JPH11332872A - 高分解能凍結手術方法および装置 - Google Patents

高分解能凍結手術方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 患者の組織の選択された部分を破壊できる高
分解能凍結手術方法および装置。 【解決手段】 実質的に直径が小さく、前立腺周囲に隣
接する外側のプローブ配列と、前立腺尿道に隣接する内
側のプローブ配列とが形成され、前立腺の前後左右に分
散される複数の凍結手術プローブ５３を前立腺に導入す
るステップと、凍結手術プローブ各々の先端にアイスボ
ールを形成して前立腺の組織セグメントを局所的に凍結
するステップと、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、隣接組織および器
官の損傷を最小限に抑えつつ組織の予め定められた部分
を効果的かつ正確に凍結して破壊することができる、高
分解能凍結手術方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】凍結手術手技は、組織内の細胞または細
胞器官の破裂によって組織を破壊する深部組織凍結を伴
う。深部組織凍結は、内視鏡的または腹腔鏡的に凍結手
術装置の先端部を組織に導入し、従来技術においてアイ
スボールとして知られているものを先端部周囲に形成し
て行われる。
【０００３】このようなアイスボールによって組織を効
果的に破壊するためには、治療対象となる組織領域より
もボールの直径の方が実質的に大きくなければならな
い。このような制約はアイスボール全体にわたる温度分
布についての特定のプロファイルから外れている。
【０００４】具体的には、組織を効果的に破壊するため
に必要な温度は約−４０℃以下である。しかしながら、
アイスボールの表面温度は０℃である。この温度は、約
−４０℃の等温面が一般にはアイスボール内の実質的に
ボールの中心と表面との間の中程に位置する形でボール
の中心に向かって指数的に低下する。
【０００５】したがって、組織を効果的に破壊するため
には−４０℃の等温面を被治療組織の周囲に位置させる
必要があるが、これによって隣接する通常は健康な組織
がアイスボールの外側部分に暴露されることになる。健
康な組織が約−４０℃〜０℃の温度下におかれると通常
はかなりの損傷が発生し、このような損傷が原因で機能
器官の一過性または持続性の機能障害が生じることがあ
る。
【０００６】また、後にさらに詳細に説明するような前
立腺凍結治療の事例など被凍結治療組織からみて反対側
の境界に隣接組織が存在する場合には、アイスボールが
周囲へのすべての方向で実質的にほぼ同じ速度で成長す
るため、凍結手術装置の先端部の中心が正確に定められ
ていないとアイスボールは境界の１ヶ所に達する前に他
の箇所に達することになり、近隣の健康な組織を損傷す
るかもしれないのを承知で凍結プロセスを継続するか、
あるいは被治療組織の破壊が不完全であるかもしれない
のを承知で凍結プロセスを中止するかの判断をしなけれ
ばならない。
【０００７】本発明はあらゆる凍結手術療法に適用可能
であるが、本願明細書では患者の前立腺の凍結手術療法
に焦点を絞って述べる。
【０００８】ここで、患者の前立腺に位置する腫瘍を治
療する際には、（ａ）前立腺尿道と前立腺周囲との間に
ある前立腺組織を効果的に破壊し、直腸および神経など
の患者の尿道または前立腺に隣接する器官に不可避な損
傷を引き起こすことと、（ｂ）前立腺尿道および隣接す
る器官の損傷を回避するが、効果のない前立腺腫瘍破壊
によって患者を悪性腫瘍の危険にさらすことの２つの選
択肢の間にトレードオフがある。
【０００９】現在、前立腺治療のための凍結手術手技に
は、５〜７本のプローブを前立腺に導入することが含ま
れる。これらのプローブは一般に、単一プローブが好ま
しくは中心を合わせて前立腺尿道と前立腺周囲との間に
位置するように前立腺尿道周囲に配置される。この単一
プローブの寸法は、前立腺の大きさに応じて例えば先端
部直径３ｍｍで直径３〜４ｃｍのアイスボールを生成す
るなど、尿道から前立腺周囲までの前立腺組織セグメン
トを効果的に治療できるように定められているのが普通
である。このような前立腺組織セグメントは１個のアイ
スボールを用いて凍結されるため、損傷を受ける隣接組
織の量は被治療組織の量よりも実質的に多い。例えば、
アイスボールの面積が断面でΠＲ２であり、Π（Ｒ／
２）２の面積（断面）に少なくとも−４０℃での効果的
な治療を行う場合、約−４０℃〜約０℃におかれる隣接
組織の面積（断面）はΠＲ２−０．２５（ΠＲ２）＝
０．７５（ΠＲ２）となる。これはアイスボールによっ
て効果的に治療される組織の面積の３倍である。
【００１０】隣接組織に対する過剰な損傷を回避するた
めに現在とられている方策は、さらにサイズの小さなア
イスボールを生成する小径単一プローブを使用すること
であり、よって患者は悪性腫瘍の危険にさらされる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
の方法および装置では、患者の器官への凍結手術プロー
ブの穿刺軸に垂直な面に沿った治療の効果的な分解能は
得られない。
【００１２】さらに、前立腺などの解剖器官は通常、非
対称な三次元の形状が特徴であるため、凍結手術プロー
ブを器官内の特定の穿刺路に沿って導入することで特定
の穿刺深度に位置する特定の領域に対して効果的な治療
を施せることがあるが、同時に他の穿刺深度に位置する
器官の他の部分を激しく損傷する場合もある。
【００１３】したがって、患者の器官への凍結手術プロ
ーブの穿刺軸および穿刺軸に垂直な面の両方に沿って高
い治療分解能が得られる凍結手術方法および装置には、
広く認められた需要があり、このような方法および装置
を有することは極めて有利である。
【００１４】具体的には、隣接組織および器官への損傷
を最小限に抑えつつ患者の組織の選択された部分を効果
的に破壊できる高分解能凍結手術方法および装置には、
広く認められた需要があり、このような方法および装置
を有することは極めて有利である。
【００１５】さらに、器官の深度の異なる場所に位置す
る組織の様々な部分を選択的に治療することで、穿刺軸
に沿った他の深度に位置する他の組織および器官への損
傷を回避しつつ組織の選択された部分を効果的に凍結で
きる方法および装置には広く認められた需要がある。
【００１６】患者の器官を三次元的にマッピングして器
官の三次元グリッドが形成されるようにし、かつグリッ
ドに従って器官に導入されるマルチプローブシステムを
利用して器官をシステマティックに高分解能三次元凍結
手術治療できるようにすると共に周囲の健康な組織に対
する損傷を最小限に抑えて被治療組織を選択的に破壊す
る凍結手術方法および装置を有するとさらに有利であ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、患者の
前立腺を治療するための高分解能凍結手術方法であっ
て、（ａ）実質的に直径が小さく、前立腺周囲に隣接す
る外側のプローブ配列と前立腺尿道に隣接する内側のプ
ローブ配列とが少なくとも形成されるように前立腺の前
後左右に分散される複数の凍結手術プローブを前立腺に
導入するステップと、（ｂ）各凍結手術プローブの先端
にアイスボールを形成して前立腺の組織セグメントが局
所的に凍結されるようにするステップと、を含む高分解
能凍結手術方法が得られる。
【００１８】これらのプローブのうち数本またはすべて
を外側の配列および内側の配列に沿って分散させ、各々
前立腺尿道に隣接する内側のプローブと前立腺周囲に隣
接する外側のプローブとを含むプローブ対を複数対形成
してもよい。しかしながら、前立腺周囲はその核よりも
大きいため、外側の配列に含まれるプローブの数は一般
に内側の配列に含まれるプローブの数よりも多い。
【００１９】好ましくは、直径約２ｃｍ以下のアイスボ
ールを生成する凍結手術プローブの直径は約０．２〜
１．４ｍｍであり、好ましくは約１〜１．４ｍｍ、一般
に約１．２ｍｍである。本願明細書において、「約」と
いう用語は±２０％を意味する。
【００２０】上記のプローブ配列によって、各前立腺セ
クションに少なくとも２つの隣接する（互いに接触して
いるかまたは重なって約１ｍｍ）アイスボールを、一方
が前立腺周囲の方に近く、他方が尿道の方に近い位置
に、それぞれ直径２ｃｍ以下で確実に形成することがで
きるため、高い分解能が得られると共に周囲組織に対す
る損傷が少なくなる。
【００２１】さらに、本発明によれば、患者の前立腺を
治療するための高分解能凍結手術方法であって、前立腺
尿素と前立腺周囲との間にある前立腺組織セグメント
に、かかる組織セグメントの有意な部分が少なくとも約
−４０℃の温度となる一方で約−４０℃〜約０℃の温度
に暴露される隣接組織の厚さを最小限にできるように実
質的に直径の小さなアイスボールを生成するための少な
くとも２本の小径凍結手術プローブを挿入するステップ
を含む高分解能凍結手術方法が得られる。
【００２２】さらに、本発明によれば、患者の器官を治
療するための高分解能凍結手術方法であって、（ａ）各
開口を通して凍結手術プローブを患者の器官に挿入する
ための複数の開口からなるネットを含む案内要素を提供
するステップと、（ｂ）超音波、ＭＲＩまたはＣＴなど
の画像形成装置を使用して、器官内の特定の深度に位置
する特定の平面についての情報を提供する画像であっ
て、案内要素の開口を介して器官内の別々の深度に凍結
手術プローブを導入した際にこれによって形成可能なア
イスボールの位置、好ましくはその中心位置を示すと共
に各々が案内要素の開口からなるネットに相関した複数
のマークからなるネットを含む、器官の一組の画像を提
供するステップと、（ｃ）画像によって得られる情報に
基づいて器官内の選択した深度まで凍結手術プローブを
導入し、アイスボールを生成するステップと、を含む高
分解能凍結手術方法が得られる。
【００２３】さらに、本発明によれば、患者の器官を治
療するための高分解能凍結手術装置であって、（ａ）患
者の器官に挿入し、アイスボールを生成して器官の選択
された部分を局所的に凍結させるための複数の小径凍結
手術プローブと、（ｂ）各開口を通して凍結手術プロー
ブを挿入するための複数の開口からなるネットを含む案
内要素と、（ｃ）器官内の特定の深度に位置する特定の
平面についての情報を提供するための画像であって、案
内要素の開口を介して器官内の別々の深度に凍結手術プ
ローブを導入した際にこれによって形成可能なアイスボ
ールの位置、好ましくはその中心位置を示すと共に各々
が案内要素の開口からなるネットに相関した複数のマー
クからなるネットを含む、一組の画像を提供するための
画像形成装置と、を備える高分解能凍結手術装置が得ら
れる。
【００２４】好ましくは、凍結手術プローブは各々Ｊｏ
ｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子を含む。
【００２５】さらに、本発明によれば、患者の器官を治
療するための高分解能凍結手術装置であって、（ａ）各
々Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子を含み、マニフォ
ルドに連結可能である、器官への挿入用の複数の小径凍
結手術プローブと、（ｂ）プローブおよび高圧ガス源と
流体連通し、凍結手術プローブに高圧ガスを分配するた
めのマニフォルドと、を備える高分解能凍結手術装置が
得られる。
【００２６】好ましくは、マニフォルドは、凍結手術プ
ローブに流入する高圧ガスを予冷却するための冷却要素
を含む。予冷却要素は、Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷
却子または極低温流体を含んでもよい。あるいは、予冷
却要素に電気冷却要素などを含んでもよい。
【００２７】本発明は、患者の器官への凍結手術プロー
ブの穿刺軸および穿刺軸に垂直な面の両方に沿って高い
治療分解能が得られる凍結手術方法および装置を提供す
ることによって、現在知られている構成の欠点にうまく
対処している。
【００２８】さらに、本発明は、隣接組織および器官へ
の損傷を最小限に抑えつつ患者の組織の選択された部分
を効果的に破壊できる凍結手術方法および装置を提供す
ることによって、現在知られている構成の欠点にうまく
対処している。
【００２９】また、本発明は、器官の深度の異なる場所
に位置する組織の様々な部分を選択的に治療すること
で、穿刺軸に沿って位置する他の組織および器官への損
傷を回避しつつ組織の選択された部分を効果的に凍結で
きる凍結手術方法および装置を提供することによって、
現在知られている構成の欠点にうまく対処している。
【００３０】さらに、本発明は、患者の器官を三次元的
にマッピングして器官の三次元グリッドが形成されるよ
うにし、かつグリッドに従って器官に導入されるマルチ
プローブシステムを利用して器官を高分解能凍結手術治
療できるようにする凍結手術方法および装置を提供する
ことによって、現在知られている構成の欠点にうまく対
処している。
【００３１】本発明の要旨は、三次元的に制御された高
分解能組織凍結である。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照し、本発
明の一実施例について説明する。
【００３３】本発明は、隣接する健康な組織および器官
の損傷を最小限に抑えつつ組織の予め定められた部分を
効果的かつ正確に破壊することができる、高分解能凍結
手術方法および装置についてのものである。
【００３４】図面および添付の説明を参照することによ
って、本発明による方法および装置の原理および作用を
一層よく理解できるであろう。
【００３５】本発明の少なくとも１つの実施例を詳細に
説明する前に、本発明の用途は、以下の説明に記載また
は図面に示される構成および構成要素の配置の具体的な
内容に限定されないことを理解されたい。本発明は、他
の実施例でも可能であり、あるいは様々な方法で実施ま
たは実行できるものである。また、本願明細書において
用いる表現および用語は、説明を目的としたものであ
り、限定的なものとはみなしていないことを理解された
い。
【００３６】以下、図面を参照すると、図１ａは、凍結
手術プローブの先端に形成されたアイスボール全体の温
度分布プロファイルを示している。図示のように、アイ
スボールの表面５における温度は０℃である。温度は、
約−４０℃の等温面７が一般にはアイスボール内のボー
ルの中心と表面との間の中程に位置する形で、−１７０
℃の値に達すると好ましいボールの中心１に向かって指
数的に低下する。したがって、アイスボールの半径をＲ
とすると、−４０℃の等温面７の半径は約Ｒ／２とな
る。
【００３７】図１ｂは、凍結手術治療の有効性を温度の
関数として（組織破壊率（％）で）示すグラフである。
図示のように、組織を効果的に破壊するのに必要な温度
は少なくとも約−４０℃である。したがって、組織を効
果的に破壊するためには被治療組織全体が少なくとも約
−４０℃になるように−４０℃の等温面（図１ａに示
す）を被治療組織の周囲に位置させる必要があるが、こ
れによって隣接する健康な組織および器官がアイスボー
ルの外側部分に暴露されることになる。健康な組織が約
−４０℃〜０℃の温度下におかれると通常はかなりの損
傷が発生し、このような損傷が原因で機能器官の一過性
または持続性の機能障害が生じることがある。
【００３８】図２ａ乃至図２ｃは、実質的に直径が大き
く、一般に３〜５ｍｍである１本の凍結手術プローブを
患者の前立腺と前立腺周囲との間に導入し、その間にあ
る前立腺組織を破壊する、従来の凍結手術方法を説明す
るための図である。
【００３９】具体的には、図２ａ乃至図２ｃは、患者の
前立腺２に導入された従来の凍結手術用先端部に形成さ
れるアイスボール９の断面図である。患者の前立腺尿
道、直腸および神経をそれぞれ４、３および６で示す。
前立腺尿道４と前立腺周囲１３との間にある前立腺セグ
メント内に１個のアイスボール９が形成される。従来の
凍結手術プローブの寸法は、約−１７０℃〜約−４０℃
の温度を印加できるように、上記の組織セグメントの実
質的に大部分に延在している内側の部分１０を有するア
イスボール９が得られるように設計されている。１個の
アイスボール９を得るために１本のプローブを利用する
ことで、複数の選択肢間のトレードオフが生じる。
【００４０】図２ａおよび図２ｂは、患者の前立腺尿道
４に対する損傷は回避されるが、前立腺２の周囲１３
（図２ａ）付近に存在する神経６には損傷が及ぶ第１の
選択肢と、患者の神経６に対する損傷は回避されるが、
尿道４（図２ｂ）には損傷が及ぶ第２の選択肢との間の
トレードオフを説明するための図である。
【００４１】図２ａに示されるように、アイスボール９
の表面５を実質的に患者の尿道４付近に位置決めし、−
４０℃の等温面７が実質的に患者の前立腺２の周囲１３
に位置するようにして、患者の尿道４に損傷が及ぶのを
回避している。このため、アイスボール９の内側の部分
１０によって前立腺の周辺領域（断面）が効果的に凍結
され、アイスボール９の一方外側の部分１２は患者の神
経６を介して延在している。患者の神経６が約−４０℃
〜０℃の温度に暴露されると、神経の一過性または持続
性の機能障害が生じることがある。
【００４２】同様に、尿道４に対する損傷を回避するた
めにアイスボール９が患者の尿道４と直腸３との間に位
置する場合には、患者の直腸が約−４０℃〜０℃の温度
に暴露されることで、直腸の一過性または持続性の機能
障害が生じることがある。
【００４３】図２ｂに示されるように、アイスボール９
の表面５を実質的に患者の神経６および／または直腸３
（図示せず）付近に位置決めし、−４０℃の等温面７が
実質的に患者の尿道４付近に位置するようにして、患者
の神経６および／または直腸３（図示せず）に損傷が及
ぶのを回避している。このため、アイスボール９の内側
の部分１０によって前立腺２の中心領域（断面）が効果
的に凍結され、アイスボール９の一方外側の部分１２は
患者の尿道４を介して延在している。患者の尿道４が約
−４０℃〜０℃の温度に暴露されると、神経の一過性ま
たは持続性の機能障害が生じることがある。
【００４４】しかしながら、図２ａおよび図２ｂに示さ
れる選択肢ではいずれも、尿道４と前立腺周囲１３との
間にある前立腺セグメント全体に対して効果的な治療
（少なくとも約−４０℃の温度）はなされないため、患
者は悪性腫瘍の危険にさらされる。
【００４５】図２ｃは、先端部直径が４〜６ｍｍのさら
に厚みのある凍結手術プローブを用いて直径約４〜５ｃ
ｍとさらに大きなアイスボールを形成し、尿道４と前立
腺２の周囲１３との間にある前立腺セグメント全体を効
果的に治療できるようにする、もう１つの可能な選択肢
を示している。図示のように、アイスボール９の内側の
部分１０は、尿道４と前立腺周囲１３との間の組織セグ
メント全体（断面）にわたって延在しているため、尿道
４および神経（図示せず）ならびに直腸３がアイスボー
ル９の外側の部分１２に暴露されている。
【００４６】アイスボールの外側の部分１２に暴露され
た組織の厚さ（断面）は約Ｒ／２（Ｒはアイスボール９
の直径）である。このため、損傷を受ける隣接組織の量
は被治療組織の量よりも実質的に多い。
【００４７】したがって、従来の凍結手術プローブおよ
び方法では、組織を正確かつ効果的に破壊する一方で隣
接する他の組織および器官を保護できるようにするため
に必要な治療分解能は得られない。
【００４８】図３ａおよび図３ｂは、実質的に小径の複
数の凍結手術プローブを患者の前立腺尿道４と前立腺２
の周囲１３との間に導入し、その間にある前立腺組織を
破壊する、本発明による凍結手術方法の概略図である。
【００４９】図３ａにおいて示されるように、患者の前
立腺尿道４と前立腺２の周囲１３との間にある前立腺セ
グメントに２本のプローブを導入し、２個の小さなアイ
スボール９ａおよび９ｂを形成すると好ましい。
【００５０】図３ａに示される構成によれば、アイスボ
ール９ａおよび９ｂは各々半径がＲ／２であるが、これ
は図２ｃに示すアイスボール９の半径の半分である。結
果として、アイスボール９ａおよび９ｂはそれぞれ、各
々半径がＲ／４である内側の部分１４ａおよび１４ｂと
各々厚さがＲ／４である外側の部分１６ａおよび１６ｂ
とを含む。
【００５１】したがって、前立腺尿道４と前立腺２の周
囲１３との間にある組織セグメントに直径の大きな１本
のプローブではなく直径の小さな２本のプローブを導入
することで、損傷を受ける隣接組織の厚さは実質的に少
なくなる。図３ａの具体的な例として、約−４０℃〜０
℃に暴露される隣接組織の厚さ（断面）はわずかＲ／４
であり、従来の方法（図２ｃに示す）を用いた場合に受
ける損傷と比べて厚さが半分、量はさらに少ない（例え
ば８分の１以下）。
【００５２】凍結手術プローブの直径をさらに小さく
し、尿道４と前立腺２の周囲１３との間にある組織セグ
メントに複数のプローブを導入することで、周辺の組織
に対する損傷をさらに抑えることができるため、凍結手
術療法の分解能は改善される。
【００５３】もう１つの実施例を図３ｂに示す。この実
施例では、２個のアイスボール９ａおよび９ｂが形成す
るために、アイスボール９ａの内側の部分１４ａが実質
的にアイスボール９ｂの内側の部分１４ｂから離れ、ア
イスボール９ａの外側の部分１６ａがアイスボール９ｂ
の外側の部分１６ｂと部分的に重なる（重なっている領
域を１７で示す）ように患者の尿道４と前立腺２の周囲
１３との間にある組織セグメントに２本のプローブを導
入する。図３ｂに示す具体的な例は、各々半径がＲ／５
（Ｒは図２ｃに示されるような従来のアイスボールの半
径）である２個のアイスボールについてのものである。
このような構成を用いることで、損傷を受ける隣接組織
の厚さをＲ／５まで減らし、その量もそれぞれ減らすこ
とができる。ここに示す例では、２本のプローブによっ
て熱を取り除く領域１７のかなりの部分が−４０℃より
も低温になることは明らかであろう。
【００５４】図３ａおよび図３ｂに示す具体例は、接触
および離隔した内側の部分を有する２個のアイスボール
についてのものである。しかしながら、各々直径が異な
り、その内側の部分が接触または離隔した複数のプロー
ブを使用してもよい。
【００５５】図４を参照すると、前立腺尿道４と前立腺
２の周囲１３との間にある組織セグメントに単一プロー
ブを導入する従来技術の凍結手術方法が、患者の前立腺
の前後左右における複数の凍結手術プローブの分布と共
に示されている。このような従来技術の方法によれば、
各々直径約３ｍｍである約５〜７本のプローブが患者の
前立腺に導入される。図４は、内側の部分１０ａ〜１０
ｅおよび外側の部分１２ａ〜１２ｅを有する５個のアイ
スボールを形成するために５本のプローブを導入した場
合の具体例を示している。図示のように、内側の部分１
０ａ〜１０ｅおよびその間にある１９で示した領域によ
って、前立腺の限られた領域に対してのみ効果的な治療
がなされるが、外側の部分１２ａ〜１２ｅによって患者
の尿道４、直腸３および神経６ｂなどの隣接組織に引き
起こされる損傷はかなりのものである。
【００５６】図５は、本発明の方法による凍結手術プロ
ーブ５の好ましい分布を示している。図示のように、尿
道４と前立腺２の周囲１３との間にある前立腺組織の特
定のセグメントに実質的に小径の少なくとも２本の凍結
手術プローブを導入する。図５は、具体例を示してい
る。尿道４から周囲１３までの前立腺の特定セグメント
に位置する内側および外側の凍結手術プローブ５対を含
み、さらに別の（実施例では５対）外側の凍結手術プロ
ーブがその間に配置された２０本のプローブを患者の前
立腺２に導入する。外側および内側のプローブ対によっ
て形成されるアイスボールの内側の部分をそれぞれ１４
ａおよび１４ｂで示し、これらの間に形成されるアイス
ボールの内側の部分を１４ｃで示す。
【００５７】本発明による単一凍結手術プローブの直径
は約１．２ｍｍ〜約１．４ｍｍであると好ましい。
【００５８】図示のように、実質的に小径の凍結手術プ
ローブを上記のように分布させることで、損傷を受ける
健康な隣接組織の厚さを実質的に最小限に抑える一方
で、少なくとも４０℃の効果的な治療を前立腺組織の一
層広い領域に対して施すことができる。
【００５９】このように、本発明による方法は、従来技
術の方法と比較すると治療の有効性および分解能を実質
的に高める。
【００６０】図５に示すプローブの分布パターンは、プ
ローブの一部が内側のプローブと外側のプローブとの対
で配置されている、プローブの内側の円および外側の円
を含んでいる。他の構成（図示せず）によれば、プロー
ブは内側の円および外側の円に配置されるが、必ずしも
内側のプローブと外側のプローブとの対であるとは限ら
ない。
【００６１】患者の前立腺の選択した部分をシーケンシ
ャルに凍結させることができるように、プローブを前立
腺に対してシーケンシャルに挿入・抜去する。プローブ
の先端部に貼り付いた組織断片を損傷することなく患者
からすみやかにプローブを抜去する方法については後述
する。
【００６２】複数の小径凍結手術プローブを導入するこ
とで、プローブの前立腺への穿刺軸に垂直な平面に沿っ
た治療の分解能が改善される。しかしながら、前立腺
は、他の解剖器官と同様、非対称な三次元の形状が特徴
である。このため、プローブの特定の分布パターンによ
って特定の穿刺深度に位置する特定の平面に対して効果
的な治療を施せることがあるが、同時に他の穿刺深度に
位置する前立腺組織以外の部分を激しく損傷する場合も
ある。従来技術では、患者の器官へのプローブの穿刺軸
および穿刺軸に垂直な面の両方に沿って高い治療分解能
が得られる凍結手術方法および装置は得られない。
【００６３】本発明によれば、凍結手術プローブの患者
器官への穿刺軸ならびに穿刺軸に垂直な平面に沿って高
分解能の治療を施すことができる凍結手術方法および装
置が得られる。このような高分解能は、好ましくは超音
波画像形成を用いて器官の三次元グリッドを形成し、グ
リッドによって得られる情報に基づいて凍結手術プロー
ブを各々器官内の特定の深度に挿入することによって達
成される。
【００６４】図６ａ、図６ｂおよび図７を参照すると、
本発明による凍結手術装置１５は、患者の組織を凍結さ
せるためのＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子を含む施
術用先端部５２と、外科医に把持するための保持部材５
０とを各々有する複数の凍結手術プローブ５３を含んで
いる。図７に示されるように、施術用先端部５２は、施
術用先端部５２の先端に位置するオリフィス８０に高圧
気体を供給するために先端部を貫通した少なくとも１本
の通路７８を含んでいる。オリフィス８０は、施術用先
端部５２を冷却し、先端９０にアイスボールを形成する
ための高圧気体の通り道である。冷却用に使用可能な気
体としては、アルゴン、窒素、空気、クリプトン、ＣＯ
２、ＣＦ４、キセノンまたはＮ２Ｏが挙げられるが、こ
れに限定されるものではない。
【００６５】オリフィス８０を介してアルゴンなどの高
圧気体を膨張させると、気体が液化して施術用先端部５
２のチャンバ８２内に凍結手術プールが形成される。こ
の凍結手術プールが施術用先端部５２の表面８４を効果
的に冷却する。施術用先端部５２の表面８４は、その先
端９０においてアイスボールを形成できるようにするた
めに、金属などの熱伝導性の材料で作られていると好ま
しい。
【００６６】あるいは、逆Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ
プロセスによって施術用先端部５２を加熱し、冷却−加
熱サイクルによって治療を行えるようにし、さらに、患
者の体内から抜去する際にプローブが組織に貼り付くの
を防止して、抜去する必要がある時に迅速に抜去できる
ようにするために、ヘリウムなどの高圧気体を使用して
もよい。
【００６７】オリフィス８０を介してヘリウムなどの高
圧気体を膨張させると、この気体によってチャンバ８２
が加熱され、施術用先端部５２の表面８４が加熱され
る。
【００６８】施術用先端部５２は、気体を施術用先端部
５２から大気に脱気するために内部を貫通して延在して
いる少なくとも１本の脱気路９６を含む。
【００６９】図７に示されるように、通路７８を通る気
体を予冷却するための熱交換器を保持部材７２に含んで
もよい。具体的には、通路７８の上側部分を脱気路９６
周囲に巻回された螺旋状チューブ７６の形にし、この螺
旋状チューブをチャンバ９８内に収容する。このように
することで、通路９６を介して脱気される気体によって
螺旋状チューブ内を流れる流入気体を予冷却することが
できる。
【００７０】図７にさらに示されるように、保持部材７
２は、外部の環境から熱交換器を熱的に絶縁するための
絶縁体９２を含んでもよい。
【００７１】さらに、施術用先端部５２は、チャンバ８
２内の温度を検知するための少なくとも１つの熱センサ
８７を含んでもよい。そのワイヤ８９は、脱気路９６を
介して延在させるか、あるいは専用の通路（図示せず）
に通しておく。
【００７２】また、保持部材７２は、プローブ５３の動
作を外科医が手動で制御するための複数のスイッチ９９
を含んでもよい。このようなスイッチは、流入通路７０
と、冷却用または加熱用の気体を含む適当な外部の気体
容器とを選択的かつ制御可能に連通させることによっ
て、オン／オフ、加熱、冷却、加熱および冷却の予め定
められたサイクルなどの機能を提供できる。
【００７３】図６ａに示されるように、凍結手術プロー
ブ５３は各々、好ましくは結合要素５１によって、可撓
性連結コード５４を介して筐体要素５８の連結サイト５
６に連結されている。凍結手術プローブ５３は連結サイ
ト５６に着脱自在に連結されていてもよい。
【００７４】好ましくは、以下に示すように、流出する
気体を結合要素５１または例えばマニフォルド５５など
の他の適当な任意の位置に設けられた開口を介して脱気
できるように、脱気路９６は連結コード５４を通って延
在する。好ましくは、コード５４は、熱センサおよびス
イッチ（図示せず）に電気信号を供給するための電線を
さらに含む。
【００７５】各凍結手術プローブ５３は、筐体５８内に
収容されたマニフォルド５５と流体連通状態にある。マ
ニフォルド５５は、流入する高圧気体をコード５７を介
して凍結手術プローブ５３に分配するためのものであ
る。
【００７６】図示のように、筐体５８は、気体チューブ
（図示せず）を含む可撓性ケーブル６０を介してコネク
タ６２に連結されている。コネクタ６２は、装置を高圧
気体源および電源に連結するためのものである。
【００７７】この装置はさらに、ケーブル６０および筐
体５８を介して延在し、電源と凍結手術プローブ５３と
を電気的に接続する電線（図示せず）も含んでいる。
【００７８】好ましくは、筐体５８は、凍結手術プロー
ブ５３に流入する高圧気体を予冷却するための、全体を
６１で示す予冷却要素を含む。好ましくは、予冷却要素
６１は、Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子であり、チ
ャンバ４９内に収容される管状部材４８を含んでいる。
管状部材４８は、高圧気体を通してチャンバ４９を冷却
することで管状部材４８を介してマニフォルド５５に流
入する気体を冷却するためのオリフィス５９を含む。
【００７９】予冷却要素６１の別の構成を図６ｂに示
す。同図において、管状部材４８は、管状部材４８とチ
ャンバ４９内の冷却用気体との接触面積が大きくなるよ
うに円筒形要素４７の周囲に巻回された螺旋状チューブ
の形である。
【００８０】さらに他の構成（図示せず）によれば、筐
体５８は、第１の高圧気体をマニフォルド５５に供給す
るための第１の管状部材と、第２の高圧気体を予冷却要
素６１に供給するための第２の管状部材とを含む。この
ような管状部材の中を流れる気体の冷却および／または
加熱用には、どのような気体の組み合わせを使用しても
よい。
【００８１】あるいは、液体窒素などの極低温流体を使
用して、筐体５８内を流れる気体を予冷却してもよい。
あるいは、電気的な予冷却要素を使用して気体を予冷却
してもよい。
【００８２】好ましくは、ケーブル６０およびマニフォ
ルド５５内に熱センサ（図示せず）を配置し、その中を
流れる気体の温度を測定することができる。
【００８３】図８乃至図１０を参照すると、本発明によ
る方法および装置では、例えば前立腺などの患者の被治
療器官の三次元グリッドを形成するために、超音波、Ｍ
ＲＩまたはＣＴなどの画像形成装置を使用する。この三
次元グリッドは器官の三次元形状についての情報を得る
ためのものである。次いで、このグリッドによって得ら
れる情報に基づいて各凍結手術プローブを器官内の特定
の深度に挿入する。
【００８４】図８に示されるように、超音波プローブ１
３０は患者の直腸への挿入用として設けられている。超
音波プローブ１３０は筐体要素１２８内に収容されてい
る。筐体要素１２８には、連結アーム１２６によって案
内要素１１５が連結されている。図示のように、案内要
素１１５は、複数の開口１２０からなるネットを有する
プレート１１０の形である。各開口には凍結手術プロー
ブが挿入される。好ましくは、隣接する開口１２０同士
の距離は約２ｍｍ〜約５ｍｍである。
【００８５】図９に示されるように、超音波プローブ１
３０は、患者の直腸３内の特定の深度１１３に導入され
る。得られた超音波画像１１４の上に複数のマーク１１
２からなるネットが設けられる。画像１１４上の複数の
マーク１１２からなるネットは、案内要素１１５上の複
数の開口１２０からなるネットと正確に相関している。
【００８６】したがって、画像１１４上のマーク１１２
は、開口１２０を介して患者の前立腺２に挿入される凍
結手術プローブの先端において形成可能なアイスボール
の中心の正確な位置を示し、画像１１４は前立腺２への
凍結手術プローブの特定の穿刺深度１１３と関連してい
る。
【００８７】図９に示されるように、超音波プローブ１
３０は直腸３の様々な深度１１３に緩徐に導入され、一
組の画像１１４が生成される。ここで、各画像はそれぞ
れ前立腺２への穿刺深度と関連している。このため、画
像１１４は各々凍結手術プローブの穿刺軸に垂直な特定
の平面に関連している。
【００８８】一組の画像１１４によって前立腺の三次元
グリッドが得られる。このような三次元グリッドは、凍
結手術手順を計画する際に用いられる。
【００８９】例えば、特定の穿刺軸に沿って第１の深度
に凍結手術プローブを導入することで前立腺セグメント
を効果的に破壊できる場合がある。一方、第２の深度に
プローブを導入することで前立腺尿道を激しく損傷する
こともある。
【００９０】アイスボールは凍結手術プローブの先端に
局所的に形成されるため、他の穿刺深度に位置する前立
腺組織または前立腺組織以外の部分を損傷することな
く、各プローブを特定の深度に導入して前立腺の限られ
た部分に対して局所的に効果的な治療を施すことができ
る。
【００９１】図１０は、案内要素１１５の開口を介して
患者の前立腺２に凍結手術プローブ５０の施術用先端部
５２を挿入する様子を示している。
【００９２】好ましくは、案内要素１１５の開口１２０
を介して複数の凍結手術プローブをシーケンシャルに患
者の前立腺に挿入する。このとき、各プローブを特定の
深度に導入し、他の前立腺組織または前立腺組織以外の
部分を損傷することなく、前立腺組織の異なるセグメン
トに対して実質的に局所的に効果的な治療を施す。
【００９３】好ましくは、各凍結手術プローブは、前立
腺への穿刺深度を示す目盛を含む。
【００９４】以上、特定の実施例について本発明を説明
したが、当業者であれば、様々な選択肢、修正例および
変更例を考え得ることは明白である。したがって、添付
の請求の範囲の趣旨および広義の範囲に含まれる選択
肢、修正例および変更例はいずれもこれに包含されるも
のとする。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】凍結手術プローブ先端に形成されるアイスボ
ール内の温度分布プロファイルを示すグラフである。
【図１ｂ】凍結手術治療の有効性を温度の関数として組
織破壊率（％）で示すグラフである。
【図２ａ】患者の前立腺に導入された従来の凍結手術プ
ローブの先端部に形成されるアイスボールの断面図であ
る。
【図２ｂ】患者の前立腺に導入された従来の凍結手術プ
ローブの先端部に形成されるアイスボールの断面図であ
る。
【図２ｃ】患者の前立腺に導入された従来の凍結手術プ
ローブの先端部に形成されるアイスボールの断面図であ
る。
【図３ａ】患者の前立腺に導入された本発明による凍結
手術プローブの先端部に形成される２個のアイスボール
の断面図である。
【図３ｂ】患者の前立腺に導入された本発明による凍結
手術プローブの先端部に形成される２個のアイスボール
の断面図である。
【図４】患者の前立腺を治療するための従来の方法を説
明するための断面図である。
【図５】患者の前立腺を治療するための本発明による方
法を説明するための断面図である。
【図６ａ】本発明によるマルチプローブ凍結手術装置の
概略図である。
【図６ｂ】本発明による予冷却要素の概略図である。
【図７】本発明による好ましい凍結手術プローブの概略
長手方向断面である。
【図８】超音波プローブに接続された、本発明による凍
結手術プローブを収容するための案内要素の斜視図であ
る。
【図９】患者の前立腺の三次元グリッドを形成するステ
ップと、患者の前立腺に凍結手術プローブを導入するス
テップとを含む、本発明による方法を説明するための図
である。
【図１０】患者の前立腺の三次元グリッドを形成するス
テップと、患者の前立腺に凍結手術プローブを導入する
ステップとを含む、本発明による方法を説明するための
図である。
【符号の説明】
２ 前立腺 ４ 前立腺尿道 ９ アイスボール １３ 前立腺周囲
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図６ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図６ａ】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図７】
【図１０】

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 患者の器官を治療するための高分解能凍
    結手術方法であって、 （ａ）実質的に直径が小さく、器官周囲に隣接する外側
    のプローブ配列と器官の中央部における内側のプローブ
    配列とが形成されるように器官の前後左右に分散される
    複数の凍結手術プローブを器官に導入するステップと、 （ｂ）前記凍結手術プローブ各々の先端にアイスボール
    を形成して器官の組織セグメントを局所的に凍結するス
    テップと、を含むことを特徴とする高分解能凍結手術方
    法。
  2. 【請求項２】 前記器官が前立腺であることを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記プローブが、複数のプローブ対が形
    成されるように前記内側および外側の配列の前後左右に
    分布され、各対が中央部の内側のプローブと器官周囲に
    隣接する外側のプローブとを含むことを特徴とする請求
    項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記凍結手術プローブの前記直径が約
    ０．２ｍｍ〜約１．４ｍｍであることを特徴とする請求
    項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 患者の前立腺の選択した部分をシーケン
    シャルに凍結させることができるように、前記凍結手術
    プローブを患者の前立腺に対してシーケンシャルに挿入
    ・抜去することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記凍結手術プローブが能動的に加熱可
    能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記アイスボールの中心の温度が約−１
    ７０℃であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 患者の器官を治療するための高分解能凍
    結手術方法であって、器官の中央部と器官周囲との間に
    ある器官組織セグメントに、前記組織セグメントの有意
    な部分が少なくとも約−４０℃の温度となる一方で約−
    ４０℃〜約０℃の温度に暴露される隣接組織の厚さを最
    小限にできるように実質的に直径の小さなアイスボール
    を生成するための少なくとも２本の小径凍結手術プロー
    ブを挿入するステップを含むことを特徴とする高分解能
    凍結手術方法。
  9. 【請求項９】 前記器官が前立腺であることを特徴とす
    る請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記凍結手術プローブの前記直径が約
    ０．２ｍｍ〜約１．４ｍｍであることを特徴とする請求
    項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 患者の器官を治療するための高分解能
    凍結手術方法であって、 （ａ）各開口を通して凍結手術プローブを患者の器官に
    挿入するための複数の開口からなるネットを含む案内要
    素を提供するステップと、 （ｂ）器官内の特定の深度に位置する特定の平面につい
    ての情報を提供する画像であって、前記案内要素の開口
    を介して器官内の別々の深度に前記凍結手術プローブを
    導入した際にこれによって形成可能なアイスボールの位
    置を示すと共に、各々が前記案内要素の前記開口からな
    るネットに相関した複数のマークからなるネットを含
    む、器官の一組の画像を画像形成装置を使用して提供す
    るステップと、 （ｃ）前記画像によって得られる情報に基づいて前記器
    官内の選択した深度まで前記凍結手術プローブを導入
    し、前記アイスボールを生成するステップと、を含むこ
    とを特徴とする高分解能凍結手術方法。
  12. 【請求項１２】 前記画像形成装置が、ＣＴ装置と、Ｍ
    ＲＩ装置と、超音波プローブとからなる群から選択され
    ることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 患者の器官が前立腺であることを特徴
    とする請求項１１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記凍結手術プローブが、直径約０．
    ２ｍｍ〜約１．４ｍｍであることを特徴とする請求項１
    １に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 患者の器官を治療するための高分解能
    凍結手術装置であって、 （ａ）患者の器官に挿入し、アイスボールを生成して器
    官の選択された部分を局所的に凍結させるための複数の
    小径凍結手術プローブと、 （ｂ）各開口を通して前記凍結手術プローブを挿入する
    ための複数の開口からなるネットを含む案内要素と、 （ｃ）器官内の特定の深度に位置する特定の平面につい
    ての情報を提供するための画像であって、前記案内要素
    の開口を介して器官内の別々の深度に前記凍結手術プロ
    ーブを導入した際にこれによって形成可能なアイスボー
    ルの位置を示すと共に、各々が前記案内要素の前記開口
    からなるネットに相関した複数のマークからなるネット
    を含む、一組の画像を提供するための画像形成装置と、
    を備え、これによって前記凍結手術プローブの各々の適
    切な穿刺深度を選択できることを特徴とする高分解能凍
    結手術装置。
  16. 【請求項１６】 前記画像形成装置が、ＣＴ装置と、Ｍ
    ＲＩ装置と、超音波プローブとからなる群から選択され
    ることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 患者の器官が前立腺であることを特徴
    とする請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記凍結手術プローブが、直径約０．
    ２ｍｍ〜約１．４ｍｍであることを特徴とする請求項１
    ５に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記凍結手術プローブが各々Ｊｏｕｌ
    ｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子を含むことを特徴とする請求
    項１５に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記プローブがマニフォルドに連結さ
    れ、前記マニフォルドが前記プローブに高圧気体を分配
    するよう作用することを特徴とする請求項１５に記載の
    装置。
  21. 【請求項２１】 前記マニフォルドが、前記凍結手術プ
    ローブに流入する前記高圧気体を予冷却するための冷却
    要素を含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記予冷却要素がＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏ
    ｍｓｏｎ冷却子を含むことを特徴とする請求項２１に記
    載の装置。
  23. 【請求項２３】 患者の器官を治療するための高分解能
    凍結手術装置であって、 （ａ）各々Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子を含み、
    マニフォルドに接続可能である、器官への挿入用の複数
    の小径凍結手術プローブと、 （ｂ）前記プローブおよび高圧ガス源と流体連通し、前
    記凍結手術プローブに高圧ガスを分配するためのマニフ
    ォルドと、を備えることを特徴とする高分解能凍結手術
    装置。
  24. 【請求項２４】 前記凍結手術プローブが前記マニフォ
    ルドに着脱自在に連結されることを特徴とする請求項２
    ３に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記マニフォルドが、前記凍結手術プ
    ローブに流入する前記高圧気体を予冷却するための冷却
    要素を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記予冷却要素がＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏ
    ｍｓｏｎ冷却子を含むことを特徴とする請求項２３に記
    載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記マニフォルドの前記Ｊｏｕｌｅ−
    Ｔｈｏｍｓｏｎ冷却子に第１の高圧気体が供給され、前
    記凍結手術プローブの前記Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｓｏｎ
    冷却子に第２の高圧気体が供給されることを特徴とする
    請求項２３に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記予冷却要素が電気冷却要素を含む
    ことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記予冷却要素が極低温流体を含むこ
    とを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記凍結手術プローブが、直径約０．
    ２ｍｍ〜約１．４ｍｍであることを特徴とする請求項２
    ３に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記凍結手術プローブが各々熱センサ
    を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 前記凍結手術プローブが各々熱交換器
    を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記凍結外科プローブが各々、前記プ
    ローブの動作を手動で制御するためのスイッチを含むこ
    とを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 器官の組織を凍結させることによって
    形成され、各々直径が最大２ｃｍである、少なくとも２
    個の隣接するアイスボールを含むことを特徴とする製
    品。
  35. 【請求項３５】 前記アイスボールが互いに接触してい
    ることを特徴とする請求項３４に記載の製品。
  36. 【請求項３６】 前記アイスボールが互いに少なくとも
    部分的に重なっていることを特徴とする請求項３４に記
    載の製品。
  37. 【請求項３７】 前記器官が前立腺であることを特徴と
    する請求項３４に記載の製品。
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