JP7476294B2 - 補強要素付き凍結プローブ - Google Patents
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Description
長尺状シャフトは、遠位端及び近位端を有し、且つ第1の通路、第2の通路、及び真空チャンバーを備える。シャフトの直径は、真空チャンバーの外径によって画定される。
長尺状シャフトの断面の直径は、最も幅の広い部分で0.9~2.0mmである。好ましくは、長尺状シャフトの直径は、0.9~1.4mmであり、特には1.0~1.3mmであり、最適には、1.2mm+/-0.1mmである。
凍結ガス又は凍結流体としての使用に適した高圧ガスには、CO2、アルゴン、窒素空気、クリプトン、CF4、キセノン又はN2Oが含まれ、好ましくは、凍結ガスはアルゴンである。本明細書で使用される場合、ガスに使用される「高圧」という用語は、凍結プローブのジュールトムソン冷却に適切なガスの圧力を指す。たとえば、アルゴンガスの場合、「高圧」アルゴンは通常3000psi~4500psi(約20700~31000kPa)であるが、多少高い圧力と低い圧力も使用され得る。
heat exchanger)が形成される。装置の所望の外径に応じて、第2の通路の直径は、例えば0.6~1.2mm、好ましくは0.7~0.8mmであり得る。
第1の通路及び第2の通路の同軸配置は、単純な熱交換器として機能する。第2の通路の近位端の膨張ガスは、その地点で第1の通路の高圧ガスよりも低温であるため、膨張チャンバーに向かって供給される高圧凍結ガスを冷却する。この配置は、継続的使用中に、ガスが第2の通路を介して排出されるにつれて、第1の通路を介して供給される低温ガスがますます冷たくなる正のフィードバック機構を形成する。
したがって、装置は、シャフト内に直線的かつ同心円状に配置された注入管と排出管との間の熱エネルギーの交換を含む単一の熱交換構成を備える。この構成により、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。
いくつかのアプローチでは、亜酸化窒素などの冷却ガスを凍結ガスの代わりに使用することができる。ジュールトムソンオリフィスからの出口におけるそのようなガスの膨張は、極低温への冷却を引き起こさないが、組織の破壊又は損傷を引き起こすが組織を殺さない程度の十分に低い温度にする。このアプローチは、プローブが神経組織の低温神経溶解に使用される場合に特に有用であり、神経組織は、そのような温度にさらされた後には再生できるが、極低温にさらされた後は再生できない。
腫瘍の凍結アブレーションは、治療された病変から離れた病変に速達効果をもたらすことが知られている。1つの腫瘍が凍結アブレーションを用いて切除された場合、第1の腫瘍から離れた別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、それは、免疫系を刺激して遠隔の腫瘍を認識する(例えばMehta et al 2016、Gastroenterology Research and Practice Volume 2016、Article ID 9251375を参照)。
長尺状シャフトの寸法が縮減された凍結プローブ(例えば、シャフトの長さ及び直径が縮減された本発明の凍結プローブ)を利用することにより、混雑が低減されるため、切除部位に存在する凍結プローブの数を増やすことが可能である。これにより、より多くの数の凍結プローブが所与の領域に収まると仮定すると、3次元アブレーション標的部位を正確に切除する機能がさらに向上する。さらに、真っ直ぐな凍結プローブと曲がった凍結プローブの組み合わせを使用することにより、さらに多くの凍結プローブを切除部位の所与の領域に配備することができ、複数の凍結プローブが配備されたときの混雑をさらに低減し得る。
凍結ニードルを、上記記載に従って、内径0.18mm及び外径0.33mmの注入管を有するように形成した。排出管は、内径が0.72mmであり、真空スリーブを含む全体の直径は、1.2mmであった。作用ヘッドの長さは、約5mmであった。尖端からテイル部の近位端までの装置全体の長さは3mであり、シャフトと作用ヘッドは合わせて補強要素から30mm延びていた。
図面
図1は、凍結プローブ(1)の簡略図の断面を示す。凍結プローブ(1)は、尖端(16)を有する作用ヘッド(5)を含む長尺状シャフト(2)を有する。長尺状シャフト(2)は、注入管(17)と同一の広がりを有する第1の通路(3)を囲む。第2の通路(4)は、排出管(18)と同一の広がりを有する。第1の通路(3)及び第2の通路(4)は同心をなし、第2の通路(4)は、第1の通路(3)を囲んでいる。第2の通路(4)は、排出口(19)を介して近位方向に大気に開放されている。
図2は、シャフト(2)及び遠位作用ヘッド(5)を備えた凍結プローブ(1)を示す。シャフトは屈曲した形態を有するため、複数の装置を使用する場合に挿入部位の過密を防止するのに役立つ。シャフトは、熱収縮カバー(155)で覆われたシャフトよりも外径が大きい把持部103を有する。シャフト(2)は、テイル部(150)として把持部(103)の近位方向に延びる。この部分では、シャフトは、把持部(103)から近位コネクタ(151)まで延びるカバーによって覆われ、近位コネクタ(151)は、第1の通路を凍結流体源(図示せず)に接続するように構成される。コネクタはまた、排出口(19)を介して低圧ガスを大気(300)に排出するための第2の通路の遠位出口を備える。コネクタは、高圧ガス源に接続するための入口(302)をさらに備える。
把持部(103)は、真空チャンバー壁(27)よりも大きな直径を有し、操作中にシャフトが曲がるのを防止して、シャフトがねじれるのを防止するシャフトの補強領域を形成する。一構成では、把持部は、真空チャンバー壁(27)よりも大きな直径を有するスリーブ(104)を備える。スリーブ(104)は、金属製又はポリマー製であり得る。1つのアプローチでは、スリーブは、スリーブ直径に段差を設けて、真空チャンバー壁(27)上に押し込み嵌めを形成するテーパー領域(164、165)を有する。把持部(103)は、スリーブ(104)と真空チャンバー壁(27)との間に空隙(106)を含む。スリーブのテーパー領域(164、165)は、この場合、特にスリーブが金属である場合に特に有用である。なぜなら、それらは、薄い金属スリーブが最小の重量で広い把持部を設けるとともに、スリーブに剛性を付与することができるためである。空隙(106)が存在する場合、排気されてさらなる断熱性を付与し得る。真空チャンバーの壁とスリーブとの間の領域は、絶縁材料で満たされてもよい。
(付記1)凍結プローブにおいて、遠位端及び近位端を有する長尺状シャフトと、前記長尺状シャフトの遠位端にあり、且つ膨張チャンバーを備える作用ヘッドとを備え、前記長尺状シャフトは、前記膨張チャンバーに高圧ガスを供給するように構成され、且つ第1の通路の遠位端でジュールトムソンオリフィスに終端する前記第1の通路と、前記膨張チャンバーからガスを排出し、且つ前記第1の通路の外周囲に同軸上に配置された第2の通路と、前記第1の通路及び前記第2の通路の外周囲に同軸上に配置された真空チャンバーとを備え、前記凍結プローブは、前記長尺状シャフトの遠位端に向かって配置されて前記長尺状シャフトの撓曲を防止する長尺状の補強要素をさらに備え、前記補強要素は、真空チャンバー壁よりも大きな直径と、前記真空チャンバー壁に対して把持部直径に段差を設けるテーパー領域とを有する把持部を備え、前記把持部は、前記長尺状シャフトを中心として前記真空チャンバー壁から間隔をあけるように配置される、凍結プローブ。
(付記2)前記長尺状シャフトの横断面の直径は、0.9~2.0mmである、付記1に記載の凍結プローブ。
(付記3)前記長尺状シャフト及び前記作用ヘッドは合わせて、前記補強要素を超えて遠位方向に、最大100mm延びる、付記1又は2に記載の凍結プローブ。
(付記4)前記補強要素は、前記長尺状シャフトの外周囲に同軸上に配置される、付記1~3のいずれか一つに記載の凍結プローブ。
(付記5)前記補強要素は、前記凍結プローブを操作するための前記把持部として構成される、付記1~4のいずれか一つに記載の凍結プローブ。
(付記6)前記把持部は、前記凍結プローブを操作するための把持部である、付記1~4のいずれか一つに記載の凍結プローブ。
(付記7)前記把持部は中空である、付記5又は付記6に記載の凍結プローブ。
(付記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及び前記第2の通路は、前記長尺状シャフト内で直線的かつ同心に配置される、付記1~7のいずれか一つに記載の凍結プローブ。
(付記9)前記作用ヘッドの長さは、2~7mmである、付記1~8のいずれか一つに記載の凍結プローブ。
(付記10)付記1~9のいずれか一つに記載の1つ以上の凍結プローブを備え、凍結流体の供給源と、凍結プローブへの凍結流体の送達を制御する制御部とをさらに備える、凍結手術システム。
Claims (10)
- 凍結プローブにおいて、
遠位端及び近位端を有する長尺状シャフトと、
前記長尺状シャフトの前記遠位端にある作用ヘッドであって、前記作用ヘッドは膨張チャンバーを含み、かつ、前記作用ヘッドに接触する組織をアブレーションするように構成された前記作用ヘッドとを備え、
前記長尺状シャフトは、
前記膨張チャンバーに高圧ガスを供給するように構成された第1の通路であって、前記第1の通路の遠位端でジュールトムソンオリフィスに終端する前記第1の通路と、
前記膨張チャンバー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の通路を囲むように同軸に配置される第2の通路と、
前記第1の通路及び前記第2の通路を囲むように同軸に配置される真空チャンバーと、を含み、
前記凍結プローブは、前記長尺状シャフトの前記遠位端側に配置されて前記長尺状シャフトの撓曲を防止するように構成された長尺状補強要素をさらに備え、
前記長尺状補強要素は、把持部を備え、前記把持部は、前記把持部が前記真空チャンバーの壁から周方向に間隔をあけて配置されることによって前記把持部と前記真空チャンバーの壁との間に断熱性空隙を形成するように前記長尺状シャフトの外周囲に配置されており、且つ、前記長尺状シャフトの一部によって前記作用ヘッドから間隔をあけて配置され、前記作用ヘッドが組織をアブレーションするとき、前記把持部がアブレーションされる組織から間隔をあけて配置されるように、前記長尺状シャフトに沿って配置される凍結プローブ。 - 前記長尺状シャフトの横断面の直径は、0.9~2.0mmである、請求項1に記載の凍結プローブ。
- 前記長尺状シャフト及び前記作用ヘッドは合わせて、前記長尺状補強要素を超えて遠位方向に最大100mm延びる、請求項1に記載の凍結プローブ。
- 前記長尺状補強要素は、前記長尺状シャフトの外周囲に同軸に配置される、請求項1に記載の凍結プローブ。
- 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1個の熱交換構成をさらに備え、前記第1の通路及び前記第2の通路は、前記長尺状シャフト内に直線的且つ同心に配置される、請求項1に記載の凍結プローブ。
- 前記長尺状シャフトの横断面の直径は、1.2mmである、請求項2に記載の凍結プローブ。
- 前記把持部が前記長尺状シャフトと連続するように前記把持部から延びるテイル部をさらに備える、請求項1に記載の凍結プローブ。
- 前記長尺状シャフトは前記第1の通路を囲んでおり、前記第1の通路は注入管と同じ長さをもって延在しており、前記第2の通路は、前記作用ヘッド内に延びる排出管と同じ長さをもって延在しており、前記真空チャンバーが前記長尺状シャフトの延長として形成されかつ前記長尺状シャフトと同一直径を有するよう、前記真空チャンバーは、前記真空チャンバーの外周壁によって外部に対して区切られており且つ前記排出管の壁によって内部に対して区切られている、請求項1に記載の凍結プローブ。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の凍結プローブと、凍結流体源と、前記凍結プローブへの凍結流体の送達を制御する制御部とを備える、凍結手術システム。
- 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1個の熱交換構成をさらに備え、前記第1の通路及び前記第2の通路は、前記長尺状シャフト内に直線的且つ同心に配置される、請求項9に記載の凍結手術システム。
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