[发明专利]电穿孔的轮廓参数选择算法

说明书

一种确定用于在心脏组织中创建期望的损伤特性的脉冲场消融波形参数的方法。方法提供被配置成递送电穿孔脉冲的电外科发生器，该发生器被配置成：加载预定波形参数(ysubgt;i/subgt;)；加载预定建模数据(xsubgt;i/subgt;)；接受对用户输入的期望损伤特性(usubgt;i/subgt;)的输入；以及基于(usubgt;i/subgt;)、(ysubgt;i/subgt;)和(xsubgt;i/subgt;)确定至少一个对应的脉冲场消融波形参数。

技术领域

本公开涉及基于期望的损伤特性来确定电穿孔参数的方法和系统。

背景技术

电穿孔是向细胞施加电场以便增加细胞膜的渗透性。可引起可逆或不可逆电穿孔的脉冲场消融(“PFA”)是一种非热消融技术，其在期望的区域中创建损伤以治疗诸如心律失常之类的病症，并消融体内组织和/或器官的区域。例如，为了治疗心律失常，可以执行PFA以修改组织，诸如，停止通过心脏组织的异常电传播和/或破坏异常电传导。

PFA包括施加短脉冲电场(PEF)，所述短脉冲电场可以通过电渗透来可逆地或不可逆地使细胞膜不稳定，但通常不影响组织成分(包括无细胞心脏细胞外基质)的结构完整性。PFA的性质允许非常短的时段的治疗能量递送，持续时间大约在数十或数百毫秒的量级上。此外，当靶向心肌细胞时，PFA可能不会像热消融技术那样频繁地或严重地引起对非靶组织的附带损伤。此外，治疗性药剂可以优先引入暴露于具有可逆的膜渗透性的PEF的靶组织的细胞中。

在PFA系统中，用户将被递送到组织的PEF的期望参数编程到电外科发生器中或以其他方式将被递送到组织的PEF的期望参数手动输入到电外科发生器中，该电外科发生器被配置成通过电外科手持件将电能递送到靶组织。也就是说，对于给定的递送工具、靶组织或环境，用户可以从诸如波形的振幅、大小、形状、频率和重复之类波形参数中进行选择。在输入那些参数时，可以确定损伤的大小。在这种应用中，损伤(或受影响的区域)的大小(诸如，受影响区域的深度或宽度)通常是期望的结果。然而，不存在允许用户向电外科发生器输入针对特定组织的损伤的期望特性(诸如，用于PFA的长度、宽度和深度)的系统或方法。对于设计用于放置在心脏的心内膜表面或心外膜表面上的心脏消融能量递送电极，实现将期望深度或程度的损伤形成到组织中通常是目标。替代电极可以被设计成从组织内的受限空间内(诸如，在脉管系统内)消融。在这样的放置中，电场和所产生的损伤从电极阵列径向向外延伸，从而产生围绕电极的特定直径的损伤。

发明内容

本申请有利地提供了确定用于在心脏组织中创建期望的损伤特性的脉冲场消融波形参数的方法。该方法提供了被配置成递送电穿孔脉冲的电外科发生器，该发生器被配置成：加载预定波形参数(y_i)；加载预定建模数据(x_i)；接受对用户输入的期望损伤特性(u_i)的输入；以及基于(u_i)、(y_i)和(x_i)确定至少一个对应的脉冲场消融波形参数。

在该实施例的另一方面，所述方法包括将具有多个电极的电外科设备与电外科发生器耦合，所述多个电极被配置成在所述多个电极中的相邻一个电极之间递送电穿孔脉冲。

在该实施例的另一方面，其中预定建模数据(x_i)是预定波形参数(y_i)和用户输入的期望损伤特性(u_i)的函数。

在该实施例的另一方面，其中电外科发生器被配置成与具有多个电极的电外科医疗设备电耦合，所述多个电极被配置成在所述多个电极中的相邻电极之间递送电穿孔脉冲，并且其中波形参数(y_i)包括来自由以下各项组成的组中的至少一项：脉冲的数量、每个脉冲的持续时间、脉冲序列的数量、施加电压、电极极性配置以及脉冲间计时。

在该实施例的另一方面，其中用户输入的期望损伤特性(u_i)包括由损伤深度、损伤表面积、损伤宽度和损伤长度组成的组中的至少一项。