JP2022539155A - 標的化療法的鼻神経変調のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、血管および/または他の神経組織等の周辺構造への付随的損傷を回避しながら、状態の治療のための神経構造の精密な標的化を提供するシステムおよび方法を提供する。本発明はさらに、血栓形成を介して、鼻炎、鼻詰まり、および/または鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するためのシステムおよび方法を提供する。本発明はさらに、血管および骨等の周辺または隣接非神経組織、ならびに非標的神経組織への付随的損傷を最小限にし、もしくは回避しながら、神経学的状態の治療のための神経組織の検出、識別、および精密な標的化のためのシステムならびに方法を提供する。
Description
(関連出願の相互参照)
本願は、それぞれの内容が参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、2019年6月28日に出願された米国仮出願第62/868,351号、2019年6月28日に出願された第62/868,357号、および2019年6月28日に出願された第62/868,365号の優先権ならびに利益を主張する。
本願は、それぞれの内容が参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、2019年6月28日に出願された米国仮出願第62/868,351号、2019年6月28日に出願された第62/868,357号、および2019年6月28日に出願された第62/868,365号の優先権ならびに利益を主張する。
(発明の分野)
本発明は、概して、血管等の周辺組織への付随的損傷を最小限にし、または回避しながら、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の神経組織の精密な標的化を提供するためのシステムおよび方法に関する。
本発明は、概して、血管等の周辺組織への付随的損傷を最小限にし、または回避しながら、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の神経組織の精密な標的化を提供するためのシステムおよび方法に関する。
(背景)
鼻炎は、鼻の炎症性疾患であり、人口の最大40%に影響を及ぼすことが報告されている。これは、米国では5番目に最もよく見られる慢性疾患である。鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状は、鼻詰まりおよび鼻漏である。アレルギー性鼻炎は、全ての鼻炎患者の最大65%を占める。アレルギー性鼻炎は、空中の植物の花粉、ペットのふけ、または埃等のアレルゲンへの暴露に対する免疫応答である。非アレルギー性鼻炎は、鼻詰まりおよび鼻漏のよく見られる鼻炎症状の発生である。非アレルギー性鼻炎が、免疫応答ではないため、その症状は、通常、季節性ではなく、多くの場合、より持続的である。鼻炎の症状は、鼻水、くしゃみ、および鼻のかゆみ、ならびに鼻詰まりを含む。
鼻炎は、鼻の炎症性疾患であり、人口の最大40%に影響を及ぼすことが報告されている。これは、米国では5番目に最もよく見られる慢性疾患である。鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状は、鼻詰まりおよび鼻漏である。アレルギー性鼻炎は、全ての鼻炎患者の最大65%を占める。アレルギー性鼻炎は、空中の植物の花粉、ペットのふけ、または埃等のアレルゲンへの暴露に対する免疫応答である。非アレルギー性鼻炎は、鼻詰まりおよび鼻漏のよく見られる鼻炎症状の発生である。非アレルギー性鼻炎が、免疫応答ではないため、その症状は、通常、季節性ではなく、多くの場合、より持続的である。鼻炎の症状は、鼻水、くしゃみ、および鼻のかゆみ、ならびに鼻詰まりを含む。
アレルゲン回避および薬物療法は、軽微な症例の大多数では比較的に効果的であるが、これらの薬剤は、長期的に服用される必要があり、コストおよび副作用を発生させ、多くの場合、準最適な有効性を有する。例えば、鼻副鼻腔炎のために処方される医薬品は、限定された有効性と、鎮静状態、刺激、味覚の障害、喉の痛み、鼻の乾燥、および他の副作用等の望ましくない副作用とを有する。
2つの現代的な外科的オプション、すなわち、組織の瘢痕化および一時的体積低減をもたらし、鼻の空気流を改良する、炎症を起こした軟組織への熱エネルギーの送達と、組織の除去をもたらし、鼻の空気流を改良する、炎症を起こした軟組織のマイクロデブリダ切除とが存在する。両方のオプションは、鼻漏とは対照的に鼻詰まりに対処し、出血および瘢痕化から全身麻酔の使用に及ぶ危険性を有する。重要なこととして、これらの外科的手技は、神経組織を精密に標的化することができず、それによって、鼻炎を治療するために、周辺非神経組織(血管等)に有意な付随的損傷を引き起こす。
(要約)
本発明は、鼻の生体構造内の神経組織の深度ならびに具体的場所を把握することが、神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、鼻の生体構造内の神経組織の深度は、鼻領域および治療が適用されている(例えば、鼻甲介の外と比較して、鼻甲介上の神経組織の深度の最大6倍の増加が存在する)鼻腔内の場所に応じて、変動する。本発明は、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、鼻の生体構造内の神経組織の場所(例えば、深度)に適応するように微小病変深度を調整する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。そのように、本発明は、鼻腔内に微小病変を発生させるときに非神経組織に付随的損傷を引き起こす問題を解決し、血管等の周辺または隣接非神経組織ならびに非標的神経組織に付随的損傷を生成することを回避する、または最小限にする、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の神経組織を標的化するためのシステムおよび方法を提供する。
本発明は、鼻の生体構造内の神経組織の深度ならびに具体的場所を把握することが、神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、鼻の生体構造内の神経組織の深度は、鼻領域および治療が適用されている(例えば、鼻甲介の外と比較して、鼻甲介上の神経組織の深度の最大6倍の増加が存在する)鼻腔内の場所に応じて、変動する。本発明は、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、鼻の生体構造内の神経組織の場所(例えば、深度)に適応するように微小病変深度を調整する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。そのように、本発明は、鼻腔内に微小病変を発生させるときに非神経組織に付随的損傷を引き起こす問題を解決し、血管等の周辺または隣接非神経組織ならびに非標的神経組織に付随的損傷を生成することを回避する、または最小限にする、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の神経組織を標的化するためのシステムおよび方法を提供する。
本発明の側面は、治療デバイスと、治療デバイスからのエネルギー出力の精密な制御および標的化を提供するためのコントローラとを含む、システムを用いて遂行される。治療デバイスは、複数の支柱を中心として配列される微小電極アレイを備える、エンドエフェクタを含む。複数の支柱はそれぞれ、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。鼻腔内に位置付けられたとき、支柱は、標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触する。微小電極アレイは、電極のそれぞれの個別の位置における神経組織の存在、ならびに神経組織の深度を感知し、さらに、そのようなデータをコントローラに伝達するように構成される、電極の少なくともサブセットを含む。ひいては、コントローラは、そのようなデータを処理し、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、各位置における神経組織をアブレートするために十分な複数の電極のそれぞれによって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定する。
電極は、コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。故に、神経変調エネルギーは、高度に標的化された様式で組織に印加され、非標的構造(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的構造を選択的に変調させることができる。そのように、本発明は、鼻腔内の解剖学的変動に高度に共形化することが可能である治療デバイスを提供し、さらに、オペレータが、鼻腔内の標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施し、他の非標的組織(例えば、血管、他の非標的神経組織等)に付随的損傷または妨害を引き起こすことなく、神経信号の多点遮断を引き起こし得るように、前例のない制御をオペレータに提供するコントローラを提供する。より具体的には、治療デバイスからのフィードバックデータに基づいて、コントローラは、治療手技の間の周辺構造への過剰な損傷および破壊を防止することに重要である、神経組織の深度、ならびに他の生理学的、生体電気、および/または熱的性質を含む、神経組織の変動に適応するための所与の位置における微小病変深度の調整を可能にする。例えば、神経組織の深度/場所は、鼻腔内の領域および位置に応じて、大いに変動し得る。鼻甲介場所内の神経組織の深度は、非鼻甲介場所を6倍上回り得る。
故に、本発明のシステムは、非神経組織(例えば、血管)または非標的神経組織への付随的損傷もしくは妨害を引き起こすことなく、意図された神経構造の療法的変調のための意図された標的部位へのエネルギーの精密な集束印加、具体的には、神経信号の多点遮断をもたらす複数の微小病変の生成を含む、鼻副鼻腔炎状態を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。神経組織に沿った微小病変の生成は、種々の理由により、重要である。複数の微小病変の生成、および結果として生じる多点遮断は、微小孔を含む、ある神経と関連付けられる種々の進入点および経路を考慮する。複数の微小病変はさらに、神経組織の機能的整合および再生を防止するため、治療の効果が長続きするために必須である、神経経路に沿った1つを上回る断絶を生成する。さらに、コントローラは、電極アレイの電極の独立した制御によって、神経組織に沿った個別の場所における任意の所与の微小病変のサイズおよび形状を合わせ、それによって、例えば、任意の所与の場所における神経組織深度の変動を考慮することによって、治療の有効性をさらに向上させることが可能である。複数の微小病変の生成は、鼻腔に存在する動脈および血液供給に起因して、高死亡率の危険性を伴う、出血の急性かつ潜在性危険性等のさらなる潜在的危険性を示す、単一の連続病変よりもはるかに効果的である。
本発明の一側面は、患者の鼻腔内の状態を治療するためのシステムを提供する。本システムは、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラとを含む。コントローラは、鼻腔内の複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所と少なくとも関連付けられるデータをデバイスから受信するように構成される。コントローラはさらに、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定するように構成される。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、少なくとも複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所を感知し、深度と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成される。例えば、一実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度/場所を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも部分的に、デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。フィードバックデータは、鼻腔内の個別の位置における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を含む。1つ以上の性質は、限定ではないが、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達し、非療法的刺激エネルギーに応答して、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成され、性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える。例えば、生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、電極のうちの少なくともいくつかは、コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。例えば、電極のうちの少なくともいくつかは、個別の位置における神経組織をアブレートするために十分な個別の位置において送達されるべき異なるレベルのエネルギーを有する。
本発明の別の側面は、患者の鼻腔内の状態を治療するための方法を提供する。本方法は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイス、およびデバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラを提供することと、患者の鼻腔内でエンドエフェクタを前進させることとを含む。本方法はさらに、コントローラを介して、鼻腔内の複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所と少なくとも関連付けられるデータをデバイスから受信することを含む。本方法はさらに、コントローラを介して、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することを含む。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、少なくとも複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所を感知し、深度と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度/場所を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも部分的に、デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられる。例えば、フィードバックデータは、鼻腔内の個別の位置における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を含んでもよい。1つ以上の性質は、限定ではないが、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達し、非療法的刺激エネルギーに応答して、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成され、性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える。例えば、生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性を引き起こし得る。いくつかの実施形態では、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーは、各位置において神経組織の空胞変性を引き起こし得る。いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性をもたらすイオン撹拌を引き起こし得る。
なおも依然として、他の実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性および/または神経組織の壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす。故に、送達されるエネルギーは、それを通して神経組織への細胞外液が神経細管の中に通過する、浸透ポテンシャル変化によってイオン攪拌を引き起こし、それによって、神経組織の空胞変性および/または壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす。
(詳細な説明)
呼吸および鼻の他の機能に影響を及ぼし得る、鼻腔に関連する種々の状態が存在する。最もよく見られる状態のうちの1つは、鼻を覆う膜の炎症として定義される、鼻炎である。鼻炎の症状は、鼻の封鎖、閉塞、鼻詰まり、鼻汁(例えば、鼻漏および/または後鼻漏)、顔面痛、顔面圧迫感、ならびに/もしくは嗅覚および/または味覚の低減もしくは完全喪失を含む。副鼻腔炎は、後続につながり得る、副鼻腔洞を覆う組織の炎症または腫脹を伴う、別のよく見られる状態である。鼻炎および副鼻腔炎は、副鼻腔炎が、多くの場合、鼻炎に先行されるため、頻繁に相互と関連付けられる。故に、用語「鼻副鼻腔炎」は、多くの場合、両方の状態を説明するために使用される。
呼吸および鼻の他の機能に影響を及ぼし得る、鼻腔に関連する種々の状態が存在する。最もよく見られる状態のうちの1つは、鼻を覆う膜の炎症として定義される、鼻炎である。鼻炎の症状は、鼻の封鎖、閉塞、鼻詰まり、鼻汁(例えば、鼻漏および/または後鼻漏)、顔面痛、顔面圧迫感、ならびに/もしくは嗅覚および/または味覚の低減もしくは完全喪失を含む。副鼻腔炎は、後続につながり得る、副鼻腔洞を覆う組織の炎症または腫脹を伴う、別のよく見られる状態である。鼻炎および副鼻腔炎は、副鼻腔炎が、多くの場合、鼻炎に先行されるため、頻繁に相互と関連付けられる。故に、用語「鼻副鼻腔炎」は、多くの場合、両方の状態を説明するために使用される。
システムの持続時間およびタイプに応じて、鼻副鼻腔炎は、アレルギー性鼻炎、非アレルギー性鼻炎、慢性鼻炎、急性鼻炎、再発性鼻炎、慢性副鼻腔炎、急性副鼻腔炎、再発性副鼻腔炎、ならびに薬剤耐性鼻炎および/または副鼻腔炎を、前述の状態のうちの1つ以上の組み合わせに加えて含む、異なる亜型内に該当することができる。急性鼻副鼻腔炎状態は、症状が12週間未満にわたって持続するものである一方、慢性鼻副鼻腔炎状態は、12週間よりも長く持続する症状を指すことに留意されたい。
再発性鼻副鼻腔炎状態は、各発症の合間に症状の解消を伴う、12ヶ月周期内の急性鼻副鼻腔炎状態の4回以上の発症を指す。鼻副鼻腔炎の多数の環境的および生物学的原因が存在する。非アレルギー性鼻副鼻腔炎は、例えば、環境刺激物、薬、食品、ホルモン変化、および/または鼻中隔湾曲によって引き起こされ得る。アレルギー性鼻炎の誘因は、季節性アレルゲン、1年を通して生じる通年性アレルゲン、および/または職業性アレルゲンへの暴露を含むことができる。故に、鼻副鼻腔炎は、数百万もの人々に影響を及ぼし、患者が医療処置を求めるための主な原因である。
本発明は、鼻の生体構造内の神経組織の深度ならびに具体的場所を把握することが、神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、鼻の生体構造内の神経組織の深度は、鼻領域および治療が適用されている(例えば、鼻甲介の外と比較して、鼻甲介上の神経組織の深度の最大6倍の増加が存在する)鼻腔内の場所に応じて、変動する。
本発明は、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、鼻の生体構造内の神経組織の場所(例えば、深度)に適応するように微小病変深度を調整する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。故に、神経変調エネルギーは、非標的組織(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的神経組織を選択的に変調させる、高度に標的化された様式で組織に印加されることができる。そのように、本発明は、鼻腔内に微小病変を発生させるときに非神経組織に付随的損傷を引き起こす問題を解決し、血管等の周辺または隣接非神経組織ならびに非標的神経組織に付随的損傷を生成することを回避する、または最小限にする、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の神経組織を標的化するためのシステムおよび方法を提供する。
実施形態の多くは、鼻炎の治療のために鼻領域内の神経を療法的に変調させるためのデバイス、システム、および方法に関して説明されるが、本明細書に説明されるものに加えて、他の用途および他の実施形態も本開示の範囲内に該当することに留意されたい。例えば、本開示の少なくともいくつかの実施形態は、慢性副鼻腔炎および鼻出血の治療等の他の適応症の治療のために有用であり得る。特に、本明細書に説明される実施形態は、アレルギー性鼻炎、非アレルギー性鼻炎、慢性鼻炎、急性鼻炎、慢性副鼻腔炎、急性副鼻腔炎、慢性鼻副鼻腔炎、急性鼻副鼻腔炎、および/または薬剤耐性鼻炎を治療するように構成されてもよい。
図1Aおよび1Bは、本開示のいくつかの実施形態による、ハンドヘルドデバイス102を使用して鼻腔内の状態を治療するための療法的神経変調システム100の概略図である。システム100は、概して、神経変調デバイス102と、デバイス102が接続されることになる、神経変調コンソール104とを含む。図2および3は、エネルギーを鼻腔内の1つ以上の標的部位における組織に送達するためのエンドエフェクタ(エンドエフェクタ114aおよびエンドエフェクタ114b)の2つの異なる実施形態を図示する、ハンドヘルド神経変調デバイス102に結合されるコンソール104の概略図である。説明を容易にするために、エンドエフェクタ実施形態114aおよび114bは、以下の説明では集合的に「エンドエフェクタ114」と称され得る。図示されるように、神経変調デバイス102は、圧潰可能/格納式および拡張可能エンドエフェクタ114と、エンドエフェクタ114と動作可能に関連付けられるシャフト116と、シャフト116と動作可能に関連付けられるハンドル118とを含む、ハンドヘルドデバイスである。エンドエフェクタ114は、患者12の鼻腔の中に前進され、療法的神経変調治療を受けるべき1つ以上の標的部位と関連付けられる場所に位置付けられるように構成される。用語「エンドエフェクタ」および「療法的アセンブリ」は、本開示の全体を通して同義的に使用され得ることに留意されたい。
例えば、手技を実施する外科医または他の医療専門家が、ハンドル118を利用し、鼻腔内でシャフト116を操作し、前進させることができ、シャフト116は、鼻領域内の治療または標的部位において管腔内で少なくともその遠位部分を位置付けるように構成される。1つ以上の標的部位は、概して、鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経線維と関連付けられ得る。標的部位は、標的神経が位置する領域、体積、または面積であってもよく、患者の生体構造に応じて、サイズおよび形状が異なり得る。いったん位置付けられると、エンドエフェクタ114は、展開され、続いて、エネルギーを1つ以上の標的部位に送達し、それによって、鼻副鼻腔炎状態を治療するように、着目神経、特に、そのような状態と関連付けられる神経を療法的に変調させてもよい。例えば、エンドエフェクタ114は、節後副交感神経を療法的に変調させるように構成される、電極等の少なくとも1つのエネルギー送達要素を含んでもよい。例えば、1つ以上の電極が、エンドエフェクタ114の1つ以上の部分によって提供されてもよく、電極は、電磁神経変調エネルギー(例えば、無線周波数(RF)エネルギー)を標的部位に印加するように構成されてもよい。他の実施形態では、エンドエフェクタ114は、凍結療法的冷却、超音波エネルギー(例えば、高強度集束超音波(「HIFU」)エネルギー)、マイクロ波エネルギー(例えば、マイクロ波アンテナを介した)、直接加熱、高および/または低出力レーザエネルギー、機械的振動、ならびに/もしくは屈折力等の種々の他のモダリティを使用して、療法的神経変調を提供するように構成される、他のエネルギー送達要素を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ114は、1つ以上の温度センサ(例えば、熱電対、サーミスタ等)、インピーダンスセンサ、および/または他のセンサ等の1つ以上のセンサ(図示せず)を含んでもよい。センサおよび/または電極は、シャフト116を通して延在する1つ以上のワイヤに接続され、センサへおよびそれから信号を伝送し、ならびに/もしくはエネルギーを電極に伝達するように構成されてもよい。
示されるように、デバイス102は、ケーブル120等の有線接続を介してコンソール104に動作可能に結合される。しかしながら、デバイス102およびコンソール104は、無線接続を介して相互に動作可能に結合され得ることに留意されたい。コンソール104は、限定ではないが、神経変調デバイス102の制御、監視、供給、および/または別様に支持動作を含み得る、神経変調デバイス102のための種々の機能を提供するように構成される。例えば、神経変調デバイス102が、電極ベース、熱要素ベース、および/またはトランスデューサベースの治療のために構成されるとき、コンソール104は、RFエネルギー(例えば、単極、双極、または多極RFエネルギー)、パルス電気エネルギー、マイクロ波エネルギー、光学エネルギー、超音波エネルギー(例えば、管腔内に送達される超音波ならびに/もしくはHIFU)、直接熱エネルギー、放射線(例えば、赤外線、可視、および/またはガンマ放射線)、ならびに/もしくは別の好適なタイプのエネルギーを発生させるように構成される、エネルギー発生器106を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、コンソール104は、神経変調デバイス102に通信可能に結合される、コントローラ107を含んでもよい。しかしながら、本明細書に説明される実施形態では、コントローラ107は、概して、神経変調デバイス102のハンドル118によって担持され、その内側に提供されてもよい。コントローラ107は、直接、および/またはコンソール104を介して、エンドエフェクタ114によって提供される1つ以上の電極の動作を開始、終了、ならびに/もしくは調節するように構成される。例えば、コントローラ107は、自動制御アルゴリズムを実行するように、および/またはオペレータ(例えば、外科医または他の医療専門家もしくは臨床医)から制御命令を受信するように構成されることができる。例えば、コントローラ107および/またはコンソール104の他のコンポーネント(例えば、プロセッサ、メモリ等)は、コントローラ107によって実行されると、デバイス102にある機能を実施させる(例えば、具体的様式でエネルギーを印加させる、インピーダンスを検出させる、温度を検出させる、神経場所または解剖学的構造を検出させる等)、命令を搬送する、コンピュータ可読媒体を含むことができる。メモリは、揮発性および不揮発性記憶のための種々のハードウェアデバイスのうちの1つ以上を含み、読取専用および書込可能メモリの両方を含むことができる。例えば、メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、CPUレジスタ、読取専用メモリ(ROM)、およびフラッシュメモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD、DVD、磁気記憶デバイス、テープドライブ、デバイスバッファ等の書込可能不揮発性メモリを備えることができる。メモリは、下層のハードウェアから切り離された伝搬信号ではなく、メモリは、したがって、非一過性である。
コンソール104はさらに、評価/フィードバックアルゴリズム110を介して、治療手技の前、間、および/または後に、フィードバックをオペレータに提供するように構成されてもよい。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110は、治療部位における組織の温度、治療部位における神経の場所、および/または治療部位における神経への療法的神経変調の影響と関連付けられる情報を提供するように構成されることができる。ある実施形態では、評価/フィードバックアルゴリズム110は、治療の有効性を確認する、および/またはシステム100の所望の性能を向上させるための特徴を含むことができる。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110は、コントローラ107と併せて、療法の間に治療部位における温度を監視し、温度が事前判定された最大値(例えば、RFエネルギーを印加するとき)または事前判定された最小値(例えば、凍結療法を適用するとき)に到達するときに、エネルギー送達を自動的に止めるように構成されることができる。他の実施形態では、評価/フィードバックアルゴリズム110は、コントローラ107と併せて、事前判定された最大時間、(すなわち、基準インピーダンス測定と比較して)標的組織の事前判定された最大インピーダンス上昇、標的組織の事前判定された最大インピーダンス、および/または自律機能と関連付けられるバイオマーカに関する他の閾値後に、治療を自動的に終了するように構成されることができる。システム100の動作と関連付けられる本および他の情報は、コンソール104上のディスプレイおよび/またはタブレットもしくはモニタ等のコンソール104に通信可能に結合される別個のディスプレイ(図示せず)を介して提供される、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)112を介して、オペレータに通信されることができる。GUI112は、概して、治療するべき鼻腔を選択するようにオペレータに指示すること、デバイス102がプライミングされ、治療を実施する準備ができているときを示すこと、および治療が完了したときを示すことを含む、手技の間に療法のステータスをさらに提供すること等の手技のための動作命令を提供してもよい。
例えば、いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ114および/またはシステム100の他の部分は、標的部位における異種組織の種々のパラメータを検出し、標的部位における生体構造(例えば、組織タイプ、組織場所、血管系、骨構造、孔、副鼻腔等)を判定し、神経ならびに/もしくは他の構造を特定し、神経マッピングを可能にするように構成されることができる。例えば、エンドエフェクタ114は、標的領域内の神経組織または線維の存在を示す、インピーダンス、誘電性質、温度、および/または他の性質を検出するように構成されてもよい。
図1Aに示されるように、コンソール104はさらに、具体的には、適切なセンサ(例えば、温度センサおよび/またはインピーダンスセンサ、もしくは同等物)によって感知される、データ(すなわち、標的部位における組織の検出された電気的ならびに/もしくは熱的測定)をエンドエフェクタ114から受信し、本情報を処理し、神経の存在、神経の場所、標的部位における神経活動、および/または生理学的性質(例えば、深度)、生体電気性質、ならびに熱的性質等の神経組織の他の性質を識別するように構成される、監視システム108を含んでもよい。神経監視システム108は、ケーブル120を通して、かつシャフト116の長さを通して延在する、信号ワイヤ(例えば、銅ワイヤ)を介して、エンドエフェクタ114の電極および/または他の特徴に動作可能に結合されることができる。他の実施形態では、エンドエフェクタ114は、他の好適な通信手段を使用して、神経監視システム108に通信可能に結合されることができる。
神経監視システム108は、療法的神経変調の前の神経場所および活動を判定し、所望の神経の位置に対応する精密な治療領域を判定する、治療の間に療法的神経変調の効果を判定する、および/または治療後に療法的神経変調が標的神経を所望の程度に治療したかどうかを評価することができる。本情報は、標的部位が神経変調のために好適であるかどうか等の標的部位に近接する神経に関連する種々の判定を行うために使用されることができる。加えて、神経監視システム108はまた、療法的神経変調の前および後の検出された神経場所および/または活動を比較し、神経活動の変化を事前判定された閾値と比較し、療法的神経変調の適用が治療部位を横断して効果的であったかどうかを査定することができる。例えば、神経監視システム108はさらに、療法的神経変調の前および後にエンドエフェクタ114によって得られるニューロンの電気活動の記録に基づいて、神経電気記録図(ENG)信号を判定することができる。神経変調後に得られるENG信号の統計的に有意義な(例えば、測定可能または顕著な)減少は、神経が十分にアブレートされたというインジケータの役割を果たすことができる。神経監視システム108の付加的特徴および機能、ならびに所与の治療のための最適な療法が投与されることを確実にするためのリアルタイムフィードバック能力を提供するための評価/フィードバックアルゴリズム110を含む、コンソール104の種々のコンポーネントの他の機能が、それぞれの内容が参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、少なくとも米国公開第2016/0331459号および米国公開第2018/0133460号に説明される。
本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、神経変調デバイス102は、鼻腔の中への副交感神経線維の接近した入口等の鼻領域内の奥深くの標的部位へのアクセスを提供し、鼻腔内の自律活動を療法的に変調させる。ある実施形態では、例えば、神経変調デバイス102は、エンドエフェクタ114を、鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経線維と関連付けられる鼻腔内の標的部位と接触して位置付けることができる。
図4Aは、鼻の外側壁の生体構造を図示する、切断側面図であり、図4Bは、図3Aの鼻の外側壁の神経の拡大側面図である。蝶口蓋孔(SPF)は、それを通して蝶口蓋血管および後上鼻神経が鼻腔の中へ進行する、口蓋骨および蝶形骨によって画定される開口部または導管である。より具体的には、口蓋骨の垂直板の眼窩および蝶形骨突起が、蝶形骨の本体の表面との関節動作によってSPFに変換される、蝶口蓋切痕を画定する。
SPFの場所は、外側鼻腔の後方領域内で極めて可変であり、これは、SPFを視覚的に特定することを困難にする。典型的には、SPFは、中鼻道(MM)内に位置する。しかしながら、解剖学的変動はまた、SPFを、上鼻道(SM)内に、または上および中鼻道の移行部に位置付けさせる。ある個人では、例えば、SPFの下境界は、下鼻甲介(IT)の水平板の約13mm上方である、口蓋骨の水平板(すなわち、鼻土台)の約19mm上方において測定されており、鼻土台からSPFまでの平均距離は、約64.4mmであり、約11.4°の鼻土台からSPAまでの接近角をもたらす。しかしながら、SPFの精密な場所を測定するための研究は、その場所の広い変動に起因して、限定された実用的用途のものである。
SPFの解剖学的変動は、鼻腔の中に横断する自律および血管経路の改変に対応することが予期される。一般に、蝶口蓋神経節とも称される、翼突口蓋神経節(PPG)からの後鼻神経(外側後上鼻神経とも称される)は、SPFを通して鼻腔の鼻の外側壁に進入し、蝶口蓋動脈は、翼口蓋窩から鼻の外側壁上のSPFを通して通過することが考えられる。蝶口蓋動脈は、2つの主要な部分、すなわち、後外側鼻枝および後鼻中隔枝に分岐する。後外側鼻動脈の主要な分岐が、下鼻甲介ITの中に下方に(例えば、下鼻甲介ITの後先端から約1.0mm~1.5mm)進行する一方、別の分岐は、中鼻甲介MTに進入し、前方および後方に分岐する。
SPF以外にも、研究は、ヒト患者の30%超が鼻腔の中に動脈および神経も搬送する1つ以上の副孔を有することを示している。副孔は、典型的には、SPFよりも小さく、SPFの下方に位置付けられる。例えば、対応する副孔を通して延在する、後鼻動脈および後鼻神経の1つ、2つ、3つ、またはそれを上回る分岐が存在し得る。副孔、および副孔を通して進行する関連付けられる分岐動脈ならびに神経と関連付けられる、場所、サイズ、および数量の変動性は、蝶口蓋領域の血管系および神経の位置に関して膨大な不確実性を生じさせる。さらに、SPFから延在する天然生体構造は、多くの場合、動脈および神経枝を特定することを困難にする、神経および動脈経路を搬送する深部下および/または上溝を含む。例えば、溝は、長さが5mmを上回り、幅が2mmを上回り、深さが1mmを上回って延在し、それによって、動脈および神経の両方を搬送するために十分に有意な経路を生成することができる。蝶口蓋領域内の溝および副孔によって引き起こされる変動は、動脈および神経(動脈の後方に位置付けられる)を特定し、それにアクセスすることを、外科医にとって極めて困難にする。
翼口蓋窩(PPF)の近年の微小解剖学的解離は、個々の節後自律神経(例えば、後鼻神経)ではなく、翼突口蓋神経節(PPG)から突出し、小神経線維束の多数の群を介して眼窩および鼻粘膜に神経を分布させる、複数の遠心性枝を示す、SPFを囲繞する領域の極めて可変の生体構造をさらに証明している。研究は、ヒトの少なくとも87%が口蓋骨に微小孔および微小枝を有することを示している。
図4Cは、例えば、左口蓋骨内の微小孔および微小枝の幾何学形状を図示する、左口蓋骨の正面図である。図34では、塗り潰された領域は、口蓋骨を直接通して進行する神経を表し、白丸は、明確に異なる微小孔と関連付けられた神経を表す。したがって、図4Cは、口蓋骨の内側部分が少なくとも25本の副後外側神経を含み得ることを図示する。
鼻腔粘膜の呼吸部分は、基底膜を伴う、あるタイプの線毛多列円柱上皮から成る。鼻分泌物(例えば、粘液)が、杯細胞、粘膜下腺、および血漿からの浸出液によって分泌される。鼻混合腺および血管は、ビディアンおよび他の神経から生じる副交感神経支配によって高度に調整される。アセチルコリンおよび血管作動性腸管ペプチドを通した副交感神経(コリン作用性)刺激は、概して、粘液産生をもたらす。故に、粘膜の副交感神経支配は、主に、粘膜下腺活性化/過活性化、静脈充血(例えば、鬱血)、および鼻を覆う血管への血流の増加に関与する。故に、粘膜に神経を分布させる副交感神経経路を切断または変調させることは、鼻副鼻腔炎および他の適応症と関連付けられる症状を引き起こす、粘膜下腺の過活性化および血管の充血を低減または排除することが予期される。
本明細書に前述で説明されたように、鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経線維(すなわち、後上鼻神経)は、蝶口蓋神経血管束としてSPFを通して限局的に進行すると考えられた。後鼻神経は、上および中鼻甲介ST、MT(すなわち、鼻甲介)の粘膜を通して鼻中隔まで延在する、いくつかのより小さい内側および外側岐を介して鼻腔に神経を分布させる、上顎神経枝である。鼻口蓋神経は、概して、内側後上鼻神経のうちの最大のものであり、鼻腔の底部まで鋤骨上の溝内で前下方に通過する。ここから、鼻口蓋神経は、硬口蓋の切歯窩を通して通過し、硬口蓋の粘膜に供給するための大口蓋神経と連通する。後上鼻神経は、シナプス形成することなく、翼突口蓋神経節PPGを通して、その神経節枝を介して上顎神経上に通過する。
後鼻神経がSPFを限局的に横断し、鼻粘膜に神経を分布させるという理解に基づいて、外科手術が、後鼻神経がSPFから退出するにつれてそれを選択的に切断するように実施されている。しかしながら、上記に議論されるように、副鼻腔副交感神経経路は、実際に、翼突口蓋神経節(PPG)から突出し、SPFを通して延在する単一枝ではなく、複数の小神経線維束(すなわち、副後外側神経)を介して鼻粘膜に神経を分布させるための個々の枝を備える。これらの枝は、口蓋骨の全体を通して、複数の裂溝、副孔、および微小孔を通して伝送され、SPFおよび他の副神経の両方との吻合ループを実証し得る。したがって、SPFを横断する副交感神経が切断された場合のみ、ほぼ全ての患者(例えば、患者の90%またはそれを上回る)は、後外側粘膜への無傷の副分泌促進性線維を留保し、これは、神経切断術が達成するように意図された、症状の持続をもたらすであろう。
故に、本開示の実施形態は、口蓋骨(例えば、図4Bに示される標的領域T)の全体を通して、裂溝、副孔、および微小孔を通して延在する枝の部位に対応する、精密な集束治療部位における神経を療法的に変調させるように構成される。ある実施形態では、標的神経は、鼻粘膜に神経を分布させ続ける、節後副交感神経である。本選択的神経治療はまた、臨床医が眼窩鼻腔の枝の賢明な温存を通して前方脱神経の程度を漸増することを可能にするため、術後の鼻の痂皮形成または乾燥率を減少させることも予期される。さらに、本開示の実施形態はまた、深錐体神経および内部上顎動脈周囲神経叢からの交感神経寄与の一部を留保することによって、少なくともある程度の交感神経緊張を維持し、鼻閉塞に関する改良された転帰につながることも予期される。加えて、本開示の実施形態は、鼻領域への多数の副交感神経進入場所(例えば、副孔、裂溝、および微小孔)を標的化し、全ての吻合ループの完全切除を提供し、それによって、長期的再神経支配率を低減させるように構成される。
図5は、本開示と一致する療法的鼻神経変調を提供するためのハンドヘルドデバイス102の一実施形態の側面図である。前述で説明されたように、デバイス102は、圧潰/後退構成と拡張された展開構成との間で変換可能なエンドエフェクタ(図示せず)と、エンドエフェクタと動作可能に関連付けられるシャフト116と、シャフト116と動作可能に関連付けられるハンドル118とを含む。ハンドル118は、少なくとも、圧潰/後退構成から拡張された展開構成へのエンドエフェクタの展開のための第1の機構126と、エンドエフェクタ、特に、エンドエフェクタによって提供される電極または他のエネルギー要素によるエネルギー出力の制御のための第1の機構124と別個の第2の機構128とを含む。ハンドヘルドデバイス102はさらに、流体がシャフト116の遠位端を介して標的部位に提供され得るように、例えば、流体源とシャフト116との間の流体接続を提供し得る、補助ライン121を含んでもよい。いくつかの実施形態では、補助ライン121は、デバイス102が(シャフト116の遠位端を介した)吸引能力を含み得るように、真空源とシャフト116との間の接続を提供してもよい。
図6は、本開示と一致するエンドエフェクタ214の一実施形態の拡大斜視図である。示されるように、エンドエフェクタ214は、概して、シャフト116の遠位部分116bに位置付けられる。エンドエフェクタ214は、示されるように、鼻領域内の治療部位までのエンドエフェクタ214の管腔内送達を促進するための薄型送達状態と拡張状態との間で変換可能である。エンドエフェクタ214は、エンドエフェクタ214が拡張状態であるときにフレームまたはバスケット242を形成するように相互から離間される、複数の支柱240を含む。支柱240は、複数の電極244等の1つ以上のエネルギー送達要素を担持することができる。拡張状態では、支柱240は、鼻領域内の(例えば、SPFの下方の口蓋骨に近接する)標的部位における組織に対して電極244のうちの少なくとも2つを位置付けることができる。電極244は、双極または多極RFエネルギーを標的部位に印加し、標的部位に近接する鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経を療法的に変調させることができる。種々の実施形態では、電極244は、所望のデューティサイクル(例えば、1秒オン/0.5秒オフ)を用いてパルスRFエネルギーを印加し、標的組織内の温度上昇を調整するように構成されることができる。
図6に図示される実施形態では、バスケット242は、少なくとも略球形構造を形成するように相互から半径方向に離間される、8つの分岐246を含み、分岐246はそれぞれ、相互に隣接して位置付けられる2つの支柱240を含む。しかしながら、他の実施形態では、バスケット242は、8つよりも少ない分岐246(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、または7つの分岐)もしくは8つを上回る分岐246を含むことができる。さらなる実施形態では、バスケット242の各分岐246は、単一の支柱240、2つを上回る支柱240を含むことができる、および/または分岐あたりの支柱240の数は、変動し得る。なおもさらなる実施形態では、分岐246および支柱240は、標的部位における組織と接触して電極244を設置するための他の好適な形状を有する、バスケットまたはフレームを形成することができる。例えば、拡張状態であるとき、支柱240は、卵形、半球形、円筒構造、角錐構造、および/または他の好適な形状を形成することができる。
エンドエフェクタ214はさらに、シャフト116の遠位部分116bから遠位に延在する、内部または内側支持部材248を含むことができる。支持部材248の遠位端部分250は、支柱240の遠位端部分を支持し、所望のバスケット形状を形成することができる。例えば、支柱240は、シャフト116の遠位部分116bから遠位に延在することができ、支柱240の遠位端部分は、支持部材248の遠位端部分250に取り付けられることができる。ある実施形態では、支持部材248は、それを通してエンドエフェクタ214の電極244および/または他の電気特徴に結合される電気コネクタ(例えば、ワイヤ)が延設され得る、内部チャネル(図示せず)を含むことができる。種々の実施形態では、内部支持部材248はまた、遠位端部分250に、および/または支持部材248の長さに沿って電極(図示せず)を担持することもできる。
バスケット242は、圧潰/後退構成から拡張された展開構成へのエンドエフェクタ214の展開のための第1の機構126と相互作用する、デバイス102のハンドル、および/またはシャフト116の近位部分にあり、バスケット242に動作可能に結合される他の特徴のいずれかを手動で操作することによって、薄型送達状態から拡張状態(図6に示される)に変換することができる。例えば、拡張状態から送達状態にバスケット242を移行させるために、オペレータは、支持部材248を遠位に押動し、支柱240を支持部材248に向かって内向きにすることができる。導入器またはガイドシース(図示せず)が、標的部位から、またはそこへのエンドエフェクタ214の管腔内送達もしくは除去を促進するように、薄型エンドエフェクタ214にわたって位置付けられることができる。他の実施形態では、エンドエフェクタ214は、本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、第1の機構126等の他の好適な手段を使用して、送達状態と拡張状態との間で変換される。
個々の支柱240は、拡張状態であるときに、支柱240がバスケット242の所望の形状に自己拡張することを可能にする、形状記憶材料(例えば、ニチノール)等の弾力性材料から作製されることができる。他の実施形態では、支柱240は、他の好適な材料から作製されることができる、および/またはエンドエフェクタ214は、バルーンを介して、もしくは支持部材248の近位移動によって機械的に拡張されることができる。バスケット242および関連付けられる支柱240は、電極244を支持し、標的部位における組織に対して電極244を位置付ける、または押圧するために十分な剛性を有することができる。加えて、拡張されたバスケット242は、標的部位(例えば、鼻甲介、口蓋骨等)に近接する周辺解剖学的構造に対して押圧することができ、個々の支柱240は、隣接する解剖学的構造の形状に少なくとも部分的に共形化し、エネルギー送達の間に治療部位においてエンドエフェクタ214を係留することができる。加えて、支柱240の拡張および共形化可能性は、標的部位における周辺組織と接触して電極244を設置することを促進することができる。
少なくとも1つの電極244が、個々の支柱240上に配置される。図示される実施形態では、2つの電極244が、各支柱240の長さに沿って位置付けられる。他の実施形態では、個々の支柱240上の電極244の数は、1つだけ、2つを上回る、ゼロであり得る、および/または異なる支柱240上の電極244の数は、変動し得る。電極244は、白金、イリジウム、金、銀、ステンレス鋼、白金イリジウム、コバルトクロム、酸化イリジウム、ポリエチレンジオキシチオフェン(「PEDOT」)、チタン、窒化チタン、炭素、炭素ナノチューブ、白金グレイ、Fort Wayne Metals(Fort Wayne,Ind.)製の銀の芯を伴う延伸充填管類(DFT)、および/またはRFエネルギーを標的組織に送達するための他の好適な材料から作製されることができる。
ある実施形態では、各電極444は、他の電極244から独立して動作されることができる。例えば、各電極は、個別に活性化されることができ、各電極の極性および振幅は、オペレータまたは制御アルゴリズム(例えば、図1Aのコントローラ107によって実行される)によって選択されることができる。そのような独立して制御される電極244の種々の実施形態が、本明細書にさらに詳細に説明される。電極244の選択的独立制御は、エンドエフェクタ214が、RFエネルギーを高度にカスタマイズされた領域に送達すること、および複数の微小病変をさらに生成し、複数の微小病変に起因して神経信号の多点遮断を効果的に引き起こすことによって、標的神経構造を選択的に変調させることを可能にする。例えば、電極244の選択部分が、具体的領域内の神経線維を標的化するように活性化されることができる一方、他の電極244は、非アクティブのままである。ある実施形態では、例えば、電極244は、標的部位における組織に隣接するバスケット242の一部を横断して活性化されてもよく、標的組織に近接しない電極244は、非アクティブのままであり、エネルギーを非標的組織に印加することを回避することができる。そのような構成は、エネルギーを鼻腔の他の部分内の構造に印加することなく、1つの鼻孔内の鼻の外側壁上の神経の選択的療法的変調を促進する。
電極244は、電極244からシャフト116を通してRF発生器まで延在するワイヤ(図示せず)を介して、RF発生器(例えば、図1Aの発生器106)に電気的に結合されることができる。電極244がそれぞれ、独立して制御されるとき、各電極244は、シャフト116を通して延在する、対応するワイヤに結合する。他の実施形態では、複数の電極244が、ともに制御されることができ、したがって、複数の電極244は、シャフト116を通して延在する同一のワイヤに電気的に結合されることができる。RF発生器および/またはそれに動作可能に結合されるコンポーネント(例えば、制御モジュール)は、電極244の活性化を制御するためのカスタムアルゴリズムを含むことができる。例えば、RF発生器は、約200~300WにおけるRF電力を電極244に送達し、治療部位および/または標的神経の識別された場所に対するエンドエフェクタ214の位置に基づいて選択される事前判定されたパターンで電極244を活性化しながら、そうすることができる。他の実施形態では、RF発生器は、より低いレベル(例えば、15W未満、15~50W、50~150W等)および/またはより高い電力レベルにおいて電力を送達する。
エンドエフェクタ214はさらに、支柱240および/またはエンドエフェクタ214の他の部分上に配置され、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知/検出するように構成される、1つ以上のセンサ252(例えば、温度センサ、インピーダンスセンサ等)を含むことができる。例えば、温度センサは、それに隣接する温度を検出するように構成される。センサ252は、シャフト116を通して延在するワイヤ(図示せず)を介して、コンソール(例えば、図1Aのコンソール104)に電気的に結合されることができる。種々の実施形態では、センサ252は、神経組織の種々の性質および/またはそれと関連付けられる治療を検出するように、電極244に近接して位置付けられることができる。本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、感知されたデータは、コンソール104に提供されることができ、そのようなデータは、概して、少なくとも、所与の場所(電極244および/またはセンサ252が標的部位に存在する)における神経組織の存在、および識別された神経組織の深度、ならびに他の生理学的、生体電気、および/または熱的性質に関連する。ひいては、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなデータを処理し、1つ以上の電極によって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、1つ以上の複数の電極によって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定するように構成される。
そのような感知されたデータはさらに、任意の所与の場所における神経組織への療法的神経変調の影響と関連付けられるフィードバックデータを含むことができる。例えば、フィードバックデータ(神経組織の療法的神経変調の間に感知される)は、複数の電極のうちの1つ以上からの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。故に、ある実施形態では、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなフィードバックデータを処理し、治療を受ける神経組織のある性質(すなわち、組織温度、組織インピーダンス等)が、不可逆的組織損傷に関する事前判定された閾値に到達するかどうかを判定するように構成される。コントローラ107は、少なくとも部分的にフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、1つ以上の電極に関して個別にエネルギー出力を調整することができる。例えば、いったん閾値に到達されると、療法的神経変調エネルギーの印加は、組織が無傷のままであることを可能にするように終了されることができる。ある実施形態では、エネルギー送達は、エンドエフェクタ214に動作可能に結合されるコンソール(例えば、図1Aのコンソール104)上に記憶された評価/フィードバックアルゴリズム(例えば、図1Aの評価/フィードバックアルゴリズム110)に基づいて、自動的に調整されることができる。
図7A-7Fは、本開示と一致するエンドエフェクタ314の別の実施形態の種々の図である。概して、図示されるように、エンドエフェクタ314は、少なくとも、相互から離間される第1のセグメント322および第2のセグメント324を含む、マルチセグメントエンドエフェクタである。第1のセグメント322は、概して、シャフト116の遠位端のより近くに位置付けられ、したがって、時として、本明細書では近位セグメント322と称されることもある一方、第2のセグメント324は、概して、シャフト116の遠位端からより遠くに位置付けられ、したがって、時として、本明細書では遠位セグメント324と称されることもある。第1および第2のセグメント322ならびに324はそれぞれ、図に示されるように、鼻領域内の治療部位へのエンドエフェクタ314の管腔内送達を促進するための薄型送達状態を含む、後退構成と、拡張状態を含む、展開構成との間で変換可能である。
図7Aは、第1の(近位)セグメント322および第2の(遠位)セグメント324を図示する、マルチセグメントエンドエフェクタの拡大斜視図である。図7Bは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の分解斜視図である。図7Cは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の拡大上面図である。図7Dは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の拡大側面図である。図7Eは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の第1の(近位)セグメント322の拡大正面(近位に面した)図であり、図7Fは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の第2の(遠位)セグメント324の拡大正面(近位に面した)図である。
図示されるように、第1のセグメント322は、少なくとも、第1の構成に配列される、概してワイヤの形態の可撓性支持要素の第1のセットを含み、第2のセグメント324は、第2の構成に配列される、同様にワイヤの形態の可撓性支持要素の第2のセットを含む。可撓性支持要素の第1および第2のセットは、伝導性および弾性性質を有する、複合ワイヤを含む。例えば、いくつかの実施形態では、複合ワイヤは、ニチノール等の形状記憶材料を含む。可撓性支持要素はさらに、望ましい電気絶縁性質ならびに望ましい低摩擦表面仕上げを可能にし得る、極めて潤滑性のコーティングを含んでもよい。第1および第2のセグメント322、324はそれぞれ、可撓性支持要素の第1および第2のセットが、展開構成であるときに、個別のセグメント上に提供される1つ以上の電極(図7Eおよび7Fの電極336参照)を、1つ以上の標的部位と接触して位置付けるように構成されるように、後退構成と拡張された展開構成との間で変換可能である。
示されるように、拡張された展開構成であるとき、第1のセグメント322の支持要素の第1のセットは、少なくとも、それぞれ、ループ(または小葉)形状を備え、上向き方向に延在する、第1の対の支柱330a、330bと、それぞれ、ループ(または小葉)形状を備え、概して、少なくとも第1の対の支柱330a、330bに対して反対方向に、下向き方向に延在する、第2の対の支柱332a、332bとを含む。用語「上向き」および「下向き」は、相互に対する第1および第2のセグメント322、324の配向を説明するために使用されることに留意されたい。より具体的には、第1の対の支柱330a、330bは、概して、マルチセグメントエンドエフェクタ314の縦軸に対して第1の方向に外向き傾斜において延在し、相互から離間される。同様に、第2の対の支柱332a、332bは、マルチセグメントエンドエフェクタの縦軸に対して第1の方向と実質的に反対の第2の方向に外向き傾斜において延在し、相互から離間される。
第2のセグメント324の支持要素の第2のセットは、拡張された展開構成であるとき、それぞれ、外向きに延在し、開放端円周形状を形成する、ループ形状を備える、支柱334(1)、334(2)、334(n)(約6本の支柱)の第2のセットを含む。示されるように、開放端円周形状は、概して、咲いた花に類似し、各ループ状の支柱334は、概して、花弁に類似し得る。支柱334の第2のセットは、任意の数の個々の支柱を含み得、図示されるような6本に限定されないことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、第2のセグメント124は、2本、3本、4本、5本、6本、7本、8本、9本、10本、またはそれを上回る支柱334を含んでもよい。
第1および第2のセグメント322、324、具体的には、支柱330、332、および334は、複数の電極336等の1つ以上のエネルギー送達要素を含む。任意の個々の支柱は、任意の数の電極336を含み得、示されるような1つの電極に限定されないことに留意されたい。拡張状態では、支柱330、332、および334は、鼻領域内の(例えば、SPFの下方の口蓋骨に近接する)標的部位における組織に対して任意の数の電極336を位置付けることができる。電極336は、双極または多極無線周波数(RF)エネルギーを標的部位に印加し、標的部位に近接する鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経を療法的に変調させることができる。種々の実施形態では、電極336は、所望のデューティサイクル(例えば、1秒オン/0.5秒オフ)を用いてパルスRFエネルギーを印加し、標的組織内の温度上昇を調整するように構成されることができる。
第1および第2のセグメント322、324、ならびに関連付けられる支柱330、332、および334は、電極336を支持し、標的部位における組織に対して電極336を位置付ける、または押圧するために十分な剛性を有することができる。加えて、拡張された第1および第2のセグメント322、324はそれぞれ、標的部位(例えば、鼻甲介、口蓋骨等)に近接する周辺解剖学的構造に対して押圧することができ、個々の支柱330、332、334は、隣接する解剖学的構造の形状に少なくとも部分的に共形化し、エンドエフェクタ314を係留することができる。加えて、支柱330、332、334の拡張および共形化可能性は、標的部位における周辺組織と接触して電極336を設置することを促進することができる。電極336は、白金、イリジウム、金、銀、ステンレス鋼、白金イリジウム、コバルトクロム、酸化イリジウム、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、チタン、窒化チタン、炭素、炭素ナノチューブ、白金グレイ、銀の芯を伴う延伸充填管類(DFT)、および/またはRFエネルギーを標的組織に送達するための他の好適な材料から作製されることができる。図8に図示されるようないくつかの実施形態では、支柱は、伝導性ワイヤを囲繞する外側ジャケットを含んでもよく、外側ジャケットの一部は、支柱の長さに沿って選択的に欠如し、それによって、本明細書にさらに詳細に説明されるように、エネルギー送達要素(すなわち、電極)および/または感知要素として作用するように、下層の伝導性ワイヤを露出する。
ある実施形態では、各電極336は、他の電極336から独立して動作されることができる。例えば、各電極は、個別に活性化されることができ、各電極の極性および振幅は、オペレータまたは制御アルゴリズム(例えば、本明細書に前述で説明されたコントローラ107によって実行される)によって選択されることができる。電極336の選択的独立制御は、エンドエフェクタ314がRFエネルギーを高度にカスタマイズされた領域に送達することを可能にする。例えば、電極336の選択部分が、具体的領域内の神経線維を標的化するように活性化されることができる一方、他の電極336は、非アクティブのままである。ある実施形態では、例えば、電極136は、標的部位における組織に隣接する第2のセグメント324の一部を横断して活性化されてもよく、標的組織に近接しない電極336は、非アクティブのままであり、エネルギーを非標的組織に印加することを回避することができる。そのような構成は、エネルギーを鼻腔の他の部分内の構造に印加することなく、1つの鼻孔内の鼻の外側壁上の神経の選択的療法的変調を促進する。
電極336は、電極336からシャフト116を通してRF発生器まで延在するワイヤ(図示せず)を介して、RF発生器(例えば、図1Aの発生器106)に電気的に結合される。電極336がそれぞれ、独立して制御されるとき、各電極336は、シャフト116を通して延在する、対応するワイヤに結合する。他の実施形態では、複数の電極336が、ともに制御されることができ、したがって、複数の電極336は、シャフト116を通して延在する同一のワイヤに電気的に結合されることができる。前述で説明されたように、RF発生器および/またはそれに動作可能に結合されるコンポーネント(例えば、制御モジュール)は、電極336の活性化を制御するためのカスタムアルゴリズムを含むことができる。例えば、RF発生器は、約460~480kHz(+または-5kHz)におけるRF電力を電極336に送達し、治療部位および/または標的神経の識別された場所に対するエンドエフェクタ314の位置に基づいて選択される事前判定されたパターンで電極336を活性化しながら、そうすることができる。さらに、電極336は、少なくとも部分的にフィードバックデータに基づいて、個別に活性化および制御され得ること(すなわち、制御されたレベルのエネルギー出力および送達)に留意されたい。RF発生器は、双極低出力(50ワットの最大設定を伴う10ワット)RFエネルギー送達を提供し、さらに、(最大30個のチャネルを横断して)多重化能力を提供することが可能である。
いったん展開されると、第1および第2のセグメント322、324は、個別の場所における1つ以上の解剖学的構造の形状に共形化し、それを補完することを含み、個別の場所の形状に接触し、それに共形化する。ひいては、第1および第2のセグメント322、324は、鼻腔内に正確に位置付けられた状態になり、続いて、1つ以上の電極336を介して、RF熱エネルギーの精密な集束印加を1つ以上の標的部位に送達し、それによって、関連付けられる神経構造を療法的に変調させる。より具体的には、第1および第2のセグメント322、324は、拡張構成であるときに、第1および第2のセグメント322、324の部分、したがって、それと関連付けられる1つ以上の電極336を、鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経線維と関連付けられる鼻腔内の標的部位と接触して設置するように具体的に設計される、形状およびサイズを有する。
例えば、第1のセグメント322の可撓性支持要素の第1のセットは、第1のセグメント322が展開構成であるときに、第1の場所における第1の解剖学的構造の形状に共形化し、それを補完し、第2のセグメント124の可撓性支持要素の第2のセットは、第2のセグメントが展開構成であるときに、第2の場所における第2の解剖学的構造の形状に共形化し、それを補完する。第1および第2の解剖学的構造は、限定ではないが、下鼻甲介、中鼻甲介、上鼻甲介、下鼻道、中鼻道、上鼻道、翼突口蓋領域、翼口蓋窩、蝶口蓋孔、副蝶口蓋孔、および蝶口蓋微小孔を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、マルチセグメントエンドエフェクタ314の第1のセグメント322は、中鼻甲介に対して前方位置において中鼻甲介の少なくとも一部の周囲に嵌合するように、展開構成で構成され、マルチセグメントエンドエフェクタの第2のセグメント324は、中鼻甲介に対して後方位置において空洞内の複数の組織場所に接触するように、展開構成で構成される。
例えば、第1のセグメントの可撓性支持要素(すなわち、支柱330および332)の第1のセットは、第1のセグメント322が展開構成であるときに、中鼻甲介の外側付着部および後下縁の形状に共形化し、それを補完し、第2のセグメント324の可撓性支持要素(すなわち、支柱334)の第2のセットは、第2のセグメント324が展開構成であるときに、中鼻甲介の外側付着部および後下縁に対して後方位置において空洞内の複数の組織場所に接触する。故に、展開構成であるとき、第1および第2のセグメント322、324は、1つ以上の関連付けられる電極336を、中鼻甲介および中鼻甲介の背後の空洞内の複数の組織場所のいずれかに対して1つ以上の標的部位に位置付けるように構成される。ひいては、電極336は、患者の鼻腔内の神経支配経路における鼻粘膜に神経を分布させる、節後副交感神経を療法的に変調させるために十分なレベルにおいて、RFエネルギーを送達するように構成される。
図7Eに図示されるように、第1のセグメント322は、両側幾何学形状を備える。特に、第1のセグメント322は、支柱330a、332aから形成される第1の側面と、支柱330b、332bから形成される第2の側面とを含む、2つの同じ側面を含む。本両側幾何学形状は、第1のセグメント322が拡張状態であるときに、2つの側面のうちの少なくとも1つが、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することを可能にする。例えば、拡張状態であるとき、複数の支柱330a、332aは、解剖学的構造の複数の部分に沿った複数の場所に接触し、支柱によって提供される電極は、粘液産生および/または粘膜充血要素への神経信号を遮断する、解剖学的構造の組織に複数の微小病変を生成するために十分なレベルにおいて、エネルギーを放出するように構成される。特に、支柱330a、332aは、第1のセグメント322が展開構成であるときに、中鼻甲介の外側付着部および後下縁の形状に共形化し、それを補完し、それによって、解剖学的構造の両側が電極からエネルギーを受容することを可能にする。第1の側面構成と第2の側面構成(すなわち、右および左側)との間に本独立性を有することによって、第1のセグメント322は、真の両側デバイスである。両側幾何学形状を提供することによって、マルチセグメントエンドエフェクタ314は、構造の両側が両側幾何学形状に起因して同時に占められるため、解剖学的構造の他方の側面を治療するために反復使用構成を要求しない。結果として生じた微小病変パターンは、繰り返し可能であり得、両方のマクロ要素(深度、体積、形状パラメータ、表面積)において予測可能であり、本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、それぞれの低い/高い効果、ならびにマイクロ要素を確立するように制御されることができる(マクロエンベロープの範囲内の効果の閾値化が制御されることができる)。本発明のシステムはさらに、本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、他の細胞体に広範囲の影響を及ぶすことなく、神経的効果に対する制御を可能にする、勾配を内側に確立することができる。
図8は、図5の線9-9に沿って得られたハンドヘルドデバイスのシャフト116の一部の断面図である。図示されるように、シャフト116は、エンドエフェクタ314がシャフト116内に後退されるときに、後退構成(すなわち、薄型送達状態)でエンドエフェクタ314を拘束する能力を有するように、さらに、エンドエフェクタ314を標的部位に送達するための非外傷性の薄型で耐久性のある手段を提供するように、複数のコンポーネントから構築されてもよい。シャフト116は、ハンドル118からシャフト116の遠位端まで進行する、同軸管を含む。シャフト116アセンブリは、療法の経鼻送達を確実にするように薄型である。シャフト116は、内側管腔142を囲繞する電極ワイヤ129にわたってさらに組み立てられる、ハイポチューブ140を囲繞する外側シース138を含む。外側シース138は、生体構造とデバイス102との間の界面としての役割を果たす。外側シース138は、概して、展開および後退の間に外側シース138とハイポチューブ140との間の摩擦を最小限にするための低摩擦PTFEライナを含んでもよい。特に、外側シース138は、概して、キンク抵抗を留保し、さらに、カラムおよび/または引張強度を留保しながら、可撓性を提供するためのシャフト116の長さに沿ったカプセル化ブレイズを含んでもよい。例えば、外側シース138は、非外傷性であり、鼻道を通して円滑な送達を可能にする、軟質Pebax材料を含んでもよい。
ハイポチューブ140は、ハンドル118内で開始し、エンドエフェクタ314の近位端まで進行する、電極ワイヤにわたって組み立てられる。ハイポチューブ140は、概して、送達の間にワイヤを保護するように作用し、よじれることなく可撓性を可能にするように可鍛性であり、それによって、追跡可能性を改良する。ハイポチューブ140は、堅性を提供し、デバイス102のトルク性を可能にし、エンドエフェクタ314の正確な設置を確実にする。ハイポチューブ140はまた、外側シース138が展開および後退または拘束の間にハイポチューブ140に対して移動するときに、少ない力を可能にする、低摩擦外部表面も提供する。シャフト116は、鼻腔を補完するように、そのような様式で事前成形されてもよい。例えば、ハイポチューブ140は、事前設定された曲線を伴う屈曲シャフト116を生成するように焼鈍されてもよい。ハイポチューブ140は、例えば、低摩擦移動のために外側シース138内のライナと界面接触する、ステンレス鋼管類を含んでもよい。
内側管腔142は、概して、治療手技の間の流体抽出のためのチャネルを提供してもよい。例えば、内側管腔142は、シャフト116の遠位端からハイポチューブ140を通して、流体ライン(図5のライン121)を介して雰囲気まで延在する。内側管腔142材料は、手技の間にそれに作用する外部コンポーネントの力に抵抗するように選定される。
図10Aは、ハンドヘルド118のハンドルの側面図であり、図10Bは、内側に封入された内部コンポーネントを図示する、ハンドル118の側面図である。ハンドル118は、概して、左利きおよび右利き使用の両方のための両手利き使用を提供し、手の人体測定に共形化し、手技における使用の間にオーバーハンドグリップスタイルおよびアンダーハンドグリップスタイルのうちの少なくとも1つを可能にする、人間工学的に設計されたグリップ部分を含む。例えば、ハンドル118は、オーバーハンドグリップまたはアンダーハンドグリップスタイルのいずれかにおいてオペレータの指のうちの1つ以上を自然に受容し、オペレータのために快適な感覚を提供するように設計される、陥凹144、146、および148を含む、具体的輪郭を含んでもよい。例えば、アンダーハンドグリップでは、陥凹144は、オペレータの人差し指を自然に受容してもよく、陥凹146は、オペレータの中指を自然に受容してもよく、陥凹148は、近位突出部150に巻着するオペレータの薬指および小指(pinkieまたはpinky)を自然に受容してもよく、オペレータの親指は、第1の機構126に隣接する場所でハンドル118の上部分上に自然に静置する。オーバーハンドグリップでは、オペレータの人差し指が、第1の機構126に隣接するハンドル118の上部分上に自然に静置してもよい一方、陥凹144は、オペレータの中指を自然に受容してもよく、陥凹146は、オペレータの中指および/または薬指の一部を自然に受容してもよく、陥凹148は、オペレータの親指と人差し指との間の空間(時として、指間部(purlicue)と称されることもある)を自然に受容し、その内側に静置してもよい。
前述で説明されたように、ハンドルは、少なくとも、圧潰/後退構成から拡張された展開構成へのエンドエフェクタの展開のための第1の機構126と、エンドエフェクタによるエネルギー出力、着目すべきこととして、1つ以上の電極からのエネルギー送達の制御のための第2の機構128とを含む、複数のユーザ動作型機構を含む。示されるように、第1および第2の機構126、128のためのユーザ入力は、手技の間に、両方のユーザ入力の同時片手動作を可能にするように、相互まで十分な距離に位置付けられる。例えば、第1の機構126のためのユーザ入力は、グリップ部分に隣接するハンドル118の上部分上に位置付けられ、第2の機構128のためのユーザ入力は、グリップ部分に隣接するハンドル118の側面部分上に位置付けられる。したがって、アンダーハンドグリップスタイルでは、オペレータの親指は、第1の機構126に隣接するハンドルの上部分上に静置し、少なくともその中指は、第2の機構128に隣接して位置付けられ、第1および第2の機構126、128はそれぞれ、アクセス可能であり、作動されることができる。オーバーハンドグリップシステムでは、オペレータの人差し指は、第1の機構126に隣接するハンドルの上部分上に静置し、少なくともその親指は、第2の機構128に隣接して位置付けられ、第1および第2の機構126、128はそれぞれ、アクセス可能であり、作動されることができる。故に、ハンドルは、種々のスタイルのグリップに適応し、外科医のためにある程度の快適性を提供し、それによって、手技の実行および全体的転帰をさらに改良する。
図10Bを参照すると、ハンドル118内に提供される種々のコンポーネントが、図示される。示されるように、第1の機構126は、概して、ユーザ動作型コントローラからの入力に応答して、後退構成と展開構成との間のエンドエフェクタ314の移動を提供する、ラックアンドピニオンアセンブリを含んでもよい。ラックアンドピニオンアセンブリは、概して、ユーザ動作型コントローラから入力を受信し、入力をシャフト116およびエンドエフェクタ314のうちの少なくとも1つと動作可能に関連付けられるラック部材154の直線運動に変換するための歯車152のセットを含む。ラックアンドピニオンアセンブリは、ストローク長および後退ならびに展開力の平衡を保ち、それによって、エンドエフェクタの展開に対する制御を改良するために十分なギヤリング比を備える。示されるように、ラック部材154は、例えば、ハンドル118の近位端に向かった方向へのラック部材154の移動が、シャフト116の対応する移動をもたらす一方、エンドエフェクタ314が、静止したままであり、それによって、エンドエフェクタ314を露出し、エンドエフェクタ314が拘束された後退構成から拡張された展開構成に遷移することを可能にするように、シャフト116の一部に結合されてもよい。同様に、ハンドル118の遠位端に向かった方向へのラック部材154の移動に応じて、シャフト116の対応する移動をもたらす一方、エンドエフェクタ314は、静止したままであり、それによって、シャフト116内にエンドエフェクタ314を封入する。他の実施形態では、ラック部材154は、ラック部材154の移動が、エンドエフェクタ314の対応する移動をもたらす一方、シャフト116が、静止したままであり、それによって、後退構成と展開構成との間でエンドエフェクタ314を遷移させるように、エンドエフェクタ314の一部に直接結合され得ることに留意されたい。
第1の機構126と関連付けられるユーザ動作型コントローラは、ラックアンドピニオンレールアセンブリと動作可能に関連付けられるスライダ機構を含んでもよい。ハンドルの近位端に向かった後方方向へのスライダ機構の移動は、展開構成へのエンドエフェクタ314の遷移をもたらし、ハンドルの遠位端に向かった前方方向へのスライダ機構の移動は、後退構成へのエンドエフェクタの遷移をもたらす。他の実施形態では、第1の機構126と関連付けられるユーザ動作型コントローラは、ラックアンドピニオンレールアセンブリと動作可能に関連付けられる、スクロールホイール機構を含んでもよい。ハンドルの近位端に向かった後方方向へのホイールの回転は、展開構成へのエンドエフェクタの遷移をもたらし、ハンドルの遠位端に向かった前方方向へのホイールの回転は、後退構成へのエンドエフェクタの遷移をもたらす。
第1の機構126と関連付けられるユーザ動作型コントローラは、概して、第1および第2のセグメント322、324の展開(および後退)に対する高度な精度および制御を提供し得る。例えば、いくつかの事例では、オペレータは、第1のセグメント322が後退構成に留まっている間に、手技の間に第2のセグメント324を展開することのみを所望し得る。ユーザ動作型コントローラは、オペレータが十分な程度の入力を提供する(すなわち、スライダ機構を具体的位置まで摺動させる、またはスクロールホイールをスクロールする)ことを可能にし、これは、(第1のセグメント322が後退構成においてシャフト116内に封入されたままである間に)第2のセグメント324のみを後退構成から展開構成に遷移させる。例えば、いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ314はさらに、第1および第2のセグメント322、324の間に位置付けられ、エンドエフェクタセグメントの展開の間に外科医に触覚または触覚フィードバック等のフィードバックを提供し、少なくとも第2のセグメント324が完全に展開されるときに外科医に警告するように構成される、キャッチまたは類似要素等の戻り止め特徴を含んでもよい。特に、外科医が、第2のセグメント324の展開の間にスライダ機構を摺動させる、またはスクロールホイールをスクロールするにつれて、戻り止め特徴(第1および第2のセグメント322、324の間に提供される)は、次いで、シャフト116の一部に到達し、スライダ機構またはスクロールホイール上の抵抗の増加を引き起こし、それによって、第2のセグメント324が展開され、第1のセグメント322が後退構成に留まっていることを外科医に示し得る。故に、外科医は、第1のセグメント322が後退構成に留まっているため、それに対する懸念なく、所望する通りに第2のセグメント324を位置付け、配向することができる。ひいては、いったん第2のセグメント324が所望の標的部位に位置付けられると、外科医は、次いで、第1のセグメント322を展開し、手技を実施してもよい。なおも依然として、いくつかの事例では、第2のセグメント324のみが、手技を実施する(すなわち、エネルギーを第2のセグメント324と接触する1つ以上の標的部位に送達する)ために使用されてもよく、したがって、第1のセグメント322は、決して展開されなくてもよい。
第2の機構128は、概して、少なくともアクティブ位置と非アクティブ位置との間で作動され、それによって、エンドエフェクタからのエネルギーの送達、電極からのエネルギーの顕著な送達を制御するように構成される、ユーザ動作型コントローラを含んでもよい。ユーザ動作型コントローラは、ユーザ動作型コントローラが異なる機能/モードを提供する複数の位置の間で作動され得るという点で、マルチモーダルであり得る。例えば、単一のユーザ入力(すなわち、コントローラ内に関連付けられるボタンの1回の押下)に応じて、第2の機構は、変調に先立って、基準並置/感知チェック機能を提供してもよい。コントローラボタンを押下し、所定の時間周期にわたって保持することに応じて、エンドエフェクタからのエネルギー出力は、活性化されてもよい。さらに、コントローラボタンをダブルタップすることに応じて、エネルギー出力は、活性化解除される。
図11は、本開示の実施形態による、エンドエフェクタを鼻領域内の標的部位に送達するための1つのアプローチを図示する、部分切断側面図である。示されるように、エンドエフェクタ214は、鼻領域内に位置付けられる。しかしながら、エンドエフェクタ214の送達および展開に関連する以下の説明は、エンドエフェクタ314にも適用されることに留意されたい。シャフト116の遠位部分は、鼻道NPの中に、下鼻甲介ITと鼻土台NSとの間の下鼻道IMを通して、エンドエフェクタ214が治療部位において展開される、下鼻甲介ITの後部分の周囲に延在する。治療部位は、鼻腔の中への節後副交感神経(例えば、後鼻神経枝および/または鼻粘膜に神経を分布させる他の副交感神経線維)の1つまたは複数のアクセス点に近接して位置することができる。他の実施形態では、標的部位は、標的神経の場所に応じて、鼻腔内の他の場所にあり得る。
種々の実施形態では、シャフト116の遠位部分は、オーバーザワイヤ(OTW)または高速交換(RX)技法を使用して、ガイドワイヤ(図示せず)を介して標的部位における定位置に誘導されてもよい。例えば、エンドエフェクタ214は、ガイドワイヤに係合するためのチャネルを含むことができる。エンドエフェクタ214の管腔内送達は、ガイドワイヤを鼻腔と連通するオリフィス(例えば、鼻道または口)の中に挿入することと、エンドエフェクタ214が標的部位(例えば、SPFの下方)に到達するまで、ガイドワイヤに沿ってシャフト116および/またはエンドエフェクタ214を移動させることとを含むことができる。
なおも依然として、さらなる実施形態では、神経変調デバイス102は、ガイドワイヤの使用の有無を問わず、ガイドカテーテルまたは導入器シース(図示せず)を介した送達のために構成されることができる。導入器シースは、最初に、鼻領域内の標的部位まで管腔内に挿入されることができ、シャフト116の遠位部分は、次いで、導入器シースを通して挿入されることができる。標的部位において、エンドエフェクタ214は、導入器シースの遠位端開口部または導入器シースの側面ポートを通して展開されることができる。ある実施形態では、導入器シースは、直線状部分と、標的部位にアクセスするように管腔内に展開され得る、固定曲線(例えば、5mm曲線、4mm曲線、3mm曲線等)を伴う事前成形された部分とを含むことができる。本実施形態では、導入器シースは、それを通してエンドエフェクタ214が展開され得る、事前成形された曲線状部分の近位に、またはそれに沿って、側面ポートを有してもよい。他の実施形態では、導入器シースは、絶縁または誘電材料でコーティングされた金属材料等の剛性材料から作製されてもよい。本実施形態では、導入器シースは、略直線状であり、中鼻道MMを通して(図4A)等、略直線状経路を介してエンドエフェクタ214を標的部位に送達するために使用されてもよい。
画像誘導が、シャフト116の遠位部分の外科医の位置付けおよび操作、ならびにエンドエフェクタ214の展開および操作を補助するために使用されてもよい。例えば、内視鏡100および/または他の可視化デバイスが、療法的神経変調の間に、標的部位、標的部位におけるエンドエフェクタ214の位置付け、ならびに/もしくはエンドエフェクタ214を可視化するように、位置付けられることができる。内視鏡100は、鼻道NPを通して、下および中鼻甲介ITならびにMTの間の中鼻道MMを通して延在することによって、標的部位に近接して送達されてもよい。中鼻道MM内の可視化場所から、内視鏡100は、治療部位、鼻の生体構造の周辺領域、およびエンドエフェクタ214を可視化するために使用されることができる。
いくつかの実施形態では、シャフト116の遠位部分は、内視鏡を通して延在する作業チャネルを介して送達されてもよく、したがって、内視鏡は、標的部位およびエンドエフェクタ214の直接インライン可視化を提供することができる。他の実施形態では、内視鏡が、エンドエフェクタ114および/または周辺鼻生体構造のインライン可視化を提供するように、エンドエフェクタ114ならびに/もしくはシャフト116の遠位部分と組み込まれる。他の実施形態では、画像誘導が、血管系および/または他の解剖学的構造を可視化するための赤外線(IR)スペクトル内の画像フィルタリング、コンピュータ断層撮影(CT)、蛍光透視法、超音波、光学干渉断層撮影(OCT)、ならびに/もしくはそれらの組み合わせ等の種々の他の誘導モダリティを用いて、提供されることができる。なおも依然として、いくつかの実施形態では、画像誘導コンポーネントが、エンドエフェクタ214の位置付けの間に画像誘導を提供するように、神経変調デバイス102と統合されてもよい。
いったん標的部位に位置付けられると、療法的変調は、1つ以上の所望の療法的神経変調効果を誘発し、副交感神経運動感覚機能を妨害するように、1つ以上の電極244および/またはエンドエフェクタ214の他の特徴を介して、組織の精密な位置特定された領域に適用されてもよい。エンドエフェクタ214は、鼻領域の中へのその入口に近接する、またはそこにある、標的もしくは治療部位における鼻粘膜に神経を分布させる、節後副交感神経線維を選択的に標的化することができる。例えば、エンドエフェクタ214は、少なくともSPFに近接して(図4A)療法的神経変調を適用し、SPFを介して鼻領域に進入する神経を療法的に変調させるように、位置付けられることができる。エンドエフェクタ214はまた、それを通して後上外側鼻神経のより小さい内側および外側枝が鼻領域に進入する、(例えば、口蓋骨内の)副孔ならびに微小孔を横断して療法的神経変調エネルギーを印加するように、SPFの下方に位置付けられることもできる。標的部位におけるエネルギーの目的のある印加は、鼻領域に進入する後鼻神経線維の全てまたは少なくとも一部に沿って療法的神経変調を達成し得る。療法的神経変調効果は、概して、少なくとも部分的に、電力、時間、およびエネルギー送達要素と隣接組織との間の接触の関数である。例えば、ある実施形態では、自律神経線維の療法的神経変調は、約1~20秒(例えば、5~10秒、8~10秒、10~12秒等)の時間周期にわたって約2~20W(例えば、5W、7W、10W等)の電力におけるRFエネルギーを印加することによって、生成される。
療法的神経変調効果は、熱的アブレーションおよび/または非アブレーション型熱的改変もしくは損傷を介した(例えば、持続的加熱ならびに/もしくは抵抗加熱を介した)、部分または完全脱神経を含んでもよい。所望の熱的加熱効果は、非アブレーション型熱的改変を達成するように所望の閾値を上回って、またはアブレーション型熱的改変を達成するようにより高い温度を上回って、標的神経線維の温度を上昇させることを含んでもよい。例えば、標的温度は、非アブレーション型熱的改変のために、体温(例えば、約37℃)を上回るが、約90℃未満(例えば、70~75℃)であり得る、または標的温度は、アブレーション型熱的改変のために、約100℃またはより高く(例えば、110℃、120℃等)あり得る。所望の非熱的神経変調効果は、神経内で伝送される電気信号を改変することを含んでもよい。
副交感神経の少なくとも一部を十分に変調させることは、鼻粘膜への自律神経信号の伝導を減速または潜在的にブロックし、鼻の副交感神経活動の長期的または恒久的低減を生じることが予期される。これは、粘膜下腺の活性化または過活性化および静脈充血を低減もしくは排除し、それによって、鼻副鼻腔炎の症状を低減または排除することが予期される。さらに、デバイス102が、SPFにおいて鼻腔に進入する後鼻神経枝の単一の大型枝ではなく、多数の後鼻神経枝に療法的神経変調を適用するため、デバイス102は、鼻粘膜に影響を及ぼし、鼻副鼻腔炎をもたらす、副交感神経経路のより完全な妨害を提供する。故に、デバイス102は、鼻副鼻腔炎の治療のための療法的効果を向上させ、治療された粘膜の再神経支配を低減させたことが予期される。
他の実施形態では、デバイス102は、神経および/または他の構造を療法的に変調させ、異なる適応症を治療するように構成されることができる。例えば、デバイス102は、副鼻腔に神経を分布させる神経を療法的に変調させ、慢性副鼻腔炎を治療するために使用されることができる。さらなる実施形態では、本明細書に開示されるシステム100およびデバイス102は、鼻の生体構造内の血管系を療法的に変調させ、鼻出血(すなわち、鼻からの過剰な出血)等の他の適応症を治療するように構成されることができる。例えば、本明細書に説明されるシステム100およびデバイス102は、動脈(例えば、蝶口蓋動脈およびその分岐)が(例えば、SPF、副孔等を介して)鼻腔に進入するにつれて、療法的に有効なエネルギーをそれらに印加し、動脈を部分的または完全に凝固させる、もしくは結紮するために使用されることができる。他の実施形態では、システム100およびデバイス102は、静脈および/または他の血管を部分的もしくは完全に凝固させる、または結紮するように構成されることができる。エンドエフェクタが血管系を結紮する、または凝固させる、そのような実施形態に関して、システム100およびデバイス102は、療法的神経変調のために要求されるであろうよりも有意に高い電力(例えば、約100W)および/または長い時間(例えば、1分もしくはより長い)においてエネルギーを送達するように修正されるであろう。
前述で説明されたように、本発明のシステム100は、周辺組織、血管、ならびに他の神経構造等の周辺構造への付随的損傷を回避しながら、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の標的神経構造を提供する。
図12は、エンドエフェクタを介して、1つ以上の標的部位と関連付けられるデータ、着目すべきこととして、1つ以上の標的部位における神経組織の存在、ならびに、例えば、複数の場所における神経組織の深度を含む、他の性質を感知するプロセスを図示する、ブロック図である。図12はさらに、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなデータを処理し、エンドエフェクタの複数の電極のうちの1つ以上によって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定する、コンソールを図示し、1つ以上の電極によって各位置において送達されるエネルギーは、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分である。
図12のブロック図が、エンドエフェクタ214の参照を含む一方、エンドエフェクタ314を含む、他のエンドエフェクタ実施形態は、神経組織の存在および神経組織深度を含む神経組織の他の性質と少なくとも関連付けられる、データを感知することに関して同様に構成されることに留意されたい。故に、以下のプロセスは、エンドエフェクタ214に限定されない。
前述で説明されたように、ハンドヘルド治療デバイスは、複数の支柱を中心として配列される微小電極アレイを備える、エンドエフェクタを含む。例えば、エンドエフェクタ214は、エンドエフェクタ214が拡張状態であるときにフレームまたはバスケット242を形成するように相互から離間される、複数の支柱240を含む。支柱240は、複数の電極244等の複数のエネルギー送達要素を含む。拡張状態では、複数の支柱はそれぞれ、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。鼻腔内に位置付けられたとき、支柱は、標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触し、それによって、鼻領域内の(例えば、SPFの下方の口蓋骨に近接する)標的部位における組織に対して1つ以上の電極244を位置付ける。電極の少なくともサブセットは、電極のそれぞれの個別の位置における神経組織の存在、ならびに神経組織の深度を感知し、さらに、そのようなデータをコンソール104に伝達するように構成される。
例えば、一実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される。性質はさらに、限定ではないが、神経組織ならびに神経組織に隣接する他の構造の生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
例えば、(1つ以上の電極244を介して)非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達することに応じて、1つ以上の標的部位における組織の種々の性質が、検出されることができる。本情報は、次いで、標的部位における生体構造(例えば、組織タイプ、組織場所、血管系、骨構造、孔、副鼻腔等)を判定し、神経組織を特定し、異なるタイプの神経組織を鑑別し、標的部位において解剖学的および/または神経構造をマッピングするように、コンソール104、特に、コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110に伝送されることができる。例えば、エンドエフェクタ214は、標的領域内の神経線維および/または他の解剖学的構造の存在を示す、抵抗、複素電気インピーダンス、誘電性質、温度、ならびに/もしくは他の性質を検出するために使用されることができる。ある実施形態では、エンドエフェクタ214は、コンソール104コンポーネントとともに、組織(すなわち、負荷)の(インピーダンスではなく)抵抗を判定し、組織の特性をより正確に識別するために使用されることができる。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110は、(例えば、電極244を介して)負荷の実際の電力および電流を検出することによって、組織の抵抗を判定することができる。
いくつかの実施形態では、システム100は、1~50Ωの範囲に関して100分の1オーム(例えば、0.01Ω)までの精度測定等の高度な正確度および非常に高度な精度で、抵抗測定を提供する。システム100によって提供される高度な抵抗検出正確度は、神経構造の発火、神経構造と他の解剖学的構造(例えば、血管)との間の差異、および異なるタイプの神経構造さえも含む、サブマイクロスケール構造の検出を可能にする。本情報は、評価/フィードバックアルゴリズム110および/またはコントローラ107によって分析され、治療部位における神経構造および他の生体構造を識別する、ならびに/もしくはマッピングされた生体構造に対するアブレーションパターンに基づいて予測される神経変調領域を示すように、(例えば、ディスプレイ112上の)高分解能空間グリッドおよび/または他のタイプのディスプレイを介してオペレータに通信されることができる。
前述で説明されたように、ある実施形態では、各電極244は、他の電極244から独立して動作されることができる。例えば、各電極は、個別に活性化されることができ、各電極の極性および振幅は、オペレータまたはコントローラ107によって実行される制御アルゴリズムによって選択されることができる。電極244の選択的独立制御は、エンドエフェクタ214が、情報(すなわち、神経組織の存在、神経組織の深度、および他の性質)を検出し、続いて、RFエネルギーを高度にカスタマイズされた領域に送達することを可能にする。例えば、電極244の選択部分が、具体的領域内の具体的神経線維を標的化するように活性化されることができる一方、他の電極244は、非アクティブのままである。加えて、電極244は、(例えば、多重化を介して)異なる時間に具体的パターンである領域を刺激する、または療法的に変調させるように、個別に活性化されることができ、これは、着目ゾーンを横断する解剖学的パラメータの検出および/または調整された療法的神経変調を促進する。
ある実施形態では、システム100は、血管等の非標的構造への悪影響を回避しながら、療法的神経変調が標的神経構造を含む精密な領域に適用され得るように、療法の前の神経構造および/または他の解剖学的構造の場所ならびに/もしくは形態を判定することができる。システム100は、着目ゾーン内(例えば、鼻腔内)の種々の生体電気パラメータを検出し、種々の神経構造(例えば、異なるタイプの神経構造、神経指向性等)および/または他の組織(例えば、腺構造、血管、骨領域等)の場所ならびに形態を判定することができる。いくつかの実施形態では、システム100は、生体電位を測定するように構成される。
そうするために、電極244のうちの1つ以上が、着目領域(例えば、治療部位)における上皮表面と接触して設置される。電気刺激(例えば、1つ以上の周波数における一定もしくはパルス電流)が、治療部位もしくはその近傍の1つ以上の電極244によって組織に印加され、エンドエフェクタ214の種々の対の電極244の間の種々の異なる周波数における電圧および/または電流差が、着目領域内の異なるタイプの組織(例えば、血管、神経構造、ならびに/もしくは他のタイプの組織)を識別するために使用され得る、検出された生体電位のスペクトルプロファイルまたはマップを生成するように測定されてもよい。例えば、電流(すなわち、直流または交流)が、相互に隣接する一対の電極244に印加されることができ、他の対の隣接する電極244の間の結果として生じた電圧および/または電流が、測定される。電流注入電極244および測定電極244は、隣接する必要はなく、2つの電流注入電極244の間の間隔を修正することは、記録された信号の深度に影響を及ぼし得ることを理解されたい。例えば、密接に離間された電流注入電極244は、より浅い深度における組織と関連付けられる記録された信号を提供する、より遠く離間された電流注入電極244よりも組織の表面から深い組織と関連付けられる、記録された信号を提供した。異なる間隔を伴う電極対からの記録は、解剖学的構造の深度および位置特定についての付加的情報を提供するようにマージされてもよい。
さらに、着目領域における組織の複素インピーダンスおよび/または抵抗測定が、生体電位測定によって提供される電流・電圧データから直接、検出されることができる一方、異なるレベルの周波数電流が、(例えば、エンドエフェクタ114を介して)組織に印加され、本情報は、周波数微分再構築の使用によって、神経および解剖学的構造をマッピングするために使用されることができる。異なる周波数における刺激を印加することは、異なる層別化された層または細胞体もしくは群を標的化するであろう。高い信号周波数(例えば、電気注入または刺激)において、例えば、神経構造の細胞膜は、電流の流れを妨げず、電流は、細胞膜を直接通して通過する。この場合、結果として生じた測定(例えば、インピーダンス、抵抗、静電容量、および/または誘導)は、細胞内および細胞外組織ならびに液の関数である。低い信号周波数において、膜は、電流の流れを妨げ、細胞の形状または細胞間隔等の組織の異なる決定的な特性を提供する。刺激周波数は、メガヘルツ範囲内、キロヘルツ範囲(例えば、400~500kHz、450~480kHz等)、および/または刺激されている組織ならびに使用されているデバイスの特性に同調している他の周波数であり得る。着目ゾーンからの検出された複素インピーダンスまたは抵抗レベルは、刺激周波数に基づいてある構造を可視化するように、(例えば、ディスプレイ112を介して)ユーザに表示されることができる。
さらに、鼻領域内の解剖学的構造の固有の形態および組成が、異なる周波数に異なるように反応し、したがって、具体的周波数が、非常に具体的な構造を識別するように選択されることができる。例えば、解剖学的マッピングのための標的構造の形態または組成は、組織の細胞または他の構造が膜状である、層別化されている、および/または環状であるかどうかに依存し得る。種々の実施形態では、印加された刺激信号は、髄鞘形成のレベルおよび/または髄鞘形成の形態等の具体的神経構造に同調している、事前判定された周波数を有することができる。例えば、第2の軸索副交感神経構造は、交感神経または他の構造よりも不良に有髄であり、したがって、交感神経よりも選択された周波数に対して区別可能な応答(例えば、複素インピーダンス、抵抗等)を有するであろう。故に、異なる周波数を伴う信号を標的部位に印加することは、標的副交感神経を非標的感覚神経と区別し、したがって、療法の前もしくは後の神経マッピングおよび/または療法後の神経評価のために、極めて具体的な標的部位を提供することができる。
いくつかの実施形態では、神経および/または解剖学的マッピングは、測定が、最初に、第1の周波数を有する注入信号への応答に基づいて、次いで、再度、第1の周波数と異なる第2の周波数を有する注入信号に基づいて、得られるように、少なくとも2つの異なる周波数を用いて着目領域におけるデータを測定し、ある解剖学的構造を識別することを含む。例えば、肥大した(すなわち、疾患状態特性)粘膜下標的が、「正常な」(すなわち、健康な)組織と比較して、異なる電気伝導度または誘電率を有する、2つの周波数が存在する。複素伝導度が、1つ以上の測定された生理学的パラメータ(例えば、複素インピーダンス、抵抗、誘電測定、双極子測定等)および/または1つ以上の自信を持って把握されている属性もしくはシグネチャの観察に基づいて、判定されてもよい。さらに、システム100はまた、標的神経構造に同調している1つ以上の事前判定された周波数において、電極244を介して神経変調エネルギーを印加し、周波数と関連付けられる選択された神経構造の高度に標的化されたアブレーションを提供することもできる。本高度に標的化された神経変調はまた、標的信号(標的神経構造に同調された周波数を有する)が非標的構造に同一の変調効果を及ぼさないであろうため、非標的部位/構造(例えば、血管)への神経変調療法の付随的効果を低減させる。
故に、複素インピーダンスおよび抵抗等の生体電気性質が、1つ以上の治療パラメータを誘導するために、神経変調療法の前、間、および/または後に、システム100によって使用されることができる。例えば、治療の前、間、および/または後に、インピーダンスまたは抵抗測定が、1つ以上の電極244と隣接組織との間の接触を確認ならびに/もしくは検出するために使用されてもよい。インピーダンスまたは抵抗測定はまた、記録されたスペクトルが予期される組織タイプと一致する形状を有するかどうか、および/または連続的に収集されたスペクトルが再現可能であったかどうかを判定することによって、電極244が標的組織タイプに対して適切に設置されるかどうかを検出するために、使用されることもできる。いくつかの実施形態では、インピーダンスまたは抵抗測定は、治療ゾーン(例えば、妨害されることになる具体的神経構造)のための境界、解剖学的目印、回避するべき解剖学的構造(例えば、妨害されるべきではない血管構造または神経組織)、およびエネルギーを組織に送達することの他の側面を識別するために、使用されてもよい。
生体電気情報が、標的部位における異なる解剖学的特徴の組織のスペクトルプロファイルまたはマップを生成するために使用されることができ、解剖学的マッピングは、好適な治療部位の選択を誘導するように、ディスプレイ112および/または他のユーザインターフェースを介して、3Dもしくは2D画像内で可視化されることができる。本神経および解剖学的マッピングは、システム100が、鼻腔の中への多数の神経進入点における粘膜に神経を分布させる、節後副交感神経線維を正確に検出し、療法的に変調させることを可能にする。さらに、SPF、副孔、および微小孔の場所を示す、いずれの明確な解剖学的マーカも存在しないため、神経マッピングは、オペレータが、粘膜の複雑な解離がないと別様に識別不可能であろう、神経を識別し、療法的に変調させることを可能にする。加えて、解剖学的マッピングはまた、臨床医が、臨床医が療法的神経変調の間に回避することを所望し得る、ある構造(例えば、ある動脈)を識別することも可能にする。システム100によって検出される神経および解剖学的生体電気性質はまた、治療部位への療法的神経変調のリアルタイム効果を判定するように、治療の間および後に使用されることもできる。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110はまた、療法的神経変調の前および後に、検出された神経場所および/または活動を比較し、神経活動の変化を事前判定された閾値と比較し、療法的神経変調の適用が治療部位を横断して効果的であったかどうかを査定することもできる。
エンドエフェクタ214は、組織データ(すなわち、神経組織の検出、ならびに標的部位における個別の場所における神経組織の深度)をコンソール104に通信する。ひいては、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなデータを処理し、1つ以上の電極によって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、1つ以上の複数の電極244によって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定するように構成される。
エンドエフェクタ214からのそのような感知されたデータはさらに、任意の所与の場所における神経組織への療法的神経変調の影響と関連付けられるフィードバックデータを含むことができる。例えば、フィードバックデータ(神経組織の療法的神経変調の間に感知される)は、複数の電極244のうちの1つ以上からの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。故に、ある実施形態では、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなフィードバックデータを処理し、治療を受ける神経組織のある性質(すなわち、組織温度、組織インピーダンス等)が、不可逆的組織損傷に関する事前判定された閾値に到達するかどうかを判定するように構成される。
電極244は、(評価/フィードバックアルゴリズム110と併せて)コントローラ107によって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。故に、コントローラ107は、少なくとも部分的にフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、1つ以上の電極244に関して個別にエネルギー出力を調整することができる。例えば、いったん閾値に到達されると、療法的神経変調エネルギーの印加は、組織が無傷のままであることを可能にするように終了されることができる。他の実施形態では、閾値に到達されていない場合、コントローラは、そのような閾値に到達されるまで、所与の電極244へのエネルギー出力を維持する、低減させる、または増加させることができる。故に、任意の所与の電極244のエネルギー送達は、エンドエフェクタ214に動作可能に結合されるコンソール(例えば、図1Aのコンソール104)上に記憶された評価/フィードバックアルゴリズム(例えば、図1Aの評価/フィードバックアルゴリズム110)に基づいて、自動的に調整されることができる。例えば、電極244のうちの少なくともいくつかは、個別の場所に関して受信されるフィードバックデータに基づいて、個別の位置における神経組織をアブレートするために十分な個別の位置において送達されるべき異なるレベルのエネルギーを有してもよい。
例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ107は、少なくとも部分的に受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極244のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。フィードバックデータは、鼻腔内の個別の位置における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を含む。1つ以上の性質は、限定ではないが、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質を含んでもよい。例えば、生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。
故に、神経変調エネルギーは、高度に標的化された様式で組織に印加され、非標的構造(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的構造を選択的に変調させることができる。そのように、本発明は、鼻腔内の解剖学的変動に高度に共形化することが可能である治療デバイスを提供し、さらに、オペレータが、鼻腔内の標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施し、非神経組織(例えば、血管、骨、筋肉等)または非標的神経組織に付随的損傷もしくは妨害を引き起こすことなく、神経信号の多点遮断を引き起こし得るように、前例のない制御をオペレータに提供するコントローラを提供する。より具体的には、治療デバイスからのフィードバックデータに基づいて、コントローラは、治療手技の間の周辺構造への過剰な損傷および破壊を防止することに重要である、神経組織の深度、ならびに他の生理学的、生体電気、および/または熱的性質を含む、神経組織の変動に適応するための所与の位置における微小病変深度の調整を可能にする。例えば、神経組織の深度は、鼻腔内の領域および位置に応じて、大いに変動し得る。鼻甲介場所内の神経組織の深度は、非鼻甲介場所を6倍上回り得る。
したがって、本発明のシステムは、非神経組織(例えば、血管等)または非標的神経組織への付随的損傷もしくは妨害を引き起こすことなく、意図された神経構造の療法的変調のための意図された標的部位へのエネルギーの精密な集束印加、具体的には、神経信号の多点遮断をもたらす複数の微小病変の生成を含む、鼻副鼻腔炎状態を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。神経組織に沿った微小病変の生成は、種々の理由により、重要である。複数の微小病変の生成、および結果として生じる多点遮断は、微小孔を含む、ある神経と関連付けられる種々の進入点および経路を考慮する。複数の微小病変はさらに、神経組織の機能的整合および再生を防止するため、治療の効果が長続きするために必須である、神経経路に沿った1つを上回る断絶を生成する。さらに、コントローラは、電極アレイの電極の独立した制御によって、神経組織に沿った個別の場所における任意の所与の微小病変のサイズおよび形状を合わせ、それによって、例えば、任意の所与の場所における神経組織深度の変動を考慮することによって、治療の有効性をさらに向上させることが可能である。複数の微小病変の生成は、鼻腔に存在する動脈および血液供給に起因して、高死亡率の危険性を伴う、出血の急性かつ潜在性危険性等のさらなる潜在的危険性を示す、単一の連続病変よりもはるかに効果的である。
図13Aは、患者の鼻腔内の状態を治療するための方法400の一実施形態を図示する、フロー図である。方法400は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイス、およびデバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラを提供すること(動作410)と、患者の鼻腔内でエンドエフェクタを前進させること(動作420)とを含む。エンドエフェクタは、概して、複数の支柱を中心として配列される微小電極アレイを含み、複数の支柱はそれぞれ、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。鼻腔内に位置付けられたとき、支柱は、標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触する。
方法400はさらに、コントローラを介して、鼻腔内の複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度と少なくとも関連付けられるデータをデバイスから受信すること(動作430)を含む。微小電極アレイは、電極のそれぞれの個別の位置における神経組織の存在、ならびに神経組織の深度を感知し、さらに、そのようなデータをコントローラに伝達するように構成される、電極の少なくともサブセットを含む。例えば、いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを鼻腔内の個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される。非療法的刺激エネルギーの送達はさらに、個別の場所における神経組織の生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質等の他の性質の感知を可能にし得る。
方法400はさらに、コントローラを介して、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定すること(動作440)を含む。電極は、コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。故に、神経変調エネルギーは、高度に標的化された様式で個別の場所における個々の電極を介して組織に印加され、非標的構造(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的構造を選択的に変調させることができる。コントローラはさらに、少なくとも部分的に、デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。フィードバックデータは、神経組織と関連付けられる生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質を含む。
そのように、本発明は、鼻腔内に微小病変を発生させるときに非神経組織に付随的損傷を引き起こす問題を解決し、血管等の周辺または隣接非神経組織ならびに非標的神経組織に付随的損傷を生成することを回避する、または最小限にする、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内の神経組織を標的化するためのシステムおよび方法を提供する。
鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するためのシステムならびに方法
(発明の分野)
本発明はさらに、概して、血栓形成を介して、鼻炎、鼻詰まり、および/または鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するためのシステムならびに方法に関する。
本発明はさらに、概して、血栓形成を介して、鼻炎、鼻詰まり、および/または鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するためのシステムならびに方法に関する。
(背景)
鼻炎は、鼻の炎症性疾患であり、人口の最大40%に影響を及ぼすことが報告されている。これは、米国では5番目に最もよく見られる慢性疾患である。鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状は、鼻詰まりおよび鼻漏である。鼻詰まりまたは「鼻閉」は、鼻腔の内側の通路を覆う鼻組織および血管が過剰な流体で腫脹した状態になり、それによって、「息苦しい」感覚を引き起こすときに生じる。より具体的には、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素が、鼻詰まりを引き起こすことに関与する。そのような要素は、鼻粘膜、特に、神経信号に応答して粘液を産生することに関与する粘液腺、ならびに鼻組織の刺激または炎症に起因する血流の増加の結果として充血および腫脹した状態になり得る、関連付けられる血管を含む。鼻漏は、鼻腔が有意量の粘液流体で充填される状態である。鼻水が出ることとして一般的に公知である状態は、アレルギー(花粉症)または風邪等のあるウイルス感染症の症状として比較的に頻繁に生じる。
鼻炎は、鼻の炎症性疾患であり、人口の最大40%に影響を及ぼすことが報告されている。これは、米国では5番目に最もよく見られる慢性疾患である。鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状は、鼻詰まりおよび鼻漏である。鼻詰まりまたは「鼻閉」は、鼻腔の内側の通路を覆う鼻組織および血管が過剰な流体で腫脹した状態になり、それによって、「息苦しい」感覚を引き起こすときに生じる。より具体的には、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素が、鼻詰まりを引き起こすことに関与する。そのような要素は、鼻粘膜、特に、神経信号に応答して粘液を産生することに関与する粘液腺、ならびに鼻組織の刺激または炎症に起因する血流の増加の結果として充血および腫脹した状態になり得る、関連付けられる血管を含む。鼻漏は、鼻腔が有意量の粘液流体で充填される状態である。鼻水が出ることとして一般的に公知である状態は、アレルギー(花粉症)または風邪等のあるウイルス感染症の症状として比較的に頻繁に生じる。
(要約)
本発明はさらに、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管系内の意図的血栓形成が、鼻炎、鼻詰まり、ならびに/もしくは鼻漏を治療する際に主要な臨床的利益を提供することを認識する。特に、本発明は、粘液産生腺を含む鼻粘膜と関連付けられる(すなわち、そこに血液供給を提供する)血管内に血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいてエネルギーを鼻腔内の組織に送達する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。血管内の血栓形成は、血管の管腔内の閉塞(閉塞症)を引き起こし、それによって、血液供給が効果的に断ち切られるであろうため、下層の鼻粘膜、具体的には、粘液腺の飢餓をもたらすであろう。ひいては、粘液腺は、粘液腺が十分な酸素供給を奪われた状態になるであろう状態である、低酸素症を被るであろう。結果として、粘液腺は、壊死を受け、それによって、そのような腺からの粘液産生を低減させる、または完全に排除するであろう。そのように、本システムおよび方法は、鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状、すなわち、鼻詰まりおよび鼻漏に対処する。
本発明はさらに、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管系内の意図的血栓形成が、鼻炎、鼻詰まり、ならびに/もしくは鼻漏を治療する際に主要な臨床的利益を提供することを認識する。特に、本発明は、粘液産生腺を含む鼻粘膜と関連付けられる(すなわち、そこに血液供給を提供する)血管内に血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいてエネルギーを鼻腔内の組織に送達する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。血管内の血栓形成は、血管の管腔内の閉塞(閉塞症)を引き起こし、それによって、血液供給が効果的に断ち切られるであろうため、下層の鼻粘膜、具体的には、粘液腺の飢餓をもたらすであろう。ひいては、粘液腺は、粘液腺が十分な酸素供給を奪われた状態になるであろう状態である、低酸素症を被るであろう。結果として、粘液腺は、壊死を受け、それによって、そのような腺からの粘液産生を低減させる、または完全に排除するであろう。そのように、本システムおよび方法は、鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状、すなわち、鼻詰まりおよび鼻漏に対処する。
本発明の側面は、鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つの治療のために患者の鼻腔内に設置されるべきエンドエフェクタを含む、治療デバイスを含む、本明細書に前述で説明されたシステムおよび方法を用いて遂行される。治療デバイスは、エネルギーを鼻腔内の1つ以上の標的部位に送達するように構成される複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える。例えば、エンドエフェクタは、複数の支柱を中心として配列され得る、微小電極アレイを含んでもよい。複数の支柱はそれぞれ、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。鼻腔内に位置付けられたとき、支柱は、1つ以上の標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触する。いったん定位置に来ると、療法的エネルギーは、粘液産生および/または粘膜充血要素、すなわち、鼻粘液ならびに関連付けられる粘液産生腺と関連付けられる、1つ以上の血管内に血栓形成を引き起こすために十分に、複数の電極のそれぞれによって送達される。特に、エネルギーは、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起し、それによって、壁の完全性を維持し、破裂の危険性を防止する、または低減させるように、壁自体への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血栓形成のための血管の管腔内の血栓症カスケードを開始するために十分なレベルにおいて送達される。例えば、いくつかの事例では、本システムおよび方法はさらに、意図的血栓形成(すなわち、内皮脱離)を引き起こすために十分であるが、そうでなければ血管壁を損傷するであろう、ある閾値レベルを下回る、送達されるべきエネルギーのレベルを判定するように構成される、コントローラを含んでもよい。血栓形成は、血管の管腔を効果的に閉塞し、粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症ならびに最終的な壊死をもたらし、それによって、鼻腔内の粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させる。
そのように、治療デバイスは、鼻腔内の解剖学的変動に高度に共形化することが可能であり、さらに、オペレータが、鼻腔内の標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施することを可能にし、所望の効果、すなわち、鼻粘膜、特に、粘液腺の後続の低酸素症および壊死のための標的血管内の血栓形成を引き起こし、粘液産生を低減させる、または排除する。故に、本発明は、鼻炎症状、最も着目すべきこととして、鼻詰まりおよび鼻漏を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。
本発明の一側面は、患者の鼻腔内の鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するための方法を提供する。本方法は、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こし、粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症をもたらし、それによって、粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させることを含む。粘液産生要素は、例えば、鼻粘膜および関連粘液腺を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、血栓形成を引き起こすことは、患者の鼻腔内で前進されるエンドエフェクタの複数の電極からのエネルギーの送達を介して遂行され、エネルギーは、血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいて粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の標的部位に送達される。エネルギーは、血管壁への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起するために十分なレベルにおいて送達されてもよい。エネルギーは、血管壁の完全性を維持するために十分なレベルにおいて送達されてもよい。内皮脱離は、1つ以上の血管の管腔内で血栓症カスケードを開始する。血栓症カスケードおよび後続の血栓形成は、例えば、血液と混合されたフィブリンの蓄積を含んでもよい。エネルギーの送達は、1つ以上の標的部位における標的組織のアブレーションをもたらし得る。アブレーションは、熱アブレーションを含んでもよい。アブレーションは、例えば、無線周波数エネルギーの送達によって引き起こされてもよい。
本発明の別の側面は、患者の鼻腔内の鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するためのシステムを提供する。本システムは、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラとを含む。コントローラは、鼻腔内の複数の電極のそれぞれの位置における粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管の存在ならびに/もしくは深度/場所と少なくとも関連付けられるデータをデバイスから受信するように構成される。本デバイスはさらに、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こし、粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症をもたらし、それによって、粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させるために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定するように構成される。粘液産生要素は、例えば、鼻粘膜および関連粘液腺を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、エネルギーは、血管壁への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起するために十分なレベルにおいて送達される。エネルギーは、血管壁の完全性を維持するために十分なレベルにおいて送達されてもよい。内皮脱離は、1つ以上の血管の管腔内で血栓症カスケードを開始し得る。血栓症カスケードおよび後続の血栓形成は、血液と混合されたフィブリンの蓄積を含む。エネルギーの送達は、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の標的部位における標的組織のアブレーションをもたらす。アブレーションは、熱アブレーションを含んでもよい。アブレーションは、無線周波数エネルギーの送達によって引き起こされてもよい。
いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーはさらに、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる神経組織の空胞変性ならびに/もしくは壊死または壊死様細胞死を引き起こし得る。
鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状は、鼻詰まりおよび鼻漏である。鼻詰まりまたは「鼻閉」は、鼻腔の内側の通路を覆う鼻組織および血管が過剰な流体で腫脹した状態になり、それによって、「息苦しい」感覚を引き起こすときに生じる。より具体的には、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素が、鼻詰まりを引き起こすことに関与する。そのような要素は、鼻粘膜、特に、神経信号に応答して粘液を産生することに関与する粘液腺、ならびに鼻組織の刺激または炎症に起因する血流の増加の結果として充血および腫脹した状態になり得る、関連付けられる血管を含む。鼻漏は、鼻腔が有意量の粘液流体で充填される状態である。鼻水が出ることとして一般的に公知である状態は、アレルギー(花粉症)または風邪等のあるウイルス感染症の症状として比較的に頻繁に生じる。
本発明は、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管系内の意図的血栓形成が、鼻炎、鼻詰まり、ならびに/もしくは鼻漏を治療する際に主要な臨床的利益を提供することを認識する。特に、本発明は、粘液産生腺を含む鼻粘膜と関連付けられる(すなわち、そこに血液供給を提供する)血管内に血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいてエネルギーを鼻腔内の組織に送達する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。血管内の血栓形成は、血管の管腔内の閉塞(閉塞症)を引き起こし、それによって、血液供給が効果的に断ち切られるであろうため、下層の鼻粘膜、具体的には、粘液腺の飢餓をもたらすであろう。ひいては、粘液腺は、粘液腺が十分な酸素供給を奪われた状態になるであろう状態である、低酸素症を被るであろう。結果として、粘液腺は、壊死を受け、それによって、そのような腺からの粘液産生を低減させる、または完全に排除するであろう。そのように、本システムおよび方法は、鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状、すなわち、鼻詰まりおよび鼻漏に対処する。
実施形態の多くは、鼻炎、鼻詰まり、および/または鼻漏の治療のために鼻領域内の組織(神経ならびに/もしくは非神経組織)を療法的に変調させるためのデバイス、システム、および方法に関して説明されるが、本明細書に説明されるものに加えて、他の用途および他の実施形態も、本開示の範囲内に該当することに留意されたい。例えば、本開示の少なくともいくつかの実施形態は、慢性副鼻腔炎および鼻出血の治療等の他の適応症の治療のために有用であり得る。特に、本明細書に説明される実施形態は、アレルギー性鼻炎、非アレルギー性鼻炎、慢性鼻炎、急性鼻炎、慢性副鼻腔炎、急性副鼻腔炎、慢性鼻副鼻腔炎、急性鼻副鼻腔炎、および/または薬剤耐性鼻炎を治療するように構成されてもよい。
標的神経が、深錐体神経および内部上顎動脈周囲神経叢からの交感神経寄与の一部を留保し、鼻閉塞に関する改良された転帰につながることによって、少なくともある程度の交感神経緊張を維持しながら、鼻粘膜に神経を分布させ続ける、節後副交感神経である、口蓋骨の全体を通して、裂溝、副孔、および微小孔を通して延在する枝の部位に対応する、精密な集束治療部位における神経を療法的に変調させることに加えて、本開示の実施形態は、限定ではないが、鼻粘膜および関連粘液腺を含む、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる標的構造に対応する精密な集束治療部位における非神経組織を療法的に変調させるように構成される。例えば、鼻詰まりまたは「鼻閉」は、鼻腔の内側の通路を覆う鼻組織および血管が過剰な流体で腫脹した状態になり、それによって、「息苦しい」感覚を引き起こすときに生じる。より具体的には、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素が、鼻詰まりを引き起こすことに関与する。前述で説明されたように、そのような要素は、神経信号に応答して粘液を産生することに関与する鼻粘膜および粘液腺、ならびに鼻組織の刺激または炎症に起因する血流の増加の結果として充血および腫脹した状態になり得る、関連付けられる血管を含む。ある実施形態では、療法的変調を受容する(すなわち、エネルギーの送達を受容する)ためのその標的構造は、例えば、本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、粘液腺と関連付けられる血管を含む。
本発明は、鼻腔内のある粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管系内の意図的血栓形成が、鼻炎、鼻詰まり、ならびに/もしくは鼻漏を治療する際に主要な臨床的利益を提供することを認識する。特に、本発明は、粘液産生腺を含む鼻粘膜と関連付けられる(すなわち、そこに血液供給を提供する)血管内に血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいてエネルギーを鼻腔内の組織に送達する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。血管内の血栓形成は、血管の管腔内の閉塞(閉塞症)を引き起こし、それによって、血液供給が効果的に断ち切られるであろうため、下層の鼻粘膜、具体的には、粘液腺の飢餓をもたらすであろう。ひいては、粘液腺は、粘液腺が十分な酸素供給を奪われた状態になるであろう状態である、低酸素症を被るであろう。結果として、粘液腺は、壊死を受け、それによって、そのような腺からの粘液産生を低減させる、または完全に排除するであろう。そのように、本システムおよび方法は、鼻炎の最もよく見られる影響力の強い症状、すなわち、鼻詰まりおよび鼻漏に対処する。
本発明の側面は、鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つの治療のために患者の鼻腔内に設置されるべきエンドエフェクタを含む、治療デバイスを含む、システムを用いて遂行される。治療デバイスは、エネルギーを鼻腔内の1つ以上の標的部位に送達するように構成される複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える。例えば、エンドエフェクタは、複数の支柱を中心として配列され得る、微小電極アレイを含んでもよい。複数の支柱はそれぞれ、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。鼻腔内に位置付けられたとき、支柱は、1つ以上の標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触する。いったん定位置に来ると、療法的エネルギーは、粘液産生および/または粘膜充血要素、すなわち、鼻粘液ならびに関連付けられる粘液産生腺と関連付けられる、1つ以上の血管内に血栓形成を引き起こすために十分に、複数の電極のそれぞれによって送達される。特に、エネルギーは、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起し、それによって、壁の完全性を維持し、破裂の危険性を防止する、または低減させるように、壁自体への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血栓形成のための血管の管腔内の血栓症カスケードを開始するために十分なレベルにおいて送達される。例えば、いくつかの事例では、本システムおよび方法はさらに、意図的血栓形成(すなわち、内皮脱離)を引き起こすために十分であるが、そうでなければ血管壁を損傷するであろう、ある閾値レベルを下回る、送達されるべきエネルギーのレベルを判定するように構成される、コントローラを含んでもよい。血栓形成は、血管の管腔を効果的に閉塞し、粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症ならびに最終的な壊死をもたらし、それによって、鼻腔内の粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させる。
そのように、治療デバイスは、鼻腔内の解剖学的変動に高度に共形化することが可能であり、さらに、オペレータが、鼻腔内の標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施することを可能にし、所望の効果、すなわち、鼻粘膜、特に、粘液腺の後続の低酸素症および壊死のための標的血管内の血栓形成を引き起こし、粘液産生を低減させる、または排除する。故に、本発明は、鼻炎症状、最も着目すべきこととして、鼻詰まりおよび鼻漏を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。
したがって、本発明は、いくつかの事例では、鼻の生体構造内の種々の組織(神経組織および非神経組織)の存在、場所、ならびに深度を把握することが、意図しない損傷を最小限にしながら、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管系を精密に標的化し、所望の効果(すなわち、そのような血管内の血栓形成)を提供する能力を提供することを認識する。例えば、鼻の生体構造内の神経組織ならびに非神経組織(すなわち、鼻粘膜、粘液産生腺、混合腺、血管等)の深度は、鼻領域および治療が適用されている鼻腔内の場所に応じて、変動する。本発明のシステムおよび方法はさらに、鼻腔内で治療手技を実施するときに非標的組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、ある粘液産生および/または粘膜充血要素の機能と関連付けられる標的血管の精密な場所(例えば、深度)に適応するようにエネルギー送達を調整する能力を含んでもよい。特に、本発明は、粘液腺と関連付けられる1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こし、それによって、血管自体への過剰な損傷を防止し(すなわち、血管の完全性を維持し)、さらに、周辺非標的組織への損傷を最小限にし、または防止しながら、粘液腺からの粘液産生の後続の減少もしくは完全な排除のために、そのような腺の局所低酸素症および最終的な壊死をもたらすために十分なレベルにエネルギー送達を調整することを可能にする。そのように、本発明はまた、鼻副鼻腔炎状態の治療、最も着目すべきこととして、鼻詰まりの治療のために、手技の間の非標的組織への不要な付随的損傷を引き起こす問題を解決する。
例えば、微小電極アレイは、電極のそれぞれの個別の位置における粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管の存在および深度/場所を感知するように構成される、電極の少なくともサブセットを含んでもよい。ひいては、コントローラは、そのようなデータを処理し、1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こすために十分な複数の電極のそれぞれによって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定し、エネルギーは、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起し、それによって、血管壁の完全性を維持する(すなわち、破裂を防止する)ように、血管壁への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血栓形成のための血管の管腔内の血栓症カスケードを開始するために十分なレベルにおいて送達される。より具体的には、エンドエフェクタからのフィードバックデータに基づいて、コントローラは、治療手技の間の周辺構造への過剰な損傷および破壊を防止することに重要である、標的血管の深度、ならびに他の生理学的、生体電気、および/または熱的性質を含む、組織の変動に適応するための所与の位置におけるエネルギー送達の調整を可能にする。
さらに、本開示の実施形態は、限定ではないが、鼻粘膜および関連粘液腺を含む、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管に対応する、精密な集束治療部位における非神経組織を療法的に変調させるように構成される。
図13Bは、患者の鼻腔内の状態を治療するための方法500の一実施形態を図示する、フロー図である。方法500は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスを提供すること(動作510)と、患者の鼻腔内でエンドエフェクタを前進させること(動作520)とを含む。エンドエフェクタは、概して、複数の支柱を中心として配列される微小電極アレイを含み、複数の支柱はそれぞれ、鼻腔内の解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。鼻腔内に位置付けられたとき、支柱は、標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触する。エンドエフェクタは、概して、例えば、粘膜下腺等の粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる、1つ以上の標的部位まで前進されてもよい。
方法500はさらに、粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こし、粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症をもたらし、それによって、粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させるために十分なレベルにおいて、複数の電極のそれぞれからエネルギーを送達することを含む。特に、エネルギーは、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起し、それによって、壁の完全性を維持し、破裂の危険性を防止する、または低減させるように、壁自体への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血栓形成のための血管の管腔内の血栓症カスケードを開始するために十分なレベルにおいて送達される。例えば、いくつかの事例では、送達されるエネルギーのレベルは、意図的血栓形成(すなわち、内皮脱離)を引き起こすために十分であるが、そうでなければ血管壁を損傷するであろう、ある閾値レベルを下回り、それによって、壁の完全性を維持する(すなわち、破裂を防止する)。血栓形成は、血管の管腔を効果的に閉塞し、粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症ならびに最終的な壊死をもたらし、それによって、鼻腔内の粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させる。
そのように、治療デバイスは、鼻腔内の解剖学的変動に高度に共形化することが可能であり、さらに、オペレータが、鼻腔内の標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施することを可能にし、所望の効果、すなわち、鼻粘膜、特に、粘液腺の後続の低酸素症および壊死のための標的血管内の血栓形成を引き起こし、粘液産生を低減させる、または排除する。故に、本発明は、鼻炎症状、最も着目すべきこととして、鼻詰まりおよび鼻漏を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。
例えば、粘液は、粘膜によって産生され、それを被覆する。粘液は、典型的には、粘液腺内で見出される細胞から産生されるが、これはまた、漿液および粘液細胞の両方を含有する、混合腺から生じ得る。これは、無機塩と、殺菌酵素(リゾチーム等)と、免疫グロブリンと、粘膜および粘膜下腺内の杯細胞によって産生されるラクトフェリンおよびムチン等の糖タンパク質とを含有する、粘性コロイドである。
鼻粘液は、鼻粘膜によって産生される。埃、粒子状汚染物質、およびアレルゲン等の小粒子、ならびに感染性因子および細菌が、粘性鼻粘液内で捕捉され、体系に進入しないように防止される。本事象は、中咽頭に向かった呼吸粘液層の継続的移動(粘膜毛様体クリアランス)とともに、異物が呼吸の間に肺に進入しないように防止することに役立つ。これは、咳が、多くの場合、煙草を喫煙する者に生じる理由を解説する。身体の自然な反応は、粘液産生を増加させることである。加えて、粘液は、吸気を保湿することを補助し、鼻および気道上皮等の組織が乾燥しないように防止する。鼻および気道粘液が、持続的に産生され、その大部分が、乾燥しているときでさえも無意識に嚥下される。
気道内の粘液産生の増加は、風邪およびインフルエンザ等の多くの一般的な病気の症状である。粘液過剰分泌が、呼吸アレルギー、喘息、および慢性気管支炎等の炎症性呼吸器疾患において生じ得る。鼻および喉内の粘液の存在は、正常であるが、増加した量は、快適な呼吸を妨げ得、鼻をかむこと、または喉から痰としてそれを喀出することによって、一掃されなければならない。
鼻粘膜または呼吸粘膜は、鼻腔を覆う粘膜であり、鼻甲介の骨膜または軟骨膜に密接に付着している。これは、鼻孔を通して皮膚と、かつ鼻甲介を通して咽頭の鼻部の粘膜と連続的である。鼻腔から、結膜とのその連続性は、鼻涙および涙管を通して、前頭、篩骨、蝶形骨、および上顎洞を伴って、鼻道内のいくつかの開口部を通して辿られ得る。粘膜は、鼻甲介にわたって最も厚く、最も血管が多い。これはまた、中隔にわたって厚いが、鼻道内で鼻腔の底部上および種々の洞内では非常に薄い。これは、小児および成人において最もよく見られる感染組織のうちの1つである。本組織の炎症は、詰まった鼻、頭痛、口呼吸等の症状を伴って、毎日の活動の有意な侵害を引き起こし得る。
鼻粘膜は、血液供給のために関連付けられる血管に依拠する。故に、そのような血管を標的化し、変調させること(すなわち、具体的レベルのエネルギーをそこに送達すること)によって、血管によって供給される血液に依拠する、関連付けられる鼻粘膜および関連粘液腺が、結果として二次的効果に起因して標的化されることができる。例えば、エネルギーは、血管壁の完全性を維持し、さらに、非標的構造(例えば、他の血管、神経組織等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、所望の血栓形成効果のために標的血管を選択的に変調させるように、高度に標的化された様式で組織に印加されることができる。
特に、エネルギーは、1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいて送達されることができる。エネルギーは、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起するために十分なレベルにおいて送達されてもよく、これは、ひいては、1つ以上の血管の管腔内で血栓症カスケードを開始する。血栓症カスケードおよび後続の血栓形成は、例えば、血液と混合されたフィブリンの蓄積を含んでもよい。口語的に血塊と呼ばれる血栓は、止血における血液凝固ステップの最終生成物である。概して、血栓には2つの成分、すなわち、栓を形成する凝集血小板および赤血球、ならびに架橋フィブリンタンパク質のメッシュが存在する。血栓を構成する物質は、時として、血餅と呼ばれることもある。血栓は、通常、傷害に応答して生じる、止血プロセスが、負傷していない、またはわずかに負傷した血管内で活性化された状態になるときに、生じる。大血管内の血栓は、その血管を通して血流を減少させるであろう(壁在血栓と称される)。小血管では、血流は、完全に断ち切られ(閉塞性血栓と称される)、その血管によって供給される組織の死亡をもたらし得る。
血栓は、出血を防止することを意図している、傷害に対する健康な応答であるが、血塊が健康な血管を通した血流を妨害するときに、血栓症において有害であり得る。しかしながら、本事例では、血管系内の血栓形成は、主要な臨床的利益が存在するため、意図的である。特に、血管内の血栓形成は、血管の管腔内の閉塞(閉塞症)を引き起こし、それによって、血液供給が効果的に断ち切られるであろうため、下層の鼻粘膜、具体的には、粘液腺の飢餓をもたらすであろう。ひいては、粘液腺は、鼻粘膜、特に、粘液腺が十分な酸素供給を奪われた状態になるであろう状態である、低酸素症を被るであろう。ひいては、粘液腺は、壊死を受け、それによって、粘液を産生するその能力に影響を及ぼすであろう。
神経組織識別および精密精度療法的神経変調のためのシステムならびに方法
(発明の分野)
本発明はさらに、概して、血管および骨等の周辺または隣接非神経組織、ならびに非標的神経組織への付随的損傷を最小限にし、または回避しながら、神経学的状態の治療のために神経組織の検出、識別、および精密な標的化を提供するためのシステムならびに方法に関する。
本発明はさらに、概して、血管および骨等の周辺または隣接非神経組織、ならびに非標的神経組織への付随的損傷を最小限にし、または回避しながら、神経学的状態の治療のために神経組織の検出、識別、および精密な標的化を提供するためのシステムならびに方法に関する。
(背景)
神経変調は、電気的(または時として、医薬)作用物質を標的面積に直接送達することによる、神経活動の改変もしくは変調を指す。電気刺激の送達は、神経活動の部分的または完全不能化、もしくは他の効果的な妨害をもたらし得る。療法的神経変調は、例えば、ある状態および障害の治療のため、具体的には、疼痛緩和および/または機能の回復のために、神経線維に沿った神経連通を部分的もしくは完全に阻害する、低減させる、ならびに/もしくはブロックすることを含むことができる。神経変調を介して治療され得る、いくつかの状態および障害は、限定ではないが、いくつか例を挙げると、てんかん、片頭痛、脊髄傷害、パーキンソン病、および尿失禁を含む。
神経変調は、電気的(または時として、医薬)作用物質を標的面積に直接送達することによる、神経活動の改変もしくは変調を指す。電気刺激の送達は、神経活動の部分的または完全不能化、もしくは他の効果的な妨害をもたらし得る。療法的神経変調は、例えば、ある状態および障害の治療のため、具体的には、疼痛緩和および/または機能の回復のために、神経線維に沿った神経連通を部分的もしくは完全に阻害する、低減させる、ならびに/もしくはブロックすることを含むことができる。神経変調を介して治療され得る、いくつかの状態および障害は、限定ではないが、いくつか例を挙げると、てんかん、片頭痛、脊髄傷害、パーキンソン病、および尿失禁を含む。
神経変調治療手技は、それと関連付けられる状態または障害の後続の治療のための脳、脊髄、もしくは末梢神経への電極の適用を伴う。電極は、延長ケーブルを介して、必要な電気刺激を発生させるパルス発生器および電源に結合される。電流が、発生器から神経まで通過し、疼痛信号を阻害するか、またはそれらが以前は欠如していた神経インパルスを刺激するかのいずれかを行うことができる。重要なこととして、電極は、精密に設置されなければならず、電気刺激のレベルは、骨および血管等の周辺または隣接非神経構造、ならびに非標的神経組織に付随的損傷を生成することを回避する、もしくは最小限にするように制御されなければならない。
末梢神経刺激は、末梢神経学的状態および慢性疼痛を含む状態を治療するための一般的に使用されているアプローチである。電極の正確な設置および標的末梢神経への電気刺激のレベルを確立するために、末梢神経刺激治療は、典型的には、初期試験または試行周期を要求する。例えば、小型電気デバイス(ワイヤ様電極)が、外科的に埋め込まれ、末梢神経のうちの1つの隣に設置される。電極は、初期試験周期(試行)の間に高速電気パルスを送達し、電気パルスが所望の効果をもたらすかどうかを判定する。いったん所望の効果が(再配置および/または電気刺激レベルの調節を介して)確立されると、より恒久的な電極が、患者の身体の中に埋め込まれてもよい。故に、現在の神経変調手技、着目すべきこととして、末梢神経の神経変調の欠点は、そのような手技が、神経組織を精密に標的化することができず、それによって、周辺非神経組織(血管等)および/または他の非標的神経組織に有意な付随的損傷を引き起こす危険性を示すことである。
(要約)
本発明は、神経変調治療に先立って、所与の標的部位における神経組織の形態および具体的神経タイプを含む、神経組織の具体的性質を把握することが、その神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、所与の神経組織の具体的神経タイプは、所望の効果を引き起こすために要求される電気刺激のレベルを決定付ける。さらに、神経組織の深度を含む、神経組織の物理的性質はさらに、効果的な療法的神経変調をもたらすために必要な電気刺激のレベルに影響を及ぼす。例えば、神経組織のタイプは、ある標的部位において変動し得、神経組織深度は、治療が適用されることになる患者の身体の具体的領域に応じて、変動し得る。本発明は、神経変調治療に先立って、標的部位における神経組織のタイプを判定し、結果として生じる微小病変が、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、治療されるべき具体的神経組織および所与の部位における神経組織の精密な場所(例えば、深度)に適応するように、そのような判定に基づいてエネルギー出力を調整する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。そのように、本発明は、本システムおよび方法が、神経変調治療に先立って、意図された神経組織の神経タイプ、場所、および他の性質を検出ならびに識別することが可能であるため、神経変調手技の間に微小病変を発生させるときに非神経組織に不要な付随的損傷を引き起こす問題を解決する。
本発明は、神経変調治療に先立って、所与の標的部位における神経組織の形態および具体的神経タイプを含む、神経組織の具体的性質を把握することが、その神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、所与の神経組織の具体的神経タイプは、所望の効果を引き起こすために要求される電気刺激のレベルを決定付ける。さらに、神経組織の深度を含む、神経組織の物理的性質はさらに、効果的な療法的神経変調をもたらすために必要な電気刺激のレベルに影響を及ぼす。例えば、神経組織のタイプは、ある標的部位において変動し得、神経組織深度は、治療が適用されることになる患者の身体の具体的領域に応じて、変動し得る。本発明は、神経変調治療に先立って、標的部位における神経組織のタイプを判定し、結果として生じる微小病変が、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、治療されるべき具体的神経組織および所与の部位における神経組織の精密な場所(例えば、深度)に適応するように、そのような判定に基づいてエネルギー出力を調整する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。そのように、本発明は、本システムおよび方法が、神経変調治療に先立って、意図された神経組織の神経タイプ、場所、および他の性質を検出ならびに識別することが可能であるため、神経変調手技の間に微小病変を発生させるときに非神経組織に不要な付随的損傷を引き起こす問題を解決する。
本発明の側面は、治療デバイスと、治療デバイスからのエネルギー出力の精密な制御および標的化を提供するためのコントローラとを含む、本明細書に前述で説明されたシステムおよび方法を用いて遂行される。治療デバイスは、複数の電極から成る電極アレイを備える、エンドエフェクタを含む。電極アレイは、電極のそれぞれの個別の位置における神経組織の存在、ならびに神経組織の形態を感知し、さらに、そのようなデータをコントローラに伝達するように構成される、電極の少なくともサブセットを含む。ひいては、コントローラは、そのようなデータを処理し、標的部位における神経組織のタイプを判定する。コントローラはさらに、少なくとも部分的に、神経組織のタイプに基づいて、複数の電極のうちの1つ以上によって送達されるべきエネルギーのレベルを判定する。一実施例では、エンドエフェクタからのエネルギー出力のレベルは、エンドエフェクタの電極および/またはセンサによって捕捉されるフィードバックデータに基づいて、神経学的状態を診断するために有用な診断エネルギーレベルにあってもよい。別の実施例では、エンドエフェクタからのエネルギー出力のレベルは、神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、神経組織を療法的に変調させる(例えば、アブレートする)ために十分な療法的エネルギーレベルにあってもよい。
電極アレイの複数の電極は、コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成されてもよい。故に、神経変調エネルギーは、高度に標的化された様式で組織に印加され、非標的構造(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的構造を選択的に変調させることができる。そのように、本発明は、オペレータが、標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施し、他の非標的組織(例えば、血管、他の非標的神経組織等)に付随的損傷または妨害を引き起こすことなく、神経信号の多点遮断を引き起こし得るように、前例のない制御をオペレータに提供する、神経変調治療システムを提供する。より具体的には、療法的エネルギーの送達に先立って、治療デバイスからの初期フィードバックデータに基づいて、神経組織の具体的タイプならびに神経組織の他の性質が、識別される。ひいては、コントローラは、結果として生じる微小病変が、治療手技の間の周辺構造への過剰な損傷および破壊を防止することに重要である、神経組織の具体的タイプ、神経組織の深度、ならびに他の生理学的、生体電気、および/または熱的性質を含む、神経組織の変動に適応するように、エネルギー出力の調整を可能にする。
故に、本発明のシステムは、非神経組織(例えば、血管)または非標的神経組織への付随的損傷もしくは妨害を引き起こすことなく、意図された神経構造の療法的変調のための意図された標的部位へのエネルギーの精密な集束印加、具体的には、神経信号の多点遮断をもたらす複数の微小病変の生成を含む、神経学的状態または障害を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。神経組織に沿った微小病変の生成は、種々の理由により、重要である。複数の微小病変の生成、および結果として生じる多点遮断は、ある神経と関連付けられる種々の進入点および経路を考慮する。複数の微小病変はさらに、神経組織の機能的整合および再生を防止するため、治療の効果が長続きするために必須である、神経経路に沿った1つを上回る断絶を生成する。さらに、コントローラは、電極アレイの電極の独立した制御によって、神経組織に沿った個別の場所における任意の所与の微小病変のサイズおよび形状を合わせ、それによって、神経タイプ、および、例えば、任意の所与の場所における神経組織深度の変動を考慮することによって、治療の有効性をさらに向上させることが可能である。複数の微小病変の生成は、さらなる潜在的危険性を示す、単一の連続病変よりもはるかに効果的である。
本発明の一側面は、末梢神経学的状態を治療するためのシステムを提供する。本システムは、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラとを含む。コントローラは、1つ以上の標的部位に対する複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度と少なくとも関連付けられる、データをデバイスから受信するように構成される。コントローラはさらに、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定するように構成される。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、少なくとも複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度を感知し、深度と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成される。例えば、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度を含む、1つ以上の性質を感知するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも部分的に、デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。フィードバックデータは、例えば、1つ以上の標的部位における個別の位置における神経組織と関連付けられる、1つ以上の性質を含んでもよく、1つ以上の性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える。いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、非療法的刺激エネルギーに応答して、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成される。性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、電極のうちの少なくともいくつかは、コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。例えば、電極のうちの少なくともいくつかは、個別の位置における神経組織をアブレートするために十分な個別の位置において送達されるべき異なるレベルのエネルギーを有する。
本発明の別の側面は、末梢神経学的状態を治療するための方法を提供する。本方法は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイス、およびデバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラを提供することと、患者と関連付けられる1つ以上の標的部位にエンドエフェクタを位置付けることとを含む。本方法はさらに、コントローラを介して、1つ以上の標的部位における複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度と少なくとも関連付けられるデータをデバイスから受信することを含む。本方法はさらに、コントローラを介して、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することを含む。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、少なくとも複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度を感知し、深度と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成される。例えば、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度を含む、1つ以上の性質を感知するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも部分的に、デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられてもよい。例えば、フィードバックデータは、1つ以上の標的部位における個別の位置における神経組織と関連付けられる、1つ以上の性質を含んでもよい。1つ以上の性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、非療法的刺激エネルギーに応答して、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成される。性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性を引き起こし得る。例えば、いくつかの実施形態では、複数の電極のそれぞれによって送達されるエネルギーは、各位置において神経組織の空胞変性を引き起こす。いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性をもたらすイオン撹拌を引き起こす。なおも依然として、いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性および/または神経組織の壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす。さらに依然として、いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、それを通して神経組織への細胞外液が神経細管の中に通過する、浸透ポテンシャル変化によってイオン攪拌を引き起こし、それによって、神経組織の空胞変性および/または壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす。
本発明の別の側面は、患者の神経学的状態を診断および/または治療するためのシステムを提供する。本システムは、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラとを含む。コントローラは、標的部位における神経組織と関連付けられるデータをデバイスから受信し、データを処理し、標的部位における神経組織のタイプを判定し、標的部位における神経組織のタイプに基づいて、エンドエフェクタからのエネルギー出力を判定するように構成される。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタからのエネルギー出力は、診断エネルギーレベルまたは療法的エネルギーレベルにあってもよい。したがって、一実施形態では、複数の電極のサブセットは、診断フィードバックに関して神経組織を変調させ、標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、非療法的エネルギーを標的部位に送達するように構成されてもよい。ひいては、複数の電極のサブセットは、非療法的エネルギーに応答して、神経組織の1つ以上の性質を感知し、神経学的状態を診断するための後続の処理のために、神経組織の1つ以上の性質と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成されてもよい。他の実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を療法的に変調させ、標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、療法的エネルギーを標的部位に送達するように構成される。
いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、標的部位における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知し、1つ以上の性質と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成される。複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを標的部位に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および形態を含む、1つ以上の性質を感知するように構成されてもよい。形態は、神経組織の生理学的性質および生体電気性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを含んでもよい。コントローラは、少なくとも部分的に形態に基づいて、神経組織タイプを判定するように構成されてもよい。
本発明の別の側面は、患者の神経学的状態を診断および/または治療するための方法を提供する。本方法は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイス、およびデバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラを提供することを含む。本方法はさらに、患者と関連付けられる標的部位にエンドエフェクタを位置付けることを含む。本方法は、コントローラを介して、標的部位における神経組織と関連付けられるデータをデバイスから受信することと、コントローラを介して、データを処理し、標的部位における神経組織のタイプを判定することとを含む。本方法はさらに、コントローラを介して、標的部位における神経組織のタイプに基づいて、エンドエフェクタからのエネルギー出力を判定することを含む。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタからのエネルギー出力は、診断エネルギーレベルまたは療法的エネルギーレベルにある。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、複数の電極のサブセットを介して、診断フィードバックに関して神経組織を変調させ、標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、非療法的エネルギーを標的部位に送達することを含む。したがって、いくつかの実施形態では、本方法は、複数の電極のサブセットを介して、非療法的エネルギーに応答して、神経組織の1つ以上の性質を感知し、神経学的状態を診断するための後続の処理のために、神経組織の1つ以上の性質と関連付けられるデータをコントローラに送達することを含む。他の実施形態では、本方法は、複数の電極のサブセットを介して、神経組織を療法的に変調させ、標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、療法的エネルギーを標的部位に送達することを含む。
いくつかの実施形態では、本方法は、複数の電極のサブセットを介して、標的部位における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知し、1つ以上の性質と関連付けられるデータをコントローラに送達することを含む。本方法はさらに、複数の電極のサブセットを介して、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを標的部位に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および形態を含む、1つ以上の性質を感知することを含む。形態は、神経組織の生理学的性質および生体電気性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。コントローラは、少なくとも部分的に形態に基づいて、神経組織タイプを判定するように構成される。
(詳細な説明)
神経変調は、神経に直接作用する技術である。これは、電気的または医薬作用物質を標的面積に直接送達することによる、神経活動の改変もしくは変調である。神経変調デバイスおよび治療は、種々の状態ならびに障害を治療することに極めて効果的であることが示されている。神経変調のための最もよく見られる適応症は、慢性疼痛の治療である。しかしながら、長年にわたる神経変調用途の数は、パーキンソン病のための脳深部刺激(DBS)治療、骨盤障害および失禁のための仙骨神経刺激、ならびに虚血性障害(狭心症、末梢血管疾患)のための脊髄刺激等の単なる慢性疼痛の治療以上のものを含むように増加している。
神経変調は、神経に直接作用する技術である。これは、電気的または医薬作用物質を標的面積に直接送達することによる、神経活動の改変もしくは変調である。神経変調デバイスおよび治療は、種々の状態ならびに障害を治療することに極めて効果的であることが示されている。神経変調のための最もよく見られる適応症は、慢性疼痛の治療である。しかしながら、長年にわたる神経変調用途の数は、パーキンソン病のための脳深部刺激(DBS)治療、骨盤障害および失禁のための仙骨神経刺激、ならびに虚血性障害(狭心症、末梢血管疾患)のための脊髄刺激等の単なる慢性疼痛の治療以上のものを含むように増加している。
神経変調は、末梢神経学的障害の治療において特に有用である。現在、1つの神経または多くの神経に影響を及ぼし得る、100種類超の末梢神経障害が存在している。いくつかは、糖尿病の神経問題のような他の疾患の結果である。ギラン・バレー症候群のような他のものは、ウイルス感染後に起こる。なおも他のものは、手根管症候群または胸郭出口症候群のような神経圧迫に由来する。ある場合には、複合性局所疼痛症候群および上腕神経叢傷害のように、問題は、傷害後に始まる。しかしながら、一部の人々は、末梢神経学的障害を伴って生まれる。
末梢神経刺激は、ある複合性局所疼痛症候群、末梢神経傷害に起因する疼痛、および同等物を含む、非常に具体的な臨床適応症のために確立されている。末梢神経刺激の一般的な用途のうちのいくつかは、背部痛の治療、片頭痛の治療のための後頭神経刺激、および膀胱失禁で使用するために研究されている陰部神経刺激を含む。
本発明は、神経変調治療に先立って、所与の標的部位における神経組織の形態および具体的神経タイプを含む、神経組織の具体的性質を把握することが、その神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、所与の神経組織の具体的神経タイプは、所望の効果を引き起こすために要求される電気刺激のレベルを決定付ける。さらに、神経組織の場所および深度を含む、神経組織の物理的性質はさらに、効果的な療法的神経変調をもたらすために必要な電気刺激のレベルに影響を及ぼす。例えば、神経組織のタイプは、ある標的部位において変動し得、神経組織深度は、治療が適用されることになる患者の身体の具体的領域に応じて、変動し得る。
本発明は、神経変調治療に先立って、標的部位における神経組織のタイプを判定し、結果として生じる微小病変が、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、治療されるべき具体的神経組織および所与の部位における神経組織の精密な場所(例えば、深度)に適応するように、そのような判定に基づいてエネルギー出力を調整する能力を伴うシステムおよび方法を提供する。そのように、本発明は、本システムおよび方法が、神経変調治療に先立って、意図された神経組織の神経タイプ、場所、および他の性質を検出ならびに識別することが可能であるため、神経変調手技の間に微小病変を発生させるときに非神経組織に不要な付随的損傷を引き起こす問題を解決する。
実施形態の多くは、末梢神経系(PNS)と関連付けられる神経を療法的に変調させるためのデバイス、システム、および方法、したがって、末梢神経学的状態または障害の治療に関して説明されるが、本明細書に説明されるものに加えて、他の用途および他の実施形態も、本開示の範囲内に該当することに留意されたい。例えば、本開示の少なくともいくつかの実施形態は、中枢神経系と関連付けられる障害の治療等の他の障害の治療のために有用であり得る。
図1Aおよび1Bを参照すると、療法的神経変調システム100は、本開示のいくつかの実施形態による、ハンドヘルドデバイス102を使用することによって、患者の神経学的状態を治療するために使用されることができる。前述で説明されたように、システム100は、概して、神経変調デバイス102と、デバイス102が接続されることになる、神経変調コンソール104とを含む。図2に戻って参照すると、ハンドヘルド神経変調デバイス102に結合されるコンソール104の概略図は、神経学的障害の治療のために、エネルギーを患者の1つ以上の標的部位における組織に送達するためのエンドエフェクタ114の例示的実施形態を図示する。図示されるように、神経変調デバイス102は、エンドエフェクタ114と、エンドエフェクタ114と動作可能に関連付けられるシャフト116と、シャフト116と動作可能に関連付けられるハンドル118とを含む、ハンドヘルドデバイスである。エンドエフェクタ114は、圧潰可能/格納式および拡張可能であり、それによって、エンドエフェクタ114が、患者内の1つ以上の標的部位への送達に応じて、低侵襲性(すなわち、圧潰または後退状態)であり、次いで、いったん標的部位に位置付けられると、拡張されることを可能にし得る。用語「エンドエフェクタ」および「療法的アセンブリ」は、本開示の全体を通して同義的に使用され得ることに留意されたい。
例えば、手技を実施する外科医または他の医療専門家が、ハンドル118を利用し、シャフト116を操作し、所望の標的部位まで前進させることができ、シャフト116は、関連付けられる神経学的状態または障害の後続の治療のために神経変調を受けるように、神経組織と関連付けられる患者の一部内の治療または標的部位において管腔内で少なくともその遠位部分を位置付けるように構成される。1つ以上の標的部位は、概して、末梢神経線維と関連付けられ得る。標的部位は、標的神経が位置する領域、体積、または面積であってもよく、患者の生体構造に応じて、サイズおよび形状が異なり得る。いったん位置付けられると、エンドエフェクタ114は、展開され、続いて、エネルギーを1つ以上の標的部位に送達してもよい。送達されるエネルギーは、神経組織を特定し、さらに、神経組織の1つ以上の性質を感知するための周波数における非療法的刺激エネルギーであってもよい。例えば、エンドエフェクタ114は、電極のそれぞれの個別の位置における神経組織の存在、ならびに神経組織の形態を感知するように構成される、電極の少なくともサブセットを含む、電極アレイを含んでもよく、そのようなデータは、コンソール104を介して、神経組織のタイプを判定するために使用されてもよい。神経組織タイプの識別に基づいて、エンドエフェクタ114から標的部位上に送達されるエネルギーは、神経組織を療法的に変調させ、血管および/または骨等の標的部位における非標的神経組織ならびに/もしくは非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分なレベルにおける療法的刺激エネルギー(コントローラ104を介して、神経組織タイプに基づいて調整される)であってもよい。故に、エンドエフェクタ114は、付随的損傷を最小限にし、および/または防止しながら、末梢神経学的状態または障害を治療するように、着目神経、特に、そのような状態または障害と関連付けられる神経を療法的に変調させることが可能である。
例えば、エンドエフェクタ114は、神経組織の存在および/または具体的性質を感知するため、もしくは神経組織を療法的に変調させるために使用され得る、エネルギーを標的組織に送達するように構成される、電極等の少なくとも1つのエネルギー送達要素を含んでもよい。例えば、1つ以上の電極が、エンドエフェクタ114の1つ以上の部分によって提供されてもよく、電極は、電磁神経変調エネルギー(例えば、無線周波数(RF)エネルギー)を標的部位に印加するように構成されてもよい。他の実施形態では、エンドエフェクタ114は、凍結療法的冷却、超音波エネルギー(例えば、高強度集束超音波(「HIFU」)エネルギー)、マイクロ波エネルギー(例えば、マイクロ波アンテナを介した)、直接加熱、高および/または低出力レーザエネルギー、機械的振動、ならびに/もしくは屈折力等の種々の他のモダリティを使用して、療法的神経変調を提供するように構成される、他のエネルギー送達要素を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ114は、1つ以上の温度センサ(例えば、熱電対、サーミスタ等)、インピーダンスセンサ、および/または他のセンサ等の1つ以上のセンサ(図示せず)を含んでもよい。センサおよび/または電極は、シャフト116を通して延在する1つ以上のワイヤに接続され、センサへおよびそれから信号を伝送し、ならびに/もしくはエネルギーを電極に伝達するように構成されてもよい。
示されるように、デバイス102は、ケーブル120等の有線接続を介してコンソール104に動作可能に結合される。しかしながら、デバイス102およびコンソール104は、無線接続を介して相互に動作可能に結合され得ることに留意されたい。コンソール104は、限定ではないが、神経変調デバイス102の制御、監視、供給、および/または別様に支持動作を含み得る、神経変調デバイス102のための種々の機能を提供するように構成される。例えば、神経変調デバイス102が、電極ベース、熱要素ベース、および/またはトランスデューサベースの治療のために構成されるとき、コンソール104は、RFエネルギー(例えば、単極、双極、または多極RFエネルギー)、パルス電気エネルギー、マイクロ波エネルギー、光学エネルギー、超音波エネルギー(例えば、管腔内に送達される超音波ならびに/もしくはHIFU)、直接熱エネルギー、放射線(例えば、赤外線、可視、および/またはガンマ放射線)、ならびに/もしくは別の好適なタイプのエネルギーを発生させるように構成される、エネルギー発生器106を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、コンソール104は、神経変調デバイス102に通信可能に結合される、コントローラ107を含んでもよい。しかしながら、本明細書に説明される実施形態では、コントローラ107は、概して、神経変調デバイス102のハンドル118によって担持され、その内側に提供されてもよい。コントローラ107は、直接、および/またはコンソール104を介して、エンドエフェクタ114によって提供される1つ以上の電極の動作を開始、終了、ならびに/もしくは調節するように構成される。例えば、コントローラ107は、自動制御アルゴリズムを実行するように、および/またはオペレータ(例えば、外科医または他の医療専門家もしくは臨床医)から制御命令を受信するように構成されることができる。例えば、コントローラ107および/またはコンソール104の他のコンポーネント(例えば、プロセッサ、メモリ等)は、コントローラ107によって実行されると、デバイス102にある機能を実施させる(例えば、具体的様式でエネルギーを印加させる、インピーダンスを検出させる、温度を検出させる、神経場所または解剖学的構造を検出させる等)、命令を搬送する、コンピュータ可読媒体を含むことができる。メモリは、揮発性および不揮発性記憶のための種々のハードウェアデバイスのうちの1つ以上を含み、読取専用および書込可能メモリの両方を含むことができる。例えば、メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、CPUレジスタ、読取専用メモリ(ROM)、およびフラッシュメモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD、DVD、磁気記憶デバイス、テープドライブ、デバイスバッファ等の書込可能不揮発性メモリを備えることができる。メモリは、下層のハードウェアから切り離された伝搬信号ではなく、メモリは、したがって、非一過性である。
コンソール104はさらに、評価/フィードバックアルゴリズム110を介して、治療手技の前、間、および/または後に、フィードバックをオペレータに提供するように構成されてもよい。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110は、治療部位における神経の場所、治療部位における組織の温度、および/または治療部位における神経への療法的神経変調の影響と関連付けられる情報を提供するように構成されることができる。ある実施形態では、評価/フィードバックアルゴリズム110は、治療の有効性を確認する、および/またはシステム100の所望の性能を向上させるための特徴を含むことができる。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110は、コントローラ107と併せて、療法の間に治療部位における温度を監視し、温度が事前判定された最大値(例えば、RFエネルギーを印加するとき)または事前判定された最小値(例えば、凍結療法を適用するとき)に到達するときに、エネルギー送達を自動的に止めるように構成されることができる。他の実施形態では、評価/フィードバックアルゴリズム110は、コントローラ107と併せて、事前判定された最大時間、(すなわち、基準インピーダンス測定と比較して)標的組織の事前判定された最大インピーダンス上昇、標的組織の事前判定された最大インピーダンス、および/または自律機能と関連付けられるバイオマーカに関する他の閾値後に、治療を自動的に終了するように構成されることができる。システム100の動作と関連付けられる本および他の情報は、コンソール104上のディスプレイおよび/またはタブレットもしくはモニタ等のコンソール104に通信可能に結合される別個のディスプレイ(図示せず)を介して提供される、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)112を介して、オペレータに通信されることができる。GUI112は、概して、デバイス102がプライミングされ、治療を実施する準備ができているときを示すこと、および治療が完了したときを示すことを含む、手技の間に療法のステータスをさらに提供すること等の手技のための動作命令を提供してもよい。
例えば、前述で説明されたように、エンドエフェクタ114および/またはシステム100の他の部分は、標的部位における異種組織の種々のパラメータを検出し、標的部位における生体構造(例えば、組織タイプ、組織場所、血管系、骨構造、孔、副鼻腔等)を判定し、神経ならびに/もしくは他の構造を特定し、神経マッピングを可能にするように構成されることができる。例えば、エンドエフェクタ114は、本明細書にさらに詳細に説明されるように、標的領域内の神経組織または線維の存在を示す、インピーダンス、誘電性質、温度、および/または他の性質を検出するように構成されてもよい。
図1Aに示されるように、コンソール104はさらに、具体的には、適切なセンサ(例えば、温度センサおよび/またはインピーダンスセンサ、もしくは同等物)によって感知される、データ(すなわち、標的部位における組織の検出された電気的ならびに/もしくは熱的測定)をエンドエフェクタ114から受信し、本情報を処理し、神経の存在、神経の場所、標的部位における神経活動、および/または生理学的性質(例えば、深度)、生体電気性質、ならびに熱的性質等の神経組織の他の性質を識別するように構成される、監視システム108を含んでもよい。神経監視システム108は、ケーブル120を通して、かつシャフト116の長さを通して延在する、信号ワイヤ(例えば、銅ワイヤ)を介して、エンドエフェクタ114の電極および/または他の特徴に動作可能に結合されることができる。他の実施形態では、エンドエフェクタ114は、他の好適な通信手段を使用して、神経監視システム108に通信可能に結合されることができる。
神経監視システム108は、療法的神経変調の前の神経場所および活動を判定し、所望の神経の位置に対応する精密な治療領域を判定することができる。神経監視システム108はさらに、治療の間に療法的神経変調の効果を判定する、および/または治療後に療法的神経変調が標的神経を所望の程度に治療したかどうかを評価するために使用されることができる。本情報は、標的部位が神経変調のために好適であるかどうか等の標的部位に近接する神経に関連する種々の判定を行うために使用されることができる。加えて、神経監視システム108はまた、療法的神経変調の前および後の検出された神経場所および/または活動を比較し、神経活動の変化を事前判定された閾値と比較し、療法的神経変調の適用が治療部位を横断して効果的であったかどうかを査定することができる。例えば、神経監視システム108はさらに、療法的神経変調の前および後にエンドエフェクタ114によって得られるニューロンの電気活動の記録に基づいて、神経電気記録図(ENG)信号を判定することができる。神経変調後に得られるENG信号の統計的に有意義な(例えば、測定可能または顕著な)減少は、神経が十分にアブレートされたというインジケータの役割を果たすことができる。神経監視システム108の付加的特徴および機能、ならびに所与の治療のための最適な療法が投与されることを確実にするためのリアルタイムフィードバック能力を提供するための評価/フィードバックアルゴリズム110を含む、コンソール104の種々のコンポーネントの他の機能が、それぞれの内容が参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、少なくとも米国公開第2016/0331459号および米国公開第2018/0133460号に説明される。
神経変調デバイス102は、末梢神経の後続の神経変調および対応する末梢神経学的状態または障害の治療のために、そのような神経と関連付けられる標的部位へのアクセスを提供する。末梢神経系は、左右相称動物の神経系を構成する2つの構成要素のうちの1つであり、他方の部分は、中枢神経系(CNS)である。PNSは、脳および脊髄の外側の神経ならびに神経節から成る。PNSの主要な機能は、CNSを四肢および器官に接続し、本質的に、脳および脊髄と身体の残りの部分との間の中継としての役割を果たすことである。末梢神経系は、体性神経系および自律神経系に分けられる。体性神経系では、脳神経が、網膜とともに視神経(第2脳神経)を例外として、PNSの一部である。第2脳神経は、真の末梢神経ではないが、間脳路である。脳神経節は、CNSで生じた。しかしながら、残りの10本の脳神経軸索は、脳を越えて延在し、したがって、PNSの一部と見なされる。自律神経系は、平滑筋および腺にわたって不随意制御を及ぼす。CNSと器官との間の接続は、本体系が、2つの異なる機能的状態、すなわち、交感神経および副交感神経であることを可能にする。故に、本発明のデバイス、システム、および方法は、対応する末梢神経学的状態または障害の治療のために、末梢神経系と関連付けられる神経の検出、識別、および精密な標的化において有用である。
末梢神経学的状態または障害は、限定ではないが、いくつか例を挙げると、慢性疼痛、運動障害、てんかん、精神障害、心臓血管障害、胃腸障害、泌尿生殖器障害を含んでもよい。例えば、慢性疼痛は、頭痛、複合性局所疼痛症候群、神経障害、末梢神経痛、虚血性疼痛、脊椎手術後疼痛症候群、および三叉神経痛を含んでもよい。運動障害は、痙縮、パーキンソン病、振戦、ジストニア、トゥレット症候群、前屈症、片側顔面けいれん、およびメージュ症候群を含んでもよい。精神障害は、鬱病、強迫性障害、薬物中毒、および食欲/摂食障害を含んでもよい。機能回復は、外傷性脳傷害、聴覚障害、および失明後のある機能の回復を含んでもよい。心臓血管障害は、狭心症、心不全、高血圧症、末梢血管障害、および脳卒中を含んでもよい。胃腸障害は、運動障害および肥満を含んでもよい。泌尿生殖器障害は、膀胱痛症候群、間質性膀胱炎、および排尿機能障害を含んでもよい。
例えば、システム100は、限定ではないが、心房細動(AFまたはA-fib)を含む、不整脈または心調律障害等の心臓血管障害の治療のために使用されてもよい。心房細動は、脳卒中、心不全、および他の心臓関連合併症の個人の危険性を増加させ得る、不規則で、多くの場合、速い心拍数である。心房細動は、心臓組織の領域が電気信号を隣接組織に異常に伝導するときに生じ、それによって、正常な心周期を乱し、非同期調律を引き起こす。心房細動症状は、多くの場合、心臓動悸、息切れ、および衰弱を含む。心房細動の発症は、現れたり消えたりし得るが、個人は、消えず、したがって、治療を要求するであろう、心房細動を発症し得る。心房細動自体は、通常、生命を脅かすものではないが、合併症につながり得るため、時として、緊急治療を要求する、重篤な病状である。例えば、心房細動は、心不全、認知症、および脳卒中の危険性の増加と関連付けられる。
心臓の正常な電気伝導系は、心臓の洞房結節(SA結節)によって発生されるインパルスが、心筋(心臓の筋層)に伝搬され、それを刺激することを可能にする。心筋は、刺激されるとき、収縮する。心臓の効率的な収縮を可能にし、それによって、血液が身体に圧送されることを可能にするものは、心筋の規則正しい刺激である。AFでは、心臓の右心房内の洞房結節によって発生される正常な規則的電気インパルスは、通常、肺静脈の根元に生じる、無秩序な電気インパルスによって圧倒される。これは、心拍を発生させる心室インパルスの不規則な伝導につながる。特に、AFの間に、心臓の2つの上側心腔(心房)は、心臓の2つの下側心腔(心室)と協調せずに、無秩序かつ不規則に鼓動する。
心房細動の間に、正常な心拍のために洞結節によって生成される規則的なインパルスは、心房および肺静脈の隣接部分内で生成される高速放電によって圧倒される。これらの擾乱源は、多くの場合、肺静脈のうちの1つにおいて位置特定される自動焦点、またはリエントリ性リーディングサークルもしくは電気渦巻波(回転子)のいずれかの形態の少数の局所的源のいずれかである。これらの局所的源は、肺静脈の近傍の左心房内に、または左もしくは右心房の両方を通して種々の他の場所で見出され得る。リーディングサークルまたは回転子の確立に有利に働く、3つの基本的構成要素、すなわち、1)心筋活動電位の遅い伝導速度、2)短い不応期、および3)小さい波長が存在する。波長は、速度および不応期の積である。活動電位が、長い不応期および/または波長よりも短い伝導経路とともに、速い伝導を有する場合、AF焦点は、確立されないであろう。多重ウェーブレット理論では、波面は、渦の離脱と呼ばれるプロセスを通して、障害物に遭遇するときに、より小さい娘ウェーブレットに分解するであろうが、適切な条件下では、そのようなウェーブレットは、再形成し、中心を中心として回転し、AF焦点を形成することができる。
システム100は、神経変調デバイス102が、AFを治療することに対応する、または別様にそれと関連付けられる神経と関連付けられる、1つ以上の標的部位へのアクセスを提供し、その治療を提供し得る、AFの治療を提供する。例えば、デバイス102は、コンソール104と併せて、心臓組織を検出し、識別し、精密に標的化し、続いて、そのような心臓組織と関連付けられる神経を療法的に変調させるために十分なレベルまたは周波数においてエネルギーを送達してもよい。そのような神経の療法的変調は、信号の起源を妨害し、AFを引き起こす、および/またはそのような信号のための伝導経路を妨害するために十分である。
心臓の伝導系と同様に、心臓を囲繞し、AFの基質の形成において重要な役割を果たす、神経回路網が存在し、誘因が、通常、肺静脈スリーブから生じさせられるときに、AFが、生じる。本神経回路網は、正常な人々ではより高い中枢の制御下にある、肺静脈口に隣接して位置する神経節叢(GP)を含む。例えば、心臓は、自律神経によって豊富に神経を分布される。自律神経の神経節細胞は、心臓の外側(外因性)または心臓の内側(内因性)のいずれかに位置する。外因性および内因性神経系は両方とも、心機能および不整脈原性にとって重要である。迷走神経は、髄質内の種々の核から生じる軸索を含む。外因性交感神経は、上頸神経節、中頸神経節、頸胸(星状)神経節、および胸神経節を含む、傍脊椎神経節から生じる。内因性心臓神経は、大部分が心房内で見出され、限定ではないが、心房細動を含む、不整脈または心調律障害等の心房不整脈原性心臓血管障害に密接に関与する。GPが、(例えば、高齢者では)より高い中枢からの阻害の損失により、過活動的になるとき、AFが、生じ得る。
システム100は、迷走神経刺激等のより高い中枢およびそれらの接続を刺激すること、または単にGPをアブレートすることのいずれかによって、過活動GPを制御するために使用されることができる。故に、デバイス102は、コンソール104と併せて、神経節叢(GP)を検出および識別し、さらに、血管および骨を含む、周辺または隣接非神経組織、ならびに非標的神経組織への付随的損傷を最小限にし、および/または防止しながら、AFの治療(すなわち、AFを引き起こす信号の起源を外科的に妨害し、そのような信号のための伝導経路を妨害すること)のためにGPを療法的に変調させる、または治療する(すなわち、アブレートする)ために十分なエネルギーレベルを判定してもよい。限定ではないが、肺静脈を含む、AFに影響を及ぼす、またはAFを引き起こすことが公知である、他の神経および/または心臓組織もしくは他の構造が、システム100によって標的化され得ること(例えば、誘因が心房基質に到達しないように防止するためのPV口の周囲の病変の生成に応じた、肺静脈隔離)に留意されたい。
不整脈を治療することに加えて、システム100はまた、他の心臓血管関連状態、特に、腎臓を伴うものの治療のために使用されてもよい。腎臓は、CHFの進行、ならびに慢性腎不全(CRF)、末期腎疾患(ESRD)、高血圧症(病理学的に高い血圧)、および他の心腎臓疾患において有意な役割を果たす。
腎臓の機能は、3つの広いカテゴリ、すなわち、血液を濾過し、身体の代謝によって発生される老廃物を排泄すること、塩分、水分、電解質、および酸塩基平衡を調整すること、ならびに重要器官血流を維持するためのホルモンを分泌することの下で要約されることができる。適切に機能する腎臓がないと、患者は、水分貯留、尿流の低減、および血液ならびに身体内の老廃物毒素の蓄積に苦しむであろう。腎機能の低減または腎不全(腎機能障害)から生じる、これらの状態は、心臓の作業負荷を増加させると考えられる。
例えば、CHF患者では、腎不全は、水分蓄積および血液毒素が、うまく機能していない腎臓に起因して蓄積し、ひいては、心臓にさらなる害を引き起こすため、心臓をさらに悪化させるであろう。CHFは、心臓が損傷した状態になり、身体の器官への血流を低減させるときに生じる、状態である。血流が、十分に減少する場合、腎臓機能は、低下した状態になり、体液貯留、異常なホルモン分泌、および血管の収縮の増加をもたらす。これらの結果は、心臓の作業負荷を増加させ、腎臓および循環系を通して血液を圧送するための心臓の容量をさらに減少させる。本容量の低減は、腎臓への血流をさらに低減させる。腎臓の次第に減少する灌流が、CHFの下降スパイラルを永続させる主要な心臓以外の原因であると考えられる。さらに、これらの生理学的変化から生じる、体液過負荷および関連付けられる臨床症状は、CHFに起因する、過剰な入院、生活の質の低減、および医療システムへの圧倒的なコストの主要な原因である。
末期腎疾患は、腎神経活動によって少なくとも部分的に制御される別の状態である。糖尿病腎症、慢性糸球体腎炎、および制御されていない高血圧症に起因するESRDを伴う患者に、劇的な増加が存在している。慢性腎不全(CRF)は、ゆっくりとESRDに進行する。CRFは、ESRDの進化において重要な周期を表す。CRFの兆候および症状は、最初に軽微であるが、2~5年の経過にわたって、進行性かつ不可逆性になる。ESRDへの進行およびESRDの合併症と闘うことに、ある程度の進歩が成し遂げられているが、既存の介入の臨床的利益は、限定されたままである。
動脈性高血圧症は、世界中で主要な健康問題である。治療抵抗性高血圧症は、利尿剤を含む、3つの異なる降圧薬剤の最大耐性用量の併用にもかかわらず、標的血圧を達成することができないこととして定義される。治療抵抗性高血圧症は、著しい大幅な罹患率および死亡率と関連付けられる。治療抵抗性高血圧症を伴う患者は、著しく増加した心臓血管罹患率および死亡率を有し、高血圧症が適切に制御されている患者と比較して、心筋梗塞(MI)、脳卒中、および死亡の危険性の増加に直面している。
自律神経系は、血管流体平衡および血圧を維持するために重要な身体機能の調整に関与する制御信号のための重要な経路として認識される。自律神経系は、その感覚線維を介して、圧受容器(血液の圧力および体積に応答する)および化学受容体(血液の化学組成に応答する)等の身体の生物学的センサから中枢神経系に信号の形態の情報を伝導する。これはまた、その運動線維を介して血管系の種々の神経支配された構成要素を制御する、中枢神経系からのコマンド信号を伝導する。
臨床体験および研究から、腎交感神経活動の増加は、腎臓に供給する血管の血管収縮、腎血流の減少、身体からの水分およびナトリウムの除去の減少、ならびにレニン分泌の増加につながることが公知である。また、例えば、脱神経を介した、腎交感神経活動の低減は、これらのプロセスを逆転し得ることも公知である。
腎交感神経系は、高血圧症の病態生理学において重要な影響を及ぼす。腎動脈の外膜は、遠心性および求心性交感神経を有する。遠心性神経を介した腎交感神経活性化は、血圧の上昇をもたらす、カスケードを開始する。遠心性交感神経流出は、糸球体血流の後続の低減を伴う血管収縮、糸球体濾過率の低下、傍糸球体細胞によるレニンの放出、およびナトリウムならびに水分の尿細管再吸収の増加につながるレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系の後続の活性化につながる。糸球体濾過率の減少はまた、カテコールアミンの付加的全身性交感性放出も促す。結果として、血圧は、全血液量の上昇および末梢血管抵抗の増加によって増加する。
システム100は、腎神経変調および/または脱神経を提供することによる、高血圧症を含む、心腎臓疾患の治療のために使用されることができる。例えば、デバイス102は、腎神経機能または他の神経特徴に寄与する腎神経および他の神経線維と関連付けられる、1つ以上の標的部位に設置されてもよい。例えば、デバイス102は、コンソール104と併せて、腎神経組織を検出し、識別し、精密に標的化し、続いて、そのような腎組織と関連付けられる神経を療法的に変調させるために十分なレベルまたは周波数においてエネルギーを送達してもよい。そのような腎神経および/または腎組織の療法的変調は、血管および骨を含む、周辺または隣接非神経組織、ならびに非標的神経組織への付随的損傷を最小限にし、ならびに/もしくは防止しながら、標的神経構造を完全にブロックもしくは除神経する、および/または腎神経活動を妨害するめに十分である。
図5は、本開示と一致する療法的神経変調を提供するためのハンドヘルドデバイスの一実施形態の側面図である。前述で説明されたように、デバイス102は、圧潰/後退構成と拡張された展開構成との間で変換可能なエンドエフェクタ(図示せず)と、エンドエフェクタと動作可能に関連付けられるシャフト116と、シャフト116と動作可能に関連付けられるハンドル118とを含む。ハンドル118は、少なくとも、圧潰/後退構成から拡張された展開構成へのエンドエフェクタの展開のための第1の機構126と、エンドエフェクタ、具体的には、エンドエフェクタによって提供される電極または他のエネルギー要素によるエネルギー出力の制御のための第1の機構124と別個の第2の機構128とを含む。ハンドヘルドデバイス102はさらに、流体がシャフト116の遠位端を介して標的部位に提供され得るように、例えば、流体源とシャフト116との間の流体接続を提供し得る、補助ライン121を含んでもよい。いくつかの実施形態では、補助ライン121は、デバイス102が(シャフト116の遠位端を介した)吸引能力を含み得るように、真空源とシャフト116との間の接続を提供してもよい。
図6は、本開示と一致するエンドエフェクタ214の一実施形態の拡大斜視図である。示されるように、エンドエフェクタ214は、概して、シャフト116の遠位部分116bに位置付けられる。エンドエフェクタ214は、示されるように、治療部位までのエンドエフェクタ214の管腔内送達を促進するための薄型送達状態と拡張状態との間で変換可能である。エンドエフェクタ214は、エンドエフェクタ214が拡張状態であるときにフレームまたはバスケット242を形成するように相互から離間される、複数の支柱240を含む。支柱240は、複数の電極244等の1つ以上のエネルギー送達要素を担持することができる。拡張状態では、支柱240は、特定の領域内の標的部位における組織に対して電極244のうちの少なくとも2つを位置付けることができる。電極244は、双極または多極RFエネルギーを標的部位に印加し、末梢神経学的状態または障害と関連付けられる神経を療法的に変調させることができる。種々の実施形態では、電極244は、所望のデューティサイクル(例えば、1秒オン/0.5秒オフ)を用いてパルスRFエネルギーを印加し、標的組織内の温度上昇を調整するように構成されることができる。
図6に図示される実施形態では、バスケット242は、少なくとも略球形構造を形成するように相互から半径方向に離間される、8つの分岐246を含み、分岐246はそれぞれ、相互に隣接して位置付けられる2つの支柱240を含む。しかしながら、他の実施形態では、バスケット242は、8つよりも少ない分岐246(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、または7つの分岐)もしくは8つを上回る分岐246を含むことができる。さらなる実施形態では、バスケット242の各分岐246は、単一の支柱240、2つを上回る支柱240を含むことができる、および/または分岐あたりの支柱240の数は、変動し得る。なおもさらなる実施形態では、分岐246および支柱240は、標的部位における組織と接触して電極244を設置するための他の好適な形状を有する、バスケットまたはフレームを形成することができる。例えば、拡張状態であるとき、支柱240は、卵形、半球形、円筒構造、角錐構造、および/または他の好適な形状を形成することができる。
エンドエフェクタ214はさらに、シャフト116の遠位部分116bから遠位に延在する、内部または内側支持部材248を含むことができる。支持部材248の遠位端部分250は、支柱240の遠位端部分を支持し、所望のバスケット形状を形成することができる。例えば、支柱240は、シャフト116の遠位部分116bから遠位に延在することができ、支柱240の遠位端部分は、支持部材248の遠位端部分250に取り付けられることができる。ある実施形態では、支持部材248は、それを通してエンドエフェクタ214の電極244および/または他の電気特徴に結合される電気コネクタ(例えば、ワイヤ)が延設され得る、内部チャネル(図示せず)を含むことができる。種々の実施形態では、内部支持部材248はまた、遠位端部分250に、および/または支持部材248の長さに沿って電極(図示せず)を担持することもできる。
バスケット242は、圧潰/後退構成から拡張された展開構成へのエンドエフェクタ214の展開のための第1の機構126と相互作用する、デバイス102のハンドル、および/またはシャフト116の近位部分にあり、バスケット242に動作可能に結合される他の特徴のいずれかを手動で操作することによって、薄型送達状態から拡張状態(図6に示される)に変換することができる。例えば、拡張状態から送達状態にバスケット242を移行させるために、オペレータは、支持部材248を遠位に押動し、支柱240を支持部材248に向かって内向きにすることができる。導入器またはガイドシース(図示せず)が、標的部位から、またはそこへのエンドエフェクタ214の管腔内送達もしくは除去を促進するように、薄型エンドエフェクタ214にわたって位置付けられることができる。他の実施形態では、エンドエフェクタ214は、本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、第1の機構126等の他の好適な手段を使用して、送達状態と拡張状態との間で変換される。
個々の支柱240は、拡張状態であるときに、支柱240がバスケット242の所望の形状に自己拡張することを可能にする、形状記憶材料(例えば、ニチノール)等の弾力性材料から作製されることができる。他の実施形態では、支柱240は、他の好適な材料から作製されることができる、および/またはエンドエフェクタ214は、バルーンを介して、もしくは支持部材248の近位移動によって機械的に拡張されることができる。バスケット242および関連付けられる支柱240は、電極244を支持し、標的部位における組織に対して電極244を位置付ける、または押圧するために十分な剛性を有することができる。加えて、拡張されたバスケット242は、標的部位に近接する周辺解剖学的構造に対して押圧することができ、個々の支柱240は、隣接する解剖学的構造の形状に少なくとも部分的に共形化し、エネルギー送達の間に治療部位においてエンドエフェクタ214を係留することができる。加えて、支柱240の拡張および共形化可能性は、標的部位における周辺組織と接触して電極244を設置することを促進することができる。
少なくとも1つの電極244が、個々の支柱240上に配置される。図示される実施形態では、2つの電極244が、各支柱240の長さに沿って位置付けられる。他の実施形態では、個々の支柱240上の電極244の数は、1つだけ、2つを上回る、ゼロであり得る、および/または異なる支柱240上の電極244の数は、変動し得る。電極244は、白金、イリジウム、金、銀、ステンレス鋼、白金イリジウム、コバルトクロム、酸化イリジウム、ポリエチレンジオキシチオフェン(「PEDOT」)、チタン、窒化チタン、炭素、炭素ナノチューブ、白金グレイ、Fort Wayne Metals(Fort Wayne,Ind.)製の銀の芯を伴う延伸充填管類(DFT)、および/またはRFエネルギーを標的組織に送達するための他の好適な材料から作製されることができる。
ある実施形態では、各電極444は、他の電極244から独立して動作されることができる。例えば、各電極は、個別に活性化されることができ、各電極の極性および振幅は、オペレータまたは制御アルゴリズム(例えば、図1Aのコントローラ107によって実行される)によって選択されることができる。そのような独立して制御される電極244の種々の実施形態が、本明細書にさらに詳細に説明される。電極244の選択的独立制御は、エンドエフェクタ214が、RFエネルギーを高度にカスタマイズされた領域に送達すること、および複数の微小病変をさらに生成し、複数の微小病変に起因して神経信号の多点遮断を効果的に引き起こすことによって、標的神経構造を選択的に変調させることを可能にする。例えば、電極244の選択部分が、具体的領域内の神経線維を標的化するように活性化されることができる一方、他の電極244は、非アクティブのままである。ある実施形態では、例えば、電極244は、標的部位における組織に隣接するバスケット242の一部を横断して活性化されてもよく、標的組織に近接しない電極244は、非アクティブのままであり、エネルギーを非標的組織に印加することを回避することができる。そのような構成は、エネルギーを標的部位の他の部分内の構造に印加することなく、標的部位の一部に沿って神経の選択的療法的変調を促進する。
電極244は、電極244からシャフト116を通してRF発生器まで延在するワイヤ(図示せず)を介して、RF発生器(例えば、図1Aの発生器106)に電気的に結合されることができる。電極244がそれぞれ、独立して制御されるとき、各電極244は、シャフト116を通して延在する、対応するワイヤに結合する。他の実施形態では、複数の電極244が、ともに制御されることができ、したがって、複数の電極244は、シャフト116を通して延在する同一のワイヤに電気的に結合されることができる。RF発生器および/またはそれに動作可能に結合されるコンポーネント(例えば、制御モジュール)は、電極244の活性化を制御するためのカスタムアルゴリズムを含むことができる。例えば、RF発生器は、約200~300WにおけるRF電力を電極244に送達し、治療部位および/または標的神経の識別された場所に対するエンドエフェクタ214の位置に基づいて選択される事前判定されたパターンで電極244を活性化しながら、そうすることができる。他の実施形態では、RF発生器は、より低いレベル(例えば、15W未満、15~50W、50~150W等)および/またはより高い電力レベルにおいて電力を送達する。
エンドエフェクタ214はさらに、支柱240および/またはエンドエフェクタ214の他の部分上に配置され、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知/検出するように構成される、1つ以上のセンサ252(例えば、温度センサ、インピーダンスセンサ等)を含むことができる。例えば、温度センサは、それに隣接する温度を検出するように構成される。センサ252は、シャフト116を通して延在するワイヤ(図示せず)を介して、コンソール(例えば、図1Aのコンソール104)に電気的に結合されることができる。種々の実施形態では、センサ252は、神経組織の種々の性質および/またはそれと関連付けられる治療を検出するように、電極244に近接して位置付けられることができる。本明細書にさらに詳細に説明されるであろうように、感知されたデータは、コンソール104に提供されることができ、そのようなデータは、概して、少なくとも、所与の場所(電極244および/またはセンサ252が標的部位に存在する)における神経組織の存在、および生理学的ならびに生体電気性質を含む、神経組織の形態に関連する。ひいては、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなデータを処理し、神経組織の存在および神経組織のタイプ、ならびに、例えば、深度等の他の性質を判定するように構成される。コンソールはさらに、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)1つ以上の電極によって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、1つ以上の複数の電極によって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定するように構成される。
そのような感知されたデータはさらに、任意の所与の場所における神経組織への療法的神経変調の影響と関連付けられるフィードバックデータを含むことができる。例えば、フィードバックデータ(神経組織の療法的神経変調の間に感知される)は、複数の電極のうちの1つ以上からの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。故に、ある実施形態では、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなフィードバックデータを処理し、治療を受ける神経組織のある性質(すなわち、組織温度、組織インピーダンス等)が、不可逆的組織損傷に関する事前判定された閾値に到達するかどうかを判定するように構成される。コントローラ107は、少なくとも部分的にフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、1つ以上の電極に関して個別にエネルギー出力を調整することができる。例えば、いったん閾値に到達されると、療法的神経変調エネルギーの印加は、組織が無傷のままであることを可能にするように終了されることができる。ある実施形態では、エネルギー送達は、エンドエフェクタ214に動作可能に結合されるコンソール(例えば、図1Aのコンソール104)上に記憶された評価/フィードバックアルゴリズム(例えば、図1Aの評価/フィードバックアルゴリズム110)に基づいて、自動的に調整されることができる。
図7A-7Fは、本開示と一致するエンドエフェクタ314の別の実施形態の種々の図である。概して、図示されるように、エンドエフェクタ314は、少なくとも、相互から離間される第1のセグメント322および第2のセグメント324を含む、マルチセグメントエンドエフェクタである。第1のセグメント322は、概して、シャフト116の遠位端のより近くに位置付けられ、したがって、時として、本明細書では近位セグメント322と称されることもある一方、第2のセグメント324は、概して、シャフト116の遠位端からより遠くに位置付けられ、したがって、時として、本明細書では遠位セグメント324と称されることもある。第1および第2のセグメント322ならびに324はそれぞれ、図に示されるように、薄型送達状態を含む、後退構成と、拡張状態を含む、展開構成との間で変換可能である。エンドエフェクタ314は、概して、血管等の周辺組織への付随的損傷を最小限にし、または回避しながら、鼻副鼻腔炎状態の治療のために患者の鼻領域内に位置付けられるように設計される。特に、エンドエフェクタ314は、鼻腔内で前進され、概して、鼻粘膜に神経を分布させる節後副交感神経線維と関連付けられる、1つ以上の標的部位に位置付けられるように構成される。ひいては、エンドエフェクタ314は、節後副交感神経を療法的に変調させるように構成される。
しかしながら、本開示と合致するエンドエフェクタは、エンドエフェクタ314と類似する様式でマルチセグメント化され得、鼻腔の外側の患者の他の領域内に治療を提供するために使用され得、したがって、エンドエフェクタ314としての特定の設計/構成にも、意図された治療部位(例えば、鼻腔)にも限定されないことに留意されたい。むしろ、他のマルチセグメント設計も、患者の特定の領域、特に、鼻腔の生体構造に起因して、エンドエフェクタ314の設計の場合のように、複数の明確に異なるセグメントの使用が有利であるであろう領域内で使用するために検討される。
図7Aは、第1の(近位)セグメント322および第2の(遠位)セグメント324を図示する、マルチセグメントエンドエフェクタの拡大斜視図である。図7Bは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の分解斜視図である。図7Cは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の拡大上面図である。図7Dは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の拡大側面図である。図7Eは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の第1の(近位)セグメント322の拡大正面(近位に面した)図であり、図7Fは、マルチセグメントエンドエフェクタ314の第2の(遠位)セグメント324の拡大正面(近位に面した)図である。
図示されるように、第1のセグメント322は、少なくとも、第1の構成に配列される、概してワイヤの形態の可撓性支持要素の第1のセットを含み、第2のセグメント324は、第2の構成に配列される、同様にワイヤの形態の可撓性支持要素の第2のセットを含む。可撓性支持要素の第1および第2のセットは、伝導性および弾性性質を有する、複合ワイヤを含む。例えば、いくつかの実施形態では、複合ワイヤは、ニチノール等の形状記憶材料を含む。可撓性支持要素はさらに、望ましい電気絶縁性質ならびに望ましい低摩擦表面仕上げを可能にし得る、極めて潤滑性のコーティングを含んでもよい。第1および第2のセグメント322、324はそれぞれ、可撓性支持要素の第1および第2のセットが、展開構成であるときに、個別のセグメント上に提供される1つ以上の電極(図7Eおよび7Fの電極336参照)を、1つ以上の標的部位と接触して位置付けるように構成されるように、後退構成と拡張された展開構成との間で変換可能である。
図14A、14B、および14Cは、エンドエフェクタを介して、1つ以上の標的部位と関連付けられるデータ、着目すべきこととして、1つ以上の標的部位における神経組織の存在、ならびに複数の場所における神経組織の形態を感知するプロセス、および標的部位における神経組織のタイプ、ならびに標的組織の深度等の他の性質を判定し、さらに、神経組織の判定されたタイプに基づいて、エンドエフェクタの複数の電極のうちの1つ以上によって送達されるべき療法的エネルギーのレベルを判定するための(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介した)そのようなデータの後続の処理を図示する、ブロック図である。調整されたエネルギー出力は、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分な1つ以上の電極による各位置におけるエネルギーの送達をもたらす。
図14A、14B、および14Cのブロック図が、エンドエフェクタ214の参照を含む一方、エンドエフェクタ314を含む、他のエンドエフェクタ実施形態は、神経組織の存在および神経組織深度を含む神経組織の他の性質と少なくとも関連付けられる、データを感知することに関して同様に構成されることに留意されたい。故に、以下のプロセスは、エンドエフェクタ214に限定されない。
図14Aは、神経組織を特定し、非療法的エネルギーに応答して、神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するための周波数におけるエンドエフェクタの電極244からの非療法的エネルギーの送達を図示する、ブロック図である。
前述で説明されたように、ハンドヘルド治療デバイスは、複数の支柱を中心として配列される微小電極アレイを備える、エンドエフェクタを含む。例えば、エンドエフェクタ214は、エンドエフェクタ214が拡張状態であるときにフレームまたはバスケット242を形成するように相互から離間される、複数の支柱240を含む。支柱240は、複数の電極244等の複数のエネルギー送達要素を含む。拡張状態では、複数の支柱はそれぞれ、標的部位における解剖学的構造に共形化し、それに適応することが可能である。位置付けられたとき、支柱は、標的部位の複数の部分に沿った複数の場所に接触し、それによって、標的部位における組織に対して1つ以上の電極244を位置付けてもよい。電極の少なくともサブセットは、電極のそれぞれの個別の位置における神経組織の存在、ならびに神経組織の形態を感知し、さらに、そのようなデータをコンソール104に伝達するように構成される。例えば、一実施形態では、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される。性質はさらに、限定ではないが、神経組織ならびに神経組織に隣接する他の構造の生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
例えば、(1つ以上の電極244を介して)非療法的刺激エネルギーを個別の位置に送達することに応じて、1つ以上の標的部位における組織の種々の性質が、検出されることができる。本情報は、次いで、標的部位における生体構造(例えば、組織タイプ、組織場所、血管系、骨構造、孔、副鼻腔等)を判定し、神経組織を特定し、異なるタイプの神経組織を鑑別し、標的部位において解剖学的および/または神経構造をマッピングするように、コンソール104、特に、コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110に伝送されることができる。例えば、エンドエフェクタ214は、標的領域内の神経線維および/または他の解剖学的構造の存在を示す、抵抗、複素電気インピーダンス、誘電性質、温度、ならびに/もしくは他の性質を検出するために使用されることができる。ある実施形態では、エンドエフェクタ214は、コンソール104コンポーネントとともに、組織(すなわち、負荷)の(インピーダンスではなく)抵抗を判定し、組織の特性をより正確に識別するために使用されることができる。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110は、(例えば、電極244を介して)負荷の実際の電力および電流を検出することによって、組織の抵抗を判定することができる。
いくつかの実施形態では、システム100は、1~50Ωの範囲に関して100分の1オーム(例えば、0.01Ω)までの精度測定等の高度な正確度および非常に高度な精度で、抵抗測定を提供する。システム100によって提供される高度な抵抗検出正確度は、神経構造の発火、神経構造と他の解剖学的構造(例えば、血管)との間の差異、および異なるタイプの神経構造さえも含む、サブマイクロスケール構造の検出を可能にする。本情報は、評価/フィードバックアルゴリズム110および/またはコントローラ107によって分析され、治療部位における神経組織および他の生体構造を識別する、ならびに/もしくはマッピングされた生体構造に対するアブレーションパターンに基づいて予測される神経変調領域を示すように、(例えば、ディスプレイ112上の)高分解能空間グリッドおよび/または他のタイプのディスプレイを介してオペレータに通信されることができる。
前述で説明されたように、ある実施形態では、各電極244は、他の電極244から独立して動作されることができる。例えば、各電極は、個別に活性化されることができ、各電極の極性および振幅は、オペレータまたはコントローラ107によって実行される制御アルゴリズムによって選択されることができる。電極244の選択的独立制御は、エンドエフェクタ214が、情報(すなわち、神経組織の存在、神経組織の深度、および他の生理学的ならびに生体電気性質)を検出し、続いて、RFエネルギーを高度にカスタマイズされた領域に送達することを可能にする。例えば、電極244の選択部分が、具体的領域内の具体的神経線維を標的化するように活性化されることができる一方、他の電極244は、非アクティブのままである。加えて、電極244は、(例えば、多重化を介して)異なる時間に具体的パターンである領域を刺激する、または療法的に変調させるように、個別に活性化されることができ、これは、着目ゾーンを横断する解剖学的パラメータの検出および/または調整された療法的神経変調を促進する。
前述で説明されたように、システム100は、非神経組織(例えば、血管)ならびに非標的神経組織等の非標的構造への悪影響を回避しながら、療法的神経変調が標的神経構造を含む精密な領域に適用され得るように、療法に先立って、神経構造および/または他の解剖学的構造の場所ならびに/もしくは形態を判定することができる。システム100は、着目ゾーン内の種々の生体電気パラメータを検出し、種々の神経構造(例えば、異なるタイプの神経構造、神経指向性等)および/または他の組織(例えば、腺構造、血管、骨領域等)の場所ならびに形態を判定することができる。いくつかの実施形態では、システム100は、生体電位を測定するように構成される。
そうするために、電極244のうちの1つ以上が、着目領域(例えば、治療部位)における上皮表面と接触して設置される。電気刺激(例えば、1つ以上の周波数における一定もしくはパルス電流)が、治療部位もしくはその近傍の1つ以上の電極244によって組織に印加され、エンドエフェクタ214の種々の対の電極244の間の種々の異なる周波数における電圧および/または電流差が、着目領域内の異なるタイプの組織(例えば、血管、神経構造、ならびに/もしくは他のタイプの組織)を識別するために使用され得る、検出された生体電位のスペクトルプロファイルまたはマップを生成するように測定されてもよい。例えば、電流(すなわち、直流または交流)が、相互に隣接する一対の電極244に印加されることができ、他の対の隣接する電極244の間の結果として生じた電圧および/または電流が、測定される。電流注入電極244および測定電極244は、隣接する必要はなく、2つの電流注入電極244の間の間隔を修正することは、記録された信号の深度に影響を及ぼし得ることを理解されたい。例えば、密接に離間された電流注入電極244は、より浅い深度における組織と関連付けられる記録された信号を提供する、より遠く離間された電流注入電極244よりも組織の表面から深い組織と関連付けられる、記録された信号を提供した。異なる間隔を伴う電極対からの記録は、解剖学的構造の深度および位置特定についての付加的情報を提供するようにマージされてもよい。
さらに、着目領域における組織の複素インピーダンスおよび/または抵抗測定が、生体電位測定によって提供される電流・電圧データから直接、検出されることができる一方、異なるレベルの周波数電流が、(例えば、エンドエフェクタ114を介して)組織に印加され、本情報は、周波数微分再構築の使用によって、神経および解剖学的構造をマッピングするために使用されることができる。異なる周波数における刺激を印加することは、異なる層別化された層または細胞体もしくは群を標的化するであろう。高い信号周波数(例えば、電気注入または刺激)において、例えば、神経構造の細胞膜は、電流の流れを妨げず、電流は、細胞膜を直接通して通過する。この場合、結果として生じた測定(例えば、インピーダンス、抵抗、静電容量、および/または誘導)は、細胞内および細胞外組織ならびに液の関数である。低い信号周波数において、膜は、電流の流れを妨げ、細胞の形状または細胞間隔等の組織の異なる決定的な特性を提供する。刺激周波数は、メガヘルツ範囲内、キロヘルツ範囲(例えば、400~500kHz、450~480kHz等)、および/または刺激されている組織ならびに使用されているデバイスの特性に同調している他の周波数であり得る。着目ゾーンからの検出された複素インピーダンスまたは抵抗レベルは、刺激周波数に基づいてある構造を可視化するように、(例えば、ディスプレイ112を介して)ユーザに表示されることができる。
さらに、患者の身体の所与の領域またはゾーン内の解剖学的構造の固有の形態および組成が、異なる周波数に異なるように反応し、したがって、具体的周波数が、非常に具体的な構造を識別するように選択されることができる。例えば、解剖学的マッピングのための標的構造の形態または組成は、組織の細胞または他の構造が膜状である、層別化されている、および/または環状であるかどうかに依存し得る。種々の実施形態では、印加された刺激信号は、髄鞘形成のレベルおよび/または髄鞘形成の形態等の具体的神経構造に同調している、事前判定された周波数を有することができる。例えば、第2の軸索副交感神経構造は、交感神経または他の構造よりも不良に有髄であり、したがって、交感神経よりも選択された周波数に対して区別可能な応答(例えば、複素インピーダンス、抵抗等)を有するであろう。故に、異なる周波数を伴う信号を標的部位に印加することは、標的副交感神経を非標的感覚神経と区別し、したがって、療法の前もしくは後の神経マッピングおよび/または療法後の神経評価のために、極めて具体的な標的部位を提供することができる。
いくつかの実施形態では、神経および/または解剖学的マッピングは、測定が、最初に、第1の周波数を有する注入信号への応答に基づいて、次いで、再度、第1の周波数と異なる第2の周波数を有する注入信号に基づいて、得られるように、少なくとも2つの異なる周波数を用いて着目領域におけるデータを測定し、ある解剖学的構造を識別することを含む。例えば、肥大した(すなわち、疾患状態特性)粘膜下標的が、「正常な」(すなわち、健康な)組織と比較して、異なる電気伝導度または誘電率を有する、2つの周波数が存在する。複素伝導度が、1つ以上の測定された生理学的パラメータ(例えば、複素インピーダンス、抵抗、誘電測定、双極子測定等)および/または1つ以上の自信を持って把握されている属性もしくはシグネチャの観察に基づいて、判定されてもよい。さらに、システム100はまた、標的神経構造に同調している1つ以上の事前判定された周波数において、電極244を介して神経変調エネルギーを印加し、周波数と関連付けられる選択された神経構造の高度に標的化されたアブレーションを提供することもできる。本高度に標的化された神経変調はまた、標的信号(標的神経構造に同調された周波数を有する)が非標的構造に同一の変調効果を及ぼさないであろうため、非標的部位/構造(例えば、血管)への神経変調療法の付随的効果を低減させる。
故に、複素インピーダンスおよび抵抗等の生体電気性質が、1つ以上の治療パラメータを誘導するために、神経変調療法の前、間、および/または後に、システム100によって使用されることができる。例えば、治療の前、間、および/または後に、インピーダンスまたは抵抗測定が、1つ以上の電極244と隣接組織との間の接触を確認ならびに/もしくは検出するために使用されてもよい。インピーダンスまたは抵抗測定はまた、記録されたスペクトルが予期される組織タイプと一致する形状を有するかどうか、および/または連続的に収集されたスペクトルが再現可能であったかどうかを判定することによって、電極244が標的組織タイプに対して適切に設置されるかどうかを検出するために、使用されることもできる。いくつかの実施形態では、インピーダンスまたは抵抗測定は、治療ゾーン(例えば、妨害されることになる具体的神経構造)のための境界、解剖学的目印、回避するべき解剖学的構造(例えば、妨害されるべきではない血管構造または神経構造)、およびエネルギーを組織に送達することの他の側面を識別するために、使用されてもよい。
生体電気情報が、標的部位における異なる解剖学的特徴の組織のスペクトルプロファイルまたはマップを生成するために使用されることができ、解剖学的マッピングは、好適な治療部位の選択を誘導するように、ディスプレイ112および/または他のユーザインターフェースを介して、3Dもしくは2D画像内で可視化されることができる。本神経および解剖学的マッピングは、システム100が、治療されるべきある神経学的状態または障害と関連付けられる神経線維を正確に検出し、療法的に変調させることを可能にする。加えて、解剖学的マッピングはまた、臨床医が、臨床医が療法的神経変調の間に回避することを所望し得る、ある構造(例えば、ある動脈)を識別することも可能にする。システム100によって検出される神経および解剖学的生体電気性質はまた、治療部位への療法的神経変調のリアルタイム効果を判定するように、治療の間および後に使用されることもできる。例えば、評価/フィードバックアルゴリズム110はまた、療法的神経変調の前および後に、検出された神経場所および/または活動を比較し、神経活動の変化を事前判定された閾値と比較し、療法的神経変調の適用が治療部位を横断して効果的であったかどうかを査定することもできる。
図14Bは、ハンドヘルドデバイス102からコントローラへのセンサデータの通信と、神経組織の精密な標的化のためのセンサデータに基づくエネルギー出力のコントローラを介した後続の調整とを図示する、ブロック図である。示されるように、エンドエフェクタ214は、組織データ(すなわち、神経組織の検出、ならびに標的部位における個別の場所における神経組織の形態(すなわち、生理学的および生体電気性質))をコンソール104に通信する。ひいては、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなデータを処理し、標的部位における神経組織のタイプ、ならびに神経組織の深度等の他の性質を判定するように構成される。コンソール104はさらに、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)1つ以上の電極によって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、少なくとも部分的に、神経組織の識別されたタイプに基づいて、複数の電極のうちの1つ以上によって送達されるべきエネルギーのレベルを判定するように構成される。
図14Cは、コントローラからの調整されたエネルギー出力に基づいて神経組織を具体的に標的化する、標的部位への(診断または療法的レベルにおける)エネルギーの送達を図示する、ブロック図である。一実施例では、エンドエフェクタからのエネルギー出力のレベルは、エンドエフェクタの電極および/またはセンサによって捕捉されるフィードバックデータに基づいて、神経学的状態を診断するために有用な診断エネルギーレベルにあってもよい。別の実施例では、エンドエフェクタからのエネルギー出力のレベルは、神経組織に隣接する動脈または動脈壁等の周辺もしくは隣接構造への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、神経組織を療法的に変調させる(例えば、アブレートする)ために十分な療法的エネルギーレベルにあってもよい。故に、送達されるエネルギーは、結果として生じる微小病変が、微小病変を発生させるときに非神経組織への過剰な損傷および破壊を防止するために重要である、治療されるべき具体的神経組織および所与の部位における神経組織の精密な場所(例えば、深度)に適応するように、神経組織のタイプの事前の判定に基づいて、具体的レベルに調整される。そのように、本発明は、本システムおよび方法が、神経変調治療に先立って、意図された神経組織の神経タイプ、場所、および他の性質を検出ならびに識別することが可能であるため、神経変調手技の間に微小病変を発生させるときに非神経組織に不要な付随的損傷を引き起こす問題を解決する。
故に、神経変調エネルギーは、高度に標的化された様式で組織に印加され、非標的構造(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的構造を選択的に変調させることができる。そのように、本発明は、オペレータが、標的部位へのエネルギーの正確で低侵襲の局所的印加を実施し、他の非標的組織(例えば、血管、他の非標的神経組織等)に付随的損傷または妨害を引き起こすことなく、神経信号の多点遮断を引き起こし得るように、前例のない制御をオペレータに提供する、神経変調治療システムを提供する。より具体的には、療法的エネルギーの送達に先立って、治療デバイスからの初期フィードバックデータに基づいて、神経組織の具体的タイプならびに神経組織の他の性質が、識別される。ひいては、コントローラは、結果として生じる微小病変が、治療手技の間の周辺構造への過剰な損傷および破壊を防止することに重要である、神経組織の具体的タイプ、神経組織の深度、ならびに他の生理学的、生体電気、および/または熱的性質を含む、神経組織の変動に適応するように、エネルギー出力の調整を可能にする。
したがって、本発明のシステムは、非神経組織(例えば、血管等)または非標的神経組織への付随的損傷もしくは妨害を引き起こすことなく、意図された神経構造の療法的変調のための意図された標的部位へのエネルギーの精密な集束印加、具体的には、神経信号の多点遮断をもたらす複数の微小病変の生成を含む、鼻副鼻腔炎状態を治療するユーザにとって使いやすい非侵襲性手段を提供する。神経組織に沿った微小病変の生成は、種々の理由により、重要である。複数の微小病変の生成、および結果として生じる多点遮断は、微小孔を含む、ある神経と関連付けられる種々の進入点および経路を考慮する。複数の微小病変はさらに、神経組織の機能的整合および再生を防止するため、治療の効果が長続きするために必須である、神経経路に沿った1つを上回る断絶を生成する。さらに、コントローラは、電極アレイの電極の独立した制御によって、神経組織に沿った個別の場所における任意の所与の微小病変のサイズおよび形状を合わせ、それによって、例えば、任意の所与の場所における神経組織深度の変動を考慮することによって、治療の有効性をさらに向上させることが可能である。
さらに、図14Cを参照して、エンドエフェクタ114は、治療の間および/または後に組織性質を感知し続け得ることに留意されたい。エンドエフェクタ214からのそのような感知されたデータはさらに、任意の所与の場所における神経組織への診断レベルにおける刺激エネルギーまたは療法的レベルにおける刺激エネルギーのいずれかの効果と関連付けられるフィードバックデータを含むことができる。例えば、フィードバックデータ(神経組織への診断レベルにおける刺激エネルギーの送達の間に感知される)は、複数の電極244のうちの1つ以上からの刺激エネルギーの送達の間にそのような応答を引き起こすためのエネルギーのある周波数に応答した、神経組織の生体電気性質と関連付けられ得る。そのようなフィードバックデータは、ひいては、診断フィードバックをオペレータに提供し得る、コンソール104を介して、処理されることができる。同様に、フィードバックデータ(神経組織の療法的神経変調の間に感知される)は、複数の電極244のうちの1つ以上からの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。故に、ある実施形態では、コンソール104は、(コントローラ107、監視システム108、および評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)そのようなフィードバックデータを処理し、治療を受ける神経組織のある性質(すなわち、組織温度、組織インピーダンス等)が、不可逆的組織損傷に関する事前判定された閾値に到達するかどうかを判定するように構成される。
電極244は、(評価/フィードバックアルゴリズム110と併せて)コントローラ107によって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。故に、コントローラ107は、少なくとも部分的にフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、1つ以上の電極244に関して個別にエネルギー出力を調整することができる。例えば、いったん閾値に到達されると、療法的神経変調エネルギーの印加は、組織が無傷のままであることを可能にするように終了されることができる。他の実施形態では、閾値に到達されていない場合、コントローラは、そのような閾値に到達されるまで、所与の電極244へのエネルギー出力を維持する、低減させる、または増加させることができる。故に、任意の所与の電極244のエネルギー送達は、エンドエフェクタ214に動作可能に結合されるコンソール(例えば、図1Aのコンソール104)上に記憶された評価/フィードバックアルゴリズム(例えば、図1Aの評価/フィードバックアルゴリズム110)に基づいて、自動的に調整されることができる。例えば、電極244のうちの少なくともいくつかは、個別の場所に関して受信されるフィードバックデータに基づいて、個別の位置における神経組織をアブレートするために十分な個別の位置において送達されるべき異なるレベルのエネルギーを有してもよい。
例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ107は、少なくとも部分的に受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極244のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。フィードバックデータは、個別の位置における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を含む。1つ以上の性質は、限定ではないが、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質を含んでもよい。例えば、生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。
本発明は、神経変調治療に先立って、所与の標的部位における神経組織の形態および具体的神経タイプを含む、神経組織の具体的性質を把握することが、その神経組織をより精密に標的化し、周辺非神経組織(例えば、血管)への付随的損傷を最小限にする能力を提供することを認識する。例えば、所与の神経組織の具体的神経タイプは、所望の効果を引き起こすために要求される電気刺激のレベルを決定付ける。さらに、神経組織の深度を含む、神経組織の物理的性質はさらに、効果的な療法的神経変調をもたらすために必要な電気刺激のレベルに影響を及ぼす。例えば、神経組織のタイプは、ある標的部位において変動し得、神経組織深度は、治療が適用されることになる患者の身体の具体的領域に応じて、変動し得る。
図15は、末梢神経学的状態を治療するための方法600の一実施形態を図示する、フロー図である。方法600は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイス、およびデバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラを提供すること(動作610)と、患者と関連付けられる1つ以上の標的部位にエンドエフェクタを位置付けること(動作620)とを含む。方法400はさらに、コントローラを介して、1つ以上の標的部位における複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度と少なくとも関連付けられるデータをデバイスから受信すること(動作630)を含む。複数の電極の少なくともサブセットは、少なくとも複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度を感知し、存在および深度と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成されてもよい。例えば、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および/または深度を含む、1つ以上の性質を感知するように構成されてもよい。非療法的刺激エネルギーの送達はさらに、個別の場所における神経組織の生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質等の他の性質の感知を可能にし得る。
方法600はさらに、コントローラを介して、データを処理し、複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における神経組織をアブレートし、各位置における神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定すること(動作640)を含む。電極は、コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される。故に、神経変調エネルギーは、高度に標的化された様式で個別の場所における個々の電極を介して組織に印加され、非標的構造(例えば、他の神経組織、血管等)を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成して標的構造を選択的に変調させることができる。コントローラは、少なくとも部分的に、デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される。フィードバックデータは、複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられ得る。フィードバックデータは、神経組織と関連付けられる生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質を含む。
図16は、患者の神経学的状態を診断および/または治療するための方法700の一実施形態を図示する、フロー図である。方法700は、複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイス、およびデバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラを提供すること(動作710)と、患者と関連付けられる1つ以上の標的部位にエンドエフェクタを位置付けることと(動作720)とを含む。
方法700はさらに、コントローラを介して、標的部位における神経組織と関連付けられるデータをデバイスから受信すること(動作730)を含む。複数の電極の少なくともサブセットは、少なくとも複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在ならびに神経組織の形態を感知し、存在および形態と関連付けられるデータをコントローラに送達するように構成されてもよい。例えば、複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、さらに、非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも神経組織の存在および形態を含む、1つ以上の性質を感知するように構成されてもよい。形態は、神経組織の生理学的性質および生体電気性質のうちの少なくとも1つを含んでもよい。生体電気性質は、限定ではないが、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力を含んでもよい。
方法500はさらに、コントローラを介して、データを処理し、標的部位における神経組織のタイプを判定すること(動作740)を含む。コントローラは、少なくとも部分的に形態に基づいて、神経組織タイプを判定するように構成される。方法500はさらに、コントローラを介して、標的部位における神経組織のタイプに基づいて、エンドエフェクタからのエネルギー出力を判定すること(動作750)を含む。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタから出力されるエネルギーは、診断エネルギーレベルまたは療法的エネルギーレベルにある。例えば、いくつかの実施形態では、複数の電極のサブセットは、診断フィードバックに関して神経組織を変調させ、標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、非療法的エネルギーを標的部位に送達することができる。したがって、いくつかの実施形態では、本方法は、複数の電極のサブセットを介して、非療法的エネルギーに応答して、神経組織の1つ以上の性質を感知し、神経学的状態を診断するための後続の処理のために、神経組織の1つ以上の性質と関連付けられるデータを前記コントローラに送達することを含む。他の実施形態では、本方法は、複数の電極のサブセットを介して、神経組織を療法的に変調させ、標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、療法的エネルギーを標的部位に送達することを含む。
以下は、ひいては、例えば、解剖学的構造および機能の検出、神経識別およびマッピング、ならびに解剖学的マッピングを可能にする、限定ではないが、神経変調監視、フィードバック、およびマッピング能力を含む、本発明のシステムおよび方法の種々の能力の詳細な説明を提供する。
(神経変調監視、フィードバック、およびマッピング能力)
前述で説明されたように、システム100は、デバイス102が接続されることになる、コンソール104を含む。コンソール104は、限定ではないが、神経変調デバイス102の制御、監視、供給、および/または別様に支持動作を含み得る、神経変調デバイス102のための種々の機能を提供するように構成される。コンソール104はさらに、エンドエフェクタ(214、314)を介した標的部位における組織または神経への送達のための選択された形態および/または大きさのエネルギーを発生させるように構成されることができ、したがって、コンソール104は、デバイス102の治療モダリティに応じて、異なる構成を有してもよい。例えば、デバイス102が、電極ベース、熱要素ベース、および/またはトランスデューサベースの治療のために構成されるとき、コンソール104は、RFエネルギー(例えば、単極、双極、または多極RFエネルギー)、パルス電気エネルギー、マイクロ波エネルギー、光学エネルギー、超音波エネルギー(例えば、管腔内に送達される超音波ならびに/もしくはHIFU)、直接熱エネルギー、放射線(例えば、赤外線、可視、および/またはガンマ放射線)、ならびに/もしくは別の好適なタイプのエネルギーを発生させるように構成される、エネルギー発生器106を含む。デバイス102が、凍結療法的治療のために構成されるとき、コンソール104は、冷媒リザーバ(図示せず)を含むことができ、デバイス102に冷媒を供給するように構成されることができる。同様に、デバイス102が、化学ベースの治療(例えば、薬物注入)のために構成されるとき、コンソール104は、化学リザーバ(図示せず)を含むことができ、デバイス102に1つ以上の化学物質を供給するように構成されることができる。
前述で説明されたように、システム100は、デバイス102が接続されることになる、コンソール104を含む。コンソール104は、限定ではないが、神経変調デバイス102の制御、監視、供給、および/または別様に支持動作を含み得る、神経変調デバイス102のための種々の機能を提供するように構成される。コンソール104はさらに、エンドエフェクタ(214、314)を介した標的部位における組織または神経への送達のための選択された形態および/または大きさのエネルギーを発生させるように構成されることができ、したがって、コンソール104は、デバイス102の治療モダリティに応じて、異なる構成を有してもよい。例えば、デバイス102が、電極ベース、熱要素ベース、および/またはトランスデューサベースの治療のために構成されるとき、コンソール104は、RFエネルギー(例えば、単極、双極、または多極RFエネルギー)、パルス電気エネルギー、マイクロ波エネルギー、光学エネルギー、超音波エネルギー(例えば、管腔内に送達される超音波ならびに/もしくはHIFU)、直接熱エネルギー、放射線(例えば、赤外線、可視、および/またはガンマ放射線)、ならびに/もしくは別の好適なタイプのエネルギーを発生させるように構成される、エネルギー発生器106を含む。デバイス102が、凍結療法的治療のために構成されるとき、コンソール104は、冷媒リザーバ(図示せず)を含むことができ、デバイス102に冷媒を供給するように構成されることができる。同様に、デバイス102が、化学ベースの治療(例えば、薬物注入)のために構成されるとき、コンソール104は、化学リザーバ(図示せず)を含むことができ、デバイス102に1つ以上の化学物質を供給するように構成されることができる。
いくつかの実施形態では、コンソール104は、神経変調デバイス102に通信可能に結合される、コントローラ107を含んでもよい。しかしながら、本明細書に説明される実施形態では、コントローラ107は、概して、神経変調デバイス102のハンドル118によって担持され、その内側に提供されてもよい。コントローラ107は、直接、および/またはコンソール104を介して、エンドエフェクタ(214、314)によって提供される1つ以上の電極の動作を開始、終了、ならびに/もしくは調節するように構成される。例えば、コントローラ107は、自動制御アルゴリズムを実行するように、および/またはオペレータ(例えば、外科医または他の医療専門家もしくは臨床医)から制御命令を受信するように構成されることができる。例えば、コントローラ107および/またはコンソール104の他のコンポーネント(例えば、プロセッサ、メモリ等)は、コントローラ107によって実行されると、デバイス102にある機能を実施させる(例えば、具体的様式でエネルギーを印加させる、インピーダンスを検出させる、温度を検出させる、神経場所または解剖学的構造を検出させる、神経マッピングを実施させる等)、命令を搬送する、コンピュータ可読媒体を含むことができる。メモリは、揮発性および不揮発性記憶のための種々のハードウェアデバイスのうちの1つ以上を含み、読取専用および書込可能メモリの両方を含むことができる。例えば、メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、CPUレジスタ、読取専用メモリ(ROM)、およびフラッシュメモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD、DVD、磁気記憶デバイス、テープドライブ、デバイスバッファ等の書込可能不揮発性メモリを備えることができる。メモリは、下層のハードウェアから切り離された伝搬信号ではなく、メモリは、したがって、非一過性である。
コンソール104はさらに、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110を介して、治療手技の前、間、および/または後に、フィードバックをオペレータに提供するように構成されてもよい。例えば、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110は、治療部位における神経の場所、治療部位における他の解剖学的構造(例えば、血管)の場所、監視ならびに変調の間の治療部位における温度、および/または治療部位における神経への療法的神経変調の影響と関連付けられる情報を提供するように構成されることができる。ある実施形態では、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110は、治療の有効性を確認する、および/またはシステム100の所望の性能を向上させるための特徴を含むことができる。例えば、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110は、コントローラ107およびエンドエフェクタ(214、314)と併せて、療法の間に治療部位における神経活動および/または温度を監視し、神経活動および/または温度が事前判定された最大値(例えば、神経活動の閾値低減、RFエネルギーを印加するときの閾値最高温度、または凍結療法を提供するときの閾値最低温度)に到達するときに、エネルギー送達を自動的に止めるように構成されることができる。他の実施形態では、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110は、コントローラ107と併せて、事前判定された最大時間、(すなわち、基準インピーダンス測定と比較して)標的組織の事前判定された最大インピーダンスまたは抵抗上昇、標的組織の事前判定された最大インピーダンス、および/または自律機能と関連付けられるバイオマーカに関する他の閾値後に、治療を自動的に終了するように構成されることができる。システム100の動作と関連付けられる本および他の情報は、コンソール104上のディスプレイ112(例えば、モニタ、タッチスクリーン、ユーザインターフェース等)および/またはコンソール104に通信可能に結合される別個のディスプレイ(図示せず)を介して、オペレータに通信されることができる。
種々の実施形態では、システム100のエンドエフェクタ(214、314)および/または他の部分は、標的部位における組織の種々の生体電気パラメータを検出するように構成されることができ、本情報は、標的部位における生体構造(例えば、組織タイプ、組織場所、血管系、骨構造、孔、副鼻腔等)を判定する、神経組織を特定する、異なるタイプの神経組織を鑑別する、標的部位において解剖学的および/または神経構造をマッピングする、ならびに/もしくは患者の生体構造に対するエンドエフェクタ(214、314)の神経変調パターンを識別するために、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110によって使用されることができる。例えば、エンドエフェクタ(214、314)は、標的領域内の神経線維および/または他の解剖学的構造の存在を示す、抵抗、複素電気インピーダンス、誘電性質、温度、ならびに/もしくは他の性質を検出するために使用されることができる。ある実施形態では、エンドエフェクタ(214、314)は、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110とともに、組織(すなわち、負荷)の(インピーダンスではなく)抵抗を判定し、組織の特性をより正確に識別するために使用されることができる。マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110は、(例えば、電極(244、336)を介して)負荷の実際の電力および電流を検出することによって、組織の抵抗を判定することができる。
いくつかの実施形態では、システム100は、1~50Ωの範囲に関して100分の1オーム(例えば、0.01Ω)までの精度測定等の高度な正確度および非常に高度な精度で、抵抗測定を提供する。システム100によって提供される高度な抵抗検出正確度は、神経構造の発火、神経構造と他の解剖学的構造(例えば、血管)との間の差異、および異なるタイプの神経構造さえも含む、サブマイクロスケール構造の検出を可能にする。本情報は、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズムおよび/またはコントローラ107によって分析され、治療部位における神経構造および他の生体構造を識別する、ならびに/もしくはマッピングされた生体構造に対するアブレーションパターンに基づいて予測される神経変調領域を示すように、(例えば、ディスプレイ112上の)高分解能空間グリッドおよび/または他のタイプのディスプレイを介してオペレータに通信されることができる。
前述で説明されたように、ある実施形態では、各電極(244、336)は、他の電極(244、336)から独立して動作されることができる。例えば、各電極は、個別に活性化されることができ、各電極の極性および振幅は、オペレータまたはコントローラ107によって実行される制御アルゴリズムによって選択されることができる。電極(244、336)の選択的独立制御は、エンドエフェクタ(214、314)が、情報を検出し、RFエネルギーを高度にカスタマイズされた領域に送達することを可能にする。例えば、電極(244、336)の選択部分が、具体的領域内の具体的神経線維を標的化するように活性化されることができる一方、他の電極(244、336)は、非アクティブのままである。ある実施形態では、例えば、電極(244、336)は、標的部位における組織に隣接する支柱の一部を横断して活性化されてもよく、標的組織に近接しない電極(244、336)は、非アクティブのままであり、エネルギーを非標的組織に印加することを回避することができる。加えて、電極(244、336)は、(例えば、多重化を介して)異なる時間に具体的パターンである領域を刺激する、または療法的に変調させるように、個別に活性化されることができ、これは、着目ゾーンを横断する解剖学的パラメータの検出および/または調整された療法的神経変調を促進する。
電極(244、336)は、電極(244、336)からシャフト116を通してエネルギー発生器106まで延在するワイヤ(図示せず)を介して、エネルギー発生器106に電気的に結合されることができる。電極(244、336)がそれぞれ、独立して制御されるとき、各電極(244、336)は、シャフト116を通して延在する、対応するワイヤに結合する。これは、各電極(244、336)が、刺激または神経変調のために独立して活性化され、精密なアブレーションパターンを提供すること、および/またはコンソール104を介して個別に検出され、神経もしくは解剖学的検出ならびにマッピングのために各電極(244、336)に特有の情報を提供することを可能にする。他の実施形態では、複数の電極(244、336)が、ともに制御されることができ、したがって、複数の電極(244、336)は、シャフト116を通して延在する同一のワイヤに電気的に結合されることができる。エネルギー発生器16および/またはそれに動作可能に結合されるコンポーネント(例えば、制御モジュール)は、電極(244、336)の活性化を制御するためのカスタムアルゴリズムを含むことができる。例えば、RF発生器は、約200~100WにおけるRF電力を電極(244、336)に送達し、治療部位および/または標的神経の識別された場所に対するエンドエフェクタ(214、314)の位置に基づいて選択される事前判定されたパターンで電極(244、336)を活性化しながら、そうすることができる。他の実施形態では、エネルギー発生器106は、刺激のためのより低いレベル(例えば、1W未満、1~5W、5~15W、15~50W、50~150W等)および/またはより高い電力レベルにおいて電力を送達する。例えば、エネルギー発生器106は、電極(244、336)を介して1~3Wの刺激エネルギーパルスを送達し、組織内の具体的標的を刺激するように構成されることができる。
前述で説明されたように、エンドエフェクタ(214、314)はさらに、支柱および/またはエンドエフェクタ(214、314)の他の部分上に配置され、シャフト116を通して延在するワイヤ(図示せず)を介してコンソール104に電気的に結合される、1つ以上の温度センサを含むことができる。種々の実施形態では、温度センサは、標的部位における組織と電極(244、336)との間の界面における温度を検出するように、電極(244、336)に近接して位置付けられることができる。他の実施形態では、温度センサは、標的部位における組織を貫通し(例えば、貫通熱電対)、組織内のある深度において温度を検出することができる。温度測定は、組織への療法的神経変調の影響に関するフィードバックをオペレータまたはシステムに提供することができる。例えば、ある実施形態では、オペレータは、治療部位における組織への損傷を防止する、低減させることを所望し得、したがって、温度センサは、組織温度が不可逆的組織損傷に関する事前判定された閾値に到達するかどうかを判定するために使用されることができる。いったん閾値に到達されると、療法的神経変調エネルギーの印加は、組織が無傷のままであることを可能にし、創傷治癒の間に有意な組織脱落を回避するように終了されることができる。ある実施形態では、エネルギー送達は、温度センサに動作可能に結合されるコンソール104上に記憶されたマッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110に基づいて、自動的に終了することができる。
ある実施形態では、システム100は、血管等の非標的構造への悪影響を回避しながら、療法的神経変調が標的神経構造を含む精密な領域に適用され得るように、療法の前に神経組織および/または他の解剖学的構造の場所ならびに/もしくは形態を判定することができる。下記にさらに詳細に説明されるように、システム100は、着目ゾーン内の種々の生体電気パラメータを検出し、種々の神経構造(例えば、異なるタイプの神経構造、神経指向性等)および/または他の組織(例えば、腺構造、血管、骨領域等)の場所ならびに形態を判定することができる。いくつかの実施形態では、システム100は、生体電位を測定するように構成される。そうするために、電極(244、336)のうちの1つ以上が、着目領域(例えば、治療部位)における上皮表面と接触して設置される。電気刺激(例えば、1つ以上の周波数における一定もしくはパルス電流)が、治療部位もしくはその近傍の1つ以上の電極(244、336)によって組織に印加され、エンドエフェクタ(214、314)の種々の対の電極(244、336)の間の種々の異なる周波数における電圧および/または電流差が、着目領域内の異なるタイプの組織(例えば、血管、神経構造、ならびに/もしくは他のタイプの組織)を識別するために使用され得る、検出された生体電位のスペクトルプロファイルまたはマップを生成するように測定されてもよい。例えば、電流(すなわち、直流または交流)が、相互に隣接する一対の電極(244、336)に印加されることができ、他の対の隣接する電極(244、336)の間の結果として生じた電圧および/または電流が、測定される。電流注入電極(244、336)および測定電極(244、336)は、隣接する必要はなく、2つの電流注入電極(244、336)の間の間隔を修正することは、記録された信号の深度に影響を及ぼし得ることを理解されたい。例えば、密接に離間された電流注入電極(244、336)は、より浅い深度における組織と関連付けられる記録された信号を提供する、より遠く離間された電流注入電極(244、336)よりも組織の表面から深い組織と関連付けられる、記録された信号を提供した。異なる間隔を伴う電極対からの記録は、解剖学的構造の深度および位置特定についての付加的情報を提供するようにマージされてもよい。
さらに、着目領域における組織の複素インピーダンスおよび/または抵抗測定が、生体電位測定によって提供される電流・電圧データから直接、検出されることができる一方、異なるレベルの周波数電流が、(例えば、エンドエフェクタ(214、314)を介して)組織に印加され、本情報は、周波数微分再構築の使用によって、神経および解剖学的構造をマッピングするために使用されることができる。異なる周波数における刺激を印加することは、異なる層別化された層または細胞体もしくは群を標的化するであろう。高い信号周波数(例えば、電気注入または刺激)において、例えば、神経構造の細胞膜は、電流の流れを妨げず、電流は、細胞膜を直接通して通過する。この場合、結果として生じた測定(例えば、インピーダンス、抵抗、静電容量、および/または誘導)は、細胞内および細胞外組織ならびに液の関数である。低い信号周波数において、膜は、電流の流れを妨げ、細胞の形状または細胞間隔等の組織の異なる決定的な特性を提供する。刺激周波数は、メガヘルツ範囲内、キロヘルツ範囲(例えば、400~500kHz、450~480kHz等)、および/または刺激されている組織ならびに使用されているデバイスの特性に同調している他の周波数であり得る。着目ゾーンからの検出された複素インピーダンスまたは抵抗レベルは、刺激周波数に基づいてある構造を可視化するように、(例えば、ディスプレイ112を介して)ユーザに表示されることができる。
さらに、患者の所与の領域またはゾーン内の解剖学的構造の固有の形態および組成が、異なる周波数に異なるように反応し、したがって、具体的周波数が、非常に具体的な構造を識別するように選択されることができる。例えば、解剖学的マッピングのための標的構造の形態または組成は、組織の細胞または他の構造が膜状である、層別化されている、および/または環状であるかどうかに依存し得る。種々の実施形態では、印加された刺激信号は、髄鞘形成のレベルおよび/または髄鞘形成の形態等の具体的神経構造に同調している、事前判定された周波数を有することができる。例えば、第2の軸索副交感神経構造は、交感神経または他の構造よりも不良に有髄であり、したがって、交感神経よりも選択された周波数に対して区別可能な応答(例えば、複素インピーダンス、抵抗等)を有するであろう。故に、異なる周波数を伴う信号を標的部位に印加することは、標的副交感神経を非標的感覚神経と区別し、したがって、療法の前もしくは後の神経マッピングおよび/または療法後の神経評価のために、極めて具体的な標的部位を提供することができる。いくつかの実施形態では、神経および/または解剖学的マッピングは、測定が、最初に、第1の周波数を有する注入信号への応答に基づいて、次いで、再度、第1の周波数と異なる第2の周波数を有する注入信号に基づいて、得られるように、少なくとも2つの異なる周波数を用いて着目領域におけるデータを測定し、ある解剖学的構造を識別することを含む。例えば、肥大した(すなわち、疾患状態特性)粘膜下標的が、「正常な」(すなわち、健康な)組織と比較して、異なる電気伝導度または誘電率を有する、2つの周波数が存在する。複素伝導度が、1つ以上の測定された生理学的パラメータ(例えば、複素インピーダンス、抵抗、誘電測定、双極子測定等)および/または1つ以上の自信を持って把握されている属性もしくはシグネチャの観察に基づいて、判定されてもよい。さらに、システム100はまた、標的神経構造に同調している1つ以上の事前判定された周波数において、電極(244、336)を介して神経変調エネルギーを印加し、周波数と関連付けられる選択された神経構造の高度に標的化されたアブレーションを提供することもできる。本高度に標的化された神経変調はまた、標的信号(標的神経構造に同調された周波数を有する)が非標的構造に同一の変調効果を及ぼさないであろうため、非標的部位/構造(例えば、血管)への神経変調療法の付随的効果を低減させる。
故に、複素インピーダンスおよび抵抗等の生体電気性質が、1つ以上の治療パラメータを誘導するために、神経変調療法の前、間、および/または後に、システム100によって使用されることができる。例えば、治療の前、間、および/または後に、インピーダンスまたは抵抗測定が、1つ以上の電極(244、336)と隣接組織との間の接触を確認ならびに/もしくは検出するために使用されてもよい。インピーダンスまたは抵抗測定はまた、記録されたスペクトルが予期される組織タイプと一致する形状を有するかどうか、および/または連続的に収集されたスペクトルが再現可能であったかどうかを判定することによって、電極(244、336)が標的組織タイプに対して適切に設置されるかどうかを検出するために、使用されることもできる。いくつかの実施形態では、インピーダンスまたは抵抗測定は、治療ゾーン(例えば、妨害されることになる具体的神経構造)のための境界、解剖学的目印、回避するべき解剖学的構造(例えば、妨害されるべきではない血管構造または神経構造)、およびエネルギーを組織に送達することの他の側面を識別するために、使用されてもよい。
生体電気情報が、標的部位における異なる解剖学的特徴の組織のスペクトルプロファイルまたはマップを生成するために使用されることができ、解剖学的マッピングは、好適な治療部位の選択を誘導するように、ディスプレイ112および/または他のユーザインターフェースを介して、3Dもしくは2D画像内で可視化されることができる。本神経および解剖学的マッピングは、システム100が、患者の所与のゾーンまたは領域内の多数の神経進入点における粘膜に神経を分布させる、節後副交感神経線維を正確に検出し、療法的に変調させることを可能にする。さらに、SPF、副孔、および微小孔の場所を示す、いずれの明確な解剖学的マーカも存在しないため、神経マッピングは、オペレータが、粘膜の複雑な解離がないと別様に識別不可能であろう、神経を識別し、療法的に変調させることを可能にする。加えて、解剖学的マッピングはまた、臨床医が、臨床医が療法的神経変調の間に回避することを所望し得る、ある構造(例えば、ある動脈)を識別することも可能にする。システム100によって検出される神経および解剖学的生体電気性質はまた、治療部位への療法的神経変調のリアルタイム効果を判定するように、治療の間および後に使用されることもできる。例えば、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110はまた、療法的神経変調の前および後に、検出された神経場所および/または活動を比較し、神経活動の変化を事前判定された閾値と比較し、療法的神経変調の適用が治療部位を横断して効果的であったかどうかを査定することもできる。
種々の実施形態では、システム100はまた、具体的温度において電極(244、336)の予期される療法的変調パターンをマッピングし、ある実施形態では、標的部位の解剖学的マッピングに基づいて組織性質を考慮するように構成されることもできる。例えば、システム100は、標的部位および/または構造に応じて、45℃等温線、55℃等温線、65℃等温線、ならびに/もしくは他の温度/範囲(例えば、45℃~70℃に及ぶ、またはそれよりも高い温度)において具体的電極アブレーションパターンのアブレーションパターンをマッピングするように構成されることができる。
システム100は、ディスプレイ112を介して、エンドエフェクタ(214、314)の電極(244、336)のそのような投影されたアブレーションパターンの3次元ビューを提供してもよい。アブレーションパターンマッピングは、各電極(244、336)が周辺組織に及ぼす影響の領域を画定してもよい。影響の領域は、定義された電極活性化パターン(すなわち、任意の所与の支柱上の1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれを上回る電極)に基づいて、療法的変調エネルギーに暴露されるであろう組織の領域に対応し得る。換言すると、アブレーションパターンマッピングは、任意の数の電極(244、336)のアブレーションパターン、電極レイアウトの任意の幾何学形状、および/または任意のアブレーション活性化プロトコル(例えば、パルス活性化、多極/連続活性化等)を図示するために使用されることができる。
いくつかの実施形態では、アブレーションパターンは、各電極(244、336)が、個々の電極(244、336)のみを囲繞する影響の領域(すなわち、「ドット」パターン)を有するように、構成されてもよい。他の実施形態では、アブレーションパターンは、2つ以上の電極(244、336)が、ともにリンクし、2つ以上の電極(244、336)の間にピーナッツ様または直線形状を画定する、部分群化された影響の領域を形成し得るようなものであってもよい。さらなる実施形態では、アブレーションパターンは、影響の領域が複数の電極(244、336)に沿って(例えば、各支柱に沿って)延在する、より広範または隣接するパターンをもたらすことができる。なおもさらなる実施形態では、アブレーションパターンは、電極活性化パターン、位相角、標的温度、パルス持続時間、デバイス構造、および/または他の治療パラメータに応じて、異なる影響領域をもたらし得る。アブレーションパターンの3次元ビューは、臨床医が、エネルギー印加の異なる持続時間、異なる電極活性化シーケンス(例えば、多重化)、異なるパルスシーケンス、異なる温度等温線、および/または他の治療パラメータに基づいて、変化する影響の領域を可視化することを可能にするように、ディスプレイ112ならびに/もしくは他のユーザインターフェースに出力されることができる。本情報は、患者の具体的生体構造のための適切なアブレーションアルゴリズムを判定するために、使用されることができる。他の実施形態では、影響の領域の3次元可視化は、解剖学的マッピングに関して生体電気性質を測定するときに、電極(244、336)がデータを検出する領域を図示するために、使用されることができる。本実施形態では、3次元可視化は、所望の面積内の所望の性質(例えば、インピーダンス、抵抗等)を判定するために使用されるべき電極活性化パターンを判定するために、使用されることができる。ある実施形態では、ドット査定を使用することがより良好であり得る一方、他の実施形態では、線形またはより大きい隣接する領域から情報を検出することがより適切であり得る。
いくつかの実施形態では、マッピングされたアブレーションパターンは、療法的に変調される、または別様に療法による影響を受けるであろう構造の種類(例えば、神経組織、血管等)を識別するように、解剖学的マッピング上に重ね合わせられる。着目ゾーン内の前もって識別された解剖学的構造に関連して、予測または計画される神経変調ゾーンのデジタル説明図を含む、画像が、外科医に提供されてもよい。例えば、説明図は、多数の神経組織を示し、予測される神経変調ゾーンに基づいて、療法的に変調されることが予期される神経組織を識別してもよい。予期される療法的に変調された神経組織は、影響を受けていない神経組織からそれらを鑑別するように影を付けられてもよい。他の実施形態では、予期される療法的に変調された神経組織は、異なる色および/または他のインジケータを使用して、影響を受けていない神経組織から鑑別されることができる。さらなる実施形態では、予期される神経変調ゾーンおよび周辺生体構造(解剖学的マッピングに基づく)は、3次元ビューで示される、および/または異なる可視化特徴(例えば、ある解剖学的構造、標的組織の生体電気性質等を識別するための色分け)を含むことができる。組み合わせられた予測されるアブレーションパターンおよび解剖学的マッピングは、臨床医が患者の具体的生体構造のための適切なアブレーションアルゴリズムを選択することを可能にするように、ディスプレイ112および/または他のユーザインターフェースに出力されることができる。
システム100によって提供される画像は、臨床医が療法の前にアブレーションパターンを可視化し、アブレーションパターンを調節し、具体的解剖学的構造を標的化する一方、他の構造を回避し、付随的効果を防止することを可能にする。例えば、臨床医は、血管を回避するための治療パターンを選択し、それによって、療法的神経変調エネルギーへの血管の暴露を低減させることができる。これは、血管を損傷または破裂させる危険性を低減させ、したがって、即時または潜在出血を防止する。さらに、神経マッピングによって提供される選択的エネルギー印加は、創傷治癒(例えば、アブレーション後の1~3週間)の間の組織脱落等の療法的神経変調の付随的効果を低減させ、それによって、神経変調手技と関連付けられる吸引の危険性を低減させる。
システム100はさらに、標的神経構造に同調されている具体的周波数において(電極(244、336)を介して)神経変調エネルギーを印加し、したがって、非標的構造と比べて所望の神経組織を具体的に標的化するように構成されることができる。例えば、具体的神経変調周波数は、神経マッピングの間に標的構造に対応するものとして識別される周波数に対応することができる。上記に説明されるように、解剖学的構造の固有の形態および組成は、異なる周波数に異なるように反応する。したがって、標的構造に合わせられた周波数同調神経変調エネルギーは、非標的構造に同一の変調効果を及ぼさない。より具体的には、標的特有の周波数において神経変調エネルギーを印加することは、標的神経構造内にイオン撹拌を引き起こし、標的神経組織の浸透ポテンシャル差および神経膜ポテンシャルの動的変化(細胞内および細胞外液圧力の差異から生じる)につながる。これは、変性を引き起こし、可能性として、空胞変性、最終的に、標的神経構造における壊死をもたらすが、少なくともいくつかの非標的構造(例えば、血管)に機能的に影響を及ぼすことは予期されない。故に、システム100は、神経構造特有の周波数を使用し、(1)、標的神経構造上に神経変調を具体的に集束させる電極アブレーション構成(例えば、電極幾何学形状および/または活性化パターン)を計画するための標的神経組織の場所を識別すること、ならびに(2)特徴的神経周波数において神経変調エネルギーを印加し、特徴的神経周波数に応答して神経組織を選択的にアブレートすることの両方を行うことができる。例えば、システム100のエンドエフェクタ(214、314)は、副交感神経線維、交感神経線維、感覚線維、アルファ/ベータ/デルタ線維、C-線維、前述のうちの1つ以上の無酸素末端、非絶縁線維と比べた絶縁線維(線維を伴う領域)、および/または他の神経組織を選択的に刺激する、ならびに/もしくは変調させてもよい。いくつかの実施形態では、システム100はまた、解剖学的マッピングおよび/または療法的変調の間に、所与の組織タイプ内の平滑筋細胞、粘膜下腺、杯細胞、および層別化された細胞領域等の具体的細胞もしくは細胞領域を選択的に標的化してもよい。したがって、システム100は、標的神経組織に特有の極めて選択的な神経変調療法を提供し、非標的構造(例えば、血管)への神経変調療法の付随的効果を低減させる。
本開示は、解剖学的マッピングおよび療法的神経変調の方法を提供する。本方法は、着目ゾーン(「着目ゾーン」)においてエンドエフェクタ(すなわち、エンドエフェクタ(214、314))を拡張することを含む。例えば、エンドエフェクタ(214、314)は、電極(244、336)のうちの少なくともいくつかが、着目ゾーンにおける組織と接触して設置されるように、拡張されることができる。拡張されたデバイスは、次いで、電極(244、336)および/または他のセンサを介して、生体電気測定を行い、所望の電極が着目ゾーンにおける組織と適切に接触していることを確実にすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、システム100は、電極(244、336)の対を横断してインピーダンスおよび/または抵抗を検出し、所望の電極が組織との適切な表面接触を有すること、ならびに電極(244、336)の全てが適切に機能していることを確認する。
本方法は、随意に、電気刺激を組織に印加し、組織の生体電気性質を検出し、組織の基準ノルムを確立することによって、継続する。例えば、本方法は、抵抗、複素インピーダンス、電流、電圧、神経発火率、神経磁場、筋肉活性化、および/または神経組織ならびに/もしくは他の解剖学的構造(例えば、腺構造、血管等)の場所および/または機能を示す他のパラメータを測定することを含むことができる。いくつかの実施形態では、電極(244、336)は、1つ以上の刺激信号(例えば、パルス信号もしくは一定信号)を着目ゾーンに送信し、神経活動を刺激し、活動電位を開始する。刺激信号は、具体的標的構造の場所の識別を可能にする、具体的標的構造(例えば、具体的神経構造、腺構造、血管)に同調している周波数を有することができる。刺激信号の具体的周波数は、ホスト浸透性の関数であり、したがって、一意の周波数を印加することは、組織減衰およびRFエネルギーが浸透するであろう組織の中への深度を改変する。例えば、より低い周波数は、典型的には、より高い周波数よりも深く組織の中に浸透する。
エンドエフェクタ(214、314)の非刺激電極(244、336)の対が、次いで、インピーダンスまたは抵抗等の刺激に応答して生じる、組織の1つ以上の生体電気性質を検出することができる。例えば、電極(例えば、電極(244、336))のアレイが、所望の深度において、および/または所望の領域を横断して生体電気性質を検出し、着目ゾーンにおいて高レベルの空間認識を提供するように、所望のパターン(例えば、電極(244、336)を多重化する)で、ともに選択的にペアリングされることができる。ある実施形態では、電極(244、336)は、アルゴリズム(例えば、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110によって提供される)に従って、時系列様式でともにペアリングされることができる。種々の実施形態では、刺激が、2つ以上の異なる周波数において組織の中に注入されることができ、注入された周波数のそれぞれに応答した、結果として生じた生体電気応答(例えば、活動電位)が、種々の対の電極(244、336)を介して検出されることができる。例えば、解剖学的または神経マッピングアルゴリズムが、エンドエフェクタ(214、314)に、異なる対の電極(244、336)の間の具体的周波数においてパルスRFエネルギーを送達させることができ、結果として生じた生体電気応答は、所望の着目ゾーンが適切にマッピングされる(すなわち、「多重化」)まで、時系列順に記録されることができる。例えば、エンドエフェクタ(214、314)は、事前判定された時間周期(例えば、1~50ミリ秒)にわたって隣接する対の電極(244、336)を介して、第1の周波数において刺激エネルギーを送達することがき、結果として生じた生体電気活動(例えば、抵抗)は、1対以上の他の電極(244、336)(例えば、組織内の変動する深度に到達するように相互から離間される)を介して検出されることができる。エンドエフェクタ(214、314)は、次いで、第1の周波数と異なる第2の周波数において刺激エネルギーを印加することができ、結果として生じた生体電気活動は、他の電極を介して検出されることができる。これは、着目ゾーンが所望の周波数において適切にマッピングされたときに継続することができる。下記にさらに詳細に説明されるように、いくつかの実施形態では、基準組織生体電気性質(例えば、神経発火率)が、静的検出方法を使用して(刺激信号の注入を伴わずに)検出される。
基準生体電気性質を検出した後、情報は、着目ゾーンにおいて解剖学的構造および/または機能をマッピングするために使用されることができる。例えば、電極(244、336)によって検出される生体電気性質は、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110を介して驚嘆され得、解剖学的マップは、ディスプレイ112を介してユーザに出力されることができる。いくつかの実施形態では、複素インピーダンス、誘電、または抵抗測定が、副交感神経をマッピングし、随意に、過活動の病的状態時の神経組織を識別するために使用されることができる。生体電気性質はまた、血管、骨、および/または腺構造等の他の非標的構造ならびに一般的生体構造をマッピングするために使用されることもできる。解剖学的場所は、2次元マップ(例えば、相対的強度を図示する、潜在性標的構造の具体的部位を図示する)として、および/または3次元画像として、(例えば、/ディスプレイ112上で)ユーザに提供されることができる。本情報は、サブミクロンの細胞レベルで構造を鑑別し、非常に具体的な標的構造(例えば、過活動副交感神経)を識別するために使用されることができる。本方法はまた、異なる電極神経変調プロトコルに基づいて、エンドエフェクタ(214、314)のアブレーションパターンを予測し、随意に、マッピングされた生体構造上に予測される神経変調パターンを重ね合わせ、具体的神経変調プロトコルによる影響を受けるであろう解剖学的構造をユーザに示すことができる。例えば、予測される神経変調パターンが、マッピングされた生体構造に関連して表示されるとき、臨床医は、標的構造が適切にアブレートされるであろうかどうか、および非標的構造(例えば、血管)が療法的神経変調エネルギーに望ましくなく暴露されるであろうかどうかを判定することができる。したがって、本方法は、神経変調療法を計画し、非常に具体的な標的構造を特定し、非標的構造を回避し、電極神経変調プロトコルを選択するために使用されることができる。
いったん標的構造が特定され、所望の電極神経変調プロトコルが選択されると、本方法は、療法的神経変調を標的構造に適用することによって継続する。神経変調エネルギーは、非標的血管を回避し、周辺組織構造が効果的な創傷治癒のために健康なままであることを可能にしながら、微小病変を形成し、標的構造を選択的に変調させる、高度に標的化された様式で組織に印加されることができる。いくつかの実施形態では、神経変調エネルギーは、パルス様式で印加されることができ、組織が変調パルスの合間に冷却することを可能にし、非標的組織に望ましくない影響を及ぼすことなく適切な変調を確実にする。いくつかの実施形態では、神経変調アルゴリズムは、神経変調が完了することが予測されるまで、時系列順で異なる対の電極(244、336)の間にパルスRFエネルギーを送達することができる(すなわち、「多重化」)。例えば、エンドエフェクタ(214、314)は、以下の条件のうちの少なくとも1つが満たされる、すなわち、(a)負荷抵抗が所定の最大抵抗(例えば、350Ω)に到達する、(b)電極対と関連付けられる熱電対温度が所定の最高温度(例えば、80℃)に到達する、または(c)事前判定された時間周期が経過する(例えば、10秒)まで、隣接する対の電極(244、336)を介して神経変調エネルギー(例えば、5~10W(例えば、7W、8W、9W)の電力および約50~100mAの電流を有する)を送達することができる。事前判定された条件が満たされた後、エンドエフェクタ(214、314)は、シーケンスの中の次の対の電極まで移動することができ、神経変調アルゴリズムは、個々の対の電極の負荷抵抗の全てが事前判定された閾値(例えば、100Ω)にある、またはそれを上回るときに終了することができる。種々の実施形態では、RFエネルギーは、事前判定された周波数(例えば、450~500kHz)において印加されることができ、非標的構造の機能妨害を回避しながら、具体的標的構造のイオン撹拌を開始することが予期される。
神経変調療法の間および/または後に、本方法は、標的部位の療法後生体電気性質を検出し、随意に、マッピングすることによって継続する。これは、上記に説明されるような類似様式で実施されることができる。療法後評価は、標的構造(例えば、過活動副交感神経)が適切に変調またはアブレートされたかどうかを示すことができる。標的構造が適切に変調されない場合(すなわち、神経活動が標的構造内で依然として検出される、および/または神経活動が減少していない場合)、本方法は、療法的神経変調を標的に再び適用することによって継続することができる。標的構造が、適切にアブレートされた場合、神経変調手技は、完了されることができる。
(解剖学的構造および機能の検出)
本技術の種々の実施形態は、標的部位における組織の生体電気、誘電、および/または他の性質を測定し、神経構造および他の解剖学的構造の存在、場所、ならびに/もしくは活動を判定し、随意に、検出された神経構造および/または他の解剖学的構造の場所をマッピングする、特徴を含むことができる。例えば、本技術は、腺構造、ならびに随意に、それらの粘液漿液性機能および/または他の機能を検出するために使用されることができる。本技術はまた、血管構造(例えば、動脈)、ならびに随意に、それらの動脈機能、体積圧力、および/または他の機能を検出するように構成されることもできる。下記に議論されるマッピング特徴は、標的部位における神経の正確な描写を提供するように、システム100および/または本明細書に開示される任意の他のデバイスのうちのいずれかの中に組み込まれることができる。
本技術の種々の実施形態は、標的部位における組織の生体電気、誘電、および/または他の性質を測定し、神経構造および他の解剖学的構造の存在、場所、ならびに/もしくは活動を判定し、随意に、検出された神経構造および/または他の解剖学的構造の場所をマッピングする、特徴を含むことができる。例えば、本技術は、腺構造、ならびに随意に、それらの粘液漿液性機能および/または他の機能を検出するために使用されることができる。本技術はまた、血管構造(例えば、動脈)、ならびに随意に、それらの動脈機能、体積圧力、および/または他の機能を検出するように構成されることもできる。下記に議論されるマッピング特徴は、標的部位における神経の正確な描写を提供するように、システム100および/または本明細書に開示される任意の他のデバイスのうちのいずれかの中に組み込まれることができる。
神経および/または解剖学的検出は、(a)標的部位における神経構造および他の解剖学的構造(例えば、血管、腺等)の存在または場所を判定する、ならびに/もしくは神経活動の基準レベルを記録するための療法的神経変調エネルギーの印加の前に、(b)治療部位における神経線維上のエネルギー印加のリアルタイム効果を判定するための療法的神経変調の間に、および/または(c)標的構造(例えば、神経、腺等)への治療の有効性を確認するための療法的神経変調の後に、生じることができる。これは、(マイクロスケールまたは細胞レベルまでさえも)非常に具体的な解剖学的構造の識別を可能にし、したがって、高度に標的化された神経変調を提供する。これは、神経変調療法の有効性および効率を向上させる。加えて、解剖学的マッピングは、非標的部位への神経変調療法の付随的効果を低減させる。故に、標的神経変調は、血管の損傷または破裂(すなわち、望ましくない出血を阻止する)、および創傷治癒の間に(例えば、損傷組織が鼻壁から剥がれ落ちるときに)懸念となり得る組織への付随的損傷を阻止する。
ある実施形態では、本明細書に開示されるシステムは、インピーダンス、抵抗、電圧、電流密度、および/または他のパラメータ(例えば、温度)等の生体電気測定を使用し、標的部位における生体構造、特に、神経、腺、および血管生体構造を判定することができる。生体電気性質は、刺激(例えば、電極(244、336)を介して送達されるRFエネルギー等の電気刺激、すなわち、「動的」検出)の伝送後に、および/または刺激の伝送を伴わずに(すなわち、「静的」検出)検出されることができる。
動的測定は、神経活性化および/または伝搬を励起させる、ならびに/もしくはその一次または二次効果を検出するための種々の実施形態を含む。そのような動的実施形態は、神経活性化および伝搬の高まった状態を伴い、隣接する組織タイプに対する神経場所および機能識別のために本動的測定を使用する。例えば、動的検出の方法は、(1)治療デバイス(例えば、エンドエフェクタ)を介して、刺激エネルギーを治療部位に送達し、治療部位における副交感神経を励起させることと、(2)治療デバイスの測定/感知アレイ(例えば、電極(244、336)を介して、治療部位における1つ以上の生理学的パラメータ(例えば、抵抗、インピーダンス等)を測定することと、(4)測定に基づいて、治療部位における副交感神経の相対的存在および位置を識別することと、(5)アブレーションエネルギーを識別された副交感神経に送達し、検出された副交感神経をブロックすることとを含むことができる。
静的測定は、治療部位またはその近傍の層別化もしくは細胞組成の具体的天然性質と関連付けられる種々の実施形態を含む。静的実施形態は、治療部位またはその近傍の組織タイプの固有の生物学的および電気的性質、治療部位またはその近傍の層別化もしくは細胞組成、および両方の前述の測定を治療部位に隣接する(神経変調のために標的化されない)組織タイプと対比することを対象とする。本情報は、具体的標的(例えば、副交感神経線維)および非標的(例えば、血管、感覚神経等)を位置特定するために使用されることができる。例えば、静的検出の方法は、(1)アブレーションの前に、治療デバイスの測定/感知アレイ(例えば、電極(244、336)を利用し、1つ以上の基準生理学的パラメータを判定することと、(2)測定された生理学的パラメータ(例えば、抵抗、インピーダンス等)に基づいて、着目領域内の固有の組織性質を幾何学的に識別することと、(3)治療デバイスを介して、アブレーションエネルギーを着目領域内の1つ以上の神経に送達することと、(4)アブレーションエネルギーの送達の間に、測定/感知アレイを介して、1つ以上の手技中生理学的パラメータを判定することと、(5)アブレーションエネルギーの送達後に、測定/感知アレイを介して、1つ以上の手技後生理学的パラメータを判定し、アブレーションエネルギーを受容した神経をブロックすることへのアブレーションエネルギーの送達の有効性を判定することとを含むことができる。
生体電気性質の初期静的および/または動的検出後、解剖学的特徴の場所は、治療部位が標的神経の療法的に有効な神経変調のために種々の解剖学的構造に対して存在するべき場所を判定するために使用されることができる。本明細書に説明される生体電気的および他の生理学的性質は、電極(例えば、エンドエフェクタ(214、314)の電極(244、336))を介して検出されることができ、デバイス(例えば、エンドエフェクタ(214、314))上の電極ペアリングは、具体的ゾーンまたは領域において、および標的領域の具体的深度において生体電気データを取得するように選択されることができる。標的神経変調部位において、またはそれを囲繞して検出される具体的性質、およびこれらの性質を取得するための関連付けられる方法が、下記に説明される。下記に議論されるこれらの具体的検出およびマッピング方法は、システム100を参照して説明されるが、本方法は、解剖学的識別、解剖学的マッピング、および/または神経変調療法を提供する、他の好適なシステムならびにデバイス上で実装されることができる。
(神経識別およびマッピング)
多くの神経変調手技では、神経変調デバイス102によって送達されるエネルギーの影響のゾーンおよび/または領域(「着目ゾーン」と称される)内に該当する神経の部分、ならびに神経変調デバイス102に対する神経構造の相対3次元位置を識別することが有益である。着目ゾーン内の神経構造の部分を特性評価すること、および/または着目ゾーン内の神経構造の相対位置を判定することは、臨床医が、(1)非標的構造(例えば、血管)と比べて標的神経構造を選択的に活性化すること、および(2)非標的神経構造(例えば、感覚神経、神経構造の部分群、ある組成または形態を有する神経構造)と比べて具体的標的神経構造(例えば、副交感神経)を部分選択することを可能にする。標的構造(例えば、副交感神経)および非標的構造(例えば、血管、感覚神経等)は、構造の一意の形態学的組成およびこれらの形態学的組成と関連付けられる生体電気性質によって定義される、具体的構造の固有のシグネチャに基づいて、識別されることができる。例えば、一意の離散周波数が、形態学的組成と関連付けられ、したがって、ある構造を識別するために使用されることができる。標的および非標的構造はまた、具体的神経構造を部分選択するように、構造の相対生体電気的活性化に基づいて識別されることもできる。さらに、標的および非標的構造は、合わせられた注入刺激への構造の異なる検出された応答によって識別されることができる。例えば、本明細書に説明されるシステムは、構造の応答の大きさ、および異なる刺激(例えば、異なる周波数において注入される刺激)に対する解剖学的構造の応答の差異を検出することができる。
多くの神経変調手技では、神経変調デバイス102によって送達されるエネルギーの影響のゾーンおよび/または領域(「着目ゾーン」と称される)内に該当する神経の部分、ならびに神経変調デバイス102に対する神経構造の相対3次元位置を識別することが有益である。着目ゾーン内の神経構造の部分を特性評価すること、および/または着目ゾーン内の神経構造の相対位置を判定することは、臨床医が、(1)非標的構造(例えば、血管)と比べて標的神経構造を選択的に活性化すること、および(2)非標的神経構造(例えば、感覚神経、神経構造の部分群、ある組成または形態を有する神経構造)と比べて具体的標的神経構造(例えば、副交感神経)を部分選択することを可能にする。標的構造(例えば、副交感神経)および非標的構造(例えば、血管、感覚神経等)は、構造の一意の形態学的組成およびこれらの形態学的組成と関連付けられる生体電気性質によって定義される、具体的構造の固有のシグネチャに基づいて、識別されることができる。例えば、一意の離散周波数が、形態学的組成と関連付けられ、したがって、ある構造を識別するために使用されることができる。標的および非標的構造はまた、具体的神経構造を部分選択するように、構造の相対生体電気的活性化に基づいて識別されることもできる。さらに、標的および非標的構造は、合わせられた注入刺激への構造の異なる検出された応答によって識別されることができる。例えば、本明細書に説明されるシステムは、構造の応答の大きさ、および異なる刺激(例えば、異なる周波数において注入される刺激)に対する解剖学的構造の応答の差異を検出することができる。
少なくとも本開示の目的のために、神経は、着目ゾーンに対するそれらの個別の配向に基づいて定義される以下の部分、すなわち、終端神経組織(例えば、終端軸索構造)、分岐神経組織(例えば、分岐軸索構造)、および進行神経組織(例えば、進行軸索構造)を含むことができる。例えば、終端神経構造は、ゾーンに進入するが、そこから退出しない。したがって、終端神経構造は、神経シグナリングおよび活性化のための終点である。分岐神経構造は、着目ゾーンに進入し、着目ゾーンから退出する神経の数を増加させる神経である。分岐神経構造は、典型的には、神経束の相対幾何学形状の縮小と関連付けられる。進行神経構造は、幾何学形状または数値に実質的に変化を伴わずに、着目ゾーンに進入し、ゾーンから退出する神経である。
システム100は、神経の複合活動電位に結び付けられる、電圧、電流、複素インピーダンス、抵抗、誘電率、および/または伝導度を検出し、着目ゾーン内の神経の相対位置および比例を判定ならびに/もしくはマッピングするために、使用されることができる。神経断面積(「CSA」)は、軸索構造の増加に起因することが予期される。各軸索は、標準サイズである。(断面寸法が)より大きい神経は、より小さい断面寸法を有する神経よりも多数の軸索を有する。より大きい神経からの複合活動応答は、静的および動的査定の両方において、より小さい神経を上回る。これは、少なくとも部分的に、複合活動電位が軸索のそれぞれからの累積活動応答であるためである。静的分析を使用するとき、例えば、システム100は、神経のインピーダンスまたは抵抗を直接測定およびマッピングし、判定されたインピーダンスまたは抵抗に基づいて、神経の場所および/または神経の相対サイズを判定することができる。動的分析では、システム100は、刺激を着目ゾーンに印加し、刺激への神経構造の動的応答を検出するために使用されることができる。本情報を使用して、システム100は、着目ゾーン内のインピーダンスまたは抵抗を判定および/またはマッピングし、神経位置もしくは相対神経サイズに関連する情報を提供することができる。神経インピーダンスマッピングは、異なる断面深度における具体的場所において変動する複素インピーダンスを示すことによって、図示されることができる。他の実施形態では、神経インピーダンスまたは抵抗は、3次元ディスプレイ内にマッピングされることができる。
着目ゾーン内の神経の部分および/または相対位置を識別することは、治療効率および有効性を改良するためのシステム100の1つ以上の治療パラメータ(例えば、電極アブレーションパターン、電極活性化計画等)の選択を知らせる、ならびに/もしくは誘導することができる。例えば、神経監視およびマッピングの間に、システム100は、少なくとも部分的に、着目ゾーンに沿って延在する神経構造の長さ、神経組織の相対サイズ、および/または活動電位の方向に基づいて、神経の指向性を識別することができる。本情報は、次いで、自動的に、または手動で、治療パラメータ(例えば、選択的電極活性化、双極および/または多極活性化、ならびに/もしくは電極位置付け)を調節し、具体的神経または神経の領域を標的化するために、システム100もしくは臨床医によって使用されることができる。例えば、システム100は、具体的電極(244、336)、電極の組み合わせ(例えば、非対称または対称)を選択的に活性化する、および/または双極もしくは多極電極構成を調節することができる。いくつかの実施形態では、システム100は、神経部分/位置マッピングおよび/または神経比例マッピングに基づいて、波形、位相角、ならびに/もしくは他のエネルギー送達パラメータを調節または選択することができる。いくつかの実施形態では、電極(244、336)自体の構造および/または性質(例えば、材料、表面粗面化、コーティング、断面積、周辺、貫通、貫通深度、表面搭載等)が、神経部分および比例マッピングに基づいて選択されてもよい。
種々の実施形態では、治療パラメータおよび/またはエネルギー送達パラメータが、軸上または軸近傍進行神経組織を標的化する、ならびに/もしくはエンドエフェクタ(214、314)と少なくとも略垂直である進行神経組織の活性化を回避するように、調節されることができる。軸上または軸近傍進行神経組織の大部分は、露出され、離散断面のみにおいて療法的エネルギーに暴露され得る垂直進行神経組織よりもエンドエフェクタ(214、314)によって提供される神経変調エネルギーの影響を受ける。したがって、エンドエフェクタ(214、314)は、軸上または軸近傍進行神経組織にさらなる影響を及ぼす可能性が高い。(例えば、複素インピーダンスまたは抵抗マッピングを介した)神経構造位置の識別はまた、進行神経組織が神経起源により近く、したがって、さらなる神経が療法的神経変調による影響を受け、それによって、より効率的な治療および/または治療のより高い有効性をもたらすため、分岐神経組織(典型的には、進行神経組織の下流にある)ではなく、進行神経組織への標的エネルギー送達を可能にすることもできる。同様に、神経構造位置の識別は、末端神経組織と比べて進行および分岐神経組織を標的化するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、治療パラメータは、選択的領域効果を提供するように、検出された神経位置に基づいて調節されることができる。例えば、臨床医は、非常に具体的な解剖学的構造または位置への部分的効果に影響を及ぼすことを所望する場合のみ、神経組織の下流部分を標的化することができる。
種々の実施形態では、神経場所および/または神経の相対位置が、経時的に神経発火電圧ならびに/もしくは電流を検出することによって判定されることができる。電極(244、336)のアレイが、着目ゾーンにおける組織と接触して位置付けられることができ、電極(244、336)は、神経発火と関連付けられる電圧および/または電流を測定することができる。本情報は、随意に、過剰状態(すなわち、過剰な副交感神経緊張)時の神経の場所を識別するように(例えば、ディスプレイ112上に)マッピングされることができる。鼻炎は、本過剰状態が過粘膜産生および過粘膜分泌を促すため、少なくとも部分的に過剰発火神経の結果である。したがって、電圧および電流測定を介した神経発火率の検出が、過副交感神経機能(すなわち、病的状態時の神経)を含む着目領域の部分を特定するために使用されることができる。これは、臨床医が、単に全ての副交感神経(非病的状態の副交感神経を含む)を標的化するのではなく、神経変調療法の前に具体的神経(すなわち、過剰な副交感神経緊張を伴う神経)を特定することを可能にし、正しい組織が神経変調療法の間に治療されることを確実にする。さらに、神経発火率は、臨床医が神経発火率の変化を監視し、治療有効性の正当性を立証し得るように、神経変調療法の間または後に検出されることができる。例えば、神経変調療法後の神経発火率の減少または排除を記録することは、療法が過剰/病的な神経を療法的に治療することに効果的であったことを示すことができる。
種々の実施形態では、システム100は、電極(244、336)のうちの1つ以上を介して刺激信号(すなわち、神経を一時的に活性化する信号)を注入し、活動電位を誘発することによって、動的活性化を使用して神経活動を検出することができ、他の対の電極(244、336)は、神経応答の生体電気性質を検出することができる。動的活性化を使用して神経組織を検出することは、ニューロンおよび関連付けられる突起の放出率を測定することによって、着目ゾーン内の活動電位の場所を検出することを伴う。正確な活動指数を発生させるために、高速のニューロンの脱分極を数値的に測定、プロファイル、マッピング、および/または撮像する能力は、ニューロンならびにそれらの突起の放出率を測定する際の因子である。活動電位は、神経線維を横断して電圧の急速増加を引き起こし、電気インパルスが、次いで、線維に沿って広がる。活動電位が生じるにつれて、神経細胞膜の伝導性が変化し、細胞が安静時であるときよりも約40倍大きくなる。活動電位または神経脱分極の間に、膜抵抗は、約80倍減退し、それによって、印加された電流が細胞内空間に進入することも可能にする。ニューロンの集団にわたって、細胞内空間が付加的伝導性イオンを提供するであろうため、これは、慢性副交感神経応答等の一貫したニューロンの活動の間の抵抗の正味の減少につながる。そのような急速な変化の大きさは、末梢神経束に関して2.8~3.7%であるDCの近傍の記録を用いた局所抵抗率変化を有することが推定されている。
動的活性化を使用して神経組織を検出することは、ニューロンおよび関連付けられる突起の放出率を測定することによって、着目ゾーン内の活動電位の場所を検出することを含む。各本放出の基準は、活動電位であり、その間に、約2ミリ秒持続し、細胞膜を横断するマイクロモル数量のイオン(例えば、ナトリウムおよびカリウム)の移送に起因する、最大110mVまたはそれを上回るニューロン膜の脱分極が存在する。ニューロン膜に起因する複素インピーダンスまたは抵抗変化は、1,000~25Ωcmに該当する。刺激の導入および神経応答の後続の測定は、雑音を減衰させ、信号対雑音比を改良し、応答領域に精密に焦点を当て、神経検出、測定、およびマッピングを改良することができる。
いくつかの実施形態では、誤差を低減させ得る、経時的な生理学的パラメータ(例えば、複素インピーダンス、抵抗、電圧)の測定の差異が、神経プロファイル、スペクトル、またはマップを生成するために使用されることができる。例えば、システム100の感度は、本プロセスが繰り返しの平均化を刺激に提供するために、改良されることができる。結果として、マッピング機能出力は、単一の周波数および/または複数の周波数ならびに/もしくは複数の振幅における参照データと試験照合データとの間の無単位比であり得る。付加的考慮は、その結果として、抵抗率、アドミティビティ、中心周波数、または細胞外・細胞内抵抗率の比等のパラメータ査定を拡張する、複数の周波数評価方法を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、システム100はまた、神経組織の電気活動を間接的に測定し、活動電位の活動に付随し、イオン勾配を正常に復元するように作用する、代謝回復プロセスを定量化するように構成されてもよい。これらは、細胞外空間内のイオンの蓄積に関連する。電気活動の間接的測定は、(ミリモル単位で)約1,000倍大きくあり得、したがって、測定することがより容易であり、神経マップを発生させるために使用される測定された電気性質の正確度を向上させることができる。
システム100は、神経の外部刺激に応答して、経時的に神経発火電圧および/または電流、ならびに随意に、神経発火率を検出することによって、動的神経検出を実施することができる。例えば、電極(244、336)のアレイが、着目ゾーンにおける組織と接触して位置付けられることができ、電極(244、336)のうちの1つ以上は、神経を刺激する信号を組織の中に注入するように活性化されることができ、電極アレイの他の電極(244、336)は、刺激に応答した神経発火に起因する神経電圧および/または電流を測定することができる。本情報は、随意に、神経の場所を識別し、ある実施形態では、過剰状態(例えば、鼻炎または他の病的状態を示す)時の副交感神経を識別するように(例えば、ディスプレイ112上に)マッピングされることができる。神経活動(電圧、電流、発火率等)の動的検出は、標的神経場所を検出し、標的部位および治療パラメータを選択し、正しい組織が神経変調療法の間に治療されることを確実にするように、神経変調療法の前に実施されることができる。さらに、神経活動の動的検出は、臨床医が神経活動の変化を監視し、治療有効性の正当性を立証することを可能にするように、神経変調療法の間または後に実施されることができる。例えば、神経変調療法後の神経活動の減少または排除を記録することは、療法が過剰/病的な神経を療法的に治療することに効果的であったことを示すことができる。
いくつかの実施形態では、刺激信号が、エンドエフェクタ(214、314)および/または別個のデバイスと関連付けられる1つ以上の貫通電極(例えば、組織を貫通する微小針)を介して、標的神経の近傍に送達されることができる。刺激信号は、平滑筋細胞または他の細胞を収縮させる、活動電位を発生させる。本収縮の場所および強度は、貫通電極を介して検出され、それによって、神経までの距離および/または刺激針電極に対する神経の場所を臨床医に示すことができる。いくつかの実施形態では、刺激電気信号は、典型的には、1~2mAまたはそれを上回る電圧と、典型的には、100~200マイクロ秒またはそれを上回るパルス幅とを有してもよい。刺激のより短いパルスは、検出された収縮のより良好な判別をもたらすが、さらなる電流を要求し得る。電極と標的神経との間の距離が大きくなるほど、より多くのエネルギーが刺激するために要求される。刺激ならびに収縮強度および/または場所の検出は、電極が神経から近い、もしくは遠い程度の識別を可能にし、したがって、神経を空間的に位置特定するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、変動するパルス幅が、神経までの距離を測定するために使用されてもよい。針が神経により近くなるにつれて、応答を引き起こすために要求されるパルス持続時間は、次第に少なくなる。
筋肉収縮検出を介して神経を位置特定するために、システム100は、パルス幅または振幅を変動させ、貫通電極を介して組織に送達される刺激のエネルギー(エネルギー=パルス幅×振幅)を変動させることができる。刺激エネルギーを変動させ、貫通電極および/または他のタイプのセンサを介して筋肉収縮を監視することによって、システム100は、神経までの距離を推定することができる。大量のエネルギーが、神経を刺激する/筋肉を収縮させるために要求される場合、刺激/貫通電極は、神経から遠い。刺激/貫通電極が神経のより近くに移動するにつれて、筋肉収縮を誘発するために要求されるエネルギーの量は、低下するであろう。例えば、貫通電極のアレイが、着目ゾーンにおける組織内に位置付けられることができ、電極のうちの1つ以上が、筋肉収縮を誘発するまで、異なるエネルギーレベルにおいて刺激を印加するように活性化されることができる。反復プロセスを使用して、(例えば、マッピング/評価/フィードバックアルゴリズム110を介して)神経を位置特定する。
いくつかの実施形態では、システム100は、(例えば、電極(244、336)を介して)神経刺激からの筋肉活性化を測定し、貫通電極を使用することなく、神経マッピングのための神経位置付けを判定することができる。本実施形態では、治療デバイスは、粘膜下腺を囲繞する平滑筋細胞の静脈瘤および血管供給、次いで、複合筋肉活動電位を標的化する。これは、個々の筋線維活動電位からの電圧応答を合計するために使用されることができる。最短の待ち時間は、刺激アーチファクトから応答の発生までの時間である。対応する振幅は、基準から負のピークまで測定され、ミリボルト(mV)で測定される。成人における神経の待ち時間(平均+SD)は、典型的には、約2~6ミリ秒、より典型的には、約3.4+0.8~約4.0+0.5ミリ秒に及ぶ。
いくつかの実施形態では、システム100は、神経の外側の神経磁場を記録し、神経膜の物理的妨害を伴わずに神経の内部電流を判定することができる。理論によって拘束されるわけではないが、膜の内側の電流からの磁場への寄与は、外部電流からのものより2桁大きく、膜内の電流からの寄与は、実質的にごくわずかである。磁気複合作用場(「CAF」)の測定と連携した神経の電気刺激は、伝導変化の場所が(例えば、最小二乗方法を介して)推定され得るように、電流双極子の連続位置を生じさせることができる。磁気輪郭マップを使用する、(例えば、ディスプレイ112を介した)視覚表現は、正常または正常ではない神経特性を示し(例えば、正常は、神経に沿って伝搬する特徴的四重極パターンと同一視され得る)、したがって、疾患、過活動状態、および神経変調のための好適な標的である神経を示すことができる。
磁場検出の間に、電極(244、336)のアレイが、着目ゾーンにおける組織と接触して位置付けられることができ、随意に、電極(244、336)のうちの1つ以上は、電気刺激を組織の中に注入するように活性化されることができる。着目ゾーン内の神経が(刺激に応答して、またはそれがない場合にのいずれかで)発火するにつれて、神経は、(例えば、電流搬送ワイヤと同様に)磁場を発生させ、したがって、変化する磁場は、神経の神経発火率を示す。神経発火によって引き起こされる、変化する磁場は、近傍のセンサワイヤ(例えば、センサ314)および/または近傍の電極(244、336)と関連付けられるワイヤによって検出される電流を誘発することができる。本電流を測定することによって、磁場強度が、判定されることができる。磁場は、随意に、神経変調療法の前に、神経の場所を検出し、標的神経(過剰な副交感神経緊張を伴う神経)を選択し、所望の神経が神経変調療法の間に治療されることを確実にするように、(例えば、ディスプレイ112上に)マッピングされることができる。さらに、磁場情報は、臨床医が神経発火率の変化を監視し、治療有効性の正当性を立証し得るように、神経変調療法の間または後に使用されることができる。
他の実施形態では、神経磁場は、エンドエフェクタ(214、314)および/または着目ゾーンに送達される別個のデバイスの一部の中に統合され得る、ホールプローブまたは他の好適なデバイスを用いて測定される。代替として、第2のワイヤ内の電圧を測定するのではなく、変化する磁場が、ホールプローブを使用して最初のワイヤ(すなわち、神経)内で測定されることができる。ホールプローブを通して進む電流は、半導体内で偏向されるであろう。これは、測定され得る、上部分と底部分との間の電圧差を引き起こすであろう。本実施形態のいくつかの側面では、3つの直交面が、利用される。
いくつかの実施形態では、システム100は、神経の共振周波数に同調可能であるワイヤ(すなわち、同調可能/LC回路等の周波数選択的回路)内で起電力(「EMF」)を誘発するために使用されることができる。本実施形態では、神経は、電流搬送ワイヤと見なされることができ、発火活動電位は、変化する電圧である。これは、変化する電流を引き起こし、これは、ひいては、変化する磁束(すなわち、ワイヤと垂直である磁場)を引き起こす。ファラデーの電磁誘導の法則/ファラデーの原理の下で、変化する磁束は、近傍のセンサワイヤ(例えば、エンドエフェクタ(214、314)、センサ314、および/または他の構造の中に統合される)内でEMF(変化する電圧を含む)を誘発し、変化する電圧は、システム100を介して測定されることができる。
さらなる実施形態では、センサワイヤ(例えば、センサ314)は、インダクタであり、したがって、増加する効果のためにより多くの巻数を伴って(例えば、V2、rms=Vl、rms(N2/N1))、神経(すなわち、第1のワイヤ)とセンサワイヤ(すなわち、第2のワイヤ)との間の磁気連結の増加を提供する。変化する磁場に起因して、電圧が、センサワイヤ内で誘発され、本電圧は、測定され、神経における電流変化を推定するために使用されることができる。ある材料が、EMF検出の効率を向上させるように選択されることができる。例えば、センサワイヤは、インダクタのために軟質鉄芯または他の高透磁率材料を含むことができる。
誘発されたEMF検出の間に、センサワイヤを含む、エンドエフェクタ(214、314)および/または他のデバイスは、着目ゾーンにおける組織と接触して位置付けられることができ、随意に、電極(244、336)のうちの1つ以上は、電気刺激を組織の中に注入するように活性化されることができる。着目ゾーン内の神経が(刺激に応答して、またはそれがない場合にのいずれかで)発火するにつれて、神経は、センサワイヤ(例えば、センサ314)内に電流を誘発する磁場を(例えば、電流搬送ワイヤと同様に)発生させる。本情報は、神経場所を判定し、および/または(例えば、ディスプレイ112上に)神経をマッピングし、神経変調療法の前に、神経の場所を識別し、標的神経(過剰な副交感神経緊張を伴う神経)を選択し、所望の神経が神経変調療法の間に治療されることを確実にするために使用されることができる。EMF情報はまた、臨床医が神経発火率の変化を監視し、治療有効性の正当性を立証し得るように、神経変調療法の間または後に使用されることもできる。
いくつかの実施形態では、システム100は、特定のタイプの神経に対応する、選択された周波数において発生される、磁場および/またはEMFを検出することができる。検出された信号の周波数、拡張すると、関連付けられる神経タイプは、外部共振回路に基づいて選択されることができる。共振は、特定の神経タイプの磁場の周波数に合致し、その神経が発火しているときに、外部回路上で生じる。このように、システム100は、特定の部分群/タイプの神経を特定するために使用されることができる。
いくつかの実施形態では、システム100は、場所を識別する、および/または具体的神経(例えば、副交感神経、感覚神経、神経線維タイプ、神経部分群等)をマッピングするための可変コンデンサ周波数選択的回路を含むことができる。可変コンデンサ周波数選択的回路は、センサ314および/またはエンドエフェクタ(214、314)の他の特徴によって定義されることができる。神経は、それらの機能および構造に基づいて、異なる共振周波数を有する。故に、システム100は、所望の神経タイプの共振周波数に選択的に同調され得る、可変コンデンサ(C)および/または可変インダクタ(L)を伴う同調可能LC回路を含むことができる。これは、選択された神経タイプおよびその関連付けられる共振周波数のみと関連付けられる神経活動の検出を可能にする。同調は、インダクタの中および外に芯を移動させることによって達成されることができる。例えば、同調可能LC回路は、(i)芯の周囲のコイルの数を変化させること、(ii)芯の周囲のコイルの断面積を変化させること、(iii)コイルの長さを変化させること、および/または(iv)芯材料の透磁率を変化させること(例えば、空気から芯材料に変化させること)によって、インダクタを同調させることができる。そのような同調可能LC回路を含む、システムは、神経信号の活性化に関するだけではなく、活性化される神経タイプおよび神経が発火している周波数に関しても、高度な普及および分化を提供する。
(解剖学的マッピング)
種々の実施形態では、システム100はさらに、空間的に位置特定された源(例えば、電極(244、336))からの集束エネルギー電流/電圧刺激を使用し、着目ゾーンにおける組織の伝導度の変化を引き起こし、(例えば、電極(244、336)を介して)結果として生じた生体電位および/または生体電気測定を検出する、低侵襲性の解剖学的マッピングを提供するように構成される。組織内の電流密度は、エンドエフェクタ(214、314)および/またはシステム100の他の部分を用いて測定され得る電流の変化を生成する、電極(244、336)によって印加される電圧の変化に応答して、変化する。生体電気および/または生体電位測定の結果は、相対吸収プロフィロメトリを予測もしくは推定し、着目ゾーン内の組織構造を予測もしくは推定するために、使用されることができる。より具体的には、各細胞構築物は、骨、軟組織、血管、神経、神経のタイプ、および/またはある神経組織等の組織もしくは構造のタイプを示し得る、一意の伝導度ならびに吸収プロファイルを有する。例えば、異なる周波数は、異なるタイプの組織を通して異なるように減衰する。故に、領域内の吸収電流を検出することによって、システム100は、下層構造、いくつかの事例では、サブマイクロスケールまで、極めて特殊な標的位置特定およびマッピングを可能にする細胞レベルを判定することができる。この極めて具体的な標的識別およびマッピングは、神経変調療法の有効性および効率を向上させる一方、システム100の安全プロファイルも向上させ、非標的構造への付随的効果を低減させる。
種々の実施形態では、システム100はさらに、空間的に位置特定された源(例えば、電極(244、336))からの集束エネルギー電流/電圧刺激を使用し、着目ゾーンにおける組織の伝導度の変化を引き起こし、(例えば、電極(244、336)を介して)結果として生じた生体電位および/または生体電気測定を検出する、低侵襲性の解剖学的マッピングを提供するように構成される。組織内の電流密度は、エンドエフェクタ(214、314)および/またはシステム100の他の部分を用いて測定され得る電流の変化を生成する、電極(244、336)によって印加される電圧の変化に応答して、変化する。生体電気および/または生体電位測定の結果は、相対吸収プロフィロメトリを予測もしくは推定し、着目ゾーン内の組織構造を予測もしくは推定するために、使用されることができる。より具体的には、各細胞構築物は、骨、軟組織、血管、神経、神経のタイプ、および/またはある神経組織等の組織もしくは構造のタイプを示し得る、一意の伝導度ならびに吸収プロファイルを有する。例えば、異なる周波数は、異なるタイプの組織を通して異なるように減衰する。故に、領域内の吸収電流を検出することによって、システム100は、下層構造、いくつかの事例では、サブマイクロスケールまで、極めて特殊な標的位置特定およびマッピングを可能にする細胞レベルを判定することができる。この極めて具体的な標的識別およびマッピングは、神経変調療法の有効性および効率を向上させる一方、システム100の安全プロファイルも向上させ、非標的構造への付随的効果を低減させる。
電気および誘電組織性質(例えば、周波数の関数としての抵抗、複素インピーダンス、伝導度、および/または誘電率)を検出するために、電極(244、336)ならびに/もしくは別の電極アレイが、着目領域における組織上に設置され、内部または外部源(例えば、発生器106)が、刺激(電流/電圧)を組織に印加する。源と受信機電極(244、336)との間の組織の電気性質、ならびに個々の受信機電極(244、336)における電流および/または電圧が、測定される。これらの個々の測定は、次いで、組織の電気マップ/画像/プロファイルに変換され、着目解剖学的特徴、ある実施形態では、発火神経の場所を識別するように、ディスプレイ112上でユーザのために可視化されることができる。例えば、解剖学的マッピングは、ある生体電気性質(例えば、抵抗、インピーダンス等)の異なる強度を示す、色分けされた、またはグレースケールの3次元もしくは2次元マップとして、提供されることができる、または情報は、臨床医のために実際の解剖学的構造をマッピングするように処理されることができる。本情報はまた、生体構造に対する治療進行を監視するために神経変調療法の間に、および成功した治療の正当性を立証するために神経変調療法後に使用されることもできる。加えて、生体電気および/または生体電位測定によって提供される解剖学的マッピングは、神経変調療法に起因する非標的組織(例えば、血管)への変化を追跡し、負の付随的効果を回避するために使用されることができる。例えば、臨床医は、療法が血管および/または損傷組織を結紮し始めるときを識別し、療法を修正し、出血、有害な組織アブレーション、ならびに/もしくは他の負の付随的効果を回避することができる。
さらに、具体的標的を識別するために使用される電流の閾値周波数が、続いて、療法的神経変調エネルギーを印加するときに使用されることができる。例えば、神経変調エネルギーは、標的神経特有であり、他の非標的(例えば、血管、非標的神経等)から鑑別される、電流の具体的閾値周波数において印加されることができる。標的特有の周波数においてアブレーションエネルギーを印加することは、標的神経組織の浸透ポテンシャル差につながる、イオン攪拌を標的神経構造内に生成する、電場をもたらす。これらの浸透ポテンシャル差は、標的神経組織の空胞変性、最終的に、壊死につながる、神経膜ポテンシャルの動的変化(細胞内および細胞外液圧力の差異に起因する)を引き起こす。高度に標的化された閾値神経変調エネルギーを使用し、変性を開始することは、システム100が療法的神経変調を具体的標的に送達することを可能にする一方、周辺血管および他の非標的構造は、機能的に維持される。
いくつかの実施形態では、システム100はさらに、ニューロンの脱分極の間に抵抗変化を非侵襲的に記録し、電気インピーダンス、抵抗、生体インピーダンス、伝導度、誘電率、および/または他の生体電気測定を伴う神経活動をマッピングすることによって、組織の生体電気性質を検出するように構成されることができる。理論によって拘束されるわけではないが、神経が、脱分極するとき、細胞膜抵抗は、電流が開放イオンチャネルを通して細胞内空間の中に通過するであろうように、(例えば、約80倍)減少する。別様に、電流は、細胞外空間内に留まる。非侵襲性抵抗測定に関して、組織は、ニューロンの活動を刺激するために閾値の25%未満(例えば、10%)の振幅を伴って1Hzにおいて一定の電流方形波を印加すること等の100Hzの未満の電流を印加し、それによって、電流が細胞内空間の中に横断しない可能性を防止または低減させること、または2Hzにおいて刺激することによって、刺激されることができる。いずれの場合も、抵抗および/または複素インピーダンスは、電圧変化を記録することによって記録される。複素インピーダンスまたは抵抗マップもしくは面積のプロファイルが、次いで、発生されることができる。
インピーダンス/伝導度/誘電率検出に関して、電極(244、336)および/または別の電極アレイが、着目領域における組織上に設置され、内部または外部源(例えば、発生器106)が、刺激を組織に印加し、個々の受信機電極(244、336)における電流および/または電圧が、測定される。刺激は、異なるタイプの神経を隔離するように、異なる周波数において印加されることができる。これらの個々の測定は、次いで、組織の電気マップ/画像/プロファイルに変換され、着目解剖学的特徴を識別するように、ディスプレイ112上でユーザのために可視化されることができる。神経マッピングはまた、療法のための具体的神経を選択し、神経および他の生体構造に対する治療進行を監視し、成功した治療の正当性を立証するために、神経変調療法の間に使用されることもできる。
上記に説明される神経および/または解剖学的検出方法のいくつかの実施形態では、本手技は、手技中生理学的パラメータを基準生理学的パラメータおよび/または(同一のエネルギー送達相内の)他の前もって入手された手技中生理学的パラメータと比較することを含むことができる。そのような比較は、治療された組織において状態変化を分析するために使用されることができる。手技中生理学的パラメータはまた、例えば、治療エネルギーを送達することを停止するときを示すように、1つ以上の事前判定された閾値と比較されてもよい。本技術のいくつかの実施形態では、測定された基準、手技中、および手技後パラメータは、複素インピーダンスを含む。本技術のいくつかの実施形態では、手技後生理学的パラメータは、電場効果(イオン攪拌および/または熱的閾値)の消散を可能にし、したがって、治療の正確な査定を促進するように、事前判定された時間周期後に測定される。
いくつかの実施形態では、上記に説明される解剖学的マッピング方法は、鼻粘膜内の軟組織の深度を鑑別するために使用されることができる。鼻甲介上の粘膜の深度が、比較的に深い一方、鼻甲介からの深度は、比較的に浅く、したがって、本技術において組織深度を識別することはまた、鼻粘膜内の位置および精密に標的化する場所も識別する。さらに、上記に説明されるように、上皮組織のマイクロスケール空間インピーダンスマッピングを提供することによって、層別化された層または細胞体の固有の一意のシグネチャが、着目領域を識別するものとして使用されることができる。例えば、異なる領域は、粘膜下腺等の具体的構造のより大きいまたは小さい集団を有するため、標的領域は、これらの構造の識別を介して識別されることができる。
いくつかの実施形態では、システム100は、解剖学的構造を検出し、解剖学的特徴をマッピングするために使用され得る、付加的特徴を含む。例えば、システム100は、神経構造および/または他の解剖学的構造の識別のための超音波プローブを含むことができる。より高い周波数の超音波は、より高い分解能を提供するが、より少ない浸透深度を提供する。故に、周波数は、神経/解剖学的位置特定のための適切な深度および分解能を達成するように変動されることができる。機能識別は、空間パルス長(「SPL」)(パルスにおけるサイクル数を乗算した波長)に依拠し得る。軸方向分解能(SPL/2)もまた、神経を特定するように判定されてもよい。
いくつかの実施形態では、システム100はさらに、神経活動を完全に刺激するのではなく抑制する選択的パラメータを伴う刺激を放出するように構成されることができる。例えば、細胞外神経刺激のための強度・持続時間関係が選択および制御される実施形態では、細胞外電流が細胞を過分極し、刺激急上昇挙動ではなく、抑制をもたらし得る(すなわち、完全活動電位が達成されない)、状態が存在する。イオンチャネルの両方のモデル、すなわち、HHおよびRGCは、刺激を延長させるのではなく、適切に設計されたバースト細胞外刺激を用いて細胞を過分極することが可能であると示唆する。本現象は、本明細書に説明される神経検出および/または変調の実施形態のうちのいずれかの間に、神経活動を刺激するのではなく抑制するために使用され得る。
種々の実施形態では、システム100は、本明細書に開示される解剖学的マッピング技法を適用し、治療の前、間、および/または後に標的血管系ならびに周辺生体構造を特定もしくは検出し得る。
(参照による組み込み)
特許、特許出願、特許公開、機関誌、書籍、論文、ウェブコンテンツ等の他の文書の参照および引用が、本開示の全体を通して行われている。全てのそのような文書は、あらゆる目的のために参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
特許、特許出願、特許公開、機関誌、書籍、論文、ウェブコンテンツ等の他の文書の参照および引用が、本開示の全体を通して行われている。全てのそのような文書は、あらゆる目的のために参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
(均等物)
本発明の種々の修正およびその多くのさらなる実施形態が、本明細書に示され、説明されるものに加えて、本明細書で引用される科学および特許文献の参照を含む、本文書の完全な内容から当業者に明白となるであろう。本明細書の主題は、その種々の実施形態およびその均等物において本発明の実践に適合され得る、重要な情報、例示、および指針を含有する。
本発明の種々の修正およびその多くのさらなる実施形態が、本明細書に示され、説明されるものに加えて、本明細書で引用される科学および特許文献の参照を含む、本文書の完全な内容から当業者に明白となるであろう。本明細書の主題は、その種々の実施形態およびその均等物において本発明の実践に適合され得る、重要な情報、例示、および指針を含有する。
本明細書の全体を通した「一実施形態」または「ある実施形態」の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通した種々の場所における語句「一実施形態では」または「ある実施形態では」の表出は、必ずしも同一の実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が、1つ以上の実施形態において任意の好適な様式で組み合わせられてもよい。
本明細書で採用された用語および表現は、限定ではなく、説明の用語として使用され、そのような用語および表現の使用には、示され、説明される特徴(またはその一部)のいずれの均等物も除外する意図はなく、種々の修正が請求項の範囲内で可能性として考えられることを認識されたい。故に、請求項は、全てのそのような均等物を網羅することを意図している。
(実施例)
以下の説明は、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調の効果に関する研究の詳細および結果を提供する。本研究は、ヒトにおける慢性鼻炎の治療のための本技術の変換に向けたステップとして、生体内でブタ鼻腔内のRF技術の有効性を判定するために実施された。より具体的には、本研究の目的は、本開示と一致するエンドエフェクタを介したRFアブレーションに続いて、鼻粘膜および粘膜下構造に誘発される損傷を特性評価することであった。特に、本研究は、例えば、そこからのRF電流の多方向多重化制御を提供する双極RFデバイスの一部である、バスケット電極アレイを含む、エンドエフェクタ214の使用を伴った。具体的な調査関心は、RFエネルギーの具体的印加に続く、鼻粘膜組織への自律および血管供給の機能特性の変化の決定論的識別および評価に関する。
以下の説明は、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調の効果に関する研究の詳細および結果を提供する。本研究は、ヒトにおける慢性鼻炎の治療のための本技術の変換に向けたステップとして、生体内でブタ鼻腔内のRF技術の有効性を判定するために実施された。より具体的には、本研究の目的は、本開示と一致するエンドエフェクタを介したRFアブレーションに続いて、鼻粘膜および粘膜下構造に誘発される損傷を特性評価することであった。特に、本研究は、例えば、そこからのRF電流の多方向多重化制御を提供する双極RFデバイスの一部である、バスケット電極アレイを含む、エンドエフェクタ214の使用を伴った。具体的な調査関心は、RFエネルギーの具体的印加に続く、鼻粘膜組織への自律および血管供給の機能特性の変化の決定論的識別および評価に関する。
(プロトコル)
実験動物は、体重が約40~50kgの雌の家畜ブタを含んだ。動物は、手技の1~3日前に調達および配達された。精査/研究中の実験用アブレーションデバイスが、無線周波数エネルギーを送達するために使用された。麻酔の誘導に続いて、動物は、背側横臥位に設置され、エンドエフェクタは、鼻孔/鼻の穴を介して鼻腔の中に挿入された。麻酔プロトコルを下記の表1で留意されたい。
実験動物は、体重が約40~50kgの雌の家畜ブタを含んだ。動物は、手技の1~3日前に調達および配達された。精査/研究中の実験用アブレーションデバイスが、無線周波数エネルギーを送達するために使用された。麻酔の誘導に続いて、動物は、背側横臥位に設置され、エンドエフェクタは、鼻孔/鼻の穴を介して鼻腔の中に挿入された。麻酔プロトコルを下記の表1で留意されたい。
エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。最大3回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って鼻腔の入口に対して3cm、6cm、および9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。特に、3cm、6cm、および9cmの標的深度が、ハンドヘルドデバイスのシャフトに向かった方向にエンドエフェクタの近位端から測定された。例えば、エンドエフェクタは、シャフトに沿った9cmマーキングが鼻腔の入口に位置付けられるような深度まで鼻孔の中に挿入された。アブレーションに続いて、エンドエフェクタは、180°を通して回転され、適用が、繰り返された。エンドエフェクタは、次いで、アブレーションのために6cm位置まで後退され、次いで、180°を通して回転され、適用は、繰り返された。最後に、エンドエフェクタは、アブレーションのために3cm位置まで後退され、アブレーションのために180°を通して回転された。同一のプロセスが、次いで、反対側の鼻孔の中で繰り返された。本アプローチは、空洞あたり6つの治療部位の発生を促進し、両側適用は、動物につき合計12個の可能性として考えられる治療部位を可能にした。
アブレーションの完了に続いて、動物は、安楽死させられ、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)で染色され、後に、委員会認定病理学者(C.G.)によって解釈された。
(結果)
実験が、非生存(すなわち、アブレーションの完了に続いて、その直後に安楽死させられたブタ)および生存ブタ(すなわち、アブレーションの完了に続いて安楽死させられたブタ)で実行された。以下は、本発明のシステムおよび方法による、標的鼻神経変調を受けた非生存および生存ブタの実験結果の説明を提供する。
実験が、非生存(すなわち、アブレーションの完了に続いて、その直後に安楽死させられたブタ)および生存ブタ(すなわち、アブレーションの完了に続いて安楽死させられたブタ)で実行された。以下は、本発明のシステムおよび方法による、標的鼻神経変調を受けた非生存および生存ブタの実験結果の説明を提供する。
(非生存ブタ)
前述で説明された実験プロトコルに従って、エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。3つの実験治療部位が、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って、個別のエネルギーレベルにおける3cm、6cm、および9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。エネルギーが、標的深度に応じて、個別の電力レベルにおいて送達された。例えば、いくつかの実施形態では、3cm、6cm、および9cmの各標的深度において送達されたエネルギーは、1.5W~9Wであった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、1.5W~2.5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、2.5W~5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、5.5W~7Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、7.5W~9Wの範囲内であった。
前述で説明された実験プロトコルに従って、エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。3つの実験治療部位が、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って、個別のエネルギーレベルにおける3cm、6cm、および9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。エネルギーが、標的深度に応じて、個別の電力レベルにおいて送達された。例えば、いくつかの実施形態では、3cm、6cm、および9cmの各標的深度において送達されたエネルギーは、1.5W~9Wであった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、1.5W~2.5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、2.5W~5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、5.5W~7Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、7.5W~9Wの範囲内であった。
アブレーションに続いて、組織サンプルが、個別の部分(すなわち、左右の鼻腔)への鼻腔の切片化を含んだ、従来の切片化および組織サンプル抽出技法を介して採取され、アブレーション後の結果に関する初期観察が、留意された。巨視的および詳細な観察を下記に提供される表2で留意されたい。
アブレーションの完了に続いて、動物は、安楽死させられ、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)で染色され、後に、委員会認定病理学者(C.G.)によって解釈された。
図17A、17B、18A、18B、および18Cは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調を受けたH&Eで染色された非生存ブタの鼻腔からの組織サンプルの組織画像である。
組織サンプルは、エンドエフェクタ214を装備するデバイス102を利用する神経変調治療を受けた雌の家畜豚(非生存ブタ)に由来する。麻酔の誘導に続いて、動物は、背側横臥位に設置され、エンドエフェクタ214は、鼻孔/鼻の穴を介して鼻腔の中に挿入された。エンドエフェクタ214は、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。最大3回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って9cm、6cm、および3cmの標的深度において、180°を通して回転された)。9cm、6cm、および3cmの深度が、エンドエフェクタ214の近位端から測定された。アブレーションの完了に続いて、動物は、安楽死させられた。安楽死に続いて、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにH&Eで染色された。
図17Aおよび18Aを参照すると、複数の鬱血した血管が、周辺結合組織にびまん性間質浮腫を伴って示される。深く定着した神経束がさらに、図17Aおよび18Aの画像に示される。画像の組織病理学的分析は、粘膜および粘膜下層に血管の鬱血の局所的に広範な面積が存在し、鬱血面積内のコラーゲン線維束がびまん性間質浮腫を伴う過好酸球増加症によって特徴付けられる著しい変性を示したことを明らかにする。分析はさらに、上を覆う粘膜が潰瘍性であり、好中球、マクロファージ、および少数のリンパ球から成る少数から中程度の数の混合炎症細胞の浸潤を含有したことを明らかにする。血管内皮は、血液と混合されたフィブリンの蓄積によって特徴付けられる早期血栓形成を伴う血管壁から分離され、アブレーションの面積内の下層の骨は、有意な微視的病変を示さなかった。
本発明のシステムを介した標的化療法的鼻神経変調治療の結果として、鬱血面積内の神経束は、血管血栓症の面積に隣接する神経束を含む、透明空間を伴う神経束の著しい腫脹によって特徴付けられる空胞変性を有した。図18Bおよび18Cは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調の結果としての軸索空胞変性を伴う深く定着した神経束を図示する、図18Aの組織画像の一部の拡大図である。故に、本発明のシステムおよび方法の精密な標的化技法は、血管および/または他の神経構造等の周辺構造への付随的損傷を回避しながら、鼻副鼻腔炎状態の治療のために標的神経組織の空胞変性を引き起こす。例えば、送達されるエネルギーは、神経組織の壊死または壊死様細胞死を引き起こし得る。いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、神経組織の空胞変性および/または神経組織の壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす、イオン撹拌を引き起こし得る。いくつかの実施形態では、送達されるエネルギーは、それを通して神経組織への細胞外液が神経細管の中に通過する、浸透ポテンシャル変化によってイオン攪拌を引き起こし、それによって、神経組織の空胞変性および/または壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす。
図19A-19Dは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調を受けたH&Eで染色された鼻腔からの組織サンプルの付加的組織画像である。図(図19A-19D)は、空胞変性を伴う神経束、偶発内皮脱落を伴う著しい血管の鬱血、粘膜潰瘍、構造の崩壊を示す粘膜下腺、および影響を受けていない骨(黄色矢印)を示す、アブレーションゾーンを図示する。図19Bは、図19Aで観察された空胞変性を受けた神経束の高分解能図を提供する。巨視的病変からのH&E染色切片の組織病理学的分析およびそれらの代表的画像が、図19A-19Dにさらに図示される。全体的観察は、以下の通りである。粘膜潰瘍の局所的に広範な面積が存在し、神経束は、アブレーションゾーンの中心に著しい空胞変性および間質浮腫を示した(図19A-19C参照)。血管は、内皮の偶発脱落を伴って著しく鬱血していた(図19Aおよび19D参照)。粘液腺細胞は、構造のわずかな崩壊を伴う透明空間(浮腫)を示し、腺導管は、軽度から中程度に拡大された(図19A-19C参照)。間質結合組織は、浮腫および少数の混合炎症細胞の浸潤によって拡張された。アブレーションの面積内の下層の骨は、有意な微視的病変を示さず(図19D参照)、鼻粘膜のアブレートされていない面積は、有意な微視的病変を示さなかった。
非生存ブタ
前述で説明された実験プロトコルに従って、エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。3回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って、個別のエネルギーレベルにおける3cm、6cm、および9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。エネルギーが、標的深度に応じて、個別の電力レベルにおいて送達された。例えば、いくつかの実施形態では、3cm、6cm、および9cmの各標的深度において送達されたエネルギーは、1.5W~9Wであった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、1.5W~2.5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、2.5W~5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、5.5W~7Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、7.5W~9Wの範囲内であった。
前述で説明された実験プロトコルに従って、エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。3回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って、個別のエネルギーレベルにおける3cm、6cm、および9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。エネルギーが、標的深度に応じて、個別の電力レベルにおいて送達された。例えば、いくつかの実施形態では、3cm、6cm、および9cmの各標的深度において送達されたエネルギーは、1.5W~9Wであった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、1.5W~2.5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、2.5W~5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、5.5W~7Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、7.5W~9Wの範囲内であった。
アブレーションに続いて、組織サンプルが、個別の部分(すなわち、左右の鼻腔)への鼻腔の切片化を含んだ、従来の切片化および組織サンプル抽出技法を介して採取され、アブレーション後の結果に関する初期観察が、留意された。巨視的および詳細な観察を下記に提供される表3で留意されたい。
アブレーションの完了に続いて、動物は、安楽死させられ、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにH&Eで染色され、後に、委員会認定病理学者(C.G.)によって解釈された。
図20Aおよび20Bは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調を受けたH&Eで染色された非生存ブタの鼻腔からの組織サンプルの組織画像である。組織サンプルは、エンドエフェクタ214を装備するデバイス102を利用する神経変調治療を受けた雌の家畜豚(非生存ブタ)に由来する。麻酔の誘導に続いて、動物は、背側横臥位に設置され、エンドエフェクタ214は、鼻孔/鼻の穴を介して鼻腔の中に挿入された。エンドエフェクタ214は、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。最大3回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って9cm、6cm、および3cmの標的深度において、180°を通して回転された)。9cm、6cm、および3cmの深度が、エンドエフェクタ214の近位端から測定された。アブレーションの完了に続いて、動物は、安楽死させられた。安楽死に続いて、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにH&Eで染色された。
図20Aを参照すると、複数の鬱血した血管が、周辺結合組織にびまん性間質浮腫を伴って示される。深く定着した神経束がさらに、図20Bの画像に示される。画像の組織病理学的分析は、粘膜および粘膜下層に血管の鬱血の局所的に広範な面積が存在し、鬱血面積内のコラーゲン線維束がびまん性間質浮腫を伴う過好酸球増加症によって特徴付けられる著しい変性を示したことを明らかにする。分析はさらに、上を覆う粘膜が潰瘍性であり、好中球、マクロファージ、および少数のリンパ球から成る少数から中程度の数の混合炎症細胞の浸潤を含有したことを明らかにする。血管内皮は、血液と混合されたフィブリンの蓄積によって特徴付けられる早期血栓形成を伴う血管壁から分離され、アブレーションの面積内の下層の骨は、有意な微視的病変を示さなかった。故に、本開示のシステムおよび方法はさらに、凝固カスケードを誘起する一方、全て血管壁を損傷/破裂させない、内皮層脱離による血栓症を介した血管閉塞の標的化を可能にする、アブレーション手技を提供する。
本発明のシステムを介した標的化療法的鼻神経変調治療の結果として、鬱血面積内の神経束は、血管血栓症の面積に隣接する神経束を含む、透明空間を伴う神経束の著しい腫脹によって特徴付けられる空胞変性を有した。図20Bは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調の結果としての軸索空胞変性を伴う深く定着した神経束を図示する、図20Aの組織画像の一部の図である。
図21A-21Dは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調を受けたH&Eで染色された鼻腔からの組織サンプルの付加的組織画像である。図(図21A-21D)は、空胞変性を伴う神経束、ならびに内皮脱落およびフィブリン血栓形成を伴う血管の著しい鬱血、下層の粘液腺細胞浮腫(赤色矢印)を伴う粘膜潰瘍、および影響を受けていない鼻甲骨を示す、アブレーションゾーンを図示する。巨視的病変からのH&E染色切片の組織病理学的分析およびそれらの代表的画像が、図21A-21Dに示される。顕微鏡観察の概要は、以下の通りである。アブレートされた領域のうちの1つでは、鼻粘膜の約3.2cmの線形面積は、潰瘍性であり、神経束は、著しい空胞変性および間質浮腫を示した(図21A-21C参照)。粘膜下層は、血管の鬱血の広範な面積を有し、鬱血した大血管は、偶発内皮脱落を示した(図21Aおよび21D参照)。粘液腺細胞は、構造のわずかな崩壊とともに透明空間(浮腫)を示し、中心細管管腔は、拡大された(図21Aおよび21D参照)。間質結合組織は、浮腫および少数の混合炎症細胞の浸潤を有した。アブレーションの面積内の下層の骨は、有意な微視的病変を示さず(図21Aおよび21D参照)、鼻粘膜のアブレートされていない面積は、有意な微視的病変を示さなかった。
(生存ブタ)
前述で説明された実験プロトコルに従って、エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。2回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って、個別のエネルギーレベルにおける6cmおよび9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。エネルギーが、標的深度に応じて、個別の電力レベルにおいて送達された。例えば、いくつかの実施形態では、3cm、6cm、および9cmの各標的深度において送達されたエネルギーは、1.5W~9Wであった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、1.5W~2.5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、2.5W~5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、5.5W~7Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、7.5W~9Wの範囲内であった。
前述で説明された実験プロトコルに従って、エンドエフェクタが、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。2回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って、個別のエネルギーレベルにおける6cmおよび9cmの標的深度において、180°を通して回転された)。エネルギーが、標的深度に応じて、個別の電力レベルにおいて送達された。例えば、いくつかの実施形態では、3cm、6cm、および9cmの各標的深度において送達されたエネルギーは、1.5W~9Wであった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、1.5W~2.5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、2.5W~5Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、5.5W~7Wの範囲内であった。いくつかの実施形態では、送達されたエネルギーは、7.5W~9Wの範囲内であった。
アブレーションに続いて、組織サンプルが、個別の部分(すなわち、左右の鼻腔)への鼻腔の切片化を含んだ、従来の切片化および組織サンプル抽出技法を介して採取され、アブレーション後の結果に関する初期観察が、留意された。巨視的および詳細な観察を下記に提供される表4で留意されたい。
ブレーションの完了に続いて、動物は、安楽死させられ、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにH&Eで染色され、後に、委員会認定病理学者(C.G.)によって解釈された。
図22A、22B、22C、および22Dは、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調を受けたH&Eで染色された生存ブタの鼻腔からの組織サンプルの組織画像である。
組織サンプルは、エンドエフェクタ214を装備するデバイス102を利用する神経変調治療を受けた雌の家畜豚(生存ブタ)に由来する。麻酔の誘導に続いて、動物は、背側横臥位に設置され、エンドエフェクタ214は、鼻孔/鼻の穴を介して鼻腔の中に挿入された。エンドエフェクタ214は、鼻腔の後方領域まで前進され、拡張された。2回の実験アブレーションが、各鼻腔内で実施された(各場所に2つの部位を伴って9cmおよび6cmの標的深度において、180°を通して回転された)。9cmおよび6cmの深度が、エンドエフェクタ214の近位端から測定された。アブレーションの完了に続いて約48時間に、動物は、安楽死させられた。安楽死に続いて、組織サンプルが、組織病理学的分析のために採取された。組織が、10%緩衝中性ホルマリン内で固定され、日常的に処理され、パラフィンに包埋され、5μmにおいて切片化され、顕微鏡検査のためにH&Eで染色された。
図22Aは、著しい血管の鬱血、偶発血管フィブリン血栓を伴う粘膜潰瘍を示す、アブレーションゾーンの肉眼では見えないほど小さい画像である。図22Bの画像は、正常な骨を伴う著しい壊死を示す、粘液腺を図示する。プローブと接触した面積は、粘膜および粘膜下層内の血管の鬱血の局所的に広範な面積を示し、血管管腔は、著しく拡大され、多くの場合、管腔を閉塞する、フィブリン血栓で充填された。鬱血面積内のコラーゲン線維束は、びまん性間質浮腫を伴う過好酸球増加症によって特徴付けられる著しい変性を示した。上を覆う粘膜は、潰瘍性であり、好中球、マクロファージ、および少数のリンパ球から成る少数から中程度の数の混合炎症細胞の浸潤を含有した。図22Cおよび22Dの画像は、グリア細胞の増殖を含む、神経束を図示する。アブレートされた面積内の神経束は、濃厚クロマチンを伴う偶発大型有核細胞とともに、グリア細胞の増殖の増加を示す。血管血栓症に隣接する粘液腺は、過好酸球増加症によって特徴付けられる凝固壊死を示し、細胞および核破片を含有した。アブレーションの面積内の下層の骨は、有意な微視的病変を示さなかった(図22B参照)。
図23A-23D、24A-24C、および25は、本発明のシステムおよび方法による、標的化療法的鼻神経変調を受けたH&Eで染色された鼻腔からの組織サンプルの付加的組織画像である。図23A-23Bは、神経束の変性を図示し、図23Cおよび23Dは、神経束の壊死を図示する。図24A-24Cに示されるように、アブレーションゾーンは、フィブリン血栓形成を伴う著しい血管系の鬱血、粘液腺変性、壊死および再生、ならびに重層扁平上皮を伴う再上皮化を示す潰瘍性粘膜、および影響を受けていない骨を示す。図25は、粘膜下層内の粘液腺再生を伴って、重層扁平上皮によって覆われた再上皮化鼻粘膜を示す、鼻粘膜の代表的画像であり、挿入図は、より高い分解能において上皮組織を示す。巨視的病変からのH&E染色切片の組織病理学的分析およびそれらの代表的画像が、図23A-23D、24A-24C、および25に示される。顕微鏡観察の概要は、以下の通りである。図23A-23Dに示されるように、神経束は、アブレーションゾーンの中心に完全な凝固壊死を伴って、アブレーションゾーンの縁に著しい空胞変性を含む、有意な形態学的変化を示した。びまん性間質浮腫、出血、および細胞破片が存在し、鬱血した血管は、フィブリン血栓およびびまん性貫壁性壊死(血管炎)で充填され、動脈壁は、細胞の詳細の損失を伴ってびまん性に青白かった(凝固壊死および血管炎)(図24A-24C参照)。粘膜下腺は、腺構造および細胞破片の残影を伴って凝固壊死を受けていた(図24A-24C参照)。予期されるように、重層扁平上皮によって覆われた潰瘍性鼻粘膜の再上皮化、粘膜下線維性結合組織の増殖を含む、正常な創傷治癒が、顕微鏡検査上で明白であった(図25参照)。他の微視的変化は、重層扁平上皮によって覆われた粘膜下形成管の中への粘膜上皮の葉状体の突出、偶発粘液腺再生および線維化、ならびにアブレーションゾーン内の鬱血した血管を囲繞する面積内の血管新生を含み(図24A-24C参照)、アブレートされたゾーン内の下層の骨は、有意な微視的病変を示さなかった(図24C参照)。
(生体内研究/評価の概要)
非生存研究は、アブレーションに続く急性組織傷害の程度のさらなる理解を可能にした。神経束は、著しい空胞変性を受けており、血管は、一貫した血管内皮分離を有し、管腔内で自由に浮動していた一方、血管壁は、無傷のままであった。血管壁からの血管内皮の分離は、(生存ブタで注目される)罹患血管の血管血栓症に寄与していた場合がある。結合組織内のコラーゲン線維束は、多くの場合、熱傷とともに注目される急性効果と一致する、間質浮腫を伴う著しい変性を示した。
非生存研究は、アブレーションに続く急性組織傷害の程度のさらなる理解を可能にした。神経束は、著しい空胞変性を受けており、血管は、一貫した血管内皮分離を有し、管腔内で自由に浮動していた一方、血管壁は、無傷のままであった。血管壁からの血管内皮の分離は、(生存ブタで注目される)罹患血管の血管血栓症に寄与していた場合がある。結合組織内のコラーゲン線維束は、多くの場合、熱傷とともに注目される急性効果と一致する、間質浮腫を伴う著しい変性を示した。
生存ブタでは、血管管腔は、多くの場合、フィブリン血栓によって閉塞され、隣接する粘液腺は、凝固壊死を示す。粘液腺および結合組織内の壊死は、血管管腔を閉塞するフィブリン血栓によって引き起こされる低酸素症(梗塞)に続発し得る。そのようなデータは、粘液腺で注目される変化が組織低酸素症に続発したため、アブレーション手技がバイスタンダー組織損傷を引き起こさないことを示唆する。下層の骨は、生存および非生存ブタの両方で有意な微視的病変を示さなかった。
故に、本開示のシステムおよび方法はさらに、凝固カスケードを誘起する一方、全て血管壁を損傷/破裂させない、内皮層脱離による血栓症を介した血管閉塞の標的化を可能にする、アブレーション手技を提供する。アブレーション手技は、粘膜下腺(鼻腔の粘液産生に関与する腺)への直接影響を提供する。粘膜下腺は、鼻炎において過剰に刺激され、粘液を過剰に産生および分泌し、鼻漏をもたらす。本明細書で提供される実施例のデータは、本開示のシステムおよび方法によって提供されるアブレーション手技が、2尖叉状アプローチ、すなわち、神経変性および低酸素症(すなわち、血液供給を除去すること)を介して、鼻漏に直接影響を及ぼすという証拠である。
生存ブタにおけるアブレーションゾーン内の神経束は、多くの場合、熱アブレーションに応答した変化を示唆する、ニューロン内の増加した数のグリア細胞を有した。グリア細胞の増殖の増加および神経束内の多数の未熟拡大核の存在は、アブレーションに対する炎症応答を表す。
非生存ブタにおける初期無線周波数アブレーション研究は、頻繁な内皮分離および早期フィブリン血栓の形成とともに、著しい血管の鬱血を示した。コラーゲン線維束は、多くの場合、熱傷への暴露を示唆する染色差を示す。神経束は、アブレーションに続発する早期熱傷からの可能性として考えられる浮腫を示唆する、著しい空胞変性を示す。急性熱傷と一致する非生存動物の両方で注目される変化は、類似する。療法的外傷/傷害に続いて、ブタの全てにおける生存(生存研究)の最初の48時間以内に、血管は、管腔を完全に閉塞した、編成された血栓で充填される。隣接する粘液腺は、著しい壊死を示し、コラーゲン線維束は、核の損失(壊死)を示す。故に、研究の結果に基づいて、本開示に一致したアブレーション手技は、内皮脱離を誘起し、それによって、動脈壁の完全性に影響を及ぼすことなく血栓症カスケードを開始し、それによって、破裂を防止することが可能である。
要約すると、非生存および生存研究の両方で注目される病変は、アブレーション手技が、はるかに局所的であり、組織壊死とともに血管血栓症および低酸素症(梗塞)をもたらす、神経変性および血管内皮損傷をもたらすことを示唆する。血管壁は、全ての実験手技において無傷のままであり、多くの場合、アブレーション誘発損傷を内皮に限定した。アブレートされた面積内の下層の骨は、有意な病変を示さなかった。
組織で注目される微視的病変は、局所的であり、エンドエフェクタに近接して注目される。アブレーションの面積内の神経束は、著しい空胞変性を含む、急性変化を示し、アブレーション後の最初の48時間以内に、神経束は、いくつかの未熟濃厚粒状大核(巨大核)を伴うグリア細胞の増殖の増加を示す。グリア細胞の増加は、熱傷に続発する炎症を示唆し、これは、多くの場合、傷害とともに注目される、正常な応答である。
Claims (98)
- 患者の鼻腔内の状態を治療するためのシステムであって、前記システムは、
複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、
前記デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記鼻腔内の前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所と少なくとも前関連付けられるデータを前記デバイスから受信することと、
前記データを処理し、前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における前記神経組織を変調させ/アブレートし、各位置における前記神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、前記複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することと
を行うように構成される、システム。 - 前記複数の電極のサブセットは、少なくとも前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所を感知し、前記深度と関連付けられるデータを前記コントローラに送達するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数/波形において非療法的刺激エネルギーを前記鼻腔内の個別の位置に送達し、さらに、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも前記神経組織の存在および/または深度/場所を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される、請求項2に記載のシステム。
- 前記コントローラは、少なくとも部分的に、前記デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、前記複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記フィードバックデータは、前記複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における前記神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられる、請求項4に記載のシステム。
- 前記フィードバックデータは、前記鼻腔内の個別の位置における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を備え、前記1つ以上の性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項5に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを前記鼻腔内の個別の位置に送達し、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、前記神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成され、前記性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項6に記載のシステム。
- 前記生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを備える、請求項7に記載のシステム。
- 前記電極のうちの少なくともいくつかは、前記コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記電極のうちの少なくともいくつかは、前記個別の位置における神経組織をアブレートするために十分な個別の位置において送達されるべき異なるレベルのエネルギーを有する、請求項9に記載のシステム。
- 患者の鼻腔内の状態を治療するための方法であって、前記方法は、
複数の電極を含む、エンドエフェクタ備える、デバイスと、前記デバイスと動作可能に関連付けられるコントローラとを提供することと、
患者の鼻腔内で前記エンドエフェクタを前進させることと、
前記コントローラを介して、前記鼻腔内の前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所と少なくとも関連付けられるデータを前記デバイスから受信することと、
前記コントローラを介して、前記データを処理し、前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における前記神経組織をアブレートし、各位置における前記神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、前記複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することと
を含む、方法。 - 前記複数の電極のサブセットは、少なくとも前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所を感知し、前記深度と関連付けられるデータを前記コントローラに送達するように構成される、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを前記鼻腔内の個別の位置に送達し、さらに、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも前記神経組織の存在および/または深度/場所を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される、請求項12に記載の方法。
- 前記コントローラは、少なくとも部分的に、前記デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、前記複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される、請求項11に記載の方法。
- 前記フィードバックデータは、前記複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における前記神経組織のアブレーションの有効性と関連付けられる、請求項14に記載の方法。
- 前記フィードバックデータは、前記鼻腔内の個別の位置における神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を備え、前記1つ以上の性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項15に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを前記鼻腔内の個別の位置に送達し、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、前記神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成され、前記性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項16に記載の方法。
- 前記生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを備える、請求項17に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、前記神経組織の空胞変性を引き起こす、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーは、各位置において前記神経組織の空胞変性を引き起こす、請求項19に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、前記神経組織の空胞変性をもたらすイオン撹拌を引き起こす、請求項19に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、前記神経組織の空胞変性および/または前記神経組織の壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす、請求項19に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、それを通して神経組織への細胞外液が神経細管の中に通過する、浸透ポテンシャル変化によってイオン攪拌を引き起こし、それによって、前記神経組織の空胞変性および/または壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす、請求項19に記載の方法。
- 患者の鼻腔内の鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するための方法であって、前記方法は、
粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こし、前記粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症をもたらし、それによって、粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させることを含む、方法。 - 血栓形成を引き起こすことは、患者の鼻腔内で前進されるエンドエフェクタの複数の電極からのエネルギーの送達を介して遂行され、エネルギーは、前記血栓形成を引き起こすために十分なレベルにおいて前記粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の標的部位に送達される、請求項24に記載の方法。
- 前記エネルギーは、血管壁への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起するために十分なレベルにおいて送達される、請求項25に記載の方法。
- 前記エネルギーは、前記血管壁の完全性を維持するために十分なレベルにおいて送達される、請求項26に記載の方法。
- 前記内皮脱離は、前記1つ以上の血管の管腔内で血栓症カスケードを開始する、請求項26に記載の方法。
- 前記血栓症カスケードおよび後続の血栓形成は、血液と混合されたフィブリンの蓄積を含む、請求項28に記載の方法。
- エネルギーの送達は、前記1つ以上の標的部位における標的組織のアブレーションをもたらす、請求項25に記載の方法。
- 前記アブレーションは、熱アブレーションである、請求項30に記載の方法。
- 前記アブレーションは、無線周波数エネルギーの送達によって引き起こされる、請求項30に記載の方法。
- 前記粘液産生要素は、粘膜下腺を備える、請求項24に記載の方法。
- 患者の鼻腔内の鼻炎、鼻詰まり、および鼻漏のうちの少なくとも1つを治療するためのシステムであって、前記システムは、
複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、
前記デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記鼻腔内の前記複数の電極のそれぞれの位置における粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる血管の存在ならびに/もしくは深度/場所と少なくとも関連付けられるデータを前記デバイスから受信することと、
前記データを処理し、前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、前記粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の血管内で血栓形成を引き起こし、前記粘液産生および/または粘膜充血要素の局所低酸素症をもたらし、それによって、粘液の産生ならびに/もしくは粘膜充血を減少させるために十分であるように、前記複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することと
を行うように構成される、システム。 - 前記エネルギーは、血管壁への損傷を最小限にし、および/または防止しながら、血管壁からの内皮細胞の脱離を誘起するために十分なレベルにおいて送達される、請求項34に記載のシステム。
- 前記エネルギーは、前記血管壁の完全性を維持するために十分なレベルにおいて送達される、請求項35に記載のシステム。
- 前記内皮脱離は、前記1つ以上の血管の管腔内で血栓症カスケードを開始する、請求項35に記載のシステム。
- 前記血栓症カスケードおよび後続の血栓形成は、血液と混合されたフィブリンの蓄積を含む、請求項37に記載のシステム。
- エネルギーの送達は、前記粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる1つ以上の標的部位における標的組織のアブレーションをもたらす、請求項35に記載のシステム。
- 前記アブレーションは、熱アブレーションである、請求項39に記載のシステム。
- 前記アブレーションは、無線周波数エネルギーの送達によって引き起こされる、請求項39に記載のシステム。
- 前記粘液産生要素は、粘膜下腺を備える、請求項34に記載のシステム。
- 送達される前記エネルギーはさらに、前記粘液産生および/または粘膜充血要素と関連付けられる神経組織の空胞変性ならびに/もしくは壊死または壊死様細胞死を引き起こす、請求項34に記載のシステム。
- 末梢神経学的状態を治療するためのシステムであって、前記システムは、
複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、
前記デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、
1つ以上の標的部位に対する前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所と少なくとも関連付けられる、データを前記デバイスから受信することと、
前記データを処理し、前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における前記神経組織をアブレートし、血管および骨を含む、周辺または隣接非神経組織および非標的神経組織への付随的損傷を最小限にする、および/または防止する、ならびに/もしくは各位置における前記神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、前記複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することと
を行うように構成される、システム。 - 前記複数の電極のサブセットは、少なくとも前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または深度/場所を感知し、前記深度/場所と関連付けられるデータを前記コントローラに送達するように構成される、請求項44に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数/波形において非療法的刺激エネルギーを前記1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、さらに、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも前記神経組織の存在および/または深度/場所を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される、請求項45に記載のシステム。
- 前記コントローラは、少なくとも部分的に、前記デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、前記複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される、請求項44に記載のシステム。
- 前記フィードバックデータは、前記複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における前記神経組織の変調/アブレーションの有効性と関連付けられる、請求項47に記載のシステム。
- 前記フィードバックデータは、前記1つ以上の標的部位における個別の位置における神経組織と関連付けられる、1つ以上の性質を備え、前記1つ以上の性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項48に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数/波形において非療法的刺激エネルギーを前記1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、前記神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成され、前記性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項49に記載のシステム。
- 前記生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを備える、請求項50に記載のシステム。
- 前記電極のうちの少なくともいくつかは、前記コントローラによって独立して制御および活性化され、それによって、相互から独立してエネルギーを送達するように構成される、請求項44に記載のシステム。
- 前記電極のうちの少なくともいくつかは、前記個別の位置における神経組織を変調させる/アブレートするために十分な個別の位置において送達されるべき異なるレベルのエネルギーを有する、請求項52に記載のシステム。
- 前記末梢神経学的状態は、前記患者の鼻状態または非鼻状態と関連付けられる、請求項44に記載のシステム。
- 前記鼻状態は、鼻副鼻腔炎を備える、請求項54に記載のシステム。
- 前記非鼻状態は、心房細動(AF)を備える、請求項54に記載のシステム。
- 末梢神経学的状態を治療するための方法であって、前記方法は、
複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、前記デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラとを提供することと、
患者と関連付けられる1つ以上の標的部位に前記エンドエフェクタを位置付けることと、
前記コントローラを介して、前記1つ以上の標的部位における前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在/場所および/または深度と少なくとも関連付けられるデータを前記デバイスから受信することと、
前記コントローラを介して、前記データを処理し、前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーが、各位置における前記神経組織を変調させ/アブレートし、血管および骨を含む、周辺または隣接非神経組織および非標的神経組織への付随的損傷を最小限にする、および/または防止する、ならびに/もしくは各位置における前記神経組織に隣接する動脈または動脈壁への損傷を最小限にする、および/または防止するために十分であるように、前記複数の電極のそれぞれによって送達されるべきエネルギーのレベルを判定することと
を含む、方法。 - 前記複数の電極のサブセットは、少なくとも前記複数の電極のそれぞれの位置における神経組織の存在および/または場所/深度を感知し、前記場所/深度と関連付けられるデータを前記コントローラに送達するように構成される、請求項57に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数/波形において非療法的刺激エネルギーを前記1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、さらに、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも前記神経組織の存在および/または深度/場所を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される、請求項58に記載の方法。
- 前記コントローラは、少なくとも部分的に、前記デバイスから受信されるフィードバックデータに基づいて、初期レベルのエネルギーが送達された後に、前記複数の電極のそれぞれからのエネルギー出力を調整するように構成される、請求項57に記載の方法。
- 前記フィードバックデータは、前記複数の電極のそれぞれからの初期エネルギーの送達の間および/または後の各位置における前記神経組織の変調/アブレーションの有効性と関連付けられる、請求項60に記載の方法。
- 前記フィードバックデータは、前記1つ以上の標的部位における個別の位置における神経組織と関連付けられる、1つ以上の性質を備え、前記1つ以上の性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項61に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数/波形において非療法的刺激エネルギーを前記1つ以上の標的部位における個別の位置に送達し、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、前記神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知するように構成され、前記性質は、生理学的性質、生体電気性質、および熱的性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項62に記載の方法。
- 前記生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを備える、請求項63に記載の方法。
- 前記複数の電極のそれぞれによって各位置において送達されるエネルギーは、各位置において前記神経組織の空胞変性を引き起こす、請求項57に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、前記神経組織の空胞変性を引き起こす、請求項65に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、前記神経組織の空胞変性をもたらすイオン撹拌を引き起こす、請求項65に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、前記神経組織の空胞変性および/または前記神経組織の壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす、請求項65に記載の方法。
- 送達される前記エネルギーは、それを通して神経組織への細胞外液が神経細管の中に通過する、浸透ポテンシャル変化によってイオン攪拌を引き起こし、それによって、前記神経組織の空胞変性および/または壊死もしくは壊死様細胞死をもたらす、請求項65に記載の方法。
- 前記末梢神経学的状態は、前記患者の鼻状態または非鼻状態と関連付けられる、請求項57に記載の方法。
- 前記鼻状態は、鼻副鼻腔炎を備える、請求項70に記載の方法。
- 前記非鼻状態は、心房細動(AF)を備える、請求項70に記載の方法。
- 患者の神経学的状態を診断および/または治療するためのシステムであって、前記システムは、
複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、
前記デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、
標的部位における神経組織と関連付けられるデータを前記デバイスから受信することと、
前記データを処理し、前記標的部位における神経組織のタイプを判定することと、
前記標的部位における前記神経組織のタイプに基づいて、前記エンドエフェクタからのエネルギー出力を判定することと
を行うように構成される、システム。 - 前記エンドエフェクタからの前記エネルギー出力は、診断エネルギーレベルまたは療法的エネルギーレベルにある、請求項73に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、診断フィードバックに関して前記神経組織を変調させ、前記標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、非療法的エネルギーを前記標的部位に送達するように構成される、請求項74に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、前記非療法的エネルギーに応答して、前記神経組織の1つ以上の性質を感知し、前記神経学的状態を診断するための後続の処理のために、前記神経組織の1つ以上の性質と関連付けられるデータを前記コントローラに送達するように構成される、請求項75に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、前記神経組織を療法的に変調させ、前記標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、療法的エネルギーを前記標的部位に送達するように構成される、請求項74に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、前記標的部位における前記神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知し、前記1つ以上の性質と関連付けられるデータを前記コントローラに送達するように構成される、請求項73に記載のシステム。
- 前記複数の電極のサブセットは、神経組織を特定するための周波数/波形において非療法的刺激エネルギーを前記標的部位に送達し、さらに、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも前記神経組織の存在、場所、および形態を含む、1つ以上の性質を感知するように構成される、請求項78に記載のシステム。
- 前記形態は、前記神経組織の生理学的性質および生体電気性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項79に記載のシステム。
- 前記生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを備える、請求項80に記載のシステム。
- 前記コントローラは、少なくとも部分的に前記形態に基づいて、神経組織タイプを判定および/または鑑別するように構成される、請求項79に記載のシステム。
- 前記神経学的状態は、前記患者の鼻状態または非鼻状態と関連付けられる、請求項73に記載のシステム。
- 前記鼻状態は、鼻副鼻腔炎を備える、請求項83に記載のシステム。
- 前記非鼻状態は、心房細動(AF)を備える、請求項83に記載のシステム。
- 患者の神経学的状態を診断および/または治療するための方法であって、前記方法は、
複数の電極を含む、エンドエフェクタを備える、デバイスと、前記デバイスと動作可能に関連付けられる、コントローラとを提供することと、
患者と関連付けられる標的部位に前記エンドエフェクタを位置付けることと、
前記コントローラを介して、前記標的部位における神経組織と関連付けられるデータを前記デバイスから受信することと、
前記コントローラを介して、前記データを処理し、前記標的部位における神経組織のタイプを判定することと、
前記コントローラを介して、前記標的部位における前記神経組織のタイプに基づいて、前記エンドエフェクタからのエネルギー出力を判定することと
を含む、方法。 - 前記エンドエフェクタからの前記エネルギー出力は、診断エネルギーレベルまたは療法的エネルギーレベルにある、請求項86に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットを介して、診断フィードバックに関して前記神経組織を変調させ、前記標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、非療法的エネルギーを前記標的部位に送達することをさらに含む、請求項87に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットを介して、前記非療法的エネルギーに応答して、前記神経組織の1つ以上の性質を感知し、前記神経学的状態を診断するための後続の処理のために、前記神経組織の1つ以上の性質と関連付けられるデータを前記コントローラに送達することをさらに含む、請求項88に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットを介して、前記神経組織を療法的に変調させ、前記標的部位における非標的神経組織および/または非標的解剖学的構造への損傷を最小限にする、ならびに/もしくは防止するために十分なレベルにおいて、療法的エネルギーを前記標的部位に送達することをさらに含む、請求項87に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットを介して、前記標的部位における前記神経組織と関連付けられる1つ以上の性質を感知し、前記1つ以上の性質と関連付けられるデータを前記コントローラに送達することをさらに含む、請求項86に記載の方法。
- 前記複数の電極のサブセットを介して、神経組織を特定するための周波数において非療法的刺激エネルギーを前記標的部位に送達し、さらに、前記非療法的刺激エネルギーに応答して、少なくとも前記神経組織の存在、場所、および形態を含む、1つ以上の性質を感知することをさらに含む、請求項91に記載の方法。
- 前記形態は、前記神経組織の生理学的性質および生体電気性質のうちの少なくとも1つを備える、請求項92に記載の方法。
- 前記生体電気性質は、複素インピーダンス、抵抗、リアクタンス、静電容量、インダクタンス、誘電率、伝導度、神経発火電圧、神経発火電流、脱分極、過分極、磁場、および誘導起電力のうちの少なくとも1つを備える、請求項93に記載の方法。
- 前記コントローラは、少なくとも部分的に前記形態に基づいて、神経組織タイプを判定および/または鑑別するように構成される、請求項92に記載の方法。
- 前記神経学的状態は、前記患者の鼻状態または非鼻状態と関連付けられる、請求項86に記載の方法。
- 前記鼻状態は、鼻副鼻腔炎を備える、請求項96に記載の方法。
- 前記非鼻状態は、心房細動(AF)を備える、請求項96に記載の方法。
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JP2023538953A (ja) | 治療用副鼻腔処置のためのデバイス |
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