JPH09506272A - 凍結手術用プローブ - Google Patents
凍結手術用プローブInfo
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Abstract
(57)【要約】
凍結手術用プローブが、内部の冷媒ガスの膨張により冷却されるように動作可能なプローブヘッドと、その冷媒ガスを予冷するための手段を有するプローブハンドルと、そのプローブハンドルとそのプローブヘッドとを連接する可撓性カテーテルと、を具備しており、そのカテーテルは、予冷された冷媒ガスをそのプローブハンドルから、そのプローブヘッドへと輸送するための経路をなしている。
Description
【発明の詳細な説明】
凍結手術用プローブ
本発明は凍結手術用プローブ(クリオサージカル プローブ)に関する。
可撓性カテーテルの遠端に配設された冷却エレメントを使用する凍結手術用プ
ローブは、心臓など体内器官の治療に用いられている。
凍結手術用プローブの一例は、英国特許公開明細書GB-A-2 226 497に開示され
ている。このプローブはハンドル部、可撓性カテーテルおよびプローブヘッドを
具備している。このプローブヘッドは、そのプローブヘッドの空洞内において冷
媒流体を膨張させることにより冷却することが可能である。
前記プローブヘッドおよびカテーテルは、使用の際、例えば患者の大腿静脈な
どの血管から挿入され、プローブヘッドが心臓内に位置を占めるように操作され
る。その後、心臓性不整脈などの機能不全の原因となっている心組織の小範囲を
凍結外科的に壊死させるため、高圧の冷媒ガスがカテーテル経由でプローブヘッ
ドに送られる。
例えばGB-B-1457981公報およびGB-B-1108905公報に記述されているプローブな
どの剛体の凍結手術用プローブとは対照的に、先述のプローブヘッドの大きさお
よびプローブヘッドをハンドルに連接する可撓性カテーテルの大きさには、非常
に厳しい制約が存在する。このような
制約は、プローブヘッドに対する最大冷媒流量の制限につながるため、プローブ
ヘッドの冷却効率が特に重要となる。
この種の装置におけるプローブヘッドの冷却効率は、高圧冷媒ガスの初期温度
を含む多くの要因に依存する。このため、GB-A-2 226 497によるプローブヘッド
は、ガス供給管がらせん状に巻きつけられた部分を具備する熱交換器を採用して
、(膨張した)排出ガスが高圧の冷媒を冷却するようになっている。しかし、プ
ローブヘッドの大きさの制限のため、このような配置は、冷媒ガスの冷却を非効
率にしてしまう。またこのような配置は、プローブヘッドをかさばらせるため好
ましくない。プローブヘッドの大きさはプローブを使用できる静脈の最小直径を
制約する。
本発明の目的は、可撓性カテーテルを使用する凍結手術用プローブの冷却効率
を改善することにある。
本発明によれば、内部の冷媒流体の膨張により冷却されるように動作可能なプ
ローブヘッドと、その冷媒流体を予冷するための手段を有するプローブハンドル
と、そのプローブハンドルとそのプローブヘッドとを連接する可撓性カテーテル
とを具備し、そのプローブハンドルからそのプローブヘッドへ予冷された冷媒流
体を輸送するための経路を、そのカテーテルが形成している凍結手術用プローブ
が得られる。
本発明は、冷媒流体(ガスなど)をプローブヘッドで
はなくプローブハンドルにおいて予冷することで上記の問題に対処している。こ
れにより、きわめて強力な予冷装置(例えば、単に排出ガスとの間で熱伝導を行
う熱交換器ではない、専用冷却装置)を使用することができる、というのは、大
きさに関する制約はプローブヘッドよりもプローブハンドルの方がはるかにゆる
いからである。そのプローブヘッドには熱交換器を組込む必要がなく、かつ(予
冷された冷媒流体を使用する)プローブヘッドの効率増大によりプローブヘッド
が必要とする流体の流量が減少するので、プローブヘッドと可撓性カテーテルを
小さくすることができる。このため、より細い静脈に、あるいはより若い患者に
、プローブを使用することが可能となる。また、カテーテルおよびプローブヘッ
ドでは熱交換を行う必要がなくなるので、高圧の冷媒を輸送するこれらの部分に
(一般に使用されるステンレス鋼の代わりに)断熱性かつ可撓性の素材(プラス
チック素材など)を使用することができる。
言い換えれば、本発明によって、2段階の冷却過程を有する凍結手術用カテー
テルが得られる。入ってくる冷媒流体は、まずプローブハンドル内で比較的大き
いけれども高容量の冷却装置により予冷される。これにより冷却の第2段階、す
なわちプローブヘッド内における流体の膨張がより効率的なものとなる。
予冷のため、液体窒素などの極低温流体に取り巻かれた熱交換器に冷媒流体を
通すなど、さまざまな方法を用
いることが可能であるが、ある精密かつ簡潔な実施例においては、予冷とプロー
ブヘッドでの冷却とに同じ冷媒流体(の異なる部分)が供給される。そのために
、プローブハンドルが、冷媒流体を可撓性カテーテルまで輸送するためのコンジ
ットを具備し、そのコンジットは、冷媒流体の一部がプローブハンドル内で膨張
できるような開口部を有することが望ましい。
望ましくは、前記冷媒流体の一部は、膨張してプローブハンドル内の膨張チャ
ンバに流入するようになっており、その膨張チャンバは、外気との通気孔と連通
する排気出口を有している。これは、プローブの先端に到達する流体はハンドル
内で膨張しなかった部分であること、を意味する。
プローブハンドル内で膨張した流体と冷媒流体との間の熱交換を効率的に行う
には、前記開口部を通って膨張した冷媒流体を前記コンジットの少なくとも一部
の外側に沿うように向わせ、膨張したガスとそのコンジット内の冷媒流体との間
で熱交換を行わせるための手段をプローブハンドルが具備していることが望まし
い。
望ましくは、この冷媒流体を向わせるための手段は、膨張した流体を前記コン
ジットの少なくとも一部に沿ったらせん状通路内に向わせるための、らせん状の
羽根を有する構造を具備している。
ある好適な実施例においては、この冷媒流体を向わせるための手段は、膨張し
た流体を前記コンジット内を通
過する冷媒流体の流れとは反対の方向に向わせるように動作可能とする。これに
より、膨張した流体を(カテーテルから離して)適切に排出することができ、し
かも入ってくる冷媒とハンドル内で膨張した流体双方の温度勾配を同じ向き(ハ
ンドルのカテーテル側端部に近づくほど低温)にすることができる。
効率的な熱交換のためには、前記コンジットは金属管であることが望ましい。
プローブヘッドからの排出ガスの帰路を確保し、(安全上の理由により)患者
と高圧冷媒の輸送経路との直接的接触を防止するため、前記可撓性カテーテルは
、プローブヘッドからプローブハンドルへ排出ガスを輸送するための外側経路と
、その外側経路の内側にあってプローブハンドルからプローブヘッドへ冷媒流体
を輸送するための内側経路とを具備することが望ましい。
前記カテーテル内では熱交換の必要がなく、また前記カテーテルは可撓性であ
ることが望ましいため、前記内側経路はプラスチック管を具備することが望まし
い。プラスチック管は製造費用が安く、以前使用されていた鋼管よりもキンクに
よる閉塞を起こしにくい。
望ましくは、前記プラスチック管は、熱伝導率が1ワット毎メートル毎ケルビ
ン(W/mK)未満のポリアミド管である。
また前記プラスチック管は、剛性率が20ニュートン毎平方メートル(N/m2)
未満であることが望ましい。
プローブヘッドの温度を監視可能とするため、プローブヘッドの温度を検出す
るための温度センサをプローブヘッドが具備することが望ましい。
前記のプローブは、プローブヘッドの温度に反応して冷媒流体のプローブヘッ
ドへの流れを制御するための制御手段を具備することが望ましい。これによって
、プローブヘッドの温度を実質上所望の値に制御するため負のフィードバック機
構を利用することが可能となる。
望ましくは、前記の制御手段は、
(i) 冷媒流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通させ、
(ii) プローブヘッドの温度を実質上0℃に制御するように冷媒流体のプロー
ブヘッドへの流れを制御し、
(iii)患者の組織を凍結外科的に壊死させるのに適切な、0℃を下回る温度ま
でプローブヘッドの温度を低下させるように冷媒流体のプローブヘッドへの流れ
を制御するよう、使用者の制御の下に選択的に動作可能である。
このような構成により、外科医は、患者の組織の特定部位を0℃に冷却し、プ
ローブヘッドをその組織に凍結固定させ、その組織内の電気的活動を不能にする
ことができる。それにより心臓性不整脈などの機能不全が抑制された場合、外科
医はその組織を壊死させることができる。
望ましくは、前記制御手段は、プローブヘッドの温度の急激な上昇(加温)を
検出するための手段と、プロー
ブヘッド温度の急激な上昇の検出に応答して冷媒流体のプローブヘッドへの流れ
を遮断および流通させるための手段とを具備する。温度の急激な上昇(例えば、
所定の温度以上への上昇)は、(閉塞などによる)流体の背圧上昇を示している
可能性があるので、そのような情況では流体の流れを遮断し開放した方が安全で
ある。
外科医による、組織の必要な部位に対するプローブヘッドの正確な位置決めを
支援するため、プローブヘッドは、患者の体組織が発する電子インパルスを検出
するための1個または複数の電極を具備することが望ましい。またその電子イン
パルスを視覚的に表示するための手段が配設されることが望ましい。
前記電気信号を伝導するための同軸ケーブル機構を得るため、可撓性カテーテ
ルは、前記1個または複数の電極のうちの1個をプローブハンドルと接続するた
めの、導電性強化編組を具備することが望ましい。
目標となる組織の領域内でのプローブヘッドの操作を支援するため、プローブ
ヘッドは、可撓性カテーテルに対し、ある角度をとって配設されることが望まし
い。代替的に、プローブヘッドをプローブハンドルに連接するための1本または
複数の制御ワイヤを可撓性カテーテルが具備し、その1本または複数の制御ワイ
ヤの縦方向運動がプローブヘッドの可撓性カテーテルに対する方向を変化させる
ようにその1本または複数の制御ワイヤがプローブヘッドに接続されており、使
用者がその1本また
は複数の制御ワイヤを縦方向に移動させるための、その1本または複数の制御ワ
イヤに接続されている方向制御手段をプローブハンドルが具備している、より複
雑な操作機構を用いることもできる。
前記方向制御手段は、例えば、前記制御ワイヤに接続され、プローブハンドル
に取り付けられたスライドコントロールを具備することが可能である。しかし、
ある簡潔かつ有利な実施例によれば、前記方向制御手段は前記1本または複数の
制御ワイヤに接続された少なくとも1個の回転可能なクランクを具備している。
本発明の第2の側面によれば、内部の冷媒流体の膨張によって冷却されるよう
に動作可能なプローブヘッドと、プローブハンドルとプローブヘッドとを連接す
る可撓性カテーテルにおいて、プローブハンドルからプローブヘッドへ冷媒流体
を輸送するための経路を形成するカテーテルと、プローブヘッドの温度の急激な
上昇を検出するための手段と、プローブヘッド温度の急激な上昇の検出に応答し
て冷媒流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通するための手段とを具備
する凍結手術用プローブが得られる。
本発明の第3の側面によれば、内部の冷媒流体の膨張によって冷却されるよう
に動作可能なプローブヘッドを有する凍結手術用プローブを制御するための凍結
手術用プローブ制御ユニットにおいて、冷媒流体をプローブヘッドに供給するた
めの手段と、プローブヘッドの温度の
急激な上昇を検出するための手段と、プローブヘッド温度の急激な上昇の検出に
応答して冷媒流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通開放するための手
段とを具備するユニットが得られる。
本発明の第4の側面によれば、内部の冷媒流体の膨張によって冷却されるよう
に動作可能なプローブヘッドに可撓性カテーテルを経由して接続可能な凍結手術
用プローブハンドルにおいて、その冷媒流体を予冷するための手段を具備するハ
ンドルが得られる。
本発明を、添付図面を参照しつつ、実施例を用いて説明する;その添付図面を
通じて、同等の部分は同等の符号をもって示してある;その添付図面において、
図1は、凍結手術用プローブの略図である;
図2は、プローブヘッドの冷却動作を示す略図である;
図3は、プローブハンドルの予冷動作を示す略図である;
図4は、制御装置に接続されたプローブハンドルを示す略図である;
図5は、トルク制御によるプローブヘッドの操作を示す略図である;
図6は、二軸式操作機構の略図である。
図1において、凍結手術用プローブは、プローブハンドル10と、プローブヘ
ッド20と、そのプローブハンドルとそのプローブヘッドとを連接する可撓性カ
テーテ
ル30とを具備している。
図1に示す凍結手術用プローブは、患者の体組織を局所的に破壊する程度にそ
の組織を局所的に冷却する外科的処置に使用可能である。この凍結手術用プロー
ブは、人体の心臓などの体内器官の治療という特定の用途を有している。この場
合、プローブヘッド20および可撓性カテーテル30は、患者の鼠蹊部の大腿静
脈から挿入され、患者の静脈系を通過して心臓に到達する。プローブヘッド20
が患者の心臓内に位置を占めると、そのプローブヘッドを冷却して、不整脈など
心臓の機能不全の原因となっている心組織の小部位を破壊することが可能となる
。
このプローブヘッドの冷却は、ジュール・トムソン効果による冷媒ガスの膨張
を利用して行われるが、このジュール・トムソン効果については、C・J・アド
キンス(C J Adkins)著、1983年ケンブリッジ大学出版(Cambridge Univer
sity Press)より発行の「平衡熱力学(Equilibrium Thermodynamics)」に記述
されている。上記目的のため、プローブハンドル10には入口管40を経由して
高圧(例えば4×106パスカル)の冷媒ガスが供給され、(膨張した)低圧の排出
ガスは、プローブハンドル10から排出管50を経由して戻される。
プローブハンドル10は、プローブヘッドにおける冷却のために使用される高
圧冷媒ガスを予冷するための手段を具備している。この予冷によってプローブヘ
ッドの
冷却性能を改善することができる。この予冷のための手段については、後に詳し
く説明を行う。
可撓性カテーテル30の直径は、公称値で3mm(慣用的に「9フレンチカテー
テル」と称されるもの)である。カテーテル30の外壁は、金属の編組で強化さ
れており、この編組は、電気的な導線としても利用されている(後段を参照)。
図2は、プローブヘッド20の冷却動作を示す略図である。プローブヘッド2
0内には、高圧の冷媒流体が細い穿孔管60を通じて送り込まれ、管60の端部
70から広い排出空洞80に出る際に膨張する。そのため、ジュール・トムソン
効果によってプローブヘッドの丸い金属先端90が局所的に冷却される。
プローブヘッド20の丸い金属先端90は、プローブヘッド20が患者の血管
に沿って進むようにプローブヘッド20の滑らかな先端表面を形成しており、ま
た金属先端90と接触する患者の組織からプローブヘッド20内で膨張した冷媒
ガスへの効果的な熱伝導を可能にしている。
図3は、プローブハンドル10の予冷動作を示す略図である。
入口管40を通じて受容された高圧冷媒ガスは、プローブハンドル10内の軸
方向コンジット100を通過して、(プローブヘッド20内の管60と接続され
ている)カテーテル30内の軸方向冷媒供給管110に入る。
この冷媒供給管は、熱伝導率が1ワット毎メートル−−毎ケルビン(W/mK)未
満で、かつ剛性率が20ニュートン毎平方メートル(N/m2)未満のポリアミド管
である。
コンジット100の開口部120によって、冷媒ガスの一部(およそ3分の2
)がプローブハンドル10の膨張領域130内に膨張して流入する。このため上
述のように、膨張した冷媒ガスがジュール・トムソン効果によって冷却される。
その後この冷却されたガスは、らせん状の羽根を有する熱交換構造140の作用
により、コンジット100を取り巻くらせん状通路を進む。これによってコンジ
ット100内の高圧冷媒ガスから膨張領域130内の膨張したガスへの熱交換が
行われ、コンジット100内の高圧冷媒ガスが予冷される。この熱交換を助勢す
るため、コンジット100および羽根付き熱交換器140は、銅など熱伝導性の
良い材料で製造される。
第2の開口部150によって、開口部120を通過して膨張した冷媒ガスの排
出管50への排出が可能となる。
開口部120から膨張しない高圧冷媒ガスの一部は、可撓性カテーテル30の
冷媒供給管110内を通過し、プローブヘッド20に供給される。プローブヘッ
ド20からの排出ガスは、プローブヘッド内の排出空洞80と連通する排気戻り
管160を通じてプローブハンドルに戻される。プローブヘッド20からの排出
ガスは、さらに開口部170を通過してプローブハンドル10本体の外側領域に
入り、そこから排出管50内に流入する。
図4は、制御装置200および210に接続されたプローブハンドル10を示
す略図である。
制御装置200は、プローブハンドル10、最終的にはプローブヘッド20へ
の高圧冷媒ガスの流量を制御する。装置200は、高圧冷媒ガスを貯蔵しフロー
バルブ230を介して入口管40と接続されている容器220を具備している。
プローブハンドルから延びる排出管50は、外気との通気孔240または排気機
構と接続されている。
プローブヘッド20は熱電対温度センサを備えている。この熱電対センサから
の電気信号は、可撓性カテーテル30および排出管50内の信号ワイヤ(図示せ
ず)を介して制御装置200内の温度検出器250に送られる。温度検出器25
0からの出力電気信号は、高域電気フィルタ260とフィードバック式温度制御
装置270とに並列的に送られる。
高域フィルタ260は、プローブヘッド20の急激な温度上昇(例えば先端の
しきい値温度マイナス65℃を超える上昇)を検出する。このような急激な上昇は
、プローブヘッド20内の冷却動作における背圧(排出圧力)の相応する上昇を
示し、したがって排気戻り管160または排出管50の閉塞を示す可能性がある
。この場合、安全上の理由から冷媒ガスのプローブハンドル10への流れは、高
域フィルタ260がフローバルブ230に制御信号を送ることにより、ただちに
遮断される。冷媒供
給管110も外気との通気孔(図示せず)により開放される。
フィードバック式温度制御装置270は、可変温度制御手段(凍結手術用プロ
ーブを使用する外科医またはその他の技術者によりセットされる)または図4に
示すような3段階の温度選択手段、すなわち「オフ」、「0度」、「凍結」に応
答する。図4では、これらの選択手段は、プローブハンドル10に取付けられた
制御ボタンである。しかし他の実施例では、温度制御手段を制御装置200の一
部とすることもできる。
前記温度制御手段を「オフ」にセットすると、冷媒ガスのプローブハンドル1
0への流れは、フィードバック式温度制御装置270からフローバルブ230へ
送られる制御信号によって完全に遮断される。冷媒供給管110も外気との通気
孔(図示せず)により流通開放される。
前記温度制御手段を「0度」にセットすると、フィードバック式温度制御装置
270は、プローブヘッドの温度を実質的に0℃に維持するため、負のフィード
バックを行って冷媒ガスのプローブハンドル10への流れを変化させる。
前記温度制御手段を「凍結」にセットすると、フィードバック式温度制御装置
270はフローバルブ230を制御して全開させ、それによって、患者の体組織
を凍結外科的に壊死させるのに適切な温度(例えばマイナス30℃からマイナス70
℃)までプローブヘッドの温度を低下
させる。
本実施例において3段階の温度制御が行われる理由は、以下のとおりである。
例えば、心臓性不整脈を除去するための外科手術では、不整脈を引き起こす心臓
内部のスプリアスな電気信号の発生または伝達のもととなっている心組織の小部
位を破壊する必要がある。しかし、重要なのは、心組織の不適切な部位を不注意
により破壊しないようにすることである。
組織の破壊すべき適切な部位を識別するため、外科医は、プローブヘッド20
を心臓内部のおおむね適切な位置に置き、プローブヘッドの温度を実質的に0℃
に低下させるよう操作する。これは、プローブヘッド20の金属先端90が組織
の特定の部位に対し凍結固定され、かつ水の凝固点まで冷却することにより、(
組織は壊死しないけれども)その組織の電気的活動を不活発にする、という2つ
の効果を有する。
先端90が目下凍結で固定されている場所の組織が心臓性不整脈の原因となっ
ている場合は、その組織を0℃に冷却すると不整脈を一時的に抑制できる。この
場合、外科医は次に、前記制御手段を操作して組織のその領域を凍結外科的に壊
死させるのに適切な温度までプローブヘッドの温度を低下させることができる。
この組織の壊死は、プローブヘッドの温度を0℃を超えて上昇させることなく行
われるので、プローブヘッド20の先端90は、壊死の過程を通じて組織の同一
部位と接触したまま
である。
それに対して、プローブヘッドを0℃まで冷却しても不整脈を抑制できない場
合、外科医は、心組織の壊死させるべき適切な部位がまだ判別されていなかった
ことを認識する。この場合、プローブヘッドの冷却は中止され、先端90が解凍
され、凍結固定されていた組織から解放されたとき、心組織の別の領域が0℃へ
の冷却によって試験される。
図4の制御装置210は、信号増幅器280と信号ディスプレイ290とを具
備している。信号増幅器280は、プローブヘッド20に配設された電極からの
電子インパルスを受容し、信号ディスプレイ290上で識別を行うためにそれら
のインパルスを増幅する。これは、外科医が心組織の破壊すべき領域にプローブ
ヘッド20を正確に位置決めするためのさらなる助けとなる。
図5は、患者の血管内におけるトルク制御によるプローブヘッドの操作を示す
略図である。本実施例では、プローブヘッド20は、可撓性カテーテル30に対
し、ある角度をとって配設されている。これは、(例えばプローブハンドル10
全体を回転させることによる)可撓性カテーテル30の軸まわりの回転300が
、プローブヘッド20の方向における相応する変化310をもたらすことを意味
する。
図6は、プローブヘッド20を操作するための二軸式操作機構を示す略図であ
る。
図6では、2本の制御ワイヤ320および330は、プローブハンドル10の
一部を形成する回転可能なクランク340に接続されている。制御ワイヤ320
、 330は可撓性カテーテル30を通ってプローブヘッド20内に入り、プロ
ーブヘッド20の対向する側部350および360に連接されている。このよう
な配置は、クランク340を例えば時計回りに回転させると、制御ワイヤ320
がプローブヘッド20の方向に押し出され、制御ワイヤ330がプローブヘッド
20から引っ張られることを意味する。これによってプローブヘッド20の下方
への運動370がもたらされる。
この種の操作機構を2つの直交する方向に適用して4軸式の操作機構を得るこ
とも可能である。
また図6には、信号ワイヤ410を経由して制御装置200内の温度検出器2
50と接続されている熱電対400が示されている。プローブヘッドにおける電
子インパルスの検知は2個の電極により行われるが、その一方の電極はプローブ
ヘッドの先端90であり、もう一方の電極420はプローブヘッド20を取り巻
く環状金属リングである。プローブヘッドの先端90は、可撓性カテーテル30
の強化のためにも使用されている金属の編組によってプローブハンドル10と接
続されている。電極420は、信号ワイヤ430によってプローブハンドル10
と接続されている。この配置は同軸ケーブルと同様のものであり、信号ワイヤ4
30は遮蔽されている。
別の実施例では、4個以上の電極(例えば3個の環状電極とプローブヘッドの
先端90)を使用することもできる。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1995年12月15日
【補正内容】
(条約第34条による補正書で補正された)
明細書
凍結手術用プローブ
本発明は凍結手術用プローブ(クリオサージカル プローブ)に関する。
可撓性カテーテルの遠端に配設された冷却エレメントを使用する凍結手術用プ
ローブは、心臓など体内器官の治療に用いられている。
凍結手術用プローブの一例は、英国特許公開明細書GB-A-2 226 497に開示され
ている。このプローブはハンドル部、可撓性カテーテルおよびプローブヘッドを
具備している。このプローブヘッドは、そのプローブヘッドの空洞内において冷
媒流体を膨張させることにより冷却することが可能である。
前記プローブヘッドおよびカテーテルは、使用の際、例えば患者の大腿静脈な
どの血管から挿入され、プローブヘッドが心臓内に位置を占めるように操作され
る。その後、心臓性不整脈などの機能不全の原因となっている心組織の小範囲を
凍結外科的に壊死させるため、高圧の冷媒ガスがカテーテル経由でプローブヘッ
ドに送られる。
例えばGB-B-1457981公報およびGB-B-1108905公報に記述されているプローブな
どの剛体の凍結手術用プローブとは対照的に、先述のプローブヘッドの大きさお
よびプローブヘッドをハンドルに連接する可撓性カテーテルの
大きさには、非常に厳しい制約が存在する。このような制約は、プローブヘッド
に対する最大冷媒流量の制限につながるため、プローブヘッドの冷却効率が特に
重要となる。
この種の装置におけるプローブヘッドの冷却効率は、高圧冷媒ガスの初期温度
を含む多くの要因に依存する。このため、GB-A-2 226 497によるプローブヘッド
は、ガス供給管がらせん状に巻きつけられた部分を具備する熱交換器を採用して
、(膨張した)排出ガスが高圧の冷媒を冷却するようになっている。しかし、プ
ローブヘッドの大きさの制限のため、このような配置は、冷媒ガスの冷却を非効
率にしてしまう。またこのような配置は、プローブヘッドをかさばらせるため好
ましくない。プローブヘッドの大きさはプローブを使用できる静脈の最小直径を
制約する。
本発明の目的は、可撓性カテーテルを使用する凍結手術用プローブの冷却効率
を改善することにある。
本発明によれば、内部の冷媒流体の膨張により冷却されるように動作可能なプ
ローブヘッドと、プローブハンドルと、そのプローブハンドルとそのプローブヘ
ツドとを連接する可撓性カテーテルとを具備し、そのカテーテルがプローブハン
ドルからプローブヘッドへ冷媒流体を輸送するための経路を形成している凍結手
術用プローブにおいて、そのプローブハンドルが、カテーテルを経由してプロー
ブヘッドに供給されるその冷媒流体を予冷す
るための手段を具備していることを特徴とする凍結手術用プローブが提供される
。
本発明は、冷媒流体(ガスなど)をプローブヘッドではなくプローブハンドル
において予冷することで上記の問題に対処している。これにより、きわめて強力
な予冷装置(例えば、単に排出ガスとの間で熱伝導を行う熱交換器ではない、専
用冷却装置)を使用することができる、というのは、大きさに関する制約はプロ
ーブヘッドよりもプローブハンドルの方がはるかにゆるいからである。そのプロ
ーブヘッドには熱交換器を組込む必要がなく、かつ(予冷された冷媒流体を使用
する)プローブヘッドの効率増大によりプローブヘッドが必要とする流体の流量
が減少するので、プローブヘッドと可撓性カテーテルを小さくすることができる
。このため、より細い静脈に、あるいはより若い患者に、プローブを使用するこ
とが可能となる。また、カテーテルおよびプローブヘッドでは熱交換を行う必要
がなくなるので、高圧の冷媒を輸送するこれらの部分に(一般に使用されるステ
ンレス鋼の代わりに)断熱性かつ可撓性の素材(プラスチック素材など)を使用
することができる。
言い換えれば、本発明によって、2段階の冷却過程を有する凍結手術用カテー
テルが得られる。入ってくる冷媒流体は、まずプローブハンドル内で比較的大き
いけれども高容量の冷却装置により予冷される。これにより冷却の第2段階、す
なわちプローブヘッド内における流体
の膨張がより効率的なものとなる。
予冷のため、液体窒素などの極低温流体に取り巻かれた熱交換器に冷媒流体を
通すなど、さまざまな方法を用いることが可能であるが、ある精密かつ簡潔な実
施例においては、予冷とプローブヘッドでの冷却とに同じ冷媒流体(の異なる部
分)が供給される。そのために、プローブハンドルが、冷媒流体を可撓性カテー
テルまで輸送するためのコンジットを具備し、そのコンジットは、冷媒流体の一
部がプローブハンドル内で膨張できるような開口部を有することが望ましい。
望ましくは、前記冷媒流体の一部は、膨張してプローブハンドル内の膨張チャ
ンバに流入するようになっており、その膨張チャンバは、外気との通気孔と連通
する排気出口を有している。これは、プローブの先端に到達する流体はハンドル
内で膨張しなかった部分であること、を意味する。
プローブハンドル内で膨張した流体と冷媒流体との間の熱交換を効率的に行う
には、前記開口部を通って膨張した冷媒流体を前記コンジットの少なくとも一部
の外側に沿うように向わせ、膨張したガスとそのコンジット内の冷媒流体との間
で熱交換を行わせるための手段をプローブハンドルが具備していることが望まし
い。
望ましくは、この冷媒流体を向わせるための手段は、膨張した流体を前記コン
ジットの少なくとも一部に沿ったらせん状通路内に向わせるための、らせん状の
羽根を
有する構造を具備している。
ある好適な実施例においては、この冷媒流体を向わせるための手段は、膨張し
た流体を前記コンジット内を通過する冷媒流体の流れとは反対の方向に向わせる
ように動作可能とする。これにより、膨張した流体を(カテーテルから離して)
適切に排出することができ、しかも入ってくる冷媒とハンドル内で膨張した流体
双方の温度勾配を同じ向き(ハンドルのカテーテル側端部に近づくほど低温)に
することができる。
効率的な熱交換のためには、前記コンジットは金属管であることが望ましい。
プローブヘッドからの排出ガスの帰路を確保し、(安全上の理由により)患者
と高圧冷媒の輸送経路との直接的接触を防止するため、前記可撓性カテーテルは
、プローブヘッドからプローブハンドルへ排出ガスを輸送するための外側経路と
、その外側経路の内側にあってプローブハンドルからプローブヘッドへ冷媒流体
を輸送するための内側経路とを具備することが望ましい。
前記カテーテル内では熱交換の必要がなく、また前記カテーテルは可撓性であ
ることが望ましいため、前記内側経路はプラスチック管を具備することが望まし
い。プラスチック管は製造費用が安く、以前使用されていた鋼管よりもキンクに
よる閉塞を起こしにくい。
望ましくは、前記プラスチック管は、熱伝導率が1ワット毎メートル毎摂氏度
(W/m℃)(1ワット毎メートル)
毎ケルビン(W/mK)未満のポリアミド管である。
また前記プラスチック管は、剛性率が20ニュートン毎平方メートル(N/m2
)未満であることが望ましい。
プローブヘッドの温度を監視可能とするため、プローブヘッドの温度を検出す
るための温度センサをプローブヘッドが具備することが望ましい。
前記のプローブは、プローブヘッドの温度に反応して冷媒流体のプローブヘッ
ドへの流れを制御するための制御手段を具備することが望ましい。これによって
、プローブヘッドの温度を実質上所望の値に制御するため負のフィードバック機
構を利用することが可能となる。
望ましくは、前記の制御手段は、
(i)冷媒流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通させ、
(ii)プローブヘッドの温度を実質上0℃に制御するように冷媒流体のプロー
ブヘッドへの流れを制御し、
(iii)患者の組織を凍結外科的に壊死させるのに適切な、0℃を下回る温度
までプローブヘッドの温度を低下させるように冷媒流体のプローブヘッドへの流
れを制御するよう、使用者の制御の下に選択的に動作可能である。
このような構成により、外科医は、患者の組織の特定部位を0℃に冷却し、プ
ローブヘッドをその組織に凍結固定させ、その組織内の電気的活動を不能にする
ことができる。それにより心臓性不整脈などの機能不全が抑制された場合、外科
医はその組織を壊死させることができ
る。
望ましくは、前記制御手段は、プローブヘッドの温度の急激な上昇(加温)を
検出するための手段と、プローブヘッド温度の急激な上昇の検出に応答して冷媒
流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通させるための手段とを具備する
。温度の急激な上昇(例えば、所定の温度以上への上昇)は、(閉塞などによる
)流体の背圧上昇を示している可能性があるので、そのような情況では流体の流
れを遮断し開放した方が安全である。
外科医による、組織の必要な部位に対するプローブヘッドの正確な位置決めを
支援するため、プローブヘッドは、患者の体組織が発する電子インパルスを検出
するための1個または複数の電極を具備することが望ましい。またその電子イン
パルスを視覚的に表示するための手段が配設されることが望ましい。
前記電気信号を伝導するための同軸ケーブル機構を得るため、可撓性カテーテ
ルは、前記1個または複数の電極のうちの1個をプローブハンドルと接続するた
めの、導電性強化編組を具備することが望ましい。
目標となる組織の領域内でのプローブヘッドの操作を支援するため、プローブ
ヘッドは、可撓性カテーテルに対し、ある角度をとって配設されることが望まし
い。代替的に、プローブヘッドをプローブハンドルに連接するための1本または
複数の制御ワイヤを可撓性カテーテルが具備し、その1本または複数の制御ワイ
ヤの縦方向運
動がプローブヘッドの可撓性カテーテルに対する方向を変化させるようにその1
本または複数の制御ワイヤがプローブヘッドに接続されており、使用者がその1
本または複数の制御ワイヤを縦方向に移動させるための、その1本または複数の
制御ワイヤに接続されている方向制御手段をプローブハンドルが具備している、
より複雑な操作機構を用いることもできる。
前記方向制御手段は、例えば、前記制御ワイヤに接続され、プローブハンドル
に取り付けられたスライドコントロールを具備することが可能である。しかし、
ある簡潔かつ有利な実施例によれば、前記方向制御手段は前記1本または複数の
制御ワイヤに接続された少なくとも1個の回転可能なクランクを具備している。
本発明の第2の側面によれば、内部の冷媒流体の膨張によって冷却されるよう
に動作可能なプローブヘッドと、プローブハンドルとプローブヘッドとを連接す
る可撓性カテーテルにおいて、プローブハンドルからプローブヘッドへ冷媒流体
を輸送するための経路を形成するカテーテルと、プローブヘッドの温度の急激な
上昇を検出するための手段と、プローブヘッド温度の急激な上昇の検出に応答し
て冷媒流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通するための手段とを具備
する凍結手術用プローブが得られる。
本発明の第3の側面によれば、内部の冷媒流体の膨張によって冷却されるよう
に動作可能なプローブヘッドを
有する凍結手術用プローブを制御するための凍結手術用プローブ制御ユニットに
おいて、冷媒流体をプローブヘッドに供給するための手段と、プローブヘッドの
温度の急激な上昇を検出するための手段と、プローブヘッド温度の急激な上昇の
検出に応答して冷媒流体のプローブヘッドへの流れを遮断および流通開放するた
めの手段とを具備するユニットが得られる。
本発明の第4の側面によれば、内部の冷媒流体の膨張によって冷却されるよう
に動作可能なプローブヘッドに可撓性カテーテルを経由して接続可能な凍結手術
用プローブハンドルにおいて、その冷媒流体を予冷するための手段によって特徴
づけられるハンドルが得られる。
本発明を、添付図面を参照しつつ、実施例を用いて説明する;その添付図面を
通じて、同等の部分は同等の符号をもって示してある;その添付図面において、
図1は、凍結手術用プローブの略図である;
図2は、プローブヘッドの冷却動作を示す略図である;
図3は、プローブハンドルの予冷動作を示す略図である;
図4は、制御装置に接続されたプローブハンドルを示す略図である;
図5は、トルク制御によるプローブヘッドの操作を示す略図である;
図6は、二軸式操作機構の略図である。
図1において、凍結手術用プローブは、プローブハンドル10と、プローブヘ
ッド20と、そのプローブハンドルとそのプローブヘッドとを連接する可撓性カ
テーテル30とを具備している。
図1に示す凍結手術用プローブは、患者の体組織を局所的に破壊する程度にそ
の組織を局所的に冷却する外科的処置に使用可能である。この凍結手術用プロー
ブは、人体の心臓などの体内器官の治療という特定の用途を有している。この場
合、プローブヘッド20および可撓性カテーテル30は、患者の鼠蹊部の大腿静
脈から挿入され、患者の静脈系を通過して心臓に到達する。プローブヘッド20
が患者の心臓内に位置を占めると、そのプローブヘッドを冷却して、不整脈など
心臓の機能不全の原因となっている心組織の小部位を破壊することが可能となる
。
このプローブヘッドの冷却は、ジュール・トムソン効果による冷媒ガスの膨張
を利用して行われるが、このジュール・トムソン効果については、C・J・アド
キンス(C J Adkins)著、1983年ケンブリッジ大学出版(Cambridge Univer
sity Press)より発行の「平衡熱力学(Equilibrium Thermodynamics)」に記述
されている。上記目的のため、プローブハンドル10には入口管40を経由して
高圧(例えば4×106パスカル)の冷媒ガスが供給され、(膨張した)低圧の排出
ガスは、プローブハンドル10から排出管50を経由して戻される。
プローブハンドル10は、プローブヘッドにおける冷却のために使用される高
圧冷媒ガスを予冷するための手段を具備している。この予冷によってプローブヘ
ッドの冷却性能を改善することができる。この予冷のための手段については、後
に詳しく説明を行う。
可撓性カテーテル30の直径は、公称値で3mm(慣用的に「9フレンチカテー
テル」と称されるもの)である。カテーテル30の外壁は、金属の編組で強化さ
れており、この編組は、電気的な導線としても利用されている(後段を参照)。
図2は、プローブヘッド20の冷却動作を示す略図である。プローブヘッド2
0内には、高圧の冷媒流体が細い穿孔管60を通じて送り込まれ、管60の端部
70から広い排出空洞80に出る際に膨張する。そのため、ジュール・トムソン
効果によってプローブヘッドの丸い金属先端90が局所的に冷却される。
プローブヘッド20の丸い金属先端90は、プローブヘッド20が患者の血管
に沿って進むようにプローブヘッド20の滑らかな先端表面を形成しており、ま
た金属先端90と接触する患者の組織からプローブヘッド20内で膨張した冷媒
ガスへの効果的な熱伝導を可能にしている。
図3は、プローブハンドル10の予冷動作を示す略図である。
入口管40を通じて受容された高圧冷媒ガスは、プロ
ーブハンドル10内の軸方向コンジット100を通過して、(プローブヘッド2
0内の管60と接続されている)カテーテル30内の軸方向冷媒供給管110に
入る。
この冷媒供給管は、熱伝導率が1ワット毎メートル−−毎℃(W/m℃)(1ワ
ット毎メートル)−−毎ケルビン(W/mK))未満で、かつ剛性率が20ニュート
ン毎平方メートル(N/m2)未満のポリアミド管である。
コンジット100の開口部120によって、冷媒ガスの一部(およそ3分の2
)がプローブハンドル10の膨張領域130内に膨張して流入する。このため上
述のように、膨張した冷媒ガスがジュール・トムソン効果によって冷却される。
その後この冷却されたガスは、らせん状の羽根を有する熱交換構造140の作用
により、コンジット100を取り巻くらせん状通路を進む。これによってコンジ
ット100内の高圧冷媒ガスから膨張領域130内の膨張したガスへの熱交換が
行われ、コンジット100内の高圧冷媒ガスが予冷される。この熱交換を助勢す
るため、コンジット100および羽根付き熱交換器140は、銅など熱伝導性の
良い材料で製造される。
第2の開口部150によって、開口部120を通過して膨張した冷媒ガスの排
出管50への排出が可能となる。
開口部120から膨張しない高圧冷媒ガスの一部は、可撓性カテーテル30の
冷媒供給管110内を通過し、プローブヘッド20に供給される。プローブヘッ
ド20からの排出ガスは、プローブヘッド内の排出空洞80と
連通する排気戻り管160を通じてプローブハンドルに戻される。プローブヘッ
ド20からの排出ガスは、さらに開口部170を通過してプローブハンドル10
本体の外側領域に入り、そこから排出管50内に流入する。
図4は、制御装置200および210に接続されたプローブハンドル10を示
す略図である。
制御装置200は、プローブハンドル10、最終的にはプローブヘッド20へ
の高圧冷媒ガスの流量を制御する。装置200は、高圧冷媒ガスを貯蔵しフロー
バルブ230を介して入口管40と接続されている容器220を具備している。
プローブハンドルから延びる排出管50は、外気との通気孔240または排気機
構と接続されている。
プローブヘッド20は熱電対温度センサを備えている。この熱電対センサから
の電気信号は、可撓性カテーテル30および排出管50内の信号ワイヤ(図示せ
ず)を介して制御装置200内の温度検出器250に送られる。温度検出器25
0からの出力電気信号は、高域電気フィルタ260とフィードバック式温度制御
装置270とに並列的に送られる。
高域フィルタ260は、プローブヘッド20の急激な温度上昇(例えば先端の
しきい値温度マイナス65℃を超える上昇)を検出する。このような急激な上昇は
、プローブヘッド20内の冷却動作における背圧(排出圧力)の相応する上昇を
示し、したがって排気戻り管160ま
たは排出管50の閉塞を示す可能性がある。この場合、安全上の理由から冷媒ガ
スのプローブハンドル10への流れは、高域フィルタ260がフローバルブ23
0に制御信号を送ることにより、ただちに遮断される。冷媒供給管110も外気
との通気孔(図示せず)により開放される。
フィードバック式温度制御装置270は、可変温度制御手段(凍結手術用プロ
ーブを使用する外科医またはその他の技術者によりセットされる)または図4に
示すような3段階の温度選択手段、すなわち「オフ」、「0度」、「凍結」に応
答する。図4では、これらの選択手段は、プローブハンドル10に取付けられた
制御ボタンである。しかし他の実施例では、温度制御手段を制御装置200の一
部とすることもできる。
前記温度制御手段を「オフ」にセットすると、冷媒ガスのプローブハンドル1
0への流れは、フィードバック式温度制御装置270からフローバルブ230へ
送られる制御信号によって完全に遮断される。冷媒供給管110も外気との通気
孔(図示せず)により流通開放される。
前記温度制御手段を「0度」にセットすると、フィードバック式温度制御装置
270は、プローブヘッドの温度を実質的に0℃に維持するため、負のフィード
バックを行って冷媒ガスのプローブハンドル10への流れを変化させる。
前記温度制御手段を「凍結」にセットすると、フィー
ドバック式温度制御装置270はフローバルブ230を制御して全開させ、それ
によって、患者の体組織を凍結外科的に壊死させるのに適切な温度(例えばマイ
ナス30℃からマイナス70℃)までプローブヘッドの温度を低下させる。
本実施例において3段階の温度制御が行われる理由は、以下のとおりてある。
例えば、心臓性不整脈を除去するための外科手術では、不整脈を引き起こす心臓
内部のスプリアスな電気信号の発生または伝達のもととなっている心組織の小部
位を破壊する必要かある。しかし、重要なのは、心組織の不適切な部位を不注意
により破壊しないようにすることである。
組織の破壊すべき適切な部位を識別するため、外科医は、プローブヘッド20
を心臓内部のおおむね適切な位置に置き、プローブヘッドの温度を実質的に0℃
に低下させるよう操作する。これは、プローブヘッド20の金属先端90が組織
の特定の部位に対し凍結固定され、かつ水の凝固点まで冷却することにより、(
組織は壊死しないけれども)その組織の電気的活動を不活発にする、という2つ
の効果を有する。
先端90が目下凍結で固定されている場所の組織が心臓性不整脈の原因となっ
ている場合は、その組織を0℃に冷却すると不整脈を一時的に抑制できる。この
場合、外科医は次に、前記制御手段を操作して組織のその領域を凍結外科的に壊
死させるのに適切な温度までプローブ
ヘッドの温度を低下させることができる。この組織の壊死は、プローブヘッドの
温度を0℃を超えて上昇させることなく行われるので、プローブヘッド20の先
端90は、壊死の過程を通じて組織の同一部位と接触したままである。
それに対して、プローブヘッドを0℃まで冷却しても不整脈を抑制できない場
合、外科医は、心組織の壊死させるべき適切な部位がまだ判別されていなかった
ことを認識する。この場合、プローブヘッドの冷却は中止され、先端90が解凍
され、凍結固定されていた組織から解放されたとき、心組織の別の領域が0℃へ
の冷却によって試験される。
図4の制御装置210は、信号増幅器280と信号ディスプレイ290とを具
備している。信号増幅器280は、プローブヘッド20に配設された電極からの
電子インパルスを受容し、信号ディスプレイ290上で識別を行うためにそれら
のインパルスを増幅する。これは、外科医が心組織の破壊すべき領域にプローブ
ヘッド20を正確に位置決めするためのさらなる助けとなる。
図5は、患者の血管内におけるトルク制御によるプローブヘッドの操作を示す
略図である。本実施例では、プローブヘッド20は、可撓性カテーテル30に対
し、ある角度をとって配設されている。これは、(例えばプローブハンドル10
全体を回転させることによる)可撓性カテーテル30の軸まわりの回転300が
、プローブヘ
ッド20の方向における相応する変化310をもたらすことを意味する。
図6は、プローブヘッド20を操作するための二軸式操作機構を示す略図であ
る。
図6では、2本の制御ワイヤ320および330は、プローブハンドル10の
一部を形成する回転可能なクランク340に接続されている。制御ワイヤ320
、330は可撓性カテーテル30を通ってプローブヘッド20内に入り、プロー
ブヘッド20の対向する側部350および360に連接されている。このような
配置は、クランク340を例えば時計回りに回転させると、制御ワイヤ320が
プローブヘッド20の方向に押し出され、制御ワイヤ330がプローブヘッド2
0から引っ張られることを意味する。これによってプローブヘッド20の下方へ
の運動370がもたらされる。
この種の操作機構を2つの直交する方向に適用して4軸式の操作機構を得るこ
とも可能である。
また図6には、信号ワイヤ410を経由して制御装置200内の温度検出器2
50と接続されている熱電対400が示されている。プローブヘッドにおける電
子インパルスの検知は2個の電極により行われるが、その一方の電極はプローブ
ヘッドの先端90であり、もう一方の電極420はプローブヘッド20を取り巻
く環状金属リングである。プローブヘッドの先端90は、可撓性カテーテル30
の強化のためにも使用されている金属の編組
によってプローブハンドル10と接続されている。電極420は、信号ワイヤ4
30によってプローブハンドル10と接続されている。この配置は同軸ケーブル
と同様のものであり、信号ワイヤ430は遮蔽されている。
別の実施例では、4個以上の電極(例えば3個の環状電極とプローブヘッドの
先端90)を使用することもできる。
請求の範囲
1. 内部の冷媒流体の膨張により冷却されるように動作可能なプローブヘ
ッド(20)と、
プローブハンドル(10)と、
前記プローブハンドルと前記プローブヘッドとを連接する可撓性カテーテル(
30)とを具備し、前記カテーテルが、前記プローブハンドル(10)から前記
プローブヘッド(20)へ冷媒流体を輸送するための経路(110)を形成して
いる、
凍結手術用プローブ(10)において、
そのプローブハンドル(10)が、カテーテル(30)を経由してプローブヘ
ッド(20)に供給されるその冷媒流体を予冷するための手段(120、100
、130、140)を具備していること、
を特徴とする凍結手術用プローブ。
2. 前記プローブハンドルが、前記冷媒流体を前記可撓性カテーテルまで
輸送するためのコンジット(100)を具備し、
且つ前記コンジットは、前記冷媒流体の一部が前記プローブハンドル(10)
内で膨張(130)できるような開口部(120)を有する、
請求項1に記載のプローブ。
3. 前記冷媒流体の一部が前記プローブハンドル(10)内の膨張チャン
バ(130)内に膨張流入し、
前記膨張チャンバ(130)が、外気への通気孔と連通する排気出口(150
)を有する、
請求項2に記載のプローブ。
4. 前記プローブハンドルが、前記開口部を通って膨張した冷媒流体を前
記コンジット(100)の少なくとも一部の外側に沿って向かわせることをし、
それにより前記膨張した流体と前記コンジット内の前記冷媒流体との間で熱交換
を行わせるための手段(140)、を具備する、
請求項2または請求項3に記載のプローブ。
5. 前記向かわせるための手段が、前記膨張した流体を前記コンジット(
100)の少なくとも一部に沿ったらせん状通路内に向かわせるためのらせん状
の羽根の構造(140)を具備する、
請求項4に記載のプローブ。
6. 前記向ける(140)ための手段が、前記膨張した流体を前記コンジ
ット(100)内を通る冷媒流体の流れとは反対の方向に向けるように動作可能
である、
請求項4または請求項5に記載のプローブ。
7. 前記コンジット(100)が金属管である、
請求項2から6のいずれかに記載のプローブ。
8. 前記可撓性カテーテルが、前記プローブヘッドから前記プローブハン
ドルヘ排出流体を輸送するための外側経路(160)と、
前記外側経路の内側にあって前記プローブハンドルから前記プローブヘッドへ
冷媒流体を輸送するための内側経路(110)とを具備する、
前記請求項のいずれかに記載のプローブ。
9. 前記内側経路(110)がプラスチック管を具備する
請求項8に記載のプローブ。
10. 前記プラスチック管が1ワット毎メートル−−毎℃(W/m℃)(1ワ
ット毎メートル)−−毎ケルビン(W/mK))未満の熱伝導率を有するポリアミド
管である、
請求項9に記載のプローブ。
11. 前記プラスチック管が20ニュートン毎平方メートル(N/m2)未満
の剛性率を有する、
請求項9または請求項10に記載のプローブ。
12. 前記プローブヘッドが前記プローブヘッドの
温度を検出するための温度センサ(400)を具備する、
前記請求項のいずれかに記載のプローブ。
13. 前記プローブヘッドの温度に反応して冷媒流体の前記プローブヘッド
への流れを制御するための制御手段(230、250、260、270)を具備
する、
請求項12に記載のプローブ。
14. 前記制御手段(230、250、260、270)が、
(i)冷媒流体の前記プローブヘッドへの流れを遮断および流通させること、
(ii)前記プローブヘッドの温度を実質上0℃に制御するように冷媒流体の前
記プローブヘッドへの流れを制御すること、
(iii)患者の組織を凍結外科的に壊死させるのに適切な、0℃を下回る温度
まで前記プローブヘッドの温度を低下させるように冷媒流体の前記プローブヘッ
ドへの流れを制御すること、
を使用者の制御の下に選択的に動作可能である、
請求項13に記載のプローブ。
15. 前記制御手段が、
前記プローブヘッドの温度の急激な」上昇を検出するための手段(260)と
、
前記プローブヘッドの温度の急激な上昇の検出に応答して冷媒流体の前記プロ
ーブヘッドへの流れを遮断および流通させ、かつ前記プローブヘッドから排出流
体を流出させるための手段(230)とを具備する、
請求項13または請求項14に記載のプローブ。
16. 前記プローブヘッドが、患者の体組織が発する電子インパルスを検出
するための1個または複数の電極(90、420)を具備する、
前記請求項のいずれかに記載のプローブ。
17. 前記電子インパルスを視覚的に表示するための手段(290)を具備
する、
請求項16に記載のプローブ。
18. 前記可撓性カテーテルが、前記1個または複数の電極のうちの1個を
前記プローブハンドルと接続するための導電性強化編組を具備する、
請求項16または請求項17に記載のプローブ。
19. 前記プローブヘッドが、前記可撓性カテーテルに対しある角度をとっ
て配設されている、
前記請求項のいずれかに記載のプローブ。
20. 前記可撓性カテーテルが、前記プローブヘッ
ドを前記プローブハンドルに連接するための1本または複数の制御ワイヤ(32
0、330)を具備し、
前記1本または複数の制御ワイヤの縦方向運動が前記プローブヘッドの前記可
撓性カテーテルに対する方向を変化させるように前記1本または複数の制御ワイ
ヤが前記プローブヘッドに接続(350、360)されており、
前記プローブハンドルが、使用者が前記1本または複数の制御ワイヤを縦方向
に移動させるための、前記1本または複数の制御ワイヤに接続された方向制御手
段(340)を具備している、
請求項1から18のいずれかに記載のプローブ。
21. 前記方向制御手段が、前記1本または複数の制御ワイヤに接続された
少なくとも1個の回転可能なクランク(340)を具備する、
請求項20に記載のプローブ。
22. プローブヘッド(20)において前記プローブヘッド内部の冷媒流体
の膨張によって冷却されるように動作可能なプローブヘッドと、
プローブハンドルと前記プローブヘッドとを連接する可撓性カテーテル(30
)において、前記プローブハンドル(10)から前記プローブヘッドへ前記冷媒
流体を輸送するための経路(110)を形成するカテーテルと、
前記プローブヘッドの温度の急激な上昇を検出するた
めの手段(260)と、
前記プローブヘッドの温度の急激な上昇の検出に応答して冷媒流体の前記プロ
ーブヘッドへの流れを遮断および流通するための手段と、
を具備する
凍結手術用プローブ。
23. 前記冷媒流体が冷媒ガスであることを特徴とする
前記請求項のいずれかに記載のプローブ。
24. プローブヘッドにおいて前記プローブヘッド内部の冷媒流体の膨張に
よって冷却されるように動作可能なプローブヘッド(20)を有する凍結手術用
プローブを制御するための凍結手術用プローブ制御ユニット(200)であって
、冷媒流体を前記プローブヘッドに供給するための手段と、前記プローブヘッド
の温度の急激な上昇を検出するための手段(260)と、前記プローブヘッド温
度の急激な上昇の検出に応答して冷媒流体の前記プローブヘッドへの流れを遮断
および流通するための手段と、
を具備する、凍結手術用プローブ制御ユニット。
25. プローブヘッドにおいて前記プローブヘッド内部の冷媒流体の膨張に
よって冷却されるように動作可
能なプローブヘッド(20)に可撓性カテーテル(30)を経由して接続可能な
凍結手術用プローブハンドル(10)において、前記冷媒流体を予冷するための
手段(120、100、130、140)を具備する、
凍結手術用プローブハンドル。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 リーヴス,サイモン,リチヤード
グレートブリテン及び北部アイルランド連
合王国ハンプシヤー エスオー3 9エー
ビー サウサンプトン,ウオーサツシユ,
チヤーチ ロード,サンデイクロフト 2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. プローブヘッド内の冷媒流体の膨張により冷却されるように動作可能 なプローブヘッドと、 前記冷媒流体を予冷するための手段を有するプローブハンドルと、 前記プローブハンドルと前記プローブヘッドとを連接する可撓性カテーテルと を具備し、 前記カテーテルが、予冷された冷媒流体を前記プローブハンドルから前記プロ ーブヘッドへ輸送するための経路を形成している、 凍結手術用プローブ。 2. 前記プローブハンドルが、前記冷媒流体を前記可撓性カテーテルまで 輸送するためのコンジットを具備し、 且つ前記コンジットは、前記冷媒流体の一部が前記プローブハンドル内で膨張 できるような開口部を有する、 請求項1に記載のプローブ。 3. 前記冷媒流体の一部が前記プローブハンドル内の膨張チャンバ内に膨 張流入し、 前記膨張チャンバが、外気への通気孔と連通する排気出口を有する、 請求項2に記載のプローブ。 4. 前記プローブハンドルが、前記開口部を通って膨張した冷媒流体を前 記コンジットの少なくとも一部の外側に沿って向かわせることをし、それにより 前記膨張した流体と前記コンジット内の前記冷媒流体との間で熱交換を行わせる ための手段、を具備する、 請求項2または請求項3に記載のプローブ。 5. 前記向かわせるための手段が、前記膨張した流体を前記コンジットの 少なくとも一部に沿ったらせん状通路内に向かわせるためのらせん状の羽根の構 造を具備する、 請求項4に記載のプローブ。 6. 前記向けるための手段が、前記膨張した流体を前記コンジット内を通 る冷媒流体の流れとは反対の方向に向けるように動作可能である、 請求項4または請求項5に記載のプローブ。 7. 前記コンジットが金属管である、 請求項2から6のいずれかに記載のプローブ。 8. 前記可撓性カテーテルが、前記プローブヘッドから前記プローブハン ドルへ排出流体を輸送するための外側経路と、 前記外側経路の内側にあって前記プローブハンドルから前記プローブヘッドへ 冷媒流体を輸送するための内側経路とを具備する、 前記請求項のいずれかに記載のプローブ。 9. 前記内側経路がプラスチック管を具備する 請求項8に記載のプローブ。 10. 前記プラスチック管が1ワット毎メートル毎ケルビン(W/mK)未満 の熱伝導率を有するポリアミド管である、 請求項9に記載のプローブ。 11. 前記プラスチック管が20ニュートン毎平方メートル(N/m2)未満 の剛性率を有する、 請求項9または請求項10に記載のプローブ。 12. 前記プローブヘッドが前記プローブヘッドの温度を検出するための 温度センサを具備する、 前記請求項のいずれかに記載のプローブ。 13. 前記プローブヘッドの温度に反応して冷媒流体の前記プローブヘッ ドへの流れを制御するための制御手段を具備する、 請求項12に記載のプローブ。 14. 前記制御手段が、 (i)冷媒流体の前記プローブヘッドへの流れを遮断および流通させること、 (ii)前記プローブヘッドの温度を実質上0℃に制御するように冷媒流体の前 記プローブヘッドへの流れを制御すること、 (iii)患者の組織を凍結外科的に壊死させるのに適切な、0℃を下回る温度 まで前記プローブヘッドの温度を低下させるように冷媒流体の前記プローブヘッ ドへの流れを制御すること、 を使用者の制御の下に選択的に動作可能である、 請求項13に記載のプローブ。 15. 前記制御手段が、 前記プローブヘッドの温度の急激な上昇を検出するための手段と、 前記プローブヘッドの温度の急激な上昇の検出に応答して冷媒流体の前記プロ ーブヘッドへの流れを遮断および流通させ、かつ前記プローブヘッドからの排出 流体を流出させるための手段とを具備する、 請求項13または請求項14に記載のプローブ。 16. 前記プローブヘッドが、患者の体組織が発する電子インパルスを検 出するための1個または複数の 電極を具備する、 前記請求項のいずれかに記載のプローブ。 17. 前記電子インパルスを視覚的に表示するための手段を具備する、 請求項16に記載のプローブ。 18. 前記可撓性カテーテルが、前記1個または複数の電極のうちの1個 を前記プローブハンドルと接続するための導電性強化編組を具備する、 請求項16または請求項17に記載のプローブ。 19. 前記プローブヘッドが、前記可撓性カテーテルに対しある角度をと って配設されている、 前記請求項のいずれかに記載のプローブ。 20. 前記可撓性カテーテルが、前記プローブヘッドを前記プローブハン ドルに連接するための1本または複数の制御ワイヤを具備し、 前記1本または複数の制御ワイヤの縦方向運動が前記プローブヘッドの前記可 撓性カテーテルに対する方向を変化させるように前記1本または複数の制御ワイ ヤが前記プローブヘッドに接続されており、 前記プローブハンドルが、使用者が前記1本または複数の制御ワイヤを縦方向 に移動させるための、前記1本 または複数の制御ワイヤに接続された方向制御手段を具備している、 請求項1から18のいずれかに記載のプローブ。 21. 前記方向制御手段が、前記1本または複数の制御ワイヤに接続され た少なくとも1個の回転可能なクランクを具備する、 請求項20に記載のプローブ。 22. プローブヘッドにおいて前記プローブヘッド内部の冷媒流体の膨張 によって冷却されるように動作可能なプローブヘッドと、 プローブハンドルと前記プローブヘッドとを連接する可撓性カテーテルにおい て、前記プローブハンドルから前記プローブヘッドへ前記冷媒流体を輸送するた めの経路を形成するカテーテルと、 前記プローブヘッドの温度の急激な上昇を検出するための手段と、 前記プローブヘッドの温度の急激な上昇の検出に応答して冷媒流体の前記プロ ーブヘッドへの流れを遮断および流通するための手段と、 を具備する 凍結手術用プローブ。 23. 前記冷媒流体が冷媒ガスであることを特徴 とする 前記請求項のいずれかに記載のプローブ。 24. プローブヘッドにおいて前記プローブヘッド内部の冷媒流体の膨張 によって冷却されるように動作可能なプローブヘッドを有する凍結手術用プロー ブを制御するための凍結手術用プローブ制御ユニットであって、冷媒流体を前記 プローブヘッドに供給するための手段と、前記プローブヘッドの温度の急激な上 昇を検出するための手段と、前記プローブヘッド温度の急激な上昇の検出に応答 して冷媒流体の前記プローブヘッドへの流れを遮断および流通するための手段と 、 を具備する、凍結手術用プローブ制御ユニット。 25. プローブヘッドにおいて前記プローブヘッド内部の冷媒流体の膨張 によって冷却されるように動作可能なプローブヘッドに可撓性カテーテルを経由 して接続可能な凍結手術用プローブハンドルにおいて、前記冷媒流体を予冷する ための手段を具備する、 凍結手術用プローブハンドル。
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