なる期間を有することができる。例えば、ｍ４個のスーパーパケット内のスーパーパケットのグループは、期間ｔ４，１、ｔ４，２、ｔ４，３、…ｔ４，ｑ（ｑは１より大きいいかなる整数）を伴う連続する時間間隔で連続的に分離される、スーパーパケットの対を含み、ｔ４，１、ｔ４，２、ｔ４，３、…ｔ４，ｑの値は、好適な範囲の値（例えば、数秒、数十秒、数分の範囲の中である期間）内で選択することができる。連続する時間間隔ｔ４，１、ｔ４，２、ｔ４，３、…ｔ４，ｑはさらに、スーパーパケットの追加グループにわたって何回も繰り返されて、パルス波形の追加部分をさらに生成することができる。パルス階層における個々の電圧パルスの振幅は、間のすべての値および部分範囲を含めて、５００ボルトから７，０００ボルト以上までの範囲のいずれでもあることができる。
【0054】
いくつかの実施形態では、パルス波形が心臓の心周期に同調して送達されるとき、個々のスーパーパケット（例えば、パルスの第３のセット）は、パルスの１つ以上のグループを含むパルスのパケットを、各心周期中（例えば、心周期の不応期中）に送達して、心臓の複数の心周期にわたって広がることができる。いくつかの実施形態では、連続スーパーパケット間の各時間間隔または時間遅延（例えば、第３の時間間隔または第３の時間遅延）は、連続スーパーパケットを、心臓の連続心周期中（例えば、不応期中）に送達できるように、心周期の期間におおよそ対応することができる。いくつかの実施形態では、連続超スーパーパケットを分離する各時間間隔または時間遅延（例えば、第４の時間間隔または時間遅延）は、心臓の心周期より大きくなることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載するように、システムおよび方法は、ペーシングパルスを生成して、パルス波形の送達を心臓の心周期と同期できる、心刺激デバイスまたは心臓刺激装置を含むことができる。
【0055】
パルスの第４のセットを含む、パルスの多様な第３のレベルによって、より効果的な処置または治療送達を提供しうる。パルスの単一の第３のセットによって可逆的に開かれる、細胞膜のナノ細孔は、パルスの多様な第３のセットを印加することにより不可逆的に開かれ、それによって、より大きなアブレーションゾーンを生成してもよい。例えば、臨床応用において、アブレーション送達のために１番目のパルスの第３のセットを送達した後、２番目のパルスの第３のセットが、アブレーション送達を続けるように送達される前に、約５秒と約５００秒との間の範囲である時間間隔または休止ｔ４が存在することができる。このタイプのアブレーション送達は、治療の観点から有益であってもよく、特定の不整脈状態に対して、より完全な処置を送達しうる。例えば、心房壁にわたって近接し経壁的であるアブレーションゾーンの生成を保証してもよい。いくつかの実施形態では、後続するパルスの第３のセットも送達されうる。いくつかの実施形態では、パルスの連続する第３のセット間の時間間隔が、固定されるのではなく、異なってもよい。いくつかの実施形態では、パルスの連続する第３のセット間の時間間隔である期間ｔ４の最小値は、パルス波形構造における階層のより高いレベルに対して、この送達をサポートするように、発生器によって設定されてもよい。いくつかの実施形態では、時間間隔の期間ｔ４の最小値が、少なくとも約５秒であってもよい。
【0056】
図１９ではさらに、実施形態による、パルス階層波形の構造を詳述する。図１９に示す波形には、図１４に関して示し記載した波形の上に、階層の別のレベルが追加される。特に、図１９の波形は、図１４による入れ子型パルス階層波形の構造を含み、多様なパルスの階層に別のレベルを含むことができる。
【0057】
図１４に関して記載するように、入れ子型パルス階層波形のうち階層の第４のレベルは、超スーパーパケットを形成する、一連のまたは多様なｍ４個のスーパーパケットを含むことができる。各スーパーパケットは、一連のまたは多様なｍ３個のパケットを含むことができ、各パケットは、一連のまたは多様なｍ２個のグループを含むことができ、各グループは、一連のまたは多様なｍ１個のパルスを含むことができる。
【0058】
階層の概念はさらに、図１９を参照すると、反復様式に普遍化することができる。図１９に描写するように、一連の超スーパーパケット１９５０（図１９には示さないが、各々、一連のｍ４個のスーパーパケットを含む）は、期間ｔ５の時間間隔１９５２によって分離することができる。超スーパーパケット１９５０および時間間隔１９５２の各々の全期間が、一連の超スーパーパケット１９５０および時間間隔１９５２にわたって、異なるか、または同じであることができる。この一連の超スーパーパケット１９５０によって、ハイパーパケットと呼ぶことができる、パルス波形階層のより高いレベル（例えば、パルスの第５のセット）を形成することができる。
【0059】
パルスの第５のセットを含む、パルスの多様な第４のレベルによって、ある環境下において、より効果的な処置または治療送達を提供しうる。図１９に示す波形について、パルスの第５のセットを持つ階層の第５のレベルを含むように記載するものの、階層のいくつものより一層高いレベルがパルスのより高いレベルを含む、波形の連続生成は理解することができる。例えば、第６のレベル、第７のレベルなどを持つ波形は、各々パルスの第６のセット、パルスの第７のセットなどそれぞれを含むように生成することができる。
【0060】
パルスの階層の各レベルは、階層の次に低いレベルからの、パルスの多様なまたは一連のセットによって定義することができ、階層の低いレベルからのパルスの各セットが、時間間隔または時間遅延分だけ、次のレベルから分離されている。階層の低いレベルからのパルスの連続セットを分離する時間間隔の期間が、図１４に関して上に記載したように、その連続にわたって一定であるか、または異なることができる。例えば、階層の第ｒのレベルは、ｒ－１レベルからのパルスの一連のセットと、ｒ－１レベルからのパルスの各セットを分離する時間間隔ｔｒとを含むことができる。
【0061】
図１４に示す波形に関して前に記載したように、パルスの単一の第ｒのセットによって可逆的に開かれる、細胞膜のナノ細孔は、パルスの多様な第ｒのセットを印加することにより不可逆的に開かれ、それによって、より大きなアブレーションゾーンを生成してもよい。例えば、いくつかの臨床応用において、ｒが３より大きいとき、アブレーション送達のために１番目のパルスの第ｒのセットを送達した後、２番目のパルスの第ｒのセットが、アブレーション送達を続けるように送達される前に、約５秒と約５００秒との間の範囲である時間間隔または休止が存在することができる。このタイプのアブレーション送達は、治療の観点から有益であってもよく、特定の不整脈状態に対して、より完全な処置を送達しうる。例えば、心房壁にわたって近接し経壁的であるアブレーションゾーンの生成を保証してもよい。いくつかの実施形態では、後続するパルスの第ｒのセットも送達されうる。いくつかの実施形態では、パルスの連続する第ｒのセット間の時間間隔が、固定されるのではなく、異なってもよい。いくつかの例では、治療方針は、異なる時間間隔、パルスの異なる数、および／またはパルスの異なる強さを含む、異なるレベルの階層を持つ波形によるアブレーション送達を含むように、策定されてもよい。例えば、治療方針は、特定の不整脈状態に対して、より完全な処置を達成するように、連続的に増加もしくは減少する階層のレベル、階層の各レベルにおいて連続的に増加もしくは減少するパルスの数、または階層の各レベルにおいて連続的に増加もしくは減少するパルス間の時間間隔を伴う波形を使用して送達される、アブレーションを含むことができる。いくつかの実施形態では、パルスの連続する第ｒのセット間の時間間隔の最小値は、パルス波形構造における階層のより高いレベルに対して、この送達モードをサポートするように、発生器によって設定されてもよい。いくつかの実施形態では、ｒが３より大きいとき、時間間隔の最小値が、少なくとも約５秒であってもよい。
【0062】
図５では、階層構造を持つ二相性波形シーケンスの例を提供する。図に示す例では、１５１などの二相パルスは、正の電圧部分だけでなく負の電圧部分も有して、パルスの１つのサイクルを完了する。期間ｔ１の隣接するサイクル間には、時間遅延１５２（例えば、第１の時間間隔）があり、ｎ１個のそのようなサイクルが、パルスのグループ１５３（例えば、パルスの第１のセット）を形成する。１つのグループと次のグループとの間の期間ｔ２のグループ間の時間間隔１５６（例えば、第２の時間間隔）で分離される、一連のｎ２個のそのようなグループは、パケット１５８（例えば、パルスの第２のセット）を形成する。図はまた、パケット間の時間遅延１６０（例えば、第３の時間間隔）の期間ｔ３を伴う、第２のパケット１６２を示す。単相パルスの場合と同様に、階層構造のより高いレベルも形成することができる。各パルスの振幅または二相パルスの電圧振幅は、間のすべての値および部分範囲を含めて、５００ボルトから７，０００ボルト以上までの範囲のいずれでもあることができる。パルス幅／パルス持続時間は、ナノ秒またはサブナノ秒から数十マイクロ秒までの範囲であることができ、一方遅延ｔ１は、ゼロから数マイクロ秒までの範囲であることができる。グループ間の時間間隔ｔ２が、パルス幅より少なくとも１０倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ３が、時間間隔ｔ２より少なくとも約２０倍大きくなることができる。いくつかの実施形態では、時間間隔ｔ３が、時間間隔ｔ２より少なくとも５０倍大きくなることができる。
【0063】
本明細書に開示する実施形態は、階層の様々なレベルで波形要素／パルスを含む、階層的な波形として構築される波形を含む。図３の１１５などの個々のパルスが、階層の第１のレベルを含み、関連するパルス持続時間、および連続パルス間の第１の時間間隔を有する。パルスのセット、すなわち第１のレベル構造の要素は、図３のパルスのグループ／パルスの第２のセット１２１など、階層の第２のレベルを形成する。他のパラメータには、波形に関連するものとして、パルスの第２のセットの総持続時間（図示せず）、パルスの第１のレベル要素／第１のセットの総数、およびパルスの第２のレベル構造／第２のセットを記述する、連続する第１のレベル要素間の第２の時間間隔などのパラメータがある。いくつかの実施形態では、パルスの第２のセットの総持続時間が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約２０マイクロ秒と約１０ミリ秒との間であることができる。グループのセット、パルスの第２のセット、または第２のレベル構造の要素は、図３のグループのパケット／パルスの第３のセット１２２など、階層の第３のレベルを形成する。他のパラメータには、パルスの第３のセットの総持続時間（図示せず）、パルスの第２のレベル要素／第２のセットの総数、およびパルスの第３のレベル構造／第３のセットを記述する、連続する第２のレベル要素間の第３の時間間隔がある。いくつかの実施形態では、パルスの第３のセットの総持続時間が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約６０マイクロ秒と約２５０ミリ秒との間であることができる。
【0064】
いくつかの実施形態では、グループ化される第３のセットのパルスのセットは、図１４を参照すると、パルスの第４のセット（例えば、パルスの第４のセット１４４０）を定義する、パルスの多様な第３のセット（例えば、パルスの第３のセット１４３０）を含む超スーパーパケットなど、階層の第４のレベルを形成してもよい。さらに、図１９に関して記載するように、パルスの多様なまたは一連の第４のセット（例えば、超スーパーパケット）が、図１９に示す波形においてなど、階層の第５のレベルを形成してもよい。階層の特定レベルについて図を参照して記載するものの、ある特定の手順の要素および／または要件にしたがい、パルスのより高いレベルを含む、階層のいくつものより高いレベルを伴う波形の反復生成を使用して、アブレーション手順を行うことができることは理解できる。そのようなより高いレベルの普遍化については、図１９に関して上に記載している。
【0065】
他のパラメータには、パルスの第４のセットの総持続時間（図示せず）、パルスの第４のレベル要素／第４のセットの総数、および第５のレベル構造を記述する、連続する第４のレベル要素間の第４の時間間隔がある。いくつかの実施形態では、パルスの第４のセットの総持続時間が、間のすべての値および部分範囲を含めて、約１００ミリ秒と約１５分との間であってもよい。パルスの連続する第４のセット間の持続時間が、約５秒と５００秒との間を変動できる。波形の概して反復的または入れ子の構造が、構造の１０レベルなど、より高い複数レベル以上まで継続することができる。
【0066】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するような、入れ子構造および時間間隔の階層を伴う階層的な波形が、不可逆的電気穿孔のアブレーションエネルギー送達に有用であり、異なる組織タイプでの適用に、良好な制御および選択性を提供する。様々な階層的な波形を、好適なパルス発生器で生成することができる。本明細書の例では、明確にするために、別個の単相性および二相性波形を識別するものの、波形階層のいくつかの部分が単相である一方で、他の部分が二相である、組み合わせ波形もまた生成／実装できることに留意すべきであることが理解される。
【0067】
心臓アブレーションの処置を対象にする実施形態では、上に記載したパルス波形を、アブレーションカテーテルなど、カテーテル上の電極のセットから選択される電極の二極で印加することができる。カテーテルの電極のサブセットを陽極として選ぶことができ、一方アブレーションカテーテルの電極の別のサブセットを、陰極として選ぶことができ、電圧波形が陽極と陰極との間に印加される。非限定的な例として、アブレーションカテーテルが心外膜に置かれるアブレーションカテーテルである例では、カテーテルが肺静脈に巻きつくことができ、１つの電極を陽極として選ぶことができ、別の電極を陰極として選ぶことができる。図６は、おおよそ直径方向に対向する電極対（例えば、電極６０３および６０９、電極６０４および６１０、電極６０５および６１１、ならびに電極６０６および６１２）が陽極－陰極セットとして作動可能な、例示の円形カテーテル構成を示す。開示するパルス波形のいずれも、連続するそのような電極セットにわたって、徐々にまたは順次、印加することができる。非限定的な例として、図６は連続する電極サブセットの作動を描写する。第１のステップとして、電極６０３および６０９がそれぞれ陽極および陰極として選択され、本明細書に記載する階層構造を持つ電圧波形（例えば、図１４の波形）を、これらの電極にわたって印加する。小さな時間遅延（例えば、約５ミリ秒未満）を伴い、次のステップとして、電極６０４および６１０がそれぞれ陽極および陰極として選択され、再び波形を電極のこのセットにわたって印加する。小さな時間遅延の後、次のステップとして、電極６０５および６１１が、電圧波形の次の印加のために、陽極および陰極としてそれぞれ選択される。次のステップでは、小さな時間遅延の後、電極６０６および６１２が、電圧波形の印加のために、陽極および陰極としてそれぞれ選択される。いくつかの実施形態では、本明細書でより詳細に説明するように、電極対にわたって印加される波形のうちの１つ以上が、心周期の不応期中に印加される。
【0068】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するアブレーションパルス波形が、心臓の洞調律が乱れるのを回避するために、心周期の不応期中に印加される。いくつかの実施形態では、処置の方法には、心臓を心臓刺激装置で電気的にペーシングして、心周期の周期性および予測性を確立するようにペーシング捕捉を保証し、その後、１つ以上のパルスアブレーション波形が送達できる心周期の不応期内に、時間枠を画定することを含む。図７は、心房および心室ペーシングの両方が適用される例（例えば、右心房および右心室それぞれの中にある、ペーシングリードまたはカテーテルを用いる）を示す。時間を横軸に表し、図７は、ペーシング信号によって駆動される一連のＥＣＧ波形６０および６１と共に、６４および６５などの一連の心室ペーシング信号、ならびに６２および６３などの一連の心房ペーシング信号を示す。太い矢印によって図７に示すように、心房ペーシング信号６２および心室ペーシング信号６４それぞれに続く、心房不応時間枠６８および心室不応時間枠６９がある。図７に示すように、心房および心室不応時間枠６８、６９両方の内部にある、期間Ｔｒの共通の不応時間枠６６を画定することができる。いくつかの実施形態では、電気穿孔アブレーション波形（複数可）を、この共通の不応時間枠６６に印加することができる。この不応時間枠６８の開始は、図７に示すように、時間オフセット５９の分だけペーシング信号６４からずれている。時間オフセット５９が、いくつかの実施形態では、約２５ミリ秒より小さくなることができる。次の心拍では、同様に画定される不応時間枠６７が、アブレーション波形（複数可）の印加に利用可能な次の時間枠である。このように、共通の不応時間枠内に残る各心拍で、アブレーション波形（複数可）が、一連の心拍にわたって印加されうる。一実施形態では、パルス波形階層の中の、上で定義したようなパルスの各パケットは、所与の電極セットに対して１回の心拍に印加することができ、そのため、一連のパケットが一連の心拍にわたって印加される。
【0069】
一連の電極セットにわたる電極作動のタイミングシーケンスを、実施形態にしたがって図８に示す。階層的なアブレーション波形をｊ個の電極セット（概して少なくとも１つの陽極および少なくとも１つの陰極を含む各電極セットに印加することが所望される、例示のシナリオを使用して、いくつかの実施形態では、心臓ペーシングは、前述に記載するように利用され、パルスのパケット（例えば、１つ以上のパルスグループまたはパルスの１つ以上のセットを含む）は、最初に電極セット１に印加され、小さな時間遅延ｔｄ（約１００μｓ以下程度の）のみを伴い、これに続き、パルスのパケットが電極セット２に印加される。続いて、別の時間遅延を伴い、パルスのパケットが、電極セット３に、以下同様に電極セットｊに印加される。パルスのパケットを全ｊ個の電極セットへ印加するこのシーケンス６３２が、単一心拍の不応時間枠（共通不応時間枠６６または６７など）中に送達され、電極セットへの各印加は、その電極セットに対して１つのパケットを構成する。ここで、単相階層的な波形の場合を考える。図３に示す単相波形の例に戻ると、波形が一連の単相パルスを有し、各々パルス幅ｗを伴い、連続パルス間の期間ｔ１の時間間隔によって分離され、数ｍ１個の単相パルスが、パルスのグループを形成するように配列される。さらに、波形が、連続グループ間の期間ｔ２である時間間隔によって分離される、そのようなパルスのグループの数ｍ２を有し、それによって、パケットを定義する。この波形が、本明細書に記載するように、ｊ個の電極セットにわたって順々に印加される場合、次の不等式を表すことができる。
【0070】
ｊ［ｍ２（ｍ１ｗ＋ｔ１（ｍ１－１））＋ｔ２（ｍ２－１）］＋ｔｄ（ｊ－１）＜Ｔｒ（１）
【0071】
式中、アブレーションパルス送達全体が、不応時間枠Ｔｒ内に発生するために、パルス波形パラメータｍ１およびｍ２が、電極セットの所与の数ｊを満たさなくてはならない。いくつかの実施形態では、不応時間枠Ｔｒが約１４０ミリ秒以下であることができる。ペーシング信号に対する不応枠の開始である時間オフセットが、約１０ミリ秒未満であることができる。時間間隔ｗ、ｔ１、ｔ２、およびｔｄは、任意であることができる一方、（例えば）コンピュータプロセッサなどの有限状態機械で実施される場合、いくつかの好適な単位（例えば、マイクロ秒、ナノ秒、または基本プロセッサのクロック時間の倍数など）で測定されるような整数である。いくつかの電極セットｊを仮定すると、式（１）は、ｊ個の電極セットにわたる波形印加の全期間が、所与の共通不応期より小さくなるような、パルス波形パラメータ（パルスおよびグループのパルス幅、時間間隔、ならびに数）を相互に制約するディオファントス不等式を表す。いくつかの実施形態では、ディオファントス不等式の解のセットは、パルス波形パラメータに関する部分的な制約に基づいて見つけることができる。例えば、発生器が、例えば、パルス幅ｗおよび時間遅延ｔｄといった、パルス波形パラメータならびに／または関係パラメータのうちのいくつかの入力を必要とする可能性があり、その後、システムコンソールによって、パルス波形パラメータの残りを決定する。この場合、電極セットの数ｊもまた、解の決定を制約する、システムへの入力である。一実施形態では、ユーザが選択を行うために、システムコンソールによって、波形パラメータのそのような可能性のある解のセットを２つ以上表示しうる一方、代替の実施形態では、システムが、波形パラメータの自動選択または決定を行う。いくつかの実施形態では、解を計算し、例えば、パルス発生器のシステムコンソール上などで、所定の形態で解を直接実行することができる。例えば、パルス波形パラメータのすべてが、式（１）に類似するディオファントス不等式を満たすように事前に決定され、波形がシステム上で事前にプログラムされ、場合によっては、事前に決定された解（複数可）が電極セットの数ｊに依存することができ、または代わりに、解（複数可）を電極セットの最大数を仮定して事前に決定することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上の解を事前に決定し、システムコンソール上でユーザ選択に利用可能にされうる。
【0072】
ディオファントス不等式（１）が、単一の不応時間枠にわたる、単一波形パケットの送達に対して成り立つ一方で、全波形が時に、複数のパケットを伴うことができる。パケットの数は、事前に決定することができ、一実施形態では、間のすべての値および部分範囲を含めて、１から２８個のパケットにまで及ぶことができる。適切な不応時間枠Ｔｒは、一実施形態では、事前に決定および／もしくは事前に定義することができ、または代替の実施形態では、一定の所定範囲内からユーザが選択することができる。不等式（１）は、単相階層的な波形について明示的に書かれたものであったが、類似の不等式が、二相性波形について、または単相および二相性要素を組み合わせた波形について書かれてもよい。
【0073】
波形階層の最上位レベルにある一連のパケットにより、複数電極セットｊにわたってアブレーション波形を送達する概略図を、図８に提供する。第１の波形パケット６３２は、電極順序全体にわたって、次々と連続するｊ個の電極セットに送達され、このシーケンスの波形パラメータは、式（１）などのディオファントス不等式を満たす。この電圧波形シーケンス全体が、単一のペーシングされた心拍の定義された不応時間枠内に送達される。１つのペーシング周期と等しいパケット遅延ｔ３の後に、次の波形パケット６３３が、同じ波形パラメータで、電極順序全体にわたって次々とｊ個の電極セットに送達される。波形送達は、最後の波形パケット６３６が、次々とｊ個の電極セットに送達されるまで、所定の数のパケットにわたって継続する。したがって、アブレーション送達は、パケットがあるのと同じだけのペーシングされた心拍にわたって発生する。波形の電圧振幅は、臨床用途に好適かつ都合の良いように、間のすべての値および部分範囲を含めて、おおよそ７００Ｖとおおよそ１０，０００Ｖとの間に広がり、おおよそ１，０００Ｖとおおよそ８，０００Ｖとの間に広がることができるのがより好ましい。
【0074】
いくつかの実施形態では、電極セットの完全なシーケンスを、電極セット／電極サブセットのより小さなサブシーケンスにさらに分割することができる。例えば、ｊ個の電極セットの完全なシーケンスを、第１のサブシーケンス／第１のサブセットの中のｊ１個の電極セット、第２のサブシーケンス／第２のサブセットの中のｊ２個の電極セットなど、Ｎ番目のサブシーケンスの中のｊＮ個の電極セットを伴う、Ｎ個のサブシーケンスにさらに分割することができる。波形パケットが、最初にｊ１個の電極セットの第１のサブシーケンスに、次いでｊ２個の電極セットの第２のサブシーケンスなどにわたって印加され、心臓ペーシングが全体にわたって用いられ、全波形パケットが適切な不応時間枠内に印加される。
【0075】
さらに、電極セットの各サブシーケンスにわたる波形送達は、アブレーション送達の効率および／または速度の増大のために、本明細書に記載する方法で多重化されてもよく、本明細書に記載するように、小集団が１、２、３、４個以上の対を成す電極サブセットを含む。
【0076】
各パケットまたはパルスの第２のセットを、心周期の信号不応期内で送達すると、パルス波形送達について本明細書に記載する一方で、他の実施形態では、単一の不応期内に送達される、パルス波形の階層のより高いレベルを可能にするように、パラメータ（例えば、パルス、グループ、パケット等の数、および時間間隔または時間遅延の期間）を多様にできることは理解することができる。例えば、実施形態では、パルスの複数の第２のセット（例えば、スーパーパケット）は、パルス、グループ、パケットなどの数、および第１、第２などの時間間隔または遅延の期間を調整して、単一の不応期内に階層の全３レベルを当てはめて、単一の不応期中に送達されるように構成することができる。
システム
システム
【0077】
図９は、パルス電圧波形の送達のために構成される、アブレーションシステム２００用のシステムアーキテクチャの概略図である。システム２００が、システムコンソール２１５を含み、システムコンソール２１５が、パルス波形発生器およびコントローラ２０２と、ユーザインターフェース２０３と、接続ボックス２１０（複数のカテーテルが接続されてもよい）を発生器により送達される電圧パルスから分離するためのスイッチ２０５とを含む。いくつかの実施形態では、発生器／コントローラ２０２が、命令もしくはコードのセットを動作させる、および／または実行するように構成される、いかなる好適な処理デバイスであることができる、プロセッサを含むことができる。プロセッサが、例えば、汎用プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、および／または同類のものであることができる。プロセッサが、システムおよび／もしくはシステムに関連するネットワーク（図示せず）に関連する、アプリケーションプロセス、および／もしくは他のモジュール、他のプロセス、および／もしくは他の機能を動作させる、ならびに／または実行するように構成されてもよい。
【0078】
いくつかの実施形態では、システム２００はまた、例えば、ペーシングデータ、波形情報、および／もしくは同類のものを記憶するために構成される、メモリならびに／またはデータベース（図示せず）も含むことができる。メモリおよび／またはデータベースは、独立して、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリバッファ、ハードドライブ、データベース、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、および／またはその他であることができる。メモリおよび／またはデータベースが、発生器／コントローラ２０２に、パルス波形生成および／もしくは心臓ペーシングなど、システム２００に関連するモジュール、プロセス、ならびに／または機能を実行させる、命令を記憶することができる。
【0079】
システム２００が、例えば、１つ以上のネットワークを介して他のデバイス（図示せず）と通信することができ、１つ以上のネットワークの各々が、有線ネットワークおよび／もしくは無線ネットワークとして実装される、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、仮想ネットワーク、電気通信ネットワーク、ならびに／またはインターネットなど、いかなるタイプのネットワークであることができる。いかなるまたはすべての通信は、当該技術分野で知られるように、安全である（例えば、暗号化された）可能性も、または安全でない可能性もある。システム２００が、パーソナルコンピュータ、サーバ、ワークステーション、タブレット、モバイルデバイス、クラウドコンピューティング環境、これらのプラットフォームのうちのいずれか上で動作するアプリケーションもしくはモジュール、および／もしくは同類のものを含むことができ、ならびに／または網羅することができる。
【0080】
システムコンソール２１５によって、例えば、患者の心臓の心膜腔の中で、患者の肺静脈の周りにループ状になど、患者の生体構造で好適に位置づけられるアブレーションカテーテル２０９へ、アブレーションパルスを送達する。心内ＥＣＧ記録およびペーシングカテーテル２１２は、接続ボックス２１０を介して、ＥＣＧ記録システム２０８へ結合される。ＥＣＧ記録システム２０８が、心臓刺激装置またはペーシングユニット２０７に接続される。心臓刺激装置２０７が、ペーシング出力を記録およびペーシングカテーテル２１２へ送ることができ、概して、心房および心室ペーシング信号の両方は、心臓刺激装置２０７からの出力として生成することができ、いくつかの実施形態では、心臓内に別個の心房および心室ペーシングカテーテル（図示せず）またはリードがある可能性があり、その後、各々を適切な心腔の中に配置し、および／または位置づけることができる。同じペーシング出力信号もまた、アブレーションシステムコンソール２１５へ送られる。ペーシング信号が、アブレーションシステムコンソールによって受信され、ペーシング信号に基づいて、アブレーション波形が、本明細書に記載するように、共通の不応枠内で発生器／コントローラ２０２によって生成できる。いくつかの実施形態では、共通の不応枠が、心室ペーシング信号の実質的な直後に（または非常に小さな遅延の後に）開始し、その後おおよそ２５０ｍｓ以下の期間持続することができる。この場合、アブレーション波形パケット全体が、前に説明したように、この期間内に送達される。
【0081】
アブレーションシステムコンソール２１５に関連するユーザインターフェース２０３が、用途に対して都合の良いように、様々な形態で実装することができる。心外膜アブレーションカテーテルは、剣状突起下アクセス法によって送達され、心外膜で図１に示すような肺静脈の周りに置かれると、端部８および９をシンチ（ｃｉｎｃｈ）ツールに通すことによって、端部で適所にしっかり締められ（ｃｉｎｃｈ）てもよい。特定の左心房の生体構造のサイズに応じて、電極のサブセットは、取り囲む形で肺静脈の回りに配置されてもよく、一方電極の残りは、シンチツール（図１に示さず）内部に引っ張られうるため露出しない。そのような実施形態では、取り囲む／露出する電極を、アブレーションエネルギーを送達するために選択的に使用することができる。アブレーションカテーテルと使用するのに好適なユーザインターフェースの実施形態を、図１０に概略的に描写する。図１０では、ユーザは、シンチツール内部の近位電極の数、およびシンチツール内部の遠位電極の数について、ユーザがそれぞれ選択６５０および６５１を行った、ウィンドウ６５３および６５４にそれぞれ示すように、電極のそれぞれの数を選択してもよい。シンチツールの内部にはない、カテーテル上の補完的な電極／電極のサブセット（カテーテル電極の完全なセットから取られる）が、電気穿孔アブレーションのためパルス電界の送達に使用される、露出電極である。送達される波形の振幅は、例えば、図１０に６５７が示す所定の電圧範囲にわたって動くことができるスライダー６５８など、入力機構によって制御される。電圧振幅が選択されると、ユーザインターフェース上に提供される初期化ボタン６５５を押して、エネルギー送達のためにアブレーションシステムを準備する。一例では、これは、続くカテーテルへの送達用のエネルギーを貯蔵するように、コンデンサバンクを充電するための引き金の形態を取ることができる。
【0082】
図１１に示すように、初期化ボタン６６０はまた、初期化プロセスが継続中であると示す、状態表示器として働くこともできる。状態は、文字（図１１に示すような「初期化中…」、および／または初期化がまだ開始していない、もしくは未だ進行中であると示す黄色などの色）によって示すことができる。初期化プロセスが完成する（例えば、コンデンサバンクが完全にまたは満足のいく程度充電された）と、図１２に示すように、同じボタン６６３がここで、プロセスの完了（「初期化済み」）を示し、図示するようにいくつかの実施形態では、初期化の完了をさらに示すように、色（例えば、黄色から緑へ変化）および／または形状を変えることができる。一方で、アブレーションシステムが、心臓刺激装置またはペーシングユニットからの、ペーシング信号の受信を待つ。ペーシング信号が、初期化プロセスの完了と共に検出および／または確認されると、ここでペーシング捕捉の確認のためユーザが関与できるように、第２のボタン６６５が利用可能となる。ペーシング信号が、アブレーションシステムコンソールによって検出されない場合、第２のボタン６６５は使用可能にならない。ユーザが、ペーシング捕捉を確認するために、心臓内ＥＣＧ記録と連動して心臓刺激装置のペーシング出力を見るように、ＥＣＧディスプレイ（図示せず）を監視することができる（これにより、予測可能な共通の不応枠を確立するために、心房および心室収縮が実際にペーシング信号により駆動されることを確認する）。ユーザは、ＥＣＧデータからペーシング捕捉を目で見て確認すると、次いで、「ペーシング捕捉を確認」ボタン６６５を押して、アブレーションシステム上でペーシング捕捉を確認することができる。
【0083】
図１３に示すように、ペーシング捕捉がアブレーションシステム上で確認されると、システムがここで、アブレーションまたはパルス電界の送達に利用可能となる。ペーシング捕捉確認ボタンがこの時、外観６７０を変化させ（外観は色、形状、および／または同類のものを変化させることができる）、６７０によって示すように、アブレーション送達の準備完了を示す。さらに、アブレーション送達ボタン６７５がここで、ユーザに対して利用可能となる。ユーザが、アブレーション送達ボタン６７５を押して、ペーシングされた心拍リズムに同調して、アブレーションを送達することができる。いくつかの実施形態では、ユーザが、アブレーション送達の期間中に、ボタン６７５を押し、最後に、ボタンが形状または色を変化させて、アブレーション送達の完了を示す。いくつかの実施形態では、ユーザが、アブレーション送達の完了前に、ボタン６７５を解除した場合、アブレーション送達は、例えば、２０ｍｓ以下の小さな時間差のみで、即座に停止する。いくつかの実施形態では、アブレーションボタン６７５が利用可能であると表示された後、ユーザがアブレーションボタン６７５を押していなかった場合、安全機構として、ボタンは限定された持続時間のみ押すことができる状態にとどまり、その後使用不可となる。いくつかの実施形態では、アブレーションボタン６７５が、ユーザインターフェースディスプレイ上のソフトウェアまたはグラフィックボタンであることができ、一方、別の実施形態では、システムによって判定される作動状態または利用可能状態に応答が依存する、機械式ボタンである可能性があり、または別の実施形態では、ボタン６７５が、制限なく、例えば、レバー、ジョイスティック、コンピュータマウスなど、様々な制御入力デバイスのうちのいかなる形態であることもできる。一実施形態では、アブレーションシステムは、例えば、システムを即時非アクティブ化することが所望される場合の、さらなる安全性のために、別の緊急停止ボタンを有することができる。一実施形態では、アブレーションコンソールが、回転台車または車輪付きカート上に取り付けることができ、ユーザが、滅菌野の中にあるタッチパネルインターフェースを使用して、システムを制御することができる。タッチパネルは、例えば、標準的な医療用の柵または支柱に取り付け可能な、プラスチック筐体の中にあるＬＣＤタッチパネルであることができ、タッチパネルが、前述に記載した機能性を最小限有することができる。インターフェースは、例えば、透明なプラスチックの滅菌覆布で覆うことができる。
【0084】
本明細書に開示するような波形パラメータを、信号発生器の設計によって決定することができ、いくつかの実施形態では、パラメータを事前に決定することができる。いくつかの実施形態では、波形パラメータの少なくともサブセットは、所与の臨床用途に便利でありうるように、ユーザ制御によって決定される可能性がある。本明細書の特定の例および記載は、本質的に例示であり、変形例は、本明細書に開示する実施形態の範囲から逸脱することなく、本明細書で教示する材料に基づいて、当業者が開発することができる。
【0085】
本明細書に記載する１つ以上の実施形態は、コンピュータで実施する様々な操作を行うために、命令またはコンピュータコードを有する、非一時的コンピュータ可読媒体（非一時的プロセッサ可読媒体とも呼ぶことができる）を伴うコンピュータストレージ製品に関する。コンピュータ可読媒体（またはプロセッサ可読媒体）は、一時的伝搬信号（例えば、空間またはケーブルなどの伝送媒体上で情報を運ぶ、伝搬電磁波）それ自体を含まないという意味で、非一時的である。媒体およびコンピュータコード（コードまたはアルゴリズムとも呼ぶことができる）は、１つまたは複数の特定の目的のために、設計され構築されたものでありうる。非一時的コンピュータ可読媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスク、および磁気テープなどの磁気記憶媒体、コンパクトディスク／デジタルビデオディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、およびホログラフィックデバイスなどの光学記憶媒体、光ディスクなどの光磁気記憶媒体、搬送波信号処理モジュール、ならびに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイスなど、プログラムコードを記憶し実行するように特別に構成されたハードウェアデバイスを含むが、それらに限定されない。本明細書に記載する他の実施形態は、例えば、本明細書に開示する命令および／またはコンピュータコードを含むことができる、コンピュータプログラム製品に関する。
【0086】
本明細書に記載する１つ以上の実施形態および／または方法は、ソフトウェア（ハードウェア上で実行される）、ハードウェア、またはそれらの組み合わせによって行うことができる。ハードウェアモジュールは、例えば、汎用プロセッサ（またはマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでもよい。ソフトウェアモジュール（ハードウェア上で実行される）は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｒｕｂｙ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、ならびに／または他のオブジェクト指向、手続き型、もしくは他のプログラミング言語および開発ツールを含む、様々なソフトウェア言語（例えば、コンピュータコード）で表現することができる。コンピュータコードの例には、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラによって生み出されるような機械命令、ウェブサービスを生み出すために使用されるコード、およびインタプリタを使用してコンピュータによって実行される、より高レベルの命令を包含するファイルを含むが、それらに限定されない。コンピュータコードのさらなる例には、制御信号、暗号化コード、および圧縮コードを含むが、それらに限定されない。
【0087】
図示する心外膜カテーテルは、本明細書で例として考察しているものの、パルス電界（ＰＥＦ）エネルギーおよび組織アブレーションの送達のために、複数電極を備える心内膜カテーテルならびに他の医療機器が、効率的な電極の順序づけおよびＰＥＦアブレーション送達のために、本明細書に開示する多重化およびインターリーブから恩恵を受けうることは理解されるべきである。いくつかの実施形態では、本明細書に開示する方法、システム、およびデバイスは、２０１８年４月２７日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／２９９３８号のうちの１つ以上に記載される方法、システム、およびデバイスのうちの１つ以上を備えてもよく、その内容は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる。
【0088】
様々な実施形態を上に記載してきたものの、それらは限定ではなく、例として提示したものであることは理解されるべきである。上に記載する方法が、特定の順番で起こる特定の事象を示す場合、特定の事象の順番は修正することができる。加えて、特定の事象が、上に記載したように順次行われるだけでなく、可能な場合、並行プロセスで同時に行われてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能で、パルス波形の形態で、前記アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される、パルス波形発生器であって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、を含む、パルス波形発生器とを備える、システム。
前記アブレーションデバイスに結合可能で、パルス波形の形態で、前記アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される、パルス波形発生器であって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、を含む、パルス波形発生器とを備える、システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0088】
（付記）
好ましい実施形態として、上記実施形態から把握できる技術的思想について、以下記載する。
［項目１］
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能で、パルス波形の形態で、前記アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される、パルス波形発生器であって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、を含む、パルス波形発生器とを備える、システム。
［項目２］
パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスの前記パルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である、項目１に記載のシステム。
［項目３］
前記パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む、項目１に記載のシステム。
［項目４］
各第４の時間遅延は、一定の期間を有する、項目１に記載のシステム。
［項目５］
前記第４の時間遅延の期間が異なり、項目１に記載のシステム。
［項目６］
前記第４の時間遅延が、少なくとも１つの時間遅延の繰り返し値を含む、項目５に記載のシステム。
［項目７］
各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する、項目５に記載のシステム。
［項目８］
各第４の時間遅延の期間が、心臓の心周期より大きい、項目１に記載のシステム。
［項目９］
前記パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、前記パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、前記階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、前記第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である、項目１に記載のシステム。
［項目１０］
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの連続する第２のセットが、心臓の別個の心周期の不応期中に送達されるように、前記パルス波形発生器が、前記心臓の心周期に同調して、前記パルス波形の前記形態で前記電圧パルスを送達するように構成され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、項目１に記載のシステム。
［項目１１］
パルスの各第２のセットが、パルスの少なくとも２つの第１のセット、およびパルスの４０個未満の第１のセットを含む、項目１０に記載のシステム。
［項目１２］
前記心臓の前記心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含む、項目１０に記載のシステム。
［項目１３］
前記パルス波形発生器がさらに、前記アブレーションデバイスの複数の電極セットへ、前記電圧パルスを送達するように構成され、第１の電極セットへ送達される電圧パルスが、第２の電極セットへの電圧パルス送達から、ある時間だけずれている、項目１に記載のシステム。
［項目１４］
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能なパルス波形発生器であって、前記パルス波形発生器が、複数の電極セットにわたって送達されている電圧パルスをインターリーブすることによって、パルス波形の形態で前記電圧パルスを、前記アブレーションデバイスへ送達するように構成され、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間である、パルス波形発生器とを備える、システム。
［項目１５］
パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスの前記パルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である、項目１４に記載のシステム。
［項目１６］
前記パルス波形発生器が、前記複数の電極セットのうちの第２の電極セットへの電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、前記複数の電極セットのうちの第１の電極セットへ、電圧パルスを送達することによって、前記電圧パルスを送達するように構成される、項目１４に記載のシステム。
［項目１７］
前記第２の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットが、前記第１の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットに続くように、前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間より少ない、項目１６に記載のシステム。
［項目１８］
前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間の約５５パーセント未満である、項目１７に記載のシステム。
［項目１９］
前記パルス波形発生器が、心臓の心周期に同調して、前記電圧パルスを送達するように構成され、それによって、所与の電極セットに対する、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットが、前記心臓の別個の心周期の不応期中に送達され、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達される、前記パルスの第２のセットが、単一の不応期中に送達される、項目１４に記載のシステム。
［項目２０］
前記心臓の前記心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含む、項目１９に記載のシステム。
［項目２１］
パルス波形の形態で電圧パルスを生成することであって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、
を含むことと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの前記１つ以上の電極セットへ、前記電圧パルスを送達することと、を含む方法。
［項目２２］
前記パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む、項目２１に記載の方法。
［項目２３］
前記第４の時間遅延の期間が異なり、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する、項目２１に記載の方法。
［項目２４］
心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットが、前記ペーシング信号のセットの各ペーシング信号に関連する不応期中に送達されるように、前記電圧パルスが、前記ペーシング信号のセットに同調して送達され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、項目２１に記載の方法。
［項目２５］
各第４の時間遅延の期間が、前記ペーシング信号のセットから、成功ペーシング信号を分離する、ある時間より大きい、項目２４に記載の方法。
［項目２６］
前記パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、前記パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、前記階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、前記第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である、項目２１に記載の方法。
［項目２７］
パルス波形の形態で電圧パルスを生成することであって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であることと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの複数の電極セットへ前記電圧パルスを、前記複数の電極セットの前記電極セットのうちの少なくとも２つへ送達される、前記電圧パルスをインターリーブすることによって、送達することと、を含む、方法。
［項目２８］
前記電圧パルスが、前記少なくとも２つの電極セットのうちの第２の電極セットへの前記電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、前記少なくとも２つの電極セットのうちの第１の電極セットへ送達される、項目２７に記載の方法。
［項目２９］
前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間の約５５パーセント未満である、項目２８に記載の方法。
［項目３０］
心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記ペーシング信号のセットに同調して送達される前記電圧パルスが、前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットを、前記ペーシング信号のセットの別個のペーシング信号に関連する不応期中に送達するようであり、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達されるパルスの前記第２のセットが、単一の不応期中に送達される、項目２７に記載の方法。
様々な実施形態を上に記載してきたものの、それらは限定ではなく、例として提示したものであることは理解されるべきである。上に記載する方法が、特定の順番で起こる特定の事象を示す場合、特定の事象の順番は修正することができる。加えて、特定の事象が、上に記載したように順次行われるだけでなく、可能な場合、並行プロセスで同時に行われてもよい。
好ましい実施形態として、上記実施形態から把握できる技術的思想について、以下記載する。
［項目１］
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能で、パルス波形の形態で、前記アブレーションデバイスへ電圧パルスを送達するように構成される、パルス波形発生器であって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２の時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、を含む、パルス波形発生器とを備える、システム。
［項目２］
パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスの前記パルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である、項目１に記載のシステム。
［項目３］
前記パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む、項目１に記載のシステム。
［項目４］
各第４の時間遅延は、一定の期間を有する、項目１に記載のシステム。
［項目５］
前記第４の時間遅延の期間が異なり、項目１に記載のシステム。
［項目６］
前記第４の時間遅延が、少なくとも１つの時間遅延の繰り返し値を含む、項目５に記載のシステム。
［項目７］
各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する、項目５に記載のシステム。
［項目８］
各第４の時間遅延の期間が、心臓の心周期より大きい、項目１に記載のシステム。
［項目９］
前記パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、前記パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、前記階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、前記第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である、項目１に記載のシステム。
［項目１０］
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの連続する第２のセットが、心臓の別個の心周期の不応期中に送達されるように、前記パルス波形発生器が、前記心臓の心周期に同調して、前記パルス波形の前記形態で前記電圧パルスを送達するように構成され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、項目１に記載のシステム。
［項目１１］
パルスの各第２のセットが、パルスの少なくとも２つの第１のセット、およびパルスの４０個未満の第１のセットを含む、項目１０に記載のシステム。
［項目１２］
前記心臓の前記心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含む、項目１０に記載のシステム。
［項目１３］
前記パルス波形発生器がさらに、前記アブレーションデバイスの複数の電極セットへ、前記電圧パルスを送達するように構成され、第１の電極セットへ送達される電圧パルスが、第２の電極セットへの電圧パルス送達から、ある時間だけずれている、項目１に記載のシステム。
［項目１４］
対象の中の組織をアブレーションするため、電界を生成するように構成される複数の電極を含む、アブレーションデバイスと、
前記アブレーションデバイスに結合可能なパルス波形発生器であって、前記パルス波形発生器が、複数の電極セットにわたって送達されている電圧パルスをインターリーブすることによって、パルス波形の形態で前記電圧パルスを、前記アブレーションデバイスへ送達するように構成され、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間である、パルス波形発生器とを備える、システム。
［項目１５］
パルスの各第１のセットの各パルスが、各々少なくとも５００ボルトの電圧振幅を持つ二相パルスを含み、各二相パルスの前記パルス持続時間が、約０．５ナノ秒から約２０マイクロ秒までの範囲である、項目１４に記載のシステム。
［項目１６］
前記パルス波形発生器が、前記複数の電極セットのうちの第２の電極セットへの電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、前記複数の電極セットのうちの第１の電極セットへ、電圧パルスを送達することによって、前記電圧パルスを送達するように構成される、項目１４に記載のシステム。
［項目１７］
前記第２の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットが、前記第１の電極セットへ送達されるパルスの連続する第１のセットに続くように、前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間より少ない、項目１６に記載のシステム。
［項目１８］
前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間の約５５パーセント未満である、項目１７に記載のシステム。
［項目１９］
前記パルス波形発生器が、心臓の心周期に同調して、前記電圧パルスを送達するように構成され、それによって、所与の電極セットに対する、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットが、前記心臓の別個の心周期の不応期中に送達され、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達される、前記パルスの第２のセットが、単一の不応期中に送達される、項目１４に記載のシステム。
［項目２０］
前記心臓の前記心周期のタイミングを制御するため、ペーシング信号を生成するように構成される心臓刺激装置をさらに含む、項目１９に記載のシステム。
［項目２１］
パルス波形の形態で電圧パルスを生成することであって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であり、
パルスの第４のセットとしてパルスの複数の第３のセットと、前記パルスの複数の第３のセットのうちのパルスの連続する第３のセットを分離する、第４の時間遅延とを含む、前記階層の第４のレベルであって、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間である、第４のレベルと、
を含むことと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの前記１つ以上の電極セットへ、前記電圧パルスを送達することと、を含む方法。
［項目２２］
前記パルスの第４のセットが、パルスの少なくとも２つの第３のセット、およびパルスの４０個未満の第３のセットを含む、項目２１に記載の方法。
［項目２３］
前記第４の時間遅延の期間が異なり、各第４の時間遅延が、第３の時間遅延の少なくとも１０倍の期間から、第３の時間遅延の１０００倍未満の期間まで広がる範囲内の期間を有する、項目２１に記載の方法。
［項目２４］
心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットが、前記ペーシング信号のセットの各ペーシング信号に関連する不応期中に送達されるように、前記電圧パルスが、前記ペーシング信号のセットに同調して送達され、前記パルスの第４のセットの送達枠は、前記心臓の複数の心周期にわたって広がる、項目２１に記載の方法。
［項目２５］
各第４の時間遅延の期間が、前記ペーシング信号のセットから、成功ペーシング信号を分離する、ある時間より大きい、項目２４に記載の方法。
［項目２６］
前記パルス波形がさらに、パルスの第５のセットとしてパルスの複数の第４のセットと、前記パルスの複数の第４のセットのうちのパルスの連続する第４のセットを分離する、第５の時間遅延とを含む、前記階層の第５のレベルを含み、各第５の時間遅延が、前記第４の時間間隔のうちの少なくとも１つの少なくとも１０倍の期間である、項目２１に記載の方法。
［項目２７］
パルス波形の形態で電圧パルスを生成することであって、前記パルス波形が、
パルスの第１のセットと、前記パルスの第１のセットの連続パルスを分離する第１の時間遅延とを含む、前記パルス波形の階層の第１のレベルであって、前記パルスの第１のセットの各パルスが、パルス持続時間を有する、第１のレベルと、
パルスの第２のセットとしてパルスの複数の第１のセットと、前記パルスの複数の第１のセットのうちのパルスの連続する第１のセットを分離する、第２の時間遅延とを含む、前記階層の第２のレベルであって、各第２の時間遅延が、第１の時間遅延の少なくとも３倍の期間である、第２のレベルと、を含み、
前記階層の第３のレベルは、パルスの第３のセットとしてパルスの複数の第２のセットと、前記パルスの複数の第２のセットのうちのパルスの連続する第２のセットを分離する、第３の時間遅延とを含み、各第３の時間遅延が、第２のレベルの時間遅延の少なくとも３０倍の期間であることと、
１つ以上の電極セットが、対象の中の組織をアブレーションするためパルス電界を生成するように、アブレーションデバイスの複数の電極セットへ前記電圧パルスを、前記複数の電極セットの前記電極セットのうちの少なくとも２つへ送達される、前記電圧パルスをインターリーブすることによって、送達することと、を含む、方法。
［項目２８］
前記電圧パルスが、前記少なくとも２つの電極セットのうちの第２の電極セットへの前記電圧パルスの送達から、ある時間だけずれて、前記少なくとも２つの電極セットのうちの第１の電極セットへ送達される、項目２７に記載の方法。
［項目２９］
前記第１の電極セットへの電圧パルスの前記送達と、前記第２の電極セットへの電圧パルスの前記送達とをずらす前記ある時間が、前記第２の時間遅延の前記期間の約５５パーセント未満である、項目２８に記載の方法。
［項目３０］
心臓刺激装置でペーシング信号のセットを生成することと、
心臓へ前記ペーシング信号のセットを送達することとをさらに含み、
前記ペーシング信号のセットに同調して送達される前記電圧パルスが、前記パルスの複数の第２のセットのパルスの各第２のセットを、前記ペーシング信号のセットの別個のペーシング信号に関連する不応期中に送達するようであり、前記複数の電極セットのうちの少なくとも２つの電極セットへ送達されるパルスの前記第２のセットが、単一の不応期中に送達される、項目２７に記載の方法。
様々な実施形態を上に記載してきたものの、それらは限定ではなく、例として提示したものであることは理解されるべきである。上に記載する方法が、特定の順番で起こる特定の事象を示す場合、特定の事象の順番は修正することができる。加えて、特定の事象が、上に記載したように順次行われるだけでなく、可能な場合、並行プロセスで同時に行われてもよい。
【外国語明細書】