JP2002524130A - 壊死誘発のための電気的外科処置機器 - Google Patents

壊死誘発のための電気的外科処置機器

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JP2002524130A
JP2002524130A JP2000568414A JP2000568414A JP2002524130A JP 2002524130 A JP2002524130 A JP 2002524130A JP 2000568414 A JP2000568414 A JP 2000568414A JP 2000568414 A JP2000568414 A JP 2000568414A JP 2002524130 A JP2002524130 A JP 2002524130A
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inserter
electrodes
electrode
tissue
sensor
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キー エス リー
ダニエル バルビアーズ
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リタ メディカル システムズ インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 細胞壊死装置は、組織を貫通するのに十分鋭利な遠位端を備えた挿入器を含んでいる。エネルギー送出機器は、RF電極の第1のセット、RF電極の第2のセット、及び第3のRF電極を有している。電極はそれぞれ、組織穿刺用の遠位端を有し、挿入器が組織中を進む際には挿入器内に配置される。RF電極の第1及び第2のセットは、挿入器から曲率を持って展開可能である。第3のRF電極は、RF電極の第1及び第2のセットよりも小さい曲率で挿入器から展開可能である。RF電極の第2のセットは、RF電極の第1のセットよりも挿入器からより遠くに展開可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の技術的分野) 本発明は、細胞壊死装置に、より厳密には、挿入器及び展開可能な電極を備え
た細胞壊死装置に関する。
【0002】 (発明の背景) 腫瘍の処置として現在行なわれている切開手法は破壊性が極めて高く健康な組
織に多大な損傷を起こす。外科処置の間、医師は、腫瘍の播種を生み出し転移を
招くようなやり方で腫瘍を切断することのないよう注意を払わねばならない。近
年は、これまでの外科処置の外傷性を最小化することに着眼して製品の開発が進
められてきている。
【0003】 腫瘍の処置のためのツールとして、発熱療法の分野で比較的目立った活動が行
われてきた。腫瘍の温度を上昇させることが、癌性組織の処置及び取り扱いに役
立つことは知られている。発熱療法により選択的に癌性組織を根絶するメカニズ
ムは完全には解明されていない。しかしながら、癌性組織に対する発熱療法の組
織的効果については、i)細胞又は核膜の浸透性又は流動性における変化、ii)
消化酵素の解放を生じさせる細胞質溶解性崩壊、iii)細胞呼吸及びDNA又は
RNAの合成に影響を及ぼす熱による蛋白質の損傷、及びiv)免疫系の励起の可
能性、という4つの効果が提言されてきた。腫瘍に熱を加えるという処置方法は
、直接接触型無線周波数(RF)アプリケータ、マイクロ波照射、誘導結合RF
フィールド、超音波、及び種々の単純な熱伝導技法を使用することを含んでいる
【0004】 これらの処置すべてに付帯する問題の1つとして、皮膚の表面下数センチメー
トルの深度に厳密な局部加熱を施すことが要求されるということが挙げられる。
【0005】 細胞間局部発熱療法を使用する試みは、あまり成功しているとは言えない。結
果的に、腫瘍全体に亘り温度が不均一になることがしばしばあった。発熱療法に
よる腫瘍塊の縮小は熱供与量に関係があると考えられる。熱供与量とは、規定時
間の間に腫瘍塊全体に印加される最小有効温度のことである。加熱中の腫瘍にと
っての熱損失の主要機構は血流であり、血流は腫瘍全体に亘り変化するので、確
実に効果的な処置を施すためには腫瘍のより均等な加熱が必要である。
【0006】 RFエネルギーの使用を通して腫瘍自体の除去を行なう場合にも同じことが言
える。腫瘍のような塊のRF除去には別の方法が利用されてきた。腫瘍を加熱す
る代わりに、エネルギーの印加を通して腫瘍は除去される。この処理は、i)塊
全体を効果的に除去するためのRF除去電極の位置決め、ii)腫瘍部位へのRF
除去電極の導入、及びiii)非腫瘍組織を傷つけずに除去を首尾よく実現するた
めのRFエネルギーの制御された送出と監視、を始めとする様々な要因により実
現が難しかった。
【0007】 このようなわけで、内部組織へ熱を供給する場合の非侵入的処置には、実質上
特定的且つ選択的な処置を実現する際に困難が伴った。
【0008】 組織を除去するために電磁エネルギーを使用する事例は、米国特許第4,56
2,200号、同第4,411,266号、同4,838,265号、同第5,
403,311号、同4,011,872号、同5,385,544号に開示さ
れている。
【0009】 挿入器から湾曲的に展開可能な少なくとも2個の電極を備えた細胞壊死装置が
必要とされている。挿入器から希望の展開幾何学形状へと曲率を持って選択的に
展開可能な少なくとも2個の電極を備えた細胞壊死装置への必要性も存在する。
多種多様な形状の細胞壊死損傷を創り出す展開可能な電極を提供する細胞壊死装
置もまた必要とされている。
【0010】 (発明の概要) したがって、本発明の目的は、選択された解剖学的部位で組織を縮小させる細
胞壊死装置を提供することである。
【0011】 本発明の別の目的は、細胞壊死を創りだす処置装置を提供することである。
【0012】 本発明の更に別の目的は、挿入器から曲率を持って伸展可能な少なくとも2個
の電極と、最小限の曲率で伸展可能な第3の電極とを備えた細胞壊死装置を提供
することである。
【0013】 本発明の更に別の目的は、選択的に展開された電極を備えた細胞壊死装置を提
供することである。
【0014】 本発明の更なる目的は、希望の細胞壊死損傷を創り出すために、組織部位にお
いて選択的に電極を展開させる構造になっている細胞壊死装置を提供することで
ある。
【0015】 本発明の上記及びその他の目的は、組織を貫通するのに十分鋭利な遠位端を備
えた挿入器を含んでいる組織壊死装置において実現される。エネルギー送出機器
は、RF電極の第1のセット、RF電極の第2のセット、及び第3のRF電極を
有している。電極それぞれには組織穿刺用の遠位端があり、挿入器が組織内を進
むときは挿入器内に配置可能となっている。RF電極の第1及び第2セットは、
挿入器から曲率を持って展開可能である。第3のRF電極は、RF電極の第1及
び第2のセットよりも小さい曲率で挿入器から展開可能である。RF電極の第2
セットは、RF電極の第1セットよりも挿入器からより遠くに展開可能である。
【0016】 別の実施例では、細胞壊死装置は、組織穿刺用の遠位端を備えた第1のRF電
極と、組織穿刺用の遠位端を備えた第2のRF電極とを含んでいるエネルギー送
出機器を有する。第1及び第2電極は、挿入器が組織内を進んでいるときは挿入
器内に配置可能であり、選択された組織部位では挿入器から曲率を持って展開可
能となっている。第1及び第2電極には接地パッド電極が連結されている。第1
センサーが接地パッド電極に連結されている。
【0017】 (好適な実施例の詳細な説明) 図1に示すように、細胞壊死装置10のある実施例は、組織を貫通するに十分
に鋭利な遠位端14を備えた挿入器12を含んでいる。全体を参照番号16で示
すエネルギー送出機器は、第1RF電極18と第2RF電極20を含んでいる。
電極18と20は、挿入器12が組織中を前進するときには当該挿入器12内に
配置可能である。電極18と20はそれぞれ、組織穿刺用遠位端20と24を有
している。電極18と20は、挿入器12の遠位端14又は挿入器12の遠位部
26に形成されているサイドポートから選択された組織部位28へと、曲率を持
って選択的に展開できるようになっている。組織部位28は、何れの組織塊であ
ってもよいし、除去されるべき腫瘍であってもよい。電極18と20は、選択的
に展開され、組織部位28周辺の内部配置と外部配置を含む組織部位28に対す
る希望箇所、及び組織部位28に対する何れの希望箇所にも、制御可能に配置さ
れる。電極18と20は、挿入器12からの電極18と20の前進量、挿入器1
2からの電極18と20の個々の前進量、電極18と20のエネルギー送出表面
の長さ及び/又はサイズ、電極18と20に使用される材料の違い、並びに展開
された状態での電極18と20の幾何学形状の変化によって選択可能に展開され
る。
【0018】 電極18と20は、挿入器12内に格納されている間は、密集配置された状態
にある。電極18と20は、挿入器12から前進するにつれ、その密集配置状態
から展開状態に移行する。エネルギー送出機器6に含まれる電極の数はいくらで
もよい。エネルギー送出機器16の電極は、対やセットで同時に展開してもよい
し、また一度に1つずつ展開してもよい。電極前進部材30はエネルギー送出機
器16に連結されている。電極前進部材30は、医師が挿入器12の縦軸に関す
る近位端32を動かすことにより作動するようになっている。
【0019】 挿入器12は柔軟であってもよい。ある実施例では、挿入器12は、組織を穿
刺し、組織中を組織部位28へと何れの希望方向にも移動するに十分な程度の柔
軟性を備えている。別の実施例では、挿入器12は、移動の方向を逆にして戻る
方向に移動するに十分な柔軟性を有している。ある実施例では、挿入器12は電
極18及び20よりもより柔軟性がある。
【0020】 挿入器12が、これに限定するわけではないが、硬い病巣を含む組織部位28
へ到達すると、エネルギー送出機器16は、好ましくは挿入器12の遠位端14
から展開される。エネルギー送出機器16は、挿入器12の本体に形成されてい
るサイドポートから展開することもできる。展開された状態において、エネルギ
ー送出機器16は、挿入器12内での密集配置状態から伸長した状態となり、組
織部位12に対して選択的に配置される。電極18及び20は、組織部位12の
内部に、組織部位12の外部に、並びにそれらを組み合わせた箇所に、分散して
配置してもよい。電極18及び20を始め、他に第3、第4、第5等の電極も、
挿入器12の遠位端14から異なる距離、前進させることができる。ある実施例
では、展開されたエネルギー送出機器16の各電極は、組織部位28の中心軸か
ら等距離に配置される。体積的細胞壊死は、選択可能且つ予測可能な細胞壊死を
起こすために、組織部位28の内部及び外部から、並びにその組み合わせで、エ
ネルギー送出機器16の展開された各電極を使って行われる。
【0021】 電極18と20は、金属か非金属かを問わず、様々な導電性材料から作ること
ができる。適する材料の一例としては、皮下注射針用の304ステンレス鋼が挙
げられる。活用例によっては、電極18及び20の全部又は一部を、カリフォル
ニア州メンロパークのレイケム社から市販されているNiTiのような鋭利な形
状記憶材料から作ることができる。視覚化を図るために、放射線不透過性のマー
カー21を電極18及び20にコーティングすることができる。
【0022】 電極18及び20は、挿入器12の遠位端14からの前進長がまちまちであっ
てもよい。この長さは、電極18と20の実際の物理的長さ、電極18と20の
エネルギー送出面の長さ、及び電極18と20の絶縁体により覆われていない部
分の長さにより定めることができる。適する長さとして、17.5cm、25.
0cm、及び30.0cmが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
電極18及び20の実際の長さは、除去されるべき組織部位28の場所、外皮か
らの距離、アクセス可能性の他にも、医師が腹腔鏡を選択するか、経皮的処置を
選択するか、或いは他の処置を選択するかどうかによっても異なる。
【0023】 展開可能部材34は、電極前進部材30に連結することができる。展開可能部
材34は、これに限定するわけではないが、温度及び/又はインピーダンスを測
定及び/又はモニターするために、選択された組織部位にセンサーを配置するこ
とを含め、多種多様な機能を提供することができる。更に、展開可能部材34の
全部又は一部は、双極モード又は単極モードで作動可能なRF電極であってもよ
い。展開可能部材34は接地パッド電極であってもよい。
【0024】 センサー36は、展開可能な部材34と遠位端38で連結してもよいし、展開
可能部材34の何れの物理箇所において連結してもよい。このやり方では、温度
及び/又はインピーダンスは、組織部位28の遠位部、又は組織部位28の中又
は外の何れの位置においてでも測定される。展開可能部材34は、電極18及び
20よりも小さい曲率で、挿入器12の遠位端14から展開可能である。展開可
能部材34は、実質的には曲率無しに遠位端14から展開可能であってもよい。
【0025】 センサー36は、i)細胞壊死の範囲、ii)細胞壊死の量、iii)更なる細胞
壊死が必要か否か、及びiv)除去塊の境界又は周囲を確定するために、組織部位
28の温度が正確に測定できるようにする。更に、センサー36は、目標以外の
組織が破壊されたり除去されたりするのを低減する。
【0026】 センサー36は、サーミスタ、サーモカプル、抵抗線等を含め従来型の設計で
あるが、これらに限定されるものではない。適する温度センサー36には、銅コ
ンスタンタンのT型サーモカプル、J型、E型、K型、光ファイバー、抵抗線、
サーモカプルIR検知器等が含まれる。センサー36は温度センサーでなくとも
よいと理解されたい。
【0027】 センサー36を使えば、温度及び/又はインピーダンスを測定して、モニタリ
ングし、過剰に多くの組織を破壊することなく、希望される水準の細胞壊死を実
現することができる。これにより、除去されるべき目標塊を取り囲んでいる組織
への損傷が低減される。組織部位28内外の様々な地点で温度をモニターするこ
とにより、選択された組織塊周囲の判定が行なわれるとともに、細胞壊死がいつ
完了するかについての判定も行なわれる。温度が所定の細胞壊死温度を超えたと
センサー36が判定した場合はいつでも、エネルギー送出機器16に連結された
エネルギー源40に適当なフィードバック信号が送信され、このエネルギー送出
機器16が電極18及び20に送出される電磁エネルギーの量を制御する。
【0028】 エネルギー源40はRF電源であっても、超音波エネルギー源、マイクロ波ジ
ェネレータ、抵抗加熱源、レーザー等であってもよい。マイクロ波アンテナ、光
ファイバー、抵抗加熱要素、及び超音波トランスジューサを、電極18及び20
に代えて使用することもできる。エネルギー源40がRF電源装置である場合、
5から200ワット、望ましくは5から100ワット、更に望ましくは5から5
0ワットの電磁エネルギーが、エネルギー源40からエネルギー送出機器16へ
と、電極に妨害を及ぼすことなく送出される。
【0029】 電極18及び20は、エネルギー源40に電磁的に連結されている。連結は、
エネルギー源40から各電極18及び20それぞれへの直接的連結であってもよ
いし、コレットやスリーブ等を使って1個又はそれ以上の電極をエネルギー源4
0に対して間接的に連結してもよい。
【0030】 次に、図2aには、装置10の別の実施例が示されている。装置10は、RF
電極の第1のセット42とRF電極の第2のセット44を含んでいる。第1及び
第2のセット42及び44は、RF電極を1個、2個、3個、4個、5個等の個
数含んでいてもよい。図2に示すように、第1のセット42は電極46と48を
含み、第2のセット44は電極50と52を含んでいる。第1及び第2のセット
42と44は、図2に示すよりも多く又は少なく電極を含んでいてもよいと理解
されたい。電極46、48、50及び52は、組織穿刺用の遠位端を有し、挿入
器内に密集した状態で配置可能であり、挿入器12から曲率を持って、遠位端1
4から展開された状態へと前進可能である。第1のセット42は、第2セット4
4よりも遠位端14からより遠くに展開可能となっている。
【0031】 第1及び第2セット42及び44は、電極前進部材30に連結されており、遠
位端14から同時に又は別々に展開することができる。第1セット42、第2セ
ット44、及び/又は電極前進部材30には、随意的に展開可能部材34を連結
してもよい。繰り返すが、展開可能部材34はセンサー36に連結されていても
よく、展開可能部材34の全部又は一部がRF電極であってもよい。
【0032】 図2bは多数のセンサー36を使用する場合を示している。センサー36は、
電極46、48、50及び/又は52に、異なる電極位置で連結することができ
る。様々な実施例で、センサーは、電極46から52の遠位端、挿入器12の遠
位端14に隣接する位置、及び電極の展開長の遠位部と近位部との間のどこか中
間に当たる部位に配置されている。展開可能部材34は、組織部位28内の展開
長の遠位部と近位部にセンサーを含んでいてもよい。センサー36を様々な位置
に設置することにより、組織部位28に起きる、温度及び/又はインピーダンス
の測定並びに細胞壊死の程度の判定が行なえる。
【0033】 図3に示すように、電極18、20、46、48、50及び52は、まとめて
「電極18」とするが、それぞれに1つ又はそれ以上のセンサー36と連結する
ことができる。センサー36は、電極の遠位端、中間区間、並びに挿入器12の
遠位端14に隣接した位置で、電極18それぞれの外部表面にあってもよい。電
極18の幾つか又は全部、及び展開可能部材34は、多種多様な流動媒体を近位
端から遠位端まで投入するのに使われる中空ルーメンを有していてもよい。適す
る流動媒体としては、電解液、化学療法剤、薬剤、薬物、遺伝子治療剤、造影剤
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0034】 電極18並びに展開可能部材34は、様々な異なる幾何学断面形状を有してい
てもよい。電極18は、導電性の中実又は中空のストレートワイヤから作られ、
形状は、丸形、平形、三角形、長方形、六角形、楕円形等様々であってよい。図
4及び5は、円形及び楕円形の断面を示している。図6の断面は、幅「W」より
も長さ「L」の方が大きい。図7では、断面が長形である。様々な実施例におい
て、超音波視認性を強化するために、断面は幅よりも長さが大きくなっている。
【0035】 展開可能部材34と同様に、各電極18の一部分は、外表面が全体的に絶縁さ
れているか又は一部が絶縁されていて、エネルギー送出面である絶縁を施されて
いない区域を作り出している。図8で、2個の電極18は、絶縁体54を含んで
いる。図8の実施例では、絶縁体54は、固定又は調整可能なスリーブである。
電極18のアクティブ区域は絶縁されておらず、エネルギー送出面56を作り出
している。
【0036】 図9に示す実施例では、絶縁体54は、電極18の外部に、複数のエネルギー
送出面56を残して円周状パターンに形成されている。図10及び11の実施例
では、絶縁体54は電極18の縦方向外面に沿って延びている。絶縁体54は、
電極18の縦方向の長さに沿って選択された距離だけ、且つ電極18の円周に沿
って選択可能な部分周りに伸張している。様々な実施例において、電極18の部
分が電極18の選択された縦方向長に沿って絶縁体54を有する場合もあれば、
絶縁体54が電極18の1つ又はそれ以上の円周区間を完全に取り巻いている場
合もある。電極18の外部に配置される絶縁体54は、どのような希望の形状、
サイズ、及び幾何学形状にでも、エネルギー送出面56を様々に画定することが
できる。
【0037】 図12では、絶縁体54は電極18の展開可能長の1部分にしか配置されてい
ない。エネルギー送出面56は電極18の遠位部と、絶縁体54に隣接した縦方
向面上にある。図13では、絶縁体54は、電極18の縦方向長に沿って延び、
組織部位28の中心軸58の方を向いており、エネルギー送出面56は、中央軸
58に向いた方向に面している。図14では、絶縁体54は、電極18の縦方向
長に沿って延び、組織部位28の中心軸58から離れる方を向き、エネルギー送
出面56は中央軸58から離れる方向に向いている。図12及び13に示す実施
例では、3個の電極18が、組織部位28の周辺の内側又は外側に配置されてい
る。選択可能な細胞壊死パターンを作り出すために、展開される電極18の数は
幾つでもよいし、絶縁体を備えていてもいなくともよいと理解されたい。
【0038】 電極18は、曲率を持って挿入器12から選択的に展開可能であり、如何なる
希望の幾何学形状の細胞壊死をも創り出す。選択可能な展開は、i)挿入器12
からの異なる前進距離、ii)異なる展開後の幾何学形状、iii)断面幾何学形状
の多様性、iv)展開された電極18のそれぞれ及び/又は全てに提供される選択
可能な絶縁体、又はv)調節可能な絶縁体の使用、を有する電極18により実現
される。
【0039】 展開された電極18は様々な形状の細胞壊死ゾーンを創成すことができ、これ
らの形状としては、球形、半球形、回転楕円面、三角形、略三角形、正方形、略
正方形、長方形、略長方形、円錐形、略円錐形、四辺形、略四辺形、ひし形、略
ひし形、台形、略台形、前述の幾何学形を組み合わせた形、平らな区間又は辺を
持たない幾何学形状、自由形等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
【0040】 ある実施例では、体内の電極18の超音波視認性は、電極の遠位端面積60を
より広くすることにより強化される。表面積60は電極18の遠位端にある電極
本体の量である。図15を見ると、電極18の遠位端は切断角度が少なくとも2
5°でり、また別の実施例では切断角度は少なくとも30°である。これにより
表面積60がより大きくなる。展開可能部材34の遠位端にもこれらの切断角度
を設けることができる。
【0041】 図16及び17に示すように、それぞれの又は選択された電極18及び展開可
能部材34には、付帯スペーサ62を設けてもよい。スペーサ62は挿入器12
の遠位端14から前進可能であり、前進部材30に連結することができる。スペ
ーサ62は展開された電極18を相互に分離する物理的間隔を生み出す。スペー
サ62により作り出される間隔は、組織部位28中に細胞壊死が少ないか又はほ
とんどないような区域も形成する。スペーサ62内には、電極18をスペーサ6
2から電気的且つ電磁的に隔離する絶縁体64が配置されている。
【0042】 図18及び19に示すように、装置10は、エネルギー送出16とエネルギー
源40との間に電気的接続を提供する滑動可能部材66を含んでいる。滑動可能
部材66は前進部材30であってもよいし、又はハンドピースであってもよい。
ある実施例では、滑動可能部材66は、1つ又は2つの電気接点パッド68を有
しており、このパッドは抵抗帯片でもよい。滑動可能部材が挿入器12の遠位端
14に対して遠位方向に動かされると、抵抗帯片68は接点70(図18)と係
合状態になる。接点70はエネルギー送出機器16に結合されている。抵抗帯片
68が接点70と係合すると、パワーとエネルギーがエネルギー源から電極18
に送出される。滑動可能部材66は、ここで遠位方向に動かされ、抵抗帯片は接
点70と非係合状態になり、エネルギー源40からのパワーの送出は中断(図1
9)される。滑動可能部材66を採用することにより、エネルギー送出機器16
のオン−オフ機構を医師が手中で操れるようになり便利である。
【0043】 抵抗帯片68は、エネルギー送出機器16の電極18の1つ又は全ての可変設
定を認識するセンサーとして使用できる。抵抗帯片68は、滑動可能部材66が
動かされる際に抵抗値の変化を測定して、電極18に対応するエネルギー送出面
の対応する変化を測定できるように、設定の抵抗を測定するのに使用することが
できる。抵抗値を相関付けて、エネルギー源40からエネルギーを送出する際の
最適パワーを求めることもできる。限定はしないが、レーザー及び超音波を含む
ギャップセンサーを使用して、可変的設定を行うようにすることもできる。
【0044】 次に、図20に示すように、フィードバック制御システム72は、エネルギー
源40、センサー36、及びエネルギー送出機器16に接続されている。フィー
ドバック制御システム72は、センサー36から温度又はインピーダンスデータ
を受信し、エネルギー送出機器16が受け取る電磁エネルギーの量は、細胞壊死
エネルギー出力、細胞壊死時間、温度、及び電流密度(4つのパラメータ)の初
期設定から修正される。フィードバック制御システム72は4つのパラメータの
何れをも自動的に変更できる。フィードバック制御システム72は、インピーダ
ンス又は温度を検知し、4つのパラメータの何れをも変更する。フィードバック
制御システム72は、別々の電極18と多重通信するためのマルチプレクサと、
1つ又はそれ以上のセンサー36で検出される温度又はインピーダンスを表す制
御信号を提供する温度検出回路とを含んでいる。マイクロプロセッサは温度制御
回路に接続してもよい。
【0045】 装置10のユーザーは、装置10における設定位置に対応するインピーダンス
値を入力することができる。この値と測定されたインピーダンス値に基づき、フ
ィードバック制御システム72は、RFエネルギーの送出に必要な最適パワー及
び時間を求める。モニタリングとフィードバックに使うためにも温度が検出され
る。フィードバック制御システム72がパワー出力を調整して自動的に一定のレ
ベルに維持することにより、温度はある一定のレベルに維持される。
【0046】 別の実施例では、フィードバック制御システム72は、基線設定に対する最適
パワーと時間を確定する。除去体積又は損傷範囲はまず基線に形成される。中心
が基線に形成された後、除去時間を延ばすことにより、損傷範囲をより大きくす
ることができる。損傷創生の完了は、挿入器12の遠位端14から所定の損傷範
囲寸法までエネルギー送出機器16を前進させることにより、そして損傷範囲の
周辺部における温度をモニターすることによりチェックされる。
【0047】 別の実施例では、フィードバック制御システム72は、エネルギー送出機器1
6へのエネルギーの送出がある一定の間隔で一時停止され、その時に温度を測定
するようにプログラムされている。測定温度を希望温度と比較することにより、
フィードバック制御システム72は、電極18へのパワーの送出を終了するか、
又は適当な期間の間継続することができる。
【0048】 以下の説明は、特にRFエネルギー源及びRF電極の使用に関係しているが、
他のエネルギー送出機器及び、これに限定はしないが、マイクロ波、超音波、抵
抗加熱、コヒーレント及びインコヒーレント光等を含む他のエネルギー源にも適
用することができる。
【0049】 電極18に送出された電流は、電流センサー74により測定される。電圧は電
圧センサー76により測定される。次に、インピーダンス及びパワーがパワー及
びインピーダンス計算機器78により計算される。次に、これらの値はユーザー
インターフェース・ディスプレイ80に表示される。パワーとインピーダンス値
を表している信号は制御装置82に送信される。
【0050】 実測値と希望値との差に比例する制御信号が制御装置82により生成される。
パワー回路84は、エネルギー送出機器16において送出される所要パワーを維
持するために、制御信号を使ってパワー出力を適切量に調整する。
【0051】 同様のやり方で、センサー36が検知する温度によって、細胞壊死の範囲と、
センサー36の物理的位置で細胞壊死が完了した時を判定するため、フィードバ
ックが掛けられる。実際の温度を温度測定機器86が測定し、当該温度はユーザ
ーインターフェース・ディスプレイ80に表示される。実測温度と希望温度の差
に比例する制御信号が制御装置82により生成される。パワー回路84は、各セ
ンサー36において送出される希望温度を維持するために、制御信号を使ってパ
ワー出力を適切量に調整する。電流、電圧、温度を測定するために、マルチプレ
クサを多数のセンサー36に備えておくことができ、エネルギーはエネルギー送
出機器16に送出される。可変電極設定器88は制御装置82に連結される。
【0052】 制御装置82は、デジタル又はアナログ制御装置でもよいし、ソフトウェアを
備えたコンピュータでもよい。制御装置82がコンピュータである場合、システ
ムバスを介して連結されたCPUを含んでいてもよい。当技術では既知であるよ
うに、本システム上には、キーボード、ディスクドライブ又は他の非揮発性メモ
リシステム、ディスプレイ、及び他の周辺機器が備えられていてもよい。また、
プログラムメモリ及びデータメモリがバスに連結されている。
【0053】 ユーザーインターフェース・ディスプレイ80はオペレータ制御器とディスプ
レイを含んでいる。制御装置82は、以下に限定するわけではないが、超音波、
CTスキャナ、X線、MRI、乳房造影X線等を含む画像化システムに接続され
ている。更に、直接視覚化及び触覚描写を使うこともできる。
【0054】 制御装置82は、電流センサー74及び電圧センサー76の出力を使って、エ
ネルギー送出機器16において選択されたパワーレベルを維持する。送出される
RFエネルギーの量によってパワー量が制御される。送出されるパワーのプロフ
ィールを制御装置82に組み込むことができるし、送出すべきエネルギーの事前
設定量もまたプロフィール化することができる。
【0055】 回路、ソフトウェア、及び制御装置82に対するフィードバックを使うと、プ
ロセス制御と選択されたパワーの維持を行うことができ、またこれらを、i)R
F、マイクロ波、レーザー等を含む選択されたパワー、ii)デューティサイクル
(オン−オフ及びワット数)、iii)双極又は単極エネルギー送出、iv)流量及
び圧力を含む注入媒体送出、を変更するために使用することもできる。これらの
プロセス変数は制御され変更されるが、希望されるパワーの送出は、電圧や電流
の変化とは無関係に、センサー36でモニターされる温度に基づいて維持される
【0056】 次に図21に関してであるが、電流センサー74と電圧センサー76はアナロ
グ増幅器90の入力に接続されている。アナログ増幅器90は、センサー36と
共に使用される従来型の差分増幅器回路であってもよい。アナログ増幅器90の
出力は、次に、アナログマルチプレクサ46によりA/D変換機92の入力に接
続される。アナログ増幅器90の出力は、各検出温度を表す電圧である。デジタ
ル化された増幅器出力電圧は、A/D変換機92によりマイクロプロセッサ96
に送られる。マイクロプロセッサ96は、モトローラ社から市販されている型番
68HCIIであってもよい。しかしながら、適していさえすれば、インピーダン
ス又は温度の計算には、何れのマイクロプロセッサでも、汎用のデジタル又はア
ナログコンピュータでも使用できると理解されたい。
【0057】 マイクロプロセッサ96は、インピーダンスと温度のデジタル表示を連続的に
受信して記憶する。マイクロプロセッサ96が受信する各デジタル値は、異なる
温度及びインピーダンスに対応している。
【0058】 計算されたパワー及びインピーダンス値は、ユーザーインターフェース・ディ
スプレイ80に表示することができる。パワー又はインピーダンスを数字で表示
する代わりに、又は追加的に、計算されたインピーダンス及びパワー値をマイク
ロプロセッサ96を使ってパワー及びインピーダンス限界と比較することもでき
る。値がパワー及びインピーダンスの規定値を超えた場合、ユーザーインターフ
ェース及びディスプレイ80上に警告が発せられるようにすることもできるし、
更には、RFエネルギーの送出を抑え、変更し、又は中断することもできる。マ
イクロプロセッサ96からの制御信号は、エネルギー源40から供給されるパワ
ーを変更することができる。
【0059】 以上、本発明の好適な実施例に関するこれまでの説明を、例証と説明を目的と
して提示してきた。これは、発明を論じ尽くそうとしたり、発明を開示されたも
のと寸分違わない形態に限定しようとすることを意図するものではない。当技術
に精通している当業者にとっては、多くの修正及び変更が自明であろうことは言
うまでもない。本発明の範囲は、請求項目及びそれと等価なものものにより定義
されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 2個の展開可能な電極と、選択された細胞壊死組織部位において展開可能な部
材とを備えた、本発明の細胞壊死装置の断面図である。
【図2a】 第1及び第2の展開可能な電極のセットを備えた、本発明の細胞壊死装置のあ
る実施例の断面図である。
【図2b】 図2aの細胞壊死装置が、目標である細胞壊死組織部位に配置された状態を示
す図である。
【図3】 多数のセンサーが電極に連結されている、本発明の細胞壊死装置のある実施例
を示す図である。
【図4】 本発明の細胞壊死装置で使用される電極の球状断面図である。
【図5】 本発明の細胞壊死装置で使用される電極の楕円状断面図である
【図6】 本発明の細胞壊死装置で使用される、断面幅よりも断面長が長い電極の断面図
である。
【図7】 本発明の細胞壊死装置で使用される、外面が略平坦な電極の断面図である。
【図8】 電極の外面に配置された絶縁スリーブを含んでいる、本発明の細胞壊死装置の
斜視図である。
【図9】 電極の選択された区間を円周方向に絶縁する多数の絶縁スリーブを含んでいる
、本発明の細胞壊死装置の斜視図である。
【図10】 電極の長手部分に沿って延び、隣接している縦方向のエネルギー送出面を画定
している絶縁体を備えた、本発明の細胞壊死装置の斜視図である。
【図11】 図10の細胞壊死装置の線11−11に沿った断面図である。
【図12】 電極の長手部分に沿って延びているが、電極の遠位端までは連続していない絶
縁体を備えた、本発明の細胞壊死装置の斜視図である。
【図13】 選択された組織部位に隣接した電極の配置を示す断面図であり、絶縁体は電極
の縦方向表面に沿って伸び、選択された組織部位の中心軸から離れた方を向いて
いる状態を示している。
【図14】 選択された組織部位における電極の配置を示す断面図であり、絶縁体は電極の
縦方向表面に沿って伸び、選択された組織部位の中心軸の方に向いている状態を
示している。
【図15】 本発明の細胞壊死装置の電極の遠位端における、電極本体の表面積をクローズ
アップした斜視図である。
【図16】 展開可能な各電極に付帯してスペーサを備えた、本発明の細胞壊死装置の斜視
図である。
【図17】 スペーサ、関係付けられた電極、及びスペーサ内の絶縁体を示している、本発
明の細胞壊死装置の断面図である。
【図18】 電極に結合された接点に電源をつなぐ滑動可能な部材を含んでいる、本発明の
細胞壊死装置のある実施例の断面図である。
【図19】 図18の装置の横断面図であり、滑動可能な部材が引き戻され電極から電源が
外れた状態を示している。
【図20】 本発明の制御装置、電磁エネルギー源、及び他の電子要素を示すブロック図で
ある。
【図21】 本発明に使用されるアナログ増幅器、アナログマルチプレクサ、及びマイクロ
プロセッサを示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CR, CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI,G B,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL ,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V N,YU,ZA,ZW (72)発明者 バルビアーズ ダニエル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94061 レッドウッド シティ ケンブリ ッジ ドライヴ 973 Fターム(参考) 4C060 FF26 KK10 KK20

Claims (45)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組織を貫通するに十分鋭利な遠位端を有する挿入器と、 それぞれに組織穿刺用の遠位端を有し、前記挿入器が組織内を進むときは前記
    挿入器内に配置可能であるRF電極の第1のセット、RF電極の第2のセット、
    及び第3のRF電極を含んでいるエネルギー送出機器とを備え、 前記RF電極の第1及び第2のセットは前記挿入器から曲率を持って展開可能
    であり、前記第3のRF電極は前記RF電極の第1及び第2のセットよりも小さ
    い曲率で前記挿入器から展開可能である細胞壊死装置において、 前記RF電極の第2のセットは前記RF電極の第1のセットよりも前記挿入器
    からより遠くに展開可能であることを特徴とする細胞壊死装置。
  2. 【請求項2】 前記第3のRF電極が、実質的に曲率無しに前記挿入器から
    展開可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記RF電極の第1のセット、前記RF電極の第2のセット
    及び前記第3のRF電極に連結されたRF電極前進部材を更に備えていることを
    特徴とする請求項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記挿入器が流動媒体を受け入れるように構成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記挿入器の少なくとも1部分に対してその周囲に絶縁体が
    配置されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記RF電極の第1及び第2のセットの少なくとも1部分に
    対してその周囲に絶縁体が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の装
    置。
  7. 【請求項7】 前記RF電極の第1のセットのうちの1つの電極に連結され
    たセンサーを更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記RF電極の第2のセットのうちの1つの電極に連結され
    たセンサーを更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記第3のRF電極に連結されたセンサーを更に備えている
    ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記挿入器に連結されたセンサーを更に備えていることを
    特徴とする請求項1に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記エネルギー送出機器に連結されたセンサーを更に備え
    ていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  12. 【請求項12】 前記RF電極の第1のセットの各電極が形状記憶合金から
    形成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記RF電極の第2のセットの各電極が形状記憶合金から
    形成されていることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 前記センサー及び前記エネルギー送出機器に連結されたフ
    ィードバック制御器を、更に備えていることを特徴とする請求項11に記載の装
    置。
  15. 【請求項15】 インピーダンス測定装置を更に備えていることを特徴とす
    る請求項1に記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記インピーダンス測定装置が、 制御装置と、 前記制御装置に連結されたマイクロプロセッサと、 回路を含んでいるフィードバック制御器とを備え、 RFエネルギーは組織部位へと送出され、前記組織部位での電圧と電流の測定
    値が判定され、前記組織部位での電圧及び電流の測定値により電流が調節される
    ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項17】 前記挿入器が柔軟性を有する挿入器であることを特徴とす
    る請求項1に記載の装置。
  18. 【請求項18】 前記挿入器の少なくとも1部分がエネルギー送出機器であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  19. 【請求項19】 前記挿入器の遠位部がRF電極であることを特徴とする請
    求項1に記載の装置。
  20. 【請求項20】 ルーメンと、組織を貫通するに十分鋭利な遠位端とを含ん
    でいる挿入器と、 前記挿入器が組織内を進むときには前記挿入器内に配置可能であり、選択され
    た組織部位においては前記挿入器から曲率を持って展開可能である、組織穿刺用
    遠位端を有する第1RF電極と組織穿刺用遠位端を有する第2RF電極とを含ん
    でいるエネルギー送出機器と、 前記第1及び第2RF電極に連結された接地パッド電極と、 前記接地パッド電極に連結された第1センサーとを備えていることを特徴とす
    る細胞壊死装置。
  21. 【請求項21】 前記第1センサーが温度センサーであることを特徴とする
    請求項20に記載の装置。
  22. 【請求項22】 前記設置パッド電極に連結された冷却部材を更に備えてい
    ることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  23. 【請求項23】 前記第1及び第2RF電極に連結され、組織を通して前記
    第1及び第2RF電極を前進させるように形成されているRF電極前進部材を更
    に備えていることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  24. 【請求項24】 前記挿入器が、流動媒体を受け入れるように構成されてい
    ることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  25. 【請求項25】 前記第1RF電極が、流動媒体を受け入れる構造になって
    いる中空ルーメンを含んでいることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  26. 【請求項26】 前記挿入器の少なくとも1部分に対してその周囲に配置さ
    れた絶縁体を更に備えていることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  27. 【請求項27】 前記第1RF電極の少なくとも1部分に対してその周囲に
    配置された絶縁体を更に備えていることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  28. 【請求項28】 前記第2RF電極の少なくとも1部分に対してその周囲に
    配置された絶縁体と、前記第1及び第2RF電極の少なくとも1部分に対してそ
    の周囲に配置された絶縁体とを更に備えていることを特徴とする請求項20に記
    載の装置。
  29. 【請求項29】 栓塞子を更に備えていることを特徴とする請求項20に記
    載の装置。
  30. 【請求項30】 前記栓塞子が穿刺用の遠位端を有することを特徴とする請
    求項29に記載の装置。
  31. 【請求項31】 前記栓塞子が長形部材内に配置可能であることを特徴とす
    る請求項29に記載の装置。
  32. 【請求項32】 前記第1RF電極に結合された第2のセンサーを更に備え
    ていることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  33. 【請求項33】 前記第2センサーが温度センサーであることを特徴とする
    請求項20に記載の装置。
  34. 【請求項34】 前記挿入器に連結された第3のセンサーを更に備えている
    ことを特徴とする請求項20に記載の装置。
  35. 【請求項35】 前記第1RF電極が形状記憶合金から形成されていること
    を特徴とする請求項20に記載の装置。
  36. 【請求項36】 前記第1RF電極がステンレス鋼から形成されていること
    を特徴とする請求項20に記載の装置。
  37. 【請求項37】 前記第1及び第2のRF電極が、選択された組織部位を取
    り囲むために展開可能であることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  38. 【請求項38】 前記第1及び第2のRF電極が、腫瘍を取り囲むために展
    開可能であることを特徴とする請求項37に記載の装置。
  39. 【請求項39】 前記挿入器が前記選択された組織部位を通して導入され、
    前記第1及び第2RF電極が前記選択された組織部位を取り囲むために展開可能
    であることを特徴とする請求項38に記載の装置。
  40. 【請求項40】 前記第1センサー及び前記第1RF電極に結合されたフィ
    ードバック制御器を更に備えていることを特徴とする請求項32に記載の装置。
  41. 【請求項41】 インピーダンス測定装置を更に備えていることを特徴とす
    る請求項20に記載の装置。
  42. 【請求項42】 前記インピーダンス測定装置が、 制御装置と、 前記制御装置に連結されたマイクロプロセッサと、 回路を含んでいるフィードバック制御装置とから成り、 RFエネルギーは組織部位へと送出され、前記組織部位での電圧と電流の測定
    値が判定され、前記組織部位での電圧及び電流の測定値により電流が調節される
    ことを特徴とする、請求項41に記載の装置。
  43. 【請求項43】 前記挿入器が柔軟性を有する挿入器であることを特徴とす
    る請求項20に記載の装置。
  44. 【請求項44】 前記挿入器の少なくとも1部分がエネルギー送出機器であ
    ることを特徴とする請求項20に記載の装置。
  45. 【請求項45】 前記挿入器の遠位部がRF電極であることを特徴とする請
    求項20に記載の装置。
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