JP2010269156A

JP2010269156A - 組織アブレーション装置および使用方法

Info

Publication number: JP2010269156A
Application number: JP2010161128A
Authority: JP
Inventors: Paul A Friedman; フリードマン，ポール，エー．
Original assignee: Mayo Foundation for Medical Education and Research
Current assignee: Mayo Foundation for Medical Education and Research
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2010-12-02
Also published as: US6669693B2; EP1455669A2; WO2003041602A2; WO2003041602A3; US20030093072A1; JP2005508695A; EP1455669A4; EP1455669B1

Abstract

【課題】標的組織に周縁的又は焦点的に結合する上で優れ、心房性細動の治療における有効性を改善する組織アブレーション装置とその使用方法を提供する。
【解決手段】格納可能で展開可能な傘型体（アンブレラ・ボディ）を備えた組織アブレーション装置であって、傘型体は、標的組織と周縁的に結合しその標的組織のアブレーションを行うためのアブレーション要素を備えている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、心臓不整脈、さらに特定すると組織アブレーション装置およびかかる装置の使用方法に関する。

心房性細動は、臨床検査で見られる最も一般的な持続性の不整脈であり、200万人以上のアメリカ人が罹患している。心房性細動は、肺静脈に存在する急な興奮の誘引源（triggers）によって起こる場合が多い。心房性細動の１つの治療方法としては、その誘引源を含んでいるか、その誘引源を心房と電気的に結び付けている不整脈惹起性基質に隣接してカテーテルを配置し、次に、誘引源を含む組織のアブレーションを行うことが挙げられる。これらの誘引源は散発的にしか放電しないことがあり、そのため、カテーテルを誘引源の位置に対して正確に配置し、誘引源を根絶するのに十分な組織の正確なアブレーションを行うことは難しい。

肺静脈の解剖学的構造は複雑であり、技術上の制約があるために、肺静脈電位の位置を特定し、取り除くことは困難である。したがって、肺静脈内で誘引源の位置を正確に突き止めるためには、複数の操作が必要になる場合が多い。誘引源の位置を突き止めた後にはアブレーション操作の際に厄介な問題が発生することがある。例えば、肺静脈内でアブレーションを行うと、肺静脈の狭窄が起こる危険性が増大する。さらに、エネルギーを伝達している間に肺静脈を有効にモニターすること（例えば、浮腫、血栓症および／または閉塞の評価）は、依然として難しい。

Lasoカテーテルおよび各種のバルーンカテーテルを含む従来のカテーテルは、診断および治療の双方の用途で用いられてきた。しかし、これらの従来のカテーテルを用いた場合、標的組織に周縁的または焦点的に結合することは難しい。また、これらの装置は、肺静脈に侵入する傾向があり、これにより、それらの心房性細動の治療における有効性がさらに制限されてしまう。

本発明は、格納可能で展開可能な傘型体（umbrella body）を備えた組織アブレーション装置を提供する。傘型体は、標的組織と周縁的に結合しその標的組織のアブレーションを行うためのアブレーション要素を備えている。本発明はさらに、不整脈を治療するための、かかる組織アブレーション装置の使用方法を提供する。

傘型体は、広範囲な実動直径にわたって展開し得る、調整可能で円錐形に準拠した部材である。したがって、傘型体に取付けられているアブレーション要素は、肺静脈開口部の形状に適合させることができ、周縁的に接触させることができ、それにより、より正確なアブレーション操作が可能になる。

展開可能な傘型体により、本発明の組織アブレーション装置は、多種多様に構成できるようになる。例えば、そうした装置のアブレーション要素は、周縁性、焦点性または区域性のアブレーション用に構成することができる。さらに、この装置は、肺静脈のさまざまな深度からの肺静脈電位を同時に記録して、効果的なアブレーションの測定を促進するために使用できる。傘型体が調整可能に展開することにより、非常にさまざまな患者または一人の患者の複数の血管（vessels）を、たった１個または数個のアブレーション装置を用いて治療できるようになる。

１つの態様において、本発明は、カテーテル体と、カテーテル体の遠位部に取付けられている少なくとも１つの展開可能な傘型体とを備えた組織アブレーション装置を提供する。一般に、カテーテル体は、近位部および遠位部を有しており、その近位部および遠位部により長手軸が規定されている。傘型体は一般に、複数の放射状スプラインと、少なくとも１つのアブレーション要素とを備え、その少なくとも１つのアブレーション要素は、複数のスプラインの少なくとも１つに取付けられている。スプラインの各々は、典型的には、遠位端部とヒンジ端部とを有しており、そのヒンジ端部はカテーテル体に取付けられている。

本発明の組織アブレーション装置は、さらに、スプラインに連結されている展開可能な要素を備えることができ、その展開可能な要素は、傘型体を調整可能に展開させることができる。アブレーション要素は、スプラインの遠位端部で、またはスプラインの遠位端部とヒンジ端部との中間の位置で、スプラインに取付けることができる。展開要素は、スプラインに周方向に外接しているスライド可能な展開／格納環を備えることができ、さらにスライド可能な展開／格納環をスプラインと連結させる連結ロッドを備えることができる。本発明の組織アブレーション装置は、スプラインに周方向に外接しているスライド可能な展開／格納環を備えた展開要素を有することができ、それはさらに、展開／格納環をカテーテル体の長手軸に沿って調整可能にスライドさせるための展開要素を備える。組織アブレーション装置は、スプラインと連続しているものであるスライド可能な部材を備える展開部材を有することができる。１つの実施形態では、このスライド可能な部材は、カテーテル体の中心内腔部の中に入っている。本発明によれば、スプラインのヒンジ端部は、カテーテル体に取付けてもよいし、カテーテル体の中心ハブに取付けてもよい。

本発明の組織アブレーション装置の傘型体は、さらに、複数のスプラインに取付けられている少なくとも１つの円周状ループまたはループのセグメントを備えることができる。傘型体は、複数のスプラインに取付けられている１つ以上（例えば２つ）の円周状ループを備えることができる。本発明によれば、ループのセグメントは、スプラインと連続している部材とすることができる。さらに、ループのセグメントは、ヒンジ形とすることができる。さらに、円周状ループまたはループのセグメントは、導電性であってもよいし、その円周状ループまたはループのセグメントの少なくとも１つに取付けられているアブレーション要素を有していてもよい。傘型体はさらに、隣接する１組以上のスプラインに取付けられている膜材を備えることができる。そのような膜材は、少なくとも１つのアブレーション要素を備えていてもよいし、それ自体が導電性であってもよい。

本発明の特徴は、スプラインの遠位端部が、カテーテル体の長手軸に対して角度αで移動可能なことである。この角度αは、カテーテル体の長手軸に対して約０°〜約90°、または約０°〜約180°とすることができる。

本発明での使用に適するアブレーション要素は、超低温要素、超音波要素、発光要素、マイクロ波要素、熱要素、レーザー、化学的溶液、または電極要素とすることができる。本発明によれば、アブレーション要素は、電極とすることができる。電極は、バンド電極、スパイラル電極またはコイル電極とすることができる。

本発明の組織アブレーション装置は、さらに、組織アブレーション装置に取付けられている少なくとも１つのモニター装置またはセンサー要素を備えることができる。代表的なモニター装置および／またはセンサー要素としては、組織アブレーション装置に取付けられている心内エコー装置や超音波変換アセンブリ、および電極が挙げられる。

別の態様において、本発明は、心房性不整脈を治療するための組織アブレーション装置を提供し、これは、カテーテル体（近位部および遠位部を有し、その近位部および遠位部が長手軸を規定している）；および、カテーテル体の遠位部に位置する少なくとも１つの展開可能な傘型体を備えることができる。傘型体は、カテーテル体に取付けられている複数のスプラインと、少なくとも１つのアブレーション要素とを備え、その少なくとも１つのアブレーション要素は、複数のスプラインの少なくとも１つに取付けられている。本発明によれば、このスプラインは、肺静脈開口部の大きさに適合するように放射状に展開可能である。

本発明の別の態様において、組織アブレーション装置を用意し、ここで、その装置は、近位部および遠位部を有するカテーテル体と、カテーテル体の遠位部に取付けられている少なくとも１つの展開可能な傘型体とを備え、そのカテーテル体では、その近位部および遠位部が長手軸を規定しており、その傘型体は、カテーテル体に取付けられている複数のスプラインと、少なくとも１つのアブレーション要素とを備え、その少なくとも１つのアブレーション要素が複数のスプラインの少なくとも１つに取付けられており、傘型体が格納された状態で患者の血管系に伝達されるように構成されており、かつ、展開した状態で肺静脈開口部の組織の周縁領域に接触するように構成されており；カテーテル体の遠位端部を、不整脈を罹患している個体の血管系に挿入して進行させ；傘型体を、複数のスプラインが肺静脈開口部の組織に円周状に接するようにして配置し展開させ；アブレーション要素を作動させることを含む、不整脈の治療方法が提供される。そのような方法は、心房性細動、心房性頻拍および非定型心房粗動の治療に用いることができる。一般に、その不整脈は、少なくとも一部は、肺静脈開口部もしくは他の静脈構造またはその近傍に存在する不整脈惹起源によって引き起こされるものである。

本発明によれば、アブレーション要素は、超低温要素、超音波要素、発光要素、マイクロ波要素、熱要素、レーザー、化学的溶液または電極要素とすることができる。具体的には、アブレーション要素は電極とすることができる。電極は、高周波シグナル（例えば500KHzまたは250kHzの高周波シグナル）を約30〜約120秒間にわたって伝達できる。本発明の組織アブレーション装置の電極は、高周波シグナルを約40℃〜約70℃の温度で伝達できる。アブレーション要素は、その構成のために、焦点的、区域的または周縁的に作動できる。また、本発明の方法は、組織アブレーション装置に配置されているモニター装置またはセンサー要素を利用することができる。モニター装置またはセンサー要素から送られるシグナルは、アブレーション要素から送られるシグナルとは同期していないものとすることができる。

特にそうではないと明示しない限り、本明細書で用いられる全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者が通常理解するものと同じ意味を持つ。本明細書で記載されているものとほぼ同様または等価である方法および材料は本発明の実施または試験で使用できるが、好適な方法および材料を下記に記載する。さらに、それらの材料、方法および実施例は単に説明のためであって、限定しようとするものではない。本明細書で述べられている全ての刊行物、特許出願、特許および他の引用文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み入れられる。矛盾する場合は、定義を含めて本明細書が優先する。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および下記の記載において述べる。本発明の他の特徴、目的および利点は、図面および詳細な説明ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。

傘型体が展開している、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。傘型体が展開している、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。組織アブレーション装置の代表的なハンドルを示す図である。傘型体が展開している、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。傘型体が１つの円周状ループを備えている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。傘型体が複数の円周状ループを備えている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。傘型体が格納されている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。傘型体が膜材を備えている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。２つの傘型体を備えており、そこで各傘型体が１つの円周状ループを備えている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。２つの傘型体を備えており、そこで各傘型体が複数の円周状ループを備えている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。典型的な展開段階にある傘型体が示されている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。典型的な展開段階にある傘型体が示されている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。典型的な格納段階にある傘型体が示されている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。典型的な格納段階にある傘型体が示されている、本発明の組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。電極の大きさが増大させてある組織アブレーション装置の実施形態を示す図である。傘型体が展開している本発明の組織アブレーション装置の近位配設を示す、左心房の透視図である。それぞれの図面の同様の参照記号は、同様の要素を示す。

図１Ａを参照すると、カテーテル体10および１つの傘型体20を備えた組織アブレーション装置1の１つの実施形態が示してある。カテーテル体10には、装置1の長手軸Lに沿って近位部12および遠位部14が含まれる。カテーテル体10は、一般に管状であり、装置を操作するのに適したワイヤーまたは連結具を担持するのに使用できる中心内腔部（図１Ａには示さず）を備えることができる。

図１Ｃを参照すると、カテーテル体10の近位部12には、典型的には、使用者が握るためのハンドル17が備えられている。カテーテルのハンドルに必要な構造および要素は、当業者には周知である。カテーテル体の近位部は、さらに、使用者が傘型体20を展開・格納するように操作するための機構19を備えている。傘型体20を展開・格納するためのこの機構は、傘型体およびカテーテル体10の構造に応じて異なる。

カテーテル体10の近位部12および遠位部14は、本発明の組織アブレーション装置１を個体の血管系に導入し進行させるのに必要な強度および柔軟性を有する生物適合性の材料から一体的に形成することができる。近位部12および遠位部14は、使用の間に組織アブレーション装置１の可動連結（articulation）を容易にするために柔軟性とすることができる。適切な材料は、当業者には周知であり、一般には、例えばDuPont社からDacron（登録商標）の商品名で入手可能な織物材などのポリアミドが挙げられる。具体的に示されてはいないが、カテーテル体は、オーバー・ザ・ワイヤー（over-the-wire）またはスルー・ザ・シース（through-the-sheath）用に構成することができる。

再び図１Ａを参照すると、傘型体20は、カテーテル体10の遠位部14の周方向に配置されている。傘型体20は、複数の周方向に配設されている放射状のスプライン22を備えており、このスプライン22の自由端はカテーテル体10から外側に向かって広がることができる。図１Ａに示す実施形態では、スプライン22は一般に、カテーテル体10の外面に直接取付けられているヒンジ端部36を有するロッド状構造物である。スプライン22の遠位部自由端38は、カテーテル体10の長手軸Lに対して角度αで弧を描くように自由にスイングする。角度αは、約０°（このとき、スプライン22は格納されており、一般にはカテーテル体10の長手軸Lに沿って並んでいる）〜約90°（このとき、スプライン22は十分に展開しており、カテーテル体10の長手軸Lに垂直な面に広がっている）の範囲とすることができる。スプライン22のヒンジ端部36は、スプライン22の遠位端部38がこの弧に沿ってカテーテル体10の長手軸Lに対して様々な位置を占めることができるように構成される。周方向に配設されている複数のスプライン22が展開の間に占め得る様々な配置によって、完全円錐形または円錐台形の傘型体20となり、傘型体が展開するにつれて表面積が増大する。さらに、本明細書で開示される傘型体の構造により、本発明の組織アブレーション装置は、個体の血管系の内部で自己調心（self-centering）ができるようになる。

カテーテル体10の長手軸Lに対してのスプライン22の移動および配置は、様々な異なる手段により調整可能に制御することができる。カテーテル体10に周方向に外接しているスライド可能な展開／格納環24を図１Ａに示す。本発明のアブレーション装置は、格納された配置で血管系に導入され、そこで、スライド可能な環24（例えば図１Ａに示すもの）は、スプライン22の遠位端部38で周方向に外接している。展開の際、環24は、スプライン22のヒンジ端部36の方向へ調整可能に移動できる。環24がスプライン22のヒンジ端部36の方向へと移動すると、スプラインの遠位端部38は格納された配置（すなわち、本質的にカテーテル体10の長手軸Lに平行、つまり約０°）からカテーテル体10の長手軸Lに対して目的角度αまで弧αを描きながら移動する。次に、環24は、格納の際にはスプライン22を束ね、図示の展開している配置から、カテーテル体10に本質的に平行な配置にまで、カテーテル体10の長手軸Lに沿って、スプライン22の遠位端部38に向かってスライドする。

展開／格納のための図１Ａに示す構造で必要なことは、スプライン22のヒンジ端部36またはスプライン自体の一方または両方が、展開した配置に戻る性質を本来または元々持っていなければならないことである。スプライン22は、靭性の材料（例えば図１Ａを参照）または例えば図１Ｂに示すような弓なりのスプラインを可能にする材料から製造できる。例えば、スプライン22は、ポリエチレンなどの当業界で公知の材料を用いて構成できる。スプライン22の長さはさまざまなものとすることができ、スプラインの製造に使用される材料および展開・格納の機構などの傘型体の構成に応じて決まる。

傘型体は、アブレーション要素26を備えることができる。「アブレーションする」または「アブレーション」という用語ならびにそれらの類縁語は、組織の機械的、電気的、化学的または他の構造上の性質の実質的な改変をいう。本発明の種々の実施形態に関連して図示され記載されている心臓内アブレーションに関して、「アブレーション」とは、組織の特性を十分に改変させて、アブレーションされた心臓組織からの、またはそれを介しての電気的シグナルの伝達を実質的に遮断することをいう。「アブレーション要素」に関する「要素」という用語は、電極などの個別の要素をいう。したがって、本明細書中で用いられる「アブレーション要素」は、定義されている用語に従えば、組織の特定の領域をアブレーションするように構成されている１つ以上の特定の構造物を含むことができる。

例えば、本発明における使用に適するアブレーション要素は、適切なエネルギー供給源と連結させて作動させると、組織をアブレーションするのに十分なエネルギーを放出するように構成されている、エネルギー放出型とすることができる。したがって、本発明における使用に適するアブレーション要素としては、例えば、直流（「DC」）もしくは交流（「AC」）の供給源に連結するように構成されている電極要素（例えば高周波（「RF」）電源）；マイクロ波エネルギー供給源により作動されるアンテナ要素；対流熱伝達体または伝熱体などによるもの、電流による抵抗加熱によるもの、または光による光学的加熱によるものなどの、熱を放出するように作動する加熱要素(例えば金属要素または他の熱伝導体)；光源に連結すると組織をアブレーションするのに十分な光を伝達する、発光要素（例えば光ファイバー要素）；または、適切な励起源に連結すると組織をアブレーションするのに十分な超音波を発するように構成されている超音波要素（例えば超音波結晶要素）を挙げることができる。例えば、WO 93/20767、ならびに米国特許第5,104,393号および同第5,575,766号を参照されたい。さらに、組織の性質を改変するための他の要素は、本発明の組織アブレーション装置における「アブレーション要素」として使用するのに適するものとすることができる。例えば、組織を十分に冷却してその構造を改変させるように構成されているクリオブレーション（cryoblation）要素は、本発明における使用に適するものでありうる。さらに、液体輸送源に連結されている不連続なポート部または複数のポート部などの液体輸送要素を、アブレーション液（例えばアルコールを含有する溶液）を組織に注入してその組織の性質を改変するように構成することができる。

１つの実施形態において、アブレーション要素は、高周波シグナルを伝達する電極とすることができる。スプラインまたは円周状ループのセグメントにある電極は、例えば、バンド電極、スパイラル電極、またはコイル電極とすることができる。さらに、さまざまな大きさの電極が使用できる。従来、組織のアブレーションには、小型の電極が用いられてきた。しかし、小型電極を用いるアブレーションは、エネルギーの大部分または全部が電極の端部に集中するという「エッジ効果」のために、困難な場合がある。エッジ効果は、より多きな表面積を有する大きな電極を使用することにより克服できる（例えば、図７Ｅのアブレーション要素27を参照）。また、電極のアブレーション効果を向上させるために、低めの高周波シグナルも使用可能である。例えば、組織のアブレーションには通常500kHzの高周波シグナルが使用されることが多いが、これに代えて、250kHzのシグナルを使用できる。本発明の装置を用いて最適な組織アブレーションを行うには、アブレーション要素の大きさおよび位置の調整ならびにエネルギー供給源の調整が必要となる場合がある。

スプライン22に取付けたさまざまなパターンのアブレーション要素26が使用できる。例えば、スプライン上のアブレーション要素は、図１Ａ、１Ｂおよび２に示すように、スプラインの遠位端部38に配置することができる。スプライン上のアブレーション要素は、遠位端部38とヒンジ端部36との間のいずれの操作可能な位置にも配置することが可能である（例えば、図７Ａ〜７Ｅを参照）。アブレーション要素26は、焦点アブレーションの場合は、互いに独立していてもよい一連の別個のアブレーション要素として構成することができ、あるいは、焦点性、区域性および／または周縁性アブレーション用の場合は、アブレーション要素の幾つかまたは全部を互いに連結させてもよい。

スプライン22の数および位置、ならびに、スプラインのヒンジ端部36がカテーテル体に取付けられる様式は、さまざまなものとすることができ、少なくともある程度は、傘型体20を展開・格納する機構に依存しうる。スプライン22は、幾つかの方法によりカテーテル体10に取付けることができる。例えば、図１Ａに示す直接取付け機構に加えて、図１Ｂに示す実施形態では、スプライン22が、カテーテル体10に周方向に外接している中心ハブ28に取付けることができることを示している。図１Ａと同様に、カテーテル体10の長手軸Lに対するスプライン22の移動および配置は、スライド可能な展開／格納環24により正確に調節できる。

図２を参照すると、カテーテル体10および傘型体20を備えたアブレーション装置２が示されている。中心ハブ28はカテーテル体10に周方向に外接しており、放射状に配置されているスプライン22を備える。また、スライド可能な展開／格納環24もカテーテル体10に周方向に外接しており、その長手軸Lに沿って移動可能である。展開／格納環24は、スプライン22に取付けられている円周方向に配置されている連結ロッド34を備える。展開／格納環24および連結ロッド34は、展開／格納環24が、図示のような展開位置から格納する場合は、カテーテル体の近位部12に向かって移動するように、あるいは、格納する場合は、展開／格納環24がカテーテル体の遠位部14に向かって移動するように構成できる。

図３Ａを参照すると、スライド可能な展開／格納環24を備えたアブレーション装置３が示されており、このスライド可能な展開／格納環24は、カテーテル体に周方向に外接し、周方向に並んだスプライン22に結合する連結ロッド34に取付けられて傘型体20を形成する。この実施形態において、傘型体は、円周状ループ32を備えている。この円周状ループ32は、傘型体20の隣接するスプライン22同士を連結しているループのセグメント33から構成される。円周状ループ32は、導電性材料から作ることができ、アブレーション要素を備えることができ、傘型体の構造を支持するためのものとすることができ、かつ／または、機械的な役割を担うことができる（例えば、展開または格納において）。有利なことに、導電性である円周状ループ32（例えば図３Ａを参照）またはアブレーション要素を備えている円周状ループ32は、標的組織に接触しアブレーションするためのより大きな表面積をもたらす。アブレーション要素26は、円周状ループ32またはループのセグメントに取付けることができ、円周状ループまたはループのセグメントのいずれの位置であってもよいしいずれのパターンであってもよい。図３Ａに示す実施形態において、円周状ループ32は、それぞれのスプラインを隣接するスプラインと連結させるループのセグメント33を備えたスプライン22の遠位端部に位置している。しかし、円周状ループは、傘型体の周囲全体にわたって完全に連続している必要はなく（例えば、図７Ｂを参照）、ループのセグメント33は、隣接しているスプラインのすべての対を連結している必要はない。隣接するスプライン22同士は、円周状ループ32またはループのセグメント33によって、スプラインの長さに沿ってさまざまな位置で連結することができる。

図３Ｂを参照すると、複数の円周状ループを備えたアブレーション装置４が示されている。この実施形態では、傘型体20は、スプラインの遠位端部に第１の円周状ループ32Aを、そしてスプラインの遠位端部とヒンジ端部との中間に第２の円周状ループ32Bを備えている。複数の円周状ループを用いると、アブレーション要素の表面積が増大し、傘型体の支持力が増大し、１つの傘型体上で実現可能な、標的組織に結合する直径の範囲が増大する。また、近位および遠位のループを使用すると、肺静脈電位をその静脈に沿ってさまざまな位置でモニターすること、具体的には、開口部をアブレーションしながら静脈内での電位を遠位ループからモニターすることも可能になる。図３Ａおよび３Ｂに示す円周状ループは、傘型体が格納されると、必然的に折りたたまれるかしぼむ。

円周状ループ32またはループのセグメント33は、ポリエチレンなどの不活性な構造材料、導電性の材料、または例えばUnitek CorporationからNitinol（登録商標）という商品名で入手可能なニッケル／チタン合金のような記憶性の材料を用いて作ることができる。円周状ループ32は、１種以上の形状をとることができ、例えば円形、長円形、卵形、または楕円形とすることができる。「円周性／周縁／周方向（circumference）」または「円周状の／周縁性の／周方向の（circumferential）」という用語は、それらの類縁語も含めて、本明細書中では、閉じた円または円状の空間領域を囲ってそれを規定する外側の境界または外辺部を形成する軌道（path）または線を意味するものである。そうした円周状ループを規定する軌道または線は、複数の点（例えばスプラインの遠位端部）を結ぶ仮想上の線としてもよいし、または、連続している（例えば円周状ループの）もしくは連続していない（例えばループのセグメントの）実体的連結でもよい。関連用語である「周方向に外接する（circumscribe）」とは、その類縁語も含めて、本明細書中では、所定の空間領域を閉じるか、囲むか、包囲することを意味するものである。

図４を参照すると、カテーテル体10および傘型体20を備えたアブレーション装置５が示されている。図２に示す実施形態と同様に、図４に示す傘型体22は、中心ハブ28を有し、この中心ハブ28には周方向に配設されているスプライン22が取付けられている。展開および格納のために、連結ロッド34が、スプライン22を、カテーテル体10に周方向に外接しているスライド可能な展開／格納環24と連結している。図４に示す傘型体は、さらに、傘型体22を展開および／または格納するための、中間ヒンジ37Aを有するループのセグメント37を備えている。

図５を参照すると、実際の傘のキャノピーと同様にしてスプラインに取付けられている膜材35を有する傘型体20を備えたアブレーション装置６の実施形態が示されている。この膜材35は、それ自体が導電性であってよいし、あるいは、その膜材にアブレーション要素を取付けてもよい。個体の膜材を示している図５の実施形態に加え、傘型体を展開する際に灌流を可能にする他の構造の膜材が本発明の範囲に含まれることが理解されよう。図５に示すような傘型体上の膜材35は、図４のヒンジ形ループのセグメントを有する傘型体について示したのと同様に、格納のために折りたたんだり、しぼませることが可能である。

図６Ａおよび６Ｂには、２つ以上の傘型体20Aおよび20Bを備えた本発明の組織アブレーション装置７および８が示されている。複数の傘型体を備えた装置では、傘型体は、個々に展開・格納できるものであってもよいし、あるいは、一緒に展開・格納できるものであってもよい。図６Ａおよび６Ｂを参照すると、本発明の組織アブレーション装置の複数の傘型体により、例えば異なる大きさの傘型体の展開によって達成される直径の範囲が増大する。さらに、複数の傘型体により、アブレーション要素を取付けるためのさまざまな構造構成が提供され、アブレーションの際にカテーテルがより安定になる。さらに、複数の傘型体により、より長い肺静脈の筋肉スリーブについて肺静脈電位をモニターできるようになる。

図１Ａ、２、３Ａ、３Ｂおよび５に示すように、本発明の組織アブレーション装置は、場合により、アブレーション事象を行う前、最中および／または後で画像形成するための心エコー（ICE）装置50を備えることができる。ICEの画像はまた、痙攣、血栓症または狭窄の早期検出のために、アブレーションの際に肺静脈の直径を測定するのにも用いることができる。ICE装置に加えて、またはそれに代えて、他の画像形成またはモニター装置または要素を使用することが可能であり、例えば、超音波アセンブリまたはセンサー要素（例えば電極）が挙げられる。例えば、超音波装置は、肺静脈の画像を得て、アブレーション要素が適切に配置できるようにするために使用できる。センサー要素もまた、アブレーションの前および後に肺静脈電位を測定するために、本発明の組織アブレーション装置で使用可能である。装置50は、カテーテル体10の遠位部14の端部に取付けることができる。図示していない１つの実施形態では、モニターおよび／または画像形成装置または要素は、傘型体20に（例えば、スプライン22および／または円周状ループ32に）取付けることができる。例えば、特に有用な装置は、肺静脈内に配置させるための画像形成またはモニターのための要素または装置を遠位の方の傘型体20Bに取付け可能な、２つの傘型体を備えた装置である（例えば、図６Ａおよび６Ｂを参照）。

図７Ａ〜７Ｃを参照すると、カテーテル体10および展開および格納のさまざまな段階の傘型体20を備えた組織アブレーション装置９が示されている。図７Ａ〜７Ｅに示されているカテーテル体10は、長手軸Lを形成する近位部12および遠位部14を有する。図７Ａ〜７Ｅのアブレーション装置９では、さらに、その内部でカテーテル体10が長手方向に移動可能な保護鞘15が示されている。保護鞘15は、組織アブレーション装置９の一構成要素として備えられてもよいし、当業界で慣用の別個の誘導用保護鞘でもよい。傘型体20は、ヒンジ端部36および遠位端部38を有するスプライン22を備えている。この実施形態では、スプラインのこのヒンジ端部は、カテーテル体10の遠位部14にあるリップ27を介して、カテーテル体の外側とカテーテル体10の中心内腔部16との間でカテーテル体に取付けられている。図７Ａ〜７Ｃおよび７Ｅに示されている傘型体は、ループのセグメント33を備えており、ここで、それぞれのループのセグメントはそれぞれのスプライン22と連続している。図７Ａ〜７Ｅに示されている傘型体20は、さらに、スプライン22およびループのセグメント33の双方にアブレーション要素26を備えている。

図７Ａ〜７Ｃおよび７Ｅに示されている傘型体20は、図１〜６に示されている傘型体について記載したのとは異なる機構で展開・格納される。しかし、図１〜６に示されているように展開がスプラインの遠位端部の放射状に外向きの移動を特徴とするのではなく、図７Ａ〜７Ｃおよび７Ｅに示されている傘型体20のスプライン22は、カテーテル体10の中心内腔部16から出てきて、スプライン22の遠位端部38がまず現われる。図７Ａ〜７Ｅに示すように組織アブレーション装置９が展開した後、スプライン22は、図１〜６に示すスプラインと同様に、カテーテル体10の長手軸Lに対して角度αをとることができる（例えば０°〜90°）。それぞれのスプラインは、スプライン上で出現位置に到達すると、傘型体の目的とする形状をとり、そこで、スプラインは、（例えば、スプラインのヒンジ端部またはその近傍において）そのような角度αをとることができる。このように展開・格納するスプラインは、典型的にはNitinol（登録商標）から製造されるが、形状記憶特性を有する材料であればいずれの材料からも製造可能である。展開の程度は、使用者により、カテーテル体10の遠位部14のリップ27において、スプライン22のヒンジ端部36にかかる調整可能な力によって決定される。この調整可能な力が印加される機構は、カテーテル体10の中心内腔部16の内部にあるスライド可能な部材23とすることができ、これは、スプライン22のヒンジ端部36に取付けられているか、該端部と連続している。この実施形態では、スライド可能な部材は、それぞれのスプラインが独立して、デコボコの形状の肺静脈とより自在に接触できるように操作できるように構成されている。

図７Ａ〜７Ｃに示す実施形態に示すような格納位置において、各スプラインの角度αは、カテーテル体に対して本質的に180°（すなわち、カテーテル体の長手軸Lに対して本質的に平行）である（図７Ｄ）。しかし、図１〜６とは違って、図７Ｄに示すような格納されたスプラインの遠位端部は、カテーテル体の遠位部の方向を指しており（すなわち、図１〜６に示す傘型体のスプラインの場合とは反対）、カテーテル体の内部（すなわち、内腔部の内部）に入っている。傘型体20の展開後での格納は、スプライン22およびループのセグメント33がカテーテル体10の中心内腔部16に格納されることにより達成できるか、あるいは、カテーテル体10または保護鞘15がスプライン32およびループのセグメント33を覆いながら進んで、傘型体20の格納を行うことができる。

本明細書で用いられる「展開要素」とは、傘型体の展開またはその機能に必要なカテーテル体の構成要素をいう。展開要素としては、次のもののいずれか１つまたは全てを含むことができる：傘型体の展開に必要な傘型体の構成要素（例えば、スライド可能な展開／格納環24もしくは連結ロッド34）；傘型体の展開に必要な傘型体の構成要素を、傘型体の展開を行うように操作されるカテーテル体の近位部に存在する使用者により機構と連結させる連結具（例えばワイヤー）；ならびに、使用者により傘型体の展開を行うように操作されるカテーテル体の近位部に存在する機構。傘型体は、幾つかの様式で展開させることができ、展開要素は、本明細書の実施形態で示されるものに限定されないことが理解されよう。一例として、傘型体を展開させるためのもう１つの実施形態は、カテーテル体の周方向に傘型体に近接した位置で設けられている穴に通されているワイヤーを備えることができる。そのようなワイヤーは、使用者の操作のためにカテーテル体の近位部まで伸び、傘型体に（例えばスプラインの遠位端部または円周状ループもしくはループのセグメントに）直接取付けることができる。そうしたワイヤーは、展開のために使用されるだけでなく、アブレーションの間に傘型体を安定させることができる。上記で記載した展開要素としては、必ずしもそれである必要はないが、傘型体を格納するための手段が挙げられる。

本発明の組織アブレーション装置の傘型体は、一般に、左心房への経皮経管送達の場合は、格納位置にある。傘型体の展開（図１〜７に示されているもの、または本明細書の記載から想定できるようなもの）によって、アブレーション要素が、ある範囲の直径を有する標的組織に周方向に結合できるようになる。本明細書で述べたように、標的組織とは、肺静脈開口部をいう。しかし、傘型体は、他の組織に結合するように構成することが可能である。肺静脈開口部以外に、標的組織としては、例えば、上大静脈または冠状動脈洞などの他の静脈構造を挙げることができ、また、頸部組織などの心臓以外の標的組織も挙げることができる。

心房性不整脈の治療における本発明の組織アブレーション装置の使用方法は、カテーテル体の遠位端部を、心房性不整脈を罹患している個体の血管系に挿入して進行させ；カテーテル体の遠位端部に取付けられている傘型体を、展開したときに傘型体のスプラインが肺静脈開口部で周方向に配設されるように配置し；次に、傘型体に取付けられているアブレーション要素を用いて、肺静脈開口部の組織の領域をアブレーションすることを含む。

心臓の心房にカテーテルを挿入し進行させることは周知であり、当業界で用いられる慣用の技法である。カテーテルは、一般に、１つ以上の誘導用保護鞘を用いて個体の血管系に挿入し進行させる。右心房および／または左心房の両者におけるアブレーション法で使用するための誘導用保護鞘の設計は、米国特許第5,427,119号、同第5,497,119号、同第5,564,440号および同第5,575,766号に開示されている。カテーテルが個体の右静脈系に進行できるように保護鞘を導入するためには、「セルジンガー（Seldinger）」法が慣用される。カテーテルを右の血管系から左心房へ進行させるには、中隔を横切らなければならない。中隔横断穿刺は、一般には、「ブロッケンブロウ（Brochenbrough）」針または套管針を用いて当業界で公知の手順により行われる。しかし、本発明の組織アブレーション装置を左心房に導入するための他の方法が適することも想定され、例えば、逆行法または静脈切開法が挙げられる。例えば、左心房へ侵入させるための当業界で用いられる方法の記載については、米国特許第6,254,599号を参照されたい。

肺静脈開口部における周方向のアブレーションは、主に肺静脈の内部に位置する急に興奮する病巣（これが細動を引き起こす）を電気的に隔離することができるか、あるいは、破壊することができる。周方向のアブレーションはまた、肺静脈の開口部で行って、肺静脈内でアブレーションにより肺静脈狭窄が起こる危険性を低減することができる。さらに、アブレーションは、１つまたは複数のループのセグメントに限定して、狭窄の危険性をさらに抑えることができる。肺静脈開口部を本発明の組織アブレーション装置と接触させるために、傘型体を、アブレーションしようとする開口部のすぐ外側に配置する。本明細書で用いられる「開口部」とは、一般に、左心房と肺静脈との連結部をいう。各肺静脈の大きさは、心室から各静脈への移行角度と同様にまちまちなので、各開口部の大きさ（すなわち、連結部の大きさ）もさまざまである。傘型体を展開または部分的に展開させた後、スプラインおよび／または円周状ループもしくはループのセグメントが開口部で標的組織と周方向に結合するように、カテーテル体を肺静脈開口部へ進行させる（例えば図８を参照）。展開の程度が調整可能であれば、傘型体は、標的組織が（例えばアブレーション要素が傘型体に結合している位置で）傘型体と十分に結合しているのを確実にするように開口部で操作できる。

適切に配置したら、アブレーション要素を十分なレベルまで結合させて、接触している組織のアブレーションを行う。高周波シグナルを用いてアブレーションの部位で熱を発生させる１つの実施形態では、肺静脈開口部は、30〜120秒間にわたり、約40℃〜約70℃の温度でアブレーションさせることができる。その結果、結合させたアブレーション要素のパターンに応じた損傷パターンが組織に形成される。損傷パターンは一般に、カテーテル体の長手軸に対して実質的に垂直な平面上に形成される。有利なことに、損傷パターンは、大きな直径（例えば連結部の心房側）または小さな直径（例えば開口部の肺静脈側）を有する肺静脈開口部の一部の内側に形成させることができる。さらに、損傷パターンは、開口部の周縁部全体に形成することも可能であるし、または肺静脈電位を有することが判明している病巣もしくは区域部だけに形成することも可能である。

本発明の組織アブレーション装置は、さらにアブレーションの前後に肺静脈および肺静脈開口部に沿って電気的シグナルをモニターするように構成することができる。肺静脈内のシグナルを、アブレーションを行う前にモニターして、心房性不整脈の不整脈惹起源の位置を突き止め、アブレーションして伝導ブロックを作成するのに最良の位置を決定することができる。さらに、肺静脈内部からのシグナルは、アブレーションの最中にモニターしてもよい。アブレーションの間にICE装置により肺静脈の超音波画像形成を行って、カテーテルと組織が接触していることを確認したり、組織の変化を検出しモニターすることができる。例えば、組織の温度が上昇していない場合でも、心臓内での気泡の発生は組織の変化の指標となり得る。超音波などの画像形成パルスは、アブレーション要素からのエネルギー発生シグナルとは異なる様式で発生させることができる。したがって、同期していないパルスした超音波またはパルスしたアブレーションシグナルを用いれば、アブレーション操作の間にアブレーションエネルギー干渉を受けていない画像を得ることができる。アブレーションおよびセンサー機能を変化させることにより、モニターの目的でのシグナルの受容を向上させることができ、さらに、アブレーションの部位を、不整脈の病巣源に対応するか、病巣源と心房との間の位置に対応するように連続的に調整して、その病巣源から心房壁への異常な伝導を遮断するのに用いることができる。また、円周状のアブレーションの後で肺静脈壁に沿った電気的シグナルをモニターして、不整脈惹起性伝導に対する完全な伝導ブロックの形成における組織アブレーションの効率を測定することができる。また、遠位または近位の傘型体に取付けた要素からペーシングを行って、伝導が存在するか否か、または静脈が電気的に隔離されているか否かを判定することも可能である。

例えばエネルギーの伝達に高周波電極を使用する組織アブレーション装置では、モニターのためのシグナル受容によってアブレーション要素からのエネルギー発生シグナルを変化させた場合は、細胞膜を直接電気的に破壊するため、そして熱であるために、組織の損傷を低く抑えることができる。例えば、アブレーションの開始時に、アブレーション部位の表面組織の薄いリムが急速に加熱され、一方、同じ部位にある深部の組織は伝導によりそれよりゆっくりと加熱される。エネルギー発生シグナルが停止すると、表面組織は循環血液（ならびに伝導損失）により急速に冷却される。深部組織での温度は、それよりずっとゆっくり冷却される。表面は冷たくなっているので、別のエネルギー発生シグナルを印加することができる。そのような振幅変調されたエネルギー伝達は、電極−組織境界部で起こる自然対流冷却を最適化できる。さらに、エネルギー発生シグナルは短時間であるので、別の方法で伝達し得るエネルギーよりも高レベルのエネルギーが印加でき、その結果、アブレーションされる組織の面積がそれだけ広くなる。例えば、振幅変調された高周波を用いる定常状態熱平衡は、500kHzにて５〜20秒間で達成できる。高エネルギーで短時間のパルスはアーク発生および組織の凝塊形成と関連する可能性があるので、振幅変調は、当業界で現在用いられている波形の代替になり得る。振幅変調は、インピーダンス上昇の発生率を低減でき、より長時間のエネルギーの伝達およびより深部の組織への高い総エネルギー伝達を可能にする。

他の実施形態
本発明はその詳細な説明と共に記載してきたが、上記の記載は説明のためであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定されることが理解されよう。他の態様、利点および変更は、次の特許請求の範囲の範囲内である。

Claims

近位部および遠位部を有し、その近位部および遠位部が長手軸を規定しているカテーテル体と、カテーテル体の遠位部に取付けられている少なくとも１つの展開可能な傘型体とを備える装置であって、
その傘型体は、各々が遠位端部およびヒンジ端部を有し、かつそのヒンジ端部がカテーテル体に取付けられている複数の放射状のスプラインと、その複数のスプラインの少なくとも１つに取付けられている少なくとも１つのアブレーション要素と、複数のスプラインに取付けられている少なくとも１つの円周状ループまたはループのセグメントとを備え、前記少なくとも１つの円周状ループまたはループのセグメントは、前記スプラインの遠位端に位置している、組織アブレーション装置。
さらに、スプラインに連結されている展開要素を備え、その展開要素は傘型体を調整可能に展開させることができる、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
アブレーション要素が、スプラインの遠位端部でそのスプラインに取付けられている、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
アブレーション要素が、スプラインの遠位端部とヒンジ端部との中間の位置でそのスプラインに取付けられている、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
展開要素が、スプラインに周方向に外接している展開及び格納のためにスライド可能な環を備える、請求項２に記載の組織アブレーション装置。
スプラインのヒンジ端部がカテーテル体に取付けられている、請求項１に記載の装置。
スプラインのヒンジ端部がカテーテル体の中心ハブに取付けられている、請求項１に記載の装置。
展開要素が、前記の展開及び格納のためにスライド可能な環を前記スプラインに連結させる連結ロッドを更に備える、請求項５に記載の組織アブレーション装置。
傘型体が、複数のスプラインに取付けられている１つの円周状ループを備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
傘型体が、複数のスプラインに取付けられている２つの円周状ループを備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
ループのセグメントがスプラインと連続している、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
ループのセグメントがヒンジ形である、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
円周状ループまたはループのセグメントの少なくとも１つが導電性である、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
さらに、円周状ループまたはループのセグメントの少なくとも１つに取付けられているアブレーション要素を備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
スプラインの遠位端部がカテーテル体の長手軸に対して角度αで移動する、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
角度αがカテーテル体の長手軸に対して約０°〜約90°である、請求項１５に記載の組織アブレーション装置。
角度αがカテーテル体の長手軸に対して約０°〜約180°である、請求項１５に記載の組織アブレーション装置。
傘型体がさらに、隣接するスプラインの１組以上に取付けられている膜材を備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
膜材が少なくとも１つのアブレーション要素を備える、請求項１８に記載の組織アブレーション装置。
膜材が導電性の膜材である、請求項１８に記載の組織アブレーション装置。
アブレーション要素が、超低温要素、超音波要素、発光要素、マイクロ波要素、熱要素、レーザー、化学的溶液、および電極要素から選択される、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
アブレーション要素が電極である、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
電極がバンド電極である、請求項２２に記載の組織アブレーション装置。
電極がスパイラル電極である、請求項２２に記載の組織アブレーション装置。
電極がコイル電極である、請求項２２に記載の組織アブレーション装置。
１つの傘型体を備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
２つの傘型体を備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
さらに、少なくとも１つのモニター装置またはセンサー要素を備える、請求項１に記載の組織アブレーション装置。
モニター装置が、組織アブレーション装置に取付けられている心内エコー装置である、請求項２８に記載の組織アブレーション装置。
モニター装置が、組織アブレーション装置に取付けられている超音波変換アセンブリである、請求項２８に記載の組織アブレーション装置。
センサー要素が電極である、請求項２８に記載の組織アブレーション装置。
展開要素が、スプラインに周方向に外接しているスライド可能な展開／格納環を備え、その環がさらに、その展開／格納環をカテーテル体の長手軸に沿って調整可能にスライドさせるための装置を備える、請求項２に記載の組織アブレーション装置。
展開要素がスライド可能な部材を備え、そのスライド可能な部材がスプラインと連続しており、そのスライド可能な部材がカテーテル体の中心内腔部の内側にある、請求項２に記載の組織アブレーション装置。
心房性不整脈を治療するための装置であって、
近位部および遠位部を有し、その近位部および遠位部が長手軸を規定しているカテーテル体とカテーテル体の遠位部に位置する少なくとも１つの展開可能な傘型体とを備え、
該傘型体は、カテーテル体に取付けられている複数のスプラインと、少なくとも１つのアブレーション要素と、複数のスプラインに取付けられている少なくとも１つの円周状ループまたはループのセグメントとを備え、その少なくとも１つのアブレーション要素が複数のスプラインの少なくとも１つに取付けられ、前記少なくとも１つの円周状ループまたはループのセグメントは、前記スプラインの遠位端に位置している、組織アブレーション装置。
スプラインが、肺静脈開口部の大きさに適合するように放射状に展開可能である、請求項３４に記載の装置。