JP2008513056A - フェーズド・アレイ超音波トランスデューサを伴うアブレーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、縦方向に、前方または後方に、音響エネルギー・ビームを向けるために、位相をずらして動作させることができる複数のトランスデューサ要素、を有する組織アブレーション装置、に関連している。これらのトランスデューサ要素は、共通の振動数を有する信号により駆動させることも可能であるが、それぞれの要素は、上記トランスデューサから所定の距離において付加的な作用を有する音響エネルギー・ビーム、を供給するように選択された位相、を有している。上記トランスデューサは、円筒形の内側電極と、この内側電極の周りに配置されている円筒形の圧電材料と、この円筒形の圧電材料の周りに配置されている円筒形の外側電極と、を含んでいる。
【選択図】図5A
Description
本発明は、外科装置に、関連している。特に、本発明は、装置組立体と、特定の治療部位に、音響エネルギー・ビームを投射して集中させるために、位相をずらして動作させることができる複数のトランスデューサ要素、を有する組織アブレーション・トランスデューサと、に関連している。
多くの局所エネルギー送達用の装置および方法が、体内のさまざまな異常な組織の状況を治療するために、特に、体内のさまざまな体腔を画定している体腔壁に沿って、異常な組織を治療するために、開発されている。例えば、局在化されたエネルギーの送達により、アテローム硬化症の脈管を治療するかまたは再疎通する主な目的を伴って、種々の装置が開示されている。幾つかの先行技術の装置および方法は、血管等のような、病気にかかった内腔の中の開通性を維持するために、組織に対してエネルギーを局所的に送達するように、心臓脈管ステント装置との組み合わせにおいて、エネルギー送達組立体を組み合わせている。子宮内腔に関連しており、子宮内腔の表面に沿う、危険に増殖性の子宮壁組織により特徴付けられる、エンドメトリオーシス、およびその他の異常な壁組織の状況もまた、局所エネルギー送達用の装置および方法により治療されている。また、血栓症を誘発して、脈管等のような特定の体腔の中の出血を調整するという、意図された目的のために、カテーテルに基づく熱供給源を使用している幾つかの他の装置および方法、も開示されている。局所エネルギー送達装置と、上記の種類の装置等の、関連の処置と、の詳細な例が、以下の参照文献、すなわち、ハーシェンソン(Hershenson)に発行されている米国特許第4,672,962号、イノクチ(InoKuchi)他に発行されている米国特許第4,676,258号、ルイズ(Ruiz)に発行されている米国特許第4,790,311号、ストルール(Strul)他に発行されている米国特許第4,807,620号、エッガーズ(Eggers)他に発行されている米国特許第4,998,933号、カスプルツィク(Kasprzyk)他に発行されている米国特許第5,035,694号、リー(Lee)に発行されている米国特許第5,190,540号、スペアズ(Spearz)他に発行されている米国特許第5,226,430号、およびリー(Lee)に発行されている米国特許第5,292,321号、チン(Chin)に発行されている米国特許第5,449,380号、エドワーズ(Edwards)に発行されている米国特許第5,505,730号、エドワーズ(Edwards)他に発行されている米国特許第5,558,672号、およびスターン(Stern)他に発行されている米国特許第5,562,720号、オース(Auth)他に発行されている米国特許第4,449,528号、テイラー(Taylor)他に発行されている米国特許第4,522,205号、およびフセイン(Hussein)他に発行されている米国特許第4,662,368号、ベール(Behl)に発行されている米国特許第5,078,736号、およびカンダルパ(Kandarpa)に発行されている米国特許第5,178,618号、において開示されている。
不整脈、特に、心房細動、は異常な心臓の室壁組織に付随する、一般的で危険な医療の扶養物となり続けており、年配の患者に見られる場合が多い。不整脈を伴う患者において、心臓組織の異常な領域は、洞調律を伴う患者における正常な伝導性の組織に付随する同調拍動周期、に従わない。その代わりに、心臓組織の異常な領域は、隣接組織に異常に伝導し、これにより、心臓周期を混乱させて非同調の心臓リズムにする。このような異常な伝導は、心臓のさまざまな領域において、例えば、洞房(SA)結節の領域の中において、房室(AV)結節およびヒス束の伝導経路に沿って、あるいは心室および心房の壁を形成している心筋組織の中において、生じることが知られている。
心房に関連している心筋組織の中の隔絶された中心からの、速やかで反復性のインパルスの発生により引き起こされる、種々の形態の心房細動、が自然に病巣になることも観察されている。このような病巣は、心房細動性痙攣の誘因として作用する可能性があり、あるいは、細動を持続させる可能性もある。種々の開示は、限局性心房不整脈が、左心房の肺静脈の一つ以上に沿う、特に、上肺静脈の中における、少なくとも一つの組織の領域から始まる場合が多いこと、を示唆している。
本発明は、装置組立体と、縦方向に、前方または後方に、音響エネルギー・ビームを向けるために、互いに位相をずらして動作させることができる、複数の線形に配列されているトランスデューサ要素、を有している組織アブレーション・トランスデューサと、に関連している。上記トランスデューサ要素はまた、共通の振動数を有する信号により、駆動させることも可能であるが、それぞれの要素は、これらのトランスデューサから所定の距離において付加的な作用を有する音響エネルギー・ビームを与えるように選択されている位相、を有している。
用語の定義
以下の用語は、本明細書の全体を通して、以下の意味を有する。
以下は、医療装置システムのアブレーション装置、を説明している。これらの開示されている装置は、臨床医が、このシステムにより与えられるフィードバック情報を用いることにより、体腔の中の医療装置の遠位端部を正確に配置することを可能にする、位置モニター・システム、を含んでいてよい。このようなフィードバック情報は、体腔の中の医療装置の遠位端部の位置、を示す。以下の、位置モニター・システムの装置は、肺静脈が、心房後壁を含む、左心房、から延びている領域であって、その領域の中の組織の標的とされている周囲の領域に関連している、領域、において、アブレーション部材を位置決めする処理を含む、適用、に特に好適であり、それゆえ、これらの装置は、この適用に関連して説明されている。しかしながら、本発明の種々の態様は、他の体腔の中における医療の物品を位置決めする処理を含む適用に対しても、当業界における熟練者により、容易に適合できる。
t=L/V
この場合に、
tは、音響エネルギー・ビームが、特定のトランスデューサから、標的部位まで、移動するためにかかる時間であり、
Lは、特定のトランスデューサから、標的部位まで、の距離であり、
Vは、およそ1550メートル/秒、の水中における、音速である。
PH=2πft
この場合に、
PHは、ラジアン単位における、位相であり、
fは、ヘルツ単位における、入力信号の振動数であり、
tdは、秒単位における、時間遅延である。
(1)円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
円筒形の内側電極と、
前記内側電極の周りに配置されている、円筒形の圧電材料と、
前記円筒形の圧電材料の周りに配置されている、円筒形の外側電極であって、当該外側電極を、複数の分離した順次に配列されているトランスデューサ要素になるよう分離している、周囲の溝、を有する、円筒形の外側電極と、
を備えている、円筒形の超音波トランスデューサ。
(2)実施態様1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記内側電極は、金属の層を有している、円筒形の超音波トランスデューサ。
(3)実施態様2に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、ニッケルを含む、円筒形の超音波トランスデューサ。
(4)実施態様2に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、金を含む、円筒形の超音波トランスデューサ。
(5)実施態様1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記円筒形の圧電材料は、高密度微粒子PZTセラミック材料(high-density fin grain PZT ceramic material)を含む、円筒形の超音波トランスデューサ。
前記円筒形の圧電材料は、およそ10ミクロンの鏡面仕上げまで、研磨されている、円筒形の超音波トランスデューサ。
(7)実施態様1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記外側電極は、金属の層を有している、円筒形の超音波トランスデューサ。
(8)実施態様7に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、ニッケルを含む、円筒形の超音波トランスデューサ。
(9)実施態様7に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、金を含む、円筒形の超音波トランスデューサ。
(10)円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
円筒形の内側電極と、
前記内側電極の周りに配置されている、円筒形の圧電材料と、
前記円筒形の圧電材料の周りに配置されている、円筒形の外側電極と、
前記外側電極、および前記円筒形の圧電材料の少なくとも一部分、に切り込まれている周囲の溝であって、前記トランスデューサを、複数の機能的に分離した順次に配列されているトランスデューサ・セグメントになるよう分離している、周囲の溝と、
を備えている、円筒形の超音波トランスデューサ。
近位端部分、および、遠位端部分を有する、細長い送達部材と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に連結されている、アンカー機構であって、前記体腔の中の組織の実質的な部分に係合するように構成されている、アンカー機構と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に固定されており、超音波トランスデューサを有している、アブレーション要素であって、前記超音波トランスデューサは、縦軸に沿って線形に配列されている、複数の機能的に分離した順次に配列されているトランスデューサ・セグメント、になるよう分けられている、アブレーション要素と、
を備えている、アブレーション・カテーテル組立体。
(12)体腔の中の組織の領域に音響エネルギー・ビームを送達するためのアブレーション・カテーテル組立体において、
近位端部分、および、遠位端部分を有する、細長い送達部材と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に連結されている、アンカー機構であって、前記体腔の中の組織の実質的な部分に係合するように構成されている、アンカー機構と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に固定されている、アブレーション要素であって、
縦軸に沿って線形に、連続的に配列されている、複数の超音波トランスデューサ、を有しており、
前記複数の超音波トランスデューサ要素の1個以上は、当該トランスデューサから所定の距離において、結果として生じる前記音響エネルギー・ビームを集中させるために、位相をずらして駆動される、
アブレーション要素と、
を備えている、アブレーション・カテーテル組立体。
(13)体腔の中の組織の領域に音響エネルギー・ビームを送達するためのアブレーション・カテーテル組立体において、
近位端部分、および、遠位端部分を有する、細長い送達部材と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に連結されている、アンカー機構であって、
前記体腔の中の組織の実質的な部分に係合するように構成されている、アンカー機構と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に固定されている、アブレーション要素であって、
縦軸に沿って線形に、連続的に配列されている、複数の超音波トランスデューサ、を有しており、
前記複数の超音波トランスデューサ要素の1個以上は、縦方向における、前方または後方に、結果として生じる前記音響エネルギー・ビームを投射するために、位相をずらして駆動される、
アブレーション要素と、
を備えている、アブレーション・カテーテル組立体。
Claims (13)
- 円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
円筒形の内側電極と、
前記内側電極の周りに配置されている、円筒形の圧電材料と、
前記円筒形の圧電材料の周りに配置されている、円筒形の外側電極であって、当該外側電極を、複数の分離した順次に配列されているトランスデューサ要素になるよう分離している、周囲の溝、を有する、円筒形の外側電極と、
を備えている、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記内側電極は、金属の層を有している、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項2に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、ニッケルを含む、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項2に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、金を含む、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記円筒形の圧電材料は、高密度微粒子PZTセラミック材料を含む、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記円筒形の圧電材料は、およそ10ミクロンの鏡面仕上げまで、研磨されている、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項1に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記外側電極は、金属の層を有している、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項7に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、ニッケルを含む、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 請求項7に記載の円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
前記金属の層は、金を含む、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 円筒形の超音波トランスデューサにおいて、
円筒形の内側電極と、
前記内側電極の周りに配置されている、円筒形の圧電材料と、
前記円筒形の圧電材料の周りに配置されている、円筒形の外側電極と、
前記外側電極、および前記円筒形の圧電材料の少なくとも一部分、に切り込まれている周囲の溝であって、前記トランスデューサを、複数の機能的に分離した順次に配列されているトランスデューサ・セグメントになるよう分離している、周囲の溝と、
を備えている、円筒形の超音波トランスデューサ。 - 体腔の中の組織の領域をアブレーションするためのアブレーション・カテーテル組立体において、
近位端部分、および、遠位端部分を有する、細長い送達部材と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に連結されている、アンカー機構であって、前記体腔の中の組織の実質的な部分に係合するように構成されている、アンカー機構と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に固定されており、超音波トランスデューサを有している、アブレーション要素であって、前記超音波トランスデューサは、縦軸に沿って線形に配列されている、複数の機能的に分離した順次に配列されているトランスデューサ・セグメント、になるよう分けられている、アブレーション要素と、
を備えている、アブレーション・カテーテル組立体。 - 体腔の中の組織の領域に音響エネルギー・ビームを送達するためのアブレーション・カテーテル組立体において、
近位端部分、および、遠位端部分を有する、細長い送達部材と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に連結されている、アンカー機構であって、前記体腔の中の組織の実質的な部分に係合するように構成されている、アンカー機構と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に固定されている、アブレーション要素であって、
縦軸に沿って線形に、連続的に配列されている、複数の超音波トランスデューサ、を有しており、
前記複数の超音波トランスデューサ要素の1個以上は、当該トランスデューサから所定の距離において、結果として生じる前記音響エネルギー・ビームを集中させるために、位相をずらして駆動される、
アブレーション要素と、
を備えている、アブレーション・カテーテル組立体。 - 体腔の中の組織の領域に音響エネルギー・ビームを送達するためのアブレーション・カテーテル組立体において、
近位端部分、および、遠位端部分を有する、細長い送達部材と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に連結されている、アンカー機構であって、前記体腔の中の組織の実質的な部分に係合するように構成されている、アンカー機構と、
前記細長い送達部材の前記遠位端部分に固定されている、アブレーション要素であって、
縦軸に沿って線形に、連続的に配列されている、複数の超音波トランスデューサ、を有しており、
前記複数の超音波トランスデューサ要素の1個以上は、縦方向における、前方または後方に、結果として生じる前記音響エネルギー・ビームを投射するために、位相をずらして駆動される、
アブレーション要素と、
を備えている、アブレーション・カテーテル組立体。
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