【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用电荷平衡波形生成、递送和执行脉冲场消融的系统和方法。
技术介绍
1、在医疗领域中，用于基于电能和/或功率来治疗组织的各种方法和医疗设备是已知的。例如，电能/功率可以用于消融组织。可以执行组织消融以治疗和/或预防各种疾病。例如，已知消融心脏组织以治疗心血管疾病(例如，心律失常，诸如心房纤颤、室性心动过速等)。在这种情况下，医疗设备可以例如是消融导管。然而，也可以使用其他类型的医疗设备基于用于医疗目的的电能来治疗其他类型的组织。
2、为了实现可靠的治疗，通常需要以限定的方式控制用于组织治疗的电能量/功率的施加或源，以确保患者的期望医疗结果。除了可靠的治疗之外，还需要对相邻组织结构的最小损伤或不损伤。例如，已知射频消融可能对食道产生损伤。在一些情况下，发生心房食管瘘。这种状况可能危及生命。
3、因此，期望不伤害侧支组织的能量模式。例如，已知脉冲场消融(pfa)治疗可以不伤害食道、膈神经、冠状动脉结构等。然而，如果不是最佳设计的，则pfa波形可能引起显著的骨骼肌刺激(这可能是疼痛的)或微气泡(这可能导致栓塞事件)。
4、因此，关于可以用于医疗设备的发生器的当前已知情况并不总是最佳的。因此，需要找到改进用于通过pfa治疗心脏病症的发生器的方法。
技术实现思路
1、本文描述的方面至少部分地解决了上述需要。
2、第一方面涉及一种用于施加到至少一对治疗电极上的基本上电荷平衡的脉冲的发生器。医疗设备可以是具有一个或多个电极的导管。如果
3、至少一个治疗电极对可以形成用于脉冲整形输出级的电负载。电负载可以与各种医疗方式(例如，组织治疗，例如组织消融、组织刺激等)相关联，其中发生器可以用于将基本上电荷平衡的脉冲施加到治疗目标。电负载也可以(部分地)由组织和/或通过组织的路径限定。为了说明示例，至少一对电极可以通过以彼此相距一定距离地接触相应组织来促进组织治疗。因此，一对中的两个电极可以形成穿过组织(或穿过由两个电极限定的空间)的电路径，其中，电路径也可以被认为是所述电负载的一部分。然而，在另一示例中，脉冲整形输出级可以将pfa能量施加到一个或多个单电极以促进医疗设备的治疗。这种应用将被认为是单极能量输送，因为它可能涉及闭合电路的参考/返回/接地电极。可替代地，pfa能量可以以双极模式施加到位于一个或多个医疗器械上的电极对。
4、(基本上)电荷平衡的输出脉冲可以包括脉冲的净电荷基本上为零。电荷平衡脉冲可以例如包括在限定的时间窗口内具有基本上为零的净电荷的(双相或多相)电压脉冲。电荷平衡脉冲可以包括正相和负相，其中正相的电荷的绝对值基本上等于负相的电荷的绝对值。根据本专利技术的系统还可以递送具有多个相位的脉冲，所述多个相位在脉冲的持续时间内是电荷平衡的。在另一示例中，电荷平衡脉冲还可以包括(双相或多相)电流脉冲，其在限定的时间窗口内具有基本上为零的净电荷。脉冲可以是高电压脉冲。
5、例如，(基本上)电荷平衡的脉冲可以包括(双相或多相)电压，该电压包括正相和负相，其中正相的电荷的绝对值可以是负相的电荷的绝对值的至少90％，特别是至少95％、至少98％、至少99％，反之亦然。电荷平衡脉冲可以包括在限定的时间窗口内具有小于±5μc、特别是小于±2μc、特别是±1μc的净电荷的(双相或多相)电压脉冲。定义的时间窗口可以在正(或负)幅度超过测量的噪声水平时，特别是超过噪声水平1.5倍、2倍时开始，并且可以在负(或正)幅度低于2倍噪声水平时，特别是低于1.5倍噪声水平，特别是低于噪声水平时结束。
6、可靠的电荷平衡脉冲的生成可以例如防止经由至少一个电极对向受刺激组织中注入净电荷。取决于治疗的组织和/或治疗的类型，这可能是非常有益的。电荷平衡可以例如防止血液电解的发生，这可以使生物体内不期望的气体产生最小化。气体的产生可能导致微气泡。反过来，微气泡可能导致栓塞事件。例如，当治疗的组织在生物体内使得其被血液包围时，这可能是非常有益的。由发生器实现的电荷平衡还可以防止不期望的(骨骼)肌肉收缩(例如，其可以由运动神经的直接或间接刺激引起)。此外，电荷平衡脉冲可以防止由所述至少一对电极之间的介质的电离引起的电弧。
7、值得注意的是，(基本上)电荷平衡的脉冲还可以实现需要施加正电荷以及负电荷的医学治疗。例如，这对于系统可以被配置用于的组织消融(例如，不可逆电穿孔)可能是期望的。
8、如本文所述，在施加电荷平衡脉冲期间，至少一个电极对与发生器的脉冲整形输出级的联接可以被认为是电极对的有源联接。例如，医疗设备可以包括多个电极对，其可以物理地(例如，机械地)并且特别是电连接到发生器的脉冲整形输出级。然而，可以执行(基本上)电荷平衡的脉冲的联接，以便选择性地联接到其电极对的全部或仅子集。这种联接可以例如经由激活期望电极对的全部或子集的发生器的对应电路(例如，包括开关)来实现。可操作地联接相应电极对的这种联接在本文中有时也被称为有源联接。
9、在示例中，内部脉冲发生器可以被配置为将具有定义的脉冲持续时间的内部电压和/或电流脉冲施加到脉冲整形输出级。内部脉冲可以包括矩形脉冲，然而，也可以想到其他类型的内部脉冲(例如，高斯脉冲、余弦平方脉冲、狄拉克脉冲、sinc脉冲等)。内部脉冲可以仅包括正电压和/或仅包括正电流(或仅包括负电压和/或仅包括负电流)。
10、内部脉冲可以作为输入施加到脉冲整形输出级。然后，内部电脉冲可以在至少一个联接的电极对中引起(基本上)电荷平衡的输出脉冲。在示例中，发生器的脉冲整形输出级可以是联接电路的一部分。值得注意的是，由于脉冲整形输出级对内部脉冲的动态响应，可以在至少一个电极对中引起基本上电荷平衡的脉冲。值得注意的是，由于内部脉冲具有限定的脉冲持续时间，因此内部脉冲可以被认为是脉冲整形输出级的动态输入。脉冲整形输出级可以被配置为适于基于给定的内部脉冲和/或涉及至少一个电极对的电负载的特性来实现期望的动态响应。然而，内部脉冲的特性也可以由发生器调整，以实现当前脉冲整形输出级的期望动态响应。
11、在示例中，脉冲整形输出级可以包括具有至少一个电容器的电容器系统。电容器系统可以形成脉冲整形输出级的总电容。此外，脉冲整形输出级可以被配置为使得总电容使所施加的内部脉冲的电压特性(动态地)有差别。然后，在至少一个电极对中产生的电流和/或电压特性可以导致(基本上)电荷平衡的脉冲作为(动态)响应。例如，总电容的电压差可以在至少一个电极对中引起相应的电流特性。电流特性可以引起施加到至少一个电极对的相应电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基本上电荷平衡的脉冲的发生器(G)，所述脉冲用于施加到医疗设备的至少一个电极对(101)，所述发生器包括：
2.根据权利要求1所述的发生器，其中，所述脉冲整形输出级包括所述电容器系统(CS)，并且所述发生器被配置为使得能够设置所述电容器系统的至少两个总电容。
3.根据权利要求2所述的发生器，其中，所述发生器被配置为至少部分地基于所述至少一个电极对的阻抗来设置所述电容器系统的总电容。
4.根据权利要求2或3所述的发生器，其中，所述发生器被配置为至少部分地基于联接到所述脉冲整形输出级的电极对的数量来设置所述电容器系统的总电容。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的发生器，其中，所述发生器被配置为设置所述电容器系统的总电容，使得所述总电容和所述至少一个电极对的阻抗的乘法结果在预定范围内。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的发生器，其中所述脉冲整形输出级包括变压器(T)和电容器系统(CS)，并且其中所述发生器还被配置为使得所述内部脉冲经由所述变压器从所述内部脉冲发生器联接到所述电容器系统。
7.根据权利要求
8.根据权利要求1-7中任一项所述的发生器，其中所述内部脉冲发生器包括高电压源(HV)，其中所述发生器被配置为至少部分地基于所述高电压源(HV)的高电压输出来形成所述内部脉冲，其中所述高电压源(HV)优选地能够由所述发生器设置为提供至少1000V、优选地至少1500V、更优选地至少2000V、最优选地至少3000V的高电压幅度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的发生器，其中，所述内部脉冲发生器包括开关单元(PGB)，其中，所述开关单元被配置为切换所述高电压源(HV)的输出以生成所述内部脉冲，其中，所述开关单元优选地包括H桥电路和/或半H桥电路。
10.根据权利要求9所述的发生器，其中，所述内部脉冲发生器包括定时单元(PTB)，所述定时单元用于控制所述开关单元优选地设置所述内部脉冲的定时参数和/或设置内部脉冲的数量，使得内部脉冲串被施加到所述脉冲整形输出级(POS)。
11.根据权利要求10所述的发生器，其中，所述定时单元(PTB)被配置为控制所述开关单元(PGB)，使得至少部分地基于医疗信号的触发来施加所述内部脉冲。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的发生器，其中所述发生器被配置为施加基本上电荷平衡的脉冲，使得如果所述至少一个电极对放置在人体组织附近，则所述基本上电荷平衡的脉冲引起两个电极附近的人体组织的不可逆电穿孔。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的发生器，包括用户界面，所述用户界面被配置用于接收和/或显示所述至少一个电极对的所确定的阻抗。
14.根据权利要求13所述的发生器，其中，所述发生器被配置为经由用户界面接收电极的选择，并且基于所述选择来设置所述总电容。
15.根据权利要求14所述的发生器，其中，所述用户界面被配置为仅显示电极的选择。
16.根据权利要求13-15所述的发生器，其中，所述用户界面被配置为接收所述电容器系统的总电容、RC时间常数和/或由所述用户设置的合适的RC时间常数的范围。
17.导管，其包括：
18.一种系统，包括根据权利要求1-12中任一项所述的发生器和根据权利要求17所述的导管。
19.一种用于产生基本上电荷平衡的脉冲以施加到医疗设备的至少一个电极对上的方法，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种基本上电荷平衡的脉冲的发生器(g)，所述脉冲用于施加到医疗设备的至少一个电极对(101)，所述发生器包括：
2.根据权利要求1所述的发生器，其中，所述脉冲整形输出级包括所述电容器系统(cs)，并且所述发生器被配置为使得能够设置所述电容器系统的至少两个总电容。
3.根据权利要求2所述的发生器，其中，所述发生器被配置为至少部分地基于所述至少一个电极对的阻抗来设置所述电容器系统的总电容。
4.根据权利要求2或3所述的发生器，其中，所述发生器被配置为至少部分地基于联接到所述脉冲整形输出级的电极对的数量来设置所述电容器系统的总电容。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的发生器，其中，所述发生器被配置为设置所述电容器系统的总电容，使得所述总电容和所述至少一个电极对的阻抗的乘法结果在预定范围内。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的发生器，其中所述脉冲整形输出级包括变压器(t)和电容器系统(cs)，并且其中所述发生器还被配置为使得所述内部脉冲经由所述变压器从所述内部脉冲发生器联接到所述电容器系统。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的发生器，其中，所述发生器还包括：
8.根据权利要求1-7中任一项所述的发生器，其中所述内部脉冲发生器包括高电压源(hv)，其中所述发生器被配置为至少部分地基于所述高电压源(hv)的高电压输出来形成所述内部脉冲，其中所述高电压源(hv)优选地能够由所述发生器设置为提供至少1000v、优选地至少1500v、更优选地至少2000v、最优选地至少3000v的高电压幅度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的发生器，其中，所述内部脉冲发生器包括开关单元(pgb)，其中，所述开关单元被配置...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·帕内斯库，T·阮，H·艾伯特，S·霍尔津格，S·博德，
申请(专利权)人：CRCEP公司，
类型：发明
国别省市：
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