JP2002531218A

JP2002531218A - 温熱治療を制御する方法

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Publication number: JP2002531218A
Application number: JP2000586262A
Authority: JP
Inventors: エリックエヌ．ルディー，; ジョナサンエル．フラックマン，; ジェームズイー．バーゲット，; ザインアール．ラーソン，
Original assignee: ウロロジックス，インコーポレイテッド
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2002-09-24
Also published as: WO2000033767A1; US6122551A; EP1148837B1; AU3118800A; EP1148837A1; AU762862B2; CA2354587A1; EP1148837A4; US6490488B1

Abstract

(57)【要約】温熱治療法が、以下の工程を包含する：マイクロ波アンテナ装備アプリケータ（２７）を、標的化組織領域（例えば、前立腺（１４））に隣接する体腔（例えば、尿道（１０））へ挿入する工程；マイクロ波アンテナ（３０）にエネルギーを印加する工程；ならびにマイクロ波アンテナと体腔の壁との間に冷却剤を循環させる工程。この治療は、冷却剤の温度を低下する工程、および他のパラメータに基づいて冷却剤温度を連続的に調整する工程によって、制御される。このアプリケータは、マイクロ波アンテナへ提供される出力レベルを調整することによって、予備設定温度セットポイントに維持される。前立腺の処置を含む１実施形態において、直腸温度がモニタリングされ、そして予備設定閾値を超える直腸温度を検知する際に、冷却剤の温度を上昇させて、マイクロ波アンテナへ提供される電力を減少させて、アプリケータを予備設定温度セットポイントに維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）本発明は、組織を処置するための方法に関する。特に、本発明は、最低限の処
置時間で処置有効性を増加するように、組織（例えば、前立腺）の温熱治療を制
御する方法に関する。

【０００２】前立腺は、膀胱直下の尿道を取り囲む、複合体の、栗の実の形状の器官である
。尿道の前方である前立腺組織のほぼ３分の１は、尿道および膀胱に解剖学的お
よび機能的に関する繊維筋性組織からなる。前立腺の残り３分の２は、一般に尿
道の後方であり、そして腺組織を含む。前立腺を通って伸長する尿道の部分（す
なわち、尿道前立腺部）は、膀胱と連絡する近位セグメント、および精丘によっ
て近位セグメントに対して一定の角度で伸長する遠位セグメントを含む。

【０００３】比較的小さな器官であるにもかかわらず、前立腺は、すべての内部器官で最も
頻繁に冒され、そしてしばしば老年の男性、良性前立腺肥大（ＢＰＨ）、ならび
により重篤な悩みである癌の中で共通の悩みの部位である。ＢＰＨは、非悪性で
あり、尿道前立腺部の近位セグメントに隣接する前立腺の移行領域に主に生じる
前立腺組織の両側への拡張である。この組織の体積が大きく成長する場合、膀胱
の基部の膀胱頚の領域に伸張して尿道を侵害する。処置せず放置すると、ＢＰＨ
は、尿道の閉塞を生じ、これは、通常、尿の頻発、切迫、失禁、夜間多尿および
遅い尿の流れまたは中断した尿の流れを生じる。ＢＰＨはまた、より重篤な合併
症（例えば、尿路感染症、急性尿閉、水腎および尿毒症）を生じる。

【０００４】良性前立腺肥大（ＢＰＨ）は、以下でさらに詳細に記載されるような、経尿道
温熱治療法を用いて処置され得る：ＭＥＴＨＯＤＦＯＲＴＲＥＡＴＩＮＧ
ＢＥＮＩＧＮＰＲＯＳＴＡＴＩＣＨＹＰＥＲＰＬＡＳＩＡＷＩＴＨＴＨ
ＥＲＭＡＬＴＨＥＲＡＰＹと表題された米国特許第５，６２０，４８０号およ
びＢＥＮＩＧＮＰＲＯＳＴＡＴＩＣＨＹＰＥＲＰＬＡＳＩＡＴＲＥＡＴＭ
ＥＮＴＣＡＴＨＥＴＥＲＷＩＴＨＵＲＥＴＨＲＡＬＣＯＯＬＩＮＧと表
題された米国特許第５，５７５，８１１号（これらの両方が、本明細書中に参考
として援用される）。経尿道温熱治療法の間、前立腺の移行領域は暖められ、尿
道を侵害する腫瘍組織を壊死させる。経尿道温熱治療法は、多重ルーメンシャフ
トを備えるマイクロ波アンテナ装備カテーテルの使用によって投与される。この
カテーテルは、尿道中でマイクロ波アンテナが肥厚性前立腺組織に隣接して位置
するように位置決めされる。マイクロ波アンテナに電圧を加えることによって、
アンテナは前立腺内の組織を暖める電磁エネルギーを放射する。冷却液が、カテ
ーテルを通じて循環し、マイクロ波アンテナと前立腺の標的化組織との間の尿道
壁のような組織を保護する。

【０００５】経尿道温熱治療法の最初の目標は、隣接する健常な組織を保護しつつ、前立腺
組織を壊死させることである。患者の寛容および安息のレベルと一致して、可能
な限り短い時間でこの目標に達することもまた好ましい。さらに、直腸は、熱傷
害に感受性であるので、直腸が過度の高温から保護されることが重要である。こ
れらすべてのパラメータに一致して、処置時間を減少し、そして有効性を増加す
る温熱治療法の制御法に関して、当該分野において進行中の必要性が存在する。

【０００６】（発明の要旨）本発明は、隣接する体腔からの熱を用いて組織を処置する（例えば、尿道から
送達される熱を用いて前立腺を処置する）方法である。マイクロ波アンテナ装備
アプリケータが、標的化組織領域に隣接する体腔に挿入される。アプリケータ内
のマイクロ波アンテナに電圧が加えられる。それによって、標的化組織領域へ電
磁エネルギーが送達され、そして冷却剤が、マイクロ波アンテナと体腔の壁との
間を循環される。循環される冷却剤の温度は低下し、そして冷却剤の温度は、他
のパラメータに基づいて継続して調整される。例えば、標的化組織領域が尿道に
隣接する前立腺である場合、直腸温がモニターされ、所定の閾値を越える直腸温
が検出される際、冷却剤の温度は上昇する。冷却剤の温度はまた、患者の安息の
指標に基づいて調整され得る。アプリケータは、マイクロ波アンテナに提供され
る出力レベルの調整によって、所定の温度の設定値で維持される。

【０００７】（好ましい実施形態の詳細な説明）図１は、良性前立腺肥大（ＢＰＨ）が泌尿器に対して有する影響を示す、男性
の骨盤領域の縦断面図である。尿道１０は、膀胱１２から前立腺１４および陰茎
端１８の外口１６を通って導かれる管である。尿道１０周辺の前立腺１４内での
良性腫瘍状組織増殖は、尿道１０の狭窄２０を生じ、これは、膀胱１２の頸部２
２から開口部１６への尿の流れを妨害する。尿道１０に侵入し、そして狭窄２０
を生じる、前立腺１４の腫瘍状組織は、この侵入する腫瘍状組織を加熱し、そし
て壊死させることによって、効果的に除去され得る。理想的には、尿道１０の前
方かつ外側の前立腺１４の尿管周辺の腫瘍状組織を加熱し、そして壊死させて、
尿道１０および隣接する健常組織（例えば、射精管２４および直腸２６）に対す
る不必要かつ望ましくない損傷を回避する。前立腺１４の良性腫瘍状組織の選択
的過熱（経尿道温熱治療）は、マイクロ波アンテナ装備カテーテルを利用するこ
とによって達成され得る。このようなカテーテルは、米国特許第５，６２０，４
８０号または米国特許第５，５７５，８１１号（本明細書中に参考として援用さ
れる）に示される。

【０００８】図２は、図１の男性の骨盤領域の拡大図を示し、カテーテル２７が尿道１０内
に適切に配置されて、ごく簡単に示されている。カテーテル２７の特定の構造が
変化し得、そして多くの管腔がそこに提供され得るが、カテーテル２７は、代表
的に、前立腺１４にマイクロ波エネルギーを放出するためのマイクロ波アンテナ
３０に連結される、伝送線２８を備える。冷却流体を、マイクロ波アンテナ３０
と尿道１０の壁３６との間の経路３２に沿って循環させて、その結果、マイクロ
波アンテナ３０にエネルギー供与して、前立腺１４にマイクロ波エネルギーを放
射する場合に、尿道１０の組織を伝導的に冷却する。カテーテル２７は、例えば
、膀胱１２に位置付けられる保持バルーン３４によって、尿道１０内に確保され
得る。尿道の温度は、尿道壁３６に接触するカテーテル２７上に温度センサを提
供することによって、検出され得る。さらに、直腸２６の温度は、直腸２６中で
、バルーンを膨張させるか、または直腸壁と接触する温度センサを備える別の型
のデバイスを提供することによって、検出され得る。このようなデバイスは、Ｒ
ＥＣＴＡＬＴＨＥＲＭＯＳＥＮＳＩＮＧＵＮＩＴという表題の米国特許第５
，７９２，０７０号（本明細書によって参考として援用される）に開示される。

【０００９】図３Ａおよび３Ｂは、温熱治療間の異なる出力レベルおよび冷却剤温度での、
基本的な組織の温度／深度曲線を例示し、そして本発明の基本的原理を実証する
グラフである。詳細には、図３Ａは、カテーテル温度が予備設定値（例えば、４
０℃）で維持される場合の処置セッションについての、組織の温度／深度曲線を
例示し、図３Ｂは、カテーテル周辺の特定の深度の組織が予備設定値（例えば、
４０℃）で維持される場合の処置セッションについての、組織の温度／深度曲線
を例示する。図３Ａおよび３Ｂの縦軸は、組織の温度を表し、そして横軸は、そ
の組織のカテーテル／尿道からの深さを表す。従って、深度０は、尿道壁を表す
。

【００１０】図３Ａに示される曲線の各々は、異なる冷却剤温度およびマイクロ波電力状態
を示し、各曲線についての一定基準は、カテーテルの（深さ＝０での）温度が定
常状態温度（例えば、４０℃）で維持されることである。曲線４０は、マイクロ
波電力がゼロであり、そして冷却剤温度が定常状態のカテーテル温度（例えば、
４０℃）に等しい状況を示す。曲線４２は、マイクロ波電力が大きく、そして冷
却剤温度が最低（例えば、例示目的として８℃）である状況を示す。そして曲線
４０と曲線４２との間の曲線は、マイクロ波電力がゼロと高値との間であり、そ
して冷却剤温度が、定常状態のカテーテル温度（例えば、４０℃）と最低冷却剤
温度（例えば、８℃）との間である状態を示す。各曲線は、曲線４０が最高冷却
剤温度（ｔ_C1）および最低電力（ｐ₇）を示し、そして曲線４２が最低冷却剤温
度（ｔ_C7）および最高出力レベル（ｐ₁）を示すように、相対的冷却剤温度（ｔ_C ）および出力レベル（ｐ）に従って標識される。ここで、各曲線は、カテーテル
温度が定常状態の温度（例えば、４０℃）で維持される状態に対して予測される
。最低冷却剤温度および対応する出力レベルの特定の値は、使用される処置カテ
ーテルの構造および特性に依存し、そして本明細書中で提供される例示的値は、
１つの特定のカテーテル構造に対してのみ言及され；他の値は、異なるカテーテ
ル構造について適切である一方、なお本発明が実施されることが理解されるべき
である。図３Ａに示される曲線から認められ得るように、カテーテル温度は、定
常状態温度（例えば、４０℃）で維持され、冷却剤温度の低下は、定常状態温度
でカテーテルを維持するに必要な出力レベルの増大に起因して、前立腺における
組織のより深部の加熱を生じる。このことは、特定の閾値温度を上回って組織を
加熱することにより引き起こされる、より深部の壊死を生じ得る。

【００１１】図３Ｂに示される曲線の各々はまた、異なる冷却剤温度およびマイクロ波電力
状態を示し、各曲線についての一定基準は、目的の深さ（カテーテルの外表面か
らその組織の深さ（例えば、１ｍｍのような）までの保護のゾーンを規定する）
での組織の温度が定常状態温度（例えば、４０℃）に維持されることである。曲
線４４は、マイクロ波電力がゼロよりわずかに大きく、そして冷却剤温度が定常
状態の組織温度（例えば、４０℃）よりわずかに高い温度に等しい状況を示す。
これは、組織の深さよりむしろカテーテルが定常状態の温度（例えば、４０℃）
に維持された曲線４０（図３Ａ）に示された電力および冷却剤温度とはわずかに
異なる。曲線４６は、マイクロ波電力が高く、そして冷却剤温度が最低（例えば
、例示目的のために８℃）である状況を示し、そして曲線４４と曲線４６との間
の曲線は、マイクロ波電力がゼロと高値との間であり、そして冷却剤温度が定常
状態の組織温度（例えば、４０℃）と最低冷却剤温度（例えば、８℃）との間で
ある状況を示す。各曲線は、曲線４４が最高冷却剤温度（ｔ_C1）および最低電力
（ｐ₇）を示し、そして曲線４６が最低冷却剤温度（ｔ_C7）および最高出力レベ
ル（ｐ₁）を示すように、相対的冷却剤温度（ｔ_C）および出力レベル（ｐ）に従
って標識される。ここで、各曲線は、組織温度が定常状態の温度（例えば、４０
℃）で維持される状態に対して予測される。最低冷却剤温度および対応する出力
レベルの特定の値は、使用される処置カテーテルの構造および特性に依存し、そ
して本明細書中で提供される例示的値が、１つの特定のカテーテル構造に対して
のみ言及され；他の値は、異なるカテーテル構造について適切である一方、なお
本発明が実施されることが理解されるべきである。図３に示される曲線から認め
られ得るように、目的の深さにおける組織温度が定常状態の温度（例えば、４０
℃）で維持される場合、冷却剤温度の低下は、定常状態の温度での組織を維持す
るに必要な出力レベルの増加に起因して、前立腺における組織のより深部での加
熱を生じる。このことは、特定の閾値温度を上回って前立腺組織を加熱すること
により引き起こされる、より深部の壊死を生じ得る。

【００１２】温熱治療において、図３Ａおよび３Ｂに示される曲線は、冷却剤温度が継続的
に低下し、そしてマイクロ波電力が対応して継続的に増大して、最初にカテーテ
ル／組織の温度を一定割合で増大させながら、カテーテルまたは組織の温度を、
定常状態の温度またはセットポイント温度で維持する場合、直腸の深さにおける
温度は、容認しがたいほどに高くなり得る。言い換えると、カテーテル／尿道か
らの深さが大きすぎた場合に、高温に達する。従って、温熱治療を制御する好ま
しい方法において、直腸温度は、冷却剤温度（およびカテーテル／組織の温度セ
ットポイント（一時的））を制御するためのパラメーターとして利用されて、直
腸の組織に熱的損傷を与えることなく、最適な治療を可能にする。

【００１３】図４Ａは、本発明の第１の実施形態に従って、図３Ａに関して上記で議論され
た原理およびパラメーターを利用して、完全な温熱治療制御方法を示すブロック
図である。治療を開始するために、医師は、ブロック５０でカテーテル温度に関
連する入力およびブロック５２で冷却剤温度に関する入力を入力する。具体的に
は、医師は、カテーテル温度の最初のランプ速度（ｒａｍｐｒａｔｅ）（すな
わち、どの程度早いか、およびカテーテル温度が、その最初の温度（ほぼ体温（
３７℃））から最終温度（定常状態の温度）まで増加する様式で）ならびに定常
状態のカテーテル温度を入力する。さらに、医師は、冷却剤温度のランプ速度（
すなわち、どの程度早いか、および冷却剤温度がその最初の温度から目的とする
最終的な温度までに低下する様式で）、最初の冷却剤温度、ならびに定常状態の
冷却剤温度を入力する。カテーテル温度のランプ速度および冷却剤温度のランプ
速度は、カテーテル温度および／または冷却剤温度が、指数関数的、線形的、ま
たは患者の快適さの考慮事項と一致した治療の有効性を増強する、いくつかの他
の関数に従って増加または低下されるように、ランピング関数（ｒａｍｐｉｎｇ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を含み得る。これらの入力の正確な値および医師が寄与す
る程度は、特定の患者における治療の実験的結果に依存し、そして所望の患者の
快適さのレベルと一致して設定される。医師の入力の実際の形式はまた、医師が
最小限のデータのみを入力し、そしてプログラムが医師により入力されたデータ
から治療投入量を計算するように、適切なソフトウェアプログラムまたは他の手
段によって簡略化され得る。医師の入力は、さらに図５Ａおよび５Ｂに関して以
下にグラフで説明される。

【００１４】ブロック５０で入力されたカテーテル温度入力から、カテーテル温度プロフィ
ールは、ブロック５４で確立される。カテーテル温度プロフィールは、温熱治療
期間の特定の時期におけるカテーテル温度の所望の特性を示す。この温熱治療の
期間は、もちろん、以下に記載されるように、治療過程の間の患者の直腸温度お
よび快適さのような他のパラメーターによって調整され得る。ブロック５２で入
力された冷却剤温度入力から、冷却温度プロフィールが、ブロック５６で確立さ
れる。この冷却剤温度プロフィールはまた、温熱治療期間の特定の時期における
冷却剤温度の所望の特性を示す。この温熱治療の期間は、再度、以下に記載され
るように、治療過程の間の患者の直腸温度および快適さのような他のパラメータ
ーによって調整され得る。

【００１５】カテーテル温度プロフィールのシグナルは、加算器／減算器５８に進められ、
これは、マイクロ波電力制御ブロック６０に変更したカテーテル温度セットポイ
ントシグナルを進める。このことは、好ましい１つの実施形態において、比例／
積分／微分（ＰＩＤ）制御ループとして実行される。ＰＩＤコントロールループ
は、所望の出力レベルを達成するためにプロセッサを制御するための当該分野で
公知のアルゴリズムである。マイクロ波アンテナ３０（図２）に送達された電力
は、このアンテナに電圧を印加して、電磁エネルギーを放射し、その結果、ブロ
ック６２により示されるような前立腺組織の温度上昇（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）を
生じる。マイクロ波アンテナに送達された電力は継続的に調整されて、確実にカ
テーテルが、変化したカテーテル温度セットポイントで維持され；従って、マイ
クロ波電力制御ブロック６０がブロック６４で測定したカテーテル温度に応答し
、よってマイクロ波電力を調整する。

【００１６】ブロック６２における前立腺組織の温度の上昇は、この組織における生物学的
応答を引き起こし、これは、ブロック６６により示される。１つの応答は、この
組織における血液潅流の増加であり、これは、組織の特定の部分から熱を伝導し
て除き、そしてこの組織に対する加熱の効果を減少させる傾向がある。また、電
磁エネルギーが送達されて、前立腺組織の温度を上昇させる場合には、直腸の温
度もまた上昇し得る。従って、直腸温度は、温熱治療の間モニタリングされて、
過剰の高温によって直腸が熱的に損傷されないことを確実にする；この測定され
る直腸の温度は、ブロック６８により示される。直腸温度が予備設定閾値に達す
る場合には、直腸が保護されるように、直腸の温度を低下させるための工程が採
られなければならない。理想的な状況においては、冷却剤の温度は、高い直腸温
度に応答して、即座に上昇する（このときマイクロ波電力が対応して減少し、カ
テーテルの温度を所望のセットポイントに維持する）。しかし、実際には、冷却
剤の温度を即座に変化させることは、不可能であり得る。従って、直腸の保護を
安全に確実にするためには、本発明の１つの好ましい実施形態に従って、カテー
テル温度が、ブロック７０に示すカテーテル温度調節器によって、最初に高い直
腸温度に応答して低下される。このカテーテル温度調節器は、加算器／減算器５
８によって、カテーテル温度プロフィールにより提供される所望のカテーテル温
度から減算され、調節されたカテーテル温度セットポイントを生じ、これは、マ
イクロ波電源制御ブロック６０に入力される。カテーテル温度セットポイントを
即座に低下させることによって、他の全てのパラメータが同じままであるにもか
かわらず、マイクロ波電力は減少され、そして組織温度は即座に低下する。次第
に高まる直腸温度に対して、カテーテル温度セットポイントは、より大きな量で
減少する。さらに、冷却剤温度制御ブロック７２は、例えば、その冷却剤の上昇
温度を決定するために、ＰＩＤ制御ループを実行する。比較器ブロック７４は、
ブロック５６において冷却剤温度プロフィールにより提供される冷却剤温度と、
冷却剤温度制御ブロック７２により提供される冷却剤温度との、より高い方を出
力する。換言すれば、所望の冷却剤温度は、過剰に高い直腸温度が、冷却剤温度
制御ブロック７２により決定されるより高い冷却剤温度を引き起こさない限り、
ブロック５６において、冷却剤温度プロフィールにより決定される。所望の冷却
剤温度が、冷却器／加熱器制御ブロック７６に、ブロック７８における測定され
た冷却剤温度と共に入力され、そして冷却器／加熱器制御ブロック７６は、例え
ば、冷却剤温度を調整し、そして冷却剤を適切な温度で安定化させるために、Ｐ
ＩＤ制御ループを実行する。実際の冷却剤温度は、カテーテルの温度、ならびに
前立腺組織および直腸が上昇する温度に影響を与え、これは、冷却器／加熱器制
御ブロック７６からブロック６２で示す組織温度上昇への線により示される。最
後に、直腸温度が閾値未満の値に戻るにつれて、カテーテル温度調節器は０に減
少し、そしてカテーテル温度は、ブロック５４のカテーテル温度プロフィールに
より提供される値に戻り、このときこのシステムは、より高い冷却剤温度で安定
化している。この制御法を実行することによって、直腸温度（および前立腺組織
温度）は、直腸温度の閾値を超えることなく、達成可能な最高レベルに達し、一
方で同時に、カテーテル温度セットポイントを、患者の快適に一致する所望の最
大値に維持する。冷却剤温度が直腸内の過剰に高い温度に応答して増加するべき
であることは、いくらか反直感的であるが、それにもかかわらず、カテーテル温
度が予備設定定常状態値に強制される場合には、このことは真実である。なぜな
ら、冷却剤温度の上昇は、マイクロ波アンテナに提供される電力の減少を効果的
に強要して、カテーテルを定常状態値に維持するからである。従って、本発明の
方法は、治療の有効性を増加させ、そして治療に必要な処置時間を減少させる。

【００１７】本発明の方法により制御される温熱治療は、その治療の種々の段階における患
者の快適レベルを考慮しなければならない。例えば、カテーテル温度のランプ速
度またはランピング関数あるいは定常状態のカテーテル温度は、潜在的に、電力
の変化を駆動し得、その結果、患者に不快であり得る。同様に、冷却剤温度のラ
ンプ速度またはランピング関数あるいは他のパラメータもまた、出力レベル変化
をもたらし得、これは潜在的に、患者の何らかの不快を引き起こし得る。温熱治
療の時間が進行するにつれて、外科医は、患者の不快（ブロック７９により示さ
れる）の指示に応答して、任意の時点で、この治療を調整し得る。患者の不快は
、絶対的な高温の結果として、または温度の高速の変化の結果としてもまた、潜
在的に起こり得、従って、治療は、これらの因子の両方に関連するパラメータを
変化させるために、調整可能である。外科医により実行される（ブロック５０お
よび５２において）、この治療パラメータの変化は、本発明の治療制御法に組み
込まれて、患者の不快を減少させるかまたは排除する。

【００１８】図４Ｂは、本発明の第二の実施形態による、完全な温熱治療制御法を図示する
ブロック図であり、図３Ｂに関して上述した原理およびパラメータを利用する。
図４Ｂに示す方法の大部分は、１つの原理を改変して、図４Ａに示す方法と同一
である。図４Ａに示すようなカテーテル温度セットポイントを利用する代わりに
、図４Ｂに示す改変した方法は、組織温度セットポイント（すなわち、組織保護
ゾーンを規定する、カテーテル／尿道からの目的のいくらかの深さにおける組織
の温度）を考慮する。従って、治療を開始するために、外科医は、最初の組織温
度ランプ速度／ランピング関数および定常状態組織温度を、図４Ａのブロック５
０ａに関して記載した様式と実質的に類似する様式で、ブロック５０ｂにおいて
入力する。ブロック５０ｂにおいて入力される組織温度入力から、組織温度プロ
フィールがブロック５４ｂにおいて確立され、これは、温熱治療時間の特定の時
点における組織温度の所望の特徴を示し、これは、もちろん、以下に記載するよ
うに、この治療の経過の間の直腸温度および患者の快適のような、他のパラメー
タによって、調整され得る。

【００１９】組織温度プロフィール信号は、加算器／減算器５８へと通過し、これは、調節
された組織温度セットポイント信号を、マイクロ波電力制御ブロック６０へと通
し、これは、図４Ａに関して上述したように実行される。マイクロ波アンテナ３
０（図２）に送達される電力は、このアンテナにエネルギーを与えて電磁エネル
ギーを放射させ、その結果、ブロック６２により示されるように、前立腺組織が
上昇する。マイクロ波アンテナに送達される電力は、連続的に調整されて、目的
の深さの組織が、調節された組織温度セットポイントに維持されることを確実に
する。それを行うために、マイクロ波電力制御ブロック６０は、組織温度に応答
性でなければならない。しかし、カテーテル／尿道からある深さにある組織の温
度は、代表的に、尿道を穿刺することなく直接には測定され得ない。従って、本
発明の１実施形態においては、カテーテル温度がブロック６４において測定され
、そして組織温度は、測定されたカテーテル温度（ブロック６４）、マイクロ波
出力レベル（ブロック６０）、および測定された冷却剤温度（ブロック７８）に
基づいて、ブロック６５において算出される。従って、マイクロ波電力制御ブロ
ック６０は、ブロック６５において算出される組織温度に応答性であり、これに
従って、マイクロ波電力を調整する。代替の実施形態においては、温度センサが
、尿道を穿刺することによって組織内に配置され得るか、または組織温度を直接
測定するための何らかの他の温度検知システムが実行され得、この場合には、こ
の測定された組織温度は、図４Ａのブロック６４における測定されたカテーテル
温度の代わりであり、そして組織温度を算出する必要がない。

【００２０】直腸温度もまた、温熱治療の間にモニタリングされて、直腸が過剰の高温によ
って熱的に損傷されないことを確実にする；この測定された直腸温度は、ブロッ
ク６８により示される。直腸温度が予備設定閾値に達する場合には、直腸が保護
されるように、直腸の温度を低下されるための工程が採られなければならない。
図４Ａに関して上に記載したように、冷却剤温度は、即時には上昇し得ないかも
しれないので、温度セットポイントは、最初は低下してマイクロ波電力を強制的
に即座に減少させる。この組織温度セットポイントは、ブロック７０ｂに示す組
織温度調節器によって低下され、これは、加算器／減算器５８によって、所望の
組織温度から減算されて、マイクロ波電力制御ブロック６０に入力される調節さ
れた組織温度セットポイントを与える。図４Ａに関してまた上に記載したように
、冷却剤温度が上昇して直腸温度が閾値より低い値に戻った後に、組織温度調節
器は０に減少し、そして組織温度は、ブロック５４ｂにおいて組織温度プロフィ
ールにより提供される値に戻り、このときこのシステムは、より高い冷却剤温度
で安定化している。

【００２１】図５Ａは、本発明の制御方法の１つのバージョンに従って、臨床試験において
実際の温熱治療処置セッションの間に達成された測定温度を示すグラフである。
この臨床試験において、麻酔を使用して患者を快適な状態に保つようにし、その
ため本発明の患者快適適応性（ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ）は、この試験では用
いなかった。曲線８０は、患者の尿道に挿入されたカテーテルの温度を表す。曲
線８２は、カテーテルのアンテナと尿道壁との間で循環される冷却剤の温度を表
す。曲線８２の小さな振幅は、試験で使用される加熱／冷却システムに起因する
。曲線８４は、アンテナに送達されるマイクロ波出力レベルを表す。曲線８８は
、尿道周囲の前立腺におけるおよそ０．５ｃｍの深さの組織の温度を表す。

【００２２】まず、電力（曲線８４）を急速に上へランピング（ｒａｍｐｕｐ）させ、カ
テーテルの温度（曲線８０）を約４０℃（カテーテル温度セットポイント）に上
昇させ、冷却剤温度（曲線８２）を約２２℃の初期値とした。これらの特徴は、
ブロック５０ａおよび５２（図４Ａ）で医師によって設定されるカテーテル温度
ランプ速度および初期冷却剤温度に対応する。ランプ速度およびランピング関数
（ｒａｍｐｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、上記のように変動し得る；図５Ａに
示した臨床試験は、単位ステップ関数（ｕｎｉｔｓｔｅｐｆｕｎｃｔｉｏｎ
）を使用した。これは、システム能力が許容されるやいなやカテーテル温度を定
常状態値に上昇させた。次いで、冷却剤温度を漸減的に低下させ、一方、マイク
ロ波出力レベルを同様に増大させてカテーテル温度を定常状態温度（例えば４０
℃（図４Ａのブロック５０ａにおいて医師によって設定された））に維持した。
冷却剤温度の漸減は、冷却剤温度ランプ速度として医師によって設定された（図
４Ａのブロック５２）；また、ランプ速度およびランピング関数は、上記のよう
に変動し得る。結果として、前立腺組織の温度（曲線８８）は、冷却剤温度の低
下に対応する漸次様式で上昇した。最終的に、冷却剤温度は、定常状態温度に達
した。これもまた、図４Ａのブロック５２で医師によって設定された。また、治
療全体にわたって、直腸温度をモニタリングし、直腸への温熱損傷を防ぐために
、温度が予備設定閾値を超えないようにした；過剰に高い直腸温度は検出されな
かった。

【００２３】３０分と４０分との間の処置時間で、カテーテル温度セットポイント（曲線８
０）を、実験の目的のために、４０℃から４２℃に上昇させた。期待通り、定常
状態カテーテル温度の上昇により、電力（曲線８４）および組織温度（曲線８８
）の対応する増大が生じ、一方、冷却剤温度（曲線８２）は一定に維持された。

【００２４】マイクロ波電力曲線８４、カテーテル温度曲線８０、および組織温度曲線８８
は、４０分と５０分との間の処置時間でいくらかの振幅を受ける。これらの振幅
は、この時点で患者が受けた膀胱痙攣に起因した。この膀胱痙攣は、温熱治療処
置セッションの間に、時々生じ得る。膀胱痙攣の間、カテーテル温度は短時間に
振幅したが、本発明の制御方法により、この温度は、依然としてほぼカテーテル
温度セットポイント以下のレベルにあり、そして膀胱痙攣が止んだとき、外部か
らの介入なしで、カテーテル温度は自動的に定常状態温度に戻り、そして安定化
された。

【００２５】図５Ｂは、本発明の制御方法の第二のバージョンに従って、臨床試験において
実際の温熱治療処置セッションの間に達成された測定温度を示すグラフである。
この臨床試験において、麻酔を使用して患者を快適な状態に保つようにし、その
ため本発明の患者快適適応性は、この試験では用いなかった。曲線９０は、患者
の尿道に挿入されたカテーテルの温度を表す。曲線９２は、カテーテルのアンテ
ナと尿道壁との間で循環される冷却剤の温度を表す。曲線９４は、アンテナに送
達されるマイクロ波出力レベルを表す。曲線９８は、尿道周囲の前立腺における
およそ０．５ｃｍの深さの組織の温度を表す。

【００２６】まず、電力（曲線９４）を急速に上へランピングさせ、カテーテルの温度（曲
線９０）を約４０℃（カテーテル温度セットポイント）に上昇させ、冷却剤温度
（曲線９２）を約２８℃の初期値とした。これらの特徴は、ブロック５０ａおよ
び５２（図４Ａ）で医師によって設定されるカテーテル温度ランプ速度および初
期冷却剤温度に対応する。ランプ速度およびランピング関数は、上記のように変
動し得る；図５Ｂに示した臨床試験は、単位ステップ関数を使用した。これは、
システム能力が許容されるやいなやカテーテル温度を定常状態値に上昇させた。
次いで、冷却剤温度を迅速に低下させ、一方、マイクロ波出力レベルを同様に増
大させてカテーテル温度を定常状態温度（例えば４０℃（図４Ａのブロック５０
ａにおいて医師によって設定された））に維持した。冷却剤温度の低下は、冷却
剤温度ランプ速度として医師によって設定された（図４Ａのブロック５２）；使
用した関数は、加熱／冷却システムを稼動させるやいなや、冷却剤の温度を低下
させる単位ステップ関数であったが、また、ランプ速度およびランピング関数は
、上記のように変動し得る。結果として、前立腺組織の温度（曲線８８）は、冷
却剤温度の低下に対応する様式で上昇した。最終的に、冷却剤温度は、定常状態
温度に達した。これもまた、図４Ａのブロック５２で医師によって設定された。
また、治療全体にわたって、直腸温度をモニタリングし、直腸への温熱損傷を防
ぐために、温度が予備設定閾値を超えないようにした；過剰に高い直腸温度は検
出されなかった。図５Ｂに見られ得るように、ピークの組織温度の約９０％を超
える組織温度が、約１０分以内で得られた。

【００２７】図５Ａおよび５Ｂによって説明される臨床試験において設定され、そして観察
された特定の温度は例示であり、そして本発明の実施において選択され、そして
観察される特定の温度は、患者の快適レベル、使用した特定のカテーテル構造、
および他の要因に依存して変動することが、理解されるべきである。

【００２８】本発明の温熱治療制御方法は、この治療が、冷却剤温度を制御し、そしてマイ
クロ波電力に対する自動の対応する調整を、カテーテルまたは組織温度を特定の
セットポイントに維持するようにすることにより駆動されるという点で、先行技
術の制御方法とは有意に異なる。制限パラメーターがなければ、好ましくは、冷
却剤温度は、できるだけ低く、その結果マイクロ波電力を対応して増大させて、
カテーテル温度を一定に維持し、このため、組織は最大温度まで加熱される。直
腸温度は、この治療を制限する１つの要因である。なぜならば、直腸は、温熱損
傷を避けるために閾値温度未満で保存されねばならないからである。本発明の制
御方法により、直腸温度は、直腸を温熱損傷することなくできるだけ高い温度で
、そしてカテーテル温度は、予備設定定常状態操作温度で維持され、温熱治療シ
ステムが最適に操作されるようになる。結果として、正確な深度の組織壊死が、
この治療を制御するための医師の介入なしで、達成され得る。治療時間もまた最
少化される。なぜなら、本発明の制御方法は、組織温度を、約１０分以内でそれ
らの最大値の９０％に到達させるからであり、患者に寛容である場合、これは、
先行技術に対して有意な改善である。

【００２９】本発明の温熱治療制御方法は、主に、尿道由来の前立腺の処置に適用させるも
のとして記載している。しかし、本発明の原理および方法は、隣接する体腔由来
の他の組織領域を温熱処置することにも、同様に適用可能である。隣接する器官
の保存もまた、本発明の１つの好ましい実施形態に関して上述した直腸の保存に
類似した様式で適用可能であり得る。

【００３０】本発明を好ましい実施形態を参照して記載してきたが、当業者は、本発明の精
神および範囲から逸脱することのない形式および詳細で変更がなされ得ることを
認識する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、男性の骨盤領域の縦断面図であり、良性前立腺肥大によって冒された
泌尿器を示す。

【図２】図２は、図１の男性の骨盤領域の拡大図であり、前立腺領域に配置された尿道
カテーテルを示す。

【図３Ａ】図３Ａおよび３Ｂは、温熱治療間の異なる出力レベルおよび冷却剤温度での、
基本的な組織の温度／深度曲線を例示するグラフである。

【図３Ｂ】図３Ａおよび３Ｂは、温熱治療間の異なる出力レベルおよび冷却剤温度での、
基本的な組織の温度／深度曲線を例示するグラフである。

【図４Ａ】図４Ａおよび４Ｂは、本発明の２つの実施形態に従う、温熱治療制御方法を例
示するブロック図である。

【図４Ｂ】図４Ａおよび４Ｂは、本発明の２つの実施形態に従う、温熱治療制御方法を例
示するブロック図である。

【図５Ａ】図５Ａは、本発明の制御方法の１つのバリエーションに従う、温熱治療処置セ
ッションの間に達成される温度を例示するグラフである。

【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の制御方法の第２のバリエーションに従う、温熱治療処置セ
ッションの間に達成される温度を例示するグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者バーゲット，ジェームズイー．アメリカ合衆国ミネソタ 55369，メイプルグローブ， 100ティーエイチアベニューノース 11664 (72)発明者ラーソン，ザインアール．アメリカ合衆国アリゾナ 85260，スコッツデール，ノース 102エヌディーストリート 11900 Ｆターム(参考） 4C082 MA02 MC01 ME03 ME07 MG01 MG07 MJ02 4C099 AA01 CA18 GA30 JA11 PA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温熱治療法であって、該方法が、以下：マイクロ波アンテナ装備アプリケータを、標的化組織領域に隣接する体腔へ挿
入する工程；該アプリケータ内のマイクロ波アンテナにエネルギーを印加して、マイクロ波
エネルギーを該標的化組織領域へ送達する工程；および該マイクロ波アンテナと該体腔の壁との間に冷却剤を循環させる工程；予備設定した冷却剤温度プロフィールに従って、該マイクロ波アンテナと該体
腔の壁との間に循環される該冷却剤の温度を制御する工程；他のパラメータに基づいて冷却剤温度を連続的に調整する工程；ならびに該冷却剤温度と連携して、該マイクロ波アンテナへ提供される出力レベルを調
整することによって、該アプリケータを予備設定温度セットポイントに維持する
工程、を包含する、方法。
【請求項２】冷却剤温度が、患者快適インジケータに基づいて調整される
、請求項１に記載の温熱治療法。
【請求項３】冷却剤温度が、最初に、最小値へ予備設定される、請求項１
に記載の温熱治療法。
【請求項４】他のパラメータに基づいて冷却剤温度を調整する前記工程が
、隣接する体器官の温度をモニタリングする工程を包含する、請求項１に記載の
温熱治療法。
【請求項５】請求項４に記載の温熱治療法であって、ここで、冷却剤温度
が、連続的に調整されて、体器官温度を予備設定値に維持し、それによって、前
記マイクロ波アンテナへ提供される前記出力レベルの対応する調整が、前記アプ
リケータを前記予備設定温度セットポイントに維持する、方法。
【請求項６】請求項５に記載の温熱治療法であって、該方法が、予備設定
体器官温度プロフィールを検出する際に前記アプリケータ温度セットポイントを
一時的に調整する工程をさらに包含する、方法。
【請求項７】請求項４に記載の温熱治療法であって、ここで、冷却剤温度
が、予備設定閾値よりも高い体器官温度に応答して上昇され、それによって、前
記マイクロ波アンテナへ提供される前記出力レベルを減少させて、前記予備設定
温度セットポイントに前記アプリケータを維持する、方法。
【請求項８】請求項７に記載の温熱治療法であって、該方法が、前記予備
設定閾値よりも高い体器官温度を検出する際に前記アプリケータ温度セットポイ
ントを一時的に低下させる工程をさらに包含する、方法。
【請求項９】請求項１に記載の温熱治療法であって、ここで、前記体腔が
尿道であり、そして前記標的化組織領域が、前立腺組織であり、ここで、他のパ
ラメータに基づいて冷却剤温度を調整する前記工程が、直腸温度をモニタリング
する工程、および予備設定閾値よりも高い直腸温度に応答して冷却剤温度を調整
する工程を包含し、それによって前記マイクロ波アンテナに提供される前記出力
レベルを対応して調整し、前記アプリケータを前記予備設定温度セットポイント
に維持する、方法。
【請求項１０】請求項９に記載の温熱治療法であって、該方法が、前記予
備設定閾値よりも高い直腸温度を検出する際に前記アプリケータ温度セットポイ
ントを一時的に調整する工程をさらに包含する、方法。
【請求項１１】尿道を介して熱で前立腺を処置する方法であって、該方法
は、以下：マイクロ波アンテナ装備アプリケータを、前立腺に隣接する尿道に挿入する工
程；直腸温度検知プローブを直腸へ挿入する工程；該マイクロ波アンテナと該尿道の壁との間に冷却剤を循環させる間、該マイク
ロ波アンテナに電力を提供する工程；該冷却剤の温度を定常状態冷却剤温度へ低下させる工程；該冷却剤温度と連携して、該マイクロ波アンテナへ提供される該電力を連続的
に調整することによって、該アプリケータを予備設定温度セットポイントへ維持
する工程；および該直腸温度検知プローブで直腸温度をモニタリングし、予備設定直腸温度プロ
フィールを検知する際に、該冷却剤温度を上昇させて、該マイクロ波アンテナへ
提供される電力を減少させて、該予備設定温度セットポイントに該アプリケータ
を維持させる工程、を包含する、方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の方法であって、ここで、前記アプリケ
ータの前記予備設定温度セットポイントおよび前記定常状態冷却剤温度が、医師
によって入力される、方法。
【請求項１３】前記アプリケータの前記予備設定温度が、４０℃である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】請求項１１に記載の方法であって、ここで、カテーテル温
度ランプ速度、初期冷却剤温度および冷却剤温度ランプ速度が、医師によって入
力される、方法。
【請求項１５】請求項１１に記載の方法であって、ここで、前記アプリケ
ータの前記予備設定温度、前記定常状態冷却剤温度、カテーテル温度ランプ速度
、初期冷却剤温度および冷却剤温度ランプ速度が、患者快適インジケータに応答
して調整可能である、方法。
【請求項１６】請求項１１に記載の方法であって、該方法が、前記予備設
定直腸温度プロフィールを検出する際に前記アプリケータ温度セットポイントを
一時的に低下させる工程をさらに包含する、方法。
【請求項１７】温熱治療制御法であって、該方法が、以下：マイクロ波アンテナ装備アプリケータを、前立腺に隣接する尿道へ挿入する工
程；および該マイクロ波アンテナと該尿道の壁との間に冷却剤を循環させる間、該マイク
ロ波アンテナへ電力を提供する工程であって、ここで、該マイクロ波アンテナへ
提供される該電力が、自動的に調整されて、予備設定温度セットポイントに該ア
プリケータを維持する工程、を包含する、方法。
【請求項１８】請求項１７に記載の温熱治療法であって、該方法が、さら
に、以下：直腸温度検知プローブを直腸へ挿入する工程；予備設定閾値よりも高い直腸温度を検出する際に冷却剤温度を調整する工程；
および前記マイクロ波アンテナへ提供される前記電力を自動的に調整することによっ
て、前記予備設定温度セットポイントに前記アプリケータを維持する工程、を包含する、方法。
【請求項１９】温熱治療法であって、該方法が、以下：マイクロ波アンテナ装備アプリケータを、前立腺に隣接する尿道へ挿入する工
程；該マイクロ波アンテナと該尿道の壁との間に冷却剤を循環する間に、該マイク
ロ波アンテナへ電力を提供する工程；ならびに該冷却剤の温度および該マイクロ波アンテナへ提供される該電力を制御して、
該前立腺において、約１０分以内にピーク温度の９０％である組織温度を達成す
る工程、を包含する、方法。
【請求項２０】温熱治療法であって、該方法が、以下：マイクロ波アンテナ装備アプリケータを、標的化組織領域に隣接する体腔へ挿
入する工程；該アプリケータ内のマイクロ波アンテナにエネルギーを印加して、マイクロ波
エネルギーを該標的化組織領域へ送達する工程；および該マイクロ波アンテナと該体腔の壁との間に冷却剤を循環させる工程；予備設定した冷却剤温度プロフィールに従って、該マイクロ波アンテナと該体
腔の壁との間に循環される該冷却剤の温度を制御する工程；他のパラメータに基づいて冷却剤温度を連続的に調整する工程；および該冷却剤温度と連携して、該マイクロ波アンテナへ提供される出力レベルを調
整することによって、選択された組織を予備設定温度セットポイントに維持する
工程であって、該選択された組織が、該体腔の壁から予備設定深さにある、工程
、を包含する、方法。
【請求項２１】冷却剤温度が、患者快適インジケータに基づいて調整され
る、請求項２０に記載の温熱治療法。
【請求項２２】請求項２０に記載の温熱治療法であって、ここで、他のパ
ラメータに基づいて冷却剤温度を調整する前記工程が、隣接する体器官の温度を
モニタリングする工程を包含する、方法。
【請求項２３】請求項２２に記載の温熱治療法であって、ここで、冷却剤
温度が、予備設定閾値よりも高い体器官温度に応答して上昇され、それによって
、前記マイクロ波アンテナへ提供される前記出力レベルを減少させて、前記予備
設定温度セットポイントに前記選択された組織を維持する、方法。
【請求項２４】請求項２３に記載の温熱治療法であって、該方法が、前記
予備設定閾値よりも高い体器官温度を検出する際に前記選択された組織温度セッ
トポイントを一時的に低下させる工程をさらに包含する、方法。
【請求項２５】請求項２０に記載の温熱治療法であって、ここで、前記体
腔が尿道であり、そして前記標的化組織領域が、前立腺組織であり、そしてここ
で、他のパラメータに基づいて冷却剤温度を調整する前記工程が、直腸温度をモ
ニタリングする工程、および予備設定閾値よりも高い直腸温度に応答して冷却剤
温度を上昇させる工程を包含し、それによって前記マイクロ波アンテナに提供さ
れる前記出力レベルを減少させ、前記選択された組織を前記予備設定温度セット
ポイントに維持する、方法。
【請求項２６】請求項２５に記載の温熱治療法であって、該方法が、前記
予備設定閾値よりも高い直腸温度を検出する際に、前記選択された組織温度セッ
トポイントを一時的に低下させる工程をさらに包含する、方法。
【請求項２７】尿道を介して熱で前立腺を処置する方法であって、該方法
は、以下：マイクロ波アンテナ装備アプリケータを、前立腺に隣接する尿道に挿入する工
程；直腸温度検知プローブを直腸へ挿入する工程；該マイクロ波アンテナと該尿道の壁との間に冷却剤を循環させる間、該マイク
ロ波アンテナに電力を提供する工程；該冷却剤の温度を定常状態冷却剤温度へ低下させる工程；該冷却剤温度と連携して、該マイクロ波アンテナへ提供される該電力を連続的
に調整することによって、選択された組織を予備設定温度セットポイントへ維持
する工程であって、該選択された組織が、該尿道の壁から予備設定深さにある、
工程；および該直腸温度検知プローブで直腸温度をモニタリングし、予備設定直腸温度プロ
フィールを検知する際に、該冷却剤温度を上昇させて、該マイクロ波アンテナへ
提供される電力を減少させて、該予備設定温度セットポイントに該選択された組
織を維持させる工程、を包含する、方法。
【請求項２８】請求項２７に記載の方法であって、ここで、前記選択され
た組織の前記予備設定温度セットポイントおよび前記定常状態冷却剤温度が、医
師によって入力される、方法。
【請求項２９】前記選択された組織の前記予備設定温度セットポイントが
、４０℃である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】請求項２７に記載の方法であって、ここで、カテーテル温
度ランプ速度、初期冷却剤温度および冷却剤温度ランプ速度が、医師によって入
力される、方法。
【請求項３１】請求項２７に記載の方法であって、ここで、前記選択され
た組織の前記予備設定温度セットポイント、定常状態冷却剤温度、カテーテル温
度ランプ速度、初期冷却剤温度および冷却剤温度ランプ速度が、患者快適インジ
ケータに応答して調整可能である、方法。
【請求項３２】請求項２７に記載の方法であって、該方法が、前記予備設
定直腸温度プロフィールを検出する際に前記選択された組織温度セットポイント
を一時的に低下させる工程をさらに包含する、方法。