JP2012101080A - 電気外科手術を行うための装置、システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波焼灼術を行うための装置を提供する。
【解決手段】装置は組織に経皮的に介入するよう構成される開近位端１２および閉遠位端を含むカテーテル６を含む。マイクロ波エネルギー源８への接続に適用される指向性マイクロ波アンテナプローブ４は、選択的にカテーテルに接合する。指向性マイクロ波アンテナは、指向性マイクロ波アンテナから組織へマイクロ波エネルギーの放射を方向付けるためにその中で回転可能である。
【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、電気外科手術を行うための装置、システムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、マイクロ波焼灼術を行うために構成される指向性マイクロ波アンテナプローブおよびカテーテルを含む装置、システムおよび方法に関する。

例えば月経過多に対して行われるようなマイクロ波焼灼術は、通常、標的組織を焼灼して当該組織を変性させるまたは殺すために行われる。電磁放射線治療に利用される多くの手術および装置の種類は、当該技術分野において既知である。そのようなマイクロ波治療は、通常、前立腺、心臓、肝臓のような組織および臓器の治療に使用される。１つの非侵襲手術は、一般的に、マイクロ波エネルギーの使用を介して皮膚の下にある組織（例えば腫瘍）の治療を含む。通常、マイクロ波エネルギーは、電源、例えばマイクロ波発生器、により発生し、動作可能にマイクロ波アンテナの放射部に接合された同軸ケーブルに供給されたマイクロ波アンテナを介し組織へ伝送される。

組織の処置の際、マイクロ波アンテナの放射部は、目的とする組織、例えば腫瘍の中に位置し、マイクロ波エネルギーはそこに放射され得る。通常、マイクロ波エネルギーは、特定の指向性パターンなく放射される。すなわち、マイクロ波エネルギーの方向は制御されていない。例えば、ある外科的環境下において、マイクロ波エネルギーは、一般的に球形パターンに、半径方向外側に放射され得る。マイクロ波エネルギーの球形パターンは、例えば一般的に球形を示す組織検体のような、ある形状および／または型の組織検体の処置に適し得る一方で、マイクロ波エネルギーの当該球形パターンは、組織検体の他の形状および／または型の処理には適していないことがあり、それは例えば腫瘍が細長い場合または他の形状の場合である。

本開示は、マイクロ波焼灼術を行うためのシステムを提供する。システムは、経皮的に組織に介入するよう構成される開近位端および閉遠位端を含むカテーテルを含む。マイクロ波エネルギー源への接続に適用される指向性マイクロ波アンテナプローブは、選択的にカテーテルに接合する。指向性マイクロ波アンテナは、マイクロ波エネルギーの放出をそこから組織へ方向付けるためにカテーテル内で回転可能である。

本開示は、マイクロ波焼灼術を行うための装置を提供する。装置は、経皮的に組織に介入するよう構成される開近位端および閉遠位端を含むカテーテルを含む。マイクロ波エネルギー源への接続に適用される指向性マイクロ波アンテナプローブは、選択的にカテーテルに接合する。指向性マイクロ波アンテナは、マイクロ波エネルギーの放出をそこから組織へ方向付けるためにカテーテル内で回転可能である。

本開示は、また、マイクロ波手術を行う方法を提供する。方法は、その隣に配置された組織に経皮的に介入するよう構成される開近位端および閉遠位端を含むカテーテルを用いて、経皮的に組織に介入することを含む。方法の工程は、マイクロ波エネルギー源への接続に適用される指向性マイクロ波アンテナプローブをカテーテル内に配置することを含む。指向性マイクロ波アンテナは、マイクロ波エネルギーの放出をそこから組織へ方向付けるためにカテーテル内で回転可能である。そして、所望の組織効果を成し遂げ得るようなマイクロ波エネルギーのマイクロ波アンテナへの伝送は、方法の別の工程である。

本開示の様々な実施形態を図面を参照して以下に述べる。

本開示の実施形態に係る指向性プローブおよび導入カテーテルを含むシステムの側面斜視図である。 導入カテーテルに接合された指向性プローブと一体になった、図１Ａに描写されたシステムの側面斜視図である。 図１Ａおよび１Ｂに描写された導入カテーテルの斜視図である。 図２に描写された導入カテーテルの側断面図である。 図１Ａおよび１Ｂに描写された指向性プローブの遠位端の斜視図である。 指向性プローブの開口部の角度を図解する、「４Ｂ−４Ｂ」線断面に沿った図４Ａの細部の範囲で描写された際の指向性プローブの概略図である。 指向性プローブの開口部の別の角度を図解する概略図である。 図４Ａで描写された指向性プローブの側断面図である。 指向性プローブおよび導入カテーテルを通る流体の流れを図解する、図１Ｂに描写された導入カテーテルに接合された指向性プローブの遠位端の側断面図である。 様々な方向に放射する指向性プローブの図である。

以下、本開示の詳細な実施形態を開示する。しかしながら、開示される実施形態は本開示の単なる実施例であり、様々な形で実施され得る。従って、以下に開示される特定の構造および機能の詳細は、限定して解釈されるべきではなく、特許請求の範囲のための基盤として、および任意の適切で詳細な構造で本開示を様々に採用することを当業者に教示するための代表的な基盤として単に解釈される。

図面および以下の説明において、用語「近位端」は、従来と同様に、使用者に近い端を指し、一方、用語「遠位端」は使用者から離れた端を指す。

図１Ａおよび１Ｂを参照すると、電気外科手術を行うためのシステムは、２と指定される。システム２は、指向性マイクロ波プローブ４およびカテーテル６を含む。プローブ４は、１つ以上の適切な電気外科エネルギー源、例えばマイクロ波発生器８、に接続するよう適用される。ある実施形態において、プローブ４およびカテーテル６は共に、流体をプローブ４およびカテーテル６の１つまたは両方に供給するよう構成される１つ以上の流体源１０に接合するよう適用される。ある実施形態において、プローブ４およびカテーテル６は共に、組織の隣に置かれるカテーテル６および／またはプローブ４の配置を容易にするよう構成される１つ以上のイメージガイドシステム７へ接合するように適用される。

続けて図１Ａおよび１Ｂ並びに図２から３を参照すると、カテーテル６が図解されている。カテーテル６は、その隣に位置する組織に経皮的に介入し、内部でプローブ４を受けるよう構成される。この目的を考慮して、カテーテル６は、近位端１２、伸長した本体部または軸１４、および遠位端１６を含む。図解される実施形態において、カテーテルは、近位端１２に隣接して動作可能に配置される適切な寸法の流入／流出口１７を含む。流入／流出口１７は、流体源１０（供給ホース（図示せず）を介し）およびカテーテル６の空隙２４（図３）と流体連通し、以下にさらなる詳細を記載する。

近位端１２は、近位端を通り、プローブ４を受けるよう構成される。さらに詳細には、近位端１２は、カテーテル６およびプローブ４が互いに接合する際に、カテーテル６とプローブ４間の実質的な流体密封を提供するよう構成される（図１Ｂ参照）。そのために適切な構造の隔壁１８は、カテーテル６の近位端１２に動作可能に配置される（図１Ａから３）。

隔壁１８は、限定はされないが、ゴム、プラスチック、金属、金属合金などを含む適切な材料から作製され得る。図解される実施形態において、隔壁１８はゴムから作製される。ゴム隔壁１８は、カテーテル６およびプローブ４が互いに接合される際に、カテーテル６とプローブ４間の実質的な流体密封を提供することを容易にする。

隔壁１８は、そこに明示される、適切な構造の開口部２０と共に、一般的に環状または円周形状の構造を含む（図３）。開口部２０は、そこを通るプローブ４を受けることと、カテーテル６とプローブ４間の実質的な流体密封を提供することを容易にするよう構成される。そのために、開口部２０は、プローブ４の直径よりもわずかに小さい直径を含む。開口部２０は、プローブ４のわずかに大きい直径を収容するため屈曲または拡大する。これは、ゴム隔壁１８に帰する弾性による開口部２０の「弾力性」である。ある実施形態において、開口部２０の内壁とプローブ４の外表面間の動摩擦係数を減少させるために、１つ以上の潤滑材料（例えば外科用ゼリー、ＰＴＦＥなど）で隔壁１８（またはいくつかの例においてはプローブ４）を被覆することが有用であると証明され得る。開口部２０は、軸１４の空隙２４内に延在する。

軸１４は、隔壁１８と適切に釣り合い、動作可能に接合される。軸１４は一般的に伸長した構造を含み、任意の適切な材料から作製され得る。さらに詳細には、軸１４は、プローブ４がカテーテル６に接合する際、プローブ４が軸１４を通じてマイクロ波エネルギーを伝送および／または放射するよう構成される。この目的を考慮して、軸１４は、透明な高周波材料、例えばガラス繊維、高温複合プラスチック（例えばポリイミド、ポリエーテル、ケトンなど）、で作製される。

ある実施例において、軸１２および／またはカテーテル６は、カテーテル６に構造的な支えを加え、且つカテーテル６の画像支援配置（ｉｍａｇｅ−ａｉｄｅｄ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）の間にその可視性を高めるよう構成された適切な比率の実質的に剛体の導入シース１５を選択的に受けるよう構成される（図３）。この実施例において、シース１５は組織に介入する前にカテーテル６に挿入され得る。カテーテル６が組織に隣接して配置される際、シース１５は、カテーテル６から除去され得、プローブ４は、実質的に、カテーテル６に挿入され得る。

ある実施例において、軸１４の外面は、組織検体に隣接したカテーテル６の配置を容易にするよう構成される指標を含み得る。例えば、またある実施例において、組織に挿入されたカテーテルの深さを示すため、深さ指標１３（図２の模型に示す）を軸１４の外面に提供することは有用であると証明され得る。上述のように、上記に提供される理由のため、軸１４の外側は１つ以上の潤滑材料で被覆され得る。

軸１４は、プローブ４がその中で動くことができるように構成される空隙２４を含む。さらに詳細には、空隙２４は、その中でプローブ４が並進移動可能且つ回転可能であるように構成される。以下に重要性をより詳細に記載する。つまり、プローブ４は、その周りの自由な回転の方向性を維持しつつ、空隙２４内で遠位および近位に動くことができる。そのために空隙２４は、（最良には図３に示すように）開口部２０の直径および（最良には図７Ａおよび７Ｂに示すように）プローブ４の直径よりわずかに大きい直径を含む。空隙２４は、その中に流体、例えば冷却生理食塩水、を供給するために、流入／流出口１７と流体連通する。空隙２４は、流入／流出口１７から、プローブ４へ流体が循環するよう構成される（図６と組み合わせて図１Ｂを参照のこと）。例証目的として、流体の流れは、空隙２４およびプローブ４内に配置された矢印によって図解される。ある実施形態において、空隙２４は、流体がプローブ４から流入／流出口１７へと循環するよう構成される。空隙２４は、実質的に軸１２の長さに沿って延在し、末端はカテーテル６の遠位端１６に隣接する概ね弓状の外形となる（図６〜７Ｂに示す）。

遠位端１６は、組織を穿孔するよう構成され、結果として、カテーテル６は組織検体、例えば腫瘍に隣接して（またはいくつかの実施例においては組織検体の中に）配置され得る。そのために、遠位端１６は、概ね尖った先端２６を含む。尖った先端２６は、ここに意図される目的のために、適切ないずれかの形状を含み得る。例証目的として、尖った先端２６は、概ね円錐形状を含む。尖った先端２６は、いずれかの適切な材料から作製され得る。図解される実施形態において、尖った先端２６は金属、セラミックおよびプラスチックのような材料から作製される。

再び図１Ａおよび１Ｂ並びに図４Ａおよび５を参照すると、プローブ４が図解されている。プローブ４は、電気外科エネルギー、例えばマイクロ波エネルギーを標的組織、例えば腫瘍に伝送および／または放射するよう構成され、結果として所望の組織効果、例えば腫瘍を焼灼し得ることを成し遂げる。そのために、プローブ４は、ハブまたは柄２８（図１Ａ）内部同軸給電器またはケーブル３２（図４Ａおよび５）を支持または収容するよう構成される軸３０（図１Ａおよび４Ａ）、および伝導性遠位端または先端３４（図１Ａ，１Ｂ，４Ａおよび５）を含む。図解される実施形態において、プローブ４は、柄２８に動作可能に配置される適切な寸法の流入／流出口３７を含む（図１Ａおよび１Ｂ）。流入／流出口３７は、以下にさらに詳細に記載するが、流体源１０（返送ホース（図示せず）を介して）および軸３０により画定される空隙３８（図５および６）と流体連通する。

続けて図１Ａおよび１Ｂを参照すると、柄２８は適切に成形されている。さらに詳細には、柄２８は、カテーテル６内において回転可能且つ遠位および／または近位に配置することに関して、使用者が容易に使用できるように人間工学的に設計され得る。この目的を考慮して、柄２８は、流入／流出口３７と、マイクロ波発生器８選択的に接合する電力ケーブル４４と接合するコネクタ４２とを支持するよう構成される、概ね円周の形状を含む。

電力ケーブル４４は、電気外科エネルギーを伝導することが可能であるいずれかの適切なケーブルであり得る。コネクタ４２は、プローブ４の近位端４６から延在し、且つ遠位端３４に隣接して動作可能に配置される内部伝導体端４８を含む内部同軸給電器３２を介して、電気外科エネルギーを伝導性遠位端３４に供給する（最良には図５に示される）。当該技術分野において一般的であるように、内部同軸給電器３２は、絶縁材料４３と、内部伝導体端４８および絶縁材料の各々を取り囲む外部伝導体４５とを含む。

軸３０は、動作可能に柄２８に接合され、その中に内部同軸給電器３２を収容または支持するよう構成される。図解される実施形態において、同軸給電器３２は、いずれかの適切な接合方法によって、軸３０の内部枠に動作可能に接合される。

軸３０は、その長さに沿って延在する内部空洞または空隙３８を伴い、概ね伸長した構成を含む。図解される実施形態において、軸３０は、空隙３８を介して流入／流出口３７と流体連通する。空隙３８は、流体、例えば冷却した生理食塩水をカテーテル６から流入／流出口３７へと導き、最終的に流体源１０に返送する。

軸３０は、プラスチック、金属、金属合金などを含むが、それに限定されない、いずかの適切な材料から作製され得る。図解される実施形態において、軸３０は、例えばアルミニウムのような軽量金属から作製される。

軸３０は、プローブ４の近位端４６から延在し、１つ以上の適切な接合方法、例えば、燃焼、溶接、はんだづけによって、伝導性遠位端３４を含むまたは接合する。ある実施形態において、軸３０は、伝導性遠位端３４と共に一体となって形成される。

再び図４Ａを参照すると、伝導性遠位端３４は、電気外科エネルギーの放射を方向付けるために構成される。そのために、伝導性遠位端３４は、遠位端５２に隣接して配置される適切な比率の隙間または開口部５０（図１Ａ、４Ａ、および５〜７Ｂ）と共に一般的に広げられた構成を含む。

遠位端５２は、カテーテル６の空隙２４の遠位端の外形に適合するよう形成される概ね弓状の構成を含む（図６、７Ａおよび７Ｂ）。遠位端５２の外形および空隙２４の遠位端を適合させることは、遠位端５２が空隙２４の遠位端に「達した」または接触した際、開口部５０を通る流体の流れを方向付けることを容易にする。つまり、遠位端５２が空隙２４の遠位端に「達し」または接触し、開口部５０を通じて流体を押し通す際、実質的な流体密封が遠位端５２と空隙２４の遠位端との間の境界に存在する。

開口部５０は遠位端３４の長さに沿って延在し、そこからの電気外科エネルギー伝送を最大化および／または集中させるよう構成される概ね伸長した構成を含む。伝導性遠位端３４から組織へ電気外科エネルギーを方向付けることを容易にするために、開口部５２は角度をつけて曲げる（図４Ｂおよび４Ｂ_−１と組み合わせて図４Ａを参照のこと）。開口部５２の角度は、約４５°（図４Ｂ_−１）から約２５０°（図４Ｂ）の範囲である。

システム２の操作を、電気外科手術、例えばマイクロ波焼灼術を行うための方法において使用することに関して説明する。そこに配置される導入シース１５を伴うカテーテル６は、下層の組織に経皮的に介入するために使用される（図６）。ある実施例において、イメージガイドシステム７は、目的とする組織検体、例えば腫瘍に隣接するカテーテル６を移動させるために利用され得る。一度、カテーテルが配置されると、導入シース１５は除去され、プローブ４は、開口部２０を介してカテーテル６の空隙２４に導入される（図１Ｂおよび６）。実質的な流体密封は、プローブ４がカテーテル６に導入される際、開口部２０とプローブ４の軸３０の外面との間に存在する。

その後、マイクロ波発生器８が作動し、マイクロ波エネルギーが内部伝導体端４８に伝送され、開口部５０を介して、伝導性遠位端３４から放射される（図７Ａ）。開口部５０およびその角度は、開口部５０から標的組織に沿った特定の位置へのマイクロ波エネルギーの放射を方向付けることを容易にする。ある外科的環境または状況においては、標的組織に沿った異なる位置の処置が必要であると証明され得る。この例においては、使用者がカテーテル６の空隙２４内でプローブ４を並進移動させおよび／または回転させ得る（図７Ｂ）。マイクロ波手術の間、内部伝導体４８および／または伝導性遠位端３４を冷却することが有用であると証明され得る。この例において、流体供給源１０は、流体、例えば冷却生理食塩水をカテーテル６の流入／流出口１７へ、空隙２４を通して循環させることに利用され得る（図６）。冷却生理食塩水は、プローブ４の開口部５０および空隙３８（図６）を通じて、返送ホースを介して流体供給源へと戻すよう導かれた流入／流出口３７まで戻る。理解されるように、冷却生理食塩水の循環路は逆行し得る。つまり、冷却生理食塩水は、プローブ４に供給され、カテーテル６を介して流体供給源１０に戻され得る。

以上により、また様々な図面を参照して、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示に対してある変更を行うことができると理解するであろう。例えば、ある実施形態において、内部伝導体端４８を含む同軸給電器３２に追加の保護を提供する一方で、流体が流れるようにするため、開口部５２に穴の開いた非伝導性絶縁窓５４（図１Ａ）を動作可能に配置し得る。さらに詳細には、非伝導性絶縁窓５４は、電気外科手術の過程の間、隣接する組織構造、骨の物質、流体、または内部伝導体端４８を含む同軸給電器３２に起こりうる脅威をもたらし得る他の物質から、内部伝導体端４８を含む同軸給電器３２を保護するよう機能する。例証目的として、図１Ａにおいて非伝導性絶縁窓５４を開口部５２から離して示す。理解されるように、非伝導性絶縁窓５４は、開口部５４および／または遠位端３４と、１つ以上の適切な接合方法（例えば、エポキシ樹脂から作られた接着剤）を介して接合され得る。

本発明の様々な実施形態が図面で示されたが、それは本開示がそれらに限定されることを意図しておらず、当該技術分野が許容するであろう範囲と同程度に広い範囲であること、本明細書が同様に読解されることを意図している。したがって、上記記載は限定としてではなく、単に、特定の実施形態の例証として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲および精神の範疇において、他の変更形態を想定するであろう。

Claims (14)

1. マイクロ波焼灼術を行うためのシステムであって、
   マイクロ波エネルギー源と、
   組織に経皮的に介入するよう構成される開近位端および閉遠位端を含むカテーテルと、
   前記マイクロ波エネルギー源への接続に適用する指向性マイクロ波アンテナプローブとを備え、
   前記指向性マイクロ波アンテナが前記カテーテルと選択的に接合し、前記指向性マイクロ波アンテナから組織へマイクロ波エネルギーの放射を方向付けるためにその中で回転可能であるシステム。
2. 前記カテーテルが透明な高周波材料から作製される請求項１に記載のシステム。
3. 前記透明な高周波材料が、ガラス繊維および高温複合プラスチックからなる群より選択される請求項２に記載のシステム。
4. 前記カテーテルの遠位端が、金属、セラミックおよびプラスチックからなる群より選択される材料から作製される請求項１に記載のシステム。
5. 実質的可撓性軸が、前記カテーテルの近位端と遠位端との間に配置され、且つその長さに沿って実質的に延在する空隙を含む請求項１に記載のシステム。
6. 前記空隙が、前記カテーテルの近位端に隣接して動作可能に配置される流入／流出口と流体連通する請求項１に記載のシステム。
7. 隔壁が前記カテーテルの近位端に動作可能に配置され、前記カテーテルおよび前記指向性マイクロ波アンテナプローブが互いに動作可能に接合される際、前記カテーテルと前記指向性マイクロ波アンテナプローブ間に実質的流体密封を提供するよう構成される請求項１に記載のシステム。
8. さらにイメージガイド装置を含む請求項１に記載のシステム。
9. 前記イメージガイド装置が、ＣＡＴスキャン装置、超音波装置、および磁気イメージング装置からなる群より選択される請求項８に記載のシステム。
10. 前記カテーテルが、前記カテーテルに構造的支持を加えるよう構成される実質的に剛体の導入シースを選択的に受け、且つ前記カテーテルの画像支援配置の間に可視性を高めるよう構成される請求項１に記載のシステム。
11. 前記指向性マイクロ波アンテナプローブの近位端が、
    前記マイクロ波エネルギー源、および指向性アンテナプローブの長さに沿って実質的に画定される空隙と流体連通する流入／流出口を動作可能に接合するよう構成される柄と、
    前記マイクロ波エネルギーの放射を方向付けるために構成される前記指向性マイクロ波アンテナプローブの遠位端とを含む請求項１に記載のシステム。
12. 前記指向性マイクロ波アンテナプローブの遠位端は、広がっており、且つそこに画定された開口部を含む請求項１１に記載のシステム。
13. 前記指向性マイクロ波アンテナの遠位端が、流体の流れを容易にするよう構成される穴の開いた絶縁窓を含む請求項１１に記載のシステム。
14. マイクロ波焼灼術を行うための装置であって、
    組織に経皮的に介入するよう構成される開近位端および閉遠位端を含むカテーテルと、
    マイクロ波エネルギー源への接続に適用される指向性マイクロ波アンテナプローブとを備え、
    前記指向性マイクロ波アンテナが前記カテーテルと選択的に接合し、前記指向性マイクロ波アンテナから組織へマイクロ波エネルギーの放射を方向付けるためにその中で回転可能である装置。
    

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