JPH05508790A - 加熱用カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 加熱用カテーテル 技術分野 本発明は加熱用カテーテル、特に腫瘍の加熱治療あるいは他の治療のために、患 者の体内に熱を加えるための風船（バルーン）カテーテルおよび同様な器具に関 する。腫瘍や、人体の種々の導管内やその近辺に堆積するプラーク（ｐｌａｑｕ ｅ）等のある種の病変部は、導管に関しては同心的と言うよりは偏心的に存在す る。例えば、食道の腫瘍は、食道の一方の側に偏在することある。通常食道に風 船カテーテルを挿入して、風船の中の液体を加熱して、このような腫瘍を治療す る。

組織を加熱する範囲は、組織の圧縮量の関数である。組織が圧縮されると、組織 は熱溜まりとしての機能を失う。その結果、圧縮された組織の温度が上昇する。

組織の圧縮量は、導管の直径に対する風船の占有体積によって決まる。組織の圧 縮量は、必ずしも風船中の圧力に左右されない。特に風船が膨らまない種類であ る場合には、風船内の圧力は、風船の膨張に対する組織の抵抗の結果と言うより も、膨張に対する風船自体の抵抗の結果だからである。

発明の開示 本発明は、血管に使用されるカテーテル装置のみならず、食道腫瘍や他の良性あ るいは悪性腫瘍の加熱療法に使われるカテーテル装置に関する。

本発明の一態様においては、組織を加熱するためのカテーテル装置は、患者の体 内に挿入される構造のカテーテル軸と、カテーテル軸に取り付けられた少なくと も一つのチャンバーを有する。カテーテル軸は、軸内を液体が流れる内腔（ｌｕ ｍｅｎ）を少なくとも一つ有する。一つあるいは複数のチャンバーは、人体の組 織に密接するように、部分的に膨張可能な壁部を形成されている。液体はチャン バーと人体の外部にある液体源との間で内腔を流れる。体内に挿入後、チャンバ ーには液体が充満される。少なくとも一つのチャンバー内の液体を、加熱装置は 所定の温度に加熱する。加熱されたチャンバー（以後、加熱チャンバーという） の壁部を介して熱伝導により、風船中の液体からＲ囲の組織に対１．て、熱を選 択的に伝えるための手段が設けられている。

好ましい実施例において、加熱装置は、加熱チャンバー内にある隔置された複数 の電気接点と、接点に無線周波数（ＲＦ、ラジオ周波数、高周波）の電位を供給 する電源に電気接点を接続するための対応導線より構成される。加熱チャンバー 内にある導電性があり、抵抗加熱を行うように予め選択された液体と共に、加熱 装置は作動される。接点は加熱チャンバーの液体部分に露出されており、無線周 波数の電位により接点間の液体に電流が流される。加熱チャンバーと接点は協動 する構造であり、加熱チャンバー内の液体にのみ電流を実質的に流れるように構 成されている。接点間を流れる無線周波数電流のＩ２Ｒ損失に基づいて、液体を 加熱可能である。熱伝導を選択的に方向付ける手段は、少なくとも一つの加熱さ れないチャンバー（以後、非加熱チャンバーという）である。この非加熱チャン バーは、カテーテル装置を包囲する組織の少なくとも一部と密接する位置におい て、加熱チャンバーに隣接して設けられている。加熱チャンバーと、非加熱チャ ンバーは、カテーテル軸に放射状にそして異なった位置に設けられる。非加熱チ ャンバーは液体で満たされる。カテーテル装置は、１００ＫＨｚから１ＭＨｚ間 の周波数で作動する電源を使用する。加熱チャンバーの温度を監視する手段が設 けられており、温度制御回路が、温度監視装置からの情報に基づいて電源の出力 を制御する。

他の好ましい実施例において、一つの加熱チャンバーと２つの非加熱チャンバー が、放射状ではなくて、カテーテル軸に沿って上下に異なった位置に設けられて いる。そして、少なくとも一つの非加熱チャンバーが、カテーテル軸に沿って加 熱チャンバーに近接して設けられている。他の実施例では、カテーテル装置は、 補助加熱装置を使用して、他の加熱装置によって加熱されないチャンバー内で、 液体を加熱している。その結果、加熱する一つのチャンバーを選択することによ って選択的に熱の伝搬を行うか、あるいは両方のチャンバーを異なった温度に加 熱している。更に他の実施例では、熱を選択的に伝搬させる手段は、加熱チャン バーの壁部の一部に塗布された断熱材あるいは熱反射材であり、加熱チャンバー のその部分を熱の伝搬を受けないようにしている。他の実施例では、断熱材ある いは熱反射材が、非加熱チャンバーの壁部に塗布されていて、非加熱チャンバー の壁部が熱の伝搬を受けないようにしている。他の実施例では、選択的に熱を伝 搬させる手段は、加熱チャンバー中に断熱性の気泡を注入する手段である。他の 実施例においては、少なくとも一つのチャンバーが、カテーテル装置の一つ以上 の内腔に連通していて、チャンバーと人体の外部にある液体源との間を流れる液 体を冷却している。

本発明に基づいて、周囲の組織に熱を選択的に伝搬させることによって、人体の 導管に偏在する病変、例えば食道腫瘍等、を温度上昇により治療できる。この場 合、健康な組織を熱から遮断しつつ、食道の病変部を破壊させる。さもないと健 康な組織が損傷を受けてしまう。複数のチャンバーがカテーテル軸に沿って放射 状に設けられている実施例は、軸方向における血液の加熱を防ぎつつ、組織を放 射状に加熱するという血管への治療に使用できる。

本発明の他の態様では、組織を加熱するカテーテル装置は、カテーテル軸に設け られた少なくとも２つのチャンバーが特徴である。カテーテル軸は、軸内に液体 を流すために少なくとも２つの内腔を有する。各チャンバーは、チャンバーと人 体の外部にある液体源の間に液体を流す為の少なくとも一つの内腔と連通してい る。加熱装置は、チャンバーの周囲の組織の一部を加熱する。少なくとも一つの チャンバーが、少なくとも一つの他のチャンバーとは別の液体で満たされている 。その結果、これらのチャンバーの総体積を種々のものに設定可能である。これ らの全チャンバーの総体積（ｖｏ　ｌ　ｕｍｅ）を選択することによって、組織 の圧縮を制御できる。さらに、組織への熱の効率的な伝搬を制御できる。好まし い実施例の全てにおいて、チャンバーの寸法はほぼ同じである。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の風船カテーテルの図である。

図ＩＡは、図１の風船カテーテルの風船部分の詳細な図であり、風船を膨らませ た状態を示している。

図ＩＢは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った風船カテーテルの断面図である。

図ＩＣは、図１の風船カテーテルの風船部分の詳細図であり、風船を縮小させた 状態を示す。

図２は、図１の風船カテーテルの風船部分の詳細な図であり、この実施例では、 温度検知部が風船の中に設けられている。

図３は、図１の３−３線に沿った風船カテーテルのカテーテル軸の断面図である 。

図４は、図２の実施例に基づ＜ＲＦ周波数電源と、温度制御回路のブロック図で ある。

図５は、本発明の他の実施例に基づ＜ＲＦ電源と温度制御回路のブロック図であ り、ここでは、温度センサーが風船を包囲する組織に直に接している。

図６は、図４と図５の温度制御回路の詳細なブロック図である。

図７は、複数の風船が異なった温度に加熱されている実施例における風船カテー テルの図である。

図８は、図７の８−８に沿った風船カテーテルの断面図である。

図９は、カテーテル軸に沿って、風船が互いに放射状に設けられている本発明の 他の実施例における風船カテーテルの図である。

図１０は、一つの風船が他の風船の中に設けられている本発明の他の実施例によ る風船カテーテルの図である。

図１ＯＡは、図１０のｌ０Ａ−１０Ａ線に沿った風船カテーテルの断面図である 。

図１１は、一つの風船が部分的に断熱あるいは熱反射材で被覆されている実施例 における風船カテーテルの図である。

図１１Ａは、図１１のＩＩＡ−１１Ａ線に沿った風船カテーテルの断面図である 。

図１２は、一つの風船に導電性の液体と気泡が満たされている実施例における風 船カテーテルの図である。

図１２Ａは、図１２の１２Ａ−１２Ａ線に沿った風船カテーテルの断面図である 。

発明を実施するための最良の形態 構造 図１−図ＩＣの実施例では、風船カテーテル３４は、ナイロンのカテーテル軸１ ０と、少なくとも２つのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の風船８と９を 含む。カテーテル軸１０は、風船８を長さ方向に貫通している。風船９の基部と 端部は、風船８の基部と端部の近傍で、カテーテル軸１０に縫合されている。

カテーテル軸１０は、風船８中にある内腔２３と２５を有しており、これらを介 して液体が風船８に出入りする。更に、カテーテル軸１０は内腔２７と２９を有 していて、これらを介して、液体が風船９に出入りする。風船９には、液体では なく気体を充満させることも可能である。この場合、カテーテル軸１０は、風船 ９用の内腔が一つ必要なだけである。

風船８と９の各々の直径は、十分に膨張しているときには、冠状動脈治療では２ ミリ、前立腺、食道あるいは結腸の加熱（ハイパーサーミア）治療では２０また は３５ミリである。風船の合計体積は、最小の風船の１／８ｃｃから、最大の風 船の１００ｃｃまでである。風船８と９の壁部の厚みは、０．００１インチであ る。血管にカテーテル３４が使用される等の適用例では、カテーテルの端部から 伸長するガイド線４６が、導管あるいは内腔構造中をカテーテルを通すのに、使 用されることもある。風船の外表面は、摩擦係数の小さい非粘着性のシリコンあ るいはポリシロキサン等のコーティングで覆われている。非加熱の風船を、図Ｉ Ａに示されているような断熱材あるいは銀の熱反射材１７で被覆して、加熱風船 と非加熱風船間の温度差を強調している。

風船８には、普通の塩水（０，９％の食塩を含む水）等の導電性の放射線を通さ ない液体、あるいは塩水と放射線を通さない液体の混合物で満たざる。他方の風 船９は、液体４１で満たされており、適用例によっては２酸化炭素あるいは空気 を含んでいる。気体は、液体はどには風船８からの熱を吸収することはなく、適 用によって、加熱時間が十分短い場合には、液体で十分である。

図１−図ＩＡの実施例の代案として、風船８と９を複数部分に区分された一個の 風船と取り替えることもできる。カテーテル軸１０が、区分された部分の一つを 貫通する。他の部分は、カテーテル軸１０を内腔２７と２９の位置で接続してい る。

電気接点２２と２４は、風船８の一つの中で液体３６に露出しているが、風船９ 中の液体には露出していない。電気接点２２と２４は環状である。電気接点２２ と２４の内径は、これらが包囲するカテーテル軸の部分に整合する大きさであり 、カテーテル軸に直接接着されている。電気接点２２と２４との間隔は、風船の 長さの約半分てあり、これとそれぞれの風船の端部との間の距離は、風船の長さ の約１／４である。従って、風船８は均等に加熱される。実施される療法によっ て接点の寸法は変化する。この実施例では、接点は、軸方向の長さと直径がほぼ 等しい薄い環状のバンド形状であることが好ましい。この実施例で使用可能な範 囲では、最小接点の内径は、およそ０．０５０インチであり、最大接点の内径は 、０．１２０インチである。接点の放射状（ｒａｄｉａｌ）の厚みは、およそ０ ．００２インチであり、丈が低い。接点は、導電性の溶剤と使用条件に適合する 導電性の物質であることが好ましいが、白金あるいはタンタル等の放射線を通さ ないものが好まｊ２い。その結果、接点はカテーテルの使用中、放射線を通さな い目印と１．て作用する。接点２２と２４は、錫で被覆されていること好ましく 、錫半田を使ってゲージ３４、と多フィラメントの銅線２０と１８にそれぞれ半 田付けされている。そして、カテーテル軸の長さ方向に延びていて、接点の直下 において接点と接続している。テフロン（商品名）で絶縁されたこれらのワイヤ ーは、外径が０．０１２インチであり、電流を制御された（定電流の）無線周波 数（ＲＦ）［源５０の両極にそれぞれ接続されている。ワイヤー２０と１８は、 カテーテル軸内に長さ方向に沿って収容されている。

ＲＦ電源５０は、６５０キロヘルツで作動することが好ましいが、１キロヘルツ から１メガヘルツの間のどの周波数でも良い。直流あるいは低周波数または、マ イクロ波電力ではなくて、無線周波数電力を使用することが重要である。およそ １００ｋＨｚの無線周波数では生理的反応あるいは導電反応の危険性を、直流あ るいは低周波数と比較して、少なくすることができるからである。さらに、マイ クロ波電力は、カテーテル軸内のワイヤーの放射損失を招くことがあり、これは カテーテル軸１０を不必要に加熱することになる。マイクロ波電力を停止した後 でも、マイクロ波は、サーミスターの作動を干渉する傾向がある。抵抗損失を得 るために選択される液体３６は、十分に低い電気インピーダンスを持っており、 およそ１００ボルト以下の電圧てＲＦ電源５０によって供給される電流を通すこ とができる。例えば、電流ｌを１アンペアに設定すると、電極間のインピーダン スＲは、液体を介しては１００オームであり、電圧■は、Ｖ−ＩＲに基づき１０ ０ボルトとなり、液体中に散逸される電力Ｐは、Ｐ−１２Ｒに基づき、１００ワ ツトとなる。一般に、２つの電極が使われる場合、電極間のインピーダンスは、 １０００オーム以下であり、好ましくは５０から５００オームの範囲である。本 実施例では、およそ１００オームが最も好ましい。いずれにしろ、風船８の形状 と、電気接点の構造と間隔は、予め設定されており、電流を風船８の内部にとど めるようにしている。風船８中の液体３６は黒あるいは暗い色であり、ＲＦ電流 の抵抗加熱により液体が加熱されるばかりでなく、液体は電極からのＲＦ放射を 熱的に吸収する。従って、透明あるいは明色の液体よりも、黒あるいは暗い色の 液体がより効果的に熱くなる。

カテーテル３４は、ＲＦ電源と温度制御回路にプラグ３９を用いて接続されてい る。プラグ３９は、対応する風船カテーテルの特定の寸法に応じて調整されてい る。電源は１／１０．１／４．１／２あるいは１アンペアの最大電流で作動する ようになっている。プラグ３９は７本のビンを持っており、この内の３つがカテ ーテルの作動に使われる。製造中、プラグ３９内にジャンパー接続が、残りの゛ 　４つのビンの内の２つになされる。ジャンパー接続は、ＲＦ電源５０が最大ど の程度の電流を発生するかを表し、どのビンがジャンパー接続されるかによって 決まる。従って、使用者は適切なカテーテル３４を選択する必要があるだけであ り、適切な最大電流を選択する必要はない。

第２図に示されている本発明の一実施例においては、直径が０．０１４インチ、 長さが０．０２０インチのビード・サーミスター（ｂ６Ｂｄ　ｔｈｅｒｍｉｓｔ ｏｒ）２６が、電極２２と２４間において、カテーテル軸１０に直接取り付けら れていて、風船８中の液体３６と接触している。ステンレス・ステイールのサー ミスター・リード２８と３２が、サーミスター２６を３４−ゲージ多フィラメン ト・テフロン被覆の銅線３１と３０にそれぞれ接続する。外径０．０１２インチ のワイヤー３１と３０は、ステンレス・ステイールのサーミスター・リード２８ と３２に半田付けされていて、サーミスター・リード２８をＲＦ電源と温度制御 回路に、プラグのビンによって接続している。電極２２と２４間の中間位置にお いて、カテーテル軸１０の壁部にある開口４８の上に、サーミスター２６が密接 している。サーミスター・リード２８と３２と、ワイヤー３１と３０は、カテー テル軸１０内に収容されており、リード線２８と３０は開口４８を介してサーミ スター２６と接続している。エポキシまたはウレタンの絶縁被覆が、開口４８上 のサーミスター２６を密封している。電極２２と２４は、それぞれ３４−ゲージ 多フイラメント銅線２０と１８に半田付けされている。これらのワイヤーは、テ フロン被覆されていて、外径は０．０１２インチであり、接点２２と２４をそれ ぞれ、電流を制御された（定電流の）ＲＦ電源５０の両極に接続している。ワイ ヤー２０と１８は、カテーテル軸１０にその長さ方向に沿って収容されており、 接点の直下の位置において接点と接続している。

第３図を見ると、カテーテル軸１０が、６個の内腔１１．１２．１３．１４．１ ５と１６を持っているのが分かる。内腔１１はカテーテル軸１０の基端部から末 端部に延びており、ガイド線４６の導管となっている。内腔１２と１３は、カテ ーテル軸１０の基端部から風船８の中の一対のアウトレ・ット（出口）に達して いる。内腔１２は、風船８を液体３６て膨らませるための導管として作用する。

同様に、内腔１３は風船８から出てくる液体の導管として作用する。同様に、内 腔１４は、風船９を膨らませるための導管であり、内腔１５は風船９からの液体 の導管である。代わりに、３つの風船がカテーテル軸１０に装着されている場合 には、２つの非加熱風船を一つの内腔で互いに接続し、−個の内腔を、互いに接 続された風船の一個を膨らませるのに使い、もう−個の内腔を他の風船から液体 を出すときに使うことも可能である。内腔１６は、カテーテル軸、１０の基端部 から風船８の内部に達している。内腔１６は、ワイヤー１８と２０、とワイヤー ３１と３０の導管として作用し、内腔１６内のサミスターのリード２８と３２を 接続する。

第４図において、ＲＦ電源及び温度制御回路３８は、ＲＦ電源５０と温度制御回 路５２を含む。ワイヤー１８と２０は、それぞれ電極２４と２２を、ＲＦ電源５ ０に接続し、ワイヤー３１と３０がサーミスター・リード２８と３２を温度制御 回路に接続している。温度制御回路５２のタイミング回路５６は、保留／Ｎ。

Ｔサンプル・ラインを切り替え、ＲＦ電源５０をオン／オフして、電源の供給あ るいは温度検知を切り替える。温度検知期間は、６０Ｈｚ周期（サイクル）の１ ％である。温度検知期間中、温度制御回路５２は、次の電力供給期間中の電力供 給量、最大値として、を供給すべきかを決定する。従って、時分割による温度検 知と電極への電力供給によって、温度制御回路は、サーミスター２６が電極２２ と２４から雑音を拾う可能性を排除することができる。

第５図には、本発明の他の実施例が示されている。この実施例では、温度センサ ー２６が、風船カテーテル３４の外部において組織４４に直に接触している。

ワイヤー６０と６２が、温度検知器２６を温度制御回路に接続し、ワイヤー２０ と１８が電極２２と２４をそれぞれＲＦ電源５０に接続している。温度制御回路 ５２は、温度センサー２６からの入力に応じて、ＲＦ電源５０を制御する。

第７図と第８図は、本発明の他の実施例を示している。この実施例では、カテー テル１０は、２つの部分１９と２１に分岐していて、風船８と９をそれぞれ貫通 している。カテーテル部１９と２１は、風船８と９の端部で一つになっている。

一対の電気接点が、それぞれの風船中に設けられている。カテーテル部１９と２ １のそれぞれは、電線用の内腔を一つ、そして液体を流すために一つまたは二つ の内腔を持っている。電線用の内腔は、一つの共通の内腔からカテーテル１０の 中で枝分かれしているが、液体用の内腔は、カテーテルの全長において別々にな っていて、風船を別々の液体あるいは別々の圧力で満たすこともできる。病変部 に加熱された風船が対向するように使用者が操作する代わりに、適切な風船を選 択して、カテーテル１０を操作しないで加熱するようにもできる。２つ以上の風 船が使用される場合には、数個の風船を同時に加熱して、周辺部からの加熱が少 ないときに、いくつかの方向に熱を伝えることもできる。従って、加熱される風 船と加熱されない風船の割合で、加熱する半径が決まる。さらに、使用者が１つ 以上の風船を膨らませないと決めて、加熱する半径に影響を及ぼすこともできる 。

風船の大きさは、様々であってもよいことに注目すべきである。

第７図と８図の実施例は、温度差を付けた加熱に有効である。例えば、１つの風 船を摂氏９０度に、他の風船を摂氏６０度に加熱することができる。風船には、 異なった塩の濃度と異なった抵抗を持つ液体を充満させ、温度差を付けて風船を 加熱できる。あるいは、電気接点間の間隙を一つの風船では、他の風船の接点間 の間隙よりも大きくしても良い。風船の加熱の相対範囲が経験上のデータから分 かつている場合には、温度制御回路５２は、一つの風船の温度だけを監視するだ けでもよい。あるいは、各風船の温度を別々に測定することによって、温度差を 付けた加熱を行っても良い。風船８と９内の電気接点は、電線の共通の対あるい は、ワイヤーの別の対に図示のように接続可能であり、別個の電源と温度制御回 路を使って、各風船の加熱を個別に制御することが出来る。

第９図には、本発明の別の実施例が示されている。この実施例では、３個の風船 が、放射状ではなく軸方向にカテーテル軸ｌＯに設けられている。電気接点２２ と２４は、中央の風船８中の液体３６に触れているが、風船９中の液体には触れ ていない。従って、カテーテルが血管に適用される時、両端の２つの風船は、十 分に冷えているので、血液を凝固させることはない。各風船の中に電気接点を配 置して、温度差を付けて加熱し、更に第７図と８図の実施例の効果をもたらすよ うに、第９図の実施例を変更することもできる。

第１０図と第１０図Ａには、他の実施例が示されている。この実施例では、風船 ９が風船８の中に配置されている。風船９はラテックスの膨張可能な風船であり 、風船８は膨張しないものが好ましい。カテーテル軸１０は、風船８の長さ方向 に貫通しているが、風船９を貫通していない。内腔３５の位置で、風船８の中で 、風船９はカテーテル軸１０に取り付けられている。内腔３５を介して、風船９ を液体で膨らます。電極２２と２４が、風船の表面に接しているか否かは問題と はならない。風船９中の液体は、好ましい断熱性の気体だからである。

本発明の他の実施例が、第１１図と第１１図Ａに示されている。ここでは、１つ の風船８が、カテーテル軸ｌＯに取り付けられている。断熱材あるいは銀の熱反 射材１７の被覆が、病変部に接しない風船の表面に部分的に塗布される。病変部 に接する風船の表面部は被覆されず、熱が病変部の方に伝わるようにする。ある いは、カテーテルを血管に使用する場合、風船８の軸端を断熱材あるいは熱反射 材１７て覆って、血管内の血液を加熱しないようにする。

更に、他の実施例が第１２図と第１２図Ａに示されている。この実施例では、一 つの風船８が導電性の液体３６と、空気あるいは他の気体の泡で満たされている 。カテーテル軸１０は、空気が風船８に進入する内腔３３と、導電性の液体が風 船８に出入りする内腔２３と２５を有する。この実施例は、加熱すべき組織が風 船の８の下にあるように、患者の位置を決める適用例には有効である。重力によ って、気泡が風船８内を上昇し、風船８の上にある組織に熱が加わらないように する。

第６図を参照すると、温度制御回路５２において、リニアゼイションネットワー ク８０は、温度センサー２６からの入力信号を直線化（リニア化）し、直線化さ れた信号をサンプルおよびホールド・レジスタ８２に供給する。信号は、低温レ ファレンス８６を有する増幅器バッファー８４に供給される。実際温度表示回路 ８８は、増幅器バッファー８４の出力を表示する。制御増幅器９ｏは、増幅器バ ッファー８４の出力を使用者が設定した温度設定電圧９２と比較する。最大ＲＦ Ｆ力制御回路９４は、制御増幅器９０の出力を受け、ＲＦＦ源５０が発生すべき 最大ＲＦ電力のレベルを決定する。最大ＲＦＦ力制御回路９４からの信号を、分 離ネットワーク９６によって受ける。ネットワーク９６はＲＦＦ源５０と接続し ている。温度設定電圧９２はバッファー増幅器９８に入力され、設定温度表示器 １００によって表示される。

タイミング回路５６は、ホールド／ＮＯＴサンプル中ライン５８を６０ヘルツに 合わせる。そして、周期の１％の間、ホールド／ＮＯＴサンプル・ラインは低く 、周期の残りの９９％は高い状態である。温度センサー２６からの信号がサンプ ルされているとき、ホールド／ＮＯＴサンプルーライン５８は低く、温度センサ ー２６からの信号がサンプルされていないときには、高い。ホールド／ＮＯＴサ ンプル・ライン５８は、ＲＦ出ツカイネーブルゲート１０２に接続している。

サンプルおよびホールド・レジスタ８２の出力は、オープン・アンド等ショート 検知器１０４によって処理され、センサーの誤動作、短絡あるいは開放等、が発 生したか否かが判定される。オーブン・アンド等ショート検知器１０４の出力は 、ＲＦ出ツカイネーブルゲート１０２に入力される。ＲＦ出ツカイネーブルゲー ト１０２は、分離ネットワーク９６に信号を送出する。検知器の誤動作あるいは 、温度検知器２６からの信号がサンプルされていると、この分離ネットワーク９ ６はＲＦＦ源５０をオフにする。

デバイダ−１０６は、ホールド／ＮＯＴサンプルΦライン５８に接続しており、 その出力を経時表示器１０８に送出する。時間設定表示器１１０は、時間設定ス イッチ１１２の示す時間を表示する。この時間は使用者によって設定される。時 間比較ネットワーク１１４は、使用者が設定した時間と経過時間を比較し、出力 ディスエーブル回路１１６に出力信号を供給する。出力ディスエープル回路１１ ６の出力は、ＲＦ出ツカイネーブルレジスター１１８に供給される。なお、出力 ディスエーブル回路１１６の出力は、経過時間が使用者の設定した時間より短い 時にのみ効力がある。次に、ＲＦ出ツカイネーブルレジスタ１１８は、経時表示 器１０８とＲＦ出ツカイネーブルゲート１０２に信号を供給する。そして、使用 者が設定した時間が経過すると、ＲＦＦ源５０をオフにすることができる。スイ ッチ・デバウンス（ｄｅｂｏｕｎｃｅ）回路１２０が、時間設定スイッチ１１２ の為に設けられている。

使用者はフットスイッチ１２２を押して、ＲＦＦ源５０を作動させる必要がある 。フットスイッチ１２２の作動中、そして経過時間が使用者の設定した時間より 短いときには、出力ディスエープル回路１１２が、ＲＦ出ツカイネーブルレジス ター１１８に信号を供給する。このレジスタ１１８は、経時表示器１０８のイネ ーブル出力と、ＲＦ出ツカイネーブルゲート１０２にこの信号を供給する。その 結果、ＲＦＦ源５０が作動される。フットスイッチ１２２を解除すると、経時リ セット・レジスタ１２４を介して信号が送られて、経時表示器１０８を復帰し、 ＲＦ出ツカイネーブルレジスター１１８を復帰させる。ＲＦ出ツカイネーブルレ ジスタ１１８が復帰すると、ＲＦ出ツカイネーブルゲート１０２が、ＲＦＦ源５ ０をオフにする。

動作 第１図を参照して説明する。風船カテーテル３４を、食道腫瘍を含めて、人体の 導管４２に偏在する病変部の治療用の熱源として使用できる。先ず、使用者は、 希望する治療温度を選択しく第６図の温度設定電圧９２）、風船８を加熱すべき 時間を設定する（第６図の時間設定スイッチ１１２）。風船カテーテル３４を、 人体の食道、血管あるいは導管に挿入する。風船８と９に導電性の放射線を通さ ない液体が満たされている場合には、風船の位置を蛍光透視法によってモニター できる。使用者はカテーテル３４の位置を決め、風船８を病変部に対面させ、風 船９を病変部から遠ざける。内腔１２と１４を介して、塩水、導電性の放射線を 通さない液体、あるいは塩水と導電性を持ち放射線を通さない液体の混合物で、 風船８と９を少なくとも２気圧まで十分に膨らませる。使用者は、好ましくは非 圧縮性の液体で風船８または９を膨らませ、他の風船を部分的にのみ膨らませて も良い。部分的に膨らんだ風船は、十分に膨らんだ風船を包み込み、十分に膨ら んだ風船の表面の比較的小さい部分のみが露出されることになる。

風船は膨らんだ状態を保ち、導管の周辺部が風船の壁に密接している。この状態 で、使用者はフットスイッチ１２２（第６図）を押して、電極２２と２４間で２ 極加熱を開始する。公式Ｐ−Ｉ　２Ｒに基づいて、熱は風船８内の液体に消散さ れる。なお、Ｐは液体中に消散される電力、■は電極間に流れる電流、そしてＲ は液体の抵抗である。液体からの熱は、風船８の壁を介して病変部に向けて周囲 の組織４４に導かれる。この場合、熱は病変部から離れる方向に導かれるのでは なく、このため健康な組織が損傷を受けることはない。病変部が導管の細い部分 にあり、加熱された風船の電極が導管の細い部分に集中している場合には、風船 は、電極の近辺の細い部分で最も熱くなる傾向がある。すなわち、電流濃度がそ の位置で最も大きく、風船内の液体の循環が制限されるからである。液体は、使 用者が設定した温度にまで加熱される。温度領域は、摂氏４５度から摂氏８０度 である。使用者が設定した時間が完了するまで、あるいはフットスイッチ１２２ が解除されるまで、加熱が行われる。風船８が加熱されている間、冷却用液体を 加熱されていない風船９と内腔１４と１５を介して循環させても良い。周囲の組 織４°４に熱が伝わるため、風船は比較的早く冷えるのではあるが、加熱後、風 船８と９内に冷却液を循環させても良い。

複数の風船の各々が電極を持っている実施例は、方向性のある加熱が必要でない 適用例に有効である。一つあるいは一つ以上の風船を膨らませることができ、病 変部を適切な程度に圧縮させることができる。必要ならば、体積の異なる風船を 数個使用して、非膨張性の風船が占有する総体積を増すことができ、病変部の圧 縮量をかなり変化させることができる。病変部の圧縮量を制御することによって 、使用者は病変部への熱の伝搬を有効に制御できる。病変部が圧縮し、特に組織 中を通常血液が流れている場合には、組織は熱溜まりとしての機能を失うからで ある。ＲＦ＠流を各風船の各電極対に印加することもできる。これは、ＲＦ電流 は、液体が満たされている風船のみを流れるからである。

本発明に基づくカテーテルを、良性あるいは悪性腫瘍の加熱治療等の非血管性療 法に使用できる。加熱の効果は摂氏４４度で始まる。風船８からの熱が、好まし くない細胞を破壊する。破壊された細胞は人体に最終的に吸収される。本発明に よるカテーテルがこの様な非血管性の適用に使用される場合、風船８と９が十分 に大きいので、温度検知装置は不要であり、風船に過度の圧力を加えずに電極の 位置で沸騰した状態に保つことができる。風船の直径が４ミリであれば、およそ ５秒で、液体は局所的に沸騰を始める。

複数の風船が異なった温度に加熱される本発明の実施例は、肥大化した前立腺の 治療に特に有効である。肥大した前立腺は尿道を包囲するのであるが、尿道から みると偏在している。使用者は、カテーテルを尿道に挿入し、熱い方の風船が前 立腺の塊に対面し、他の少ししか加熱されていない風船が反対の方に向くように 風船の位置を決める。血管内に偏在する体積物等の治療で器官に使用する場合に は、本発明の小さいカテーテルを使用することもできる。

他の実施例は、以下の請求の範囲に含まれる。

口Ｇ、２ ＦＩＧ、３ 加熱用カテーテル 国際調査報告

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. １．組織を加熱するためのカテーテル装置であって、患者の体内に挿入される長 い軸であって軸内に液体が流れる少なく一つの内腔を形成するカテーテル軸と、 上記カテーテル軸に取り付けられ、液体で膨張可能な少なくとも一つの第１チャ ンバーであって、人体の組織と密接する可撓性の壁部が少なくとも部分的に形成 されており、人体の外部にある液体源からの液体を循環するために内腔と連通し ており、体内に挿入後液体を充満される第１チャンバーと、上記第１チャンバー の上記壁部を介して、所定温度の熱を液体から熱伝導によって周囲の組織に伝え るために液体を加熱する加熱装置と、カテーテル装置が密接している組織の選択 された部分に熱の伝搬を選択的に方向付ける手段と、 を含むことを特徴とするカテーテル装置。
2. ２．請求項第１項に記載の装置であって、上記加熱装置は、上記第１チャンバー に収容されている複数の隔置された電気接点と、接点に無線周波数の電位を供給 するための電源に接点を接続するための複数の導線とを含み、上記第１チャンバ ーに充満された導電性を持ち抵抗加熱を行うように選択された液体に作動するよ うになされており、上記接点は、上記第１チャンバーの液体部分に触れており、 無線周波数の電位によって上記接点間に電流を流し、 上記第１チャンバーと上記接点は、協動するように構成されており、上記電流を 実質的に上記第１チャンバーの液体にのみ流すようになっており、上記液体は、 上記電気接点間の無線周波数電流のＩ２Ｒ損失に基づいて加熱されることを特徴 とするカテーテル装置。
3. ３．請求項第１項または第２項に記載の装置であって、熱の伝搬を選択的に方向 付ける手段は、上記第１チャンバーの上記液体とは異なった熱効果を有する液体 で充満される少なくとも一つの第２チャンバーを有しており、この第２チャンバ ーは、上記カテーテル装置を包囲する組織の少なくとも一部と密接する位置にお いて上記第１のチャンバーに隣接して設けられていることを特徴とするカテーテ ル装置。
4. ４．請求項第３項に記載の装置であり、上記第２チャンバーの上記液体は第１チ ャンバーの液体とは異ることを特徴とするカテーテル装置。
5. ５．請求項第３項に記載の装置であり、上記第２チャンバーの上記液体は、上記 第１チャンバーの液体と同じであることを特徴とするカテーテル装置。
6. ６．請求項第３項に記載の装置であり、上記第２チャンバーに液体を充満可能で あり、更に上記第１チャンバーの液体とは別に、上記第２チャンバーの液体を加 熱する補助加熱装置を有しており、上記第１あるいは第２チャンバーの一つを選 択的に加熱して熱の伝搬を方向付けることを特徴とするカテーテル装置。
7. ７．請求項第３項に記載の装置であり、上記第２チャンバーに液体を充満可能で あり、更に上記第１チャンバー内の液体の所定温度とは異なつた所定温度に、第 ２チャンバーを加熱するための補助加熱装置を有することを特徴とするカテーテ ル装置。
8. ８．請求項第３項に記載の装置であり、上記チャンバーは上記カテーテル装置に 放射状に異なった位置に設けられていることを特徴とするカテーテル装置。
9. ９．請求項第３項に記載の装置であり、上記チャンバーは上記カテーテル軸の長 さ方向に沿って異なった位置に設けられていることを特徴とするカテーテル装置 。
10. １０．請求項第９項に記載の装置であり、少なくとも３つのチャンバーを有して おり、一つのチャンバーは上記カテーテル軸に沿って上記第１チャンバーから離 れて設けられており、他の一つのチャンバーは上記第１チャンバーに隣接して設 けられており、これらの離れたチャンバーと隣接したチャンバーには、上記第１ チャンバーの上記液体とは異なった熱効果を有する液体を充満可能であることを 特徴とするカテーテル装置。
11. １１．請求項第１項あるいは第２項に記載の装置であり、熱の伝搬を選択的に方 向付ける手段は、上記第１チャンバー中に設けられた少なくとも一つの第２チャ ンバーを含み、この第２チャンバーには上記第１チャンバーの液体とは異なった 熱効果を有する液体を充満可能であることを特徴とするカテーテル装置。
12. １２．請求項第１項あるいは第２項に記載の装置であり、上記熱の伝搬を選択的 に方向付ける手段は、上記第１チャンバーを包む少なくとも一つの第２チャンバ ーを含み、この第２チャンバーには上記第１チャンバーの液体とは異なった熱効 果を有する液体を充満可能であることを特徴とするカテーテル装置。
13. １３．請求項第１項あるいは第２項に記載の装置であり、上記熱の伝搬を選択的 に方向付ける手段は、上記チャンバーに気泡を注入して、上記チャンバー内の液 体の熱から上記チャンバー上にある組織を隔絶することを特徴とするカテーテル 装置。
14. １４．請求項第１項あるいは第２項に記載の装置であり、上記熱の伝搬を選択的 に方向付ける手段は、チャンバーの壁部に連通する熱伝搬阻止部を含むことを特 徴とするカテーテル装置。
15. １５．請求項第１４項に記載の装置であり、上記熱伝搬阻止部は、上記第１チャ ンバーの壁部の一部に塗布された断熱材を含み、上記第１チャンバーの上記部分 を熱の伝搬を受けにくくしていることを特徴とするカテーテル装置。
16. １６．請求項第１４項に記載の装置であり、上記熱伝搬阻止部は、上記第１チャ ンバーの位置に塗布された熱反射材を含み、上記第１チャンバーの上記部分を熱 の伝搬を受けにくくしていることを特徴とするカテーテル装置。
17. １７．請求項第１４項に記載の装置であり、上記熱の伝搬を選択的に方向付ける 手段は、さらに上記第１チャンバーに隣接した少なくとも一つの第２チャンバー を含み、この第２チャンバーは上記第１チャンバーの液体とは異なった熱効果を 有する液体で充満可能であり、カテーテル装置を包囲する組織の少なくとも一部 と密接する位置において上記第１チャンバーに隣接した位置に設けられており、 上記熱伝搬阻止部は、上記第２チャンバーの壁部と形状が似ており、組織と接し ていることを特徴とするカテーテル装置。
18. １８．請求項第１７項に記載の装置であり、上記熱伝搬阻止部は、更に上記第２ チャンバーの壁部に塗布された断熱材を含み、上記第２チャンバーを加熱されに くくしていることを特徴とするカテーテル装置。
19. １９．請求項第１７項に記載の装置であり、上記熱阻止部は上記第２チャンバー の壁部に塗布された熱反射面を含み、上記第２チャンバーの壁部を熱の伝搬を受 けにくくしていることを特徴とするカテーテル装置。
20. ２０．請求項第３項に記載の装置であり、上記カテーテル装置の上記チャンバー の少なくとも一つは、上記カテーテル装置の複数の内腔と連通しており、上記チ ャンバーと人体外部にある液体源との間の液体流を冷却することを特徴とするカ テーテル装置。
21. ２１．請求項第２項に記載の装置であり、更に、１００ｋＨｚから１ＭＨｚの周 波数で作動する電源と、上記液体の温度を監視する手段と、 上記液体温度監視手段からの情報に応じて、上記電源の出力を制御する温度制御 回路とを含むことを特徴とするカテーテル装置。
22. ２２．組織を加熱するためのカテーテル装置であり、患者の体内に挿入される長 いカテーテル軸であって、上記カテーテル軸は軸内に液体が流れる少なくとも一 つの内腔を形成するカテーテル軸と、上記カテーテル軸に取り付けられ、液体で 膨張可能な少なくとも一つの第１チャンバーであって、人体の組織と密接する可 撓性の壁部を少なくとも部分的に形成されており、人体の外部にある液体源から の液体を循環するために内腔と連通しており、体内に挿入後液体が充満され、液 体が充満されても膨張しない第１チャンバーと、 上記第１チャンバーの壁部を介して、所定温度の熱を液体から熱伝導によって周 囲の組織に伝えるために液体の加熱装置と、上記第１チャンバーの上記液体とは 異なった熱効果を有する液体を充満可能な少なくとも一つの第２チャンバーであ って、上記カテーテル装置を包囲する組織の少なくとも一部と密接する位置にお いて、上記第１チャンバーに隣接して設けられており、上記カテーテル装置と密 接している組織の選択された部分に熱を選択的に伝搬する第２チャンバーと、 を含み、 上記第１及び第２チャンバーは、上記カテーテル装置に放射状に異なった位置に 設けられていることを特徴とするカテーテル装置。
23. ２３．請求項第２２項に記載の装置において、食道組織の治療用に構成され、形 成されていることを特徴とするカテーテル装置。
24. ２４．請求項第２２項に記載の装置であり、上記第１と第２チャンバーには異な った圧力が加えられ、一方のチャンバーが他方のチャンバーを包むようになって いることを特徴とするカテーテル装置。
25. ２５．請求項第２２項に記載の装置であって、尿道を包囲する前立腺組織の治療 用に構成され、形成されており、 上記装置は更に、上記第１チャンバーの液体の所定温度とは異なった所定温度に 第２チャンバーを加熱する補助加熱手段を有することを特徴とするカテーテル装 置。
26. ２６．組織を加熱するためのカテーテル装置であり、患者の体内に挿入される構 造のカテーテル軸であって、軸内を流れる液体用の内腔を少なくとも一つ形成す るカテーテル軸と、上記カテーテル軸上に設けられた液体で膨張可能な少なくと も一つの第１チャンバーであって、人体の組織と密接するする可撓性の壁部が少 なくとも一部に形成されており、人体の外部にある液体源と液体を流すための内 陸と連通しており、体内に挿入後上記液体で充満され、充満された後は膨張しな い第１チャンバーと、所定温度の熱を、熱伝導によって上記第１チャンバーの壁 部を介して、上記液体源から周囲の組織へ伝搬するために上記液体を加熱する加 熱装置と、上記第１チャンバーの上記液体とは異なった熱効果を有する液体で充 満可能な少なくとも一つの第２チャンバーであって、上記カテーテル装置を包囲 する組織の一部に密接する位置で、上記第１チャンバーに隣接して設けられてお り、上記カテーテル装置と接する組織の選択された部分に熱を選択的に伝搬させ る第２チャンバーと、 を含み、 上記チャンバーは、上記カテーテル軸の長さ方向に沿って異なった位置に設けら れていることを特徴とするカテーテル装置。
27. ２７．請求項第２６項に記載の装置であって、血管の治療用に構成された血管用 カテーテル形状に形成されていることを特徴とするカテーテル装置。
28. ２８．組織を加熱するためのカテーテル装置であり、患者の体内に挿入される長 いカテーテル軸であって、軸内を液体が流れる複数の内腔を形成するカテーテル 軸と、 上記カテーテル軸に取り付けられた複数のチャンバーであって、それぞれが、放 射状に異なった位置にあり、各々のチャンバーは、人体の組織と密接する可撓性 の壁部が少なくとも一部に形成されており、人体の外部にある液体源と少なくと も一つの内腔によって液体を導くために連通されており、体内に挿入後上記液体 で充満される複数のチャンバーと、 上記チャンバーと密接している組織の少なくとも一部を加熱するための加熱装置 とを含み、 上記第１チャンバーの少なくとも一つが、少なくとも一つの上記第２チャンバー の液体とは異なうた液体で充満可能であり、上記複数のチャンバーが予想される 複数の総体積のいずれかを占めており、上記複数のチャンバーの上記総体積を選 択することにより、上記組織の圧縮を制御可能であり、上記組織への熱伝搬効果 を制御可能であることを特徴とするカテーテル装置。
29. ２９．請求項第２８項に記載の装置であり、上記第１チャンバーと上記第２チャ ンバーは、ほぼ同じ寸法であることを特徴とするカテーテル装置。
30. ３０．患者の体内の導管内から組織を加熱する方法であり、少なくとも一つの人 体の組織と密接する可撓性の壁部が少なくとも一部に形成されている第１チャン バーを導管中に挿入する工程と、上記第１チャンバーに液体を充満させ、上記第 １チャンバーの上記壁部を膨張させて周囲の組織と密接させる工程と、上記液体 を加熱し、所定温度の熱を上記液体から周囲の組織へ熱伝搬によって上記第１チ ャンバーの壁部を介して伝える工程と、上記周囲の組織への熱の伝搬を選択的に 方向付ける工程を含むことを特徴とするカテーテル装置。
31. ３１．請求項第３０項に記載の方法であり、上記第１チャンバー内の上記液体は 、抵抗加熱用に予め選択された導電性の液体であり、 複数個の隔置された電気接点が上記第１チャンバー内に収容されており、上記電 気接点を接点に無線周波数電位を供給する電源に接続する対応する複数の導線が 設けられており、 上記接点は、上記第１チャンバーの液体が充満された部分に露出していて、上記 無線周波数電位により電流を上記接点間に流し、上記第１チャンバーと上記接点 は協動するように構成されていて、上記電流が上記第１チャンバー内の液体の中 に限定され、上記液体を加熱する工程は、上記電気接点に無線周波数の電位を供 給し、上記接点間を流れる無線周波数電流のＩ２Ｒ損失に基づいて、上記液体を 加熱し、上記液体は次に、上記第１チャンバーの壁部を介して熱伝搬により周囲 の組織を加熱することを特徴とする組織を加熱する方法。
32. ３２．請求項第３０項あるいは第３１項に記載の方法であり、熱の伝搬を選択的 に方向付ける工程は、 上記第１チャンバーに隣接する上記第２チャンバーの少なくとも一つを、上記カ テーテル装置を包囲する組織の少なくとも一部と密接する位置で、体内に挿入し 、 上記第１チャンバーの上記液体とは異なった熱効果を有する液体を上記第２チャ ンバーに充満させることを特徴とする組織を加熱する方法。
33. ３３．請求項第３２項に記載の方法であり、更に、上記第１チャンバーの圧力と は異なった圧力に上記第２チャンバーを膨張させて、上記第１と第２のチャンバ ーの一方が他方のチャンバーを包む工程を含むことを特徴とする組織を加熱する 方法。
34. ３４．請求項第３０項あるいは第３１に記載の方法であり、熱伝搬を選択的に方 向付ける工程は、上記第１チャンバーの壁部の一部を熱の伝搬を受けにくくする 工程を含むことを特徴とする組織を加熱する方法。
35. ３５．請求項第３４項に記載の方法であり、上記第１チャンバー壁部の一部を熱 の伝搬を受けにくくする工程は、上記第１チャンバー壁部の一部に断熱材を塗布 して熱の伝搬を受けにくくする工程を含むことを特徴とする組織を加熱する方法 。
36. ３６．請求項第３４項に記載の方法であり、上記第１チャンバー壁部を熱の伝搬 を受けにくくする工程は、上記第チャンバー壁部の一部に熱反射材を塗布して、 熱の伝搬を受けにくくする工程を含むこととを特徴とする組織を加熱する方法。
37. ３７．組織を加熱する方法であり、 患者の体内の導管に液体で膨張可能な複数のチャンバーを挿入する工程であって 、上記チャンバーの各々は、人体の組織と密接する可撓性の壁部が少なくとも一 部に形成されており、上記チャンバーの一つは、もう一方のチャンバーの液体と は異なった液体で充満されており、複数のチャンバーが予想される複数の総体積 のどれかを占める工程と、 予想される総体積の一つを選択する工程と、上記チャンバーの少なくとも一つに 液体を充満し、上記複数のチャンバーに上記選択された総体積を占有させる工程 と、上記チャンバーに上記組織の少なくとも一部を密着させて加熱する工程と、 を含み、 上記組織の縮小を制御し、上記組織への熱の伝搬を制御することを特徴とする組 織を加熱する方法。