(57)【要約】本明細書の実施形態は、医療デバイス、及び身体組織内の癌性腫瘍を治療するためにこれを使用する方法を含む。一実施形態では、医療デバイスが含まれる。医療デバイスは、１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、電界発生回路と通信する制御回路と、を含み得る。制御回路は、電界発生回路からの１つ以上の電界の発生を制御するように構成され得る。制御回路は電界発生回路に、１つ以上の電界を１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数で身体組織内に位置する癌性腫瘍に送達させることができる。他の実施形態も本明細書中に含まれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療デバイスであって、
１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、
前記電界発生回路と通信する制御回路であって、前記電界発生回路からの前記１つ以上の電界の送達を制御するように構成されている、制御回路と、
を含み、
前記制御回路は前記電界発生回路に、身体組織内に位置する癌性腫瘍の部位に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される周波数で１つ以上の電界を発生させ、前記１つ以上の電界は、癌性細胞の細胞有糸分裂を阻止する及び／又は破壊するのに有効であり、
当該医療デバイスは、体内に完全に植え込まれる又は体内に部分的に植え込まれるように構成されている、
医療デバイス。
【請求項２】
前記１つ以上の電界は、１つより多いベクトルに沿って送達され、前記ベクトルは、少なくとも１０度で空間的に分離される、請求項１及び３〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項３】
前記制御回路は、更に、１つ以上の周波数を掃引することにより１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記１つ以上の周波数を掃引することは、第１の周波数から第２の周波数までを掃引すること、及び前記第２の周波数から前記第１の周波数までを掃引することを含み、前記第２の周波数は前記第１の周波数よりも高く、第１の周波数から第２の周波数までを掃引すること、及び前記第２の周波数から前記第１の周波数までを掃引することは、前記電界発生回路により前記１つ以上の電界を発生させる時間の全体を通して繰り返される、請求項１〜２及び４〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項４】
前記制御回路は、更に、１つ以上のプログラム可能な電界強度を有する１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記１つ以上のプログラム可能な電界強度は、０．２５Ｖ／ｃｍ〜１０００Ｖ／ｃｍ又は３Ｖ／ｃｍ〜５Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択される、請求項１〜３及び５〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項５】
１つ以上の電界を発生させることは、１つ以上の電界強度を空間的に変化させることを含み、前記１つ以上の電界強度を空間的に変化させることは、第１の電極対間に第１の電界を発生させることと、第２の電極対間に第２の電界を発生させることとを含み、等価電界強度を達成するために、前記第１の電極対間の前記第１の電界は、前記第２の電極対間の前記第２の電界よりも強い、請求項１〜４及び６〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項６】
前記制御回路は、更に、１０Ｖ／ｃｍを超える電界強度を発生させることと、２Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの電界強度を発生させることとの間で交番するように構成されている、請求項１〜５及び７〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項７】
前記制御回路は、更に、１つ以上の電界強度を掃引することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記１つ以上の電界強度を掃引することは、第１の電界強度から第２の電界強度までを掃引すること、及び前記第２の電界強度から前記第１の電界強度までを掃引することを含み、前記第２の電界強度は前記第１の電界強度よりも高い、請求項１〜６及び８〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項８】
前記制御回路は、更に、電圧制御モードを使用することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記電圧制御モードは、所望の電界強度を生じさせるために電圧を変調することを含み、又は電流制御モードを使用することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記電流制御モードは、所望の電界強度を生じさせるために電流を変調することを含み、前記制御回路は、更に、実質的に一定の電界強度を維持するように前記電流を調整するように構成されている、請求項１〜７及び９〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項９】
前記制御回路は、更に、１つ以上のデューティサイクルを実施することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり、一定の周波数又は一定の電界強度で１つ以上の電界を発生させることを含む、請求項１〜８及び１０〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項１０】
前記制御回路は、更に、正パルスと負パルスとの間で交番する電気波形を有する１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記波形は、少なくともいくつかの隣接する正パルスと負パルスとの間に１つ以上のオフ時間を含み、前記正パルス及び前記負パルスは、バイアス電圧に対するものである、請求項１〜９及び１１〜１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項１１】
前記制御回路は、更に、二相性波形を持つ１つ以上の電気パルスを送達することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記二相性電気波形は、
１つの正パルスに続いて１つの負パルス、及び
２つの正パルスに続いて２つの負パルス、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１０及び１２のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項１２】
前記制御回路は、更に、正パルス、負パルス、及びオフ時間のシーケンスを含む電気波形を有する１つ以上の電界を発生させるように構成され、前記電気波形は、
オフ時間により分離されるが逆相により分離されない２つの正パルス、又は
オフ時間により分離されるが正相により分離されない２つの負パルス、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項１３】
１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、
前記電界発生回路と通信する制御回路であって、前記電界発生回路からの前記１つ以上の電界の送達を制御するように構成されている、制御回路と、
前記電界発生回路と電気通信する１つ以上のリードと、
を含み、
前記制御回路は前記電界発生回路に、身体組織内に位置する癌性腫瘍の部位に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される周波数で１つ以上の電界を発生させる、
医療デバイス。
【請求項１４】
前記１つ以上のリードは、１つ以上の円形リードを含み、前記１つ以上の円形リードは、前記１つ以上の円形リードの周囲に配置された１つ以上の電極を含む、請求項１３及び１５のいずれか一項に記載の医療デバイス。
【請求項１５】
前記１つ以上のリードは、電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを含む３つ以上の電極を含み、前記制御回路は、更に、前記電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを介して効果的に回転する電界を生成するように構成されている、請求項１３又は１４に記載の医療デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の実施形態は、医療デバイス、及び身体組織内の癌性腫瘍を治療するためにこれを使用する方法に関する。より具体的には、本明細書の実施形態は、癌性腫瘍の部位に治療電界を発生させるように構成された医療デバイスの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、全ての指定国の出願人として、カーディアックペースメーカーズインコーポレイテッド（米国企業）、及び全ての指定国の発明者として、ブライアン  Ｌ．シュミット（Ｂｒｉａｎ  Ｌ．Ｓｃｈｍｉｄｔ）（米国国民）、ジェイコブ  Ｍ．ルドウィグ（Ｊａｃｏｂ  Ｍ．Ｌｕｄｗｉｇ）（米国国民）、ベンジャミン  Ｊ．ハースル（Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｊ．Ｈａａｓｌ）（米国国民）及びマイケル  Ｊ．ケーン（Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ．Ｋａｎｅ）（米国国民）の名義で、２０１８年１０月２３日にＰＣＴ国際特許出願として出願されたものであり、２０１８年１０月２２日出願の米国特許出願第１６／１６６，９５７号明細書、及び２０１７年１０月２３日に出願の米国仮出願第６２／５７５，６８１号明細書の優先権を主張し、それらの内容全体を参照により本明細書中に援用する。
【０００３】
米国がん協会によれば、癌は、米国内で毎年発生する死亡の約２５％を占める。癌性腫瘍の現在の標準治療には、外科手術、放射線治療、及び化学療法などのファーストライン治療を含み得る。追加的なセカンドライン治療には、放射性シード注入、凍結療法、ホルモン又は生物学的製剤治療、アブレーション等を含み得る。ファーストライン治療とセカンドライン治療の組み合わせもまた、１つの特定の治療が単独で効果的でない場合に患者の利益となり得る。
【０００４】
癌性腫瘍は、体のいずれかの部分の１つの正常細胞が突然変異し、その後過剰に及び過度に急激に成長及び増殖し始めると形成され得る。癌性腫瘍は、細胞分裂中に発生する細胞のＤＮＡ又はＲＮＡの遺伝子突然変異、イオン化放射線又は非イオン化放射線などの外部刺激、発癌性物質への曝露の結果、又は遺伝性の遺伝子突然変異の結果であり得る。病因論に関わらず、多くの癌性腫瘍は、抑制のない急速な細胞分裂の結果である。
【０００５】
有糸分裂は細胞分裂の過程であり、多くの種類の癌性細胞を含む体内の全ての体細胞の細胞周期の一部である。有糸分裂は、４つの基準期：前期、中期、後期、及び終期を含む。前期の直前に、細胞はその染色体を複製し、２つの同一姉妹染色分体を作る。前期中に、染色体は凝縮し始め、核を取り囲む核膜が消失する。有糸分裂紡錘体も前期中に形成され始める。有糸分裂紡錘体は、微小管及び中心体の自己組織化された双極性の配列を含む。微小管は、一般に、高極性のα−チューブリンタンパク質とβ−チューブリンタンパク質との重合で形成される。中心体は同じくタンパク質ベースの細胞小器官であり、この段階で、その２つは分裂細胞の両側に移動する。微小管の負に荷電した端部は中心体に付着する。微小管の正に荷電した端部は分裂細胞の赤道面に向かって放射状に広がり、各姉妹染色分体の動原体に最終的に付着する。中期は、全ての染色体が分裂細胞の赤道面に整列し、有糸分裂紡錘体と結合することと定義され得る。次いで、後期中に、同数の姉妹染色分体が細胞の両側に向かって引っ張られる。全ての染色体が分離されると、終期の過程が始まり、細胞膜は、２つの新たに形成される姉妹細胞間に分裂溝を形成し始め、細胞が細胞質分裂と呼ばれる過程で互いに物理的に分離すると、細胞分裂は完了する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の実施形態は、医療デバイス、及び身体組織内の癌性腫瘍を治療するためにこれを使用する方法に関する。第１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、医療デバイスが含まれる。医療デバイスは、１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、電界発生回路と通信する制御回路と、を含み得る。制御回路は、電界発生回路からの１つ以上の電界の送達を制御するように構成され得る。制御回路は電界発生回路に、身体組織内に位置する癌性腫瘍の部位に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される周波数で１つ以上の電界を発生させることができる。
【０００７】
第２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、医療デバイスは、体内に完全に植え込まれるように構成され得る。
第３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、医療デバイスは、体内に部分的に植え込まれるように構成され得る。
【０００８】
第４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界は、癌性細胞の細胞有糸分裂を阻止する及び／又は破壊するのに有効であり得る。
【０００９】
第５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界は、１つより多いベクトルに沿って送達することができ、ベクトルは、少なくとも１０度で空間的に分離される。
【００１０】
第６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電界発生回路は、１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数で１つ以上の電界を発生させることができる。
【００１１】
第７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電界発生回路は、１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数で１つ以上の電界を発生させることができる。
【００１２】
第８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のリードは電界発生回路と電気通信する。
第９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のリードはそれぞれ、電界発生回路と電気通信する１つ以上の電極を含み得る。
【００１３】
第１０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界は、電極の少なくとも１つを含む少なくとも１つのベクトルに沿って送達され得る。
【００１４】
第１１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、医療デバイスは、電界発生回路及び制御回路が配置される筐体を含み、筐体は、電界発生回路と電気通信し、電極として機能する部分を含み得る。
【００１５】
第１２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界は、電極として機能する筐体の部分を含む少なくとも１つのベクトルに沿って送達され得る。
【００１６】
第１３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、１つ以上の周波数を掃引することにより１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００１７】
第１４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の周波数を掃引することは、第１の周波数から第２の周波数までを掃引すること、及び第２の周波数から第１の周波数までを掃引することを含むことができ、第２の周波数は第１の周波数よりも高い。
【００１８】
第１５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、第１の周波数から第２の周波数までを掃引すること、及び第２の周波数から第１の周波数までを掃引することは、電界発生回路で１つ以上の電界を発生させる時間の全体を通して繰り返される。
【００１９】
第１６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、１つ以上の周波数を同時にスタッキングすることにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００２０】
第１７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の周波数は同一の振幅を有する。
第１８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の周波数は異なる振幅を有する。
【００２１】
第１９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、互いに少なくとも１０％異なる少なくとも２つの周波数の重畳を示す波形を持つ１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００２２】
第２０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、１つ以上の周波数をステッピングすることにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００２３】
第２１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の周波数をステッピングすることは、第１の周波数における第１の所定滞留時間を含み得る。
【００２４】
第２２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、第１の所定滞留時間は、１秒〜１０時間の範囲内であり得る。
第２３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の周波数をステッピングすることは、第２の周波数における第２の所定滞留時間を含み得る。
【００２５】
第２４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、第２の所定滞留時間は、１秒〜１０時間の範囲内であり得る。
第２５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、第１の所定滞留時間と第２の所定滞留時間は同じである。
【００２６】
第２６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、第１の所定滞留時間と第２の所定滞留時間は異なる。
第２７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、１つ以上のプログラム可能な電界強度を有する１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００２７】
第２８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のプログラム可能な電界強度は、０．２５Ｖ／ｃｍ〜１０００Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。
【００２８】
第２９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のプログラム可能な電界強度は、２Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。
【００２９】
第３０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のプログラム可能な電界強度は、３Ｖ／ｃｍ〜５Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。
【００３０】
第３１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界を発生させることは、１つ以上の電界強度を時間の関数として変化させることを含む。
【００３１】
第３２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界を発生させることは、１つ以上の電界強度を空間的に変化させることを含み得る。
【００３２】
第３３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界強度を空間的に変化させることは、第１の電極対間に第１の電界を発生させることと、第２の電極対間に第２の電界を発生させることと、を含み得る。
【００３３】
第３４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、等価電界強度を達成するために、第１の電極対間の第１の電界は、第２の電極対間の第２の電界よりも強い。
【００３４】
第３５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、１０Ｖ／ｃｍを超える電界強度を発生させることと、２Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの電界強度を発生させることとの間で交番するように構成され得る。
【００３５】
第３６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、１つ以上の電界強度を掃引することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００３６】
第３７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界強度を掃引することは、第１の電界強度から第２の電界強度までを掃引すること、及び第２の電界強度から第１の電界強度までを掃引することを含むことができ、第２の電界強度は第１の電界強度よりも高くすることができる。
【００３７】
第３８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、第１の電界強度から第２の電界強度までを掃引することと、第２の電界強度から第１の電界強度までを掃引することは、繰り返され得る。
【００３８】
第３９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電界強度は、０．２５Ｖ／ｃｍ〜１０００Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。
【００３９】
第４０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のプログラム可能な電界強度は、１Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。
【００４０】
第４１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、電圧制御モードを使用することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成することができ、電圧制御モードは、所望の電界強度を生じさせるために電圧を変調することを含む。
【００４１】
第４２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、経時的に電界強度を記録するように構成され得る。
第４３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、電流制御モードを使用することにより１つ以上の電界を発生させるように構成することができ、電流制御モードは、所望の電界強度を生じさせるために電流を変調することを含み得る。
【００４２】
第４４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、実質的に一定の電界強度を維持するように電流を調整するように構成され得る。
【００４３】
第４５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、複数の時点で、電界強度と、電圧及び電流のうちの少なくとも１つと、を記録するように構成され得る。
【００４４】
第４６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、１つ以上のデューティサイクルを実施することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００４５】
第４７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり、一定の周波数で１つ以上の電界を発生させることを含み得る。
【００４６】
第４８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、所定のオン時間は、４時間〜１８時間の範囲から選択することができ、所定のオフ時間は、６時間〜２０時間の範囲から選択され得る。
【００４７】
第４９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり、一定の電界強度で１つ以上の電界を発生させることを含み得る。
【００４８】
第５０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、所定のオン時間は、４時間〜１８時間の範囲から選択することができ、所定のオフ時間は、６時間〜２０時間の範囲から選択され得る。
【００４９】
第５１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、正パルスと負パルスとの間で交番する電気波形を有する１つ以上の電界を発生させるように構成することができ、波形は、少なくともいくつかの隣接する正パルスと負パルスとの間に１つ以上のオフ時間を含み得る。
【００５０】
第５２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、正パルス及び負パルスは、バイアス電圧に対するものであり得る。
第５３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、オフ時間は、バイアス電圧に等しい電位により画定され得る。
【００５１】
第５４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、バイアス電圧は、−５Ｖ〜５Ｖであり得る。
第５５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、バイアス電圧は０Ｖであり得る。
【００５２】
第５６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、更に、二相性波形を持つ１つ以上の電気パルスを送達することにより、１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。
【００５３】
第５７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、二相性電気波形は、１つの正パルスに続いて１つの負パルスを含み得る。
【００５４】
第５８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、二相性電気波形は、２つの正パルスに続いて２つの負パルスを含み得る。
【００５５】
第５９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電気波形は、矩形波形、三角波形、正弦波波形、又は容量性減衰（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｄｅｃａｙ）波形のうちの１つ以上を含み得る。
【００５６】
第６０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電気波形は、矩形波形、三角波形、正弦波波形、又は容量性減衰波形のうちの１つより多くを含み得る。
【００５７】
第６１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電気波形は、矩形波形、三角波形、正弦波波形、又は容量性減衰波形からなる群から選択される第１の波形と、矩形波形、三角波形、正弦波波形、又は容量性減衰波形からなる群から選択される第２の波形との間で交番することができ、第１の波形と第２の波形は異なる。
【００５８】
第６２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、正パルス、負パルス、及びオフ時間のシーケンスを含む電気波形を有する１つ以上の電界を発生させるように構成することができ、電気波形は、オフ時間により分離されるが逆相により分離されない２つの正パルス、又はオフ時間により分離されるが正相により分離されない２つの負パルスのうちの少なくとも１つを含む。
【００５９】
第６３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、正パルス及び負パルスは、バイアス電圧に対するものであり得る。
第６４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、オフ時間は、バイアス電圧に等しい電位により画定され得る。
【００６０】
第６５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、バイアス電圧は、−５Ｖ〜５Ｖであり得る。
第６６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、バイアス電圧は０Ｖであり得る。
【００６１】
第６７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、１ＭＨｚを超える周波数で１つ以上の電界を定期的に発生させるように構成され得る。
【００６２】
第６８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１ＭＨｚを超える周波数で１つ以上の電界を発生させることは、組織加熱を引き起こすのに十分な規模のものであり得る。
【００６３】
第６９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、標的組織内に、電気穿孔及び後の細胞死を引き起こすのに十分な電界強度で１つ以上の電界を定期的に発生させるように構成され得る。
【００６４】
第７０の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電界強度は１０００Ｖ／ｃｍよりも大きい。
第７１の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、医療デバイスが含まれる。医療デバイスは、１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、電界発生回路と通信する制御回路と、を含み得る。制御回路は、電界発生回路からの１つ以上の電界の送達を制御するように構成され得る。医療デバイスは、電界発生回路と電気通信する１つ以上のリードを含み得る。制御回路は電界発生回路に、身体組織内に位置する癌性腫瘍の部位に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される周波数で１つ以上の電界を発生させることができる。
【００６５】
第７２の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のリードは、１つ以上の円形リードを含み得る。
第７３の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の円形リードは、その周囲に配置された１つ以上の電極を含み得る。
【００６６】
第７４の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電極は、１つ以上の電極対で１つ以上の電界を逐次的に発生させ、対応する電界を発生させるように、１つ以上の円形リードの周囲に配置された１つ以上の電極対を含み得る。
【００６７】
第７５の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上の電極対で１つ以上の電界を逐次的に発生させることは、１つ以上の円形リードの周りに３次元の電界を発生させる。
【００６８】
第７６の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、１つ以上のリードは、電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを含む３つ以上の電極を含み得る。
【００６９】
第７７の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、制御回路は、電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを介して効果的に回転する電界を生成するように構成され得る。
【００７０】
第７８の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電界は、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上のベクトルにおいて電界を逐次的に変化させることにより発生させることができる。
【００７１】
第７９の態様では、先行する若しくは以下の態様の１つ以上に加えて、又はいくつかの態様の代替として、電界は、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上の付加電極と対になった１つのマスター電極間に１つより多い電界を逐次的に発生させることにより発生させることができる。
【００７２】
この発明の概要は、本願の教示のいくつかの概要であり、本対象の排他的又は網羅的治療を意図するものではない。更なる詳細は詳細な説明及び付属の特許請求の範囲に記載されている。当業者には、他の態様は、それぞれ限定の意味で解釈されるべきではない、以下の詳細な説明を読み、理解すると共に、その一部を成す図面を見ると明らかであろう。本明細書の範囲は、付属の特許請求の範囲及びそれらの法的均等物により定義される。
【００７３】
態様は、以下の図訳と絡めて、より完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本明細書中の各種実施形態による医療システムの概略図である。
【図２】本明細書中の各種実施形態による医療システムの概略図である。
【図３】本明細書中の各種実施形態による医療デバイスの概略断面図である。
【図４】本明細書中の各種実施形態による医療デバイスの概略図である。
【図５】本明細書中の各種実施形態による医療デバイスの構成要素の概略図である。
【図６】本明細書中の各種実施形態による医療デバイスの概略図である。
【図７】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図８】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図９】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１０】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１１】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１２】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１３】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１４】本明細書の各種実施形態によるリードの概略図である。
【図１５】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１６】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１７】本明細書の各種実施形態によるリードの概略図である。
【図１８】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図１９】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図２０】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図２１】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図２２】本明細書の各種実施形態による例示的な波形の概略図である。
【図２３】本明細書の各種実施形態による例示的な波形の概略図である。
【図２４】本明細書の各種実施形態による例示的な波形の概略図である。
【図２５】本明細書の各種実施形態による例示的な波形の概略図である。
【図２６】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図２７】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図２８】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図２９】本明細書の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【図３０】本明細書中の各種実施形態による例示的な治療パラメータのプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
実施形態には様々な変更及び代替的形態が考えられるが、その詳細を例及び図面として示すと共に、詳しく述べる。しかしながら、本明細書の範囲は記載される特定の実施形態に限定されないことは理解すべきである。反対に、本発明は、本明細書の趣旨及び範囲内に含まれる変更、等価物、及び代替物を包含することを意図する。
【００７６】
上で述べたように、多くの癌性腫瘍は、抑制のない急速な細胞分裂により生じ得る。癌性腫瘍を治療するためのいくつかの従来のファーストライン治療には、外科手術、放射線治療、及び化学療法を含み得る。しかしながら、多くのファーストライン治療は、いくつかの例を挙げると、疲労、脱毛、免疫抑制、及び長期の手術回復時間などの付随する望ましくない副作用を有する。
【００７７】
理論により拘束されるものではないが、交流電界は、細胞分裂に関与する主要タンパク質（特にチューブリン及びセプチン）の双極子配列を障害することにより癌性腫瘍内の有糸分裂を破壊することができると考えられる。微小管紡錘糸を形成しているチューブリンタンパク質の重合を破壊することができ、それゆえ、染色体分離に必要な紡錘糸の形成が阻止される。これにより、有糸分裂の中期における細胞分裂を停止することができる。いくつかの場合では、交流電界は、既に成長している紡錘糸の重合を停止することができ、細胞がそれほど長く生存している場合には、後期中の不完全な紡錘体及び一様でない染色体分離に至る。いずれの場合においても、微小管の不完全重合に起因する後期中の微小管紡錘体形成の停止及び一様でない染色体分離は、アポトーシス（即ちプログラム細胞死）につながる可能性がある。
【００７８】
また、交流電界は、終期中の分裂細胞の分裂溝の近傍における電界密度の増加につながり得ると考えられる。分裂溝の領域における電界密度の増加は、高電界密度の分裂溝への、タンパク質及び核酸などの荷電巨大分子の誘電泳動を生じ得る。分裂溝の部分における細胞分裂に必要な主要巨大分子の一様でない濃度は、終期中の姉妹細胞の最終分離を破壊することができ、最終的にアポトーシスに至る。
【００７９】
ここで図１を参照すると、本明細書中の各種実施形態による医療デバイス１００の概略図が示される。医療デバイス１００は、患者１０１の体内の、身体組織内にある癌性腫瘍の部位又はその近傍に完全に植え込むことができる。四肢、上部胴体、腹部領域、頭部等などの領域を含む様々な植え込み部位を使用することができる。
【００８０】
ここで図２を参照すると、本明細書中の各種実施形態による医療デバイス２００の別の概略図が示される。医療デバイス２００は患者１０１の体内に部分的に植え込むことができる。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、部分的に植え込まれ、且つ部分的に患者の体外にあることができる。他の実施形態では、部分的に植え込まれた医療デバイスは、体内に配置された構成要素と体外に配置された構成要素との間の経皮的接続を含み得る。
【００８１】
植え込まれた医療デバイス１００及び部分的に植え込まれた医療デバイス２００は、医療デバイスの完全に又は部分的に外部にある部分と患者識別データ、診断情報、電界データ、生理学的パラメータ、ソフトウェアアップデート等を無線接続を介して無線通信することができる。植え込まれた医療デバイス１００及び部分的に植え込まれた医療デバイス２００はまた、インダクタンス、高周波、及び音響エネルギー伝達技術等を用いて医療デバイスを無線充電するように構成された外部デバイスと無線通信することができる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、医療デバイスの一部分は完全に植え込むことができ、医療デバイスの一部分は完全に外部にあることができる。例えば、いくつかの実施形態では、１つ以上の電極又はリードは体内に完全に植え込むことができる一方で、電界発生器などの電界を発生させる医療デバイスの部分は完全に体外にあることができる。本明細書中に記載されるいくつかの実施形態では、記載する電界発生器は、パルス発生器と同じ構成要素の多くを含むことができ、且つパルス発生器と同じ機能の多くを実施するように構成され得ることは理解されるであろう。医療デバイスの一部分が完全に植え込まれ、医療デバイスの一部分が完全に外部にある実施形態では、完全に外部にある医療デバイスの部分は、完全に内部にある医療デバイスの部分と無線通信することができる。しかしながら、他の実施形態では、有線接続を使用することはできる。
【００８３】
医療デバイス１００又は医療デバイス２００は、筺体１０２と、筺体１０２に結合されたヘッダ１０４と、を含み得る。様々な材料が使用され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、筺体１０２は、金属、セラミック、ポリマー、合成物等などの材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、筺体１０２又はその１つ以上の部分はチタンで形成され得る。ヘッダ１０４は様々な材料で形成することができるが、いくつかの実施形態では、ヘッダ１０４は、エポキシ材料などの半透明ポリマーで形成され得る。いくつかの実施形態では、ヘッダ１０４は中空であり得る。他の実施形態では、ヘッダ１０４は、非中空となるように、エポキシ若しくは別の材料などの構成要素及び／又は構造材料で充填することができる。
【００８４】
医療デバイス１００又は医療デバイス２００の一部分が部分的に外部にあるいくつかの実施形態では、ヘッダ１０４及び筺体１０２は、耐久性高分子材料製の保護ケーシングにより包囲することができる。医療デバイス１００又は医療デバイス２００の一部分が部分的に外部にある他の実施形態では、ヘッダ１０４及び筺体１０２は、高分子材料、金属材料、及び／又はガラスを組み合わせて作製された保護ケーシングにより包囲することができる。
【００８５】
ヘッダ１０４は１つ以上のリード１０６に結合され得る。ヘッダ１０４は、１つ以上のリード１０６の基端部の固定を提供し、筺体１０２内の１つ以上の構成要素に１つ以上のリード１０６を電気的に接続するように機能し得る。１つ以上のリード１０６は、電気リード１０６の長さに沿って配置された１つ以上の電極１０８を含み得る。いくつかの実施形態では、電極１０８は電界発生電極を含むことができ、他の実施形態では、電極１０８は電界検知電極を含み得る。いくつかの実施形態では、リード１０６は、電界発生電極及び電界検知電極の両方を含み得る。他の実施形態では、リード１０６は、任意の数の電界検知及び電界発生の両方の電極を含み得る。本明細書の医療デバイスの多くの実施形態はリードと共に機能するように設計されているが、電界を発生させるリードレス医療デバイスもまた、本明細書で企図されることは理解されるであろう。
【００８６】
ここで図３を参照すると、本明細書中の各種実施形態による医療デバイス１００の概略断面図が示される。筺体１０２は内部容積３０２を画定することができ、内部容積３０２は、中空であり得る、且ついくつかの実施形態では医療デバイス１００の外側の領域３０４から密閉されている。他の実施形態では、筺体１０２は、非中空となるように、構成要素及び／又は構造材料で充填され得る。医療デバイス１００は制御回路３０６を含むことができ、制御回路３０６は、筺体１０２内に配置された様々な構成要素３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、及び３１８を含むことができる。いくつかの実施形態では、これら構成要素は統合することができ、他の実施形態では、これら構成要素は分離することができる。更に他の実施形態では、統合構成要素及び分離構成要素の両方の組み合わせが存在し得る。医療デバイス１００は、単方向又は双方向無線データ通信を可能にするためのアンテナ３２４も含み得る。いくつかの実施形態では、医療デバイス１００の構成要素は、それに通信的に接続された又は取り付けられた、充電回路を介した医療デバイスの経皮的充電を容易にするための誘導性エネルギー受信用コイル（図示せず）を含み得る。
【００８７】
制御回路３０６の各種構成要素３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、及び３１８としては、とりわけ、マイクロプロセッサ、メモリ回路（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）など）、レコーダ回路、コントローラ回路、遠隔測定回路、電源回路（バッテリーなど）、タイミング回路、及び特定用途用集積回路（ＡＳＩＣ）、充電回路が挙げられ得るがこれらに限定されない。制御回路３０６は電界発生回路３２０と通信することができ、電界発生回路３２０は、電流を発生させて、１つ以上の電界を生成するように構成され得る。電界発生回路３２０は、制御回路３０６と統合することができる、又は制御回路３０６と別個の構成要素とすることができる。制御回路３０６は、電界発生回路３２０からの電流の供給を制御するように構成され得る。いくつかの実施形態では、電界発生回路３２０は、体外にある医療デバイスの一部分内に存在し得る。
【００８８】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数を使用して電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数で電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数で電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１ＭＨｚを超える１つ以上の周波数を使用して電界を定期的に送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。
【００８９】
いくつかの実施形態では、電界は、癌性細胞の細胞有糸分裂の破壊に有効であり得る。電界は、１つより多いベクトルに沿って癌性腫瘍の部位に送達され得る。いくつかの例では、電界は、リード電極のうちの少なくとも１つを含む少なくとも１つのベクトルに沿って送達され得る。いくつかの実施形態では、２つのベクトル間に空間的多様性を持つ少なくとも２つのベクトルが使用され得る。ベクトルは、少なくとも約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０又は９０度で空間的に分離され得る（例えば、ベクトルは互いに対して角度を成して配置され得る）。
【００９０】
所望の電界強度は、２つの電極間に電流を送達することにより得ることができる。電界が送達される特定の電流及び電圧は異なることができ、被治療組織の部位において所望の電界強度を得るように調整することができる。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１ｍＡｍｐ〜１０００ｍＡｍｐの範囲の電流を使用して癌性腫瘍の部位に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、２０ｍＡｍｐ〜５００ｍＡｍｐの範囲の電流を使用して癌性腫瘍の部位に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、３０ｍＡｍｐ〜３００ｍＡｍｐの範囲の電流を使用して癌性腫瘍の部位に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。
【００９１】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１ｍＡｍｐ、２ｍＡｍｐ、３ｍＡｍｐ、４ｍＡｍｐ、５ｍＡｍｐ、６ｍＡｍｐ、７ｍＡｍｐ、８ｍＡｍｐ、９ｍＡｍｐ、１０ｍＡｍｐ、１５ｍＡｍｐ、２０ｍＡｍｐ、２５ｍＡｍｐ、３０ｍＡｍｐ、３５ｍＡｍｐ、４０ｍＡｍｐ、４５ｍＡｍｐ、５０ｍＡｍｐ、６０ｍＡｍｐ、７０ｍＡｍｐ、８０ｍＡｍｐ、９０ｍＡｍｐ、１００ｍＡｍｐ、１２５ｍＡｍｐ、１５０ｍＡｍｐ、１７５ｍＡｍｐ、２００ｍＡｍｐ、２２５ｍＡｍｐ、２５０ｍＡｍｐ、２７５ｍＡｍｐ、３００ｍＡｍｐ、３２５ｍＡｍｐ、３５０ｍＡｍｐ、３７５ｍＡｍｐ、４００ｍＡｍｐ、４２５ｍＡｍｐ、４５０ｍＡｍｐ、４７５ｍＡｍｐ、５００ｍＡｍｐ、５２５ｍＡｍｐ、５５０ｍＡｍｐ、５７５ｍＡｍｐ、６００ｍＡｍｐ、６２５ｍＡｍｐ、６５０ｍＡｍｐ、６７５ｍＡｍｐ、７００ｍＡｍｐ、７２５ｍＡｍｐ、７５０ｍＡｍｐ、７７５ｍＡｍｐ、８００ｍＡｍｐ、８２５ｍＡｍｐ、８５０ｍＡｍｐ、８７５ｍＡｍｐ、９００ｍＡｍｐ、９２５ｍＡｍｐ、９５０ｍＡｍｐ、９７５ｍＡｍｐ、又は１０００ｍＡｍｐを含む電流を使用して電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。制御回路は、ある範囲内の電流で電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成することができ、範囲の下限が範囲の上限よりも小さい値であることを前提として、前述の電流のいずれかが当該範囲の下限又は上限として機能し得ることは理解されるであろう。
【００９２】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１Ｖｒｍｓ〜５０Ｖｒｍｓの範囲の電圧を使用して癌性腫瘍の部位に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、５Ｖｒｍｓ〜３０Ｖｒｍｓの範囲の電圧を使用して癌性腫瘍の部位に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１０Ｖｒｍｓ〜２０Ｖｒｍｓの範囲の電圧を使用して癌性腫瘍の部位に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。
【００９３】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１Ｖｒｍｓ、２Ｖｒｍｓ、３Ｖｒｍｓ、４Ｖｒｍｓ、５Ｖｒｍｓ、６Ｖｒｍｓ、７Ｖｒｍｓ、８Ｖｒｍｓ、９Ｖｒｍｓ、１０Ｖｒｍｓ、１５Ｖｒｍｓ、２０Ｖｒｍｓ、２５Ｖｒｍｓ、３０Ｖｒｍｓ、３５Ｖｒｍｓ、４０Ｖｒｍｓ、４５Ｖｒｍｓ、又は５０Ｖｒｍｓを含む１つ以上の電圧を使用して電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。制御回路は、ある範囲内の電圧を使用して電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成することができ、範囲の下限が範囲の上限のよりも小さい値であることを前提として、前述電圧のいずれかが当該範囲の下限又は上限として機能し得ることは理解されるであろう。
【００９４】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、１５０ｋＨｚ、１７５ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、２２５ｋＨｚ、２５０ｋＨｚ、２７５ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、３２５ｋＨｚ、３５０ｋＨｚ、３７５ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、４２５ｋＨｚ、４５０ｋＨｚ、４７５ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、５２５ｋＨｚ、５５０ｋＨｚ、５７５ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、６２５ｋＨｚ、６５０ｋＨｚ、６７５ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、７２５ｋＨｚ、７５０ｋＨｚ、７７５ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、８２５ｋＨｚ、８５０ｋＨｚ、８７５ｋＨｚ、９００ｋＨｚ、９２５ｋＨｚ、９５０ｋＨｚ、９７５ｋＨｚ、１ＭＨｚを含む１つ以上の周波数を使用して、電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。電界発生回路３２０は、ある範囲内の周波数を使用して電界を送達することができ、上限が下限よりも大きいことを前提として、前述の周波数のいずれかが当該範囲の上限又は下限として機能し得ることは理解されるであろう。
【００９５】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、０．２５Ｖ／ｃｍ〜１０００Ｖ／ｃｍの範囲から選択される１つ以上の印加電界強度を発生させるよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、３Ｖ／ｃｍを超える１つ以上の印加電界強度を発生させるよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、１Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの範囲から選択される１つ以上の印加電界強度を発生させるよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、３Ｖ／ｃｍ〜５Ｖ／ｃｍの範囲から選択される１つ以上の印加電界強度を発生させるよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。
【００９６】
他の実施形態では、制御回路３０６は、０．２５Ｖ／ｃｍ、０．５Ｖ／ｃｍ、０．７５Ｖ／ｃｍ、１．０Ｖ／ｃｍ、２．０Ｖ／ｃｍ、３．０Ｖ／ｃｍ、５．０Ｖ／ｃｍ、６．０Ｖ／ｃｍ、７．０Ｖ／ｃｍ、８．０Ｖ／ｃｍ、９．０Ｖ／ｃｍ、１０．０Ｖ／ｃｍ、２０．０Ｖ／ｃｍ、３０．０Ｖ／ｃｍ、４０．０Ｖ／ｃｍ、５０．０Ｖ／ｃｍ、６０．０Ｖ／ｃｍ、７０．０Ｖ／ｃｍ、８０．０Ｖ／ｃｍ、９０．０Ｖ／ｃｍ、１００．０Ｖ／ｃｍ、１２５．０Ｖ／ｃｍ、１５０．０Ｖ／ｃｍ、１７５．０Ｖ／ｃｍ、２００．０Ｖ／ｃｍ、２２５．０Ｖ／ｃｍ、２５０．０Ｖ／ｃｍ、２７５．０Ｖ／ｃｍ、３００．０Ｖ／ｃｍ、３２５．０Ｖ／ｃｍ、３５０．０Ｖ／ｃｍ、３７５．０Ｖ／ｃｍ、４００．０Ｖ／ｃｍ、４２５．０Ｖ／ｃｍ、４５０．０Ｖ／ｃｍ、４７５．０Ｖ／ｃｍ、５００．０Ｖ／ｃｍ、６００．０Ｖ／ｃｍ、７００．０Ｖ／ｃｍ、８００．０Ｖ／ｃｍ、９００．０Ｖ／ｃｍ、１０００．０Ｖ／ｃｍを含む１つ以上の印加電界強度を発生させるよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。電界発生回路３２０はある範囲内の電界強度を有する電界を治療部位に発生させることができ、上限が下限よりも大きいことを前提として、前述の電界強度のいずれかが当該範囲の上限又は下限として機能し得ることは理解されるであろう。
【００９７】
いくつかの実施形態では、制御回路３０６は、身体組織内にある癌性腫瘍の部位にリード１０６を介して電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。他の実施形態では、制御回路３０６は、身体組織内にある癌性腫瘍の部位に医療デバイス１００の筺体１０２を介して電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。他の実施形態では、制御回路３０６は、リード１０６と医療デバイス１００の筺体１０２との間に電界を送達するよう電界発生回路３２０に指示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のリード１０６は電界発生回路３２０と電気通信することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のリード１０６は、リード１０６の長さに沿って配置された１つ以上の電極１０８を含むことができ、電極１０８は、電界発生回路３２０と電気通信することができる。
【００９８】
いくつかの実施形態では、医療デバイス１００内の各種構成要素は、検知された電界に対応する信号を生成するように構成された電界検知回路３２２を含み得る。電界検知回路３２２は、制御回路３０６と統合することができる、又は制御回路３０６から分離することができる。
【００９９】
検知電極は、医療デバイスの筺体上若しくはその近傍に、筺体に接続された１つ以上のリード上に、腫瘍の近傍若しくは腫瘍内に植え込まれる別個のデバイス上に、又はこれら位置の任意の組み合わせで配置され得る。いくつかの実施形態では、電界検知回路３２２は、第１の検知電極３３２及び第２の検知電極３３４を含み得る。他の実施形態では、筺体１０２自体が、電界検知回路３２２の検知電極として機能することができる。電極３３２及び電極３３４は、電界検知回路３２２と通信することができる。電界検知回路３２２は、第１の電極３３２と第２の電極３３４との間の電位差（電圧）を測定することができる。いくつかの実施形態では、電界検知回路３２２は、第１の電極３３２又は第２の電極３３４と１つ以上のリード１０６の長さに沿って配置された電極との間の電位差（電圧）を測定することができる。いくつかの実施形態では、電界検知回路は、検知された電界を測定し、電界強度（Ｖ／ｃｍ）を記録するように構成され得る。
【０１００】
電界検知回路３２２は更に、第１の電極３３２又は第２の電極３３４と筺体１０２自体との間の電位差を測定することができることは理解されるであろう。他の実施形態では、医療デバイスは、電界検知電極又は電界発生電極であり得る第３の電極３３６を含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の検知電極はリード１０６に沿って配置することができ、電界を検知するための追加的な位置として機能することができる。本明細書の実施形態による、１つ以上のリード１０６の長さに沿って配置された電極と筺体１０２との間の電位差を測定するための多くの組み合わせが考えられ得る。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、１つ以上のリード１０６は電界発生回路３２０と電気通信することができる。図１及び図２に示すように、１つ以上のリード１０６は１つ以上の電極１０８を含み得る。いくつかの実施形態では、電気伝導体３２６及び電気伝導体３２８などの各種電気伝導体は、ヘッダ１０４から貫通構造３３０を通して、医療デバイス１００の内部容積３０２に通すことができる。したがって、電気伝導体３２６及び電気伝導体３２８は、１つ以上のリード１０６と筺体１０２の内部容積３０２内に配置された制御回路３０６との間に電気通信を提供するように機能し得る。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、レコーダ回路は、電界検知回路３２２によって生成されたデータを記録し、これに関するタイムスタンプを記録するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路３０６は各種機能を実行するために有線接続することができ、他の実施形態では、制御回路３０６は、マイクロプロセッサ又は他の外部計算デバイス上で実行する命令を実施するように指示され得る。遠隔測定回路もまた、プログラマ、自宅ユニット、及び／又はモバイルユニット（例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ等）などの外部計算デバイスと通信するために提供され得る。
【０１０３】
ここで図４を参照すると、本明細書の実施形態によるリードレス医療デバイス４００が示される。リードレス医療デバイス４００は、筺体４０２と、筺体４０２に結合されたヘッダ４０４と、を含み得る。様々な材料が使用され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、筺体４０２は、金属、セラミック、ポリマー、合成物等などの材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、筺体４０２又はその１つ以上の部分はチタンで形成され得る。ヘッダ４０４は様々な材料で形成することができるが、いくつかの実施形態では、ヘッダ４０４は、エポキシ材料などの半透明ポリマーで形成され得る。いくつかの実施形態では、ヘッダ４０４は中空であり得る。他の実施形態では、ヘッダ４０４は、非中空となるように、エポキシ若しくは別の材料などの構成要素及び／又は構造材料で充填することができる。いくつかの実施形態では、リードレス医療デバイス４００は、リードレス医療デバイス４００を体内の癌性腫瘍の部位又はその近傍に配置させ続けるための固定要素４０６を含み得る。いくつかの実施形態では、固定要素４０６は、爪、歯、螺旋部、バイアス部等を含み得る。
【０１０４】
図５に、本明細書中に記載される医療デバイスの各種実施形態の要素を示す。しかしながら、いくつかの実施形態は図５に示すもの以外の追加的な要素を含むことができることは理解されるであろう。加えて、いくつかの実施形態では、図５に示すいくつかの要素がなくてもよい。本明細書で具現化される医療デバイスは、１つ以上の検知チャネルを介して情報を収集することができ、１つ以上の電界生成チャネルを介して情報を出力することができる。マイクロプロセッサ５０２は双方向データバスを介してメモリ５０４と通信することができる。メモリ５０４は、プログラム格納用のリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及びデータ格納用のＲＡＭを含み得る。マイクロプロセッサ５０２はまた、プログラマ、自宅ユニット、及び／若しくはモバイルユニット（例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ等）などの外部デバイスと通信するための遠隔測定インターフェイス５１８に接続され得る、又はセルラー若しくは他のデータ通信ネットワークにより容易になるクラウド若しくは別の通信ネットワークに直接接続され得る。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、それに通信的に接続された又は取り付けられた、医療デバイスの経皮的充電を容易にするための誘導性エネルギー受信用コイルインターフェイス（図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、音響エネルギー伝達技術により医療デバイスを無線充電することができるように外部送信機と通信的に接続されるように構成された受信用トランスデューサを含み得る。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、高周波エネルギーを受信し、高周波エネルギーを、医療デバイスを無線充電するために使用される直流電源へと変換するように構成された高周波受信機を含み得る。
【０１０５】
医療デバイスは、１つ以上の電界検知電極５０８と、マイクロプロセッサ５０２のポートと通信することができる１つ以上の電界センサチャネルインターフェイス５０６と、を含み得る。医療デバイスはまた、１つ以上の電界発生電極５１２と、マイクロプロセッサ５０２のポートと通信することができる１つ以上の電界発生チャネルインターフェイス５１０と、を含み得る。医療デバイスはまた、１つ以上の生理学的センサ、呼吸センサ、又は化学センサ５１６と、マイクロプロセッサ５０２のポートと通信することができる１つ以上の生理学的／呼吸／化学センサチャネルインターフェイス５１４と、を含み得る。チャネルインターフェイス５０６、５１０、及び５１４は、信号入力をデジタル化するためのアナログ／デジタル変換器、検知増幅器、レジスタ（検知増幅器、ソースドライバ、変調器、復調器、マルチプレクサ等のゲイン値及び閾値を調整するために制御回路により書き込むことができる）などの各種構成要素を含み得る。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、生理学的センサは、体温、血流量、血圧等を監視するセンサを含み得る。いくつかの実施形態では、呼吸センサは、呼吸数、呼吸ピーク振幅等を監視するセンサを含み得る。いくつかの実施形態では、化学センサは、血液尿素窒素、クレアチニン、フィブリン、フィブリノーゲン、免疫グロブリン、デオキシリンボ核酸、リボ核酸、カリウム、ナトリウム、塩化物、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ヒドロニウム、リン酸水素、重炭酸塩等などの分析物を含むがこれらに限定されない、センサ周囲の治療領域内に存在する分析物の量を測定することができる。しかしながら、本明細書では他の多くの分析物も考えられる。例示的な化学／分析物センサは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、ケーン（Ｋａｎｅ）らの共有の米国特許第７，８０９，４４１号明細書に開示されている。
【０１０７】
図５では、生理学的、呼吸、又は化学センサ５１６は、医療デバイスの一部として示されるが、いくつかの実施形態では、生理学的、呼吸、又は化学センサの１つ以上は医療デバイスから物理的に分離され得ることは認識されたい。各種実施形態では、生理学的、呼吸、又は化学センサの１つ以上は、遠隔測定インターフェイス５１８を介して医療デバイスに通信的に接続される植え込まれた別の医療デバイス内にあり得る。更に他の実施形態では、生理学的、呼吸、又は化学センサの１つ以上は、体外にあることができ、遠隔測定インターフェイス５１８を介して医療デバイスに接続される。
【０１０８】
ここで図６を参照すると、本明細書の実施形態による医療デバイス６００の概略図が示される。医療デバイス６００は、筺体１０２、ヘッダ１０４、及び１つ以上のリード１０６を含み得る。リード１０６は、リード１０６の長さに沿って配置された電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４などの１つ以上の電極を含み得る。いくつかの実施形態では、電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４は電界発生電極を含むことができ、他の実施形態では、電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４は電界検知電極を含むことができる。いくつかの実施形態では、リード１０６は、電界発生電極及び電界検知電極の両方を含み得る。
【０１０９】
リード１０６の基端部はヘッダ１０４内に配置されている。電気リード１０６の先端部は、電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４を癌性腫瘍６０２に近接させるように、癌性腫瘍６０２を包囲することができる。いくつかの実施形態では、リード１０６は、電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４が癌性腫瘍６０２に隣接する又は癌性腫瘍６０２内に配置されるように、脈管系内に配置され得る。しかしながら、リード１０６は癌性腫瘍６０２内又はその周囲の様々な場所に配置され得ることは理解されるであろう。いくつかの実施形態では、リード１０６は癌性腫瘍６０２に直接通すことができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、リード１０６は、リードの長さに沿って、腫瘍に対する電極の厳密な位置の決定に使用するための１つ以上のトラッキングマーカ６１６又は６１８を含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のトラッキングマーカは、リード上に配置された１つ以上の電極のすぐ先端側又はすぐ基端側に配置され得る。いくつかの実施形態では、トラッキングマーカは磁性材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、トラッキングマーカはＸ線撮影材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、トラッキングマーカは蛍光撮影材料で形成され得る。
【０１１１】
電界を生成するために、リード１０６に沿って配置された電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４の各種組み合わせの間に複数の電界ベクトルを発生させることができることは理解されるであろう。例えば、電極６０４と電極６１０との間に１つ以上の電界ベクトルを発生させることができる。同様に、電極６０６と電極６１２との間に１つ以上の電界ベクトルを発生させることができる。電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４の任意の組み合わせの間に１つ以上の電界ベクトルを発生させることができることも理解されるであろう。いくつかの実施形態では、電極６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、又は６１４の任意の組み合わせと医療デバイス４００の筺体１０２との間に１つ以上の電界ベクトルを発生させることができる。本明細書の実施形態による１つ以上の単極又は多極リードを使用することができることは理解されるであろう。いくつかの実施形態では、単極リードと多極リードの組み合わせが使用され得る。他の実施形態では、円形リード、クランプリード、カフリード、パドルリード、又はパッチリードが使用され得る。
治療パラメータ
癌性腫瘍の成功的治療は、電界強度、周波数、細胞の不均一性、細胞の大きさ、癌細胞の種類、腫瘍の大きさ、及び体内の位置を含むいくつかの変数に依存し得る。本明細書中に記載される医療デバイスを使用し、様々な治療パラメータを実施することができる。１つ以上の治療的パラメータセットは医療デバイスのメモリにプログラムされ、図３に示される制御回路３０６によって実施され得る。例示的な治療的パラメータセットは、以下の概念を実施するものを含み得る：様々な周波数の掃引、１つ以上の周波数の同時スタッキング、１つ以上の周波数の逐次ステッピング、１つ以上の電界の空間的又は時間的送達、様々な電界強度の掃引、有効な回転電界の印加、電圧制御モード又は電流制御モードの調整、１つ以上のデューティサイクルの実施、パルス幅変調、電気波形形状及び／又はパルスシーケンスの操作、並びに高周波又は高電界強度パルスの時折の使用。
【０１１２】
治療的パラメータセットは、自律的に動作するように医療デバイスにプログラムすることができる、又は患者若しくは臨床医が、プログラマ、自宅ユニット、及び／若しくはモバイルユニット（例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ等）などの外部計算デバイスを使用することにより照会及び操作され得る。他の実施形態では、治療的パラメータセットは、外部計算デバイスから医療デバイスに無線通信され得る。本明細書中の治療的パラメータセットのいずれかで使用するのに適した周波数及び／又は電界強度は、電界発生回路３２０に関して上で述べた。いくつかの実施形態では、１つ以上の治療的パラメータセットは同時に実施することができる。他の実施形態では、１つ以上の治療的パラメータセットは交互に実施することができる。本明細書で具現化される医療デバイスで使用するのに適した治療的パラメータセットについて、以下、図７〜図３０を参照して説明する。
周波数掃引
いくつかの実施形態では、電界は、様々な周波数を掃引することにより癌性腫瘍の部位に適用され得る。ここで図７を参照すると、例示的なプロット７０２は、の周波数が経時的に増加する交番電界を示す。同様に、図８は、プログラムされた治療パラメータ中における時間の関数としての周波数の変化を例示的なプロット８０２で示す。いくつかの実施形態では、周波数掃引は、最小周波数から最大周波数までの掃引を含み得る。いくつかの実施形態では、周波数掃引は、最大周波数から最小周波数までの掃引を含み得る。他の実施形態では、最小周波数から最大周波数までの掃引及び最大周波数から最小周波数までの掃引は、電界発生回路からの電界送達の時間の全体を通して所望に応じて何度でも繰り返すことができる。
【０１１３】
集団内の細胞の大きさ及び数が治療に応じて変化するにつれてより多くの細胞を標的とすることができるように、周波数掃引中に治療が進むにつれて周波数範囲間で交番することが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、周波数掃引は、約１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの範囲を含む第１の周波数掃引と約２００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲を含む第２の周波数との間の交番を含み得る。記載されるような第１及び第２の周波数範囲の掃引は、治療の過程全体を通して無期限に実施され得ることは理解されるであろう。いくつかの実施形態では、第２の周波数掃引（範囲）は第１の周波数掃引（範囲）よりも高い周波数とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の周波数掃引（範囲）は第２の周波数掃引（範囲）よりも高い周波数とすることができる。
【０１１４】
第１及び第２の周波数範囲の周波数範囲は、各範囲の下限が各範囲の上限よりも小さい値であることを前提として、電界発生回路２２０に関して上に列挙した特定の周波数を含む任意の範囲とすることができる。時として、第１の周波数掃引の周波数範囲と第２の周波数掃引の周波数範囲との間にいくらかの量の重なりを有すると有益な場合がある。
スタック周波数
いくつかの実施形態では、癌性腫瘍の部位に１つ以上の周波数のスタックを同時に送達すると有益な場合がある。理論によって拘束されることを意図するものではないが、１つ以上の周波数のスタッキングにより、より強く且つより強固な電界を生成することができ、様々な細胞型及び腫瘍位置のより効果的な治療を可能にすると考えられる。いくつかの実施形態では、１つ以上の周波数は同じ振幅を有することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の周波数は異なる振幅を有することができる。ここで図９を参照すると、例示的なプロット９０２は、時間の関数としての２つのスタック周波数を有する交番電界を示す。代替的に、図９に示されるデータは、治療期間の全体を通した時間の関数としての第１の周波数１００２及び第２の周波数１００４を示す図１０のように示すことができる。組み合わせ周波数パターンを作成するために、第１の周波数１００２と第２の周波数１００４は組み合わせることができる（互いにスタック又は重畳される）。いくつかの実施形態では、制御回路は、互いに少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、１００％、３００％、又は１０００％異なる少なくとも２つの周波数の重畳を示す波形を有する電界を送達するように構成され得る。
ステップ周波数
いくつかの実施形態では、治療的パラメータセットは、治療期間の全体を通して１つ以上の周波数をステッピングすることにより癌性腫瘍の部位に電界を印加することを含み得る。ここで図１１を参照すると、例示的なプロット１１０２は、時間の関数として、周波数が第１の周波数１１０４から第２の周波数１１０６に変化し、第１の周波数１１０４に戻る交番電界を示す。例示的なプロット１２０２が、時間の関数として第１の周波数１２０４及び第２の周波数１２０６をステッピングすることによる電界の印加を示す更なる例が図１２に示される。
【０１１５】
１つの周波数から別の周波数にステッピングする前に任意の所与の周波数で費やされる時間量は滞留時間と称され得る。いくつかの場合では、滞留時間は、任意の所与の周波数で費やされる時間とすることができ、他の場合では、滞留時間は、電界が発生しないオフ時間状態において費やされる時間とすることができる。いくつかの実施形態では、オフ時間は、０Ｖ又は別の電圧であり得る、電位バイアス電圧（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｂｉａｓ  ｖｏｌｔａｇｅ）に残る電圧により画定される。いくつかの場合では、バイアス電圧は−５Ｖ〜５Ｖとすることができる。他の例では、バイアス電圧は０Ｖとすることができる。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、１つ以上の周波数をステッピングすることは、第１の周波数における第１の所定滞留時間を含み得る。他の実施形態では、１つ以上の周波数をステッピングすることはまた、第２の周波数における第２の所定滞留時間を含み得る。例えば、例示的なプロット１２０２は、第１の周波数１２０４における第１の滞留時間１２０８、及び第２の周波数１２０６における第２の滞留時間１２１０を示す。いくつかの実施形態では、第１の所定滞留時間は、１秒〜１分、１分〜１時間、又は１時間〜１０時間の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、第２の所定滞留時間は、１秒〜１分、１分〜１時間、又は１時間〜１０時間の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、第１の所定滞留時間と第２の所定滞留時間は同じであり得る。いくつかの実施形態では、第１の所定滞留時間と第２の所定滞留時間は異なり得る。
プログラム可能な電界
いくつかの実施形態では、癌性腫瘍の部位に１つ以上の電界を印加するためにプログラム可能な電界が使用され得る。いくつかの例では、プログラム可能な電界は時間的に実施され得る。他の実施形態では、プログラム可能な電界は空間的に実施され得る。
【０１１７】
ここで図１３を参照すると、例示的なプロット１３０２は、電界強度が、時間の関数として、電界強度Ｅ１を有する第１の電界１３０４と電界強度Ｅ２を有する第２の電界１３０６との間で変化する交番電界を示す。いくつかの実施形態では、治療は、時間の関数として１つ以上の電界強度間で交番することを含み得る。理論によって拘束されるものではないが、高電界強度は細胞分裂を阻止するのに最適ではあるが、高電界強度の持続は、過度の組織加熱及び場合によっては電気穿孔につながる可能性があると考えられる。高電界強度と低電界強度との間で交番するように電界強度をプログラムすることにより、副作用を最小限にする又は完全に排除することができる。加えて、高電界強度と低電界強度との間で交番するように電界強度をプログラムすることにより、治療過程中のエネルギー所要量が減少するため、医療デバイスの寿命にわたってバッテリー寿命が節約されるという追加的な利益を提供することができる。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、制御回路２０６は、１０Ｖ／ｃｍ以上の高電界強度を発生させるように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御回路２０６は、１０Ｖ／ｃｍ以上の電界強度の発生と１Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの電界強度の発生との間で交番するように構成され得る。他の実施形態では、制御回路２０６は、３Ｖ／ｃｍ〜５Ｖ／ｃｍの電界強度を発生させるように構成され得る。
【０１１９】
ここで図１４を参照すると、本明細書の実施形態に従う、プログラム可能な電界強度の別の例を実装するリード１０６の概略図が示される。いくつかの実施形態では、１つ以上の電界を空間的に変化させることは、第１の電極対間の第１の電界強度をプログラムすること、及び第２の電極対間の第２の電界強度をプログラムすることを含み得る。例えば、リード１０６は、その長さに沿って配置された電極１４０２、１４０４、１４０６、及び１４０８を含み得る。電極１４０２、１４０４、１４０６、及び１４０８は、１つ以上の電極対間に複数の電界ベクトルを発生させることができる。
【０１２０】
腫瘍１４１４の領域内の電極１４０２と電極１４０８との間に配置された、電界強度Ｅ１を有する第１の電界１４１０が示される。同様に、腫瘍１４１４の領域内の電極１４０４と電極１４０６との間に配置された第２の電界１４１２強度Ｅ２が示される。第１の電界１４１０と第２の電界１４１２は、同時に、又は交番若しくはステップ式に印加され得る。図１４には異なる電界強度を有する２つの電界のみを示すが、本明細書の実施形態に従う、異なる又は同じ電界強度を有する２つより多い電界が考えられ得ることは理解されるであろう。加えて、少なくとも１つの電界は、電極１４０２、１４０４、１４０６、又は１４０８のいずれかと医療デバイスの筐体（図示せず）との間に発生させることができる。図１４はリード１０６の実質的に直線の向きを示すが、多くの実施形態では、リードは、電極対により画定される特定のベクトル間のより大きな空間的多様性を考慮に入れるために、特定の箇所で湾曲する又はそうでなければ曲がるように植え込まれてもよいことは理解されるであろう。
【０１２１】
各種電界ベクトルは、電界が伝播する局所環境による異なるインピーダンスの影響を受けることは理解されるであろう。したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上の別個の電極対の間で同じ電界強度を得るために、同じ電界強度を得るために、第１の電極対で第２の電極対よりも強い電界を発生させることが必要な場合がある。例えば、同じ電界強度を得るために、第１の電極対間で発生させる電界は、第２の電極対間で発生させる電界よりも強くすることができる。
電界強度掃引
いくつかの実施形態では、電界は、様々な電界強度の掃引によって癌性腫瘍の部位に印加され得る。ここで図１５を参照すると、プロット１５０２は、の周波数は経時的に一定のままであるが、電界強度は変化する交番電界を示す。同様に、図１６は、時間の関数としての電界強度（Ｅ）の変化を例示的なプロット１６０２で示す。いくつかの実施形態では、電界強度掃引は、最小電界強度から最大電界強度までの掃引を含み得る。いくつかの実施形態では、電界強度掃引は、最小電界強度から最大電界強度までの掃引、及び最大電界強度から最小電界強度までの掃引を含み得る。他の実施形態では、最小電界強度から最大電界強度までの掃引、及び最大電界強度から最小電界強度までの掃引は、治療期間の全体を通して繰り返され得る。
回転電界
いくつかの実施形態では、治療的パラメータセットは、癌性腫瘍の部位の周囲に回転電界を生成するように設計され得る。理論によって拘束されることを望むものではないが、複数の電極を使用して（例えば、異なるベクトルにわたって順に）電界を発生させると、有糸分裂に関与する多くの極性タンパク質に対するねじり応力及び／又は剪断応力を生じさせることができる回転電界を効果的に生成することができると考えられる。有糸分裂過程に必須のタンパク質の機能を破壊することにより、細胞分裂を停止させ、タンパク質分解を引き起こし、最終的にアポトーシスに至らせることができる。
【０１２２】
ここで図１７を参照すると、本明細書の実施形態に従う円形多極電極システム１７００が示される。円形リード１７０１は、リードの周囲に配置されたリード電極１７０２、１７０４、１７０６、１７０８、１７１０、及び１７１２の周囲に配置された円形電極１７０２、１７０４、１７０６、１９０８、１７１０、及び１７１２を含むことができ、電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを発生させることができる。円形リード１７０１は、癌性腫瘍１７１４の近傍又は周囲の領域に配置され得る。
【０１２３】
効果的な回転電界は、円形リード１７０１の周囲に配置された対の電極で１つ以上の電界を逐次的に発生させることによって発生させることができる。いくつかの実施形態では、電極対は、円形リードの周囲に１８０度で配置された電極間で構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、電極１７０２と電極１７０８は第１の電極対を形成することができ、電極１７０４と電極１７１０は第２の電極対を形成することができ、電極１７０６と電極１７１２は第３の電極対を形成することができる。各電極対は、リードの周囲で時計回り又は反時計回りに逐次的に刺激され得るため、電界が癌性腫瘍１７１４の部位の周りを効果的に回転することができるように電界が生成される。いくつかの実施形態では、各電極対は第１の所定時間量にわたり時計回りで刺激されることができ、その後、第２の所定時間量にわたり反時計回りに切り替えられ得る。いくつかの実施形態では、回転電界はまた、円形リード１７０１の周囲に配置された１つ以上の電極の一部又は全部と対になった１つのマスター電極に対して発生させることができる。いくつかの実施形態では、円形リードは、円形リード１７０１によって示されるように、閉ループとすることができ、他の実施形態では、円形リードは半閉鎖円形ループとすることができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、１つ以上の電極対は、リードの周囲に１つ以上の電界を発生させることができるように、円形リードの周囲に配置されている。他の実施形態では、１つ以上の電極対で電界を逐次的に発生させると、リードの周囲に３次元の電界を発生させることができる。他の実施形態では、効果的な回転電界は、リードの周囲に配置された１つ以上の付加電極と対になった１つのマスター電極間に１つより多い電界を逐次的に発生させることにより生成され得る。
【０１２５】
図１７では、リード１７０１は、その上に配置された複数の電極を有する閉鎖円形ループとして示されるが、効果的な回転電界を発生させるために、円形リード以外の多くのリード構成を利用することができることは理解されるであろう。例えば、図６に示されるリードなどの、その上に配置された複数の電極を有する１つ以上のリードは、円形リード１７０１により発生する電界に類似する効果的な回転電界を発生させるように構成することができる。いくつかの例では、効果的な回転電界は、その長さに沿って複数の電界ベクトルを含む３つ以上の電極が配置された１つ以上のリードによって発生させることができる。効果的な回転電界は、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上のベクトルにおいて電界を逐次的に変化させることにより発生させることができる。効果的な回転電界はまた、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上の電極と対になった１つのマスター電極で電界を逐次的に変化させることにより発生させることができる。いくつかの実施形態では、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上のベクトルにおいて電界を逐次的に変化させると、１つ以上のベクトルの周囲に３次元の電界を発生させることができる。
【０１２６】
ここで図１８を参照すると、時間の関数としての電界強度（Ｅ）のプロットが示される。１つ以上の電界強度１８０２、１８０４、１８０６、１８０８、１８１０、及び１８１２は、図１７に示される、それぞれ電極１７０２、１７０４、１７０６、１７０８、１７１０、及び１７１２の群から選択される１つ以上の電極対に対応し得る。いくつかの実施形態では、電界強度１８０２、１８０４、１８０６、１８０８、１８１０、及び１８１２は、同じ振幅を有することができる。他の実施形態では、電界強度１８０２、１８０４、１８０６、１８０８、１８１０、及び１８１２は、異なる振幅を有することができる。図１７に関して記載したように、効果的な回転電界は、円形リードの周囲に配置された１つ以上の電極対間に１つ以上の電界を治療期間の全体を通して繰り返し逐次的に発生させることによって発生させることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の電極対は、電極対が電界の回転軸の周りに周方向に配置されるように、癌性腫瘍の部位に、部位の近傍に、又部位内に配置される１つ以上の直線、曲線、又は偏倚リード上に配置され得る。
電圧モード及び電流制御モード
いくつかの実施形態では、治療的パラメータセットは、電圧制御モード又は電流制御モードを含み得る。電界強度は、数ある環境条件の中でもとりわけ、癌性腫瘍の型、体内における癌性腫瘍の位置、及び癌性腫瘍の大きさにより影響を受ける可能性がある。理論によって拘束されることを意図するものではないが、電界が腫瘍の部位の一点から他点に発生すると、局所環境は、その印加された電界に対する自然耐性（インピーダンス）を呈し得ると理解される。
【０１２７】
電気インピーダンスは任意の所与の治療過程の全体を通して変化し得る。変化する可能性のある電気インピーダンスに対処するために、様々な制御モードを使用して、癌性腫瘍の部位に所望の電界強度を提供することができる。本明細書の制御モードは、電流制御モード及び電圧制御モードの両方を含み得る。
【０１２８】
電流ベースの制御モードは、（癌性腫瘍の部位などの）治療部位において所望の強度の電界を発生させるために、医療デバイスにより供給される電流を変調することを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、電流ベースの制御モードは、１つ以上のベクトルにわたり定電流で電界を発生させ、その後、検知電極又は別の種類の電気接点を使用して、腫瘍の部位又は別の部位における電界強度を評価することを含み得る。その後、治療期間にわたり一定の電界強度が維持されるように、電界強度は、インピーダンスによるあらゆる変化を考慮に入れるように調整され得る。電界はまた、治療を最適化するために臨床医によって所望のとおりに調整され得る。いくつかの実施形態では、制御回路は、治療期間中の任意の所与の時に、電界強度、並びに電圧、電流、及び／又はインピーダンスなどの１つ以上の他のパラメータをメモリに記録するように構成され得る。
【０１２９】
電圧ベースの制御モードは、（癌性腫瘍の部位などの）治療部位において所望の強度の電界を生じさせるために、医療デバイスにより供給される電圧を変調することを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、電圧ベースの制御モードは、１つ以上のベクトルにわたり電界を発生させ、その後、検知電極又は別の種類の電気接点を使用して、腫瘍の部位又は別の部位における電界強度を評価することを含み得る。その後、治療期間にわたり一定の電界強度が維持されるように、電界強度は、インピーダンスによるあらゆる変化を考慮に入れるように適宜調整され得る。電界はまた、治療を最適化するために臨床医によって所望のとおりに調整され得る。いくつかの実施形態では、制御回路は、治療期間中の任意の所与の時に、電界強度、並びに電圧、電流、及び／又はインピーダンスなどの１つ以上の他のパラメータをメモリに記録するように構成され得る。
デューティサイクル
いくつかの実施形態では、１つ以上のデューティサイクルを使用して治療的パラメータセットを実施すると有利であろう。理論によって拘束されることを意図するものではないが、癌性腫瘍内の全ての細胞が同時に有糸分裂を経るわけではないと考えられる。デューティサイクルを実施することにより、治療過程中に複数の細胞集団を標的とすることができるように、有糸分裂細胞の異種集団の部位に１つ以上の電界を発生させることができる。加えて、デューティサイクルモードは、癌性腫瘍の部位で常時電界を発生させる必要を排除することによりバッテリー電源の消費を低減することができる。様々なデューティサイクルモードを実施すると、腫瘍部位の長期電界曝露に起因する組織加熱などの潜在的な副作用の影響も軽減することができる。
【０１３０】
ここで図１９を参照すると、プロット１９０２は、本明細書の実施形態に従うデューティサイクルの実施の一例を示す。プロット１９０２は、時間の関数として様々な周波数を掃引している間の、オン時間１９０４及びオフ時間１９０６を有するデューティサイクルを示す。プロット１９０２は、治療期間の全体を通してオン時間２１０４とオフ時間１９０６との間で繰り返すことができる。同様に、図２０の棒グラフ２００２は、時間の関数として一定の印加電界強度を有する、オン時間２００４及びオフ時間２００６を有するデューティサイクルを示す。いくつかの実施形態では、１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり一定の周波数で電界を発生させることを含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり一定の電界強度で電界を発生させることを含み得る。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、所定のオン時間又はオフ時間は、マイクロ秒、秒、分、又は時間から選択され得る。いくつかの実施形態では、所定のオン時間は、１０マイクロ秒、５００マイクロ秒、１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、５００ミリ秒、１秒、５秒、３０秒、１分、１０分、３０分、１時間、２時間、４時間、８時間、１２時間、１６時間、１８時間、２０時間、２２時間、若しくは２３時間、又は上記の時間量のいずれかが範囲の上限若しくは下限として機能し得る範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、所定のオフ時間は、１０マイクロ秒、５００マイクロ秒、１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、５００ミリ秒、１秒、５秒、３０秒、１分、１０分、３０分、１時間、２時間、４時間、８時間、１２時間、１６時間、１８時間、２０時間、２２時間、若しくは２３時間、又は上記の時間量のいずれかが範囲の上限若しくは下限として機能し得る範囲内とすることができる。
パルス幅変調
電界は、癌性腫瘍の部位に印加されるとき、時間の関数としてパルス幅を変調することにより操作され得る。本明細書の実施形態に従う多くのパルス幅変更が考えられ得る。いくつかの実施形態では、制御回路は、正パルスと負パルスとの間で交番する電気波形を有する１つ以上の電界を発生させるように構成することができ、電気波形は、少なくともいくつかの隣接する正パルスと負パルスとの間に１つ以上のオフ時間を含み得る。図２１は、印加される電界の周期あたりにより少ないエネルギーを要するより速い周波数の使用を可能にするように構成され得る２つの可能なパルス幅変更を示す。例えば、プロット２１０２に示されるパルス幅変更は、印加される正パルス２１０６と印加される負パルス２１０８との間にオフ時間を有しないが、印加される電界の全体的な周期の一部分としてオフ時間２１１０を含む周期２１０４を含む。オン時間、又は正パルス２１０６及び負パルス２１０８の滞留時間は、周期２１０４あたりの所定のオフ時間２１１０を短縮又は延長するように様々に調整することができる。したがって、治療中に電界を発生させるためにより高い周波数が使用される場合、全体的なオン時間を削減することができ、したがって、治療期間の全体を通して必要となる全エネルギー入力が減少する。同様に、印加される正パルス２１１８と印加される負パルス２１２０との間にプログラムされた第１のオフ時間２１１６を有する交番電界を有する周期２１１４を含む別の例がプロット２１１２で示される。これに、印加される電界の全体的な周期の一部分として第２のオフ時間２１２２が続き得る。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、オフ時間は、電位バイアス電圧によって画定される。いくつかの例では、バイアス電圧は−５Ｖ〜５Ｖとすることができる。他の例では、バイアス電圧は０Ｖとすることができる。
電気波形
本明細書中に記載される電界は、多くの異なる電気波形から発生させることができる。それぞれ固有の電気波形は、特定の周期、周波数、及び振幅を有し得る。電気波形は、三角波形、矩形波形、正弦波波形、容量性減衰波形等のうちの１つ以上から選択され得る。図２２〜図２５は、三角波形（図２２）、矩形波形（図２３）、正弦波波形（図２４）、又は容量性減衰波形（図２５）の例を示す。波形形状及び指向性は、治療を提供するために、１つ以上の周波数、時間、及び強度を使用し、治療期間の全体を通して変調することができる。例えば、いくつかの実施形態では、治療パラメータは、正弦波波形として開始し、矩形波形に移行するようにプログラムされ得る。同様に、治療パラメータは、矩形波形として開始し、キャパシタ減衰波形（ｃａｐａｃｉｔｏｒ−ｄｅｃａｙｉｎｇ  ｗａｖｅｆｏｒｍ）に移行するようにプログラムされ得る。本明細書中に記載される波形のあらゆる組み合わせが、記載される治療パラメータタイプでの使用に適している。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、制御回路は、１つ以上のパルスの指向性及びシーケンスを操作することにより固有の電気波形を発生させるように構成され得る。加えて、任意の所与のパルスシーケンスのオン時間及びオフ時間を操作するために、所与の周期内の任意の数のパルスの前、間、又は後に滞留時間が含まれ得る。いくつかの実施形態では、固有の電気波形は二相性とすることができる。いくつかの例では、二相性電気波形は、図２２〜図２５、及び図２７に示すように、１つの正パルスに続いて１つの負パルスを含み得る。いくつかの例では、二相性電気波形は、図２６に示すように、２つの正パルスに続いて２つの負パルスを含み得る。二相性電気波形は、また、図３０に示すように、２つの負パルスに続いて２つの正パルスを含み得る。
【０１３４】
他の非限定的な例では、固有の電気波形は三相性とすることができ、３つの正パルスに続いて３つの負パルス（図２８）又は３つの負パルスに続いて３つの正パルス（図２９）を含む。いくつかの実施形態では、電気波形は四相性とすることができ、４つの正パルスに続いて４つの負パルス、又は４つの負パルスに続いて４つの正パルスを含む。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、制御回路は、正パルス、負パルス、及びオフ時間のシーケンスを含む電気波形を有する１つ以上の電界を発生させるように構成され得る。電気波形は、オフ時間により分離されるが逆相により分離されない２つの正パルス、又はオフ時間により分離されるが正相により分離されない２つの負パルス、のうちの少なくとも１つを含み得る。正パルス及び負パルスは、バイアス電圧に対するものであり得る。オフ時間は、バイアス電圧に等しい電位により画定され得る。バイアス電圧は、−５Ｖ〜５Ｖの範囲内のどこかにあり得る。いくつかの実施形態では、バイアス電圧は０Ｖであり得る。
高周波パルス又は高電界強度パルス
特定の実施形態では、本明細書中に記載される治療パラメータセットは、印加治療期間の全体を通してプログラムされた間隔で単一高周波パルス又は単一高電界強度を印加するようにプログラムされ得る。いくつかの実施形態では、高周波（＞１ＭＨｚ）又は高電界強度（＞１０００Ｖ／ｃｍ）の単一パルスの使用は、単独で、又は本明細書中に記載される治療パラメータの１つ以上と併せて使用され得る。長期間にわたる高周波又は高電界強度での電界の発生に付随する副作用を回避又は軽減するために、単一高周波パルス又は単一高電界強度は、ミリ秒又は秒の時間尺度内の間隔で実施され得る。
方法
本明細書中に記載する医療デバイス及び各種治療パラメータに関して説明した工程を用いた様々な方法を実施することができる。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、本明細書の実施形態に従う癌性腫瘍の治療を提供する方法が含まれる。当該方法は、医療デバイスを使用して電界を発生させることを含み得る。医療デバイスは、１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、電界発生回路と通信する制御回路と、を含み得る。制御回路は、電界発生回路により１つ以上の電界の発生を制御するように構成され得る。当該方法はまた、身体組織内に位置する癌性腫瘍に対し、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される１つ以上の周波数で１つ以上の電界を発生させるように電界発生回路に指示するために制御回路を使用することを含み得る。いくつかの実施形態では、医療デバイスは体内に完全に植え込むことができ、他の実施形態では、医療デバイスは体内に部分的に植え込むことができる。癌性腫瘍の部位に印加される電界は、癌性細胞の細胞有糸分裂を阻止及び破壊するのに有効であり得る。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、医療デバイスはまた、電界発生回路と電気通信する１つ以上のリードを含み得る。１つ以上のリードはそれぞれ、電界発生回路と電気通信する１つ以上の電極を含み得る。本明細書中の方法に従い使用される医療デバイスは、電界発生回路及び制御回路が配置される筐体を含むことができ、筐体は、電界発生回路と電気通信し、電極として機能する部分を含み得る。
【０１３８】
いくつかの例では、１ＭＨｚを超える周波数を使用して電界を定期的に発生させることが望ましい場合がある。他の例では、１つ以上の周波数を掃引することにより電界を発生させることが望ましい場合がある。１つ以上の周波数の掃引は、最小周波数から最大周波数までの掃引、及び最大周波数から最小周波数までの掃引を含み得る。１つ以上の周波数の掃引はまた、サイクルが治療期間の全体を通して繰り返されるように、最小周波数から最大周波数までの掃引及び最大周波数から最小周波数までの掃引のサイクルを含み得る。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、当該方法は、１つ以上の周波数を同時にスタッキングすることにより電界を発生させることを含み得る。１つ以上の周波数は同一の振幅を有することができる、又は１つ以上の周波数は異なる振幅を有することができる。
【０１４０】
本明細書中の方法はまた、１つ以上の周波数をステッピングすることにより電界を発生させることを含み得る。１つ以上の周波数をステッピングすることは、第２の周波数にステッピングする前に第１の周波数における第１の所定滞留時間を含み得る。１つ以上の周波数をステッピングすることはまた、第１の周波数にステッピングして戻る前に第２の周波数における第２の所定滞留時間を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の所定滞留時間及び第２の所定滞留時間は、１秒〜１分、１分〜１時間、又は１時間〜１０時間の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、第１の所定滞留時間と第２の所定滞留時間は同じである。他の実施形態では、第１の所定滞留時間と第２の所定滞留時間は異なる。
【０１４１】
本明細書中に記載される方法は、電界強度をプログラムすることを更に含み得る。いくつかの実施形態では、当該方法は、１つ以上のプログラム可能な電界強度に対応する電界を発生させることを含み得る。１つ以上のプログラム可能な電界強度は、０．２５Ｖ／ｃｍ〜１０００Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。いくつかの例では、１つ以上のプログラム可能な電界強度を使用して電界を発生させることは、１つ以上の電界強度を時間の関数として変化させることを含み得る。他の実施形態では、１つ以上のプログラム可能な電界強度を使用して電界を発生させることは、癌性腫瘍の部位の周囲で１つ以上の電界強度を空間的に変化させることを含み得る。１つ以上の電界強度を空間的に変化させることは、第１の電極対間に第１の電界をプログラムすることと、第２の電極対間に第２の電界をプログラムすることとを含み得る。いくつかの実施形態では、電界強度をプログラムすることは、電界強度を１０Ｖ／ｃｍ以上の値にプログラムすることを含み得る。いくつかの実施形態では、電界強度をプログラムすることは、電界強度を１Ｖ／ｃｍ〜１０Ｖ／ｃｍの範囲内の値にプログラムすることを含み得る。いくつかの実施形態では、電界強度をプログラムすることは、電界強度を３Ｖ／ｃｍ〜５Ｖ／ｃｍの範囲内の値にプログラムすることを含み得る。他の実施形態では、電界強度をプログラムすることは、１０００Ｖ／ｃｍ以上の１つを発生させることと、０．２５Ｖ／ｃｍ〜５００Ｖ／ｃｍの電界強度を発生させることとの間で交番するように電界強度をプログラムすることを含み得る。
【０１４２】
いくつかの方法は、１つ以上の電界強度を掃引することにより電界を発生させることを含み得る。１つ以上の電界強度を掃引することは、最小電界強度から最大電界強度までの掃引、及び最大電界強度から最小電界強度までの掃引を含み得る。最小電界強度から最大電界強度までの掃引及び最大電界強度から最小電界強度までの掃引は、治療期間の全体を通して繰り返され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の電界強度を掃引する場合、１つ以上の電界強度は、０．２５Ｖ／ｃｍ〜１０００Ｖ／ｃｍの電界強度の範囲から選択され得る。
【０１４３】
いくつかの方法は、上述のように、電圧制御モード又は電流制御モードを使用することにより電界を発生させることを含み得る。
いくつかの実施形態では、当該方法は、治療期間の全体を通して１つ以上のデューティサイクルを実施することにより電界を発生させることを含み得る。理論によって拘束されるものではないが、デューティサイクルは、回路がオフの時間のレーション（ｒａｔｉｏｎ）と比較した、回路がオンの時間の割合と理解され得ると考えられる。デューティサイクルは、１つの全デューティサイクル中のオン時間の割合と表することができる。１つの全デューティサイクルは、印加される波形の１つの全周期のオン時間及びオフ時間を含む。１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり一定の周波数で電界を発生させることを含み得る。他の実施形態では、１つ以上のデューティサイクルを実施することは、所定のオン時間に続いて所定のオフ時間にわたり一定の電界強度で電界を発生させることを含み得る。オン時間及びオフ時間は、実施される特定のデューティサイクルに従い調整され得る。したがって、所定のオン時間は、４時間〜１８時間の範囲から選択することができ、所定のオフ時間は、６時間〜２０時間の範囲から選択される。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、当該方法は、１つ以上のパルスを送達することにより電界を発生させることを含み得る。各パルスは、固有の電気波形を発生させることができる。各固有の電気波形は、周期、周波数、及び振幅を含み得る。いくつかの実施形態では、電気波形は二相性である。二相性電気波形は、１つの正パルスに続いて１つの負パルスを含み得る。他の実施形態では、二相性電気波形は、２つの正パルスに続いて２つの負パルスを含み得る。本明細書の実施形態は１つ又は２つの正パルスに続いて１つ又は２つの負パルスのみを含むが、正パルス及び負パルスのあらゆる組み合わせが本明細書中の方法での使用に適している。いくつかの実施形態では、固有の電気波形は、三角波形、矩形波形、正弦波波形、又は容量性減衰波形のうちの１つ以上から選択され得る。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、回転電界を発生させることができる医療デバイスが企図される。回転電界を発生させることができる医療デバイスは、１つ以上の電界を発生させるように構成された電界発生回路と、電界発生回路と通信する制御回路と、を含み得る。制御回路は、電界発生回路からの１つ以上の電界の発生を制御するように構成され得る。医療デバイスはまた、電界発生回路と電気通信する１つ以上のリードを含み得る。制御回路は電界発生回路に、身体組織内に位置する癌性腫瘍に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から選択される周波数で電界を送達させることができる。いくつかの実施形態では、医療デバイスは体内に完全に植え込むことができ、他の実施形態では、医療デバイスは体内に部分的に植え込まれ得る。医療デバイスの１つ以上のリードは１つ以上の円形リードを含み得る、又は１つ以上のリードは、電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを含む３つ以上の電極を含み得る。
【０１４６】
１つ以上の円形リードを有する医療デバイスは、１つ以上の円形リードの周囲に配置された１つ以上の電極を有し得る。１つ以上の電極は、１つ以上の電極対で電界を逐次的に発生させるために、１つ以上の円形リードの周囲に配置された１つ以上の電極対を含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の電極対で電界を逐次的に発生させると、１つ以上の円形リードの周囲に３次元の電界を発生させることができる。
【０１４７】
電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを含む３つ以上の電極を含む１つ以上のリードを有する医療デバイスはまた、電界の回転軸の周りに周方向に配置された複数の電界ベクトルを介して効果的な回転電界を生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、効果的な回転電界は、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上のベクトルにおいて電界を逐次的に変化させることにより発生させる。効果的な回転電界は、電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上の電極と対になった１つのマスター電極で電界を逐次的に変化させることにより発生させることができる。電界の回転軸の周りに周方向に配置された１つ以上のベクトルにおいて電界を逐次的に変化させると、１つ以上のベクトルの周囲に３次元の電界を発生させることができる。
リード及び電極
本明細書中に記載されるリードは、いくつかの手法を用いて、体内の、癌性腫瘍の部位近傍に配置され得る。１つ以上のリードの配置には、経血管配置、皮下腔へのトンネリング、及び／又は外科的配置などの手法を使用することを含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のリードの配置は、１つ以上の天然身体開口部を通した配置を含み得る。リードは、癌性腫瘍に隣接して又は癌性腫瘍内に配置され得る。いくつかの実施形態では、癌性腫瘍の近くで又は遠くで複数のリードが使用され得る。
【０１４８】
いくつかの実施形態では、本明細書中に記載される１つ以上のリードは、皮下腔内に配置され得る。皮下腔内に配置されたリード上の電極は、一次近距離発生電極（ｐｒｉｍａｒｙ  ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）として、又は遠距離電界発生電極として使用することができる。いくつかの実施形態では、皮下腔内に配置されたリード上の電極は、医療デバイスの筺体と共に、一次近距離発生電極として、又は遠距離電界発生電極として使用することができる。同様に、１つ以上のリードは、癌性腫瘍の部位若しくはその近傍の電極と共に、又は医療デバイスの筺体と共に、遠距離電界発生電極として機能するように、経血管的に配置され得る。
【０１４９】
本明細書中に記載されるリード及び電極は、更なる機能的及び構造的特徴を含み得る。いくつかの実施形態では、リードは、ＭＲＩ（磁気共鳴映像法）、Ｘ線イメージング、脳深部刺激療法、及び／又は放射線治療を含むがこれらに限定されない画像化及び治療技術に対応するものを含み得る。いくつかの実施形態では、リードは、伝導性材料で作製された１つ以上の導体コアを含み得る。導体コアは、金属を含む伝導性材料及び／又はその他の伝導性材料で形成され得る。金属には、パラジウム、白金、銀、金、銅、アルミニウム、ステンレス鋼を含む各種合金、ＭＰ３５Ｎ（登録商標）などのニッケル−コバルト合金等を含み得るがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、導体コアは、バイファイラコイル、トリファイラコイル、及びクアッドファイラコイルを含むがこれらに限定されないマルチファイラコイルであり得る。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、電極は、本明細書中に記載される１つ以上のリードの長さに沿って配置され得る。本明細書中に記載される電極での使用に適した材料は、磁界中におけるカップリング及びアーティファクト発生を最小限にするための、パラジウムなどの金属を含み得る。いくつかの実施形態では、電極は、他の金属及び／又は他の伝導性材料で作製され得る。金属には、パラジウム、白金、白金−イリジウム合金などの白金合金、金、銅、タンタル、チタン、ステンレス鋼を含む各種合金等を含み得るがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、電極は、電極の可撓性を損なうことなく表面積の増加という付加的な利点を提供することができる巻かれたコイルの形態とすることができる。いくつかの実施形態では、植え込み型デバイスの筺体は、電極として機能することができる。
【０１５１】
本明細書中に記載されるリードはまた、リードの長さに沿って配置された１つ以上の電極を含み得る。リードは、リードの長さに沿って配置された２つ以上の電極を含み得る。いくつかの実施形態では、電極は、リードの先端部にある先端電極であり得る。他の実施形態では、電極は、リードに沿って存在するが、リードの先端には存在しないリング電極であり得る。いくつかの実施形態では、電極はコイル電極であり得る。いくつかの実施形態では、リング又は先端電極は、腫瘍若しくは癌性組織内に又はこれに隣接して配置することができ、コイル電極は、発生する電界に空間的多様性を与えるのを補助するために、腫瘍又は癌性組織よりも遠くに配置され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の電極は、約０．５、１、１．５、２、３、４、５、７．５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、７５、１００ｍｍ又はそれ以上の、長手方向の軸線（例えば、基端側から先端側までの軸線）に沿った長さを有し得る。いくつかの実施形態では、電極の１つ以上は、ある範囲内の長さを有することができ、上限が下限よりも大きいことを前提として、前述の距離のいずれかが当該範囲の上限又は下限として機能し得る。
【０１５２】
リードは、単極、双極、又は多極とすることができる。いくつかの実施形態では、単極リードは、１つの電極と医療デバイスの筺体との間に電界を発生させるリードを含み得る。いくつかの実施形態では、双極リードは、リードに沿って配置された２つの電極間に、又は両電極と医療デバイスの筺体との間に及び電界を発生させることができるリードを含み得る。いくつかの実施形態では、多極リードは、リードに沿って配置された２つより多い電極間に、２つより多い電極と医療デバイスの筺体との間に、又は任意の数の組み合わせの電極の構成と医療デバイスの筺体との間に、電界を発生させることができるリードを含み得る。
【０１５３】
本明細書での使用に適した電極は、カーボン充填シリコーン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリティオフェン（ｐｏｌｙｔｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリフラン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリパラフェニレン等などの導電性ポリマーで作製され得る。他の実施形態では、電極は絶縁され得る。いくつかの実施形態では、及び電極を包囲する絶縁体は、細胞付着は防ぐものの電流が流れることはなお可能な微多孔質絶縁体を含み得る。微多孔質絶縁体は、ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリエチレン−ｃｏ−テトラフルオロエテン（ＥＴＦＥ）、ポリウレタン、シリコーン、パリレンポリマーなどのポリ（ｐ−キシリレン）ポリマー、ペバックス（登録商標）などのポリエーテルブロックアミド、ナイロン、又はこれらの誘導体を含むがこれらに限定されない本明細書中に記載されるいくつかの絶縁材料で作製され得る。いくつかの実施形態では、電極は、ヒドロゲル、又は酸化イリジウム、酸化チタン、五酸化タンタル、他の金属酸化物などのフラクタルコーティング、パリレンなどのポリ（ｐ−キシリレン）ポリマー等を含むがこれらに限定されない様々な材料でコーティングされ得る。
【０１５４】
本明細書の実施形態に従い、いくつかのリード固定法及び構成が使用され得る。リード固定法のいくつかの非限定的な例としては、生体適合性接着剤固定、爪固定、ヘリックスコイル固定、脈管系内におけるリードの受動調心、局所脈管系内における歯固定、局所脈管系内における螺旋バイアス固定、圧縮固定、縫合スリーブ固定等が挙げられ得る。いくつかの例では、本明細書で具現化されるリードは、癌性腫瘍の部位を取り囲む又はこれに隣接する脈管系内に配置され得る。他の実施形態では、本明細書で具現化されるリードは、癌性腫瘍の部位に又はその内部に又はその周囲に外科的に配置され得る。
【０１５５】
本明細書での使用に適したリードはまた、リードの長手方向の長さ全体又はリードの長手方向の長さの選択部分に延びる１つ以上の開口内腔を含み得る。いくつかの実施形態では、開口内腔は、疾患の進行及び／又は退行を監視するために癌性腫瘍部位から生検試料を定期的に得るのに適した内蔵生検装置を含み得る。開口内腔を有するリードはまた、ステロイド又は化学療法剤などの１つ以上の薬物を腫瘍の部位に定量ポンプにより１回のボーラスで又は定期的に送達することができる、内蔵された薬物送達内腔を含むように構成され得る。リードは、リードの長さに沿って配置された、癌性腫瘍の部位又はその近傍に薬物送達のための出口を提供するための１つ以上の門を含み得る。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、リードの一部分又はリード全体は、薬物溶出コーティングを含み得る。いくつかの実施形態では、薬物溶出コーティングは、ステロイドなどの抗炎症薬を含み得る。いくつかの実施形態では、ステロイドはデキサメサゾンであり得る。他の実施形態では、薬物溶出コーティングは化学療法剤を含み得る。いくつかの実施形態では、化学療法剤は、パクリタキセル、ドセタクセル等を含むがこれらに限定されないタキサン又はこの誘導体を含み得る。他の実施形態では、薬物溶出コーティングは、アルキル化薬、ビンカアルカロイドなどの植物アルカロイド、細胞毒性抗生物質、トポイソメラーゼ阻害薬等を含むがこれらに限定されない更なるクラスの化学療法剤を放出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、薬物溶出コーティングは、コーティングから薬物を持続放出式で放出するように構成され得る。
【０１５７】
本明細書中のリードは、多くの形状又は構成をとることができる。いくつかの実施形態では、リードは線形とすることができ、他の実施形態では、リードは円形とすることができる。円形リードは完全に閉じたループであってもよい、又は半分閉じたループであってもよい。いくつかの実施形態では、リードは、Ｕ字形、Ｓ字形、螺旋形、半円形、楕円形等を含むがこれらに限定されない多くの構成にリードを成形することを可能にすることができる曲げられるコアを含み得る。
【０１５８】
更に他の例では、本明細書での使用に適したリードは、臨床医が癌性腫瘍の部位又はその近傍に精密配置するのを補助することができる蛍光定量マーカ又は磁気マーカを含み得る。リードはまた、癌性腫瘍又はその近傍のｐＨの変化を検知するための内蔵ｐＨセンサ又は目的化学分析物の濃度の分析に適した他の化学センサを含み得る。
電界発生器
本明細書で具現化される医療デバイスは、癌性腫瘍の治療過程中に使用される治療法及び診断法に特に適した電界発生器を含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書での使用に適した電界発生器は、癌性腫瘍の主要治療として指示されることの多い放射線治療の有害な作用にその構成要素が耐えるようにするために放射硬化で処理されたものを含み得る。電界発生器は、上記の図３及び図５を参照して説明したものなどの構成要素を含み得る。
【０１５９】
本明細書で具現化される電界発生器は、記載したような任意の数の治療的パラメータセットをプログラムすることができる。電界発生器は、植え込み前にプログラムすることができる、又は臨床医がプログラマ、自宅ユニット、及び／若しくはモバイルユニット（例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ等）などの外部計算デバイスを使用することによりプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、治療パラメータは、遠隔測定回路を介して電界発生器に送られ得る。いくつかの実施形態では、電界発生器は、受信用コイルに通信的に接続された、医療デバイスの経皮的充電を容易にするための充電回路を含み得る。いくつかの実施形態では、電界発生器は、受信用コイルと外部充電デバイスとの間で無線通信することができる。
【０１６０】
本明細書及び付属の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、内容に別段の明確な指示のない限り、複数形の指示対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば、「１つの化合物（ａ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」を含有する組成物に言及する場合、２つ以上の化合物の混合物を含む。用語「又は（ｏｒ）」は、内容に別段の明確な指示のない限り、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」を含む意味で全般的に用いられることにも留意されたい。
【０１６１】
本明細書及び付属の特許請求の範囲で使用されるように、文言「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」は、特定のタスクを実施する又は特定の構成をとるように構築若しくは構成されたシステム、装置、又は他の構造を説明することにも留意されたい。文言「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」は、配置及び構成される（ａｒｒａｎｇｅｄ  ａｎｄ  ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）、構築及び配置される（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  ａｎｄ  ａｒｒａｎｇｅｄ）、構築される（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ）、製造及び配置される（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  ａｎｄ  ａｒｒａｎｇｅｄ）等のような他の類似の文言と区別なく使用することができる。
【０１６２】
本明細書内の全ての刊行物及び特許出願は、本発明が関係する当業者の水準を示す。全ての刊行物及び特許出願は、それぞれ個々の刊行物又は特許出願が参照により具体的且つ個々に示されたかのような程度と同程度まで参照により本明細書中に組み込まれる。
【０１６３】
様々な特定の及び好ましい実施形態及び手法を参照して態様を記載してきた。しかしながら、本明細書の趣旨及び範囲内にありながらも多くの変更及び修正を施すことができることは理解すべきである。
【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６】
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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２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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