CN117042710A - 用于递送电场的可变阻抗路径 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方法和脉冲场消融(PFA)***，该PFA***被配置为提供用于使用PFA导管将电场递送到患者组织的可变阻抗路径。根据一个方面，一种方法包括确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极。可至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该方法还包括至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

Description

用于递送电场的可变阻抗路径

技术领域

本技术总体上涉及提供用于使用脉冲场消融(PFA)***将电场递送到患者组织的可变阻抗路径。

背景技术

电穿孔是对细胞施加电场以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，该非热消融技术在患者组织的期望区域中产生损伤以治疗病症(诸如心律失常)，并且消融体内组织和/或器官的区域。为了治疗心律失常，例如，可进行PFA以修饰组织，以便停止异常电传播和/或中断通过心脏组织的异常电传导。

PFA包括施加短脉冲电场(PEF)，该短脉冲电场可通过电透化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的性质允许非常短时间的治疗能量递送，持续时间大约为数十或数百毫秒。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对非靶组织造成附带损伤。另外，治疗剂可优先地引入暴露于具有可逆膜透化作用的脉冲电场(PEF)的靶组织的细胞中。

在一些PFA***中，用户编程或以其他方式手动输入递送至组织的脉冲电场(PEF)的期望参数，该参数可被输入至电外科发生器，该电外科发生器被配置为通过电外科手持件将电能递送至靶组织。对于给定的递送工具、靶组织或环境，用户可从波形参数中进行选择，诸如波形的振幅、大小、形状、频率和重复。这些参数影响由施加PEF引起的损伤的大小。

发明内容

本公开的技术总体上涉及提供用于使用脉冲场消融(PFA)***将电场递送到患者组织的可变阻抗路径。

根据一个方面，提供了一种在脉冲场消融(PFA)***中的方法，该PFA***具有用于将电场递送到患者组织的多个电极、用于生成激励电压的PFA发生器、以及被配置为将激励电压分配到多个电极的导管电极分配***(CEDS)。该方法包括确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极。至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该方法还包括至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

根据该方面，在一些实施方案中，通过将所确定的电流的矢量乘以阻抗矩阵来确定激励电压，阻抗矩阵的每个非零元素基于寄生阻抗中的至少一个寄生阻抗。在一些实施方案中，阻抗矩阵的非零元素包括至少一个输入电阻，每个输入电阻与施加到多个电路路径中的电路路径的激励电压串联放置，通过假设激励电压并从包括所假设的激励电压、所确定的电流和阻抗矩阵的方程求解输入电阻来确定输入电阻。在一些实施方案中，期望电压包括双极电极电压。在一些实施方案中，期望电压包括单极电极电压。在一些实施方案中，当两个电极之间的组织阻抗为无穷大时，通过以测试频率向多个电路路径中的每个电路路径施加信号来确定寄生阻抗。在一些实施方案中，通过移除中性电极连接以及除两个电极之间的组织阻抗之外的所有双极连接来确定两个电极之间的组织阻抗。在一些实施方案中，该方法还包括至少部分地基于寄生阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的中性电极阻抗。在一些实施方案中，该方法包括将至少一个所确定的激励电压施加到电路路径的两个电极以实现期望消融。在一些实施方案中，该方法包括施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。

根据另一方面，提供了PFA***。该PFA***包括：多个电极，该多个电极用于向患者组织递送电场；PFA发生器，该PFA发生器用于产生待被递送到多个电极的激励电压；导管电极分配***(CEDS)，该导管电极分配***被配置为将激励电压分配到多个电极；和处理电路。该处理电路被配置为：确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极，至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该处理电路被进一步配置为至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

根据该方面，在一些实施方案中，通过将所确定的电流的矢量乘以阻抗矩阵来确定激励电压，阻抗矩阵的每个非零元素基于寄生阻抗中的至少一个寄生阻抗。在一些实施方案中，阻抗矩阵的非零元素包括至少一个输入电阻，每个输入电阻与施加到多个电路路径中的电路路径的激励电压串联放置，通过假设激励电压并从包括所假设的激励电压、所确定的电流和阻抗矩阵的方程求解输入电阻来确定输入电阻。在一些实施方案中，期望电压包括双极电极电压。在一些实施方案中，期望电压包括单极电极电压。在一些实施方案中，当两个电极之间的组织阻抗为无穷大时，通过以测试频率向多个电路路径中的每个电路路径施加信号来确定寄生阻抗。在一些实施方案中，通过移除中性电极连接以及除两个电极之间的组织阻抗之外的所有双极连接来确定两个电极之间的组织阻抗。在一些实施方案中，该处理电路被进一步配置为至少部分地基于寄生阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的中性电极阻抗。在一些实施方案中，该处理电路被进一步配置为将至少一个所确定的激励电压施加到电路路径的两个电极以实现期望消融。在一些实施方案中，该处理电路被进一步配置为施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。

根据又一方面，一种PFA***包括处理电路，该处理电路被配置为确定N个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极，N为大于1的整数。至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该处理电路被进一步配置为至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定N个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

根据该方面，在一些实施方案中，N个电路路径中的电路路径的激励电压至少部分地基于与电路路径相关联的寄生阻抗和与电路路径相关联的中性电极阻抗的总和。在一些实施方案中，N个电路路径中的电路路径的激励电压是单极激励电压，并且基于单极激励电压、所确定的电流以及与电路路径相关联的寄生阻抗来确定N个电路路径中的电路路径的输入电阻。在一些实施方案中，N个电路路径的期望电极电压并非全部相等。

本公开的一个或多个方面的细节在以下附图和说明书中示出。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开中描述的技术的其他特征、目的和优点将显而易见。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述将更容易地获得对本发明及其伴随的优点和特征的更完整的理解，附图中：

图1示出了根据本文阐述的原理的被配置为在两个电极之间实现期望电压的脉冲场消融(PFA)***；

图2是根据本文阐述的原理的被配置为在两个电极之间实现期望电压的PFA***的框图；

图3是图2的PFA***的电路模型；

图4是用于确定并联寄生阻抗和串联寄生阻抗的电路模型；

图5是用于在确定了并联寄生阻抗和串联寄生阻抗之后确定组织阻抗的电路模型；

图6是用于在确定了并联阻抗、串联阻抗和组织阻抗之后确定中性电极阻抗的电路模型；

图7是用于确定当施加多个激励电压时多个电极的双极激励的激励电压的电路模型；

图8是用于确定当施加单个激励电压时多个电极的双极激励的输入电阻的电路模型；

图9是用于确定当施加多个激励电压时单极激励的激励电压的电路模型；

图10是用于确定当施加单个激励电压时单极激励的输入电阻的电路模型；

图11是被配置为实施本文所述的功能的处理电路的框图；并且

图12是用于实现跨电极的期望电压的一个示例性过程的流程图。

具体实施方式

一些实施方案提供用于使用脉冲场消融(PFA)***将电场递送到患者组织的可变阻抗路径。

公开了一种方法和脉冲场消融(PFA)***，该PFA***被配置为提供用于使用PFA导管将电场递送到患者组织的可变阻抗路径。根据一个方面，一种方法包括确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极。可至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该方法还包括至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

现在参考附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，在图1中示出了PFA***10的一个示例，该PFA***被配置为递送电能以不可逆地电穿孔组织。PFA***10通常包括医疗设备12，该医疗设备可直接耦接到能量供应装置(例如，提供能量控制、递送和监测的脉冲场消融发生器14)，或通过导管电极分配***(CEDS)13间接耦接。还可包括输入设备15，该输入设备与发生器通信，以用于操作和控制PFA发生器14的各种功能。医疗设备12通常可包括用于医疗设备12与治疗部位之间的能量、治疗和/或调查交互的一个或多个诊断或治疗区域。PFA***10可将例如脉冲电穿孔能量递送到一个或多个治疗区域附近的组织区域。PFA***10还可包括向用户显示信息的显示设备17。

医疗设备12可包括能够穿过患者的脉管***和/或能够定位成接近待诊断或治疗的组织区域的细长主体16，诸如导管、护套或血管内导引器。细长主体16可限定近侧部分18和远侧部分20，并且还可包括设置在细长主体16内的一个或多个管腔，由此在细长主体16的近侧部分与细长主体16的远侧部分之间提供机械、电气和/或流体连通。远侧部分20通常可限定医疗设备12的一个或多个治疗区域，该一个或多个治疗区域可操作以监测、诊断和/或治疗患者的一部分。

治疗区域可具有多种配置以促进此类操作。在纯双极脉冲场递送的情况下，远侧部分20包括形成用于能量递送的双极配置的电极，其中能量在同一电极阵列上的一个或多个电极和一个或多个不同电极之间传递。在替代配置中，多个电极24可用作一个极，而包括一个或多个电极(未图示)的第二设备将被放置成用作双极配置的相对极。例如，如图1所示，远侧部分20可包括电极载体臂22，该电极载体臂能够在线性配置与膨胀配置之间转变，其中载体臂22具有弓形或基本上圆形配置。电极载体臂22可包括多个电极24(例如，九个电极24，如图1所示)，该多个电极被配置为递送脉冲场能量。此外，当处于膨胀配置时，电极载体臂22可位于与细长主体16的纵向轴线基本上正交的平面中。膨胀电极载体臂22的平面取向可有利于容易地将多个电极24放置成与靶组织接触。另选地，医疗设备12可具有带有多个电极24的线性配置。例如，远侧部分20可包括沿着公共纵向轴线线性设置的九个电极24。

PFA发生器14可包括处理电路，该处理电路包括处理器，该处理器与一个或多个控制器和/或存储器通信，该一个或多个控制器和/或存储器包括软件模块，该软件模块包含用于提供本文所述的特征、序列、计算或规程的自动操作和性能的指令或算法。PFA***10可进一步包括患者身上的三个或更多个表面ECG电极26，该三个或更多个表面ECG电极通过导管电极分配***(CEDS)13与PFA发生器14通信，以监测患者的心脏活动，用于确定在心动周期的期望部分(例如，在心室不应期期间)的脉冲序列递送定时。除监测、记录或以其他方式传送医疗设备12内的测量或状况或医疗设备12的远侧部分处的周围环境外，还可通过与多电极导管的连接进行附加测量，包括例如PFA发生器14和/或医疗设备12中的温度、电极-组织界面阻抗、递送电荷、电流、功率、电压、功等。表面ECG电极26可与PFA发生器14通信，以用于在医疗设备12的操作期间发起或触发一个或多个警示或治疗剂递送。可采用附加中性电极患者接地贴片(未图示)来评估期望双极电气路径阻抗，以及在检测到不适当和/或不安全的状况时监测和警示操作者，该不适当和/或不安全的状况包括例如：电荷、电流、功率、电压和由多个电极24执行的功的不适当(过度或不充分)递送；多个电极24的不适当的和/或过高的温度，不适当的电极-组织界面阻抗；通过递送一个或多个低压测试脉冲评估组织电气路径的完整性，在递送高压能量之前与患者不正确和/或无意的电连接。

PFA发生器14可包括具有多个输出通道的电流或脉冲发生器，每个通道耦接到医疗设备12的多个电极24中的单个电极或多个电极24中的多个电极。PFA发生器14可以一种或多种操作模式操作，包括例如：(i)在患者体内的医疗设备12的至少两个电极24或导电部分之间的双极能量递送；(ii)到患者体内的医疗设备12上的电极中的一个或多个电极或导电部分的单极能量递送，并且通过体内的第二设备(未示出)或与医疗设备12的多个电极24间隔开的患者返回或接地电极(未示出)，诸如在患者的皮肤上或在定位于患者体内的远离医疗设备12的辅助设备上；以及(iii)单极模式和双极模式的组合。

图2是具有导管电极分配***(CEDS)13、PFA发生器14、电生理学(EP)记录器28和阻抗计30的PFA***10的框图。在经由电极24递送脉冲场能量期间，CEDS 13将电极24连接到PFA发生器14。当能量未被CEDS 13引导到电极24时，CEDS 13可被配置为将来自电极24的电描记图信号显示或记录到EP记录器28。阻抗计30被配置为解析电极24之间的阻抗，并且可选地还解析电极24与表面ECG电极26之间的阻抗。

图3中示出了包括CEDS 13和电极24的网络的电气模型的示意图。对于原位导管，将存在串联阻抗和并联阻抗Z，如针对双极模式和单极模式的图3的拓扑结构所示。原位脉冲电场必须服从线积分(1)，该线积分执行闭合路径，但在选择方便的电路时提供自由度：

假设N个电极导管，N为大于1的整数，以下项：

R₁、R₂、......R_N

是用于相对于其他导管电极被动地衰减电极的施加电压和电流的已知电阻。双极组织阻抗：

Z_b,1、Z_b,2......Z_b,N

被定义为最近电极邻体耦接或双极阻抗，尽管其是任意的(可定义其他双极关系)，但是最近邻定义有助于简化图3中的项的测量，并且通过扩展来简化在导管电极之间提供期望电场分布的驱动电压解决方案。

如果将中性电极(NE)连接到患者，则除了双极阻抗之外，***还将在每个电极和NE之间包括以下单极组织阻抗：

Z_NE,1、Z_NE,2、......Z_NE,N

该***还将包含非组织相关的寄生阻抗，该非组织相关的寄生阻抗是不期望的但存在于测量装置、导管外部电缆、柄部和管腔中。这些阻抗应当与组织阻抗隔离，因为不能提取它们将导致不准确的组织阻抗。寄生项：

Z_serp,1、Z_serp,2、......Z_serp,N

是位于导管中的串联分量，诸如管腔导线电阻和电感。

项：

Z_shp,1、Z_shp,2、......Z_shp,N

是由于导管导线之间的耦接(通常是电容)引起的并联阻抗。为了简化本文的方法，应当仅考虑主要的最近邻情况：Z_shp-n＝Z_shp-n:n+1，而其他寄生并联耦接Z_shp-m,n需要(N²-N)/2回路电流和测量。例如，9电极导管需要：(9×9-9)/2＝36个路径、电流和测量。如果需要额外的精度，则可包括Z_shp-m,n项(和相称的(N²-N)/2测量)。

对于损坏或退化的导管，并联项还可包括管腔导线之间的阻力。一般而言，相关阻抗测量频率将与脉冲场消融脉冲宽度成比例，其中从0.1至10微秒(us)的范围是典型的。例如，假设治疗脉冲宽度T_pw＝1us，则阻抗评估频率可通过对梯形治疗脉冲进行傅里叶变换并且通过下式标注与脉冲宽度成比例的第一博德图半功率点来获得：

可通过在将导管远侧端部部署在心腔内之前评估双极电极对来识别导管寄生分量。为了执行组织阻抗Z_bip-n:n+1与寄生双极阻抗(Z_bip-n:n+1>>Z_shp-n:n+1)相比是可忽略的假设，在制造环境的情况下，将导管远侧端部放置在空气中，同时将护套放置在模拟血液传导性和介电常数的盐水介质中。还可在患者手术时通过在将远侧端部部署在心腔内之前将远侧电极隔离在导管护套中来评估导管寄生阻抗。测量频率的范围(0.2MHz<f_测试<4MHz)对于确定寄生阻抗是有用的。

在图4中，并联项Z_shp-n:n+1中的主要分量是布线中的导管导线之间的电容，该电容大约为30皮法(pF)/ft，或者对于6ft导管和6ft延伸电缆而言为360pF。在0.2MHz<f_测试<4MHz范围内，电容电抗将为2000欧姆至100欧姆。残余电阻可归因于串联寄生分量Z_serp1和Z_serp2中的导管导线损耗的总和，对于每根38号(该规格通常用于导管电极导线)铜导线，其大约为10欧姆。在0.2MHz与4MHz之间解析的电容差将指示串联电感，其然后可归因于Z_serp1和Z_serp2项。由于导管导线束中非常小的回路区域，使用小于4MHz的测试频率将解析极低和不显著的电感。假定脉冲场波形能量具有相对较低的频率含量(F_半功率<300KHz)，则电阻和电容分别是PFA装备-导管治疗路径中的主要串联寄生分量和并联寄生分量。

若已经确定了寄生阻抗，则可解析组织阻抗。在导管处于原位的情况下，可通过移除经由CEDS继电器的所有中性电极(NE)连接以及除电极n和n+1之间的组织双极阻抗之外的所有其他双极连接来得到双极组织阻抗，如图5所示。

NE阻抗的确定提出了另外的挑战，这是由于除了至NE的期望电流路径之外，不能解耦电极并断开所有的电流路径，如图6所示。

图6中的NE项是通过标注每个被驱动的导管导线的关系(当所有其他导线保持打开时)而得到的：

其中导纳项是相邻路径双极阻抗和NE阻抗之和的倒数：

如图6所示，通过测量所有N个路径的阻抗Z_n，将有N个Z_n项来平衡N个未知Z_NE-n项。假定在图3中已经解析了所有其他寄生阻抗项和原位组织阻抗项，则可对最终未知单极项Z_NE-n求解。在图4、图5和图6中，阻抗计31可在硬件中实施，以测量朝向阻抗计31右侧的电路的阻抗。阻抗计31可确定在多个不同频率下的阻抗。

使用多个电压源经由有源方法对导管电极进行双极激励

若已经得到图3中的所有阻抗项，则可求解在双极模式或单极模式中提供期望电极电压的电阻和电压源。考虑图7所示的有源双极情况。为了避免向(4)中的线性方程组添加附加电流，寄生双极阻抗和组织双极阻抗已经被组合以通过回路电流I_n。

若已经测量了图7中的阻抗项，则围绕回路电流I_n使用基尔霍夫电压定律(KVL)。这将根据(4)产生双极电极电势：

(4)的操作提供了通过由列矢量[V_n]表示的有源电压源求解期望激励的手段。假定期望电压(或电极之间的电场分布，如果间距已知)，则根据(5)选择电流分布[I_n]：

当乘以[Z_NxN]阻抗矩阵时，其提供了期望电源电压[V_n]。

使用单个电压源和电阻器经由无源方法对导管电极进行双极激励

参考图8，无源方法用于使用连接到包含电阻器阵列R_n的CEDS 13的单个电压源V来设置双极电极电压V_En-En+1。无源***的优点是简单：只需要一个源或H桥来产生波形脉冲，而不是对每个电极对使用单独的H桥。然后可操作电阻器阵列以设置导管电极阵列电场分布。虽然可分配其他极性，但是(6)中的电压矢量[V_n]被任意地设置为具有交替极性的双极：V、-V、......V。通过观察图6，(4)被修改为包括电阻器R_n和单个电压源V，

首先，针对期望治疗曲线指定源电压V和双极电极电压V_En-En+1。接着，使用(5)确定电流I_n。然后操作(6)中的线性方程组以提供电阻器R_n的解。

使用多个电压源经由有源方法对导管电极进行单极激励

参考如图9所示的用多个电压源驱动的单极***，可施加期望的一组激励电压[V_n]，该组激励电压可为不同的或者可为相同的。当所有电极处于相同电压时，在电极之间将没有电流流动；因此，电极之间的并联电流将为零。回顾图9，该条件的执行意味着相对于中性电极(NE)的所有电极电压V_n:NE将是相等的。这意味着：

V_n:NE＝I₁Z_NE1＝I₂Z_NE2＝…＝I_NZ_NE-N (7)

若已经确定了电流I_n，则然后通过下式得到源电压：

V_n＝I_n(Z_ser-n+Z_NE-n) (8)

相对于NE的电极电压不相等的其他激励或条件：

V_m:NE≠V_n:NE (9)

将需要(10)的解，其中第二组回路电流I_N+1到I_2N导致零电压，或V_N+1到V_2N＝0，如电压源矢量中所示。

使用单个电压源经由无源方法对导管电极进行单极激励

参考图10所示的用单个电压源驱动的单极***，在有源单极激励模式中，通过经由方程(7)执行相对于NE相等的电极电压V_n:NE来以相等电压驱动所有电极。

若已经选择了导致在(7)中相等的电极电压的源电压V和电流I_n，则R_n通过下式容易地得到：

V_n:NE＝V-I_n(R_n+Z_ser-n) (11)

对于其中相对于其NE的电压不相等的其他激励，(9)将需要(12)的解，其中第二组回路电流I_N+1到I_2N导致零电压，或V_N+1到V_2N＝0，如电压源矢量中所示。

在一些实施方案中，脉冲场消融发生器14、CEDS 13和输入设备15、EP记录器28以及阻抗计30中的一者或多者的一个或多个功能可由处理电路32实施和执行。图11是用于执行用于提供使用脉冲场消融(PFA)***10将电场递送到患者组织的可变阻抗路径的功能的处理电路32的框图。处理电路32可包括存储器34和处理器36。存储器34可被配置为存储计算机程序指令，该计算机程序指令在由处理器36执行时使得处理器36执行PFA***10的功能。例如，处理电路32可为整体或部分地在PFA发生器14内和/或CEDS 13内实施，或者处理电路32可在位于与PFA发生器14和CEDS 13中的一者或多者分离并连接的计算机内实施，如图11所示。此类连接中的一者或多者可为无线的或有线的。因此，处理电路32可具有通信接口38，并且PFA发生器14和/或CEDS 13中的一者或多者还可具有被配置为与处理电路32的通信接口38通信的通信接口。输入设备15例如可为键盘和鼠标的组合，并且可被配置为允许用户输入诸如一个或多个激励电压和一个或多个期望电压之类的信息。显示器17可为例如计算机监视器，并且使得用户能够观察诸如输入电阻和阻抗值之类的信息。显示器17还可显示其他信息，诸如PFA***10的远侧部分20的位置和运动的视觉指示。

处理器36可实施被配置为确定寄生阻抗、组织阻抗和中性电极阻抗的阻抗确定器40、被配置为针对电极之间的给定期望电势差(其可使用输入设备15输入)确定多个电路路径中的每个电路路径中的电流的电流确定器42、被配置为基于所确定的阻抗确定激励电压的激励电压确定器44、以及被配置为针对包括两个电极的多个电路路径中的每个电路路径确定输入电阻的输入电阻确定器46。

图12是可由处理电路32执行的一个示例性过程的流程图。该过程包括经由电流确定器42确定N个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极，N为大于1的整数，至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗(框S10)。该过程还可包括至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来针对N个电路路径中的每个电路路径经由激励电压确定器44并经由输入电阻确定器46确定激励电压和输入电阻中的至少一者(框S12)。

根据一个方面，提供了一种在脉冲场消融(PFA)***10中的方法，该***具有用于将电场递送到患者组织的多个电极24、用于生成激励电压的PFA发生器14、以及被配置为将激励电压分配到多个电极24的导管电极分配***(CEDS)13。该方法包括经由电流确定器42确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极。至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极24之间的期望电压；两个电极24之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该方法还包括至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗，经由激励电压确定器44和/或输入电阻确定器46确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

根据该方面，在一些实施方案中，通过将所确定的电流的矢量乘以阻抗矩阵来确定激励电压，阻抗矩阵的每个非零元素基于寄生阻抗中的至少一个寄生阻抗。在一些实施方案中，阻抗矩阵的非零元素包括至少一个输入电阻，每个输入电阻与施加到多个电路路径中的电路路径的激励电压串联放置，通过假设激励电压并从包括所假设的激励电压、所确定的电流和阻抗矩阵的方程求解输入电阻来确定输入电阻。在一些实施方案中，期望电压包括双极电极电压。在一些实施方案中，期望电压包括单极电极电压。在一些实施方案中，当两个电极之间的组织阻抗为无穷大时，通过以测试频率向多个电路路径中的每个电路路径施加信号来确定寄生阻抗。在一些实施方案中，通过移除中性电极连接以及除两个电极之间的组织阻抗之外的所有双极连接来确定两个电极之间的组织阻抗。在一些实施方案中，该方法还包括至少部分地基于寄生阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的中性电极阻抗。在一些实施方案中，该方法包括将至少一个所确定的激励电压施加到电路路径的两个电极以实现期望消融。在一些实施方案中，该方法包括施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。

根据另一方面，提供了PFA***10。该PFA***10包括：多个电极24，该多个电极用于向患者组织递送电场；PFA发生器14，该PFA发生器用于产生待被递送到多个电极24的激励电压；导管电极分配***(CEDS)13，该导管电极分配***被配置为将激励电压分配到多个电极24；和处理电路32。该处理电路32被配置为：确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极24，至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极24之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该处理电路32被进一步配置为至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极24之间的组织阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

根据该方面，在一些实施方案中，通过将所确定的电流的矢量乘以阻抗矩阵来确定激励电压，阻抗矩阵的每个非零元素基于寄生阻抗中的至少一个寄生阻抗。在一些实施方案中，阻抗矩阵的非零元素包括至少一个输入电阻，每个输入电阻与施加到多个电路路径中的电路路径的激励电压串联放置，通过假设激励电压并从包括所假设的激励电压、所确定的电流和阻抗矩阵的方程求解输入电阻来确定输入电阻。在一些实施方案中，期望电压包括双极电极电压。在一些实施方案中，期望电压包括单极电极电压。在一些实施方案中，当两个电极之间的组织阻抗为无穷大时，通过以测试频率向多个电路路径中的每个电路路径施加信号来确定寄生阻抗。在一些实施方案中，通过移除中性电极连接以及除两个电极之间的组织阻抗之外的所有双极连接来确定两个电极之间的组织阻抗。在一些实施方案中，该处理电路32被进一步配置为至少部分地基于寄生阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的中性电极阻抗。在一些实施方案中，该处理电路被进一步配置为将至少一个所确定的激励电压施加到电路路径的两个电极以实现期望消融。在一些实施方案中，该处理电路被进一步配置为施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。

根据又一方面，一种PFA***10包括处理电路32，该处理电路被配置为确定N个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极24，N为大于1的整数。至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极24之间的期望电压；两个电极24之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗。该处理电路32被进一步配置为至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定N个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

根据该方面，在一些实施方案中，N个电路路径中的电路路径的激励电压至少部分地基于与电路路径相关联的寄生阻抗和与电路路径相关联的中性电极阻抗的总和。在一些实施方案中，N个电路路径中的电路路径的激励电压是单极激励电压，并且基于单极激励电压、所确定的电流以及与电路路径相关联的寄生阻抗来确定N个电路路径中的电路路径的输入电阻。在一些实施方案中，N个电路路径的期望电极电压并非全部相等。

本公开的某些方面在以下条款中阐述。

条款1：一种脉冲场消融(PFA)***，包括：多个电极，该多个电极用于向患者组织递送电场；PFA发生器，该PFA发生器用于产生待被递送到多个电极的激励电压；导管电极分配***(CEDS)，该导管电极分配***被配置为将激励电压分配到多个电极；和处理电路，该处理电路被配置为：确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极，至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗；以及至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

条款2：根据条款1所述的PFA***，其中通过将所确定的电流的矢量乘以阻抗矩阵来确定激励电压，阻抗矩阵的每个非零元素基于寄生阻抗中的至少一个寄生阻抗。

条款3：根据条款2所述的PFA***，其中阻抗矩阵的非零元素包括至少一个输入电阻，每个输入电阻与施加到多个电路路径中的电路路径的激励电压串联放置，通过假设激励电压并从包括所假设的激励电压、所确定的电流和阻抗矩阵的方程求解输入电阻来确定输入电阻。

条款4：根据条款1至3中任一项所述的PFA***，其中期望电压包括双极电极电压。

条款5：根据条款1至4中任一项所述的PFA***，其中期望电压包括单极电极电压。

条款6：根据条款1至5中任一项所述的PFA***，其中当两个电极之间的组织阻抗为无穷大时，通过以测试频率向多个电路路径中的每个电路路径施加信号来确定寄生阻抗。

条款7：根据条款1至6中任一项所述的PFA***，其中通过移除中性电极连接以及除两个电极之间的组织阻抗之外的所有双极连接来确定两个电极之间的组织阻抗。

条款8：根据条款1至7中任一项所述的PFA***，其中该处理电路被进一步配置为至少部分地基于寄生阻抗来确定多个电路路径中的每个电路路径的中性电极阻抗。

条款9：根据条款1至8中任一项所述的PFA***，其中该处理电路被进一步配置为将至少一个所确定的激励电压施加到电路路径的两个电极以实现期望消融。

条款10：根据条款9所述的PFA***，其中该处理电路被进一步配置为施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。

条款11：根据条款1至10中任一项所述的PFA***，其中该处理电路被进一步配置为施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。

条款12：一种脉冲场消融(PFA)***，包括处理电路，该处理电路被配置为：确定N个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极，N为大于1的整数，至少部分地基于以下项来确定每个电流：两个电极之间的期望电压；两个电极之间的组织阻抗；以及与电路路径相关联的寄生阻抗；以及至少部分地基于电路路径的所确定的电流、与电路路径相关联的寄生阻抗以及电路路径中的两个电极之间的组织阻抗来确定N个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

条款13：根据条款12所述的PFA***，其中N个电路路径中的电路路径的激励电压至少部分地基于与电路路径相关联的寄生阻抗和与电路路径相关联的中性电极阻抗的总和。

条款14：根据条款12或13所述的PFA***，其中N个电路路径中的电路路径的激励电压是单极激励电压，并且基于单极激励电压、所确定的电流以及与电路路径相关联的寄生阻抗来确定N个电路路径中的电路路径的输入电阻。

条款15：根据条款12至14中任一项所述的PFA***，其中N个电路路径的期望电极电压并非全部相等。

应当理解，本文所公开的各个方面可以与说明书和附图中具体呈现的组合不同的组合进行组合。还应该理解，取决于示例，本文描述的过程或方法的任一者的某些动作或事件可以以不同的顺序执行，可以完全添加、合并或省略(例如，执行这些技术可能不需要所有描述的动作或事件)。另外，尽管为清楚起见，本公开的某些方面被描述为由单个模块或单元执行，但应当理解，本公开的技术可以通过与例如医疗设备相关联的单元或模块的组合来执行。

在一个或多个示例中，描述的技术可在硬件、软件、固件或它们的任何组合中实现。如果在软件中实施，则功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括非暂时性计算机可读介质，其对应于有形介质，诸如数据存储介质(例如，RAM、ROM、EEPROM、闪存存储器，或可用于存储指令或数据结构形式的期望程序代码并且可由计算机访问的任何其他介质)。

指令可由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其他等同的集成或离散逻辑电路***。因此，如本文所用的术语“处理器”可指前述结构或适合于实施所描述的技术的任何其他物理结构中的任一种。另外，本技术可在一个或多个电路或逻辑元件中完全实施。

本领域的技术人员应当理解，本发明不限于上面具体示出和描述的内容。此外，除非上文有相反的说明，否则应当注意，所有附图都不是按比例绘制的。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，根据上述教导可以进行各种修改和变化。

Claims (11)

1.一种在脉冲场消融(PFA)***中的方法，所述PFA***具有用于将电场递送到患者组织的多个电极、用于生成激励电压的PFA发生器、以及被配置为将所述激励电压分配到所述多个电极的导管电极分配***(CEDS)，所述方法包括：

确定多个电路路径中的每个电路路径的电流，每个电路路径包括两个电极，至少部分地基于以下项来确定每个电流：

所述两个电极之间的期望电压；

所述两个电极之间的组织阻抗；以及

与所述电路路径相关联的寄生阻抗；以及

至少部分地基于所述电路路径的所确定的电流、与所述电路路径相关联的寄生阻抗以及所述电路路径中的所述两个电极之间的组织阻抗来确定所述多个电路路径中的每个电路路径的激励电压和输入电阻中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所确定的电流的矢量乘以阻抗矩阵来确定所述激励电压，所述阻抗矩阵的每个非零元素基于所述寄生阻抗中的至少一个寄生阻抗。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述阻抗矩阵的非零元素包括至少一个输入电阻，每个输入电阻与施加到所述多个电路路径中的电路路径的激励电压串联放置，通过假设激励电压并从包括所假设的激励电压、所确定的电流和所述阻抗矩阵的方程求解所述输入电阻来确定所述输入电阻。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述期望电压包括双极电极电压。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述期望电压包括单极电极电压。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中当所述两个电极之间的所述组织阻抗为无穷大时，通过以测试频率向所述多个电路路径中的每个电路路径施加信号来确定所述寄生阻抗。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中通过移除中性电极连接以及除两个电极之间的组织阻抗之外的所有双极连接来确定所述两个电极之间的所述组织阻抗。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，所述方法还包括至少部分地基于所述寄生阻抗来确定所述多个电路路径中的每个电路路径的中性电极阻抗。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，所述方法还包括将至少一个所确定的激励电压施加到电路路径的两个电极以实现期望消融。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括施加所确定的输入电阻以实现所述电路路径的所述两个电极之间的所述期望电压，从而实现期望消融。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述方法还包括施加所确定的输入电阻以实现电路路径的两个电极之间的期望电压，从而实现期望消融。