(57)【要約】パルス発生器からの高電圧に適合する携帯用の治療用電極およびコネクタが開示されている。電極は、高電圧パルスを患者に安全に与えるように構成された治療用端子を先端に含む。電極は、スリーブ、ボス、配線チャネル、および（非導電性表面を横切る）最小隙間間隔および導電性コネクタ自体またはコネクタとユーザとの間の空間距離を最大にし、それによって危険なアーク放電を防止する他の特徴を含む。内面と継ぎ目が考慮される。コネクタとその嵌合出口は、隙間間隔を最大にするために同様の特徴を含むことができる。スカート、スカート孔、および指止めもまた使用され、そしてそれらはコネクタもしくはコンセント、または電極の先端部もしくは把手のいずれかにあり得る。【選択図】図４２Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部であって、
絶縁性先端ハウジングと、
前記先端絶縁性ハウジングによって支持された複数の治療用端子と、
前記治療用端子と接続された接続端子とを含む前記先端部と、
把手であって、
絶縁性把手ハウジングと、
前記先端部の前記接続端子と嵌合するように構成されており、入力ケーブルに接続される電気コネクタとを含む前記把手と、
スリーブ付き受け口と、
内部に配線チャネルを有し、前記スリーブ付き受け口と嵌合する絶縁性部分とを含み、
前記スリーブ付き受け口および前記絶縁性部分のうちの一方は前記先端部内にあり、前記スリーブ付き受け口および前記絶縁性部分のうちの他方は前記把手内にあり、前記先端部および前記把手は互いに嵌合し、
前記絶縁性部分および前記スリーブ付き受け口の一方または両方が、前記先端部の前記接続端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔が、前記スリーブ付き受け口、前記絶縁性部分、または前記配線チャネルの内面間の距離を含む高電圧治療用電極装置。
【請求項２】
前記最小隙間間隔は、印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記接続端子間の前記最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上である、請求項１〜２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記治療用端子と前記把手上のハンドグリップ部分との間に第２の最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記第２の最小隙間間隔は０．８５センチメートル以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記治療用端子と前記把手上の前記ハンドグリップ部分との間に前記第２の最小隙間間隔を提供するように構成された絶縁性安全構造を更に含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、および指止めからなる群から選択される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記絶縁性安全構造はさらに、前記接続端子と前記把手上のハンドグリップ部分との間に第３の最小隙間間隔を提供するように構成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記第３の最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、および指止めからなる群から選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記治療用端子の長さが調節可能である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記絶縁性先端ハウジングは、前記治療用端子の露出長を調節するために前記治療用端子に対して移動可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記治療用端子間の空間距離が調節可能である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記治療用端子が回転するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
パルス数をカウントして記憶するように構成された回路を更に含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
先端部であって、
絶縁性先端ハウジングと、
前記先端絶縁性ハウジングによって支持された複数の治療用端子と、
前記治療用端子と接続された接続端子とを含む前記先端部と、
把手であって、
絶縁性把手ハウジングと、
前記先端部の前記接続端子と嵌合するように構成されており、入力ケーブルに接続される電気コネクタとを含む前記把手と、
スリーブ付き受け口と、
内部に配線チャネルを有し、前記スリーブ付き受け口と嵌合する絶縁性部分とを含み、
前記スリーブ付き受け口および前記絶縁性部分のうちの一方は前記先端部内にあり、前記スリーブ付き受け口および前記絶縁性部分のうちの他方は前記把手内にあり、前記先端部および前記把手は互いに嵌合し、
前記絶縁性部分および前記スリーブ付き受け口の一方または両方が、前記接続端子の１つと前記把手上のハンドグリップ部分との間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔が、前記スリーブ付き受け口、前記絶縁性部分、または前記配線チャネルの内面間の距離を含む高電圧治療用電極装置。
【請求項１６】
前記最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記治療用端子と前記把手上の前記ハンドグリップ部分との間に最小隙間間隔を提供するように構成された絶縁性安全構造を更に含む、請求項１５〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、および指止めからなる群から選択される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
電気端子を有するコンセントと、
前記コンセントと嵌合するように構成されており、電気端子を有するコネクタと、
少なくとも２つの絶縁性部分とを含み、
前記少なくとも２つの絶縁性部分が前記コンセントまたは前記コネクタ上にあり、前記コネクタの前記コンセントの他方が前記少なくとも２つの絶縁性部分が嵌合する穴を含み、
前記少なくとも２つの絶縁性部分の一方または両方は、前記コンセントの前記電気端子間または前記コネクタの前記電気端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔は、絶縁性部分または穴の表面にわたる距離を含む、高電圧コネクタ装置。
【請求項２０】
前記最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上である、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
スカートと、
前記スカートと嵌合するように構成されたスカート孔とを更に含み、
前記スカートは前記コンセントまたは前記コネクタ上にあり、前記スカート孔は前記コンセントまたは前記コネクタのもう一方にあり、前記スカートは、前記コンセントの前記電気端子間または前記コネクタの前記電気端子間の前記最小隙間間隔を提供する、請求項１９〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
複数のスカートと嵌合するスカート孔とを更に含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記スカートは少なくとも２つの絶縁性ボスまたは穴を取り囲む、請求項２１〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記スカートは、単一の絶縁性ボスまたは単一の穴を取り囲む、請求項２１〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記コネクタを通るパルス数をカウントして記憶するように構成された回路を更に含む、請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記最小隙間間隔は、前記電気端子に印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
高電圧ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療用電極のための先端部装置であって、
先端部用の絶縁性ハウジングであって、前記絶縁性ハウジングが、
スリーブ付き受け口と、
前記絶縁性ハウジング内で互いにシールされた少なくとも２つの先端部配線チャネルと、
前記スリーブ付き受け口の底部から前記スリーブ付き受け口の開口部に向かって突出する少なくとも２つの絶縁性部分であって、各絶縁性部分の内側が前記先端部配線チャネルのうちの１つの部分を形成する前記絶縁性部分とを含む前記絶縁性ハウジングと、
一対の高電圧入力端子であって、各端子がそれぞれの前記絶縁性部分の１つの上に配置された前記高電圧入力端子と、
前記絶縁性ハウジングから延在する一組の治療用針状電極と、
内部電線であって、各内部電線は、前記先端部配線チャネルのうちの１つに分離され、前記治療用針状電極のうちの少なくとも１つを前記入力端子のうちの１つに接続する前記内部電線とを含む前記装置。
【請求項２８】
前記高電圧入力端子間の最小隙間間隔は、０．８５センチメートル以上であり、前記スリーブ付き受け口の表面、前記少なくとも２つの絶縁性部分のうちの１つ、または前記少なくとも２つの先端部配線チャネルのうちの１つにわたる距離を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
絶縁性端子チャネルと導電性コネクタとをその内部に有する把手を更に含み、各絶縁性端子チャネルは、導電性コネクタが入力パルス端子と嵌合するときにそれぞれの入力パルスチャネルとボスとを摺動可能に取り囲むように構成されている、請求項２７〜２８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
前記治療用針状電極から一定の距離で前記先端部を取り囲むハンド保護装置を更に含む、請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記絶縁性ハウジングから突出するタブおよびラッチノッチを更に含み、前記ラッチノッチが、ラッチフックと弾性的に嵌合するように構成されている、請求項２７〜３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記絶縁性ハウジングから突出し、前記一組の治療用針状電極の中心点と半径方向に整列した少なくとも１つの基準を更に含む、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの基準は、前記一組の治療用針状電極の前記中心点の周りに対称的な一組の基準を含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
高電圧ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療用電極のための先端部装置であって、
先端部用の絶縁性ハウジングであって、前記絶縁性ハウジングが、
スリーブ付き受け口と、
前記絶縁性ハウジング内で互いにシールされた少なくとも２つの先端部配線チャネルと、
前記スリーブ付き受け口の底部から前記スリーブ付き受け口の開口部に向かって突出する少なくとも２つの絶縁性部分であって、各絶縁性部分の内側が前記先端部配線チャネルのうちの１つの部分を形成する前記絶縁性部分とを含む前記絶縁性ハウジングと、
一対の高電圧入力端子であって、各端子がそれぞれの前記絶縁性部分の１つの上に配置された前記高電圧入力端子と、
前記絶縁性ハウジングから延在する一組の治療用針状電極とを含み、
前記絶縁性部分および前記スリーブ付き受け口の一方または両方が、前記高電圧入力端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔が、前記絶縁性部分、または前記配線チャネルの表面にわたる距離を含む前記先端部装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年９月１９日に出願された米国特許出願第１５／２６９，２７３号の一部継続出願（ＣＩＰ）であり、この米国出願に記載された全ての記載内容をあらゆる目的のために参照することにより本明細書に援用するものである。
【０００２】
発明の分野
本出願は、全般に、患者に高電圧電気パルスを印加するための高電圧コネクタおよび高電圧電極に関する。具体的に、コネクタおよび電極は、高電圧パルス発生器から受け取られる高電圧電気パルスを患者に与えるものである。
【背景技術】
【０００３】
腫瘍の外科的切除は、感染症を引き起こし、瘢痕を残すことがある。さらに、腫瘍が多数ある場合には、外科医が全てのがん性腫瘍を特定して個々に切除しなくてはならない。これは患者にとって厄介なことは言うまでもなく、時間と費用がかかるおそれがある。
【０００４】
患者の体内のがん性腫瘍は、検出および治療はもちろんのこと、除去するのが特に難しい場合がある。多くの患者の生活は、自身の体にがんが発見されたことによってひっくり返される。患者の体には、検出されるまでに比較的大きな腫瘍が形成されていることがある。
【０００５】
「ナノ秒パルス電場」は、ｎｓＰＥＦと略記されることがあり、これには、０．１ナノ秒（ｎｓ）〜１０００ナノ秒の間のサブマイクロ秒パルス幅の電場、または当技術分野において別途知られる電場が含まれる。この電場は、サブマイクロ秒パルス電場と呼ばれることもある。多くの場合、ｎｓＰＥＦは、例えば１センチメートル当たり１０キロボルト（ｋＶ／ｃｍ）、２０ｋＶ／ｃｍ、５００ｋＶ／ｃｍまでなどの、高ピーク電圧を有する。ｎｓＰＥＦ技術を用いる生体細胞の処置には、多くの場合、毎秒０．１（Ｈｚ）〜１０，０００Ｈｚの範囲の周波数で多数の周期的パルスが使用される。
【０００６】
ｎｓＰＥＦは、がん性腫瘍にアポトーシスを誘発することが分かっている。ｎｓＰＥＦを用いたこのような腫瘍の選択的治療は、その非熱的性質のために、周囲組織の正常細胞に実質的には影響を及ぼすことなく、腫瘍細胞内でアポトーシスを誘導することができる。
【０００７】
ｎｓＰＥＦを生体細胞に実際に適用した例が、（Ｓｃｈｏｅｎｂａｃｈ  ｅｔ  ａｌ．に対する）米国特許第６，３２６，１７７号に提示され、記載されており、この米国特許は、あらゆる目的のために参照によりその全ての記載内容を本明細書に援用するものである。
【０００８】
腫瘍の治療に対するｎｓＰＥＦの使用法は、比較的新しい分野である。パルス発生器によって発生するｎｓＰＥＦパルスを、最小限の歪みと最大限の有用性および安全性とを伴って患者に与えるための電極が必要とされている。
【発明の概要】
【０００９】
いくつかの発明の態様には、高電圧電極および高電圧コネクタが含まれる。電極は、患者と接触するように構成された第１および第２の端子と、高電圧コネクタを介してパルス発生器に接続されるように構成されたケーブルとを含む。
【００１０】
本開示の１つの発明の態様は、高電圧治療用電極装置を含む。その電極は、少なくとも２つの導電性端子と、以下の最小隙間間隔のうちの１つまたは複数を設けるように構成された安全構造とを備える。ｉ）少なくとも２つの導電性端子の間の最小隙間間隔、ｉｉ）少なくとも２つの導電性端子のそれぞれとユーザとの間の最小隙間間隔、またはｉｉｉ）両方の最小隙間間隔である。
【００１１】
いくつかの実施形態では、電極は、絶縁性先端ハウジングと、先端絶縁性ハウジングによって支持された複数の治療用端子と、治療用端子と接続された接続端子とを含む先端部を含む。本装置はまた、絶縁性把手ハウジングと、先端部の接続端子と嵌合するように構成されており、入力ケーブルに接続される電気コネクタと、スリーブ付き受け口とを含む把手を含む。本装置は、内部に配線チャネルを有し、スリーブ付き受け口と嵌合する絶縁性ボスまたは他の部分を含む。スリーブ付き受け口および絶縁性部分のうちの一方は先端部内にあり、スリーブ付き受け口および絶縁性部分のうちの他方は把手内にあり、先端部および把手は互いに嵌合する。絶縁性部分およびスリーブ付き受け口の一方または両方が、接続端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、最小隙間間隔が、スリーブ付き受け口、絶縁性ボス、または配線チャネルの内面間の距離を含む。
【００１２】
最小隙間間隔は、印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。接続端子間の最小隙間間隔は、０．８５センチメートル以上であり得る。本装置は、治療用端子と把手上のハンドグリップ部分との間に第２の最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成され得、第２の最小隙間間隔は０．８５センチメートル以上である。
【００１３】
治療用端子と把手上のハンドグリップ部分との間の第２の最小隙間間隔は、０．８５センチメートル以上であり得る。絶縁性安全構造は、治療用端子と把手上のハンドグリップ部分との間に第２の最小隙間間隔を増大させるように構成することができる。絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、指止め、または他の安全構造を含むことができる。
【００１４】
絶縁性安全構造は、接続端子と把手上のハンドグリップ部分との間に第３の最小隙間間隔を提供するようにさらに構成され得る。第３の最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上であり得る。絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、指止め、または他の安全構造を含むことができる。
【００１５】
治療用端子の長さは調節可能であり得る。絶縁性先端部分は、治療用端子の露出長を調節するために治療用端子に対して移動可能であり得る。治療用端子間の空間距離が調節可能であり得る。治療用端子は回転するように構成することができる。開路は、パルス数をカウントして記憶するように構成することができる。
【００１６】
本発明の一態様は、絶縁性先端ハウジング、先端絶縁性ハウジングによって支持された複数の治療用端子、および治療用端子に接続された接続端子を含む先端部を含む高電圧治療用電極装置を含む。本装置は、絶縁性把手ハウジングと、先端部の接続端子と嵌合するように構成されており、入力ケーブルに接続される電気コネクタとを含む把手を含む。本装置は、スリーブ付き受け口と、内部に配線チャネルを有する絶縁性ボスまたは他の部分とを含み、絶縁性部分は、スリーブ付き受け口と嵌合する。スリーブ付き受け口および絶縁性部分のうちの一方は先端部内にあり、スリーブ付き受け口および絶縁性部分のうちの他方は把手内にあり、先端部および把手は互いに嵌合する。絶縁性部分およびスリーブ付き受け口の一方または両方は、接続端子の１つと把手上のハンドグリップ部分との間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、最小隙間間隔が、スリーブ付き受け口、絶縁性部分、または配線チャネルの内面間の距離を含む。
【００１７】
最小隙間間隔は、印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。接続端子間の最小隙間間隔は、０．８５センチメートル以上であり得る。
【００１８】
絶縁性安全構造は、治療用端子と把手上のハンドグリップ部分との間に最小隙間間隔を提供するように構成され得る。絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、指止め、または他の安全構造を含むことができる。
【００１９】
絶縁性安全構造は、接続端子と把手上のハンドグリップ部分との間に第２の最小隙間間隔を増大させるように構成することができる。絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、指止め、または他の安全構造を含むことができる。
【００２０】
本発明の一態様は、電気端子を有するコンセントと、コンセントと嵌合するように構成されており、電気端子を有するコネクタとを含む高電圧コネクタ装置を含む。本装置は、少なくとも２つの絶縁性ボスまたは他の部分を含み、少なくとも２つの絶縁性部分がコンセントまたはコネクタ上にあり、コネクタのコンセントの他方が少なくとも２つの絶縁性部分が嵌合する穴を含む。絶縁性部分およびスリーブ付き受け口の一方または両方は、コンセントの電気端子間またはコネクタの電気端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成され、最小隙間間隔は、絶縁性ボスまたは穴の表面にわたる距離を含む。
【００２１】
最小隙間間隔は、０．８５センチメートル以上であり得る。
【００２２】
本装置は、スカートと、スカートと嵌合するように構成されたスカート孔とを更に含み、スカートはコンセントまたはコネクタ上にあり、スカート孔はコンセントまたはコネクタのもう一方にあり、スカートは、コンセントの電気端子間またはコネクタの電気端子間の最小隙間間隔を提供する。
【００２３】
本装置はさらに、複数のスカートと嵌合するスカート孔とを更に含むことができる。スカートは少なくとも２つの絶縁性ボスまたは穴を取り囲むことができる。あるいは、スカートは単一の絶縁性ボスまたは単一の穴を取り囲むことができる。本装置は、コネクタを通るパルス数をカウントして記憶するように構成された回路を更に含み得る。最小隙間間隔は、電気端子に印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。
【００２４】
本発明の一態様は、高電圧ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療用電極のための交換可能な、または固定の非交換式先端部装置を含む。本装置は、先端部用の絶縁性ハウジングであって、絶縁性ハウジングが、スリーブ付き受け口と、絶縁性ハウジング内で互いにシールされた少なくとも２つの先端部配線チャネルと、スリーブ付き受け口の底部からスリーブ付き受け口の開口部に向かって突出する少なくとも２つの絶縁性ボスであって、各絶縁性部分の内側が先端部配線チャネルのうちの１つの部分を形成する絶縁性ボスとを含む絶縁性ハウジングと、一対の高電圧入力端子であって、各端子がそれぞれの絶縁性部分の１つの上に配置される高電圧入力端子と、絶縁性ハウジングから延在する一組の治療用針状電極と、内部電線であって、各内部電線は、先端部配線チャネルのうちの１つに分離され、治療用針状電極のうちの少なくとも１つを入力端子のうちの１つに接続する内部電線とを含む。
【００２５】
高電圧入力端子間の最小隙間間隔は、０．８５センチメートル以上であり、スリーブ付き受け口の表面、少なくとも２つの絶縁性ボスのうちの１つ、または少なくとも２つの先端部配線チャネルのうちの１つにわたる距離を含む。本装置は、絶縁性端子チャネルと導電性コネクタとをその内部に有する把手を更に含むことができ、各絶縁性端子チャネルは、導電性コネクタが入力パルス端子と嵌合するときにそれぞれの入力パルスチャネルとボスとを摺動可能に取り囲むように構成されている。本装置は、治療用針状電極から一定の距離で先端部を取り囲むハンド保護装置を含むことができる。
【００２６】
本装置は、絶縁性ハウジングから突出するタブおよびラッチノッチを更に含み、ラッチノッチが、ラッチフックと弾性的に嵌合するように構成され得る。少なくとも１つの基準が絶縁性ハウジングから突出し、一組の治療用針状電極の中心点と半径方向に整列することができる。少なくとも１つの基準は、一組の治療用針状電極の中心点の周りに対称的な一組の基準を含み得る。
【００２７】
本発明の一態様は、高電圧ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療用電極のための先端部装置を含む。本装置は、先端部用の絶縁性先端部ハウジングであって、絶縁性ハウジングが、スリーブ付き受け口と、ハウジング内で互いにシールされた少なくとも２つの先端部配線チャネルと、スリーブ付き受け口の底部からスリーブ付き受け口の開口部に向かって突出する少なくとも２つの絶縁性ボスまたは他の部分であって、各絶縁性部分の内側が先端部配線チャネルのうちの１つの部分を形成する絶縁性ボスとを含む絶縁性ハウジングと、一対の高電圧入力端子であって、各端子がそれぞれの絶縁性部分の１つの上に配置される高電圧入力端子と、絶縁性ハウジングから延在する一組の治療用針状電極とを含む。絶縁性部分およびスリーブ付き受け口の一方または両方が、高電圧入力端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成され、最小隙間間隔が、絶縁性部分、または配線チャネルの表面にわたる距離を含む。
【００２８】
本発明の一態様は、パルス発生器に電気的に接続可能な電極である。電極は、パルス発生器によって発生したパルスを患者に与えるように構成されている。電極は、パルスを患者に与えるように構成された複数の治療用端子と、第１および第２の電気パルス導入孔と、第１のパルス入力端子とを含む。第１のパルス入力端子は第１の電気パルス導入孔内にあり、約２．５ｃｍよりも大きい距離だけ第１の電気パルス導入孔への入口から離間している。第１のパルス入力端子は１つ以上の治療用端子と電気的に接続されている。電極はまた、第２のパルス入力端子を含む。第２のパルス入力端子は、第２の電気パルス導入孔内にあり、約２．５ｃｍよりも大きい距離だけ第２の電気パルス導入孔への入口から離間している。第２のパルス入力端子は１つ以上の治療用端子と電気的に接続されている。
【００２９】
電極は、治療用端子からユーザの手を最小隙間間隔を離して維持するように構成された保護装置を含むことができる。ケーブルは、ケーブルから延びる第１のワイヤによって第１の接続端子と電気的に接続され、ケーブルから延びる第２のワイヤによって第２の接続端子と電気的に接続され、ケーブルをさらに含むことができる。ケーブルはパルス発生器に接続可能である。第１のワイヤは絶縁されていなくてもよく、第２のワイヤの第１の部分は第２の接続端子から離れてケーブルから引き回され、第２のワイヤの第２の部分は第１の部分から第２の接続端子に向かって引き回される。
【００３０】
電極は、第１および第２のパルス入力端子に電気的に接続された抵抗器を含み得る。抵抗器は電極の属性に対応する値を有し得る。電極は、第１および第２のパルス入力端子のうちの１つに電気的に接続された抵抗器をさらに含むことができ、電極は、抵抗器を通して治療用端子のうちの１つにまたは治療端子から電流を伝導するように構成される。電極は、治療用端子の幾何学的中心と半径方向に整列した複数の基準を含むことができる。
【００３１】
本発明の他の態様は、パルス発生器に電気的に接続可能な電極である。電極は、パルス発生器によって生成されたパルスを患者に与えるように構成され、電極は、パルスを患者に与えるように構成された複数の治療用端子を含む。電極はまた、スカートを含む把手と、スカート内の第１および第２の接続端子と、把手に接続された先端部とを含む。先端部は、先端部が把手に接続されている間、把手の接続端子と機械的および電気的に接続するように構成された第１および第２のコネクタを含み、先端部が把手に接続されている間、把手のスカートを受け入れるように構成されるスカート孔を含む。スカートは、先端部が把手に接続されている間に先端部の第１および第２のコネクタを受容するように構成された第１および第２の穴を含む。スカートの第１および第２の穴は、先端部が把手に接続されている間、それぞれ約２．５ｃｍよりも大きい距離だけ第１および第２の接続端子から離れている。
【００３２】
先端部は把手に取り外し可能に接続することができる。先端部は、ラッチフックおよびラッチノッチを含むラッチによって取外し可能に把手に接続され得る。先端部は、治療用端子からユーザの手を最小隙間間隔だけ離して維持するように構成された保護装置を含むことができる。
【００３３】
電極はケーブルをさらに含むことができ、ケーブルはケーブルから延びる第１のワイヤによって第１の接続端子と電気的に接続され、ケーブルはケーブルから延びる第２のワイヤによって第２の接続端子と電気的に接続される。ケーブルはパルス発生器に接続可能である。第１のワイヤは絶縁されず、第２のワイヤの第１の部分は第２の接続端子から離れてケーブルから引き回されてもよく、第２のワイヤの第２の部分は第１の部分から第２の接続端子に向かって引き回されてもよい。把手は、第１および第２のボスを含み得る。第１のワイヤは、第１のボスを通ってケーブルから第１の接続端子まで延びる。第２のワイヤは、第２のボスを通ってケーブルから第２の接続端子まで延びる。第１のボスは、第１のボスの側面に沿って延びる第１のスロットを含む。第２のボスは、第２のボスの側面に沿って延びる第２のスロットを含む。
【００３４】
電極は、第１および第２の導線によって第１および第２の接続端子に電気的に接続された抵抗器を含むことができる。抵抗器は電極の属性に対応する値を有し得る。抵抗器は、第１および第２の接続端子のうちの一方に電気的に接続することができ、電極は、抵抗器を通って治療用端子のうちの一方に電流を流すように構成されている。
【００３５】
電極は、治療用端子の幾何学的中心と半径方向に整列した複数の基準をさらに含むことができる。任意の表面上または任意の表面の組合せ上の任意の経路に沿った第１の接続端子と第２の接続端子との間の距離は、２．５ｃｍより大きくあり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態によるナノ秒パルス発生装置を示す。
【図２】実施形態による電圧と電流の両方のパルスプロファイルを示す。
【図３】実施形態による７本針電極の斜視図を示す。
【図４】実施形態による２極電極の斜視図を示す。
【図５】実施形態によるパルス発生器の電気回路図である。
【図６Ａ】充電モード中の図５に示すパルス発生器を示す概略図である。
【図６Ｂ】放電モード中の図５に示すパルス発生器を示す概略図である。
【図７】パルス発生回路のアセンブリの電気回路図である。
【図８】図７に示すパルス発生回路のうちの１つの電気回路図である。
【図９】図８に示すパルス発生器段のうちの１つの電気回路図である。
【図１０】図９に示すスイッチ駆動回路のうちの１つの電気回路図である。
【図１１】代替のスイッチ素子の電気回路図である。
【図１２】変圧器の動作とＭＯＳＦＥＴゲートへの制御電圧の動作とを示す波形図である。
【図１３】図１に示すパルス発生器の代替の電気回路図である。
【図１４】図１に示すパルス発生器の代替の電気回路図である。
【図１５】ｎｓＰＥＦ治療システムのブロック図である。
【図１６】代替のパルス発生器の概略説明図である。
【図１７】図１５のｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極の概略説明図である。
【図１８】ｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法のフローチャート説明図である。
【図１９】ｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法のフローチャート説明図である。
【図２０】ｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法のフローチャート説明図である。
【図２１】ｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法のフローチャート説明図である。
【図２２】本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極の説明図である。
【図２３】本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極の説明図である。
【図２４】本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極の説明図である。
【図２５】本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極の説明図である。
【図２６】本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る器具の説明図である。
【図２７】図２７Ａは、ハウジング切欠き部と嵌合するように構成されたコネクタの説明図である。図２７Ｂは、ハウジング切欠き部と嵌合するように構成されたコネクタの説明図である。
【図２８Ａ】コネクタおよびハウジング切欠き部の断面図の説明図である。
【図２８Ｂ】コネクタおよびハウジング切欠き部の断面図の説明図である。
【図２８Ｃ】コネクタおよびハウジング切欠き部の断面図の説明図である。
【図２８Ｄ】最小隙間間隔を示したコネクタおよびハウジング切欠き部の断面図の説明図である。
【図２９】ハウジング切欠き部と嵌合するように構成されたコネクタの説明図である。
【図３０Ａ】コネクタおよびハウジング切欠き部の断面図の説明図である。
【図３０Ｂ】コネクタおよびハウジング切欠き部の断面図の説明図である。
【図３１Ａ】電極の実施形態を示す。
【図３１Ｂ】電極の実施形態を示す。
【図３２Ａ】把手の実施形態を示す。
【図３２Ｂ】把手の実施形態を示す。
【図３２Ｃ】把手の実施形態を示す。
【図３３Ａ】把手キャップの実施形態を示す。
【図３３Ｂ】把手キャップの実施形態を示す。
【図３４Ａ】把手基部の実施形態を示す。
【図３４Ｂ】把手基部の実施形態を示す。
【図３５Ａ】先端部の実施形態を示す。
【図３５Ｂ】先端部の実施形態を示す。
【図３６】先端部基部の実施形態を示す。
【図３７】先端部キャップの実施形態を示す。
【図３８】先端部キャップの実施形態を示す。
【図３９】先端部キャップの実施形態を示す。
【図４０】先端部キャップの実施形態を示す。
【図４１】先端部キャップの実施形態を示す。
【図４２Ａ】電極の実施形態を示す。
【図４２Ｂ】電極の実施形態を示す。
【図４２Ｃ】最小隙間間隔を示した電極の実施形態を示す。
【図４３Ａ】電極の実施形態を示す。
【図４３Ｂ】最小隙間間隔を示した電極の実施形態を示す。
【図４４Ａ】把手の実施形態を示す。
【図４４Ｂ】把手の実施形態を示す。
【図４５】把手の実施形態を示す。
【図４６】コネクタの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療を用いて、がん性腫瘍細胞にアポトーシス（プログラム細胞死）を惹起させることができることが認められている。試験により、治療後に腫瘍が無くなるまで縮小し得ることが明らかにされている。薬剤は必要ない。また対象者の免疫系が刺激されて、ｎｓＰＥＦで治療される腫瘍の範囲内ではない腫瘍の細胞を含む、全ての類似腫瘍細胞が攻撃され得ることも認められている。
【００３８】
「腫瘍」には、被験体の表面もしくは体内の、または当技術分野において別途知られる、あらゆる新生物もしくは異常で望ましくない組織の増殖が含まれる。腫瘍には、異常な増殖を示す１つまたは複数の細胞の一群が含まれ得る。腫瘍には多くの種類がある。悪性腫瘍はがん性であり、悪性になる前の腫瘍は前がん性であり、良性腫瘍は非がん性である。腫瘍の例には、良性前立腺肥大症（ＢＰＨ）、子宮筋腫、膵臓癌、肝臓癌、腎臓癌、結腸癌、前基底細胞癌、およびバレット食道に関連する組織が挙げられる。
【００３９】
「疾病」には、がん性、前がん性、および良性であるものを含む、異常で、制御されていない組織の増殖に伴う、被験体の内部または表面のあらゆる異常な状態、または当技術分野において周知の他の疾病が含まれる。
【００４０】
腫瘍または細胞の「アポトーシス」には、系統的なプログラム細胞死、または当技術分野において別途知られる細胞死が含まれる。
【００４１】
腫瘍または細胞の「免疫原性アポトーシス」には、免疫系応答が後に続く、または当技術分野において別途知られる、プログラム細胞死を含む。アポトーシス細胞がそれらの表面にカルレティキュリンまたは他の抗原を発現する際に、免疫系応答が関与すると考えられている。この免疫系応答は、樹状細胞を刺激して、標的細胞を飲み込ませ、摂取させ、または別の方法で標的細胞の貪食を行わせ、その結果、標的腫瘍または標的細胞に対する特異的Ｔ細胞応答の活性化をもたらす。
【００４２】
ｎｓＰＥＦの１０〜９００ナノ秒のパルス長は、免疫応答を刺激するのに効果的であることが特に研究されている。約１００ナノ秒のパルス長は、それらが、低いパルス数で効果的である程度に十分なエネルギーを伝達する長さであるが、要求される様式で効果的である程度には十分に長くないという点で特に興味深い。
【００４３】
「約」を付したある数値のナノ秒という時間には、±１％、２％、３％、４％、５％、７．５％、１０％、１５％、２０％、２５％もしくは他の割合の許容誤差、または±０．１、±０．２、±０．３、±０．４、±０．５、±０．７、±１．０、±２．０、±３．０、±４．０、±５．０、±７．０、±１０、±１５、±２０、±２５、±３０、±４０、±５０、±７５ｎｓなどの一定の許容誤差、またはその期間の有効性に準拠して当技術分野において許容できる他の許容誤差の範囲内の時間が含まれる。
【００４４】
患者に免疫応答が誘発されたことを確認するために、免疫系バイオマーカを、ｎｓＰＥＦ治療の前および／または後に測定することができる。さらに、ｎｓＰＥＦ治療をＣＤ４７遮断抗体治療と組み合わせて、がんを攻撃するためにＣＤ８＋Ｔ細胞（すなわち細胞傷害性Ｔ細胞）をより適切に仕込むことができる。
【００４５】
図１は、実施形態によるナノ秒パルス発生システムを示す。ｎｓＰＥＦシステム１００は、電極１０２、足踏みスイッチ１０３、およびインタフェース１０４を含む。足踏みスイッチ１０３は、コネクタ１０６を介してハウジング１０５およびその中の電子部品に接続される。電極１０２は、高電圧コネクタ１１２を介してハウジング１０５およびその中の電子部品に接続される。ｎｓＰＥＦシステム１００はまた、把手１１０および収納引き出し１０８を含む。図１の細部Ａの部分に示すように、ｎｓＰＥＦシステム１００はまた、ホルスタ１１６を含み、このホルスタ１１６は、電極１０２をその把手部分１１４で保持するように構成される。
【００４６】
ヒューマンオペレータは、例えば、インタフェース１０４の数字キーパッドまたはタッチスクリーンに、パルス数、振幅、パルス持続時間、および周波数の情報を入力する。いくつかの実施形態では、パルス幅を変えることができる。マイクロコントローラにより、ｎｓＰＥＦシステム１００内のパルス制御素子に信号が送られる。いくつかの実施形態では、光ファイバケーブルが、ｎｓＰＥＦ発生システム１００、すなわち高電圧回路を備えている金属キャビネットの内容物を外部から電気的にも分離させながら、制御信号を与える。システムをさらに分離させるために、システム１００は、壁コンセントからの代わりに、電池式にしてもよい。
【００４７】
図２は、実施形態による電圧と電流の両方のパルスプロファイルを示す。ｎｓＰＥＦシステム１００からの出力であり、第１および第２のパルスについて、電圧を図面の上部に配し、電流を下部に配する。第１のパルスは、約１５ｋＶの振幅、約５０Ａの電流、および約１５ｎｓの持続時間を有する。第２のパルスは、約１５ｋＶの振幅、約５０Ａの電流、および約３０ｎｓの持続時間を有する。例えば、電極間が４ｍｍである吸引電極に１５ｋＶを印加し、その結果、腫瘍に４７．５ｋＶ／ｃｍ、および１２〜５０Ａの間の電流をもたらすことができる。電圧が与えられるとき、電流は電極の種類と組織の抵抗に大きく依存する。
【００４８】
図２は特定の例を示すが、他のパルスプロファイルを発生させることもある。例えば、いくつかの実施形態では、パルスの立ち上がり時間および／または立ち下がり時間は、２０ｎｓ未満、約２０ｎｓ、約２５ｎｓ、約３０ｎｓ、約４０ｎｓ、約５０ｎｓ、約６０ｎｓ、約７５ｎｓ、または７５ｎｓ超であり得る。いくつかの実施形態では、パルス電圧は、５ｋＶ未満、約５ｋＶ、約１０ｋＶ、約１５ｋＶ、約２０ｋＶ、約２５ｋＶ、約３０ｋＶ、または３０ｋＶ超であり得る。いくつかの実施形態では、電流は、１０Ａ未満、約１０Ａ、約２５Ａ、約４０Ａ、約５０Ａ、約６０Ａ、約７５Ａ、約１００Ａ、約１２５Ａ、約１５０Ａ、約１７５Ａ、約２００Ａ、または２００Ａ超であり得る。いくつかの実施形態では、パルス持続時間は、１０ｎｓ未満、約１０ｎｓ、約１５ｎｓ、約２０ｎｓ、約２５ｎｓ、約３０ｎｓ、約４０ｎｓ、約５０ｎｓ、約６０ｎｓ、約７５ｎｓ、約１００ｎｓ、約１２５ｎｓ、約１５０ｎｓ、約１７５ｎｓ、約２００ｎｓ、約３００ｎｓ、約４００ｎｓ、約５００ｎｓ、約７５０ｎｓ、約１μｓ、約２μｓ、約３μｓ、約４μｓ、約５μｓ、または約５μｓ超であり得る。
【００４９】
図３は、実施形態による７本針吸引電極３００の斜視図を示す。電極３００では、シース３０１が、遠位端において幅広の開口部でもって７つの尖鋭な端子３０２を取り囲む。開口端を腫瘍に対して押し当てたときに、結果として生じるチャンバから吸引孔３０４を通して空気が排気されて、腫瘍全体またはその一部がチャンバ内に引き込まれる。腫瘍が引き込まれ、したがって端子３０２の１つまたは複数が好ましくは腫瘍を貫く。端子３０２の尖った先端部が、腫瘍を突き刺す構成となっている。中央端子３０２を一方の極性としてもよく、外側の６つの端子３０２をその正反対の極性としてもよい。その後、ｎｓＰＥＦシステム１００を使用して、ナノパルス電場を腫瘍に正確に印加することができる（図１参照）。
【００５０】
端子３０２は、腫瘍の一方の側に各端子３０２の正負の対の一方を、腫瘍の反対側に対の他方の電極を並べて置くことができる。腫瘍の反対側には、例えば針端子３０２が腫瘍の一部を貫通している場合など、腫瘍の外側または内側の領域が含まれ得る。
【００５１】
図４は、実施形態による２極吸引電極４００を示す。電極装置４００において、シース４０１は、チャンバの両側にある２つの幅広の端子４０２を取り囲む。空気が吸引孔４０４を通して排気され、腫瘍がチャンバ内に引き寄せられると、対向する端子４０２がｎｓＰＥＦパルスを腫瘍に印加する。
【００５２】
使用される電極の種類は、主に腫瘍の形状によって決まる。特定の電極種を選定する際に、その物理的大きさおよび剛性を考慮に入れることもできる。
【００５３】
（Ｎｕｃｃｉｔｅｌｌｉ  ｅｔ  ａｌ．に対する）米国特許第８，６８８，２２７  Ｂ２号は、治療的電気療法向けの他の吸引電極を基盤とした医療機器およびシステムを開示し、この特許は参照により本明細書の一部を構成するものとして援用される。
【００５４】
対象者に複数の腫瘍がある場合、外科医は、腫瘍の電極との適合性に基づき、治療すべき１つの腫瘍を選定することができる。例えば、胃壁に隣接する腫瘍へは、脊椎または脳に隣接する腫瘍に比べて簡単にアクセスすることができる。ｎｓＰＥＦパルスは、影響を受ける非腫瘍細胞の量を最小限に抑えながら、電場が可能な限り多くの腫瘤を通過するように印加されることが好ましいため、腫瘍の２つの向かい合った「極」への電路に妨げがないことを選定条件とすることもできる。
【００５５】
被験体の皮膚の上または皮膚の下の腫瘍については、針端子を経皮的に使用することができる。被験体内部のより深部では、引込み式端子を、胃内視鏡、気管支鏡、結腸鏡、または他の内視鏡もしくは腹腔鏡に収めることができる。例えば、結腸鏡内部の端子を使用して、患者の結腸内部の腫瘍にアクセスして治療することができる。
【００５６】
患者の食道の内側を覆う組織の一部が損傷したバレット食道は、インフレータブルバルーン上に設置された電極を使用して治療することができる。
【００５７】
ナノ秒パルスパワー発生器の実施形態は、１ナノ秒から１マイクロ秒の範囲の電気パルスを発生させるものである。パルスは、例えば、容量性または誘導性のエネルギー貯蔵器に貯蔵されたエネルギーを、エネルギー貯蔵器の充電時間よりも一般に遥かに短い期間で、負荷に急速に放出することによって生成される。
【００５８】
従来の容量性式パルス発生器はパルス成形回路網を含み、このパルス成形回路網は、一定の固定パルス持続時間およびインピーダンスを提供する。負荷の抵抗に関する予備知識があるならば、負荷と整合するインピーダンスを持つパルス成形回路網を使用することができる。しかし、より広い用途のためには、特に負荷抵抗が未知の場合、インピーダンス整合およびパルス持続時間変化に柔軟性を持つパルス発生器を備えることが望ましい。このような柔軟性は、制御可能なスイッチでコンデンサを切り換えることによって実現され得る。この場合は、コンデンサを、「電圧源」と見なすことができ、様々な負荷抵抗に適合させることができる。その場合、切換え後のパルスの振幅は、コンデンサの電圧と同じ電圧を持ち得る。適宜に、パルス幅は、スイッチの「オン」時間によって決まる。
【００５９】
ナノ秒パルス発生器のスイッチの選定は、必要とされる高電圧、大電流、および高速スイッチング時間のために限られている。
【００６０】
パルスパワー技術に通常使用されるスパークギャップスイッチは、高電圧を切り換え、大電流を伝導することができる。しかし、それらはオンにすることしかできず、伝導の途中で電流フローを止めることは不可能である。スパークギャップの他に、磁気スイッチ、真空スイッチ（例えば、サイラトロン）、およびある種の高電圧半導体スイッチなど、他の種類の高電圧、高出力スイッチが利用可能である。
【００６１】
磁気スイッチは、磁心の飽和に依存し、回路において高インピーダンスから低インピーダンスに変化する。これらはある特定の電流閾値を上回るとオンにすることができるが、全ての電流が負荷によって使い果たされるまでオフにならない。
【００６２】
真空スイッチは、高電圧および高補充速度の動作に適した選択肢であるが、磁気スイッチと同様に、これらはまた、オンにすることのみができるが、所定の時間でオフにすることができない。
【００６３】
同様に、高電圧半導体スイッチの一種を考慮に入れてもよい。いくつかの実施形態では、サイリスタおよび絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を使用してもよい。しかし、サイリスタおよびＩＧＢＴは、そのターンオン時間により、それらの有用性が制限される。
【００６４】
金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）は、従来のパルス発生器設計で使用されて、本明細書で論じられる用途に必要な電圧および電流を生成するには、不十分な最大ドレインソース間定格電圧（例えば＜１ｋＶ）および最大ドレインソース間定格電流（例えば＜５０Ａ）を持つ。これらを使用する場合、高振幅出力電圧を生成するためには多数の段が必要となる。しかしながら、多数の段を備える従来のマルクス発生器設計では、マルクス発生器は臨界減衰モードでなく不足減衰モードの状態となり、オーバーシュートの損失を招く。結果として、全体の電圧効率が低下する。例えば、マルクス発生器の電圧効率は、５段で８０％であり得るが、２０段では５０％に低下し得る。
【００６５】
なお、段数が増加するにつれて、マルクス発生器のインピーダンスも増加する。これにより、負荷に供給可能な総エネルギーが低減する。このことは、低インピーダンス負荷および長パルスを駆動するには著しく不利である。
【００６６】
さらに、充電用抵抗器での充電損失はまた、段数の増加に伴って増加する。結果として、このようなマルクス発生器は高繰返し数動作には不適当である。
【００６７】
したがって、高電圧パルスを生成するために、単純に段数を増やすと、低効率、高インピーダンス等を含む一連の問題が引き起こされる。段数と実際の出力電圧との間にはトレードオフ関係があるので、従来のマルクス発生器を使用すると、本明細書で論じる用途に十分な高電圧パルスを生成することはできない。
【００６８】
本開示のいくつかの実施形態は、調節可能な高電圧ナノ秒パルス発生器を含むものである。スイッチはパワーＭＯＳＦＥＴであってもよく、例えばこれは、１ｋＶの電圧および３０Ａまでの電流を定格とし得る。電圧は、マルクススイッチスタックハイブリッド回路によってスケールアップされる。各マルクス発生器段において、特別に構成されたＭＯＳＦＥＴのスタックが使用される。結果として、各段の充電電圧は、単一スイッチの定格最大値よりも大きくなる。
【００６９】
この構成の技術的利点は、全体の出力電圧をわずか数段（例えば≦５）で増加させることができる点にある。結果的に、上に述べた多数の段を備えるマルクス発生器についての問題は回避され、高効率、低インピーダンス、およびパルス持続時間の広範な変化性を達成することができる。
【００７０】
このような設計はまた、各段に必要とされるトリガ回路が１つのみであってよいので、遥かに容易な制御を可能にするものである。もう１つの利点は、パルス発生器のインピーダンスが低いので、大電流および長期間にわたるパルス持続時間で様々な負荷を駆動できることである。電流のスケールアップは、複数のマルクススイッチスタック回路を並列に結合することによって実施される。パルス持続時間は、スイッチスタックのスイッチを閉じて開くことによって制御される。
【００７１】
図５は、図１のｎｓＰＥＦシステム１００の内部で使用され得るパルス発生回路５００を示す。パルス発生回路５００は、３つのスイッチスタックによって切り換えられるマルクス発生器を含むパネルを示す。ｎｓＰＥＦシステムは、単一のパルス発生回路パネルを持つことができる。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦシステムは複数のパネルを並列に搭載する。
【００７２】
回路５００は、３つの段５１０、５２０、および５３０を含む。いくつかの実施形態では、別の段数が使用される。例えば、いくつかの実施形態では、２、４、５、６、７、８、９、または１０段が使用される。段５１０は、抵抗器５１２および５１４、コンデンサ５１５、ならびにスイッチスタック５１６を含む。同様に、段５２０は抵抗器５２２および５２４、コンデンサ５２５、およびスイッチスタック５２６を含み、段５３０は抵抗器５３２および５３４、コンデンサ５３５、およびスイッチスタック５３６を含む。これらの素子のそれぞれは、段５１０の対応する素子と同様の構造および機能を有する。
【００７３】
段５１０は、第１および第２の入力電圧入力端子５１１および５１３、ならびに第１および第２の電圧出力端子５１７および５１８を有する。段５２０は、第１および第２の入力電圧入力端子５２１および５２３、ならびに第１および第２の電圧出力端子５２７および５２８を有する。段５３０は、第１および第２の入力電圧入力端子５３１および５３３、ならびに第１および第２の電圧出力端子５３７および５３８を有する。
【００７４】
段５１０の第１および第２の電圧入力端子５１１および５１３は、それぞれ第１および第２の電源入力端子Ｖ１およびＶ２に接続される。段５１０の第１および第２の電圧出力端子５１７および５１８は、それぞれ段５２０の第１および第２の電圧入力端子５２１および５２３に接続される。段５２０の第１および第２の電圧出力端子５２７および５２８は、それぞれ段５３０の第１および第２の電圧入力端子５３１および５３３に接続される。段５３０の第２の電圧出力端子５３８と段５１０の第２の電圧入力端子５１３とは、それぞれ第１および第２の電力出力端子ＶＯ１およびＶＯ２に接続される。
【００７５】
パルス発生回路５００は、充電モードおよび放電モードで動作する。以下に図６Ａを参照してさらに詳細に説明されるように、充電モード中、コンデンサ５１５、５２５、および５３５は、第１および第２の電源入力端子Ｖ１およびＶ２から受け取られる電流によって充電される。以下に図６Ｂを参照してさらに詳細に説明されるように、放電モード中、コンデンサ５１５、５２５、および５３５が放電して、第１および第２の電力出力端子ＶＯ１およびＶＯ２間に接続される負荷（図示せず）に電流が供給される。
【００７６】
図６Ａは、充電モード中のパルス発生回路５００を示す。第１および第２の入力電圧はそれぞれ第１および第２の電源入力端子Ｖ１およびＶ２に印加されるが、スイッチスタック５１６、５２６、および５３６のそれぞれは非導電性であるか、または開いており、第１および第２の電力出力端子は負荷（図示せず）から切断され得る。スイッチスタック５１６、５２６、および５３６の各々は開いているので、そこには電流がほぼ流れず、それらは図６Ａにおいて開回路として表される。充電モード中、コンデンサ５１５、５２５、および５３５のそれぞれは、抵抗器５１２、５２２、５３２、５３４、５２４、および５１４を通って流れる電流によって、第１の入力電圧と第２の入力電圧との間の差に等しい電圧に、またはその電圧を目指して、充電される。
【００７７】
スイッチスタック５１６、５２６、および５３６のスイッチのそれぞれは、超えられるべきではない降伏電圧定格を持つ。しかしながら、スイッチが直列に接続されているので、コンデンサ５１５、５２５、および５３５は、個々のスイッチの降伏電圧に比べて著しく高い電圧に充電され得る。例えば、各スイッチスタックで５つ以上のスイッチが使用される場合、スイッチの降伏電圧は１ｋＶであり得、コンデンサ５１５、５２５、および５３５は５ｋＶの電圧に充電され得る。
【００７８】
例えば、第１および第２の入力電圧はそれぞれ５ｋＶおよび０Ｖであり得る。このような例では、コンデンサ５１５、５２５、および５３５のそれぞれは、５ｋＶに等しい電圧に、またはその電圧を目指して、充電される。いくつかの実施形態では、第１の入力電圧と第２の入力電圧との間の差は、１０ｋＶ未満に制限される。
【００７９】
図６Ｂは、放電モード中のパルス発生回路５００を示す。第１の電源入力端子Ｖ１は、第１の入力電圧から切り離されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の電源入力端子Ｖ１は、第１の入力電圧に接続されたままである。第２の電源入力端子Ｖ２は、第２の入力電圧に接続されたままである。さらに、スイッチスタック５１６、５２６、および５３６のそれぞれは、導電性であるか、または閉じている。スイッチスタック５１６、５２６、および５３６の各々は閉じているので、電流がそこを通って流れ、それらは図６Ｂにおいて導線として表される。結果として、電源入力端子Ｖ２から電源出力端子ＶＯ１への低インピーダンス電気経路が、スイッチスタック５１６、コンデンサ５１５、スイッチスタック５２６、コンデンサ５２５、スイッチスタック５３６、およびコンデンサ５３５によって形成される。前述の理由により、電力出力端子ＶＯ１およびＶＯ２間の電圧の差は、段数（この例では、３）に第１の入力電圧と第２の入力電圧との差を掛けたものに等しい。
【００８０】
第１および第２の入力電圧がそれぞれ５ｋＶおよび０Ｖである場合、１５ｋＶの電圧差が電力出力端子ＶＯ１およびＶＯ２間に生じる。
【００８１】
図７は、図１のｎｓＰＥＦシステム１００の内部で使用され得る別のパルス発生回路７００を示す。このパルス発生器はパネルを並列に搭載する。パネルの数は、システムが異なる量の電流および電力を発生できるように調節することができる。
【００８２】
パルス発生回路７００は、入力ポートＶｉｎの両端に入力パルスを受け取り、受け取った入力パルスに応答して出力ポートＶｏｕｔの両端に出力パルスを発生させる。
【００８３】
パルス発生回路７００は、複数のパネルまたはパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０を含む。パルス発生回路７００はまた、駆動回路７５０を含む。本実施形態では、４つのパルス発生回路が使用される。別の実施形態では、これよりも少ないか、またはこれよりも多いパルス発生回路が使用される。例えば、いくつかの実施形態では、２、３、５、６、７、８、９、１０または別の数のパルス発生回路が使用される。
【００８４】
パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０のそれぞれは、本明細書で論じられる他のパルス発生回路と同様の特性を有し得る。例えば、各パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０は、図５、図６Ａ、および図６Ｂを参照して上に述べたパルス発生回路５００と同様の特性を有し得る。
【００８５】
パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０のそれぞれは、正負のＤＣ入力端子、正負の制御入力端子、および正負の出力端子を有し、正負の制御入力端子間に印加される駆動信号パルスに応答して、正負の出力端子間に出力電圧パルスを発生させるように構成される。出力電圧パルスはまた、正負のＤＣ電源入力端子間に受け取られる電源電圧を基にする。
【００８６】
駆動信号パルスは、増幅回路７５１、コンデンサ７５２、および変圧器７５３を含む駆動回路７５０によって、導線７５６および７５８間に生成される。いくつかの実施形態では、駆動回路７５０はまた、クランプ回路７５４を含む。
【００８７】
駆動回路７５０は、入力ポートＶｉｎにおいて入力信号パルスを受け取り、この入力信号パルスに応答して導線７５６および７５８間に駆動信号パルスを発生させる。増幅回路７５１は、入力信号パルスを受け取り、コンデンサ７５２を介して変圧器７５３を駆動し、変圧器７５３は低周波信号およびＤＣ信号を遮断する。増幅回路７５１によって駆動されることに応答して、変圧器７５３は、導線７５６および７５８間に出力電圧パルスを発生させるので、出力電圧パルスの持続時間は、入力ポートＶｉｎにおける入力信号パルスの持続時間に等しいか、または実質的に等しい（例えば、入力信号パルスの持続時間の１０％または１％の範囲内で等しい）。
【００８８】
いくつかの実施形態では、クランプ回路７５４を搭載して、普通なら共振によって引き起こされ得る電位信号を少なくとも減衰させる。クランプ回路７５４は並列ダイオードを含み、これは任意の電流反転のための短絡経路を提供し、またクランプ回路７５４に接続された構成要素にかかる最大電圧をクランプする。
【００８９】
いくつかの実施形態では、変圧器７５３は１：１の巻数比を持つ。別の実施形態では、異なる巻数比が使用される。
【００９０】
パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０のそれぞれは、駆動回路７５０から正負の制御入力端子間に電圧パルスを受け取り、駆動回路７５０から受け取った電圧パルスに応答して、正負の出力端子間に、対応する電圧パルスを発生させる。正負の出力端子間に発生した電圧パルスは、駆動回路７５０から受け取った電圧パルスの持続時間と等しいか、または実質的に等しい（例えば、その持続時間の１０％または１％の範囲内で等しい）持続時間を持つ。
【００９１】
本実施形態では、パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０の負出力端子は、パルス発生回路７００の出力ポートＶｏｕｔの負Ｖｏｕｔ端子に直接接続される。さらに、本実施形態では、パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０の正出力端子は、それぞれダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５を介してパルス発生回路７００の出力ポートＶｏｕｔの正Ｖｏｕｔ端子に接続される。ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５は、パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０を互いに分離する。結果として、普通なら発生するはずの干渉および関連したパルス歪みは、かなり排除される。例えば、スイッチングが完全に同期していない場合に、ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５は、パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０のうちの１つからパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０のうちの別のものへの電流を防止する。ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５はまた、パルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０が充電している間、それらから電流が流れるのを防止する。
【００９２】
本実施形態では、ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５はそれぞれ、単一のダイオードを含む。別の実施形態では、ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５はそれぞれ、直列に接続されるダイオードの少なくとも定格電圧に基づいて直列に接続された複数のダイオードを含む。追加的にまたは代替的に、いくつかの実施形態では、ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５はそれぞれ、並列に接続されるダイオードの少なくとも定格電流に基づいて並列に接続された複数のダイオードを含む。
【００９３】
本実施形態では、本実施形態におけるパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０が負のパルスを発生するように構成されるので、ダイオード７１５、７２５、７３５、および７４５は、出力ポートＶｏｕｔの正端子からパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０に向かって電流が伝導するように接続される。パルス発生回路が正のパルスを発生するように構成される別の実施形態では、パルス発生回路から出力ポートの正端子に電流を伝導するように、ダイオードが同様に接続され得る。
【００９４】
図８は、図７のパルス発生回路１０００のパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０に使用され得るパルス発生回路８００を示す。
【００９５】
パルス発生回路８００は、入力ポートＶｉｎの両端に入力パルスを受け取り、受け取った入力パルスに応答して出力ポートＶｏｕｔの両端に出力パルスを発生させる。
【００９６】
パルス発生回路８００は、複数のパルス発生器段８１０、８２０、および８３０を含む。本実施形態では、パルス発生回路７００はまた、駆動回路８５０と、オプションのコモンモードチョーク８１５、８２５、および８３５とを含む。
【００９７】
パルス発生器段８１０、８２０、および８３０のそれぞれは、本明細書で論じられる他のパルス発生器段と同様の特性を有し得る。例えば、各パルス発生器段８１０、８２０、および８３０は、図５、図６Ａ、および図６Ｂを参照して上に述べたパルス発生回路５００の段５１０、５２０、および５３０と同様の特性を有し得る。いくつかの実施形態において、これよりも少ないか、またはこれよりも多いパルス発生器段が使用されてもよい。
【００９８】
パルス発生器段８１０、８２０、および８３０のそれぞれは、正負のトリガ入力端子、正負のＤＣ電源入力端子、および正負のＶｏ出力端子を有し、正負のトリガ入力端子間に印加される駆動信号パルスに応答して、正負のＶｏ出力端子間に出力電圧パルスを発生させるように構成される。出力電圧パルスはまた、正負のＤＣ電源入力端子でそれぞれ受け取られる電源電圧Ｖ１およびＶ２を基にする。
【００９９】
本実施形態では、パルス発生器段８３０の負Ｖｉ入力端子は、パルス発生回路８００の出力ポートＶｏｕｔの負端子と接続される。さらに、本実施形態では、パルス発生器段８１０の負Ｖｏ出力端子は、パルス発生回路８００の出力ポートＶｏｕｔの正端子と接続される。
【０１００】
さらに、図のように、パルス発生器８３０の正Ｖｏ出力端子はパルス発生器８２０の正Ｖｉ入力端子と接続され、パルス発生器８３０の負Ｖｏ出力端子は、パルス発生器８２０の負Ｖｉ入力端子と接続される。さらに、パルス発生器８２０の正Ｖｏ出力端子はパルス発生器８１０の正Ｖｉ入力端子と接続され、パルス発生器８２０の負Ｖｏ出力端子はパルス発生器８１０の負Ｖｉ入力端子と接続される。
【０１０１】
パルス発生器段８１０、８２０、および８３０に向けての駆動信号パルスは、増幅回路８５１、コンデンサ８５２、および変圧器８５３を含む駆動回路８５０によって、導線８５６および８５８間に生成される。いくつかの実施形態では、駆動回路８５０はまた、クランプ回路８５４を含む。
【０１０２】
駆動回路８５０は、上述の図７に示すように、導線７５６および７５８に接続された入力ポートＶｉｎにおいて、入力信号パルスを受け取る。駆動回路８５０は、入力信号パルスに応答して、導線８５６および８５８間に駆動信号パルスを発生させる。増幅回路８５１は、入力信号パルスを受け取り、コンデンサ８５２を介して変圧器８５３を駆動し、変圧器８５３は低周波信号およびＤＣ信号を低減または遮断する。増幅回路８５１によって駆動されることに応答して、変圧器８５３は、導線７５６および７５８間に出力電圧パルスを発生させるので、出力電圧パルスの持続時間は、入力ポートＶｉｎにおける入力信号パルスの持続時間に等しいか、または実質的に等しい（例えば、入力信号パルスの持続時間の１０％または１％の範囲内で等しい）。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、クランプ回路８５４を搭載して、普通なら共振によって引き起こされ得る電位信号を少なくとも減衰させる。クランプ回路８５４は並列ダイオードを含み、これは任意の電流反転のための短絡経路を提供し、またクランプ回路８５４に接続された構成要素にかかる最大電圧をクランプする。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、変圧器８５３は１：１の巻数比を持つ。別の実施形態では、異なる巻数比が使用される。
【０１０５】
パルス発生器段８１０、８２０、および８３０のそれぞれは、対応するチョーク８１５、８２５、または８３５を介して駆動回路８５０から電圧パルスを受け取る。チョーク８１５、８２５、または８３５は、高周波信号の、例えば、高電圧パルス発生器段８１０、８２０、および８３０からの結合を阻止する。電圧パルスは正負のトリガ入力端子で受け取られ、パルス発生器段８１０、８２０、および８３０はそれぞれ、駆動回路８５０から受け取った電圧パルスに応答して、正負のＶｏ出力端子間に、対応する電圧パルスを発生させる。正負のＶｏ出力端子間に発生した電圧パルスは、駆動回路８５０から受け取った電圧パルスの持続時間と等しいか、または実質的に等しい（例えば、その持続時間の１０％または１％の範囲内で等しい）持続時間を持つ。
【０１０６】
図９は、図８に示されるパルス発生回路８００のパルス発生器段８１０、８２０、および８３０のうちの１つとして使用され得るパルス発生器段９００を示す。
【０１０７】
パルス発生器段９００は、トリガ入力の入力ポートの両端にトリガパルス（すなわち、トリガ入力の＋端子と−端子との間の電圧）を受け取り、受け取ったトリガパルスに応答して出力ポートＶｏｕｔに出力電圧を発生させる。出力電圧はまた、電源入力端子Ｖ１およびＶ２で受け取られた電源電圧を基に生成される。パルス発生器段９００は、複数のスイッチ駆動回路９５０を含む。パルス発生器段９００はまた、スイッチスタック９１０、コンデンサ９２０、ならびに抵抗器９３０および９４０を含む。
【０１０８】
以下でさらに詳細に論じるように、スイッチ駆動回路９５０は、トリガパルスを受け取り、受け取ったトリガパルスに応答して、スイッチスタック９１０のスイッチ用の制御信号を生成するように構成される。制御信号のそれぞれは、駆動されているスイッチに特有の電圧を基準としている。したがって、第１のスイッチは第１の電圧と第２の電圧との間の制御信号パルスを受け取り、第２のスイッチは第３の電圧と第４の電圧との間の制御信号パルスを受け取り、第１、第２、第３、および第４の電圧のそれぞれが異なる。いくつかの実施形態では、第１の電圧と第２の電圧との間の差は、第３の電圧と第４の電圧との間の差とほぼ同じである。
【０１０９】
スイッチスタック９１０、コンデンサ９２０、ならびに抵抗器９３０および９４０は、図８を参照して上に述べた、パルス発生回路８００の他のパルス発生器段の対応する素子と共に協同的に機能して、パルス発生回路８００の正負のＶｏ出力端子間に電圧パルスを発生させる。これらの素子は、例えば、図５、図６Ａ、および図６Ｂに示すパルス発生回路５００を参照して上に述べた、対応する素子として協同的に機能し得る。例えば、これらの素子は、電源入力端子Ｖ１およびＶ２に印加される電源電圧、ならびにスイッチスタック９１０のスイッチに印加される制御信号に応答して、パルス発生回路８００の正負のＶｏ出力端子間に電圧パルスを発生させるように協同し得る。
【０１１０】
制御信号は、図７に示すパルス発生回路７００の入力ポートＶｉｎの両端に受け取られる入力パルスに応答して、複数段の駆動を経て生成されるので、制御信号は、パルス発生回路７００のスイッチスタックのスイッチの全てをほぼ同時にターンオンおよびターンオフさせる。例えば、パルス発生回路７００の入力ポートＶｉｎで受け取られる、例えば１００ｎｓの持続時間を有する１５Ｖの入力パルスは、パルス発生回路７００に約１００ｎｓの持続時間を有する高電圧（例えば、約１５ｋＶ）の出力パルスを発生させることができる。同様に、パルス発生回路７００の入力ポートＶｉｎで受け取られる、例えば５μｓの持続時間を有する１５Ｖの入力パルスは、パルス発生回路７００に約５μｓの持続時間を有する高電圧（例えば、約１５ｋＶ）の出力パルスを発生させることができる。よって、高電圧出力パルスの持続時間は、入力パルスの選択された持続時間とほぼ同じである。
【０１１１】
図１０は、図９に示すスイッチ駆動回路のうちの１つとして使用することができるスイッチ駆動回路１０００を示す。
【０１１２】
スイッチ駆動回路１０００は、入力ポートＶｉｎの両端にトリガパルスを受け取り、受け取ったトリガパルスに応答して出力ポートＶｏｕｔに制御信号パルスを発生させる。スイッチ駆動回路１０００は、増幅回路１０１０、コンデンサ１０２０、および変圧器１０３０を含む。いくつかの実施形態では、スイッチ駆動回路１０００はまた、クランプ回路１０７０を含む。
【０１１３】
増幅回路１０１０は、トリガパルスを受け取り、コンデンサ１０２０を介して変圧器１０３０を駆動し、変圧器１０３０は低周波信号およびＤＣ信号を低減または遮断する。増幅回路１０１０によって駆動されることに応答して、変圧器１０３０は、出力ポートＶｏｕｔにおいて、抵抗器１０７０の両端に制御信号パルスを発生させるので、制御信号パルスの持続時間は、入力ポートＶｉｎにおけるトリガパルスの持続時間に等しいか、または実質的に等しい（例えば、トリガパルスの持続時間の１０％または１％の範囲内で等しい）。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、増幅回路１０１０は複数の増幅器集積回路を含む。例えば、電流駆動能力を高めるために、複数の増幅器集積回路を並列に接続して、増幅回路１０１０を形成することができる。例えば、２、３、４、５、６、７、８または別の数の増幅器集積回路が使用され得る。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、クランプ回路１０７０を搭載して、普通なら共振によって引き起こされ得る電位信号を少なくとも減衰させる。クランプ回路１０７０は並列ダイオードを含み、これは任意の電流反転のための短絡経路を提供し、またクランプ回路１０７０に接続された構成要素にかかる最大電圧をクランプする。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、駆動回路７５０、８５０、および１０００は、マルクス発生器用の電源から絶縁されたＤＣ−ＤＣ電源モジュールから電力を受け取る。これにより、グランド結合の遮断が保証される。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、変圧器１０３０は１：１の巻数比を持つ。別の実施形態では、異なる巻数比が使用される。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、非常に高速のスイッチングを獲得するために、変圧器１０３０は、１次巻線において５ターン未満、２次巻線において５ターン未満を有する。例えば、いくつかの実施形態では、変圧器１０３０は、１次巻線および２次巻線のそれぞれに１、２、３、または４ターンを有する。いくつかの実施形態において、変圧器１０３０は、１次巻線および２次巻線において、完全なターンよりも短いターン、例えば１／２ターンを有する。１次巻線および２次巻線のそれぞれの巻数が少ないため、小さなインダクタンスループが可能となり、ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力容量を充電する２次巻線の電流の立ち上がり時間が長くなる。
【０１１９】
従来の用途でのトリガＭＯＳＦＥＴ用の変圧器は、電流転送効率を確保するために、高結合、高透磁率、および低損失のコアが必要とされる。変圧器が高周波で動作しているときの飽和を避けるために、パルスごとに、コア内の残留磁束を除去する必要がある。慣例的に、コアエネルギーを散逸させるためには、３次巻線を含むリセット回路が使用される。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、高周波信号を閉じ込めてそのエネルギーを熱として散逸させるために、例えば一般に電磁干渉（ＥＭＩ）チョークとして使用される、損失の大きい変圧器を使用して、スイッチを作動させる。例えば、変圧器の電圧時定数は１００Ｖμｓ未満であってもよい。いくつかの実施形態では、変圧器は、５０Ｖμｓ、３０Ｖμｓ、２０Ｖμｓ、１０Ｖμｓ、または５Ｖμｓ未満の電圧時定数を有する。損失の大きい変圧器の使用は、パワーエレクトロニクスの一般的な方法に反している。
【０１２１】
高周波の磁束は、コアの損失（渦損失、ヒステリシス損失、および抵抗損失）に起因して減衰するが、損失の大きい変圧器は、依然として十分な磁束の閉じ込めが可能であり、十分な結合をもたらす。さらに、磁束の減少も十分に急速に行われる。磁束減衰過程は、通常、おおよそ数マイクロ秒かかる。
【０１２２】
このような変圧器を備えることは慣例的に不利であるように思われるが、ナノ秒を数マイクロ秒のパルスに結合するのに、このような変圧器が好ましくは使用される。その結果、以下の利点が得られる。すなわち、１）高電圧マルクス発生器から低電圧駆動回路への高電圧、高周波の過渡結合が抑制される。２）変圧器コアの損失のために、先行のパルスに由来する残留磁束は一般的な低損失変圧器コアよりも速く散逸し、したがってリセット用の巻線を不要なものとし、介在させない。
【０１２３】
スイッチ駆動回路１０００の利点は、これが出力パルス持続時間を制限することにある。スイッチ制御信号は変圧器１０３０によって生成されるので、入力ポートＶｉｎに入力トリガ信号を生成する回路が不定長のパルスを生成しようとしても、変圧器が飽和し、制御信号がスイッチをオフにする。
【０１２４】
図１１は、本明細書で論じられるスイッチスタックに使用し得る構成要素を含むスイッチ素子１１００の一例を示す。スイッチ素子１１００は、スイッチ１１１０を含み、入力ポートＶｉｎに印加される制御電圧に応答して、端子ＶＡと端子ＶＢとの間に導電性経路または低抵抗経路を選択的に形成する。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、スイッチ１１１０は、ＭＯＳＦＥＴなどのトランジスタである。いくつかの実施形態では、スイッチ１１１０は別種のスイッチである。いくつかの実施形態では、スイッチ１１１０は、５ｎｓ未満、約５ｎｓ、約１０ｎｓ、約２５ｎｓ、約１５ｎｓ、約７５ｎｓ、約１００ｎｓ、または１００ｎｓ超のターンオン時間を有する。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、スイッチ素子１１００はまた、スナバ回路１１２０を含む。いくつかの実施形態では、スイッチスタックのスイッチのターンオン時間は同一ではない。スイッチ１１１０が許容できる電圧よりも高い電圧を防止するために、スナバ回路１１２０は、スイッチ１１１０をバイパスする電流シャント経路を提供する。ダイオード１１２２は低周波電流経路を提供し、コンデンサ１１２６と抵抗器１１２４の組合せは高周波電流経路を提供する。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、スイッチ素子１１００はまた、オプションの過電流保護回路１１４０を含む。過電流保護回路１１４０は、スイッチ１１４２およびセンス抵抗１１４４を含む。
【０１２８】
端子ＶＡから端子ＶＢへ流れる電流は、センス抵抗器１１４４を通って伝導する。ダイオード１１３２および１１３４はそれぞれ並列である。したがって、電流が端子ＶＡから端子ＶＢに流れるとき、センス抵抗１１４４の両端に電圧が発生する。この発生電圧は、スイッチ１１４２の導電状態を制御する。端子ＶＡから端子ＶＢへ流れる電流が閾値よりも大きい場合、発生電圧はスイッチ１１４２を導通させる。結果的に、スイッチ１１４２は、スイッチ１１１０の制御電圧を低減させる。低減した制御電圧に応答して、スイッチ１１１０は、導電性が低下するか、またはオフになる。その結果、端子ＶＡから端子ＶＢに伝導され得る電流は、過電流保護回路１１４０によって制限される。
【０１２９】
本明細書で論じられる実施形態では、ＭＯＳＦＥＴスイッチが使用される。別の実施形態では、他のスイッチが使用される。例えば、いくつかの実施形態では、サイリスタ、ＩＧＢＴまたは他の半導体スイッチが使用される。
【０１３０】
変圧器の動作の一例を図１２に示す。入力１次インダクタの電圧はほぼ方形波であるが、ＭＯＳＦＥＴのゲートソース間電圧である２次インダクタの電圧は、電圧の大きさがゼロに向かって減少するとき、例えば数マイクロ秒以内で徐々に減少する。２次インダクタでの電圧の減少の後、電圧を受けるスイッチは、十分に高められたＶｇｓよりも電圧が低くなるとき、飽和動作領域から線形動作領域に入る。結果として、スイッチの抵抗が増加し、負荷の両端の出力電圧は同様に漸減する変化を示す。２次インダクタでの電圧がＭＯＳＦＥＴのターンオン閾値（Ｖｔｈ）よりも小さい値にまで低下すると、ＭＯＳＦＥＴは遮断される。ＭＯＳＦＥＴがオフになると、トリガ信号の持続時間が延長されたとしても、負荷の電圧はゼロになる。したがって、２次インダクタでの電圧の波形により、各パネルからの高電圧出力パルスの持続時間が、例えば数マイクロ秒以下に制限される。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、トリガ信号の持続時間が十分に短く、２次インダクタにおける電圧の低下が、スイッチを線形領域動作に移行させるには不十分であるため、スイッチは飽和状態に留まる。そのような実施形態では、負荷電圧パルスは、図１２に示される漸減を示さない。例えば、そのような実施形態では、負荷電圧パルスはほぼ方形であり得る。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、本明細書で論じられるスイッチスタックは、上に述べたように、スイッチおよび他の構成要素を含む。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、閾値より短い持続時間のパルスを生成する際に、パルスの形状はほぼ方形である。いくつかの実施形態では、閾値よりも大きい持続時間のパルスを生成する際に、パルスの形状は、閾値とほぼ等しい持続時間（例えば、閾値の１０％または１％の範囲内で等しい持続時間）のほぼ方形である。そのような長いパルスの電圧は、閾値後の時間中に、０Ｖに向かって降下する。いくつかの実施形態では、０Ｖに向かっての降下は、ほぼ直線的である。いくつかの実施形態では、０Ｖへの降下は、ほぼ指数関数的である。
【０１３４】
図１３は、図１のｎｓＰＥＦシステム１００の内部で使用され得る別のパルス発生回路１３００を示す。
【０１３５】
パルス発生回路１３００は、入力ポートＶｉｎの両端に入力パルスを受け取り、入力ポートＶＤＣ１およびＶＤＣ２においてＤＣ電圧を受け取り、受け取った入力パルスおよびＤＣ電圧に応答して出力ポートＶｏｕｔの両端に出力パルスを発生させる。
【０１３６】
パルス発生回路１３００は、複数のパルス発生回路１３１０および１３２０を含む。本実施形態では、２つのパルス発生回路が使用される。別の実施形態では、これよりも多いパルス発生回路が使用される。例えば、いくつかの実施形態では、パルス発生回路１３００を参照して以下に論じるように、出力ポートが直列に接続された、３、４、５、１０または別の数のパルス発生回路が使用される。
【０１３７】
パルス発生回路１３１０および１３２０のそれぞれは、本明細書で論じられる他のパルス発生回路と同様のものであってよい。例えば、パルス発生回路１３１０および１３２０は、図７を参照して上に述べたパルス発生回路７００と同様であり得るか、または実質的に同一であり得る。
【０１３８】
パルス発生回路１３１０および１３２０の各々は、これらのそれぞれの制御入力の入力ポート両端に、同じ入力パルス信号を受け取る。それに応じて、パルス発生回路１３１０および１３２０の各々は、これらのそれぞれのＶｏｕｔ出力ポート両端に高電圧パルスを発生させる。パルス発生回路１３１０、１３２０のＶｏｕｔ出力ポートは直列に接続されているので、パルス発生回路１３００の出力ポートＶｏｕｔ間のパルス発生回路１３１０および１３２０によって生成される電圧パルスは、パルス発生回路１３１０および１３２０によってそれぞれ生成されるパルスの電圧の合計に（例えば、１０％または１％の範囲内で）ほぼ等しい。
【０１３９】
図１４は、図１のｎｓＰＥＦシステム１００内で使用することができ、図１３のパルス発生器１３００と同様の特性を有した別のパルス発生回路１４００を示す。パルス発生回路１４００は、パルス発生器１４１０および１４２０、駆動回路１４１５および１４２５、および電源１４１２および１４２２を含む。
【０１４０】
パルス発生回路１４００は、複数のパルス発生回路１４１０および１４２０を含む。本実施形態では、２つのパルス発生回路が使用される。別の実施形態では、これよりも多いパルス発生回路が使用される。パルス発生回路１４１０および１４２０のそれぞれは、本明細書で論じられる他のパルス発生回路と同様のものであってよい。
【０１４１】
パルス発生回路１４００は、図８を参照して上で述べた駆動回路８５０と同様のものであり得る駆動回路１４１５および１４２５のそれぞれにおいて入力パルスを受け取る。パルス発生回路１４００は、受け取った入力パルスに応答して、出力ポートＶｏｕｔの両端に出力パルスを発生させる。出力電圧パルスはまた、電源１４１２および１４２２から受け取られる電源電圧を基にする。
【０１４２】
駆動回路１４１５および１４２５のそれぞれは、入力パルス信号を受け取る。受け取った入力信号に応答して、駆動回路１４１５および１４２５は、それぞれパルス発生回路１４１０および１４２０用の駆動信号パルスを生成する。駆動信号パルスに応答して、パルス発生回路１４１０および１４２０の各々は、これらのそれぞれの出力ポートＶｏ１およびＶｏ２両端に高電圧パルスを発生させる。パルス発生回路１４１０および１４２０のＶｏ１およびＶｏ２出力ポートは直列に接続されているので、パルス発生回路１４００の出力ポートＶｏｕｔ間のパルス発生回路１４１０および１４２０によって生成される電圧パルスは、パルス発生回路１４１０および１４２０によってそれぞれ生成されるパルスの電圧の合計に（例えば、１０％または１％の範囲内で）ほぼ等しい。
【０１４３】
本実施形態では、パルス発生回路１４１０は、その出力ポートＶｏ１にわたって、電源１４１２の電圧の３倍（−３ｘ［Ｖ１−Ｖ２］）に（例えば、１０％または１％の範囲内で）ほぼ等しい高電圧パルスを発生させる。さらに、パルス発生回路１４２０は、その出力ポートＶｏ２にわたって、電源１４１４の電圧の３倍（３ｘ［Ｖ’１−Ｖ’２］）に（例えば、１０％または１％の範囲内で）ほぼ等しい高電圧パルスを発生させる。結果的に、パルス発生回路１４００は、その出力ポートＶｏｕｔの両端に（３ｘ［Ｖ’１−Ｖ’２］）−（−３ｘ［Ｖ１−Ｖ２］）の電圧を発生させる。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、パルス発生回路１４１０および１４２０の両方に接続される単一の駆動回路が、駆動回路１４１５および１４２５の代わりに使用される。そのような実施形態では、この単一駆動回路は、入力パルス信号に応答して、両方のパルス発生回路１４１０および１４２０用の駆動信号パルスを生成する。
【０１４５】
図１５は、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のブロック図であり、これは、図１に示されるｎｓＰＥＦシステム１００の特徴と類似または同一の特徴を有する。ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０は、パルス発生器１５５５、電源１５６０、電極１５６５、インタフェース１５７０、およびコントローラ１５７５を含む。
【０１４６】
パルス発生器１５５５は、本明細書で論じられるパルス発生回路のうちの任意のものと類似または同一であり得る。例えば、パルス発生器１５５５は、電源１５６０から受け取られる電源電圧に対応する電圧振幅を有し、コントローラ１５７５から受け取られる制御信号に対応するパルス幅および他の特性を有するパルスを発生するように構成され得る。別の実施形態では、他のパルス発生回路を使用してもよい。
【０１４７】
電極１５６５は、本明細書で論じられる電極の任意のものと類似または同一のものであり得る。例えば、電極１５６５は、図３および図４を参照して上に述べた電極３００および４００と同様または同一のものであってよい。電極１５６５は、パルス発生器１５５５によって生成されるｎｓＰＥＦパルスを導線１５５６から受け取るように構成されるとともに、治療用ｎｓＰＥＦ処置を受けている患者にｎｓＰＥＦパルスを送り出すように構成される。別の実施形態では、他の治療用電極を使用してもよい。
【０１４８】
電源１５６０は、パルス発生器１５５５に電源電圧を供給するように構成される。例えば、パルス発生器１５５５が、図７に示すパルス発生器回路７００と同様のものである実施形態において、電源１５６０は、パルス発生回路７００の電源電圧Ｖ１およびＶ２に対応する電源電圧を供給するように構成され得る。いくつかの実施形態において、電源１５６０は、コントローラ１５７５からの制御信号に対応する電圧レベルを有する電源電圧を生成して提供する。
【０１４９】
インタフェース１５７０は、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの様々なパラメータおよび特性を特定する入力をユーザから受け取るように構成される。例えば、インタフェース１５７０は、患者に印加される１つまたは複数のｎｓＰＥＦパルスの１つまたは複数の特性に対する値を特定または指定する入力を受け取るように構成されてもよい。例えば、特性には、患者に印加される１つまたは複数のｎｓＰＥＦパルスの振幅、極性、幅、立ち上がり時間、および立ち下がり時間のうちの１つまたは複数が含まれ得る。追加的にまたは代替的に、特性には、患者に印加される一連のｎｓＰＥＦパルスの周波数およびパルス量のうちの１つまたは複数が含まれ得る。さらに、特性には、追加的にまたは代替的に、患者の治療組織の最高温度など、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの結果が含まれ得る。他の特性を、追加的にまたは代替的に、受け取られた入力によって特定または指定することができる。
【０１５０】
さらに、インタフェース１５７０は、受け取った入力によって特定または指定された特性をコントローラ１５７５に伝達するように構成される。
【０１５１】
コントローラ１５７５は、インタフェース１５７０から受け取った伝達された特性に少なくとも部分的に基づいて、パルス発生器１５５５および電源１５６０に１つまたは複数の制御信号を生成して提供するように構成される。さらに、パルス発生器１５５５、電源１５６０、および電極１５６５は、コントローラ１５７５からの制御信号に応答して、制御信号に対応する特性を有したｎｓＰＥＦパルスを生成するように集合的に構成される。
【０１５２】
本実施形態では、パルス発生器１５５５および電極１５６５の一方または両方は、患者に印加されたｎｓＰＥＦパルスの測定されたパラメトリック特性と対応するか、またはこれを表すフィードバック信号ＦＢ１およびＦＢ２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、フィードバック信号ＦＢ１およびＦＢ２によって表されるｎｓＰＥＦパルスのパラメトリック特性には、ｎｓＰＥＦパルスの振幅、極性、幅、立ち上がり時間、および立ち下がり時間のうちの１つまたは複数が含まれる。追加的にまたは代替的に、パラメトリック特性には、一連のｎｓＰＥＦパルスの周波数が含まれ得る。さらに、パラメトリック特性には、追加的または代替的に、患者の治療された組織の温度が含まれ得る。フィードバック信号ＦＢ１およびＦＢ２は、患者に印加された１つまたは複数のｎｓＰＥＦパルスの他の測定されたパラメトリック特性、患者、環境、およびｎｓＰＥＦ治療システム１５５０に対応するかまたはこれらを表すことができる。
【０１５３】
いくつかの実施形態において、コントローラ１５７５、電源１５６０、パルス発生器１５５５、および電極１５６５は、集合的にフィードバックループを形成し、これにより、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの１つまたは複数のパラメトリック特性が、インタフェース１５７０によって受け取られた入力において特定される対応する特性の値と（例えば１０％または１％の範囲内で）ほぼ等しい測定値を有するようになる。
【０１５４】
例えば、インタフェース１５７０は、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの振幅に対して１５ｋＶの値を指定する入力を受け取ることがある。さらに、コントローラ１５７５は、患者に印加されたｎｓＰＥＦパルスの測定された振幅が１５ｋＶ未満（または１５ｋＶ超）であることを示す、電極１５６５からのフィードバック信号ＦＢ２またはパルス発生器１５５５からのフィードバック信号ＦＢ１に応答して、電源１５６０に与えられる制御信号を変更するように構成され得る。変更された制御信号に応答して、電源１５６０は、生成されて患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの振幅が１５ｋＶになるように、または１５ｋＶに向かって増加（または減少）するように、パルス発生器１５５５に供給される電力信号の電圧を増加（または減少）させる構成とすることができる。
【０１５５】
同様に、インタフェース１５７０は、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスのパルス幅に対して１５０ｎｓの値を指定する入力を受け取ることがある。コントローラ１５７５は、患者に印加されたｎｓＰＥＦパルスの測定されたパルス幅が１５０ｎｓ超（または１５０ｎｓ未満）であることを示す、電極１５６５からのフィードバック信号ＦＢ２またはパルス発生器１５５５からのフィードバック信号ＦＢ１に応答して、パルス発生器１５５５に与えられる制御信号を変更するように構成され得る。変更された制御信号に応答して、パルス発生器１５５５は、減少した（または増加した）パルス幅を有するｎｓＰＥＦパルスを生成して患者に印加するように構成され得る。結果として、フィードバック信号ＦＢ１またはＦＢ２は、パルス発生器１５５５に、１５０ｎｓまで減少した（または増加した）、または１５０ｎｓに向かって減少した（または増加した）パルス幅を伴うｎｓＰＥＦパルスを発生させて印加させる制御信号をコントローラ１５７５に発生させる。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、フィードバックループは比例積分微分（ＰＩＤ）法を使用して制御される。例えば、コントローラ１５７５は、インタフェース１５７０で感知される所望の値と、対応する測定されたパラメータとの間の差として、エラー値を連続的に、または実質的に連続的に計算するように構成されてもよい。さらに、コントローラ１５７５は、エラー信号の第１の定数倍、誤差信号の積分の第２の定数倍、および誤差信号の微分係数の第３の定数倍のうちの１つまたは複数の和として、制御信号を連続的にまたは実質的に連続的に計算するように構成され得る。
【０１５７】
いくつかの実施形態では、フィードバックループは、測定値に基づいて次の値を決定するためにルックアップテーブルを使用して制御される。いくつかの実施形態では、フィードバックループは、測定値が閾値より大きいか、それとも小さいかの判定に基づいて、値を一定量またはステップサイズで減少または増加させることによって制御される。
【０１５８】
図１６は、図１５に示すｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のパルス発生器１５５５として使用し得る別のパルス発生器１６００を示す。パルス発生器１６００は、本明細書で論じられる他のパルス発生回路と類似または同一の特徴を有し得る。例えば、パルス発生回路１６００は、図７のパルス発生回路７００と類似または同一の特徴を有し得る。
【０１５９】
例えば、パルス発生器１６００は、パルス発生回路７００の駆動回路７５０と類似または同一であり得る駆動回路１６５０を含む。さらに、パルス発生器１６００は、パルス発生回路１６１０、１６２０、１６３０、および１６４０を含み、これらはそれぞれパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０と類似または同一であり得る。
【０１６０】
パルス発生器１６００はまた、アナログデジタル変換器１６６０を含むか、またはいくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１６６０に接続される。さらに、パルス発生器１６００は、追加的にもしくは代替的に、電流モニタ１６７０および１６８０を含み、またはいくつかの実施形態では、電流モニタ１６７０および１６８０に接続される。
【０１６１】
本実施形態では、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１６６０は、それぞれパルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子に接続される入力を有した第１のチャネルを含む。いくつかの実施形態では、パルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子に第１の低入力インピーダンス差動バッファ（図示せず）が接続され、これはアナログデジタル変換器１６６０の入力を駆動する。いくつかの実施形態では、パルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子にＴｅｋｔｒｏｎｉｘ  Ｐ６０１５Ａ高電圧受動プローブ（図示せず）などのプローブが接続され、これはアナログデジタル変換器１６６０の入力を駆動する。
【０１６２】
さらに、アナログデジタル変換器１６６０は、パルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子の間の電圧差を表す第１のデジタル出力を生成するように構成される。第１のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１６５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１６６０は、正（＋）および負（−）の電圧出力端子における電圧の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第１のデジタル出力を生成する。
【０１６３】
本実施形態では、アナログデジタル変換器１６６０はまた、それぞれ電流モニタ１６７０および１６８０に接続される入力を有した第２のチャネルを含み、電流モニタ１６７０および１６８０は、それぞれパルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子に接続される。いくつかの実施形態では、電流モニタ１６７０および１６８０に第２の低入力インピーダンス差動バッファ（図示せず）が接続され、これはアナログデジタル変換器１６６０の入力を駆動する。
【０１６４】
さらに、アナログデジタル変換器１６６０は、パルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子を通って流れる電流の間の電流差を表す第２のデジタル出力を生成するように構成される。第２のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１６６０は、電流モニタ１６７０および１６８０からの入力の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第２のデジタル出力を生成する。
【０１６５】
いくつかの実施形態において、電流モニタ１６７０および１６８０はそれぞれ、センス抵抗器および増幅器を含む。センス抵抗器は、これを流れる電流の電圧応答を生成するように構成され、増幅器は、センス抵抗器の両端の電圧に基づいて、アナログデジタル変換器用の入力を生成する。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、電流モニタ１６７０および１６８０は、検知された電流に応答して電圧を生成するＰｅａｒｓｏｎカレントモニタ２８７８などの電流モニタを含む。
【０１６７】
いくつかの実施形態において、パルス発生器１６００は、第１および第２のデジタル出力のうちのいずれかを生成するが、両方は生成しない。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１６６０の代わりに、またはこれに加えて、１つまたは複数の単一チャネルアナログデジタル変換器が使用される。
【０１６８】
図１７は、例えば、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０で電極１５６５として使用され得る電極１７００の概略説明図である。電極１７００は、本明細書で論じられる電極の任意のものと類似または同一のものであり得る。例えば、電極１７００は、図３および図４を参照して上に述べた電極３００および４００と同様または同一のものであってよい。
【０１６９】
電極１７００は、入力端子１７１０および１７２０の両端にｎｓＰＥＦパルスを受け取り、治療用ｎｓＰＥＦ処置を受けている患者に、正（＋）および負（−）の出力治療用電極端子１７３０および１７４０を介して、ｎｓＰＥＦパルスを送り出すように構成される。
【０１７０】
電極１７００は、アナログデジタル変換器１７５０を含むか、またはいくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０に接続される。さらに、電極１７００は、追加的にもしくは代替的に、電流モニタ１７６０および１７７０を含み、またはいくつかの実施形態では、電流モニタ１７６０および１７７０に接続される。加えて、電極１７００は、熱センサ１７８０および１７９０を含む。いくつかの実施形態において、電極１７００は、熱センサ１７８０および１７９０の一方を含むが両方を含まない。
【０１７１】
本実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０は、それぞれ正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０に接続される入力を有した第１のチャネルを含む。いくつかの実施形態では、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０に第１の低入力インピーダンス差動バッファ（図示せず）が接続され、これはアナログデジタル変換器１７５０の第１のチャネルの入力を駆動する。いくつかの実施形態では、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０にＴｅｋｔｒｏｎｉｘ  Ｐ６０１５Ａ高電圧受動プローブ（図示せず）などのプローブが接続され、これはアナログデジタル変換器１７５０の入力を駆動する。
【０１７２】
さらに、アナログデジタル変換器１７５０は、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０の間の電圧差を表す第１のデジタル出力を出力端子１７３５に生成するように構成される。第１のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１６５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０は、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０における電圧の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第１のデジタル出力を生成する。
【０１７３】
本実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０はまた、それぞれ電流モニタ１７６０および１７７０に接続される入力を有した第２のチャネルを含み、電流モニタ１７６０および１７７０は、それぞれ正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０に接続される。いくつかの実施形態では、電流モニタ１７６０および１７７０に第２の低入力インピーダンス差動バッファ（図示せず）が接続され、これはアナログデジタル変換器１７５０の第２のチャネルの入力を駆動する。
【０１７４】
さらに、アナログデジタル変換器１７５０は、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０を通って流れる電流の間の電流差を表す第２のデジタル出力を出力端子１７６５に生成するように構成される。第２のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０は、電流モニタ１７６０および１７７０からの入力の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第２のデジタル出力を生成する。
【０１７５】
本実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０はまた、それぞれ熱センサ１７８０および１７９０に接続される入力を有した第３のチャネルを含み、熱センサ１７８０および１７９０は、それぞれ正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０に熱的に結合される。いくつかの実施形態では、熱センサ１７８０および１７９０に第３の低入力インピーダンス差動バッファ（図示せず）が接続され、これはアナログデジタル変換器１７５０の第３のチャネルの入力を駆動する。
【０１７６】
さらに、アナログデジタル変換器１７５０は、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０のうちの少なくとも一方の温度を表す第３のデジタル出力を出力端子１７８５に生成するように構成される。第３のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０は、熱センサ１７８０および１７９０からの入力の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第３のデジタル出力を生成する。
【０１７７】
様々な実施形態において、パルス発生器１７００は、第１、第２、および第３のデジタル出力のうちの任意の１つ、２つ、または全てを生成する。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０の代わりに、またはこれに加えて、１つまたは複数の単一チャネルアナログデジタル変換器が使用される。
【０１７８】
図１８は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０などのｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法１８００のフローチャート図である。本方法において、ｎｓＰＥＦ治療システムは、フィードバックループを実行して、治療のパラメータを制御する。製造変動、温度、およびシステム経過年数を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の要因のために、治療中に現実化または測定されるパラメータは、システムがプログラムされるのに用いられた対応する値とは幾分異なる値を有する傾向がある。システムの精度を高めるために、フィードバックループは、測定されるパラメータが所望の値またはプログラムされた値に一層厳密に一致するように、現実化されたパラメータを能動的に測定して制御する。
【０１７９】
１８１０において、患者の、または患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの、１つまたは複数の所望の特性を表す情報を、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のインタフェース１５７０などのインタフェースで受け取る。
【０１８０】
１８２０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のコントローラ１５７５などのコントローラが、インタフェースで受け取った所望の特性の値に対応する対照値を生成する。
【０１８１】
１８３０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０の電源１５６０などの電源が、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のパルス発生器１５５５などのパルス発生器を充電する。電源は、コントローラから受け取った１つまたは複数の制御信号を基に決定した電圧値でパルス発生器を充電する。ここで、受け取った１つまたは複数の制御信号とは、１８２０において生成された１つまたは複数の対照値に対応する。
【０１８２】
１８４０において、少なくとも１つのｎｓＰＥＦパルスを発生させる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの発生させたｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。例えば、コントローラからの１つまたは複数の制御信号に応答して、パルス発生器がｎｓＰＥＦパルスを発生させることができる。さらに、電極１５６５などの電極により、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加することができる。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを治療計画の一環として患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦ治療システムの特性評価、設定、または較正の一環として、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しない。
【０１８３】
１８５０において、例えば、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しながら、ｎｓＰＥＦパルスのまたは患者の、１つまたは複数の電気的特性を測定または検知する。
【０１８４】
１８６０において、測定または検知した特性の値を、１８１０で受け取った情報によって表された、対応する所望の特性の値と比較する。
【０１８５】
１８２０に戻って、コントローラが、１８６０で実行した比較の結果に従って、インタフェースで受け取った所望の特性の値に対応する対照値を修正する。コントローラは、対照値に対する修正のために、次に測定または検知する特性の値が、以前に測定または検知した特性の値よりも、特性の所望の値に近くなることが期待されるように、対照値を修正する構成となっている。
【０１８６】
図１９は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０などのｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法１９００のフローチャート図である。
【０１８７】
１９１０において、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスの電流振幅または電圧振幅を表す情報を、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のインタフェース１５７０などのインタフェースで受け取る。
【０１８８】
１９２０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のコントローラ１５７５などのコントローラが、所望の振幅に対応する対照値を生成する。
【０１８９】
１９３０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０の電源１５６０などの電源が、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のパルス発生器１５５５などのパルス発生器を充電する。電源は、コントローラから受け取った１つまたは複数の制御信号を基に決定した電圧値でパルス発生器を充電する。ここで、受け取った１つまたは複数の制御信号とは、１９２０において生成された１つまたは複数の対照値に対応する。
【０１９０】
１９４０において、少なくとも１つのｎｓＰＥＦパルスを発生させる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの発生させたｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。例えば、コントローラからの１つまたは複数の制御信号に応答して、パルス発生器がｎｓＰＥＦパルスを発生させることができる。さらに、電極１５６５などの電極により、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加することができる。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを治療計画の一環として患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦ治療システムの特性評価、設定、または較正の一環として、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しない。
【０１９１】
１９５０において、例えば、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しながら、ｎｓＰＥＦパルスの振幅を測定または検知する。
【０１９２】
１９６０において、測定または検知した振幅の値を、１９１０で受け取った情報によって表された振幅と比較する。
【０１９３】
１９２０に戻って、コントローラが、１９６０で実行した比較の結果に従って、インタフェースで受け取った所望の振幅の値に対応する対照値を修正する。コントローラは、振幅の測定値または検知値が所望の振幅よりも小さい場合、修正した対照値により、以前に使用した値よりも大きい値の電圧で電源がパルス発生器を充電するように、対照値を修正する構成となっている。同様に、コントローラは、振幅の測定値または検知値が所望の振幅よりも大きい場合、修正した対照値により、以前に使用した値よりも小さい値の電圧で電源がパルス発生器を充電するように、対照値を修正する更なる構成となっている。
【０１９４】
図２０は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０などのｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法２０００のフローチャート図である。
【０１９５】
２０１０において、患者に印加されるｎｓＰＥＦパルスのパルス幅を表す情報を、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のインタフェース１５７０などのインタフェースで受け取る。
【０１９６】
２０２０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のコントローラ１５７５などのコントローラが、所望のパルス幅に対応する対照値を生成する。
【０１９７】
２０３０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０の電源１５６０などの電源が、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のパルス発生器１５５５などのパルス発生器を充電する。電源は、コントローラから受け取った１つまたは複数の制御信号を基に決定した電圧値でパルス発生器を充電する。
【０１９８】
２０４０において、少なくとも１つのｎｓＰＥＦパルスを発生させる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの発生させたｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。例えば、コントローラからの１つまたは複数の制御信号に応答して、パルス発生器がｎｓＰＥＦパルスを発生させることができる。さらに、電極１５６５などの電極により、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加することができる。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを治療計画の一環として患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦ治療システムの特性評価、設定、または較正の一環として、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しない。
【０１９９】
２０５０において、例えば、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しながら、ｎｓＰＥＦパルスのパルス幅を測定または検知する。
【０２００】
２０６０において、測定または検知したパルス幅の値を、２０１０で受け取った情報によって表されたパルス幅と比較する。
【０２０１】
２０２０に戻って、コントローラが、２０６０で実行した比較の結果に従って、インタフェースで受け取った所望のパルス幅の値に対応する対照値を修正する。コントローラは、パルス幅の測定値または検知値が所望のパルス幅よりも小さい場合、修正した対照値により、以前に発生させた値よりも大きい値のパルス幅を持つ更なるｎｓＰＥＦパルスをパルス発生器が発生させるように、対照値を修正する構成となっている。同様に、コントローラは、パルス幅の測定値または検知値が所望のパルス幅よりも大きい場合、修正した対照値により、以前に発生させた値よりも小さい値のパルス幅を持つ更なるｎｓＰＥＦパルスをパルス発生器が発生させるように、対照値を修正する構成となっている。
【０２０２】
図２１は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０などのｎｓＰＥＦ治療システムを使用する方法２１００のフローチャート図である。
【０２０３】
２１１０において、ｎｓＰＥＦパルスで治療される患者の組織の最高温度を表す情報を、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のインタフェース１５７０などのインタフェースで受け取る。
【０２０４】
２１２０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のコントローラ１５７５などのコントローラが、所望の組織最高温度に対応する対照値を生成する。
【０２０５】
２１３０において、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０の電源１５６０などの電源が、ｎｓＰＥＦ治療システム１５５０のパルス発生器１５５５などのパルス発生器を充電する。電源は、コントローラから受け取った１つまたは複数の制御信号を基に決定した電圧値でパルス発生器を充電する。
【０２０６】
２１４０において、１つまたは複数のｎｓＰＥＦパルスを発生させる。いくつかの実施形態では、発生させたｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。例えば、コントローラからの１つまたは複数の制御信号に応答して、パルス発生器がｎｓＰＥＦパルスを発生させることができる。さらに、電極１５６５などの電極により、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加することができる。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを治療計画の一環として患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦ治療システムの特性評価、設定、または較正の一環として、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加する。いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しない。
【０２０７】
２１５０において、例えば、ｎｓＰＥＦパルスを患者に印加しながら、患者の温度を温度センサで測定または検知する。
【０２０８】
２１６０において、測定または検知した温度の値を、２１１０で受け取った情報によって表された最高温度と比較する。
【０２０９】
２１２０に戻って、コントローラが、２１６０で実行した比較の結果に従って、インタフェースで受け取った所望の最高温度の値に対応する対照値を修正する。コントローラは、温度の測定値もしくは検知値が、最高温度よりも高いか、または最高温度に比べて低い閾値よりも高い場合、修正した対照値により、ｎｓＰＥＦ治療システムが患者に与える電力が少なくなるように、対照値を修正する構成となっている。例えば、修正された対照値は、より小さいパルス幅を持つｎｓＰＥＦパルスを発生させることができる。代替的にまたは追加的に、修正された対照値は、より低い周波数を持つｎｓＰＥＦパルスを発生させることができる。
【０２１０】
図２２は、本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極２２００の説明図である。例えば、電極２２００は、ｎｓＰＥＦパルスで患者を治療するために使用され得る。電極２２００は、先端部２２１６および把手２２１４を介してケーブル２２３０に電気的に接続される治療用電極端子２２１９を含む。
【０２１１】
電極２２１０は、把手２２１４および取り外し可能な、いくつかの実施形態においては使い捨ての先端部２２１６を含む。いくつかの先端部２２１６の実施形態を示す。他の実施形態も企図される。
【０２１２】
先端部２２１６は、例えば組織を突き刺すことによって患者に接触し、接触点でｎｓＰＥＦパルスを患者に与えるように構成された電気的絶縁性部分２２１８および電気的導電性端子２２１９を含む。
【０２１３】
いくつかの実施形態では、絶縁性部分２２１８は延長部２２１８Ａを含み、これらはそれぞれ電気的導電性端子２２１９のうちの１つの部分を取り囲む。いくつかの実施形態では、延長部２２１８Ａの長さは、延長部２２１８Ａがそこから延在する絶縁性部分２２１８の表面に対して調節可能であり、したがって電気的導電性端子２２１９の露出部分が調節可能である。いくつかの実施形態では、電気的導電性端子２２１９の長さは、表面に対して追加的にまたは代替的に調節可能である。
【０２１４】
図示するように、２２１４の把手は指止め２２１５を含み、この指止め２２１５は、ユーザの手を治療用端子２２１９から、より詳細に後述する一定の最小距離だけ離間させることによって、治療用端子２２１９とユーザの手との間の不注意な接触を防止するのに効果的であるように、高電圧治療用端子２２１９から離間させてある。いくつかの実施形態では、この距離は、例えばセンチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、またはそれより大きい（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大きい）。
【０２１５】
いくつかの実施形態では、患者と接触する露出した電気的導電性端子２２１９を調節可能である。例えば、導電性端子２２１９が絶縁性部分２２１８から延在する距離を調節することができる。いくつかの実施形態では、導電性端子２２１９が絶縁性部分２２１８から延在する距離は、把手部分２２１４に対して固定されている絶縁性部分２２１８に対して導電性端子２２１９を移動させることによって制御される。いくつかの実施形態では、導電性端子２２１９が絶縁性部分２２１８から延在する距離は、把手部分２２１４に対して固定されている導電性端子２２１９に対して絶縁性部分２２１８を移動させることによって制御される。
【０２１６】
追加的にまたは代替的に、隣接する導電性端子２２１９間の距離を調節することができる。
【０２１７】
図示するように、コネクタ２２２０の把手部分には指止め２２２２が含まれ、この指止め２２２２は、導電性部分２２２４とユーザの手との不注意な接触を防止するのに効果的であるように、高電圧導電性部分２２２４から離間させてある。
【０２１８】
図２３は、本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極２３００の説明図である。例えば、電極２３００は、ｎｓＰＥＦパルスで患者を治療するために使用され得る。本実施形態では、電気的導電性端子２３０２は把手２３０４によって互いに離間され、把手２３０４は、離間した中立位置からずらされると、端子２３０２に復元力を加えるように構成される。例えば、把手２３０４は、端子２３０２が１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、７．５ｍｍ、１ｃｍ、１．５ｃｍ、２ｃｍ、２．５ｃｍ、３ｃｍ、または他の距離よりも大きいかまたは小さい距離だけ離間しているときに、復元力を端子２３０２に加えるように構成され得る。
【０２１９】
把手２３０４は、端子２３０２とユーザの手との間の不注意な接触を防ぐのに役立つ把手形体２３０６を含む。
【０２２０】
図２４は、本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極２４００の説明図である。例えば、電極２４００は、心房細動を患っている患者を治療するために使用され得る。本実施形態では、電気的導電性端子２４１０および２４１２は、親指用リング２４２０と摘み２４３０との間の相対距離に従って互いに調節可能に離間している。いくつかの実施形態では、摘み２４３０は、ユーザの指を受け入れるように構成されたリングを含む。親指リング２４２０は、ユーザの手のひらに係合する人間工学的平滑表面２４２５を含む。
【０２２１】
電極２４００は、シャフト２４６０によって端子２４１０および２４１２に接続されるハウジング２４５０を含む。ハウジング２４５０は、端子２４１０および２４１２をケーブル２４６５と電気的に接続するための配線チャネルを含む。いくつかの実施形態では、ハウジング２４５０は、端子２４１０および２４１２間の最小距離を確保するように構成される内部止め具（図示せず）を含む。いくつかの実施形態では、ハウジング２４５０は、端子２４１０および２４１２を固定距離にロックするように構成されるバネ機構およびラチェット機構を含む。このような実施形態では、ハウジング２４５０はまた、端子２４１０および２４１２をロック位置から選択的に解放するように構成されるラチェット解放ボタン２４５５を含む。
【０２２２】
いくつかの実施形態では、端子２４１０がハウジング２４５０に対して移動するように構成される。いくつかの実施形態では、端子２４１２がハウジング２４５０に対して追加的にまたは代替的に移動するように構成される。
【０２２３】
いくつかの実施形態では、シャフト２４６０ならびに端子２４１０および２４１２はそれぞれ、端子２４１０および２４１２の遠位端に物体を案内するように構成される導管を含む。例えば、導管を通して端子２４１０および２４１２の末端から絶縁性ゲルを押し出すことができる。
【０２２４】
図２５は、本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る電極２５００の説明図である。例えば、電極２５００は、患者を治療するために腹腔鏡手術中に使用され得る。本実施形態では、電気的導電性端子２５１０および２５１２は、親指用リング２５２０と摘み２５３０との間の相対距離に従って互いに調節可能に離間している。
【０２２５】
電極２５００は、シャフト２５６０によって端子２５１０および２５１２に接続されるハウジング２５５０を含む。ハウジング２５５０は、端子２５１０および２５１２をケーブル２５６５と電気的に接続するための配線チャネルを含む。いくつかの実施形態では、ハウジング２５５０は、端子２５１０および２５１２間の最小隙間間隔を確保するように構成される内部止め具（図示せず）を含む。いくつかの実施形態では、ハウジング２５５０は、端子２５１０および２５１２を固定距離にロックするように構成されるバネ機構およびラチェット機構を含む。このような実施形態では、ハウジング２５５０はまた、端子２５１０および２５１２をロック位置から選択的に解放するように構成されるラチェット解放ボタン２５５５を含む。
【０２２６】
いくつかの実施形態では、端子２５１０が、シャフト２５６０に対して移動または回転するように構成される。いくつかの実施形態では、端子２５１２が、シャフト２５６０に対して追加的にまたは代替的に移動または回転するように構成される。いくつかの実施形態では、端子２５１０および２５１２がほぼ平行に保たれるように、端子２５１０および２５１２は、シャフト２５６０に対して、かつ互いに対して移動するように構成される。
【０２２７】
図２６は、本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムで使用され得る器具２６００の説明図である。例えば、器具２６００は、例えば、治療中に経皮的にまたは管腔内的に端子を患者に接触させるためのカテーテルとして使用することができる。本実施形態では、電極２６２０が内視鏡２６１０に接続される。例えば、電極２６２０は、内視鏡２６１０内の管腔を通して送られ得る。
【０２２８】
電極２６２０は、絶縁性部分２６２６と、正および負の電気的導電性端子２６２２とを含む。いくつかの実施形態では、電極２６２０はまた、電極２６２０が組織を貫通するのを助長するための針２６２８を含む。
【０２２９】
図２２〜図２６を参照して説明した電極のいずれも、その端子のいずれかに熱的に接続される熱電対を含むことができる。
【０２３０】
図２７Ａおよび図２７Ｂは、ハウジング切欠き部２７５０と嵌合するように構成されたコネクタ２７００の説明図である。コネクタ２７００は、例えば、電極１０２をハウジング１０５に接続するためにｎｓＰＥＦシステム１００において使用され得る。嵌合したときに、コネクタ２７００は、電極１０２をｎｓＰＥＦパルス発生器などのハウジング１０５の内部の電子部品と電気的に接続する。図２７Ａは、非嵌合状態にあるコネクタ２７００および切欠き部２７５０を示す。図２７Ｂは、嵌合状態にあるコネクタ２７００および切欠き部２７５０を示す。
【０２３１】
コネクタ２７００は、電極と電気的に接触するケーブルを受け入れるように構成された穴２７０２を含む。コネクタ２７００はまた、端子２７０４をケーブルと電気的に接続する内部導線を含む把手２７０６を含む。把手２７０６は、隔離スカート２７０８などの絶縁体安全構造を含むこともでき、隔離スカート２７０８は、コネクタ２７００の全長、または端子２７０４と、ユーザが自分の手もしくは指を置くことができるコネクタの把手上の位置との間の実際の物理的距離を増やすことなく、把手２７０６によって（例えば、把手の握り部分によって）コネクタ２７００を保持するユーザの手と端子２７０４との間に、コネクタ２７００の表面に沿って少なくとも最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒを提供するように構成される。
【０２３２】
本開示で使用される「ユーザの手からの最小隙間間隔」（ｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒ）は、空気中の、またはユーザの手の握り部分までの絶縁性材料表面経路に沿っての両方でアークを回避する最短距離を含む。つまり、ｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒには、次の２つの距離のうち、大きい方の距離が含まれる。１）絶縁体物質の任意の表面または表面の組合せに沿って測定した２つの導電性部品間のアークを防止する最短距離または最短経路、および２）アークを防止する２つの導電性部品間の空気中の最短経路である。スカート２７０８のような隔離スカートの追加はまた、所望のｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒを提供しながらコネクタの全長を短縮することを可能にする。
【０２３３】
いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。
【０２３４】
図示のように、端子２７０４は、スペーサ２７１０によって把手２７０６から、例えば１インチよりも大きい距離だけ離間する。
【０２３５】
図示のように、ハウジング切欠き部２７５０は端子受け口孔２７５２を含み、端子受け口孔２７５２は、コネクタ２７００がハウジング切欠き部２７５０と嵌合する際に、コネクタ２７００の端子２７０４を受け入れるように構成される。本実施形態では、ハウジング切欠き部２７５０はまた、１つまたは複数のスカート受け口孔２７５４を含み、スカート受け口孔２７５４は、コネクタ２７００がハウジング切欠き部２７５０と嵌合する際に、コネクタ２７００の隔離スカート２７０８を受け入れるように構成される。
【０２３６】
電気的導電性端子２７０４とユーザの手との間のコネクタ２７００の表面に沿って最短の経路の距離を長くするために、本実施形態では、隔離スカート２７０８は、２つの同心円状のリング部分を含む。同心リング部分は、両方のスペーサ２７１０を取り囲み、２つのスペーサ２７１０の間を中心に位置決めされ得る。合わせて、ハウジング切欠き部２７５０は、２つのスカート受け口孔２７５４を含む。別の実施形態において、コネクタは、ただ１つのまたは２つより多い同心リング部分を有し、対応するハウジング切欠き部は、ただ１つのまたは２つより多いスカート受け口孔を有する。
【０２３７】
図２８Ａ、図２８Ｂ、図２８Ｃ、および図２８Ｄは、コネクタ２７００およびハウジング切欠き部２７５０の断面図の説明図である。断面図の平面は、図２７Ａに示される端子受け口孔２７５２の軸によって画定される。図２８Ａは、非嵌合状態にあるコネクタ２７００および切欠き部２７５０を示す。図２８Ｂおよび図２８Ｃは、嵌合状態にあるコネクタ２７００および切欠き部２７５０を示し、図２８Ｃは、コネクタ２７００および切欠き部２７５０の一部の拡大図Ｆを詳細に示す。
【０２３８】
図２８Ａに示すように、コネクタ２７００は、ケーブルを端子２７０４と電気的に接続する配線（図示せず）を含めるように構成されたキャビティ２７２０を含む。キャビティ２７２０は、電極の端子の１つまたは複数に接続される１つまたは複数の熱電対に接続するための配線を含むこともできる。
【０２３９】
ハウジング切欠き部２７５０は、コネクタ２７００とハウジング切欠き部２７５０とが嵌合状態にあるときに、雄型端子２７０４を受け入れるように構成された雌型端子２７６０（図２８Ａ）を含む。後退距離２７６１は、ハウジング２７５０の正面から端子２７６０までである。
【０２４０】
切欠き部２７５０はまた、端子２７６０をハウジング内部の電子部品と電気的に接続する配線（図示せず）を含めるように構成されたキャビティ２７７０を含む。結果として、嵌合状態にあるとき、ハウジング内部の電子部品は、端子２７６０、端子２７０４、端子２７０４とケーブルとの間の配線、および治療用電極に電気的に接続されたケーブルを介して治療用電極と電気的に接続される。
【０２４１】
ハウジング切欠き部２７５０にはまた、電気機械スイッチ２７８０が図で示される。コネクタ２７００とハウジング切欠き部２７５０とが嵌合状態にあることを受けて、電気機械スイッチ２７８０は、コネクタ２７００とハウジング切欠き部２７５０とが嵌合していることを示す導電状態を取る。また、コネクタ２７００とハウジング切欠き部２７５０とが非嵌合状態にあることを受けて、電気機械スイッチ２７８０は、コネクタ２７００とハウジング切欠き部２７５０とが嵌合していないことを示す導電状態を取る。電気機械スイッチ２７８０は、コネクタ２７００とハウジング切欠き部２７５０との嵌合が外されたことを受けて、ハウジング内部の電子部品が端子２７６０に電気信号を印加するのを防止し、またはコネクタ２７００とハウジング切欠き部分２７５０とが嵌合されたことを受けて、ハウジング内部の電子部品が端子２７６０に電気信号を印加することを可能にするように構成され得るコントローラ（図示せず）に接続されてもよい。
【０２４２】
いくつかの実施形態において、電気機械スイッチ２７８０は、コントローラとインタフェースをとるように構成された回路を含む。例えば、コントローラが識別情報を回路から受け取ったことを受けて、コントローラは、コネクタ２７００、またはコネクタ２７００に接続された電極を識別することができる。いくつかの実施形態では、この回路は、コネクタ２７００を介して送り出されるｎｓＰＥＦパルスの数を計数して記憶するように構成されてもよい。
【０２４３】
図２８Ｄは、最小隙間間隔の例を示す。雌型端子２７６０は雄型プラグ端子２７０４に電力を供給する。端子２７６０は、ユーザの手もしくは指によってアクセスされ得るハウジングの外側部分から、遮蔽されるか、または最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒ２８９８を隔てて配置される。最小隙間間隔は、端子２７６０から最小隙間間隔を置いた場合に、電圧が、ユーザの手または指に衝撃を引き起こすのに不十分であることを保証するために、端子２７６０に印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定することができる。
【０２４４】
ユーザとの最小隙間間隔２８９８は、図示のように、ハウジングの切欠き部２７５０と嵌合させる際に、ユーザの手がコネクタ２７００間の目立つ継ぎ目に隣接して置かれることがあるので、受け口の孔から、二重スカート２７０８の周り、およびユーザへの表面をたどることによって測定される。いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は少なくとも、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、またはそれより大きい（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大きい）。
【０２４５】
図２８Ｄはまた、端子間の最小隙間間隔（ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓ）を表す別の最小隙間間隔２８９９の例を示す。この距離ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓは、図２９を参照してより詳細に説明する。
【０２４６】
いずれの最小隙間間隔も、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きくすることができる。
【０２４７】
図２９は、ハウジング切欠き部２９５０と嵌合するように構成されたコネクタ２９００の説明図である。コネクタ２９００は、例えば、電極１０２をハウジング１０５に接続するためにｎｓＰＥＦシステム１００において使用され得る。嵌合したときに、コネクタ２９００は、電極１０２をｎｓＰＥＦパルス発生器などのハウジング１０５の内部の電子部品と電気的に接続する。図２９は、非嵌合状態にあるコネクタ２９００および切欠き部２９５０を示す。
【０２４８】
例示的な実施形態の比較として、図２７は、ユーザの指および／または手と導電性端子との間に最小隙間間隔を提供するように構成された、スカート２７０８などの、本開示の特徴および絶縁性構造を示す。図２９は、図２８Ｄに示す最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓなど、導電性端子同士の間に最小隙間間隔２８９９を設けるように構成された更なる新規な特徴を示す。最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓは、導電性端子間のアークに対する保護を提供し、例えば患者を保護する。
【０２４９】
本開示で使用される「端子間の最小隙間間隔」（ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓ）は、空気中の、または絶縁体物質表面経路に沿っての両方でアークを回避する最短距離を含む。つまり、ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓは、次の２つの距離のうち、大きい方の距離を含むことができる。１）絶縁体物質の任意の表面または表面の組合せに沿って測定した２つの導電性部品間のアークを防止する最短距離または最短経路、および２）アークを防止する２つの導電性部品間の空気中の最短経路である。
【０２５０】
「沿面距離」は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（ＩＥＣ）によって定義されるように、または当技術分野において別途知られるように、２つの導電性部品間の絶縁体物質の表面に沿ったアークを防ぐ最短距離を含む。沿面距離は、ある導電性部品から別の導電性部品までの表面距離、またはユーザによって接触可能な領域を含むことができる。
【０２５１】
「空間距離」は、ＩＥＣによって定義されるように、または当技術分野において別途知られるように、２つの導電性部品間の空気中のアークを防止する最短経路を含む。空間距離は、ある導電性部品から別の導電性部品までの、空気または自由空間を通る連続した距離、またはユーザによって接触可能な領域を含むことができる。
【０２５２】
コネクタ２９００は、図２７Ａ、図２７Ｂ、図２８Ａ、図２８Ｂ、および図２８Ｃに示すコネクタ２７００と同様または同一の特徴を含むことができる。
【０２５３】
コネクタ２９００は、コネクタ２７００の隔離スカート２７０８と同様の隔離スカート２９０８を含む。加えて、コネクタ２９００は、更なる隔離スカート２９０９を含む。図示のように、隔離スカート２９０９はそれぞれ、１つのスペーサ２９１０の一部分を取り囲む。隔離スカート２９０９は、端子２９０４間の所望の間隔を保つ。
【０２５４】
ハウジング切欠き部２９５０は、図２７Ａ、２７Ｂ、２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、および２８Ｄに示すハウジング切欠き部２７５０と同様または同一の特徴を含むことができる。
【０２５５】
本実施形態では、端子受け口孔２９５２およびスカート受け口孔２９５４に加えて、ハウジング切欠き部２９５０はまた、スカート受け口孔２９５６を含み、スカート受け口孔２９５６は、コネクタ２９００がハウジング切欠き部２９５０と嵌合する際に、コネクタ２９００のスカート２９０９を受け入れるように構成される。
【０２５６】
図３０Ａおよび図３０Ｂは、コネクタ２９００およびハウジング切欠き部２９５０の断面図の説明図である。図３０Ａおよび図３０Ｂは、嵌合状態にあるコネクタ２９００および切欠き部２９５０を示し、図３０Ｂは、コネクタ２９００および切欠き部２９５０の一部の拡大図Ｈを詳細に示す。
【０２５７】
いくつかの実施形態では、ｎｓＰＥＦパルス発生器を治療用電極にケーブルで接続することができ、この治療用電極は、コネクタ２７００およびハウジング切欠き部２７５０ならびにコネクタ２９００およびハウジング切欠き部２９５０のうちの１つまたは複数に類似のまたは同一の特性を備えたコネクタ／受け口の嵌合によって、ケーブルに電気的に接続される端子を持つ。
【０２５８】
例えば、図３１Ａおよび図３１Ｂは、電極把手（または把手）３１１０および電極先端部（または先端部）３１２０を貫通する導線を介してケーブル３１５０に接続された治療用端子３１４０を有する電極３１００を示す。電極３１００は、本明細書で論じられるｎｓＰＥＦ治療システムにおいて使用することができる。例えば、ケーブル３１５０を、本明細書の他の箇所で論じられるコネクタの特徴と類似または同一の特徴を有するコネクタ（図示せず）によって、ｎｓＰＥＦパルス発生器に接続することができる。
【０２５９】
図示のように、先端部３１２０は把手３１１０に対し、取り外しの効くように接続できる。先端部３１２０を把手３１１０に接続するには、接続端子３１６０をスカート３１３０に挿入する。いくつかの実施形態では、先端部３１２０は使い捨てであり、または１回の使用の後に廃棄もしくは処分することができる。
【０２６０】
図３２Ａ、３２Ｂ、および３２Ｃは、把手基部３２１０とそのハウジング３２１２および把手キャップ３２４０を含む把手３１１０を示す。図３２Ｂに示すように、ケーブル３１５０は把手基部３２１０の中へ延在する。第１および第２のワイヤ３２６０はケーブル３１５０から分裂し、それぞれ第１および第２のワイヤボス３２１５の範囲内で把手基部３２１０を通って延在する（図３２Ａ参照）。第１および第２のワイヤ３２６０の各々は、例えばはんだ接続を使用して、第１および第２のワイヤボス３２１５から延在する第１および第２のコネクタ３２５０のうちの１つと接続される。
【０２６１】
第１および第２のコネクタ３２５０は、先端部３１２０から接続端子３１６０を受け入れるように構成される。先端部３１２０が把手３１１０と接続するとき、接続端子３１６０が第１および第２のコネクタ３２５０の中に延在し、接続端子３１６０とケーブル３１５０との間に機械的および電気的接続が行われるようにする。
【０２６２】
コネクタ３２５０間の電圧は非常に大きくなり得るので、コネクタ３２５０間の表面上の経路または接続された表面の組合せ上の経路に沿って、コネクタ３２５０間で漏れが発生し、アークを引き起こす可能性がある。いくつかの実施形態では、第１および第２のワイヤ３２６０は絶縁材によって取り囲まれる。
【０２６３】
いくつかの実施形態では、電極は手持ち式（例えば、これには把手３１１０のハンドグリップ部分が含まれ得る）であってもよく、あるいは別の方法で電極を、ユーザの手もしくは指によって握るか、または接触することができる。把手３１１０は、隔離スカート、スカート孔、凹部、またはボスなどの絶縁体安全構造を含むこともできる。安全構造は、電気コネクタ３２５０から、互いに接着剤でつけられてもつけられなくてもよい内部合せ面を経て、ユーザの手があり得る外面までに、少なくとも最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒを提供するように構成することができる。これらの安全構造は、把手３１１０の全長、またはコネクタ３２５０と、ユーザが彼または彼女の手または指を置くことができる把手上の位置との間の実際の物理的距離を増加させる必要性を排除し得る。
【０２６４】
把手３１１０は、ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓを提供するための絶縁体安全構造を含むこともできる。これは、スカート、スカート孔、ノッチ、コネクタもしくはワイヤチャネル、ボス、または他の特徴の形を取り得る。例えば、コネクタチャネル３２４５は、そのようなチャネルがない場合と違った、追加の隙間間隔をコネクタ３２５０間にもたらす。
【０２６５】
いくつかの実施形態では、最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓは、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。
【０２６６】
いくつかの実施形態では、第１および第２のワイヤ３２６０の一方が絶縁材で覆われ、第１および第２のワイヤ３２６０の他方は絶縁材で覆われない。そのような実施形態では、漏洩を防止または少なくとも最小限に抑えるために、任意の表面上または任意の表面の組合せ上の任意の経路に沿って、絶縁材で囲まれたワイヤのコネクタ３２５０と絶縁材なしのワイヤの最も近い部分との間の距離は、最小隙間間隔に等しいか、または最小隙間間隔よりも大きい。いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。
【０２６７】
図３２Ｂに示すように、把手キャップ３２４０はスカート３２４３を含むことができ、スカート３２４３にはコネクタチャネル３２４５がある。さらに、把手キャップ３２４０は、端子チャネル３１３５を含むスカート３１３０を含み得る。
【０２６８】
把手３１１０が組み立てられたとき、図３２Ｃに示すように、第１および第２のワイヤボス３２１５の内側の第１および第２のワイヤ３２６０ならびに第１および第２のコネクタ３２５０は、把手キャップ３２４０のコネクタチャネル３２４５（図３２Ｂ参照）を通って延在する。また、図３２Ｃに示すように、把手３１１０が組み立てられたとき、コネクタ３２５０は端子チャネル３１３５を通して露出されるので、把手３１１０が先端部３１２０と接続される際に、先端部３１２０の３１６０の接続端子が機械的および電気的にコネクタ３２５０に接続される。
【０２６９】
本実施形態では、雌型コネクタ３２５０が雄型接続端子３１６０を受け入れる。別の実施形態では、雌型接続端子３１６０が雄型コネクタ３２５０を受け入れる。
【０２７０】
図３３Ａおよび図３３Ｂは、把手キャップ３２４０を示す。把手キャップ３２４０は、露出部分３３３０および挿入部分３３４０を含む。図示のように、把手キャップ３２４０はラッチフック３３７０を含む。ラッチフック３３７０は、先端部３１２０を把手３１１０に固定するために使用される。先端部３１２０と把手３１１０との接続を、以下で更に詳細に説明する。
【０２７１】
図３４Ａおよび図３４Ｂは、把手基部３２１０を示す。図示するように、把手基部３２１０はワイヤボス３２１５を含む。ワイヤボス３２１５は、チューブの内側部分がそれぞれワイヤチャネル３４１０を形成して、概して管状である。把手基部３２１０から延在するワイヤチャネル３４１０は、その端部に開口部３４１５を有し、ワイヤチャネル３４１０はまた、ワイヤボス３２１５の中央部分または側面に沿って延在するスロットにおいて開口している。ワイヤチャネル３４１０は、把手３１１０の組立て中に特に役立つ。
【０２７２】
例えば、組立て中に、ケーブル３１５０を穴３４２０に通して把手基部３２１０に挿入することができる。図３２Ｂおよび図３４Ｂを参照のこと。ケーブル３１５０は、ワイヤボス３２１５を越えて延在するように送り込んでもよい。ワイヤ３２６０を露出させるように、絶縁材をケーブル３１５０から剥がすことができる。コネクタ３２５０は、例えば、はんだ付けによってワイヤ３２６０に接続することができる。コネクタ３２５０がワイヤボス３２１５の開口部３４１５に挿入され得るように、ケーブル３１５０を把手基部３２１０から後退させることができる。また、ワイヤ３２６０を、ワイヤボス３２１５のワイヤチャネル３４１０に通すことができる。いくつかの実施形態では、ケーブル３１５０、ワイヤ３２６０、およびコネクタ３２５０のうちの１つまたは複数は、例えばエポキシで適所に接着されてもよい。いくつかの実施形態では、把手３１１０の組立て工程の一部として、把手基部３２１０は、例えばエポキシで把手キャップ３２４０に接着される。
【０２７３】
図３５Ａおよび図３５Ｂは先端部３１２０を示す。図示のように、先端部３１２０は、先端部基部３５１０および先端部キャップ３５２０を含む。図示のように、先端部基部３５１０および先端部キャップ３５２０は、接続端子３１６０を治療用端子３１４０と電気的に接続するワイヤ３５９０を収容する。組み立てられたとき、接続端子３１６０は穴３５８０を通って先端部基部３５１０から突出し、ワイヤ３５９０は先端部基部配線チャネル３５７０および先端部キャップ配線チャネル３５２５を通って延在し、治療用端子３１４０は先端部キャップ孔３５６０を通って延在する。いくつかの実施形態では、接続端子３１６０、ワイヤ３５９０、および治療用端子３１４０のうちの１つまたは複数を、例えばエポキシで適所に接着することができる。いくつかの実施形態では、先端部３１２０の組立工程の一部として、先端部基部３５１０を、例えばエポキシで先端部キャップ３５２０に接着する。
【０２７４】
図３５Ｂに示すように、先端部基部３５１０はスカート孔３５１５を含み、スカート孔３５１５は、先端部基部３５１０が先端部キャップ３５２０と接続される際に、先端部キャップ３５２０のスカート３５１７を受け入れるように構成される。別の実施形態では、先端部キャップ３５２０は、先端部基部３５１０のスカートを受け入れるように構成されたスカート孔を有する。いくつかの実施形態では、先端部キャップ３５２０および先端部基部３５１０のそれぞれは、１つのスカートおよび１つのスカート孔を有し、一方のスカート孔が、先端部キャップ３５２０および先端部基部３５１０の他方のスカートを受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、先端部キャップ３５２０および先端部基部３５１０のいずれかにある単一のスカート孔が、先端部キャップ３５２０および先端部基部３５１０の他方の両方のスカートを受け入れるように構成される。
【０２７５】
治療用端子３１４０間の電圧は非常に大きい可能性があるので、場合によっては、適切な絶縁材がなく、治療用端子が組織に挿入される前に、治療用端子３１４０間の内面上の経路または接続された内面の組合せ上の経路に沿って、治療用端子３１４０間に漏れが生じ得る。漏れを防止するかまたは少なくとも最小限にするために、スカートやスカート孔などの絶縁性構造を設計に組み入れてもよい。そのような構造は、任意の表面または表面の組合せ上の任意の内部経路に沿って治療用端子３１４０間に最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓをもたらすか、または引き起こすように構成される。そのようなｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓは、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きくすることができる。
【０２７６】
図３５Ａおよび図３５Ｂに示すように、先端部基部３５１０は保護装置３５１２を含む。保護装置３５１２は、少なくともユーザの手が治療用端子３１４０から最小隙間間隔だけ離れていることを保証するのを助長するのに役立つ。いくつかの実施形態では、保護装置３５１２は、例えばセンチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７だけ、またはそれより大きく（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５だけ、またはそれより大きく）、治療用端子３１４０から離れていてもよい。
【０２７７】
図３５Ａおよび図３５Ｂに示すように、先端部基部３５１０はスカート孔３５３０を含み、スカート孔３５３０は、先端部３１２０が把手３１１０と接続される際に、把手３１１０のスカート３１３０を受け入れるように構成される。別の実施形態では、把手３１１０は、先端部３５１０のスカートを受け入れるように構成されたスカート孔を有する。いくつかの実施形態では、把手３１１０および先端部３５１０のそれぞれは、１つのスカートおよび１つのスカート孔を有し、一方のスカート孔が、把手３１１０および先端部３５１０の他方のスカートを受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、把手３１１０および先端部３５１０のいずれかにある単一のスカート孔が、把手３１１０および先端部３５１０の他方の両方のスカートを受け入れるように構成される。
【０２７８】
先端部３１２０は、隔離スカート、凹部、またはボスなどの絶縁体安全構造を含むこともできる。安全構造は、端子３１６０から、互いに接着剤でつけられてもつけられなくてもよい内部合せ面を経て、ユーザの手があり得る外面までに、少なくとも最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｕｓｅｒを提供するように構成することができる。これらの安全構造は、先端部３１２０の全長、または端子３１６０と、ユーザが彼または彼女の手または指を置くことができる先端部上の位置との間の実際の物理的距離を増加させる必要性を排除し得る。
【０２７９】
先端部３１２０は、ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓを提供するための絶縁体安全構造を含むこともできる。これは、スカート、ノッチ、コネクタもしくはワイヤチャネル、ボス、または他の特徴の形を取り得る。例えば、配線チャネル３５２５は、そのようなチャネルがない場合と違った、追加の隙間間隔をコネクタ３１６０間にもたらす。
【０２８０】
接続端子３１６０間の電圧は非常に大きくなり得るので、接続端子３１６０間の空気中の経路、または表面上の経路、または接続された表面の組合せ上の経路に沿って、接続端子３１６０間で漏れが発生し、アークを引き起こす可能性がある。そのような潜在的なアークを防ぐために、あるいは少なくとも最小限に抑えるために、スカート、スカート孔、ボス、およびノッチなどの絶縁性構造は、任意の表面上または表面の組合せ上の任意の経路に沿って、接続端子３１６０間の最小隙間間隔ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓを長くする。いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。
【０２８１】
図３５Ａおよび図３５Ｂに示すように、先端部キャップ３５２０は基準３５５０を含む。基準３５５０は、中心点と半径方向に整列し、例えば治療用端子３１４０の幾何学的中心が、電極３１００の治療上の使用の間中に特に有用であることを示し得る。例えば、使用前に所望の治療位置を決定し、この治療位置に、所望の治療の中心点で交差し、電極３１００が治療のために位置決めされるときに、電極基準３５５０を越えて延在するのに十分な長さの垂直線で印を付ける。所望の位置に使用するために電極３１００を適切に配置するには、電極３１００の使用者は、電極３１００の基準３５５０を超えて延在する垂直線の部分と基準３５５０が整列するように、電極３１００を配置する。
【０２８２】
図３６は先端部基部３５１０を示す。図示するように、先端部基部３５１０は、ラッチノッチ３６９０が備わっているタブ３６９５を含む。タブ３６９５およびラッチノッチ３６９０は、先端部３１２０と把手３１１０との接続の固定および解放のために使用される。先端部３１２０と把手３１１０との接続を、以下で更に詳細に説明する。通し孔３５８０は、コネクタが挿入される場所に示される。
【０２８３】
図３７は先端部キャップ３５２０を示す。図示のように、先端部キャップ３５２０は穴３７１０を含み、この穴３７１０は、先端部キャップ配線チャネル３５２５へのスカート３５１７内の開口部である（図３５Ｂ参照）。さらに、先端部キャップ３５２０は、治療用端子孔３５６０を含み、先端部３１２０が組み立てられる際に、そこを通って治療用端子３１４０が延在する。本実施形態では、先端部キャップ配線チャネル３５２５は、治療用端子３１４０の配列に対応する断面形状を有する。結果として、組み立て中に、治療用端子３１４０が先端部キャップ３５２０を通して繰り出されると、治療用端子アレイの幾何学的形状および先端部キャップ配線チャネル３５２５の幾何学的形状のために、治療用端子３１４０は先端部キャップ３５２０の治療用端子孔３５６０と整列する。さらに、本実施形態では、治療用端子孔３５６０は、治療用端子３１４０の対応する実施形態に対応する幾何学的特徴を集合的に有する。
【０２８４】
図３８〜図４１は、先端部キャップ３５２０の様々な実施形態を示す。図示のように、これらの実施形態の先端部キャップ３５２０は穴３７１０を含み、この穴３７１０は、先端部キャップ配線チャネル３５２５への開口部である（図３５Ｂ参照）。さらに、これらの実施形態の先端部キャップ３５２０は、治療用端子孔３５６０を含み、先端部３１２０が組み立てられる際に、そこを通って治療用端子３１４０が延在する。これらの実施形態では、先端部キャップ配線チャネル３５２５は、治療用端子３１４０の配列に対応する断面形状を有する。結果として、組み立て中に、治療用端子３１４０が先端部キャップ３５２０を通して繰り出されると、治療用端子アレイの幾何学的形状および先端部キャップ配線チャネル３５２５の幾何学的形状のために、治療用端子３１４０は先端部キャップ３５２０の治療用端子孔３５６０と整列する。さらに、これらの実施形態では、治療用端子孔３５６０は、治療用端子３１４０の対応する実施形態に対応する幾何学的特徴を集合的に有する。
【０２８５】
いくつかの実施形態では、治療用端子孔３５６０は、集合的に、約１０ｍｍ×１０ｍｍの長方形を画定する幾何学的特徴を有する。あるいは、治療用端子孔３５６０は、集合的に、約１０ｍｍ×５ｍｍ、約７．５ｍｍ×５ｍｍ、約２．５ｍｍ×５ｍｍ、約７．５ｍｍ×７．５ｍｍ、約５ｍｍ×１０ｍｍ、約５ｍｍ×５ｍｍ、および約２．５ｍｍ×２．５ｍｍのうちの１つである長方形を画定する幾何学的特徴を有してもよい。他の幾何学的配置を代わりに使用してもよい。
【０２８６】
図４２Ａ、図４２Ｂ、および図４２Ｃは、先端部３１２０が把手３１１０と接続されて組み立てられた状態の電極３１００を示す。図示するように、先端部基部３５１０および先端部キャップ３５２０を含む先端部３１２０は、把手基部３２１０および把手キャップ３２４０を含む把手３１１０と接続されている。先端部３１２０は、把手キャップ３２４０のラッチフック３３７０と、先端部基部３５１０のタブ３６９５内のラッチノッチ３６９０とを有するラッチによって把手３１１０に固定される。細部Ｂに示すように、ラッチフック３３７０はラッチノッチ３６９０内に挿入され、先端部３１２０が把手３１１０から外れるのを防止する。
【０２８７】
把手３１１０から先端部３１２０を解放するには、タブ３６９５に力をかけて、例えばタブ３６９５を撓ませることによって、ラッチノッチ３６９０をラッチフック３３７０から離すように移動させる。ラッチフック３３７０がラッチノッチ３６９０内にもはや存在しないようにラッチノッチ３６９０を十分に動かすと、先端部３１２０に及ぼされる力により、先端部３１２２を把手３１１０から分離させることができる。
【０２８８】
先端部３１２０を把手３１１０に接続するには、先端部３１２０を把手３１１０に押し付ける。押圧動作により、例えばタブ３６９５が撓むことによって、ラッチフック３３７２がラッチノッチ３６９０に係合される。
【０２８９】
図４２Ｂに示すように、把手３１１０が先端部３１２０と接続すると、接続端子３１６０はコネクタ３２５０と機械的かつ電気的に接続する。
【０２９０】
図４２Ｃは、先端部３１２０が電極３１００の把手３１１０と接触する場合に提供され得るいくつかの最小隙間間隔を図示する。雌型コネクタ３２５０はプラグ接続端子３１６０に電力を供給する。
【０２９１】
例えば、ユーザまでの最小隙間間隔４２９１は、図示のように（ユーザの手が把手３１１０と先端部３１２０との間の目視可能な継ぎ目の隣に置かれ得るので）合せ面間の接続端子３１６０からユーザまでの表面および／または空隙をたどることによって測定される。別の最小隙間間隔は、コネクタ内の細部Ｊにおける空隙の右上から左下への斜めの経路を取り、実際のところ、現在示されている経路４２９１を近道する。
【０２９２】
別の例では、端子間の最小隙間間隔４２９２は、図示のように、接続端子３１６０から他の接続端子３１６０までの合せ面および／または空隙をたどることによって測定される。
【０２９３】
いずれの最小隙間間隔も、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きくすることができる。
【０２９４】
図４３Ａおよび図４３Ｂは、先端部３１２０が把手３１１０から切り離されて組み立てられた状態の電極３１００を示す。図示するように、把手３１１０は、把手基部３２１０および把手キャップ３２４０を含み、先端部３１２０が把手３１１０と接続されたときにコネクタ３２５０が把手キャップ３２４０を介して接続端子３１６０にアクセス可能であるように、コネクタ３２５０、ワイヤ３２６０、およびケーブル３１５０の一部を収容する。また図示のように、先端部３１２０は、先端部基部３５１０および先端部キャップ３５２０を含み、先端部３１２０が把手３１１０と接続されたときに接続端子３１６０がコネクタ３２５０と接続するように、治療用端子３１４０、ワイヤ３５９０、および接続端子３１６０を収容する。
【０２９５】
図４３Ａおよび他の図に示すように、各構成要素（例えば、先端部基部３５１０、先端部キャップ３５２０、把手基部３２１０、および把手キャップ３２４０）は、絶縁されていない電気端子およびコネクタが、隣接する構成要素のスカート孔の中に延在する１つの構成要素のスカートなどの構造内に収容されるように、１つまたは複数の隣接する構成要素に嵌合する。結果的に、スカートおよびスカート孔は、任意の表面または表面の組合せ上の任意の経路に沿った非絶縁電気端子および／またはコネクタの間の距離を、最小隙間間隔に等しくするか、または最小隙間間隔よりも大きくするので、絶縁されていない電気端子および／またはコネクタの間の電流漏れが最小限に抑えられるか、または防止されるか、または実質的に防止される。いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。
【０２９６】
図４３Ｂは、把手３１００内および先端部３１２０内の最小隙間間隔の例を示す。
【０２９７】
例えば、ユーザまでの最小隙間間隔４３９５は、コネクタ３２５０から、ワイヤ３２６０に沿って、ユーザ（図示するように、ユーザの手は、把手基部３２１０と同軸ケーブル部分３１５０との間の目視可能な継ぎ目の隣に置かれ得る）までの配線チャネル表面をたどることによって測定される。別の最小距離は、コネクタ内の空隙内の対角線、例えば、断面Ｇ−Ｇの左下から右上の４３９４付近への対角線、または断面Ｈ−Ｈの空隙を通る左上から右下への対角線などに従う。
【０２９８】
ユーザまでの別の最小隙間間隔４３９４は、合せ面および／または空隙の間のコネクタ３２５０から、ユーザ（図示するように、ユーザの手は、把手基部３２１０と把手キャップ３２４０との間の目視可能な継ぎ目の隣に置かれ得る）までの面をたどることによって測定される。
【０２９９】
把手基部３２１０内のコネクタ（導電性端子）間の最小隙間間隔４３９３は、図示のように、コネクタ３２５０から他のコネクタ３２５０までの合せ面および／または空隙をたどることによって測定される。
【０３００】
把手キャップ３２４０の周りのコネクタ間のさらに別の最小隙間間隔４３９２は、図示のように、コネクタ３２５０から、一方の凹状コネクタ孔の中から外へ、他方の凹状コネクタ孔へ、コネクタ３２５０までの表面をたどることによって測定される。別の最小隙間間隔は、（先端部３１２０が把手３１１０に取り付けられていないとき）凹部への入り口にあるユーザの手または指からコネクタ３２５０までの空間距離である。
【０３０１】
電極３１００の先端部３１２０内にも最小隙間間隔を設けることができる。例えば、先端部３１２０内のユーザまでの最小隙間間隔４３９７は、ワイヤ３５９０からユーザ（図示するように、ユーザの手は、先端部基部３５１０と先端部キャップ３５２０との間の目視可能な継ぎ目の隣に置かれ得る）への合せ面及び／または先端部基部３５１０と先端部キャップ３５２０との間の空隙から測定することができる。
【０３０２】
図示のように、先端部３１２０内のワイヤ３５９０間の最小隙間間隔４３９６は、先端部基部３５１０間および先端部キャップ３５２０内のワイヤ３５９０から別のワイヤ３５９０までの合せ面および／または空隙をたどることによって測定される。
【０３０３】
特定の電極または関連する手順／処置に応じて、これらの最小隙間間隔のいずれも、例えばセンチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きくすることができる。
【０３０４】
図４４Ａおよび図４４Ｂは、代替の把手３１１０Ａの実施形態を示す。いくつかの実施形態では、代替把手３１１０Ａは、把手３１１０の特徴と類似または同一の特徴を有し、上に述べたように、把手３１１０の代わりに電極３１００に使用されてもよい。代替把手３１１０Ａは、代替把手基部３２１０Ａと代替把手キャップ３２４０Ａとを含む。代替把手基部３２１０Ａは、把手基部３２１０の特徴と類似または同一の特徴を有する。代替把手キャップ３２４０Ａは、把手キャップ３２４０の特徴と類似または同一の特徴を有する。
【０３０５】
いくつかの実施形態では、ケーブル３１５０は、絶縁体によって囲まれた中心ワイヤと絶縁体を取り囲んでいるシールド導線とを有する同軸ケーブルである。外側の絶縁シースはまた、シールド導線を取り囲む。そのような実施形態では、同軸ケーブル３１５０からワイヤ３２６０を分裂させることは、同軸ケーブル３１５０の端部から外側絶縁シースを除去し、それによって端部に沿ってシールド導線を露出させることを含み得る。加えて、シールド導線の短い部分が露出したままであり、中心ワイヤを取り囲む絶縁体が端部の残りに沿って露出するように、シールド導線の一部もまた除去される。結果として、修正された端部は、露出されたシールド導線の短い部分から延在する比較的長い部分の絶縁された中心ワイヤを含む。したがって、絶縁された中心ワイヤのコネクタ３２５０と露出シールド導線との間の隔離表面経路が、絶縁された中心ワイヤの絶縁材に沿って設けられる。したがって、絶縁された中心ワイヤの比較的長い部分は、少なくとも最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されている。いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。
【０３０６】
図示の実施形態では、絶縁された中心ワイヤ３２６０Ａは、露出されたシールド導線３２６０Ｂから絶縁された中心ワイヤのコネクタ３２５０まで回路的に配線されている。本特徴は、代替の把手基部３２１０Ａを所望の最小表面漏洩経路の長さよりも短くした状態で、コネクタ３２５０間の表面漏洩経路に沿った所望の最小隙間間隔が達成されることを可能にする。
【０３０７】
いくつかの実施形態では、シールド導線３２６０Ｂと、それによってケーブル３１５０が把手３１１０Ａに入る把手３１１０Ａの穴との間の距離は、最小隙間間隔よりも大きい。いくつかの実施形態では、最小隙間間隔は、センチメートルで、０．８５、１．０、１．２７、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、６．４、７．６、１０．２、１２．７、もしくはそれより大（すなわちインチで、０．３３、０．３９、０．５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、またはそれより大）に等しいか、またはこれらよりも大きい。いくつかの実施形態では、把手は、最小隙間間隔より短くてもよく、これは、例えば、図４４Ａに示す絶縁中心ワイヤ３２６０Ａのルーティングと同様に、穴とシールド導線３２６０Ｂとの間のケーブルの遠回りルーティングによって達成される。
【０３０８】
図４５は、代替の把手３１１０Ｂの実施形態を示す。いくつかの実施形態では、代替把手３１１０Ｂは、把手３１１０の特徴と類似または同一の特徴を有し、上に述べたように、把手３１１０の代わりに電極３１００に使用されてもよい。代替把手３１１０Ｂは、代替把手基部３２１０Ｂと代替把手キャップ３２４０Ｂとを含む。代替把手基部３２１０Ｂは、把手基部３２１０の特徴と類似または同一の特徴を有する。代替把手キャップ３２４０Ｂは、把手キャップ３２４０の特徴と類似または同一の特徴を有する。
【０３０９】
図示するように、代替把手基部３２１０Ｂおよび代替把手キャップ３２４０Ｂは、先端部３１２０が代替把手３１１０Ｂと接続されるときにコネクタ３２５０が代替把手キャップ３２４０Ｂを介して接続端子３１６０にアクセス可能であるように、コネクタ３２５０、ワイヤ３２６０、およびケーブル３１５０の一部を収容する。
【０３１０】
代替の把手基部３２１０Ｂはまた、抵抗器４５１０を含み、これは導線４５２０によってコネクタ３２５０と接続され、したがって電極が取り付けられる負荷と電気的に並列である。抵抗器４５１０は、有利なことには、代替把手３１１０Ｂと共に使用されるパルス発生器が受ける抵抗負荷が所定の最大値よりも小さいことを保証する。例えば、所望の最大抵抗が２００オームである場合、抵抗器４５１０は２００オームであり得る。別の実施形態では、抵抗器４５１０は、５０オーム、７５オーム、１００オーム、５００オーム、１０００オーム、または他の値であり得る。
【０３１１】
いくつかの実施形態において、抵抗器の値は、電極の種類または属性に対応させることができる。例えば、いくつかのシステムの実施形態において、１００オームから１０００オームの間の値を有する抵抗器が電気的に適切であり得る。そのようなシステムでは、約１００オームの値を有する抵抗器は第１の種類の電極を示すことができ、約２００オームの値を有する抵抗器は第２の種類の電極を示すことができる。いくつかの実施形態では、抵抗器の値はコントローラによって検知されてもよく、電極を使用して与えられるｎｓＰＥＦパルスパラメータは、検知された抵抗値に従って決定されてもよい。いくつかの実施形態では、種類または属性は、治療用端子間の距離、治療用端子の数、治療用端子の種類、または他の特性に関連し得る。
【０３１２】
いくつかの実施形態では、負荷と電気的に直列になるように直列抵抗器（図示せず）を配置することができる。抵抗器は、例えば、ワイヤとコネクタとの間に配置されてもよく、または電極が抵抗器を介して負荷に、もしくは負荷から電流を伝導するように構成されるようにワイヤに接合されてもよい。いくつかの実施形態では、抵抗器は他の所に配置される。
【０３１３】
直列抵抗は最小インピーダンスを保証し、例えば、電極によって与えられるｎｓＰＥＦパルスの形状を改善するのに有益であり得る。いくつかの実施形態では、直列抵抗は、約５０オーム、約７５オーム、約１００オーム、約２００オーム、約５００オーム、約１０００オーム、または他の値であり得る。
【０３１４】
図４６は、コネクタ４６００の図である。コネクタ４６００は、例えば、電極１０２をハウジング１０５に接続するためにｎｓＰＥＦシステム１００において使用され得る。嵌合したときに、コネクタ４６００は、電極１０２をｎｓＰＥＦパルス発生器などのハウジング１０５の内部の電子部品と電気的に接続する。コネクタ４６００は、上述のコネクタ２７００やコネクタ２９００などの、本明細書で説明した他のコネクタの特徴と類似または同一の特徴を含む。
【０３１５】
図示するように、コネクタ４６００は、ワイヤ４６２０を介してケーブル４６３０を接続端子４６１０に電気的に接続する。コネクタ４６００はまた、導線４６４０によって接続端子４６１０と接続されている抵抗器４６５０を含む。抵抗器４６５０は、接続されたｎｓＰＥＦパルス発生器の受ける抵抗負荷が所定の最大値よりも小さいことを有利に保証する。例えば、所望の最大抵抗が２００オームである場合、抵抗器４６５０は２００オームであり得る。別の実施形態では、抵抗器４６５０は、５０オーム、７５オーム、１００オーム、５００オーム、１０００オーム、または他の値であり得る。
【０３１６】
いくつかの実施形態において、抵抗器４６５０は、コントローラとインタフェースをとるように構成された回路を含む。例えば、コントローラが識別情報を回路から受け取ったことを受けて、コントローラは、コネクタ４６００、またはコネクタ４６００に接続された電極を識別することができる。いくつかの実施形態では、この回路は、コネクタ４６００を介して送り出されるｎｓＰＥＦパルスの数を計数して記憶するように構成されてもよい。
【０３１７】
アポトーシスを刺激するのに十分な腫瘍にｎｓＰＥＦを適用することは、少なくとも実験的に見出される電気的特徴を含み得る。例えば、５００〜２０００パルスの間に１〜７パルス／秒（ｐｐｓ）で３０ｋＶ／ｃｍ（キロボルト／センチメートル）までの２０ｎｓの上昇時間を伴う１００ｎｓの長さのパルスは、腫瘍の種類に応じて、アポトーシスを刺激するのに十分であることがわかった。少なくとも２０ｋＶ／ｃｍのパルス電場が有効であることが示されている。５０パルスを超える数のパルスも有効であることが示されている。電極の種類および皮膚抵抗に応じて、１２Ａ〜６０Ａの電流値が得られた。
【０３１８】
本明細書に記載のパルス発生器の実施形態は多くの用途を有する。例えば、被験者の血流を通して転移した癌は、ｎｓＰＥＦの免疫刺激特性を用いて治療することができる。処置のために、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）を血流から単離し、バイアル、試験管、または他の適切なインビトロ環境中に集める。ある場合には、収集され、蓄積された腫瘍細胞がわずか（例えば、５、１０）しかない場合がある。この腫瘤を通して、細胞を処理するためにｎｓＰＥＦ電場が印加される。これは、カルレティキュリンまたは１つもしくは複数の他の損傷関連分子パターン（ＤＡＭＰ）を腫瘍細胞の表面膜上に発現させ得る。腫瘍細胞は、注射、注入、またはその他の方法で対象の血流に戻されることがある。
【０３１９】
別の実施形態では、単一のＣＴＣを血流から単離し、各腫瘍細胞を個別に治療することもできる。ビオチン類似体を担持するポリマー層でコーティングされ、ＣＴＣを捕捉するための抗体とコンジュゲートされた鉄ナノ粒子を使用して全血中のＣＴＣを捕捉する自動システムは、腫瘍細胞を自動的に捕捉し得、磁石および／または遠心分離機がそれらを分離し得る。抗体から分離した後、ＣＴＣは小さな毛細管を通してｎｓＰＥＦで治療し、その後患者の血流に再導入することができる。
【０３２０】
本出願における例は、ヒトおよびマウスの被験体を論じているが、他の動物の治療も考えられる。ウマやウシなどの農業用動物、またはウマなどのレース用動物を治療することができる。猫や犬などのコンパニオンアニマルは、本明細書に記載の治療と共に特別な用途を見出すことができる。獣医師が小さな動物から多くの腫瘍を除去するのは難しい場合があり、動物は自身の進行する痛みを伝えることができないので、がんは比較的遅く捕らえられる可能性がある。さらに、治療済みの腫瘍細胞ではあるが、腫瘍細胞の再注入に内在するリスクは、大切なペットの転移がんを潜在的に停止させる潜在的な利点に値し得る。
【０３２１】
本開示の装置および方法は、悪性、良性、軟部組織、または固形として特徴付けられるかにかかわらず、あらゆるタイプのがん、ならびに前転移がんおよび後転移がんを含む全ての段階およびグレードのがんの治療に使用することができる。異なる種類のがんの例としては、胃癌（ｇａｓｔｒｉｃ  ｃａｎｃｅｒ）（例えば胃癌（ｓｔｏｍａｃｈ  ｃａｎｃｅｒ））、大腸癌、消化管間質腫瘍、消化管カルチノイド腫瘍、結腸癌、直腸癌、肛門癌、胆管癌、小腸癌、および食道癌などの消化器癌および胃腸癌；乳癌；肺癌；胆嚢癌；肝臓癌；膵癌；虫垂癌；前立腺癌；卵巣癌；腎臓癌（例えば、腎細胞癌）；中枢神経系の癌；皮膚癌（例えば黒色腫）；リンパ腫；神経膠腫；絨毛癌；頭頸部癌；骨原性肉腫；および血液癌が挙げられるが、これらに限定されない。本開示の装置および方法は、ほんの数例を挙げると、心疾患、皮膚状態を含むがこれらに限定されない様々な疾患および異常の治療にも使用することができる。
【０３２２】
ｎｓＰＥＦ治療の電気的特性は、腫瘍のサイズおよび／または種類に基づいて調節することができる。腫瘍の種類は、上記のがん性腫瘍などの、身体の異なる領域の腫瘍を含み得る。
【０３２３】
本明細書に記載されている様々な実施形態は例示にすぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。例えば、本明細書に記載された材料および構造の多くは、本発明の趣旨から逸脱することなく他の材料および構造と置き換えられてもよい。また、特定の実施形態を参照して説明した様々な特徴を他の実施形態に組み込んで使用することができる。したがって、特許請求の範囲に記載の本発明は、当業者には明らかなように、本明細書に記載の特定の例および好ましい実施形態からの変形を含むことができる。どのような理由で本発明が機能するかについての様々な理論は限定的であることを意図していないことが理解される。
【０３２４】
上記の説明は例示的なものであり、限定的なものではない。本開示を検討すれば、当業者には本発明の多くの変形が明らかとなるであろう。したがって、本発明の範囲は、上記の説明を参照して決定されるべきではなく、その代わりに、その全範囲または均等物と共に、特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【０３２５】
前述のように、本明細書内または図面内で本明細書に提供されているすべての測定値、寸法、および材料は例示にすぎない。
【０３２６】
「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」の記述は、そうではないと具体的に示されない限り、「１つまたは複数」を意味することを意図している。「第１の」構成要素への言及は、必ずしも第２の構成要素が提供されることを必要としない。さらに、「第１の」または「第２の」構成要素への言及は、明示的に述べられていない限り、言及された構成要素を特定の場所に限定しない。
【０３２７】
本明細書で言及された全ての刊行物は、それらの刊行物が引用されることに関連して方法および／または材料を開示および説明するために参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で論じられている刊行物は、本出願の出願日より前のそれらの開示のためだけに提供されている。本明細書中のいかなるものも、本発明が先行発明のためにそのような刊行物に先行する権利がないことの承認として解釈されるべきではない。さらに、提供されている出版日は実際の出版日とは異なる可能性があり、それは独立して確認する必要がある場合がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４５】
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【図４６】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月15日(2019.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の一態様は、高電圧ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療用電極のための先端部装置を含む。本装置は、絶縁性先端部ハウジングであって、絶縁性ハウジングが、スリーブ付き受け口と、ハウジング内で互いにシールされた少なくとも２つの先端部配線チャネルと、スリーブ付き受け口の底部からスリーブ付き受け口の開口部に向かって突出する少なくとも２つの絶縁性ボスまたは他の部分であって、各絶縁性部分の内側が先端部配線チャネルのうちの１つの部分を形成する絶縁性ボスとを含む絶縁性ハウジングと、一対の高電圧入力端子であって、各端子がそれぞれの絶縁性部分の１つの上に配置される高電圧入力端子と、絶縁性ハウジングから延在する一組の治療用針状電極とを含む。絶縁性部分およびスリーブ付き受け口の一方または両方が、高電圧入力端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成され、最小隙間間隔が、絶縁性部分、または配線チャネルの表面にわたる距離を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
段５１０は、第１および第２の電圧入力端子５１１および５１３、ならびに第１および第２の電圧出力端子５１７および５１８を有する。段５２０は、第１および第２の電圧入力端子５２１および５２３、ならびに第１および第２の電圧出力端子５２７および５２８を有する。段５３０は、第１および第２の電圧入力端子５３１および５３３、ならびに第１および第２の電圧出力端子５３７および５３８を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
図８は、図７のパルス発生回路７００のパルス発生回路７１０、７２０、７３０、および７４０に使用され得るパルス発生回路８００を示す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
パルス発生回路８００は、複数のパルス発生器段８１０、８２０、および８３０を含む。本実施形態では、パルス発生回路８００はまた、駆動回路８５０と、オプションのコモンモードチョーク８１５、８２５、および８３５とを含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
さらに、図のように、パルス発生器段８３０の正Ｖｏ出力端子はパルス発生器段８２０の正Ｖｉ入力端子と接続され、パルス発生器段８３０の負Ｖｏ出力端子は、パルス発生器段８２０の負Ｖｉ入力端子と接続される。さらに、パルス発生器段８２０の正Ｖｏ出力端子はパルス発生器段８１０の正Ｖｉ入力端子と接続され、パルス発生器段８２０の負Ｖｏ出力端子はパルス発生器段８１０の負Ｖｉ入力端子と接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
増幅回路１０１０は、トリガパルスを受け取り、コンデンサ１０２０を介して変圧器１０３０を駆動し、変圧器１０３０は低周波信号およびＤＣ信号を低減または遮断する。増幅回路１０１０によって駆動されることに応答して、変圧器１０３０は、出力ポートＶｏｕｔにおいて、抵抗器の両端に制御信号パルスを発生させるので、制御信号パルスの持続時間は、入力ポートＶｉｎにおけるトリガパルスの持続時間に等しいか、または実質的に等しい（例えば、トリガパルスの持続時間の１０％または１％の範囲内で等しい）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
図１４は、図１のｎｓＰＥＦシステム１００内で使用することができ、図１３のパルス発生回路１３００と同様の特性を有した別のパルス発生回路１４００を示す。パルス発生回路１４００は、パルス発生器１４１０および１４２０、駆動回路１４１５および１４２５、および電源１４１２および１４２２を含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
さらに、アナログデジタル変換器１６６０は、パルス発生器１６００の正（＋）および負（−）の電圧出力端子の間の電圧差を表す第１のデジタル出力を生成するように構成される。第１のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１６６０は、正（＋）および負（−）の電圧出力端子における電圧の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第１のデジタル出力を生成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７２】
さらに、アナログデジタル変換器１７５０は、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０の間の電圧差を表す第１のデジタル出力を出力端子１７３５に生成するように構成される。第１のデジタル出力は、図１５のｎｓＰＥＦ治療システム１５５０において使用される場合、コントローラ１５７５に対するフィードバック信号として使用され得る。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０は、正（＋）および負（−）の電圧出力治療用電極端子１７３０および１７４０における電圧の両方ではなく、いずれか一方に基づいて、第１のデジタル出力を生成する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７７】
様々な実施形態において、パルス発生器は、第１、第２、および第３のデジタル出力のうちの任意の１つ、２つ、または全てを生成する。いくつかの実施形態では、アナログデジタル変換器１７５０の代わりに、またはこれに加えて、１つまたは複数の単一チャネルアナログデジタル変換器が使用される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７３】
図３５Ａおよび図３５Ｂは先端部３１２０を示す。図示のように、先端部３１２０は、先端部基部３５１０および先端部キャップ３５２０を含む。図示のように、先端部基部３５１０および先端部キャップ３５２０は、接続端子３１６０を治療用端子３１４０と電気的に接続するワイヤ３５９０を収容する。組み立てられたとき、接続端子３１６０は穴３５８０を通って先端部基部３５１０から突出し、ワイヤ３５９０は先端部基部配線チャネル３５７０および先端部キャップ配線チャネル３５２５を通って延在し、治療用端子３１４０は先端部キャップ孔（治療用端子孔）３５６０を通って延在する。いくつかの実施形態では、接続端子３１６０、ワイヤ３５９０、および治療用端子３１４０のうちの１つまたは複数を、例えばエポキシで適所に接着することができる。いくつかの実施形態では、先端部３１２０の組立工程の一部として、先端部基部３５１０を、例えばエポキシで先端部キャップ３５２０に接着する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７７】
図３５Ａおよび図３５Ｂに示すように、先端部基部３５１０はスカート孔３５３０を含み、スカート孔３５３０は、先端部３１２０が把手３１１０と接続される際に、把手３１１０のスカート３１３０を受け入れるように構成される。別の実施形態では、把手３１１０は、先端部基部３５１０のスカートを受け入れるように構成されたスカート孔を有する。いくつかの実施形態では、把手３１１０および先端部基部３５１０のそれぞれは、１つのスカートおよび１つのスカート孔を有し、一方のスカート孔が、把手３１１０および先端部基部３５１０の他方のスカートを受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、把手３１１０および先端部基部３５１０のいずれかにある単一のスカート孔が、把手３１１０および先端部基部３５１０の他方の両方のスカートを受け入れるように構成される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７９】
先端部３１２０は、ｄｍｉｎ＿ｔｅｒｍｉｎａｌｓを提供するための絶縁体安全構造を含むこともできる。これは、スカート、ノッチ、コネクタもしくはワイヤチャネル、ボス、または他の特徴の形を取り得る。例えば、配線チャネル３５２５は、そのようなチャネルがない場合と違った、追加の隙間間隔を端子３１６０間にもたらす。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２９６】
図４３Ｂは、把手３１１０内および先端部３１２０内の最小隙間間隔の例を示す。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２９７】
例えば、ユーザまでの最小隙間間隔４３９５は、コネクタ３２５０から、ワイヤ３２６０に沿って、ユーザ（図示するように、ユーザの手は、把手基部３２１０と同軸ケーブル３１５０部分との間の目視可能な継ぎ目の隣に置かれ得る）までの配線チャネル表面をたどることによって測定される。別の最小距離は、コネクタ内の空隙内の対角線、例えば、断面Ｇ−Ｇの左下から右上の４３９４付近への対角線、または断面Ｈ−Ｈの空隙を通る左上から右下への対角線などに従う。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部であって、
絶縁性先端ハウジングと、
前記絶縁性先端ハウジングによって支持された複数の治療用端子と、
前記複数の治療用端子と接続された接続端子とを含む前記先端部と、
把手であって、
絶縁性把手ハウジングと、
前記先端部の前記接続端子と嵌合するように構成されており、入力ケーブルに接続される電気コネクタとを含む前記把手と、
スリーブ付き受け口と、
内部に配線チャネルを有し、前記スリーブ付き受け口と嵌合する絶縁性部分とを含み、
前記スリーブ付き受け口および前記絶縁性部分のうちの一方は前記先端部内にあり、前記スリーブ付き受け口および前記絶縁性部分のうちの他方は前記把手内にあり、前記先端部および前記把手は互いに嵌合し、
前記絶縁性部分および前記スリーブ付き受け口の一方または両方が、１）前記先端部の前記接続端子、または２）前記接続端子の１つおよび前記把手のハンドグリップ部分のうちの少なくとも一方の間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔が、前記スリーブ付き受け口、前記絶縁性部分、または前記配線チャネルの内面間の距離を含む高電圧治療用電極装置。
【請求項２】
前記最小隙間間隔は、印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上である、請求項１〜２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記複数の治療用端子と前記把手上の前記ハンドグリップ部分との間に第２の最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記最小隙間間隔および／または前記第２の最小隙間間隔を提供するように構成された絶縁性安全構造を更に含む、請求項１または４に記載の装置。
【請求項６】
前記絶縁性安全構造は、ボス、スカート、スカート孔、シールド、および指止めのうちの１つまたは複数を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記絶縁性安全構造は、前記先端部の全長、前記把手の全長、前記接続端子間の実際の物理的距離、または前記接続端子と前記把手の指止めとの間を増加させることなく、前記最小隙間間隔および／または前記第２の最小隙間間隔を提供するように構成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記最小隙間間隔または前記第２の最小隙間間隔が、２つの導電性部品間の最短距離であり、空気中で測定されるか、または絶縁材料表面経路に沿って測定され、アークを防止または最小化する、請求項１または４に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、サブマイクロ秒のパルス電場電極装置である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記治療用端子の長さが調節可能である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記絶縁性先端ハウジングは、前記複数の治療用端子の露出長を調節するために前記複数の治療用端子に対して移動可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の治療用端子間の空間距離が調節可能である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の治療用端子が回転するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
パルス数をカウントして記憶するように構成された回路を更に含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
電気端子を有するコンセントと、
前記コンセントと嵌合するように構成されており、電気端子を有するコネクタと、
少なくとも２つの絶縁性部分とを含み、
前記少なくとも２つの絶縁性部分が前記コンセントまたは前記コネクタ上にあり、前記コンセントまたは前記コネクタの他方が前記少なくとも２つの絶縁性部分が嵌合する穴を含み、
前記少なくとも２つの絶縁性部分の一方または両方は、前記コンセントの前記電気端子間または前記コネクタの前記電気端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔は、絶縁性部分または穴の表面にわたる距離を含む、高電圧コネクタ装置。
【請求項１６】
前記最小隙間間隔が０．８５センチメートル以上である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
スカートと、
前記スカートと嵌合するように構成されたスカート孔とを更に含み、
前記スカートは前記コンセントまたは前記コネクタ上にあり、前記スカート孔は前記コンセントまたは前記コネクタのもう一方にあり、前記スカートは、前記コンセントの前記電気端子間または前記コネクタの前記電気端子間の前記最小隙間間隔を提供する、請求項１５〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
複数のスカートとそれに嵌合するスカート孔とを更に含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記スカートは少なくとも２つの絶縁性ボスまたは穴を取り囲む、請求項１７〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記最小隙間間隔が、２つの導電性部品間の最短距離であり、空気中で測定されるか、または絶縁材料表面経路に沿って測定され、アークを防止または最小化する、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記コネクタを通るパルス数をカウントして記憶するように構成された回路を更に含む、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記最小隙間間隔は、前記電気端子に印加される予想電圧に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
高電圧ナノ秒パルス電場（ｎｓＰＥＦ）治療用電極のための先端部装置であって、
絶縁性先端部ハウジングであって、前記絶縁性先端部ハウジングが、
スリーブ付き受け口と、
前記絶縁性先端部ハウジング内で互いにシールされた少なくとも２つの先端部配線チャネルと、
前記スリーブ付き受け口内の少なくとも２つの絶縁性部分であって、前記少なくとも２つの絶縁性部分のそれぞれの内側が、前記少なくとも２つの先端部配線チャネルのうちの１つの一部分を形成する前記少なくとも２つの絶縁性部分とを含む前記絶縁性ハウジングと、
２つの高電圧入力端子であって、各高電圧入力端子が、それぞれ前記少なくとも２つの絶縁性部分の１つの一方の端部に配置される前記２つの高電圧入力端子と、
それぞれ前記少なくとも２つの先端配線チャネルを介して前記２つの高電圧入力端子に結合された一組の治療用針状電極とを含み、
前記絶縁性部分および前記スリーブ付き受け口の一方または両方が、前記２つの高電圧入力端子間に最小隙間間隔を提供するようにサイズ設定および構成されており、前記最小隙間間隔が、前記少なくとも２つの絶縁性部分または前記少なくとも２つの先端部配線チャネルの表面にわたる距離を含む前記装置。
【請求項２４】
前記２つの高電圧入力端子間の前記最小隙間間隔が、少なくとも部分的に印加される予想電圧に基づいて決定される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記絶縁性先端部ハウジングに恒久的にまたは取り外し可能に接続された把手を更に含み、前記把手が、前記２つの高電圧入力端子を受け取るように構成された導電性コネクタを含む、請求項２３〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記一組の治療用針状電極から一定の距離で前記絶縁性先端部ハウジングを取り囲むハンド保護装置を更に含む、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記絶縁性先端部ハウジングから突出するタブおよびラッチノッチを更に含み、前記ラッチノッチが、前記把手のラッチフックと弾性的に嵌合するように構成されている、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記絶縁性先端部ハウジング上の少なくとも１つの基準が、前記一組の治療用針状電極の中心点と半径方向に整列している、請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の装置。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2019528898.tif 000065
【国際調査報告】
2019528898.tif 000066
2019528898.tif 000067