本发明专利技术提供了一种医疗设备，所述医疗设备包括被配置为用于插入患者的身体内并包括被配置为接触所述身体内的组织的多个电极的探头。电信号发生器在与所述组织接触的所述电极中的至少一对电极之间施加电压振幅为至少200V并且双极性脉冲中的每个双极性脉冲的持续时间小于20μs的双极性脉冲串，从而在所述电极中的所述至少一对电极之间引起所述组织的不可逆电穿孔。一个或多个电传感器感测在所述脉冲串期间在所述电极中的所述至少一对电极之间耗散的能量。控制器响应于所述一个或多个电传感器来控制由所述电信号发生器施加的所述脉冲串的电参数和时间参数，使得所述耗散的能量满足预定义的标准。的能量满足预定义的标准。的能量满足预定义的标准。
Adjust the delivery of irreversible electroporation pulses according to the transferred energy
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】根据转移的能量调节不可逆电穿孔脉冲的递送
[0001]本专利技术整体涉及医疗设备，并且具体地涉及用于监测不可逆电穿孔(IRE)手术中注入的总电能的方法和装置。
技术介绍
[0002]不可逆电穿孔(IRE)是一种软组织消融技术，其施加强电场的短脉冲以在细胞膜中产生永久性且因此致死的纳米孔，从而破坏细胞稳态(内部的物理和化学条件)。IRE之后的细胞死亡是由于细胞凋亡(编程性细胞死亡)而不是坏死(细胞损伤，细胞损伤通过其自身的酶的作用导致细胞的破坏)，如同在所有其他基于热或辐射的消融技术中一样。IRE通常用于在其中细胞外基质、血液流动和神经的精度和保留都非常重要的区域中进行肿瘤消融。
技术实现思路
[0003]下文所述的本专利技术的示例性实施方案提供了用于执行IRE手术的改进的方法和装置。
[0004]因此，根据本专利技术的示例性实施方案，提供了一种医疗设备，该医疗设备包括被配置用于插入患者的身体内并包括被配置为接触身体内的组织的多个电极的探头。电信号发生器被电极中的至少一对电极耦合以在与组织接触的之间施加电压振幅为至少200V并且双极性脉冲中的每个双极性脉冲的持续时间小于20μs的双极性脉冲串，从而在该电极中的该至少一对电极之间引起组织的不可逆电穿孔。一个或多个电传感器耦合到电信号发生器的输出端，并且被配置为感测在脉冲串期间在该电极中的该至少一对电极之间耗散的能量。控制器被耦合以响应于一个或多个电传感器来控制由电信号发生器施加的脉冲串的电参数和时间参数，使得耗散的能量满足预定义的标准。
[0005]在一个示例性实施方案中，由控制器控制的电参数包括电压。另选地或除此之外，由控制器控制的电参数包括电流。
[0006]在一些示例性实施方案中，控制器被配置为控制电参数，使得电极中的每对电极之间的耗散的能量满足指定的目标值。在一个示例性实施方案中，控制器被配置为调整施加在电极中的至少一对电极之间的脉冲的峰值振幅，使得耗散的能量满足预定义的标准。
[0007]通常，一个或多个电传感器被配置为测量在时间间隔的序列中在电极中的至少一对电极之间流动的电压和电流，并且控制器被配置为通过计算时间间隔的序列内的电压和电流的乘积之和来测量耗散的能量。
[0008]在另外的示例性实施方案中，控制器被配置为控制时间参数，使得电极中的每对电极之间的耗散的能量满足指定的目标值。在一个示例性实施方案中，控制器被配置为调整施加在该电极中的该至少一对电极之间的脉冲的数量，使得耗散的能量满足预定义的标准。另选地或除此之外，控制器被配置为调整施加在该电极中的该至少一对电极之间的脉冲的持续时间，使得耗散的能量满足预定义的标准。
[0009]根据本专利技术的示例性实施方案，还提供了一种用于消融患者的身体内组织的方法。该方法包括将探头插入身体内，其中该探头包括被配置为接触组织的多个电极。在与组织接触的该电极中的至少一对电极之间施加电压振幅为至少200V并且双极性脉冲中的每个双极性脉冲的持续时间小于20μs的双极性脉冲串，从而在该电极中的该至少一对电极之间引起组织的不可逆电穿孔。测量在脉冲串期间在该电极中的该至少一对电极之间耗散的能量，以及响应于所测量的能量来控制由电信号发生器施加的脉冲串的电参数和时间参数，使得耗散的能量满足预定义的标准。
附图说明
[0010]结合附图，通过以下对本专利技术的实施方案的详细描述，将更全面地理解本专利技术，其中：
[0011]图1为根据本专利技术的示例性实施方案的在IRE消融手术中使用的多信道IRE系统的示意性图解；
[0012]图2为根据本专利技术的示例性实施方案的双极性IRE脉冲的示意性图解；
[0013]图3为根据本专利技术的示例性实施方案的双极性脉冲的猝发的示意图；
[0014]图4A至图4B为根据本专利技术的示例性实施方案的具有结合的RF信号的IRE信号的示意图；
[0015]图5为根据本专利技术的示例性实施方案示意性地示出IRE模块及其与其他模块的连接的框图；
[0016]图6为根据图示的示例性实施方案的图5的IRE模块中的脉冲路由与计量组件的电路示意图；
[0017]图7为根据本专利技术的示例性实施方案的图6的脉冲路由与计量组件中的两个相邻模块的电路示意图；
[0018]图8为根据本专利技术的示例性实施方案的脉冲发生电路、变压器和高压电源的电路示意图；
[0019]图9为根据本专利技术的示例性实施方案的切换装置的电路示意图；并且
[0020]图10为示意性地示出根据本专利技术的示例性实施方案的用于控制IRE手术的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]概述
[0022]IRE主要为非热过程，其导致在几毫秒内使组织温度至多升高几度。因此，它与RF(射频)消融不同，后者将组织温度升高20℃至70℃，并且通过加热来破坏细胞。IRE利用双极性脉冲，即正脉冲和负脉冲的组合，以避免由于直流电压的肌肉收缩。脉冲被施加在例如导管的两个双极性电极之间。
[0023]为了使IRE脉冲在组织中生成所要求的纳米孔，脉冲的场强E必须超过与组织有关的阈值E
th
。因此，例如，对于心脏细胞，阈值为约500V/cm，而对于骨，阈值为约3000V/cm。阈值场强的这些差异使得IRE能够选择性地施加于不同的组织。为了获得所要求的场强，待施加于一对电极的电压既取决于目标组织又取决于电极之间的间距。施加的电压可高达
2000V，这比热射频消融中的典型电压10V至200V高得多。
[0024]双极性IRE脉冲包括施加在两个电极之间的正脉冲和负脉冲，脉冲宽度为0.5μs至5μs，并且正脉冲和负脉冲之间的间距为0.1μs至5μs。(在本文中，术语“正”和“负”是指两个电极之间任意选择的极性。)双极性脉冲被组装成脉冲串，每个脉冲串包括一至一百个双极性脉冲，脉冲间的周期为1μs至20μs。为了在给定位置执行IRE消融，在该位置处的一对电极之间施加一至一百个脉冲串，连续脉冲串之间的间隔为0.3ms至1000ms。在一次IRE消融中递送的每个通道(电极对)的总能量通常小于J60，并且消融可持续长达10s。
[0025]当在IRE手术中使用多电极导管时，可以在手术期间循环连续的电极对。以10电极导管为例，电极对可以相邻方式(1
‑
2,2
‑
3,
…9‑
10)或以交织方式(1
‑
3,2
‑
4,
…8‑
10)通电。例如对相邻对的通电分两个阶段进行，首先使奇偶电极1
‑
2、3
‑
4、5
‑
6、7
‑
8和9
‑
10通电，然后使奇偶电极2
‑
3、4
‑
5、6
‑
7和8
‑
9通电。
[0026]在开始IRE手术之前，医师基于例如待消融组织的体积、组织内所要求的场强度、导管配置和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于调节不可逆电穿孔脉冲的递送的医疗设备，所述医疗设备包括：探头，所述探头被配置用于插入患者的身体中并包括被配置为接触所述身体内的组织的多个电极；电信号发生器，所述电信号发生器被耦合以在与所述组织接触的所述电极中的至少一对电极之间施加电压振幅为至少200V并且双极性脉冲中的每个双极性脉冲的持续时间小于20μs的双极性脉冲串，从而在所述电极中的所述至少一对电极之间引起所述组织的不可逆电穿孔；一个或多个电传感器，所述一个或多个电传感器被耦合到所述电信号发生器的输出端，并被配置为感测在所述脉冲串期间在所述电极中的所述至少一对电极之间耗散的能量；以及控制器，所述控制器被耦合以响应于所述一个或多个电传感器来控制由所述电信号发生器施加的所述脉冲串的电参数和时间参数，使得所述耗散的能量满足预定义的标准。2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，由所述控制器控制的所述电参数包括电压。3.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，由所述控制器控制的所述电参数包括电流。4.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述控制器被配置为控制所述电参数，使得所述电极中的每对电极之间的所述耗散的能量满足指定的目标值。5.根据权利要求4所述的医疗设备，其中，所述控制器被配置为调整施加在所述电极中的所述至少一对电极之间的所述脉冲的峰值振幅，使得所述耗散的能量满足所述预定义的标准。6.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述一个或多个电传感器被配置为测量在时间间隔的序列中在所述电极中的所述至少一对电极之间流动的电压和电流，并且所述控制器被配置为通过计算所述时间间隔的所述序列内的所述电压和所述电流的乘积之和来测量所述耗散的能量。7.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述控制器被配置为控制所述时间参数，使得所述电极中的每对电极之间的所述耗散的能量满足指定的目标值。8.根据权利要求7所述的医疗设备，并且其中所述控制器被配置为调整施加在所述电极中的所述至少一对电极之间的所述脉冲的数量，使得所述耗散的能量满足所述预定义的标准。9.根据权利要求7所述的医疗设备，并且其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：伯恩森斯韦伯斯特以色列有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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