JPH0998981A - 血管内熱的血栓化及び熱的癌治療のための方法及び装置 - Google Patents

血管内熱的血栓化及び熱的癌治療のための方法及び装置

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JPH0998981A
JPH0998981A JP8171373A JP17137396A JPH0998981A JP H0998981 A JPH0998981 A JP H0998981A JP 8171373 A JP8171373 A JP 8171373A JP 17137396 A JP17137396 A JP 17137396A JP H0998981 A JPH0998981 A JP H0998981A
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catheter
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    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 血管系内に加熱作用により血栓を形成した
り、加熱作用により腫瘍塊を破壊したりできる、温熱療
法用のカテーテルを提供する。 【解決手段】 カテーテルの細管の中に2本の絶縁供給
電線を配設し、その先端側に加熱コイルを接続して電気
的閉回路を形成し、これに電流を供給してコイル部で発
熱させる。加熱コイルは、二重螺旋の形態または直線と
それを取り巻く単一螺旋の形態である。加熱コイルは、
供給電線に取外し不可能に接続されていてもよいし、電
解的または機械的に切離し可能に接続されていてもよ
い。また、1個の絶縁加熱コイルの先端に非絶縁コイル
を取り付けて、それを血管系内の血流へと導通する電極
として利用し、ボデー電極を含む電気回路として電流を
供給し、血流を加熱することもできる。動脈瘤の所を局
所的に加熱してそこに血栓を形成したり、腫瘍塊の上流
の血流を加熱して下流の腫瘍塊を破壊したりできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連出願】この出願は、1990年3月13日出願の
米国特許出願第492,717号で米国特許第5,12
2,136号の、一部継続出願であるところの1992
年2月24日出願の米国特許出願第840,211号で
米国特許第5,354,295号の、一部継続出願であ
るところの1994年9月23日に出願の米国特許出願
第08/311,508号、名称「動脈、静脈、動脈
瘤、血管奇形、及び動静脈瘻の中における血栓の形成の
ための血管内電解的分離ワイヤー及びチップにおける改
良」の、一部継続出願である。これら全ての出願明細書
は、あたかもその全体が記載されているかのように、参
照文献としてここに組み入れるものである。
【0002】
【発明の属する技術分野】この発明は、温熱療法として
て、血管内で使う装置及び血管内で行う方法の分野に関
し、特に動脈瘤における血栓化、また動静脈奇形や動静
脈瘻における血栓化を促進する目的で血液を血管内で加
熱する手段、及び結果的に腫瘍細胞を破壊させるために
腫瘍の中で血液を熱的に加熱する装置及び方法に関す
る。
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】北アメ
リカでは毎年、約25,000例の頭蓋内動脈瘤の破裂
がある。破裂した頭蓋内動脈瘤の治療を行う主目的は、
再出血を抑えることである。現在では、三つの一般的な
治療方法があり、それらは血管外法、血管内法、血管外
−血管内法と命名されている。
【0004】血管外法では、瘤ができた動脈を保存する
目的で動脈瘤、即ち治療部位の外科手術や微小外科手術
が行われる。この治療法は、頭蓋内のベリー状動脈瘤に
対して一般的に行われる。この方法は、動脈瘤の頸部を
クリップする過程、頸部を刺入結紮する過程やあるいは
動脈瘤全体をラップする過程を含んでいる。これらのそ
れぞれの外科的手法は、身体への侵襲的方法によって行
われ、また動脈瘤の外側、即ちターゲット部位の外側か
ら行われる。これらの外科手術においては、全身麻酔や
頭蓋骨切開、そして動脈瘤の頸部の周りの脳の牽引や蜘
蛛膜の剥離、さらにクリップの配設が典型的に必要とさ
れる。頭蓋内血管動脈瘤の外科的治療は、死亡率が4〜
8%、罹患率が18〜20%が予想される。このように
予想された死亡率及び罹患率が原因で、外科的手法はし
ばしば最適な手術時期を待っている間に遅れることにな
り、外科手術を行う前にかかっていた疾病や欠損が原因
でより多くの患者が死ぬことになる。こうした理由によ
り、従来技術に代替する治療法が望まれてきた。
【0005】血管内法では、動脈瘤の内部にマイクロカ
テーテルを使用して侵入する。最近開発されたマイクロ
カテーテルは、例えばエングルソン(Engleson)によっ
て示された米国特許4,854,579号の「カテーテ
ルガイドワイヤー」や、エングルソン(Engleson)に記
述された米国特許4,739,768号の「ガイドワイ
ヤートラッキングのためのカテーテル」などがあり、そ
れらは脳動脈への誘導や頭蓋内動脈瘤への侵入を可能と
する。。
【0006】このような手法においては、典型的には、
バルーンがこのマイクロカテーテルの先端に取り付けら
れており、動脈瘤へのバルーンの導入やそれの膨出、そ
れの取り外しをうまく行って、動脈瘤のできた血管を温
存して嚢部と頸部を閉塞するためにバルーンが放置され
る。ベリー形状の動脈瘤を血管内バルーンで塞栓する方
法は、血管外から行う外科的手法が困難であるような状
況では魅力ある手法といえるが、動脈瘤でのバルーンの
膨出は、時として動脈瘤破裂の危険性をもたらす。それ
は、嚢部が過度に膨張する可能性やバルーンを取り外す
際の牽引に起因する。
【0007】古典的な血管外外科的手法を行っている際
に破裂した動脈瘤については、治療する手段は存在する
が、血管内バルーン塞栓を行っている際に動脈瘤が破裂
したような場合には、満足できるような治療手段はな
い。
【0008】そのうえ、理想的な塞栓剤は、動脈瘤の内
部壁の不規則な形状にそれ自体が適合しなくてはならな
い。これに対して、バルーンの塞栓では、動脈瘤がバル
ーンの形状に適合しなくてはならない。このことが満足
できる結果に帰着させない原因ともなる場合があるし、
また更に破裂の危険性を増す原因となる場合もある。
【0009】更に、バルーンの塞栓は、常に可能である
というわけではない。例えば、膨らんだバルーンの直径
が大きすぎて大脳内の動脈に入ることができず、特に血
管痙攣が起きているような場合には、破裂した頭蓋内動
脈瘤との合併症が起こる可能性がある。この場合、この
手法は、痙攣が消散するまで延期しなくてはならず、す
ると再出血の危険性を招くことにもなる。
【0010】血管外−血管内法では、動脈瘤は外科的に
露出させるかまたはプローブで三次元定位的に到達され
る。この場合、動脈瘤の壁は外側から穿孔され、再出血
を防ぐために内部を閉塞する種々の技法が用いられる。
これらの技術の従来法には、電気的血栓化法、イソブチ
ルシアノアクリレート塞栓化法、ブタ毛塞栓化法、それ
に強磁性体血栓化法がある。
【0011】血管外−血管内法において電気的血栓化を
行う場合には、正に帯電させた電極のチップが動脈瘤の
内部に外科的に挿入される。正の電荷を与えると、血液
の中の正常pHで典型的に負に帯電している白血球、赤
血球、血小板、およびフィブリノーゲンが引き寄せられ
る。そうすると、動脈瘤内でチップの周りに血栓塊が形
成される。その後、そのチップは除去される。ムラン
(Mullan)の文献、「頭蓋内ベリー状動脈瘤及び頸動脈
海綿状瘻の外科的血栓化法を用いた研究」、J. Neurosu
rg.、41巻、1974年12月を参照、ホソブチ(Hoso
buchi)の文献、「頸動脈海綿状瘻の電気的血栓法」、J.
Neurosurg.、42巻、1975年1月を参照、アラキ
他(Araki et al.)の文献、「頭蓋内動脈瘤及び血管腫の
治療のための電気的誘発血栓法」、Excerpta Medica In
ternational Congress Seriess、アムステルダム、19
65年、110巻、651〜654頁を参照、ソウヤー
他(Sawyer et al.)の文献、「血管内血栓における病因
因子としてのバイオ電気現象」、Am. J. Physiol.、1
75巻、103〜107頁を参照、及びジェイ.パイト
ン他(J. Piton et al.)の文献、「直流電流によって誘
発される選択的血管内血栓化:動物実験」、J. Neurora
diology、5巻、139〜152頁(1978年)を参
照のこと。しかしながら、これらのそれぞれの手法で
は、身体の外側から動脈瘤に近づくためになんらかの形
の侵入手段が採られる。
【0012】従来の技術としては、液体状で接着性のイ
ソブチルシアノアクリレート(IBCA)を用いる方法
も、考案されている。IBCAは、血液と接触して急速
に重合し、堅い塊を形成する。この液体状接着剤は、微
小な針を用いて嚢部を穿孔することによって動脈瘤内に
注入される。IBCAを注入している間に動脈瘤のでき
た動脈にIBCAが漏出するのを避ける目的で、その動
脈を通って流れる血流量を一時的に減らすかあるいは中
断させなくてはならない。また別の手法としては、膨ら
んだバルーンを、動脈内で注入対照の動脈瘤の頸部の線
上に配置してもよい。その結果の閉塞でその動脈が完全
に遮断されない場合は、動脈の一時的な遮断によって引
き起こされる危険に加えて、動脈の中へそのような重合
性接着剤が浸透する危険が存在する。
【0013】また他の従来技術では、内部血栓を誘発す
る目的でエアガンを用いて動脈瘤の壁を通してブタ毛を
注入する方法が採られている。この方法が成功するには
エアガン注入ができるようにうまく動脈瘤を露出させる
ことが必要で、血栓形成でうまくいったと納得のゆく報
告はない。
【0014】血管外−血管内治療法における従来技術の
強磁性体血栓化法では、動脈瘤の嚢部に対して磁性体プ
ローブを三次元定位で配置し、続いて動脈瘤の中へ注射
針による鉄のミクロスフェアの注入が行われる。血管外
の磁石によってミクロフェアが集合し、動脈瘤内血栓化
が起こる。この治療法は、完全に成功している訳ではな
い。というのは、血管外の磁石を取り除く際に金属血栓
が破砕する危険性があるからである。メチルメチルメタ
クリレート中に鉄粉を懸濁する方法が、破砕を抑えるの
に用いられている。この治療法は、あまり好んで用いら
れていない。それは、動脈瘤を穿孔する必要性や本の動
脈が閉塞する危険性、汎用されていない高価な装置の使
用、頭蓋局部切除術及び全身麻酔の必要性、それに動脈
瘤に達するために大脳組織を貫通する必要性があるから
である。
【0015】血液の血管内凝固方法も従来からよく知ら
れており、レーザで光学的に発生する熱を用いる装置が
オレリー(O'Relly)の文献、「動脈、静脈、動脈瘤、
血管奇形及び動静脈瘻の血管内レーザ血液凝固を行うた
めの取付け可能な金属性チップを備えた光ファイバ
ー」、米国特許4,735,201号(1988年)に
示されている。また、オレリー他(O'Relly et al.)の
文献、「ベリー状動脈瘤のレーザ誘発熱的閉塞:最初の
実験結果」、Radiology、171巻、2号、471〜7
4頁(1989年)の記載も参照のこと。オレリー(O'
Relly)は、血管内マイクロカテーテルを用いる手法に
よってチップを動脈瘤に配設している。そのチップは、
マイクロカテーテルを通して設けられている光ファイバ
ーに接着剤で結合されている。光エネルギーがマイクロ
カテーテルの近位端(手前側にある近い方の端部=手前
端)にある遠隔レーザーから光ファイバーに沿って伝送
される。その光エネルギーは、チップを加熱して、閉塞
すべき動脈瘤や他の血管の開口部の周りの組織を焼灼凝
固する。このカテーテルは、焼灼凝固や閉塞を行う部位
に流れる血流を遮断する目的で、遠位端(向こう側にあ
る遠い方の端部=後方端)のところまたは遠位端に隣接
する位置に、バルーンを備えている。正常状態では、血
流がカテーテルチップのところの熱を運び去り、それに
より焼灼凝固が妨げられる。チップの熱は、光ファイバ
ーの遠位端にチップを固定するのに用いられる接着剤を
溶かすためにも利用される。全てがうまく執り行われる
と、そのチップは、光ファイバーから取り外されて、動
脈瘤の頸部がある部位に取り残される。ただし、ホット
メルト接着剤が溶けるのと同時に凝固も完了しているこ
とが必要である。
【0016】血栓が発熱チップから形成されるのではな
くて、チップの周りの血液組織が焼灼凝固されるのであ
る。この焼灼凝固は、例えば、卵のアルブミンが加熱さ
れて透明な流動液体から不透明な白い固体に凝固するの
と同様で、結合様の組織を形成するようなタンパク質の
変性である。したがって、凝固した組織の組織上の特徴
及び組成は、白血球、赤血球、血小板、それにフィブリ
ノーゲンが血栓化するように集まって形成された血栓と
は、実質上異なる。凝固した組織は、血栓の塊より実質
的に柔らかく、したがって簡単に取り除くことができ
る。
【0017】オレリー(O'Relly) の装置は、少なくと
も部分的には、光ファイバーから加熱チップが取り外さ
れるより前に凝固が生じるように時間設定されて凝灼が
うまくいくかどうかに、かかっている。また、加熱チッ
プは、頸部で閉塞するようにそれの周りの組織を効果的
に凝固するために、動脈瘤の頸部に比例した大きさでな
くてはならない。動脈流の内部の組織は、殆ど凝固しな
いで残ると信じられている。加えて、光ファイバーにチ
ップを取り付けているホットメルト接着剤は、溶融して
隣接する血液組織の中に分散される。血液組織では、強
磁性体を利用しての電気的血栓化法における破砕の結果
起こるのと殆ど同じ問題点が起こり、頭蓋内の血流中で
遊離粒子を形成するよう再凝固する。
【0018】したがって、上記で述べたような従来技術
のそれぞれの欠点や限界を解決するような装置及び方法
が必要とされる。
【0019】
【課題を解決するための手段】この発明は、血管系内で
用いられるカテーテルの改良である。この改良型カテー
テルは、少なくとも一本の供給ワイヤーを備えている。
少なくとも一個の加熱コイルが供給ワイヤーに結合され
ている。供給ワイヤーと加熱コイルは、両方とも電気的
に絶縁されていて、所定の位置で血管系内の流体に熱を
供給する目的で血管系の中に供給ワイヤーと加熱コイル
とを管内留置できるように構成されている。加熱コイル
の電気抵抗の方が大きいため、実質的にすべての熱は、
供給ワイヤー内でなくむしろ加熱コイルを流れる電流に
よって発生する。結果として、血管内熱的治療は、血管
系内でなされる。
【0020】供給ワイヤー及び加熱コイルは、互いに一
時的に結合し、また選択的に切り離すことができる。好
適な実施例においては、供給ワイヤーと加熱コイルは互
いに電解的に切り離すことが可能である。また、供給ワ
イヤーと加熱コイルとは、互いに機械的に切り離すこと
もできる。
【0021】改良されたカテーテルは、さらに少なくと
も二本の供給ワイヤーと少なくとも二個の加熱コイルと
を備えており、それぞれは近位端と遠位端を有してい
る。加熱コイルのそれぞれの近位端は、二本の供給ワイ
ヤーのうちの対応する一本と結合している。二個の加熱
コイルの遠位端は一緒に連結されていて、二本の供給ワ
イヤーのうちの第1の供給ワイヤーから、二個の加熱コ
イルのうちの第1の加熱コイルへ、そこから二個の加熱
コイルのうちの第2の加熱コイルへ、そこから二本の供
給ワイヤーのうちの第2の供給ワイヤーへと通る連続し
た回路を形成する。
【0022】例示された実施例では、二個の加熱コイル
はそれぞれ螺旋状であり、二本で二重螺旋チップを形成
している。他の実施例では、二本の加熱コイルのうちの
一本の加熱コイルが螺旋状で、もう一本の加熱コイルが
非螺旋状である。
【0023】改良された他の実施例のカテーテルは、さ
らに、血管系と一緒に形成される電気回路の中にボデー
電極を備えている。この加熱コイルは、近位端と遠位端
とを有している。近位端は、供給ワイヤーに結合され、
加熱コイルの遠位端には、さらに絶縁されていないコイ
ル(非絶縁コイル)が結合されている。非絶縁コイルの
電気抵抗は、加熱コイルの電気抵抗よりも小さく、その
ため電流によって生じる熱の殆ど全てがこの絶縁されて
いる加熱コイルの方で発生する。非絶縁コイルは、ボデ
ー電極として働くもので、供給ワイヤーと加熱コイルと
を通ってボデー電極へとつながる電気回路を完成させて
いる。
【0024】改良されたカテーテルは、さらに、供給ワ
イヤーに制御可能に電流を供給するために電源を備えて
いる。
【0025】また、この発明は、血管系内の所定の位置
において血液の焼灼凝固を形成する方法としても定義さ
れる。この方法は、血管系内の所定の位置にマイクロカ
テーテルを配置する過程、及び所定の位置にあるマイク
ロカテーテルから少なくとも一個の絶縁加熱コイルを配
置する過程を含んでいる。この絶縁加熱コイルは、マイ
クロカテーテルの中に設けられた絶縁性供給ワイヤーに
電気的に結合され、かつ血管系から外へと延びている。
供給ワイヤーを通して加熱コイルに電流が供給され、血
管系内の流体を所定の位置で加熱し、そこで熱的に血栓
を形成させる。結果として、血管系内の熱的な血栓形成
が選択的になされる。
【0026】例示された方法では、少なくとも二個の絶
縁加熱コイルが電気回路内で一緒に結合されており、血
管系内に留置(配置)される。供給ワイヤー及び加熱コ
イルへの電流の供給は、実質上加熱コイル内においての
み抵抗により熱を発生させる。
【0027】一実施例では、この方法は、さらに、絶縁
加熱コイルを通して血管系内の流体と電気的に接触する
非絶縁コイルチップに電流を供給し、供給ワイヤーと加
熱コイルとコイルチップ電極を通って、血管系と電気的
に連結しているボデー電極へと電気回路を完成させる過
程を含む。
【0028】この発明のもう一つの特徴は、癌を治療す
る方法としての特徴であり、腫瘍塊へ流れる血流中の所
定の位置で血管内にマイクロカテーテルを留置する過程
を含んでなることである。少なくとも一個の絶縁加熱コ
イルが所定の位置でマイクロカテーテルから配設され
る。絶縁加熱コイルは、マイクロカテーテルに内蔵され
る絶縁供給ワイヤーに電気的に接続されており、かつ血
管系の外側に延びている。電流は、供給ワイヤーを通っ
て加熱コイルに供給され、下流の腫瘍塊に熱的な打撃を
与えるよう血管系内の所定の位置で血流を加熱する。そ
の結果、腫瘍塊の熱的治療(温熱療法)が行われる。
【0029】この発明及びその種々の実施例が、以下の
図面を参照することによって、よりよく視覚的に理解で
きるであろう。図面では、同じ構成要素が同じ符号で示
されている。
【0030】
【発明の実施の形態】絶縁供給ワイヤーに結合した絶縁
加熱コイルを有するカテーテルを用いることにより、動
脈瘤、動静脈奇形、または動静脈瘻に血塊を形成するこ
とができる。一実施例では、二本の供給ワイヤーが加熱
コイルに結合していて閉回路を形成する。加熱コイル
は、二重螺旋の形態で、または、直線状の加熱コイルと
一本の螺旋状の加熱コイルを組み合わせた形態で用いる
ことができる。加熱コイルは、供給ワイヤーに切離し不
可能に接続してもよいし、また電解的あるいは機械的に
切離し可能に固定してもよい。
【0031】また別の方法として、単一の絶縁加熱コイ
ルを単一の絶縁供給ワイヤーに取り付け、その絶縁加熱
コイルのチップに非絶縁のコイルを取り付けて用いるこ
とも可能である。その場合、電気回路は、加熱コイルと
非絶縁の電極コイルを通って血管系のなかへ、そしてボ
デー電極へと形成される。
【0032】このカテーテルは、腫瘍塊に直接流れる血
管系内で血液を加熱し、癌を熱的に治療する目的で用い
ることもできる。
【0033】この発明で、熱的血栓症の目的が達成され
るには、二つの大きな形態がある。その第1番目の形態
は、図1〜6に関連して示されており、ここでは二線式
回路または閉回路ループの形態で用いられている。第2
番目の形態は、図7及び図8で示されたカテーテルチッ
プに関連して示されており、ここでは一線式回路または
ボデー回路ループの形態で用いられている。
【0034】これらの各手法では、この発明は、多々の
異なる実施態様あるいは変形した態様が用いられて実施
される。また、この発明の原理を用いたカテーテルチッ
プは、動脈瘤や動静脈奇形、あるいは動静脈瘻での血塊
形成のためだけではなく、腫瘍細胞の治療に際しても用
いられる。
【0035】まず初めに、図1〜5に示されているよう
な血管内における血塊の形成を促進する第1番目の方法
に関して記述する。図1に示されているように、図中の
番号10で全体的に指し示されているカテーテルは、二
本の絶縁ステンレス鋼の供給ワイヤー12及び14が絶
縁ジャケット16によって被覆されて設けられている。
カテーテルの他の構成要素は、これまでに知られている
もの、あるいはこの技術分野でその後開発されたもの
を、実際の使用されているカテーテル構造のなかに含ま
せることができる。供給ワイヤー12及び14は、カテ
ーテルアセンブリ自体から離して示されているが、残り
のカテーテル構造はありきたりで、この発明の作動にそ
れほど重要ではないからである。とはいうものの、供給
ワイヤー12及び14は、必ずしも図1〜4の簡略な概
略側面図に示唆されているような一対の連係したワイヤ
ーとして血管系に配設されなくてもよいことを、はっき
りと理解すべきである。その代わりに、ワイヤー12及
び14は、汎用のデザインの供給カテーテルあるいはガ
イドカテーテル内に適宜含まれているものであればよ
く、それは図5で符号22として示してある。ワイヤー
12及び14は同軸であってもよい。
【0036】供給ワイヤー12は、絶縁ジャケット16
の端部18で終わっており、テフロン絶縁のプラチナ螺
旋20に端部18で、あるいは端部18の近くで結合さ
れている。プラチナ螺旋20の直径は、通常、0.1〜
0.5ミリメートルの範囲内であり、タイトな螺旋状の
プラチナワイヤーからなる。このプラチナ螺旋ワイヤー
は、図5に示すように、供給カテーテル22の端部から
延びる場合、図1〜4の大きな螺旋形状で描かれている
ような螺旋状のエンベロープにそれ自体が形成される。
【0037】同様にステンレス鋼供給ワイヤー14は、
端部24で終わっており、テフロン絶縁プラチナ螺旋状
コイル26に接続されている。プラチナ螺旋状コイル2
6は、放たれると図1の実施例に示される螺旋状に広が
る。このように、コイル20及び26は、DNA分子の
二重螺旋状コイルに幾何学的にだいたい似た一対の螺旋
状コイルを形成する。螺旋状コイル20及び26は、遠
位端30で一緒に結合されているか、あるいは一本の一
体のコイルストランドから端部30で折り曲げて形成す
ることもできる。
【0038】供給ワイヤー12及び14と螺旋状コイル
20及び26とのそれぞれの結合は、図1の実施例で
は、はんだによる恒久的接合によりなされているが、他
のタイプの機械的または電気的の接合でもよく、そのよ
うないくつかのものが図2〜4に示されている。
【0039】図1に示されている螺旋状エンベロープを
概して形成することに加えて、プラチナコイル20及び
26は、完全なあるいは実質的な柔軟性を有しており、
すなわち限定された形態つまり予めバイアスされた形態
をしていない。そのため、緩んだ鳥の巣状の形態が、図
1の実施例で示されているようなDNA様の二重螺旋コ
イル構造を形成しようとする傾向に反して、放たれたコ
イル20及び26によって形成される。言い換えると、
コイル20及び26は、カテーテル22の端部から出て
外側に配設されたあと、利用された実施例に応じて互い
になんらかのタイプの幾何学的関係を保持することもで
きるしまた保持しないこともできる。
【0040】コイル20及び26が形成されるプラチナ
あるいはプラチナタングステン合金の電気抵抗は、ワイ
ヤー12及び14をからなるステンレス鋼の供給ワイヤ
ーの電気抵抗よりも概してずっと大きい。したがって、
コイル20及び26からなる二重螺旋チップ28に電流
を供給することにより、供給ワイヤー12及び14での
熱の生成を実質的になくして、熱を選択的にチップ28
に生じさせることが可能である。これは、コイルと供給
ワイヤーとの抵抗の格差が大きいことに起因して可能な
のである。
【0041】供給ワイヤー12及び14を通してコイル
チップ28に供給される電流としては、直流電流でも、
交流電流でも、無線周波数の電力信号でも、またはこれ
らの組合せを用いてもよい。電流の周波数に無関係に、
電流信号はいかなる所望のエンベロープを有しても、ま
たいかなる所望の変調がされていてもよい。例えば、サ
イン波、矩形波、三角波、パルス、連続波などの形に変
調されていてもよい。
【0042】コイル20及び26は、テフロンで被覆さ
れるか、あるいは他の生物学的に非毒性の絶縁性材料で
被覆されて、どのポイントでもコイル20と26が電気
的に短絡しないように構成されている。図1の実施例に
おいては、はんだ結合同士で短絡回路が形成されないよ
うに、供給ワイヤー12及び14とコイル20及び26
との間でそれぞれなされているはんだ接合が同様に絶縁
されており、また絶縁物16の端部18及び24が異な
る長さ方向の位置に配設されている。
【0043】図2の実施例も簡略化された側面図で、カ
テーテル10が図示されている。それは、コイル26が
テフロン被覆された直線状のプラチナワイヤー32で置
き替わっていること以外は、図1に示された実施例と全
ての点で同一である。ワイヤー32は、図2ではまっす
ぐに示されているが、そのワイヤー32は、典型的には
直径0.025〜0.25ミリメートルで、実際は充分
柔軟でしなやかである。一方、立体幾何学的な断面から
みたワイヤー32の剛性は、プラチナタングステン合金
を選択した場合による剛性と同様に、ある程度の操縦性
をチップ28に与えるために必要な種々の異なる剛性を
有するように選択することができる。このある程度の操
縦性では、ターゲットの体腔に配設するために制御され
た柔軟性と順応性を呈する。
【0044】カテーテル10の第3実施例が図3に簡略
側面図として示されている。図3のカテーテル10で
は、コイル20及び26が一時的なすなわち切離し可能
な連結部34によって供給ワイヤー12及び14に連結
されていること以外は、図1に示された実施例と全ての
点で同一である。チップ28は、好ましくは、供給ワイ
ヤー12及び14とボデー電極54、典型的には外部の
身体部位に取り付けられた電極54との間に直流電流を
供給することによって、電解的に切離し可能になってお
り、カテーテル10は、図5に示されたように、患者の
血管系内に挿入留置される。図3に示されたように、チ
ップ28の電解的切離しに関する詳細な特性は、グリエ
ルミ他(Guglielmi et al.)の文献、「動脈、静脈、動
脈瘤、血管奇形、及び動静脈瘻において血栓を電気的に
形成するための電解的切離し可能な血管内ガイドワイヤ
ーチップ」、米国特許第5,122,136号(199
2年)に非常に詳しく説明されている。なお、この文献
は、この明細書中に参照文献として組み入れる。電気的
切離しと機械的切離しの両方に関する他の方法は、この
発明でも意図しているし、また、米国特許第5,12
2,136号(1992年)や米国特許第5,354,
295号(1994年)にも記述されており、これらの
文献もこの明細書中に参照文献として組み入れる。
【0045】チップ28は、連結部34を電解的に溶解
することによってワイヤー12及び14から切り離され
る。連結部34は、互いに接触するのを避けるべく配線
が分岐しており、非絶縁であるため血流にさらされてい
る。その結果、それらは連結部の所定位置で電解的に消
耗してなくなり、コイル20及び26は供給ワイヤー1
2及び14から切り離される。そのあとで、供給ワイヤ
ー12及び14は、血管腔内で熱的に形成された血栓に
埋め込まれたチップ28を置いたまま、取り外される。
【0046】もう一つの実施例が図4に側面図で図解さ
れている。図4の実施例のカテーテル10は、コイル2
0及び32がそれぞれ供給ワイヤー12及び14に図3
の実施例で記述したタイプの一時的な連結部34を通し
て結合されていること以外は、図2に示された実施例と
実質的に同一である。
【0047】図1〜4の実施例は、図5に図式的に示し
たように、患者の血管系内で用いられる。供給ワイヤー
12及び14の近位端は、符号36で総括的に示されて
いる信号源、すなわち電源に連結されている。図5に図
解された実施例では、電源36は図式的に描かれてお
り、回路記号で示すように、双極双投スイッチ38を含
んでいて、供給ワイヤー12及び14に直流発生器40
か交流または高周波発生器42かのいずれかを選択的に
結合できるようになっている。スイッチ38は、ソリッ
ドステートのスイッチ(半導体スイッチ)でも、他のい
かなる形態のものでもよい。電源36は、在来の電力源
であり、従来の回路やその後考案された回路を用いて、
電解的切断、血栓の電解的形成、および/または血栓の
熱的形成を行うために電流を供給するものである。した
がって、電源36に関するこれ以上の詳細な説明は、こ
こでは行わない。
【0048】カテーテル10は、従来の医療技術により
患者の血管系の中に留置(配置)される。チップ28
は、符号44で示されている血管動脈瘤や動静脈奇形、
動静脈瘻に留置される。この血管動脈瘤や動静脈奇形、
動静脈瘻は、図5の実施例では、約4ミリメートル、あ
るいはそれ以上の大きさの動脈瘤開口部すなわち頸部を
有する大頸動脈瘤(a wide-necked aneurysm)44とし
て示されている。この発明の装置及び方法は、動脈瘤や
奇形、瘻に限られることなく用いられる。とりわけ、優
れた利点が得られるために用いらる大頸動脈瘤44に関
連して示されているが、それに限られるものでもない。
【0049】カテーテル10は、チップ28を含むコイ
ルのヘアボールすなわち鳥の巣を形成するために、血管
48を通って頸部46の中へ留置される。チップ28
は、図1〜4の簡略図解からうかがえるのに比べて図5
に示された感じのようにずっと長いもので、図1〜4は
簡単のためにチップ28を短くした形で、図5に比べて
ずっと拡大した寸法で示している。典型的には、チップ
28は、40mm〜300mmの長さで、これに対して
マイクロカテーテル22を有する供給ワイヤー12及び
14は、1000mm〜1500mmの長さである。コ
イルチップ28は、マイクロカテーテル22を用いて動
脈瘤44の中へ送り込まれる。マイクロカテーテル22
は、次いで動脈瘤44からその前にある血管48の中の
ところまで抜去され、図5に示されているような配置形
態になる。したがって、供給ワイヤー12及び14の一
部分は前にある血管48に留置され、それにより図3及
び4の実施例の連結部34が動脈瘤44またはその頸部
46の中または近傍に留置される。連結部34は、プラ
チナの放射線不透過性がステンレス鋼に対して大である
ため、蛍光透視検査法を用いて簡単に検出することがで
きる。
【0050】次いで、取外し可能なバルーン52を運ぶ
第2のマイクロカテーテル50が血管48内へ挿入留置
される。バルーン52は、動脈瘤44の頸部46に隣接
するところに位置づけられる。そして、図5の配置図で
示されているように、前の血管48内で一時的に膨らま
され、動脈瘤の頸部46を跨いで実質的に封鎖する、ま
たは少なくとも頸部46を通って流れる血流を実質的に
減少または遮断する。バルーン52は、コイルチップ2
8が電気的に加熱されたとき、動脈瘤44内で発生した
熱が動脈瘤44内に閉じ込められるように血流を停止さ
せる。大概の場合、血管48内で血流の停止がなされな
いと、熱は血流によって運び去られてしまい、血栓の形
成が実質的に妨げられてしまう。しかしながら、常にと
いうわけではないが、いくつかの応用例ではバルーン5
2の使用は不要である。他の応用例、例えば狭い頸部の
動脈瘤や適当な形状をした血管瘻あるいは奇形などの場
合は、バルーン52の使用が必要でないかもしれないこ
とが予想される。
【0051】次いで、交流電流が、典型的には20〜4
0ボルトの40〜60ミリアンペアの範囲で、電源36
からスイッチ38を通って供給ワイヤー12及び14の
近位端に供給される。動脈瘤44の内部に留置されたプ
ラチナチップ28は、発熱して、動脈瘤44内の血液を
加熱し、動脈瘤内の血栓化を達成する。動脈瘤内の温度
をモニターするさまざまな方法を採用することができ、
それをコイルチップ28の設計に盛り込むことができ
る。例えば、プラチナタングステン合金の抵抗は温度の
関数であるので、温度を電源36内に設けた適当な在来
の抵抗検出器によりモニターすることがでる。熱エネル
ギーの用量は、温度と時間の測定により決定することが
できる。この場合、加熱を交流または高周波電流で行う
ので、電解的切離し部には電解作用が起こらず、無用に
切り離されることがない。
【0052】一旦血栓が形成されると、供給ワイヤー1
2及び14は、次にスイッチ38の切換えにより直流発
生器につながれる。典型的には、2.5ボルトで1ミリ
アンペアの直流が、次いでボデー電極54を反対側の直
流電極として直流発生器40から供給ワイヤー12及び
14を並列に通って供給される。こうして、連結部34
が電解的に溶解され、これにより血塊化された動脈瘤内
に埋め込まれているプラチナタングステンチップ28が
カテーテル10から切り離される。続いて、カテーテル
10及び供給ワイヤー12及び14が引き抜かれ、バル
ーン52も萎まされて同じように取り除かれる。
【0053】図3及び図4の実施例が図5の血栓形成の
方法において用いられるものとして記述したが、この発
明のいずれの実施例でも、特に図1及び図2の実施例で
も、血管内血液加熱の必要がある応用において用いるこ
とができる。図6は、腫瘍細胞の治療処置に用いられる
そのような一つの応用例を示している。図6の実施例で
は、カテーテル10のコイルチップ28は、例えば血管
につながっている腫瘍塊58の中へと通じる血管56内
に管内挿入で留置されている。血液は、血管56内を矢
印60によって示される方向に流れている。交流または
高周波の電流がそこでチップ10に供給され、腫瘍塊5
8に加熱された血液が届けられるように血液60の加熱
程度が制御される。典型的には、腫瘍塊58に到達した
血液は、治療効果を持つために42℃〜47℃に加熱さ
れるだけでよい。この温度上昇は、多くのタイプの癌に
対して効果があり、腫瘍細胞を破壊することができる。
さらに意識的に意図して、細胞の破壊を助ける熱的活性
剤を特に吸収するように、ホトシアニンと類似の様式で
作用する熱的シアニン色素などによって、腫瘍細胞に標
識をつけたり処理したりしてもよい。さらに、図6に示
された温熱療法を同時または順次の化学療法または放射
線療法と組み合わせて、腫瘍塊58の集学的治療(異種
併用治療)が企てられる。
【0054】図7及び図8には、この発明の第2の技法
で用いられるカテーテル10の追加の実施例が示されて
いる。図7の実施例では、テフロンあるいは他の絶縁被
覆を施した一本の螺旋状プラチナタングステンコイル6
2が、切り離し可能な連結部64によって、一本のステ
ンレス鋼の供給ワイヤー66に一時的に結合されてい
る。供給ワイヤー66は、絶縁性のジャケット68内に
配設されている。また、絶縁性ワイヤー66は、従来か
ら使われている供給用マイクロカテーテルや他のカテー
テルアセンブリ内に配設することもできる。絶縁プラチ
ナタングステンコイル62の遠位端70は、非絶縁プラ
チナイリジウムコイル72にはんだなどで恒久的に接続
されている。コイル72は、典型的にコイル62よりも
短い。コイル72は、ボデー電極54への回路を完成さ
せるために、血液や身体組織と接触するための電極とし
ての役を果たす。プラチナタングステンコイル62は、
典型的にプラチナイリジウムコイル72やステンレス鋼
ワイヤー66のいずれよりも実質的に高い電気抵抗を有
しており、そのため実質的にほとんどの熱発生がコイル
62内で起こる。
【0055】図8の実施例は、一時的な切離し可能な連
結部64が恒久的なすなわちはんだ付けされた連結部7
4に置き替わっていること以外は、図7で示されたもの
と同一である。
【0056】図7及び図8に示されたカテーテル10
は、図9に示されるような要領で用いられる。図9は、
簡略化された図式的描写であり、この図でも直流発生器
40及び交流または高周波発生器42を有する電源36
が、単極双投スイッチ76を介して供給ワイヤー66に
結合されている。図9に示された実施例では、直流発生
器40及び交流または高周波発生器42は、反対側の電
極がボデー電極54に結合されている。
【0057】コイルチップ28は、図7及び図8の実施
例において、コイルチップ部分62および72からな
り、マイクロカテーテル22を用いて血管78の中へ挿
入留置され、次いでスイッチ76によって交流または高
周波発生器42に結合される。次いで、電流が供給ワイ
ヤー66に供給され、コイルチップ28へと電流が流れ
ると、非絶縁プラチナイリジウムコイル72へ流れる。
このプラチナイリジウムコイル72だけが血液や体液と
電気的に接触しているチップ28の部分である。実質的
にある程度発熱するコイルチップ28の唯一の部分は、
プラチナタングステンの部分、すなわちコイル62の部
分である。なぜなら、その部分が比較的高い電気抵抗を
有しているからである。
【0058】カテーテル10を動脈瘤を閉塞するために
用いる場合、チップ28のコイル62と72は、両方と
も動脈瘤の内部で露出されていて、図7の実施例を利用
して電解的に切り離される。しかしながら、カテーテル
10を、図6に示されているような腫瘍の治療ためな
ど、血液を加熱するために使う場合には、図8の実施例
のものを用いることが好ましい。
【0059】多くの代替手法や変形手法が、当業者によ
ってこの発明の精神及び範囲を逸脱することなくなされ
るであろう。したがって、ここに示した実施例は、例示
の目的だけで述べられているものと、そして請求の範囲
によって定義されている発明を限定するように捉えるべ
きでないものと、理解されたい。
【0060】この発明及び種々の実施例を説明するため
にこの明細書中で用いられた用語は、普通に定義された
意味だけではなく、この明細書における特別な定義によ
り、普通に定義された意味の範囲を越えた構造、材料、
または行為をも含むものと、理解されたい。したがっ
て、ある構成要件がこの明細書の文脈から一つより多い
意味を含むようにこ理解できる場合は、請求の範囲にお
けるその用語は、明細書及び用語それ自体によって支持
されるあらゆる可能な意味を包括しているものと理解さ
れなければならない。
【0061】したがって、以下の請求の範囲の用語や要
件の定義は、文字どおり述べられた要件の組合せだけを
含むのではなく、実質的に同じ作用を実質的に同じ要領
で果たし実質的に同じ結果を得るための、全ての等価の
構造や材料や働きを含むように、この明細書において定
義されているのである。
【0062】請求の範囲に記載の要件の等価物(俗称:
均等物)に加えて、当業者にとって現時点で知られたま
たは後ほど知られる自明の置換物が、定義された要件の
範囲内であると、定義する次第である。
【0063】したがって、請求の範囲は、上記に特に図
解し記述したもの、概念的に等価なもの、自明に置換で
きるもの、それに発明の本質的な思想を本質的に組み入
れているものを含むものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のカテーテルチップの実施例を簡単に
図示した側面図である。
【図2】 本発明の2番目の実施例を簡単に図示した側
面図である。
【図3】 本発明の3番目の実施例を簡単に図示した側
面図である。
【図4】 本発明の4番目の実施例の簡略図である。
【図5】 動脈瘤内に本発明の実施例のカテーテルを配
置した状態を示す仮想図である。
【図6】 この発明の別の実施例として癌治療への利用
を示す図である。
【図7】 この発明が実施される2番目の技術で用いら
れる実施例を簡略化して示した側面断面図である。
【図8】 この発明の2番目の技術で用いられる第2の
実施例に示されているカテーテルチップを簡略化して示
した側面断面図である。
【図9】 直流発生器及び交流または高周波発生器を有
する電源が単極双投のスイッチを介して供給ワイヤーに
接続されているところを示す簡略図である。
【符号の説明】
10…カテーテル、12,14…供給ワイヤー、16,
68…ジャケット、18,24…端部、20,26,3
2,62,72…コイル、22…マイクロカテーテル、
28…コイルチップ、30,70…遠位端、34…連結
部、36…電源、38…スイッチ、40…直流発生器、
42…交流または高周波発生器、44…動脈瘤、46…
頸部、48…血管、50…マイクロカテーテル、52…
バルーン、54…ボデー電極、56…血管、58…腫瘍
塊、64,74…連結部、66…ワイヤー、76…スイ
ッチ、78…血管。
フロントページの続き (72)発明者 グイド グリエルミ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90403 サンタモニカ カリフォルニアア ベニュー 519 ナンバー306 (72)発明者 チェン ジー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90066 ロサンジェルス サウスソーテル ブルバード 3326 ナンバー6

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の抵抗を持つ少なくとも一本の供給
    ワイヤーと、 前記供給ワイヤーに結合された第2の抵抗を持つ少なく
    とも一個の加熱コイルとを備えてなり、 前記第1の抵抗は前記第2の抵抗よりも小さく、前記供
    給ワイヤー及び前記加熱コイルは、所定の位置において
    前記血管系内の血流に熱を供給する目的で前記血管系の
    内部へ挿入することができるように両者とも電気的に絶
    縁されており、前記熱はその実質的にすべてが前記供給
    ワイヤー内ではなくむしろ前記加熱コイル内を流れる電
    流によって発生することを特徴とする血管系の内部にお
    いて血管内熱的治療を行うためのカテーテル。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のカテーテルであって、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに一時的に結
    合されていて、選択的に切り離し可能であることを特徴
    とするもの。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のカテーテルであって、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに電解的に切
    り離し可能であることを特徴とするもの。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載のカテーテルであって、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに機械的に切
    り離し可能であることを特徴とするもの。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のカテーテルであって、 さらに、それぞれ近位端と遠位端を有する少なくとも二
    本の供給ワイヤーと少なくとも二個の加熱コイルとを備
    えてなり、 前記それぞれの加熱コイルの前記近位端は、前記二本の
    供給ワイヤーのうちの対応する各一本に結合されてお
    り、前記二個の加熱コイルの前記遠位端は合わせて結合
    されていることにより、前記二本の供給ワイヤーのうち
    の第1の供給ワイヤーから、前記二個の加熱コイルのう
    ちの第1の加熱コイルへ、そこから前記二個の加熱コイ
    ルのうちの第2の加熱コイルへ、そこから前記供給ワイ
    ヤーのうちの第2の供給ワイヤーへと通る連続した回路
    を形成することを特徴とするもの。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のカテーテルであって、 前記二個の加熱コイルは、それぞれが螺旋状であり、両
    方で二重螺旋チップを形成していることを特徴とするも
    の。
  7. 【請求項7】 請求項5に記載のカテーテルであって、 前記二本の供給ワイヤーのうちの一本は螺旋状であり、
    他の一本は非螺旋状であることを特徴とするもの。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載のカテーテルであって、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに一時的に結
    合されていて、選択的に切り離し可能であることを特徴
    とするもの。
  9. 【請求項9】 請求項6に記載のカテーテルであって、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに電解的に切
    り離し可能であることを特徴とするもの。
  10. 【請求項10】 請求項7に記載のカテーテルであっ
    て、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに一時的に結
    合されていて、選択的に切り離し可能であることを特徴
    とするもの。
  11. 【請求項11】 請求項7に記載のカテーテルであっ
    て、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに電解的に切
    り離し可能であることを特徴とするもの。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載のカテーテルであっ
    て、 さらに、前記血管系を伴う電気回路にボデー電極を備え
    てなり、 前記加熱コイルは近位端と遠位端を有しており、前記近
    位端は前記供給ワイヤーに結合されており、 さらに、前記加熱コイルの前記遠位端に結合された非絶
    縁コイルを備えてなり、 この非絶縁性コイルは電気抵抗を有し、その電気抵抗
    は、前記電流によって発生する前記熱の実質的に全てが
    前記加熱コイル内で発生するように、前記加熱コイルよ
    りも小さく、そして前記非絶縁コイルは、前記供給ワイ
    ヤーと加熱コイルを通って前記ボデー電極へと回路を完
    成させるための血管内の電極の役割を果たしていること
    を特徴とするもの。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載のカテーテルであっ
    て、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに一時的に結
    合されていて、選択的に切り離し可能であることを特徴
    とするもの。
  14. 【請求項14】 請求項12に記載のカテーテルであっ
    て、 前記供給ワイヤーと加熱コイルとは、互いに電解的に切
    り離し可能であることを特徴とするもの。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載のカテーテルであっ
    て、 さらに、前記供給ワイヤーに前記電流を制御可能に供給
    するために前記供給ワイヤーに結合された電源を備えて
    なるもの。
  16. 【請求項16】 血管系内の所定の位置に血栓を形成す
    る方法であって、 前記血管内の前記所定の位置にマイクロカテーテルを留
    置する過程と、 前記マイクロカテーテルから前記所定の位置に少なくと
    も一個の絶縁加熱コイルを留置する過程であって、その
    絶縁加熱コイルは前記マイクロカテーテルに内蔵された
    絶縁供給ワイヤーに電気的に結合されかつ前記血管系か
    ら外へ延びていることを特徴とする過程と、 前記所定の位置において前記血管系内の流体を加熱する
    ために前記供給ワイヤーを通して前記加熱コイルに電流
    を供給し、その位置に熱的に血栓を形成する過程と、 前記加熱コイルから前記供給ワイヤーを切り離す過程
    と、 前記マイクロカテーテルと前記供給ワイヤーを前記血管
    系から抜去する過程とを備えてなり、 それにより、前記血管系内における血栓の熱的形成が選
    択的になされることを特徴とする方法。
  17. 【請求項17】 請求項16に記載の血栓形成方法であ
    って、 前記血管系内に加熱コイルを留置する過程が、電気回路
    に共に接続されている少なくとも二個の絶縁加熱コイル
    を留置する工程であることを特徴とする方法。
  18. 【請求項18】 請求項16に記載の血栓形成方法であ
    って、 前記供給ワイヤー及び前記加熱コイルへ前記電流を供給
    することにより、実質的に前記加熱コイル内でのみ抵抗
    により発熱させることを特徴とする方法。
  19. 【請求項19】 請求項16に記載の血栓形成方法であ
    って、 前記供給ワイヤー及び前記加熱コイルに電流を供給する
    過程が、さらに、前記血管系内の前記流体と電気的に接
    触する非絶縁のコイルチップへ前記加熱コイルを通して
    電流を供給し、前記供給ワイヤー、加熱コイル及びコイ
    ルチップ電極を通って、前記血管系と電気的に連通して
    いるボデー電極へと電気回路を完成する過程を備えてな
    る方法。
  20. 【請求項20】 癌の治療方法であって、 腫瘍塊への血流の中の所定の位置で血管系内にマイクロ
    カテーテルを留置する過程と、 前記マイクロカテーテルから前記所定の位置に少なくと
    も一個の絶縁加熱コイルを留置する過程であって、その
    絶縁加熱コイルは前記マイクロカテーテルに内蔵された
    絶縁供給ワイヤーに電気的に結合されかつ前記血管系か
    ら外へ延びていることを特徴とする過程と、 前記所定の位置において前記血管系内の血流を加熱する
    ために前記供給ワイヤーを通して前記加熱コイルに電流
    を供給し、下流において前記腫瘍塊に熱的に叩く過程と
    を備えてなり、 それによって前記腫瘍塊の熱的治療が行われることを特
    徴とする方法。
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