JP2010524592A - 組織の選択的除去装置及び方法 - Google Patents

Abstract

組織から熱エネルギィを転写し、組織へ超音波エネルギィを伝達することによって、選択的にターゲットを決めて不要な組織を切除する、超音波装置及び方法を提供する。この装置は、組織からの熱エネルギィの転写と組み合わせて、あるいはこの転写に続けて、超音波エネルギィを生成し、切除用に選択された組織に送達する。
【選択図】図１

Description

本発明は、患者からの組織の除去に関するものであり、特に、熱転写と超音波エネルギィの伝達の組み合わせを用いて組織を除去する装置及び方法に関する。

一般的に皮膚を冒す疾病として定義されている皮膚疾患は人々を悩ませている共通の病気である。皮膚疾患は、複数層の皮膚を頻繁に侵す。通常の皮膚疾患には、しわ、瘢痕、いぼ、非転移性黒色腫、バシローマ（ｂａｓｉｌｏｍａｓ）、ヒト乳頭腫ウイルス、及び様々な前癌性あるいは癌性皮膚腫瘍が含まれる。皮膚疾患の典型的な治療方法には、外科的切除、化学的ピーリング、病変組織の低温破壊、及び様々な電気的治療が含まれる。

本発明は、不要な組織を選択的に切除する装置及び方法に関する。同時及び／又は順次に、切除すべき組織から熱エネルギィを転写し、この組織へ超音波エネルギィを伝達し、本発明は不要な組織及び／又は病変組織を破壊及び／又は除去する。本発明を用いて、外皮組織及び／又は内皮組織を切除することができる。本発明は、硬組織及び／又は柔組織の切除に用いることができる。

熱エネルギィの転写と、超音波エネルギィの伝達を切除中に組み合わせて、本発明は、不要な組織及び／又は病変組織を除去及び／又は破壊するにあたり、既存の方法とデバイスを超えた利点を提供する。一の利点は、切除中に冷たいエレメントと組織の癒着を防ぐことである。もう一つの利点は、組織に伝達した超音波エネルギィによって生じる振動を用いて、健康な組織及び／又は必要な組織から、不要な組織及び／又は病変組織を分離することである。もう一つの利点は、伝達した超音波エネルギィ及び／又は切除中の熱エネルギィの転写によって、微生物を破壊することである。もう一つの利点は、伝達した超音波エネルギィで治療した組織に鎮痛効果を作ることである。切除前、切除中、及び／又は切除後に超音波エネルギィを組織に伝達することは、治癒時間を短縮する、及び／又は、残存組織にその他の肯定的利益を提供するといった、更なる利点を提供する。

本発明による装置は、超音波チップの近位端に連結した超音波トランスデューサを具える切除デバイスとして実施することができる。この超音波チップは、一又はそれ以上のチャンバを規定する本体を具えていても良い。限定するものではないが、液体又は気体などの、低温流体を一またはそれ以上のチャンバに流すことで、超音波チップを冷却することができる。チャンバへの及び／又はチャンバからの低温流体の流れをよくするために、超音波チップは、チャンバに連通する一又はそれ以上の管、あるいは同様のエレメントを具えていても良い。この管は入口として作用し、リザーバからチップ内のチャンバへ低温流体を導入する。この管は出口として作用し、チャンバを通って及び／又はチャンバから低温流体を流すことができる。チャンバは、超音波チップの遠位端とほぼ同じように設計することができる。出口チューブの代替としてあるいは出口チューブと組み合わせて、超音波チップは、チャンバに連結された遠位端内に一またはそれ以上のオリフィスを具えていても良い。

チップを超音波周波数で振動させ、超音波チップに連結された超音波トランスデューサを用いて、このチップの遠位端から超音波エネルギィを伝える超音波の放出を誘発する。超音波チップは、同時に振動し、冷却される。代替的に、順次、超音波チップを冷却し、振動させるようにしても良い。このように、組織への超音波エネルギィの伝達は、組織から熱エネルギィを転写する間に、前に及び／又は後に生じる。組織から分離されて区別された、組織上の及び／又は超音波チップ上の積霜は、熱エネルギィ転写用及び／又は超音波エネルギィ伝達用導管として作用する。代替としてあるいは組み合わせにおいて、超音波チップのオリフィスから噴射される低温流体のスプレイも、熱エネルギィ転写用及び／又は超音波エネルギィ伝達用の導管として使用することができる。組織から熱エネルギィを転写し、組織へ超音波エネルギィを伝達して、冷却した及び／又は振動させた超音波チップがターゲット組織を選択的に切除する。選択した組織にターゲットを合わせて、本発明は、ターゲット組織周辺の健康な組織に過度なダメージを与えることなく、病変組織及び／又は不要な組織を除去する。

本発明は、好ましい実施例の図面と関連して述べられており、詳細が明確に理解される。図に記載された様々な実施例のうち、同様のエレメントには同じ符号が付されている。
図１は、本発明による組織切除用システムの一実施例を示す。 図２は、本発明による装置の実施例と、トランスデューサによって誘発された超音波チップの振動の振幅をプロットした図である。 図３は、超音波チップの遠位端に向けて延在する細く、長いチャンバを具える本発明の装置の実施例を示す図である。 図４は、超音波チップの本体によって規定されるチャンバに連結する前の、超音波トランスデューサを通るチャネルを具える本発明の装置の一実施例を示す図である。 図５は、超音波チップの遠位端の様々な実施例を集めた図である。

同時に及び／又は順次に、切除すべき組織から熱エネルギィを転写する、及びこの組織へ超音波エネルギィを伝達することによって、不要な組織及び／又は病変組織の選択的な切除を行う装置及び方法に関する。本発明の実施例によれば、高度に制御可能であり、組織を正確に切除することが可能である。

図１に、本発明による組織切除用システムの一実施例を示す。図に示す実施例は、超音波チップ１の近位端に連結した超音波トランスデューサ３を具える。超音波チップ１は、チタンなどの金属でできている。代替的に、超音波チップ１の全体又は部分をプラスチックで作り、治療後に廃棄するようにしても良い。超音波チップ１は、内側チャンバ７を規定する本体を具える。限定するものではないが、液体窒素などの低温流体をチャンバ７を通って流すことで、超音波チップを冷却する。チャンバ７を通る低温流体の流れを良くするように、超音波チップ１は、入口チューブ１６と出口チューブ１９を具える。両チューブ共にチャンバ７に連通している。超音波チップ１を通って循環する低温流体は、入口チューブ１６によってチャンバ７に連結された源５から出ている。

図１に示すように、超音波トランスデューサ３はケーブル１１によって超音波発生器６に接続されている。ケーブル１１を介して発生器６から受け取る電力を提供する駆動信号による超音波トランスデューサ３の作動が、超音波チップ１を誘発して、超音波振動を起こす。超音波チップ１の振動が誘発されると、遠位端１４を超音波活性化させ、超音波エネルギィを伝える超音波を発する。トランスデューサ３の活性化によって遠位端１４から発した超音波は、超音波チップ１において誘発された振動と同じ周波数を持つ。トランスデューサ３の活性化によって超音波チップ１で誘発された振動の周波数は、通常、トランスデューサ３の動作周波数に対応する。超音波トランスデューサ３は、約１８ＫＨｚ乃至約２０ＭＨｚの周波数で作動するように作られている。好ましい動作周波数は、約２０ＫＨｚから約６０ＫＨｚである。推奨される動作周波数は、約３５ＫＨｚである。トランスデューサ３の活性化によって発生した超音波の振幅は、約１ミクロン乃至約３００ミクロンである。トランスデューサ３によって発生した超音波の好ましい振幅は、約５０ミクロンである。超音波トランスデューサ３は、発生器６によって生成した駆動信号によってパルス化され、ケーブル１１によって超音波トランスデューサ３に伝達される。駆動信号は、矩形波、台形波、正弦波、または当業者が容易に認識できるその他のタイプの信号である。

図１に記載の超音波チップ１は、更に、その遠位端１４に、切除用に選択された組織９から分離され、区別された積霜２２を具える。超音波チップ１の遠位端１４上への積霜２２の生成は、空気からの水分を凝結させ遠位端１４上で凍らせることによって行われる。代替的に、限定するものではないが、水など、凍った状態で超音波を伝達することができる液体を、冷却した超音波チップ１の遠位端１４に配置して、凍らせるようにしても良い。また、冷却した超音波チップ１の遠位端１４を凍った状態で超音波を伝達することができる液体に、その液体の一部を遠位端１４上でに凍らせるのに十分な時間漬けることによって、積霜２２を作ることができる。

組織９の切除は、図１に示す装置を用いて、組織９に遠位端１４から超音波エネルギィを伝達し、組織９から熱エネルギィを遠位端１４に転写することによって行われる。組織９からの熱エネルギィの転写は、組織９への超音波エネルギィの伝達をもって、伝達に続いて、及び又は伝達と同時に生じる。組織９からの熱エネルギィの転写は、遠位端１４を組織９に近接させる及び／又は接触させることによって行われる。組織９への超音波エネルギィの伝達は、トランスデューサ３を作動させて、超音波チップ１を振動させ、遠位端１４を組織９に近接させる及び／又は接触させることによって行われる。

図１に示す超音波チップ１の遠位端１４上の積霜２２は、遠位端１４から組織９への超音波エネルギィ伝達用、及び／又は組織９からの熱エネルギィ転写用の導管として使用することができる。このように、熱エネルギィは、積霜２２を組織９に近接させて及び／又は接触させて配置することによって、組織９から転写することができる。更に、組織９への超音波エネルギィは、トランスデューサ３を作動させ、積霜２２を組織９に近接させて及び／又は接触させて配置することによって伝達される。

図２は、本発明による装置の一実施例を示す図であり、トランスデューサ３の作動によって誘発された超音波チップ１の振動の振幅をプロットしたものを示す。入口チューブ１６と出口チューブ１８は、機械的共鳴ノード２８近傍で超音波チップ１に取り付けられている。共鳴ノードは、超音波チップ１の振幅がゼロである点である。入口チューブ１６と出力チューブ１８を共鳴ノード近傍で超音波チップ１に取り付けることにより、これらのチューブがトランスデューサ３の作動によって超音波チップ１内に誘発された振動を吸収する度合いを小さくする。

図３に示すように、本発明による装置の一実施例は、超音波チップ１の遠位端１４に向かって延在する、細く、長いチャンバ７を具える。

図４に示すように、本発明による装置の実施例は、超音波チップ１の本体によって規定されるチャンバ７に接続する前に、超音波トランスデューサ３を通るチャネル３４を具える。この図に示す実施例は、更に、チャンバ７と遠位端１４との間にオリフィス１２を具える。図１に示す実施例の通り、低温流体２０をチャンバ７に流して、超音波チップ１を冷却することができる。チャンバ７を通過する低温流体２０は、チャネル３４に接続された源から発している。チャネル３４は、低温流体２０を当該源から受けて、チャンバ７へ伝える。チャンバ７を通過した後、低温流体２０は、オリフィス１２を通ってチャンバ７から出てゆく。オリフィス１２は超音波チップ１の遠位端１４内に開口しているため、チャンバ７を通過した低温流体２０は、低温スプレイとして超音波チップ１から出てゆく。

切除用に選択された組織９にオリフィス１２を解して超音波チップ１からの低温流体２０をスプレイして、組織９から熱エネルギィを転写する。更に、トランスデューサ３が作動する間にオリフィス１２から低温流体２０が組織９にスプレイされると、低温スプレイが導管として作用して、遠位端１４から組織９への超音波エネルギィの伝達が容易になる。オリフィス１２からの低温スプレイによる組織９からの熱エネルギィ転写と組織９への超音波エネルギィの伝達は、同時に及び／又は順次に行うことができる。

オリフィス１２を通って超音波チップ１から出てくる低温流体２０を組織９へスプレイすることによって、空気中の水分が凝結して組織９上で凍り、組織９から分離され区別された積霜２２ができる。図１に示す超音波チップ１の遠位端１４上の積霜のように、組織上の積霜を、遠位端１４から組織９への超音波エネルギィの伝達用及び／又は組織９からの熱エネルギィ転写用の導管として使用することができる。このように、組織９への超音波エネルギィの伝達は、トランスデューサ３を作動させ、遠位端１４を組織９上の積霜２２と接触させて配置することによって行うことができる。組み合わせてあるいは代替として、組織９への超音波エネルギィの伝達は、トランスデューサ３を作動させながら組織９上の積霜２２にオリフィス１２からの低温流体２０でスプレイして行うようにしても良い。この場合、低温スプレイが導管として作用し、遠位端１４から組織９上の積霜２２への超音波エネルギィの伝達が容易になり、従って、低温スプレイから組織９への超音波エネルギィの伝達用導管として作用する。

図５は、超音波チップ１の遠位端１４の様々な実施例を集めたものである。図５（ａ）、５（ｈ）、及び５（ｉ）に示すような丸型あるいは楕円形の遠位端は、組織の大きな領域を切除するのに有用である。図５（ｂ）に示すような、鋭い円錐形の遠位端は、組織の小さな領域を正確に切除するのに有用である。図５（ｃ）、５（ｄ）、５（ｅ）、及び図５（ｆ）に示すような平坦な遠位端は、局所的な組織切除に有用である。図５（ｇ）に示すように、遠位端は歯状であっても良い。図５（ｊ）に示すような複数オリフィス１２を具える遠位端は、限定するものではないが、血管などの身体の様々なルーメンを形成する組織の切除に有用である。図５（ｅ）に示すように、幾何学的形状が遠位端１４と一致する使い捨てのプラスチックカバー２６を用いて、遠位端１４を覆うようにしても良い。図５（ｋ）に示すような後方に円錐形を成す遠位端１４は、遠位端１４からでる超音波エネルギィの一部を合焦させることができる。図５（ｌ）に示すような凹型遠位端は、遠位端１４から出る超音波エネルギィの一部を焦点４４に合焦させることができる。

本発明は、不要な組織及び／又は病変組織の選択的な切除に有用である。本発明にかかる方法は、切除すべき組織へ超音波エネルギィを伝達し、切除すべき組織から熱エネルギィを転写するステップを具える。組織からの熱エネルギィの転写は、組織へ超音波エネルギィを伝達し、伝達に続いて、及び／又は伝達と同時に生じる。順次に生じる熱エネルギィの転写と超音波エネルギィの伝達、及び同時に生じる熱エネルギィの転写と超音波エネルギィの伝達は、当業者に認識されるとおり、切除中に行われる。

ここで使用されているように、組織への低温エネルギィの送達は、組織からの熱エネルギィの転写と同意語であることは自明である。

ここで使用されているように、超音波エネルギィの組織への送達は、超音波エネルギィの組織への伝達と同意であることは自明である。

単数の冠詞を付けて記載されている要素は、複数で使用することができることは自明である。また、複数で記載されている要素も単数として使用できる。

装置と方法の特定の実施例を図に示して説明したが、同じ目的を達成するための配置、組み合わせ、及び／又は順序を、ここに示す特定の実施例用に代用させることは当業者には自明である。上述の記載は例示的なものであり、限定を意図するものではないと解すべきである。上述の実施例とその他の実施例との組み合わせ、また、上述の方法とその他の使用方法の組み合わせと順序は、本発明の開示を読んだ当業者には自明である。本発明の範囲は、特許請求の範囲と共に、この請求の範囲が権利を与えている均等物の全範囲を参照して、決定すべきである。

Claims (30)

1. 組織を切除する装置において：
   ａ．超音波チップであって、
   ｉ．チャンバと；
   ｉｉ．前記チャンバに連通する入口チューブと；
   ｉｉｉ．前記チャンバに連通する出口チューブと；
   ｉｖ．遠位端と；
   ｖ．前記組織から分離され、区別される前記遠位端上の積霜と；
   を具える超音波チップと：
   ｂ．前記超音波チップの近位端に連結された超音波トランスデューサと：
   を具えることを特徴とする装置。
2. 更に、約１８ｋＨｚ乃至約６０ＭＨｚの周波数で作動する前記超音波トランスデューサによって特徴付けられる請求項１に記載の装置。
3. 更に、約２０ｋＨｚ乃至約１００ｋＨｚの周波数で作動する前記超音波トランスデューサによって特徴付けられる請求項１に記載の装置。
4. 更に、約３５ｋＨｚの周波数で作動する前記超音波トランスデューサによって特徴付けられる請求項１に記載の装置。
5. 更に、前記チップを振動させて、振幅が約１ミクロン乃至約３００ミクロンの超音波を前記チップの遠位端から発することができる超音波トランスデューサによって特徴付けられる請求項１に記載の装置。
6. 更に、前記チップを振動させて、振幅が約５０ミクロンの超音波を前記チップの遠位端から発することができる超音波トランスデューサによって特徴付けられる請求項１に記載の装置。
7. 更に、丸い遠位端を具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 更に、平坦な遠位端を具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 更に、鋭い円錐形の遠位端を具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 更に、歯状の遠位端を具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 更に、凹状の遠位端を具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. 更に、前記トランスデューサを通って、前記チャンバに連結されたチャネルを具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 組織を切除する方法において：
    ａ．切除すべき組織から熱エネルギィを転写するステップと；
    ｂ．前記組織から分離され、区別された、前記組織に接触した積霜を通って、前記組織に超音波エネルギィを伝達するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
14. 更に、周波数約１８ｋＨｚ乃至約６０ＭＨｚの超音波で、前記積霜を通って伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項１３に記載の方法。
15. 更に、周波数約２０ｋＨｚ乃至約１００ｋＨｚの超音波で、前記積霜を通って伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項１３に記載の方法。
16. 更に、周波数が約３５ｋＨｚの超音波で、前記積霜を通って伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項１３に記載の方法。
17. 更に、振幅約１ミクロン乃至約３００ミクロンの超音波で、前記積霜を通って伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項１３に記載の方法。
18. 更に、振幅約５０ミクロンの超音波で、前記積霜を通って伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項１３に記載の方法。
19. 更に、前記組織に低温流体をスプレイすることによって行われる、前記組織からの熱エネルギィの転写によって特徴付けられる請求項１３に記載の方法。
20. 更に、前記組織に低温流体をスプレイすることによって、積霜を作るステップを具えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
21. 更に、低温スプレイを介して前記積霜へ超音波エネルギィを伝達する方法を具えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
22. 組織を切除する方法において：
    ａ．前記切除すべき組織から熱エネルギィを転写するステップと；
    ｂ．低温スプレイを介して前記組織へ超音波エネルギィを伝達するステップと、
    を具えることを特徴とする方法。
23. 更に、周波数約１８ｋＨｚ乃至約６０ＭＨｚの超音波で、前記低温スプレイを介して伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項２２に記載の方法。
24. 更に、周波数約２０ｋＨｚ乃至約１００ｋＨｚの超音波で、前記低温スプレイを介して伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項２２に記載の方法。
25. 更に、周波数約３５ｋＨｚの超音波で、前記低温スプレイを介して伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項２２に記載の方法。
26. 更に、振幅約１ミクロン乃至約３００ミクロンの超音波で、前記低温スプレイを介して伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項２２に記載の方法。
27. 更に、振幅が約５０ミクロンの超音波で、前記低温スプレイを介して伝わる超音波エネルギィによって特徴付けられる請求項２２に記載の方法。
28. 更に、前記低温スプレイで前記組織にスプレイすることによる前記組織からの熱エネルギィの転写によって特徴付けられる請求項２２に記載の方法。
29. 更に、前記低温スプレイによって前記組織にスプレイすることで、前記組織と分離され、区別される積霜を組織上に作るステップを具えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
30. 更に、前記組織と分離され、区別される組織上の積霜に前記スプレイを介して超音波エネルギィを伝達するステップを具えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。

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