用于选择性细胞消融的波形发生器和控制
阅读说明：本技术 用于选择性细胞消融的波形发生器和控制 (Waveform generator and control for selective cell ablation ) 是由 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 于 2020-03-13 设计创作，主要内容包括：用于执行消融的方法和装置。在一些示例中,消融递送系统被配置为允许访问电容器堆叠的单独电压电平以用于治疗递送。描述了可在电流和电压控制输出之间切换的消融治疗系统。还公开了使用可调节的相间或脉冲间延迟来治疗患者的方法。(Methods and devices for performing ablation. In some examples, the ablation delivery system is configured to allow access to individual voltage levels of the capacitor stack for therapy delivery. An ablation therapy system is described that is switchable between current and voltage control outputs. Also disclosed are methods of treating a patient using adjustable inter-phase or inter-pulse delays.)
相关专利文件的交叉引用
本申请要求于2019年3月15日提交的题为“WAVEFORM GENERATOR AND CONTROLFOR SELECTIVE CELL ABLATION”的第62/819,101号美国临时专利申请的权益和优先权，其公开内容通过引用并入。本申请还涉及于2019年3月15日提交的名称为“TIME MULTIPLEXEDWAVEFORM FOR SELECTIVE CELL ABLATION”的第62/819,120号美国临时专利申请和于2019年3月15日提交的名称为“SPATIALLY MULTIPLEXED WAVEFORM FOR SELECTIVE CELLABLATION”的第62/819,135号美国临时专利申请，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
去除或破坏患病组织是许多癌症治疗方法的目标。肿瘤可以通过手术切除，然而，侵入性较小的方法引起了很多关注。组织消融是一种破坏体内不需要的组织的微创方法。消融可以是热的或非热的。
热消融增加或去除热量以破坏不需要的细胞。例如，冷冻消融通过冷冻细胞外隔室导致细胞在-15℃开始脱水而在较冷的温度下发生膜破裂来杀死细胞。已知冷冻消融(有益地)刺激患者的抗肿瘤免疫反应。
基于热的热消融会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均可用于将局部组织温度升高到远高于身体正常37摄氏度的温度。例如，RF热消融使用高频电场在细胞膜引起振动，通过摩擦将振动转化为热量。一旦细胞温度达到50摄氏度，细胞死亡会在短短30秒内发生，而在更高的温度下，细胞死亡是瞬间的。然而，基于热的消融可能不会促进与冷冻消融相关的理想免疫反应。
使用热或冷的热消融技术均具有缺点，即它们几乎没有或完全没有能力保留治疗区中的正常结构。对血管、神经和其他结构的附带损伤是不希望的。出于这个原因，各种研究人员也探索了非热消融。
非热消融技术包括电化学疗法、可逆电穿孔和不可逆电穿孔。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暂时可渗透的现象。然后至少是暂时的形成穿孔。电化学疗法将孔隙形成与引入导致细胞死亡的化学物质相结合。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才会吸收化学物质并随后死亡，从而在处理区提供有用的选择性。不可逆电穿孔(IRE)省略了化学物质，而是使用电场，通常以增加的幅度，将细胞膜中的孔扩大到恢复点之外，由于缺乏母细胞膜而导致细胞死亡。外加场的空间特性控制着哪些细胞和组织将受到影响，与热技术相比，可以在治疗区提供更好的选择性。
电(无论是否热)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，单相波形被认为可以为IRE提供更好的结果。然而，单相波形往往会引起肌肉刺激，除其他问题外，还需要使用麻痹剂来促进手术。双相波形避免了肌肉刺激，但在相同的能量水平和/或振幅下可能不如单相波形有效。简单地提高功率以使双相波形更有效存在引起热消融的风险。需要对现有技术进行改进和替代，以允许使用与IRE的单相刺激一样有效的波形，同时避免肌肉刺激并因此获得单相和双相治疗二者的益处。
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