JP2018527051A - 拡張可能バルーンマッピング及びアブレーションデバイス - Google Patents

Abstract

本発明の開示は、組織マッピング及びアブレーションの分野に関する。具体的には、本発明の開示は、身体内腔内の局所解剖学的異常を識別して処置するための拡張可能医療デバイスに関する。より具体的には、本発明の開示は、過活動膀胱に対する局所処置のシステム及び方法に関する。【選択図】図３Ｂ

Description

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、本明細書に引用によってその開示全体が組み込まれる２０１５年８月５日出願の米国仮特許出願第６２／２０１，５１９号に対する優先権を主張するものである。

本発明の開示は、組織マッピング及びアブレーションの分野に関する。具体的には、本発明の開示は、膀胱を含む身体内腔内の局所解剖学的異常を識別して処置するための拡張可能医療デバイスに関する。より具体的には、本発明の開示は、過活動膀胱に対する局所処置のシステム及び方法に関する。

過活動膀胱は、米国において５千万を超える人々に影響を与える病態である。過活動膀胱を有する個人は、典型的には、排尿の切迫及び頻度の増加及び時に失禁を体験する。過活動膀胱は、正常な膀胱制御に関わる感覚経路のトリガの増加から生じる場合がある。異常な膀胱活動は、円蓋、内括約筋、又は三角部を含む膀胱の１又は２以上の異なる解剖学的区域の形態学的変化から生じる場合があることが示唆されている。例えば、細胞及び多細胞レベルでの欠陥から生じる排尿筋の形態の局所変化は、病理学的変化、例えば、巨視的レベルで異常な筋肉機能に寄与する場合がある筋束間の結合組織の量の増加による不完全除神経と相関する傾向がある。これらの局所欠陥は、多くの場合に、膀胱壁の特定の組織領域内の電気活動の上昇として現れる。これらの局所欠陥の識別及び処置は、過活動膀胱の症状を防止するか又は排除することができる。薬剤の全身投与、神経刺激、又はボトックス注射のような過活動膀胱に対する現行の処置は、局所解剖学的異常を具体的にターゲットにするのではなく、膀胱全体に適用される。治療効果は最終的に徐々に消えていくので、これらの処置は、多くの場合に複数回繰り返す必要がある。残念ながら、過剰処置は、膀胱を空にするのに自己カテーテル挿入を必要とする尿閉に至る場合がある。

これらの全身処置の過渡的性質は、局所膀胱異常が起こる場所を識別するために膀胱壁の組織をマッピングし、次に、治療処置をこれらの区域に具体的にターゲットにすることによって対処することができる。現在利用可能な膀胱マッピングデバイスは、膀胱の形状に一致せず、かつ電極の各々と膀胱壁の間に接触を確実に確立すること及び／又は維持することができない。電極の適正な位置決めは、Ｄｒａｋｅ他（ＢＪＵ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ２００５，ｖｏｌ．０９５，ｐｐ，１００２−１００５）によって説明されているように、バルーンの面に電極を取り付けることによって達成することができる。しかし、バルーンの外面と膀胱壁の間の界面は、人為的電気測定値を生じる傾向がある膀胱の刺激をもたらす。

米国特許出願第１０／２６３，２２５号明細書 米国特許第６，１２０，３６４号明細書 米国特許第５，７１４，１１０号明細書 米国特許第４，９６３，３１３号明細書 米国特許公開第２００５／００４３６７９号明細書 米国特許公開第２００８／０２４９５１８号明細書 米国特許公開第２００２／０１７７７６５号明細書

Ｄｒａｋｅ他（ＢＪＵ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ２００５，ｖｏｌ．０９５，ｐｐ，１００２−１００５）

局所膀胱異常を識別し、かつ具体的に低侵襲性方式でこれらの区域を治療処置の対象にするためのシステム及び方法に対する必要性が依然として存在する。そのような処置は、医療手順の持続時間を増大することなく恒久的治療効果を提供することができる。

本発明の開示の特定の実施形態は、以下の「発明の概要」及び「発明を実施するための形態」に説明されている。本発明の開示は、具体的実施形態に関連して説明するが、特許請求するような本発明の開示は、そのような具体的実施形態に過度に限定すべきではないことを理解しなければならない。

本発明の開示は、一般的に、膀胱壁との電気接続の強化を提供し、同時に組織の刺激から生じる人為的電気測定値を低減又は排除する電極担持マッピング及びアブレーションシステムに関する。

一態様では、本発明の開示は、折畳構成と拡張構成の間を移動するように構成されたバルーンと、バルーンの外面の周りに担持された複数の電極と、バルーンの面と複数の電極の各々との間に配置されたスペーサとを含む医療デバイスに関する。電極は、感知電極、マッピング電極、刺激電極、及び／又はアブレーション電極を含むことができる。これに代えて又はこれに加えて、各スペーサは、電極が膀胱壁と接触する時に圧力フィードバックを与えるように構成された圧力センサを含むことができる。個々の圧力センサは、圧力フィードバック情報が各電極に対して得られるように各個々のスペーサに対して使用することができる。バルーンは、予め決められた最大容積まで拡張するが、最大容積を超えて拡張（すなわち、拡張過多）しない非柔軟バルーンである場合がある。バルーンは、ＰＥＢＡＸ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＥＫ、Ｈｙｔｒｅｌ、ポリウレタン、及びナイロンから構成される群から選択されたポリマーを含むことができる。スペーサは、バルーンの外面に結合することができる。複数の電極の各々は、バルーンの外面から外向きに延びることができる。複数の電極の各々は、バルーンの外面の周りに等距離に配置することができる。複数の電極の各々は、アブレーションエネルギ源に電気的に結合することができる。複数の電極の各々は、電気活動処理システムに電気的に結合することができる。電気活動処理システムは、固有電気活動を測定するように構成することができる。バルーンの少なくとも一部分は、流体透過性とすることができる。バルーンは、拡張構成にある時に身体内腔の形状に一致することができる。複数の電極の各電極は、バルーンが拡張構成にある時に身体内腔の壁と接触することができる。バルーンの外面は、拡張構成にある時に身体内腔の壁と実質的に接触しない場合がある。バルーンの内腔は、流体源からバルーンの内腔内に流体を流すことによってバルーンを折畳構成から拡張構成まで移動するように流体源と流体連通することができる。

別の態様では、本発明の開示は、折畳構成と拡張構成の間を移動するように構成されたバルーンと、バルーンの外面の周りに配置された拡張可能−折畳可能骨組と、骨組の外面の周りに担持された複数の電極とを含む医療デバイスに関する。骨組は、バルーンの面の周りを自由に動くことができる。骨組の遠位端は、バルーンの遠位端に取り付けることができる。複数の電極は、感知電極、マッピング電極、刺激電極、及び／又はアブレーション電極として機能することができる。複数の電極の各々は、骨組の面から外向きに延びることができる。複数の電極は、骨組の面の周りに等距離に配置される。スペーサは、骨組の外面と複数の電極の各々との間に配置することができる。バルーンは、シリコーンゴム、ポリウレタン、ブチルゴム、ラテックス、スチレン−イソブチレン−スチレンブロックコポリマー、及びＥＰＤＭから構成される群から選択された柔軟ポリマーを含むことができる。バルーンは、非導電材料で形成することができる。複数の電極の各々は、アブレーションエネルギ源に電気的に結合することができる。複数の電極の各々は、例えば、筋電図を含む電気活動処理システムに電気的に結合することができる。電気活動処理システムは、固有電気活動を測定するように構成することができる。バルーンの内腔は、流体源からバルーンの内腔内に流体を流すことによってバルーンを折畳構成から拡張構成まで移動するように流体源と流体連通することができる。バルーンの少なくとも一部分は、流体透過性とすることができる。骨組は、バルーンが拡張構成にある時に身体内腔の形状に一致することができる。骨組の面上の複数の電極の各々は、バルーンが拡張構成にある時に身体内腔の壁と接触することができる。バルーンの外面は、バルーンが拡張構成にある時に身体内腔の壁と実質的に接触しない場合がある。

別の態様では、本発明の開示は、折畳構成と拡張構成の間を移動するように構成されたバルーンと、バルーンの外面の周りに配置された拡張可能−折畳可能骨組と、骨組の外面の周りに担持された複数の電極とを含む医療デバイスを身体内腔内に導入し、バルーンの面の周りに担持された電極が身体内腔の組織と接触するように折畳構成から拡張構成までバルーンを移動し、電極の各々に接触した身体内腔の組織内の電気活動を測定し、身体内腔の組織内の電気活動の上昇を検出した各電極を識別し、かつ電気活動の上昇を識別した各電極に電気エネルギを印加する方法を提供する。身体内腔は、膀胱の内腔である場合がある。電気エネルギを印加することは、身体内腔の組織による電気活動の上昇を低減し、それによって過活動膀胱の少なくとも１つの症状を軽減することができる。

別の態様では、本発明の開示は、折畳構成と拡張構成の間を移動するように構成されたバルーンと、バルーンの外面の周りに配置された拡張可能−折畳可能骨組と、骨組の外面の周りに担持された複数の電極とを含む医療デバイスを身体内腔内に導入し、骨組の面の周りに担持された電極が身体内腔の組織と接触するように折畳構成から拡張構成までバルーンを移動し、電極の各々に接触した身体内腔の組織内の電気活動を測定し、身体内腔の組織内の電気活動の上昇を検出した各電極を識別し、かつ電気活動の上昇を識別した各電極に電気エネルギを印加する方法を提供する。身体内腔は、膀胱の内腔である場合がある。電気エネルギを印加することは、身体内腔の組織による電気活動の上昇を低減し、それによって過活動膀胱の少なくとも１つの症状を軽減することができる。

本発明の開示の非限定的実施形態は、概略図であって縮尺通りに示すように意図していない添付図面を参照して一例として説明される。図では、図示の各同一又はほぼ同一の構成要素は、典型的に１つの数値で表される。明確化の目的で、全ての構成要素が全ての図でラベル付けされているとは限らず、図が必ずしも当業者に本発明の開示を理解させるとは限らない図示の本発明の開示の各実施形態の全ての構成要素もそうである。

本発明の開示の実施形態により取り付けられた電極を有するバルーンの側面図である。 図１のバルーンに取り付けられた電極の拡大断面図である。 図１のバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、膀胱内へのバルーンの導入を示す断面図である。 図１のバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、膀胱内へのバルーンの導入（図３Ａ）に続いて電極が膀胱壁と接触して置かれるようにバルーンが拡張され、膀胱が生理食塩水で洗い流されるのを示す断面図である。 図１のバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、各電極のマッピング機能を使用して膀胱壁内の局所解剖学的異常（例えば、電気活動の上昇）を識別するのを示す断面図である。 図１のバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、局所解剖学的異常を検出する電極が次に特定の組織領域を切除するように励起されるのを示す断面図である。 本発明の開示の別の実施形態により折畳構成でバルーンの面にわたって自由に動く取り付けられた電極を有する拡張可能骨組の側面図である。 バルーン及び拡張可能骨組が拡張構成にある図４Ａの拡張可能骨組及びバルーンの側面図である。 図４Ａ〜Ｂの拡張可能骨組及びバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、膀胱内への拡張可能骨組及びバルーンの導入を示す断面図である。 図４Ａ〜Ｂの拡張可能骨組及びバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、膀胱内への拡張可能骨組及びバルーンの導入（図５Ａ）に続いてバルーンがバルーンの面の周りを自由に動く拡張可能骨組も拡張し、それによって電極を膀胱壁と接触して置くように拡張されるのを示す断面図である。 図４Ａ〜Ｂの拡張可能骨組及びバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、膀胱が生理食塩水で洗い流された後で各電極のマッピング機能を使用して膀胱壁内の局所解剖学的異常（例えば、電気活動の上昇）を識別するのを示す断面図である。 図４Ａ〜Ｂの拡張可能骨組及びバルーンを使用する膀胱のマッピング及び切除に関わる段階を示し、局所解剖学的異常を検出する電極が次に特定の組織領域を切除するように励起されるのを示す断面図である。

図面は、本発明の開示の典型的又は例示的実施形態のみを示すように意図していることに注意されたい。従って、図面は、本発明の開示の範囲を限定するように考えるべきではない。ここで添付図面を参照して本発明の開示をより詳細に以下に説明する。

本発明の開示をより詳細に説明する前に、本発明の開示は、説明する特定の実施形態に限定されず、従って、異なる場合があることは理解されるものとする。本明細書に使用する専門用語は、単に特定の実施形態を説明する目的のためのものであり、特許請求の範囲を超えて限定するように意図していないことも理解されるものとする。別に定めない限り、本明細書に使用する全ての技術的用語は、本発明の開示が属する当業者による一般的な理解と同じ意味を有する。最後に、本発明の開示の実施形態は、膀胱内の過活動組織をマッピング及び切除するために特にシステム及び方法に関連して説明するが、本発明の開示は、例えば、胃腸（ＧＩ）管、胃（例えば、過敏性腸疾患、癌、肥満など）、子宮（例えば、筋腫、子宮出血など）、食道、及び血管系を含む様々な臓器をマッピング及び切除するのに適用可能である場合があることを認めなければならない。

本明細書に使用される場合に、用語「遠位」は、デバイスを患者の中に導入する時に医療専門家から最も離れた端部を指し、一方、用語「近位」は、デバイスを患者の中に導入する時に医療専門家に最も近い端部を指す。

本明細書に使用される場合に、「拡張可能」又は「拡張された」は、「折畳可能」又は「折り畳まれた」構成の直径と比較する時に直径の増大を指す。本明細書に使用される場合に、「直径」は、２点間を延びる直線の距離を指し、必ずしも特定の形状を示すものではない。

本明細書に開示して特許請求するデバイス及び／又は方法の全ては、本発明の開示に照らして過度の実験なしに製造かつ実施することができる。本発明の開示のデバイス及び方法は、好ましい実施形態に関して説明するが、本発明の開示の概念、精神、及び範囲から逸脱することなくデバイス及び／又は方法にかつ本明細書に説明する本方法の段階又は段階のシーケンスに変形を適用することができることは当業者には明らかであろう。当業者に明らかな全てのそのような類似の置換及び修正は、添付の特許請求の範囲によって定められるような本発明の開示の精神、範囲、及び概念内であると見なされる。

図１は、膀胱壁の組織をマッピング及び切除するために取り付けられた電極３０を有する膨張可能バルーン２０を含む医療デバイスの概略図を与えている。バルーン２０は、折り畳んだ（すなわち、収縮又は非拡張）構成で尿道を通じて患者の膀胱の中に挿入されるように構成される。膀胱内に適正に位置決めされた状態で、バルーンは、バルーン２０の外面２４の周りに配置された電極３０が膀胱壁の組織と接触して置かれるように拡張（すなわち、膨張）構成に移動する。一実施形態では、各電極は、膀胱壁との接触を改善して維持する粗い（すなわち、凸凹）面を含む。あらゆる数の電極３０をバルーン２０の外面２４の周りに配置して膀胱壁の組織を電気的にマップすることができる。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１６、２０、２４、又は２５以上の電極がある場合がある。電極はまた、異なる形状及びサイズのものとすることができる。膀胱全体が均一方式でマップされることを保証するために、電極は、バルーンの外面の周りに等距離に配置することができる。電極はまた、例えば、膀胱頸部のような区域でより高密度でかつ受容体の密度がより低い膀胱円蓋でより低密度で不均一に離間される場合がある。

図２を参照すると、スペーサ４０が、バルーン２０の外面２４と各電極３０の間に置かれ、電極３０がバルーン２０の外面２４の上方に隆起してそこから外向きに延びることを保証することができる。一実施形態では、各スペーサ４０は、電極３０が膀胱壁と接触する時に圧力フィードバックを与えるように構成された圧力センサを含むことができる。個々の圧力センサは、圧力フィードバック情報が各電極３０に対して得られるように各個々のスペーサ４０に対して使用することができる。有益なスペーサ材料は、例えば、取りわけ、合成ポリマー及びゴム、金属及び金属合金、形状記憶ポリマーを含む。スペーサ厚みは、０．１ｍｍ〜１００ｍｍ、より典型的には０．５ｍｍ〜１０ｍｍに及ぶ場合がある。一般的に、スペーサは、各電極をバルーンの外面の上方に約０．５ｍｍから約１．００ｃｍ隆起させるに十分な幅を含む。各スペーサ４０は、非限定的例として、糊付け、溶接、ＵＶ硬化性アクリレート樹脂、又は他の適切な接着剤を使用してバルーン２０の外面２４に取り付けることができる。これに代えて、スペーサは、バルーンを形成するのに使用するものと同じ材料を使用してポリマー硬化処理中にバルーン面の一体化部分として組み込むことができる。例えば、バルーンの厚みは、電極がその上に取り付けられる／糊付けされる肉厚区域を与えるように等距離スポットでバルーン面の外向きに増大させることができる。スペーサはまた、電極がその上に取り付けられ／糊付けされ、拡張構成にある時にバルーンの本体から外向きに延びる指状の突起を与えることによってバルーンの一体化部分として組み込むことができる。バルーン面との直接接触は、炎症及び誤電気活動に至る場合がある膀胱壁１４の組織の刺激を引き起こす傾向がある場合がある。以下で考察するように、スペーサ４０は、それに取り付けたそれぞれの電極をバルーン２０の外面２４よりも高くすることによって膀胱壁のより確実で正確なマッピングを提供し、拡張バルーンの外面２４と膀胱壁１４の組織の間の接触を最小にするか又は防止することができる。バルーン２０の外面２４と膀胱壁１４の間の空間４２はまた、生理食塩水又は他の適切な導電性流体がバルーンの外面２４の周りに注がれることを可能にし、膀胱壁１４と各電極３０の間に堅実な界面を提供する。これは、膀胱壁が水和されたままになることを可能にし、固有電気活動のより確実な検出のために膀胱壁１４の組織と各電極３０の間に改善した導電性を提供する。電気活動の上昇の１又は２以上の領域が膀胱壁の組織内で検出された状態で、導電性流体は、周囲の正常組織の最小アブレーションと共にターゲット組織への電気エネルギ（すなわち、アブレーションエネルギ）の正確な局所送出を更に可能にする。

図１〜２に示すバルーンは、それが膀胱１０の形状に一致して各電極３０を膀胱壁１４に押圧するように可撓性材料で形成することができる。バルーンの非柔軟的性質は、バルーンが過度に拡張しないことを保証し、それによって注入生理食塩水が満たされる空間４２を維持する。当業者によって理解されるように、バルーンは、取りわけ、ブロー成形、フィルム成形、射出成形、浸漬被覆、及び／又は押出のようなあらゆる適切な技術を使用して形成することができる。例えば、ポリマーチューブを押し出すことができ、その後に引き伸ばして吹きつけてバルーンを形成することができる。ポリマーチューブからバルーンを形成する方法は、例えば、全てが引用によってその全体が本明細書に組み込まれている本出願人に譲渡された２００２年１０月２日出願の「医療バルーン」という名称の米国特許出願第１０／２６３，２２５号明細書、Ａｎｄｅｒｓｏｎの米国特許第６，１２０，３６４号明細書、Ｗａｎｇの米国特許第５，７１４，１１０号明細書、及びＮｏｄｄｉｎの米国特許第４，９６３，３１３号明細書に説明されている。

バルーンは、エラストマー性かつ非柔軟性材料の組合せを含むことができる。例えば、バルーンは、１又は２以上の熱可塑性プラスチック及び／又は熱硬化性樹脂を含むことができる。熱可塑性プラスチックの例は、ポリオレフィン、ポリアミド（例えば、ナイロン１２、ナイロン１１、ナイロン６／１２、ナイロン６、ナイロン６６のようなナイロン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ））、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリビニル、ポリアクリル、フッ素ポリマー、ポリエーテル及びポリアミドのブロックコポリマー（例えば、ＰＢＡＸ（登録商標））のようなコポリマー及びそのブロックコポリマー、及びこの混合物を含む。熱硬化性樹脂の例は、エラストマー（例えば、ＥＰＤＭ）、エピクロヒドリン、ポリ尿素、ニトリルブタジエンエラストマー及びシリコーンを含む。熱硬化性樹脂の他の例は、エポキシ及びイソシアネートを含む。生体適合性熱硬化性樹脂も使用することができる。生体適合性熱硬化性樹脂は、例えば、生分解性ポリカーボネート、ポリウレタン及び尿素を含有するポリ（ジメチルシロキサン）及びポリシロキサンを含む。ポリイミド及びアクリル又はメタクリルポリマー及びコポリマーのような紫外線硬化性ポリマーも使用することができる。バルーンに使用することができるポリマーの他の例は、ポリエチレン、ポリエチレンアイオノマー、ポリエチレンコポリマー、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性プラスチックポリエステルエラストマー（例えば、Ｈｙｔｒｅｌ（登録商標））、及びこれらの組合せを含む。バルーンは、例えば、共押出によって提供される複数の層を含むことができる。他のポリマーは、例えば、引用によって本明細書に組み込まれている「医療バルーン」という名称の２００３年８月２１日出願の米国特許公開第２００５／００４３６７９号明細書に説明されている。

膀胱の内腔は、典型的には、例えば、個々の患者の年齢及び／又はサイズに応じて広範囲の形状及びサイズを有して非対称である。一実施形態では、非対称形状の膀胱の壁との堅実な電極接触は、個々の患者の膀胱の形状に一致するように具体的に設計されたバルーンを使用して達成される。完全拡張膀胱の内部寸法は、取りわけ、超音波、磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ）、コンピュータＸ線撮影法（ＣＲ）、又はコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）のような公知の医用撮像技術を使用して最初に決定される。拡張膀胱の３次元（３−Ｄ）モールドは、次に、当業技術で公知のように、ワックスから又は３次元プリンタを使用して形成される。次に、バルーンは３−Ｄモールドを使用して形成される。例えば、モールドは、シリコーン溶液に浸漬されて自然に硬化させられる（例えば、１２時間にわたって室温で）。次に、被覆されたモールドは、ある温度まで及びシリコーンを硬化するのに十分な時間にわたって加熱される（例えば、４００〜４５０℃で２時間にわたって焼成され、４時間にわたって室温で冷却される）。次に、モールドは分解されて取り外され、硬化シリコーン又は形状記憶ポリマー本体（すなわち、バルーン）が残る。バルーンは、水洗いされ、加熱（例えば、１５０℃で３０分間）されて室温で冷却される。次に、スペーサ及び電極は、必要に応じて上述のようにバルーンの外面に接着することができる。

各電極は、マッピング及びアブレーション機能を実行するためにバルーンの内面又は外面に沿って延びる個別の導電ワイヤ（図示せず）に結合することができる。医療アブレーションシステムと共に使用するためのマッピングカテーテルの例は、両方ともぞの全体が引用によって本明細書に組み込まれている米国特許公開第２００８／０２４９５１８号明細書及び第２００２／０１７７７６５号明細書に見出すことができる。マッピング電極として、各ワイヤは、例えば、筋電図のような電気活動処理システム（図示せず）の入力に電気的に結合することができる。各電極には、電気活動処理システム内の電極位置及び電極チャネルを割り当てることができる。電気活動処理システムは、電極の各々が接触する組織領域を含む細胞の固有電気活動を検出するように構成することができる。電気活動処理システムは、次に、電極の各々から検出された固有電気活動を使用して、与えられた組織領域又は臓器を通じた電気活動のマップを提供することができる。このマップに基づいて、周囲組織と比較して異常電気活動を示す特定の組織領域を識別することができる。例えば、異常電気活動は、周囲（正常）組織と比較して電気活動の上昇の領域として現れる場合がある。

アブレーション電極として使用するために、各ワイヤはまた、アブレーションエネルギをそのそれぞれの電極に選択的に送出するように構成されたエネルギ源（図示せず）に電気的に結合することができる。例えば、電気活動の上昇を示す組織領域が識別された状態で、電気活動の上昇を検出した電極は、その組織領域を局所的に切除するように選択的に励起することができる。例えば、取りわけ、無線周波数（ＲＦ）エネルギ、不可逆的電気穿孔法（ＩＲＥエネルギ）、マイクロ波電磁エネルギ、レーザエネルギ、及び／又は音響エネルギを含む様々なエネルギ源を使用してターゲット組織に熱エネルギを送出することができる。例えば、エネルギ源は、従来の正弦波又は非正弦波形態を有する２００ｋＨＺ〜１．２５ＭＨｚの範囲の周波数で作動する従来のＲＦ電源を含むことができる。好ましい電源は、一般的に５０Ｖ〜１００Ｖである典型的に１５０Ｖ（ピーク間）よりも低い比較的低電圧でアブレーション電流を供給することができる。６４電極へのアブレーションエネルギの同時送出は、約６４０Ｗを送出することができる発生器を必要とすることになる。このワット数は、２０Ｗの容量を有する複数の発生器、例えば、６４発生器を直列に接続することによって達成することができる。これらの範囲で作動することができる電源は、米国カリフォルニア州のサンノゼのＲａｄｉｏ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓのような納入業者から入手可能である。バルーンは、バルーン面全体にわたって膀胱壁との完全な接触を達成する点までアブレーション中にバルーンを膨らませ過ぎる場合があり、バルーンは、冷却要素としてこの段階中に別の目的に使用することができる（例えば、冷たい生理食塩水を使用してアブレーション中に膀胱を冷却することができる）。バルーンのこの冷却機能は、膀胱壁の「焦げ」を回避しながらエネルギ送出中により大きい及び／又はより深い損傷を生成させるのに有用である場合がある。

図３Ａ〜３Ｄは、図１のような膨張可能バルーンを使用する膀胱壁１４のマッピング及び切除に関わる段階を示している。バルーン２０は、患者の尿道１６を通じて膀胱１０の中に挿入されるように構成されたカテーテル５の内腔７内に摺動可能に配置することができる。カテーテルが膀胱１０内に適正に位置決めされた状態で、折り畳まれたバルーンは、カテーテル５（図３Ａ）の遠位端６を超えて進むことができる。様々な実施形態では、折畳構成にある時に、バルーンは、３．７ｍｍ未満、好ましくは２．８ｍｍ未満、より好ましくは２．５ｍｍ未満又はそれに等しいプロファイル（すなわち、直径）を有することができる。一連の膀胱サイズを処置するために、バルーンは、様々な異なる折畳及び拡張寸法で提供することができることは認められるであろう。一部の実施形態では、カテーテルは、例えば、患者の尿道を通じて導入するための膀胱鏡を含む導入要素の内腔内に配置することができる。膀胱内に適正に位置決めされた状態で、バルーンは、流体源（図示せず）からバルーン本体の内部領域の中に加圧液体又は気体を導入することによって膨張する。流体又は気体は、バルーン本体内で圧力を及ぼしてバルーンを折畳構成から拡張構成まで駆動する。バルーンは、それが膀胱の内部寸法に一致し、それによってバルーン２０の外面上の電極３０の各々を膀胱壁１４（図３Ｂ）の組織と接触して置くように拡張される。流体又は気体から連続的に圧力が加わることで、電極が膀胱壁の組織と接触したままになるようにバルーン本体を拡張構成に維持する。一実施形態では、流体又は気体は、バルーン本体を通って連続的又は断続的に循環してバルーン本体をその拡張構成に維持することができる。スペーサ４０は、バルーン２０の外面２４が膀胱壁１４の組織と接触しないことを保証する。生理食塩水のような導電性流体が、次に、バルーンの外面と膀胱壁の間の空間４２の中に注入される。一実施形態では、導電性流体は、バルーンカテーテルの外側に沿って流体源に達する個別のチューブ（図示せず）から導入される。別の実施形態では、バルーン本体の一部分は、バルーンを拡張するのに使用する流体がバルーンの内部領域から連続的に流れてバルーンの外面と膀胱壁の間の空間を占めるように流体透過性とすることができる。

バルーンが膀胱内で適正に拡張されると、各電極のマッピング機能は、それらが接触した組織領域の固有電気活動を感知／検出するように起動することができる。電気活動１４ａの上昇を示す膀胱壁の組織領域が識別された状態で（図３Ｃ）、アブレーションエネルギは、エネルギ源から電気活動の上昇（図３Ｄ）を感知した電極３０ａに選択的に送出される。アブレーションエネルギのこの局所送出は、識別された組織領域の電気過活動細胞を細胞死１４ｂの点まで加熱させ、それによって電気インパルスを伝導することができない瘢痕組織を生成する。

アブレーションエネルギの持続時間及び／又は強度は、必要に応じて電気活動の上昇の満足のいく低下を達成するように変えることができる。例えば、アブレーションエネルギは、ＲＦエネルギのパルス又は一連のパルスとして提供することができる。次に、電極３０のマッピング機能は、識別された組織領域が電気活動の上昇を示し続けるかを決定するように再確立することができる。そのような部位内の電気活動が上昇したままの場合に、選択された組織領域は、アブレーションエネルギで再励起することができる。この処理は、組織領域が電気活動の望ましいレベルを示すまで必要に応じて繰り返すことができる。膀胱壁の領域を繰返しモニタして切除する膨張可能バルーン及び取り付けられた電極の機能は、局所エネルギがターゲット領域だけにかつエネルギの持続時間又は強度を引き延ばすことなく送出されることを保証する。このターゲットを絞った手法は、アブレーションを必要とする選択された領域にエネルギを集束させるだけでなく、周囲の健康／正常組織の不要かつ潜在的に有害なアブレーションを最小にするか又は排除する。

識別されて（図３Ｃ）切除された（図３Ｄ）組織領域は、電極のうちの１つと直接に接触しているが、ターゲット組織は、バルーンの外面の周りに配置された電極のうちの１又は２以上の隣に又はその間にある場合があることを認めなければならない。この状況下では、ターゲット組織の近くの電極のうちの１又は２以上は、アブレーションエネルギのゾーンがターゲット組織に達する（すなわち、これと重なる）ように励起することができる。

アブレーション組織領域がもはや電気活動の上昇を示さないことを電極のマッピング機能が検証した状態で、バルーンは、バルーン本体の内部領域から液体又は気体拡張媒体を除去することによって折畳構成に戻る。次に、バルーンは、カテーテルの内腔内に後退して尿道を通じて引き出すことができる。

個人の膀胱の間にサイズ及び形状の有意な変動があるので、柔軟バルーン材料が、様々な面と接触するために一部の実施形態では望ましい。非柔軟バルーンとは異なり、柔軟バルーンは、単一の予め決められた容積まで拡張するが、好ましくは、類似の非膨張容積を有する非柔軟バルーンと比較して１０％〜８００％又はそれよりも大きい範囲、より好ましくは５０％〜２００％の範囲の容積まで拡張する材料から構成することができる。柔軟バルーン材料の例は、取りわけ、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー、ブチルゴム、スチレン−イソブチレン−スチレンコポリマー、ウレタン、及びラテックスのようなエラストマーを含む。しかし、印刷回路技術が使用される場合に、そのような材料は、バルーンへの電極の接着の問題を引き起こす場合がある。この問題に対処する１つの方法は、下に重なるバルーンが折畳構成（図４Ａ）から拡張構成（図４Ｂ）に移動する時に骨組５０が拡張するように膨張可能バルーン２０の外面の周りを自由に動く拡張可能−折畳可能骨組５０（すなわち、グリッド又はメッシュ状構造）を含む医療デバイスの実施形態の概略図が示されている図４Ａ〜Ｂに示されている。骨組５０とバルーン２０の間の取付点のみが、それらのそれぞれの遠位端５２、２２にあり、骨組５０がバルーン２０の周りを自由に動くままであることを保証する。バルーン２０が拡張構成内に移動すると、バルーン２０の外面は、骨組５０の内面と接触し、それによって骨組５０を同様に拡張するように押圧する。バルーン２０が拡張構成から折畳構成に移動すると、骨組５０は、バルーン及び骨組の取り付けられた遠位端２２、５２から離れる方向に骨組の近位端５４に張力を印加する（すなわち、引く）ことによって折り畳むことができる。複数の電極３０は、骨組５０の外面の周りに担持される。スペーサ（図示せず）は、骨組５０の外面と各電極３０の間に置かれ、電極が上方に隆起して骨組５０及び下に重なるバルーン５０の外面から外向きに延びることを保証することができる。スペーサは、非限定的例として、糊付け、溶接、ＵＶ硬化性アクリレート樹脂、又は他の適切な接着剤を使用して骨組の外面に取り付けることができる。スペーサを使用して電極を骨組の外面よりも高くし、バルーン及び骨組が拡張構成にある時に各電極と膀胱壁の組織の間の接触を改善することができる。一実施形態では、各スペーサは、電極が膀胱壁と接触する時に圧力フィードバックを与えるように構成された圧力センサを含むことができる。個々の圧力センサは、各電極に対して圧力フィードバック情報が得られるように各個々のスペーサに対して使用することができる。スペーサはまた、生理食塩水又は他の適切な導電性流体をバルーン及び骨組の外面の周りに注ぐことを可能にし、膀胱壁と各電極３０の間に堅実な界面を提供する。これは、より確実なマッピング及びアブレーションのために膀胱壁の組織と各電極の間の改善された導電性を可能にする。

上で考察したように、バルーンは、マッピング／アブレーション手順を実施する前に個々の患者の膀胱の特定の形状に一致するように設計することができる。同様に、バルーンは、それが拡張して骨組を膀胱内腔に一致させるが過度に拡張しないように可撓性及び非柔軟材料で形成することができ、それによって注入生理食塩水が満たされるようにバルーンの外面と膀胱壁の間の空間を残す。

バルーンは、特定の特性を高めるために様々な材料を使用して被覆することができる。これらのコーティングは、一般的にバルーン面のみを覆って電極は覆わないと考えられるが、仮にコーティングが導電性であった場合に、それは電極を覆うことができるであろう。コーティング使用の例は、潤滑コーティング、耐アブレーション及び穿刺コーティング、又は粘着性コーティングを含む。潤滑コーティングは、一般的に当業者に公知のポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸コポリマー、ヒアルロン酸、ポリウレタン、以上の組合せのような一般的に医療デバイスに使用するものを含む。これらの被覆はまた、下塗層を有してバルーンに対する接着を改善することができる。

図４Ｂに最もよく示すように、一実施形態では、骨組は、近位端５４及び遠位端５２を含み、その間を可撓性スプライン５６が周方向に離間した関係で延びる。骨組は、拡張構成にある時に内部空間を定めるバスケットの形態をとることができる。スプラインは、ニチノール、アクリレートベースのポリマー、ポリウレタンベースのポリマー、ポリノルボルネンベースのポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ＰＥＥＫ、ポリラクチドベースのポリマー、プラチナ、タングステン、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、及びそのいずれかの組合せのような弾性不活性物質から作ることができる。スプライン５６は、曲がるようにプレテンション条件下で近位端と遠位端の間に接続され、下に重なるバルーン２０の形状に一致することができる。図４Ａ〜４Ｂに示す実施形態は、３−Ｄ構造を形成する５つのスプライン５６を含む。各スプラインは、一連の４つの支柱５８によって隣接スプラインに接続される。追加の又はより少ない支柱によって接続された追加の又はより少ないスプラインは、他の実施形態において使用することができる。電極３０は、合計２０電極が図示の実施形態では骨組の外面の周りに等距離に位置決めされるように各スプライン５６及び支柱５８の交差点に取り付けられる。２０マッピング電極の配列が骨組上に配置されて示されているが、マッピング電極は、これに代えて異なる数で、異なる構造で、及び／又は異なる位置に配置することができる。各電極は、典型的には、上で考察したように、マッピング及びアブレーション機能を実行するために骨組の内面又は外面に沿って延びる個別の導電ワイヤ（図示せず）に結合される。

図５Ａ〜５Ｄは、図４Ａ〜４Ｂのような膨張可能バルーン及び骨組を使用して膀胱壁をマッピング及び切除することに関わる段階を概説している。バルーン２０及び骨組５０は、患者の膀胱１０の中に尿道１６を通じて挿入されるように構成されたカテーテル５の内腔７内に摺動可能に配置することができる。カテーテルが膀胱内に適正に位置決めされた状態で、未拡張バルーン２０及び骨組５０は、カテーテル５（図５Ａ）の遠位端６を超えて遠位に進むことができる。様々な実施形態では、折畳構成にある時に、バルーン２０は、３．７ｍｍ未満、好ましくは２．８ｍｍ未満、より好ましくは２．５ｍｍ未満又はそれに等しいプロファイル（すなわち、直径）を有することができる。バルーンは、一連の膀胱サイズを処置するために様々な異なる折畳及び拡張寸法で提供することができることは認められるであろう。一部の実施形態では、カテーテルは、例えば、膀胱鏡を含む様々な導入要素を含むことができる。膀胱１０内に適正に位置決めされた状態で、バルーン２０は、流体源（図示せず）からバルーン本体の内部領域の中に加圧液体又は気体を導入することによって膨張する。流体又は気体は、バルーン本体内に圧力を印加してバルーンを折畳構成から拡張構成まで駆動する。バルーンが拡張すると、相応にバルーンの外面の周りを自由に動く骨組５０が拡張し、骨組５０の電極３０を膀胱壁１４（図５Ｂ）の組織と接触して置く。流体又は気体から連続的に圧力が加わることで、電極が膀胱壁の組織と接触したままになるようにバルーン本体を拡張構成に維持する。一実施形態では、流体又は気体は、バルーン本体を通って連続的又は断続的に循環してバルーン本体をその拡張構成に維持することができる。生理食塩水のような導電性流体が、次に、バルーンの外面と膀胱壁の間の空間の中に注入される。一実施形態では、生理食塩溶液は、バルーンカテーテルの外側に沿って流体源に達する個別のチューブ（図示せず）から導入される。別の実施形態では、バルーンの一部分は、バルーンを拡張するのに使用する流体の一部分がバルーン内から連続的に流れてバルーンの外面と膀胱壁の間の空間を満たすように流体透過性とすることができる。バルーンは、冷却要素としてこの段階中に別の目的に使用することができる（例えば、冷たい生理食塩水を使用してアブレーション中に膀胱を冷却することができる）。バルーンのこの冷却機能は、膀胱壁の「焦げ」を回避しながらより大きい及び／又はより深い損傷を生成させるのにエネルギ送出中に有用である場合がある。

バルーン２０が膀胱１０内で適正に拡張すると、各電極３０のマッピング機能は、それらが接触した組織領域の固有電気活動を感知／検出するように起動される。電気活動の上昇を示す膀胱壁の組織領域が識別された状態で１４ａ（図５Ｃ）、アブレーションエネルギは、エネルギ源から電気活動の上昇を感知した電極３０ａに選択的に送出される（図５Ｄ）。アブレーションエネルギのこの局所送出は、識別された組織領域の電気過活動細胞を細胞死の点まで加熱させ、それによって電気インパルスを伝導することができない瘢痕組織を生成する。

本発明の開示は、一般的にマッピング電極によって識別されたターゲット組織への熱アブレーションエネルギの印加に関するが、電気刺激エネルギのような非致死的エネルギ又は電気穿孔法を通した治療薬の送出を投与して正常な電気活動をターゲット組織の細胞に対して回復させることができることも認めなければならない。

５ カテーテル
１０ 膀胱
１４ 膀胱壁
２０ バルーン
３０ 電極

Claims (15)

1. 折畳構成と拡張構成の間を移動するように構成されたバルーンと、
   前記バルーンの外面の周りに担持された複数の電極と、
   前記バルーンの前記面と前記複数の電極の各々との間に配置されたスペーサと、
   を含むことを特徴とする医療デバイス。
2. 前記バルーンは、非柔軟バルーンであることを特徴とする請求項１に記載の医療デバイス。
3. 前記バルーンは、ＰＥＢＡＸ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＥＫ、Ｈｙｔｒｅｌ、ポリウレタン、及びナイロンから構成される群から選択されたポリマーを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の医療デバイス。
4. 前記電極は、感知電極、マッピング電極、刺激電極、アブレーション電極のうちの１又は２以上として作用するように構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の医療デバイス。
5. 前記複数の電極の各々が、前記バルーンの前記外面から外向きに延びることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の医療デバイス。
6. 前記複数の電極の各々が、アブレーションエネルギ源に電気的に結合されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の医療デバイス。
7. 前記複数の電極の各々が、電気活動処理システムに電気的に結合されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の医療デバイス。
8. 前記複数の電極は、前記バルーンの前記外面の周りに等距離に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の医療デバイス。
9. 折畳構成と拡張構成の間を移動するように構成されたバルーンと、
   前記バルーンの外面の周りに配置された拡張可能−折畳可能骨組と、
   前記骨組の外面の周りに担持された複数の電極と、
   を含むことを特徴とする医療デバイス。
10. 前記骨組は、前記バルーンの前記面の周りを自由に動いていることを特徴とする請求項９に記載の医療デバイス。
11. 前記複数の電極は、感知電極、マッピング電極、刺激電極、アブレーション電極のうちの１又は２以上として作用するように構成されることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の医療デバイス。
12. 前記複数の電極の各々が、前記骨組の前記面から外向きに延びることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の医療デバイス。
13. 前記骨組の前記外面と前記複数の電極の各々との間に配置されたスペーサを更に含むことを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の医療デバイス。
14. 前記複数の電極の各々が、アブレーションエネルギ源に電気的に結合されることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の医療デバイス。
15. 前記複数の電極の各々が、電気活動処理システムに電気的に結合されることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の医療デバイス。

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