JPH05168646A

JPH05168646A - クライオアブレーション装置

Info

Publication number: JPH05168646A
Application number: JP3338676A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hara; 新治原
Original assignee: INTER NOBA KK; INTER NOVA KK
Current assignee: INTER NOBA KK; INTER NOVA KK
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1993-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】カテーテルを利用したクライオアブレーショ
ンを実用化する。【構成】カテーテル31は、外側チューブ32の先端部に
コールドチップ33を設けるとともに、外側チューブ32内
に細い内側チューブ34を通してある。この内側チューブ
34は、液体フロン39を入れた容器38に接続する。外側チ
ューブ32は、減圧ポンプ41に接続する。クライオアブレ
ーション時には、カテーテル31を心臓内まで挿入した上
で、コールドチップ33内を減圧する。これにより、コー
ルドチップ33内に液体フロン39が流入するが、コールド
チップ33内が減圧状態であるので、ここでフロン39が蒸
発する。それに伴い、コールドチップ33の熱が奪われ、
このコールドチップ33が冷える。【効果】冷却の必要のない組織まで冷却せずに済む。
カテーテル31に断熱構造が必要ない。もしカテーテル31
が破損しても、若干の血液がカテーテル31に入るのみで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カテーテルを利用した
クライオアブレーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】心房の不整脈などの治療のために、経皮
的に心臓内に挿入されるカテーテルの先端に設けられた
電極を介して高周波電流を流すことにより、刺激伝導系
を焼却するＲＦアブレーション療法は、1991年に至って
確立した。このＲＦアブレーション療法においては、オ
ペレーターがカテーテルを操作して、このカテーテルの
先端部を心臓内で少しずつ移動させていく。そして、心
電図などを参照しながら、どの位置を焼却するかを判断
する。すなわち、心電図から効果がないとわかれば、早
めに通電を断ち、効果が現われれば、通電を続けて、心
臓の組織を焼却する。このようにＲＦアブレーション
は、心臓に火傷をつくり、また、焼却すべき正しい位置
を見付けるために、心臓内を何回か盲目的に焼くので、
臨床上の大きな副作用はないものの、好ましいものでは
ない。

【０００３】ところで、刺激伝導系を外科的に治療する
とき、クライオアブレーションが行われることがある。
このクライオアブレーションには、図３に概略を示すよ
うな装置が用いられる。この装置は、例えば、液体窒素
１などにより冷却されるアルコール溜め２内のアルコー
ル３をポンプ４およびパイプ５を介して、このパイプ５
の先端部に設けられた金属製のキャップ６内に噴き込め
るものである。そして、クライオアブレーションに際し
ては、キャップ６を心臓７の外壁に押し付けるととも
に、冷却されたアルコール３をキャップ６内へ噴き付け
ることにより、心臓７の組織を冷結させる。このとき、
強力に冷結すれば、組織が死んで、永久的に刺激伝導を
止めることができるが、冷結の程度が軽ければ、組織
は、一時的に麻痺して刺激伝導を行わなくなるのみであ
る。したがって、クライオアブレーションでは、冷結す
べきと思われる位置を捜しては冷やし、効果がないとき
には、強力に冷却しなければ、組織を不必要に痛めるこ
とがない利点がある。

【０００４】このようなクライオアブレーションをカテ
ーテルを利用して内科的に行おうとする場合には、図４
および図５に示すようなカテーテル11を用いることが考
えられる。このカテーテル11は、図４に示すように、金
属製のキャップ12を先端部に設けるとともに、アルコー
ル導入用パイプ13とアルコール排出用パイプ14とを内部
に設けたものである。そして、これらパイプ13，14は、
先端を前記キャップ12内に連通させ、反対側端を前記図
３に示すようなポンプ４を介してアルコール溜め２に接
続しているとともに、コアテックスなどの断熱材15によ
り覆っている。また、図５に示すように、カテーテル11
の先端側の約30cmの長さの部分は、心臓内に入って細か
く動けなければならないため、細くしてあるが、カテー
テル11の反対側の約100cm の長さの部分は、太い静脈内
に位置し、十分な断熱性がなければならないため、太く
してある。そして、クライオアブレーションに際して
は、−20〜−100 ℃に冷やしたアルコールをアルコール
導入用パイプ13からキャップ12内に流し込んで、このキ
ャップ12を冷却する。また、このキャップ12内からはア
ルコール排出用パイプ14を介してアルコールを戻すこと
になる。しかしながら、このような従来のクライオアブ
レーション装置にそのままカテーテル11を繋いだような
装置は、実用性が大変に乏しい。すなわち、カテーテル
11中をアルコールが通る際の熱の損失を防ぎ、かつ、不
必要に組織を冷却して痛めないためにも、カテーテル11
には十分な熱的絶縁を施さなければならないのに対し
て、体内に挿入できるカテーテル11の外径は最大10mm位
であり、実際には、十分な熱的絶縁を施すことは難し
い。そして、カテーテル11を細くして、なおかつ、この
カテーテル11の先端のキャップ12を十分に冷やすには、
高圧でアルコールを高速循環させる必要がある。しかし
ながら、カテーテル11の内圧が高くなると、このカテー
テル11が破裂して破損するおそれが大きくなる。そし
て、もしカテーテル11が破裂した場合、大量のアルコー
ルが体内に送り込まれることになり、大変危険である。
このような事情から、前述のようなカテーテル11を用い
たクライオアブレーション装置は、現在、左か右の頸動
脈よりカテーテル11を挿入する動物実験に用いられてい
るのみである。

【０００５】そこで、カテーテルを利用してクライオア
ブレーションを行うために、公知ではない図６に示すよ
うな装置が考えられる。同図において、21はカテーテル
で、このカテーテル21は、可撓性を有する中空な外側チ
ューブ22の先端に金属製のキャップ23を設けている。前
記外側チューブ22は、径が７Ｆ（約2.2mm ）位の普通の
ものでよい。また、前記キャップ23としては、金メッキ
を施した銅製のものがよい。また、前記外側チューブ22
内には、軟らかい細いステンレス製の内側チューブ24を
設ける。この内側チューブ24は、一端が前記キャップ23
内に開口しているとともに、他端が弁25を介して二酸化
炭素を充填したボンベ26に接続されている。そして、ク
ライオアブレーションに際しては、ボンベ26から弁25を
介して内側チューブ24内に５〜10気圧程度の高圧で二酸
化炭素を押し込む。この高圧二酸化炭素は、細い内側チ
ューブ24の先端開口からキャップ23内に噴き出すと、急
激に膨脹し、この断熱膨脹により急激に温度が低下す
る。これにより、キャップ23の温度が低下し、このキャ
ップ23が接している心臓の組織が冷却される。なお、キ
ャップ23内に噴き出した二酸化炭素は、外側チューブ22
内で内側チューブ24外を通って、外側チューブ22の反キ
ャップ23側の開口端から排出される。このような二酸化
炭素の断熱膨脹を利用した、カテーテル21によるクライ
オアブレーションでは、カテーテル21において断熱の必
要がなく、断熱材もいらず、カテーテル21の径を小さく
できるとともに、不必要に組織を冷却することなく、カ
テーテル21の先端のキャップ23のみを冷却できるので、
少しは実用性が向上する。しかしながら、高圧の二酸化
炭素をカテーテル21内に噴き込むので、もしカテーテル
21が破れた場合、例えば、外側チューブ22の先端からキ
ャップ23が外れてしまった場合、大量の二酸化炭素が血
液中に噴き込まれてしまい、大事故を招く危険性があ
る。そこで、図６に示すクライオアブレーション装置を
実用化するには、カテーテル21の体外以外のどこかから
の二酸化炭素の漏れを検知して、この二酸化炭素の漏れ
が生じたときには、カテーテル21への二酸化炭素の供給
を直ちに停止させる安全機構が必要である。前記二酸化
炭素の漏れを検知するには、例えば、外側チューブ22内
の反キャップ23側端部で二酸化炭素のバックフローを流
量計などを利用して非常に正確に測る必要があるが、こ
れは、技術的に難しい。また、前記二酸化炭素の漏れを
検知したときに、カテーテル21への二酸化炭素の供給を
直ちに停止させるには、二酸化炭素源であるボンベ26に
きわめて高性能のストップ弁をつける必要があるが、高
性能のものでも、弁の動作には若干の遅れが避けられな
いので、二酸化炭素が体内へ漏れるおそれがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、心臓に
対するクライオアブレーションをカテーテルを利用して
内科的に行おうとする場合、予め冷却したアルコールを
カテーテル内に流す方法は、心臓までの血管などの冷却
の必要のない組織まで冷却してしまうおそれがあるとと
もに、カテーテルの先端部で十分な低温を確保できるよ
う、カテーテルに断熱材を必要とし、カテーテルの径を
小さくすることが難しいことなどのために、実用化が難
しい。また、高圧の二酸化炭素をカテーテル内に供給し
てこのカテーテルの先端部のキャップ内で断熱膨脹させ
ることにより、このキャップを冷却する方法は、二酸化
炭素が体内へ漏れる危険性、および、この危険性に対す
る対策が技術的に難しいことから、やはり実用化が難し
い。

【０００７】そこで、本発明は、カテーテルを利用した
クライオアブレーションを実用化することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のクライ
オアブレーション装置は、前記目的を達成するために、
カテーテルと、このカテーテル外に設けられ液体状の冷
媒を入れる冷媒溜めと、前記カテーテル内に設けられ前
記冷媒溜めに一端が連通する液体冷媒導入路と、前記カ
テーテルの先端部に設けられ前記液体冷媒導入路の他端
が内部に連通するコールドチップと、前記カテーテル内
に設けられ前記コールドチップ内に一端が連通する気体
冷媒排出路と、前記カテーテル外に設けられ前記気体冷
媒排出路の他端が連通する減圧ポンプとを備えたもので
ある。

【０００９】さらに、請求項２の発明のクライオアブレ
ーション装置は、前記コールドチップを０℃〜４℃位の
中程度の温度または−30℃位の強力な温度の二段階に可
変設定できるように前記減圧ポンプを形成したものであ
る。

【００１０】

【作用】請求項１の発明のクライオアブレーション装置
では、クライオアブレーションを行うとき、カテーテル
を経静脈的に心臓内に挿入した上で、カテーテル外にあ
る減圧ポンプによりカテーテル内の気体冷媒排出路を介
してカテーテルの先端部のコールドチップ内を減圧す
る。これにより、液体状の冷媒がカテーテル外にある冷
媒溜めから液体冷媒導入路を介してコールドチップ内に
流入する。こうしてコールドチップ内に流入した冷媒
は、コールドチップ内が減圧されていることにより蒸発
するが、これにより、コールドチップは、熱を奪われて
温度が低下する。こうして温度低下したコールドチップ
により、心臓の組織を冷却する。なお、コールドチップ
内で蒸発した気体状の冷媒は、気体冷媒排出路および減
圧ポンプを介して排出される。

【００１１】なお、請求項２の発明のクライオアブレー
ション装置では、クライオアブレーションに際して、コ
ールドチップにより心臓内のいくつかの部位を試行錯誤
的に冷却していくとき、まずコールドチップを０℃〜４
℃位に冷却し、効果がないとわかれば、冷却を停止し、
効果が現われれば、さらにコールドチップを−30℃位に
強力に冷却する。このような二段階操作により、必要な
部位の組織のみを死滅させられる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のクライオアブレーション装置
の一実施例について図１および図２を参照しながら説明
する。図１において、31はカテーテルで、このカテーテ
ル31は、細長い外側チューブ32の先端にコールドチップ
33を気密に固定してある。また、前記外側チューブ32内
には内側チューブ34が設けられている。前記外側チュー
ブ32は、径が７Ｆ位のもので、可撓性を有しているが、
内部が陰圧になるため過度に軟らかいものは不適当であ
る。このような外側チューブ32としては、従来からある
ブレードカテーテルが使用可能である。また、前記コー
ルドチップ33は、直径２mm、長さ５mm程度の金属製キャ
ップである。さらに、前記内側チューブ34は、軟らかい
ステンレス製チューブ（ベントチューブ）で、外径0.1m
m 、内径0.05mm程度の細いものである。そして、前記外
側チューブ32の内部で内側チューブ34の外側が気体冷媒
排出路としての気体フロン排出路35になっており、内側
チューブ34の内部が液体冷媒導入路としての液体フロン
導入路36になっている。前記気体フロン排出路35は、そ
の先端がコールドチップ33の内部に連通しており、ま
た、前記液体フロン導入路36も、内側チューブ34の先端
がコールドチップ33内に位置していることにより、この
コールドチップ33の内部に連通している。また、前記内
側チューブ34は、外側チューブ32の反コールドチップ33
側の開口端を密閉しているエポキシ樹脂あるいはシリコ
ーンなどからなる閉塞部37を貫通して外側チューブ32外
へ導出されている。38は前記カテーテル31外に位置する
冷媒溜めとしてのビーカーなどの容器で、この容器38
は、冷媒である液体フロン39が入れられるものである。
このフロンとしては、例えば、大気圧下では37℃で液体
であり、42℃位で気体化するものを用いる。そして、前
記内側チューブ34は、外側チューブ32外に位置する端部
が容器38内に直接落とし込んであり、これにより、液体
フロン導入路36の一端が容器38の内部に連通している。
また、前記外側チューブ32の閉塞部37側の端部には、排
気口40が開口形成されており、この排気口40には、減圧
ポンプ41がチューブ42を介して接続されている。これに
より、前記気体フロン排出路35がカテーテル31外に位置
する減圧ポンプ41に連通している。さらに、前記コール
ドチップ33内には、サーモカップル温度計43の測定接点
が設けられている。また、前記外側チューブ32内におい
てコールドチップ33の近くの位置には、血液センサー44
が設けられている。そして、これらサーモカップル温度
計43の測定接点および血液センサー44に電気的に接続さ
れたコード45，46が外側チューブ32内から閉塞部37を貫
通して外側チューブ32外へ導出され、図１では図示して
いないコンピューターなどからなる制御部に電気的に接
続されている。図２に示すように、この制御部47は、サ
ーモカップル温度計43により検知されるコールドチップ
33の温度に応じて、前記減圧ポンプ41の速度を制御する
ものである。また、前記制御部47は、血液センサー44が
血液を検出したとき、減圧ポンプ41を停止させるもので
ある。なお、減圧ポンプ41としては、３速以上のものが
必要で、コールドチップ33の温度を細かく制御するには
速度を連続的に変化させられることが好ましいが、比較
的安価なものも使用可能である。

【００１３】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。使用するフロンは、フレオン（Du Pont 社の
商品名）40〜50、例えば、フレオン42でよい。クライオ
アブレーションを行うときには、カテーテル31をそのコ
ールドチップ33側から経静脈的に心臓内に挿入する。そ
して、心電図などを参照しながら、カテーテル31の先端
部のコールドチップ33を心臓内で少しずつ移動させて、
心臓内のいくつかの部位を順々に冷却していく。その
際、コールドチップ33を心臓の内壁に当ててまず弱く冷
し、心電図から効果がないとわかれば、冷却を停止し、
コールドチップ33を移動させた後、再び冷却を行い、効
果が現われれば、強力な冷却を続けて、組織を死滅させ
る。すなわち、このような操作により、不必要な部位の
組織は死滅させずに、必要な部位の組織のみを死滅させ
ることができる。コールドチップ33を冷却するには、ま
ず減圧ポンプ41により外側チューブ32内の気体フロン排
出路35を介して、コールドチップ33内を減圧する。これ
により、液体フロン39が容器38内から内側チューブ34内
の液体フロン導入路36を介してコールドチップ33内に送
り込まれる。こうしてコールドチップ33内に流入した液
体フロン39は、コールドチップ33内が陰圧状態になって
いることにより蒸発するが、その蒸発のために、コール
ドチップ33が熱を奪われ、このコールドチップ33の温度
が低下する。こうして温度低下したコールドチップ33に
より、心臓の組織が冷却される。また、コールドチップ
33内で蒸発した気体フロンは、減圧ポンプ41の吸引によ
り、気体フロン排出路35を介してカテーテル31外へ排出
される。なお、少なくとも３速の減圧ポンプ41が必要な
のは、コールドチップ33をあまり温度低下させることな
くフロンを低速で吸出すことと、フロンを中速で吸出し
てコールドチップ33を０℃〜４℃位の中程度の温度設定
にすることと、フロンを高速で吸出してコールドチップ
33を−30℃位の温度に設定することとが必要なためであ
る。すなわち、心臓の組織を傷めないために弱く冷却す
るときには、コールドチップ33を０℃〜４℃位の中程度
に温度設定し、強く冷却するときには、コールドチップ
33を−30℃位の温度設定にするように少なくとも二段階
の温度設定を可変できるようにしている。さらに、もし
カテーテル31が破損した場合には、このカテーテル31内
に血液が侵入するが、外側チューブ32内に血液が侵入す
ると、この血液を血液センサー44が検知し、制御部47が
減圧ポンプ41を停止させる。

【００１４】前記実施例の構成によって、カテーテル31
を利用したクライオアブレーションを実用化できる。そ
して、カテーテル31の先端部のコールドチップ33内にフ
ロンを入れ、減圧して蒸発させることにより、コールド
チップ33を冷却するので、このコールドチップ33のみを
冷却でき、血管などの冷却の必要のない組織まで冷却し
てしまうことがない。これとともに、カテーテル31自体
に特別な断熱構造をもたせる必要がなく、カテーテル31
の構造を簡単にできるとともに、このカテーテル31の径
を太くする必要もなく、人体へのカテーテル31の挿入に
支障をきたさない。また、もしカテーテル31が破損した
場合には、このカテーテル31内が脱気により陰圧になっ
ていることにより、カテーテル31内に血液が侵入するこ
とになるが、カテーテル31はもとより細いものなので、
それほど大量の血液が引き込まれる危険がない。しか
も、カテーテル31内に血液が侵入したときには、この血
液を血液センサー44が検知して減圧ポンプ41が停止する
ので、より安全である。

【００１５】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
図示したカテーテルの形状などは、一例にすぎない。ま
た、冷媒は、フロンに限るものではなく、常温常圧では
液体で、減圧することにより容易に気化する任意のもの
を利用できる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、カテーテル
と、冷媒溜めと、カテーテル内に設けられ冷媒溜めに一
端が連通する液体冷媒導入路と、カテーテルの先端部に
設けられ液体冷媒導入路の他端が内部に連通するコール
ドチップと、カテーテル内に設けられコールドチップ内
に一端が連通する気体冷媒排出路と、この気体冷媒排出
路の他端が連通する減圧ポンプとを備えているので、液
体状の冷媒をコールドチップ内に流入させるとともに、
コールドチップ内を減圧し、ここで冷媒を蒸発させて、
コールドチップを冷却することにより、安全性を確保し
ながら、カテーテルを利用したクライオアブレーション
を実用化できる。

【００１７】さらに、請求項２の発明によれば、コール
ドチップを０℃〜４℃位の中程度の温度または−30℃位
の強力な温度の二段階に可変設定できるように減圧ポン
プを形成したので、コールドチップにより心臓内のいく
つかの部位を試行錯誤的に冷却していくとき、まず中程
度に冷却し、効果がないとわかれば、冷却を停止し、効
果が現われれば、さらに強力に冷却することにより、不
必要な部位の組織は死滅させずに、必要な部位の組織の
みを死滅させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクライオアブレーション装置の一実施
例を示す概略説明図で、カテーテルは断面で示してあ
る。

【図２】同上減圧ポンプの制御系のブロック図である。

【図３】従来のクライオアブレーション装置の一例を示
す概略説明図である。

【図４】クライオアブレーション装置に利用するカテー
テルとして考えられるものの一例を示す先端部の概略断
面図である。

【図５】同上全体の側面図である。

【図６】カテーテルを利用したクライオアブレーション
装置として考えられるものの他の例を示す概略説明図で
ある。

【符号の説明】

31 カテーテル 33 コールドチップ 35 気体冷媒排出路（気体フロン排出路） 36 液体冷媒導入路（液体フロン導入路） 38 容器（冷媒溜め） 39 フロン（冷媒） 41 減圧ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カテーテルと、このカテーテル外に設け
られ液体状の冷媒を入れる冷媒溜めと、前記カテーテル
内に設けられ前記冷媒溜めに一端が連通する液体冷媒導
入路と、前記カテーテルの先端部に設けられ前記液体冷
媒導入路の他端が内部に連通するコールドチップと、前
記カテーテル内に設けられ前記コールドチップ内に一端
が連通する気体冷媒排出路と、前記カテーテル外に設け
られ前記気体冷媒排出路の他端が連通する減圧ポンプと
を備えたことを特徴とするクライオアブレーション装
置。
【請求項２】前記コールドチップを０℃〜４℃位の中
程度の温度または−30℃位の強力な温度の二段階に可変
設定できるように前記減圧ポンプを形成したことを特徴
とする請求項１記載のクライオアブレーション装置。