特許 7430794 伝達されたエネルギーに応じて不可逆的エレクトロポレーションパルスの送達を調整する

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-02

(45)【発行日】2024-02-13

(54)【発明の名称】伝達されたエネルギーに応じて不可逆的エレクトロポレーションパルスの送達を調整する

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/14 20060101AFI20240205BHJP

【ＦＩ】

A61B18/14

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022535606

(86)(22)【出願日】2020-01-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-16

(86)【国際出願番号】 IB2020050682

(87)【国際公開番号】W WO2021116775

(87)【国際公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-11-21

(31)【優先権主張番号】16/710,062

(32)【優先日】2019-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511099630

【氏名又は名称】バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100130384

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】アルトマン・アンドレス・クラウディオ

(72)【発明者】

【氏名】ゴバリ・アサフ

【審査官】石川 薫

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１８５３３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１０８４７９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １３／００－１８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）パルスの送達を調節するための医療装置であって、
患者の身体内部に挿入されるように構成されており、前記身体内部の組織と接触するように構成された複数の電極を備える、プローブと、
少なくとも２００Ｖの電圧振幅を有し、２０μｓ未満の双極性パルスの各々の持続時間を有する前記双極性パルスの列を、前記組織と接触している少なくとも一対の前記電極間に印加し、それによって前記少なくとも一対の前記電極間に前記組織のＩＲＥを引き起こすように構成された、電気信号発生器と、
前記電気信号発生器の出力に結合され、一連の時間間隔で前記少なくとも一対の前記電極間に流れる電圧及び電流を測定するように構成された、１つ以上の電気センサと、
コントローラであって、
（ｉ）前記一連の前記時間間隔にわたって前記少なくとも１対の前記電極間に流れる前記電圧及び前記電流の積の合計を計算することによって、前記双極性パルスの前記列から前記少なくとも一対の前記電極間に散逸した累積散逸エネルギーを測定し、
（ｉｉ）前記少なくとも１対の前記電極に接触する前記組織に印加される前記双極性パルスの前記列から前記組織に散逸される散逸エネルギーの目標値をＩＲＥ処置のためのセットアップパラメータに基づいて決定し、
（ｉｉｉ）前記双極性パルスの前記列の電気的パラメータ及び時間的パラメータを前記電気信号発生器に送信し、
（ｉｖ）前記ＩＲＥの間、前記累積散逸エネルギーが前記目標値と等しいか、または前記目標値を超えるかどうかを連続的に判定し、
（ｖ）前記累積散逸エネルギーが前記目標値と等しいか、または前記目標値を超えるとき、前記ＩＲＥを終了し、
（ｖｉ）前記累積散逸エネルギーが前記目標値より小さいとき、前記電気的パラメータ及び前記時間的パラメータに基づいて、前記組織に散逸されると予測される予測総散逸エネルギーを決定し、
（ｖｉｉ）前記予測総散逸エネルギーを前記目標値と比較し、
（ｖｉｉｉ）前記予測総散逸エネルギーが前記目標値より小さい場合、前記累積散逸エネルギーが前記目標値と等しくなるように、前記電気的パラメータ及び前記時間的パラメータを修正する、
ように構成された、コントローラと、を備える、医療装置。

【請求項2】

前記コントローラによって制御された前記電気的パラメータは電圧を含む、請求項１に記載の医療装置。

【請求項3】

前記コントローラによって制御された前記電気的パラメータは電流を含む、請求項１に記載の医療装置。

【請求項4】

前記セットアップパラメータは、前記ＩＲＥ処置が必要な前記組織の体積に少なくとも基づいている、請求項１に記載の医療装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記予測総散逸エネルギーが前記目標値より小さい場合、前記累積散逸エネルギーが前記目標値と等しくなるように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記双極性パルスの前記列のピーク振幅を調整するように構成されている、請求項１に記載の医療装置。

【請求項6】

前記コントローラは、前記予測総散逸エネルギーが前記目標値より小さい場合、前記累積散逸エネルギーが前記目標値と等しくなるように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記双極性パルスの前記列の数を調整するように構成されている、請求項１に記載の医療装置。

【請求項7】

前記コントローラは、前記予測総散逸エネルギーが前記目標値より小さい場合、前記累積散逸エネルギーが前記目標値と等しくなるように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記双極性パルスの前記列の持続時間を調整するように構成されている、請求項１に記載の医療装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、医療機器に関し、特に不可逆的エレクトロポレーション（irreversible electroporation、ＩＲＥ）処置で注入される総電気エネルギーを監視するための方法及びデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

不可逆的エレクトロポレーション（ＩＲＥ）は、強い電界の短パルスを印加して細胞膜内に永久的、それゆえ致死的なナノ細孔を形成し、それにより細胞恒常性（内部の物理的条件及び化学的条件）を崩壊させる軟組織アブレーション技術である。ＩＲＥ後の細胞死は、アポトーシス（プログラムされた細胞死）に起因し、全ての他の熱又は放射線ベースのアブレーション技術におけるような壊死（細胞自体の酵素の作用を通じて細胞の破壊をもたらす細胞傷害）に起因しない。ＩＲＥは普通、正確さ、並びに細胞外マトリックス、血流、及び神経の保全が重要な領域における腫瘍のアブレーションで使用される。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

下記に記載される本発明の例示的な実施形態は、ＩＲＥ処置を実施するための改良された方法及びデバイスを提供する。

【0004】

したがって、本発明の例示的な実施形態によれば、患者の身体内部に挿入されるように構成されており、身体内部の組織と接触するように構成された複数の電極を含んだプローブを含む医療装置が提供される。少なくとも２００Ｖの電圧振幅を有し、２０μｓ未満の双極性パルスの各々の持続時間を有する双極性パルスの列を、組織と接触している少なくとも一対の電極間に印加し、それによって少なくとも一対の電極間に組織の不可逆的エレクトロポレーションを引き起こすように電気信号発生器が結合される。１つ又は２つ以上の電気センサが、電気信号発生器の出力に結合され、パルスの列の間に少なくとも一対の電極間で散逸したエネルギーを感知するように構成される。コントローラは、散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、１つ又は２つ以上の電気センサに応答して、電気信号発生器によって印加されたパルスの列の電気的パラメータ及び時間的パラメータを制御するように結合される。

【0005】

例示的な一実施形態では、コントローラによって制御された電気的パラメータは電圧を含む。代替的に又は追加的に、コントローラによって制御された電気的パラメータは電流を含む。

【0006】

いくつかの例示的な実施形態では、コントローラは、各対の電極間の散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、電気的パラメータを制御するように構成される。例示的な一実施形態では、コントローラは、散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、少なくとも一対の電極間に印加されるパルスのピーク振幅を調整するように構成される。

【0007】

典型的には、１つ又は２つ以上の電気センサは、一連の時間間隔で少なくとも一対の電極間に流れる電圧及び電流を測定するように構成され、コントローラは、一連の時間間隔にわたる電圧及び電流の積の合計を計算することによって散逸エネルギーを測定するように構成される。

【0008】

更なる例示的な実施形態では、コントローラは、各対の電極間の散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、時間的パラメータを制御するように構成される。例示的な一実施形態では、コントローラは、散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、少なくとも一対の電極間に印加されるパルスの数を調整するように構成される。代替的に又は追加的に、コントローラは、散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、少なくとも一対の電極間に印加されるパルスの持続時間を調整するように構成される。

【0009】

本発明の例示的な実施形態によれば、患者の身体内の組織をアブレーションするための方法も提供される。本方法は、プローブを身体内に挿入することを含み、プローブは、組織に接触するように構成された複数の電極を含む。少なくとも２００Ｖの電圧振幅を有し、かつ２０μｓ未満の双極性パルスの各々の持続時間を有する双極性パルスの列が、組織と接触している少なくとも一対の電極間に印加され、それによって、少なくとも一対の電極間で組織の不可逆的エレクトロポレーションが引き起こされる。パルスの列の間に少なくとも一対の電極間で散逸したエネルギーが測定され、電気信号発生器によって印加されたパルスの列の電気的パラメータ及び時間的パラメータは、散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、測定されたエネルギーに応答して制御される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本発明は、以下の「発明を実施するための形態」を図面と併せて考慮することで、より完全に理解されよう。

【図1】本発明の例示的な実施形態による、ＩＲＥアブレーション処置で使用されるマルチチャネルＩＲＥシステムの概略的な絵図である。

【図2】本発明の例示的な実施形態による、双極性ＩＲＥパルスの概略図である。

【図3】本発明の例示的な実施形態による、双極性パルスのバーストの概略図である。

【図4A】本発明の例示的な実施形態による、ＲＦ信号が組み込まれたＩＲＥ信号の概略図である。

【図4B】本発明の例示的な実施形態による、ＲＦ信号が組み込まれたＩＲＥ信号の概略図である。

【図5】本発明の例示的な実施形態による、ＩＲＥモジュール、及びＩＲＥモジュールと他のモジュールとの接続を概略的に示すブロック図である。

【図6】本説明の例示的な実施形態による、図５のＩＲＥモジュール内のパルスルーティング及び計測アセンブリの電気概略図である。

【図7】本発明の例示的な実施形態による、図６のパルスルーティング及び計測アセンブリ内の２つの隣接するモジュールの電気概略図である。

【図8】本発明の例示的な実施形態による、パルス発生回路、変圧器、及び高電圧電源の電気概略図である。

【図9】本発明の例示的な実施形態による、スイッチの電気概略図である。

【図10】本発明の例示的実施形態による、ＩＲＥ処置を制御するための方法を概略的に例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

概論
ＩＲＥは、主に非熱プロセスであり、組織温度を数ミリ秒間、高くても数度上昇させる。したがって、ＩＲＥは、組織温度を２０～７０℃上昇させ、加熱により細胞を破壊するＲＦ（高周波）アブレーションとは異なる。ＩＲＥは、ＤＣ電圧による筋収縮を回避するために、双極性パルス、すなわち、正のパルス及び負のパルスの組み合わせを利用する。パルスは、例えば、カテーテルの２つの双極電極間に印加される。

【0012】

ＩＲＥパルスが組織内に必要なナノ細孔を生成するためには、パルスの電界強度Ｅが、組織依存閾値Ｅ_ｔｈを超えなければならない。したがって、例えば、心臓細胞については閾値が約５００Ｖ／ｃｍであり、骨については３０００Ｖ／ｃｍである。閾値電界強度のこの差が、ＩＲＥが異なる組織に選択的に適用されることを可能にする。必要な電界強度を達成するために、一対の電極に印加される電圧は、標的組織及び電極間の分離の両方に依存する。印加された電圧は最大２０００Ｖに達することがあり、これは、熱ＲＦアブレーションにおける１０～２００Ｖの典型的な電圧よりもはるかに高い。

【0013】

双極性ＩＲＥパルスは、０．５～５μｓのパルス幅、及び０．１～５μｓの正のパルスと負のパルスとの間の分離を有する、２つの電極間に印加された正パルス及び負パルスを含む。（本明細書において、「正」及び「負」という用語は、２つの電極間の任意選択的に選択された極性を指す。）双極性パルスはパルス列にまとめられ、各列は、１～２０μｓのパルス間周期を有する、１～１００個の双極性パルスを含む。所与の位置でＩＲＥアブレーションを実施するために、１～１００個のパルス列が、その位置における一対の電極間に、０．３～１０００ｍｓの連続するパルス列間の間隔をおいて印加される。１つのＩＲＥアブレーションで送達されるチャネル（電極対）当たりの総エネルギーは、典型的には６０Ｊ未満であり、アブレーションは、最大１０秒持続し得る。

【0014】

多電極カテーテルがＩＲＥ処置で使用される場合、電極の連続する対は、処置の間を通じて循環され得る。１０電極カテーテルを例に挙げると、電極対は、隣接する様式（１－２、２－３、．．．９－１０）、又はインターリーブ様式（１－３、２－４、．．．８－１０）で通電され得る。例えば、隣接する対の通電は２段階で行われ、最初に奇数－偶数の電極１－２、３－４、５－６、７－８、及び９－１０に通電し、次いで偶数－奇数の電極２－３、４－５、６－７、及び８－９に通電する。

【0015】

ＩＲＥ処置を開始する前に、医師は、例えば、アブレーションされる組織の体積、組織内の必要な場の強度、カテーテル構成、及び処置の間に送達されるエネルギーに基づいて、処置のパラメータを設定する。

【0016】

処置が開始されると、ＩＲＥアブレーションパルスは、エレクトロポレーション自体の所望の効果に加えて、組織のインピーダンス及び／又は電極と組織との間の接触インピーダンスにも影響を及ぼし得る。パルスの一定の持続時間及び振幅に対し、これらのインピーダンスのいずれかの変化は、パルスによって送達される電流に影響を与え、したがって、各パルスから組織に伝達されるエネルギーに影響を与える。これは、次に、処置中に組織内で散逸した総エネルギーが、医師によって事前に設定されたエネルギーの量から逸脱することを引き起こす。その結果、ＩＲＥアブレーションの効果は、予想とは異なり得る。更に、ＩＲＥアブレーションに対して同じエネルギー設定を有する２つの処置が、実際には、異なる量のエネルギーが組織に伝達されることになり、したがって、これらの種類の処置の再現性に影響を与える可能性がある。具体的には、事前設定されたレベルのエネルギーを超えると、電極の周りの気泡の形成又は組織の炭化などの望ましくない熱効果がもたらされ得る。

【0017】

本明細書に記載される本発明の例示的な実施形態は、電極間のエネルギーの実際の散逸を測定することによって、ＩＲＥ処置において組織に送達されるエネルギーの量を制御する問題に対処する。この測定に基づいて、カテーテルによって組織に送達されるパルスは、散逸エネルギーの量が事前定義された基準を満たすように制御される。例えば、基準は、散逸エネルギーの量が特定の目標値を満たす（すなわち、組織内の各位置で散逸した累積エネルギーが、±５パーセント又は±１０パーセントなどの特定のエラー限界内の目標値に等しい）ことを指定するものであってもよい。代替的に又は追加的に、他の基準が定義されてもよい。

【0018】

これらの目的のために、本明細書に記載される例示的な実施形態は、電気信号発生器とコントローラとを備える医療装置を提供する。本医療装置はプローブを更に備え、プローブは、患者の身体に挿入されるものであり、かつ複数の電極を備え、電極は、体内の組織に接触し、ＩＲＥ処置のための電気信号を組織に印加する際に使用される。コントローラは、ＩＲＥアブレーションプロトコルを実装するためのセットアップパラメータを受信する。パラメータは、事前設定されてもよく、又は医師などの装置のオペレータによって調整されてもよい。コントローラは、信号発生器に命令を伝送して、プローブ上の選択された電極間に双極性パルスの列を印加する。ＩＲＥの場合、これらのパルスは、典型的には、選択された電極間で組織の不可逆的エレクトロポレーションを引き起こすように、少なくとも２００Ｖの電圧振幅及び２０μｓ未満の各双極性パルス対の持続時間を有する。それに代わって、この目的のために他の好適なパルスパラメータが選定されてもよい。

【0019】

組織内で散逸するパルスエネルギーを測定するために、電気センサが、電気信号発生器の出力に結合される。これらのセンサは、双極対の電極間で散逸したエネルギーを連続的に感知し、測定された結果をコントローラに伝達する。コントローラは、散逸エネルギーが目標値を満たすか、又はいくつかの他の基準を満たすように、散逸エネルギーを計算し、電気信号発生器によって印加されたパルスの列の電気的パラメータ及び時間的パラメータを制御する。電気信号発生器は、電圧源又は電流源として構成され得る。前者の場合、コントローラによって制御された電気的パラメータは主にパルスの電圧であり、後者の場合、電気パラメータは主にパルスの電流である。

【0020】

散逸エネルギーを測定するために、コントローラは、アブレーション処置中に連続間隔で電極間の電圧、並びに電極を通過する電流の測定を受信する。これらの測定値から、コントローラは、組織に送達される瞬時電力を推定し、したがって、ＩＲＥ処置中に組織内で散逸した累積エネルギーを見つける。コントローラは、処置で散逸した総エネルギーが適用可能な基準を満たすように、双極性パルスの列に必要な可能な調整を計算する。この目的のために、コントローラは、典型的には、以下のパラメータ、すなわち、パルス振幅（信号発生器が電圧源か又は電流源のどちらであるかどうかに応じて、電圧振幅又は電流振幅のいずれか）、パルス幅（持続時間）、パルス列当たりのパルス数、及び処置中のパルス列の数、のうちの１つ又は２つ以上を調整する。代替的に又は追加的に、コントローラは、個々のパルス又はパルス列が組織内の事前設定されたエネルギー量を散逸させるように、個々の双極性パルス又はパルス列の調整を計算し得る。

【0021】

いくつかの例示的な実施形態では、ＩＲＥ処置に使用される電気信号発生器は、ＩＲＥアブレーションのための双極性パルスに加えて、組織の熱ＲＦアブレーションのための（radio-frequency、ＲＦ）信号を印加することが可能である。電気センサによるエネルギー散逸の測定はまた、熱ＲＦアブレーションプロセスを監視及びコントローラする際にも用いられ得る。

【0022】

ＩＲＥアブレーションシステム及びＩＲＥパルス
図１は、本発明の例示的な実施形態による、ＩＲＥアブレーション処置で使用されるマルチチャネルＩＲＥシステム２０の概略的な絵図である。以下の説明では、ＩＲＥアブレーション処置は、「ＩＲＥアブレーション」又は「ＩＲＥ処置」とも呼ばれる。示された例示的な実施形態では、医師２２は、ＩＲＥシステム２０を使用して、マルチチャネルＩＲＥアブレーション処置を実施している。医師２２は、遠位端２８が、カテーテル２６の長さに沿って配列された複数のアブレーション電極３０を含むアブレーションカテーテル２６を使用して、被験者２４に対して処置を実施している。

【0023】

ＩＲＥシステム２０は、プロセッサ３２及びＩＲＥモジュール３４を含み、ＩＲＥモジュールは、ＩＲＥ発生器３６及びＩＲＥコントローラ３８を含む。以下で更に詳述するように、ＩＲＥ発生器３６は、ＩＲＥ処置を実行するための選択された電極３０に指向された電気パルスの列を発生させる。電気パルスの列の波形（タイミング及び振幅）は、ＩＲＥコントローラ３８によって制御される。プロセッサ３２は、以下に詳述するように、ＩＲＥシステム２０と医師２２との間の入力及び出力インターフェースを処理する。

【0024】

プロセッサ３２及びＩＲＥコントローラ３８はそれぞれ、典型的には、プログラマブルプロセッサを含み、プログラマブルプロセッサは、本明細書に記載される機能を実行するために、ソフトウェア及び／又はファームウェアでプログラムされている。代替的に又は追加的に、それらのそれぞれ、これらの機能の少なくとも一部を実行する、ハードワイヤード及び／又はプログラム可能なハードウェア論理回路を含んでもよい。プロセッサ３２及びＩＲＥコントローラ３８は、単純化のために、別個のモノリシックな機能ブロックとして図に示されているが、実際には、これらの機能の一部は、図に示され、テキストに記載されている信号を受信及び出力するための好適なインターフェースを有する単一の処理及び制御ユニット内で組み合わされてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、ＩＲＥコントローラ３８は、高速制御信号がＩＲＥコントローラからＩＲＥ発生器３６に伝送されるので、ＩＲＥモジュール３４内に常駐する。しかしながら、十分に高速の信号がプロセッサ３２からＩＲＥ発生器３６に伝送され得るならば、ＩＲＥコントローラ３８は、プロセッサ内に常駐してもよい。

【0025】

プロセッサ３２及びＩＲＥモジュール３４は典型的には、コンソール４０内に常駐する。コンソール４０は、キーボード及びマウスなどの入力デバイス４２を含む。ディスプレイスクリーン４４は、コンソール４０に近接して（又はそれと一体で）位置する。ディスプレイスクリーン４４は、任意選択的にタッチスクリーンを含んでもよく、それにより別の入力デバイスを提供することができる。

【0026】

ＩＲＥシステム２０は、システム２０内の好適なインターフェース及びデバイスに接続された、以下のモジュール（典型的には、コンソール４０内に常駐する）のうちの１つ又は２つ以上を更に含んでもよい。
・心電図（electrocardiogram、ＥＣＧ）モジュール４６は、被験者２４に取り付けられたＥＣＧ電極５０に、ケーブル４８を介して結合されている。ＥＣＧモジュール４６は、被験者２４の心臓５２の電気活動を測定するように構成されている。
・温度モジュール５４は、カテーテル２６の遠位端２８上の各電極３０に隣接して位置する、熱電対５６などの任意の温度センサに結合され、隣接する組織５８の温度を測定するように構成されている。
・追跡モジュール６０は、遠位端２８内の１つ又は２つ以上の電磁位置センサ（図示せず）に結合されている。１つ又は２つ以上の磁場発生器６２によって発生された外部磁場の存在下で、電磁位置センサは、センサの位置と共に変化する信号を出力する。これらの信号に基づいて、追跡モジュール６０は、心臓５２内の電極３０の位置を確認し得る。

【0027】

上記のモジュール４６、５４、及び６０は、典型的には、アナログ構成要素及びデジタル構成要素の両方を含み、アナログ信号を受信し、デジタル信号を伝送するように構成されている。各モジュールは、モジュールの機能の少なくとも一部を実行する、ハードワイヤード及び／又はプログラム可能なハードウェア論理回路を更に含んでもよい。

【0028】

カテーテル２６は、ポート又はソケットなどの電気的インターフェース６４を介してコンソール４０に連結されている。したがって、ＩＲＥ信号は、インターフェース６４を介して遠位端２８に搬送される。同様に、遠位端２８の位置を追跡するための信号、及び／又は組織５８の温度を追跡するための信号は、インターフェース６４を介してプロセッサ３２によって受信され、ＩＲＥ発生器３６によって発生されたパルスを制御する際に、ＩＲＥコントローラ３８によって印加され得る。

【0029】

外部電極６５、すなわち「リターンパッチ」は、被験者２４、典型的には被験者の胴体の皮膚上と、ＩＲＥ発生器３６との間の外部に追加的に結合されてもよい。

【0030】

プロセッサ３２は、ＩＲＥ処置の前、及び／又は処置中に、医師２２から（又は他のユーザーから）、処置のためのセットアップパラメータ６６を受信する。１つ又は２つ以上の好適な入力デバイス４２を使用して、図２～図４及び表１を参照して以下に説明するように、医師２２は、ＩＲＥパルス列のパラメータを設定する。医師２２は更に、（ＩＲＥパルス列を受信するために）活性化させるアブレーション電極３０の対、及びそれらが活性化される順序を選択する。

【0031】

ＩＲＥアブレーションをセットアップする際、医師２２はまた、心臓５２のサイクルに対するＩＲＥパルスのバーストの同期のモードを選択することができる。「同期モード」と呼ばれる第１のオプションは、心臓が再充電しており、外部電気パルスに応答しない場合に、ＩＲＥパルスバーストを、心臓５２の不応状態の間に起こるように同期させることである。バーストは、心臓５２のＱＲＳ群後に起こるように時間が合わせられるが、この遅延は、Ｐ波の前に、心臓５２のＴ波の間にバーストが起こるように、心臓のサイクル時間の約５０％である。同期モードを実施するために、ＩＲＥコントローラ３８は、以下の図５に示すＥＣＧモジュール４６からのＥＣＧ信号４１４に基づいて、ＩＲＥパルスのバースト（単数）又はバースト（複数）の時間を合わせる。

【0032】

第２の同期のオプションは非同期モードであり、ＩＲＥパルスのバーストは、心臓５２のタイミングとは独立して発射される。最大長さ５００ｍｓを有し、典型的には２００ｍｓの長さのＩＲＥバーストは、心臓が反応しない１つの短パルスとして心臓によって感じられるため、このオプションは可能である。この種の非同期的な動作は、ＩＲＥ処置の簡略化及び合理化に有用であり得る。

【0033】

セットアップパラメータ６６を受信したことに応答して、プロセッサ３２は、ＩＲＥコントローラ３８にこれらのパラメータを伝達し、ＩＲＥコントローラ３８は、医師２２によって要求されたセットアップに従ってＩＲＥ信号を発生させるよう、ＩＲＥ発生器３６に命ずる。更に、プロセッサ３２は、ディスプレイスクリーン４４上にセットアップパラメータ６６を表示することができる。

【0034】

いくつかの例示的な実施形態では、プロセッサ３２は、追跡モジュール６０から受信された信号に基づいて、例えば、遠位端２８の現在の位置及び向きを示すように注釈付けされた、被験者の解剖学的構造の関連画像６８をディスプレイ４４上に表示する。代替的に又は追加的に、温度モジュール５４及びＥＣＧモジュール４６から受信した信号に基づいて、プロセッサ３２は、各電極３０における組織５８の温度及び心臓５２の電気活動をディスプレイスクリーン４４に表示してもよい。

【0035】

処置を開始するために、医師２２は、カテーテル２６を被験者２４に挿入し、次いで、カテーテルを、制御ハンドル７０を用いて、心臓５２の内部又は外部の適切な部位までナビゲートする。続いて、医師２２は、遠位端２８を、心臓５２の心筋又は心外膜組織などの組織５８と接触させる。次に、ＩＲＥ発生器３６は、図３を参照して以下に説明されるように、複数のＩＲＥ信号を発生させる。ＩＲＥ信号は、ＩＲＥパルスによって発生された電流７２が、各対の電極の間を流れ（双極アブレーション）、要求された不可逆的エレクトロポレーションを組織５８上で実行するように、異なるそれぞれのチャネルを介して、アブレーション電極３０の対までカテーテル２６を通して搬送される。

【0036】

図２は、本発明の例示的な実施形態による、双極性ＩＲＥパルス１００の概略図である。

【0037】

曲線１０２は、ＩＲＥアブレーション処置における時間ｔの関数としての双極性ＩＲＥパルス１００の電圧Ｖを示す。本例示的な実施形態は、電圧源として構成されたＩＲＥ発生器３６に関するものである。したがって、ＩＲＥ信号は、ここではそれらの電圧に関して説明される。以下に記載されるように、ＩＲＥ発生器３６は、代替的に、電流源として構成され得るが、その場合、ＩＲＥパルスは、それらの電流に関して説明される。双極性ＩＲＥパルスは、正のパルス１０４及び負のパルス１０６を含むが、用語「正」及び「負」は、双極性パルスが印加される２つの電極３０の任意に選択された極性を指す。正のパルス１０４の振幅はＶ＋と表記され、パルスの時間幅は、ｔ＋と表記される。同様に、負のパルス１０６の振幅はＶ－と表記され、パルスの時間幅は、ｔ－と表記される。正のパルス１０４と負のパルス１０６との間の時間幅は、ｔ_間隔と表記される。双極性パルス１００のパラメータの典型的な値を、以下の表１に示す。

【0038】

図３は、本発明の一実施形態による、双極性パルスのバースト２００の概略図である。

【0039】

ＩＲＥ処置において、ＩＲＥ信号は、曲線２０２によって示される１つ又は２つ以上のバースト２００として電極３０に送達される。バースト２００は、各列がＮ_Ｐ個の双極性パルス１００を含む、Ｎ_Ｔ個のパルス列２０４を含む。パルス列２０４の長さはｔ_Ｔと表記される。パルス列２０４内の双極性パルス１００の周期はｔ_ＰＰと表記され、連続する列間の間隔はΔ_Ｔと表記され、その間、信号は印加されない。バースト２００のパラメータの典型的な値を、以下の表１に示す。

【0040】

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の例示的な実施形態による、組み込まれたＲＦ信号を有するＩＲＥ信号３０２及び３０４の概略図である。図４Ａ及び図４Ｂに示される例示的な実施形態では、これらのアブレーションモダリティの両方から利益を得るために、ＲＦアブレーションがＩＲＥアブレーションと組み合わされる。

【0041】

図４Ａでは、曲線３０６は、図２の双極性パルス１００と同様に、２つの双極性パルス３１０と３１２との間のＲＦ信号３０８の、時間ｔの関数としての電圧Ｖを示す。ＲＦ信号３０８の振幅はＶ_ＲＦと表記され、その周波数はｆ_ＲＦと表記され、双極性パルス３１０と３１２との間の分離はΔ_ＲＦと表記される。典型的には、周波数ｆ_ＲＦは３５０～５００ｋＨｚであり、振幅Ｖ_ＲＦは１０～２００Ｖであるが、より高い又はより低い周波数及び振幅が代替的に使用されてもよい。

【0042】

図４Ｂでは、曲線３１４は、正のＩＲＥパルス３１８と負のＩＲＥパルス３２０との間のＲＦ信号３１６の、時間ｔの関数としての電圧Ｖを示す。ＩＲＥパルス３１８及び３２０は、図２のパルス１０４及び１０６と同様である。この例示的な実施形態では、正のパルス３１８と負のパルス３２０との間隔ｔ_間隔は、表１に示されるように伸張されている。

【0043】

ＲＦ信号３０８及び３１６の振幅及び周波数の典型的な値を表１に示す。ＲＦ信号がＩＲＥ信号に挿入されると、図４Ａ又は図４Ｂのいずれかに示されるように、２つの信号の組み合わせがアブレーション処置の終了まで繰り返される。

【0044】

【表1】

【0045】

ＩＲＥモジュール
図５は、本発明の例示的な一実施形態による、ＩＲＥモジュール３４、及びＩＲＥモジュール３４とシステム２０内の他のモジュールとの接続の詳細を概略的に示すブロック図である。

【0046】

図１を参照すると、ＩＲＥモジュール３４は、ＩＲＥ発生器３６及びＩＲＥコントローラ３８を含む。図５では、ＩＲＥモジュール３４は、外側の破線のフレーム４０２によって描かれている。フレーム４０２内で、ＩＲＥ発生器３６は、内側の破線のフレーム４０４によって描かれている。ＩＲＥ発生器３６は、パルス発生アセンブリ４０６と、パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８と、を含み、これらは両方とも以下の図６～図９に更に詳述される。

【0047】

ＩＲＥ発生器３６は、電圧源又は電流源のいずれかとして構成され得る。ＩＲＥパルスの典型的な電圧は、パルスのオーム負荷が７５Ω～２００Ωに変化すると、２００Ｖ～２０００Ｖに変化し、その結果、電流は１Ａ～２６Ａに変化する。この例示的な実施形態では、ＩＲＥ発生器３６は、電圧源として構成されている。ＩＲＥ発生器３６を電流源として構成することは、本明細書を読んだ後、当業者には明らかであろう。

【0048】

ＩＲＥコントローラ３８は、双方向信号４１０を介してプロセッサ３２と通信し、プロセッサは、セットアップパラメータ６６を反映するコマンドをＩＲＥコントローラに伝達する。ＩＲＥコントローラ３８は、パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８からデジタル電圧及び電流信号４１２を更に受信する。コントローラは、とりわけ、組織５８内で散逸したエネルギーの流れを計算する際にこれらの信号を利用する。それに加えて、ＩＲＥコントローラ３８は、ＥＣＧモジュール４６からデジタルＥＣＧ信号４１４を、温度モジュール５４からデジタル温度信号４１６を受信し、これらの信号を双方向信号４１０を通じてプロセッサ３２に通信する。

【0049】

ＩＲＥコントローラ３８は、セットアップパラメータ６６並びに計算されたエネルギーの散逸から導出されたデジタルコマンド信号４１８をパルス発生アセンブリ４０６に通信する。コマンド信号４１８は、図３～図５に示されるものなどのＩＲＥパルスをＩＲＥ発生器３６に発生させる一方で、ＩＲＥコントローラ３８は、計算されたエネルギー散逸及び必要な散逸エネルギーに基づいてＩＲＥパルスの特性を調整する。（その制御プロセスの更なる詳細が図１０に示されている。）これらのＩＲＥパルスは、アナログパルス信号４２０として、パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８に送信される。パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８は、出力チャネル４２２を介して電極３０に結合されるだけでなく、接続部４２４を介してリターンパッチ６５に結合される。図５は、ＣＨ１～ＣＨ１０と表記された１０個の出力チャネル４２２を示している。以下の説明において、特定の電極は、それに結合された特定のチャネルの名前で呼ばれる。例えば、電極ＣＨ５は、チャネル４２２のＣＨ５に結合された電極を指す。図５は、１０個のチャネル４２２を示しているが、ＩＲＥ発生器３６は代替的に、例えば、８個、１６個、若しくは２０個のチャネル、又は任意の他の好適な数のチャネルなど、異なる数のチャネルを含んでもよい。

【0050】

図６は、本発明の例示的な一実施形態による、図５のパルスルーティング及び計測アセンブリ４０８の電気概略図である。分かりやすくするために、電流及び電圧の測定に関与する回路は省略されている。これらの回路は、以下の図７で詳述される。出力チャネル４２２及び接続部４２４は、図６において、図５と同じ表記を使用して示されている。

【0051】

パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８は、各出力チャネル４２２のための１つのモジュールを有するモジュール５０２を含む。隣接するモジュール５０２の対５０４が、以下の図７に詳細に示されている。

【0052】

各モジュール５０２は、ｉ番目のモジュールについてＦＯ_ｉ、ＳＯ_ｉ、Ｎ_ｉ、及びＢＰ_ｉと表記されたスイッチを含む。スイッチＦＯ_ｉは全て、ＩＲＥアブレーションをチャネル間で切り替えるための高速スイッチである一方、スイッチＳＯ_ｉ、Ｎ_ｉ、及びＢＰ_ｉは、より低速のリレーであり、所与のモードのＩＲＥアブレーションのためにパルスルーティング及び計測アセンブリ４０８をセットアップするのに使用される。高速スイッチＦＯ_ｉの典型的な切替時間は、０．３μｓよりも短い一方、低速リレーＳＯ_ｉ、Ｎ_ｉ、及びＢＰ_ｉは、単に３ｍｓの切替時間を要する。以下に示す実施例は、スイッチ及びリレーの使用を示す。

【0053】

実施例１は、奇数－偶数スキームＣＨ１－ＣＨ２、ＣＨ３－ＣＨ４、ＣＨ５－ＣＨ６、ＣＨ７－ＣＨ８、及びＣＨ９－ＣＨ１０に従った、電極の対の間のＩＲＥアブレーションのためのスイッチ及びリレーの使用を示す。（ここで、双極性パルスは、各電極と第１の隣接部との間に印加される。）スイッチ及びリレーの設定を以下の表２に示す。

【0054】

【表2】

【0055】

実施例２は、偶数－奇数スキームＣＨ２－ＣＨ３、ＣＨ４－ＣＨ５、ＣＨ６－ＣＨ７、及びＣＨ８－ＣＨ９に従った、電極の対の間のＩＲＥアブレーションのためのスイッチ及びリレーの使用を示す（ここで、双極性パルスは、各電極とその第２の隣接電極との間に印加される）。第１の電極と最後の電極とが隣り合って位置する円形カテーテル２６では、対ＣＨ１０－ＣＨ１が偶数－奇数の対に追加されてもよい。スイッチ及びリレーの設定を以下の表３に示す。

【0056】

【表3】

【0057】

実施例１及び実施例２を組み合わせると、実施例１の奇数－偶数スキームで最初にアブレーションを行い、次いで各高速スイッチＦＯ_ｉを反対の状態に（オンからオフ、及びオフからオンへ）切り替え、その後、実施例２の奇数－偶数スキームでアブレーションを行うことによって、電極３０の全ての対間の高速ＩＲＥアブレーションが遂行され得る。低速リレーＳＯ_ｉ、Ｎ_ｉ、及びＢＰ_ｉは、それらの状態を切り替える必要がないため、切り替えはＦＯ_ｉスイッチの速度で起こる。

【0058】

実施例３は、非隣接電極３０間、この実施例ではＣＨ１－ＣＨ３、ＣＨ４－ＣＨ６、及びＣＨ７－ＣＨ９間のＩＲＥアブレーションを示す。このような構成は、組織５８内により深い損傷を引き起こすために利用され得る。スイッチ及びリレーの設定を以下の表４に示す。

【0059】

【表4】

【0060】

更に、スイッチＦＯ_ｉを再構成することによって、電極の他の対を迅速に選択することができる。

【0061】

実施例４は、チャネルＣＨ１とＣＨ３との間でアブレーションを行うための代替的な方法を示す。この実施例では、アブレーション回路を閉じるためにＢＰライン５０６が利用される。スイッチ及びリレーの設定を以下の表５に示す。

【0062】

【表5】

【0063】

実施例４では、パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８内の電気経路は、変圧器二次側５０８及び５１０を直列に結合する。電極ＣＨ１とＣＨ３との間の距離は、隣接する電極（例えば、ＣＨ１とＣＨ２との）間の距離の２倍であるため、それぞれの電極間に同じ電界強度を有するためには、ＣＨ１とＣＨ３との間の電圧は、隣接する電極間の電圧の２倍でなければならない。これは、これら２つの二次側に対する一次側を反対の相で駆動することによって達成される。低速スイッチＳＯ_ｉは全て、電極の別の対の間、例えば、ＣＨ２とＣＨ４との間の次のアブレーションの準備の間、オン状態のままとされる。

【0064】

上記の実施例に示されるように、リレー及び高速スイッチを使用するパルスルーティング及び計測アセンブリ４０８の実装により、電極３０へのＩＲＥパルスのフレキシブルで高速の分配、並びに印加されたＩＲＥパルス振幅のフレキシブルな再構成が可能になる。

【0065】

図７は、本発明の例示的な実施形態による、パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８の２つの隣接するモジュール６０１及びモジュール６０２の電気概略図である。

【0066】

モジュール６０１及びモジュール６０２が、図６のペア５０４を、同じ表記（５０４）を有する一点鎖線の枠によって示されるように構成する。モジュール６０１及びモジュール６０２はそれぞれ、図５に関するパルス発生アセンブリ４０６の一部分を含むパルス発生回路６０３及びパルス発生回路６０４によって供給される。次いで、モジュール６０１及びモジュール６０２は、図６のペア５０４のモジュール５０２と同様に、それぞれチャネルＣＨ１及びチャネルＣＨ２に供給する。図７には、モジュール間の接続６０５を示すために、２つのモジュール６０１及びモジュール６０２が示されている。２つのモジュールは同一である（並びにパルスルーティング及び計測アセンブリ４０８内の追加のモジュールと同一である）ため、モジュール６０１についてのみ以下に詳細に説明する。

【0067】

パルス発生回路６０３及びパルス発生回路６０４の更なる詳細を以下の図８及び図９に示す。パルス発生アセンブリ４０６は、ＩＲＥ発生器３６の各チャネルのための回路６０３及び回路６０４と同様の１つのパルス発生回路を含む。パルス発生アセンブリ４０６は、図８に詳述される高電圧電源６０７を更に含む。

【0068】

パルス発生回路６０３は、変圧器６０６によってモジュール６０１に結合される。高速スイッチＦＯ_１並びに低速リレーＳＯ_１、Ｎ_１、及びＢＰ_１は、図６と同様に表記される。低域フィルタ６０８は、パルス発生回路６０３によって伝送されたパルス列を、変圧器６０６及びスイッチＦＯ_１を介して正弦波信号に変換し、ＣＨ１をＲＦアブレーションに使用することを可能にする。同様に、ＩＲＥ発生器３６の各チャネルは、ＲＦアブレーションに独立して使用され得る。フィルタ６０８の係合はリレー６１０によって制御される。所与の周波数ｆ_ＲＦ及び振幅Ｖ_ＲＦを有するＲＦ信号は、双極性パルスの列を周波数ｆ_ＲＦで低域フィルタ６０８を介して放出するパルス発生回路６０３によって生成され、低域フィルタ６０８がこのパルス列を、周波数ｆ_ＲＦを有する正弦波信号に変換する。双極性パルスの列の振幅は、正弦波信号の振幅がＶ_ＲＦとなるように調整される。

【0069】

ＣＨ１に結合された電圧Ｖ_１及び電流Ｉ_１は、チャネルＣＨ１とＣＨ２との間の電圧、及びＣＨ１へと流れてＣＨ２から戻る電流として、図７に示されている。

【0070】

Ｖ_１及びＩ_１は、電圧を測定するための演算増幅器６１４と、電流検知抵抗器６１８にわたる電流を測定する差動増幅器６１６と、を含む計測モジュール６１２によって測定される。電圧Ｖ_１は、抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３並びにアナログマルチプレクサ６２２を含む分圧器６２０から測定される。アナログマルチプレクサ６２２は、抵抗器Ｒ_１又はＲ_２のいずれかに結合するため、その結果、分圧器６２０の電圧分割比は、Ｒ_１／Ｒ_３又はＲ_２／Ｒ_３のいずれか一方である。計測モジュール６１２は、測定されたアナログ電圧Ｖ_１及び電流Ｉ_１をデジタル信号ＤＶ_１及びＤＩ_１に変換するためのアナログデジタル変換器（analog-to-digital converter、ＡＤＣ）６２４を更に含む。これらのデジタル信号は、デジタルアイソレータ６２６を介して、信号４１２（図５）としてＩＲＥコントローラ３８に送信される。図１０に更に詳述されるように、ＩＲＥコントローラ３８は、デジタル信号ＤＶ_１及びＤＩ_１、並びに他のモジュールからの対応するデジタル信号を利用して、組織５８内で散逸したエネルギーを計算する。デジタルアイソレータ６２６は、被験者２４（図１）を不必要な電圧及び電流から保護する。

【0071】

スイッチＦＯ_１、リレーＳＯ_１、ＢＰ_１、Ｎ_１及び６１０、並びにアナログマルチプレクサ６２２は、ＩＲＥコントローラ３８によって駆動される。単純化のために、それぞれの制御線は、図７には示されていない。

【0072】

図８は、本発明の例示的な実施形態による、パルス発生回路６０３、変圧器６０６、及び高電圧電源６０７の電気概略図である。

【0073】

パルス発生回路６０３（図７）は、内部の詳細が以下の図９に更に示される２つのスイッチ７０２及びスイッチ７０４を含む。スイッチ７０２は、コマンド入力７０６、ソース７０８、及びドレイン７１０を含む。スイッチ７０４は、コマンド入力７１２、ソース７１４、及びドレイン７１６を含む。スイッチ７０２及びスイッチ７０４は共にＨブリッジの半分を形成し（当該技術分野において既知であるように）、「ハーフブリッジ」とも呼ばれる。

【0074】

高電圧電源６０７は、ＩＲＥコントローラ３８からの高電圧コマンド入力７２４によって受信された信号に応答して、±（１０～２０００）Ｖのそれぞれ正及び負の範囲内で調整可能な正電圧Ｖ＋及び負電圧Ｖ－を、それぞれの出力７２０及び７２２に供給する。高電圧電源６０７は、接地接続７２３も提供する。単一の高電圧電源６０７が、パルス発生アセンブリ４０６の全てのパルス発生回路に結合されている。代替的に、各パルス発生回路が、別個の高電圧電源に結合されてもよい。

【0075】

スイッチ７０２のドレイン７１０は正電圧出力７２０に結合され、スイッチのソース７０８は、変圧器６０６の入力７２６に結合される。コマンド入力７０６がコマンド信号ＣＭＤ＋を受信すると、正電圧Ｖ＋が、正電圧出力７２０からスイッチ７０２を介して変圧器入力７２６に結合される。スイッチ７０４のソース７１４は、負電圧出力７２２に結合され、スイッチのドレイン７１６は、変圧器入力７２６に結合される。コマンド入力７１２がコマンド信号ＣＭＤ－を受信すると、負電圧Ｖ－が、負電圧出力７２２からスイッチ７０４を介して変圧器入力７２６に結合される。したがって、２つのコマンド信号ＣＭＤ＋及びＣＭＤ－を交互にアクティブ化することにより、正及び負のパルスが、それぞれ変圧器入力７２６に結合され、次いで変圧器６０６によってその出力７２８に伝送される。パルスのタイミング（パルスの幅及び分離）は、コマンド信号ＣＭＤ＋及びＣＭＤ－によって制御され、パルスの振幅は、高電圧コマンド入力７２４への高電圧コマンド信号ＣＭＤ_ＨＶによって制御される。３つのコマンド信号ＣＭＤ＋、ＣＭＤ－、及びＣＭＤ_ＨＶは全て、ＩＲＥコントローラ３８から受信され、ＩＲＥコントローラ３８は、これにより、パルスルーティング及び計測アセンブリ４０８のそれぞれのチャネルに供給されるパルスを制御する。

【0076】

代替の例示的な一実施形態（図示せず）では、フルＨブリッジが、単極性高電圧電源を用いて使用される。この構成はまた、フルＨブリッジを制御する信号に応答して、単極性源から正のパルス及び負のパルスの両方を発生させるために使用することができる。この例示的な実施形態の利点は、より単純な高電圧電源を使用することができることである一方、ハーフブリッジ及びデュアル高電圧電源の利点は、固定された接地電位、並びに独立して調整可能な正電圧及び負電圧を提供することである。

【0077】

図９は、本発明の一実施形態による、スイッチ７０２の電気概略図である。スイッチ７０４は、スイッチ７０２と同様の様式で実装される。

【0078】

スイッチ７０２の切り替え機能は、ゲート８０４、ソース７０８、及びドレイン７１０を含む電界効果トランジスタ（field-effect transistor、ＦＥＴ）８０２によって実装される。コマンド入力７０６は、図８に示すように結合されたソース７０８及びドレイン７１０を有するゲート８０４に結合される。ツェナーダイオード、ダイオード、抵抗器、及びコンデンサを含む追加の構成要素８０６は、回路保護器として機能する。

【0079】

図１０は、本発明の例示的な実施形態による、ＩＲＥ処置を制御するための方法を概略的に示すフローチャート９００である。フローチャート９００では、点線フレーム９０２は、ＩＲＥ発生器３６内で行われるプロセスの各工程を概略的に示し、点線フレーム９０４は、ＩＲＥコントローラ３８内で行われるプロセスの各工程を概略的に示す。この特定の機能的分割は、本明細書においては単に例として説明されているが、本発明の方法の原理は、本発明の説明を読んだ後に当業者には明らかであるように、代替的に、他の種類のＩＲＥモジュール構成、並びにＩＲＥの他のシステムに適用され得る。

【0080】

ＩＲＥ処置は、開始工程９０６で開始する。セットアップ定義工程９０８において、医師２２は、入力デバイス４２を通じて、処置のためのセットアップパラメータを定義する。これらのセットアップパラメータは、例えば、必要な組織体積、組織内の場の強度、カテーテル構成、及び処置中に組織内に送達されるエネルギーに基づくものである。プロセッサ３２は、パラメータ伝送工程９１０において、これらのセットアップパラメータをＩＲＥコントローラ３８に伝送する。ＩＲＥコントローラ３８は、要求エネルギー工程９１１において、要求された総散逸エネルギーを設定パラメータから抽出又は計算する。この工程は、アブレーションが行われる各位置でＩＲＥパルスから組織へと散逸するエネルギーの目標値を（例えば、ジュールで）定義する。

【0081】

セットアップ工程９１２では、ＩＲＥコントローラ３８は、ＩＲＥ発生器３６のＩＲＥアブレーションパラメータをセットアップし、変更／伝送工程９１４でそれらを発生器に伝送する。アブレーションパラメータがＩＲＥ発生器３６にセットアップされると、ＩＲＥコントローラ３８は、アブレーション開始／継続工程９１６でＩＲＥ発生器３６に適切なコマンドを送信することによってアブレーションを開始する。コマンドに応答して、ＩＲＥ発生器３６は、ＩＲＥパルス工程９１８において電極３０にＩＲＥパルスを印加する。同時に、ＩＲＥ発生器３６内の計測モジュール６１２（図７）は、Ｖ／Ｉ測定工程９２０において各チャネル内で電圧Ｖ_ｉ及び電流Ｉ_ｉを測定し、それらの値をＩＲＥコントローラ３８に伝送する。

【0082】

Ｖ_ｉ及びＩ_ｉの受信値に基づいて、ＩＲＥコントローラ３８は、散逸エネルギー工程９２２において、組織５８内で散逸したエネルギーを連続的に計算する。散逸エネルギーの計算は、一連の時間間隔の各々における受信値Ｖ_ｉ及びＩ_ｉの乗算、並びにそれらの積の累積和に基づく。第１の比較工程９２４では、ＩＲＥコントローラ３８は、散逸エネルギー工程９２２で計算された、処置の開始からの累積散逸エネルギーが、要求エネルギー工程９１１において記録された要求総散逸エネルギーにすでに等しいか（又は場合によっては超えているか）どうかをチェックする。結果が肯定である場合、ＩＲＥアブレーションは終了工程９２６において終了する。

【0083】

要求総散逸エネルギーが工程９２４でまだ到達されていない場合、ＩＲＥコントローラ３８は、予測工程９２８において、ＩＲＥ発生器３６の現在のパラメータ（双極性パルス振幅、パルス幅、及び残存パルスの数など）を使用してアブレーションが継続されると仮定して予測総散逸エネルギーを計算する。第２の比較工程９３０において、ＩＲＥコントローラ３８は、予測総散逸エネルギー（工程９２８から）を要求総散逸エネルギー（工程９１１から）と比較する。これらの２つが等しい場合、アブレーションは、現在のアブレーションパラメータを使用して継続し、アブレーションは工程９１６を通して継続する。

【0084】

工程９３０において、予測総散逸エネルギーが要求総散逸エネルギーから逸脱していると、ＩＲＥコントローラ３８は、変更／伝送工程９１４においてＩＲＥアブレーションパラメータを変更し、図１０のサイクルを継続する。したがって、アブレーション電圧Ｖ_ｉ及び電流Ｉ_ｉの測定によって計測モジュール６１２からＩＲＥコントローラ３８に提供されるフィードバックは、アブレーション処置に対する要求総散逸エネルギーを達成するように、コントローラがＩＲＥ発生器３６のアブレーションパラメータを調整することを可能にする。

【0085】

代替的に又は追加的に、セットアップパラメータがパルス又はパルス列当たりのエネルギーを指定する場合、フローチャート９００によって説明されるプロセスフローは、それに応じて変更される。

【0086】

上に記載される実施形態は例として挙げたものであり、本発明は本明細書の上記で具体的に図示及び説明されるものに限定されない点が理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、前述の本明細書に記載される様々な特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせの両方、並びに前述の記載を読むと当業者に着想されるであろう、先行技術に開示されていないその変形及び修正を含む。

【0087】

〔実施の態様〕
（１） 不可逆的エレクトロポレーションパルスの送達を調節するための医療装置であって、
患者の身体内部に挿入されるように構成されており、前記身体内部の組織と接触するように構成された複数の電極を備える、プローブと、
少なくとも２００Ｖの電圧振幅を有し、２０μｓ未満の双極性パルスの各々の持続時間を有する双極性パルスの列を、前記組織と接触している少なくとも一対の前記電極間に印加し、それによって前記少なくとも一対の前記電極間に前記組織の不可逆的エレクトロポレーションを引き起こすように結合された、電気信号発生器と、
前記電気信号発生器の出力に結合され、前記パルスの前記列の間に前記少なくとも一対の前記電極間で散逸したエネルギーを感知するように構成された、１つ以上の電気センサと、
前記散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、前記１つ以上の電気センサに応答して、前記電気信号発生器によって印加された前記パルスの前記列の電気的パラメータ及び時間的パラメータを制御するように結合された、コントローラと、を備える、医療装置。
（２） 前記コントローラによって制御された前記電気的パラメータは電圧を含む、実施態様１に記載の医療装置。
（３） 前記コントローラによって制御された前記電気的パラメータは電流を含む、実施態様１に記載の医療装置。
（４） 前記コントローラは、各対の前記電極間の前記散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、前記電気的パラメータを制御するように構成されている、実施態様１に記載の医療装置。
（５） 前記コントローラは、前記散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスのピーク振幅を調整するように構成されている、実施態様４に記載の医療装置。

【0088】

（６） 前記１つ以上の電気センサは、一連の時間間隔で前記少なくとも一対の前記電極間に流れる電圧及び電流を測定するように構成され、前記コントローラは、前記一連の前記時間間隔にわたる前記電圧及び前記電流の積の合計を計算することによって前記散逸エネルギーを測定するように構成されている、実施態様１に記載の医療装置。
（７） 前記コントローラは、各対の前記電極間の前記散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、前記時間的パラメータを制御するように構成されている、実施態様１に記載の医療装置。
（８） 前記コントローラは、前記散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスの数を調整するように構成されている、実施態様７に記載の医療装置。
（９） 前記コントローラは、前記散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスの持続時間を調整するように構成されている、実施態様７に記載の医療装置。
（１０） 患者の身体内の組織をアブレーションするための方法であって、前記方法は、
プローブを前記身体内に挿入することであって、前記プローブは、前記組織に接触するように構成された複数の電極を備える、挿入することと、
少なくとも２００Ｖの電圧振幅を有し、２０μｓ未満の双極性パルスの各々の持続時間を有する双極性パルスの列を前記組織と接触している少なくとも一対の前記電極間に印加することであって、それによって前記少なくとも一対の前記電極間に前記組織の不可逆的エレクトロポレーションを引き起こす、印加することと、
前記パルスの前記列の間に前記少なくとも一対の前記電極間で散逸したエネルギーを測定することと、
前記散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、前記測定されたエネルギーに応答して、電気信号発生器によって印加された前記パルスの前記列の電気的パラメータ及び時間的パラメータを制御することと、を含む、方法。

【0089】

（１１） 前記電気的パラメータを制御することは電圧を制御することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記電気的パラメータを制御することは電流を制御することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１３） 前記電気的パラメータを制御することは、各対の前記電極間の前記散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、前記電気的パラメータを設定することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１４） 前記電気的パラメータを制御することは、前記散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスのピーク振幅を調整することを含む、実施態様１３に記載の方法。
（１５） 前記エネルギーを測定することは、一連の時間間隔で前記少なくとも一対の前記電極間に流れる電圧及び電流を測定することと、前記一連の前記時間間隔にわたる前記電圧及び前記電流の積の合計を計算することと、を含む、実施態様１０に記載の方法。

【0090】

（１６） 前記時間的パラメータを制御することは、各対の前記電極間の前記散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、前記時間的パラメータを設定することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１７） 前記時間的パラメータを制御することは、前記散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスの数を調整することを含む、実施態様１６に記載の方法。
（１８） 前記時間的パラメータを制御することは、前記散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスの持続時間を調整することを含む、実施態様１６に記載の方法。
（１９） 不可逆的エレクトロポレーションパルスの送達を調節するための医療装置であって、
患者の身体内部に挿入されるように構成されており、前記身体内部の組織と接触するように構成された複数の電極を備える、プローブと、
少なくとも２００Ｖの電圧振幅を有し、２０μｓ未満の双極性パルスの各々の持続時間を有する双極性パルスの列を、前記組織と接触している少なくとも一対の前記電極間に印加し、それによって前記少なくとも一対の前記電極間に前記組織の不可逆的エレクトロポレーションを引き起こすように結合された、電気信号発生器と、
前記電気信号発生器の出力に結合され、前記パルスの前記列の間に各対の前記電極間で散逸した累積エネルギーを感知するように構成された、１つ以上の電気センサと、
各対の前記電極間の前記累積散逸エネルギーが事前定義された基準を満たすように、前記１つ以上の電気センサに応答して、前記電気信号発生器によって印加された前記パルスの前記列の電気的パラメータ及び時間的パラメータを制御するように結合された、コントローラと、を備える、医療装置。
（２０） 前記コントローラによって制御された前記電気的パラメータは電圧を含む、実施態様１９に記載の医療装置。

【0091】

（２１） 前記コントローラによって制御された前記電気的パラメータは電流を含む、実施態様１９に記載の医療装置。
（２２） 前記コントローラは、各対の前記電極間の前記累積散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、前記電気的パラメータを制御するように構成されている、実施態様１９に記載の医療装置。
（２３） 前記コントローラは、各対の前記電極間の前記累積散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスのピーク振幅を調整するように構成されている、実施態様２２に記載の医療装置。
（２４） 前記１つ以上の電気センサは、一連の時間間隔で前記少なくとも一対の前記電極間に流れる電圧及び電流を測定するように構成され、前記コントローラは、前記一連の前記時間間隔にわたる前記電圧及び前記電流の積の合計を計算することによって前記累積散逸エネルギーを測定するように構成されている、実施態様１９に記載の医療装置。
（２５） 前記コントローラは、各対の前記電極間の前記累積散逸エネルギーが指定された目標値を満たすように、前記時間的パラメータを制御するように構成されている、実施態様１９に記載の医療装置。

【0092】

（２６） 前記コントローラは、前記累積散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスの数を調整するように構成されている、実施態様２５に記載の医療装置。
（２７） 前記コントローラは、前記累積散逸エネルギーが前記事前定義された基準を満たすように、前記少なくとも一対の前記電極間に印加される前記パルスの持続時間を調整するように構成されている、実施態様２５に記載の医療装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】