JP2022527172A - クライオプローブ - Google Patents

Abstract

本発明の種々の態様は、クライオプローブを含み得る装置、システム、および方法に関する。クライオプローブは、細長いシャフトを含み、膨張チャンバに高圧ガスを供給するように構成された第１の通路、膨張チャンバからガスを排出するための第２の通路、および真空チャンバ、膨張チャンバを含む操作ヘッド、および細長い補強要素、をさらに含む。

Description

本開示は、クライオアブレーションで使用するためのクライオプローブおよびクライオアブレーションのためのシステムに関する。

凍結手術中、組織を凍結および解凍することによって患者の解剖学的構造の標的領域をアブレーションするために、外科医は１つまたは複数のクライオプローブを展開することができる。一例では、クライオプローブはジュールトムソン効果を使用して、プローブ先端部の冷却または加熱を生成する。このような場合、クライオプローブ内の極低温流体の高圧から低圧への膨張により、デバイスの先端部は、同先端部付近の組織をクライオアブレーションするのに必要な温度以下にまで冷却される。膨張した極低温流体とクライオプローブの外壁との間の熱伝達は、先端部の周りの組織内にアイスボールの形成をもたらし、その結果、組織をクライオアブレーションする。

クライオプローブは、経皮的に展開される針の形であってもよい。一般的なクライオアブレーションの技術では、複数のクライオニードルを組み合わせて使用し、これを個別に制御して、事前に計画された３次元切除体積をクライオアブレーションすることができる。そのようなクライオプローブアレイを使用することにより、切除体積の形状を制御することができ、アブレーションされる組織の寸法、形状、および位置に一致する様式で形成されるアイスボールの正確な三次元配置が可能になる。しかしながら、この技術の欠点は、複数のクライオプローブが導入されるため、操作領域が混み合うにつれて、それらの制御と処理が困難になり得ることである。市販のクライオプローブは、配置を容易にするために、直線状のシャフトまたは湾曲したシャフトが備えられている。

クライオニードルシャフトは、典型的には、１５０～２５０ｍｍの長さのオーダーである（例えば、２０１６年１１月のＧａｌｉｌクライオアブレーションニードル ＬＧＣ１５－ＮＤＬ０９５－０４に対して発行された使用説明書を参照のこと）。シャフトの長さの結果として、その場でのシャフトの回転モーメントは比較的大きく、これは、組織内での先端部の位置決めの容易さおよび横方向の力に影響を与える可能性がある。これは、表面から数センチメートル以内の組織をアブレーションする場合、特に顕著である。

さらに、現在利用可能なデバイスは、比較的大きなアイスボールを生成するように構成されているため、繊細な組織の周囲など、小さなアブレーションが必要とされる場合、またはより重要な彫刻が必要とされる場合、あまり有用ではない。

本開示は、これらの問題の少なくともいくつかに対処している。

従って、第１の態様において、本開示は、クライオアブレーションで使用するためのクライオプローブを提供し、同クライオプローブは：遠位端および近位端を有する細長いシャフトと；同細長いシャフトの遠位端における操作ヘッドであって膨張チャンバを含む操作ヘッドと；を含み、前記細長いシャフトは：高圧ガスを膨張チャンバに供給するための第１の通路であって、その遠位端のジュールトムソンオリフィスで終端する第１の通路と；膨張チャンバからガスを排出するための第２の通路であって第１の通路の周りに同軸に配置されている第２の通路と；第１の通路および第２の通路の周囲に同軸に配置された真空チャンバと；を含み、前記クライオプローブはさらに、前記細長いシャフトの遠位端に向かって配置され、それと固定的に係合する細長い補強要素を備え、前記補強要素は、使用時に前記補強要素の長さにわたって前記細長いシャフトの屈曲を低減するように構成されている。

クライオプローブは、特に経皮的に使用するためのクライオニードルである。
細長いシャフトは、遠位端および近位端を有し、第１の通路、第２の通路、および真空チャンバを含む。シャフトの直径は、真空チャンバの外径によって定義される。

細長いシャフトの遠位端には操作ヘッドが備えられている。
細長いシャフトの断面は、最も広い部分での直径が０．９ｍｍ～２．０ｍｍである。好ましくは、細長いシャフトは、直径が０．９～１．４ｍｍ、特に直径が１．０～１．３ｍｍであり、最も好ましくは、細長いシャフトは、直径が１．２ｍｍ＋／－０．１ｍｍである。

シャフトと操作ヘッドの組み合わせは、補強要素を超えて遠位方向に延びており（シャフトに隣接する位置で、操作ヘッドの先端部から補強要素の最遠位端部までの距離が測定され）、最大で１００ｍｍ、好ましくは８ｍｍ～６０ｍｍの範囲である。好ましくは長さが２０ｍｍ～４０ｍｍ、最も好ましくは、長さが３０ｍｍ＋／－５ｍｍである。

シャフトは、「テール（ｔａｉｌ）」として補強部材を越えて近位方向に延びており、少なくとも第１の通路を極低温ガス（ｃｒｙｏｇａｓ）などの極低温流体（ｃｒｙｏｆｌｕｉｄ）の供給源に接続するように構成された結合部（ｕｎｉｏｎ）で近位方向に終端する。また、結合部は、出口管を受承し、戻りの極低温ガスを大気中に排出するための開口部を提供するように構成されていてもよい。また、結合部は、第１の通路を、ヘリウムなどの加熱ガスの供給源に接続するように構成されてもよい。

補強要素の近位ににて、シャフトは、さらに保護カバーを含んでいてもよい。このカバーは、シャフトの屈曲を許容するように構成されているが、シャフトのキンクを低減または防止する。保護カバーは、補強要素の最近位部分を超えて遠位方向に延びてもよく、補強要素から近位方向に延びるテール領域の少なくとも一部を覆ってもよい。

第１の通路は、典型的には、外周壁を備えた入口管（ｉｎｌｅｔ ｔｕｂｅ）によって定義され、同入口管と同一の広がりを有する（ｉｓ ｃｏ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）。第１の通路は、極低温ガス（または加熱ガス）の供給源から高圧ガスを膨張チャンバに供給する。好ましくは、第１の通路は、膨張チャンバ内に延在し、チャンバ内でその最遠位端またはその近くで終端する。入口管は、テール領域の近位端まで近位方向に延びる。内側管（ｉｎｎｅｒ ｔｕｂｅ）は通常、典型的には、上述したようなコネクタで終端する。

入口管は、ガスの効率的な排出を提供するために第２の通路の十分な断面積を可能にしながら、第２の通路内に適合するようなサイズになっている。したがって、入口管の直径は、デバイスが必要とする流れ特性によって決定することができる。デバイスの所望の外径に応じて、入口管は、例えば、外径が０．２５～０．５ｍｍ、好ましくは０．３～０．４ｍｍであり得る。第１の通路は、直径が０．１５～０．２５、好ましくは０．１５～０．２ｍｍであり得る。

入口管は、典型的には金属製であり、例えばステンレス鋼から製造されてもよい。
極低温ガスまたは極低温流体として使用するのに適した高圧ガスには、ＣＯ_２、アルゴン、窒素空気、クリプトン、ＣＦ_４、キセノンまたはＮ_２Ｏが含まれ、好ましくは、極低温ガスはアルゴンである。本明細書で使用される場合、ガスに適用される「高圧」という用語は、クライオプローブのジュールトムソン冷却に適切なガス圧力を指すために使用される。例えば、アルゴンガスの場合、「高圧」アルゴンは、典型的には３０００ｐｓｉ（２０６８４．３ｋＰａ）～４５００ｐｓｉ（３１０２６．４Ｐａ）の間であるが、幾分高い圧力や低い圧力が使用されることもある。

ジュールトムソンオリフィスを介した高圧ガスの膨張も、加熱を提供するために使用できる。ある種のガス（「加熱ガス」）は、ジュールトムソンオリフィスを通過すると、冷たくなるのではなく、温かくなる（例えば、室温またはそれ以上の温度で通過した場合）。このような性質を持つ気体の例として、ヘリウムがある。したがって、ジュールトムソンオリフィスにヘリウムを通すと、プローブ先端部が温まり、組織の解凍を促進する効果がある。

第１の通路は、その遠位端にてジュールトムソンオリフィスで終端するが、このオリフィスは、操作ヘッドの膨張チャンバ内に配置することができる。高圧ガスが第１の通路を通って供給され、ジュールトムソンオリフィスから出ると、膨張して冷却される。冷却された膨張ガスおよび形成された任意の液化ガスは、操作ヘッドの外面を冷却し、それによって隣接する身体の組織を凍結させて、所望のクライオアブレーション効果をもたらす。

第１の通路は、ヘリウムなどの加熱ガスを供給することもできる。加熱ガスは、冷却ガスの液化によって得られる温度よりも低い反転温度、または、冷却ガスの液化によって得られる温度と同じくらい低い温度でも負のジュールトムソン係数を有する。そのため、第１の通路は、高圧の極低温ガスを供給する第１のガス源に連通可能であるとともに、高圧の加熱ガスを供給する第２のガス源にも連通可能であるように構成されている。ガス源の切り替えは、通常、制御ユニットによって制御されるため、第１および第２のガスへの結合は、同じ近位の結合部（ｕｎｉｏｎ）を介して行うことができる。

したがって、本開示によるクライオプローブは、冷却から加熱へと迅速に切り替えることができ、手順の速度を向上させ、組織への操作ヘッドの固着をより容易に防止することができる。また、クライオプローブは、プローブの温度が約０℃の温度と－４０℃以下の温度との間で急速に交互に変化するように、クライオプローブに高速の周期的温度変化を引き起こすこともできる。

第２の通路は、膨張チャンバから排気に向かってガスを排出する。第２の通路は、典型的には、ガスを排出する出口管（ｏｕｔｌｅｔ ｔｕｂｅ）によって規定され、同出口管と同一の広がりを有し、内周壁および外周壁を有している。第２の通路は、第１の通路と第２の通路が共通の周壁を共有するように、第１の通路の周りに同軸的に配置されており、内周壁は、入口管の外周壁と同じ壁である。好ましくは、第２の通路の近位端は、大気に開放されている。

第２の通路は、排出ガスの効率的な戻り流を可能にする十分な断面積を有しており、したがって、出口管の直径は、デバイスが必要とする流れ特性によって決定することができる。これにより、シンプルなカウンターフロー型の復熱（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｉｖｅ）熱交換器が実現する。デバイスの所望の外径に応じて、第２の通路は、例えば、０．６～１．２ｍｍの直径、好ましくは０．７～０．８ｍｍであってもよい。

出口管は、典型的には金属製であり、例えばステンレス鋼から製造されてもよい。
第１および第２の通路の同軸的な配置は、単純な熱交換器として機能する。第２の通路の近位端にある膨張ガスは、その時点で第１の通路内の高圧ガスよりも冷たいので、膨張チャンバに向かって供給される高圧の極低温ガスを冷却する。また、この配置により、継続的な使用時に、第１の通路を通って供給される極低温ガスが、第２の通路を通って排出されるガスと同様に、ますます冷たくなるという正のフィードバック機構が得られる。

冷却されて膨張したガスが、入口管の周囲に円周状に形成された第２の通路を通って戻ってくると、単純な逆流熱交換機構で入口管内の流入ガスを冷却する。
このように、デバイスは、シャフト内に直線状かつ同心円状に配置された入口管と出口管との間の熱エネルギーの交換からなる単一の熱交換配置を構成することができる。この配置により、シャフト自体を近位端から遠位端まで均一な直径にすることができる。

これは、デバイスの先端部にアイスボールを形成するのに必要な唯一の熱交換機構として機能する。プローブのサイズ、および生成されるアイスボールのサイズが小さいことから、さらなる熱交換器は必要ない。例えば、クライオアブレーションデバイスによく見られるヘリカルコイル型の熱交換器は必要ではない。これにより、熱交換器の配置が典型的に位置するデバイスのグリップの重量を節約することができる。

第２の通路は、追加の熱交換特徴部を備えることなく、出口管の近位端から遠位端まで延びている。同様に、第１の通路は、追加の熱交換特徴部を備えることなく、入口管の近位端から遠位端まで延びている。このように、入口管は結合部から膨張チャンバ内に位置する最遠位端まで近位方向に延び、出口管は大気への通気口（通常は結合部から）から操作ヘッドまで遠位方向に延び、いずれの管も流れに対する中断はない。

他の熱交換配置がないため、第１の通路を通る極低温ガスの流れに対する抵抗は、シャフト全体で均一であり、第２の通路における戻りの極低温ガスの流れに対する抵抗は、シャフト全体で均一である。入口管内の流れも出口管内の流れも、螺旋状の熱交換器などの他の管との熱交換配置によって影響を受けることはない（例えば、妨害されたり、迂回されたり、分割されたり、減速されたりしない）。

真空チャンバは、内周壁と外周壁とを有し、それによって、外周壁がプローブの細長いシャフトの外周を規定する。いくつかの例において、真空チャンバは、真空チャンバが第２の通路と周壁を共有するように、第１および第２の通路の周りに同軸的に配置され、例えば、真空チャンバの内周壁は、第２の通路の外周壁と同じ壁である。真空チャンバは、遠位方向には操作ヘッドまで延びているが、操作ヘッドの上には延びていない。これにより、アイスボールの範囲を操作ヘッドを含むデバイスの遠位端に限定し、シャフトのより近位の部分を囲む組織を低温から保護することができる。また、操作者がクライオプローブを安全に扱えるようになっている。また、真空チャンバの内壁が第２の通路の外壁を形成している配置は、シャフトの直径を最小化するようにデバイスを構成することができ、非常に薄い寸法のクライオプローブを実現することができる。

好ましくは、出口管は、真空チャンバの最も遠位の範囲を超えて遠位に延びる。これにより、出口管の最遠位端が操作ヘッドの近位チャンバ内に延びることができ、操作ヘッドを取り付けるための強固なマウントが得られる。好ましくは、入口管は、出口管の最遠位の範囲を超えて、出口管の最遠位の端部を超えて形成された膨張チャンバ内に延びる。

好ましくは、真空チャンバの外壁は、その遠位端でテーパ状になっており、真空チャンバのテーパ状の端部が、出口管の外壁と結合部（ｕｎｉｏｎ）を形成するようになっている。これにより、真空チャンバの外壁と操作ヘッドとの間に円周方向のくぼみ（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）が形成される。好ましくは、真空チャンバの外壁は、出口管に押し込み嵌め装着される。これにより、デバイスの組み立てが容易になり、デバイスの総外径を小さくすることができる。好ましくは、操作ヘッドは、真空管および／または出口管に溶接またははんだ付けされる。この配置により、真空管の外壁を出口管の外壁に容易に取り付けることができる。あるアプローチでは、真空スリーブの外壁は、操作ヘッドに取り付けられる前に、真空炉内で出口管の外壁に溶接またはろう付けされる。

好ましくは、操作ヘッドの表面および真空スリーブの外管は、均一な直径の連続した表面を提供する。円周方向のくぼみの存在は、操作ヘッドと出口管および／または真空管との間の強力な溶接またははんだ接合を提供し、デバイスが均一な直径の連続した表面を有することを可能にする。接合部（ｊｏｉｎｔ）は好ましくはレーザー溶接されている。

操作ヘッドは、好ましくは、単一の固体の材料片から（モノリシックユニットとして）形成されている。操作ヘッドは、近位端にて開口しているチャンバであって、同チャンバを取り囲み、操作ヘッドの近位端からチャンバの遠位端まで延びるチャンバ壁を有するチャンバを含む。ヘッドの近位チャンバは、通常１～３ｍｍの深さで、好ましくは１～２ｍｍの深さである。ヘッドの直径は、シャフトの直径と同じで、滑らかで均一な外面を提供する。チャンバの遠位側では、操作ヘッドは中実（ｓｏｌｉｄ）である。操作ヘッドは鈍い遠位端を有していてもよいが、好ましくは、組織を貫通するように構成された鋭い遠位端を有しており、好ましくは、これは、３面トロカールタイプのチップの形態である。操作ヘッドは、先端部からチャンバ壁の最近位部までの長さが通常２～１０ｍｍである。チャンバ壁の近位部は、好ましくは、出口管の遠位端と結合部を形成する。好ましくは、チャンバ壁の近位部の内表面は、出口管の遠位端の外表面と、好ましくは押し込み嵌め（ｐｕｓｈ ｆｉｔ）で結合を形成する。デバイスの膨張チャンバは、チャンバの遠位端と出口管の遠位端との間に形成される。チャンバは、チャンバ壁によって境界が定められている。

好ましくは、操作ヘッドは、同操作ヘッドが真空チャンバの最遠位端と出会う点から操作ヘッドの遠位端まで測定した長さが２ｍｍ～７ｍｍである（これは図１に示されている）。好ましくは、操作ヘッドは、長さが２．５ｍｍ～６ｍｍであり、より好ましくは、操作ヘッドは、長さが４ｍｍ＋／－１．５ｍｍである。

好ましくは、操作ヘッドは、操作ヘッドに接触する体組織を効果的に凍結させるために、ステンレス鋼などの金属のような熱伝導性材料から形成される。一実施形態において、操作ヘッドは、好ましくはまた、熱伝導材料から形成された外側シース層を有する。

プローブは、細長いシャフトの遠位端に向かって配置された細長い補強要素を備えている。この補強要素は、操作時にシャフトの支持体として機能し、使用時に補強要素の長さにわたって細長いシャフトの屈曲を低減し、好ましくは防止するように構成されている。シャフトは、その細さと、シャフトを構成する管状の要素（入口管、出口管、真空チャンバ外壁）の壁の薄さから、他の点では非常に柔軟性がある。補強要素は、シャフトを十分に支持するために、シャフトの軸に沿って長尺状である。補強要素は、シャフトを操作するためのグリップとして機能してもよい。また、補強要素は、通常、先端部を組織に押し込んだときにシャフトが同要素に対して相対的に移動しないように、シャフトと固定的に係合している。一配置では、補強要素は、シャフトの周りに配置されており、例えば、シャフトに対して同軸および／または円周方向に配置されていてもよい。例えば、シャフトに対して同軸的に配置された補強管であってもよい。

補強要素は、グリップまたはハンドルの形態であってもよいし、補強要素に加えてグリップを設けてもよい。グリップは、シャフトの把持力を改善する役割も果たす。典型的には、グリップは、細長いシャフトと同軸であってもよい。好ましくは、真空スリーブよりも大きな直径であり、典型的には、手で快適に把持するのに適したサイズと形状である。グリップは、プローブを操作するのに適した部分を提供するだけでなく、この部分でシャフトを強化し、操作中にシャフトが曲がらないようにする。グリップには、絶縁材料、さらなる真空チャンバ、またはその両方の組み合わせである絶縁層が設けられていてもよい。グリップには、操作時のデバイスの把持を補助するためのポリマーシースを設けることができる。また、シースは、プローブのサイズやタイプなどのデバイスの識別マークを保持するために使用されてもよい。

本開示のクライオアブレーションデバイスは、直線状のシャフト、または挿入部位での混雑を少なくするためにシャフトが曲げられた角度付きシャフト（典型的にはほぼ直角に曲げられたものが使用される）、のいずれかを備えてもよい。

典型的には、入口管および出口管は、デバイスのグリップ部分を通って連続している。好ましくは、それらはグリップの近位範囲を超えて延び、それぞれ高圧ガス入口および低圧ガス戻りラインを提供する。高圧ガス入口は、好ましくは、極低温ガス源への接続に適したコネクタで近位側で終端する。戻りラインは、戻りガスを大気に放出するための開口部で終端することが好ましい。

真空チャンバの外壁は、グリップ部分を通って延びていてもよい。それはさらに、ガス戻りラインの少なくとも一部を絶縁するために近位に延びていてもよい。グリップの近位に、高圧ガス入口および低圧ガス戻りライン（および存在する場合は真空チャンバ）は、ラインへの損傷を防ぐために外側の保護管を備えていてもよい。

本開示のさらなる態様では、本明細書に記載の１つまたは複数のクライオプローブを含むクライオアブレーションのためのシステムが提供される。典型的には、このようなシステムは、経皮的使用に適したクライオニードルなどの１つまたは複数のクライオプローブ、１つまたは複数の極低温流体源、および制御システムを含む。凍結外科システムは、標的組織（例えば、腫瘍）をクライオアブレーションするために使用することができる。適切な極低温流体および圧力を選択することにより、それらは組織を多かれ少なかれ冷却するために使用することができる。

極低温流体源は、アルゴン、窒素、空気、クリプトン、ＣＯ_２、ＣＦ_４、キセノン、および約１０００ｐｓｉ（６８９５ｋＰａ）を超える圧力から膨張したときに極低温（例えば、１９０ケルビン未満の温度）に達することができる様々な他のガスなどのガスを供給することができる。本明細書において使用される場合、「極低温流体（ｃｒｙｏｆｌｕｉｄ）」とは、約１０００ｐｓｉ（６８９５ｋＰａ）（例えば、典型的には約３５００ｐｓｉ（２４１３１．６ｋＰａ））を超える圧力から膨張したときに極低温（例えば、１９０ケルビン以下）に達する任意の流体を指すことができる。供給源は、極低温流体および加熱流体の流れを制御するための１つまたは複数のバルブおよび／またはレギュレータを含んでもよい。

制御システムは、クライオプローブへの極低温流体の供給を制御するように構成されており、例えば、１つまたは複数のセンサ、流量計、タイマ、アナログ／デジタル変換器、有線または無線通信モジュール、バルブコントローラなどで構成されてもよい。さらに、制御システムは、クライオプローブに供給される極低温流体の流量、温度、および圧力を調節することもできる。

したがって、さらなる実施形態において、患者組織をアブレーションする方法が提供され、同方法は、本明細書に記載のクライオプローブの先端部を、アブレーションされるべき組織内に、その位置に、またはその近くに配置することと、プローブ先端部の極低温への冷却を引き起こし、それによってプローブ先端部と接触している患者組織を凍結させるのに十分な圧力で、第１の通路を介して、ジュールトムソンオリフィスに極低温ガスを供給することと、その後、組織を解凍することとを含む。

組織は、必要に応じてプローブを取り外すことができるように、少なくとも十分に解凍されるが、典型的には、凍結と解凍のサイクルを数回、例えば２回、３回またはそれ以上実施することができる。組織を自然に解凍させるのではなく、別のアプローチでは、解凍後に、プローブの先端部を温め、その結果、組織を解凍させるのに十分な圧力で、温熱ガスをＪ－Ｔオリフィスに供給する。

通常、凍結操作は、プローブ先端部の周りに凍結組織の「アイスボール（ｉｃｅ ｂａｌｌ）」を形成する。
いくつかのアプローチでは、極低温ガスの代わりに、亜酸化窒素などの冷却ガスを使用してもよい。Ｊ－Ｔオリフィスからの出口におけるこのようなガスの膨張は、極低温への冷却にはつながらないが、組織に破壊や損傷を与えるが、組織を死滅させない程度の低い温度につながる。このアプローチは、プローブが神経組織の低温神経分解に使用される場合に特に有用であり、神経組織は、そのような温度への暴露後では再生することができるが、極低温への暴露後には再生しない。

１つまたは複数のクライオプローブが、アブレーションによって処理されるべき組織、またはその近くに配置される。アルゴンなどの高圧ガスをクライオプローブに供給して、治療すべき組織を包囲するプローブの先端部にアイスボールを形成させる。アイスボールの形成を超音波やＭＲＩなどの画像診断で追跡し、アイスボールが目的の大きさになったところで冷却を停止する。その後、体温でアイスボールを自然解凍してもよいし、ヘリウムなどの加熱ガスをプローブの先端部に供給して温めることで冷却を促進してもよい。ヘリウムによる解凍は、より高速であるため好ましい。

典型的には、標的組織をアブレーションするために、１回以上のアイスボール形成と解凍とのサイクルが採用される。典型的には１つの、２つまたは３つのサイクルが使用される。

腫瘍のクライオアブレーションは、治療されたものから離れた病変において、アブスコパール（ａｂｓ ｃｏｐａｌ）効果をもたらすことが知られている。クライオアブレーションを用いて１つの腫瘍をアブレーションすると、最初の腫瘍から離れた他の腫瘍が縮小することが観察されている。この効果は、腫瘍抗原の放出によって媒介されると考えられており、これによって免疫系が遠隔地の腫瘍を認識するようになる（例えば、Ｍｅｈｔａ他、２０１６、Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ、Ｖｏｌｕｍｅ ２０１６、Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ９２５１３７５を参照されたい）。

これらの観察の結果、クライオアブレーションと様々な免疫調節剤の組み合わせを使用して腫瘍を治療することが提案されている（例えば、Ａｂｄｏ他、２０１８、Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌｕｍｅ ８、ａｒｔｉｃｌｅ８５を参照）。

治療の１つのアプローチでは、腫瘍のクライオアブレーションは、クライオアブレーションでの治療の前、間、または後に投与される免疫調節剤と組み合わせて使用されてもよい。そのような薬物には、例えば、イピリムマブ、ニボルマブ、ペムブロリズマブ、アテゾリズマブ、アベルマブおよびデュルバルマブを含む、抗ＣＴＬＡ－４抗ＰＤ－１および抗ＰＤＬ－１抗体などのチェックポイント阻害剤が含まれる。

本発明のプローブはまた、神経の部分的な切除（軸索断裂（ａｘｏｎｏｔｍｅｓｉｓ））または完全な切除（神経断裂（ｎｅｕｒｏｔｍｅｓｉｓ））による痛みの治療における使用に特に適している。

細長いシャフトが低減された寸法を有するクライオプローブ（例えば、低減されたシャフトの長さおよび直径を有する本開示のクライオプローブ）を利用することにより、クラウディング（ｃｒｏｗｄｉｎｇ）が低減されるため、アブレーション部位に存在するクライオプローブの数を増やすことが可能である。これにより、増加した数のクライオプローブが所定の領域に収まるため、３次元のアブレーション標的部位を正確に彫刻する能力がさらに向上する。さらに、直線状のクライオプローブと曲がったクライオプローブとを組み合わせて使用することにより、アブレーション部位の所定の領域にさらに多くのクライオプローブを配置することができ、これにより、複数のクライオプローブを配置したときのクラウディングをさらに減少させることができる。

小径かつ短尺であることは、通常のプローブでは正確に使用することが困難または不可能な少量の組織にアクセスする際にも有用である。それらは、乳児の病態の治療に特に有用である。

本発明のプローブを使用して治療可能なさらに特定の病態は、モートン神経腫（中足骨間足底神経の良性神経腫）であり、この神経腫は、その大きさのために標準的なプローブではアクセスできない。

図１は、クライオプローブシャフトの特徴を断面で示した簡略図である。 操作ヘッドとシャフトとの間のジョイント配置を、より高い倍率で示す図である。 クライオプローブの曲げられたシャフトの配置を示す絵図である。 補強要素の一例を用いたクライオプローブの特徴部を簡略化して示す図である。デバイスは断面で示されている。 補強要素のさらなる例を備えたクライオプローブの特徴部を簡略化して示す図である。デバイスは断面で示されている。

次に、本発明の態様は、図を参照して、以下の非限定的な例によってさらに説明される。これらは、例示のみを目的として提供されており、特許請求の範囲内にある他の例は、これらに照らして当業者に理解されるであろう。本明細書で引用されているすべての参考文献は、参照により組み込まれている。

実施例
クライオニードルは、上記の説明に従って、内径０．１８ｍｍ、外径０．３３ｍｍの入口管を有している。外管（ｏｕｔｅｒ ｔｕｂｅ）は内径０．７２ｍｍ、真空スリーブを含む全体の直径は１．２ｍｍである。操作ヘッドの長さはおおよそ５ｍｍであった。先端部からテールの近位端までのデバイス全体の長さは３ｍであり、シャフトと操作ヘッドを合わせた長さは補強要素から３０ｍｍであった。

３５００ｐｓｉ（２４１３１．６ｋＰａ）で供給されるアルゴンを使用した場合、これらのニードルは２分で直径１０ｍｍ、３．５分で１４ｍｍ、５分で１５ｍｍのアイスボールを作製した。

図面
図１は、クライオプローブ（１）にわたる簡略化された図の断面を表している。クライオプローブ（１）は、先端部（１６）を有する操作ヘッド（５）を含む細長いシャフト（２）を有する。細長いシャフト（２）は、入口管（１７）と同一の広がりを有する第１の通路（３）を包囲している。第２の通路（４）は、出口管（１８）と同一の広がりを有する。第１の通路（３）および第２の通路（４）は同心円状に配置されており、第２の通路（４）は第１の通路（３）を取り囲むように配置されている。第２の通路（４）は、出口（１９）を介して近位で大気に開放されていてもよい。

操作ヘッド（５）は、チャンバ壁（２１）によって取り囲まれ、遠位端壁（２５）によって遠位方向に取り囲まれた操作ヘッド近位チャンバ（２０）を備える。出口管（１８）は、操作ヘッド（５）の近位チャンバ（２０）内に突出していてもよい。膨張チャンバ（６）は、出口管（１８）の遠位端（２４）と、操作ヘッド近位チャンバ（２０）の遠位端壁（２５）との間に形成されてもよい。膨張チャンバは、操作ヘッド近位チャンバ（２０）の内壁（２３）によって境界が定められていてもよい。入口管（１７）の最遠位端（２６）は、典型的には、膨張チャンバ（６）内に突出し、第１の通路（３）の最遠位端に形成されているジュールトムソンオリフィス（７）で終端してもよい。

入口管（１７）は、極低温流体源（図示せず）から圧力下の極低温ガスを供給するように構成されている。極低温ガスは、ジュールトムソンオリフィス（７）を出ると膨張し、出口管（１８）を介して開口部（１９）で大気に排出される。

細長いシャフト（２）は、外周の真空チャンバ壁（２７）によって外部に、出口管（１８）の壁（２２）によって内部に境界付けられた真空チャンバ（８）をさらに備えている。真空チャンバは、操作ヘッドの近位にあるシャフトを熱的に絶縁するように構成されているので、意図したアイスボールの近位にある組織の損傷を防ぐことができる。遠位では、真空チャンバの壁（２７）がテーパ状（１４）になっており、この点で出口管（１８）の上に押し込み嵌めして、２つの管（４１）の間に結合部（ｕｎｉｏｎ）を提供している。真空チャンバの壁（２７）は、操作ヘッドに取り付けられる前に、真空炉で出口管（１８）の壁に溶接またはろう付けされてもよい。出口管（１８）の最遠位端（２４）は、操作ヘッド近位チャンバ（２０）の近位部（２８）に挿入可能なように、真空チャンバ（１４）の壁のテーパ状の端部を超えて突出していてもよい。操作ヘッド近位チャンバ（２０）の壁（２１）の近位端（２９）は、真空チャンバ外壁（２７）の遠位端（３０）に接して、真空チャンバ外壁（２７）と操作ヘッド遠位チャンバ壁（２１）の近位端（２９）との間に円周方向のくぼみ（３１）を提供してもよい。操作ヘッド（５）、真空チャンバ外壁（２７）、および出口管（１８）は、この点（１５）で溶接またははんだ付けして、真空チューブを密閉し、ヘッドを所定の位置に保持することができる。

図１Ａは、操作ヘッドと細長いシャフトとの間の接合部をクローズアップした図である。符号は、図１の場合と同様である。
図２は、シャフト（２）および遠位操作ヘッド（５）を有するクライオプローブ（１）を表している。シャフトは、曲げられた構成になっており、これは、２つ以上のデバイスが使用される場合に、挿入部位での過密化を防止するのに有用である。シャフトは、シャフトよりも大きな外径のグリップ領域１０３を有しており、このグリップ領域１０３は熱収縮カバー（１５５）で覆われている。シャフト（２）は、テール領域（１５０）としてグリップ（１０３）の近位に延びている。この領域において、グリップ（１０３）から近位コネクタ（１５１）まで延びるカバーによってシャフトが覆われており、同近位コネクタ（１５１）は第１の通路を極低温流体源（図示せず）に接続するように構成されている。また、コネクタは、低圧ガスを大気に放出するために、出口（１９）を介して第２の通路の遠位出口を構成している（３００）。コネクタはさらに、高圧ガスの供給源に結合するための入口（３０１）を備える。

図３は、クライオプローブの特徴部を説明するための、クライオプローブの断面図である。クライオプローブ（１）は、プローブの操作を補助するグリップ（１０３）を有し、組織への挿入中にシャフトの屈曲を防止し、シャフトのキンクを防止するように作用する。クライオプローブは、グリップ部（１０３）を通過し、グリップ部（１０３）から遠位方向に延びる細長いシャフト（２）を有している。操作ヘッド（５）は、細長いシャフト（２）の遠位に設けられている。シャフトは、テール部（１５０）の形態でグリップ部（１０３）の近位に延びており、このテール部は、第１の通路（３）を極低温流体源（図示せず）に接続するように構成された継手（１５１）で終端している。

細長いシャフト（２）は、入口管（１７）と同一の広がりを有する第１の通路（３）を包囲している。第２の通路（４）は、出口管（１８）と同一の広がりを有する。第２の通路（４）は、例えば、出口（１９）を介して近位で大気に開放されていてもよい。入口管（１７）の最遠位端（２６）は、典型的には、膨張チャンバ（６）内に突出し、第１の通路（３）の最遠位端（３２）に形成されているジュールトムソンオリフィス（７）で終端してもよい。

入口管（１７）は、極低温流体源（図示せず）から圧力下の極低温ガスを供給するように構成されている。極低温ガスは、ジュールトムソンオリフィス（７）を出ると膨張し、出口管（１８）を介して開口部（１９）で大気に排出される。

真空チャンバ（８）は、出口管（１８）を覆って（ｏｖｅｒ）形成されており、外周の真空チャンバ壁（２７）によって外部に境界付けられている。真空チャンバは、操作ヘッドの近位にあるシャフトを熱的に絶縁するように構成されているので、意図したアイスボールの近位にある組織の損傷を防止することができる。

シャフト（２）は、グリップ部分（１０３）を通って延びており、図示されているようにテール部（１５０）と連続していてもよいし、脱着可能なテール部（図示せず）と結合部を形成していてもよい。

グリップ部（１０３）は、真空チャンバ壁（２７）よりも大きい直径を有し、操作中にシャフトが撓むのを防止し、従ってシャフトがキンクするのを防止するシャフトの剛性化領域を提供する。一構成では、グリップ部は、真空チャンバ壁（２７）よりも大きい直径を有するスリーブ（１０４）からなる。スリーブ（１０４）は、金属製またはポリマー製であってもよい。１つのアプローチでは、スリーブは、スリーブの直径のステップダウンを提供し、真空チャンバ壁（２７）への押し込み嵌めを提供するテーパ領域（１６４、１６５）を有してもよい。グリップ（１０３）は、スリーブ（１０４）と真空チャンバ壁（２７）との間の空間（１０６）を含んでいてもよい。スリーブのテーパ領域（１６４、１６５）は、この場合、特にスリーブが金属である場合に、薄い金属スリーブが最小限の重量で広いグリップ部分を提供することを可能にし、スリーブに剛性を与えるので、特に有用である。空間（１０６）が存在する場合は、追加の断熱を提供するためにそれを排気することができる。また、真空チャンバの壁とスリーブとの間の領域は、絶縁材料で満たされていてもよい。

テール部（１５０）は、典型的には、少なくともグリップ（１０３）からテール（１５０）の近位部分（１５２）まで延びるカバー（１０７）を備えていてもよい。カバー（１０７）は、テール（１５０）を保護し、テール内のキンクを低減する。カバー（１０７）は、テール領域（１５０）内の真空スリーブ壁（２７）の上に緩く設けられてもよいし、真空スリーブ壁（２７）に宛がわれてもよい。コーティング（１５５）は、スリーブを真空チャンバ壁（２７）にシールするためにスリーブを覆って設けられてもよい。また、カバー（１０７）の遠位端（１５４）を所定の位置に保持するために延びていてもよい。このコーティング（１５５）は、例えば、熱収縮スリーブで構成されていてもよい。

図４は、グリップ部のさらなる実施形態を示している。クライオプローブ（１）は、プローブを操作するためのグリップ部（１０３）を有し、使用時のプローブの屈曲を防止し、それによりシャフト（２）のキンクを防止するためのものである。クライオプローブは、グリップ部（１０３）を通過し、グリップ部（１０３）から遠位方向に延びる細長いシャフト（２）を有している。操作ヘッド（５）は、細長いシャフト（２）の遠位に設けられている。シャフトは、テール部（１５０）の形態でグリップ部（１０３）の近位に延びており、このテール部は、第１の通路（３）を極低温流体源（図示せず）に接続するように構成された継手（１５１）で終端している。細長いシャフト（２）は、入口管（１７）と同一の広がりを有する第１の通路（３）を包囲している。第２の通路（４）は、出口管（１８）と同一の広がりを有する。第２の通路（４）は、近位で大気に開放されていてもよい。入口管（１７）の最遠位端（２６）は、典型的には、膨張チャンバ（６）内に突出し、第１の通路（３）の最遠位端（３２）に形成されているジュールトムソンオリフィス（７）で終端してもよい。

入口管（１７）は、極低温流体源（図示せず）から圧力下の極低温ガスを供給するように構成されている。極低温ガスは、ジュールトムソンオリフィス（７）を出ると膨張し、出口管（１８）を介して遠位開口部（１９）で大気に排出される（図示しない）。

真空チャンバ（８）は、外周の真空チャンバ壁（２７）によって外部に境界付けられている出口管（１８）を覆って形成されている。真空チャンバは、操作ヘッド（５）の近位にあるシャフトを熱的に絶縁するように構成されているので、意図したアイスボールの近位にある組織の損傷を防止することができる。

シャフト（２）は、グリップ部（１０３）を通って延び、図示されているようにテール部（１５０）と連続していてもよく、あるいは、極低温流体源への接続、および任意に近位ガス排出ポート（複数可）を提供する取り外し可能なテール部（図示せず）と結合部を形成してもよい。

グリップ部（１０３）は、真空チャンバ壁（２７）よりも大きい直径を有し、操作中にシャフトが撓むのを防止し、シャフトがキンクするのを防止するシャフトの剛性化領域を提供する。一構成では、グリップ部（１０３）は、真空チャンバ壁（２７）よりも大きい内径を有する第１のスリーブ（１３０）を備える。スリーブ（１３０）は、真空チャンバの壁を覆ってフィットし、シャフトに追加の剛性を提供する。円筒形のカバー（１５５）が、第１のスリーブの上に設けられ、第１のスリーブ（１５５）の近位端（１５６）を越えて近位方向に延びて、テール部（１５０）の少なくとも一部を覆ってもよい。好ましくは、カバー（１５５）は、テール部の近位端まで延びる（ここでは図示せず）。

第１のスリーブ（１３０）およびカバー（１５５）は、典型的にはポリプロピレンまたはＰＥＥＫなどのポリマー材料であり、グリップの遠位端（１５８）で真空スリーブ壁（２７）の周囲に円周方向に延在し、第１のスリーブ（１３０）の軸方向外側の位置で第２のスリーブ（１６１）の最遠位端（１６２）を受容するように構成されたグリップノーズピース（１５７）によって、遠位方向に所定の位置に保持されてもよい。これにより、より広いスリーブが可能となり、したがって、より操作しやすい広いグリップが可能となる。グリップノーズピースは、シャフト（２）の周囲に円周方向に延びており、第１のスリーブ（１３０）の遠位端（１５９）およびカバー（１５５）の遠位端（１６０）の周囲に円周方向に延びていてもよい。

第２のスリーブ（１６１）の近位端（１６６）は、グリップの近位端（１６４）において真空スリーブ壁（２７）の周囲に円周方向に延びるグリップテールピース（１６３）によって、同様の方法で受承されてもよい。

グリップ部（１０３）は、第２のスリーブ（１６１）の軸方向内側の空間（１０６）を含んでいてもよく、この空間は、任意に絶縁材料で満たされていてもよいが、より軽いグリップを提供するために好ましくは空である。

外側コーティング（この図には示されていない）は、グリップに滑らかな表面を提供するために、スリーブおよび任意にノーズピースおよびテールピースの少なくとも一部の上に延びていてもよい。この点においても、熱収縮チューブが有用である。

Claims (10)

1. クライオプローブであって、前記クライオプローブは、
   遠位端および近位端を有する細長いシャフトと、
   前記細長いシャフトの前記遠位端における操作ヘッドであって、膨張チャンバを含む操作ヘッドと；
   を含み、
   前記細長いシャフトは：
   高圧ガスを前記膨張チャンバに供給するための第１の通路であって、その遠位端にてジュールトムソン（Ｊ－Ｔ）オリフィスで終端する第１の通路と；
   前記膨張チャンバからガスを排出するための第２の通路であって前記第１の通路の周りに同軸に配置されている第２の通路と；
   前記第１の通路および前記第２の通路の周囲に同軸に配置された真空チャンバと；
   を含み、
   前記クライオプローブは、前記細長いシャフトの前記遠位端に向かって配置される細長い補強要素をさらに備え、前記補強要素は、使用時に前記補強要素の長さにわたって前記細長いシャフトの屈曲を低減するように構成されている、クライオプローブ。
2. 前記細長いシャフトの断面は、直径が０．９ｍｍ～２．０ｍｍである請求項１に記載のクライオプローブ。
3. 前記シャフトおよび前記操作ヘッドの組み合わせは、前記補強要素を超えて１００ｍｍまで遠位方向に延びる、請求項１または請求項２に記載のクライオプローブ。
4. 前記補強要素が前記細長いシャフトの周りに同軸に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のクライオプローブ。
5. 前記補強要素が前記クライオプローブを操作するためのグリップとして構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のクライオプローブ。
6. 前記クライオプローブは、前記クライオプローブを操作するためのグリップをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のクライオプローブ。
7. 前記グリップが中空である、請求項５または請求項６に記載のクライオプローブ。
8. 前記第１の通路と前記第２の通路との間の熱エネルギーの交換からなる単一の熱交換構成を含み、前記第１の通路および前記第２の通路が前記シャフト内で直線状かつ同心円状に配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載のクライオプローブ。
9. 前記操作ヘッドの長さが２ｍｍ～７ｍｍである、請求項１～８のいずれか一項に記載のクライオプローブ。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の１つまたは複数のクライオプローブを含み、さらに、極低温流体の供給源と、前記クライオプローブへの前記極低温流体の供給を制御するように構成された制御部とを含む、凍結外科システム。

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