【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、移除或破坏患病组织是许多癌症治疗方法的目标。肿瘤可通过手术移除，然而，侵入性较小的方法引起更多关注。组织消融是破坏体内不良组织的微创方法。消融可以是热或非热的。
2、热消融增加或去除热量以破坏不良细胞。例如，冷冻消融术通过冷冻细胞外室从而导致细胞在-15℃开始脱水、在更冷温度下发生胞膜破裂来杀死细胞。已知冷冻消融术(有益地)刺激了患者的抗癌免疫反应。
3、基于热的热消融增加热量以破坏组织。射频(rf)热、微波和高强度聚焦超声消融可各自用于将局部组织温度升高到远高于37摄氏度的身体正常温度。例如，rf热消融使用高频电场在细胞膜中引起振动，振动通过摩擦转换为热量。一旦细胞温度达到50摄氏度，细胞则会在短短30秒内死亡，而在更高的温度时，细胞瞬间死亡。然而，基于热的消融可能不会引起与冷冻消融相关联的期望的免疫反应。
4、使用热或冷的热消融技术都有缺点，即它们几乎没有或完全没有能力放过治疗区的正常结构点。对于血管、神经和其他结构的间接伤害是不期望的。出于这个原因，不同的研究人员也探索了非热消融。
5、非热消融技术包括电化学疗法和不可逆电穿孔。电穿孔是指暴露于高压脉冲电场的细胞质膜由于脂质双层不稳定而变得暂时可渗透的现象。然后，至少暂时地形成孔。电化学疗法将孔形成与导致细胞死亡的化学物质引入相结合。由于所使用的化学分子较大，因此只有受到电场作用的细胞将吸收化学物质并且随后死亡，有助于在治疗区中实现有用的选择性。不可逆电穿孔(ire)省略了化学物质，而是使用通常具有增加幅度的电
6、电(无论是否是热的)消融技术的一项挑战是局部肌肉刺激。就引起某些细胞死亡而言，认为单相波形为ire提供了更好的结果。然而，单相波形趋于引起肌肉刺激，除了其他问题之外，还需要使用麻痹剂来便于进行手术。双相波形避免了肌肉刺激，但在相同的能量水平和/或幅度下可能不如单相波形那么有效。简单地提高功率以使双相波形更有效存在着引起热消融的风险。需要对现有技术进行增强和替代，以允许使用的波形与用于ire的单相刺激一样有效，同时避免肌肉刺激并因此获得单相和双相疗法两者的益处。
技术实现思路
1、本专利技术人已经认识到，除了其他之外，要解决的问题是提供结合了高效能和组织选择性，同时避免肌肉刺激的消融疗法。下面显示的许多示例使用治疗输出的时间复用来实现这些目标。
2、第一个说明性且非限制性示例采用了一种适用于输送组织消融能量的信号发生器的形式，该信号发生器包括治疗输出模块，治疗输出模块包括电压转换电路、能量存储电路和输出控制电路；适于连结至用于输送组织消融能量的探针的输入/输出电路，输入/输出电路限定多个输出通道，使得连结至其并且具有多个电极的探针可用于多个电极的子集的单独激活；用户界面，用户界面允许用户控制信号发生器并适于显示待由信号发生器输送的组织消融能量的一个或多个参数；连结至治疗输出模块和用户界面的控制器；连结至控制器并且具有用于输送治疗周期的存储指令的存储器，治疗周期包括：作为第一阶段、处于第一幅度并具有第一脉冲宽度的第一极性的第一输出；处于第二幅度并具有第二脉冲宽度的与第一极性相反的第二极性的第二输出，第二脉冲宽度小于第一脉冲宽度的一半；以及处于小于第二幅度的第三幅度使用第二极性的第三输出，第三脉冲宽度大于第二脉冲宽度；其中第一、第二和第三输出的总和产生平衡电荷以限制与多相消融波形相关联的肌肉刺激。
3、对于第一个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一和第二幅度限定为超过不可逆电穿孔阈值，并且将第三幅度限定为小于不可逆电穿孔阈值。
4、对于第一个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一和第二幅度中的至少一个限定为超过不可逆电穿孔阈值，并将第三幅度限定为小于可逆电穿孔阈值。
5、对于第一个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可限定第一、第二和第三脉冲宽度，使得第一、第二和第三时间段中的一个超过第一、第二和第三时间段中其他两个的总和。
6、对于第一个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一脉冲宽度限定在约1至50微秒的范围内，并将第二脉冲宽度限定在约0.5至10微秒的范围内。
7、对于第一个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一、第二和第三单相脉冲限定为总和为小于一毫秒的持续时间。
8、对于第一个说明性示例来说另外地或替代地，信号发生器还可包括连结到输入/输出电路以监测至少一个治疗输出通道中的电流或电压中的至少一个的监测电路，并且存储指令可限定多个迭代，其中：在第一迭代中，生成第一、第二和第三输出，同时控制电路监测用于第一、第二和第三输出中每一个的电流阻抗中的一个或多个；在第二迭代中，除了调整第一、第二和第三输出中至少一个的幅度或脉冲宽度中的至少一个以减少由监测的阻抗引起的电荷不平衡(如果有的话)之外，再次生成第一、第二和第三输出；并且在小于10毫秒的时间段内执行第一和第二迭代。
9、第二个说明性且非限制性示例采用了一种适用于输送组织消融能量的信号发生器的形式，该信号发生器包括：治疗输出模块，治疗输出模块包括电压转换电路、能量存储电路和输出控制电路；适于连结至用于输送组织消融能量的探针的输入/输出电路，输入/输出电路限定多个输出通道，使得耦合至其并且具有多个电极的探针可用于多个电极的子集的单独激活；用户界面，用户界面允许用户控制信号发生器并适于显示待由信号发生器输送的组织消融能量的一个或多个参数；连结至治疗输出模块和用户界面的控制器；连结至控制器并具有用于输送治疗周期的存储指令的存储器，治疗周期包括：包括具有第一幅度和第一脉冲宽度的第一极性的多个第一脉冲的第一脉冲列，多个第一脉冲与具有第二幅度和小于第一脉冲宽度的第二脉冲宽度的与第一极性相反的第二极性的多个第二脉冲交替；包括具有第三幅度和第三脉冲宽度的第一极性的多个第三脉冲的第二脉冲列，多个第三脉冲与具有第四幅度和大于第三脉冲宽度的第四脉冲宽度的第二极性的多个第四脉冲交替；使得第一脉冲列产生第一电荷不平衡，并且第二脉冲列产生第二电荷不平衡，第二电荷不平衡抵消第一电荷不平衡以防止肌肉刺激。
10、对于第二个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一和第二幅度限定为相等的，并且将第三和第四幅度限定为相等的。
11、对于第二个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可要求依次输送第一和第二脉冲列，使得从第一脉冲列开始到第二脉冲列结束的时间小于一毫秒。
12、对于第二个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一和第四脉冲宽度限定为持续时间相等，并将第二和第三脉冲宽度限定为持续时间相等。
13、对于第二个说明性示例来说另外地或替代地，存储指令可将第一脉冲列限定为包括第一数量的第一脉冲和第二数量的第二脉冲，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脉冲发生器，其配置为与用于向患者输送消融治疗的探针一起使用，所述脉冲发生器包括用于输送基于电压的治疗的输出电路，用于监测所输送的治疗脉冲的特性的监测电路，以及包括非易失性存储器的控制电路，所述非易失性存储器包含适于输送治疗的可执行指令集，其特征在于所述治疗包括：
2.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一脉冲列使得所述多个第二脉冲各自由脉冲间隔分开，所述脉冲间隔在所述第二脉冲宽度的二分之一和两倍之间。
3.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一脉冲宽度等于所述第二脉冲宽度的总和。
4.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一幅度和所述第二幅度各超过不可逆电穿孔阈值。
5.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一幅度小于所述第二幅度；并且所述第二脉冲宽度的总和小于所述第一脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一脉冲列使得所述第二脉冲各自由脉冲间隔分开，其中所述第二脉冲宽度和所述
7.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述治疗使得从所述第一脉冲开始到所述第一脉冲列结束的持续时间小于一毫秒。
8.一种脉冲发生器，其配置为与用于向患者输送消融治疗的探针一起使用，所述脉冲发生器包括用于输送基于电压的治疗的输出电路，用于监测所输送的治疗脉冲的特性的监测电路，以及包括非易失性存储器的控制电路，所述非易失性存储器包含适于输送治疗的可执行指令集，其特征在于所述治疗包括：
9.根据权利要求8所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述治疗使得在所述第一脉冲列内，在时间上的第一个脉冲具有小于不可逆电穿孔阈值的幅度，且在时间上的最后一个脉冲具有大于不可逆电穿孔阈值的幅度；并且在所述第二脉冲列内，在时间上的第一个脉冲具有小于不可逆电穿孔阈值的幅度，且在时间上的最后一个脉冲具有大于不可逆电穿孔阈值的幅度。
10.一种适于输送组织消融能量的信号发生器，包括：
11.根据权利要求10所述的信号发生器，其中所述存储指令限定所述治疗周期使得所述第一幅度等于所述第三幅度，且所述第一脉冲宽度等于所述第三脉冲宽度。
12.根据权利要求10所述的信号发生器，其中所述存储指令限定所述治疗周期使得所述第一幅度小于不可逆电穿孔阈值，并且所述第二幅度大于所述不可逆电穿孔阈值。
13.根据权利要求10或12所述的信号发生器，其中所述存储指令限定所述治疗周期使得所述第三幅度小于不可逆电穿孔阈值，并且所述第四幅度大于所述不可逆电穿孔阈值。
14.根据权利要求10所述的信号发生器，其中所述存储指令限定所述治疗周期使得所述第三脉冲在所述多个第二脉冲的集后的延迟时间段之后进行输送，所述延迟时间段等于或大于用于输送所述第一脉冲和所述多个第二脉冲的集的时间段。
...【技术特征摘要】
1.一种脉冲发生器，其配置为与用于向患者输送消融治疗的探针一起使用，所述脉冲发生器包括用于输送基于电压的治疗的输出电路，用于监测所输送的治疗脉冲的特性的监测电路，以及包括非易失性存储器的控制电路，所述非易失性存储器包含适于输送治疗的可执行指令集，其特征在于所述治疗包括：
2.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一脉冲列使得所述多个第二脉冲各自由脉冲间隔分开，所述脉冲间隔在所述第二脉冲宽度的二分之一和两倍之间。
3.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一脉冲宽度等于所述第二脉冲宽度的总和。
4.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一幅度和所述第二幅度各超过不可逆电穿孔阈值。
5.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一幅度小于所述第二幅度；并且所述第二脉冲宽度的总和小于所述第一脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述第一脉冲列使得所述第二脉冲各自由脉冲间隔分开，其中所述第二脉冲宽度和所述脉冲间隔的总和等于所述第一脉冲宽度。
7.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其中所述可执行指令集限定所述治疗使得从所述第一脉冲开始到所述第一脉冲列结束的持续时间小于一毫秒。
8.一种脉冲发生器，其配置为与用于向患者输送消融治疗的探针一起使用，所述脉冲发生器包括用于输送基于电压的治疗...
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·R·福赛思，小拉里·D·卡纳迪，乔纳森·泰勒·戈尔兹基，蒂莫西·A·奥斯特鲁特，曹宏，
申请(专利权)人：波士顿科学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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