JP2005512630A - 血液の流れの再開の判定 - Google Patents

Abstract

患者の血管系内における血餅溶解治療をモニタする方法が、カテーテルを患者の血管系中の治療部位のところに位置決めする段階を有する。この方法は、治療部位のところで血餅溶解治療を行う段階を有する。血餅溶解治療は、超音波エネルギ及び治療薬をカテーテルから治療部位に投与してその治療部位にある血餅が少なくとも部分的に溶解するようにする段階から成る。この方法は、血餅溶解治療中、温度測定信号をカテーテルの第１の部分から治療部位に送信する段階を更に有する。この方法は、カテーテルの第２の部分で温度測定信号を受信する段階を更に有する。この方法は、送信した温度測定信号と受信した温度測定信号を比較して治療部位のところの血液流量を評価する段階を更に有する。

Description

本発明の好ましい実施形態は、血餅溶解治療の効能をモニタする方法及び装置に関する。かかる方法及び装置は、超音波エネルギ及び治療薬を治療部位に送り出すよう構成された超音波カテーテルに用いるのに特に適している。

幾つかの医学的用途は、超音波エネルギを用いている。例えば、米国特許第４，８２１，７４０号明細書、第４，９５３，５６５号明細書及び第５，００７，４３８号明細書は、種々の治療薬の効果を高めるための超音波エネルギの使用を開示している。超音波カテーテルを用いると、超音波エネルギ及び治療薬を患者の体内の治療部位に送り出すことができる。かかる超音波カテーテルは典型的には、超音波エネルギを発生させるよう構成された超音波組立体及び治療薬を治療部位に送り出す流体送出しルーメンを有している。
米国特許第６，００１，０６９号明細書に教示されているように、かかる超音波カテーテルを用いると、プラーク、血栓、塞栓又は血管の血液運搬能力を低下させる他の物質によって部分的又は完全に閉塞された状態になっている人の血管を治療することができる。閉塞部を除去し又は減少させるため、超音波カテーテルを用いて溶解用製剤を含む溶液を直接閉塞部位に送り出す。超音波組立体によって生じた超音波エネルギは、溶解用製剤の治療効果を高める。例えば、かかる超音波カテーテルの一用途では、超音波によって高められた血栓崩壊治療は、例えば末梢性動脈閉塞又は深静脈血栓症のような病気の治療の際に動脈及び静脈中の血餅を溶解させる。かかる用途では、超音波エネルギは、例えばウロキナーゼ、組織プラスミノゲン賦活剤（ＴＰＡ）等の治療薬で血栓崩壊を高める。

また、超音波カテーテルを用いると患者の体内の治療部位のところの遺伝子治療を促進することができる。例えば、米国特許第６，１３５，９７６号明細書は、体内管腔、例えば血管の一部を閉塞できる１以上の拡張可能な部分を有する超音波カテーテルを開示している。次に、遺伝子治療配合物をカテーテル流体送出しルーメンを介して閉塞状態の血管に送る。超音波組立体により生じた超音波エネルギを閉塞状態の血管に投与し、それにより閉塞状態の血管の細胞内への遺伝的複合体の送り出しを促進する。

また、超音波カテーテルを用いると光活性化薬剤の送出し及び活性化を促進することができる。例えば、米国特許第６，１７６，８４２号明細書は、光活性化薬剤を生物学的組織に送り、光活性化薬剤を超音波エネルギに当てることにより生物学的組織を治療するよう超音波カテーテルを用いる方法を開示している。

或る医学的手技では、医学的治療を行うのに必要なレベル以下の治療薬又は超音波エネルギを治療部位に与えることが望ましい。例えば、或る治療薬は、血管系中の閉塞部を溶解させる上で有効ではあるが、他の生物学的系に対して副作用のある場合がある。加うるに、或る治療薬は高価であり、かくして、かかる治療薬を賢明に用いることが望ましい。これと同様に、患者の血管系に投与された過剰の超音波エネルギは、望ましくない副作用を生じさせる場合がある。かくして、治療が進展するにつれ、治療部位への治療薬の流れ又は超音波エネルギの供給を減少させ、最終的には終了させることが望ましい場合がある。他方、血餅溶解治療の進展が遅過ぎる場合、治療をより早く進展させようとして治療部位への治療薬又は超音波エネルギの送り出しを増加させることが望ましい場合がある。今日まで、血餅溶解治療の進展又は効能をモニタすることは困難であり、したがってそれに応じて治療部位への治療薬の流れ又は超音波エネルギの投与を調整することは困難であった。

したがって、血餅溶解治療の進展又は効能をモニタできる改良型超音波カテーテルが要望されている。好ましくは、血餅溶解治療が進展するにつれ治療部位への治療薬の流れ及び（又は）超音波エネルギの送出しを調整し、治療が完了すると、治療薬の流れ及び超音波エネルギの送出しを最終的に停止させることが可能である。

かくして、本発明の一実施形態では、患者の血管系中の血餅溶解をモニタする方法が、カテーテルを患者の血管系中の治療部位に位置決めする段階を有する。この方法は、治療部位のところで血餅溶解治療手技を行う段階を更に有する。血餅溶解治療手技は、超音波エネルギ及び治療薬をカテーテルから治療部位に送り出す段階から成る。この方法は、血餅溶解治療中、熱測定信号をカテーテルの第１の部分から治療部位に送る段階を更に有する。この方法は、熱測定信号をカテーテルの第２の部分で受け取る段階を更に有する。この方法は、送った熱測定信号と受け取った熱測定信号を比較して治療部位のところでの血液流量を評価する段階を更に有する。

本発明の別の実施形態によれば、カテーテルを患者の血管系中の治療部位に位置決めする段階を有する方法が提供される。閉塞が治療部位のところに存在する。この方法は、医学的治療を治療部位のところで行う段階を更に有する。医学的治療は、閉塞を減少させるよう構成されている。この方法は、医学的治療が行われている間、複数回の熱エネルギ測定を治療部位のところで行う段階を更に有する。この方法は、複数回の熱エネルギ測定に基づいて閉塞の減少を評価する段階を更に有する。

本発明の別の実施形態によれば、血餅溶解治療の効能を評価する超音波カテーテルが、上流側領域を有する。このカテーテルは、上流側領域と反対側に位置した下流側領域を更に有する。このカテーテルは、上流側領域と下流側領域の両方の中へ部分的に延びる治療ゾーンを更に有する。このカテーテルは、治療ゾーン内に位置決めされた超音波組立体を更に有する。超音波組立体は、血餅溶解治療を行うよう構成された少なくとも１つの超音波放射部材を有する。このカテーテルは、上流側領域内に位置決めされた熱エネルギ源を更に有する。熱エネルギ源は、血餅溶解治療中、熱測定信号を治療ゾーンに送るよう構成されている。このカテーテルは、下流側領域内に位置決めされている熱エネルギ検出器を更に有する。熱エネルギ検出器は、熱測定信号を治療ゾーンから受け取るよう構成されている。このカテーテルは、熱エネルギ源から送られた熱測定信号と熱エネルギ検出器のところで受け取った熱測定信号を比較するよう構成された制御回路構成を更に有する。

本発明の別の実施形態によれば、超音波放射部材を有するカテーテルを患者の血管系中の閉塞部の近位側に位置決めする段階を有する方法が提供される。この方法は、治療薬及び超音波エネルギを閉塞部に送り出して閉塞部が少なくとも部分的に溶解されるようにすることにより閉塞部溶解治療を行う段階を更に有する。この方法は、部分的に溶解した閉塞部を越える血液の流れの少なくとも部分的な再開を検出する段階を更に有する。この方法は、血液の流れの少なくとも部分的な再開に応答して閉塞部溶解治療を調整する段階を更に有する。

好ましい実施形態の詳細な説明
上述したように、種々の特徴及び利点を備えた超音波カテーテルを提供することが望ましい。かかる特徴及び利点の例としては、血餅溶解治療の進展又は効能をモニタできることが挙げられる。別の実施形態では、カテーテルは、血餅溶解治療の進展具合に基づいて治療薬の投与を調節する性能又は機能を備えている。これら特徴及び利点のうちの幾つかを備えた超音波カテーテルの好ましい実施形態が本明細書に記載されている。かかる超音波カテーテルを用いる方法も又本明細書において記載されている。

本明細書に記載した超音波カテーテルは、患者の体内の治療部位のところにおける治療薬の治療効果を高めるために用いることができる。本明細書で用いる「治療薬」という用語は広義には、薬剤、医薬品、溶解用製剤又は配合物、遺伝物質又は生理的機能を発揮できる任意他の物質を意味するが、これらには限定されない。加うるに、任意のかかる物質から成る混合物は、「治療薬」の定義に含まれると共に任意の物質は、これら用語の通常の意味に含まれる。超音波エネルギを用いる治療薬の効果の促進は、米国特許第５，３１８，０１４号明細書、第５，３６２，３０９号明細書、第５，４７４，５３１号明細書、第５，６２８，７２８号明細書、第６，００１，０６９号明細書及び第６，２１０，３５６号明細書に記載されており、かかる米国特許明細書の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。特に、血管の血液運搬能力を低下させるプラーク、血栓、塞栓又は他の物質により部分的又は完全に閉塞されるようになった人の血管を治療する用途に関し、適当な治療薬としては、ヘパリン、ウロンキナーゼ（Uronkinase）、ストレプトキナーゼ（Streptokinase）、ＴＰＡ及びＢＢ−１０１５３（英国オックスフォード所在のブリティッシュ・バイオテック社によって製造されている）を含む水溶液が挙げられるが、これには限定されない。

本明細書で開示する超音波カテーテルの或る特徴及び観点は、超音波エネルギそれ自体が治療効果をもたらす用途にも利用できる。かかる治療効果の例としては、狭窄及び（又は）再狭窄の防止又は減少、組織焼灼、剥離又は破壊、細胞内又は細胞間構造の一時的又は永続的な生理的変化の促進及び治療薬投薬のためのマイクロバルーン又はマイクロバブルの破裂が挙げられる。かかる方法についての詳細な情報は、米国特許第５，２６１，２９１号明細書及び第５，４３１，６６３号明細書に見ることができ、これら米国特許明細書の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。キャビテーションを用いて生物学的効果を生じさせることに関する詳細な情報は、米国再発行特許第３６，９３９号明細書に見ることができる。

本明細書に記載する超音波カテーテルは、体内管腔、例えば脚中の大径血管の相当な長さにわたり超音波エネルギを投与するよう構成されている。しかしながら、本発明の或る幾つかの特徴及び観点は、細い大脳血管、中実組織、管系システム及び体腔内に挿入されるよう構成されたカテーテルに適用できることは理解されるべきである。かかるカテーテルは、２００２年１２月３日に出願された米国特許出願（発明の名称：Small Vessel Ultrasound Catheter；代理人事件番号：ＥＫＯＳ．０２９Ａ）に記載されている。本明細書に記載する実施形態の或る幾つかの特徴及び観点と組み合わせることができる追加の実施形態が、２００２年１１月７日に出願された米国特許出願（発明の名称：Ultrasound Assembly For Use With A Catheter ；代理人事件番号：ＥＫＯＳ．０２６Ａ）に記載されており、かかる米国特許出願明細書の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。

本発明の内容及び従来技術と比較して達成される顕著な利点の概要を説明するため、本発明の或る幾つかの目的及び利点を上述した。本発明の任意特定の実施形態により必ずしもかかる目的又は利点の全てを達成できるとは限らないことは理解されるべきである。かくして、例えば、当業者であれば、本発明を本明細書に教示又は示唆した他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、本明細書に教示した一利点又はひとまとまりの利点を達成し又は最適化する仕方で具体化でき又は実施できることは認識されよう。

これら実施形態は全て、本明細書に開示した本発明の範囲に含まれるものである。本発明のこれら実施形態及び他の実施形態は、添付の図面を参照して好ましい実施形態についての以下の説明を読むと当業者には明らかであり、本発明は、開示した任意特定の好ましい実施形態には限定されない。

超音波カテーテル構造及び使用法
先ず最初に図１を参照すると、患者の解剖学的構造の太い又は大径の血管内に用いられるよう構成された超音波カテーテル１０が概略的に示されている。例えば、図１に示す超音波カテ−テル１０は、例えば脚の血管系中の長いセグメントの末梢性動脈閉塞部を治療するために使用できる。

図１に示すように、超音波カテーテル１０は主要構成要素として、近位領域１４及び遠位領域１５を備えた多部品から成る細長い可撓性の又はしなやかな管状本体１２を有している。管状本体１２は、可撓性エネルギ送出し部分１８及びカテーテル１０の遠位領域１５内に設けられた遠位出口ポート２９を有している。バックエンドハブ３３が、管状本体１２の近位領域１４に取り付けられており、バックエンドハブ３３は、近位アクセスポート３１、入口ポート３２及び冷却流体継手４６を有している。近位アクセスポート３１をケーブル４５により制御回路構成１００に接続できる。

カテーテル１０の管状本体１２及び他の構成部品をカテーテル製造分野において周知の種々の技術のうち任意の技術で製造できる。適当な材料及び寸法形状を、治療部位の生まれつき備わった解剖学的寸法形状並びに所望の経皮接近部位に基づいて容易に選択できる。

例えば、好ましい実施形態では、管状本体１２の近位領域１４は、患者の血管系を通ってエネルギ送出し部分１８を治療部位まで押すのに十分な可撓性、耐キンク性、剛性及び構造的支持性を有する材料から成る。かかる材料の例としては、押出しポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド及び他のこれらに類似した材料が挙げられるが、これらには限定されない。或る特定の実施形態では、管状本体１２の近位領域１４は、耐キンク性を増強させると共にプッシャビリティを高めるために編組、メッシュ又は他の構造によって補強されている。例えば、ニッケルチタン又はステンレス鋼ワイヤをキンクを軽減するために管状本体１２に沿って配置し又はこの中に組み込むのがよい。

脚の動脈中の血栓を治療するよう構成された実施形態では、管状本体１２は、外径が約０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）〜約０．０７５インチ（１．９０５ｍｍ）である。別の実施形態では、管状本体１２の外径は、約０．０７１インチ（１．８０３ｍｍ）である。或る特定の実施形態では、管状本体１２の軸方向長さは約１０５ｃｍである。但し、他の用途では他の長さが適している場合がある。

管状本体１２のエネルギ送出し部分１８は、管状本体１２の近位領域１４を構成する材料よりも薄い材料又は音響的透明度の高い材料から成る。薄い材料は一般に、厚い材料よりも音響的透明度が高い。エネルギ送出し部分１８に適した材料としては、高密度又は低密度ポリエチレン、ウレタン、ナイロン等が挙げられるが、これらには限定されない。或る特定の変形又は改造実施形態では、エネルギ送出し部分１８を近位領域１４と同種の材料又は同一厚さの材料から作ってもよい。

或る特定の実施形態では、管状本体１２は、次第に剛性の異なる少なくとも３つの部分に分割される。好ましくは近位領域１４を含む第１の領域は、剛性が比較的高い。管状本体１２の近位領域１４と遠位領域１５との間の中間領域内に位置する第２の部分は、剛性が比較的低い。この構成により、カテーテル１０の動作及び配置が一段と容易になる。好ましくはエネルギ送出し部分１８を含む第３の部分は一般に剛性が第２の部分よりも低い。

図２は、管状本体１２の図１の２−２線矢視断面図である。図２に示す実施形態では、３つの流体送出しルーメン３０が、管状本体１２内に組み込まれている。他の実施形態では、これよりも多くの又は少ない流体送出しルーメンを管状本体１２に組み込んでもよい。流体送出しルーメン３０の配置状態は、好ましくは管状本体１２を貫通する中空中央ルーメン５１が得られるようなものである。管状本体１２の断面は、図２に示すように、好ましくはカテーテル１０の長さに沿って実質的に一定である。かくして、かかる実施形態では、実質的に同一の断面は、エネルギ送出し部分１８を含むカテーテル１０の近位領域１４と遠位領域１５の両方に存在する。

或る特定の実施形態では、中央ルーメン５１の最小直径は、約０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）以上である。別の実施形態では、中央ルーメン５１の最小直径は、約、０．０３７インチ（０．９４０ｍｍ）以上である。好ましい一実施形態では、流体送出しルーメン３０の寸法は、幅が約０．０２０インチ（０．６６０ｍｍ）、高さが約０．００７５インチ（０．１９１ｍｍ）である。但し、他の用途では他の寸法を利用することができる。

上述したように、中央ルーメン５１は好ましくは、管状本体１２の長さを貫通して延びている。図１に示すように、中央ルーメン５１は好ましくは、遠位出口ポート２９及び近位アクセスポート３１を有している。近位アクセスポート３１は、カテーテル１０の近位領域１４に取り付けられたバックエンドハブ３３の一部をなしている。バックエンドハブ３３は、中央ルーメン５１に流体連結された冷却流体継手４６を更に有している。バックエンドハブ３３は好ましくは、流体送出しルーメン３０と流体連結状態にあり、ハブ、例えばルアー（Luer）継手により治療薬源に流体結合できる治療薬入口ポート３２を更に有している。

中央ルーメン５１は、細長い内部コア３４を受け入れるよう形作られており、内部コアの好ましい実施形態が図３に示されている。細長い内部コア３４は好ましくは、近位領域３６及び遠位領域３８を有している。近位ハブ３７は、近位領域３６の一端部のところで内部コア３４に装着されている。１以上の超音波放射部材が遠位領域３８内に設けられた内部コアエネルギ送出し部分４１内に位置決めされている。超音波放射部材は、以下に詳細に説明する超音波組立体４２を形成している。

図３の４−４線矢視断面図である図４に示すように、内部コア３４は好ましくは、内部コア３４を近位アクセスポート３１を経て管状本体１２の中央ルーメン５１内に挿入できるようにする外径を備えた円筒形の形状をしたものである。内部コア３４の適当な外径は、約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）〜約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）であるが、これには限定されない。別の実施形態では、内部コア３４の外径は、約０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）〜約０．０８０インチ（２．０３２ｍｍ）である。さらに別の実施形態では、内部コア３４の外径は、約０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）である。

依然として図４を参照すると、内部コア３４は好ましくは、超音波組立体４２を収容する円筒形外側本体３５を有している。超音波組立体４２は、これが内部コア３４のエネルギ送出し部分４１から超音波エネルギを放射できるよう図５〜図７Ｄに詳細に示された配線及び超音波放射部材を有している。超音波組立体４２は、バックエンドハブ３３に電気的に接続され、ここで内部コア３４をケーブル４５を介して制御回路構成１００に接続できる（図１に示す）。好ましくは、絶縁注封材料４３が、超音波組立体４２を包囲した状態で内部コア３４を充填しており、かくして外側本体３５に対する超音波組立体４２の動きを阻止している。一実施形態では、外側本体３５の厚さは、約０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）〜約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である。別の実施形態では、外側本体３５の厚さは、約０．００２インチ〜０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）である。さらに別の実施形態では、外側本体３５の厚さは、約０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）である。

好ましい実施形態では、超音波組立体４２は、１以上のグループに分割されている複数の超音波放射部材を有している。例えば、図５及び図６は、５つのグループをなす超音波放射部材４０を互いに連結して超音波組立体４２を形成する一方法を示す概略配線図である。図５に示すように、超音波組立体４２は、互いに電気的に接続された超音波放射部材４０の５つのグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５を有している。５つのグループは又、制御回路構成１００に電気的に接続されている。

本明細書で用いる「超音波エネルギ」、「超音波（ultrasound, ultrasonic）は、通常の意味を持つ広義の用語であり、更に縦圧力又は圧縮波により伝達される機械的エネルギを意味するが、これには限定されない。超音波エネルギを特定の用途の要件に応じて連続又はパルス化された波として放出できる。加うるに、超音波エネルギを種々の形状、例えば正弦波、三角波、方形波又は他の形態の波を持つ波形で放出できる。或る特定の実施形態では、超音波エネルギの周波数は、約２０ｋＨｚ〜約２０ＭＨｚである。例えば、一実施形態では、超音波エネルギ波の周波数は、約５００ｋＨｚ〜約２０ＭＨｚである。別の実施形態では、超音波エネルギ波の周波数は、約１ＭＨｚ〜約３ＭＨｚである。さらに別の実施形態では、超音波エネルギ波の周波数は、約２ＭＨｚである。平均音響出力は、約０．０１ワット〜３００ワットである。一実施形態では、平均音響出力は、約１５ワットである。

本明細書で用いる「超音波放射部材」という用語は、超音波エネルギを生じさせることができる任意の装置を意味している。例えば、一実施形態では、超音波放射部材は、電気エネルギを超音波エネルギに変換する超音波変換器から成る。電気エネルギから超音波エネルギを発生させる超音波変換器の適当な例としては、圧電セラミック発振器が挙げられるが、これには限定されない。圧電セラミックスは代表的には、電流が印加されると形状を変える結晶材料、例えば石英から成る。振動駆動信号により振動するこの形状の変化により、超音波が生じる。他の実施形態では、超音波エネルギを超音波放射部材から遠くに位置する超音波変換器により発生させることができ、超音波エネルギを例えば超音波放射部材に結合されたワイヤにより送ることができる。

依然として図５を参照すると、制御回路構成１００は好ましくは、とりわけ電圧源１０２を有している。電圧源１０２は、正端子１０４及び負端子１０６を有している。負端子１０６は、共通ワイヤ１０８に接続され、この共通ワイヤは、超音波放射部材４０の５つのグループＧ１〜Ｇ５を直列に接続している。正端子１０４は、複数本のリード線１１０に接続され、これらリード線は各々超音波放射部材４０の５つのグループＧ１〜Ｇ５のうちの１つに接続されている。かくして、この構成では、５つのグループＧ１〜Ｇ５（そのうちの１つが図６に示されている）は各々、リード線１１０のうちの１本により正端子１０４に接続され、共通ワイヤ１０８により負端子１０６に接続されている。

次に、図６を参照すると、各グループＧ１〜Ｇ５は、複数の超音波放射部材４０から成っている。超音波放射部材４０は各々、共通ワイヤ１０８に電気的に接続されると共に、２本の正接点ワイヤ１１２のうち１本によりリード線１１０に電気的に接続されている。かくして、図示のように配線を行うと、一定の電圧がグループ中の各超音波放射部材４０に印加されることになる。図６に示すグループは、１２個の超音波放射部材４０から成るが、当業者であれば、グループ中に含まれる超音波放射部材４０の数をこれよりも多く又は少なくしてもよいことは理解されよう。これと同様に、６以上又は４以下のグループを図５に示す超音波組立体４２内に設けてもよい。

図７Ａは、超音波組立体４２（図５に概略的に示されている）の構成部品を内部コア３４（図４に概略的に示されている）内に配置する好ましい一方法を示している。図７Ａは、４本のリード線１１０が設けられていることによって示されているように図５のグループＧ１内の超音波組立体４２の断面図である。例えば、超音波組立体４２の断面を図５のグループＧ４内に取ると、１本のリード線１１０（即ち、グループ５を連結する１本のリード線）だけが存在することになる。

依然として図７Ａを参照すると、共通ワイヤ１０８は、１対の超音波放射部材４０と電気的接触状態にある細長く平らな導電性材料片から成る。超音波放射部材４０は各々、正接点ワイヤ１１２とも電気的接続状態にある。共通ワイヤ１０８は負端子１０６に接続されており、正接点ワイヤ１１２は正端子１０４に接続されているので、各超音波放射部材４０の前後に電圧を生じさせることができる。リード線１１０は好ましくは、超音波組立体４２の他の構成部品から分離されており、かくして上述したような超音波放射部材４０の動作の妨害を阻止する。例えば、好ましい一実施形態では、内部コア３４は、絶縁注封材料４３で充填されており、かくして超音波組立体４２の種々の構成部品相互間の望ましくない電気的接触を阻止する。

図７Ｂ及び図７Ｃは、それぞれ図７Ａの内部コア３４の７ｂ−７ｂ線矢視断面図及び７ｃ−７ｃ線矢視断面図である。図７Ｂに示すように、超音波放射部材４０は、共通ワイヤ１０８に沿って対をなして設けられている。超音波放射部材４０は、正接点ワイヤ１１２によって互いに接続されており、したがって実質的に同一の電圧が各超音波放射部材４０に印加されるようになる。図７Ｃに示すように、共通ワイヤ１０８は好ましくは、超音波放射部材４０を取り付けることができる広い領域１０８Ｗを有しており、かくして対をなす超音波放射部材４０が一緒に短絡する恐れが減少する。或る実施形態では、共通ワイヤ１０８は、広い領域１０８Ｗの外部では従来の丸いワイヤ形状をしていてもよい。

例えば図７Ｄに示す改造型実施形態では、共通ワイヤ１０８は、内部コア３４内に固定される前に螺旋の形状を形成するよう撚りが加えられている。かかる実施形態では、超音波放射部材４０は、複数の放射又は半径方向に差し向けられており、かくして結果的に得られる超音波エネルギ場の半径方向一様性が高められる。

当業者であれば、上述の配線構成を改造すると各グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に別個独立に給電することができる。具体的に説明すると、各グループについて制御システム１００内に別個の電源を設けることにより、各グループを別個独立にオン又はオフにすることができ、或いは個別化電源により駆動することができる。これにより、治療が完了した治療部位の付近において超音波エネルギの送り出しを「オフにする」ことができ、かくして有害な又は不必要な超音波エネルギを患者に加えることが阻止される。 上述すると共に図５〜図７に示す実施形態は、空間的にグループ分けされた複数の超音波放射部材を示している。即ち、かかる実施形態では、或る特定のグループ内の超音波放射部材は全て、互いに隣接して位置決めされていて、単一のグループを作動させると、超音波エネルギが超音波組立体の特定の長さに送り出されるようになっている。しかしながら、変形実施形態では、或る特定のグループの超音波放射部材を或る特定のグループ内の超音波放射部材が互いに隣接して位置決めされないように互いに間隔を置いて設けてもよい。かかる実施形態では、単一のグループを作動させると、超音波エネルギをエネルギ送出し部分の互いに間隔を置いた大きい方の部分から送り出すことができる。かかる変形実施形態は、合焦度が低く、拡散度が高い超音波エネルギ場を治療部位に送り出すのが望ましい用途では有利な場合がある。

好ましい実施形態では、超音波放射部材４０は、寸法が約０．０１７インチ×約０．０１０インチ×約０．０８０インチ（０．４３２ｍｍ×０．２５４ｍｍ×２．０３２ｍｍ）の矩形のジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）から成る。他の実施形態では、他の形態を用いてもよい。例えば、他の実施形態では、円板の形をした超音波放射部材４０を用いることができる。好ましい実施形態では、共通ワイヤ１０８は、銅から成り、厚さが約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）である。但し、他の実施形態では他の導電性材料及び他の寸法形状を用いることができる。リード線１１０は好ましくは、３６ゲージ電気導体であり、正接点ワイヤ１１２は好ましくは、４２ゲージ電気導体である。しかしながら、当業者であれば、他のワイヤゲージを他の実施形態において用いることができることは理解されよう。

上述したように、超音波放射部材４０の適当な周波数としては、約２０ｋＨｚ〜約２０ＭＨｚが挙げられるが、これには限定されない。一実施形態では、周波数は、約５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚであり、別の実施形態では、周波数は約１ＭＨｚ〜３ＭＨｚである。さらに別の実施形態では、超音波放射部材４０は、約２ＭＨｚの周波数で動作が行われる。 図８は、管状本体１２内に位置決めされた内部コア３４を示している。図７Ａに提供された超音波組立体４２の細部は分かりやすくするために省いてある。上述したように、内部コア３４を管状本体１２の中央ルーメン５１内に滑り込ませることができ、それにより内部コアエネルギ送出し部分４１を管状本体のエネルギ送出し部分１８内に位置決めすることができる。例えば、好ましい実施形態では、内部コアエネルギ送出し部分４１、管状本体エネルギ送出し部分１８を構成する材料及び注封材料４３は全て、互いに類似した音響インピーダンスを持つ材料から成り、それにより材料インタフェースを横切る超音波エネルギ損失が最小限に抑えられる。

図８は、管状本体エネルギ送出し部分１８内への流体送出しポート５８の配置状態を更に示している。図示のように、流体送出しルーメン３０から管状本体１２を貫通して穴又はスリットが形成されており、それにより治療部位への流体送出しルーメン３０からの流体の流れが可能になる。かくして、入口ポート３２に結合された治療薬源は、流体送出しルーメン３０を通って治療薬を駆動してこれを流体送出しポート５８から出す流体圧力をもたらす。

図８に示すように管状本体１２の周囲に沿ってぐるりと流体送出しルーメン３０を等間隔に設けることにより、管状本体１２の円周周りの治療薬の実質的に一様な流れを達成できる。加うるに、流体送出しポート５８の寸法、配置場所及び幾何学的形状を、治療部位への流体送出しルーメン３０からの一様な流体の流れをもたらすよう選択できる。例えば、一実施形態では、エネルギ送出し部分１８の近位領域の近くの流体送出しポート５８は、エネルギ送出し部分１８の遠位領域の近くの流体送出しポート５８よりも直径が小さく、それによりエネルギ送出し部分１８全体を横切る流体の一様な送出しが可能になる。

例えば、流体送出しポート５８が管状本体１２の長さに沿ってほぼ同じ寸法を有している一実施形態では、流体送出しポート５８の直径は、約０．０００５インチ〜約０．００５０インチである。流体送出しポート５８の寸法が管状本体１２の長さに沿って変化する別の実施形態では、流体送出しポート５８の直径は、エネルギ送出し部分１８の近位領域では約０．００１インチ〜約０．００５インチであり、エネルギ送出し部分１８の遠位領域では約０．００５インチ〜０．００２０インチである。隣り合う流体送出しポート５８相互間の寸法を大きくするかはどうかは、管状本体１２を構成する材料が何であるか及び流体送出しルーメン３０の寸法がどれほどであるかにかかっている。流体送出しポート５８は、打ち抜き、穿孔、燃焼又は焼灼（例えば、レーザを用いる）又は任意他の適当な方法により管状本体１２に形成できる。また、管状本体１２の遠位領域１５に向かって流体送出しポート５８の密度を増大させると、管状本体１２の長さに沿う治療薬の流れを増大させることができる。

治療部位への流体送出しポート５８からの非一様な流体の流れをもたらすことが望ましい場合のあることは理解されるべきである。かかる実施形態では、流体送出しポート５８の寸法、配置場所及び幾何学的形状かかる非一様な流体の流れが得られるよう選択するのがよい。

依然として図８を参照すると、管状本体１２内における内部コア３４の配置状態により、冷却用流体ルーメン４４が更に形成される。冷却用流体ルーメン４４は、内部コア３４の外面３９と管状本体１２の内面１６との間に形成されている。或る特定の実施形態では、冷却用流体はこれが冷却用流体ルーメン４４を通って遠位出口ポート２９（図１参照）から出るように近位アクセスポート３１を通って導入する。冷却用流体ルーメン４４は好ましくは、管状本体１２の周囲に沿ってぐるりと等間隔に設けられており（即ち、３つのルーメン構成では約１２０°刻みに）、それにより内部コア３４上でこれに沿う一様な冷却冷体の流れが得られる。かかる形態は、治療部位のところの望ましくない熱エネルギを除去する上で望ましい。以下に説明するように、冷却流体の流量及び超音波組立体４２への電力を調節すると、内部コアエネルギ送出し部分４１の温度を所望範囲内に維持することができる。

好ましい実施形態では、内部コア３４を管状本体１２内で回転させ又は移動させることができる。具体的に説明すると、内部コア３４の運動は、バックエンドハブ３３を静止状態に保持した状態で近位ハブ３７を操作することにより達成できる。内部コアの外側本体３５は少なくとも部分的に、管状本体１２のキンクを生じさせないで管状本体１２内での内部コア３４の運動を可能にするに足る構造的支持体となる材料から作られている。加うるに、内部コアの外側本体３５は好ましくは、トルクを伝達できる材料から成る。内部コアの外側本体３５の適当な材料としては、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタン、熱可塑性エラストマー及び編組ポリイミドが挙げられるが、これらには限定されない。

好ましい実施形態では、流体送出しルーメン３０及び冷却用流体ルーメン４４は、管状本体１２の遠位端部のところで開口しており、それにより治療薬及び冷却用流体が遠位出口ポートのところで患者の血管系内へ流れることができる。所望ならば、流体送出しルーメン３０を管状本体１２の遠位端部のところで選択的に閉塞させてもよく、それにより追加の流体圧力をもたらして治療薬を流体送出しポート５８から押し出す。何れの形態においても、管状本体１２の長さよりも短い長さを持つよう内部コア３４を構成することにより内部コア３４が遠位出口ポートを貫通するのを阻止することができる。他の実施形態では、管状本体１２の遠位領域１５の内面１６に突起を形成し、それにより内部コア３４が遠位出口ポート２９を貫通して延びるのを阻止することができる。

さらに別の実施形態では、カテーテル１０は、遠位出口ポート２９のところに設けられた閉塞器具（図示せず）を更に有する。閉塞器具は好ましくは、ガイドワイヤを受け入れることができるが、中央ルーメン５１の外径よりも小さな減少した内径を有する。かくして、内部コア３４は、閉塞器具を通って遠位出口ポート２９から出るのが阻止される。例えば、閉塞器具の適当な内径は、約０．００５インチ〜約０．０５０インチであるが、これには限定されない。他の実施形態では、閉塞器具は、閉鎖端部を有し、かくして冷却用流体がカテーテル１０から出るのを阻止し、その代わり、管状本体１２の近位領域１４に再循環させる。これらの冷却用流体流れ構成及び他の冷却用流体流れ構成により、超音波組立体４２に与えられた電力を冷却用流体の流量に比例して増大させることができる。加うるに、或る特定の冷却用流体の流れ構成は、冷却流体への患者の体の暴露を減少させることができる。

図８に示すような或る特定の実施形態では、管状本体１２は、好ましくはエネルギ送出し部分１８内に設けられた１以上の温度センサ２０を更に有している。かかる実施形態では、管状本体１２の近位領域１４は、ケーブル４５（図１に示す）内に組み込むことができる温度センサリード線（図示せず）を有している。適当な温度センサとしては、温度検出ダイオード、サーミスタ、熱電対、抵抗温度検知器（ＲＴＤ）及び熱変色性液晶を用いる光ファイバ温度センサが挙げられるが、これらには限定されない。適当な温度センサ２０の幾何学的形状としては、点、パッチ又はストライプが挙げられるが、これらには限定されない。温度センサ２０を流体送出しルーメン３０のうちの１以上及び（又は）冷却用流体ルーメン４４のうち１以上の中に設けるのがよい。

図９は、温度センサ２０を互いに電気的に接続する一実施形態を示している。かかる実施形態では、各温度センサ２０は、共通ワイヤ６１に結合され、個々の戻りワイヤ６２と関連している。したがって、ｎ＋１本のワイヤを用いると、ｎ個の別個独立の温度センサ２０のところで温度を別個独立に検出することができる。特定の温度センサ２０のところの温度を測定するには、スイッチ６４を閉成してその熱電対の個々の戻りワイヤ６２と共通ワイヤ６１との間の回路を閉じるのがよい。温度センサ２０が熱電対から成る実施形態では、温度を例えば検出回路６３を用いて回路内の電圧から計算することができ、かかる検出回路を外部制御回路構成１００内に設けるのがよい。他の実施形態では、各温度センサ２０は、別個独立に配線される。かかる実施形態では、２ｎ本のワイヤは、管状本体１２を貫通して延びて円弧の別個独立の温度センサ２０のところでの温度を別個独立に検出する。更に別の実施形態では、管状本体１２の可撓性は、光ファイバを利用した温度センサ２０を用いることにより高めることができる。かかる実施形態では、ｎ個の別個独立の温度センサ２０のところの温度を検出するのにｎ本の光ファイバ部材しか用いないので可撓性を向上させることができる。

図１０は、カテーテル１０に用いることができるフィードバック制御システム６８の一実施形態を示している。フィードバック制御システム６８はケーブル４５により内部コア３４に接続されている（図１に示すように）制御システムに組み込み可能である。フィードバック制御システム６８により、温度センサ２０のところでの温度をモニタすると共にエネルギ源７０の出力電力をそれに応じて調節することができる。外科医は、所望ならば閉ループシステム又は開ループシステムをオーバーライドすることができる。

フィードバック制御システム６８は好ましくは、エネルギ源７０、電力回路７２及び超音波放射部材４０に結合された電力計算装置７４を有する。温度測定装置７６が、管状本体１２内の温度センサ２０に結合されている。処理ユニット７８が、電力計算装置７４、電力回路７２及びユーザインタフェース及びディスプレイ８０に結合されている。

作用を説明すると、各温度センサ２０のところの温度を温度測定装置７６によって求める。処理ユニット７８は、温度測定装置７６から求めた各温度を受け取る。次に、求めた温度をユーザインタフェース及びディスプレイ８０のところでユーザに表示することができる。

処理ユニット７８は、温度制御信号を発生させるロジックを有する。温度制御信号は、測定温度と所望温度の差に比例している。所望温度をユーザによって決定することができ（ユーザインタフェース及びディスプレイ８０のところで設定でき）又は処理ユニット７８内であらかじめ設定することができる。

温度制御信号は、電力回路７２によって受け取られる。電力回路７２は好ましくは、エネルギ源７０から超音波放射部材４０に供給される電気エネルギの出力レベル、電圧、位相及び（又は）電流を調整するよう構成されている。例えば、温度制御信号が特定のレベルよりも高い場合、超音波放射部材４０の特定のグループに供給される電力を好ましくはその温度制御信号に応答して減少させる。これと同様に、温度制御信号が特定のレベルよりも低い場合、超音波放射部材４０の特定のグループに供給される電力を好ましくはその温度制御信号に応答して増大させる。電力調整を行った後、そのたび毎に処理ユニット７８は好ましくは、温度センサ２０をモニタし、電力回路７２によって受け取られる別の温度制御信号を出力する。

処理ユニット７８は好ましくは、安全制御ロジックを更に有している。安全制御ロジックは、温度センサ２０のところでの温度が安全閾値を超えた時点を検出する。次に、処理ユニット７８は、温度制御信号を出力し、この温度制御信号により電力回路７２は、エネルギ源７０から超音波放射部材４０のその特定のグループへのエネルギの送出しを停止させる。

或る実施形態では、超音波放射部材４０は温度センサ２０に対して動きやすいので、超音波放射部材４０のどのグループが電力、電圧、位相及び（又は）電流レベル調整が行われるべきかが不明確な場合がある。その結果、超音波放射部材４０の各グループを或る実施形態では同一に調整する場合がある。変形実施形態では、超音波放射部材４０の各グループに供給される電力、電圧、位相及び（又は）電流を最も高い温度を指示する温度センサ２０に応答して調整する。電圧、位相及び（又は）電流調整を最も高い温度を指示する温度センサ２０によって検出された温度に応答して行うことにより、治療部位の過熱を減少させることができる。

処理ユニット７８は又、電力計算装置７４からの電力信号を受け取る。電力信号を用いると超音波放射部材４０の各グループによって受け取られている電力を求めることができる。次に、求めた電力をユーザインタフェース及びディスプレイ８０上でユーザに表示することができる。

上述したように、フィードバック制御システム６８は、エネルギ送出し部分１８に隣接した組織を所望温度以下に維持するよう構成されたものであるのがよい。例えば、一般的に言って、治療部位のところの組織が６℃よりも高くなるのを阻止することが望ましい。上述したように、超音波放射部材４０は、超音波放射部材４０の各グループが別個独立の出力を発生するよう互いに電気的に接続されているのがよい。或る実施形態では、電力回路からの出力は、超音波放射部材４０の各グループについて選択されたエネルギを選択された時間の間維持する。

処理ユニット７８は、ディジタル又はアナログ制御装置、例えばソフトウェアを搭載したコンピュータから成るのがよい。処理ユニット７８がコンピュータである場合、この処理ユニットは、システムバスを介して結合された中央処理装置（ＣＰＵ）を搭載しているのがよい。当該技術分野において周知のように、ユーザインタフェース及びディスプレイ８０は、マウス、キーボード、ディスクドライブ、ディスプレイモニタ、不揮発性メモリシステム又は任意他のものを有するのがよい。また好ましくは、プログラムメモリ及びデータメモリがバスに結合されている。

上述した一連の電力調整に代えて、超音波放射部材４０の各グループに送り出される電力のプロフィールを処理ユニット７８に組み込むのがよく、したがって送り出されるべき超音波エネルギのあらかじめ設定された量が前もって調べられるようにする。かかる実施形態では、超音波放射部材４０の各グループに送り出される電力をあらかじめ設定されたプロフィールに従って調整することができる。

超音波放射部材４０を好ましくはパルスモードで動作させる。例えば、一実施形態では、超音波放射部材４０に供給される時間平均電力は好ましくは、約０．１ワット〜２ワット、より好ましくは約０．５ワット〜１．５ワットである。或る好ましい実施形態では、時間平均電力は、約０．６ワット又は１．２ワットである。デューティサイクルは好ましくは、約１％〜５０％、より好ましくは約５％〜２５％である。或る好ましい実施形態では、デューティレシオは、約７．５％又は１５％である。パルス平均電力は好ましくは、約０．１ワット〜２０ワット、より好ましくは約５ワット〜２０ワットである。或る好ましい実施形態では、パルス平均電力は、約８ワット又は１６ワットである。各パルス中の振幅は、一定であっても変化するものであってもよい。

一実施形態では、パルス繰返し率は好ましくは、約５Ｈｚ〜１５０Ｈｚ、より好ましくは、約１０Ｈｚ〜５０Ｈｚである。或る好ましい実施形態では、パルス繰返し率は、約３０Ｈｚである。パルス持続時間は好ましくは、約１ミリ秒〜５０ミリ秒、より好ましくは約１ミリ秒〜２５ミリ秒である。或る好ましい実施形態では、パルス持続時間は、約２．５ミリ秒又は５ミリ秒である。

特定の一実施形態では、超音波放射部材４０は、平均出力が約０．６ワット、デューティサイクルが約７．５％、パルス繰返し率が３０Ｈｚ、パルス平均電力が約８ワット、パルス持続時間が約２．５ミリ秒で作動される。

本明細書に記載する電気パラメータで用いられる超音波放射部材４０は好ましくは、５０％以上、より好ましくは７５％以上の音響効率を有している。超音波放射部材４０を種々の形状、例えば円筒形（中実又は中空）、平面状、棒状、三角形等に形成することができる。超音波放射部材４０の長さは好ましくは、約０．１ｃｍ〜約０．５ｃｍである。超音波放射部材４０の厚さ又は直径は好ましくは、０．０２ｃｍ〜約０．２ｃｍである。

図１１Ａ〜図１１Ｄは、超音波カテーテル１０を用いる方法を示している。図１１Ａに示すように、代表的な血管形成術で用いられるガイドワイヤに類似したガイドワイヤ８４を患者の血管８６を通して血餅９０のある治療部位８８に差し向ける。ガイドワイヤ８４を血餅９０を貫通して差し向ける。適当な血管８６としては、身体の太い末梢血管及び細い大脳血管が挙げられるが、これらには限定されない。加うるに、上述したように、超音波カテーテル１０は、種々のイメージング用途又は他の身体部分中の他の病気を治療すると共に（或いは）診断する用途にも利用される。

図１１Ｂに示すように、管状本体１２を従来型“over-the-guidewire”法を用いてガイドワイヤ８４上にこれに沿って滑らせて前進させる。管状本体１２を、管状本体１２のエネルギ送出し部分１８が血餅９０のところに位置するまで前進させる。或る実施形態では、放射線不透過性マーカ（図示せず）が、治療部位８８内への管状本１２の位置決めを助けるために管状本体１２のエネルギ送出し部分１８に沿って設けられる。

図１１Ｃに示すように、次に管状本体１２を静止状態に保持した状態でガイドワイヤ８４をカテーテル１０の遠位領域１４から引くことによりガイドワイヤ８４を管状本体１２から抜き取る。これにより、管状本体１２は、治療部位８８のところに位置決めされた状態で残る。

図１１Ｄに示すように、次に、内部コア３４を超音波組立体が管状本体１２のエネルギ送出し部分１８内に少なくとも部分的に位置決めされるまで管状本体１２内へ挿入する。内部コア３４をいったん正しく位置決めすると、超音波組立体４２を作動させてエネルギ送出し部分１８を通って超音波エネルギを血餅９０に送る。上述したように、一実施形態では、適当な超音波エネルギを約２０ｋＨｚ〜約２０ＭＨｚの周波数で送る。

或る実施形態では、超音波組立体４２は、約３０ｃｍ〜５０ｃｍの長さにわたり互いに間隔を置いて位置する６０個の超音波放射部材４０を有する。かかる実施形態では、カテーテル１０を用いると治療中、カテーテル１０の運動又は再位置決めを必要としないで細長い血餅９０を治療することができる。しかしながら、改造型実施形態では、内部コア３４を治療中管状本体１２内で動かし又は回転させるのがよいことは理解されよう。かかる運動は、バックエンドハブ３３を静止状態に保持した状態で内部コア３４の近位ハブ３７を操作することにより達成できる。再び図１１Ｄを参照すると、矢印４８は、冷却用流体が冷却用流体ルーメン４４を通って遠位出口ポート２９から流出する状態を示している。これと同様に、矢印４９は、治療薬が流体送出しルーメン３０を通り、流体送出しポート５８から出て治療部位８８に至る状態を示している。

冷却用流体を超音波エネルギの送出し前、送出し後、送出し中に又は間欠的に送ることができる。これと同様に、治療薬を超音波エネルギの送出し前、送出し後、送出し中に又は間欠的に送ることができる。その結果、図１１Ａ〜図１１Ｄに示す段階を上述したのとは異なる種々の順序で行うことができる。治療薬及び超音波エネルギは好ましくは、血餅９０を部分的に又は完全に溶解させるまで投与される。血餅９０を所望の度合いまでいったん溶解させると、管状本体１２及び内部コア３４を治療部位８８から引っ込める。

血液の流れの再開の判定
上述したように、本明細書に開示する超音波カテーテルの種々の実施形態を治療薬と共に用いると血餅を溶解させて血管中の血液の流れを再開させることができる。血餅を十分溶解させて血液の流れを再開させた後、一般的に言って、治療薬及び（又は）超音波エネルギの投与を続けることは望ましくない。例えば、治療薬は一般的に言って、血液の流れを再開させた後に治療薬を投与し続けることは望ましくないような副作用を持つ場合がある。加うるに、超音波エネルギを発生させることは、熱を生じさせる傾向があり、それにより血管が損傷を受ける場合がある。したがって、一般的に言えば、血餅を十分に溶解させた後は超音波放射部材の作動を続行することは望ましくない。さらに、血液の流れを再開させた後、患者の治療は別の段階に移ることが必要な場合がある。かくして、血餅を十分に溶解させた時点及び（又は）血液の流れが十分に再開されて治療を停止させると共に（或いは）加減することができるようになった時点を判定できる方法及び装置を開発することが望ましい。

また、血餅を溶解させた度合い及び（又は）それに応じて血液の流れを再開させた度合いを測定し又はモニタすることが望ましい。かかる情報を用いると、治療の有効性を判定することができる。例えば、血液の流れが非常にゆっくりと再開されている場合、或る特定の治療パラメータ（例えば、治療薬の流量、超音波周波数、超音波出力、超音波パルス化パラメータ、超音波放射部材の位置等）を調整し又は変更して治療の有効性を高めることができる。他の場合、血液の流れを再開させた後、薬剤及び超音波エネルギの不必要な送り出しを阻止するために治療を停止させるのがよい。さらに別の場合、治療の有効性に関する情報を用いて超音波放射部材が誤作動を起こしたかどうかを判定することができる。かくして、血餅を溶解させた度合い及び（又は）血液の流れを再開させた度合いを判定する方法及び（又は）装置を開発することも又望ましい。

血液の流れを再開させた時点及び（又は）血液の流れを再開させた度合いを判定するかかる方法及び装置も又、超音波カテーテルの分野以外の分野において利用できることは理解されよう。例えば、かかる情報を血管内の閉塞部を取り除くために用いられる他の技術及び方法論（例えば、血管形成術、レーザ治療、超音波エネルギを利用しないで用いられ又は他のエネルギ源と共に用いられる治療薬等）と関連して用いることができる。また、かかる技術を太い血管系と細い血管系の両方における血餅溶解に合わせて構成されたカテーテルに用いることができる。

本明細書において開示しているような血液の流れが再開された時点及び（又は）血液の流れを再開させた度合いを判定する方法及び装置は、フィードバック制御システムと共に利用可能である。例えば、適合性のある一フィードバック制御システムについては図１０を参照して上述している。一般に、フィードバック制御システムは、装置から受け取ったデータに応答して治療パラメータを調整するよう構成された閉ループ又は開ループシステムであるのがよい。外科医は、所望ならば、閉ループ又は開ループシステムをオーバーライドすることができる。他の構成例では、データを外科医又は技術者に表示して外科医又は技術者が治療パラメータを調整すると共に（或いは）患者の治療に関する決定をすることができるようにする。

一実施形態では、カテーテル上又はカテーテル内に設けられた１以上の温度センサを用いて血餅溶解治療部位のところの血液の流れの再開を検出すると共に（或いは）計測することができる。温度センサは、カテーテルを包囲する冷却用流体、治療薬及び（又は）血液の温度を測定して分析するために使用可能である。例えば、一構成例では、温度センサをカテーテルの外部、内部コア内の超音波放射部材上又は流体ルーメンのうちいずれかの中に設けてカテーテルの長さに沿う血液、冷却用流体又は治療薬の温度差を時間の関数として検出することができる。これについては、例えば図８に示す温度センサ２０の位置決め状態を参照されたい。

血餅溶解治療中における血液の流れの再開を検出すると共に（或いは）計測するよう温度測定値を用いる好ましい実施形態が、図１２に概略的に示されている。カテーテル１０が、患者の血管系８６内の治療部位８８のところで血餅９０を貫通して位置決めされている。カテーテル１０は、少なくとも上流側熱源１２０及び下流側熱検出器１２２を有している。

熱源１２０及び熱検出器１２２をカテーテル１０上、カテーテル１０内又はカテーテル１０と一体に設けることができる。熱源１２０は、任意の熱エネルギ源、例えば抵抗加熱器から成る。例えば、一実施形態では、超音波組立体を構成する超音波放射部材のうち１以上は、熱エネルギ源として機能できる。しかしながら、本明細書に開示する技術は又、超音波放射部材を有していないカテーテルにも使用できることは理解されよう。熱検出器１２２は、熱エネルギの存在（又は不存在）を検出できる任意の装置、例えば、ダイオード、サーミスタ、熱電対等から成る。一実施形態では、超音波放射部材のうち１以上は、これらの電気的特性（例えば、インピーダンス又は共振周波数）の変化を測定することにより熱検出器として使用できる。

かかる実施形態では、熱源１２０は、熱エネルギをその周囲環境に供給する。例えば、熱源１２０がカテーテル１０の外面に取り付けられていれば、熱エネルギを周囲の血液の流れ中に供給する。これと同様に、熱源が流体送出しルーメン３０及び（又は）冷却用流体ルーメン４４（図８に示す）内に設けられていれば、熱エネルギをこれらルーメン内に入っている流体に供給する。

図１３Ａは、熱源１２０が熱エネルギを周囲環境中へ供給したとき、この周囲環境中に「熱パルス」１２４が作られることを示している。例えば、熱源１２０がカテーテル１０の外面に取り付けられ又は流体送出しルーメン３０及び（又は）冷却用流体ルーメン４４（図８に示す）内に設けられている場合、かかるルーメン内に熱パルス１２０が作られる。熱エネルギを送り込む媒体が流量を有している場合、熱パルス１２４は媒体と共に伝搬することになる。熱パルス１２４は、例えば物質移動（即ち、加熱された媒体の物理的運動に起因する）又は熱伝導（即ち、静止状態の媒体を通って伝搬する熱エネルギに起因する）によって伝搬することができる。例えば、熱エネルギを冷却用流体が流れている冷却用流体ルーメン内に供給すると、結果的に得られた熱パルス１２４は、同様に冷却用流体ルーメンを通って下流側に流れることになる。これと同様に、熱エネルギが周囲の血液の流れ中に送られる場合、及び血液の流れが完全に閉塞されていない場合、結果的に得られた熱パルス１２４は、患者の血管系８６を通って下流側に流れることになる。他の実施形態では、熱パルス１２４は、他の熱伝搬機構に従って伝搬することができる。

熱パルス１２４が下流側に伝搬しているとき、熱パルス１２４の特性は変化することになる。例えば、熱パルス１２４中の過剰熱エネルギのうち何割かは、周囲組織及び（又は）周囲カテーテル構造体中へ消散し、それにより熱パルス１２４の強度を減少させる。加うるに、熱パルス１２４が種々の物質（例えば、血餅、血液、組織等）を通ると共に（或いは）これから反射されると、パルス幅が増大する場合がある。熱パルス１２４が熱検出器１２２に達すると、その特性を測定して分析するのがよく、それにより治療部位８８のところでの血液の流れの情報が得られる。

例えば、或る用途では、カテーテルの外部から周囲の血液の流れに供給される熱パルスの特性（例えば、パルス幅及び強度）は、熱源と熱検出器との間では実質的に不変のままであろう。これは、熱源と熱検出器との間で周囲組織中に消散された熱エネルギが僅かであること、したがって熱パルスは迅速に伝搬した（即ち、治療部位での血液流量が高かったこと）を指示している。他の用途では、カテーテルの外部から周囲の血液の流れに送られた熱パルスの同一の特性は、熱源と熱検出器との間で実質的に変化することになる。これは、熱源と熱検出器との間で周囲組織中に消散された熱エネルギが相当多いこと、したがって熱パルスがゆっくりと伝搬した（即ち、治療部位のところにおける血液の流量が低かった）ことを指示している。

熱パルスがカテーテルの内部に設けられた流体ルーメンのうちの１つから送られ、この中で検出される用途では、血液の流れの再開は、熱パルスの強度の減少に基づいて評価できる。具体的に説明すると、血餅溶解治療が進展すると、熱パルスからエネルギを吸収する血餅物質が少なくなる。かくしてかかる用途では、熱パルスの強度の減少の度合いが高いことは生じる血餅の溶解が少ないことを指示し、これに対し、熱パルス強度の減少の度合いが低いことは、血餅溶解治療が著しく進展したことを指示している。

さらに、熱パルス１２４が熱源１２０から熱検出器１２２に伝搬するのに必要な時間の長さは、パルスの伝搬速度の指標をもたらし、かくして治療部位８８のところでの血液流量の指標を更にもたらす。具体的に説明すると、図１３Ａ及び図１３Ｂは、時刻ｔ_０で熱源１２０のところに生じた熱パルス１２４を後の時刻ｔ_０＋Δｔでの熱検出器１２２のところで検出できることを示している。時刻の差Δｔは、熱源１２０と熱検出器１２２との間の距離と共に、これら２つの箇所相互間における血液の流量についての情報をもたらすことができ、それにより血餅溶解治療の進展具合を評価することができる。

当業者であれば、熱パルス１２４は、図１３に示すように単一のスパイクである必要はなく、方形波又は正弦波信号であってもよいことは理解されよう。かかる実施形態では、熱信号が血液の流れ中に送られると、熱源と熱検出器との間における熱信号の位相ずれは、かかる箇所相互間における体積流量の尺度をもたらす。これにより、血餅溶解治療の進展具合を評価する更に別の変数が得られる。

さらに別の好ましい実施形態では、カテーテルは、熱源の無い温度センサを有する。これについては、例えば図８に示す実施形態を参照されたい。温度を血餅溶解治療中時間の関数としてモニタすることにより、治療の効能に関する情報を把握することができる。特に、治療が進展すると、カテーテル周りの血液の流れが増大し、それにより治療部位のところでの温度が減少し、即ち、血液の流れが補助的な冷却用流体として働く。かくして、治療に関する温度曲線を作ることができる。幾つかの互いに異なる種類の公知の曲線当てはめ法、例えば標準曲線当てはめモデル又は非線形曲線当てはめモデル及び代表的な形状関数方法論を用いることができる。詳しい情報については、米国特許第５，７９７，３９５号明細書及び本明細書に記載した技術文献を参照されたい。なお、かかる米国特許明細書及び技術文献の記載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。

基準時間−温度曲線の形状を基準条件下で求めることができる。血餅溶解治療中、時間−温度曲線の形状を基準時間−温度曲線と比較するのがよく、顕著な変更があると、これにより処理ユニット７８がトリガされてユーザインタフェース及びディスプレイ８０（図１０参照）により警報装置をトリガすることができる。

血液の流れに関する評価を本明細書に開示した熱パルス遅延アルゴリズム、熱希釈アルゴリズム及び熱信号位相ずれアルゴリズム以外のアルゴリズムを用いて行うことができることは理解されよう。特に、本明細書に開示した技術的思想のうち幾つかを光学、ドップラー、電磁及び他の流れ評価アルゴリズムに適用することができ、これらのうち幾つかを以下に説明する。

例えば、一改造実施形態では、血餅を溶解させた度合い及び（又は）血液の流れを再開させた度合いを判定するために光学検出システム、例えば光ファイバ又はパス検出器を有する。例えば、一構成例では、治療薬は、蛍光指示薬を含むのがよく、検出システムは、治療薬の内因性蛍光又は治療薬中に含まれている外因性蛍光指示薬を観察するために使用できる。このように、光学検出システムを利用すると、治療薬が血餅を生じた領域（即ち、実質的に閉塞した血管）の近くに位置している状態と主として血液が先に血餅が生じた領域（即ち、実質的に閉塞されていない血管）周りに位置する状態とを区別することができる。別の構成例では、色検出器を用いて血餅が生じた領域周りの流体の色をモニタして実質的に血餅及び治療薬状態（即ち、実質的に閉塞が生じている血管）と実質的に血液のみの状態（即ち、実質的に開通している血管）とを区別することができる。さらに別の構成例では、色検出器を用いて血管の壁（即ち、開通している血管）と血餅（即ち、閉塞している血管）を区別することができる。さらに別の構成例では、検出システムは、可視光範囲外の差を検出するよう構成できる。例えば、赤外線検出システムを血管の壁と血餅との差を検出するよう構成できる。

かかる実施形態では、光学センサを血餅の上流側、下流側及び（又は）血餅内に設けることができる。光学測定値を臨床データと相関させると、血液の流れが再開された度合いを定量化できる。

別の実施形態では、カテーテルは、ドップラー周波数シフト及び（又は）飛躍を用いて血液の流れが再開されたかどうかを判定するよう構成できる。即ち、超音波エネルギが血餅が生じた血管を通るときの超音波エネルギの周波数シフト及び（又は）超音波エネルギが血餅の生じた血管を通過するのに要する時間を用いると、血餅が溶解した度合いを求めることができる。一構成例では、これは、カテーテルの超音波放射部材を用いると共に（或いは）カテーテル内に設けられた超音波受け取り部材を用いて体内で達成できる。別の構成例では、検出用超音波エネルギを患者の体外で発生させると共に（或いは）患者の体外で受け取ることができる（例えば、治療部位周りに配置されたカフにより）。

さらに別の実施形態では、血圧を用いて血液の流れの再開を判定することができる。一構成例では、超音波放射部材を用いて内部流体柱中の圧力を検出することができる。他の構成例では、個々のセンサ又はルーメンを用いることができる。

別の実施形態では、血餅により影響を受けた患者の体の一部の色又は温度をモニタするようセンサを構成することができる。例えば、脚中の血餅に関し、つま先の色及び温度により、脚中の血液の流れが再開されたことが分かる。本明細書に記載した全ての実施形態の場合と同様、かかる情報を上述したような制御フィードバックシステムに組み込むのがよい。

別の実施形態では、加速度計又は動作検知器を、再開された血液の流れによって引き起こされるカテーテル内又は患者の体の一部の中の振動を検出するよう構成できる。
別の実施形態では、１以上の電磁流れセンサを用いて血餅が生じた領域の近くの再開された血液の流れを検出することができる。

別の実施形態では、マーカ（例えば、染料、気泡、コールド、ヒート等）をカテーテル内の１以上のルーメンを介して血管中に注入するのがよい。例えば、マーカを上流側の箇所で注入するのがよい。かかるマーカが上流側の注入箇所の下流側に位置決めされた検出器を通過したことを検出することにより、血液の流れが生じているらしいことが分かる。通過速度は、血液の流れが再開された度合いを指示する。
別の実施形態では、外部プレチスモグラフ（体積変動記録器）を用いて血液の流れを判定することができる。これをカテーテルに対し半径方向又は別の寸法方向に差し向けるのがよい。
別の実施形態では、血液への酸素付与を利用して血液の流れの存在を判定することができる。

上述の詳細な説明は本発明の装置及び方法の幾つかの実施形態に関するものであるが、上記説明は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。種々のカテーテル及び内部コアの特定の寸法は、上述の寸法と異なっていてもよく、説明した方法を本発明の範囲に含まれたままの状態で患者の体内の任意の生物学的導管内に用いることができることは理解されよう。特に、血餅溶解治療の効能を評価する方法を用いると、本明細書に開示した末梢用カテーテル及び２００２年１２月３日に出願された米国特許出願（発明の名称：Small Vessel Ultrasound Catheter；代理人事件番号：ＥＫＯＳ．０２９Ａ）に開示された細い血管用カテーテルを用いて行われた治療を評価することができる。かくして、本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載された技術的事項にのみ基づいて定められる。

人体の太い血管内に挿入可能に形作られた超音波カテーテルの略図である。 図１の超音波カテーテルの２−２線矢視断面図である。 図２に示すカテーテルの中央ルーメン内に位置決めされるよう形作られた細長い内部コアの略図である。 図３の細長い内部コアの４−４線矢視断面図である。 ４つのグループをなす超音波放射部材を電気的に接続して超音波組立体を形成する好ましい方法を示す概略配線図である。 図５のグループのうちの１つを電気的に接続する好ましい方法を示す概略配線図である。 図４の内部コア内に収容された図５の超音波組立体の略図である。 図７Ａの超音波組立体の７Ｂ−７Ｂ線矢視断面図である。 図７Ａの超音波組立体の７Ｃ−７Ｃ線矢視断面図である。 螺旋形態に撚られた超音波組立体中心ワイヤの側面図である。 図２の管状本体のエネルギ投与部分内に位置決めされた図４の内部コアのエネルギ投与部分を示す図である。 複数の温度センサを共通ワイヤで互いに接続する配線図である。 超音波カテーテルに用いられるフィードバック制御システムのブロック図である。 治療部位の側面図である。 図１１Ａの治療部位のところに位置決めされた超音波カテーテルの遠位端部の側面図である。 治療前に治療部位のところに位置決めされた図１１Ｂの超音波カテーテルの遠位端部の断面図である。 図１１Ｃの超音波カテーテルの遠位端部の断面図であり、内部コアが治療を行うために管状本体内に挿入されている状態を示す図である。 血液の流れが再び生じたかどうかを検出するために温度測定値を用いる一構成例を示す略図である。 熱源のところにおける時間の関数としての温度の例示のプロット図である。 熱検出器のところにおける時間の関数としての温度の例示のプロット図である。

Claims (33)

1. 患者の血管系中の血餅溶解をモニタする方法であって、
   （ａ）カテーテルを患者の血管系中の治療部位に位置決めし、
   （ｂ）治療部位のところで血餅溶解治療手技を行うことを含み、血餅溶解治療手技は、超音波エネルギ及び治療薬をカテーテルから治療部位に送り出すことから成り、
   （ｃ）血餅溶解治療中、熱測定信号をカテーテルの第１の部分から治療部位に送り、
   （ｄ）熱測定信号をカテーテルの第２の部分で受け取り、
   （ｅ）送った熱測定信号と受け取った熱測定信号を比較して治療部位のところでの血液流量を評価することを含む、
   方法。
2. 段階（ｃ）及び段階（ｄ）を複数回繰り返すことを更に含む、請求項１記載の方法。
3. 血餅溶解治療中、治療部位のところの温度のプロフィールを作成することと、前記プロフィールと少なくとも１つの基準プロフィールを比較して治療部位のところでの血液流量を更に評価することとを更に含む、請求項２記載の方法。
4. 熱測定信号は、カテーテル内に位置決めされた超音波放射部材から送られることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 熱測定信号は、カテーテル内に位置決めされた超音波放射部材のところで受け取られることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 熱測定信号は、温度センサのところで受け取られることを特徴とする請求項４記載の方法。
7. 送った熱測定信号は、増大した温度の周期的パルスであることを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 送った熱測定信号は、振動する熱信号であることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 段階（ｅ）は、送った熱測定信号と受け取った熱測定信号の位相差を測定する段階から成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. カテーテルを患者の血管系中の治療部位に位置決めする段階を有し、閉塞が前記治療部位のところに存在し、
    医学的治療を治療部位のところで行う段階を有し、医学的治療は、閉塞を減少させるよう構成されており、
    医学的治療が行われている間、複数回の熱エネルギ測定を治療部位のところで行う段階を有し、
    複数回の熱エネルギ測定に基づいて閉塞の減少を評価する段階を有していることを特徴とする方法。
11. カテーテルは、複数の超音波放射部材及び冷却用流体を通過させるよう構成された流体送出しルーメンを有していることを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 複数回の熱エネルギ測定は、熱電対を用いて行われることを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 熱電対は、流体送出しルーメン内に位置決めされていて、流体送出しルーメンを通過している冷却用流体の温度を測定するようになっていることを特徴とする請求項１２記載の方法。
14. 閉塞の減少の評価に基づいて医学的治療を調整する段階を更に有していることを特徴とする請求項１０記載の方法。
15. 血餅溶解治療の効能を評価する超音波カテーテルであって、上流側領域と、上流側領域と反対側に位置した下流側領域と、上流側領域と下流側領域の両方の中へ部分的に延びる治療ゾーンと、治療ゾーン内に位置決めされた超音波組立体とを有し、超音波組立体は、血餅溶解治療を行うよう構成された少なくとも１つの超音波放射部材を有し、前記超音波カテーテルは、上流側領域内に位置決めされていて、血餅溶解治療中、熱測定信号を治療ゾーンに送るよう構成された熱エネルギ源と、下流側領域内に位置決めされていて、熱測定信号を治療ゾーンから受け取るよう構成された熱エネルギ検出器と、熱エネルギ源から送られた熱測定信号と熱エネルギ検出器のところで受け取った熱測定信号を比較するよう構成された制御回路構成とを更に有する、超音波カテーテル。
16. 前記カテーテルは、血餅溶解治療中、治療薬を治療ゾーンに送り出すよう構成された治療薬送出しルーメンを更に有する、請求項１５記載のカテーテル。
17. 熱エネルギ源及び熱エネルギ検出器は、治療薬を送出しルーメン内に位置決めされている、請求項１５記載のカテーテル。
18. 熱エネルギ源は、治療薬送出しルーメンの外部に位置決めされ、熱エネルギ検出器は、治療薬送出しルーメン内に位置決めされている、請求項１５記載のカテーテル。
19. 熱測定信号は、増大した温度の周期的パルスから成る、請求項１７記載のカテーテル。
20. 制御回路構成は、熱エネルギ源から送り出された熱測定信号のピーク強度と熱エネルギ検出器のところで受け取った熱測定信号のピーク強度を比較するよう構成されている、請求項１８記載のカテーテル。
21. カテーテルは、血餅溶解治療中、冷却用流体を超音波組立体の近位側に流すよう構成された冷却用流体ルーメンを更に有する、請求項１５記載のカテーテル。
22. 熱エネルギ源及び熱エネルギ検出器は、冷却用流体ルーメン内に位置決めされている、請求項２１記載のカテーテル。
23. 熱測定信号は、増大した温度の周期的パルスから成る、請求項２２記載のカテーテル。
24. 制御回路構成は、熱エネルギ源から送り出された熱測定信号のピーク強度と熱エネルギ検出器のところで受け取った熱測定信号のピーク強度を比較するよう構成されている、請求項２３記載のカテーテル。
25. 上流側領域、下流側領域及び上流側領域と下流側領域の両方の中へ部分に延びる治療ゾーンを有するカテーテルと、治療ゾーン内に位置決めされた超音波組立体とを有する装置であって、超音波組立体は、血餅溶解治療を行うよう構成された少なくとも１つの超音波放射部材を有し、前記装置は、治療ゾーン内に位置決めされていて、血餅溶解治療中、複数回の熱エネルギ測定を行うよう構成された熱エネルギ検出器と、血餅溶解治療中、治療ゾーン内の熱による希釈度を測定する手段とを更に有する、装置。
26. 超音波放射部材を有するカテーテルを患者の血管系中の閉塞部の近位側に位置決めする段階と、治療薬及び超音波エネルギを前記閉塞部に送り出して閉塞部が少なくとも部分的に溶解されるようにすることにより閉塞部溶解治療を行う段階と、部分的に溶解した閉塞部を越える血液の流れの少なくとも部分的な再開を検出する段階と、血液の流れの少なくとも部分的な再開に応答して閉塞部溶解治療を調整する段階とを有していることを特徴とする方法。
27. 血液の流れの少なくとも部分的な再開は、患者の血管系中で複数回の熱測定を行うことにより検出されることを特徴とする請求項２６記載の方法。
28. 複数回の熱測定は、熱測定信号を患者の血管系中へ上流側の場所に導入する段階と、患者の血管系からの熱測定信号を下流側の場所で受け取る段階と、導入した熱測定信号と受け取った熱測定信号を比較する段階とから成ることを特徴とする請求項２７記載の方法。
29. 導入した熱測定信号は、増大した温度の周期的パルスであることを特徴とする請求項２８記載の方法。
30. 導入した熱測定信号は、振動する熱信号であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
31. 導入した熱測定信号と受け取った熱測定信号の位相差を測定する段階を更に有していることを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. 血液の流れの少なくとも部分的な再開は、患者の血管系中で複数回の音響測定を行うことにより検出されることを特徴とする請求項２６記載の方法。
33. 血液の流れの少なくとも部分的な再開は、患者の血管系中で複数回の光学測定を行うことにより検出されることを特徴とする請求項２６記載の方法。

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