用于輸送治療電脈沖的裝置和方法
【專利摘要】一種設(shè)備包括具有第一電極部分和第二電極部分的電極。第一電極部分和第二電極部分共同形成在向所述電極施加電壓時(shí)由其生成電場(chǎng)的外表面。第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的。第二電極部分與第一電極部分截然不同，其由第二材料構(gòu)建而成。第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。
【專利說明】用于輸送治療電脈沖的裝置和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2014年1月6日提交的發(fā)明名稱為"Composite Electrode Design to Reduce Probability of Flash Arcing in High Voltage Electrical Impulse Delivery"的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.61/923971的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 文中描述的實(shí)施例總體上涉及用于治療電能輸送的醫(yī)療裝置，更具體而言涉及用 于輸送供選擇性不可逆電穿孔法之用的電脈沖。
[0004] 在過去的二十年間電穿孔技術(shù)取得了發(fā)展，其已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向了臨床應(yīng)用。已 知的方法包括向組織施加簡短的高壓DC，由此在局部生成高電場(chǎng)，該電場(chǎng)通常處于數(shù)百伏/ 每厘米的范圍內(nèi)。所述電場(chǎng)通過在細(xì)胞膜中生成小孔而破壞細(xì)胞膜，繼而損毀細(xì)胞膜和細(xì) 胞。盡管這種電驅(qū)動(dòng)的孔生成(或電穿孔）的確切機(jī)制尚有待于深入理解，但是人們認(rèn)為施 加相對(duì)較大的電場(chǎng)在細(xì)胞膜，以及線粒體中的磷脂雙層當(dāng)中產(chǎn)生了不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致該 膜中出現(xiàn)局部破口或孔隙的分布。如果膜處的施加電場(chǎng)超過了通常取決于細(xì)胞大小的閾 值，那么電穿孔是不可逆的，并且所述孔隙將保持開放，從而允許跨該膜進(jìn)行物質(zhì)交換，并 導(dǎo)致程序性細(xì)胞死亡(apoptosis)或細(xì)胞死亡。接下來，周圍組織將按照自然過程愈合。
[0005] -些已知的組織消融方法采用不可逆的電穿孔，以通過將腫瘤暴露至高電平的DC 電壓下來達(dá)到對(duì)其進(jìn)行治療的目的。這樣的治療腫瘤的已知方法通常涉及破壞明顯的量的 組織。一些已知方法還在目標(biāo)和/或周圍組織當(dāng)中生成高溫（即，超過預(yù)期限度）。
[0006] 已經(jīng)有人采用具有多個(gè)電極的已知導(dǎo)管來生成不可逆的電穿孔，從而對(duì)心臟組織 進(jìn)行消融，由此治療心臟的心律不齊，例如，心房纖顫。盡管已知在某些情況下采用脈沖DC 電壓來驅(qū)動(dòng)電穿孔，但是在所要消融的目標(biāo)組織處于相對(duì)深遠(yuǎn)的位置時(shí)已知的輸送方法和 系統(tǒng)不提供具體的措施來限制對(duì)附近組織的傷害。例如，在一些情況下，電極處的高壓可能 導(dǎo)致在電極的部分周圍產(chǎn)生閃光電弧或放電。在這樣的情況下，局部電場(chǎng)強(qiáng)度能夠大到足 以產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的介電擊穿，并且/或者生成放電或火花，從而導(dǎo)致局部熱損傷并且有可 能導(dǎo)致燒焦碎片。
[0007] 此外，已知電極的幾何結(jié)構(gòu)當(dāng)中的具有高曲率（例如，朝向環(huán)形電極的末端的曲 率)的部分易于電弧放電。具體而言，電極的幾何結(jié)構(gòu)能夠影響電極周圍的局部電場(chǎng)強(qiáng)度的 空間分布。因而，一些已知電極被設(shè)計(jì)為通過使邊緣圓化而將電極表面曲率降至最低。但 是，這樣的調(diào)整電極幾何結(jié)構(gòu)的方案存在實(shí)際的限制，尤其是在希望取得高壓時(shí)。
[0008] 因而，需要改進(jìn)方法和裝置，從而實(shí)現(xiàn)更加安全并且更具選擇性的能量輸送，由此 在目標(biāo)組織位置上產(chǎn)生組織消融，同時(shí)使別處的周圍組織保持相對(duì)完好無變。類似地來講， 需要改進(jìn)的方法和裝置在組織區(qū)域內(nèi)生成大到足以驅(qū)動(dòng)該區(qū)域內(nèi)的不可逆電穿孔的局部 電場(chǎng)，同時(shí)使該組織區(qū)域和周圍組織區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)值保持在安全水平以下。需要避免在治 療電脈沖的輸送過程中產(chǎn)生介電擊穿的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本公開的實(shí)施例包括用于在抑制不希望出現(xiàn)的放電或分解的發(fā)生的同時(shí)在最低 侵入性背景下選擇性地應(yīng)用電穿孔治療的裝置和方法。文中描述的實(shí)施例能夠在保持總體 的組織完整性的同時(shí)，以安全、有效的方式提供受到良好控制的具體的電穿孔。在一些實(shí)施 例中，一種設(shè)備包括具有第一電極部分和第二電極部分的電極。第一電極部分和第二電極 部分共同形成在向所述電極施加電壓時(shí)由其生成電場(chǎng)的外表面。所述第一電極部分是由具 有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的。第二電極部分與第一電極部分截然不同，其由第二材料 構(gòu)建而成。第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。
【附圖說明】
[0010] 圖1是說明被設(shè)置為具有周圍組織環(huán)境的環(huán)形圈形式的第一電極和表示第二電極 的表面的示意圖，其中，施加于所述電極之間的電壓降導(dǎo)致電流從第一電極通過組織環(huán)境 流至第二電極。
[0011] 圖2是包含兩種具有不同電導(dǎo)率的截然不同的材料的、具有環(huán)形截面的、根據(jù)實(shí)施 例的電極的示意圖。
[0012] 圖3A是毗連導(dǎo)管桿的根據(jù)實(shí)施例的導(dǎo)管電極的示意圖，其示出了用于局部邊界場(chǎng) 分析的局部幾何結(jié)構(gòu)。
[0013] 圖3B是耦合至導(dǎo)管桿的根據(jù)實(shí)施例的電極的部分的截面圖。
[0014] 圖4是包括設(shè)置在兩個(gè)具有相對(duì)較低的電導(dǎo)率的區(qū)域之間的具有較高電導(dǎo)率的區(qū) 域的根據(jù)實(shí)施例的環(huán)形復(fù)合電極(具有環(huán)狀截面)的透視圖。
[0015] 圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極的透視圖，其中，所述電極具有均勻外表面。
[0016] 圖6示出了包括由電鍍或者淀積在具有第二電導(dǎo)率的第二材料之上的具有第一電 導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建成的截面的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極。
[0017] 圖7是根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極的透視圖，該電極具有設(shè)置在兩個(gè)柔性電極末端部 分之間的中央部分，所述中央部分包括具有圓筒形環(huán)形電極的形式的剛性電極。
[0018] 圖8是根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極的透視圖，該復(fù)合電極具有由設(shè)置在兩個(gè)柔性線圈 末端部分之間的線圈構(gòu)建而成的中央部分，所述末端部分是由不同材料構(gòu)建成的。
[0019] 圖9是包括與第二環(huán)形電導(dǎo)體毗連的第一環(huán)形電導(dǎo)體的根據(jù)實(shí)施例的環(huán)形電極的 圖示。
[0020] 圖10A-C分別示出了根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極的頂視圖、正視圖和右側(cè)視圖。
[0021] 圖11是具有各個(gè)由不同材料構(gòu)成的段的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極的透視圖。
[0022] 圖12示出了根據(jù)實(shí)施例的電極和單一材料電極的邊緣處和側(cè)表面處的峰值電場(chǎng) 值的比較曲線圖。
[0023] 圖13是根據(jù)實(shí)施例的包括一系列電極的柔性醫(yī)療裝置的遠(yuǎn)端部分的透視圖。
[0024]圖14A-C分別是根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極的頂視圖、正視圖和右側(cè)視圖。
[0025] 圖15A和15B分別是根據(jù)實(shí)施例的電極的正視圖和側(cè)視圖。
[0026] 圖16是根據(jù)實(shí)施例的包括電極的醫(yī)療裝置的部分的側(cè)視圖。
[0027] 圖17是根據(jù)實(shí)施例的包括電極的醫(yī)療裝置的部分的側(cè)視圖。
[0028] 圖18是根據(jù)實(shí)施例的包括電極的醫(yī)療裝置的部分的側(cè)視圖。
[0029] 圖19是說明根據(jù)實(shí)施例的用于提供電脈沖治療的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 文中描述了用于輸送電脈沖的裝置。在一些實(shí)施例中，通過利用幾何考慮事項(xiàng)連 同復(fù)合材料和/或多種不同材料將電極配置為生成具有改善的空間均勻性（即，與已知系統(tǒng) 和方法的情況相比降低了平均電場(chǎng)值和峰值電場(chǎng)值之間的差）的電場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，電 極表面包括至少兩種具有不同的電導(dǎo)率值的材料。電極材料表面的具有相對(duì)較小的電導(dǎo)率 的部分還包括具有相對(duì)較大的曲率(例如，邊緣)的區(qū)域，而電極表面的具有相對(duì)較大電導(dǎo) 率的部分包括具有相對(duì)較小(或較低）曲率的區(qū)域。通過按這種方式將幾何曲率和電導(dǎo)率的 影響相結(jié)合，使得具有大且不連續(xù)的電導(dǎo)率變化的區(qū)帶(例如，組織和電極之間），尤其是具 有相對(duì)較大的曲率的區(qū)域內(nèi)的此類區(qū)帶縮到了最小。相應(yīng)地，文中描述的實(shí)施例能夠使峰 值電場(chǎng)強(qiáng)度最小化，在電導(dǎo)率經(jīng)歷大的轉(zhuǎn)變的區(qū)域內(nèi)和/或在電極表面不連續(xù)和/或具有高 曲率的區(qū)域內(nèi)峰值電場(chǎng)強(qiáng)度可能往往更高。
[0031] 在一些實(shí)施例中，一種設(shè)備包括用于有選擇地快速施加 DC電壓以生成電穿孔的導(dǎo) 管裝置。所述導(dǎo)管裝置具有一組用于消融或電壓脈沖輸送的復(fù)合(或多材料)電極。例如，電 壓脈沖可以具有處于幾十到幾百微秒的范圍內(nèi)的脈沖寬度。在一些實(shí)施例中，可能有很多 這樣的通過所述電極施加的電壓脈沖，其中，脈沖之間的間隔（出于說明的目的）可以處于 幾十到幾百微秒的范圍內(nèi)。所述復(fù)合和/或多材料電極可以是由一定范圍內(nèi)的材料構(gòu)建的， 所述電極可以具有文中公開的任何適當(dāng)幾何結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，其將使得峰值電場(chǎng)強(qiáng)度降低并且 使發(fā)生閃光電弧的可能性降至最低。
[0032] 在一些實(shí)施例中，一種設(shè)備包括具有第一電極部分和第二電極部分的電極。所述 第一電極部分和第二電極部分共同形成了一個(gè)外表面，在向所述電極施加電壓時(shí)，能夠從 所述外表面產(chǎn)生電場(chǎng)。第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的。第二電極部 分與第一電極部分截然不同，其由第二材料構(gòu)建而成。第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的 第二電導(dǎo)率。
[0033] 在一些實(shí)施例中，一種設(shè)備包括配置為耦合至導(dǎo)管桿的環(huán)形電極。環(huán)形電極包括 第一電極部分和第二電極部分，它們共同形成了圓柱形外表面，在向所述電極施加電壓時(shí)， 將從所述外表面生成電場(chǎng)。第二電極部分形成了被配置為耦合至導(dǎo)管桿的端面的至少一部 分。第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的，第二電極部分是由第二材料構(gòu) 建的。第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。
[0034] 在一些實(shí)施例中，一種設(shè)備包括被配置為耦合至導(dǎo)管桿的電極。所述電極包括第 一電極部分和第二電極部分，在向所述電極施加電場(chǎng)時(shí)，將從所述第一和第二電極部分產(chǎn) 生電場(chǎng)。至少所述第一電極部分和第二電極部分共同形成了外表面。第一電極部分和第二 電極部分的至少其中之一包括柔性線圈。第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu) 建的。第二電極部分是由具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建的。
[0035] 在一些實(shí)施例中，一種設(shè)備包括具有第一電極部分和第二電極部分的電極。第一 電極部分具有第一表面，第二電極部分具有第二表面。第一表面相對(duì)于第二表面凹入。所述 第一表面和第二表面共同形成了一個(gè)外表面，在向所述電極施加電壓時(shí)，能夠從所述外表 面產(chǎn)生電場(chǎng)。第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的。第二電極部分是由具 有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建的。
[0036] 在一些實(shí)施例中，一種設(shè)備包括被配置為耦合至醫(yī)療裝置的電極。所述電極包括 第一電極部分和第二電極部分。所述第一電極部分和第二電極部分共同形成了一個(gè)外表 面，在向電極施加電壓時(shí)，能夠從所述外表面產(chǎn)生電場(chǎng)。所述第一電極部分具有沿所述醫(yī)療 裝置的縱軸變化的外徑。所述第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的。第二 電極部分沿定義所述外徑的表面耦合至第一電極部分。第二電極部分是由具有不同于第一 電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建的。
[0037] 在一些實(shí)施例中，一種方法包括將導(dǎo)管插入到身體內(nèi)，從而將電極的外表面設(shè)置 為抵靠在目標(biāo)組織上。所述電極包括第一電極部分和第二電極部分。所述第一電極部分和 第二電極部分共同形成了所述外表面。所述第二電極部分包括所述外表面的邊緣部分。通 過電引線向所述第一電極部分和第二電極部分施加電壓，從而從所述外表面生成電場(chǎng)。將 所述第一電極部分和第二電極部分配置為使得所述外表面的中央部分的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度與 所述外表面的邊緣部分的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度之比小魚1.8左右。
[0038] 如說明書和權(quán)利要求所用的那樣，單數(shù)形式"一"和"該"包括多個(gè)指示物，除非語 境明確做出其他說明。因而，例如，詞語"構(gòu)建"意指單個(gè)構(gòu)件或者構(gòu)件組合，"材料"意指一 種或多種材料或其組合。此外，單數(shù)不定冠詞可以與短語"一個(gè)或多個(gè)"交換使用。
[0039] 文中采用的詞語"近端"和"遠(yuǎn)端"分別指接近和遠(yuǎn)離醫(yī)療裝置的操作者的方向。因 而，例如，導(dǎo)管或輸送裝置的與患者身體接觸的末端將是藥物輸送裝置的遠(yuǎn)端，而與所述遠(yuǎn) 端相反的末端(即，用戶操作的一端)將是所述導(dǎo)管或輸送裝置的近端。
[0040] 如文中所使用的，詞語"大約"和/或"大概"在與數(shù)值和/或范圍連用時(shí)一般是指接 近所陳述的數(shù)值和/或范圍的那些數(shù)值和/或范圍。例如，在一些情況下，"大約40[單位]"可 以指處于40的±25%內(nèi)（例如，從30到50)。在一些情況下，詞語"大約"和"大概"可以指處于 所列舉的值的± 10%內(nèi)。在一些情況下，詞語"大約"和"大概"可以指處于處于9%、±8%、 ±7%、±6%、±5%、±4%、±3%、±2%、±1 %、不到± 1%以內(nèi)，或者這些數(shù)值以內(nèi)或低 于這些數(shù)值的任何其他值或數(shù)值范圍。詞語"大約"和"大概"可互換使用。
[0041] 按照類似的方式，詞語"基本上"在于(例如)幾何關(guān)系、數(shù)量和/或范圍結(jié)合使用時(shí) 意在傳達(dá)如此定義的幾何關(guān)系（或者通過其描述的結(jié)構(gòu)）、數(shù)量和/或范圍名義上具有所陳 述的幾何關(guān)系、數(shù)量和/或范圍。例如，在文中將兩個(gè)結(jié)構(gòu)描述為"基本上平行"意在傳達(dá)盡 管希望獲得平行幾何關(guān)系，但是在"基本上平行"布置當(dāng)中可能出現(xiàn)不平行。這樣的容差可 能是由制作容差、測(cè)量容差和/或其他實(shí)際考慮事項(xiàng)(例如，微小缺陷、如此定義的結(jié)構(gòu)的陳 舊度和/或在系統(tǒng)內(nèi)施加的壓力或力等等）導(dǎo)致的。如上所述，適當(dāng)?shù)娜莶羁梢允?例如)所 陳述的幾何構(gòu)造、數(shù)值和/或范圍的±1%、±2%、±3%、±4%、±5%、±6%、±7%、土 8%、±9%或±10%。此外，盡管受到詞語"基本上"修飾的數(shù)值允許和/或包含所陳述的數(shù) 值的容差，但是其并非意在排除所陳述的確切值。
[0042]盡管為某些量提供了數(shù)值范圍，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些范圍可以包括處于其內(nèi)的所 有子范圍。例如，范圍"從50到80"包括其內(nèi)的所有可能范圍（例如，51-79、52-78、53-77、54_ 76、55-75、70-80等）。此外，既定范圍內(nèi)的所有值都可以是借其包含的范圍的端點(diǎn)（例如，范 圍50-80包括諸如55-80、50-75等的具有端點(diǎn)的范圍）。
[0043] 參考圖1，考慮從具有較高電勢(shì)的電極12流向一般處于遠(yuǎn)端的電勢(shì)較低的表面11 的電流。如圖1所示，電極12具有較高電勢(shì)，表面11是具有較低電勢(shì)的表面(表面11可以是另 一電極、電極補(bǔ)片或者任何其他具有低電勢(shì)的適當(dāng)表面）。電流從電極12通過居間的組織空 間或區(qū)域19流至表面11。出于說明的目的，電極12是環(huán)形的，并且電極12還可以如圖1左側(cè) 的不意性表不所不具有內(nèi)表面15和外表面14。在使用當(dāng)中，向內(nèi)電極表面15施加電壓，從而 使得該表面相對(duì)于地或者較低電勢(shì)表面11具有較高電勢(shì)。這一處于內(nèi)電極表面15上的電壓 生成通過電極12，繼而通過組織區(qū)域19的電流。在電極材料界定的環(huán)形區(qū)域17內(nèi)，電極材料 具有電導(dǎo)率 〇1，并且通過Ei表示該區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)。在剛好處于電極外表面14之外的組織區(qū)域 19內(nèi)，電導(dǎo)率為〇s，電場(chǎng)為E s。作為初始近似，各個(gè)區(qū)域內(nèi)的電流密度為常數(shù)，因而與外表面 14相鄰的電極12內(nèi)的電流密度等于剛好處于所述電極之外的組織區(qū)域內(nèi)的電流 密度（j s = 〇sEs)。因而，剛好處于電極12外面（即，組織區(qū)域19內(nèi)）的電場(chǎng)的幅度是通過下述 方程給出的：
[0044]
[0045]圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的環(huán)形電極20的示意圖。電極20包括兩種不同材料和/或由 該兩種不同材料構(gòu)建而成:左側(cè)(或第一）電極部分21內(nèi)的第一材料(具有電導(dǎo)率〇1)和右側(cè) (或第二）電極部分22內(nèi)的第二材料(具有電導(dǎo)率〇2)。電極截面為環(huán)形斷面，并且第一電極 部分21與第二電極部分22相連，如交接處23的透視截面圖所示。類似地來講，第一電極部分 21和第二電極部分22是截然不同的部分，它們形成了非同質(zhì)電極20。第一電極部分21和第 二電極部分22之間的交接(或耦合)是平滑和/或連續(xù)的。類似而言，第一電極部分21和第二 電極部分22是耦合到一起的，從而使環(huán)形電極20的外徑為常數(shù)，環(huán)形電極20的外表面基本 上是連續(xù)的，并且/或者第一電極部分21和第二電極部分22之間的環(huán)形區(qū)域基本上沒有不 連續(xù)。通過這種方式，在向電極20施加電壓時(shí)，剛好在部分23的左側(cè)以及剛好在部分23的右 側(cè)通過所述環(huán)形截面的總(縱向）電流是近似相等的。因?yàn)?，在交接?3的兩側(cè)的截面面積 是相同的，因而兩側(cè)(就截面而言大致是均勻的）的電流密度也是相等的。因而，第一電極部 分22內(nèi)的電流密度等于第二電極部分23內(nèi)的電流密度(= wEi = j2 = σ2Ε2)。為了解出電場(chǎng) 所做的重新整理得到了：
[0046]
[0047]其中，El和Ε2分別是第一電極部分22和第二電極部分23內(nèi)的電場(chǎng)幅度。因而，多材 料(或復(fù)合)電極能夠基于所采用的不同材料的材料性質(zhì)(例如，傳導(dǎo)率)來生成具有不同幅 度的電場(chǎng)。
[0048]圖3A是根據(jù)實(shí)施例的耦合至和/或毗連由絕緣體構(gòu)建的導(dǎo)管桿31的環(huán)形電極32的 例示。電極32具有以外表面35、端面36以及處于外表面35和端面36之間的邊緣33為邊界的 環(huán)形區(qū)域38。將端面36通過任何適當(dāng)?shù)氖侄务詈现翆?dǎo)管桿31。邊緣33具有圓化輪廓，如圖3a 所示，其相關(guān)曲率半徑具有值r。因而，端面36和/或邊緣33形成了電極32的末端邊界。如圖 所示，邊緣33(具有曲率半徑r) 一直圍繞電極的周界34延伸，并且具有總周界長度L。如圖中 所示，電極32的恰好處于邊緣33之前（或者接近邊緣33)的環(huán)形區(qū)域38內(nèi)的電流和/或電流 密度(如箭頭土所示)從彎曲邊緣33和端面36流出，如箭頭\所示。這一區(qū)域內(nèi)的總電流為電 流密度乘以與電流的流動(dòng)正交的面積。使恰好處于邊緣33之前（即，環(huán)形區(qū)域38內(nèi)）的總電 流與流出邊緣的總電流相等，從而產(chǎn)生下述方程：
[0049] osEs(frL) = 〇iEiAc (3)
[0050] 其中，f是幾何因數(shù)(對(duì)于等于四分之一圓的邊緣而言等于表示恰好處 于電極32內(nèi)的電活動(dòng)和電場(chǎng)幅度，(^和匕表示恰好處于所述邊緣之外的電活動(dòng)和電場(chǎng)幅度， Ac是電極截面的（環(huán)狀)面積?？梢灾貙懛匠?3)，以獲得剛好處于所述邊界以及/或者邊緣 33和電極32的端面36之外的電場(chǎng)Es的下述表達(dá)式：
[0051]
[0052]場(chǎng)E1是剛好處于電極32的區(qū)域38內(nèi)的縱向電場(chǎng)。方程(4)表明電場(chǎng)Es(剛好處于所 述電極外）與所述邊緣的曲率半徑成反比，與邊緣長度(或周界L)成反比，與剛好處于所述 電極內(nèi)的電場(chǎng)Ει以及與內(nèi)部電導(dǎo)率和外部電導(dǎo)率之比#成正比。 %
[0053]從方程(4)顯然可以看出對(duì)于既定內(nèi)部電場(chǎng)Ei而言，在形成電極的邊緣33和/或端 面36的材料是具有相對(duì)較低的電導(dǎo)率值σ:(例如，相對(duì)于電極的其他部分而言）的導(dǎo)體時(shí)， 能夠降低外部電場(chǎng)Es，由此降低比￥但是，對(duì)于既定的施加電壓以及其他保持相同的因素 ☆ 〇 而言，簡單地對(duì)整個(gè)電極應(yīng)用電導(dǎo)率較低的材料將相應(yīng)地提高內(nèi)部電場(chǎng)Ei，從而導(dǎo)致相同 的外部電場(chǎng)Es。因而，在文中描述的一些實(shí)施例中，電極可以包括多個(gè)不同的截面，這些截 面能夠在所述電極邊緣和/或邊界附近得到降低的外部電場(chǎng)E s。
[0054] 例如，圖3B示出了包括由多種不同材料構(gòu)建的電極232的醫(yī)療裝置230的一部分的 截面圖。由于所示出的裝置230是對(duì)稱的，因而所述截面圖僅示出了所述裝置的處于長向軸 Al之上的部分。具體而言，將電極232耦合至桿231，將電極232通過電引線245電耦合至電壓 源(未示出）。電引線245可以是任何適當(dāng)?shù)囊€，例如，包括高介電強(qiáng)度材料(例如，具有適 當(dāng)厚度的聚四氟乙烯）的絕緣引線，從而抵御高電壓脈沖而不會(huì)介電擊穿（例如，高達(dá) 500VDC)。盡管引線245被示為耦合至第一電極部分241(如下所述），但是在其他實(shí)施例中， 可以將引線耦合至電極232的任何部分。
[0055] 桿231可以是任何適當(dāng)?shù)倪m于將電極232放置為接近目標(biāo)組織和/或與目標(biāo)組織接 觸的桿、導(dǎo)管和/或輸送裝置。通過這種方式，如文中所述，可以采用醫(yī)療裝置230輸送電脈 沖治療，以生成用于治療諸如心臟心律不齊的任何狀況的不可逆電穿孔。
[0056]如圖3B所不，電極232是具有第一電極部分241和設(shè)置在電極232的每一末端的一 對(duì)第二電極部分242的環(huán)形電極。換言之，第一電極部分241是設(shè)置在兩個(gè)第二電極部分242 之間的中央部分。第一電極部分241與第二電極部分242不同和/或非同質(zhì)，并且在界面243 處耦合至第二電極部分242。盡管界面243被示為是錐形的，但是在其他實(shí)施例中，第一電極 部分241和第二電極部分242之間的界面基本上與電極232的縱軸La和/或桿231正交。換言 之，盡管界面243處的第一電極部分241的外徑被示為在沿縱軸La的方向內(nèi)變化，但是在其 他實(shí)施例中，界面243處的外徑可以是恒定的和/或可以按照不連續(xù)的方式變化(即，形成界 面243的階躍變化）。
[0057] 第一電極部分241和第二電極部分242共同形成外表面235,在（例如，經(jīng)由引線 245)向電極232施加電壓時(shí)將從外表面235生成電場(chǎng)Es。在圖3B中將電場(chǎng)示為從外表面235 延伸出來的曲線。如圖3B所示，外表面235是連續(xù)的、平滑的和/或定義了電極232的基本上 恒定的外徑。因而，即使第一電極部分241和第二電極部分242是具有獨(dú)立的材料特性的不 同和/或單獨(dú)部分，外表面235也是連續(xù)的，如文中所描述的。不過，在其他實(shí)施例中，第一電 極部分241形成的外表面部分可以從第二電極部分242形成的外表面部分下陷。在又一其他 實(shí)施例中，第二電極部分242形成的外表面部分可以從第一電極部分241形成的外表面部分 下陷。
[0058]第二電極部分242形成了每一端面236的至少一部分，所述第二電極部分的每者被 耦合至桿231。第二電極部分242也包括成圓角的邊緣235。換言之，每一第二電極部分242包 括處于基本上為圓柱形的外表面235和端面236之間的過渡區(qū)域。因而，第二電極部分242定 義了電極232的末端邊界。如上所述，在所述邊界的區(qū)域內(nèi)生成的電場(chǎng)的幅度受到其幾何結(jié) 構(gòu)（g卩，曲率半徑、端面236和外表面235之間的角度等)的影響。因而，在向電極232施加電壓 時(shí)，一般將在邊界或邊緣處出現(xiàn)具有峰值電場(chǎng)強(qiáng)度(在圖3B中被標(biāo)識(shí)為Epeak)的區(qū)域。
[0059]第一電極部分241由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建而成，并且/或者包含所述第 一材料。第二電極部分242由具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建而成，并 且/或者包含所述第二材料。具體而言，第二電導(dǎo)率低于第一電導(dǎo)率。在與具有恒定電導(dǎo)率 的電極將獲得的相應(yīng)電場(chǎng)相比，通過這種方式并且根據(jù)方程(4)，能夠降低與端面236和/或 邊緣235相鄰的區(qū)域內(nèi)的外部電場(chǎng)Epeak的幅度。此外，由于第一電極部分241具有較高電導(dǎo) 率，因而外部電場(chǎng)Epeak的幅度和與圓柱形外表面235相鄰的區(qū)域內(nèi)的外部電場(chǎng)E s的幅度的比 值低于2左右。在其他實(shí)施例中，邊緣235的幾何形狀和/或第一電極部分241和第二電極部 分242之間的熱傳導(dǎo)率之比可以使得Epeak和E s的比值低于大約1.8、1.5或1.25。通過這種方 式，裝置230能夠在目標(biāo)組織位置生成組織消融，同時(shí)使周圍組織相對(duì)保持完好無變。具體 而言，裝置230能夠在組織區(qū)域內(nèi)生成大到足以驅(qū)動(dòng)不可逆的電穿孔的局部電場(chǎng)，同時(shí)使峰 值電場(chǎng)值保持在預(yù)定閾值以下。
[0060] 圖4示出了環(huán)形（具有環(huán)形截面）電極42,包括電導(dǎo)率較高的區(qū)域45以及兩個(gè)電導(dǎo) 率較低的區(qū)域44和46。區(qū)域45構(gòu)建自和/或包括具有電導(dǎo)率σ 2的材料，并且兩側(cè)被區(qū)域44和 46圍堵，區(qū)域44和46構(gòu)建自和/或包括具有電導(dǎo)率〇1的電導(dǎo)率相對(duì)較低的材料（因而 〇1< σ2)。區(qū)域44和46的邊緣具有邊緣曲率半徑r(在圖4中未示出所述邊緣的曲率）和邊緣（周 界）長度L。如圖4中的附圖標(biāo)記47和49所示，區(qū)域44和46具有等同的長度h，而區(qū)域45則具 有通過附圖標(biāo)記48指示的長度1 2(其中，12>ω。通過12表示從區(qū)域45的外表面流出并且流 入到周圍組織當(dāng)中的凈電流，同時(shí)通過I!表示從區(qū)域44和46的每者流出的凈電流。在一些 實(shí)施例中，可以將電極42構(gòu)造為使得電流的主要部分從中央?yún)^(qū)域45流出，而不是從邊緣區(qū) 域44和46流出。作為近似，如果I是從電極42流出的總電流，那么可以通過下述方程表示從 所述外表面的部分不同流出的電流：
[0064] 借助于截面的面積A。和橫向（即，垂直于電極的縱軸）電流密度氣|將h寫為 % =4.1美，在此情況下還能夠運(yùn)用橫向電場(chǎng)％將方程(6)寫為：
[0061]
[0062]
[0063]
[0065]
(7)
[0066] 其中，將電極42構(gòu)造為使得0212))20:]^
[0067]圖4中的區(qū)域44和46中的縱向電場(chǎng)大致與所述橫向電場(chǎng)成比例（刨除涉及幾何結(jié) 構(gòu)的因素），因而將所述縱向電場(chǎng)表示為：
[0068]
(8)
[0069]采用這一結(jié)果，能夠由方程(4)將剛好處于區(qū)域44和46之外的外部電場(chǎng)寫為：
[0070]
(9)
[0071 ]其中，L是邊緣長度或周長，r是邊緣半徑。
[0072] 將上面的針對(duì)圖4所示類型的復(fù)合或"多材料"電極42的結(jié)果與由單一材料(具有 電導(dǎo)率〇2和總長度l tclt)構(gòu)建而成的電極的結(jié)果進(jìn)行比較，就單一材料的情況而言能夠(通 過與上文類似的分析)將接近電極邊緣的外部電場(chǎng)寫為：
[0073]
(10)
[0074] 將方程(9)除以方程（10)將提供接近復(fù)合(或多材料）電極(例如，電極42)和單一 材料(或同質(zhì)）電極的邊緣的電場(chǎng)強(qiáng)度之比：
[0075]
(11) ^ S L2
[0076] 因而，與單一材料電極的相應(yīng)電場(chǎng)相比，通過將復(fù)合電極(例如，電極42或者文中 描述的電極中的任何電極)構(gòu)造為使得〇21 2>>〇山。*，能夠顯著降低復(fù)合電極的外部邊緣 電場(chǎng)。其將使得1還將滿足剛好在方程(7)之后參考該方程提及的不等式。在一些實(shí) 施例中，能夠?qū)⑺鲭姌O（例如，電極4 2或者文中描述的電極中的任何電極）構(gòu)造為使得
E其他實(shí)施例中，能夠?qū)⑺鲭姌O42(或者文中描述的電極中的任何電極)構(gòu)造 為使4
[0077] 圖5示出了具有均勻和/或平滑的側(cè)表面(或外表面）以及總長度1的復(fù)合電極52的 實(shí)施例。電極52具有通過附圖標(biāo)記58指示的具有31/4的長度的中間部分55。中間部分55由 具有電導(dǎo)率 〇2的材料構(gòu)建而成。電極52包括分別通過附圖標(biāo)記57和59指示的每者具有1/8 的長度的末端部分54和56。末端部分54和56由具有電導(dǎo)率〇:的材料構(gòu)建而成。構(gòu)成不同電 i -ry 極部分55和54的材料具有一定電導(dǎo)率比，從而使得比值至少為3。在一些實(shí)施例中，所 述的電導(dǎo)率比至少為3左右，至少為4左右，或者至少為5左右。在一些實(shí)施例中，比-41·至 、麵 ? 少為4左右，至少為5左右，或者至少為6左右。
[0078] 構(gòu)建中間部分55和末端部分54、56(以及文中圖不和描述的任何其他電極部分）的 電極材料可以是任何適當(dāng)?shù)木哂猩锵嗳菪缘牟牧稀＜兇獬鲇谂e例說明的目的，電導(dǎo)率較 高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生物相容材料的例子分別包括銀和鈀 (驚蘭6·5)，、銀和不銹鋼蘭47)、銀和鉬ζ蘭 6·7)、鈾和鈦受蘭3.9)、鉬和不銹鋼受蘭7) 及其任何其他適當(dāng)組合。在其他實(shí)施例中，電極52和文中描述的任何其他電極可以包括鉑 銥合金或者替代鉑的鈦、替代銀的金以及它們的任何其他適當(dāng)?shù)奶鎿Q和/或組合。
[0079] 可以按照任何適當(dāng)?shù)姆绞綄⑽闹袌D示和描述的電極中的任何電極的不同材料連 到一起。例如，圖6示出了具有圓筒形環(huán)形電極61的形式的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極。電極61 包括由電鍍或者淀積在具有第二電導(dǎo)率的第二材料之上的具有第一導(dǎo)電性的第一材料構(gòu) 建成的中央部分65。如圖所示，第二材料形成了中央部分65內(nèi)的薄層或襯底68，其截面積發(fā) 生擴(kuò)展，以形成部分64和66。可以采用其他構(gòu)造方法。例如，在一些實(shí)施例中，電極的構(gòu)建可 以從由第二材料構(gòu)成的長度等于總電極長度的單個(gè)細(xì)環(huán)開始，之后將三個(gè)不同材料的環(huán)附 著到該細(xì)環(huán)的外表面上。所述三個(gè)環(huán)可以分別包括第二材料、第一材料和第二材料?？梢圆?用各種各樣的方法將各"外環(huán)"耦合至襯底(例如，襯底68)，以確保所有界面上的良好點(diǎn)接 觸，例如，所述方法為熔融、退火、電鍍、焊接、壓接或?qū)訅骸Q言之，電極61以及文中描述的 電極中的任何電極的不同電極部分之間的界面可以免除不連續(xù)性和/或絕緣層等。這里描 述的構(gòu)建方法只是出于舉例說明的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)各種其他方法構(gòu)建文中 描述的電極。
[0080] 在一些實(shí)施例中，中央部分65中的第一材料層的厚度可以至少近似等于或者可以 大于中央部分中的由第二材料構(gòu)成的襯底68的厚度。在一些實(shí)施例中，中央部分65的長度 至少是末端部分64和66中的任一個(gè)的長度的二倍。此外，在一些實(shí)施例中，第一材料的電導(dǎo) 率至少是第二材料的電導(dǎo)率的四倍。將電極材料選擇為是生物相容的，并且其可以包括任 何適當(dāng)材料，如文中所描述的。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率 義_獅或白勺麵目浦腿_刪麵麵巴(》6.5)、_稱丙 (5蘭47)、銀和鉬蘭6·7)、鉑和鈦(5蘭3· 9)、鉑和不銹鋼(?蘭7)及其任何適當(dāng)組合。其他 例子包括鉑銥合金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及任何其他適當(dāng)?shù)慕M合及替換的選擇。
[0081] 圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合(或多部分）電極72。電極72包括三個(gè)段74、75和76， 其中中央部分75包括具有圓筒形環(huán)形電極的形式的剛性電極部分，該剛性電極部分由具有 第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建而成（出于清晰的目的，在圖7中未示出所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)）。中央部 分75的側(cè)面受到兩個(gè)末端部分74和76的圍堵，和/或中央部分75設(shè)置在兩個(gè)末端部分74和 76之間，和/或中央部分75受到兩個(gè)末端部分74和76的包圍。末端部分74和76具有能夠發(fā)生 撓曲并且由具有第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建而成的繞組、線圈和/或彈簧的形式。在一些實(shí) 施例中，使每一柔性電極部分74和76的末端78和79圓化。如圖所示，通過局部點(diǎn)焊、激光焊 接或其他適當(dāng)方法將每一柔性電極部分的內(nèi)部末端79附接至剛性電極部分75。在一些實(shí)施 例中，可以對(duì)柔性電極部分74和76的外端78進(jìn)行覆蓋和/或保護(hù)，其方式是將其設(shè)置到通過 圖7中的罩77示意性地表示的聚合物薄壁管內(nèi)，避免其因暴露至導(dǎo)管外部。在一些實(shí)施例 中，中央部分75的軸長至少是末端部分74和76的任一者軸長的兩倍，而第一材料的電導(dǎo)率 至少是第二材料的電導(dǎo)率的四倍。在一些實(shí)施例中，將電極材料選擇為是生物相容的，其可 采用文中描述的材料中的任何材料。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和 電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生物相容材料選擇的例子分別包括銀和鈀= 6_5Κ銀和不銹鋼 (驚三47)、銀和鉬(J蘭6.7)、.鉬和鈦(驚蘭3.9)、鉬和不銹鋼蘭 7)及其任何適當(dāng)組合。其 他例子包括鉑銥合金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及任何其他適當(dāng)?shù)慕M合及替換的選擇。
[0082] 圖8示出了具有完全柔性的電極的形式的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合(或多部分）電極82。 電極82包括三個(gè)段84、85和86,其中，中央部分85是具有能夠撓曲的線圈和/或彈簧的形式 的柔性電極部分。中央部分85由具有第一電導(dǎo)率的第一材料(通過圖8中的較粗的線指示） 構(gòu)建而成。中央部分85的側(cè)面受到兩個(gè)末端部分84和86的圍堵，和/或中央部分85設(shè)置在兩 個(gè)末端部分84和86之間，和/或中央部分85受到兩個(gè)末端部分84和86的包圍。兩個(gè)末端部分 84和86具有能夠撓曲的線圈或彈簧的形式并且由具有第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建而成(第 二材料通過圖8中的較細(xì)的線表示）。在一些實(shí)施例中，使每一柔性電極84和86的末端88圓 化。通過局部點(diǎn)焊、激光焊接或者其他適當(dāng)方法將每一柔性電極的內(nèi)端89平滑和/或連續(xù)地 附接至中央部分電極85的相應(yīng)外端。在一些實(shí)施例中，還可以對(duì)柔性電極的外端88進(jìn)行覆 蓋和/或保護(hù)，避免其暴露至導(dǎo)管外部，其方式是將所述外端設(shè)置到通過圖8中的87示意性 表示的聚合物薄壁管內(nèi)。在一些實(shí)施例中，中央部分電極部分85的軸長至少是末端部分84 和86的任一者的長度的兩倍，而第一材料的電導(dǎo)率至少是第二材料的電導(dǎo)率的四倍。在一 些實(shí)施例中，將電極材料選擇為是生物相容的，其可采用文中描述的任何材料。純粹出于舉 例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生物相容材料選擇的例 子分別包括銀和鈀(3 s 6·5)、銀和不銹鋼3 47)、銀和鉑(^去.6·7)、..鉑和鈦s 3用、 鉑和不銹鋼(3 = 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥合金或替代鉑的鈦、替代銀的金 以及任何其他適當(dāng)?shù)慕M合及替換的選擇。
[0083] 盡管上文將電極230圖示和描述為具有直徑恒定的外表面，但是在其他實(shí)施例中， 電極可以由連到一起的多種材料構(gòu)建而成，從而產(chǎn)生具有凹入部分的表面。例如，圖9是根 據(jù)實(shí)施例的復(fù)合(或多材料)環(huán)形電極90的部分的舉例說明。電極90包括與第二環(huán)形電導(dǎo)體 91毗連和/或耦合的第一環(huán)形電導(dǎo)體92,所述第二環(huán)形電導(dǎo)體91是不同于和/或獨(dú)立于所述 第一電導(dǎo)體的。換言之，第一導(dǎo)體(或電極部分)92與第二導(dǎo)體91不同和/或非同質(zhì)。第一電 極部分92具有相關(guān)曲率半徑的值為r的邊緣93,假定該邊緣具有圖9所示的圓化輪廓。邊緣 93(具有這一曲率半徑)始終圍繞第一電極部分92的周界94延伸并且具有總長度L(周界長 度）。因而，所述端面和/或邊緣93形成了第一電極部分92的末端邊界。如圖9所示，恰好處于 邊緣93的前面(或者接近邊緣93)的電極90的環(huán)形區(qū)域98內(nèi)的電流密度（如箭頭么所示)從 彎曲邊緣93流出，如箭頭j s所示。在一些實(shí)施例中，環(huán)形區(qū)域98相對(duì)于電極半徑r。(外圓柱形 表面的半徑)要細(xì)一些。例如，將環(huán)形區(qū)域98的(徑向）厚度標(biāo)識(shí)為具有厚度L，從而使環(huán)形區(qū) 域98的環(huán)形截面面積約為tL。作為總的（環(huán)形)截面A c的部分，可以將其寫為tAc/ri，，其中^ 為電極內(nèi)徑。大致上，能夠使所述電極的恰好在邊緣93以前（或接近邊緣93)的環(huán)形區(qū)域98 的總電流等于從邊緣93流出的總電流：
[0084] o^E^ifrL) ? σ?Ε1 -/4,. (12) '* ' ri
[0085] 其中，f是幾何因數(shù)(對(duì)于為四分之一圓的邊緣而言等于！ hojPEi表示剛好處于 電極內(nèi)的電導(dǎo)率和電場(chǎng)幅度，〇s和Es表示剛好處于所述邊緣外的電導(dǎo)率和電場(chǎng)幅度。對(duì)于外 部電場(chǎng)幅度，可以重寫方稈（12)，以獲得：
[0086]
(13)
[0087] 比值通常將具有單位量級(jí)(order unity)。如果使截面積Ac大致保持固定，并使 邊緣長度L變化，那么方程(13)表明能夠通過在復(fù)合電極內(nèi)結(jié)合較大的邊緣長度L或邊緣過 渡而降低外部電場(chǎng)Es。
[0088] 因而，在一些實(shí)施例中，電極90和/或第一電極部分92(或者文中描述的其他電極 中的任何電極)可以包括(例如)波狀邊緣、多個(gè)邊緣等等。在一些實(shí)施例中，作為圖9中所示 的具有相對(duì)凹陷或者相對(duì)升高的輪廓的部分的電極部分91和92可以具有不同的電導(dǎo)率。因 而，電極部分91是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的，而電極部分92則是由具有第二電 導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建的。為了進(jìn)一步降低外部電場(chǎng) Es，在一些實(shí)施例中，具有升高的輪廓 (并且具有第二電導(dǎo)率）的電極部分92可以具有比第一電導(dǎo)率小的電導(dǎo)率。換言之，在一些 實(shí)施例中，使相對(duì)更加導(dǎo)電的材料凹入。在一些實(shí)施例中，第一材料的電導(dǎo)率至少是第二材 料的電導(dǎo)率的三倍。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電 極區(qū)域的生物相容材料選擇的例子分別包括銀和鈀銀和不銹鋼(f s 47)、銀和 鉑3 6.7)、鉑和鈦(，s 3·9)、鉑和不銹鋼(g s 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥 合金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及任何其他適當(dāng)?shù)慕M合及替換的選擇
[0089] 盡管將電極90示為環(huán)形電極（即，形成了圓柱形外表面），但是在其他實(shí)施例中，多 材料和/或復(fù)合電極可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤?。例如，圖10A-10C通過三幅視圖示意性地示 出了根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極1 〇〇。例如，1 〇〇具有由兩種材料構(gòu)建成的相對(duì)較薄的平面電極 的形式，所述兩種材料具有存在差異的電導(dǎo)率特性。部分101受到部分103包圍。此外，部分 103形成了電極100的邊緣和/或邊界。部分101的電導(dǎo)率大于部分103的電導(dǎo)率，并且兩種材 料連到一起從而發(fā)生電接觸，如文中所述。部分101從電極的邊緣嵌入和/或凹入，從而沿面 (face)的主表面提供部分103的材料的邊界。部分103主要地在電極局部表面曲率最大的地 方（即，沿所述邊緣)露出。部分101的材料主要地在表面曲率最小的地方（即，所述面處)露 出。如圖所示，部分101和103共享公共的邊界。相對(duì)于具有較低電導(dǎo)率的邊緣部分103而言， 電導(dǎo)率較高的區(qū)域101具有凹陷部分的形式。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極 區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生物相容材料選擇的例子分別包括銀和鈀銀 和不銹鋼47)、銀和鉑3 6·7)、鉑和鈦s 3·9)、鉑和不銹鋼7_)及其任何適當(dāng) 組合。其他例子包括鉑銥合金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及任何其他適當(dāng)?shù)慕M合及替換 的選擇。這--般類型的復(fù)合電極構(gòu)造能夠在非常接近該電極的空間區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)峰值電場(chǎng) 的降低。盡管被示為基本上呈平面的電極，但是在其他實(shí)施例中，電極100可以是柔性的，并 且可以被圍繞圓柱形構(gòu)件包覆和/或耦合至圓柱形構(gòu)件(例如，桿），以形成基本呈圓筒形的 電極。
[0090] 圖11示出了具有由不同材料構(gòu)成的段的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極110。電極110包括 由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建的中央部分113。中央部分113的兩側(cè)分別受到末端部分 112和114圍堵，和/或中央部分113設(shè)置在末端部分112和114之間，末端部分112和114由具 有第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)建而成。在這一實(shí)施例中，中央部分113具有相對(duì)于末端部分 112和114略微升高(具有較大直徑）的輪廓(或外表面）。通過這種方式，電極110可以與（例 如)上文描述的電極90類似。
[0091]對(duì)電極110執(zhí)行計(jì)算模擬，其中，利用在所述電極和處于導(dǎo)電鹽介質(zhì)中的外表面 (未示出）之間施加的電勢(shì)差來計(jì)算電極附近的電場(chǎng)分布。圖11中的陰影是對(duì)結(jié)果的圖形描 繪，其中，被標(biāo)識(shí)為116和117的區(qū)域表示從第一材料向第二材料過渡的部位上的電場(chǎng)強(qiáng)度。 如文中所描述的，在向電極110施加電壓時(shí)，一般在所述邊界處出現(xiàn)具有峰值電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū) 域。因而，通過將圖11所示的多材料電極的模擬結(jié)果與來自單一材料電極的結(jié)果進(jìn)行比較， 能夠分析出所產(chǎn)生的電場(chǎng)的空間變化的差異。
[0092]具體地，圖12示出了比較電極110和單一材料電極的峰值"邊緣"電場(chǎng)強(qiáng)度和峰值 "表面"電場(chǎng)強(qiáng)度的模擬結(jié)果的圖表，其中，所述單一材料電極具有環(huán)形截面，該環(huán)形截面具 有與圖11的復(fù)合電極相同的內(nèi)徑，并且具有與圖11中的末端部分112的相同的外徑（即，具 有相同的幾何構(gòu)造）。如圖所示，電極110的峰值"邊緣"電場(chǎng)強(qiáng)度（即，出現(xiàn)在材料過渡處或 邊緣處的電場(chǎng)強(qiáng)度)處于8500伏/厘米的范圍內(nèi)（參見附圖標(biāo)記125標(biāo)示的條）。復(fù)合電極110 的表面或側(cè)面(例如，中央部分113)處的最大電場(chǎng)強(qiáng)度約為5800伏/厘米(參見附圖標(biāo)記126 標(biāo)示的條）。因而，邊緣處的峰值電場(chǎng)與中央部分113處的峰值電場(chǎng)之比約為1.46。比較起 來，包含第一材料并且具有類似總尺寸的單一材料電極的邊緣處的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度約為 11400伏/厘米(參見附圖標(biāo)記122標(biāo)示的條）。單一材料電極的表面或側(cè)面處的最大電場(chǎng)強(qiáng) 度約為7000伏/厘米(參見附圖標(biāo)記123標(biāo)示的條）。因而，邊緣處的峰值電場(chǎng)與中央部分113 處的峰值電場(chǎng)之比約為1.63。比值越高表明電場(chǎng)強(qiáng)度的空間變異性越大，在某些情況下可 能不希望出現(xiàn)這樣的情況。如圖所示，復(fù)合或多材料電極構(gòu)造(在與單一材料電極相比時(shí)） 使得峰值電場(chǎng)大約降低了25% (從大約11400伏/厘米到8500伏/厘米）。類似地，對(duì)于單一材 料電極而言第一材料的表面或側(cè)面處的最大電場(chǎng)強(qiáng)度約為8500伏/厘米，對(duì)于復(fù)合電極構(gòu) 造而言，所述最大電場(chǎng)強(qiáng)度約為5800伏/厘米。
[0093] 應(yīng)當(dāng)指出，能夠?qū)⑽闹泄_的實(shí)施例中的任何實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)復(fù)合(或多 材料）電極及其變型結(jié)合到任何適當(dāng)?shù)尼t(yī)療裝置上，例如，發(fā)明名稱為"Catheters， Catheter Systems,and Methods for Puncturing Through a Tissue Structure"的國際 專利公開文本N〇.W02014/025394中描述的那些裝置，通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。例 如，圖13是諸如導(dǎo)管的柔性醫(yī)療裝置的遠(yuǎn)端部分132的圖示，其示出了沿所述遠(yuǎn)端部分按照 軸向間隔設(shè)置的復(fù)合電極133、134和135。盡管示出了三個(gè)電極，但是應(yīng)當(dāng)指出，可以在所述 醫(yī)療裝置上利用任何數(shù)量的如文中圖示和描述的各種實(shí)施例中的復(fù)合電極。實(shí)際上，多樣 性的電極可以包括文中公開的實(shí)施例及其變型的不同組合，因而(例如）一些電極可以是剛 性的復(fù)合電極，而其他一些則可以包括柔性復(fù)合電極，等等，但這些方案不構(gòu)成限制。此外， 如文中所公開的，可以在復(fù)合電極構(gòu)造中利用一定范圍的材料。電極引線（未示出）在內(nèi)部 連接至電極133、134和135。利用高介電強(qiáng)度材料(例如，具有適當(dāng)厚度的聚四氟乙烯)使所 述引線適當(dāng)絕緣，使之能夠抵御高電壓脈沖而不發(fā)生介電擊穿。
[0094] 圖14A-C通過三幅視圖示意性地示出了具有相對(duì)較薄的平面電極的形式的復(fù)合電 極實(shí)施例，該電極由兩種具有不同電導(dǎo)率特性的材料構(gòu)建而成，所述兩種材料被分配成多 個(gè)不同的部分。部分142圍繞部分141的一系列"島"，并且部分142的一部分形成了所述電極 的邊緣和/或邊界。所述兩個(gè)部分141和142分別包括具有不同電導(dǎo)率的不同的材料。部分 141(陰影較淺）的電導(dǎo)率大于部分142(陰影較深)的電導(dǎo)率，并且將兩種材料連到一起使之 發(fā)生電接觸。部分141從電極的邊緣嵌入和/或凹入，從而沿面的主表面在部分142的材料處 提供多個(gè)邊界。部分142主要地在電極局部表面曲率最大的地方（即，所述邊緣處)露出。部 分141的材料主要地在表面曲率最小的地方（即，所述正面處)露出。如圖所示，部分141和 142共享多個(gè)公共邊界。相對(duì)于具有較低電導(dǎo)率的邊緣部分142而言，較高電導(dǎo)率區(qū)域141具 有凹入部分的形式。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電 極區(qū)域的生物相容材料選擇的例子分別包括銀和鈀(3 = &S)、銀和不銹鋼(3 S 47)、銀和 鉑(g s 6..7)、鉑和鈦(gs 3.9)、鉑和不銹鋼(f s 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥 合金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及任何其他適當(dāng)?shù)慕M合及替換的選擇。這一一般類型的 復(fù)合電極構(gòu)造包含處于至少兩種不同的材料(分別具有較低電導(dǎo)率和較高電導(dǎo)率)之間的 較大的邊界長度，這種類型的復(fù)合電極構(gòu)造能夠在非常接近所述電極的空間區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)峰 值電場(chǎng)的下降。
[0095] 圖15A和15B分別是具有電極環(huán)（或環(huán)形電極）的形式的復(fù)合電極構(gòu)造的正視圖和 側(cè)視圖，該電極環(huán)包括多個(gè)具有不同的電導(dǎo)率的區(qū)域或部分。部分151形成了在其內(nèi)包含一 組"島"區(qū)域153的電極邊緣和/或邊界。將由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)成的部分151(淺 陰影)與由具有第二電導(dǎo)率的第二材料構(gòu)成的環(huán)狀部分153(深陰影)交替設(shè)置到具有如圖 所示的環(huán)的形式的電極的邊緣處。部分153相對(duì)于部分151略微下陷（即，部分153的環(huán)具有 略小的直徑）。將構(gòu)成部分153的第二材料選擇為具有比構(gòu)成部分151的第一材料高的電導(dǎo) 率。顯然，實(shí)際上這一構(gòu)造在部分151和153之間提供了較大的凈邊界長度或總邊界長度。如 前文所討論的，能夠由此降低接近電極的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而使出現(xiàn)閃光電弧的可能性降至最 低。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生物相 容材料選擇的例子分別包括銀和鈀(3 = 6·5)、銀和不銹鋼G 47)、銀和鉑(? 3 6·7)、鉑和 鈦& 3·9)、鉑和不銹鋼(? S 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥合金或替代鉑的 鈦、替代銀的金以及任何適當(dāng)替換和/或組合的選擇?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的各種 構(gòu)造方法。例如，可以從長度等于總電極長度的由第二材料構(gòu)成的單個(gè)細(xì)環(huán)開始，并采用諸 如熔融、退火、電鍍、焊接、壓接或?qū)訅旱母鞣N方法將若干包含由第二材料、第一材料、第二 材料等等構(gòu)成的交錯(cuò)圖案的環(huán)附接到所述單個(gè)細(xì)環(huán)上，以確保所有界面上都具有良好的電 接觸。這里描述的構(gòu)建方法只是出于舉例說明的目的。在其他實(shí)施例中，可以采用適當(dāng)?shù)臉?gòu) 建文中描述的電極的方法。
[0096] 應(yīng)當(dāng)指出，可以構(gòu)建(例如)具有圖案化表面的形式的各種替代實(shí)施例，其中，將多 個(gè)具有高電導(dǎo)率的區(qū)域以略微凹陷的樣式設(shè)置到復(fù)合電極的曲率較小的部分當(dāng)中，并且使 這些區(qū)域散布于多個(gè)具有低電導(dǎo)率的區(qū)域之間，所述多個(gè)具有低電導(dǎo)率的區(qū)域以相對(duì)升高 的樣式設(shè)置在曲率較大的部分當(dāng)中。這樣的圖案可以包括但不限于條紋、圓點(diǎn)、曲線形狀、 碎片圖案等等，這些圖案可以方便所述構(gòu)建，并且對(duì)于既定應(yīng)用而言可以是最佳的。
[0097] 圖16是具有尖端電極的形式的復(fù)合電極161的圖示。如圖所示，電極161位于導(dǎo)管 或針桿的遠(yuǎn)端頂端。具體而言，導(dǎo)管桿162的遠(yuǎn)端頂端包括尖端電極161，該尖端電極161包 括帽部分163和環(huán)部分164。如文中所述，部分163和164是平滑并且連續(xù)接合的。環(huán)部分164 由具有第一電導(dǎo)率σι的第一材料構(gòu)建而成，而帽部分163則由具有第二電導(dǎo)率σ 2的第二材料 構(gòu)建而成。如圖所示，帽部分163具有直徑沿裝置的縱向發(fā)生變化的截面輪廓。通過這種方 式，帽部分163形成了圓化和/或球端部分。環(huán)部分164是基本上為圓筒形的部分。在一些實(shí) 施例中，環(huán)部分164的半徑至少是其寬度165的二倍。
[0098] 在一些實(shí)施例中，第二材料的電導(dǎo)率至少是第一材料的電導(dǎo)率的四倍。在其他實(shí) 施例中，將電極材料選擇為是生物相容的，并且其可以包括任何適當(dāng)材料，如文中所描述 的。例如，電導(dǎo)率較高的電極部分以及電導(dǎo)率較低的電極部分的生物相容材料選擇分別包 括銀和鈀3 6·5)、銀和不銹鋼(3 3 4_7)、銀和鉑= 6_7)、鉑和鈦三3·9)、鉑和不銹鋼 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥合金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及它們的 任何其他適當(dāng)替換和/或組合的選擇。
[0099] 可以采用諸如熔融、退火、電鍍、焊接、壓接或?qū)訅旱母鞣N方法完成第一材料和第 二材料的平滑接合，以確保所有界面處的良好電接觸。文中描述的構(gòu)建方法只是出于例示 的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)各種其他的構(gòu)建文中描述的電極的適當(dāng)方法。文中描述 的復(fù)合尖端電極可以是能夠在各種臨床應(yīng)用的治療當(dāng)中使用的聚焦消融導(dǎo)管的部分，例 如，所述應(yīng)用可以是提供消融治療，以治療心室性心搏過速(VT)。在這樣的實(shí)施例中，按照 單極樣式采用所述尖端電極(例如，電極161)，并且用于電流返回路徑的地電極可以是位于 患者體表上的表面分塊電極，甚至可以是處于一個(gè)或多個(gè)不同醫(yī)療裝置上的一個(gè)或多個(gè)電 極。
[0100]圖17示出了具有尖端電極的形式的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極171。如圖所示，將電極 171安裝到導(dǎo)管172的遠(yuǎn)端頂端上，該電極包括帽部分173和環(huán)部分174。部分173和174是平 滑、連續(xù)接合的。部分174包括電鍍或淀積在具有第二電導(dǎo)率的第二材料之上的具有第一導(dǎo) 電性的第一材料，所述帽部分173也包括第二材料，其中，所述第二材料形成了從帽173向近 端延伸的薄圓柱層或環(huán)狀襯底部分175。之后，將環(huán)部分174電鍍或者淀積(例如，通過濺射 淀積工藝)到襯底部分175之上。也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的其他構(gòu)建方法。在該圖 中，帽部分具有直徑沿裝置的縱向變化的截面輪廓。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一材料174的層厚 度至少大致等于或者大于由第二材料構(gòu)成的襯底175的厚度。在優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)部分174 的外徑至少是其寬度的二倍，而第二材料的電導(dǎo)率至少是第一材料的電導(dǎo)率的四倍。在優(yōu) 選實(shí)施例中，將所述電極材料選擇為是生物相容的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出各種材 料選擇。純粹出于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生 物相容材料選擇的例子分別包括銀和鈀(|S6_S)、或銀和不銹鋼3 47)、銀和鉑 (? s 6.7)、鉑和鈦(S'3·9)、鉑和不銹鋼(3 S 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥合 金或替代鉑的鈦、替代銀的金以及其他任何適當(dāng)替換和/或組合的選擇。
[0101]圖18是具有尖端電極的形式的根據(jù)實(shí)施例的復(fù)合電極181的圖示。在這一實(shí)施例 中，電極181位于手術(shù)儀器的遠(yuǎn)端頂端上，該手術(shù)儀器可能是手提裝置，其用于采用高壓DC 脈沖或電能進(jìn)行組織消融，由此治療心臟心律不齊。如圖所示，手術(shù)儀器的遠(yuǎn)端部分182包 括圓化尖端電極181，該電極包括帽部分183和環(huán)部分184。手術(shù)儀器的遠(yuǎn)端部分182可以具 有錐度，如圖所示。如文中所述，部分183和184是平滑并且連續(xù)接合的。環(huán)部分184包括具有 第一電導(dǎo)率 〇1的第一材料，而部分183則包括具有第二電導(dǎo)率〇2的第二材料。在該圖中，帽部 分具有直徑沿裝置的縱向變化的截面輪廓。在優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)部分184的半徑至少是其寬 度185的二倍，而第二材料的電導(dǎo)率至少是第一材料的電導(dǎo)率的四倍。在優(yōu)選實(shí)施例中，將 所述電極材料選擇為是生物相容的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出各種材料選擇。純粹出 于舉例說明的目的，電導(dǎo)率較高的電極區(qū)域和電導(dǎo)率較低的電極區(qū)域的生物相容材料選擇 的例子分別包括銀和鈀(g s 6·5)、或銀和不銹鋼(g s 47)、銀和鉑= 6·7)、鉑和鈦 (|H9)、鉑和不銹鋼(| s 7)及其任何適當(dāng)組合。其他例子包括鉑銥合金或替代鉑的鈦、 替代銀的金以及其他適當(dāng)替換和/或組合的選擇?？梢圆捎弥T如熔融、退火、電鍍、焊接、壓 接或?qū)訅旱母鞣N方法完成第一材料和第二材料的平滑接合，以確保所有界面處的良好電接 觸。文中描述的構(gòu)建方法只是出于例示的目的。在其他實(shí)施例中，可以采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)建所述 電極的方法。文中描述的復(fù)合尖端電極可以構(gòu)成能夠在各種臨床應(yīng)用的治療當(dāng)中使用的用 于提供聚焦消融的手術(shù)儀器的部分，例如，所述應(yīng)用可以是提供消融治療，以治療心室性心 搏過速(VT);在這種情況下按照單極樣式采用所述尖端電極，并且用于電流返回路徑的地 電極可以是置于患者體表上的表面分塊電極，甚至可以是處于一個(gè)或多個(gè)不同醫(yī)療裝置上 的一個(gè)或多個(gè)電極。
[0102] 圖19是說明根據(jù)實(shí)施例的使用醫(yī)療裝置的方法200的流程圖。如圖所示，方法200 包括在201中將導(dǎo)管插入到身體內(nèi)，從而將電極的外表面設(shè)置為抵靠目標(biāo)組織。所述電極包 括第一電極部分和第二電極部分。第一電極部分和第二電極部分共同形成了外表面。所述 第二電極部分包括所述外表面的邊緣部分。所述電極可以是如圖所示并且如文中所述的電 極中的任何電極。
[0103] 在202中，經(jīng)由電引線向第一電極部分和第二電極部分施加電壓，從而從所述外表 面生成電場(chǎng)。將第一電極部分和第二電極部分配置為使外表面中央部分處的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度 與外表面邊緣部分處的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度之比低于1.8左右。在其他實(shí)施例中，外表面的中央部 分的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度與外表面的邊緣部分的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度之比低于1.7左右。在其他實(shí)施例 中，外表面的中央部分處的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度與外表面的邊緣部分出的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度之比低于 1.5左右。
[0104] 在一些實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)指出，能夠使用文中描述的電極中的任何電極與任何適當(dāng) 的過程結(jié)合使用，以提供電脈沖治療，從而生成不可逆電穿孔，例如，所述過程可以是發(fā)明 名稱為"Catheters，Catheter Systems,and Methods for Puncturing Through a Tissue Structure"的國際專利公開文本No.WO 2014/025394中描述的那些過程，通過引用將該文 獻(xiàn)全文并入本文。在這樣的方法和系統(tǒng)中，可以向耦合至導(dǎo)管的一個(gè)或多個(gè)電極施加用于 電穿孔的DC電壓。在一些實(shí)施例中，同時(shí)激活導(dǎo)管的所有電極組，而在其他實(shí)施例中則可以 針對(duì)電壓脈沖應(yīng)用順次激活電極組?？梢酝ㄟ^足以引起不可逆電穿孔的簡短脈沖向電極施 加 DC電壓。施加至電極的DC電壓可以處于0.5kV到10kV的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處于lkV到4kV的 范圍內(nèi)，從而在將要消融的組織內(nèi)有效地獲得適當(dāng)?shù)拈撝惦妶?chǎng)。所述DC電壓脈沖導(dǎo)致了在 對(duì)應(yīng)激活電極組中的陽極電極和陰極電極之間流動(dòng)的電流，其中，所述電流從陽極流經(jīng)居 間組織并通過陰極電極返回。
[0105] 每個(gè)不可逆電穿孔矩形電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間可以處于大約1納秒到大約10毫秒的 范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中，所述范圍可以處于10微秒到大約1毫秒之間，和/或處于從大約50 微秒到大約300微秒的范圍內(nèi)。脈沖串的相繼脈沖之間的時(shí)間間隔可以處于大約10微秒到 大約1毫秒的范圍內(nèi)，處于大約50微秒到大約300微妙的范圍內(nèi)，或者處于任何其他適當(dāng)范 圍內(nèi)。在單個(gè)脈沖串中施加的脈沖的個(gè)數(shù)(其中，各個(gè)脈沖之間的延遲處于剛剛提及的范圍 內(nèi)）可以處于大約1到大約100的范圍內(nèi)，在一些實(shí)施例中，處于1到10的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施 例中，可以通過用戶控制的開關(guān)或按鈕來驅(qū)動(dòng)脈沖串，在一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)或按鈕優(yōu) 選安裝在手提操縱桿式裝置上，在備選實(shí)施例中，所述開關(guān)或按鈕可以具有計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或 其他接口或腳踏開關(guān)的形式。實(shí)際上，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤└鞣N各樣的此類觸發(fā)方案， 只要方便具體應(yīng)用并且不背離文中描述的實(shí)施例的范圍即可。在一種操作模式中，可以在 每次按下這樣的控制按鈕時(shí)生成脈沖串，在備選操作模式中，可以重復(fù)生成脈沖串，只要用 戶施用(engage)用戶控制開關(guān)或按鈕即可。
[0106] 文中描述的實(shí)施例和裝置可以由一種或多種生物相容材料形成或構(gòu)建而成。適當(dāng) 的生物相容材料的例子包括金屬、玻璃、陶瓷或聚合物。適當(dāng)金屬的例子包括不銹鋼、金、 鈦、鉑、銀、鈀、銅、鎳和/或其合金。聚合物材料可以是可生物降解的或者不可生物降解的。 適當(dāng)可生物降解的聚合物的例子包括聚交酯、聚甘醇酸、乳酸羥基乙酸(PLGA)、聚酐、聚原 酸酯、聚醚酯、聚已酸丙酯、聚酰胺酯、聚丁酸、聚戊酸、聚氨酯和/或它們的混合物及共聚 物。不可生物降解的聚合物的例子包括尼龍、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、乙烯醋酸乙烯酯 的聚合物以及其他酰基置換醋酸纖維素、不可降解聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、 聚（乙烯基咪唑）、氯磺酸聚烯烴、聚環(huán)氧乙烷和/或它們的混合物和共聚物。
[0107] 文中描述的任何第一電極部分或第二電極部分均可由任何具有適當(dāng)范圍的電導(dǎo) 率的適當(dāng)材料構(gòu)建而成。例如，文中描述的任何電極部分均可由銀、鈀、不銹鋼、鈦、鉑、鎳以 及它們的任何合金構(gòu)建而成。
[0108] 可以采用任何適當(dāng)過程構(gòu)建文中描述的電極。在一些實(shí)施例中，將具有選定電導(dǎo) 率的電極材料以適當(dāng)厚度的層的形式電鍍、涂覆和/或施加到不同襯底材料的上面。在其他 實(shí)施例中，可以采用退火、焊接、熔焊、壓接和/或?qū)訅簩⒏鱾€(gè)電極部分耦接到一起，以確保 所有界面處的良好電接觸。
[0109] 可以將文中描述的實(shí)施例中的任何實(shí)施例與任何適當(dāng)裝置、導(dǎo)管和/或系統(tǒng)結(jié)合 使用。這樣的裝置、導(dǎo)管或系統(tǒng)可以包括發(fā)明名稱為"Catheters，Catheter Systems，and Methods for Puncturing Through a Tissue Structure" 的國際專利公開文本No .WO 2014/025394中描述的任何裝置、導(dǎo)管或系統(tǒng)，通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。相應(yīng)地，可 以根據(jù)將采用這樣的電極的設(shè)備，針對(duì)各種過程和/或用途改變本發(fā)明的電極設(shè)計(jì)。
[0110]盡管將各種實(shí)施例描述為具有特定的特征和/或部件組合，但是其他具有來自上 文討論的任何實(shí)施例的任何特征和/或部件的組合的實(shí)施例也是可能的。盡管上文描述的 方法和/或示意圖指示某些事件和/或流程模式是按照某一順序發(fā)生的，但是可以修改某些 事件和/或流程模式的順序。此外，可以在可能的情況下按照并行處理同時(shí)執(zhí)行某些事件， 也可以順次執(zhí)行某些事件。盡管已經(jīng)對(duì)所述實(shí)施例給出了具體圖示和描述，但是應(yīng)當(dāng)理解， 可以做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
[0111] 例如，盡管將上文描述的電極圖示和描述為用于生成不可逆電穿孔，但是在其他 實(shí)施例中，可以將文中描述的電極和裝置與任何適當(dāng)?shù)倪^程結(jié)合使用。
[0112] 盡管文中將所述電極描述為具有具體形狀(例如，如圖3A和3B所示的環(huán)形電極或 者如圖10A-10C所示的基本為平面的電極），但是在其他實(shí)施例中，文中圖示和描述的電極 中的任何電極都可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤詈?或尺寸。
[0113] 盡管將各種實(shí)施例描述為具有特定的特征和/或部件組合，但是其他具有來自上 文討論的任何實(shí)施例的任何特征和/或部件的組合的實(shí)施例也是可能的。
[0114]例如，可以在文中圖示和描述的電極中的任何電極當(dāng)中使用聯(lián)系電極230(圖3B) 圖示和描述的電引線和連接。作為另一個(gè)例子，可以在文中圖示和描述的電極中的任何電 極當(dāng)中采用聯(lián)系電極52(圖5)圖示和描述的幾何比例。作為另一個(gè)例子，可以在文中圖示和 描述的電極中的任何電極當(dāng)中采用聯(lián)系電極230(圖3B)圖示和描述的電極部分之間的錐形 接頭。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種設(shè)備，包括： 包括第一電極部分和第二電極部分的電極，第一電極部分和第二電極部分共同形成了 外表面，在向所述電極施加電壓時(shí)由所述外表面生成電場(chǎng)， 第一電極部分由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建而成，第二電極部分不同于第一電極 部分并且由第二材料構(gòu)建而成，第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中： 所述電極是環(huán)形電極;并且 所述外表面是具有恒定外徑的圓柱面。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第二電極部分包括所述外表面的邊緣。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第二電極部分包圍第一電極部分，并且形成了所 述外表面的邊界。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中： 所述電極是被配置為耦合至導(dǎo)管桿的環(huán)形電極； 所述外表面是環(huán)形電極的圓柱面;并且 第二電極部分形成了環(huán)形電極的端面的至少部分，所述端面被配置為耦合至導(dǎo)管桿。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中： 所述電極是環(huán)形電極； 所述外表面是環(huán)形電極的圓柱面，所述圓柱面具有沿中心線的總長度，所述圓柱面是 圍繞所述中心線界定的;并且 第一電極部分形成了所述外表面的部分，該部分具有至少為所述總長度的0.75倍的長 度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中： 所述電極是環(huán)形電極； 所述外表面是所述環(huán)形電極的圓柱面； 第二電極部分形成了環(huán)形電極的第一端面的至少部分;并且 所述電極包括第三電極部分，所述第三電極部分形成了所述圓柱面的部分以及環(huán)形電 極的第二端面的至少部分。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第一電導(dǎo)率和第二電導(dǎo)率之比至少為四。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第一材料是鉑或銀中的任何一個(gè)，第二材料為不 銹鋼。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括： 耦合至所述電極的電引線，從而在通過所述電引線向所述電極施加電壓時(shí)，電流在第 一電極部分和第二電極部分的每個(gè)當(dāng)中流動(dòng)以生成電場(chǎng)。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中： 所述外表面的第一部分是由所述電極的第一部分形成的;并且 所述外表面的第二部分是由所述電極的第二部分形成的，所述外表面的第一部分從所 述外表面的第二部分下陷。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第一電極部分或第二電極部分的至少一個(gè)包括 柔性線圈。13. -種設(shè)備，包括： 被配置為耦合至導(dǎo)管桿的環(huán)形電極，所述環(huán)形電極包括第一電極部分和第二電極部 分，第一電極部分和第二電極部分共同形成了圓柱形外表面，在向所述電極施加電壓時(shí)，將 從所述圓柱形外表面生成電場(chǎng)，第二電極部分形成了被配置為耦合至導(dǎo)管桿的端面的至少 部分， 第一電極部分由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建而成，第二電極部分由第二材料構(gòu)建 而成，第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，第二電極部分形成了所述端面和所述圓柱形外 表面之間的過渡表面。15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中： 所述圓柱形外表面具有沿中心線的總長度，所述圓柱形表面是圍繞所述中心線界定 的;并且 第一電極部分形成了所述外表面的部分，該部分具有至少為所述總長度的0.75倍的長 度。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，第一電極部分形成了長度不少于所述總長度的 圓柱形內(nèi)表面。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中， 所述端面是環(huán)形電極的第一端面;并且 所述電極包括第三電極部分，所述第三電極部分形成了所述圓柱外表面的部分以及所 述環(huán)形電極的第二端面的至少部分。18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，第一電導(dǎo)率和第二電導(dǎo)率之比至少為四。19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，還包括： 耦合至所述環(huán)形電極的電引線，從而在通過所述電引線向所述電極施加電壓時(shí)，電流 在第一電極部分和第二電極部分的每個(gè)當(dāng)中流動(dòng)以生成電場(chǎng)。20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，第一電極部分或第二電極部分的至少一個(gè)包括 柔性線圈。21. -種設(shè)備，包括： 被配置為耦合至導(dǎo)管桿的電極，所述電極包括第一電極部分和第二電極部分，在向所 述電極施加電壓時(shí)，將從所述第一電極部分和第二電極部分生成電場(chǎng)，至少所述第一電極 部分和第二電極部分共同形成了外表面，所述第一電極部分或第二電極部分的至少一個(gè)包 括柔性線圈， 所述第一電極部分由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建而成，第二電極部分由第二材料 構(gòu)建而成，所述第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中 所述電極是環(huán)形電極;并且 所述外表面是具有恒定外徑的圓柱面。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第二電極部分包括所述外表面的邊緣。24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中： 所述電極包括由第二材料構(gòu)建而成的第三電極部分，第一電極部分、第二電極部分和 第三電極部分共同形成了所述外表面，第一電極部分設(shè)置在第二電極部分和第三電極部分 之間，從而使第二電極部分界定所述外表面的第一邊緣，且使第三電極部分界定所述外表 面的第二邊緣。25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，第一電導(dǎo)率和第二電導(dǎo)率之比至少為四。26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述外表面具有沿電極的縱軸的總長度;并且 第一電極部分形成了所述外表面的部分，該部分具有至少為所述總長度的0.75倍的長 度。27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括： 耦合至所述電極的電引線，從而在通過所述電引線向所述電極施加電壓時(shí)，電流在第 一電極部分和第二電極部分的每個(gè)當(dāng)中流動(dòng)以生成電場(chǎng)。28. -種設(shè)備，包括： 包括第一電極部分和第二電極部分的電極，第一電極部分具有第一表面，第二電極部 分具有第二表面，第一表面從第二表面下陷，第一表面和第二表面共同形成了外表面，在向 所述電極施加電壓時(shí)由所述外表面生成電場(chǎng)， 第一電極部分由具有第一電導(dǎo)率的第一材料構(gòu)建而成，第二電極部分由第二材料構(gòu)建 而成，第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，第一電導(dǎo)率和第二電導(dǎo)率之比至少為三。30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括： 耦合至所述電極的電引線，從而在通過所述電引線向所述電極施加電壓時(shí)，電流在第 一電極部分和第二電極部分的每個(gè)當(dāng)中流動(dòng)以生成電場(chǎng)，所述電引線具有絕緣層，所述絕 緣層的厚度和介電強(qiáng)度能夠承受住至少500伏的電壓。31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，第二電極部分包括所述外表面的邊緣。32. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中： 所述電極是被配置為耦合至導(dǎo)管桿的環(huán)形電極； 所述外表面是所述環(huán)形電極的圓柱面;并且 第二電極部分形成環(huán)形電極的端面的至少部分，所述端面被配置為耦合至所述導(dǎo)管 桿。33. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，第一材料是鉑或銀中的任何一個(gè)，第二材料為 不銹鋼。34. -種設(shè)備，包括： 被配置為耦合至醫(yī)療裝置的電極，所述電極包括第一電極部分和第二電極部分，第一 電極部分和第二電極部分共同形成了外表面，在向所述電極施加電壓時(shí)將由所述外表面生 成電場(chǎng)， 第一電極部分具有沿醫(yī)療裝置的縱軸變化的外徑，第一電極部分由具有第一電導(dǎo)率的 第一材料構(gòu)建而成，第二電極部分沿界定所述外徑的表面耦合至第一電極部分，第二電極 部分由第二材料構(gòu)建而成，第二材料具有不同于第一電導(dǎo)率的第二電導(dǎo)率。35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，還包括： 耦合至所述電極的電引線，從而在通過所述電引線向所述電極施加電壓時(shí)，電流在第 一電極部分和第二電極部分的每個(gè)當(dāng)中流動(dòng)以生成電場(chǎng)。36. 一種方法，包括： 將導(dǎo)管插入到體內(nèi)，從而將電極的外表面設(shè)置為抵靠目標(biāo)組織，所述電極包括第一電 極部分和第二電極部分，所述第一電極部分和第二電極部分共同形成了所述外表面，第二 電極部分包括所述外表面的邊緣部分；以及 經(jīng)由電引線向第一電極部分和第二電極部分施加電壓，從而從所述外表面生成電場(chǎng)， 所述第一電極部分和第二電極部分被配置為使外表面的中央部分處的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度與外 表面的邊緣部分處的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度之比小于約1.8。37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，第一電極部分是由具有第一電導(dǎo)率的第一材料 構(gòu)建而成的，第二電極部分是由第二材料構(gòu)建而成的，第二材料具有小于第一電導(dǎo)率的第 二電導(dǎo)率。38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，第一電導(dǎo)率和第二電導(dǎo)率之比至少為三。
【文檔編號(hào)】A61N1/04GK105939686SQ201580006848
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日
【發(fā)明人】S·R·邁克爾森, R·維斯瓦納薩安, G·朗
【申請(qǐng)人】衣阿華方法股份有限公司