KR20120100993A - 냉각 가능한 에너지 에미팅 어셈블리를 갖는 전달 장치 - Google Patents

냉각 가능한 에너지 에미팅 어셈블리를 갖는 전달 장치 Download PDF

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이노바티브 풀모너리 솔루션즈, 아이앤씨.
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Abstract

조직을 제거하거나 손상을 가하거나 다른 영향을 미치도록 치료하기 위한 방법, 전달 장치 및 시스템. 치료 시스템은 비-대상 조직의 손상 없이 대상 조직을 제거하는 냉각 가능한 제거 어셈블리를 전달할 수 있다. 냉각 가능 제거 어셈블리는 신경 조직에 일시적으로 또는 영구적으로 신경계 입력을 감소시키도록 손상시킨다.

Description

냉각 가능한 에너지 에미팅 어셈블리를 갖는 전달 장치 {Delivery devices with coolable energy emitting assemblies}
본 출원은 2009년 8월 27일에 제출된 미국 가출원 번호 61/255,367 및 2009년 11월 11일에 제출된 미국 가출원 번호 61/260,348에 대해 미국 특허법 35 U.S.C. § 119(e)의 이익을 주장한다. 여기에서 상기 두 가출원 각각은 전체 내용에 대하여 참조로 인용한다.
본 발명은 일반적으로 조직을 치료하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이며, 특히, 본 발명은 원하는 반응을 끌어내기 위한 냉각 가능한 에너지 에미팅 어셈블리들을 갖는 전달 장치를 구비한 치료 시스템 또는 시스템과 관련 있다.
폐질환들은 폐의 동작에 악영향을 미치는 광범위한 문제를 야기할 수 있다. 천식 및 만성 폐쇄성 질환("COPD",Chronic Obstructive Pulmonary Disease)과 같은 폐 질환들은 폐에서 증가된 공기 유동 저항을 초래할 수 있다. 사망률, 의료-관련 비용 및 폐질환 때문에 악영향을 가지는 인구의 규모는 상당하다. 이러한 질환들은 종종 생활의 질에 악영향을 미친다. 증상들은 다르지만, 종종 기침, 호흡 곤란 및 천명을 포함한다. 예를 들어 런닝, 조깅, 빠르게 걷기 등과 같은 다소 격렬한 활동을 하는 경우, COPD에서 호흡 곤란은 일어날 수 있다. 질병이 진행되어감에 따라, 걷기와 같은 격렬하지 않은 활동을 하는 경우에도 호흡 곤란이 일어날 수 있다. 시간이 지나면, 점점 더 적은 활동에도 COPD의 증상들이 항상 일어날 수 있으며, 이 때문에 일상적인 일들을 달성하는 사람의 능력을 심하게 제한한다.
폐질환들은 종종 기도 루멘의 차단과 관련된 기도 폐색, 기도벽의 비대화, 기도벽 내부 또는 주위 구조의 변화, 또는 이것들의 조합으로 특징된다. 기도 폐색은 폐에서 교환되는 기체량을 매우 감소시킬 수 있어서 호흡 곤란을 야기한다. 기도 루멘의 차단은 과도한 루멘 내의 점액 또는 부종 유체, 또는 둘 다에 의해 야기될 수 있다. 기도벽의 비대화는 과도한 기도 평활근의 수축, 기도 평활근 비대, 점액선의 비대, 염증, 부종, 또는 이것들의 조합에 기인할 수 있다. 폐 조직 자체의 파괴와 같은 기도 주위 구조의 변화는 기도벽에서 방사 견인의 손실 및 후속하는 기도의 협소화를 초래할 수 있다.
천식은 기도 평활근, 평활근의 비대, 과도한 점액 생성, 점액선의 비대, 및/또는 염증 및 기도의 부어오른 곳의 수축에 의해 특징이 될 수 있다. 이러한 이상들은 국부적 염증 사이토카인(기도벽 근처 또는 안에 위치하는 면역 세포들에 의해 근처에 방출된 화학 물질), 흡기 자극물(예를 들어, 찬 공기, 연기, 알레르기 유발 항원, 또는 다른 화학 물질들), 시스템 호르몬들(혈액 안에 있는 항-염증성 코티솔 및 흥분되는 에피네프린과 같은 화학 물질), 국부적 신경계 입력(평활근 세포들 및 점액선의 일부 반사 자극을 생산할 수 있는 기도벽 내에 완전히 함유되는 신경 세포들) 및 중추 신경계 입력(미주 신경을 통해 뇌로부터 점액선 및 평활근 세포들에 전달되는 신경계 신호들)의 복잡한 상호 작용의 결과이다. 이러한 조건들은 종종 널리 퍼진 임시 조직 변경 및 처음으로 되돌릴 수 있는 공기 유동 폐색을 야기하며, 상기 공기 유동 폐색은 결과적으로 천식 환자가 호흡하는 것을 힘들게 하는 영구적인 공기 유동 폐색 및 영구적인 조직 변형으로 이끌 수 있다. 천식은 공기 유동 저항이 매우 증가하는 고 반응성의 기도 평활근의 축소를 통해 추가적 기도 협소화의 공격들 또는 극심한 사건들을 더 포함할 수 있다. 천식 증상들은 반복되는 호흡 곤란의 사건들(예를 들어, 호흡이 짧아지거나 호흡곤란), 천명, 가슴 통증 및 기침을 포함함다.
폐기종은 COPD의 일종이며, 이는 폐의 기도에 인접하거나 기도를 둘러싼 폐 조직의 변화에 의해 특징이 종종 나타난다. 폐기종은 폐 조직의 파괴(예를 들어, 폐포낭과 같은 폐포 조직)를 포함할 수 있으며 이는 기체 교환의 감소 및 둘러싼 폐 조직에 의해 기도벽에 가해지는 방사 견인을 감소시키게 된다. 폐포 조직의 파괴는 폐포 모세혈관 및 폐포 벽들이 없으며 이로 인해 기체 교환이 효과적이지 못한 매우 큰 간극을 갖는 폐기종 영역을 남긴다. 공기는 이 큰 간극에 "갇히게(trapped)" 된다. 이 "갇힌" 공기는 폐의 과도한 팽창 및 보다 건강한 조직의 적절한 기능 및 산소가 풍부한 공기의 유입을 제한하는 흉부 압박을 야기할 수 있다. 이는 상당한 호흡 곤란을 초래하며 혈액 내 낮은 산소 수준 및 높은 이산화탄소 수준이 되게 할 수 있다. 이러한 종류의 폐 조직 파괴는 건강한 사람일지라도 정상의 노화과정의 일부로서 발생한다. 불행히도, 화학 물질들 또는 다른 물질들(예를 들어, 담배 연기)에 대한 노출은 조직 손상 또는 파괴 속도를 매우 가속화할 수 있다. 호흡 곤란은 기도 폐색에 의해 더 증가할 수 있다. 방사 견인의 감소는 기도벽이 "늘어지게(floppy)" 되도록 야기할 수 있으며, 이에 따라 기도벽은 부분적으로 또는 전체적으로 호기 동안 접힌다. 폐기종을 가진 사람은 호기동안 기도 폐색 및 기도 접힘으로 인해 공기를 그들의 폐 밖으로 전달할 수 없을 수 있다.
만성 기관지염은 COPD의 일종이며, 기도 평활근의 수축, 평활근 비대, 과도한 점액 생성, 점액선의 비대 및 기도벽의 염증에 의해 특징이 나타날 수 있다. 천식과 같이, 이러한 이상들은 중추 신경계, 일부 신경계, 시스템 호르몬들, 흡입된 자극물 및 일부 염증 사이토카인들의 복잡한 상호 작용에 의한 것이다. 호흡 폐색이 매우 되돌려질 수 있는 천식과는 다르게, 만성 기관지염에서 기도 폐색은 주로 만성적이며 영구적이다. 점액 생성 기침뿐만 아니라 흉통, 천명, 및 호흡이 짧아지는 기관지염 증상들 때문에 만성 기관지염 환자들은 호흡하는 것이 종종 어렵다.
상이한 기술들이 폐 질환들의 진행 및 강도를 평가하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 폐기능 테스트, 운동 능력 및 생활의 질에 대한 질문지가 대상을 평가하기 위해 종종 사용된다. 폐기능 테스트는 전제 유동, 폐 체적 및 기체 교환과 같은 기초 생리학적 폐 파라미터들의 재현가능하고 객관적인 측정을 포함한다. 폐색 폐질환들의 평가를 위해 사용되는 폐기능 테스트의 척도들은 1 초간 강제 호기량(FEV1), 폐활량(FVC), FVC에 대한 FEV1의 비, 총 폐기량(TLC), 기도 저항 및 동맥 혈액 기체의 테스트를 포함한다. FEV1은 폐가 완전히 공기로 채워지고 시작하는 제 1초의 강제 호기 동안 환자가 내쉴 수 있는 공기의 체적이다. 또한, FEV1은 1초의 강제 호기 동안 발생하는 평균 유동이다. 이 파라미터는 어떠한 기도 폐색의 영향 및 존재를 결정하고 평가하기 위해 사용될 수 있다. FVC는 공기로 완전히 채워진 폐로 강제 호기 동안 환자가 내쉴 수 있는 공기의 전체 체적이다. FEV1/FVC는 1초의 강제 호기 동안 내쉬어질 수 있는 모든 공기율이다. 적어도 하나의 기관지 확장제의 투여 이후에 0.7보다 작은 FEV1/FVC 비율은 COPD의 존재를 규정한다. TLC는 폐가 완전히 채워졌을 때 폐 내부의 전체 공기량이며, 폐색적 폐질환을 가진 환자의 폐에 공기가 갇히게 된 때 증가할 수 있다. 기도 저항은 폐포 및 입 사이의 공기 유동 속도에 대한 폐포와 입 사이 압력 요소로서 규정된다. 유사하게, 주어진 기도의 저항은 주어진 기도를 가로질러 기도를 통해 유동하는 압력 기울기의 비로서 규정될 수 있다. 동맥 혈액 기체 테스트는 혈액 내의 이산화탄소량 및 산소량을 측정하며, 공기로부터 산소를 혈액에 공급하며 혈액으로부터 이산화탄소를 얻어 몸 밖으로 배출하도록 하는 호흡기계 및 폐의 능력을 평가하기 위한 가장 직접적인 방법이다.
운동 능력 테스트는 활동을 수행하기 위한 환자 능력의 객관적이며 재현가능한 평가이다. 6분 걷기 테스트(6 MWT)는 6분 동안 고른 표면을 가능한 멀리 환자가 걷는 운동 능력 테스트이다. 다른 운동 능력 테스트는 환자의 최대 운동 능력을 측정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 의사는 싸이클 에르고미터(cycle ergometer)를 통해 환자가 생산할 수 있는 동력량을 측정할 수 있다. 환자는 30 퍼센트 산소를 호흡할 수 있으며 작동 하중은 매 3분마다 5~10 와트 증가할 수 있다.
생활의 질 질문지는 환자의 전반적인 건강 및 행복을 평가한다. 세인트 조지의 호흡기 질문지(The St.George's Respiratory Questionnaire)는 전반적인 건강, 일상 생활 및 인지되는 행복에서 폐색성의 폐질환의 영향을 측정하도록 설계된 75개의 질문을 포함하는 생활의 질 질문지이다. 폐질환을 위한 치료의 효과는 폐기능 테스트들, 운동 능력 테스트들, 및/또는 질문지들을 사용하여 평가될 수 있다. 치료 프로그램은 이러한 테스트들 및/또는 질문지들로부터의 결과에 기초하여 조정될 수 있다.
기관지 열성형술과 같은 치료들은 폐 내부의 많은 기관지 가지들의 기도벽을 제거함으로써 평활근 탄력을 파괴하며, 따라서 폐의 기도벽의 신경 및 평활근을 둘 다 제거하는 것과 관련된다. 치료된 기도는 흡입된 자극물들, 시스템 호르몬과 일부 및 중추 신경계 입력에 잘 반응할 수 없다. 불행히도, 기도벽 내의 신경들 및 평활근 탄력의 파괴는 폐의 동작에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 연기 또는 다른 유독 물질들과 같은 흡입된 자극물들은 보통 기도 평활근을 수축하고 기침을 하도록 폐 자극 수용체를 자극한다. 기도벽에서 신경의 제거는 국부 신경 기능 및 중추 신경 입력 둘 다 제거하며, 따라서 강제성 기침으로 유독성 물질들을 배출하는 폐의 능력을 제거한다. 기도 평활근 탄력의 제거는 수축하는 기도의 능력을 제거할 수 있으며, 따라서 유독성 물질과 같은 원치않는 물질들이 폐로 깊이 침투하는 것을 허용한다.
천식 및 COPD 둘 다 환자가 증가하고 있는 심각한 질병이다. 처방전이 필요한 약을 포함하는 현재의 처리 기술들은 완전히 성공적이지도 않고 부작용의 염려가 없지도 않다. 추가로, 많은 환자들이 처방약의 정량을 지키지 않는다. 따라서, 환자의 준수가 필요 없이 공기 유동에 대한 저항을 개선하는 치료를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
일부 구현례에서, 치료 시스템은 폐 내부에서 보다 원격의 기도뿐만 아니라 폐 뿌리의 좌우 주기관지와 같은 기도를 통해 제한 없이 폐 증상들, 조건들 및/ 또는 질병, 천식, COPD, 폐색 폐질환 또는 폐에서 공기가 유동하기 위한 증가된 저항을 유도하는 다른 질병의 넓은 범위를 치료하기 위해 다뤄질 수 있다. 접힘 가능 제거 어셈블리는 기도를 통해 용이하게 통과될 수 있다. 제거 어셈블리의 에너지 에미터 어셈블리는 비-대상 영역의 치료 없이 하나 또는 그보다 많은 대상 영역을 치료할 수 있다. 주기관지, 엽기관지, 구기관지 또는 구엽기관지의 대상 해부학적 특징부들(예를 들어, 신경, 샘, 세포막 등)이 치료되는 경우에도, 비-대상인 해부학적 특징부들은 실질적으로 변경되지 않을 수 있다. 예를 들어, 치료 시스템은 치료를 수행한 후에, 기능적으로 남아있을 수 있는 어떠한 상당한 크기의 비-대상 조직의 파괴 없이도 대상 영역에서 신경 조직을 파괴할 수 있다. 에너지 에미터 어셈블리는 비-대상 조직의 파괴를 제한하거나 피하기 위해 냉각할 수 있다.
일부 구현례에서, 대상을 치료하기 위한 시스템은 기관지 나무의 기도의 루멘을 따라 이동하도록 구성되는 전달 장치를 포함한다. 기도의 평활근 또는 내측 표면과 같이 어떠한 상당한 크기의 비-대상 특징부들에 되돌릴 수 없는 손상을 입히지 않으면서, 전달 장치는 신경간의 신경 조직과 같은 신경 조직에 의해 전송되는 신호를 감소시키도록 병변을 형성할 수 있다. 전달 장치는 적어도 하나의 제거 어셈블리를 갖는 원격 팁을 포함할 수 있다.
일부 구현례에서, 제거 어셈블리는 대상 영역에서 전달을 위한 로우-프로파일 구성으로부터 조직을 치료하기 위한 배치 구성으로 이동할 수 있다. 제거 부재들은 조직을 제거하도록 활성화될 수 있다. 각각의 제거 부재는 초음파, 전기 에너지 및/또는 고주파(RF) 에너지를 출력하도록 사용 가능한 하나 또는 그보다 많은 전극을 포함할 수 있다. 소정 구현례에서, 각각의 전극은 유체 냉각 가능 전극이다.
다른 구현례들에서, 전달 장치는 접힘 가능 에너지 에미터 어셈블리를 갖는 카테터(cartheter)이다. 펼침 가능 부재 또는 다른 바이어스 특징은 기도벽에 대해 에너지 에미터 어셈블리를 압박한다. 에너지 에미터 어셈블리는 대상 조직에 에너지를 전달한다. 소정 구현례에서, 에너지 에미터 어셈블리 및 펼침 가능 부재는 동시에 펼쳐질 수 있다. 다른 구현례에서, 펼침 가능 부재는 에너지 에미터 어셈블리가 배치되기 전 또는 후에 펼쳐진다.
일부 구현례에서, 방법은 신경계 신호가 제 1 주기관지에 연결된 모든 원격 기관지 가지들로 이동하는 것을 방지하는 제 1 주기관지의 신경 조직을 손상시키는 것을 포함한다. 일부 구현례에서, 제 1 주기관지에 대해 원격인 다수 또는 전부의 기관지 가지는 치료된다. 소정 구현례에서, 손상된 신경 조직은 기관지 가기가 연장하는 것을 통해서 폐와 기도 사이에 위치한다. 방법은 신경계 신호가 제 2 주기관지에 연결된 모든 원격의 기관지 가지로 이동하는 것을 특히 방지하도록 제 2 주기관지의 신경 조직을 손상시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
적어도 소정의 구현례는 고주파 제거를 이용하여 병변을 생성함으로써 폐 기관지 신경을 제거할 수 있다. 좌우 양쪽 주기관지의 외측을 따라 가로지르는 신경간을 제거하는 것은 미주 신경 및 중추 신경계로부터 기도와 위치하는 점액 생성샘 및 폐 기도의 내측을 따라 늘어선 기도 평활근을 효과적으로 연결을 끊는다. 이 경우, 기도 평활근은 이완되며 점액 생성은 감소된다. 이러한 변화는 COPD 및 천식과 같은 질병의 상태에서 기도 폐색을 감소시킨다. 감소된 기도 폐색은 환자의 생활의 질 및 건강 상태를 향상시킬 수 있도록 호흡을 용이하게 한다.
병변은 상이한 온도 제어를 사용하여 조정되거나 만들어질 수 있다. 상이한 온도 조절은 제거 어셈블리, 펼침 가능 부재 또는 에너지 에미터 어셈블리와 같은 전달 장치의 상이한 특징의 독립적인 냉각을 포함할 수 있다. 상이한 냉각은 병변의 깊이를 최대화하거나 증가하도록 사용된다. 일부 과정에서, 신경 조직 및 다른 구조들(예를 들어, 인접한 조직 구조, 장기 또는 암 또는 종양 등과 같이 질병에 걸린 조직 등)은 대상 영역의 일부이다. 추가로 또는 대안적으로, 상이한 냉각은 얕거나 표면의 조직 손상을 제거하거나 제어(예를 들어, 제한하거나 최소화)하도록 사용될 수 있다.
병변들은 대상 영역에 형성될 수 있다. 대상 영역은 제한 없이 신경 조직(예를 들어, 미주 신경의 조직, 신경간 등), 섬유질 조직, 질병에 걸리거나 비정상적 조직(예를 들어, 암 조직, 염증 조직 등), 심장 조직, 근육 조직, 혈액, 혈관, 해부학적 특징부들(예를 들어, 막, 샘, 섬모 등) 또는 관심 있는 다른 영역들을 포함할 수 있다. 고주파 제거에서, RF 전류가 조직을 통해 이동함에 따라, 조직 저항 때문에 열이 발생 된다. 조직 저항은 전류 제곱 곱하기 조직 저항과 동일한 에너지 소멸로 귀결된다. 유효한 냉각이 이용되지 않는다면, 깊은 조직을 제거하기 위해 RF 전극 및 깊은 조직 사이의 조직은 가열될 수 있다. 전극 냉각은 세포 사멸 또는 손상을 유발하는 온도 아래에서 전극 주위의 조직을 유지하도록 사용될 수 있으며, 따라서 조직을 보호한다. 예를 들어, 냉각은 전극-조직 경계에서 과열을 제한하거나 방지할 수 있다. 과열(예를 들어, 95℃에서 약 110℃ 보다 위의 온도에서 조직)은 응고물의 형성, 조직 건조, 조직 탄화 및 증기의 폭발성 기체 배출로 이어질 수 있다. 이러한 영향들은 조직 저항의 증가 및 조직으로 전송되는 RF 에너지의 감소로 귀결될 수 있으며, 따라서 효과적인 RF 제거 병변 깊이를 제한한다. 유효한 냉각은 보다 더 깊은 조직 병변을 생산하도록 사용될 수 있다. 유효한 냉각을 위한 냉각제의 온도는 약 0℃에서 약 24℃일 수 있다. 일부 구현례에서, 냉각제 및 전극은 적어도 약 3mm의 치료상 깊이에서 병변을 생산한다. 일부 구현례에서, 병변은 약 3mm에서 약 5mm의 깊이에서 신경 조직을 손상시키도록 형성될 수 있다.
일부 구현례에서, 센서들은, 온도, 팽창 압력, 냉각제 유동 속도, 조직 임피던스 또는 다른 관심있는 파라미터들을 관찰하도록 사용된다. 센서로부터의 피드백은 전극들로 전달되는 에너지를 조절하도록 사용될 수 있다. 출력되는 에너지는 일부 임피던스를 변경하는 조직에서 국부적 변화를 고려하기 위해 조정될 수 있으며, 이에 따라 원치 않는 열점(hot spot)으로 이끌 수 있는 초과 가열을 피한다. 또한, 병변은 독립적인 영역 조직 특징들을 형성될 수 있다.
일부 구현례에서, 전달 장치는 에너지 에미터 어셈블리 제거 어셈블리의 조직-접촉 부분을 기도벽, 심장 조직 등과 같은 조직에 접촉하도록 접힘 상태로부터 펼침 상태로 이동가능한 배치 가능 부재를 포함하는 배치 가능 부재 및 제거 어셈블리를 포함한다.
일부 구현례에서, 에너지 에미터 어셈블리는 기관지 나무의 대상 조직을 제거하는 에너지를 출력하도록 구성되며, 에너지 에미터 어셈블리의 조직-접촉 부분을 냉각하기 위해 냉각제가 이를 통해 유동할 수 있도록 구성된다. 냉각 섹션은 냉각제를 함유하도록 구성되며, 에너지가 출력되는 경우 에너지 에미터 어셈블리의 조직-접촉 부분에 인접한 조직을 냉각하기 위해 기도벽과 접촉하도록 이동 가능하다. 배치 가능 부재는 냉각제를 함유하도록 구성되며, 이에 따라 배치 가능 부재가 펼침 상태이면 냉각제는 배치 가능 부재 및 에너지 에미터 어셈블리를 냉각시키며 제거 어셈블리는 제거 어셈블리와 대상 조직 사이 조직에 대해 손상을 방지하거나 제한하기 위해 기도벽과 접촉한다. 길게 연장된 샤프트는 제거 어셈블리에 커플링되며 제거 어셈블리로 유동하도록 냉각제를 공급하며 제거 어셈블리로부터 냉각제를 수용한다.
제어기는 유체 전달 시스템에 소통적으로 커플링될 수 있으며 제거 어셈블리의 센서에 소통적으로 커플링될 수 있다. 제어기는 센서로부터 적어도 하나의 신호에 기초하여 유체 전달 시스템에 명령하도록 구성된다. 제어기는 제 2 유체의 온도와 매우 상이한 온도에서 제 1 유체를 전달하기 위해 적어도 하나의 상이한 냉각 프로그램을 수행하도록 구성된다. 온도 차이는 적어도 약 섭씨 5, 10, 20 또는 30도일 수 있다.
소정의 구현례에서, 전달 장치는, 냉각제가 에너지 에미터 어셈블리의 조직-접촉 부분을 냉각시키기 위해 유동하며 기관지 나무의 대상 조직을 제거하기 위한 에너지를 출력하도록 구성되는 에너지 에미터 어셈블리를 포함하는 제거 어셈블리 및 에너지 에미터 어셈블리의 조직-접촉 부분을 기관지 나무의 기도벽에 접촉하도록 접힘 상태로부터 펼침 상태로 이동 가능한 배치 가능 부재를 포함한다. 냉각 섹션은 냉각제를 함유하도록 구성되며, 에너지가 그로부터 출력될 때 에너지 에미터 어셈블리의 조직-접촉 부분에 인접한 조직을 냉각하기 위해 기도벽에 접촉하도록 이동 가능하다. 길게 연장된 샤프트는 제거 어셈블리에 커플링 된다. 냉각제는 샤프트를 통해 제거 어셈블리로 유동할 수 있다.
일부 구현례에서, 전달 장치는 기도의 대상 조직을 제거하기 위한 에너지를 출력하도록 구성되는 전극을 포함하는 제거 어셈블리를 포함한다. 전극은, 전극이 기도를 따라 축상으로 연장되는 제 1 방향 및 기도의 인접한 연골 고리 사이 공간에 위치하는 전체 전극이 있는 제 2 방향 사이에서 이동 가능하다.
일부 구현례에서, 전달 장치는 접힘 상태와 펼침 상태 사이에서 이동 가능한 배치 가능 부재를 포함한다. 연골 간 에너지 에미터 어셈블리는 적어도 배치 가능 부재의 일부를 둘러싼다. 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부는 기관지 나무의 기도벽의 인접한 연골 고리 사이에 에너지 에미터 어셈블리의 전극을 밀어넣도록 펼침 상태에서 배치 가능 부재에 대해 이동 가능하다.
다른 구현례에서, 전달 장치는 에너지 에미터 어셈블리 및 팽창 가능 냉각 풍성을 포함하는 제거 어셈블리를 포함한다. 에너지 에미터 어셈블리는 냉각 채널을 포함한다. 팽창 가능 냉각 풍선은 냉각 챔버를 포함한다. 길게 연장된 샤프트는 독립적으로 제 1 유체를 냉각 채널에 제 2 유체를 냉각 챔버에 전달하도록 구성된다.
전달 장치는 길게 연장된 샤프트 및 길게 연장된 샤프트에 커플링 되는 제거 어셈블리를 포함한다. 일부 구현례에서, 제거 어셈블리는 제거 에너지를 방출 가능하며, 제 1 단부, 제 2 단부, 및 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 메인 바디를 가지는 전극을 포함한다. 제 1 및 제 2 단부 중 적어도 어느 하나는, 보호장치(shield)일 수 있는 제거 에너지 인슐레이터에 의해 보호된다.
치료 시스템은 전달 장치에 근접한 제 1 조직 표면에 조직의 대상 영역을 손상시키는 에너지를 전달하도록 구성된 전달 장치를 포함하며, 이에 따라 대상 영역의 최대 단면 너비로 규정되는 대상 영역의 일부는 제 1 조직 표면과 구분된다.
대상의 치료 방법은 대상의 기도에 위치한 에너지 에미터 어셈블리의 수용-개구부를 통해 전달 장치의 냉각 부재를 이동시키는 단계를 포함한다. 냉각 부재는 기도의 벽과 냉각 부재 사이에 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부에 위치하도록 펼쳐진다. 펼쳐진 냉각 부재 및 에너지 에미터 어셈블리를 통해 냉각제가 유동하는 동안 에너지가 기도벽의 조직을 제거하도록 에너지 에미터 어셈블리로부터 전달된다.
대상을 치료하는 방법은, 기관지 나무의 기도로 제거 어셈블리를 이동시키는 단계를 포함한다. 제거 어셈블리는 냉각 부재 및 에너지 에미터 어셈블리를 포함한다. 냉각 부재는 기도벽이 냉각 부재와 접촉되도록 펼쳐진다. 에너지는 에너지 에미터 어셈블리로부터 기도를 따라 연장된 신경간의 신경 조직을 손상시키도록 전달된다. 손상된 신경 조직 및 제거 어셈블리 사이에 위치한 조직의 세포 사멸을 방지하거나 제한하도록 기도벽을 냉각시키는 에너지를 전달하는 동안, 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부와 접촉하여 유동한다.
대상을 치료하는 방법은, 기도 내 전달 장치의 제거 어셈블리를 위치시키는 단계를 포함한다. 에너지는 제거 어셈블리의 전극으로부터 신경간의 신경 조직을 손상시키며 이에 따라 기관지 나무의 일부로부터 전송되는 신경계 신호는 감소한다. 냉각제는 제거 어셈블리의 전극의 채널을 통해 전달된다.
조직을 치료하는 방법은, 조직의 제 1 표면 주위에 위치하는 전달 장치로부터 조직에 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 에너지는 대상 영역을 손상시키며, 이로 따라 대상 영역의 최대 단면 너비로 규정되는 대상 영역의 일부는 제 1 표면과 구분된다.
에너지를 전달하는 방법은 전극의 에지와 조직의 접촉 없이 조직과 접촉하는 전극 표면을 가로질러 실질적으로 일정한 전압을 가지는 전극으로부터 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 전극은 바람직한 순서로 독립적으로 작동될 수 있는 복수개의 서브-전극을 포함할 수 있다.
도면에서, 동일한 참조 번호는 유사한 부재 또는 단계임을 나타낸다.
도 1은 폐 내부 및 근처에 있는 신경, 혈관 및 폐의 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따라 좌측 주기관지 내에 위치하는 루멘 내 치료 시스템의 도면이다.
도 3은 좌측 주기관지에 위치하는 전달 장치로부터 연장된 전달 장치의 도면이다.
도 4는 기도 루멘을 따라 위치하는 부분적으로 펼침 제거 어셈블리 및 기관지 나무의 기도의 단면도이다.
도 5는 기도 루멘 내에 점액이 있고 기도의 평활근이 수축되는 때, 부분적으로 펼침 제거 어셈블리를 둘러싼 기도의 단면도이다.
도 6은 조직의 깊이에 대한 조직의 온도의 그래프이다.
도 7은 기도에서 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 8은 일 구현례에 따른 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 9는 도 8의 선 9-9를 따라 길게 연장된 몸의 단면도이다.
도 10은 도 9의 전달 장치의 정면도이다.
도 11은 제거 어셈블리 좌측의 측면도이다.
도 12는 도 11의 제거 어셈블리 우측의 측면도이다.
도 13은 도 11의 선 13-13에 따른 단면도이다.
도 14는 전극 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 15는 도 14의 선 15-15를 따라 전극 어셈블리의 단면도이다.
도 16은 전달 기구로부터 연장되는 전달 장치를 갖는 치료 시스템의 부분 단면도이다.
도 17은 에너지 에미터 어셈블리를 통해 유체가 유동하는 배치 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 18은 펼침 가능 부재를 통해 유체가 유동하는 배치 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 19는 펼침 가능 부재 내측으로 유체가 유동하는 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 20은 에너지 에미터 어셈블리를 통해 유체가 유동하는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 21은 연골 고리에 인접한 전극의 측면도이다.
도 22는 연골 고리 사이에 위치하는 전극의 측면도이다.
도 23은 하나의 전극 쌍을 가지는 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 24는 3 개의 전극을 갖는 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 25는 접힘 펼침 가능 부재 및 배치 에너지 에미터 어셈블리를 갖는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 26은 팽창된 상태에서 펼침 가능 부재를 갖는 도 25의 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 27은 부합하는 펼침 가능 부재를 갖는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 28은 도 27의 선 28-28 따라 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 29는 기도벽과 접촉하는 도 27의 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 30은 일체화된 에너지 에미터 어셈블리를 갖는 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 31은 선 31-31에 따른 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 32는 도 31의 선 32-32를 따라 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 33은 전달 장치의 측면도이다.
도 34는 배치 펼침 가능 부재를 갖는 도 33의 전달 장치의 측면도이다.
도 35는 도 33의 선 35-35를 따라 길게 연장된 바디의 단면도이다.
도 36은 팽창된 전극 어셈블리들을 갖는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 37은 도 36의 선 37-37을 따라 제거 어셈블리들의 단면도이다.
도 38은 도 37의 전극 어셈블리의 상세도이다.
도 39는 멀티-구성요소 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 40은 에너지 에미터 어셈블리의 루프를 통해 삽입되도록 준비되는 펼침 가능 부재의 등각 투영도이다.
도 41은 도 39의 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 42는 도 39의 제거 어셈블리의 종단면도이다.
도 43은 호기 동안 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 44는 흡기동안 도 43의 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 45는 도 43의 제거 어셈블리의 평면도이다.
도 46은 코일 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 47은 확대된 코일을 갖는 코일 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 48은 개방된 냉각 채널을 갖는 제거 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 49는 도 48의 선 49-49를 따라 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 50은 다른 구현례에 있어서 제거 어셈블리의 종단면도이다.
도 51은 구동 가능한 전달 도관을 갖는 제거 어셈블리의 종단면도이다.
도 52는 배치 구성에서 도 51의 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 53은 도 52의 선 53-53에 따른 제거 어셈블리의 일부의 단면도이다.
도 54는 에너지 에미터 어셈블리의 횡단면도이다.
도 55는 도 54의 선 55-55에 따른 에너지 에미터 어셈블리의 단면도이다.
도 56은 다수-루멘 전극을 갖는 에너지 에미터 어셈블리의 횡단면도이다.
도 57은 도 56의 선 57-57에 따른 에너지 에미터 어셈블리의 단면도이다.
도 58 및 도 59는 조직에 접촉하는 전극의 단면도이다.
도 60 및 도 61은 조직에 접촉하며 열 전도성 부분 갖는 전극의 단면도이다.
도 62 및 63은 조직을 가열하는 전극의 측면도이다.
도 64는 고리 전극을 갖는 전극 어셈블리의 측면도이다.
도 65는 조직을 가열하는 보호 전극의 측면도이다.
도 66은 조직을 가열하는 아치형 보호 전극의 측면도이다.
도 67a~71b는 등온선 및 이에 상응하는 병변을 도시한다.
도 72는 전달 구성에서 원격으로 팽창 가능, 펼침 가능 부재를 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 73은 선 73-73을 따른 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 74는 배치 구성에서 원격으로 팽창 가능, 펼침 가능 부재를 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 75는 선 75-75를 따른 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 76은 도 75의 선 76-76에 따른 길게 연장된 바디의 단면도이다.
도 77은 전극을 전달하는 원격으로 팽창 가능, 펼침 가능 부재를 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 78은 팽창된 상태에서 펼침 가능 부재의 등각 투영도이다.
도 79는 도 77의 선 79-79에 따른 제거 어셈블리의 단면도이다.
도 80은 도 78의 선 80-80에 따른 전달 장치의 단면도이다.
도 81은 도 80의 선 81-81에 따른 길게 연장된 바디의 단면도이다.
도 82는 독립적으로 냉각된 원격으로 팽창 가능, 펼침 가능 부재 및 전극을 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 83은 전달 구성에서 원격으로 팽창 가능, 펼침 가능 부재의 등각 투영도이다.
도 84는 도 82의 선 84-84에 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 85는 도 86의 선 85-85를 따라 길게 연장된 바디의 단면도이다.
도 86은 도 82의 선 86-86을 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 87a~89b는 등온선 및 이에 상응하는 병변을 도시한다.
도 90은 배출 포트를 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 91은 도 90의 선 91-91을 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 92는 배출 포트와 종방향으로 이격된 전달 장치의 종단면도이다.
도 93은 스로틀 과정을 수행하는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 94는 도 93의 선 94-94를 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 95는 전달 구성에서 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 96은 배치 구성에서 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 97은 전달 장치의 원격 섹션의 상세 단면도이다.
도 98은 특징이 위치하는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 99는 도 98의 전달 장치의 평면도이다.
도 100은 선 100-100을 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 101은 전달 장치 및 전달 기구의 종단면도이다.
도 102는 전달 장치를 고정하는 전달 기구의 등각 투영 및 분해도이다.
도 103는 배치되도록 준비하는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 104는 배치 구성에서 도 103의 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 105는 배치 구성에서 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 105a는 도 105의 선 105a-105a에 따라 전극의 단면도이다.
도 106은 부분적으로 팽창된 상태의 펼침 가능 부재 및 팽창된 에너지 에미터 어셈블리를 갖는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 107은 축소된 에너지 에미터 어셈블리를 갖는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 108은 접힘 구성에서 축소된 에너지 에미터 어셈블리를 갖는 제거 어셈블리의 측면도이다.
도 109는 독립적으로 배치 가능 전극 어셈블리 및 펼침 가능 부재를 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 110은 배치 상태에서 펼침 가능 부재를 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 111은 전달 상태에서 펼침 가능 부재 및 전극 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 112는 도 111의 선 112-112에 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 113은 도 111의 선 113-113을 따라 전달 장치의 단면도이다.
도 114는 원주상으로 펼침 가능 전극을 갖는 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 115는 펼침 상태에서 도 114의 전극의 등각 투영도이다.
도 116은 펼침 상태에서 전극을 고정하는 펼침 부재의 등각 투영도이다.
도 117은 다른 구현례에 있어서 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 118은 펼침 상태에서 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 119는 펼침 상태에서 전달 장치의 등각 투영도이다.
도 1은 좌측 폐(11) 및 우측 폐(12)를 가지는 사람의 폐(10)를 도시한다. 기관(20)은 코와 입으로부터 아래쪽으로 연장되며 좌측 주기관지(21)와 우측 주기관지(22)로 나눈다. 좌측 주기관지(21) 및 우측 주기관지(22)는, 외측 방향(예를 들어, 원격 방향)으로 연속적으로 길이가 짧아지고 직경이 작아지는 엽기관지, 구기관지, 및 구엽기관지를 각각 형성하도록 가지가 나뉜다. 폐동맥(30)은 심장의 우심실에서 나오며 폐 뿌리(24)의 앞쪽을 지난다. 폐뿌리(24)에서 동맥(30)은 좌 폐동맥 및 우 폐동맥으로 나누어지며, 차례로 혈관 가지 네트워크를 형성하도록 나뉘어진다. 이러한 혈관들은 기관지 나무(27)의 기도를 따라서 연장될 수 있다. 기관지 나무(27)는 좌측 주기관지(21), 우측 주기관지(22), 세기관지 및 폐포를 포함한다. 미주 신경(41,42)은 기관(20)을 따라 연장되며 신경간(45)(nerve trunk)을 형성하도록 나뉘어진다.
좌우 미주 신경(41,42)은 뇌간에서 시작되며, 목을 통과하며, 기관(20)의 양 쪽에서 흉부를 통해 내려간다. 미주 신경(41,42)은 기관(20), 좌측 주기관지(21), 우측 주기관지(22)를 둘러싸며 감싸는 앞뒤 폐 신경총을 포함하는 신경간(45)으로 퍼져나간다. 또한, 신경간(45)은 기관지 나무(27)의 가지 기도의 외측을 따라 연장된다. 신경간(45)은 신경의 주경이며, 이는 결합 조직의 거친 덮개에 의해 함께 결합되는 한 묶음의 신경 섬유질를 포함한다.
폐(10)의 주요 기능은 공기로부터 혈액 내로 산소를 교환하며 혈액으로부터 공기로 이산화탄소를 교환하는 것이다. 기체 교환의 과정은 산소가 풍부한 공기가 폐(10)로 유입되는 때에 시작한다. 늑간 흉벽 근육 및 횡경막의 수축은 산소가 풍부한 공기가 폐(10)의 기도를 통해 유동하는 것을 야기하도록 흉부 내 압력을 감소시키도록 협력한다. 예를 들어, 공기는 입과 코, 기관(20)을 통과하며, 다음 기관지 나무(27)를 통과한다. 공기는 궁극적으로 기체 교환 과정을 위해 폐포 공기 주머니에 전달된다.
산소가 부족한 혈액은 폐동맥(30)을 통해 심장의 오른쪽으로부터 펌핑되며 궁극적으로 폐포의 모세혈관에 전달된다. 산소가 부족한 혈액은 이산화탄소 폐기물이 풍부하다. 얇은 반-투과성막은 모세혈관에서 산소가 부족 혈액을 폐포에서 산소가 풍부한 혈액과 구분한다. 이러한 모세혈관은 폐포 사이에서 연장되며 둘러싼다. 공기로부터의 산소는 막을 통해 혈액 내로 이동하며, 혈액으로부터의 이산화탄소는 막을 통해 폐포 내 공기로 이동한다. 다음, 새롭게 산소가 풍부해진 혈액은 폐포의 모세혈관으로부터 폐정맥계의 혈관 가지를 통해 심장으로 유동한다. 심장은 몸 전체로 산소가 풍부한 혈액을 펌핑한다. 폐에서 사용되는 공기의 산소는 횡경막 및 늑간근이 이완되고 폐와 흉벽이 탄력적으로 보통 이완된 상태로 복귀하는 때에 내쉬어진다. 이러한 방법으로 공기는 기관지 가지들을, 기관지(21,22) 및 기관(20)을 통해 유동할 수 있으며 궁극적으로 입과 코를 통해 배출된다.
도 2는 흡기 또는 호기 또는 모두의 동안 공기의 유동을 조정하기 위한 치료를 수행할 수 있는 치료 시스템(200)을 도시한다. 기체 교환을 증가시키도록 공기 유동 저항을 감소시키기 위해서, 치료 시스템(200)은 기도를 크게 하도록(예를 들어,확장) 사용될 수 있다. 일부 절차에서, 폐의 외측 또는 신경간 내측의 신경 조직과 같은 신경 조직은 기도를 확장하도록 영향을 미칠 수 있다. 신경계는 전기적 신호 및 화학적 신호를 사용하여 폐(10) 및 뇌 사이에 소통을 제공한다. 자율 신경계의 신경 조직의 망은 순환계 및 호흡계의 활동을 감지하며 조절한다. 신경 조직은 몸의 일부로부터 다른 일부로 감각 및 구동 정보를 전송하도록 화학적 및 전기적 신호들을 사용하는 섬유질을 포함한다. 예를 들어, 신경 조직은 구동 정보를 근육의 수축 또는 다른 반응들을 야기시키는 신호와 같은 신경계 입력의 형태로 전송할 수 있다. 섬유질들은 뉴런으로 구성될 수 있다. 신경 조직은 결합 조직, 예를 들어 신경 상막에 의해 둘러싸일 수 있다. 자율 신경계는 교감 신경계 및 부교감 신경계를 포함한다. 교감 신경계는 스트레스 기간 동안 "자극(excitatory)" 기능과 크게 연결된다. 부교감 신경계는 에너지 보존 기간 동안 "영양(vegetative)" 기능과 크게 연결된다. 교감 및 부교감 신경계는 동시에 활성화되며 일반적으로 기관계와 상호 영향을 갖는다. 혈관의 신경자극전달이 양 신경계로부터 비롯되는 반면, 기도의 신경자극전달은 주로 사실상 부교감신경이며, 우측 미주 신경(42) 및 좌측 미주 신경(41)의 뇌와 폐 사이에서 이동한다.
상기 신경간들과 연관된 폐의 일부에 영향을 미치도록, 하나 또는 그보다 많은 신경간(45)에 어떠한 횟수의 절차도 수행될 수 있다. 신경간(45)의 망에서 일부 신경 조직은 다른 신경(예를 들어, 식도에 연결된 신경, 흉부를 통해서 복부 내로 들어가는 신경 등)과 합쳐지기 때문에, 치료 시스템(200)은 다른 신경의 원치 않는 손상을 상당히 제거하거나, 제한하고, 최소화하기 위해 특정의 영역만을 치료할 수 있다. 앞뒤 폐 신경총의 일부 섬유질은 폐(10) 내부 외측으로 이동함에 따라 기관(20) 및 기관지 가지 및 세기관지의 외측 표면을 따라 연장되는 작은 신경간으로 합쳐진다. 도 4 및 5와 연관되어 서술함에 따라, 기관지 가지를 따라 이러한 작은 신경간은 계속해서 각각 분기하며 섬유질을 기도의 벽 내로 보낸다. 본 발명의 방법 및 장식의 적어도 일부가 수행될 수 있는 다양한 절차는 전체가 여기에서 참조로 채택되는 2009년 5월 8일에 제출되어 함께 계류중인 출원 번호 12/463,304에 서술된다.
치료 시스템(200)은 관심 있는 특별한 영역과 관련 있는 미주 신경 조직과 같은 특정 신경 조직에 영향을 미칠 수 있다. 미주 신경 조직은 신경 가지 내에서 상호 평행하게 되는 구심성 섬유질 및 원심성 섬유질을 포함한다. 원심성 신경 조직은 뇌로부터 기도 주효 세포로, 주로 기도 평활근 세포 및 점액 생성 세포에 신호를 전송한다. 구심성 신경 조직은 자극물에 반응하는 기도 감각 수용체로부터의 신호를 전송하며 뇌에 연결된다. 원심성 신경 조직이 기관(20)으로부터 종말 세기관지에 평활근 세포를 신경이 통하게 하는 반면, 구심성 섬유질 신경 자극 전달은 기관(20) 및 보다 큰 기관지에 크게 제한된다. 점액 분비 및 평활근 수축의 기준 수준을 야기하는 기도에 대한 원심성 미주 신경 세포의 일정하며, 기준 탄력 활동이다. 치료 시스템(200)은 기도 평활근을 제어하기 위한 원심성 및/또는 구심성 조직(예를 들어, 신경이 통하는 평활근), 점액 분비, 신경성 간접 염증, 및 조직액 함량(예를 들어, 부종)에 영향을 미칠 수 있다. 폐질환과 연관된 기도벽 부종, 염증, 과도한 점액 분비 및 기도 평활근의 수축은 종종 비교적 높은 공기 유동 저항을 초래하며 이는 감소된 기체 교환 및 감소된 폐 활동을 야기한다.
특정 절차에서, 치료 시스템(200)은 근육 수축, 점액 생성, 염증, 부종 등을 조정하거나 야기하는 미주 신경(41,42)을 따라 이동하는 신호의 전송을 감소시키도록 사용될 수 있다. 감소는, 제한됨 없이, 신호의 전송을 방해, 제한, 차단 및/또는 저지하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감소는 신경 신호의 신호 진폭이 감소하거나 신경 신호의 전송이 약해지는 것을 포함할 수 있다. 원격 기도에 대한 신경계 입력이 중단되거나 감소하는 것은 기도 평활근 탄력, 기도 점액 생성, 기도 염증 등을 바꿀 수 있으며, 이로 인해 폐(10)로 유입되며 배출되는 공기 유동을 제어한다. 또한, 기도 및 폐로부터 일부 주효 세포 또는 중추 신경계로 감각적 유입을 중단하거나 감소하는 것은 기도벽 부종을 야기할 수 있는 체내 폐 또는 장기의 다른 세포에 대해 반사 기관지 수축, 반사 점액 생성, 염증 조정자의 유출 및 신경계 유입을 감소시킬 수 있다. 일부 구현례에서, 신경계 유입은 기도 평활근 탄력이 감소하는 것에 상응하게 감소될 수 있다. 일부 구현례에서, 기도 점액 생성은 기침 및/또는 공기 유동 저항에서 상당한 감소를 야기하도록 충분한 양으로 감소될 수 있다. 일부 구현례에서, 기도 염증은 기도벽에 대해 계속해서 염증 상처를 남기며 공기 유동 저항의 상당한 감소를 야기하는 상당한 양으로 감소될 수 있다. 신호 감소는 점액 생성 세포에 의해 점액 생성을 상당히 제거하거나, 제한하거나, 방지하거나, 이완하도록 하며 염증을 감소하도록 평활근을 허용할 수 있다. 이러한 방법으로, 건강한 및/또는 질병이 있는 기도는 폐기능을 조정하도록 변경될 수 있다. 치료 후에, 다양한 종류의 설문지들 또는 테스트들은 치료에 대한 대상의 반응을 평가하도록 사용될 수 있다. 필요하거나 바람직하다면, 추가 절차는 기침의 빈도를 줄이고, 호흡 곤란을 감소시키고, 천명 등을 감소하도록 수행될 수 있다.
도 1 및 2의 주기관지(21,22)(예를 들어, 기도 발생1)는 기관지 나무(27)의 원격 일부에 영향을 미치도록 치료될 수 있다. 일부 구현례에서, 좌우 주기관지(21,22)는 좌우 폐(11,12)의 외측 및 좌우 폐 뿌리(24)를 따른 위치에서 치료된다. 치료 영역은 미주 신경 가지가 기도 및 주기관지(21,22)에 연결되는 곳에 원격이며 폐(11,12)에 근접할 수 있다. 두 개의 치료 방법을 수반하는 하나의 치료기간은 다수의 또는 전체의 기관지 나무(27)를 치료하도록 사용될 수 있다. 폐(11,12) 내부로 연장되는 실질적으로 모든 기관지 가지는 높은 수준의 치료 효과를 제공하도록 영향을 받을 수 있다. 주기관지(21,22)의 기관지 동맥이 상대적으로 큰 직경 및 높은 열 수용 용량을 가지므로, 기관지 동맥은 치료 때문에 의도치 않은 손상으로부터 보호될 수 있다.
도 3은 전달 장치(206)를 통해 연장하는 카테터 시스템(204) 형식의 전달 장치를 도시한다. 카테터 시스템(204)은 주기관지(21,22) 원격에 있는 기도뿐만 아니라, 주기관지(21,22)의 기도를 치료할 수 있다. 제거 어셈블리(208)는 우측 또는 좌측 주기관지, 엽기관지 및 중간 기관지 내부에 있는 폐의 외측에 위치할 수 있다. 중간 기관지는 우측 주기관지의 일부이며 중간 및 낮은 엽기관지의 기원이다. 제거 어셈블리(208)는 기관지 나무(27)의 먼 원격 일부에 영향을 미치도록 보다 높은 발생 기도(예를 들어, 기도 발생 > 2)에 위치할 수 있다. 카테터 시스템(204)은 구불구불한 기도를 통해 예를 들어 엽, 전체 엽, 복수의 엽 또는 하나의 폐 또는 양 폐의 일부의 신경을 제거하는 것과 같이 넓은 범위의 상이한 절차를 수행하도록 처리될 수 있다. 일부 구현례에서, 엽기관지는 폐 엽들의 신경을 제거하도록 치료된다. 예를 들어, 엽기관지를 따라 하나 또는 그보다 많은 치료 영역은 엽기관지에 연결되는 전체 엽의 신경을 제거하도록 대상이 될 수도 있다. 좌측 엽기관지는 좌측 위 엽 및/또는 좌측 아래 엽에 영향을 미치도록 치료될 수 있다. 우측 엽 기관지는 우측 위엽, 우측 중엽 및/또는 우측 아래엽에 영향을 미치도록 치료될 수 있다. 엽들은 동시에 또는 연속적으로 치료될 수 있다. 일부 구현례에서 의사는 하나의 엽을 치료할 수 있다. 치료의 효율성에 기초하여, 의사는 동시에 또는 연속적으로 추가적인 엽(들)을 치료할 수 있다. 이러한 방법으로 기관지 나무의 상이한 독립된 영역이 치료될 수 있다.
각각의 구기관지는 각각의 구기관지를 따라서 하나의 치료 영역에 에너지를 전달함으로써 치료될 수 있다. 예를 들어, 카테터 시스템(204)은 우측 폐의 각각의 구기관지에 에너지를 전달할 수 있다. 일부 절차에서, 에너지 10의 적용은 우측 폐의 대다수 또는 상당한 전부를 치료할 수 있다. 일부 절차에서 양 폐의 대다수 또는 대체로 전부가 에너지 36의 상이한 적용보다 적게 사용하여 치료된다. 기관지 나무의 해부학상 구조에 따르면, 구기관지는 종종 1 또는 2의 에너지 적용을 사용하여 신경이 제거될 수 있다.
점액선, 섬모, 평활근, 체내 관(예를 들어, 혈관) 등과 같은 해부학적 특징부들 또는 다른 조직의 기능은 신경 조직이 제거될 때 유지될 수 있다. 신경 조직은 신경 세포, 신경 섬유질, 수상돌기 및 신경아교세포와 같은 지지 조직을 포함한다. 신경 세포는 전기적 충격을 전송하며, 신경 섬유질은 충격을 수행하는 축삭 돌기에 연장된다. 전기 충격은 주효 세포들 또는 다른 신경 세포들과 소통하기 위해 화학적 신호로 변환된다. 예시적 방법으로서, 기관지 나무(27)의 기도의 일부는 신경 조직에 의해 전송되는 하나 또는 그보다 많은 신경계 신호를 감소시키도록 신경이 제거될 수 있다. 신경을 제거하는 것은, 보다 중추신경계에 근접인 기관지 나무로부터 또는 기관지 나무를 따라 보다 원격 위치인 위치로 신경간의 손상된 섹션을 통해 모든 신호가 이동하는 것을 실질적으로 막도록 기도를 따라 신경간의 섹션의 신경 조직의 전부를 손상시키는 단계를 포함할 수 있다. 추가로, 기도에서 감각 수용체들(예를 들어, 기침 및 자극물 수용체)로부터 주효 세포들(예를 들어 절후 신경 세포, 평활근 세포, 점액 세포, 염증 세포 및 맥관 세포) 근처로 직접 향하는 신경 섬유질을 따라서 이동하는 신호들 또한 멈춰질 것이다. 복수의 신경간이 기도를 따라서 연장된다면, 각각의 신경간은 손상될 수 있다. 이로서, 기관지 나무의 섹션을 따라 공급되는 신경은 끊어질 수 있다. 신호가 끊어지게 되면, 기도 확장으로 이어지는 원격 기도 평활근이 이완할 수 있거나, 점액 세포가 점액 생성을 감소하거나, 염증 세포는 기도벽 부풀림 및 부종을 생성하는 것을 정지한다. 폐(10)에서 기체 교환을 증가시키도록 이러한 변화들은 공기 유동 저항을 감소시키며, 이로 인해 호흡 곤란, 천명, 흉부 압박 등과 같은 하나 또는 그보다 많은 증상들이 상당히 제거되거나, 제한되거나, 감소한다. 대상 신경 조직에 인접하거나 둘러싼 조직은 영향을 받으나 영구적으로 손상되지 않을 수 있다. 예를 들면, 일부 구현례에서, 치료 전후에 치료된 기도를 따라 기관지 혈관은 유사한 양의 혈액을 기관지 벽 조직에 전달할 수 있으며, 치료된 기도를 따른 폐 혈관은 유사한 양의 혈액을 폐포 주머니에 기관지 나무(27)의 원격 영역에서 전달할 수 있다. 이러한 혈관들은 충분한 기체 교환을 유지하도록 혈액을 계속해서 이송할 수 있다. 일부 구현례에서, 기도 평활근은 상당한 정도로 손상되지 않는다. 예를 들어, 호흡기 기능에 눈에 띄는 영향이 없는 기도벽에서 상대적으로 작은 섹션의 평활근은 되돌릴 수 있게 변할 수 있다. 에너지가 기도의 외측에서 신경 세포를 파괴하도록 사용된다면, 치료상 효과적인 에너지의 양은 비-대상인 평활근 조직의 상당한 부분에 도달하지 않는다.
일부 구현례에서, 좌우 주기관지(21,22) 중 하나는 기관지 나무(27)의 한 측면을 치료하도록 치료된다. 다른 기관지(21,22)는 제 1 치료의 효율성에 기초하여 치료될 수 있다. 예를 들어, 좌측 주기관지(21)는 좌측 폐(11)를 치료하도록 치료될 수 있다. 우측 주기관지(22)는 우측 폐(12)를 치료하도록 치료될 수 있다. 일부 구현례에서, 하나의 치료 시스템은 기관지(21,22) 중 하나의 신경 조직을 손상시킬 수 있으며, 기관(20)으로부터 치료 시스템의 제거 없이 다른 주기관지(21,22)의 신경 조직을 손상시킬 수 있다. 따라서 주기관지(21,22)를 따라 위치하는 신경 조직은 기관(20)으로부터 치료 시스템의 제거 없이 손상될 수 있다. 일부 구현례에서, 하나의 절차는 환자의 기관지 나무의 실질적으로 전부 또는 적어도 상당한 부분(예를 들어, 적어도 50%, 70%, 80%, 90%의 기관지 기도)을 치료하는데 알맞게 수행될 수 있다. 다른 과정에서, 치료 시스템은 폐(11,12) 중 하나를 치료한 후에 환자로부터 제거될 수 있다. 필요하다면, 다른 폐(11,12)는 연속적인 절차에서 치료될 수 있다.
도 4는 건강한 기도(100)의 횡단면도이며, 기관지 튜브로서 도시된다. 제거 어셈블리(208)는 부분적으로 펼침 상태이며 기도(100)의 내측 표면(102)에 의해 규정되는 루멘(101)을 따라 위치한다. 도시된 내측 표면(102)은 기질(112a)에 의해 둘러싸인 상피(110)의 접힙 막에 의해 규정된다. 평활근 조직(114)의 막은 기질(112a)을 둘러싼다. 기질의 막(112b)은 근육 조직(114) 및 결합 조직(124) 사이에 있다. 점액선(116), 연골판(118), 혈관(120) 및 신경 섬유질(122)은 기질 막(112b) 내부에 있다. 기관지 동맥 가지(130) 및 신경간(45)은 기도(100)의 벽(103) 외측에 있다. 도시된 동맥(130) 및 신경간(45)은 기도벽(103)으로 둘러싸인 결합 조직(124) 내에 있으며, 일반적으로 기도(100)에 평행하게 연결될 수 있다. 예를 들면 도 1에서, 신경간(45)은 미주 신경(41,42)으로부터 시작하며 기도(100)를 따라 공기 주머니를 향해 연장된다. 신경 섬유질(122)은 기도벽(103) 내에 있으며 신경간(45)으로부터 근육 조직으로 연장된다. 신경계 신호는 신경간(45)으로부터 근육(114) 및 점액선(116)으로 신경 섬유질(122)를 통해 전송된다. 추가로, 신호는 감각 수용체(예를 들면, 기침, 자극물 및 긴장)로부터 신경간(45)을 통하여 중추신경계로 전송된다.
점막섬모 운동을 제어(예를 들어, 증가 또는 감소)하도록, 섬모는 손상되거나, 흥분되거나 또는 그렇지 않으면 상피(110)를 따라 바람직한 반응을 끌어내도록 변경될 수 있다. 많은 입자들이 사람이 호흡함에 따라 흡입되며 기도는 상기 공기로부터 입자를 제거하는 필터로서 기능한다. 점막섬모 수송계는 폐(10) 전체에서 모든 기도를 위한 자기-정화 메커니즘으로서 기능한다. 점막섬모 운동은 폐(10)의 원격 일부로부터 점액 정화를 위한 주요 방법이며 폐(10)를 위한 주요 면역 장벽으로서 제공된다. 예를 들어, 도 4의 내측 표면(102)은 섬모로 커버될 수 있으며, 점액으로 커버될 수 있다. 점막섬모 수송계의 일부로서, 점액은 많은 흡입된 입자(예를 들어, 담배 연기와 같은 원치 않는 오염물질들)들을 갇히게 하며, 이러한 입자들을 후두를 향해 이동시킨다. 섬모의 섬모 박동은 점액의 연속적인 융털을 이동시키며 후두를 지나 폐(10)의 원격 일부로부터 호흡계로부터 배출을 위한 인두에 입자들을 갇히게 한다. 제거 어셈블리(208)는 점막 섬모 운동을 감소시키도록 섬모를 손상시키거나 점막섬모 운동을 증가시키도록 섬모를 자극할 수 있다.
제거 어셈블리(208)는 선택적으로 기도벽(103)(예를 들어, 기질(112a,112b)에서 해부학적 특징부들)의 내부의 대상 영역을 치료할 수 있다. 예를 들어, 필요하거나 바람직하다면, 효율적인 점막섬모 운동을 유지하도록 충분한 점액 생성을 보존하는 동안, 점액선(116)은 증가된 공기 유동 저항을 야기시키는 점액의 축적을 방지하는 충분한 양의 점액 생성을 감소시키도록 손상될 수 있다. 기도벽(103)에서 다른 해부학적 특징부들 또는 기도벽(103)을 통과하는 신경 가지들/섬유질들 또한 파괴될 수 있다.
제거 부재가 RF 전극(214)이라면, 전극(214)은 내측 표면(102)에 가깝거나 접촉하도록 할 수 있다. RF 전극(214)은 조직을 통해 이동하는 RF 에너지를 출력할 수 있으며 이는 열로 전환된다. 상기 열은 병변의 형성을 야기한다. RF 에너지는 신경간(45)을 향해 방사상 외측 및 연골판(118) 사이로 향하게 된다. 신경간(45)은 인접한 연골판(118)에 주목할만한 손상을 야기하지 않으면서 손상될 수 있다. 다른 비-대상 영역(예를 들어, 상피)에 대한 손상 또한 수용가능 수준에서 또는 그 이하에서 유지될 수 있다.
신체의 기능은 조직에 대해 손상을 제한하거나 감소하거나 방지하는 것을 도울 수 있다. 혈관(130) 내 혈액은 열 에너지를 흡수할 수 있으며, 다음 열 에너지를 가지(130)의 가열된 섹션으로부터 이동시킬 수 있다. 이러한 방법으로, 혈액은 혈관(130)에 대한 손상을 피하거나 완화시킬 수 있다. 치료가 수행된 후에, 기관지 동맥 가지(130)는 폐 조직의 건강을 계속해서 유지할 수 있다. 일부 구현례에서, 혈관(130)에 도달하는 에너지의 양을 관(130)의 조직 파괴를 야기하는 양 이하로 유지하는 동안, 충분한 양의 RF 에너지는 신경간(45)에 신경간(45)의 전체 종방향의 섹션을 파괴하도록 전달된다. 따라서, 치료법은 영역이 치료 부분에 인접해 있을지라도 기도(100)의 다른 영역의 어떠한 상당한 크기의 손상 없이 수행될 수 있다.
치료 효과는 적어도 부분적으로 하나 또는 그보다 많은 기도 속성, 폐기능 테스트, 운동 능력 테스트 및/또는 설문지들에 기초하여 평가될 수 있다. 환자는 그 과정을 추적하고 관찰하여 평가될 수 있다. 필요하거나 바람직하다면, 추가적인 과정은 바람직한 반응들이 얻어질 때까지 수행될 수 있다. 기도 속성을 평가하기 위한 상이한 종류의 기구들이 사용될 수 있다. 제거 동안, 기구로부터의 피드백은 대상 조직이 제거되었는지 여부를 나타낼 수 있다. 대상 조직이 제거되면, 건강한 비-대상 조직에 부수적인 손상을 제한하거나 최소화하도록 치료가 중단될 수 있다.
기도의 상이한 속성들은 수행되는 절차를 결정하도록 평가될 수 있다. 상기 기도 속성은 제한됨 없이, 기도의 물리적 성질(예를 들어, 기도 탄성, 수축성(constriction) 특징 등), 기도 저항, 기도 루멘의 크기(예를 들어, 기도의 형태, 기도의 직경 등), 기도의 반응성(responsiveness)(예를 들어, 자극에 대한 반응성), 근육 특징(예를 들어, 근육 탄력, 근육 긴장 등), 염증 세포들, 염증 사이토카인들 등과 같은 것을 포함한다. 일부 구현례에서, 기도 근육 특징의 변화는 공지된 압력으로 팽창된는 제거 어셈블리(208)에서 압력 변화를 측정함으로써 관찰될 수 있다. 압력 변화에 기초하여, 의사는 제한됨 없이, 대상 조직이 자극을 받았는지, 제거되었는지 등과 같은 것을 포함하는 치료의 효과를 결정한다.
도 5는 기도(100)의 일부의 횡단면도이며, 상기 기도는 수축된 상태의 평활근 조직(114), 비대성 점액선(116)으로부터의 점액(150) 및 부풀어오른 염증 및 기도벽(103)을 두껍게하는 부종 유체를 갖는다. 수축된 근육 조직(114), 점액(150) 및 두꺼워진 기도벽(103)은 상대적으로 높은 공기 유동 저항을 초래하는 루멘(101)을 부분적으로 방해하도록 작용한다. 신경 조직(45)은 근육 조직(114)을 이완시키고 기도(100)를 확장시키며 공기 유동 저항을 감소시키도록 손상되며, 이에 따라 더 많은 공기가 기체 교환 과정을 위한 폐포의 주머니에 도달하는 것을 허용한다. 기도 저항의 감소는 기도의 통로가 개방된 것을 나타낼 수 있으며, 예를 들어 상기 기도들에 대한 신경계 유입의 감소에 대응한다. 낮은 발생 기도(예를 들어, 주기관지, 엽기관지, 구기관지)를 치료하는 것과 관련 있는 기도 저항의 감소는 높은 발생 기도(예를 들어, 구엽기관지)를 치료하는 것과 관련된 기도 저항의 감소량보다 클 수 있다. 의사는 기도 저항에서 바람직한 감소를 달성하도록 치료를 위한 적절한 기도를 선택할 수 있으며, 환자의 입, 치료 영역, 기관 또는 어떠한 다른 적절한 위치에 근접한 기관지 가지에서 측정될 수 있다. 기도 저항은 치료를 수행하기 전, 치료 중 및/또는 치료 후에 측정될 수 있다. 일부 구현례에서, 예를 들어 치료 영역에 더 원격인 부분으로부터 호흡을 허용하는 통풍의 치료 시스템을 이용함으로써 기도 저항은 기관지 나무 내의 위치에서 측정된다.
에너지는 대상 영역을 손상시키도록 사용될 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "에너지(energy)"는 조직을 치료하기 위한 적절한 다른 종류의 에너지뿐만 아니라 제한됨 없이, 열 에너지, 극저온의 에너지(예를 들어, 냉각 에너지), 전기 에너지, 소리 에너지(예를 들어, 초음파 에너지), 고주파 에너지, 고동치는 높은 전압 에너지, 기계적 에너지, 전리 방사선, 광학 에너지(예를 들어, 빛 에너지) 및 이것들의 조합을 넓게 포함하도록 이해된다. 일부 구현례에서, 카테터 시스템(204)은 에너지 및 하나 또는 그보다 많은 물질들(예를 들어, 방사성 시드(seed), 방사성 물질 등), 처리제들 등을 전달한다. 비-제한적인 처리제들의 예시는 제한됨 없이, 하나 또는 그보다 많은 항체, 항-염증제, 약학적으로 활성 물질들, 기관지 수축제, 기관지 확장제(예를 들어, 베타-아드레날린 작용제(beta-adrenergic agonists), 항콜린제 등), 신경 차단약들, 광반응제 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 지속 시간이 길거나 지속 시간이 짧은 신경 차단제(예를 들어, 항콜린제)는 일시적이거나 영구적으로 전달 신호를 감소시키도록 신경 조직에 전달될 수 있다. 또한, 물질들은 직접 신경(122) 또는 신경간(45) 또는 모두에 신경 조직을 화학적으로 손상시키도록 전달될 수 있다.
도 6 및 7은 제거 어셈블리(208)에서 냉각제가 순환함으로서 RF 에너지 및 표면상 냉각에 의해 표면상 및 깊은 가열에 의해 생성되는 효과를 도시한다. 에너지가 출력될 때, 제거 어셈블리(208)의 냉각 섹션(209)은 에너지 에미터 어셈블리(220)의 조직-접촉 일부(215)에 인접한 조직을 냉각시키기 위한 냉각제를 함유한다. 냉각 섹션(209)은, 에너지 에미터 어셈블리(220)와 신경 조직 또는 다른 대상 조직 사이의 조직에 대한 손상을 방지하거나 제한하도록, 기도벽(100)으로부터 충분한 양의 열 에너지를 흡수할 수 있다.
도 7은 RF 에너지가 조직을 제거하도록 전달되는 것을 통해 기도벽의 섹션에서 단면 온도 프로파일을 도시한다. 용어 "제거하다(ablate)" 또는 "제거(ablation)" 및 이들로부터의 파생어는 제한됨 없이, 전기적 성질, 기계적 성질, 화학적 성질들 또는 조직의 다른 성질들의 상당한 변화를 포함한다. 여기에서 사용되는 것과 같이, 변형을 포함하는 용어 "제거하다(ablate)"는 제한됨 없이, 조직을 파괴하거나 영구적으로 손상을 입히거나, 상해를 입히거나 엄청난 충격을 주는 것을 지칭한다. 예를 들어, 제거는 일부- 조직 파괴, 세포 용해, 세포 크기의 감소, 세포 괴사 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 폐 제거 청구항에 관하여, 용어 "제거(ablation)"는 제거된 신경 조직을 통해 전기적 신호의 전송을 실질적으로 차단하는 신경 조직의 충분한 변경을 포함한다.
도 6은 전극(214)에 근접하거나 접촉하는 지점으로부터 기도벽 조직 내의 깊이에 상응하는 mm 단위의 수평축을 가지며 조직의 온도에 상응하는 섭씨 온도 단위의 수직축을 가지는 그래프이다. 달리 지칭되지 않는 한, 도면들에서의 온도는 섭씨 온도 단위이다. 그래프 상의 점 "0"은 기도벽의 조직과 전극(214) 사이 접촉 면 또는 점에 상응한다. 세 곡선 A, B 및 C는 그래프에 도시되며, 조직에 전달되는 세 개의 상이한 전력 수준의 고주파 에너지와 상응한다. 그래프 상에서 온도는 약 100℃ 까지 올라간다. RF 제거 동안 조직 온도의 상한선으로 간주되기 때문에 약 100℃의 온도 또는 약간 낮은 온도가 도시된다. 약 90℃에서, 조직 유체는 끓기 시작하며 조직은 응고되며 까맣게 되고, 이로 인해 임피던스가 매우 증가하며 기도벽의 조직 내로 RF 에너지를 전송하는 능력이 위태로워진다. 따라서, 약 90℃ 이하에서 조직 온도를 유지하는 것이 바람직할 것이다. 약 50℃에서, 선(216)은, 그 온도 이상에서 조직 세포 사멸이 발생하고 및 그 온도 이하에서 조직이 실질적으로 장기적 효과(또는 어떠한 장기적 효과)를 겪지 않음을 나타낸다.
예를 들어, 도 6에 도시된 곡선 A는 RF 에너지의 약 10 와트의 상대적으로 낮은 전력 수준에서 전극(214)의 냉각이 없는 경우와 있는 경우 무엇이 발생하는 지를 나타낸다. 곡선 A는 A1,A2 및 A3 세 부분으로 나누어진다. 파선 부분 A2는 냉각이 가해지지 않는 경우 지수 곡선 A3에 이어지는 것을 나타낸다. 곡선 A에 의해 나타날 수 있는 것과 같이, 냉각 없는 전극-조직 표면의 온도는 80℃에 도달하며 기도(100)의 조직으로 들어가는 거리가 증가함에 따라 지수적으로 감소한다. 도시된 바와 같이, 곡선 A3은 약 5 밀리미터의 깊이에서 선(216)에 의해 나타내지는 50℃ 조직 세포 사멸 경계를 가로지른다. 따라서, 전극의 냉각 없이 발생할 수 있는 세포 사멸의 깊이는 거리 d1에 의해 나타난 것처럼 대략 5 밀리미터일 것이다. 뿐만 아니라, 세포 사멸은 그 전력 수준에서 멈출 것이다.
예를 들어, 유효 냉각이 이용되면, 온도는 0mm의 거리인 전극-조직 접점에서 곡선 A1에 의해 나타내는 것처럼 더 낮은 수준인 약 35℃까지 떨어진다. 이 온도는 50℃보다 낮기 때문에, 예를 들어 표면으로부터 3 밀리미터 깊이의 50℃에서 세포 사멸 라인과 곡선 A2가 교차되는 점에서 d2의 거리까지 세포 사멸이 발생하도록 시작되지 않을 것이다. 세포 사멸은 거리 d3 에 의해 나타나는 것처럼 3 밀리미터부터 5 밀리미터까지의 깊이에서 발생할 것이다. 상피 및 바로 그 아래의 조직의 파괴 없이 전극-조직 접점로부터 거리(또는 거리의 범위)에서 발생하는 조직 파괴와 세포 사멸을 허용하므로, 상기 냉각된 제거 절차는 유리하다. 일부 구현례에서, 기도의 외측을 따라 연결되는 신경 조직은 상피 또는 기질 및 평활근 세포와 같이 그 아래의 구조들을 손상시키지 않고 제거될 수 있다.
곡선 B는 예를 들어, RF 에너지가 20 와트의 높은 전력 수준에서 전극의 냉각이 있는 경우와 없는 경우 무엇이 발생하는 지를 나타낸다. 곡선 B의 부분 B2는, 냉각이 없는 경우 부분 B3의 지수 곡선을 이어놓은 것을 나타낸다. 나타난 바와 같이, 조직 유체가 끓고 조직-전극 접점에서 조직의 탄화 및 응고가 일어날 온도이기 때문에 바람직하지 않을 수 있는 100℃에 전극-조직 접점에서 온도가 접근하며, 따라서 조직의 임피던스를 상당히 증가시키며 추가적인 RF 에너지를 기도벽에 전달하는 능력을 매우 위협한다. 유효 냉각을 제공함으로써, 곡선 B1은 전극-조직 접점에서 온도가 대략 40℃ 까지 떨어지며 d4에 의해 나타내지는 2 밀리미터의 깊이에서 곡선 B3가 50℃ 조직 세포 사멸 경계와 교차하는 대략 8 밀리미터의 깊이까지 세포사멸이 발생하는 온도를 도시한다. 따라서, 바람직하지 않은 높은 온도(예를 들어, 전극-조직 접점에서 조직의 탄화 및 응고를 야기하는 온도)에 도달함이 없이 높은 전력 수준을 사용하여 세포 사멸의 보다 깊고 큰 영역을 제공하는 것을 돕는 것을 알 수 있다. 시스템은 기도의 상피 표면 이하에서 세포 사멸을 달성하도록 사용될 수 있으며 이에 따라 표면은 파괴될 필요가 없고, 치료로부터 환자에 의해 빠른 회복을 가능하게 한다.
곡선 C는, 예를 들어 RF 에너지의 40 와트의 더 높은 전력 수준을 나타낸다. 곡선 C는 부분 C1, C2 및 C3를 포함한다. 파선 부분 C2는 지수 곡선 C3의 이어지는 선이다. 부분 C2는 전극-조직 접점에서 온도가 100℃를 매우 초과하며 유효 냉각 없이는 적절하지 않을 수 있다. 유효 냉각으로, 전극-조직 접접에서 온도는 80℃로 다가가며 점진적으로 증가하며 95℃에 접근하며, 거리 d6에 의해 나타난 기도의 상피 표면에서 전극-조직 접점으로부터 약 15 밀리미터의 거리에서 50℃ 세포 사멸 라인(216)과 교차하도록 지수적으로 감소한다. 시작 온도가 50℃ 세포 사멸 라인(216) 위에 있기 때문에, 조직 세포 사멸은 상피 표면으로부터 약 15 밀리미터의 깊이에 크고 깊은 영역의 조직 파괴를 제공하도록 일어날 것이다.
도 7에서, 화살표(218)는 에너지 에미터 어셈블리(220)를 통한 냉각제의 이동을 나타낸다. 화살표(222)는 팽창할 수 있으며 열적으로 전도성인 풍선(212)으로 도시되는 배치 가능 부재를 통한 냉각제의 이동을 나타낸다. 등온 곡선은 전력가 전극(214)에 공급되며 냉각제(예를 들어, 상온의 염류 용액 또는 냉각된 염류 용액)가 풍선(212)에 전달되는 때에 전극-조직 접점으로부터 기도벽(100) 내로 상이한 깊이 및 전극(214)에서 도달하는 온도를 도시한다. "펼침 가능 부재(expandable element)"에 관하여 용어 "부재(element)"는 별개 부재 또는 복수개의 별개 부재들을 포함한다. 실시예에 따라, 펼침 가능 부재는 하나의 풍선 또는 상호 간에 유체 소통하는 복수개의 풍선일 수 있다.
전극(214)에의 전력 전달 속도를 조정함으로써, 냉각제(예를 들어, 염류 용액)가 풍선(212) 내로 통과하는 속도, 염류 용액의 온도 및 풍선(212)의 크기 및 정확한 등고선 및 각각 등온선의 온도는 수정될 수 있다. 예를 들어, 적절한 온도 및 염류 용액의 유동 속도 및 전극에 대한 전력 전달 속도를 선택함으로써, 등온 온도(A=60℃, B=55℃, C=50℃, D=45℃, E=40℃ 및 F=37℃)를 달성하는 것이 가능하다. 게다가, 조정은 등온 온도( A=50℃, B=47.5℃, C=45℃, D=42.5℃, E=40℃ 및 F=37℃)에 도달하는 것을 가능하게 한다. 50℃ 등온 내 함유되는 부분들만이 세포 사멸을 충분히 유도하도록 가열될 것이다. 일부 과정에서, 기도벽의 2mm 보다 얕은 깊이에서 다른 비-대상 조직은 세포 사멸을 야기할 수 있는 온도보다 낮은 온도에서 유지되는 반면, 기도의 약 2mm에서 약 8mm의 깊이의 조직은 제거될 수 있다. 풍선(212)이 기도(100)에 대하여 에너지 에미터 어셈블리(220)를 고정하면서, 냉각제(218)는 에너지 에미터 어셈블리(220)의 조직-접촉 부분(215)을 냉각시키도록 에너지를 흡수할 수 있다.
도 8을 참조하면, 카테터 시스템(204)은 샤프트(230)의 형태로 길게 연장된 바디를 가지는 카테터(207)에 커플링되는 제어 모듈(210) 및 샤프트(230)의 원격 단부에 커플링되는 제거 어셈블리(208)를 포함한다. 제거 어셈블리(208)는 길게 연장된 샤프트(230)로부터 연장되며 풍선(212) 주위를 둘러싸는 에너지 에미터 어셈블리(220)를 포함한다. 풍선(212)은 접힘 상태로부터 도시된 펼침 상태로 팽창될 수 있다. 풍선(212)이 팽창함에 따라, 전극(214)은 기도벽을 향하여 이동될 수 있다. 팽창된 풍선(212)은 에너지가 전달되는 조직 주위(예를 들어, 근접하거나 접촉하는)에 전극(214)이 고정되는 것을 도울 수 있다. 냉각제는 풍선(212) 또는 에너지 에미터 어셈블리(220) 또는 모두 냉각시키도록 열 에너지를 흡수할 수 있다. 이는 차례로 기도벽의 외측 표면을 냉각한다.
제어 모듈(210)은 일반적으로 제어기(244) 및 유체 전달 시스템(246)을 포함한다. 제어기(244)는, 제한됨 없이, 하나 또는 그보다 많은 프로세서, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSPs), FPGA(field-programmable gate array) 및/또는 ASICs(application specific integrated circuits), 기억 장치, 버스, 전원 등을 포함한다. 예를 들어 제어기(244)는 하나 또는 그보다 많은 기억 장치와 소통하는 프로세서를 포함할 수 있다. 버스는 내측 또는 외측 전원을 프로세서에 연결할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 하나 또는 그보다 많은 버퍼, 레지스터, RAMs(Random Access Memory) 및/또는 ROMs(Read Only Memory)을 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. 또한, 제어기(244)는 스크린과 같은 디스플레이(245) 및 입력 장치(250)를 포함할 수 있다. 입력 장치(250)는 키보드, 터치패드 등을 포함할 수 있으며, 사용자에 의해 카테터(207)를 제어하도록 작동될 수 있다.
제어기(244)는 상이한 프로그램을 저장할 수 있다. 사용자는 바람직한 대상 영역 및 조직의 특징을 고려한 프로그램을 선택할 수 있다. 예를 들어, 공기-충진 폐는 상대적으로 높은 임피던스를 가지며, 림프절은 중간 임피던스, 다음 혈관은 상대적으로 낮은 임피던스를 가진다. 제어기(244)는 상기 임피던스에 기초하여 적절한 프로그램을 결정할 수 있다. 상이한 냉각 프로그램은 에너지 에미터 어셈블리(220) 및 풍선(212)을 통하여 상이한 온도의 냉각제들을 전달하도록 수행될 수 있다. 온도 차이는 적어도 10℃일 수 있다. 수행은 온도, 조직 임피던스 등을 감지하는 센서들로부터의 피드백에 기초하여 최적화될 수 있다. 예를 들어, 제어기(244)는 에너지가 전달되는 조직의 표면 온도에 기초하여 제거 어셈블리(208)의 동작을 제어할 수 있다. 표면 온도가 과도하게 뜨거워지면, 표면 조직을 보호하면서 깊은 병변을 생성하도록 냉각은 증가될 수 있으며 및/또는 전극 전력가 감소될 수 있다.
내부 전원(248)(도 8에 파선으로 도시)은 전극(214)에 에너지를 공급할 수 있으며 고주파(RF) 전기 발생기와 같은 에너지 발생기일 수 있다. RF 에너지는 바람직한 진동수에서 출력될 수 있다. 예시적인 진동수는 제한됨 없이, 약 50KHZ에서 1,000MHZ의 범위의 진동수를 포함한다. RF 에너지가 조직으로 향하는 때에 에너지는 조직 내에서 조직의 온도를 약 40℃에서 약 99℃의 범위를 갖도록 하는 열로 전환된다. RF 에너지는 약 1초에서 약 120초 동안 가해질 수 있다. 일부 구현례에서, RF 발생기(248)는 단일의 채널을 가지며 대략 1에서 25와트의 RF 에너지를 전달하며 연속적인 유동 능력을 가진다. 다른 범위의 진동수, 시간 간격 및 전력 출력도 사용될 수 있다. 대안적으로, 내부 전원(248)은 하나 또는 그보다 많은 배터리와 같은 에너지 저장 장치일 수 있다. 전기 에너지는 에너지 에미터 어셈블리(220)에 전달될 수 있으며, 이는 전기 에너지를 RF 에너지 또는 다른 적절한 형태의 에너지로 전환된다. 전달될 수 있는 다른 형태의 에너지는 마이크로파, 초음파, 직류, 또는 레이저 에너지를 포함한다. 대안적으로, 극저온 제거는 극저온에서 유체가 샤프트(230)를 통하여 제거 어셈블리(208)에 극저온 열 교환기를 냉각시키도록 전달되도록 사용될 수 있다.
유체 전달 시스템(246)은 공급 라인(268)에 커플링되는 유체 공급원(260) 및 복귀 라인(272)에 커플링 되는 유체 리셉터클(262)을 포함한다. 유체 공급원(260)은 하우징 유닛(264)에 고정되는 용기(예를 들어, 병, 캐니스터, 탱크, 또는 유체를 고정하기 위한 다른 종류의 그릇)를 포함할 수 있다. 압력을 가할 수 있는 구현례에서, 유체 공급원(260)은 냉각제를 압축하는 하나 또는 그보다 많은 가압 장치(예를 들어, 하나 또는 그보다 많은 펌프, 압축기 등)를 포함한다. 온도 제어 장치(예를 들어, 펠티에 장치, 열 교환기 등)는 유체를 재조정하거나 냉각할 수 있다. 유체는 염류 용액, 탈염수, 해열제, 극저온 유체, 기체 등을 포함하는 냉각제일 수 있다. 다른 구현례에서, 유체 공급원(260)은 차가운 냉각제를 보관하고 공급 라인(268)에 전달하는 절연 용기일 수 있다. 냉각제는 길게 연장된 샤프트(230)를 통해 제거 어셈블리(208) 내로 원격으로 유동한다. 제거 어셈블리(208) 내의 냉각제는 길게 연장된 샤프트(230)를 통해 근접하여 복귀 라인(272)으로 유동한다. 냉각제는 복귀 라인(272)을 따라 이동하며 궁극적으로 유체 리셉터클(262)로 유동한다.
풍선(212)은 제어기(244)에 소통적으로 커플링 되는 센서(247)(파선으로 도시된)를 선택적으로 가진다. 제어기(244)는 센서(247)(예를 들어, 압력 센서, 온도 센서, 열전대, 압력 센서, 접촉 센서 등)로부터의 신호에 기초하여 카테터(207)에 명령할 수 있다. 또한, 센서들은 길게 연장된 샤프트(230)를 따라 또는 어떠한 다른 위치에서도 에너지 에미터 어셈블리(220)상에 위치할 수 있다. 제어기(244)는 폐쇄 루프 시스템 또는 개방 루프 시스템일 수 있다. 예를 들어, 폐쇄 루프 시스템에서, 전기 에너지는 하나 또는 그보다 많은 조직 특징, 에너지 분포, 조직 온도, 또는 어떠한 다른 측정가능한 관심있는 파라미터들을 나타내는 하나 또는 그보다 많은 신호를 전송하도록(또는 송신하도록) 구성된 하나 또는 그보다 많은 센서로부터의 피드백 신호에 기초하여 전극(214)에 전달한다. 그 리딩에 기초하여, 제어기(244)는 전극(214)의 동작을 조절한다. 대안적으로, 개방 루프 시스템에서, 전극(214)의 동작은 사용자의 입력에 의해 설정된다. 예를 들어, 사용자는 조직 온도 또는 임피던스를 관찰할 수 있으며, 전극(214)에 전달되는 전력 수준을 매뉴얼대로 조정한다. 대안적으로, 전력는 고정된 전력 모드로 설정될 수 있다. 다른 구현례에서, 사용자는 폐쇄 루프 시스템 및 개방 루프 시스템 사이에서 반복적으로 전환(switch)할 수 있다.
전극(214)을 효과적으로 냉각시키도록, 전극(214)에 커플링된 도관(234)은 샤프트(230) 내에 이로부터 냉각제를 수용하도록 냉각제 전달 루멘에 유체적으로 커플링된다. 대안적으로, 풍선(212) 내 유동 전환기는 풍선(212)의 몇몇 또는 전부의 냉각제를 전극(214) 또는 풍선 측벽을 향하게 할 수 있으며, 전극(214)을 위한 분리된 냉각 채널을 제공할 수 있다. 일부 구현례에서, 하나 또는 그보다 많은 냉각 채널은 전극(214)(예를 들어, 전극(214)은 튜브형이며 이에 따라 냉각제가 그것을 통해 유동할 수 있음)을 통해 연장된다. 다른 구현례에서, 냉각제는 전극(214)의 주위를 따라 또는 근접하여 유동한다. 예를 들어, 도 8에 도관(234)으로 도시된 외부 부재는 전극(214)을 둘러쌀 수 있으며, 이에 따라 유체는 전극(214)과 도관(234) 사이를 유동할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 제거 어셈블리(208)는 하나 또는 그보다 많은 열적 장치(예를 들어, 펠티에 장치(Peltier devices)), 냉각/가열 채널 등을 사용하여 유효하게 냉각되거나 가열될 수 있다.
도 8 및 도 9을 참조하여, 길게 연장된 샤프트(230)는 제어 모듈(210)로부터 제거 어셈블리(208)로 연장되며 전력 라인 루멘(320), 전달 루멘(324) 및 복귀 루멘(326)을 포함한다. 전력 라인(280)은 전력 라인 루멘(320)을 통해 연장되며 제어기(244)를 전극(214)에 커플링한다. 전달 루멘(324)은 유체 공급원(260) 및 에너지 에미터 어셈블리(220) 및 풍선(212) 사이에 유체 소통을 제공한다. 복귀 루멘(326)은 풍선(212) 및/또는 전극(214) 및 유체 리셉터클(262) 사이에 유체 소통을 제공한다. 길게 연장된 샤프트(230)는 전체 또는 부분적으로 다른 생체적합성 재료뿐만 아니라 하나 또는 그보다 많은 금속, 합금(예를 들어, 스테인리스 강과 같은 합금 강), 플라스틱, 폴리머 및 이들의 조합으로 만들어질 수 있으며, 많은 가지의 기도를 따라 편리하게 지나가도록 가요성일 수 있다. 센서들은 그것을 통해 유동하는 유체의 온도를 감지하도록 길게 연장된 샤프트(230)에 끼워질 수 있다.
제거 어셈블리(208)가 펼침 구성인 도 10~12를 참조하여, 도관(234)은 연결 오류를 야기할 수 있는 외부 환경 및 외력으로부터 전극(214) 및 전력 라인(280)을 둘러싸고 보호한다. 또한, 전기적 연결은 체액에 노출되지 않는다. 필요하거나 바람직하다면, 전력 라인(380)은 다른 유체 통로를 따라 보내질 수 있다. 대안적으로, 전극(214)은, 전극(214)을 통해 냉각제를 전달하도록 각각의 단부에 커플링 된 도관(234)을 갖는 금속의 튜브형 부재일 수 있다. 이러한 경우, 전극(214)은 에너지 전달 동안 기도벽에 접촉하도록 사용되는 노출된 외부 표면을 갖는다.
도관(234)은 근접 섹션(286), 원격 섹션(288) 및 비-선형 섹션(300)을 포함한다. 근접 섹션(286)은 주입부로서 기능하며, 길게 연장된 샤프트(230)로부터 원격으로 연장된다. 비-선형 섹션(300)은 원주상으로 풍선(212)에 대해 연장되며, 약 180도에서 450도 범위의 호 길이를 가진다. 도 11에 도시된 바와 같이 제거 어셈블리(208)의 펼침 구성에서, 비-선형 섹션(300)의 적어도 일부는 팽창된 풍선(212)(및 카테터 샤프트(230))의 종축(310)에 대략 수직인 가상 평면(301)을 따라 위치할 수 있다. 원격 섹션(288)은 근접 섹션(286)과 나란하며 배출구로서 기능하며 비외상 팁(240)에 원격으로 연장된다.
축소되는 경우(예를 들어, 냉각제의 압축화가 없는 경우), 도관(234)은 길게 연장된 샤프트(230)에 부합하도록 매우 가요적일 수 있으며, 압축화되거나 활성화되는 때에 전체 또는 부분적으로 기 설정된 형태로 나타나는 재료로 구성될 수 있다. 상기 재료들은, 제한됨 없이, 열성형 폴리머(예를 들어, PET(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌, 또는 폴리우레탄), 형상 기억 재료 또는 이들의 조합을 포함한다. 도관(234)이 팽창된 때에, 종축(310)에 대해 바람직한 횡방향에 전극(214)을 위치하도록 구성되는 기 설정된 형상을 나타낸다.
풍선(212)은 전체 또는 부분적으로 폴리머, 플라스틱, 실리콘, 고무, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 화학적 비활성 재료, 비-독성 재료, 전기적 절연 재료, 이들의 조합 등으로 이루어질 수 있다. 열 전달을 강화하기 위해서, 풍선 측벽은 높은 열 전도성을 가지는 하나 또는 그보다 많은 전도성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 스트립(예를 들어, 금속 스트립)은 뜨거운 곳으로부터 열 에너지를 전도하는 것을 돕도록 풍선(212)을 따라 연장할 수 있다. 풍선(212)은 기도 표면(예를 들어, 연골 고리들, 측면 가지들 등)의 불규칙에 대해 부합할 수 있으며 전체 또는 부분적으로 투명하거나, 반-투과성 또는 불투명할 수 있는 다른 종류의 높은 부합성 재료 또는 폴리우레탄(예를 들어 , 낮은 경도계 폴리 우레탄)과 같은 팽창 가능 재료로 만들어질 수 있다. 풍선(212)은 핫도그형, 타원형, 원기둥형 등을 포함하는 상이한 팽창된 형태를 가질 수 있다.
도 13은 도관(234)의 채널(330) 내에 위치하는 전극(214)을 도시하며, 냉각제 채널(340)을 포함한다. 전극 메인 바디(350)는 전체 또는 부분적으로 금속(예를 들어, 티타늄(304), 스테인리스 강 등) 또는 다른 적절한 금속으로 이루어지는 강성 튜브일 수 있다. 일부 구현례에서, 도관(234)은 전체 전극(214)을 너머 연장하지 않으며, 기도벽과 직접 접촉하기 위해 노출되는 튜브형 전극의 중심 일부를 남겨둔다. 다른 구현례에서, 전극 메인 바디(350)는 전체 또는 일부가 형상 기억 재료로 만들어진다. 예를 들어, 형상 기억 재료는 형상 기억 금속 또는 합금(예를 들어, 니티놀), 형상 기억 폴리머, 강자성 재료, 이것들의 조합 등을 포함한다. 이러한 재료들은 열이 가해지는 때에 수축된 조건 또는 상이한 구성으로부터 풀리며 활성화를 위한 미리 규정된 형태를 나타낼 수 있다. 일부 구현례에서, 형상 기억 재료는 활성화되는 때에(예를 들어, 열적 활성) 제 1 기설정된 구성에서 제 2 기설정된 구성으로 변할 수 있다.
도 14 및 15에 도시된 바와 같이, 센서(360a,360b)(총괄하여 "360")는 전극 메인 바디(350)에 커플링 된다. 한 쌍의 라인(370a,370b)(총괄하여 "370")은 채널(340)을 통과하며 센서(360a,360b)에 각각 커플링 된다. 일부 구현례에서, 센서(360a)는 접촉 센서이며, 센서(360b)는 온도 센서 및/또는 압력 센서이다. 센서의 개수, 위치 및 종류는 수행되는 치료에 기초하여 선택될 수 있다.
복수 층의 구현례에서, 전극 메인 바디(350)는 하나 또는 그보다 많은 필름들 또는 코팅이 된 적어도 하나의 튜브(예를 들어, 비-금속 튜브, 플라스틱 튜브 등)를 포함할 수 있다. 필름 또는 코팅은 금속, 전도성 폴리머 또는 퇴적 과정(예를 들어, 금속 퇴적 과정), 코팅 과정 등에 의해 형성된 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있으며, 전체 또는 부분적으로 은 잉크, 은 에폭시, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
방사선-불투과성 마커들 또는 다른 종류의 가시화된 특징들은 메인 바디(350)를 위치시키도록 사용될 수 있다. 전극(214) 자체의 가시성을 증가하기 위해, 전극(214)은 전체 또는 부분적으로 방사선 사진술상 불투과성 재료로 만들어질 수 있다.
도 16 내지 18은 치료 시스템(200)을 사용하는 방법의 일례를 도시한다. 의사는 치료를 수행하기 전, 중 및/또는 후에 치료 영역(들) 및 비-대상 조직을 평가하고 위치하게 하는 전달 기구(206)를 이용하여 가시적으로 기도(100)를 검사할 수 있다. 전달 기구(206)는 가이드 튜브, 전달 덮개, 기관지경 또는 내시경 일수 있으며, 광학 관측 장치(예를 들어, 카메라), 광열(예를 들어, 렌즈의 세트) 등과 같은 하나 또는 그보다 많은 관측 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전달 기구(206)는 이미지를 전송하기 위한 광학 섬유질 및 조명을 위한 하나 또는 그보다 많은 라이트들을 가지는 기관지경일 수 있다. 카테터(207)는 풍선(212) 및 에너지 에미터 어셈블리(220) 사이를 통과하는 가이드 와이어(미도시)를 너머 전달되도록 조정될 수 있다. 이는 빠른 교환 능력을 제공한다.
도 16의 전달 기구(206)가 바디 루멘(101)(예를 들어, 기도)을 따라 이동되는 경우, 접힘 제거 어셈블리(208)는 전달 기구(206)의 작동 채널(386) 내에 유지된다. 도관(234)은 루프(221)를 형성할 수 있으며, 이에 따라 카테터(207)가 실질적으로 곧은 구성인 경우, 전극(214)은 장축(373)에 거의 평행한다. 도 16에 도시된 구현례에서, 각도 β는 전극(214)의 장축(374)과 카테터(207)의 장축(373)의 방향 사이 각도로 규정된다. 각도 β는 약 0도에서 약 30도 범위일 수 있다. 일부 구현례에서, 각도 β는 약 0도에서 약 20도 범위이다. 또한, 전극(214)은 굽어져서 길게 연장된 샤프트(230)를 부분적으로 둘러싸거나 끼워넣어질 수 있다. 소정 구현례에서, 길게 연장된 샤프트(230)의 적어도 일부는 더 감소된 프로파일을 위한 전극(214)의 호 내에 위치한다. 이로서, 샤프트(230)는 전극(214)의 단부 사이에 위치할 수 있다. 전극(214)은 각각의 전극 위치에서 생성되도록 병변의 바람직한 길이에 대해 다양한 길이를 가질 수 있다. 바람직한 구현례에서, 전극(214)은 적어도 약 2mm에서 약 3mm의 길이를 가진다. 전극은 연골 고리 사이 공간의 너비보다 크지 않은 너비(또는 원기둥이라면, 직경)를 가질 수 있으며, 일부 구현례에서 바람직하게는 0.1에서 약 3mm이다.
계속해서 도 16을 참조하면, 작동 채널(386)의 직경 DL은 약 8mm보다 작을 수 있다. 수축된 풍선(212)의 직경 DB는 상대적으로 작을 수 있다. 예를 들어, 풍선(212)이 완전히 접힌 때에, 최소 직경 DB min은 약 2mm 에서 약 3mm의 범위일 수 있으며, 최대 직경 DB max는 약 5mm 에서 약 6mm의 범위일 수 있다. 전극(214)이 접힘 가능하다면, 제거 어셈블리(208)의 직경 Dmax는 약 3mm보다 작을 수 있다. 초 로우-프로파일(low-profile) 구성에서, 최대 직경 Dmax는 약 2.8mm보다 작을 수 있다.
풍선(212)은 기도(100)의 주위에(예를 들어, 근접하거나 접촉하여) 에너지 에미터 어셈블리(220)를 이동시키도록 팽창될 수 있다. 풍선(212)이 완전히 팽창된 때, 각도 β는 70도와 약 110도 사이에서 증가 될 수 있다. 도 17은 배치 제거 어셈블리(208)를 도시하며, 전극(214)은 장축(373)에 대해 거의 수직일 수 있다. 이는 에너지 에미터 어셈블리(220) 및 풍선(212) 사이에서 작동될 수 있으며 이에 따라 해부학상 구조, 조정-불량(예를 들어, 카테터 샤프트(230)의 조정-불량) 등의 변화를 수용하도록 각도 β는 는 약 60도에서 약 120도의 범위를 가진다. 일부 구현례에서, 전극(214)은 전달 방향으로부터 배치된 방향으로 이동함에 따라 원주상 연장되는 방향에 대해 이동한다. 배치된 방향에서 전극(214)은 기도(100)의 벽을 따라 실질적으로 원주상으로 연장된다. 소정 구현례에서, 제거 어셈블리(208)가 완전히 배치 구성일 때, 전극(214)은 기도를 따라 연골 고리(376) 사이 공간(374) 내에 전체적으로 위치되도록 구성될 것이다.
도 17 및 18은 길게 연장된 샤프트(230) 및 풍선(212) 양측에 유체적으로 커플링된 에너지 에미터 어셈블리(220)를 도시한다. 일반적으로, 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리(220)의 조직-접촉 부분(215)을 냉각한다. 제거 어셈블리(208)의 냉각 섹션(209)은 기도벽(100)과 접촉하며, 전극(214)에 의해 에너지가 출력되는 동안 조직-접촉 부분(215)에 인접한 조직을 냉각시키기 위함이다. 냉각 섹션(209)은 기도벽(100)에 접촉하는 풍선(212) 및 에너지 에미터 어셈블리(220)의 일부에 의해 형성될수 있다.
풍선(212)이 팽창함에 따라, 기도(100)를 따라 전극(214)이 축상으로 연장되는 도 16의 제 1 방향 및 인접한 연골 고리(376a,376b) 사이 공간(374)에 전체 전극(214)이 배치되는 도 17의 제 2 방향으로부터 전극(214)이 이동(예를 들어, 피벗, 회전, 대체 등)한다. 풍선(212)은 기도(100)를 냉각시키며 공간(374)에 전극(114)을 안착시키도록 할 수 있다.
도 17은 공간(374)에 전극(214)이 위치하도록 배치하는 에너지 에미터 어셈블리(220)를 도시한다. 특정 구현례에서, 제 1 방향에서 종축(373)에 대한 전극(214)의 거리(도 16 참조)는 종축(373)에 대한 제 2 방향에서 전극(214)의 거리보다 클 수 있도록 연장된다.
에너지 에미터 어셈블리(208)를 배치하기 위해, 길게 연장된 샤프트(230)로부터의 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리(220)를 통해 풍선(212) 내로 유동한다. 전극(214)은 대상 영역을 제거하기 위한 충분한 양의 에너지를 출력할 수 있다. 냉각제는 전극(214) 및 기도벽(100)으로부터 열 에너지를 흡수한다.
도관(234) 및 전극(214)의 직경 DE는, 냉각제가 압축될 때 약 1.5mm에서 약 2.5mm의 범위일 수 있다. 상기 구현례는 주기관지를 따라 폐 외측 조직을 치료하도록 양호하게 맞추어진다. 특정의 구현례에서, 직경 DE는 약 2mm이다. 다른 구현례에서, 직경 DE는 약 0.1mm에서 약 3mm의 범위일 수 있다. 축소된 도관(234) 및 전극(214)의 직경 DE는 약 0.1mm에서 약 1mm일 수 있다.
인체의 기관지 나무를 치료하도록, 팽창된 풍선(212)의 직경은 약 12mm에서 약 18mm의 범위일 수 있다. 치료 확장 강화를 위해, 팽창된 풍선 직경은 약 7mm에서 약 25mm의 범위일 수 있다. 물론, 풍선(212)은 다른 동물의 조직 또는 다른 장기들을 치료하도록 다른 크기일 수 있다.
제거 어셈블리(208)는 에너지 에미터 어셈블리(220)에서 냉각제가 풍선(212)의 냉각제보다 보다 낮은 온도 및 높은 속도에 있으므로 상이한 냉각을 제공한다. 화살표에 의해 나타내진 냉각제는 길게 연장된 샤프트(230)로부터 배출되고 에너지 에미터 어셈블리(220)로 유입된다. 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리(220) 및 전극(214)의 냉각제 채널(340)(도 15)을 통해 이동한다. 냉각제는 전극(214)으로부터 열 에너지를 흡수한다. 가열된 냉각제는 도 18에 도시된 바와 같이, 팁(240) 내로 유동하여 루멘(400)을 통해 근접하게 이동한다. 냉각제는 밸브(420)(예를 들어, 스로틀(throttle))를 통해 유동하며 포트(424)를 통해 통과한다. 밸브(420)는 냉각 섹션(209)으로 규정되는 풍선(212)의 일부 및 에너지 에미터 어셈블리(220)에 연결되는 유체 통로를 따라 배치된다. 냉각제는 챔버(426)에서 순환하며 조직으로부터 열을 흡수한다. 이는 세포 사멸 또는 조직 손상을 야기할 수 있는 온도 아래에서 얕은 조직을 유지하는 것을 도와준다.
냉각제는 포트(430), 루멘(432) 및 스로틀(434)을 통해 유동한다. 스로틀(420,434)은 바람직한 압력을 유지하도록 협력작용할 수 있다. 스로틀(420)은 에너지 에미터 어셈블리(220)를 통하는 냉각제의 제 1 유동 속도 및 냉각 섹션(209)을 통하는 냉각제의 제 2 유동 속도를 유지하도록 구성된다. 제 1 유동 속도는 제 2 유동속도와 매우 상이할 수 있다.
도관(234)은 압력이 가해지는 경우 기 설정된 형태를 나타낼 수 있다. 밸브(420,434)는 약 5psig에서 약 15psig의 범위 내의 풍선(212) 내 바람직한 압력을 유지하도록 협력할 수 있다. 상기 압력은 연골 고리 사이에 전극(214)을 밀어넣는 것을 돕도록 양호하게 맞춰진다. 다른 압력들은 수행되는 치료에 기초하여 선택될 수 있다. 밸브(420,434)는 스로틀 밸브, 나비 밸브, 체크 밸브, 덕빌 밸브, 일-방향 밸브, 다른 적절한 밸브일 수 있다.
RF 에너지가 전극(214)으로 전송되는 때, 전극(214)은 조직을 통해 이동하는 RF 에너지를 출력한다. 냉각제가 조직(예를 들어, 표층 조직)을 냉각하는 동안, RF 에너지는 기도벽의 조직(예를 들어, 표층 및 심층 조직)을 가열할 수 있다. 순환하는 냉각제에 의한 표층 냉각 및 RF 에너지에 의한 표층 및 심층 가열의 전체 효과는, 도 6 및 7과 관련되어 논의한 바와 같이, 기도벽(100)의 외각 층의 열 농도이다. 결합 조직의 온도는 상피, 기질 및/또는 평활근의 온도보다 높을 수 있다. 실시 예에 의하면, 기도의 다른 비-대상 조직은 비-대상 조직에 손상을 제한하거나 방지하도록 보다 낮은 온도에서 유지되는 동안, 결합 조직의 온도는 신경간 조직 또는 다른 심층 조직에 손상을 야기하도록 충분히 높을 수 있다.
열은 기도벽의 하나 또는 그보다 많은 내측 층(예를 들어, 기질) 또는 기도벽의 내측 내벽(예를 들어, 상피)에 집중될 수 있다. 더욱이, 하나 또는 그보다 많은 기관지 동맥 가지의 혈관은 병변 내에 있을 수 있다. 전극(214)을 사용하여 발생되는 열은 제어될 수 있으며, 이에 따라 기관지 동맥 가지를 통해 유동하는 혈액은 신경 조직이 동맥 가지 옆에 있을지라도 신경간 조직은 손상되는 반면 상기 가지들을 열 손상으로부터 보호한다. 카테터(207)는 상대적으로 작은 영역의 세포 사멸을 생성할 수 있다. 예를 들어, 기도벽(100)의 중간 또는 기도벽(100)의 외측 표면을 따라 조직의 2mm에서 3mm 섹션은 파괴될 수 있다. 적절한 냉각 및 전력의 적절한 적용에 의해, 병변은 어떠한 바람직한 깊이에서 생성될 수 있다.
제거 어셈블리(208)의 저속 회전 동안 조직을 제거함으로써, 또는 에너지가 바람직한 시간 간격 동안 각각 전달되는 일련의 회전 지점에 제거 어셈블리(208)를 위치시키으로써, 원주상 병변은 기도벽(100)의 원주 전체 또는 대부분 주변에 형성될 수 있다. 일부 구현례에서, 전체 루프(221)(도 17)는 전극일 수 있다. 루프(221)는 전도성 재료로 코팅될 수 있으며 전극을 이동시킬 수 있다. 하나의 절차는 원주상 병변을 생성할 수 있다. 병변을 생성한 후에, 풍선(212) 내로 유동하는 냉각제는 정지될 수 있다. 풍선(212)은 에너지 에미터 어셈블리(220)가 기도벽(100)으로부터 다시 코일되는 것을 야기하도록 수축된다. 카테터(207)는 다른 부분을 치료하도록 다시 위치하게 되거나 대상으로부터 완전히 제거될 수 있다.
사용자가 풍선(212)의 냉각제가 에너지 에미터 어셈블리(220) 내 냉각제보다 더 낮은 온도에 있길 원한다면, 차가운 냉각제가 풍선(212) 내부로 전달될 수 있으며 다음 에너지 에미터 어셈블리(220)로 전달된다. 도 19 및 20은 상기 냉각제 유동을 도시한다. 길게 연장된 바디(230)를 통한 낮은 온도의 냉각제 유동은 밸브(434) 및 포트(430)를 통하여 통과한다. 냉각제는 챔버(426)에서 순환하며 열을 흡수한다. 가열된 냉각제는 밸브(420)를 통하여 유동하며, 에너지 에미터 어셈블리(220)를 통해 전극(214)을 냉각하도록 이동한다.
기도 연골 고리 또는 연골 층은 전형적으로 기도 연조직(예를 들어, 평활근 또는 결합 조직)보다 상당히 큰 전기 저항을 가진다. 전극이 연골 다음에 있는 경우,기도 연골은 에너지 유동(예를 들어, 전기적 고주파 전류 유동)을 지연시키며 고주파 전기 에너지를 가지는 치료 병변의 형성이 기도 신경간에 저항하는 영향을 미치도록 한다.
포지셔너(positioner)는 전극의 배치를 도울 수 있다. 상기 포지셔너는 제한됨 없이, 범프, 버지, 돌출들, 리브 또는 바람직한 위치에 전극(214)을 바람직하게 안착시키는 것을 돕는 다른 특징을 포함하며, 이로써 치료를 수행하거나 정확한 위치를 확인하는 것을 용이하게 한다. 도 21 및 22 는 연골간 포지셔너로서 도울 수 있는 에너지 에미터 어셈블리를 도시한다. 풍선(212)이 기도(100)에 대해 압력을 가하는 때, 연골 고리(452a,452b) 사이에 전극(214)을 바람직하게 위치시키도록 루프(221)는 풍선(212)을 따라 이동한다. 루프(221)는 제거 어셈블리(208)가 자기-안착을 야기하는 충분한 압력을 기도벽에 대해 가하는 것을 보장하기에 충분한 거리로서 풍선(212)으로부터 외측으로 돌출된다. 카테터는 공간(453)에서 연 조직(453) 다음에 전극(214)이 위치하는 것을 돕도록 앞뒤로 이동시킬 수 있다. 에너지 에미터 어셈블리(220)는 거리 D0(예를 들어, 종축(310)을 따라 측정됨)를 대체하도록 구성될 수 있으며, 이는 적어도 연골 고리(452a,452b) 사이 거리 D의 절반이다. 이는 전극(214)이 일반적으로 연골 고리(452a,452b) 사이 중간에 위치할 수 있음을 보장한다.
복수개의 전극(214)은 하나의 전극을 갖는 카테터에 비교하여 치료 시간 및 절차의 복잡성을 모두 감소시킬 수 있다. 이는, 하나의 전극 카테터에 비교하면 다수-전극 카테터가 바람직한 치료 크기의 다수의 병변을 생성하도록 하는 기관지 나무(또는 다른 중공의 장기) 내에 보다 적은 횟수로 위치할 수 있기 때문이다. 따라서, 다수-전극 카테터는 정밀하며 정확하게 사용자의 호흡기계를 치료할 수 있다.
도 23은 풍선(520)의 원주에 대해 상호 이격된 두 개의 전극(510a,510b)(총괄하여,"510")을 포함하는 에너지 에미터 어셈블리(500)를 도시한다. 전극(510a,510b)은 제거 어셈블리(501)의 장축(511)에 대하여 서로 다르게 약 45도에서 210도를 이룰 수 있다. 다른 전극 위치도 가능하다. 도 24는 서로 약 60도를 이루게 배치되는 세 개의 전극(540a,540b,540c)(총괄하여 "540")들을 갖는 에너지 에미터 어셈블리(530)를 도시한다. 이러한 구현례들에서, 각각의 전극은 각각의 독립적인 제어를 허용하는 독립된 에너지 라인에 커플링 될 수 있거나, 모든 전극들이 함께 작동되기 위해 같은 전력 라인에 커플링 될 수 있다. 더욱이, 한 쌍의 전극들은 양극 모드로 작동될 수 있으며, 조직을 통해 상호 간에 전송되는 RF 에너지을 가지는 한 전극은 양극이며 다른 하나는 음극이다.
도 25 및 26을 참조하면, 에너지 에미터 어셈블리(552)의 원격 단부(560)는 팁(562)에 커플링 된다. 에너지 에미터 어셈블리(552)의 근접 단부(570)는 길게 연장된 바디(574)에 커플링 된다. 휘어진 섹션(576)으로 도시된 중앙 섹션은 풍선(554)에 직접 연결되지 않는다. 이는 연골 또는 다른 특징 사이의 편리하게 나란하게되는 간격 및 전극(583)의 상당한 이동량을 허용한다.
풍선(554)이 부분적으로 팽창되는 때(도 25에 도시), 중앙 섹션(576)의 아치형 섹션(580)은 풍선(554)의 종축(582)에 일반적으로 수직일 수 있다. 풍선(554)이 완전히 팽창된 경우(도 26에 도시), 풍선(554)의 상당한 변형 없이 전극(583)의 이동을 허용하는 충분한 간격이 있을 수 있다. 예를 들어, 전극(583)은 약 -30도에서 약 30도의 범위의 각도 α에서 이동할 수 있다. 또한, 다른 각도도 가능하다.
도 27 및 28은 전체 또는 부분적으로 고유연재로 만들어질 수 있는 부합하는 풍선(594)을 도시한다. 고유연재는 제한됨 없이, 실리콘, 고무, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 또는 큰 변형을 겪는 것이 가능한 다른 재료들을 포함한다. 도 29는 기도벽(597)에 접촉하며 상대적으로 많은 양의 표면 접촉을 제공하는 풍선(594)의 측벽(595)을 도시한다. 신경 조직의 섹션이 도시된 것과 같이, 보다 심층의 대상 영역(601)이 손상되는 동안, 기도벽 표면상 및 근처의 조직에 빠르고 효과적인 냉각을 제공한다.
도 30~32는 내부 전극(620a,620b)을 갖는 일체화된 에너지 에미터 어셈블리(610)를 포함하는 제거 어셈블리(600)를 도시한다. 일반적으로 외측으로 돌출된 측벽(630)의 U형 일부(650)는 전극(620a,620b)이 위치하는 것을 도울 수 있다. 길게 연장된 바디(670)는 풍선(640)으로부터 근접하게 연장되며 전달 루멘(672), 복귀 루멘(674) 및 내부 지지 샤프트(675)를 포함한다. 포트(679)는 냉각 채널(678) 및 챔버(680) 사이에 유체의 소통을 제공한다. 냉각제는 복귀 라인(674)을 통해 풍선(640)에서 배출된다. 측벽(630)은 전달 루멘(672)의 섹션을 형성한다. 일부 구현례에서, 도관(예를 들어, 유체 라인들 또는 호스들)은 길게 연장된 바디(670) 및 에너지 에미터 어셈블리(610) 사이 유체 소통을 제공한다.
도 33 및 34는 팽창 가능 풍선(720) 및 에너지 에미터 어셈블리(730)(도 34에서 파선으로 도시)를 포함하는 제거 어셈블리(710)를 도시한다. 분리된 채널들은 풍선(720) 및 에너지 에미터 어셈블리(730)에 독립적으로 압력을 조정하는 분리된 유체 통로를 제공한다. 풍선(720) 및 에너지 에미터 어셈블리(730) 모두 상이하게 기관지 루멘 크기에 맞추어지도록 유연재(예를 들어, 우레탄 또는 다른 생체 적합성 유연재)로 만들어질 수 있다. 유리하게, 보다 적은 카테터 SKUs(stock keeping units)는 상이한 크기의 루멘에 맞추어지기 위해 최적으로 조절 가능하지 않은 비-유연재들로 만들어지는 카테터 풍선들에 비교하여 요구될 수 있다.
카테터(704)는 상이한 냉각을 위해 구성된 근접 섹션(732)을 가진다. 유입 라인(742)의 근접 단부(741)는 인라인 밸브(743)를 가지며 도 35의 유입 루멘(752)과 유체 소통한다. 도 37 및 38의 공급 도관(816)은 유입 루멘(750)으로부터 팽창 어셈블리(780a)의 챔버(811)로 냉각수를 전달한다.
도 33의 유입 라인(745)의 근접 단부(744)는 인라인 밸브(746)를 가지며 도 35의 유입 루멘(752)과 유체 소통한다. 인라인 밸브(743,746)는 유체 공급부에 연결될 수 있다. 배출 라인(759)의 근접 단부(758)는 아웃라인 밸브(761)를 가지며 도 35의 배출 루멘(756)과 유체 소통한다. 전력 라인(760,762)들은 전극(790a,790b)을 각각 에너지 공급원 커넥터(781)에 구분하여 커플링 한다.
도 36 및 37은 펼침 상태의 팽창 가능 제거 어셈블리(780a,780b)(총괄하여"780")들을 도시한다. 어셈블리(780)들은 전극(790a,790b)을 위치시키는 것을 돕도록 독립적으로 팽창될 수 있다. 상이한 냉각제 온도(예를 들어, 냉각된, 따뜻한, 상온 등)에서 상이한 냉각제(예를 들어, 염류 용액, 물 등)는 제거 어셈블리(780)을 통하여 유동할 수 있다. 팽창 압력은 기도에 가해지는 힘을 증가시키며 제거 어셈블리(780)를 안착시키는 것을 돕도록 증가될 수 있다.
제거 어셈블리(780)는 각각의 제거 어셈블리(780)가 연골 고리 사이에 위치하는 것을 허용하도록 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 36에서 거리 D는 약 1mm 에서 약 5mm의 범위 일 수 있다. 의사는 기도를 검사함으로써 거리 D를 결정할 수 있으며, 그 후 적절한 크기의 카테터를 선택할 수 있다. 축상으로 이격되는 것에 더하여, 전극(790a,790b)은 원주상으로 오프셋(offset) 위치에 배치될 수 있으며 이는 기도벽의 상이한 측면에 에너지를 전달하기 위함이다. 예를 들어, 전극(790a)은 전극(750b)에 대해 45도, 90도 또는 180도 오프셋 될 수 있다. 나아가, 각각의 제거 어셈블리(780a,780b)는 풍선(720) 주위에 원주상으로 배치된 다수의 전극들을 가질 수 있다.
상이한 온도에서 유체는 제거 어셈블리(780) 및 풍선(720)에 전달될 수 있다. 일부 구현례에서, 치료 목적이 최대 깊이를 갖는 병변을 생성하는 것이라면, 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리(780)의 냉각 채널들을 통해 전달되며 풍선(720)으로 유입된다. 또한, 풍선(720) 및 에너지 에미터 어셈블리(780)는 보통 공급원(또는 싱크) 통로에 커플링 될 수 있다. 이는 각각의 통로에 고유 냉각제 유동을 허용한다. 또한, 이는 완전히 분리된 냉각제 통로를 사용하는 것에 비해, 펼침 제거 어셈블리(710)의 전반적인 직경을 감소시킬 수 있다. 전극(790a,790b)은 독립적으로 제어될 수 있으며 이에 따라 에너지는 같거나 상이한 전력 수준에서 동시에 또는 독립적으로 전달될 수 있다.
도 39 및 40은 풍선(810)에 걸쳐 제거 가능하게 배치 가능한 에너지 에미터 어셈블리(820) 및 풍선(810)을 가지는 배치 카테터(811)를 구비한 제거 어셈블리(800)를 도시한다. 에너지 에미터 어셈블리(820)는 원격 루프(823)에 의해 연결되는 한 쌍의 튜브형 샤프트(817,819)를 포함한다. 원격 루프(823)는 샤프트(817,819)의 종축에 평행한 축 주위에 미리 형성될 수 있다. 대안적으로, 샤프트(817,819)에서 냉각제의 유입에 의해 압력이 가해지는 때에 원격 루프(823)는 배치 방향을 나타내도록 구성될 수 있다.
샤프트(817,819) 중 어느 하나는 루프(823)를 통하여 냉각제를 전달하도록 조정되며 나머지 하나는 루프로부터 냉각제를 수용하며 장치의 근접 단부에 복귀한다. 도 41에서, 샤프트(817)는 풍선(810)에 냉각제를 전달한다. 냉각제는 샤프트(819)를 통해 풍선(810)에서 배출된다. 도 40에 도시된 바와 같이, 배치 카테터(811)의 원격 팁(834)은 에너지 에미터 어셈블리(820)의 수용 개구부(830)를 통해 삽입되며 통과된다. 전극(836)을 고정하는 표면으로 도시된 전극이 풍선(810)의 근접 단부(840) 및 원격 팁(834) 사이에 위치되면, 풍선(810)은 에너지 에미터 어셈블리(820)를 안정되게 고정하도록 팽창된다.
에너지 에미터 어셈블리(820)는 전달을 위해 곧으면서 접힘 구성과 도시된 배치 구성 사이에서 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기에서 서술한 미리 결정된 형태의 구현례에서, 에너지 에미터 어셈블리(820)의 원격 루프(823)는 내측으로 접히면서 곧게될 수 있는데, 이는 유입 동안 제한 덮개에 배치 가능하게 하기 위함이다. 덮개를 제거함에 있어서, 원격 루프(823)는 그것의 균일한 배치 방향으로 복귀할 것이며, 이는 일반적으로 샤프트(817,819)의 종축들에 수직인 평면에 놓인다. 대안적인 구현례에서, 압력이 가해지지 않을 때에 원격 루프(823)는 접힘 가능하며 탄력이 없을 수 있으며, 샤프트(817,819)를 통해 냉각제가 유입되는 때에 원격 루프(823)는 바람직한 배치 형태를 나타낼 것이다. 압력이 가해지는 때에 원격 루프(823)를 생성하도록, 폴리머 튜브는 바람직한 형태를 나타내도록 열처리될 수 있다.
배치 카테터(811)로부터 에너지 에미터 기구(820)를 커플링 해제함으로써, 각각으로부터 별도로 유입될 것이며, 매우 작은 직경 통로를 통하여 기구가 유입되는 것을 허용한다. 이는, 기관지경의 작동 채널을 통해 제거 어셈블리가 삽입되는 것을 허용하는 것에 특히 유용한다. 우선, 에너지 에미터 어셈블리(820)는 작동 채널(덮개를 갖거나 갖지 않는)을 통해 접히며 유입될 수 있으며, 배치 카테터(811)가 유입될 수 있다. 결합된 기구는 기도 내에서 조립될 수 있다.
도 41 및 42에 도시된 바와 같이, 유체는 에너지 에미터 어셈블리(820) 및 풍선(810)을 통해 독립적으로 전달될 수 있다. 도 41은 에너지 에미터 어셈블리(820)를 통해 유동하는 냉각제를 나타내는 화살표들을 도시한다. 도 42는 풍선(810)을 통하여 유동하는 냉각제를 나타내는 화살표들을 도시한다. 냉각제는 전달 루멘(854) 및 포트(856)를 통해 유동할 수 있다. 냉각제는 포트(860)를 통해 챔버(857)에서 배출되며 복귀 루멘(864)을 통해 유동한다. 분리된 전달 루멘(867)은 냉각제를 에너지 에미터 어셈블리(820)에 전달한다. 복귀 루멘(869)은 에너지 에미터 어셈블리(820) 밖으로 냉각제를 전달한다. 일부 구현례에서, 냉각제들은 독립적으로 풍선(810) 및 에너지 에미터 어셈블리(820)에 전달된다. 분리된 라인은 풍선(810) 및 에너지 에미터 어셈블리(820)에 연결될 수 있다.
하나 또는 그보다 많은 이동 밸브는 풍선(810) 및 에너지 에미터 어셈블리(820)를 통해 상이한 유동 속도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 밸브 시스템(예를 들어, 하나 또는 그보다 많은 밸브, 스로틀 등)은 에너지 에미팅 어셈블리(820)를 통한 냉각제의 제 1 유동 속도 및 풍선(810)을 통한 냉각제의 제 2 유동 속도를 제공할 수 있다. 제 1 유동 속도는 제 2 유동 속도와 매우 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 유동 속도는 제 2 유동 속도보다 매우 클 수 있다. 다른 구현례에서, 제 1 유동 속도는 일반적으로 제 2 유동 속도와 동일할 수 있다.
도 43~45를 참조하면, 카테터(883)는 기도의 제거 치료 동안 환기를 제공할 수 있다. 펼침 가능 부재(882)는 원격 단부(884), 근접 단부(886) 및 단부(884,886)들 사이에서 연장되는 환기 통로(890)를 가진다. 펼침 가능 부재(882)는 내측 및 외측 벽 사이에 원기둥형 챔버로 규정되는 이중-벽 원기둥형 풍선일 수 있다. 내측 및 외측 벽 사이 공간 t(도 45 참조)는 에너지 에미팅 어셈블리(896)가 기도벽과 결합하도록 펼쳐지며 효과적으로 조직 온도를 제어하도록 충분한 유체가 부재(882)에서 순환하는 것을 허용하도록 충분히 클 수 있다.
환기 통로(890)는 도 43에서 화살표(892)에 의해 나타난 바와 같은 호기성 공기 유동 및 도 44에서 화살표(894)에 의해 나타나는 흡기성 공기 유동을 허용하도록 구성된다. 유동 속도 센서는 통로(890)를 따라서 치료에 의한 공기 유동의 변화를 결정하도록 위치할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 밸브(예를 들어, 일-방향 밸브, 이-방향 밸브 등) 또는 유동 조절장치는 공기의 유동을 제어하도록 사용될 수 있다. 상기 부재들은 통로(890)에 설치될 수 있다.
도 39~42의 구현례와 같이, 에너지 에미터 어셈블리(896) 및 펼침 가능 부재(882)는 독립적으로 배치 가능할 수 있다. 에너지 에미터 어셈블리(896)는 전달 구성(예를 들어, 곧은 구성)에서 도시된 치료 구성(루프로 도시)으로 팽창될 수 있다. 펼침 가능 부재(882)는 도시된 튜브형 구성으로 팽창될 수 있다. 팽창된 단부(884,886)는 펼침 가능 부재(882)에 대해 전극(900)을 움직이지 않게 단단히 유지시키도록 기도에 대해 압력을 가할 수 있다. 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리(896)를 통해 팽창 가능 부재(882) 내로 순환할 수 있다. 상이한 냉각을 강화하기 위해, 상이한 냉각제는 에너지 에미터 어셈블리(896) 및 팽창 가능 부재(882)를 통해 유동할 수 있다.
도 46은 코일된 에너지 에미터 어셈블리(920)를 갖는 제거 어셈블리(910)를 도시한다. 냉각제는 전달 라인(944) 및 코일 섹션(946)을 통해 유동한다. 냉각제는 코일 섹션(946) 근처의 조직으로부터 열 에너지를 흡수한다. 또한, 냉각제는 전극(940)을 냉각한다. 냉각제는 제거 어셈블리(910)의 원격 단부로 유동하여 복귀 라인(950)을 통해 근접하게 복귀된다. 전달 라인(944) 및 복귀 라인(950)은 카테터 샤프트(952)를 형성한다. 이러한 방법으로 기도벽 및 전극(940) 모두 분리된 풍선의 사용 없이 동시에 냉각된다.
코일 섹션(946)은 중공형의 튜브형 부재를 형성할 수 있으며 7번 감긴 코일을 가진다. 감긴 코일의 수는 코일 섹션(946)의 축상 길이를 증가하거나 감소하도록 증가되거나 감소될 수 있다. 각각의 감은 코일은 분리를 방지하도록 인접하게 감긴 코일에 연결될 수 있다. 대안적으로, 인접한 감긴 코일은 기도를 통한 전달을 위해 제거 어셈블리(910)가 코일을 푸는것을 허용하도록 물리적으로 함께 커플링 되지 않을 수 있다.
제거 어셈블리(910)는 코일 구성을 상정하여 팽창될 수 있으며 전체 또는 부분적으로 PET 또는 다른 열성형 재료와 같이 미리 형성된 재료로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 열적으로 활성화되거나 제한된 구성으로부터 풀리는 때에, 제거 어셈블리(910)는 상이한 구성을 나타내는 형상 기억 재료로 형성될 수 있다.
조직 및 전극(940) 사이 접촉을 돕기 위해, 전극(940)은 외측으로 돌출될 수 있다. 전극(940)은 판이 고정되는 표면일 수 있다. 다른 구현례에서, 전극(940)은 전도성 코팅된다.
도 47은 3번 감긴 코일을 갖는 튜브형 부재(964)를 가지는 코일 섹션(962)을 도시한다. 중앙에 감긴 코일(970)은 인접한 코일(972,974)들보다 조금 클 수 있으며, 이로 인해 전극(975)은 코일의 방사상 외측으로 위치할 수 있다. 냉각제는 전달 라인(967)을 통해 코일 섹션(962)을 통해 유동할 수 있으며 복귀 라인(966)을 통해 복귀될 수 있다. 일부 구현례에서, 내측 코일은 감긴 코일(970)을 외측으로 민다.
도 48 및 49는 풍선의 챔버와 소통하는 개방된 냉각 채널을 도시한다. 전극(1010)은 풍선(1014)의 외측에 고정된다. 고리형 리브(1030)는 풍선(1014)의 벽에 형성될 수 있고 전극(1010)은 휘어진 단면을 가질 수 있으며 이는 전극 및 풍선 사이에 열 전송을 위해 보다 큰 표면 면적을 생성하도록 하며, 전극(1010)의 위치 유지를 돕는 고리형 리브 너머 끼워진다. 냉각제는 전달 루멘(1016)을 통해 전달될 수 있다. 냉각제는 포트(1019)를 통해 풍선(1014)의 챔버(1020)로 이동한다. 포트(1019)는 냉각제가 증기의 형태로 전극(1010)을 향하거나 전극을 냉각하기 위해 스프레이 분사를 하도록 구성된다. 냉각제는 포트(1022)를 통해 챔버(1020)를 순환하며 배출된다. 냉각제는 복귀 루멘(1018)을 따라 근접하게 유동한다. 냉각 능력을 강화하도록, 냉각제의 유동은 전극(1010)을 향하여 목표되어 전달된다.
도 50에 도시된 바와 같이, 전달 도관(1044)은 종축(1050)으로부터 전극(1010)을 향해 횡으로 연장되는 팁(1040)을 가지며, 이에 따라 배출 포트(1042)는 전극(1010)에 매우 근접하게 위치한다. 냉각제는 포트(1042)로 배출되며 냉각을 최대화하기 위해 전극(1010)을 향해 바로 유동한다.
도 51은 전달 위치(1112)로부터 도 52의 배치 위치(1113)로 이동 가능한 길게 연장된 바디(1111)의 변형 가능한 전달 도관(1110)을 도시한다. 전달 도관은 배치 위치(1113)에서 탄력적으로 바이어스된다. 풍선(1130)이 팽창될 때까지 축소된 풍선(1130)은 곧은 구성에서 전달 도관(1110)을 고정할 수 있다. 풍선(1130) 및 바이어스 전달 도관(1110) 모두 함께 배치될 수 있다. 다른 구현례에서, 전달 도관(1110)은 활성화되는 때에 이동하는 형상 기억 재료로 이루어진다. 예를 들어, 가열되는 때, 전달 도관(1110)은 전달 위치(1112)로부터 배치 위치(1113)로 이동할 수 있다.
도 53을 참조하면, 포트(1114)는 종축(1117)(도 52)보다 냉각 채널(1119)에 가깝다. 유체 분출구는 포트(1114)로부터 나와서 채널(1119) 내로 유동한다. 냉각제는 일반적으로 일정한 전극 냉각을 제공하도록 전극(1120)의 전체 길이 및 너비에 따라 유동할 수 있다. 풍선(1130)이 축소되는 때에 전달 도관(1110)은 일반적으로 중간 위치로 다시 이동한다.
도 54 및 55는 도관(1220) 또는 외측 부재 내에서 전극(1210)을 포함하는 에너지 에미터 어셈블리(1200)의 일부를 도시한다. 스페이서(spacer)(1222a,1222b,1222c,1222d,1222e,1222f)(총괄하여 "1222")는 외측 부재(1220)로부터 전극(1210)과 간격을 둔다. 전극(1210)은 내측 냉각 채널(1234)을 가진다. 외측 냉각 채널(1235)은 전극(1210) 및 외측 부재(1220) 사이에 있다. 도 55에 도시된 바와 같이, 냉각제는 냉각 채널(1234)을 통해 일 방향으로 유동할 수 있으며, 냉각제는 채널(1235)을 통해 반대 방향으로 유동할 수 있다.
도 56 및 57은 복수의 냉각 채널(1242a,1242b,1242c,1242d,1242e)(총괄하여"1242")을 가지는 전극(1240)을 도시한다. 동일한 유체는 모든 채널(1242)을 통해 전달될 수 있다. 대안적으로, 상이한 온도에서 상이한 유체는 채널(1242)을 통해 전달될 수 있다. 일부 구현례에서, 냉각제는 일부 채널(1242)을 통해 일 방향으로 유동하며, 상이한 냉각제는 다른 채널(1242)을 통해 반대 방향으로 유동할 수 있다.
도 58 및 59를 참조하면, 전극(1300)은 금속 튜브를 포함한다. 열은 전극(1300)의 원주에 대해서 및 냉각 채널(1320)의 냉각제 내로 전도될 수 있다. 열의 유동은 도 59에 도시된다. 열은 전극(1300)의 벽을 따라 일반적으로 일정하게 이동될 수 있으며, 이에 따라 열은 내부 표면(1330)을 따라 유동하는 냉각제에 의해 흡수된다.
전극들은 열 이송을 강화하기 위한 하나 또는 그보다 많은 열 이송 부재들을 포함할 수 있다. 도 58은 파선으로 도시된 바와 같이 냉각제 채널(1320) 내부로 연장되는 핀(fin)(1360)의 형태의 선택 열 이송 부재를 도시한다. 내측으로 연장되는 많은 핀들은 대류를 통해 열 이송을 강화하기 위한 냉각제 채널(1320)에 위치할 수 있다. 핀들은 높은 열전도성을 가지는 재료로 구성될 수 있다. 다른 종류의 열 이송 부재들 또는 특징들(예를 들어, 표면 조직)은 열 이송을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
도 60 및 61은 열적으로 전도성 부분(1360) 및 절연 부분(1362)을 가지는 전극(1350)을 도시한다. 열적으로 전도성 부분(1360)은 전체 또는 부분적으로 금속 또는 높은 열적 전도성을 가지는 다른 재료로 구성될 수 있다. 절연 부분(1362)은 고무, 플라스틱 등과 같은 절연 재료로 구성될 수 있다. 도 61에 도시된 바와 같이, 열 이송은 일반적으로 절연 부재(1362)의 과도한 가열을 방지하도록 열적으로 전도성 부분(1360)과 분리되며, 이는 풍선과 같이 온도에 예민한 부재와 접촉될 수 있다.
전극들이 하나 또는 양 단부에 날카로운 에지를 가진다면, 전자들는 다른 불규칙 부분 및 상기 날카로운 에지들 주위에 축적되는 경향이 있다. 에지 주위 전압은 전극의 다른 영역보다 종종 높다. 도 62는 절연 부재(1372)에 연결되는 전극(1370)을 도시하며, 양(+) 부호로 나타내진 하전된 전하는 날카로운 에지(1374)를 따라 축적되는 경향이 있다. 높은 전하는 과도한 가열을 야기하며 이는 "에지 효과(edge effect)"로 지칭된다. 높게 하전된 에지(1374)가 조직과 접촉하는 때에 전극 에지(1374) 근처 높은 영역적 전압은 에지(1374)에 근접하거나 접촉하는 조직에 전달되는 보다 많은 전력를 초래한다. 따라서, 상기 조직은 전극(1370)에 접촉하는 다른 조직보다 뜨거워진다. 이는 원치않는 열점 및 조직의 균일하지 않은 가열을 초래한다. RF 제거 동안, 병변 형성은 매우 고르지 않고 과도한 조직 손상이 있을 수 있으며, 이는 흔히 에지 효과로 지칭된다.
도 63은 인슐레이터(1376)에 연결되는 전극(1375)을 도시한다. 전극(1375)은 복수개의 각각의 전극들을 형성한다. 하나 또는 그보다 많은 각각의 전극들은 날카로운 에지들을 가질 수 있으나, 전극들은 충분히 작으며 이로 인해 전체 전극(1375)의 너비 및 길이를 가로질러 전하 밀도는 상대적으로 일정하다. 전하는 일반적으로 에지 효과를 상당히 제거하거나 제한하거나 최소화하도록 고르게 분포한다. 도 63 에 도시된 바와 같이, 이는 일반적으로 전극(1375)의 길이를 따라 일정한 온도를 초래한다.
도 64는 전극 고리(1382a,1382b,1382c,1382d)(총괄하여 "1382")로 도시된 복수개의 별개의 이격된 전극 부재들을 도시한다. 각각의 전극 고리(1382)는 에지 효과를 완화하도록 복수의 각각의 전극들을 포함한다. 절연 부분(1390a,1390b,1390c,1390d)(총괄하여 "1390")은 전극 고리(1382)들을 절연 처리한다.
도 65는 보호장치(1420)에 의해 커버되는 전극 부재(1410)의 에지(1430)를 도시한다. 전극 부재(1410)의 노출된 접촉 표면(1440)은 조직(1450)과 접촉할 수 있으며 일반적으로 일정한 가열을 야기할 수 있다. 보호장치(1420)는 전극 부재(1410)에 의해 출력되는 에너지를 차단하거나 억제하는 절연 재료일 수 있다. 전극 부재(1410)가 전기 에너지를 출력한다면, 보호장치(1420)는 비-전도성 플라스틱 또는 폴리머 또는 다른 절연 재료와 같은 전기적 절연 재료로 구성될 수 있다.
도 66은 전극(1480) 및 보호장치 일부(1484a,1484b)(총괄하여 "1484")를 포함하는 제거 어셈블리(1470)를 도시한다. 전극(1480)은 제 1 단부(1481), 제 2 단부(1483) 및 메인 바디(1485)를 가진다. 보호장치 일부(1484a,1484b)는 단부(1481,1483)로 커버되며 제거 에너지 인슐레이터의 일부가 될 수 있다. 일반적으로 일정한 온도 분포는 노출된 전극(1480)의 길이를 따라 생성될 수 있다. 전극(1480) 및 보호장치 일부(1484) 사이 겹치는 길이는 본 발명에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 구현례에서, 전극(1480)의 약 4mm 길이는 각각의 보호장치 일부(1484) 내에 수용될 수 있다. 전극(1480)의 노출된 섹션의 길이는 약 6mm에서 약 10mm 범위일 수 있다. 전극(1480)의 길이는 약 8mm일 수 있다. 또한, 다른 크기도 가능하다.
보호장치 일부(1484a,1484b)들은 냉각 도관들일 수 있다. 냉각제는 보호장치 일부(1484) 및 전극(1480)의 냉각 채널을 통하여 유동할 수 있다. 다른 구현례에서, 펠티에 장치는 전극(1480)을 냉각하도록 사용된다. 도 54~66의 어떠한 전극 구현례들은 이 적용에서 서술된 어떠한 에너지 에미터 어셈블리들에 사용될 수 있음을 알 수 있다.
병변 형태는 냉각제의 온도, 냉각제 유동 속도, 냉각제의 열 수송 능력, 풍선의 열적 특징(예를 들어, 풍선의 열 전송 특징) 또는 전달되는 전력량을 조정함으로서 제어될 수 있다. 도 67a~71b는 온도 프로파일 및 풍선에 의해 점진적으로 증가하는 냉각에 의해 형성된 상응하는 병변을 도시한다. 풍선의 냉각 능력은 냉각제 온도를 감소시키거나 냉각제의 유동 속도를 증가시키거나 모두에 의해 증가될 수 있다. 또한, 병변 형태는 전극의 냉각제 능력이 변화하는 동안 일반적으로 풍선의 냉각 용량을 일정하게 고정하거나 조직에 전달되는 전력을 감소하거나 증가시킴으로써 얻어질 수 있다. 예를 들어, 도 8의 제거 어셈블리(208)는 도 67b, 68b, 69b, 70b 및 71b의 병변을 형성하도록 사용될 수 있다. 풍선(212)은 전극 채널(340)보다 큰 직경을 가지므로, 전극(214)을 통해 낮은 속도와 높은 속도를 비교하여 풍선 표면을 따라 상대적으로 낮은 유동 속도를 가진다. 이는 상이한 냉각을 초래한다. 전극(214) 및 풍선(212)이 독립적인 유동을 가진다면, 냉각제는 상이한 냉각을 위한 상이한 온도 및/또는 유동 속도일 수 있다. 도 39~42의 제거 어셈블리(800)는 상이한 냉각을 위해 사용될 수 있다. 전극(836)에 의해 조직으로 전달되는 전력은 고정될 수 있다. 에너지 에미터 어셈블리(820)를 통한 냉각제 유동 속도는 고정될 수 있다. 풍선(810)을 통한 냉각제 유동 속도는 상이한 형태의 병변을 형성하도록 변화할 수 있다.
도 67a는 80℃, 60℃ 및 40℃의 등온에서 조직의 온도 분포 및 등온선을 도시한다. 도 67b는 도 67a의 등온선에 상응하는 병변(1504)을 도시한다. 냉각 채널(1522) 내 냉각제는 상당한 양의 열을 흡수하는 유일의 냉각제이다. 풍선(1510)은 상당한 양의 열 에너지를 흡수하지 않으며 일반적으로 상온과 동일하거나 약 20℃~30℃ 범위 내의 온도에서 유체로 채워질 수 있다. 일부 구현례에서, 풍선(1510)은 주위 공기로 팽창되며, 조직(1500)에 대해 전극(1524)을 고정시킬 수 있다. 다른 구현례에서, 풍선(1510)은 따뜻한 염류 용액으로 팽창된다.
도 67b는 일반적으로 반원형을 가지는 병변(1504)을 도시한다. 반지름 r 및 깊이 D는 냉각 채널(1522)에서 냉각제의 온도를 각각 증가하거나 감소시킴으로써 감소하거나 증가할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 직경 r 및 깊이 D는 각각 냉각제의 유동 속도를 증가하거나 감소시킴으로써 감소하거나 증가할 수 있다.
냉각된 냉각제는 풍선(1510)을 통하여 조직 표면(1525)에서 병변의 단면 너비를 감소하도록 전달될 수 있다. 도 68a 및 68b는 냉각제가 전극(1524)을 냉각하는 때 및 풍선(1510)을 통하여 낮은 속도에서 낮은 온도의 냉각제가 유동하는 때에 상응하는 병변(1527) 및 등온선을 도시한다. 풍선(1510) 내의 냉각제는 풍선-조직 접점에 근접하거나 접촉하는 조직을 보호하도록 충분한 양의 열 에너지를 흡수한다.
병변은 일반적으로 타원형일 수 있다. 도 68b의 도시된 구현례를 포함하는 일부 구현례에서, 표면(1525)에서의 병변(1504)의 단면 너비는 표면(1525)에서 도 67b의 병변(1504)의 단면 너비보다 작다. 도 68b의 병변(1504)의 단면 너비는 최대 너비 Wmax 깊이까지 증가하며 가장 깊은 영역(1530)에서 감소한다. 최대 너비 Wmax는 병변(1504)의 깊이 D보다 작다. 도 68b는 전극 너비의 약 150%보다 크지 않은 너비를 갖는 표면(1525)에서의 병변(1527)을 도시한다. 도 69b는 조직 표면(1525)에서 전극 너비와 거의 일치하는 최대 단면 너비의 병변(1527)을 도시한다.
도 69a 및 69b는 풍선(1510)을 통해 높은 속도에서 낮은 온도의 냉각제가 유동하는 때 또는 풍선(1510)을 통해 낮은 속도에서 매우 낮은 온도의 냉각제가 유동하는 때 병변(1527) 및 등온선을 도시한다. 다소 눈물방울 모양의 병변(1527)은 조직 표면(1525)으로부터 연장한다. 병변(1527)의 얕거나 협소한 부분(1534)의 너비는 전극(1524)의 단면 너비 WE와 거의 일치한다. 따라서, 표면(1525)에서 병변(1527)은 전극-조직 접점의 약 150%보다 크지않은 최대 단면 너비를 가진다. 이는 최소량의 표면 조직이 손상되는 것을 보장한다. 병변(1527)은 얕은 부분(1534)으로부터 확장되는 영역(1535)으로 외측 방향으로 폭이 점점 가늘어진다. 병변 단면 너비는 최대 너비 Wmax의 깊이까지 점차 증가한다. 최대 너비 Wmax는 표면(1525)에서 단면 너비의 약 1배에서 약 3배보다 클 수 있다. 병변(1527)의 가장 깊은 영역(1530)은 부분적으로 원형을 가진다.
도 70a 및 70b는 풍선(1510)을 통해 높은 속도에서 매우 낮은 온도 냉각제가 유동하는 때에 형성될 수 있는 눈물 모양 병변(1527) 및 등온선을 도시한다. 병변(1527)은 조직 표면(1525)으로부터 연장되며 넓고 깊은 영역으로 빠르게 외측으로 펼쳐지는 협소하고 얕은 영역(1534)을 가진다. 얕은 부분(1534)의 너비는 전극(1524)의 너비 WE보다 작다. 단면 너비는 최대 너비 WMAX의 깊이까지 빠르게 증가한다. 따라서, 병변(1527)의 대다수의 체적은 조직의 깊은 곳에 있다. 이로서,이로서, 영역의 깊이는 표면(1525)에서 병변(1527)의 너비보다 매우 크다.
도 71a 및 71b는 풍선(1510)을 통해 매우 빠른 속도로 매우 낮은 온도의 냉각제가 유동하는 때에 형성될 수 있게 상응하는 원형 병변(1527) 및 등온선을 도시한다. 병변(1527)은 조직 표면(1525)으로부터 깊이 D에 위치한다. 병변(1527)의 최대 단면 너비 WMAX는 깊이 DWidth Max에 위치한다. 병변(1527)은 전극-조직 접점으로부터 이격되며 냉각제의 온도 및 유동 속도에 대해 상이한 형태를 가질 수 있다. 상이한 냉각은 일반적으로 타원형, 길게 연장된 형태 등과 같이 다른 파묻힌 병변 형태를 달성하도록 사용될 수 있다.
DWidth Max는 대상 영역의 위치에 기초하여 선택될 수 있다. 신경 조직을 손상시키기 위해, DWidth Max는 병변이 신경 조직을 포함하는 것을 보장하도록 적어도 약 2mm일 수 있다. 깊이 D는 평활근 조직에 대한 상당한 손상량을 피하거나 완화하도록 적어도 약 2mm일 수 있다. 상기 구현례들은 평활근 조직이 전형적으로 2mm 깊이 보다 낮지 않기 때문에 기도벽을 치료하기 위해 매우 적절하다. 이러한 방법으로, 대상 영역의 단면 너비는 평활근 조직보다 깊은 깊이에서 최대화될 수 있다. 일부 구현례에서, 대다수의 병변은 일반적으로 평활근 조직의 영역보다 깊은 기도벽에 위치하는, 평활근 조직이 아닌 조직 내에 있을 것이다. 더욱이, 신경 세포의 손상이 없을 때, 기도벽에서 평활근 조직에 대한 어떠한 손상도 예를 들어, 천식, COPD 또는 다른 폐질환의 결과로서 기도의 수축 또는 반응성을 실질적으로 변경하도록 요구되는 손상량보다 적을 수 있다.
병변은 상당량의 조직이 영구적으로 손상되지 않는 보호 영역에 의해 조직 표면으로부터 분리될 수 있다. 도 70b 및 71b는 깊이 Dp를 가지는 보호 영역(1561)을 도시한다. 유리하게, 보호 영역(1561)에서 상당량의 조직이 영구적으로 손상되지 않기 때문에, 조직 기능이 보존될 수 있다. 깊이 Dp는 신경 조직을 제거하도록 적어도 약 1mm에서 약 2mm일 수 있다.
여기에서 사용된 용어 "병변(lesion)"은 영구적으로 손상되는 예를 들어 세포 사멸 지점의 조직을 의미하게 의도된 것으로 이해될 수 있다. 일부 경우에서, 에너지 전달은 "병변(lesion)"으로 지칭되는 외측 영역 세포에 일시적이거나 치명적이지 않은 손상을 야기할 것이다. 예를 들어, 상피 또는 평활근 세포들은 여기에서 서술된 에너지 전달에 의해 변경되거나 일시적으로 손상을 입을 수 있다. 그러나, 유리하게, 상이한 냉각의 사용을 통해, 이러한 세포는 기능적으로 유지되며 다시 회복될 수 있으며, 따라서 생성된 "병변(lesion)"의 일부로 간주되지 않는다. 반대로, 카테터(207)는 기도벽의 외측 또는 기도벽 깊이 놓인 신경 조직에 영구적인 손상을 줄 수 있으며, 따라서 어떠한 폐질환의 원인인 신경 신호가 감소한다.
도 8의 카테터(207)는 도 71b의 병변(1527)을 형성할 수 있다. 전달 루멘(324), 복귀 루멘(326) 및 전극 채널(340)(도 13)은 각각 약 2.1mm의 직경을 가질 수 있다. 풍선(212)은 약 20mm의 종방향 길이를 가지며 약 0.019mm에서 약 0.025mm의 벽 두께를 가지는 낮은 경도의 우레탄으로 구성될 수 있다. 풍선(212)의 외측 직경은 약 16mm이며 약 10psig의 압력으로 팽창된다. 냉각제는 약 100~120ml/min의 유동 속도에서 전극(214)을 통해 유동하며, 염류 용액 또는 물(예를 들어, 냉각된 차가운 염류 용액 또는 물)로 냉각된다. 전극(214)은 약 8mm의 길이를 가지며 약 7 mm에서 약 8mm의 최대 깊이 DMAX를 가지는 병변(1527)을 형성하기 위한 조직 및 약 1mm에서 약 2mm의 Dp를 가지는 보호 영역(1561)에 약 25W의 전력를 조직에 전달한다. 다시 말해서, 병변(1527)은 조직 표면으로부터 적어도 1mm에서 약 2mm의 거리만큼 이격된다.
도 72 및 73은 전극(1610)을 갖는 전달 장치(1600) 및 풍선(1620)의 형태인 팽창 가능 부재를 도시한다. 전극(1610)은 수축된 풍선(1620)으로부터 원격으로 연장되며, 길게 연장된 샤프트(1640)를 근접하게 둘러쌀 수 있다. 길게 연장된 샤프트(1640)의 원격 섹션(1688)은 챔버(1690)를 통해 축상으로 연장되며 전극(1610)을 이동시킨다. 풍선(1620)이 팽창되는 때에 전극(1610)을 따라 연장하도록 원격으로 팽창가능하다.
도 74는 원격으로 마주하는 접촉 표면(1630)을 규정하는 팽창된 일반적으로종형(bell shape)의 풍선(1620)을 도시한다. 접촉 표면(1630)은 전극(1610)을 둘러싸며 일반적으로 고리 형태이다. 풍선(1620)은 외부 유체 유동이 전극(1610)을 따라 유동하는 것을 방지할 수 있다.
도 75는 전달 라인(1700)을 따라 유동하는 냉각제를 도시한다. 냉각제는 배출구(1710)에서 배출되며 전극(1610)의 내측 표면(1720)을 따라 유동한다. 냉각제는 열 에너지를 흡수함에 따라 가열된다. 냉각제는 포트(1720a,1720b)를 통해 전극(1610)에서 배출되며 풍선 챔버(1690)를 순환한다. 냉각제는 조직을 냉각하도록 열 에너지를 흡수한다. 냉각제는 포트(1730a,1730b)를 통해 챔버(1690)를 나가며 복귀 라인(1740)을 통해 유동한다.
외부 액체(예를 들어, 혈액, 소변, 점액 등)가 전달 장치(1600)에 대해 유동하면, 풍선(1620)은 조직(1650)을 따라서 유동하는 액체를 차단할 수 있다. 전극(1610)은, 외부 유체 유동에 의해 흡수되는 적절한 양의 열 없이 조직(1650)에 에너지를 전달할 수 있다. 예를 들어, 조직(1650)이 심장 조직이라면, 풍선(1620)은 풍선(1620) 및 조직(1650) 사이에 상당한 양의 혈액 유동을 방지할 수 있으며, 따라서 전극(1610) 주위 조직이 혈액 유동 때문에 냉각되는 것을 방지한다. 추가로, 필요하거나 바람직하다면, 풍선(1620)은 병변이 형태를 유지할 수 있도록 조직(1650)을 냉각할 수 있다.
도 77~81은 전극(1810) 및 동축 샤프트(1801)에 커플링 되는 종-형 펼침 가능 부재(1814)를 가지는 전달 장치(1800)를 도시한다. 전극(1810)은 접힘 가능 부재(1814)의 원격 표면에 커플링 된다. 샤프트(1820) 내 내측 루멘(1803)은 냉각된 팽창 유체를 펼침을 위한 펼침 가능 부재(1814)의 내부로 전달한다. 팽창 유체는 팽창 가능 부재로부터 샤프트(1852)의 외측 루멘(1850) 내부로 유동한다. 냉각제는 근접 전극 표면(1830)을 향해 포트(1818) 밖으로 유동할 수 있으며 챔버(1840)를 통해 순환할 수 있다. 전극(1810)은 전력 와이어들(미도시)에 커플링될 수 있으며 이는 유체 전달 루멘 및 풍선을 통해 에너지를 전극에 전달하도록 연장될 수 있다. 대안적으로, 극저온 유체는 풍선을 통해 극저온 제거를 수행하도록 하는 극저온으로 전극을 냉각하도록 순환될 수 있다.
도 82~86은 전달 장치(1900)를 도시한다. 펼침 가능 부재(1910)를 팽창하기 위한 유체는 전달 루멘(1920)을 따라서 챔버(1930) 내부로 유동한다. 유체는 복귀 루멘(1934)을 통해 배출된다. 전극(1940)을 냉각하는 냉각제는 전달 루멘(1950)을 따라서 유동하며 전극 챔버(1954)를 통해 순환한다. 냉각제는 복귀 루멘(1960)을 통해 챔버(1954)에서 배출된다. 전극 냉각제 및 풍선 냉각제는 상이한 냉각을 위해 상이한 온도일 수 있다. 유리하게, 풍선 냉각제 및 전극의 온도 및 유동 속도는 독립적으로 제어될 수 있다.
도 72~86의 원격상 제거 전달 장치는 특히 심장 조직에 에너지를 전달하기에 매우 적합하다. 풍선은 이산화탄소, 헬륨 또는 공기 또는 상대적으로 큰 심장 외막 표면 병변, 심장 내막 표면 병변을 생성하도록 상대적으로 낮은 열용량을 갖는 다른 유체와 같은 기체로 채워질 수 있다. 유체는 원치않는 냉각을 방지하기 위해 조직의 정상 온도보다 크거나 일반적으로 같은 온도에서 있을 수 있다. 낮은 온도 냉각제는 심장 내막 병변 크기를 제거하거나 제한하도록 풍선-조직 접점 주위 조직을 냉각하거나 보호하는 풍선을 통과하며, 상대적으로 큰 심장 외막 병변을 생성하도록 사용될 수 있다.
도 87a~89b는 상응하는 병변들 및 등온선을 도시한다. 도 87a는 조직(2010)에 에너지를 전달하는 전극(1610)을 도시한다. 전극(1610)은 냉각제를 이용하여 냉각될 수 있다. 조직(2010)이 심장 조직이라면, 혈액은 조직 표면(2034)을 가로질러 유동할 수 있으며 대류를 통해 조직(2010)으로부터 열을 흡수할 수 있다. 이에 따라, 몸의 기능은 도 68b에서 병변(1527)의 형태와 유사한 형태의 병변(2030)을 형성하도록 조직(2010)을 냉각하는 것을 도울 수 있다. 도 87a의 최대 깊이 Dmax는 심장 외막(2032)의 손상을 피하기 위한 두께 t 보다 작을 수 있으나 전극(1610) 주위 심장 내막(2034)의 섹션은 손상된다.
풍선(1620)은 기체(예를 들어, 주위 공기) 또는 상당한 양의 열 에너지를 흡수하지 않는 다른 유체로 팽창될 수 있다. 풍선(1620)은 혈액 유동을 차단하며 풍선-조직 접점(2042)에 인접한 조직의 제거를 허용한다. 도 88b에 도시한 바와 같이, 병변(2030)은 넓은 기반을 가진다. 이에 따라, 도 88b의 병변(2030)의 최대 너비는 표면(2044)을 따라서 위치한다.
냉각된 냉각제는 전달 장치-조직 접점으로부터 이격된 병변을 형성하도록 전극(1610) 및 풍선(1620) 모두를 통하여 이동할 수 있다. 도 89a 및 89b는 상응하는 병변(2030) 및 등온선을 도시한다. 냉각제는 전극(1610)을 냉각할 수 있다. 냉각제는 세포 손상 또는 사멸을 유도하는 온도에서 또는 그보다 낮은 온도에서 풍선(1620)을 조직에 근접하게 유지하도록 풍선(1620)을 통과할 수 있다. 심장 내막(2034)은 보호될 수 있으며 상당한 양의 심장 외막(2032)은 손상될 수 있다. 보호 영역(2035)은 병변(2030) 및 전극(1610) 사이에 위치한다.
다른 종류의 구조는 유체 또는 혈액 유동을 차단할 수 있다. 예를 들어, 방패, 마스크, 우산 구조 등은 조직에 대해 조직을 따라 자연적 체액의 유동을 방지하도록 위치할 수 있으며, 따라서 얕은 병변 형성이 촉진된다.
도 90 및 91은 배출 포트(2112)를 갖는 전극(2110)을 가지는 비-팽창 가능 전달 장치(2100)를 도시한다. 유리하게, 병변들은 전달 장치(2100)의 펼침 없이 형성될 수 있다. 포트(2112)는 원주상으로 상호 이격되며 조직(2116)을 향하여 냉각제를 스프레이분사하도록 구성된다. 화살표에 의해 나타난 냉각제는 포트(2112) 밖 및 조직(2116)을 따라 유동한다. 종축(2117) 및 스프레이 분사 사이의 스프레이 분사 각도α는 약 90도보다 작을 수 있다. 소정 구현례에서, 스프레이 분사 각도α는 냉각제가 대류를 통해 상당한 양의 열을 흡수하는 것을 보장하도록 약 70도 보다 작다.
냉각제는 체액(예를 들어, 혈액)과 혼합된 염류 용액 또는 냉각된 물이 냉각될 수 있다. 전달 장치(2100)가 공기 또는 다른 기체를 함유하는 장기에 사용된다면, 냉각제는 기체일 수 있다.
도 92는 원주상으로 위치하는 제 1 세트의 배출 포트(2021) 및 원주상으로 위치하는 제 2 세트의 배출 포트(2022)를 갖는 수정된 전달 장치(2020)를 도시한다. 포트(2021,2022)의 세트들은 전달 장치(2020)의 종축(2028)을 따라 축상으로 상호 이격된다.
도 93 및 94는 낮은 온도의 유체 생성을 위한 압력 감소 부재(2032)를 포함하는 전달 부재(2031)를 도시한다. 유체는 길게 연장된 바디(2039)의 전달 루멘(2037)의 아래에서 유동할 수 있다. 유체는 전극 챔버(2039) 내에 낮은 온도의 유체를 형성하도록 압력 감소 부재(2032)를 통해 이동한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "압력 감소 부재(pressure reducing element)"는, 제한됨 없이, 작동 유체의 압력을 감소시키도록 구성되는 장치를 지칭한다. 일부 구현례에서, 압력 감소 부재는 작동 유체의 증기압보다 작거나 같은 압력으로 작동 유체의 압력을 감소할 수 있다. 작동 유체는 냉각제(예를 들어, 극저온의 냉각제 또는 비-극저온 냉각제)를 포함할 수 있다. 일부 구현례에서, 압력 감소 부재는 통과하는 작동 유체의 적어도 일부의 기화를 야기하는 압력 감소 또는 펼침 밸브의 형태이다. 압력 감소 부재는 효과적인 양의 작동 유체(예를 들어, 극저온의 유체)가 작동 유체의 온도를 감소하도록 기화된다. 일부 모드에서, 밸브 부재(2032)를 통해 통과하는 무게에 의한 작동 유체의 다수 또는 전부는 낮은 온도 및 낮은 압력 기체로 전환된다. 낮은 온도 기체는 펼침 챔버(2039)를 통해 유동하며 배출 환기구(2033)를 통해 배출된다. 일부 구현례에서, 압력 감소 부재(2032)는 노즐 밸브, 니들 밸브, 줄-톰슨 스로틀(Joule-Thomson throttle), 스로틀 부재 또는 바람직한 압력 감소를 제공하는 어떠한 다른 적절한 밸브 일 수 있다. 예를 들어, 줄-톰슨 스로틀은 보다 낮은 아래 온도를 야기하는 유체의 펼침으로부터 작동 에너지를 회복할 수 있다. 일부 구현례에서, 특히 작동 유체가 물과 같은 비-냉각제라면, 압력 제거 부재들은 유동 조절 부재(예를 들어, 밸브 시스템)로 대체될 수 있다.
도 94의 높은 압력 기체 P1은 전달 루멘(2037)을 통해 이동한다. 높은 압력 기체 P1은 부재(2032)를 통과하며 압력이 P2로 떨어지는 펼침 챔버(2039)로 유입된다. P1으로부터 P2로 압력의 감소는 기체의 온도가 T1으로부터 T2로 떨어지게 한다. 온도 변화의 크기는 주어진 바와 같다.
Figure pct00001
여기에서, T는 기체의 온도;
P는 기체의 압력;
μ는 기체의 줄-톰슨 계수;
첨자 1은 고압 조건을 나타내며;
첨자 2는 저압 조건을 나타낸다.
제 2 압력 감소는 펼침 챔버 내에 기체가 포트(2033)를 통하여 배출될 때에 발생하며 주변의 압력까지 떨어진다. 전달 장치(2031)가 폐에서 사용된다면, 주위 압력은 대기압이다. 이 온도 감소는 다음과 같다.
Figure pct00002
따라서, 밸브 부재(2032)를 통하여 펼침 챔버(2039) 내부로 유동하는 차가운 기체는 전극(2035)을 냉각할 것이며 포트(2033)를 통하여 펼침 챔버(2039)로부터 유동하는 차가운 기체는 주위 기도에서 이동될 것이며 이를 둘러싸는 조직을 냉각시킬 것이다.
줄-톰슨 계수(μ)는 각각의 기체 또는 기체들의 조합에 대해 특유의 값을 가진다. μ에 대한 기준 온도 값은 다음과 같다.
Figure pct00003
이산화탄소
Figure pct00004
공기
이러한 계수는 주어진 압력 감소에 대해 나타내며, CO2는 공기에 의해 겪는 압력의 유사한 감소보다 온도에서 5배 더 큰 감소를 야기할 것이다.
폐에서 공기의 사용은 바람직할 수 있다. 폐로부터 추가 이산화탄소를 통풍하는 환자의 능력을 압도하지 않도록 냉각제 기체의 유동 속도가 충분히 느리다면 이산화탄소는 사용될 수 있다. 만약 냉각제 도관에서 냉각제가 액체공기 또는 액체 CO2와 같은 고압 액체라면, 냉각 효과는 강화될 수 있다. 고압 액체는 압력 감소 부재(2032)(예를 들어, 스로틀)를 통해 이동하며 고압 액체로부터 고압 가스로 고압 액체의 온도보다 낮게 되는 기체의 온도를 야기하는 흡열 반응의 상변화를 겪는다. 다음, 환기구(2033)를 통해 전극 밖으로 환기되기 전에 온도에서 더 많은 감소를 야기하는 P1에서부터 P2로 줄-톰슨 펼침을 겪는다.
여기에서 서술한 에너지 에미터 어셈블리들의 어떠한 구현례들에서, 전극 및/또는 전극에 인접한 조직은 상술한 바와 같이 줄-톰슨 팽창을 겪는 유체에 의해 냉각될 수 있다. 예를 들어, 압축된 유체는 이러한 에너지 에미팅 어셈블리들에서 압력 감소 부재를 통해 통과할 수 있으며, 이에 따라 유체는 냉각되도록 전극을 향해 및/또는 전극에 의해 접속하는 영역에 인접하는 기도벽 조직을 향해 바로 통풍될 수 있는 기체로 상변화를 겪는다.
도 95~97은 도 95의 전달 구성으로부터 도 96의 조직 치료 구성으로 이동 가능한 작동 가능 카테터(2200)를 도시한다. 작동 가능 카테터(2200)는 슬리브(2210) 및 길게 연장된 바디(2212)를 포함한다. 길게 연장된 바디(2212)는 세 개의 환기구(2215)로 도시된 포트를 갖는 전극(2214)을 포함한다. 냉각된 염류 용액 또는 물과 같은 낮은 온도 액체일 수 있는 냉각제는 환기구(2215)를 통해서 배출될 수 있다. 밸브 부재(2216)(예를 들어, 줄-톰슨 부재)는 작동 유체의 온도를 감소할 수 있다.
배치 섹션(2230)은 기도 또는 다른 용기의 내측 표면에 일치하기 위한 아치형일 수 있다. 아치형의 배치 섹션(2230)은 일반적으로 길게 연장된 바디(2212)의 종축과 동일 평면상에 위치하는 곡선 축을 가진다. 길게 연장된 바디(2212)를 통해 연장되는 푸쉬 로드 또는 와이어와 같은 바이어싱 부재는 전달 장치(2200)의 구성을 조정할 수 있다. 바이어싱 부재가 와이어라면, 와이어는 배치 섹션(2230)을 아치형으로 이동시키도록 당겨질 수 있다. 대안적으로, 슬리브(2210)는 배치 섹션(2230)을 보호하고 전달 동안 곧은 구성을 제한하기 위해 원격 섹션(120) 너머 원격으로 미끌어질 수 있다. 슬리브가 배치 섹션(2230)을 제거하는 경우는 아치형으로 탄력 있게 복귀할 것이다. 다른 구현례에서, 냉각제가 원격 섹션(2230)을 통해 전달되는 때에, 냉각제의 압력은 원격 섹션(2230)이 곡선형(예를 들어, 소용돌이 구성, 코일 구성 또는 나선 구성)을 나타내도록 야기할 수 있다.
도 98은 샤프트(2350)에 배치된 가시적 인디케이터(2310a)를 갖는 전달 장치(2300)를 도시한다. 어셈블리(2320)가 기도에서 팽창되는 때에, 특히, 전극(2340)이 연골 고리들 사이에 있거나 점액이 풍선(2330)의 외측을 둘러싸고 있다면, 전극(2340)을 관측하는 것이 어렵다. 따라서, 의사가 전극(2340)을 정확하게 위치시키는 것이 어려울 수 있다. 가시적 인디케이터(2310)는 펼침 가능 부재(2330)의 근접하게 위치하며 따라서, 펼침 가능 부재에 대하여 근접 위치로부터 관측할 수 있다. 가시적 인디케이터(2310a)는 전극(2340)의 위치에 상응한다. 도시된 구현례를 포함한 일부 구현례에서, 도 100에 도시된 바와 같이, 전극(2340)은 일반적으로 방사상 외측 및 축상으로 가시적 인디케이터(2310a)의 오프셋에 위치한다. 도 100의 전극(2340)은 일반적으로 가시적 인디케이터(2310a)의 호 길이와 동일한 호 길이를 가진다. 가시적 인디케이터(2310a)의 위치에 기초하여, 의사는 전극 단부(2352,2354)의 대략적인 위치를 결정할 수 있다. 이는 의사가 전극(2340)을 정확하게 위치시키고 회전시키는 것을 용이하게 한다.
가시적 인디케이터 또는 마킹부(2310a)는 기관지경을 통해 색을 갖거나 반사되거나 다른 요이한 가시성을 가질 수 있다. 일부 구현례에서, 가시적 인디케이터(2310a)는 종방향으로 연장되는 줄무늬 또는 마크일 수 있다. 다른 구현례에서, 가시적 인디케이터(2310a)는 하나 또는 그보다 많은 광원일 수 있다. 제거 어셈블리(2320)가 복수개의 전극을 포함한다면, 상이한 가시적 인디케이터는 상이한 전극의 위치마다 상응할 수 있다. 가시적 인디케이터는 길게 연장된 샤프트(2350), 풍선(2330), 전극(2340) 또는 다른 적절한 위치에 위치할 수 있다.
도 100은 길게 연장된 샤프트(2350)에 에 대해 위치하는 가시적 인디케이터를 도시한다. 각각의 가시적 인디케이터(2310a,2310b,2310c,2310d)(총괄하여 "2310")는 상이한 색일 수 있다. 사용자는 가시적 인디케이터(2310)를 사용하여 제거 어셈블리(2320)를 위치시킬 수 있다. 다른 구현례에서, 풍선(2330)의 근접 단부는 가시적 인디케이터를 가진다.
도 101은 전달 기구(2410)에 위치하는 카테터(2400)를 도시한다. 길게 연장된 바디(2420)는 작동 루멘(2430)을 통해 연장한다. 광학 부재(2440)는 제거 어셈블리(2450)를 위치시키고 관측하기 위해 사용될 수 있다. 풍선(2460)은 투명하거나 반-투명할 수 있다.
전달 기구(2410)는 광학 카메라(2440)를 갖는 기관지경이다. 광학 카메라(2440)의 원격 단부(2470)는 풍선 벽에 광학적으로 커플링 된다. 원격 단부(2470)는 광학적 커플링을 제공하도록 정합하는 풍선의 근접 표면에 대해 압력을 가할 수 있다. 사용 동안, 사용자는 풍선 내의 유체 및 풍선의 벽을 통해 전극 또는 다른 구성요소 또는 해부학적 특징들을 볼 수 있다.
다른 구현례에서, 전달 장치(2410)는 렌즈, 광원, 카메라 등을 가지는 광섬유(2440)를 갖는 덮개일 수 있다. 소정 구현례에서, 광학 부재(2440)는 풍선(2460)에 커플링 되거나 일체화된다. 이는 점액 또는 다른 원치않는 물질들이 사용자의 시야를 가리는 것을 방지한다. 풍선 기하학 형태, 특히 근접 풍선 벽의 각도는 광학 카메라(2440)와의 광학적 커플링을 최적화하도록 선택될 수 있다. 근접 풍선 벽은 광학적 카메라(2440)와 나란할 수 있으며 매우 평평하고, 부드럽고, 투명하며 광학 카메라(2440)의 원격 단부(2470)의 평면에 평행한 섹션을 가질 수 있으며, 바람직한 일부 구현례에서, 길게 연장된 바디(2420)의 종축에 대해 약 75도에서 약 105의 각도를 가지도록 배치된다. 근접 풍선 벽의 재료는 광학 카메라(2440) 및/또는 풍선 내 유체와 양립 가능한 가시성 및 투명성, 예를 들어 굴절 지표를 최적화하도록 선택될 수 있다.
도 102는 길게 연장된 샤프트(2530), 풍선(2540) 및 대체 가능 에너지 에미터 어셈블리(2550)를 포함하는 제거 어셈블리(2510)를 도시한다. 일반적으로 곧은 구성인 제거 어셈블리(2510)는 도시된 바와 같이 약 180도의 호 길이를 가지는 곡선의 구성을 나타내도록 전달 장치(2500) 밖으로 이동될 수 있다. 에너지 에미터 어셈블리(2550)는 기 설정된 나선 또는 곡선 형태를 나타내도록 바이어스될 수 있다. 작동 루멘(2520)의 밖으로 배출되는 때에, 전달 구성이 나타날 수 있다. 대안적으로, 냉각제가 전달될 수 있는 에너지 에미터 어셈블리(2550)를 통해 형상 기억 재료를 형성할 수 있다.
도 104에 도시된 바와 같이, 풍선(2540)은 원격으로 팁(2570)을 지나 연장된다. 팽창된 풍선(2540)은 에너지 에미터 어셈블리(2510)의 곡선 섹션(2560)에 의해 수용되며 이에 따라 전극(2571)은 풍선(2540)의 외측을 따라 위치한다. 전극(2571)은 풍선(2540)에 의해 냉각될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 에너지 에미터 어셈블리(2550)는 냉각제가 유동하는 것을 통하게 하는 냉각 채널을 가질 수 있다. 일부 구현례에서, 에너지 에미터(2550)는 도 54~57에 도시된 역 유동을 공급하는 구현례와 유사할 수 있다. 다른 구현례에서, 포트, 환기구 또는 다른 특징들은 조직의 직접적인 냉각을 제공하도록 에너지 에미터 어셈블리(2550)로 채택될 수 있다.
도 105 및 105a는 도관 또는 튜브형 부재(2618)를 지니는 접힘 가능 전극(2614)을 포함하는 제거 어셈블리(2600)를 도시한다. 전극(2614)은 코팅, 얇은 호일, 필름 또는 다른 전기적 전도성 재료일 수 있다. 다른 종류의 코팅, 도금 또는 다른 제조 기술들은 전극(2614)을 형성하도록 사용될 수 있다. 다른 구현례에서, 전극(2614)은 튜브형 부재(2618)의 내부 표면(2620)에 커플링될 수 있다. 이는 조직 또는 체액이 전극과 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다.
도 106~108은 접히는 과정을 도시한다. 도 106은 부분적으로 접힘 구성의 풍선(2630)을 도시한다. 도관(2618)은 배치 구성에서 전극(2614)을 고정한다.
도 107은 완전히 접힘 구성의 풍선(2630) 및 접힘 구성의 에너지 에미터 어셈블리(2634)를 도시한다. 방사상 접힘 전극(2614)은 상대적으로 작은 프로파일을 나타낸다. 접히는 과정을 가능하게 하도록, 진공이 이루어질 수 있다. 도 108에 도시된 바와 같이, 전극(2614)은 상대적으로 로우-프로파일 위치를 나타내도록 풍선(2630) 및 길게 연장된 바디(2640)에 대해 눕혀질 수 있다.
제거 어셈블리(2600)를 팽창하도록, 유체는 도관(2618)을 통해 유동하여 도관을 팽창시킬 수 있다. 내부 스로틀 밸브는 도관(2618) 및 풍선(2630) 사이에 상대적 압력을 제어할 수 있다. 도 106은 부분적으로 팽창된 풍선(2630)을 도시한다. 유체는 풍선(2630)이 완전히 배치될 때까지 풍선(2630)을 계속해서 충진시킨다. 따라서, 도관(2618)은 풍선(2630)의 팽창이 완료되기 전에 완전히 팽창될 수 있다. 또한, 다른 종류의 팽창 과정들도 사용될 수 있다.
도 109는 대체 가능 전극 아암(2710a,2710b,2710c,2710d,2710e)(총괄하여 "2710")을 가지는 펼침 가능 바스킷(2709)을 포함하는 제거 어셈블리(2700)를 도시한다. 전극 아암(2710)은 팽창 가능 풍선으로 도시된 펼침 가능 부재(2720)에 대해 원주상으로 이격된다. 아암(2710)은 길게 연장된 샤프트(2730)로부터 원격으로 연장된다. 각각의 아암(2710)은 전극 부재(2740a,2740b,2740c,2740d,2740e)(총괄하여 "2740")를 지닌다. 니티놀과 같이 전도성 형상 기억 재료일 수 있는 아암(2710)은 외측으로 탄력있게 바이어스되며, 이에 따라 길게 연장된 샤프트(2730)로부터 원격으로 연장되는 때에 도 110에 도시된 바와 같이 방사상으로 펼침 구성으로 복귀된다. 펼침 가능 부재(2720)는 기도벽에 대해 아암(2710)을 밀도록 펼쳐질 수 있다. 더욱이, 냉각제는 전극(2740a~e) 및 이에 인접한 조직을 냉각하도록 펼침 가능 부재(2720)를 통해 순환할 수 있다.
도 112는 전기 전도체(2748a)를 둘러싸는 인슐레이터(2746a)를 가지는 길게 연장된 아암(2710a)을 도시한다. 전기 전도체(2748a)는 전극(2740a) 및 길게 연장된 샤프트(2730) 사이에 전기적 소통을 제공한다. 전기적 전도체는 니티놀과 같이 스스로 아암(2710)을 형성하도록 사용되는 전도성 금속 재료일 수 있다.
도 113은 펼침 가능 부재(2720)의 주변에 대해 원주상으로 이격된 전극(2740a~e)을 도시한다. 도시된 구현례는 5개의 전극을 포함한다. 높거나 낮은 수의 전극은 치료 영역의 수에 기초하여 사용될 수 있다. 다른 구현례에서, 복수의 이격된 전극은 각각의 길게 연장된 아암을 따라 위치할 수 있다. 전극은 연속적으로 또는 동시에 활성화될 수 있다. 일부 구현례에서, 전극은 동시에 단극 모드로 작동될 수 있다. 대안적으로, 다양한 쌍의 복수의 전극들은 양극 모드로 작동될 수 있다. 넓은 범위의 상이한 모드의 작동은 사용될 수 있다.
도 113의 전달 도관(2754)은 화살표에 의해 나타내진 냉각제를 각각의 전극(2740)을 향해 방사상 외측으로 전달한다. 냉각제는 풍선(2720)에서 순환할 수 있다.
도 114~116은 배치 가능 에너지 에미터 어셈블리(2820) 및 펼침 가능 부재(2810)를 포함하는 제거 어셈블리(2800)를 도시한다. 에너지 에미터 어셈블리(2820)는 지그-재그 또는 물결-형태 전극(2830)을 배치하도록 펼쳐질 수 있다. 배치된 전극(2830)은 한 쌍의 아암(2834a,2834b)의 단부 사이에 연장된다. 도시된 전극(2830)은 지그재그 구성을 가지나, 다른 구성 또한 가능하다.
조직 근처에 전극(2830)을 위치시키기 위해, 펼침 가능 부재(2810)는 아암(2834a,2834b)을 외측으로 이동시키도록 팽창될 수 있다. 일부 구현례에서, 아암(2834a,2834b)은 자기-펼침이다. 제거 어셈블리(2800)가 전달 어셈블리의 작동 루멘 밖으로 이동함에 따라, 아암(2834a,2834b)은 펼침 구성을 나타낼 수 있다. 다른 구현례에서, 아암(2834a,2834b)은 형상 기억 재료로 구성되며 펼침 구성을 나타내도록 활성화될 수 있다. 아암 자체는 에너지를 전극(2830)에 전도하도록 니티놀과 같은 전도성 재료로 만들어질 수 있다.
도 117은 배치 가능 바스킷(2910)을 포함하는 전달 장치(2090)를 도시한다. 배치 가능 바스킷(2910)은 길게 연장된 형상을 가지며 전극(2912)을 지니는 지지대들 또는 복수의 길게 연장된 아암을 포함한다. 다른 구현례에서, 바스킷(2910)은 일반적으로 구형, 타원형일 수 있거나 어떠한 다른 적절한 구성을 가질 수 있다. 유리하게, 공기는 환기을 유지하도록 바스킷(2910)을 통해 이동할 수 있다. 복수의 지지대는 냉각제가 유동하여 통하는 통로, 하나 또는 그보다 많은 밸브(예를 들어, 스로틀, 줄-톰슨 스로틀 등)를 포함할 수 있다. 일부 구현례에서, 극저온 유체 또는 냉각제(들)는 강화된 냉각을 위한 (5개의 지지대로 도시된)지지대를 통해 전달될 수 있다. 도 54 및 57에 도시된 구현례는 지지대 내부로 채택될 수 있다. 일부 구현례에서, 부재(2912)는 전극 및 내부 스로틀 밸브를 포함하는 에너지 에미팅 어셈블리의 형태일 수 있다.
도 118은 부분적으로 펼침 구성의 바스킷(2910)을 도시한다. 전극(2912)은 바스킷이 펼쳐짐에 따라 방사상 외측으로 이동된다. 도 119는 완전히 펼침 구성의 바스킷(29)을 도시한다. 도 119의 피벗 또는 연결부(2914)는 길게 연장된 샤프트(2918)에 대해 바스킷(2910)의 회전을 제공할 수 있다. 이는, 바스킷(2910)이 매우 휘어진 루멘을 따라 위치할 때의 가요성을 허용한다. 피벗(2914)은 이어지는 연결부, 가요성 부재, 힌지 또는 상대적으로 많은 양의 회전을 제공하기 위한 다른 적절한 특징에 의해 형성될 수 있다.
여기에서 서술된 전달 장치는 소화계, 신경계, 혈관계 또는 다른 계통을 치료할 수 있다. 예를 들어, 여기에서 서술된 길게 연장된 어셈블리, 내부 루멘 카테터 및 전달 장치는 혈관계를 치료하도록 혈관을 통하여 전달될 수 있다. 여기에서 서술된 치료 시스템 및 그것의 구성요소는 최소의 침습 절차, 개구 절차, 반-개구 절차 또는 다른 수술 절차(예를 들어, 폐 체적 감소 수술) 등과 같이 바람직한 대상 영역에 접근을 제공하는 다른 의료 과정 동안 부속물로서 사용될 수 있다. 흉부에 대한 다양한 수술 절차은 폐 조직에 접근을 제공할 수 있다. 대상 영역에 접근을 제공하도록 사용되는 접근 기술 및 절차는 외과의 및/또는 자동 기계 시스템에 의해 수행될 수 있다. 당업자는 대상 영역에 접근할 수 있는 많은 상이한 방법을 인지한다.
여기에서 서술된 전달 장치는 가이드 와이어, 전달 덮개, 광학 기구, 삽입기, 투관침, 생검 바늘 또는 다른 적절한 의료 기구와 사용될 수 있다. 대상 치료 영역이 환자의 원격 위치에 있다면(예를 들어, 도 1의 폐 뿌리(24) 주위 치료 영역), 넓은 범위의 기구 및 기술이 영역에 접근하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 가용성의 길게 연장된 어셈블리는 상술한 바와 같이 내시경 및 기관지경과 같은 조종 가능 전달 장치를 사용하여 환자 내에 쉽게 위치할 수 있다.
반-강체 또는 단단한 길게 연장된 어셈블리는 반-개구 절차, 개구 절차 또는 다소 곧은 전달 통로를 제공하는 다른 전달 도구/과정을 사용하는 단단한 전달 덮개, 접근 포트, 투관침을 사용하여 전달될 수 있다. 유리하게, 반-강체 또는 단단한 길게 연장된 어셈블리는 길게 연장된 어셈블리의 전달 없이 기도를 통해 미주 신경, 신경 가지, 신경 섬유질 및/또는 기도를 따른 신경간과 같은 먼 조직에 접근하고 치료하도록 충분히 단단할 수 있다. 여기에서 서술되는 기술 및 구현례는 기관지 열성형술과 같은 다른 과정과 사용될 수 있다.
문맥이 다른 해석을 요구하지 않는다면, 명세서 및 후술할 청구항 전체에서, 단어 "포함(comprise)" 및 그의 변형어 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(conprising)" 은 개방되고 포괄적인 의미로 "포함하나 그것에 제한되지 않는(including but not to limited to)" 것으로 이해되어야 한다.
상기에서 서술된 다양한 구현례는 더 많은 구현례를 제공하도록 결합될 수 있다. 상기 구체적인 서술에 비추어 구현례에 대한 이들 및 다른 변화들이 이루어질 수 있다. 여기에서 서술된 구현례, 특징, 시스템, 장치, 재료, 방법 및 기술은 일부 구현례에서, 5월 8일에 제출된 미국 출원 제 12/463,304호, 2009년 10월 27일에 제출된 미국 가출원 제 61/255,367호 및 2009년 11월 11에 제출된 미국 가출원 제 61/260,348호에서 서술된 구현례, 특징부, 시스템, 장치, 재료, 방법 및 기술의 어느 하나 또는 그 이상과 유사하다. 이들 출원의 각각은 그의 전체 내용이 여기서 참조로 인용된다. 그 외에, 여기에서 서술된 구현례, 특징부, 시스템, 장치, 재료, 방법 및 기술은 일부 구현례에서 상기 언급된 미국 출원 제 12/463,304호에서 서술된 구현례, 특징부, 시스템, 장치, 재료, 방법 및 기술의 어느 하나 또는 그 이상과 관련하어 사용되거나 적용될 수 있다. 예를 들어, 미국 출원 제 12/463,304호에서 서술된 장치들은 여기에서 서술된 다른 특징부들 또는 전극들을 포함할 수 있다.
그 외에, 여기에서 서술된 구현례, 특징부, 시스템, 전달 장치, 재료, 방법 및 기술은 일부 구현례에서 상기에서 언급한 5월 8일에 제출된 미국 출원 제 12/463,304호, 2009년 10월 27일에 제출된 미국 가출원 제 61/255,367호 및 2009년 11월 11에 제출된 미국 가출원 제 61/260,348호에서 서술된 많은 구현례, 특징부, 시스템, 장치, 재료, 방법 및 기술의 어느 하나 또는 그 이상과 관련하여 사용하거나 적용될 수 있다.
일반적으로, 다음 청구항들에서, 사용된 용어는 명세서 및 청구범위에서 서술된 구체적 구현례들로 청구항을 제한하는 것으로 이해되지 않아야 하며, 상기 청구항들에 대한 모든 균등 범위와 함께 모든 가능한 구현례를 포함하도록 이해되어야 한다. 따라서, 청구항은 본 설명 내용에 의해 제한되지 않는다.

Claims (92)

  1. 제거 어셈블리 및 길게 연장된 샤프트를 포함하는 전달 장치로서,
    상기 제거 어셈블리는,
    기관지의 대상 조직을 제거하기 위해 에너지를 출력하도록 구성된 에너지 에미터 어셈블리로서, 상기 에너지 에미터 어셈블리의 조직-접촉 부분을 냉각하도록 이를 통하여 냉각제가 유동 가능한, 에너지 에미터 어셈블리;
    접힘 상태로부터 펼침 상태로 이동 가능하여, 상기 에너지 에미터 어셈블리의 상기 조직-접촉 부분을 기관지의 기도벽에 접촉하게 하는, 배치가능 부재;
    에너지가 출력되는 경우에 상기 에너지 에미터 어셈블리의 상기 조직-접촉 부분에 인접한 조직을 냉각하기 위해, 상기 냉각제를 함유하도록 구성되고 기도벽과 접촉하도록 이동 가능한, 냉각 섹션;을 포함하며,
    상기 길게 연장된 샤프트는, 상기 제거 어셈블리와 커플링되고 이를 통하여 상기 냉각제가 상기 제거 어셈블리에 유동 가능한,
    전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배치가능 부재는 팽창가능 부재를 포함하고, 상기 냉각 섹션은 상기 팽창가능 부재의 일부를 포함하는,
    전달 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배치가능 부재는 펼침가능 바스킷을 포함하고, 상기 냉각 섹션은 상기 펼침가능 바스킷의 일부를 포함하는,
    전달 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 채널은 상기 배치가능 부재의 챔버와 구분되어, 제 1 냉각제의 상기 길게 연장된 샤프트로부터 상기 에너지 에미터 어셈블리의 상기 채널로의 전달과 제 2 냉각제의 상기 배치가능 부재의 챔버로의 전달이 독립적으로 가능한,
    전달 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는, 냉각제 유동을 위한 냉각제 채널을 구비한 전극을 포함하는,
    전달 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 길게 연장된 샤프트의 제 1 전달 루멘은 상기 전극의 상기 냉각제 채널과 유체 소통하고, 상기 길게 연장된 샤프트의 제 2 전달 루멘은 상기 배치가능 부재의 챔버와 유체 소통하는,
    전달 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 섹션은, 상기 배치가능 부재에 대해 원주상으로 연장되고 상기 배치가능 부재의 종축 방향으로 상기 배치가능 부재에 대하여 자유이동이 가능한,
    전달 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 냉각 채널은 상기 길게 연장된 샤프트의 전달 루멘을 상기 배치가능 부재의 챔버에 유체적으로 커플링하며, 상기 배치가능 부재의 상기 챔버는 상기 길게 연장된 샤프트의 복귀 루멘에 유체적으로 커플링되는,
    전달 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배치가능 부재는, 제 1 단부, 제 2 단부 및 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에서 연장되는 환기 통로를 갖는 메인 바디를 포함하며, 상기 배치가능 부재가 상기 펼침 상태인 경우에 상기 환기 통로가 이를 통한 흡기의 유동을 허용하고 이를 통한 호기의 유동을 허용하도록 구성되는,
    전달 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리 및 상기 배치가능 부재는 독립적으로 펼침가능한,
    전달 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 접힘 상태에서 상기 배치가능 부재는 상기 에너지 에미터 어셈블리의 수용-개구부 내에 삽입 가능하며, 상기 펼침 상태에서 상기 배치가능 부재는 상기 에너지 에미터 어셈블리에 대하여 방사상 외측으로 압박되도록 구성되는,
    전달 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는 기관지를 따라 연장된 신경간(nerve trunk)의 일부를 제거하는데 충분한 양의 고주파 에너지를 출력하도록 구성된 고주파 전극을 포함하여, 상기 배치가능 부재가 상기 펼침 상태인 동안 기관지의 일부에 전달되는 신경계 신호를 감소시키며, 그리고
    상기 냉각 섹션은 상기 에너지 에미터 어셈블리와 신경 조직 사이의 조직에 대한 손상을 제한하거나 방지하는데 충분한 양의 열 에너지를 기도벽으로부터 흡수하는,
    전달 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리를 통한 냉각제의 제 1 유동속도 및 상기 냉각 섹션을 통한 냉각제의 제 2 유동속도를 유지하도록 구성되는 스로틀(throttle)을 더 포함하는,
    전달 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는 상기 냉각 섹션에 유체적으로 연결되어, 이에 따라 상기 냉각제가 상기 에너지 에미터 어셈블리로부터 상기 냉각 섹션으로 연속적으로 유동하고, 상기 스로틀은 상기 에너지 에미터 어셈블리와 상기 냉각 섹션 사이에 위치하는,
    전달 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 배치가능 부재는 상기 에너지 에미터 어셈블리에 유체적으로 연결된 팽창가능 부재를 포함하며, 이에 따라 상기 팽창가능 부재의 팽창을 위해 냉각제가 상기 에너지 에미터 어셈블리로부터 상기 팽창가능 부재로 연속적으로 유동하며, 상기 냉각 섹션은 상기 팽창가능 부재의 일부를 포함하는,
    전달 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스로틀은 상기 에너지 에미터 어셈블리와 상기 팽창가능 부재 사이에 위치하는,
    전달 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스로틀은 상기 에너지 에미터 어셈블리와 상기 팽창가능 부재 사이의 냉각제의 압력을 낮추는,
    전달 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 배치 가능 부재 및 상기 길게 연장된 샤프트의 적어도 하나 상에 위치하는 가시적 마킹부를 더 포함하며,
    상기 가시적 마킹부는 상기 에너지 에미터 어셈블리의 위치를 지칭하는,
    전달 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 배치가능 부재는 투명하여, 이에 따라 상기 에너지 에미터 어셈블리가 상기 배치가능 부재의 벽체를 통하여 가시적인,
    전달 장치.
  20. 에너지를 출력하여 기도의 대상 조직을 제거하도록 구성된 전극을 포함하는 제거 어셈블리로서, 상기 전극은 제 1 방향과 제 2 방향 사이에서 이동 가능하며, 상기 제 1 방향에서 상기 전극이 기도를 따라 축방향으로 연장되고, 상기 제 2 방향에서 상기 전극 전체가 기도의 인접한 연골 고리들 사이의 공간에 위치하는, 제거 어셈블리
    를 포함하는,
    전달 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제거 어셈블리는 기도의 조직 냉각을 위하여 펼침가능 부재를 포함하며, 상기 펼침가능 부재가 펼쳐짐에 따라 상기 인접한 연골 고리들 사이에서 상기 전극이 안착되는 것을 야기하도록 상기 펼침가능 부재가 구성되는,
    전달 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 제 1 방향에서 상기 제거 어셈블리의 종축에 대하여 각도를 이루는,
    전달 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 전극이 상기 제 1 방향으로부터 상기 제 2 방향으로 이동함에 따라, 원주상 연장되는 방향을 향하여 상기 전극이 이동하는,
    전달 장치.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 전극이 상기 제 1 방향에서 상기 제거 어셈블리의 종축의 방향으로 연장되는 거리가, 상기 전극이 상기 제 2 방향에서 상기 제거 어셈블리의 종축의 방향으로 연장되는 거리보다 큰,
    전달 장치.
  25. 배치가능 부재; 및
    연골간 에너지 에미터 어셈블리를 포함하며,
    상기 배치가능 부재는 접힘 상태와 펼침 상태 사이에서 이동 가능하며,
    상기 연골간 에너지 에미터 어셈블리는 상기 배치가능 부재의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부는 펼침 상태에서 상기 배치가능 부재에 대하여 이동 가능하여, 상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극을 기관지 기도벽의 인접한 연골 고리들 사이로 밀어내는,
    전달 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는 전달 구성으로부터 배치 구성으로 이동 가능하며, 상기 배치 구성에서의 상기 에너지 에미터 어셈블리는 기도벽에 대하여 압박하도록 구성되어 상기 전극을 인접한 연골 고리들 사이에서 연골간 공간 내측으로 이동시키며, 그리고 상기 펼침 상태에서의 상기 배치가능 부재는 상기 에너지 에미터 어셈블리를 상기 배치 구성으로 유지시키는,
    전달 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부는 상기 배치가능 부재에 대하여 이동 가능하며, 이에 따라 상기 전극은 상기 배치가능 부재를 따라 연골간 공간 내측으로 이동 가능한,
    전달 장치.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는 상기 배치가능 부재로부터 방사상 외측으로 돌출된,
    전달 장치.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 전극은, 상기 배치가능 부재가 상기 접힘 상태에 있는 제 1 방향으로부터 상기 배치가능 부재가 상기 펼침 상태에 있는 제 2 방향으로 피벗하며, 상기 전극의 종축에 대한 각도가 상기 제 2 방향에서보다 상기 제 1 방향에서 더 작은,
    전달 장치.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극은, 상기 배치가능 부재가 펼쳐지는 경우 연골간 공간 위치를 향해 이동하도록 구성되는,
    전달 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극은, 상기 배치가능 부재가 상기 펼침 상태에 있는 경우 상기 배치가능 부재에 커플링되는 길게 연장된 샤프트의 종축에 실질적으로 수직인 가상 평면 내에 위치하는,
    전달 장치.
  32. 제거 어셈블리 및 길게 연장된 샤프트를 포함하며,
    상기 제거 어셈블리는 에너지 에미터 어셈블리 및 팽창가능 냉각 풍선을 포함하고, 상기 에너지 에미터 어셈블리는 냉각 채널을 포함하고, 상기 팽창가능 냉각 풍선은 냉각 챔버를 포함하며;
    상기 길게 연장된 샤프트는, 독립적으로, 제 1 유체를 상기 냉각 채널로 전달하고 제 2 유체를 상기 냉각 챔버로 전달하도록 구성되는,
    전달 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는, 상기 제 1 유체가 상기 냉각 채널을 통해 유동하고 상기 제 2 유체가 상기 냉각 챔버를 통해 유동하는 동안 전극과 대상 조직 사이에서의 비-대상 조직을 파괴하지 않고 상기 대상 조직을 제거하도록 구성된 전극을 포함하는,
    전달 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리는 고주파 에너지, 초음파 에너지, 이온화 방사, 마이크로웨이브 에너지 및 전기 에너지 중 적어도 어느 하나를 출력하도록 구성되는,
    전달 장치.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 길게 연장된 샤프트는,
    상기 제 1 유체를 상기 냉각 채널에 전달하기 위한 제 1 전달 루멘; 및
    상기 제 2 유체를 상기 냉각 챔버에 전달하기 위한 제 2 전달 루멘을 포함하는,
    전달 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 길게 연장된 샤프트는,
    상기 제 1 유체를 상기 냉각 채널로부터 상기 길게 연장된 샤프트의 인접 단부에 전달하기 위한 제 1 복귀 루멘; 및
    상기 제 2 유체를 상기 냉각 챔버로부터 상기 샤프트의 인접 단부에 전달하기 위한 제 2 복귀 루멘을 포함하는,
    전달 장치.
  37. 제 35 항에 있어서,
    유체 전달 시스템을 더 포함하며,
    상기 유체 전달 시스템은 상기 제 1 전달 루멘과 상기 제 2 전달 루멘에 커플링되고, 상기 유체 전달 시스템은 상기 제 2 유체의 온도와 상이한 온도에서 상기 제 1 유체를 출력할 수 있는,
    전달 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    제어기를 더 포함하며,
    상기 제어기는 상기 유체 전달 시스템과 소통하도록 커플링되고 상기 제거 어셈블리의 센서와 소통하도록 커플링되며, 상기 제어기는 상기 센서로부터의 적어도 하나의 신호에 기초하여 상기 유체 전달 시스템을 명령하도록 구성되는,
    전달 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제 2 유체의 온도와 매우 상이한 온도에서 상기 제 1 유체를 전달하기 위해 상이한 냉각 프로그램을 수행하도록 구성되는,
    전달 장치.
  40. 제 32 항에 있어서,
    상기 팽창가능 냉각 풍선은 상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극 너머 근접 및 원격으로 연장되며, 이에 따라 상기 전극은 상기 냉각 풍선이 팽창된 경우 기도벽에 인접하여 유지되는,
    전달 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 팽창가능 냉각 풍선은 환기 통로를 규정하며, 이를 통해 상기 팽창가능 냉각 풍선이 펼쳐진 경우 호기 유동 및 흡기 유동이 이루어지는,
    전달 장치.
  42. 길게 연장된 샤프트; 및
    상기 길게 연장된 샤프트에 커플링되고 전극을 포함하는 제거 어셈블리를 포함하며,
    상기 전극은 제거 에너지를 방출할 수 있고, 제 1 단부, 제 2 단부 및 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이의 메인 바디를 가지며, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 중 적어도 어느 하나는 제거 에너지 인슐레이터에 의해 커버되는,
    전달 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제거 에너지 인슐레이터의 제 1 부분은 상기 제 1 단부를 커버하고, 상기 제거 에너지 인슐레이터의 제 2 부분은 상기 제 2 단부를 커버하며, 그리고 상기 전극의 메인 바디는 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에서 연장되는,
    전달 장치.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 전극은 튜브형이며, 상기 제거 에너지 인슐레이터는 냉각제를 상기 전극에 또는 상기 전극으로부터 전달하기 위한 냉각제 튜브를 포함하는,
    전달 장치.
  45. 제 42 항에 있어서,
    상기 전극의 메인 바디는 아치형인,
    전달 장치.
  46. 전달 장치를 포함하는 치료 시스템으로서,
    상기 전달 장치는 조직의 대상 영역을 손상시키기 위해 상기 전달 장치에 인접하여 에너지를 제 1 조직 표면에 전달하도록 구성되어, 이에 따라 상기 대상 영역의 최대 단면 너비를 규정하는 상기 대상 영역의 일부는 상기 제 1 조직 표면으로부터 구분되는,
    치료 시스템.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 조직을 손상시킬 수 있는 에너지 에미터 어셈블리를 포함하며, 이에 따라 상기 최대 단면 너비인 대상 영역은 상기 제 1 조직 표면으로부터 적어도 2mm 깊이에 위치하는,
    치료 시스템.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 상기 대상 영역의 조직을 손상시키도록 협력작용하는 에너지 방사 장치 및 조직 보호기를 포함하며, 이에 따라 상기 대상 영역은 조직 내의 평활근조직의 영역보다 깊은 깊이에서 최대 너비를 갖는,
    치료 시스템.
  49. 제 48 항에 있어서,
    상기 조직 보호기는 상기 대상 영역의 외측의 조직을 냉각하도록 냉각제를 포함하도록 구성된 팽창가능 부재인,
    치료 시스템.
  50. 제 46 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 조직을 손상시키도록 에너지를 출력하는 전극을 가지며, 이에 따라 손상된 조직의 대부분의 체적은 기도벽의 평활근조직의 영역 외측인,
    치료 시스템.
  51. 제 46 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 평활근조직에의 손상을 제한하도록 조직을 냉각시킬 수 있으며, 이에 따라 평활근조직에의 손상이 있는 경우에도 그 손상은 기도벽의 반응성(responsiveness) 또는 수축성(constriction)을 실질적으로 변경시킬 필요가 있는 경우보다 적은,
    치료 시스템.
  52. 제 46 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 조직의 대부분이 영구적으로 손상되지 않는 조직의 보호 영역을 형성하도록 구성된 조직 보호기를 포함하며, 그리고
    상기 조직의 보호 영역은 상기 대상 영역과 상기 전달 장치 사이인,
    치료 시스템.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 에너지가 통과하는 상기 보호 영역에서 조직의 대부분이 영구적으로 손상되지 않도록 구성되는,
    치료 시스템.
  54. 제 46 항에 있어서,
    상기 전달 장치는 전극 너비를 구비한 전극을 포함하며, 상기 전극은 에너지를 출력하도록 구성되어, 이에 따라 상기 대상 영역은 상기 제 1 표면에서의 상기 전극 너비의 약 150%보다 크지 않은 단면 너비를 갖는,
    치료 시스템.
  55. 대상의 기도 내에 위치한 에너지 에미터 어셈블리의 수용-개구부를 통하여 전달 장치의 냉각 부재를 이동시키는 단계;
    상기 냉각 부재를 펼쳐서, 상기 냉각 부재와 기도벽 사이에서 상기 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부를 위치시키는 단계; 및
    냉각제가 상기 펼쳐진 냉각 부재 및 상기 에너지 에미터 어셈블리를 통하여 유동하는 동안, 기도벽 내의 조직을 제거하도록 상기 에너지 에미터 어셈블리로부터 에너지를 전달하는 단계;를 포함하는,
    대상을 치료하는 방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    인접한 연골 고리들 사이에 상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극을 유지시켜서, 상기 에너지 에미터 어셈블리로부터 출력되는 대부분의 에너지를 상기 인접한 연골 고리들 사이에 집중시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  57. 제 55 항에 있어서,
    제 1 유동 속도로 상기 펼쳐진 냉각 부재를 통해 제 1 냉각제를 전달하는 단계; 및
    상기 제 1 유동 속도와 상이한 제 2 유동 속도로 상기 에너지 에미터 어셈블리를 통해 제 2 냉각제를 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  58. 제 55 항에 있어서,
    상기 냉각 부재를 적어도 부분적으로 펼치는 동안, 상기 에너지 에미터 어셈블리의 아치형 부분을 상기 냉각 부재의 원격 단부와 상기 냉각 부재의 근접 단부 사이에 위치시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  59. 제 55 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는 풍선인,
    방법.
  60. 제거 어셈블리를 기관지의 기도 내측으로 이동시키는 단계로서, 상기 제거 어셈블리는 냉각 부재 및 에너지 에미터 어셈블리를 포함하는, 이동 단계;
    상기 냉각 부재를 펼쳐서, 기도벽을 상기 냉각 부재와 접촉시키는 단계;
    상기 에너지 에미터 어셈블리로부터 에너지를 전달하여 기도를 따라 연장된 신경간의 신경 조직을 손상시키는 단계; 및
    기도벽을 냉각하도록 에너지를 전달하는 동안 냉각제를 상기 에너지 에미터 어셈블리의 적어도 일부와 접촉하도록 유동시켜, 손상된 신경 조직과 상기 제거 어셈블리 사이에 위치한 조직의 세포사멸을 제한하거나 또는 방지하는 단계;
    를 포함하는
    대상을 치료하는 방법.
  61. 제 60 항에 있어서,
    냉각제를 상기 에너지 에미터 어셈블리의 배출 포트 밖으로 조직을 향해 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  62. 제 60 항에 있어서,
    조직을 냉각시키도록 상기 조직에 대하여 상기 냉각제를 스프레이분사하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  63. 제 60 항에 있어서,
    기도벽을 냉각시키는 상기 냉각제의 온도를 감소시키도록, 줄-톰슨 스로틀(Joule-Thomson throttle)을 통해 상기 냉각제를 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  64. 제 60 항에 있어서,
    상기 에너지 에미터 어셈블리를 통해 상기 냉각제를 통과시키는 단계는, 상기 에너지 에미터 어셈블리의 냉각 채널을 통해 상기 냉각제를 전달하는 단계를 포함하는,
    방법.
  65. 제 60 항에 있어서,
    신경 조직을 손상시키기 전에, 상기 에너지 에미터 어셈블리를 로우-프로파일(low-profile) 전달 구성으로부터 조직 체결 구성으로 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 조직 체결 구성에서의 상기 에너지 에미터 어셈블리는 기도벽에 대하여 원주상 연장되는
    방법.
  67. 제 65 항에 있어서,
    상기 조직 체결 구성에서의 상기 에너지 에미터 어셈블리는 코일 구성인,
    방법.
  68. 제 65 항에 있어서,
    길게 연장된 샤프트의 원격 단부에 대하여 상기 에너지 에미터 어셈블리를 회전시켜, 상기 에너지 에미터 어셈블리를 로우-프로파일 전달 구성으로부터 상기 조직 체결 구성으로 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  69. 제 60 항에 있어서,
    냉각제를 길게 연장된 샤프트로부터 상기 에너지 에미터 어셈블리로 전달하는 단계;
    냉각제를 상기 에너지 에미터 어셈블리로부터 상기 냉각 부재로 전달하는 단계; 및
    냉각제를 상기 냉각 부재로부터 상기 길게 연장된 샤프트로 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  70. 제 60 항에 있어서,
    냉각제를 상기 에너지 에미터 어셈블리 및 상기 냉각 부재를 통해 독립적으로 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  71. 제 60 항에 있어서,
    신경 조직 세포사멸을 야기하도록 상기 에너지를 이용하여 신경 조직을 가열하고, 다른 조직의 온도는 세포사멸이 이루어지는 온도보다 낮은 온도에서 유지하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  72. 제 60 항에 있어서,
    세포사멸을 야기하도록 기도벽의 약 2mm 내지 약 8mm의 깊이에서 조직을 가열하고, 세포사멸이 이루어지는 온도보다 낮은 온도로서 기도벽에서 2mm보다 낮은 깊이에서 조직을 유지하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  73. 제 60 항에 있어서,
    상기 냉각 부재를 펼치는 단계는, 이를 통한 흡기 유동 및 호기 유동을 허용하는 환기 통로를 형성하는 단계를 포함하는,
    방법.
  74. 제 60 항에 있어서,
    냉각제를 전달 도관의 단부에서 포트 밖으로 전달하는 단계를 더 포함하며,
    상기 전달 도관의 단부는 상기 제거 어셈블리의 종축으로부터 상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극을 향해 연장되는,
    방법.
  75. 제 60 항에 있어서,
    상기 냉각 부재의 챔버를 통해 그리고 상기 에너지 에미터 어셈블리를 향해 전달 도관의 일부를 이동시키는 단계; 및
    상기 에너지 에미터 어셈블리의 전극을 냉각시키도록 상기 전달 도관의 포트로부터 냉각제를 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  76. 전달 장치의 제거 어셈블리를 기도 내에 위치시키는 단계;
    상기 제거 어셈블리의 전극으로부터 에너지를 전달하여 신경간의 신경 조직을 손상시키며, 이에 따라 기관지의 일부에 전달된 신경 시스템 신호가 감소되는 단계; 및
    냉각제를 상기 제거 어셈블리의 전극의 채널을 통해 전달하는 단계;
    를 포함하는,
    대상을 치료하는 방법.
  77. 제 76 항에 있어서,
    상기 전극이 에너지를 출력하는 동안, 상기 전극의 채널을 통해 냉각제를 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  78. 조직의 제 1 표면 근처에 위치한 전달 장치로부터 조직에 에너지를 전달하는 단계를 포함하며,
    상기 에너지는 대상 영역을 손상시키며, 이에 따라 상기 대상 영역의 최대 단면 너비를 규정하는 상기 대상 영역의 일부는 상기 제 1 표면으로부터 구분되는,
    조직을 치료하는 방법.
  79. 제 78 항에 있어서,
    상기 대상 영역의 상기 최대 단면 너비는 상기 제 1 표면으로부터 적어도 2mm 깊이에 위치하는,
    방법.
  80. 제 78 항에 있어서,
    상기 대상 영역의 최대 단면 너비를 규정하는 상기 대상 영역의 일부와 상기 제 1 표면 사이의 좁은 영역을 손상시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  81. 제 78 항에 있어서,
    상기 대상 영역의 조직을 손상시켜, 이에 따라 상기 대상 영역의 단면 너비가 조직 내의 평활근조직의 영역보다 깊은 깊이에서 최대화되는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  82. 제 78 항에 있어서,
    상기 에너지를 전달하는 단계는, 상기 대상 영역을 손상시켜 이에 따라 상기 대상 영역의 대부분이 조직의 평활근조직 영역 외측인 단계를 포함하는,
    방법.
  83. 제 78 항에 있어서,
    상기 대상 영역을 손상시켜, 이에 따라 상기 대상 영역의 단면의 중심 영역의 깊이가 조직의 평활근 영역보다 깊은 단계를 더 포함하는,
    방법.
  84. 제 78 항에 있어서,
    손상된 조직의 대부분의 체적은 평활근조직 영역 외측인,
    방법.
  85. 제 78 항에 있어서,
    고반응성의 또는 수축성의 기도 내에 상기 전달 장치를 위치시켜, 이에 따라 상기 전달 장치로부터 조직에 전달된 에너지가 상기 제 1 표면으로부터의 깊이에 위치하는 조직의 상기 대상 영역을 손상시키며, 그리고 평활근조직의 손상은 기도의 반응성 또는 수축성을 실질적으로 변경시키는데 필요한 것보다 적은 단계를 더 포함하는,
    방법.
  86. 제 78 항에 있어서,
    조직에 에너지를 전달하는 단계는, 조직의 대부분이 영구적으로 손상되지 않는 보호 영역을 유지하며 상기 보호 영역은 상기 대상 영역과 상기 제 1 표면 사이에 위치하는,
    방법.
  87. 제 78 항에 있어서,
    조직에 전달하는 에너지를 단계는, 상기 에너지가 이동하는 상기 보호 영역 내의 조직의 대부분을 영구적으로 손상시키지 않는 단계를 포함하는,
    방법.
  88. 제 78 항에 있어서,
    조직에 에너지를 전달하는 단계는, 전극 너비를 구비한 전극으로부터 상기 에너지를 전달하며, 이에 따라 조직의 대상 영역이 상기 제 1 표면의 상기 전극 너비의 약 150%보다 크지 않은 단면 너비를 갖는 단계를 포함하는,
    방법.
  89. 조직을 상기 전극의 에지와 접촉시키지 않으면서 조직과 접촉하는 전극 표면을 가로질러 실질적으로 균등한 전압으로 전극으로부터 에너지를 전달하는 단계를 포함하는,
    에너지를 전달하는 방법.
  90. 제 89 항에 있어서,
    전달 장치가 에너지를 전달하는 동안, 냉각제를 전극을 통해 전달하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  91. 제 89 항에 있어서,
    상기 에너지를 전달하는 단계는, 균등한 전압을 제조하도록 상기 전극의 다수의 서브-전극들로부터 에너지를 전달하며, 상기 다수의 서브-전극들은 상기 전극의 표면을 규정하는 단계를 포함하는,
    방법.
  92. 제 91 항에 있어서,
    상기 서브-전극들은 상호 이격된,
    방법.
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