JP4638440B2 - 高周波組織切除用電気エネルギィ送出装置 - Google Patents

高周波組織切除用電気エネルギィ送出装置 Download PDF

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Description

発明の属する技術分野
本発明は、一般的に、腫瘍などの組織に液体を注入して高周波電気エネルギィを用いて加熱を強化し、組織を切除する装置に関する。
発明の背景
固相組織に高周波(RF)電気エネルギィを送出する電気外科的器具は公知である。例えば、公開PCT出願WO96/29946号は、カニューラの遠位端から組織へ延在する複数の独立したワイヤ電極を具える電気外科的プローブを開示している。この電極は、モノポーラまたはバイポーラ態様で電圧がかけられ、ターゲット組織領域を加熱して壊死させる。このようなプローブは、肝臓、腎臓、膵臓、胃、および脾臓などの器官内の腫瘍の処置用に提言されている。
加熱を強化して壊死を起こすために、電気エネルギィを送出する前にターゲット領域に塩水を注入するようにしている。一般的に、これは、電気外科的プローブからターゲット領域へ電極を進める前または後に、シリンジから組織内へ針を進めるステップを含む。この針を介して塩水がシリンジから組織内に送り込まれ、電極に電圧がかかってFRエネルギィが送出され、ターゲット領域内の組織を壊死させる。代替的に、一またはそれ以上のワイヤ電極内のルーメンを介して塩水を送りこむことができる。塩水が組織の加熱を高めることによって、結果としてできる病変部のサイズが塩水なしで電極を付勢する場合に比べて大きくなる。
しかしながら、ターゲット領域の組織の不均等性のため、シリンジによって注入する塩水が、所望の態様でターゲット領域に一面に注がれないことがある。例えば、塩水は電極から離れた組織に注がれることがあり、あるいは、ターゲット領域の一部にのみ部分的に注がれることがある。従って、ターゲット領域内の組織が均一に加熱されて、所望する通りに壊死しないことがあり、ターゲット領域を順次確実に壊死させるには、複数の処置が必要になる可能性がある。更に、別のシリンジを用いて塩水を注入する場合は、そのシリンジとプローブを組織内へ別々にアプローチさせる必要があるため、アクセスが複雑になると共に、閉じて癒合させることが必要なトラックが中間組織中に複数形成されることになる。
発明の概要
本発明の一実施例によれば、患者の内部組織に電気エネルギィを送出する装置が提供されており、この装置は、近位端と、患者の身体に装入する大きさの遠位端と、遠位端から近位端へ延在するルーメンを有する筒状部材を具える。一の実施例では、この筒状部材は、先の尖った遠位先端を有する実質的に硬質のカニューラであってもよく、組織を通ってカニューラを前進させる。
一またはそれ以上の針が、筒状部材の遠位端を越えてルーメンから延在可能であり、各針が、組織を貫通する遠位先端を有する。一又はそれ以上の針の少なくとも一つ(好ましくは、全て)が、その遠位先端の出口へ液体を送出する注入ルーメンを具えている。追加的、あるいは代替的に、この針の少なくとも遠位部分が、例えば、焼成ステンレススチールなどの多孔性材料でできていても良い。例えば塩水などの導電性液体の源が、その遠位先端を越えて液体を組織へ送出するそれぞれの針の注入ルーメン及び/又は多孔性材料に連結されている。
本発明の実施例では、針が、遠位先端近傍の組織に電気エネルギィを送出する電極である。例えば、針の遠位部分が電極を規定する導電領域を具えていても良い。好ましくは、針が導電材料でできており、各針の露出部分が電極を形成している。例えば、RF発生器などの電気エネルギィ源が、一又はそれ以上の針にモノポーラまたはバイポーラ構成で接続されており、患者の中で展開したときに針の周囲の組織に電気エネルギィを送出する。
針は、筒状部材のルーメン内に引っ込んだ形状から、伸張した形状へ移動可能であることが好ましく、針の遠位部分は、筒状部材の遠位端を越えて延在する。一の実施例では、伸張した形状において軸方向および半径方向の互いに異なる距離で延在する複数の針が設けられており、これによって伸張した形状において遠位先端が球形またはその他の三次元形状を規定する。
本発明の別の実施例によれば、患者の内部組織に電気的エネルギィを送出する装置が提供されており、この装置は近位端と、患者の身体に装入できるサイズの遠位端と、この近位端と遠位端の間に延在するルーメンを有する筒状部材を具える。複数の対向する部材が筒状部材の遠位端から延在可能であり、この対向部材は互いに遠ざかる方向に延在可能であり、対向部材の内側面間の組織に係合するように互いの方向に向けてことができる。
対向部材は、当該対向部材の間に係合されている組織に電気エネルギィを送出するための一又はそれ以上の電極を具える。一またはそれ以上の中空状の針が対向部材の少なくとも一方、好ましくはそれぞれの内側面から延在している。各針は、対向部材間に係合する組織を貫通している尖った先端と、この尖った先端内にあり対向部材内のルーメンと連通する出口を具えており、尖った先端が貫通している組織内にルーメンから導電液体を送出するようにしている。電気エネルギィ源は電極に接続されており、対向部材間に係合した組織を切除する電気エネルギィを送出している。
一の実施例では、対向部材が筒状部材のルーメンを通って延在している制御部材から延在している。対向部材を少なくとも部分的にルーメン内に引き込むようにこの制御部材を近位側に方向付けることによって、対向部材を互いの方向に向けることができる。更に、制御部材が針の出口に連通する注入ルーメンを具えていても良い。導電液体源がこの注入ルーメンと連通しており、針の出口に導電液体を送出することができる。
本発明のその他の目的と特徴は、添付の図面を参照して以下の記載を考慮することで明らかになる。
実施例の詳細な説明
図面を参照すると、図1−4は、組織構造(図示せず)中の良性あるいは悪性の腫瘍などの、組織を治療する装置10の第1実施例を示す。一般的に、装置10は、カニューラまたはその他の導入器12と、カニューラ12から展開可能な電極アレイ14を具える。更に、装置10は、針アレイ14に接続された電気エネルギィ源16及び/又は導電液体源18を具えていても良い。
カニューラ12は、近位および遠位端20、22、及び近位端20に向けて遠位ポート26から近位側に延在するルーメン24を具える細長筒状部材であり、これによって縦軸21を規定している。図では近位端20は実質的に閉じられているが、ルーメン24が近位端20まで延在していてもよい。代替的に、ルーメン24は、近位端20の近位ポート(図示せず)まで延在して、例えば、電極アレイ14、あるいはスタイレット(図示せず)などの器具をルーメンを通して取り外し可能に受けるようにしても良い。カニューラ12は、また、近位端20上にハンドル25を具え、カニューラ12及び/又は電極アレイ14の操作を容易にしている。
カニューラ12は、金属またはプラスチックなどの、実質的に硬質材料でできていても良く、及び/又は、電気的絶縁材料でできていても良い。カニューラ12の遠位端22は、斜めに切った先端28(図示せず、図5Aおよび5B参照)などの、尖ったあるいは組織を貫通する先端において終端しており、組織内にカニューラ12を進めるのを容易にしている。代替的に、カニューラ12は、半硬質あるいはフレキシブルな材料でできていても良く、スタイレット(図示せず)を近位ポート(図示せず)からルーメン24へ導入することができる。スタイレットは、カニューラ12の剛性を強化することができ、及び/又は、尖った遠位先端(図示せず)具えていても良い。これは、カニューラ12の遠位端22を越えて延在して、カニューラ12が組織を通して前進するのを容易にする。
電極アレイ14は、複数の細長い針30を具える。各針は、近位端31と、例えば、斜めに切った先端32などの組織を貫通する尖った遠位端を具える。この針30の少なくとも一つ、および選択的に全部の針30は、遠位先端32の出口36へ液体を送出する注入ルーメン34を具えていても良い。代替的に、針30は、例えば、遠位先端32を越えて所定のパターンで液体を送出するために、遠位先端32に複数の出口(図示せず)を具えていても良い。針30は、カニューラ12のルーメン24を通って近位側へ延在しており、近位端31を側部ポート40を具えるハブ38に連結して、針30の注入ルーメン34と連通するようにしても良い。
液体ライン42は、導電液体源18の側部ポート40から延在しており、高張性塩水などの導電液体を針30の注入ルーメン34へ送出する。導電液体源18は、例えばシリンジ(図示せず)などの手動導電液体源を具えていても良く、あるいは、ポンプ(図示せず)を具えて、処置中に塩水を連続的あるいは断続的に送出するようにしても良い。液体ライン42は、液体ライン42を介して送出される液体の液圧を所定以下に維持するための安全弁44を具えていても良い。安全弁44は、例えば、患者が過剰な液圧を受けないように所定の圧力で開くようにする。
更に、液体ライン42は、図4に示すようにフロート弁46を具えており、塩水などの液体のみが確実に針30に送出されるようにしてもよい。例えば、フロート弁46は、リザーバ50を覆う空気などの気体が自在に通過できる疎水性の膜48を具えていても良い。これによって、リザーバ50から出る液体には、例えば患者の脈管など、患者の身体内に放出されると傷害を引き起こす空気バブルが実質的に含まれない。
図1及び2を特に参照すると、電極アレイ14は、例えばカニューラ12のルーメン24内に引き込まれたとき(図2参照)のたたまれた形状から、例えばカニューラ12の遠位端22を越えて伸長したとき(図1参照)の拡開した形状へ移動可能である。針30は拡張形状に向けて開くようにバイアスされており、カニューラ12のルーメン24内に引き込まれるときに、たたんだ形状に弾力的に圧縮されうることが好ましい。一の実施例では、針30は、例えばステンレススチールまたはニチノールなどの弾性または超弾性材料でできている。この材料は十分に強く、針30が組織内を進むときでも拡張した形状に向けてバイアスすることができる。
針30の遠位部分33は、電極アレイ14が、例えば図1に示すような傘または外翻した形状など、一般的な対称形を規定するように拡開することができる。一の実施例では、電極アレイ14は、一般的に、米国特許第6,050,992号及び第6,212,433号に開示されているような面を規定している。代替として、図3に示すように、針30’、30”のいくつかが他の針と異なる長さを有する、及び/又は、バイアスのかかる曲率半径が他の針の曲率半径と異なるものであっても良い。図に示すように、完全に展開したときに、針30’、30”の遠位部分33’、33”が、カニューラ12の遠位端22から軸方向に異なる距離で延在する、及び/又は、拡開形状において縦軸21から半径方向に異なる距離に延在することができる。従って、電極アレイ14’は、拡開形状に延在したときに一般的な球形あるいはその他の三次元形状を規定することができる。この形状は、以下に述べるとおり、より大きなターゲット組織領域での治療を強化することができる。
針30の一つ(またはそれ以上)の遠位部分33は、遠位先端32近傍の組織に電気エネルギィを送出するための電極を具えている。一の実施例では、各針30がステンレススチールまたはニチノールなどの導電性材料でできている。従って、カニューラ12の遠位先端24を越えて延在する針30が露出した遠位部分33全体が電極を規定する。この実施例では、カニューラ12は、絶縁材料で形成されていても良い。代替的に、針30が例えばプラスチックなどの絶縁材料でできており、電極を規定する遠位部分33が一又はそれ以上の導電領域(図示せず)を具えていても良い。この代替例では、針30は、電極から近位側へ延在するワイヤまたはその他の導電体(図示せず)、例えば、針30の中に近位端31まで、を具えていても良い。
針30は、電気エネルギィ源16、好ましくは高周波(RF)発生器へ電気的に連結されており、電気エネルギィを針30の遠位部分33に送出する。RF発生器16は、カニューラ12の近位端20及び/又はハブ38に例えばケーブル(図示せず)で連結されているが、これは、針30の近位端31に連結されていても良い。
RF発生器16は、モノポーラまたはバイポーラモードでRFエネルギィを送出するように構成されている。モノポーラモードでは、針30全てが、RF発生器16の一のポールに接続されている。受動電極(図示せず)は、RF発生器16の反対側のポールに接続するように設けられている。好ましくは、受動電極は、例えば、針30の遠位部分33に比べて比較的大きな表面積を有するパッド(図示せず)であり、治療を受ける患者の外側表面に配置される。
代替的に、バイポーラモードでは、いくつかの針30が一のポールに接続されており、その他の針30は対向するポールに接続されている。別の代替例では、針30が全部一のポールに接続されており、対向するポールに接続されたカニューラ12の遠位端24に一の電極(図示せず)が設けられている。更なる代替では、針30が全部一のポールに接続されており、治療を受けている組織構造の表面に接触して配置されている反対側のポールに内部表面電極(図示せず)が接続されている。このような表面電極は、米国特許第6,212,433号に開示されている。
図5A−5Cを参照すると、装置110の別の実施例が示されており、これは、カニューラ112と、一対のあご状電極、または、カニューラ112から延在可能な対向部材114を具えている。更に、装置110は、上述した実施例と同様に、一対の電極114に接続された電気エネルギィ源及び/又は導電液体源(図示せず)を具えている。
カニューラ112は、一般的に、近位端120と、遠位端122と、近位端および遠位端120、122の間に延在するルーメン124を具え、これによって縦軸121を規定している。カニューラ112は、上述した実施例と同様に、尖った遠位先端128を有する実質的に硬質の筒状部材である。代替的に、カニューラ112に代えて、カテーテル(図示せず)などのフレキシブルな筒状部材を設けるようにしても良い。この部材は、実質的に、鈍いあるいは円形の遠位先端(図示せず)を具えている。この代替例では、カテーテルの遠位端が、装置をボディルーメンあるいはその他の通路(図示せず)内に容易に実質的に無外傷で進めるためのサイズ及び/又は形状を有する。
電極対114は、近位端および遠位端131、132を具え、一般的に互いに内側を向いている内側面134を規定する、第1及び第2の細長部材あるいは「あご」130を具える。あご130は、その近位端131で互いに回動可能に連結されており、遠位端132が互いに遠ざかって、および、互いに向かって移動できる。好ましくは、あご130は、互いの方向へ弾性的に圧縮可能であり、図5Aに示すようなたたんだ形状を規定しており、一方、図5Cに示すように、拡開形状に向けて互いに遠ざかって移動するようにバイアスされている。あご130は、図5Cに示すような、アーチ型形状を取るようバイアスされていても良い。代替的に、あご130は、実質的にまっすぐな形状(図示せず)にバイアスされて、展開形状で電極対114、130が例えば「V」字形状を規定するようにしても良い。
少なくとも一のあご130、好ましくは各々のあご130が、内側面134から、すなわち、対向するあご130に向かって、内側面134から延在する複数の筒状針136を具えている。針136は、尖ったあるいは組織を貫通する、例えば、斜めに切ったあるいは尖らせた先端138を具える。この先端は、各あご130内にルーメン142と連通する出口140を具える。ルーメン142は、各々のあご130の最も遠位側の針136から近位端部131へと近位方向に延在している。選択的に、あごの遠位端132は、尖った先端を有する及び/又はルーメン142に連通する出口(図示せず)を具えていても良い。代替的に、遠位端132は、鈍いあるいは円形であって(図示せず)、以下に説明するように、遠位端132が組織を貫通しないようにしても良い。
更に、一方あるいは双方のあご130は、あご130間に係合した組織に電気エネルギィを送出するために一またはそれ以上の電極を具えている。例えば、あご130を、例えばステンレススチールまたはニチノールなどの導電材料で形成して、あご130の露出面全体が電極を規定するようにしても良い。代替的に、例えばプラスチックなどの絶縁材料であご130を構成して、あご130の針136及び/又は内側面134を導電材料で形成するか、または導電材料で被覆するようにしても良い。この代替例では、例えばワイヤあるいは導電性被覆物(図示せず)などの導電体をあご130の上または中に設けて、電気エネルギィを針136及び/又は内側面134に送出するようにしても良い。あご130内の別のルーメン(図示せず)に導電体を設けるようにしても良く、あるいは、あご130の表面に絶縁材料を蒸着させて被覆するようにしても良い。
電極対114は、例えば筒状部材146などの細長部材の遠位端144上に設けるようにしてもよく、各あご130内のルーメン142に連通している注入ルーメン148を有する。筒状部材146は、十分な柱強度を有し、電極対114をカニューラ112に対して軸方向に移動、すなわち、押したり引いたりする制御エレメントを提供することが好ましい。例えば、筒状部材146は、筒状部材146がカニューラ112に対して軸方向に摺動可能になるように、カニューラ112のルーメン124内に延在することができる。
筒状部材146の近位端(図示せず)は、カニューラ112の近位端(図示せず)上のアクチュエータ及び/又はハンドルに連結することができる。従って、アクチュエータ又はハンドルを移動させて、ルーメン124内で筒状部材146を軸方向に向けることができる。好ましくは、筒状部材146を軸方向に移動させて、ルーメン124内から電極対114を展開させ、及び/又は、ルーメン124内に電極対114を引っ込めることができる。例えば、筒状部材146が、近位方向に引っ張られて、図5Aに示すようにカニューラのルーメン124内に引き込まれると、あご130は互いの方向に弾性的に圧縮される。筒状部材146が遠位側に押されると、図5Bおよび5Cに示すように、あご130は自動的に拡開形状の方向に戻る。
あご130は、上述した実施例と同様に、弾性材料あるいは超弾性材料で形成して、あご130の展開及び/又は弾性圧縮を容易にすることができる。代替的に、あご130は、機械的に操縦できるものであって、あご130を展開形状方向へ向けて互いから離して選択的に方向付けることができるものであってもよい。電極対114は、単一ピースでできていても良く、あるいは、例えば互いに取り付けることができる別々のあご130などの複数ピースでできていても良い。電極対114は、筒状部材146の遠位端144に連結することができ、例えば、筒状部材146と電極対114を互いにほぼ永久的に取り付けるようにしても良い。代替的に電極対114と筒状部材146が単一部分として形成されていても良い。
上述した実施例と同様に、塩水源あるいはその他の導電液体源(図示せず)は、筒状部材146の近位端に接続されており、塩水が注入ルーメン148を介してあご130のルーメン142へ、および針136内の出口140を通って送出されるようにする。更に、例えば、例えば、カニューラ112及び/又は筒状部材146の近位端(図示せず)に接続したケーブルによって、RF発生器(図示せず)などの電気エネルギィ源を電極対114に接続するようにしても良い。
本発明の実施例では、針は、一般的に、例えば焼成したステンレススチールなどの導電性かつ多孔性材料でできた細長ロッドあるいはチューブであり、これによって、電解液が流れる電極を提供している針周辺の組織に電気エネルギィを送出するようにしている。針は、硬質あるいはフレキシブルであっても良く、及び/又はストレートであっても、曲がった形状にバイアスされていても良い。単一の針から、図1ないし4に示した上述の形状などの拡開した三次元形状に展開可能な針アレイまでの範囲の針を使用することができる。
選択された実施例では、針は、押し出し成型あるいは注入焼成したロッドとして形成することができる。斜めに切ったあるいは尖らせた遠位先端が削りだされてあるいは形成されている。このように、針全体は多孔性で、針の近位端に導入された液体がこの孔を通って流れ、針の露出した遠位部分から出てゆくようにしても良い。追加で、あるいは代替的に、針は、液体を遠位先端の出口に送出する注入ルーメンを有する同時押し出し焼成チューブであっても良い。従って、ルーメンを通過する液体のいくらかが針の孔を通って噴出して針から出てゆき、一方で残った液体が出口から出てゆく。さらなる代替では、ルーメンが近位端から針の中へ部分的に延びているが、遠位先端へまで完全に延びていないものであってもよい。
焼成/多孔性材料を用いて針を形成することの利点は、所定の画像撮影療法を行う場合に、針の遠位部分の可視性が強化されることである。例えば、超音波撮像を用いる場合、焼成/多孔性材料によって針のエコー発生性が実質的に高くなる。従って、遠位部分をモニタして、所望の長さの針を、導入器スリーブからターゲット組織構造へ確実に前進させられるようになる。多数の針が設けられている場合は、各針を焼成/多孔性材料で形成して、これによって、組織構造内でのアレイの展開を容易にモニタすることができる。
針が展開すると、塩水あるいはその他の導電性液体が液体源から針を介して組織構造へ注入される。塩水は、ここで述べたとおり、処置中にひと塊で、あるいは断続的に、または継続的に注入される。焼成した材料の多孔性によって、一又はそれ以上の分散した出口を有するのみのルーメンを具える針に比べて、塩水を周辺組織により均一に灌水することができる。十分なRFエネルギィが送出されると、針は少なくとも部分的に導入器スリーブ内に引き込まれ、スリーブが患者から除去され、及び/又は、別の位置に移動して、更なる組織を切除する。
図面は、本発明の実施例の構成と有用性を示すものであり、同様の要素は共通の符号が引用されている。
図1は、電気エネルギィを用いて組織を切除する装置の第1の実施例の側面図であり、カニューラと、このカニューラから展開可能な電極アレイを具えている。 図2は、図1に示すカニューラの遠位端の詳細であり、カニューラ内でたたまれた形状にある電極アレイを示す。 図3は、図1に示すカニューラの遠位端の詳細であり、カニューラから展開した代替の電極アレイを示す。 図4は、図1に示す装置と共に用いるフロート弁の断面図である。 図5Aは、電気エネルギィを用いて組織を切除する装置の第2の実施例の側面図であり、カニューラと、このカニューラから展開可能な対向する一対のあご状電極を有する。 図5Bは、電気エネルギィを用いて組織を切除する装置の第2の実施例の側面図であり、カニューラと、このカニューラから展開可能な対向する一対のあご状電極を有する。 図5Cは、電気エネルギィを用いて組織を切除する装置の第2の実施例の側面図であり、カニューラと、このカニューラから展開可能な対向する一対のあご状電極を有する。

Claims (8)

  1. 患者内の組織へ電気エネルギィを送出する装置において
    近位端と、患者の身体に装入するサイズの遠位端と、ルーメンとを備える筒状部材であって、前記ルーメンは前記筒状部材の遠位端及び近位端の間に延在する前記筒状部材と
    前記筒状部材の遠位端から延在可能な一対の対向部材であって、該対向部材は互いに遠ざかるように拡開可能であるとともに、前記対向部材の内側面の間に組織を係合するように互いに向かって移動可能であり、前記対向部材は該対向部材の間に係合された組織に電気エネルギィを送出するために一つ以上の電極を有する前記対向部材と、
    少なくとも一つの対向部材の内側面から延在する一つ以上の中空状針であって、各針は前記対向部材の間に係合された組織を貫通する尖った先端と、該尖った先端によって貫通される組織内に前記対向部材内のルーメンから導電液体を送出するために、前記対向部材内のルーメンに連通する前記尖った先端の出口とを有する前記中空状針とを備える装置。
  2. 前記装置は前記筒状部材のルーメンを通って延在する制御部材をさらに備え、前記対向部材は前記制御部材から延在し、前記対向部材を前記筒状部材のルーメン内に少なくとも部分的に引き込むように前記制御部材を近位側に方向付けることによって、前記対向部材は互いの方向に移動可能である請求項1に記載の装置
  3. 前記制御部材は前記対向部材内のルーメンを介して前記針の出口に連通する注入ルーメンを備える請求項2に記載の装置
  4. 前記装置は、前記針の出口に導電液体を送出するために前記注入ルーメンに連通する導電液体源をさらに備える請求項3に記載の装置
  5. 前記装置は、前記導電液体源から前記針の出口まで送出される導電液体から気体を除去するために前記導電液体源に連結されたフロート弁をさらに備える請求項に記載の装置
  6. 前記対向部材の内側面は前記電極を形成する導電性材料を備える請求項1に記載の装置
  7. 前記筒状部材は硬質なカニューラからなり、前記遠位端は組織を貫通するために尖った遠位先端を備える請求項1に記載の装置
  8. 前記装置は組織を貫通するための尖った遠位先端を有する硬質なカニューラをさらに備え、前記筒状部材は前記対向部材が前記筒状部材内に引き込まれる際に前記カニューラを通って挿入可能である請求項に記載の装置
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