JP2013544155A - 腎神経の検出切除装置および方法 - Google Patents

Abstract

刺激エネルギーは、所定のエネルギー送達プロトコルに従って、１つまたは複数の腎動脈部位に送達される。この刺激エネルギーは患者から生理学的反応を引き出すには十分だが、腎神経を切除するには不十分なものである。生理学的反応を引き出す標的腎動脈部位が特定され、標的部位のまたは標的部位に近接した腎神経組織が切除される。

Description

本発明は、腎神経を検出し、検出された腎神経を切除する装置および方法に関する。

血管周囲腎神経の切除は高血圧治療に用いられてきた。現在のところ、標的腎神経の位置を確実に特定する有効な方法が存在しないため、従来のアプローチでは、軸方向および周方向に間隔をおいて任意の位置で切除を行い、動脈狭窄のリスクを低減しようと試みてきた。このアプローチは、必要とするよりも多くの組織を切除するが、神経は動脈外膜にほぼ沿って予測不能な蛇行経路をたどる可能性があるため重要な標的神経を見逃す可能性がある。従来アプローチでは、重要な腎神経および神経束を容易に見逃す可能性がある。よって、従来アプローチは望まれるほど有効ではなく、望むよりも多くの不要な損傷を非標的組織に及ぼす。標的神経が無事切除されたか否かを判定する優れた方法もないため、医師は手順が完了したのかどうかがわからない。

本発明は、上記した懸案を鑑みてなされたものである。

本開示の実施形態は、腎神経を検出し、検出された腎神経を切除する装置および方法に関する。各種実施形態によると、装置は、近位端と、遠位端と、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さと、を有する可撓シャフトを備えるカテーテルを含む。電極アレイは可撓シャフトの遠位端に設けられ、腎動脈内での展開に合わせた寸法にて形成される。電極アレイは低プロファイルの導入形態と展開形態との間で変形可能である。電極アレイは、展開形態にあるときに腎動脈の壁またはその近傍で複数の腎動脈部位に配置可能な間隔をおいて配置された複数の電極を含む。外部システムは、カテーテルに連結されるとともに、患者から生理学的反応を引き出すが腎神経を切除するには不十分な刺激エネルギーを選択的に複数の電極を送達するように構成される。さらに、外部システムは、標的部位に隣接する腎神経を切除するために生理学的反応を引き出す標的腎動脈部位の電極に、高周波電気エネルギーを送達するように構成される。

他の実施形態によると、該方法は所定のエネルギー送達プロトコルにしたがい、刺激エネルギーを１つまたは複数の腎動脈部位に送達することを含み、該刺激エネルギーは、患者から生理学的反応を引き出すには十分であるが腎神経を切除するには不十分なものである。該方法は、生理学的反応を引き出す腎動脈部位の標的部位を特定することと、標的部位の腎神経組織を切除することと、をさらに含む。

いくつかの実施形態によると、装置は刺激カテーテルおよび切除カテーテルを含む。刺激カテーテルは、近位端と、遠位端と、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さと、を有する可撓シャフトを含む。刺激構造はシャフトの遠位端に設けられ、刺激手段を複数の腎動脈部位に送達するように構成される。切除カテーテルは、近位端と、遠位端と、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さと、を有する可撓シャフトを含む。切除カテーテルは、切除カテーテルのシャフトの遠位端に設けられる切除構造を含む。第１の外部システムは、刺激カテーテルに連結され、患者から生理学的反応を引き出すために複数の腎動脈部位に選択的に刺激手段を送達することを促進するように構成される。第２の外部システムは、切除カテーテルに連結され、標的部位に隣接する腎神経を切除するために生理学的反応を引き出す標的腎動脈部位に切除手段を送達することを促進するように構成される。

刺激カテーテルと切除カテーテルは別々の装置とすることができる。あるいは、単独の装置で刺激構造と切除構造の両方を有することができる。刺激構造と切除構造とは類似の技術（たとえば、機能を果たすために電極と電気エネルギーの使用）または異なる技術（たとえば、一方が電気ＲＦ、他方が超音波を使用）を利用することができる。刺激構造と切除構造は共通の素子を利用することができる（たとえば、同一の電極を刺激エネルギーの印加とＲＦ切除エネルギーの印加のために使用することができる）、あるいは、同一のトランスデューサでたとえば低エネルギー音響刺激エネルギーと高エネルギー音響切除エネルギーを適用することができる。

これらのおよびその他の特徴は、以下の詳細な説明と添付図面を参照して理解することができる。

右腎と、腹部大動脈から側方に分岐する腎動脈を含む腎血管系と、を示す図である。 腎動脈の交感神経支配を示す。 腎動脈の交感神経支配を示す。 腎動脈の壁の各種組織層を示す。 腎神経の一部を示す。 腎神経の一部を示す。 各種実施形態に係る腎神経検出切除法の各種プロセスを示すフローチャートである。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除装置を示す。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除用に構成された複数の電極を支持する１つまたは複数の自己拡張型バスケット構造を含む切除カテーテルを示す。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除用に構成された複数の電極を支持する１つまたは複数の自己拡張型バスケット構造を含む切除カテーテルを示す。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除用に構成された複数の電極を支持する１つまたは複数の自己拡張型バスケット構造を含む切除カテーテルを示す。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除用に構成された複数の電極を支持する１つまたは複数の自己拡張型バスケット構造を含む切除カテーテルを示す。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除用に構成された複数の電極を支持する複数の弾性並置ワイヤを含む切除カテーテルを示す。 各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除用に構成された複数の電極を支持する複数の弾性並置ワイヤを含む切除カテーテルを示す。

本開示の実施形態は、高血圧のより有効な治療のために、血管周囲腎神経を刺激して、腎神経の位置を特定し、標的神経切除部位を決定する装置および方法に関する。本開示の実施形態は、標的腎神経の刺激から生じる痛みやその他の信号（たとえば、生理学的反応）を利用して、どの組織位置が標的として最適であるか、および標的神経が切除されたか否かを検出する。

各種実施形態によると、カテーテルは腎動脈内の所定の位置まで前進された、複数の個々の電極を備えた作用位置を有する。電極は動脈壁またはその近傍に配備され、軸方向および／または周方向に間隔をおいて離れた位置に配置される。各電極は一度にまたは所定の組み合わせで、組織を切除しない低刺激エネルギーを用いて活性化され、標的神経が特定の電極の近傍にあることを示す十分な神経反応があるか否かを検出する。

電極は、生理学的反応の誘引を強化する周波数、振幅、および電気エネルギーのパターンで活性化される。反応は、痛み、刺痛、熱、圧力、またはその他の交感神経活動の生理学的指標とすることができる。複数の電極を循環後、標的神経の近傍にあることが確認された部位でＲＦ切除が実行される。カテーテルは適所に保持して、より有効な位置にあると判定された特定の電極を用いてＲＦ切除を実行し、再配置や複雑な位置指標付けの必要を省くことができる。

切除後、選択される励起および感知を繰り返して、標的神経への切除効果を即時に確認することができる。痛み、刺痛、温覚または圧力などの感覚に加えて、感知される反応は、交感神経信号あるいはたとえば化学的または電気的変化などの結果として生じる一連の反応の変化、皮膚伝導性または発汗などの生体指標、血圧、脈または呼吸の変化、血管緊張または筋緊張の変化、自発的胃腸活動、瞳孔反応、心臓電気活動などであってもよい。

電極による自律神経の特別な励起の結果、遠心信号の励起を引き起こして平滑筋緊張を増大させる求心性神経信号など、他の位置で測定可能なＣＮＳ介在の自律神経信号を生じさせることができる。次いで、自律神経に影響を受ける特定の組織は、骨盤神経などの検出可能な、体性神経、感覚神経、または運動神経に対する情報または反応を提供することができる。

神経刺激に対する反応は、カテーテルあるいはガイドカテーテルまたはシースなどの別の装置上の電極および／または１つまたは複数のセンサ、あるいは皮膚センサ、ＥＫＧまたは呼吸（経胸腔インピーダンスまたは分時換気センサを介して）またはＥＥＧ、ＥＭＧ、または血圧モニタリング（外部または血管センサ）、血液ガス濃度、動脈血流、血液化学、あるいは視覚的変化によって局所的にまたは遠隔で感知することができる。大動脈に配置された１つまたは複数の電極またはセンサによって生成される信号は、たとえば、カテーテルによって監視して、血管平滑筋の変化を検出する、あるいは内臓全体の交感神経活動を検出することができる。この目的で、拡張可能リング、カラー、またはバスケット構造をガイドカテーテルに設けることができる。反応は、別個の監視電極によって測定される、またはカテーテル上の他の電極またはセンサによって測定される、あるいは、脊髄に沿った位置または末梢神経近傍の位置のようなその他の位置で測定される、測定された神経活動であり得る。

各種構成では、複数の電極が、腎動脈内の異なる軸方向および周方向位置に配置される。電極の数は比較的少なくてもよいし、多くてもよい。エネルギー送達システムの制御部は単独の電極または電極の組み合わせを循環し、各種電極の刺激に対する反応を分析し、隣接位置の動脈加熱リスクを最小限に抑えて重大な動脈損傷、痙攣、または狭窄の可能性を低減しつつ、標的神経を切除する際に最大効果をもたらす部位の最適な選択を決定する。その後、選択された切除部位は、標的神経を切除する高出力ＲＦエネルギーで処理される。１つまたは複数のセンサを電極アレイに組み込んで、電極−組織インタフェースにて１つまたは複数のパラメータを感知することができる。代表的なセンサはたとえば、温度、インピーダンス、電圧、音響、圧力、プレチスモグラフィ、パルスオキシメトリ、歪み、血液化学、および組織剛性（弾性）センサなどである。センサ信号は、切除手順を自動的に減速させ終了させるのに使用することができる。

別の構成では、電極は、腎動脈の長さに沿った異なる周方向位置で螺旋状パターンに配置される。どの位置が最適な効果を提供するかを判定するためにカテーテルが再配置される。いくつかの実施形態によると、外側シースが、血管内の導入および前進のために該装置を低プロファイル構造に保持する。

他の実施形態では、多数の電極が同時に使用されて、多数の位置で神経反応を監視する。外部制御部は各位置からの反応を解釈するのに使用され、隣接位置での動脈加熱を最小限に抑えて重大な痙攣や狭窄反応の可能性を低減しつつ、標的神経への効果を最大化するよう、切除のためにどの電極を励起するかを判定する。

各種実施形態は、カテーテルの遠位端に設けられ、軸方向および周方向に間隔をおいて配置された複数の電極を支持する自己拡張型バスケット構造を含む。バスケット構造の一端はカテーテルのシャフトに固定して搭載され、他端は、バスケット構造の自由端をシャフトに沿って長手方向に平行移動させてバスケット構造の放射方向の拡張および収縮を促進させる摺動装着部材に取り付けられる。いくつかの実施形態では、複数の自己拡張型バスケット構造がカテーテルの遠位端に設けられ、複数のバスケット構造の一端はカテーテルのシャフトに固定して搭載され、他端はシャフトに沿って自由に軸方向に移動する。摺動装着部材はバスケット構造間に、かつ複数のバスケット構造の自由端に配置される。他の実施形態では、より短く単純なバスケット構造を、複数の軸方向位置で使用することができる。このアプローチは正確な装置の再配置を必要とするが、より単純な装置とより短いケージ構造であるという利点を備える。シースは、腎動脈への送達中に電極とバスケットを拘束するのに使用することができる。

いくつかの実施形態によると、２つの別個の血管装置を使用することができ、一方の装置は感知電極を有し、他方の装置は１つまたは複数の切除電極を有する。神経刺激は、上述したような電気エネルギー、あるいはその他の刺激機構またはエネルギーを利用することができる。あるいは、刺激機構とエネルギーの組み合わせを利用することができる。たとえば、腎神経を様々な機構およびエネルギーを利用して刺激することができ、その非限定的な例は、可視のＵＶまたはＩＲ光あるいはレーザ光、磁気、音響または超音波エネルギー、低周波振動または機械的衝撃の加重、加熱または冷却、マイクロ波またはＲＦエネルギー、神経伝達物質あるいはその他の化学薬品または薬物の圧力変化または浸透圧またはｐＨ変化、あるいは、これらの刺激機構または他の刺激機構における特定のパターンまたは変化を含む。

二部感知アプローチを使用することができ、一方の種類の信号は痛みを遮断するように最適化され、他方の種類の信号は通常の痛みを生じさせる。たとえば、一時的加熱、神経的な痛みを生じさせる化学薬品の注入、または神経伝達物質を腎動脈に送達し、その後、腎動脈の特定の位置を遮断し、漸進的に遮断を解除することによって、どの位置が切除対象にとって有効かを明らかにすることができる。別の実施形態では、遠位電極からの痛刺激を用いて、様々な近位位置からの神経信号を遮断することで、どの位置が求心性神経のために切除されるべきかを識別する場合もある。動脈平滑筋細胞の神経活性化により一時的血管収縮を通常生じさせる近位刺激を、最も重要な血管周囲神経束の位置を特定するために使用してもよい。刺激と、その後の様々な遠位位置での遮断を、遠心性神経の位置を検出するのに使用してもよい。筋電図と類似して、神経信号の刺激と検出とを利用してもよい。電極対を使用してもよい。各対は同様の周方向の位置に近位電極と遠位電極を有し、どこで有意な神経伝達が行われるかを検出することができ、検出のための著しい痛みを要することはない。

本開示の各種実施形態は、高血圧を治療するために腎細胞を除去する装置および方法に関する。高血圧は、血圧が上昇している慢性的症状である。持続性高血圧は、心臓麻痺、心不全、動脈瘤、および脳卒中などの様々な悪性医学的症状と関連付けられる重要なリスク要因である。持続性高血圧は慢性腎不全の主因である。腎臓に供する交感神経系の過活動は高血圧およびその進行に関連する。腎神経切除を介した腎臓における神経の不活性化によって血圧を下げることができ、従来薬に反応しない多くの高血圧患者にとって実行可能な治療オプションとなり得る。

腎臓は、血液ろ過、流体バランス調節、血圧制御、電解質バランス、およびホルモン生成などを含む多数の人体プロセスにおいて助けになる。腎臓の主機能の１つは、血液から毒素、無機塩類、および水を除去して尿を生成することである。腎臓は、腹部大動脈から左右に分岐する腎動脈を通じて心出力量の約２０〜２５％を受け、腎臓の凹表面である腎門でそれぞれの腎臓に入る。

血流は腎動脈および輸入細動脈を通って腎臓に入り、腎小体という腎臓のろ過部に入る。腎小体は、毛細血管が絡み合い、ボーマン嚢と呼ばれる流体が充填されたカップ状の袋によって覆われた糸球体で構成される。血液中の溶質は、毛細血管内の血液とボーマン嚢内の流体との間の圧力勾配により、糸球体の極薄の毛細血管壁を通ってろ過される。圧力勾配は細動脈の収縮または拡張によって制御される。ろ過後、ろ過された血液は輸出細動脈および尿細管周囲毛細血管を通過し、小葉間静脈に収束し、最終的に腎静脈を通って腎臓を出る。

血液からろ過された粒子と流体は、ボーマン嚢から多数の細管を通って集合管へと移動する。尿が集合管で生成され、尿管および膀胱を通過して出る。細管は管周囲毛細管（ろ過された血液を含む）によって囲まれている。ろ過物が細管を通過して集合管に向かう際、栄養物や水、およびナトリウムや塩素などの電解質が血液に再吸収される。

腎臓は、主に大動脈腎動脈神経節から発生する腎神経叢によって神経支配される。腎神経節は、神経が腎動脈に沿って腎臓へと至る際の腎神経叢の神経によって形成される。腎神経は、交感神経および副交感神経成分を含む自律神経系の一部である。交感神経系は身体の「闘争か逃走」反応を提供するシステムとして知られ、副交感神経系は「安静と消化」反応を提供する。交感神経活動を刺激すると、交感神経反応が誘発されて、腎臓でのホルモン生成を増加させて血管収縮および体液貯留を増大させる。このプロセスは、腎交感神経活動を高めるレニン−アンジオテンシン−アルドステロン系（ＲＡＡＳ）反応と称される。

血液量の減少に応答して、腎臓は、アンジオテンシンの生成を刺激するレニンを分泌する。アンジオテンシンは血管を収縮させて血圧上昇を招くだけでなく、副腎皮質からのホルモン、アルドステロンの分泌を促す。アルドステロンによって、腎臓細管がナトリウムと水の再吸収を増加させて、体内水分量と血圧が上昇する。

鬱血性心不全（ＣＨＦ）は腎機能に関連する症状である。ＣＨＦは、心臓が身体全体に効果的に血液を送り出すことができないときに発生する。血流が低下すると、腎機能は腎小体内の血液の不十分な潅流のために劣化する。腎臓への血流が減少すると、交感神経系活動が上昇して（すなわち、ＲＡＡＳが活動的になり過ぎる）、腎臓に体液貯留および血管収縮を上昇させるホルモンを分泌させる。次いで、体液貯留および血管収縮は循環系の周囲抵抗を増大させて、心臓により大きな負荷をかけ、血流をさらに減少させる。心機能と腎機能の劣化が継続すると、最終的に身体が圧倒されて心代償不全が発生し、患者の入院につながる場合が多い。

図１は、右腎１０と、腹部大動脈２０から側方に分岐する腎動脈１２を含む腎血管系とを示す。図１では、説明を簡潔にするために右腎１０のみが示されているが、本明細書では右腎と左腎の両方とそれに対応する腎血管系および神経系構造に言及しており、そのすべてが本開示の実施形態の文脈内に含まれる。本開示の様々な特徴および実施形態を説明しやすくするため、腎動脈１２は意図的に、右腎１０および腹部大動脈２０よりも不均衡に大きく示されている。

右腎と左腎は、腹部大動脈２０の右側面および左側面からそれぞれ分岐する右腎動脈および左腎動脈から血液を供給される。右腎動脈および左腎動脈はそれぞれ、腹部大動脈２０に略直角となるように横隔膜脚を横断して方向付けられる。右腎動脈および左腎動脈は腹部大動脈２０から腎門１７に隣接する各自の腎洞へと延在し、区動脈、続いて腎臓１０内の小葉間動脈へと分岐する。小葉間動脈が外方に広がって、腎被膜を貫通し、腎錐体間の腎柱を通って延在する。通常、腎臓は総心出量の約２０％を受け取り、つまり、健常人であれば、１分間に約１２００ｍＬの血液が腎臓を流れることになる。

腎臓の主機能は、尿の生成と濃度を制御することによって身体にとっての水と電解質の平衡を維持することである。尿を生成する際、腎臓は尿素やアンモニアなどの不要物を排泄する。また、腎臓はグルコースとアミノ酸の再吸収を制御し、ビタミンＤ、レニン、およびエリスロポエチンを含むホルモンの生成に重要な役割を果たす。

腎臓の２番目に重要な機能は、身体の代謝ホメオスタシスを制御することである。止血機能の制御は、電解質、酸塩基平衡、および血圧の調節を含む。たとえば、腎臓は、尿で失われた水の量を調節し、たとえばエリスロポエチンとレニンを放出することによって血液量と血圧を調節する任を果たす。また、腎臓は、尿で失われた量とカルシトリオールの合成を制御することによってプラズマイオン濃度（たとえば、ナトリウム、カリウム、塩化物イオン、およびカルシウムイオンのレベル）も調節する。腎臓によって制御されるその他の止血機能は、尿内の水素および重炭酸イオンの損失を制御することにより血液ｐＨを安定化させること、貴重な栄養物の排泄を防止して同栄養素を保存すること、肝臓の解毒を助けることを含む。

図１に示されるように、右の腎上体１１は一般的には右副腎と称される。副腎１１は、腎臓１０の上に位置する星形の内分泌腺である。副腎（右および左）の主機能は、コルチゾールとアドレナリン（エピネフリン）をそれぞれ含むコルチコステロイドとカテコールアミンの合成を通じて身体のストレス反応を調節することである。腎臓１０、副腎１１、腎血管１２、および隣接する腎周囲脂肪を囲むのはジェロタ筋膜（図示せず）などの腎筋膜であり、腹膜腔外連続組織から得られる筋膜袋である。

身体の自律神経系は、血管、消化器系、心臓、および分泌腺における平滑筋の不随意行動を制御する。自律神経系は交感神経系と副交感神経系に分類される。一般的に言えば、副交感神経系は、心拍数を低下させ、血圧を低下させ、消化を促すことによって身体を休息に備えさせる。交感神経系は、心拍数を上昇させ、血圧を上昇させ、新陳代謝を高めることによって身体の闘争または逃走反応を引き起こす。

自律神経系では、中枢神経系を始点として各種神経節まで延在する線維を節前線維と称し、神経節から効果器官まで延在する線維を節後線維と称する。交感神経系の活性化は、副腎１１からのアドレナリン（エピネフリン）と、程度は小さいがノルエピネフリンとの放出によって実行される。このアドレナリンの放出は、節前交感神経から放出される神経伝達物質のアセチルコリンによって誘発される。

腎臓と尿管（図示せず）は腎神経１４によって神経支配される。図１および図２Ａ〜図２Ｂは、腎血管系の交感神経支配、主に腎動脈１２の神経支配を示す。腎血管系の交感神経支配の主機能は、腎臓の血流と血圧の調節、レニン放出の刺激、および水およびナトリウムイオンの再吸収の直接刺激を含む。

腎血管系を神経支配する神経の大半は、上腸間膜神経節２６から生じる交感節後線維である。腎神経１４は腎動脈１２に沿って略軸方向に延在し、腎門１７で腎臓１０に入り、腎臓１０内の腎動脈１２の分岐をたどり、個々のネフロンまで延在する。腎神経節２４、上腸間膜神経節２６、左右大動脈腎神経節２２、および腹腔神経節２８などのその他の腎神経節も腎血管系を支配する。腹腔神経節２８は大胸内臓神経（大ＴＳＮ）によって接合される。大動脈腎神経節２６は小胸内臓神経（小ＴＳＮ）によって接合され、腎神経叢の大部分を神経支配する。

腎臓１０への交感神経信号は、主に脊髄分節Ｔ１０〜Ｔ１２およびＬＩを始点とする神経支配された腎血管系を介して伝達される。副交感神経信号は主に脊髄分節Ｓ２〜Ｓ４で脳下部の延髄からを始点とする。交感神経は幹神経節を通って走り、そこでシナプスを形成するものもあるが、大動脈腎動脈神経節２２（小胸内臓神経、すなわち、小ＴＳＮを介して）と腎神経節２４（最小胸内臓神経、すなわち、最小ＴＳＮを介して）とでシナプスを形成するものもある。その後、シナプス後交感神経信号は、腎動脈１２の神経１４に沿って腎臓１０に伝達される。シナプス前副交感神経信号は、腎臓１０またはその近傍でシナプスを形成する前に、腎臓１０の近傍部位まで伝達される。

特に図２Ａを参照すると、腎動脈１２は大半の動脈および細動脈と同様、腎動脈内腔１３の径を制御する平滑筋３４と並んでいる。平滑筋は概して、大小の動脈および静脈の中膜層ならびに各種臓器内に見られる不随意横紋筋である。腎臓の糸球体はたとえば、メサンギウム細胞と呼ばれる平滑筋状細胞を含む。平滑筋は、構造、機能、興奮収縮連関、および収縮機構の点で骨格筋および心筋と基本的に異なる。

平滑筋細胞は自律神経系によって収縮または弛緩するように刺激することができるが、ホルモンと血行性電解質および作用薬（たとえば、血管拡張薬または血管収縮薬）に応答して、および隣接細胞からの刺激に、同様に反応することができる。腎臓１０の傍糸球体装置の輸入細動脈の特定平滑筋細胞は、たとえば、アンジオテンシンＩＩ系を始動させるレニンを生成する。

腎神経１４は腎動脈壁１５の平滑筋３４を神経支配し、腎動脈壁１５に沿って略軸状または略長手状に延在する。平滑筋３４は図２Ｂに示されるように、腎動脈の周囲を囲み、腎神経１４の長手方向に略横断する方向に長く延在する。

腎動脈１２の平滑筋３４は、自律神経系の不随意の制御下にある。交感神経活動が高まると、たとえば平滑筋３４が収縮しやすくなり、それにより腎動脈内腔１３の径が低減し、血液潅流が減少する。交感神経活動が低下すると、平滑筋３４が弛緩しやすくなり、結果として、血管が拡張し、腎動脈内腔径と血液潅流が増大する。逆に、副交感神経活動が高まると平滑筋３４が弛緩しやすくなり、副交感神経活動が低下すると平滑筋収縮が起こりやすくなる。

図３Ａは、腎動脈の長手方向断面の一部を示し、腎動脈１２の壁１５の様々な組織層を例示している。腎動脈１２の最内層は内皮３０であり、内皮３０は内膜３２の最内層であって、内側弾性膜によって支持される。内皮３０は、血管内腔１３を流れる血液に接触する細胞の単独層である。内皮細胞は通常、多角形、楕円形、または紡錘状であり、非常に明確な円形または楕円形の核を有する。内皮３０の細胞はいくつかの血管機能に関わっており、血管収縮および血管拡張により血圧を制御したり、血液を凝固させたり、内腔１３内の中身と、内膜３２を中膜３４から分離する内膜３２の薄膜や外膜３６などの周囲組織との間のバリア層としての役割を果たしたりする。内膜３２の薄膜または浸軟は、繊細で透明無色な高弾性構造であり、通常は長手方向の波形パターンを有する。

内膜３２には、腎動脈１２の中間層である中膜３３が隣接している。中膜は平滑筋３４と弾性組織とから成る。中膜３３は、色と線維の横断配置によって容易に特定するころができる。より具体的には、中膜３３は主に、薄板または薄膜状に配列される平滑筋線維３４の束から成り、動脈壁１５の周囲に円形状に配置される。腎動脈壁１５の最外層は、連続組織から成る外膜３６である。外膜３６は、傷の治癒に重要な役割を果たす線維芽細胞３８を含む。

腎動脈壁１５の外膜３６に隣接する周囲の血管周囲領域３７が示されている。腎神経１４は外膜３６に隣接して示され、血管周囲領域３７の一部を通過している。図示される腎神経１４は、腎動脈１２の外壁１５に沿って略長手方向に延在する。腎神経１４の本幹はほぼ腎動脈１２の外膜３６内または上に位置し、血管周囲領域３７を通過することが多く、特定の分岐が中膜３３に侵入して腎動脈平滑筋３４を弱体化させる。

本開示の実施形態は、神経支配された腎血管系に様々な度合いの除神経治療を提供するように実行されてもよい。たとえば、本開示の実施形態は、本開示の治療装置を用いて施される除神経治療によって達成される腎神経インパルス伝達離断の程度および相対的永続度を制御してもよい。腎神経損傷の程度および相対的永続度は、交感神経活動の所望の低減（部分的または完全な遮断を含む）と所望の永続度（一時的または不可逆性損傷を含む）を達成するように適合させることができる。

図３Ｂおよび図３Ｃに戻り、図３Ｂおよび図３Ｃに示す腎神経１４の部分は神経線維１４ｂの神経束１４ａを含み、神経線維１４ｂはそれぞれ神経節内、脊髄上、または脳内に位置する細胞体またはニューロンを始点または終点とする軸索または樹状突起を備える。神経１４の支持組織構造１４ｃは神経内膜（神経軸索線維を取り巻く）、神経周膜（神経群を取り巻き、線維束を形成する）、および神経上膜（線維束を神経へと結合する）を含み、神経線維１４ｂと神経束１４ａを分離および支持する役割を果たす。具体的には、神経内膜管または小管とも称される神経内膜は、神経線維１４ｂのミエリン外装を線維束内に包囲する繊細な連続組織の層である。

ニューロンの主要構成要素は体細胞を含み、同体細胞は、核、樹状突起と呼ばれる細胞拡張部、および神経信号を搬送するケーブル状の突出部である軸索を含むニューロンの中央部である。軸索端子は、標的組織と通信するために神経伝達化学物質が放出される特別な構造であるシナプスを含む。末梢神経系の多数のニューロンの軸索は、シュワン細胞として知られる一種のグリア細胞によって形成されるミエリンに覆われる。ミエリン形成シュワン細胞は軸索周囲に配置されており、ランヴィエ絞輪と呼ばれる規則的に存在する間隙で軸索鞘を覆われていない状態で残す。軸索のミエリン形成により、跳躍と呼ばれる特に急速な電気インパルス伝播モードが可能となる。

いくつかの実施形態では、本開示の治療装置は、腎神経線維１４ｂへの一過性および可逆性の損傷を生じさせる除神経治療を送達するように実現してもよい。他の実施形態では、本開示の治療装置は、腎神経線維１４ｂに対するより深刻な損傷を生じさせる除神経治療を送達するように実現してもよく、それは、治療が適時に終了されれば損傷は可逆的であり得る。好適な実施形態では、本開示の治療装置は、腎交感神経活動の永久停止につながる、腎神経線維１４ｂへの重大かつ不可逆性の損傷を生じさせる除神経治療を送達するように実現してもよい。たとえば、治療装置は、神経線維１４ｂの神経内膜管を物理的に分離させるのに十分な程度まで神経線維の形態を破壊する除神経治療を送達するように実現してもよく、それによって再生および神経再支配プロセスを阻害することができる。

一例として、当該技術分野において既知なセドンの分類によると、本開示の治療装置は、一過性伝導障害に一致する腎神経線維１４ｂへの損傷を加えることによって、腎神経線維１４ｂに沿った神経インパルスの伝達を離断する除神経治療を送達するように実現してもよい。一過性伝導障害は、神経線維１４ｂまたはその神経鞘の破壊がない神経損傷を指す。この場合、神経インパルスの神経線維への伝達が離断され、真正再生なしに数時間〜数か月内にて回復し、ウォラー変性は発生しない。ウォラー変性は、ニューロンの細胞核から分離される軸索の部分が劣化するプロセスを指す。このプロセスは順行性変性とも称される。一過性伝導障害は、本開示の実施形態に係る治療装置を用いて腎神経線維１４ｂに加え得る最も軽い形の神経損傷である。

治療装置は、軸索断裂と一致する腎神経線維への損傷を加えることによって、腎神経線維１４ｂに沿った神経インパルスの伝達を離断するように実現してもよい。軸索断裂では、神経線維の軸索の相対的連続性とミエリンの被覆が失われるが、神経線維の連続組織枠組みは保全される。この場合、神経線維１４ｂの封入支持組織１４ｃは保持される。軸索連続性が失われるため、ウォラー変性が発生する。軸索断裂からの回復は軸索の再生を通じてのみ行われ、そのプロセスは約数週間から数か月を要する。電気的には、神経線維１４ｂは急速かつ完全な変性を示す。再生および神経再支配は、神経内膜管が損傷を受けていない場合に限り発生し得る。

治療装置は、神経断裂と一致する腎神経線維１４ｂへの損傷を加えることによって、腎神経線維１４ｂに沿った神経インパルスの伝達を離断するように実現してもよい。セドンの分類による神経断裂は、このスキーム中で最も深刻な神経損傷である。この種の損傷では、神経線維１４ｂも神経鞘もいずれも破壊されている。部分的回復は起こるかもしれないが、完全な回復は不可能である。神経断裂では、軸索と封入連続組織１４ｃの連続性の損失を含み、その結果、腎神経線維１４ｂの場合、自律機能が完全に失われる。神経線維１４ｂが完全に断裂している場合、軸索再生により神経腫が近位幹で形成される。

当該技術分野において既知なサンダーランド方式を参照して、より階層的な神経断裂損傷の分類を見出してもよい。サンダーランド方式は５度の神経損傷を定義しており、最初の２つはセドンの分類の一過性伝導障害と軸索断裂に近似する。残りの３つのサンダーランド方式の分類は、異なるレベルの神経断裂損傷を示す。

サンダーランド方式の１度および２度神経損傷はセドンの一過性伝導障害と軸索断裂にそれぞれ類似する。サンダーランド方式による３度神経損傷は神経内膜の破壊を含み、神経上膜と神経周膜は損傷を受けない。回復は束内線維化の度合いに応じて不良から完治まで変動する場合がある。４度神経損傷はすべての神経および支持要素の離断を含み、神経上膜は損傷を受けない。神経はふつう拡大されている。５度神経損傷は連続性を失った神経線維１４ｂの完全な切断を含む。

次に図４を参照すると、本開示の実施形態に係る、腎神経の検出および切除方法の各種プロセスが示されている。図４に示される方法は、患者から生理学的反応を引き出すための、しかし腎神経を切除するには不十分な刺激エネルギーを１つまたは複数の腎動脈部位に送達すること１０２を含む。該方法は、生理学的反応を引き出す腎動脈部位の標的部位を特定することと１０４、標的部位に隣接する血管周囲空間内に含まれる腎神経などの、標的部位のまたは標的部位に隣接する腎神経組織を切除すること１０６とをさらに含む。いくつかの実施形態では、刺激エネルギーが腎動脈部位に連続的に送達される。他の実施形態では、刺激エネルギーが腎動脈部位の組み合わせに同時に送達される。

図５は、各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除装置を示す。図５に示す実施形態では、カテーテル２００は、近位端、遠位端および経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈１２にアクセスするのに十分な長さを有する可撓シャフト２０４を含む。カテーテル２００は、シャフト２０４の遠位端に設けられる治療装置２０２を含む。治療装置２０２は好ましくは、低プロファイル導入形態と展開形態との間で変形可能な拡張型支持構造２１０によって腎動脈１２内の中心に配置される。支持構造２１０が拡張可能ワイヤまたはメッシュ構造を含む実施形態もあれば、支持構造２１０がバルーン構造を含む実施形態もある。

治療装置２０２は切除構造２１５と刺激構造２１７を含み、その両方とも外部システム２２０に連結される。外部システム２２０は好ましくは、腎動脈に近接する患者の皮膚の一部に配置することのできるパッド電極２７５を含む。パッド電極２７５は、単極モードで動作する際に様々な刺激電極および切除電極用の外部電極としての役割を果たす。刺激構造２１７は外部システム２２０の刺激部２２７に連結される。刺激部２２７と刺激構造２１７は協働して、患者から生理学的反応を引き出す目的で複数の腎動脈部位のそれぞれに選択的に刺激手段を送達する。刺激構造２１７および刺激部２２７は各種刺激手段（ｓｔｉｍｕｌａｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を送達するように構成してもよく、その非限定的な例は、電気エネルギー、光エネルギー、音響エネルギー、機械力、振動、熱エネルギー、神経伝達物質、化学薬品または薬物、圧力変化、浸透圧変化、およびｐＨ変化を含む。刺激構造２１７は、腎動脈部位の組み合わせを用いて連続的または同時に複数の腎動脈部位に刺激手段を送達するように構成してもよい。

刺激手段の送達中、１つまたは複数の生体内および／または生体外センサが（必要であれば患者の主治医の観察を伴って）監視されて、どの腎動脈部位が生理学的反応を引き出すかを判定する。生理学的反応を引き出す腎動脈部位は、切除標的部位とみなされる。感知、検出、および監視することのできる生理学的反応の非限定的な例は、痛み、刺痛、熱、圧力、交感神経信号あるいは化学的または電気的変化を含む結果として生じる一連の反応の変化、皮膚伝導性または発汗などの生体指標、血圧、脈または呼吸の変化、血管緊張または筋緊張の変化、自発的胃腸活動、瞳孔反応、および心臓電気活動を含む。

複数の腎動脈部位のうちどれを標的部位とみなすかを特定した後、切除部２２５と切除構造２１５は協働して標的腎動脈部位を切除する。切除部２２５と切除構造２１５は協働して、切除手段（ａｂｌａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ）を標的腎動脈部位に送達する。様々な種類の切除手段を標的腎動脈部位の切除に使用することができる。その非限定的な例は、電気エネルギー、標的部位に隣接する腎神経を熱的に切除する光エネルギー、標的部位に隣接する腎神経組織内に微小気泡を形成して爆縮または破裂時に腎神経組織に含まれる神経線維と神経節を機械的に破壊する光エネルギー、標的部位に隣接する腎神経を熱的に切除する音響エネルギー、標的部位に隣接する腎神経組織内に微小気泡を形成して爆縮または破裂時に腎神経組織に含まれる神経線維と神経節を機械的に破壊する音響エネルギー、機械的荷重または圧縮力、寒冷エネルギー、凝固、変性または壊死を生じさせるのに十分な熱エネルギー、神経毒または毒液、および壊死を生じさせるのに十分な誘発ｐＨ変化を含む。

図５の実施形態に示される切除部２２５は、制御部１７０、エネルギー送達プロトコル１７２、およびセンサ部１７４を含む。制御部１７０は１つまたは複数のエネルギー送達プロトコル１７２の実行を含め、切除部２２５の動作を制御するように構成される。センサ部１７４は切除中に１つまたは複数のパラメータを感知および監視するため、治療装置２０２に、あるいはカテーテルシャフト２０４、別のカテーテル、または外部システムのどこかに配置可能である１つまたは複数のセンサに連結される。有効なセンサは、たとえば、温度、インピーダンス、電圧、音響、および組織剛性（弾性）センサなどである。いくつかの実施形態では、切除中にセンサ部１７４によって取得されるセンサデータにより、切除部２２５は自動または半自動モードで切除手順を制御することができる。

切除構造２１５および刺激構造２１７は好ましくは、支持構造２１０によって腎動脈１２の内腔１３内の中心に配置される。いくつかの実施形態では、支持構造２１０は、展開形態にあるときに、刺激構造２１７および切除構造２１５の一方または両方を移動させて腎動脈１２の内腔壁に近接させる、あるいは接触させる役割も果たす。刺激構造２１７および／または切除構造２１５のこのような放射方向外側への移動の必要性は、各構造の技術に依存する。いくつかの実施形態では、たとえば、高周波電極を利用する刺激構造２１７および切除構造２１５は、支持構造２１０が展開形態にあるときに、腎動脈１２の内腔壁に近接させ、あるいは接触させて配置することができる。手法によっては、刺激構造２１７および切除構造２１５のどちらも支持構造の展開によって放射方向外側に移動させる必要がない。他の実施形態では、たとえば、高強度音響エネルギートランスデューサ（たとえば、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）装置）を含むとき、切除構造２１５は切除カテーテル２００のシャフト２０４で比較的安定を保持する。

他の実施形態によると、図５に示す単独のカテーテル２００は代わりに、刺激カテーテルと切除カテーテルの２つのカテーテルに分離してもよい。刺激カテーテルは、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さを有する可撓シャフト２０４を含む。刺激構造２１７はシャフト２０４の遠位端に設けられ、刺激手段を複数の腎動脈部位に送達するように構成される。切除カテーテルは、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さを有するシャフト２０４などの可撓シャフトも含む。切除構造２１５は、切除カテーテルのシャフトの遠位端に設けられる。

第１の外部システムである刺激部２２７は、刺激カテーテルに連結され、患者から生理学的反応を引き出すために複数の腎動脈部位に選択的に刺激手段を送達することを促進するように構成される。第２の外部システムである切除部２２５は、切除カテーテルに連結され、生理学的反応を引き出した標的腎動脈部位に切除手段を送達することを促進するように構成される。いくつかの実施形態では、結合部が、刺激部２２７の機能と切除部２２５の機能の両方を組み込むように構成される。

いくつかの実施形態によると、刺激構造２１７は、痛みを引き起こす第１の刺激手段と痛みを遮断する第２の刺激手段とを送達するように構成される。刺激部２２７は刺激構造２１７と協働して、生理学的反応を引き出した腎動脈部位を特定するために、第１の刺激手段と第２の刺激手段とを選択的に送達し、選択的に痛みを引き起こすまたは痛みを遮断する。他の実施形態によると、刺激構造２１７は、動脈平滑筋細胞の神経活性化により一時的血管収縮を引き起こす第１の刺激手段を近位腎動脈位置に送達して、重要な血管周囲腎神経束の位置特定を促進するように構成される。さらに、刺激構造２１７は、遮断手段を複数の遠位腎動脈位置に送達して、遠心神経位置の検出を促進するように構成される。

次に図６を参照すると、切除カテーテル３００が示されており、カテーテル３００の可撓シャフト３０２の遠位端には電極アレイ構造３０１が設けられている。可撓シャフト３０２は、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さを有する。図６に示す電極アレイ構造３０２は腎動脈内で展開するように寸法形成され、低プロファイル動作形態と展開形態との間で変形可能である。電極アレイ構造３０１は、シャフト３０２に軸方向に間隔をおいて配置された関係で位置する少なくとも１つの自己拡張型バスケット構造３０４を含む。３つの自己拡張型バスケット構造３０４が図６の実施形態に示されているが、３つより少ないまたは多いバスケット構造３０４をカテーテルシャフト３０２の遠位端に設けることができると理解される（たとえば、２個〜５個のバスケット構造）。

いくつかの実施形態によると、電極アレイ構造３０１の一端は固定装着部材３１０でシャフト３０２に搭載され、電極アレイ構造３０２の他端はバスケット構造３０４の放射方向の拡張および収縮を促進するようにシャフト３０４に沿って長手方向に平行移動すべく構成される摺動装着部材３１２に連結される。図６に示す実施形態では、電極アレイ構造３０１の遠位端は固定装着部材３１０に連結され、電極アレイ構造３０１の近位端は摺動装着部材３１２に連結される。追加の摺動装着部材３１２は隣接するバスケット構造３０４の各対間に配置される。図６に示すシャフト３０２上の固定装着構造３１０と摺動装着構造３１２の位置は、後述する図７に示す実施形態のように逆転させることができると理解される。

切除カテーテル３００の制御素子３１５は、電極アレイ構造３０１の少なくとも最も近位の摺動装着部材３１２に連結される近位端を含む。制御素子３１５を近位方向に移動させることで、電極アレイ構造３０１に張力が生じて、バスケット構造３０４に低プロファイル導入形態を取らせる。制御素子３１５を遠位方向に移動させることで、電極アレイ構造３０１に圧縮力が生じて、バスケット構造３０４に展開形態を取らせ、腎動脈の内腔壁に向かって放射方向にバスケット構造を拡張させる。

摺動装着部材３１２が電極アレイ構造３０１の近位端に配置されるため、制御素子３１５が図６に示す実施形態に含まれる。一般的な使用では、電極アレイ構造３０１は図７に示すシース３２０などの送達シース内に配置され、バスケット構造３０４は低プロファイル導入形態を取る。電極アレイ構造３０１を腎動脈内に送達した後、シース３２０は撤収させられて、バスケット構造３０４に展開形態を取らせる。腎神経の検出および切除の完了後、電極アレイ構造３０１はシース３２０の内腔に引き込まれる、あるいは、シース３２０が電極アレイ構造３０１上を前進する（またはこれらの運動の組み合わせ）。

電極アレイ構造３０１の最も近位の装着部材は摺動装着部材３１２であるため、シース３２０を電極バスケット３０４上で摺動させようとすると、各摺動バスケット３０４とその対応する摺動装着部材３１２とが固定装着部材３１０に向かって遠位方向に移動する（バスケット３０４とシース３２０の径の相対的差異のため）。したがって、制御素子３１５は、近位方向の張力を付与することによって、電極アレイ構造３０１のシース内への撤収を容易にするために使用される。

上述したように、バスケット構造３０４は好ましくは自己拡張型構造である。自己拡張型バスケット構造３０４を構成する適切な材料には、弾性または超弾性ニチノールあるいはバネ状ステンレス鋼が含まれる。バスケット構造３０４の自己拡張型材料により、送達シース３２０の遠位端から外へ進む際のバスケット構造３０４の自己展開が容易になり、これは通常は、電極アレイ構造３０１を腎動脈に送達する際に利用される。いくつかの実施形態では、自己拡張型バスケット構造３０４を利用することで、制御素子３１５が不要となる場合がある。バスケット構造３０４は好ましくは自己拡張型構造であるが、バスケット構造３０４は自己拡張型特性を備えていない材料で形成してもよく、その場合、制御素子３１５が、低プロファイル導入形態と展開形態との間で電極アレイ構造３０１を変形させるのに使用される。このような実施形態では、バスケット構造３０４の各ワイヤ３０５は好ましくは予め形成された湾曲を有し、これにより、制御素子３１５の使用による放射方向の拡張および収縮を受けた際に、ワイヤ３０４２に、好適な湾曲面に沿って好適な湾曲形状を取らせる。

各バスケット構造３０４は、固定装着部材３１０または摺動装着部材３１２に連結される対応する端部を有する複数のワイヤ３０５を含む。ワイヤ３０５は、圧縮力と張力とに応答してカテーテルシャフト３０２の長手軸に略垂直な湾曲面状に優先的に湾曲するように形成される。各ワイヤ３０５の断面形状は、たとえば、始動されたときにワイヤ３０５の変位および配向の制御を助ける付勢力を与えるように円形またはその他の形状を取ることができる。ワイヤ３０５は、熱、歪み、またはその他の処理方法を用いて予め設定された形状で形成し、所望の展開形態を達成することができる。ワイヤ３０５は好ましくは、導電性金属または合金で形成される。いくつかの実施形態では、ワイヤ３０５の、装着部材３１０または３１２と電極３０６との間にある部分は絶縁スリーブまたは被覆で覆うことができる。ワイヤ３０５は、カテーテル３００のシャフト３０２の外周に間隔をおいて配置される。隣接するワイヤ３０５間には十分な間隔が設けられて、確実に、使用中に電極３０６が相互に接触しないようにする。たとえば、ワイヤ３０５が電気的に絶縁されており、裸電極３０６が互いに接触しない限り、編状または交差状ワイヤ構造を有するバスケット構造３０４を使用できることに留意されたい。このワイヤ３０５の優先的湾曲はバスケット構造３０４に付与される圧縮力および張力に応答した、バスケット構造３０４の放射方向の拡張および収縮を、それぞれ提供する。

図６に示す実施形態では、各ワイヤ３０５が１つの電極３０６を支持する。各電極３０６を他の電極３０６と関係なく始動および動作停止することができる実施形態では、各ワイヤ３０５（または各ワイヤ３０５に連結される導体）がシャフト３０２の長さに沿ってカテーテル３００の近位端まで延在する。シャフト３０２の長さに沿って延在するワイヤ３０５または導体は、好ましくは各ワイヤ３０５または導体上に絶縁スリーブまたは被覆を使用することによって、互いに絶縁される。各バスケット構造３０４の電極は互いに軸方向および／または周方向にオフセットされてもよい。この各バスケット構造３０４のオフセット電極配置により、腎動脈壁の、軸方向および／または周方向に間隔をおいて配置された複数の位置の個々の位置まで刺激エネルギーが送達される。また、オフセット電極配置は、構造のパッキングを助けて導入のための低プロファイルを達成するのにも役立てることができる。

図７では、図６に示されるものと類似する切除カテーテル３００’が示されている。図７に示す実施形態によると、電極アレイ構造３０１は３つの自己拡張型バスケット構造３０４を含む。電極アレイ構造３０１は、摺動装着部材３１２に結合される遠位端と固定装着部材３１０に結合される近位端とを有する。この摺動装着部材３１２および固定装着部材３１０の配置は、図６に示すものと逆転している。最も近位の装着部材は固定装着部材３１０であるため、図６に示す制御素子３１５は図７に示す実施形態では必要とされない。

いくつかの実施形態では、制御素子３１５は図７に示す実施形態に組み込むことができ、制御素子３１５の遠位端は最も遠位の摺動装着部材３１２に連結されることに留意されたい。このような実施形態に係る制御素子３１５は、シャフト３２０の内腔を通過し、最も遠位の摺動装着部材３１２に隣接する長手状スロットを通過する比較的小型のワイヤとして構成してもよい。長手状スロットの範囲は、摺動装着部材３１２の長手方向移動の範囲を示す。

図８は、各種実施形態に係る、腎神経検出切除用に構成された切除カテーテル３００’’を示す。図８では、電極アレイ構造３０１’’は、径方向よりも長手方向が長い単独の自己拡張型バスケット構造３０４’’を含む。たとえば、展開形態にあるときのバスケット構造３０４’’の長手方向は、径方向の２〜４倍であり得る。バスケット構造３０４’’の各ワイヤ３０５は２つの電極３０６など、複数の電極３０６を含む。各ワイヤ３０５によって支持される複数の電極３０６は直列接続される。しかしながら、各ワイヤ３０５に設けられる各電極対は好ましくは、他のワイヤ３０５の他の電極対とは関係なく励起される。代替的に、追加の絶縁および導体素子を各ワイヤ３０５に沿って設け、各電極３０６を個々に励起することができる。

図８に示す実施形態では、電極アレイ構造３０１’’の近位端が固定装着部材３１０に連結され、電極アレイ構造３０１’’の遠位端が摺動装着部材３１２に連結される。送達シース３２０は、腎動脈への送達および腎動脈からの撤収中に、電極３０６およびバスケット構造３０４’’を低プロファイル導入形態に制限するのに使用される。近位装着部材３１０はシャフト３０２に固定されるため、制御部材３１５は必要とされないが、必要であれば設けて遠位摺動装着部材３１２に装着してもよい。近位構造３１０と遠位構造３１２は逆転させてもよく、逆転させた場合、始動のための制御素子３１５を要すると理解される。

図９は、各種実施形態に係る、腎神経の検出および切除のための切除カテーテル３００’’’を示す。図９では、電極アレイ構造３０１’’’は単独の比較的短い自己拡張型バスケット構造３０４’’’を含む。電極アレイ構造３０１’’’の近位端が摺動装着番号３１２に連結され、電極アレイ構造３０１’’’の遠位端が固定装着部材３１０に連結される。制御素子３１５は、摺動装着部材３１２に連結される遠位端を有する。図９に示す実施形態では、バスケット構造３０４’’’はより簡易な設計でより短いバスケット構造３０４’’’という利点を備えるが、ジグザグ状の軸方向配置が所望される場合、腎動脈の複数の軸方向位置に装置を正確に再配置する必要がある。図９およびその他の図面に示す実施形態は、周方向の損傷を生じさせるために、軸方向に整列された電極を有することがあることに留意されたい。

次に図１０を参照すると、本開示の各種実施形態に係る腎神経検出切除カテーテル４００が示されている。図１１は、送達シース４２０の内腔に拘束されることにより低プロファイル導入形態を取る図１０のカテーテル４００を示す。図１０に示す切除カテーテル４００は、電極アレイ構造４０１を受け入れるよう寸法形成された内腔を有するシャフト４０４を含む。電極アレイ構造４０１は、複数の弾性支持部材４３１と、各自の支持部材４３１によって支持される電極アセンブリ４２０とを含む。各支持部材４３１は、好ましくは予め形成された湾曲を組み込んだ並置部材またはワイヤを画定する。いくつかの実施形態では、電極アレイ構造４０１はシャフト４０４の内腔に固定して配置され、可撓シース４２０を用いて腎動脈１２に送達される。他の実施形態では、電極アレイ構造４０１はシャフト４０４の内腔に変位可能に配置され、カテーテルシャフト４０４内に格納させることができるとともに同カテーテルシャフト４０４の遠位端を超えて延在させることができる。別の実施形態では、個々のまたは対の支持部材４３１は、シャフト４０４の各自の内腔内で変位可能である。切除カテーテル４００は、ガイドカテーテルとして構成することができる、あるいは、ガイドカテーテルおよび／または可撓送達シース４２０を用いて腎動脈１２まで送達してもよい。弾性支持部材４３１は、脱着可能シース４２０の壁またはシャフト４０４の内腔壁に包囲される際には低プロファイルに拘束することができ、脱着可能シース４２０またはシャフト４０４の内腔から除去する際には外方に延在して、予め形成された湾曲の形状を取ることができる。

図１０では、４つの電極４２０を説明のために示す。４つより少ないまたは多い電極４２０を各種実施形態において設けてもよく、各電極４２０は、腎動脈１２の個々の軸方向および周方向位置で使用されるように構成することができると理解される。たとえば、最大６つまたは８つの電極４２０とそれに対応する支持部材４３１を設けてもよい。各電極４２０／弾性支持部材４３１は、シャフト４０４の長さに沿ってカテーテル４００の近位端まで延在する導体４１７に連結される。各導体４１７は絶縁スリーブまたは被覆を含む。

弾性支持部材４３１は、脱着可能シース４２０の壁またはシャフト４０４の内腔壁に包囲される際には折畳み可能であり、脱着可能シース４２０から除去される際には外方に延出する、あるいはシャフト内腔から延出するように構成される。弾性支持部材４３１は単独または複数の素子構造として構成し、高弾性または超弾性特性と良好な導電特性とを提供することができる。たとえば、弾性支持部材４３１は形状記憶を有するように構成することができるため、弾性支持部材４３１は、展開形態にあるときには外方に延在して、予め形成された湾曲形状を取ることができる。弾性支持部材４３１は超弾性ニッケルチタン合金、ステンレス鋼、あるいはその他のバネ状または自己拡張型材料から作製される並置ワイヤとして構成してもよく、電極４２０を腎動脈１２の壁に押し付けるように外方に付勢されるべく形成される。弾性支持部材４３１は構造上バネ素子（弾性または超弾性ニチノールまたはバネ状のステンレス鋼など）と優良導電体（銅または白金など）の両方を含むことができる、あるいは単独素子がバネ状支持体および導電特性の両方を提供することができる。

各種実施形態によると、各弾性支持部材４３１は導電性材料で構成され、ワイヤとして形成される。各導電性弾性支持部材４３１は、カテーテルシャフト４０４の内腔に配置される導電体に連結される。導電性弾性支持部材４３１は好ましくは電気的絶縁材料または被覆を含み、弾性支持部材４３１に連結される導電体は（たとえば、絶縁材料／被覆、またはシャフト４０４内の別個の内腔により）相互に電気的に絶縁される。各弾性支持部材４３１を電気的に絶縁することで、所定のエネルギー送達プロトコルにしたがい各電極４２０の個別の作動および動作停止が提供される。

本開示の実施形態は、以下の所有者が共通の同時係属中の米国特許出願公開：第２０１１０２５７５２３号、第２０１１０２５７６４１号、第２０１１０２６３９２１号、第２０１１０２６４０８６号、および第２０１１０２６４１１６号、並びに米国特許出願：２０１１年６月１０日に提出された第１３／１５７，８４４号、２０１１年７月２２日に提出された第１３／１８８，６７７号、２０１１年７月２８日に提出された第１３／１９３，３３８号、２０１１年７月１８日に提出された第１３／１８４，６７７号、２０１１年９月８日に提出された第１３／２２８，２３３号、２０１１年１０月２６日に提出された第１３／２８１，９６２号、２０１１年９月２３日に提出された第１３／２４３、１１４号、２０１１年９月２３日に提出された第１３／２４３，７２４号、２０１１年１１月１４日に提出された第１３／２９５，１８５号、および２０１１年９月２３日に提出された第１３／２４３，７２９号に開示される１つまたは複数のシステム、装置、センサ、特徴、および／または機能を含むことができ、それぞれの文書を引用により本文書に組み込む。

各種実施形態の多数の特徴を各種実施形態の構造および機能の詳細と共に上記説明に記載したが、この詳細な説明は単に例示であり、特に各種実施形態に示す構成要素の構造および配置の点において、添付の請求項に記される広範な一般的意味によって示される最大程度まで詳細な変更が可能であると理解すべきである。

Claims (19)

1. 近位端と、遠位端と、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さと、を有する可撓シャフトを備えるカテーテルと、
   前記シャフトの前記遠位端に設けられるとともに腎動脈内で展開するよう寸法形成された電極アレイであって、前記腎動脈の壁またはその近傍にある複数の腎動脈部位に配置可能であるとともに間隔をおいて配置された複数の電極を備える電極アレイと、
   前記カテーテルに連結され、かつ患者から生理学的反応を引き出すが腎神経を切除するには不十分な刺激エネルギーを前記複数の電極に選択的に送達するように構成される外部システムであって、標的腎動脈部位に隣接する腎神経を切除するために、生理学的反応を引き出す前記標的腎動脈部位で高周波電気エネルギーを電極に送達するようにさらに構成される、外部システムと、
   を備える装置。
2. 前記電極アレイの電極が、個々にまたは選択された組み合わせで、作動可能または動作停止可能である請求項１に記載の装置。
3. 前記電極アレイが前記シャフトの遠位端の周囲に配置される複数の長尺弾性部材を備え、各弾性部材が少なくとも１つの電極を支持する請求項１に記載の装置。
4. 前記電極アレイが、前記複数の電極を支持する自己拡張型バスケット構造を備える請求項１に記載の装置。
5. 前記電極アレイが、前記複数の電極を支持する自己拡張型バスケット構造を備え、
   前記バスケット構造の遠位端および近位端のうち一方が前記シャフトに固定して搭載され、
   前記バスケット構造の遠位端および近位端のうち他方が、前記バスケット構造の放射方向の拡張および収縮を促進するように前記シャフトに沿って長手方向に平行移動するように構成される摺動装着部材を備え、
   制御素子が前記摺動装着部材に連結される遠位端と作動可能な近位端とを有する、請求項１に記載の装置。
6. 前記電極アレイが前記複数の電極を支持する複数の自己拡張型バスケット構造を備え、
   前記バスケット構造の遠位端および近位端のうち一方が前記シャフトに固定して搭載され、
   摺動装着部材が、前記バスケット構造間に、かつ前記バスケット構造の遠位端および近位端のうち他方に位置し、
   前記摺動装着部材が、前記バスケット構造の放射方向の拡張および収縮を促進するように前記シャフトに沿って長手方向に平行移動するように構成され、
   制御素子が、作動可能な近位端と前記摺動装着部材のうち少なくとも１つに連結される遠位端とを有する、請求項１に記載の装置。
7. 前記電極アレイを収容するよう寸法形成された内腔を有する外側シースを備える請求項１に記載の装置。
8. 前記刺激エネルギーが、前記腎動脈部位に連続的に、あるいは前記腎動脈部位の組み合わせに同時に送達される請求項１に記載の装置。
9. 前記刺激エネルギーが、生理学的反応の引き出しを強化する周波数、振幅、およびパターンのうち１つまたは複数を有する請求項１に記載の装置。
10. 前記エネルギー送達システムが、腎神経切除の後に腎動脈に刺激エネルギーを選択的に送達して切除の有効性を判定するように構成される請求項１に記載の装置。
11. 生理学的反応の引き出しを感知するように構成される１つまたは複数の植込み型センサまたは外部センサを備える請求項１に記載の装置。
12. 生理学的反応が痛み、刺痛、熱、および圧力のうち１つまたは複数からなる、請求項１に記載の装置。
13. 生理学的反応が、交感神経信号または結果として生じる化学的または電気的変化を含む一連の反応の変化、皮膚伝導性または発汗を含む生体指標、血圧、脈または呼吸の変化、血管緊張または筋緊張の変化、自発的胃腸活動、瞳孔反応、および心臓電気活動を備える請求項１に記載の装置。
14. 前記標的部位での腎神経組織の切除が、前記電極アレイを再配置することなく標的部位の特定の完了後に実行される請求項１に記載の装置。
15. 前記電極アレイが低プロファイル導入形態と展開形態との間で変形可能であり、
    前記電極アレイが展開形態にあるときに、前記間隔をおいて配置された電極が前記複数の腎動脈部位に配置可能である、
    請求項１に記載の装置。
16. 刺激カテーテルであって、近位端と、遠位端と、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さと、を有する可撓シャフトと、前記シャフトの前記遠位端に設けられるとともに複数の腎動脈部位に刺激手段を送達するように構成される刺激構造と、を備える刺激カテーテルと、
    切除カテーテルであって、近位端と、遠位端と、経皮アクセス位置に対して患者の腎動脈にアクセスするのに十分な長さと、を有する可撓シャフトと、前記切除カテーテルのシャフトの前記遠位端に設けられる切除構造と、を備える切除カテーテルと、
    前記刺激カテーテルに連結され、患者から生理学的反応を引き出すために複数の腎動脈部位に前記刺激手段を選択的に送達することを促進するように構成される第１の外部システムと、
    前記切除カテーテルに連結され、標的腎動脈部位に隣接する腎神経を切除するために、生理学的反応を引き出す前記標的腎動脈部位に切除手段を送達することを促進するように構成される第２の外部システムと、
    を備える装置。
17. 前記刺激構造は、電気エネルギー、光エネルギー、音響エネルギー、機械力、振動、熱エネルギー、神経伝達物質、化学薬品または薬物、圧力変化、浸透圧変化、およびｐＨ変化からなる１つまたは複数の刺激手段を送達するように構成され、
    前記切除構造は、電気エネルギー、前記標的部位に隣接する腎神経を熱的に切除する光エネルギー、前記標的部位に隣接する腎神経組織内に微小気泡を形成して爆縮または破裂時に腎神経組織に含まれる神経線維と神経節を機械的に破壊する光エネルギー、前記標的部位に隣接する腎神経を熱的に切除する音響エネルギー、前記標的部位に隣接する腎神経組織内に微小気泡を形成して爆縮または破裂時に腎神経組織に含まれる神経線維と神経節を機械的に破壊する音響エネルギー、機械的荷重または圧縮力、寒冷エネルギー、凝固、変性または壊死を生じさせるのに十分な熱エネルギー、神経毒または毒液、および壊死を生じさせるのに十分な誘発ｐＨ変化、からなる１つまたは複数の切除手段を送達することを促進するように構成される、請求項１６に記載の装置。
18. 前記刺激構造が、痛みを引き起こす第１の刺激手段と痛みを遮断する第２の刺激手段とを選択的に送達するように構成され、
    前記第１の外部システムが、生理学的反応を引き出す腎動脈部位を特定するために、前記第１の刺激手段と前記第２の刺激手段とを選択的に送達し、選択的に痛みを引き起こすおよび痛みを遮断するように構成される、請求項１６に記載の装置。
19. 前記刺激構造が、
    動脈平滑筋細胞の神経活性化により一時的血管収縮を引き起こす近位腎動脈位置に第１の刺激手段を送達して、有意な血管周囲腎神経束の位置特定を促進し、
    複数の遠位腎動脈に遮断薬を送達して遠心性神経位置の検出を促進する
    ように構成される、請求項１６に記載の装置。