(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記放射部分により発生された放射パターンが、前記遮蔽外部導体の可変性の幅、または前記遮蔽外部導体の可変性の螺旋角度のうちの少なくとも一方に関係する、請求項1に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
断面に沿った給電間隙の円周と遮蔽外部導体の円周との比により定義される給電間隙比が、前記遮蔽外部導体の基端から前記遮蔽外部導体の先端まで直線的に変化する、請求項1に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
断面に沿った給電間隙の円周と遮蔽外部導体の円周との比により定義される給電間隙比が、前記遮蔽外部導体の基端から前記遮蔽外部導体の先端まで非直線的に変化する、請求項1に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
前記マイクロ波エネルギー送達デバイスが、前記放射部分の長手方向の長さに沿って延在する螺旋形の電磁場を発生する、請求項1に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
断面に沿った給電間隙の円周と遮蔽外部導体の円周との比により定義される給電間隙比が、前記遮蔽外部導体の基端から前記遮蔽外部導体の先端まで直線的に変化する、請求項13に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
断面に沿った給電間隙の円周と遮蔽外部導体の円周との比により定義される給電間隙比が、前記遮蔽外部導体の基端から前記遮蔽外部導体の先端まで非直線的に変化する、請求項13に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
断面に沿った給電間隙の円周と遮蔽外部導体の円周との比により定義される給電間隙比が、前記遮蔽外部導体の基端から前記遮蔽外部導体の先端まで直線的に変化する、請求項20に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
断面に沿った給電間隙の円周と遮蔽外部導体の円周との比により定義される給電間隙比が、前記遮蔽外部導体の基端から前記遮蔽外部導体の先端まで非直線的に変化する、請求項20に記載のマイクロ波エネルギー送達デバイス。
【発明を実施するための形態】
【0046】
本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照しながら以下に記載するが、開示の実施形態は、単に本開示の例であり、様々な形態で具体化することができる。不要な、または余分な詳細により本開示を妨害することのないよう、周知の、および/または反復的な機能および構造は、詳細には記載していない。それゆえ、本明細書に開示された特定の実施形態、具体的構造および機能的詳細、ならびに本明細書に開示された具体的使用を説明する目的で本明細書において用いられた用語は、限定と解釈すべきでなく、事実上任意の適切に詳述された構造において本開示を多様に使用するために、単に特許請求の範囲の原理および当業者を教示するための代表的原理と解釈すべきである。この記載および図面において、類似の参照番号は、同じ、類似の、または同等の機能を実施し得る要素を表す。
【0047】
本明細書で用いられる用語「基端」は、従来の用法と同様に、使用者に近い方の機器の端部を指し、用語「先端」は、使用者からより離れた端部を指す。本明細書で用いられる配向を参照する用語、例えば「最上部」、「底部」、「上方」、「下方」、「左」、「右」、「時」などは、図、ならびにそこに示された対応する軸および形状を参照しながら例示的目的で用いられる。本開示に係る実施形態が、限定されず任意の方向に実践し得ることは、理解されなければならない。
【0048】
前述のように、可撓性マイクロ波カテーテルを用いて、天然または人工管腔を利用することにより、手順を実施することができる。本明細書に開示の特定の一手順が、血管系を用いて腎臓にアクセスする除神経手順である。マイクロ波除神経エネルギーを標的神経構造、例えば非限定的に腎動脈を取り囲む交感神経束などに適用させるようにエネルギーおよびアンテナの特性を設計する実施形態が開示されるが、そのデバイスおよび方法は、任意の他の手順で、そして任意の他の管腔、臓器または身体構造において使用されてもよい。この特定の手順は、本開示に係る一部の実施形態の一般的概念および使用を実証するために用いられているに過ぎない。例えば、本明細書に開示の可撓性マイクロ波カテーテルの実施形態を用いて、呼吸器系おける手順を実施すること、例えば上気道および肺の腫瘍を処置すること、および喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、肺気腫などを処置することができる。
【0049】
図1に示すように、開示の可撓性マイクロ波カテーテル30は、動脈カテーテル110により大腿動脈FAに経皮導入され、右腎動脈RRA内の右腎神経束RRNに隣接して配置される。可撓性マイクロ波カテーテル30は、各右および/または左腎神経束RRN、LRN(本明細書では以後「腎神経RN」)に除神経エネルギーを送達するために、各動脈管および関連の解剖学的構造への副次的損傷を最小限にしながら、右および/または左腎動脈RRA、LRA(本明細書では以後、「腎動脈RA」)の生理学と有利に協調する放射部分100を含む。以下の議論において、腎神経RNおよび腎動脈RAを用いて、本開示に係る実施形態を例示しているが、開示の実施形態が右腎動脈RRAまたは左腎動脈LRAのいずれかと共に用いられて、各右腎神経束RRNおよび左腎神経束LRNに除神経エネルギーを送達し得ることが、理解されなければならない。
【0050】
交感神経活性の上昇は、血圧の上昇を開始し、それを持続する。腎神経束RNは、腎動脈RAの周りに束ねられた腎交感神経(遠心性および求心性)を含む。そのため、腎動脈RAは、大腿動脈FAおよび/または腹部大動脈Aによる腎神経束RNへのアクセスを容易にする。可撓性マイクロ波カテーテル30は、マイクロ波エネルギーアプリケータの放射部分100を腎神経束RNに接近して設置する。腎動脈RA内に配置されたら、放射部分100が、腎臓を除神経する試みとして、腎動脈RA内から腎動脈RAを取り囲む各腎神経束RNに向かってエネルギーを集中させ、最終的に血圧を低下させることができる。
【0051】
以下により詳細に説明するように、様々な実施形態が、血管壁の全体的統合性を損なうことなく、腎動脈RA(または他の管腔もしくは身体構造)内の1箇所以上の位置に電気外科的エネルギーを適用することが可能な構造を含む。一部の実施形態において、当該エネルギー送達構造は、血管壁と機械的に接触せず、それにより機械的損傷の結果である穿孔または狭窄による損傷を低減する。一部の実施形態において、エネルギー送達構造は、1層以上の体腔/身体構造の特定部分にエネルギーを送り、それにより体腔/身体構造の全体的な生存性を維持する。一部の実施形態において、血管での血液または流体の流れは、血管壁の内層の冷却に寄与し、それにより腎神経付近の外層へのエネルギー送達を可能にしながら、血管壁への不適切な加熱および副次的損傷を低減する。
【0052】
本明細書に記載のシステム、デバイスおよび方法は、マイクロ波エネルギーの空間的エネルギー制御を提供する。空間的エネルギー制御は、3つの因子、即ちエネルギー送達の反復可能性、送達されたエネルギーの正確な制御、およびエネルギーの効率的送達を採用する。空間的エネルギー制御に寄与する因子としては、熱管理、誘電性管理、緩衝、および電流制御が挙げられる。これらの因子は、周囲の解剖学的構造と平行して操作して、マイクロ波デバイスの一部として周囲組織を効率的に取り込んだシステム、デバイスおよび方法によって制御することができる。
【0053】
マイクロ波エネルギーシステムおよびデバイスは、低周波数RF信号を用いたシステムおよびデバイスの挙動とは基本的に異なる挙動を示す。例えば、低周波数「RF」信号を用いたRFシステムの操作および機能性は、導電性材料の閉ループ結合を含む電気回路、例えば閉じられた電気回路を必要とする。回路の挙動は、導電性材料の閉ループ結合の電気的性質に直接依存する。最も明白な挙動および例が、RF回路において、導電性材料の閉ループ結合の破壊、例えば開回路が、システムを実施不能にすることである。
【0054】
その一方でマイクロ波システムは、導波路を通してマイクロ波エネルギー信号を伝送する。導波路の最も一般的な例が、誘電体により外部導体内の同軸上に配置された内部導体からなる同軸ケーブルである。RF回路と異なり、同軸外部導体内に開回路(例えば、スロット)を作製しても、システムは動作不能とはならない。不能となる代わりに、導波路は、導波路信号の伝達を続け、スロットは、導波路により伝送されているエネルギーの一部を放射する。
【0055】
そのため、本明細書に記載のシステム、デバイスおよび方法の一部の実施形態は、解剖学的構造の一部をマイクロ波エネルギー送達システムの設計に組み入れている。より具体的には、本質的に同心円上の天然体腔および他の身体構造の円筒構造を用いて、本明細書に記載のデバイスにより用いられる導波路と協調的に動作して、導波路の一部になり、マイクロ波エネルギーを伝送することができる。
【0056】
放射構造の構成要素としての天然体腔および/または他の身体構造の使用は、マイクロ波エネルギーによる熱療法を標的解剖学的構造に集中的に行うなど、高度のエネルギー送達技術を可能にする。例えば前述のように、本明細書に記載の構造は、肺の気管支内の平滑筋層を標的とすることができ、腎神経の外膜層内の腎神経を標的とすることができる。加えて、管腔構造内での本明細書に記載のデバイスの使用は、管腔の特定区分への指向性放射パターンを形成させることができる。
【0057】
一部の実施形態において、本明細書に記載のデバイスは、解剖学的放射構造の誘電性負荷を実施するために、天然体腔内に存在する流体も使用する。流体の特性が、設計成分としてマイクロ波ラジエータの設計に組み込まれている。例えば体液は、解剖学的導波路の誘電層および/または導電層を形成していてもよく、流体の特性、例えばインピーダンス整合、エネルギー効率、導波路緩衝、ならびに放射パターンの制御および成形などが、その設計において用いられる。
【0058】
流体の誘電性は、1つ以上の要素を流体に導入すること(および/または排除すること)により、外部から操作および/または調整されてもよい。例えば水分量が高い流体は、放射構造の周囲のマイクロ波界の成形を可能にする高い誘電率を示す。そのため、血液の誘電性は、血漿組成を改良すること、ならびに水、蛋白質、無機塩、および有機物質の比を調整することにより、調整されてもよい。同様に、血液の誘電性は、グルコースレベルを変動させることにより調整されてもよい。この手法では、体液を本明細書で議論された解剖学的導波路内の誘電層として用いることができるため、流体の誘電性を変動させることで、本明細書に記載のデバイスの性能の変動を果たすことができる。
【0059】
本明細書に記載のシステム、デバイス、および方法は、解剖学的導波路の1つ以上の層および/または本明細書に記載のデバイスの1つ以上の構成要素の熱管理のために、天然の体腔内の流体(例えば、天然の流体または外部から導入された流体)も用いる。流体は、デバイスの加熱プロファイル内の非標的解剖学的構造の流体冷却により、熱的損傷を軽減する。加えて、流体の流動が、デバイス(1つまたは複数)を調整すること(例えば、遮断を増加または減少させ、それにより流体の流動を減少または増加させること)、自然な流速を調整すること(例えば、別の身体部分での流動を抑制することにより特定の身体部分への流体流動を指向させること)、および/または身体機能を調整すること(例えば、心拍数を増加させ、それにより身体での血流の速度を上昇させること)により操作されてもよい。流体の温度は、外部または内部ヒートシンクを提供することにより、操作されてもよい。
【0060】
本明細書に記載のデバイスをセンタリングすると、標的解剖学的構造へのエネルギー送達の予測可能性および反復可能性が上昇する。本明細書に記載のセンタリングデバイスは、受動性センタリングデバイス(例えば、センタリングのために管腔内の自然な流体流動を利用すること)または管腔内で放射部分を能動的および/または積極的に配置させる能動的デバイスを含む。
【0061】
本開示に係る実施形態において、可撓性マイクロ波カテーテル30を有するマイクロ波エネルギー送達システム12が提供され、それを
図2に示している。マイクロ波システム12は、マイクロ波発生装置22、伝送線路14、流体冷却システム40、カテーテルハブ18、および可撓性マイクロ波カテーテル30を含む。一部の実施形態は、可撓性マイクロ波カテーテル30を所望の位置に案内および/または配置するためのガイドワイヤー47を含んでいてもよい。
【0062】
本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテル30は、マイクロ波発生装置22に動作可能に結合することができる(例えば、カテーテルハブ1Sおよび伝送線路14を通して)可撓性同軸ケーブル32または給電路を含む。可撓性マイクロ波カテーテル30は、その最先端に配置された放射部分100を含む。一部の実施形態において、以下に議論され、添付の図面に図示された通り、放射部分100は、可撓性マイクロ波カテーテル30の外部シース35から展開可能であり、その最先端に露出されたキャップ33を含む。
【0063】
マイクロ波エネルギー信号の1つ以上のパラメータを、標的組織に関係する場合がある。一部の実施形態において、マイクロ波発生装置22により発生されたマイクロ波エネルギー信号の周波数は、体腔の径に関係する。例えば腎動脈の径は、第一の周波数のマイクロ波信号を必要とする場合があり、食道の径は、第二の周波数のマイクロ波信号を必要とする場合があり、膣腔の径は、第三の周波数のマイクロ波信号を必要とする場合がある。呼吸器系に処置を提供するなど一部の用途は、体腔(例えば、気道)に沿った様々な径により、体腔内の放射部分の位置に応じて変動する周波数を必要とする場合がある。
【0064】
カテーテルハブ18は、可撓性マイクロ波カテーテル30の基端に配設され、伝送線路14への除神経エネルギーの供給源(例えば、マイクロ波発生装置22)を動作可能に連結させることができるように構成されている。カテーテルハブ18は、可撓性マイクロ波カテーテル30と流体冷却システム40との間で冷却流体を交換させる。流体冷却システム40は、流入管42への冷却剤の供給源を提供し、流体の受取先(例えば、受器、容器、またはドレイン)に結合された流出管43を通して、カテーテルハブ18から排出された冷却剤を受け取る。
【0065】
図3は、腎動脈RA内に配置された本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテル30を示している。一部の実施形態において、可撓性マイクロ波カテーテル30は、最初に大腿動脈および/または大動脈内に配置された長いシース31を通して操縦される。長いシース31の先端は、腎動脈RAの先端に配置されている。可撓性マイクロ波カテーテル30は、長いシース31を通して腎動脈RA内に案内され、例えば長いシース31の先端を通して伸長させて、腎動脈RA内に配置させる。一部の実施形態において、ガイドワイヤー47を用いて、本明細書に記載の通り長いシース31または可撓性マイクロ波カテーテル30を誘導および/または配置させてもよい。
【0066】
可撓性マイクロ波カテーテル30の放射部分100が、腎動脈RA内に配置されて、マイクロ波発生装置22からのマイクロ波エネルギー信号を受ける(
図2参照)。マイクロ波エネルギー信号の少なくとも一部が、腎動脈RA内の少なくとも一部に選択的に送達される。本明細書に記載され、添付の図に示された一部の実施形態は、マイクロ波エネルギーの適用において腎動脈の生理学を有利に利用し、それにより標的組織の修復を誘導する。腎除神経手順に関連して、高血圧を処置するための標的組織は、腎神経RRN、LRNの少なくとも一部を含む。
【0067】
天然の体腔(例えば、腎動脈RA)の解剖学的構造を、
図4Aに示している。管腔の流体通路を形成する管腔の最内層および/または中心(例えば、管腔により形成される中空体)。動脈に含まれる流体1は、典型的には体液(例えば、血液)であるが、体液以外(例えば、生理食塩水、空気、または任意の他の適切な流体)が利用および/または導入されてもよい。他の天然体腔は、他の体液(例えば、血液、粘液、尿、胆汁、空気、およびそれらの任意の組み合わせ)を含んでいてもよく、または管腔が、外部から導入された流体(例えば、空気、生理食塩水、および水)、もしくはそれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
【0068】
体腔(例えば、腎動脈RA)の第一の層は、エラスチン約50%および軟骨約50%で形成された内膜層2である。他の天然の体腔は、類似のエラスチンおよび/または軟骨様の層、例えば粘液層、粘液膜層または上皮角質層を含んでいてもよい。体腔(例えば、腎動脈RA)の第二の層は、平滑筋層3である。平滑筋の層を含む他の天然の体腔の例は、食道、胃、腸、気管支、子宮、尿道、および膀胱である。体腔(例えば、腎動脈RA)の第三の層は、外膜層4(外層とも呼ばれる)である。外膜層4は、ほとんどの臓器、血管および他の身体構造を覆う最外側の結合組織である。最外側の外膜層4は、多くの体腔と同様に、最外側の脂肪層5で覆われている。
【0069】
各体腔および身体構造は、機能的に異なるが、体腔および多くの身体構造の一般的構造は、構造的に類似している。例えば、食道壁の第一の層は、粘膜(例えば、粘液膜)であり、第二の層は、食道腺を含む粘膜下組織であり、第三の層は、rauscularis(例えば、平滑筋)であり、最外側層は、脂肪で覆われた外膜層である。天然の体腔および身体構造の多様性が、本明細書に記載のデバイス、システム、および方法の一般的操作を変更することはなく、その1つ以上の操作パラメータにおけるわずかな変動のみを必要とする場合がある。
【0070】
図4Bは、内部導体20、誘電層22、および外部導体24を含む、可撓性同軸ケーブル32の同軸配列を示している。
図4Aにおいて天然の体腔を形成する構造と、
図4Bにおいて可撓性同軸ケーブル32を形成する構造との類似が示されており、外部導体24は、外膜層4および/または最外側脂肪層5に類似しており、誘電層22は、中空体の中の流体1に類似している。
【0071】
図4Cは、体腔(例えば、腎動脈RA)内のマイクロ波導波路構造RA/32の形成を示しており、本図においてマイクロ波の構造RA/32は、内部導体20(例えば、中空体1内に配置された導体)、誘電体(例えば、中空体1/22内の流体)および外部導体(例えば、最外側脂肪層5/24から形成される)を含む。そのため、マイクロ波エネルギー信号を適用されると、その解剖学的構造がマイクロ波導波路構造の一部になり、誘電率および損失因子は、天然の体腔および/または身体構造の生理学および組成に関係する。
【0072】
任意の導波路構造内のエネルギー損失は、誘電体損失(例えば、誘電性材料による損失)および導体損失(例えば、導波路を形成する導体の損失)を含む。そのため、誘電体損失は、誘電体(例えば、中空体内の流体1)を形成する解剖学的構造の損失であり、導体損失は、内部導体20ならびに外部導体4/24,5/24を形成する構造および/または解剖学的構造の損失である。
【0073】
一部の実施形態において、腎動脈の解剖学的構造を形成する層を有する共鳴マイクロ波導波路構造を形成することで、非効率的な導波路が作製され、それにより解剖学的構造の損失で、標的組織が損傷的温度レベルにまで加熱される可能性がある。例えば腎神経LRN、RRN(例えば、腎遠心性神経および腎求心性神経)は、脂肪層5により取り囲まれた外膜層4内に存在する。外膜層4および脂肪層5は、導電性材料に似た特性および誘電性材料に似た特性を示す。そのため、外膜層4および脂肪層内の電磁場により発生されたマイクロ波電流は、各層の表面(導電性)および各層の内部(誘電性)を通る。そのため、外膜層4および脂肪層5の損失は、導電性および誘電性の損失を含む。
【0074】
一部の実施形態において、
図5に示すように、外膜層4は、同軸ケーブルの外部導体24の内表面に形成された(例えば、脂肪層5の内表面に形成された)損失性誘電体フィルム(LDF)に類似しているように見えてもよい。それゆえ、高いエネルギー吸収率が、外膜層4を標的とし、そこに含まれる神経および/またはそこに隣接した神経を損傷することができる。腎動脈RAを通る血流の速度のため、組織損傷を誘導し得るマイクロ波熱エネルギーは、身体構造(例えば、腎動脈RA)内で緩和され、それにより内膜層2および平滑筋層3を防御して、生存する動脈構造を維持することができる。
【0075】
図6Aは、本開示の一部の実施形態に係るカテーテルハブ18のブロック図を示す。カテーテルハブ18は、
図6Bに示すように5つの孔を含んでいてもよく、マルチルーメンの管630の基端に配設されていてもよい。カテーテルハブ18は、コネクターを含んでいて、5つのルーメンと発生装置、冷却剤供給源および復路などの対応する要素との動作可能な連結を容易にしてもよい。カテーテルハブ18は、可撓性マイクロ波カテーテル30の基端に配設されており、可撓性マイクロ波カテーテル30に結合し得る様々なシステムの動作可能な連結を可能にするように構成されている。カテーテルハブ18は、伝送線路14に結合しており、そこから除神経エネルギーの供給源(例えば、マイクロ波発生装置22)により発生される除神経エネルギーを受ける。カテーテルハブ18は、流体冷却システム40に結合していてもよく、可撓性マイクロ波カテーテル30と流体冷却システム40との間の冷却流体の交換を提供してもよい。流体冷却システム40は、流入管42への冷却剤の供給源を提供し、流出管43を通してカテーテルハブ18から排出された冷却剤を受け取り、排出された冷却剤を受取先(例えば、受器、容器、またはドレイン)に貯留する。カテーテルハブ18は、可撓性マイクロ波カテーテル30を案内および配置させるためのガイドワイヤー47に結合されていてもよい。カテーテルハブ18は、可撓性マイクロ波カテーテル30上の1つ以上のセンサー1534(
図15A参照)をマイクロ波発生装置22内に収容された制御システムまたはセンサーモニタリングシステムに動作可能に連結する1つ以上のセンサーリード34aに連結されていてもよい。
【0076】
図6Bに示すように、本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテル30は、基端にマルチポートカテーテルハブ18を有するマルチルーメン管630を含む(
図2参照)。マルチルーメン管630は、長手方向に配設された複数の導管、通路および/またはルーメンが内部に形成された略長尺状の円筒形外表面を有する。マルチルーメン管630は、非限定的に押出しなどの任意の適切な製造手法により形成されてもよい。マルチルーメン管630は、略円形の断面を有し、軸方向に延在し、可撓性同軸給電路32を収容する寸法である中央ルーメン(例えば、可撓性同軸ケーブルルーメン32a)を含んでいてもよい(
図2参照)。略円形の断面を有する第一のルーメン対(例えば、ガイドワイヤー軌道ルーメン30bおよびセンサーリードルーメン30c)が、例えば、それぞれガイドワイヤー47およびセンサー導管34aを収容するように適合された中央ルーメンの反対側(例えば、12時および6時の位置)に配置されていてもよい(
図8A参照)。略弓型断面を有する第二のルーメン対(例えば、流入流体通路44aおよび流出流体通路44b)が、それぞれ冷却剤流入物および冷却剤流出物を収容するために第一のルーメン対間で、中央ルーメンの反対側(例えば、それぞれ9時および3時)に配置されていてもよい。
【0077】
可撓性マイクロ波カテーテル30の外部シース35は、強度を改善するため、よじれに抵抗するため、および/または十分な剛性を維持しながら可撓性を提供するために、編み込みおよび/または回旋を含んでいてもよい。外部シース35は、所望の位置までの可撓性マイクロ波カテーテル30の操舵および操作を容易にするために、1つ以上の操舵ワイヤー(不図示)を含んでいてもよい。外部シース35は、血液凝固を低減するために外部ルーメンの外表面35cに誘電性コーティング、例えばParyleneを含んでいてもよい。
【0078】
図7に示すように、一部の実施形態において、可撓性同軸ケーブル32および放射部分の少なくとも一部は、可撓性マイクロ波カテーテル30の外部シース35内に収容されている。カテーテルハブ18は、カテーテルハブ18内に収容されており放射部分100に連結されたアクチュエータ15を含む。アクチュエータ15は、以下に詳細に説明するように、放射部分100およびキャップ33を外部シース35から先端に展開するように構成されている。
【0079】
カテーテルハブ18は、それぞれ
図8A〜8Bおよび
図8Cに示すように、カップラー45または調節可能な流体カップラー845を含む。カップラー45または調節可能な流体カップラー845は、可撓性マイクロ波カテーテル30内に形成された1つ以上のルーメン30a〜30c、44aおよび44bへの結合を提供する。
図8Aは、可撓性同軸ケーブルルーメン30a、ガイドワイヤー軌道ルーメン30bおよびセンサーリードルーメン30cに結合を提供するカップラー45の断面を示す。
図8Bは、可撓性同軸ケーブルルーメン30a、ならびに流入および流出流体通路44a、44bへの結合を提供するカップラー45の断面を示している。
図8Cは、可撓性同軸ケーブルルーメン30a、ならびに流入および流出流体通路44a、44bへの調節可能な結合を提供する調節可能なカップラー845を示している。カテーテルハブ18およびカップラー45および調節可能なカップラー845は、可撓性マイクロ波カテーテル30への様々な結合を容易にするのに必要となるルーメン、通路および電線管を任意の数および組み合わせで含んでいてもよい。
【0080】
図8Aにおいて、ガイドワイヤー47は、カップラー本体45aと基端ひずみ除去部45cとの間に形成された開口部(不図示)を通してガイドワイヤー軌道ルーメン30bに導入され、1つ以上のセンサーリード34aは、カップラー本体45aと基端ひずみ除去部45cとの間に形成された別の開口部を通してセンサーリードルーメン30cに導入される。
【0081】
図8Bにおいて、流入管42は、流入孔42aに結合されており、冷却流体を流入プレナム42bに提供する。流入プレナム42bにおける冷却流体は、流入流体通路44aを先端方向に流れて、可撓性マイクロ波カテーテル30の先端に冷却を提供する。流入流体通路44aは、可撓性マイクロ波カテーテル30の流出流体通路44bと流体連通しているため(
図15Aおよび15B参照)、冷却流体は、流出流体通路44bを通り、流出孔43aの流出プレナム43bに基端方向に流れる。流出管43は、流出孔43aに結合しており、冷却流体を流体冷却システム40に戻す。流入孔43aおよび流出孔43aは、クーラー本体45aと基端ひずみ除去部45cとの間のカップラー45内に形成されているが、可撓性マイクロ波カテーテル30のルーメン(例えば、可撓性同軸ケーブルルーメン30a、ガイドワイヤー軌道ルーメン30b、センサーリードルーメン30c、流入流体通路44aおよび流出流体通路44b)の任意の1つ以上への結合は、カップラー45の任意の部分に形成されていてもよい。
【0082】
一部の実施形態において、カテーテルハブ18は、
図8Cに示すように、調節可能な流体カップラー845を含む。調節可能な流体カップラー845は、流体カップラー本体845aを含み、流体カップラー本体845a内に流入プレナム842bおよび流出プレナム843bを形成している。流入プレナム842bは、流入管842と流体連通しており、流出プレナム843bは、流出管843と流体連通している。
【0083】
調節可能な流体カップラー845は、可撓性マイクロ波カテーテル30(例えば、可撓性同軸ケーブル32への組立ておよび連結)および伝送線路14を支持する先端および/または基端ひずみ除去部(明示的には不図示)を含んでいてもよい。追加のひずみ除去部が、本明細書に記載の流入管41a、流出管41b、カップラー45および調節可能な流体カップラー845に連結する他の要素を支持するために提供されていてもよい。
【0084】
調節可能な流体カップラー845は、可撓性マイクロ波カテーテル30の同軸ケーブル(例えば、伝送線路14または同軸性可撓性ケーブル32)、流体冷却システム30および外部シース35に調節可能に連結するように構成されている。流体カップラー本体845aは、液密性システム819を収容して、先端の外部シースカップラー845bを形成している。液密性システム819は、流体カップラー本体845aの先端に、先端密閉ダイヤフラム819a、基端密閉ダイヤフラム819bおよびバイパスバルブ819cを含む。先端密閉ダイヤフラム819aおよび基端密閉ダイヤフラム819bは、それぞれ1つ以上のo−リングを含んでいてもよい。
【0085】
本明細書における展開を議論する際、2つの手法が用いられてもよい。第一の手法において、可撓性マイクロ波カテーテル30の先端は、標的組織の付近に配置され、放射部分100は、可撓性マイクロ波カテーテル30の外部シース35から先端に取り除かれる(eased out)(少なくとも
図42〜44を参照)。第二の手法において、可撓性マイクロ波カテーテル30の先端は、標的組織に隣接して配置され、外部シース35は、基端方向に引き戻され、それにより放射部分100を展開する(少なくとも
図18B〜18Gを参照)。
【0086】
先端密閉ダイヤフラム819aは、流体流動ルーメン37と流体カップラー本体845aの内表面との間に配設され、それにより流体カップラー本体845aの先端内表面と、流体流動ルーメン37の外表面と、先端密閉ダイヤフラム819aと、外部シースカップラー845bとの間に流出プレナム843bを形成している。流出プレナム843bは、可撓性マイクロ波カテーテル30を通って循環する流体を受け取り、循環した流体を流出孔843aに提供する。
【0087】
基端密閉ダイヤフラム819bは、流体カップラー本体845aと可撓性同軸ケーブル32との間に配設され、それにより流体カップラー本体845aの内表面と、可撓性同軸ケーブル832の外表面と、先端密閉ダイヤフラム819aと、基端密閉ダイヤフラム819bとの間に流入プレナム842を形成している。流入プレナム842bは、流入孔842aから冷却流体を受け取る。流入孔842aから流入プレナム842bに提供される冷却流体は、可撓性マイクロ波カテーテル30を通して、可撓性同軸ケーブル32の外表面と流体流動ルーメン37の内表面との間に形成された流入流体通路44a内を流れる。
【0088】
バイパスバルブ819cは、流体カップラー本体845aと可撓性同軸ケーブル32との間に第二の密閉を提供する。バイパスバルブ819cは、基端密閉ダイヤフラム819bを通過し得る流体を捕捉するように構成されている。バイパスバルブ819cは、流体カップラー本体845a内に入り、それを通過して伸長する可撓性同軸ケーブル32へのひずみ除去を提供してもよい。
【0089】
使用時に、冷却剤は、流入孔842aを通過して流入プレナム842bに流れる。流入プレナム842bの流体圧は、可撓性同軸ケーブル32の外表面と流体流動ルーメン37の内表面との間に形成された流入流体通路844aに、冷却剤を付勢する。冷却剤は、可撓性マイクロ波カテーテル30の先端まで流れ続け、先端にあるアセンブリ(例えば、放射部分100)を通り、流出流体通路44b内に入る。流出流体通路44bは、流体流動ルーメン37の外表面と外部シース843aの内表面との間に形成されている。流出流体通路44bからの流体は、流出プレナム843a内に貯留され、流出孔843aを通過して冷却剤の受取先(例えば、再使用および/または排出システムのための貯蔵コンテナ)まで流れる。
【0090】
流体流動ルーメン37は、可撓性同軸ケーブル32の周りを同軸上に配置され、外部シース35は、流体流動ルーメン37の周りを同軸上に配置されている。可撓性同軸ケーブル32の外径と流体流動ルーメン37の内径との間の間隙は、第一の流体管(例えば、流入流体通路44a)を画定する。流体流動ルーメン37の外径と外部シース35の内径との間の間隙は、第二の流体管(例えば、流出流体通路44b)を画定する。使用時に、冷却剤、例えば二酸化炭素、空気、生理食塩水、水、または他の冷却媒体は、所望の誘電性を含んでいてもよく、1つの冷却剤管により可撓性マイクロ波カテーテル30および/またはその先端の放射部分100に給送されてもよく、他の冷却剤管により可撓性マイクロ波カテーテル30から排出されてもよい。即ち、一部の実施形態において、第一の流体管(例えば、流入流体通路44a)は、冷却剤を給送し、第二の流体管(例えば、流出流体通路44b)は、冷却剤を排出する。他の実施形態において、流体流動の方向は、反対であってもよい。1つ以上の長手方向に向けられたフィンまたはストラット(明示的には不図示)が、流入流体通路44a、流出流体通路44bおよび/または外部シース35の内部に配置されており、外部シース35、流体流動ルーメン37、および/または可撓性同軸ケーブル32間で同軸センタリングを実行および維持してもよい。
【0091】
一部の実施形態において、アクチュエータアーム15bは、可撓性同軸ケーブル32とアクチュエータ15とを連結させる。アクチュエータ15およびアクチュエータアーム15bは、調節可能な流体カップラー845を通る可撓性同軸ケーブル32の移動を付与するように構成されている。可撓性同軸ケーブル32の移動により、以下に詳細に説明するように放射部分100を展開させる。可撓性同軸ケーブル32の移動の間に、流体密封は、基端密閉ダイヤフラム819bにより可撓性同軸ケーブル32の周辺で維持される。
【0092】
一部の実施形態において、カップラーアクチュエータアーム15cは、調節可能な流体カップラー845とアクチュエータ15とを連結させる。アクチュエータ15およびカップラーアクチュエータアーム15cは、調節可能な流体カップラー845への移動を付与するように構成されており、その一方で調節可能な流体カップラー845は、ハブ18内の適所に固定された可撓性同軸ケーブル32の周りの流入ルーメン837および外部シース35への移動を付与する。そのため一部の実施形態において、可撓性同軸ケーブル32は、固定された調節可能な流体カップラー845を通って長手方向に移動し、それにより先端に配置された放射部分100を展開する。一部の実施形態において、可撓性同軸ケーブル32は、固定されており、調節可能な流体カップラー845、外部シース35および流体流動ルーメン37は、可撓性同軸ケーブル32の周りを長手方向に移動し、それにより外部シース35を先端に配置された放射部分100から後退させる。
【0093】
使用の際、可撓性マイクロ波カテーテル30は、管腔を通り、天然の体腔および/または身体構造に隣接する標的組織に供給される。特定の例において、血管系は、身体を通り様々な天然の体腔および/または身体構造まで曲がりくねった経路を示す。例えば大腿動脈は、腎動脈へのアクセスを提供する。可撓性マイクロ波カテーテル30を形成する様々な要素が、可撓性マイクロ波カテーテル30の要素の異なる半径から生じる移動および/または転置力を受ける場合があり、それがよじれ、ねじれなどの不適切な影響を誘発し得る。有利には、可撓性マイクロ波カテーテル30を形成する様々な構成要素および液密性システム819への結合は、弾力性および滑性を有する材料から形成され、要素を、流体カップラー本体845aおよび/またはカテーテルハブ18内を独立して長手方向に(例えば、基端および/または先端に)移動させることができる。この手法において、可撓性マイクロ波カテーテル30が、冷却要素の流動完全性を維持しながら適所に案内されるため、要素を適所に移動させることができる。
【0094】
開示の可撓性マイクロ波カテーテル30は、大腿動脈内に経皮導入されて、腎神経束に隣接する腎動脈内に配置されてもよい。可撓性マイクロ波カテーテル30の留置は、血管内に導入され、任意の所望の標的組織に隣接して配置されてもよい。構成可能な長さのマイクロ波エネルギー放射デバイス100は、腎神経束に除神経エネルギーを送達するために、各動脈管および関連の解剖学的構造への副次的損傷を最小限にしながら、腎動脈の生理学と有利に協調する放射部分を含む。
【0095】
本開示に係るカテーテルシステムは、先端に配設されたノブまたはボールを有するガイドワイヤーを含んでいてもよい。ノブまたはボールは、造影(蛍光透視法、MRIなど)を利用してガイドワイヤー、より詳細にはその先端の配置を可能にするために、放射線不透過性でありであってもよい。使用時に、ガイドワイヤーの先端が、体腔内に導入されて、場合により先に記載された通り造影を利用して、適所に進められてもよい。ガイドワイヤーの基端は、その後、ガイドワイヤールーメンと連通するカテーテル上の対応する孔に挿入されてもよい。その後、カテーテルは、体腔内の所望の位置まで進められる。カテーテルが、所望の位置に進められる際、ノブ、ボールおよび/またはカテーテルの刻み目または他の形状が、触角的フィードバックおよび/またはポジティブストップ(positive stop)を提供して、カテーテルの正しい配置を容易にする。
【0096】
一部の実施形態において、ガイドワイヤー軌道ルーメン30bの先端は、
図9A〜9Cに示すように放射部分100より基端で停止している。ガイドワイヤー軌道ルーメン30bの先端30bdは、可撓性マイクロ波カテーテル30の外部シース35内でガイドワヤーボールレシーバー47bを形成している。ガイドワイヤーボールレシーバー47bは、
図9Aに示すように、ガイドワイヤー47の基端を受け入れるように構成されている。
【0097】
使用時に、ガイドワイヤー47および先端ガイドワイヤーボール47aは、身体内に挿入され、先端ガイドワイヤーボール47aは、案内システム(例えば、造影システムまたは任意の適切な案内および配置システム)を利用して標的組織に隣接して配置させる。先端ガイドワイヤーボール47aを所望の位置を配置させた後、ガイドワイヤー47の基端(明示的には不図示)が、ガイドワイヤーボールレシーバー47bに挿入され、ガイドワイヤー軌道ルーメン30bおよびカテーテルハブ18を通過する(
図2、6Aおよび7B参照)。
【0098】
可撓性マイクロ波カテーテル30は、ガイドワイヤー47を介して標的組織に案内される。
図9Bに示すように、先端ガイドワイヤーボール47aは、ガイドワイヤーボール47bにより受け入れられるため、ガイドワイヤーボール47aは、放射部分100より基端にある。
【0099】
本明細書において議論された一部の実施形態および構造は、同軸構造が天然の体腔の1層以上を組み込んで、同軸給電路構造を形成している、先に記載され
図4A〜4Cおよび5に図示された同軸構造類似体に従う。任意の他の同軸構造と同様に、導波路を形成する構造の同軸配置は、導波路の操作および/または効率に直接関係する。
【0100】
図10A〜12Aは、それぞれ腎動脈に配置された可撓性マイクロ波カテーテル30を示しており、
図10B〜12Bは、その各断面を示している。
図10Aおよび10Bにおいて、可撓性マイクロ波カテーテル30および先端放射部分100は、腎動脈RA内でセンタリングされる。
図11Aおよび11Bにおいて、可撓性マイクロ波カテーテル30および先端放射部分100は、デッドセンターから5mmずらして置かれ、
図12Aおよび12Bにおいて、可撓性マイクロ波カテーテル30および先端放射部分100は、デッドセンターから1mmずらして置かれている。
図10A〜12Aおよび10B〜12Bのそれぞれは、可撓性マイクロ波カテーテル30に25Wのマイクロ波エネルギーを約2分間当てることによる、腎動脈内およびその周囲への熱エネルギーの分布を示している。
【0101】
図10A〜12Aのそれぞれにおいて、可撓性マイクロ波カテーテル30は、可撓性同軸ケーブル32により形成された第一の基端導波路、ならびに内部導管20および解剖学的構造の一部により形成された第二の先端導波路を含む。第一の基端導波路を形成する可撓性同軸ケーブル32は、中心となる内部導体20を含み、誘電層22により外部導体24から同軸上でずらして置かれている。第二の先端導波路は、可撓性同軸ケーブル32から先端に延在する、それぞれ内部導体1020、1120、1220の一部を含む解剖学的な共鳴構造1032、1132、および1232であり、腎動脈RAの一部は、腎動脈内に含まれる移行性誘電体(transitional dielectric)1026、1126、1226および流体1により内部導体から同軸上にずらして置かれている。
【0102】
可撓性マイクロ波カテーテル30の放射部分100は、可撓性同軸ケーブル32の先端に形成されている。本開示に係る実施形態およびそのための製造工程の実施形態において、外部導体24の一部が除去されており内部導体20が露出し、それによりマイクロ波エネルギーなどの除神経エネルギーの伝搬を容易にする給電間隙1050、1150、1250(例えば、給電点)を形成している。場合により、または別法として、移行性誘電体26は、給電間隙1050、1150、1250の内部に配設されている。移行性誘電体1026、1126、1226は、一般におよび/または幾何学的に、そこから除去された外部導体24の一部に対応する。
【0103】
移行性誘電体26は、内部誘電体22と標的解剖学的構造(例えば、腎動脈RA、体腔および/または他の身体構造)の予測または平均誘電性との間に誘電性を有していてもよい。この手法における移行性誘電体26の使用で、例えば反射率を低減すること、定常波(例えば、VSWR)を低減すること、および放射部分100と標的部分ととの間をインピーダンス整合させることにより、放射部分100と標的組織との間の結合を改善してもよい。
【0104】
図10AおよびLOBにおいて、内部導体20は、腎動脈RA内で同軸上にセンタリングされる。そのため、解剖学的共鳴構造1032は、実質的に同軸上にあり、それにより実質的にバランスのとれた共鳴構造を発生する。バランスのとれた解剖学的共鳴構造1032は、腎動脈構造の解剖学的部分(例えば、前述した前述のように腎動脈の1層以上)において、誘電体損失および/または導体損失により熱を発生させる。
図10Bにおいて示された通り、腎動脈RA内の内部導体20のセンタリングにより、腎動脈RAの周りの実質的に均一な加熱1000aが発生する。
【0105】
バランスのとれた解剖学的共鳴構造1032を形成させることに加えて、腎動脈RA内で内部導体1020をセンタリングさせて、実質的に均一な加熱1000aと、腎動脈RAの周りで発生された熱エネルギーの一様な分布を発生させる。加えて、解剖学的共鳴構造1032内の可撓性同軸ケーブル32の先端の加熱および露出した内部導体1020の加熱は、許容し得る温度に維持される。
【0106】
図11A〜12Aに示すように、解剖学的共鳴構造1132および1232を形成する解剖学的構造(例えば、腎動脈RA)に関して、
図11A〜12Aおよび11B〜12Bに示すように内部導体20をずらして置けば、腎動脈RAの周りの不均一な加熱1100a、1200aが発生する。
【0107】
図11Aおよび11Bにおいて、内部導体20は、腎動脈RAの中心から0.5mmずらして置かれ、
図12Aおよび12Bにおいて、内部導体20は、腎動脈RAの中心から1mmずらして置かれており、各例において、バランスのとれていない解剖学的共鳴構造1132および1232が、形成されている。バランスの取れていない解剖学的共鳴構造1132、1232は、腎動脈RAの周りで不均一な加熱1100a、1200aを発生させて、腎動脈RAに隣接するホットスポットを形成している。ホットスポットは、ホットスポットに隣接する腎動脈RAの一部の温度を上昇させる可能性があり、組織を不可逆的に損傷させる可能性がある。加えて、内部導体20をずらして置くと、可撓性同軸ケーブル32の先端および/または露出された内部導体20を許容し得ない温度まで加熱する可能性もある。
【0108】
図10A〜12Aに示すように、各解剖学的共鳴構造1032、1132、1232は、腎動脈RAの内部温度と外部温度の間に大きなΔを発生させる。
図13は、可撓性同軸ケーブル32の開始時に測定された電力に対してプロットされた腎動脈RAの内部および外部の温度を示す実験データを示している(
図7参照)。腎動脈の内部の最大温度の直線表示1334a、および腎動脈の外部の最大温度の直線表示1334bから、解剖学的共鳴構造1032、1132、1232が、腎動脈RA内部を致死温度よりも低く維持しながら血管の外層において細胞毒性温度(例えば、細胞に有毒な熱エネルギーの性質)に達する腎動脈RAの外部温度を発生させることが実証される。
【0109】
以下に説明するように、可撓性マイクロ波カテーテル20は、天然の体腔または天然の身体構造内で放射部分100を同軸上にセンタリングし、それにより前述した前述のようにバランスのとれた解剖学的共鳴構造を形成するように構成されたセンタリングデバイスを含んでいてもよい。本明細書に記載のセンタリングデバイスは、ステント様の拡張可能な部材(
図16A〜16C、17A〜17B、18A、19A、20、21、および22A〜22B参照)、バルーン様の膨張可能な部材(
図24、25a〜25B、26A〜26Cおよび58A〜58D参照)、圧縮可能かつ拡張可能な部材(
図27A〜35参照)、再配置可能かつ拡張可能な部材(
図18A参照)、複数の部材を有するセンタリングデバイス(
図32A〜32B、35、37A〜37B、39A〜39B、40A〜41B参照)、2つ以上のフィンの拡張が可能な部材(
図27A〜27Dおよび28参照)、拡張可能なバスケット部材(
図29〜35参照)、クローバー形の拡張可能な部材(
図34〜35参照)、拡張可能な信号およびデュアルパドル部材(
図36A〜39B参照)、拡張可能な信号およびデュアルプロペラ部材(
図36A〜39B参照)、拡張可能なタイン(
図40A〜40B参照)、拡張可能なフィン部材および拡張可能な螺旋状フィン部材(
図41A〜41B参照)、ならびにその任意の組み合わせを含む。
【0110】
本明細書に記載のセンタリング構造は、該構造に沿って血流に最小限の抵抗を与え、流れている血液により、アブレーションの標的でない構造および組織を冷却させることができる。
【0111】
一部の実施形態において、センタリングデバイス(1つまたは複数)は、外部シース内に抑制されており、外部シースから放出されると自己展開(例えば、拡張)し、それにより放射部分100をセンタリングする。同様にセンタリングデバイスは、外部シース内に後退する際には自己後退する。
【0112】
本明細書に記載のセンタリング構造は、導電性材料、非導電性材料、誘電性材料、またはその任意の組み合わせから形成されていてもよい。一部の実施形態において、導電性センタリング構造は、形状記憶材料、例えば、ニッケルチタン合金(例えば、ニチノール)、または強磁性形状記憶合金を含む。
【0113】
一部の実施形態において、非導電性センタリング材料は、形状記憶ポリマーを含む。形状記憶ポリマーは、マイクロ波エネルギーの送達により発生される電磁場により形状記憶位置まで拡張するよう誘発されてもよい。そのため、放射部分100がマイクロ波エネルギーを送達している間、センタリングデバイスが、放射部分100を体腔内でセンタリングする。
【0114】
一部の実施形態において、センタリングデバイスを用いて、可撓性医療用カテーテルの放射部分を組織または隣接する標的組織内に固定してもよい。あるいはセンタリングデバイスが、体腔BL内の流体/水力学的、および/または機械的力により、セルフセンタリングされてもよい。
【0115】
一部の実施形態において、センタリングデバイスは、周囲の生理学的構造によりマイクロ波電流を誘電的に緩衝するように構成されていてもよい。
【0116】
本明細書に記載の実施形態および特徴を選択して、本明細書に記載の他の実施形態および特徴と任意の組み合わせで組み合わせてもよい。例えば放射部分は、単極アンテナ(
図5参照)、1つ以上の穴付き給電間隙(
図10A〜12A、14F、16A〜C、19A〜F,20〜22B、50〜53、55および57参照)、双極性アンテナ(
図17A参照)、螺旋状給電間隙を有する放射部分(
図42〜45、47、54、56および57参照)、またはそれらの任意の組み合わせを有する放射部分から選択されてもよい。選択された放射部分は、可撓性マイクロ波カテーテルの外部シースから放射部分を展開させるために、連結する流体冷却された可撓性マイクロ波カテーテルと組み合わせてもよく、そして流体カップラーまたは調節可能な流体カップラーを有するカテーテルと組み合わせてもよい。更に、先に挙げた組み合わせのいずれかは、センタリングデバイスまたは構造を含んでいてもよい。センタリングデバイスまたは構造は、センタリングデバイスの作動および/または展開を容易にするカテーテルハブに結合していてもよい。
【0117】
センタリングデバイスは、該デバイスを配置させることに加えて、追加の機能性を提供してもよい。例えば一部の実施形態において、センタリングデバイスは、派生領域を画定および/または限定し、ならびに/あるいは解剖学的共鳴構造を画定および/または限定するチョークまたはバランを形成してもよい。一部の実施形態において、センタリングデバイスは、適用された除神経エネルギーのパターンを画定する1つ以上の構造を含んでいてもよい。
【0118】
本開示に係る放射部分100およびその製造工程の一実施形態を、
図14A〜14Eに示している。製造工程の第一のステップにおいて、可撓性同軸ケーブル32は、
図14Aに示すように提供される。外部導体1424および誘電体1422の円筒形または半円筒形部分を除去して、内部導体を露出させ、それにより給電間隙1450(例えば、給電点)を形成している。給電間隙1450は、マイクロ波エネルギーなどの除神経エネルギーの伝搬を容易にする。
【0119】
外部導体1424の一部は、約0.01インチの長さを有するリング内のケーブルから外部導体をエッチング、切断、または剥離することにより除去して、同軸ケーブルをこの位置から先端におよそ1/4波長残してもよい。
【0120】
図14Bに示すように、場合により移行性誘電体1426が、一般には除去される外部導体1424の円筒部分に対応する給電間隙1450内に配設されていてもよい。移行性誘電体1426は、内部誘電体1422と、アンテナが用いられる解剖学的構造(例えば腎動脈および/または腎動脈内の血液)の予測または平均誘電性との間に誘電性を有している。移行性誘電体1426は、任意の適切な誘電性材料および/または誘電性流体から形成されていてもよい。この手法での移行性誘電体1426を使用して、例えば反射率を低減すること、定常波(例えば、VSWR)を低減すること、および放射部分と標的部分との間をインピーダンス整合させることにより、放射部分100と標的組織との間の結合を改善してもよい。
【0121】
図14Bに更に示すように、可撓性同軸ケーブル32の最先端、外部導体1424の一部および内部誘電体1422が除去され、こうして内部導体1420が露出される。
図14Cに示すように、中心に画定されており、内部導体1420を受け入れる寸法である開口部を有する短い導電性(例えば、金属)円筒物、ディスク、またはキャップ1433は、開口部では内部導体1420の露出された端部に、そしてその周囲では外部導体1424に接合している。この先端「キャップ」1433は、内部導体から外部導体までを短絡し、その一方で放射部分100の一般的先端放射パターンを最適化、制御、集束、および/または指向してもよく、例えば放射部分100の先端を超える除神経エネルギーの伝搬を低減、集束、成形および/または増強してもよい。
【0122】
一部の実施形態において、キャップ1433は、高温誘電体、例えばプラスチック、セラミック、または他の適切な誘電性材料から形成されている。キャップ1433は、内部に形成された高温誘電体および導体部分を含んでいて、内部導体1420と外部導体1424との間に短インピーダンスまたは低インピーダンスの通路を提供していてもよい。一部の実施形態において、キャップ1433の先端部分は、非導電性材料、例えばポリマーから形成されている。
【0123】
一部の実施形態において、チョークまたはバラン1408の短絡(short)は、
図14Dに示すように、給電間隙1450付近の位置で外部導体1424に固定されていてもよい。バラン1408は、外部導体1424を受け入れる寸法の内径を有する短い導電性(金属製)リング1408aを含んでいてもよい。バランリング1408aは、外部導体1424に電気的に結合している(例えば、はんだ、溶接、および/または機械的に結合されている)。バランリング1408aは、位相の長さでは約180°の、給電間隙1450からの距離に配置されている。このバランリング1408aは、マイクロ波の短絡に影響を及ぼし、その一方で放射部分100の一般的放射パターンを最適化、制御、集束、および/または指向してもよく、例えば放射部分100の先端および/またはバラン1408を超える除神経エネルギーの伝搬を低減してもよい。バランリング1408aは、インピーダンス整合を改善すること、反射率および/または定常波を低減すること、効率を改善すること、ならびに塞栓(例えば、凝血)のリスクを低減することができる。
【0124】
バラン1408は、バラン誘電性スリーブ1408bを更に含んでいてもよく、それは、押出しポリテトラフルオロエチレン(PTFE、例えばTeflon(登録商標))から、押出しポリエチレンテレフタラート(PET)から、および/または押出しフッ素化エチレンプロピレン(FEP)から形成されていてもよい。バラン誘電性スリーブ1408bは、そのアセンブリの放射部分100を超えて配置され、バランリング1408aに咬合していてもよい。バラン誘電性スリーブ1408bは、表面に、好ましくは内表面に導電性材料を有する熱収縮管1408cの長さを更に含んでいてもよく、PTFEバラン誘電性スリーブ1408cを超えて配置させて、誘電性を変動させ、および/またはバラン1408の性能を改善しても、つまり除神経エネルギーの放射パターンを改善してもよい。銀色のインクを、熱収縮管1408cの内表面に配設し、そこでバランリング1408aおよびバラン誘電体1408bを超えて熱収縮1408cを施して、共鳴マイクロ波構造を形成し、バラン1408の性能を改善し、一方では除神経エネルギーの放射パターンを改善してもよい。
【0125】
一部の実施形態において、バラン誘電性スリーブ1408bおよび金属リング1408aは、その後、基端から、導電性インク(例えば、バラン外部導体)でコーティングされた熱収縮を有する先端付近まで覆われている。一部の実施形態において、バラン誘電性スリーブ1408bの先端は、導電性熱収縮でコーティングされておらず、つまりバランの性能を改善するバラン伸長誘電体を形成している。
【0126】
図15A〜15Bに示すように、キャップ1533は、可撓性同軸ケーブル1532の先端、流体流動ルーメンの先端1537および外部シース1535の先端に結合している。流体流動ルーメン37の先端は、キャップ1533の基端表面に密封接合しており、放射部分100の要素間の心合わせを実行および維持している。キャップ1533の内部に形成された1つ以上のキャップ冷却剤通路1533a、1533bは、冷却剤を、流入流体通路1544aから流出流体通路1544bまで循環させて、放射部分100を通る冷却剤の流れを容易にし、有利には放射部分100およびキャップ1533の冷却を提供してもよい。
【0127】
キャップ1533は、基端内部導体レシーバー1533cを介して内部導体1520を受け入れ、外部導体に結合していてもよく、それにより内部導体1520と外部導体1524との間に短絡または低抵抗の結合を提供してもよい。
【0128】
キャップ1533は、外部シース1535に結合して、それらの間に液密性シールを形成している。キャップ1533は、溶接、結合、接着、または任意の他の適切な結合手法により外部シース1535に結合していてもよい。冷却流体は、キャップ流入冷却剤通路1533aを通ってキャップ流体チャンバー1533dに入り、キャップ流出冷却剤通路1533bを通ってキャップ流体チャンバー1533dから流れ出る。
【0129】
温度センサー1534は、本開示に係る放射部分100および/またはキャップ1533に動作可能に結合していてもよい。例えば非限定的に、1つ以上のサーモプローブ、圧力センサー、流動センサー、または任意の他の適切なセンサーが、放射部分100、キャップ1533、外部シース1535、可撓性同軸ケーブル1532、流入および/または流出流体通路1544a、1544b、キャップ流体チャンバー1533d、あるいは、本明細書に記載の任意の他の導管および/または構造(例えば、メッシュ、バルーン、拡張可能および/または展開可能な部材)に含まれていてもよい。一部の実施形態において、温度センサー1534は、キャップ1533の先端に配置されていてもよい。1つ以上のサーモプローブが、可撓性マイクロ波カテーテル1530内に含まれていてもよい(例えば、外部シース、可撓性同軸ケーブル32、1つ以上の流体チャンバーもしくは導管、外部誘導絶縁層128、遮蔽外部導管124a、および/または本明細書に記載の任意の他の構造)。
【0130】
温度センサー1534は、放射部分100の活性加熱ゾーンより先端に配置されていてもよい。マイクロ波エネルギー送達システム12は、それにより最高温の場所を通る流体の温度をモニタリングする。温度センサー1534が、凝血温度閾値を超える温度を測定すれば、システム12が、電力送達を一時的または永久に停止してもよい。一部の実施形態において、1つ以上の温度センサー1534が、以下に議論されるセンタリングデバイスの内部、全体、またはその周辺に形成された流体通路の排出部に配置されていてもよい。
【0131】
一部の実施形態において、キャップ1533または可撓性マイクロ波カテーテル30の先端チップの任意部分が、蛍光透視法の間に可視性を促進するために、放射線不透過性材料(例えば、バリウム)を含んでいてもよい。
【0132】
図6Aおよび8A〜8Cに関して前述した前述のように、可撓性マイクロ波カテーテル30の先端のカテーテルハブ18は、除神経エネルギーの供給源を可撓性同軸ケーブル32に、流体冷却システム19を流入流体通路44aと、流出流体通路44bから排出された冷却剤の受取先(例えば、受器、容器、またはドレイン)に、動作可能に連結させることができる。
【0133】
図16A〜16Cに示すように、本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテル1630は、放射部分100に結合された1つ以上のステント様の拡張可能な要素1670を含んでいてもよい。
図16Aに示すように、ステント様の拡張可能な要素は、可撓性マイクロ波カテーテル1630を血管系に通し標的組織に隣接した位置まで案内しながら、圧縮状態を維持してもよい。一部の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670は、外部シース1635の先端部分により圧縮状態を維持されている。他の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670は、外部シース1635内に圧縮状態で収納されている。
【0134】
使用の間、
図16Bに示すように、外部シース1635は、基端方向に後退され、および/またはステント様の拡張可能な要素1670は、先端方向に進めて、ステント様の拡張可能な要素1670を外部シース1635の領域から伸長させ、放射部分100の周りに略管状、円筒状および/またはバルーン様形状に拡張させ、それによりルーメン(明示的には不図示)内の可撓性マイクロ波カテーテル1630の放射部分100をセンタリングしてもよい。ステント様の拡張可能な要素1670は、ステント様の拡張可能な要素1670の中心が放射部分100の給電点(例えば、給電間隙1650)と概ね一致するように配置されていてもよい。
図16A〜16Cに示された給電間隙1650は、外部導体1624の一部が除去されて内部導体1620が露出した穴付き部分を含んでいてもよい。内部導体1620の露出部分は、内部導体1620を覆う移行性誘電体1650を含んでいてもよい。
【0135】
ステント様の拡張可能な要素1670の少なくとも一部は、放射部分100より先端に配置されておりも、放射部分100より基端に配置されておりも、放射部分100を概ね取り囲んでいても、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。ステント様の拡張可能な要素1670は、例えばワイヤーメッシュ、ワイヤー部材、型押しされた金属から形成されておりもよく、および/または非限定的にステンレス鋼、銅、銀、プラチナ、金、形状記憶合金(例えば、ニチノール)などをはじめとする任意の適切な電気伝導性材料から形成されていてもよい。一部の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670は、低電気伝導率を有するポリマーまたは複合材料、例えばポリウレタン、ポリイミド、FEP、PET、および/またはPTFEを含んでいてもよい。
【0136】
図16Cは、ステント様の拡張可能なメッシュ要素1672を示している。一部の実施形態において、ステント様の拡張可能なメッシュ要素1672は、管状本体メッシュ1672bに接合された先端および基端のエンドキャップメッシュ1672aを含む。管状本体メッシュ1672bの少なくとも一部は、給電間隙1650を含む放射部分100から半径方向に外方へ延在している(例えば、内部導体1620および移行性誘電体1650)。
【0137】
一部の実施形態において、エンドキャップメッシュ1672aの少なくとも一部は、可変性のメッシュ密度を含み、そのメッシュ密度は、先端および/または基端では大きく、管状本体メッシュ1672bの長さに沿って低密になる。本明細書に記載のメッシュ構造は、該構造に沿って先端に、最小限のインピーダンスを血流に与え、流れている血液によりアブレーションの標的でない構造および組織(腎動脈の血液、内膜、および中膜)を冷却させることができる。
【0138】
一部の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670は、ステントとして腎動脈RA内の適所に留置されて、潜在的狭窄による合併症を低減してもよい。ステント様の拡張可能な要素1670は、エネルギー適用後に可撓性マイクロ波カテーテル1630から脱離してもよく、腎臓動脈RAを機械的に支持するために適所に留置されてもよい。
【0139】
一部の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670、または本明細書に記載の他の拡張可能なデバイスは、3つの配置を含んでいてもよい。第一の配置では、ステント様の拡張可能な要素1670が、初期設置のために完全に拡張/伸長されている。第二の配置では、ステント様の拡張可能な要素1670を放射区分100の周りの適所に維持しながら、ステント様の拡張可能な要素1670を展開させるために基端に後退されている。第三の配置では、ステント様の拡張可能な要素1670が、完全に後退しており、ステント様の拡張可能な要素1670の最終的な基端部分が放出されている。カテーテル30が腎動脈RAから基端方向に引き出されると、ステント様の拡張可能な要素1670から遠い先端部分が、可撓性マイクロ波カテーテル30から放出されてもよい。例えば該要素は、先端方向に向いたスロットに嵌合していてもよく、それゆえカテーテルが先端方向に進むとメッシュを保持するが、デバイスが基端方向に引っ張られてシースが完全に後退した場合のみ放出される。
【0140】
図16A〜16Cにおいて、キャップ1633は、放射部分100の先端に結合されており、内部導体1620と外部導体1624、1624aとの間に電気的短絡を提供している。温度センサー1634は、キャップ1633内に収容されておりもよく、または放射部分100の任意の他の部分、ステント様の拡張可能な要素1670、ステント様の拡張可能なメッシュ要素1672、可撓性同軸ケーブル1632もしくは外部シース1635の内部に収容されていてもよい。
【0141】
一部の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670の基端および/または先端部分、ならびに/あるいはステント様の拡張可能なメッシュ要素1672aの基端および/または先端部分は、チョークまたはバランの短絡を形成している。チョークまたはバランの短絡は、電磁場を、チョークまたはバランの短絡により画定された電磁的境界に実質的に制限する。そのため、熱の発生は、給電間隙から半径方向に外方の部分に実質的に限定される。
【0142】
一部の実施形態において、センタリング構造は、先端および基端ではマイクロ波エネルギーに実質的に不透過性であるファラデーケージを形成しており、残りは、その長さの少なくとも一部に沿ってマイクロ波エネルギーに実質的に透過性である。そのような配列は、軸方向への(例えば、腎動脈に沿って先端または基端への)除神経エネルギーの送達を低減または排除しながら、デバイスに半径方向への(例えば、腎動脈に対して円周方向への)除神経エネルギーの送達を目標とさせることができるため、利点を有する可能性がある。本開示に係る可撓性医療用カテーテルは、副次的な組織の影響から生じた合併症を低減または排除しながら、外科医に標的組織にエネルギーを正確に送達させることにより、手術の結果を改善することができる。
【0143】
ファラデーケージの基端部分および先端部分を形成するメッシュは、解剖学的共鳴構造の実質的な部分を、ファラデーケージの基端部分と先端部分との間の解剖学的構造に制限するチョークまたはバランの短絡を形成してもよい。
【0144】
一部の実施形態において、メッシュは、除神経手順の間に用いられ得る除神経エネルギーの特定の波長または波長範囲を収容するように構成されていてもよい。例えば非限定的に、所望のマイクロ波放射パターンを提供するために、メッシュの間隔(例えば、隣接するメッシュ要素間の空間)は、効果的マイクロ波境界を作製するために、メッシュ構造の先端および基端では約1/10λ(例えば、意図するマイクロ波信号の波長の1/10)よりも小さくてもよい。マイクロ波の境界の作製を回避し、それにより除神経エネルギーの放射を可能にするために、メッシュの長さに沿ってメッシュの間隔が、約1/10λよりも大きくなってもよい。
【0145】
有利には、開示のデバイスの開放されたメッシュ構造により、血液を除神経手順に間に手術部位に沿って流動させる続けることができる。血流を維持することで、血管壁の内部構造の冷却を提供しながら、可撓性マイクロ波カテーテル30および放射部分100の熱管理を提供する。
【0146】
本開示に係る一部の実施形態は、複数の給電間隙を有する放射部位を含む。本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテルの放射部位は、本明細書に定義された複数の窓を有するメッシュ構造を含んでいてもよい。窓は、メッシュ構造の本体とは異なる特性を有する材料を1つ以上含んでいてもよい。あるいは窓は、材料の非存在(例えば、開口)を特徴とする開放された構造であってもよい。本明細書で議論された通り、異なる材料から形成された構造の窓、および材料の非存在(例えば、開口)を特徴とする構造の窓は、互換的に用いられている。材料の特性は、機械的特性、材料的特性、電気的特性、またはそれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。窓の材料特性は、機械的差異、例えばメッシュ間隔、メッシュゲージ、メッシュ形成法、メッシュ幅、またはそれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。窓の材料特性は、生理学的差異、例えば材料の型、組成、材料の構成、またはそれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。窓の特性は、電気的差異、例えば導電性、抵抗性、またはそれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
【0147】
窓の位置は、メッシュ構造に沿って側方に分布していてもよく、半径方向に指標を付けられて、および/または半径方向に分布されていてもよい。一部の実施形態において、3つの窓が設けられているスロットが、半径方向に60°離れて指標を付けられており、メッシュ構造に沿って長手方向に分布されている。窓は、外科医に除神経の標的組織領域を正確に選択させる、画定された処置ゾーン(例えば、殺傷ゾーン)に対応している。本明細書に記載のマルチウインドウを有するメッシュ構造は、単一の給電間隙設計により使用されてもよい。マルチウインドウ設計は、腎神経束の効果的処置を確実にしながら、除神経の間に血管壁の一部のみがエネルギー送達に供されることに利点を有し得る。
【0148】
メッシュ構造は、体腔および/または身体構造内の可撓性マイクロ波カテーテル30の放射部分100をセンタリングするように構成されていてもよい。
【0149】
メッシュ構造は、導電性材料、非導電性材料、および導電性材料と非導電性材料との組み合わせを含んでいてもよい。導電性メッシュ構造は、可撓性マイクロ波カテーテルの放射部分と相互作用するように構成されている。例えば導電性メッシュ構造は、共鳴構造の一部を形成していてもよい。一部の実施形態において、導電性メッシュ構造は、メッシュ構造を取り囲む組織の少なくとも一部を含む解剖学的共鳴構造の一部を形成している。
【0150】
メッシュ構造の少なくとも一部は、マイクロ波のチョークまたはバランを形成するように構成された導電性部分を含んでいてもよい。例えば、メッシュ構造の先端および/または基端部分は、マイクロ波エネルギー信号を他の血管に流すように構成されており、それによりマイクロ波エネルギー信号の少なくとも一部が導電性メッシュ構造の基端および/または先端に伝搬するのを予防している。
【0151】
一部の実施形態において、ステント様の拡張可能な要素1670は、アクチュエータ(例えば、アクチュエータ15および/または回転アクチュエータ15g)に連結されている。アクチュエータは、ステント様の拡張可能な要素1670を機械的に拡張させるように構成されておりも(または本明細書に記載のセンタリングデバイスを拡張、展開もしくは開口するように構成されておりも)よい。先端または基端エンドキャップメッシュ1672aは、アクチュエータ15に連結されておりもよく、アクチュエータ15の一部を変動させることにより拡張および/または収縮されてもよい。
【0152】
センタリングデバイス(例えば、ステント様の拡張可能な要素または本明細書に記載の他のセンタリングデバイス)の作動が、体腔の内表面に負荷された力の量を変動させ、それにより解剖学的構造を所望の構造および/または幾何学に成形してもよい。体腔を成形して、特定の形状、口径および/または円筒形構造を形成し、標的組織へのエネルギー送達を容易にしてもよい。
【0153】
図17A〜17Bに示すように、導電性メッシュ構造1772は、長手方向区分の少なくとも一部で画定された複数の窓1773a〜1773eを含む。導電性メッシュ構造1772は、窓1773a〜1773eを通した組織への除神経エネルギーの送達を可能にしながら、メッシュ構造1772の残り部分の組織への除神経エネルギーの送達を減弱または排除するように構成されていてもよい。基端および先端メッシュエンドキャップ1772a、1772bは、共鳴構造をメッシュ構造1772の領域に実質的に限定するように構成されていてもよい。
【0154】
一部の実施形態において、導電性メッシュ構造1772は、窓1773a〜1773eの1つ以上を除き、通過するマイクロ波エネルギーの放射を限定するのに十分な密度を有し、その構造は、約0の密度を有する。それゆえ臨床効果は、窓1773a〜1773eに対応するパターンでの腎動脈のアブレーションである。
【0155】
一部の実施形態において、メッシュ1772の窓の領域は、約1/10λよりも大きなメッシュ密度を有していてもよく(例えば、1/10λより大きく間隔を置かれたメッシュ要素)、メッシュの窓でない領域は、約1/10λよりも小さなメッシュ密度を有していてもよい(例えば、1/10λより小さな間隔を置かれたメッシュ要素)。一部の実施形態において、メッシュ1772の窓領域は、非導電性材料、またはマイクロ波エネルギーを透過する任意の材料を含む。他の実施形態において、導電性メッシュ構造1772において形成された窓1773a〜1773eは、開放されており、いずれの材料も全く含んでいない。
【0156】
使用の間、可撓性マイクロ波カテーテルは、標的組織に隣接して配置されてもよく、導電性メッシュ構造1772は、その後拡張されて、除神経エネルギーが、窓1773a〜1773eに露出された組織に適用される。
【0157】
図17Bは、
図17Aに示されたデバイスによる除神経エネルギーの適用後の腎動脈を示している。窓1773a〜1773eのそれぞれを通して腎動脈RAに適用された除神経エネルギーは、対応する除神経ゾーン1774a〜1774eを生成する。
【0158】
例示的目的で、
図17Bにおける腎動脈RAが、腎動脈RAに沿って長手方向に延在する複数の腎神経RNと共に示されている。除神経ゾーン1774a〜1774e(および対応する窓1773a〜1773e)は、周辺に重複を提供しながら、互いに長手方向に間隔を置かれているため、各腎神経RNのそれぞれが、除神経ゾーン1774a〜1774eの少なくとも1つを通過する。この配列により、除神経エネルギーは、腎動脈RAの長さに沿った複数の窓1773a〜1773eの少なくとも1つを通して、腎神経のそれぞれに適用される。
【0159】
エネルギーの周辺重複および/または周辺送達を提供する実施形態は、所望の結果を得るために単一処置を必要とし得る。
【0160】
図18Aに示すように、導電性メッシュ構造1872は、長手方向区分の少なくとも一部において画定された窓1873を含む。導電性メッシュ構造1872は、窓1873を通した組織への除神経エネルギーの送達を可能にしながら、メッシュ構造1872の残り部分の組織への除神経エネルギーの送達を減弱または排除するように構成されている。基端および先端メッシュエンドキャップ1872a、1872bは、共鳴構造をメッシュ構造1872の領域に実質的に限定するように構成されていてもよい。
【0161】
一部の実施形態において、窓1873は、約1/10λよりも大きなメッシュ密度含むメッシュを含んでいてもよい。導電性メッシュ1872の窓でない領域は、約1/10λよりも小さなメッシュ密度を有していてもよい。
【0162】
図18Aに示された導電性メッシュ構造1872を用いて、除神経エネルギーを適用する方法が、
図18B〜18Hに示されている。
図18Bに示すように、可撓性マイクロ波カテーテル1820の先端は、標的動脈(例えば、腎動脈RA)内に配置されている。
図18Cに示すように、外部シース1835が、導電性メッシュ構造1872を除去するために後退されており、導電性メッシュ構造1872が、拡張されている。窓1873は、腎動脈RAの第一の標的部分1874aに向けられており、第一の標的組織1874aが窓1873に露出されているため、除神経エネルギーの第一の適用は、腎動脈RAに適用される。除神経エネルギーの最初の適用の後、
図18Dに示される通り、導電性メッシュ構造1872が再配置され、それにより腎動脈RAの異なる領域(例えば、第二の標的組織1874b)を窓1873に露出する。導電性メッシュ構造1872は、再配置の間に完全に、または部分的に折り畳まれ、続いて
図18Eに示すように再拡張されてもよい。可撓性マイクロ波カテーテル1820を再配置させた後、除神経エネルギーの第二の適用が、第二の標的組織1874aに適用される。
図18F〜18Gに示すように、続いての可撓性マイクロ波カテーテル1830の再配置および除神経エネルギーの適用を、必要に応じてこの手法で送達して、それによりエネルギーを第一、第二、および第三の標的組織1874a〜1874cなどに適用してもよい。
【0163】
導電性メッシュ構造1872は、最初、身体の血管内の最も遠い位置に配置され、続く各再配置のために基端に引っ張られる。一部の実施形態において、導電性メッシュ構造1872(そしてそれに伴って窓1873)は、可撓性マイクロ波カテーテル1830の長手方向軸の周りに独立して回転可能である。可撓性マイクロ波カテーテルを引き出し再挿入することを必要とせず、および/または可撓性マイクロ波カテーテル1830全体を回転させることを必要とせずに、外科医に導電性メッシュ構造1872をインサイチュで回転および/または操作させるために、非限定的にノブまたはレバーなどの回転アクチュエータ1.5g(
図7参照)が、カテーテルハブ18(
図7参照)上に提供されてもよい。
【0164】
図18A〜18Hの可撓性マイクロ波カテーテル30は、放射部分100の先端に温度センサー1834を含んでいてもよい。温度センサー1834を用いて、腎動脈内を循環して基端および先端エンドキャップメッシュ1872aを通過する流体の温度を測定してもよい。温度センサー1834により測定された流体温度は、放射部分100により送達されたエネルギーの指標となり得る。温度センサー1834により測定された流体温度は、基端および先端エンドキャップメッシュ1872aを通る流体の流速の指標となり得る。低流速は、予期されなかった温度上昇、温度変化率の変化、および/またはエネルギー送達が終了した時の温度低下の不足により特徴を表す場合がある。低流速は、血栓、塞栓、または導電性メッシュ構造1872の付近の他の遮断の存在を示す場合がある。
【0165】
センサーリード1834aは、導電性メッシュ構造1872の外表面に沿って走らせる。導電性メッシュ構造1872は、放射部分100により発生された電磁場からセンサーリード1834aを少なくとも一部、分離している。
【0166】
1つ以上の証拠が、回転アクチュエータ15gに関連して与えられて、導電性メッシュ構造1872の位置を外科医に通知してもよい。一部の実施形態において、導電性メッシュ構造1872またはその一部は、造影技術により検出可能な材料から形成され、それにより蛍光透視法または他の医療用造影デバイス、例えばMRIおよび/または血管造影法で外科医にその位置を決定させることができる。
【0167】
一部の実施形態において、放射部分100は、複数の給電間隙1950a、1950b、1950c(例えば、エネルギー給電点)を含む本開示に係るアンテナ構造を含む。
図19Aは、複数の放射給電間隙1950a〜1950cが設けられている先端の放射部分100に結合された可撓性同軸ケーブル1932を含む可撓性マイクロ波カテーテル1930を示している。放射部分100は、第一の給電間隙1950a、第一の給電間隙1950aより先端の第二の給電間隙1950b、ならびに第一および第二の給電間隙1950a、1950bより先端の第三の給電間隙1950cを含む。これらの実施形態において、組織に送達される全ての電力は、複数の放射給電間隙1950a〜1950c間で分割される。エネルギー総量のどれ程の割合が各給電間隙1950a〜1950cにより送達されるかを決定するために、各給電間隙1950a〜1950cの寸法、例えば露出された内部導体の長手方向の長さが調整されてもよい。
【0168】
図19Aは、3つの給電間隙1950a〜1950cが設けられている、放射部分100を有する1つの非限定的例を示している。発生装置から到着したエネルギーは、最初、第一の放射給電間隙1950aに到達するが、給電間隙1950aは、到着するエネルギーの1/3を送達するように寸法が設定され得る。第二の放射給電間隙1950bに移動すると、全エネルギーの1/3が第一の放射給電間隙1950aにより伝搬されたため、全エネルギーの2/3が、第二の放射給電間隙1950bに到達する。したがって、第二の放射給電間隙1950bは、到達したエネルギーの半量を伝搬するため、全エネルギーの1/3を組織に送達しなければならない。最後に、全エネルギーの1/3が、第三の放射給電間隙1950cに到着し、第三の放射給電間隙1950cは、到着したエネルギーの100%を伝搬して、全エネルギーの1/3を組織に送達しなければならない。
【0169】
図19Aにおいて、複数の放射スロット1973a〜1973cが設けられている放射部分100は、導電性メッシュ構造1972内の放射部分をセンタリングする導電性メッシュ構造1972を含み、窓1973a〜1073dを通して除神経エネルギーを組織に送達するための複数の窓1973a〜1073dを含む。一部の実施形態において、各窓1973a〜1073dは、除神経エネルギーを導電性メッシュ構造1972の円周の90°に送達するように構成されている。一部の実施形態において、各窓の半径区分は、窓の合計数に関係する。
【0170】
一部の実施形態において、同軸絶縁体D0〜D7の誘電率は、放射部分100の特定の構造に一致するように選択される。例えば基端の同軸絶縁体D0の誘電率は、可撓性同軸ケーブル1832の誘電率に関係させることができ、残りの同軸絶縁体D0〜D7の誘電率は、放射部分100の特定の区分に関係させる。
【0171】
一部の実施形態において、各給電間隙1950a〜1950cの幅は、以下に詳細に説明するように、各スロットの一様なエネルギー送達を促進するように変動させる(
図51〜53参照)。
【0172】
一部の実施形態において、基端メッシュ構造1972aおよび先端メッシュ構造1972bは、流体流動の最小限の制限を提供するように構成されている。基端メッシュ構造1972aおよび先端メッシュ構造1972bを通る流体の十分な流れが、冷却効果を提供し、凝血を予防し得る。一部の実施形態において、マイクロ波エネルギー送達システムは、血液の温度が凝血レベルに近づき、および/またはそれを超えて上昇すれば、マイクロ波エネルギーのパワー信号送達を停止させる。
【0173】
図19Bに示される通り、各窓1973a〜1073dは、除神経エネルギーを腎動脈RA上の対応する標的組織1974a〜1974dに送達し、腎動脈RAの全円周に沿った組織の少なくとも一部が、長手方向の長さに沿って標的となる。
【0174】
一部の実施形態において、
図20に示すように、複数の給電間隙を有するため、複数の対応する導電性メッシュ構造2072a〜2072cが提供される。各給電間隙2050a〜2050cは、個々の導電性メッシュ構造2072a〜2072cに動作可能に結合している。各個々の導電性メッシュ構造2072a〜2072cは、本明細書に記載の通り、様々なメッシュ密度構成および/または1つ以上の窓2073a〜2073cを含んでいてもよい。
図20に示される通り、窓2073a〜2073cの配向は、異なる方向に放射するように配列されていてもよい(例えば、半径方向に分布される)。一部の実施形態において、窓2073a〜2073cは、類似の方向に放射するように配列されていてもよい(例えば、半径方向に指標が付けられる)。
【0175】
導電性メッシュ構造2072a〜2072cの1つ以上は、個別にまたは縦列で、可撓性マイクロ波カテーテル2030の長手方向軸の周りを独立して回転可能であってもよい。1つ以上の対応するアクチュエータ15g(
図7参照)が、例えばカテーテルハブ18(
図7参照)上に提供されてもよく、導電性メッシュ構造2072a〜2072cの遠隔配置および/またはモニタリングを可能にしてもよい。
【0176】
個々のアクチュエータは、1つ以上の導電性メッシュ構造2073a〜2073cに選択的に結合されており、それにより所望の場合に導電性メッシュ構造2072a〜2072cの任意の組み合わせを外科医に操作/回転させてもよい。例えば非限定的に、各導電性メッシュ構造2072a〜2072cは、スイッチをつけた時に各メッシュ構造をダイアルアクチュエータに動作可能に連結させるようにスイッチが結合していてもよい。1つ以上の導電性メッシュ構造2072a〜2072cが、この手法で選択されてもよく、それによりダイアルアクチュエータが回されると、選択された導電性メッシュ構造2072a〜2072cがそれに応じて回転する。電気機械的または機械的用法、非限定的にクラッチ、歯止め、水圧式連結、磁気流動学的連結、モーター、ステッパー、1つ以上のギア、1つ以上のローラー、1つ以上の滑車などをはじめとする他のアクチュエータの制御スキームおよび連結配列が、追加または別法として、本開示に係るカテーテルまたはシステムに含まれていてもよい。
【0177】
図21に示すように、本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテル2130は、1つ以上の給電間隙2150a〜2150cの間、またはそれに隣接して配列された1つ以上のメッシュ構造2172a〜2172dを含んでいてもよい。メッシュ構造2172a〜2172dは、個々に、または集合的に拡張可能および/または折畳み可能であってもよい。可撓性マイクロ波カテーテルは、メッシュ構造2172a〜2172dの1つ以上を選択的に展開してエネルギー送達領域を変動させるために先端に引き出し得る外部シース2135を含んでいてもよい。給電間隙2150a〜2150cの寸法、例えば各給電間隙2150a〜2150cの長さL1〜L3は、除神経エネルギー(例えば、マイクロ波エネルギー)を本明細書に記載の給電間隙2150a〜2150cの周りに分布させるように調整されてもよい。一般に管形状を有する移行性誘電体2126a〜2126cの長さは、給電間隙2150a〜2150cの1つ以上の内部で露出された内部導体2120の周りに同軸上に配設されておりもよく、各区分を負荷すること、インピーダンス整合を改善すること、反射率および/または定常波を低減すること、効率的に改善すること、ならびに塞栓(例えば、凝血)のリスクを低減することができる。
【0178】
メッシュ構造2172a〜2172dは、管状の身体構造または身体部分(例えば、腎動脈RA)内で放射部分100をセンタリングするように構成されている。一部の実施形態において、管状の身体構造は、均一な形状でなくてもよく、メッシュ構造のそれぞれの径は、管状の身体構造の不均一な形状を収容するように変動しており、それにより管状の身体構造または身体部分の内部の放射部分100をセンタリングしてもよい。メッシュ構造2172a〜2172dのそれぞれは、異なる材料から形成されていてもよい。一部の実施形態において、メッシュ構造2172a〜2172dの1つ以上は、チョークまたはバランとして機能し、それによりマイクロ波エネルギー信号の少なくとも一部がメッシュ構造2172a〜2172dを超えて長手方向に伝搬するのを予防してもよい。例えば一実施形態において、基端のメッシュ構造2172aおよび先端のメッシュ構造2172dは、導電性材料を含んでおり、そしてチョークまたはバランとして機能し、それによりマイクロ波エネルギー信号の少なくとも一部が基端メッシュ構造2172aから基端に、そして先端メッシュ構造2172dから先端に伝搬するのを予防してもよい(例えば、軸方向の放射部分からのマイクロ波エネルギーの伝搬を低減する)。
【0179】
一部の実施形態において、基端メッシュ構造2172aおよび/または先端メッシュ構造2172dは、放射部分100の操作周波数で効果的な電気的壁として作用するために、より高密度を有する。
【0180】
一部の実施形態において、メッシュ構造2172a〜2172dのそれぞれは、チョークまたはバランを形成しており、それにより給電間隙2150aのそれぞれにより発生されたエネルギーの電波を限定する。
図21Aに示すように、可撓性マイクロ波カテーテル2150の先端部分は、ゾーンD0〜D7により画定されていてもよい。ゾーンD0において放射されたエネルギーは、基端メッシュ構造2172aにより限定される。各メッシュ構造2172a〜2172dは、それぞれゾーンD1、D3、D5およびD7においてマイクロ波エネルギーを限定する。ゾーン2のエネルギーは、第一の給電間隙2150aにより放射されたエネルギーに限定され、ゾーン4のエネルギーは、第二の給電間隙2150bにより放射されたエネルギーに限定され、ゾーン6のエネルギーは、第三の給電間隙2150cにより放射されたエネルギーに限定される。
【0181】
一部の実施形態において、基端および/または先端表面は、基端および/または先端表面を導電性フィルム、ホイル、および/またはインクで選択的にコーティングされて、エネルギーの方向性を強化してもよい。
【0182】
図22A〜
図23Bに示すように、本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテル2230は、バスケット様および/または傘様形状を有する先端メッシュバスケット構造2278a、2278bを含む。先端メッシュバスケット構造は、先端尖端および基端開口(拡張可能な)端部を含む。先端メッシュバスケット構造の尖端は、可撓性マイクロ波カテーテル2230の先端キャップ2233に、またはそれに隣接して固定されている。この配列により、先端メッシュバスケット構造は、例えば、血塊および他の生体材料が血流に入るのを予防するために、使用時に形成され得る任意の塞栓性材料を捕捉してもよい。
【0183】
図22Aにおいて、先端メッシュバスケット構造2278aおよびメッシュ構造2272aは、管状の身体構造(例えば、腎動脈RA)内で放射部分100の給電間隙2250をセンタリングするように、および/または本明細書に記載の通りエネルギーの先端伝搬を予防もしくは低減することにより除神経エネルギーの送達を改善するように、構成されている。
【0184】
図22Bにおいて、放射部分100は、天然の体腔(例えば、腎動脈RA)内の放射部分100の給電間隙2250をセンタリングするための先端および基端メッシュ構造を含む。先端メッシュバスケット構造2278bは、テザー2278cを介してキャップ2233に結合されている。テザー2278cは、カテーテルハブ18内で回転アクチュエータ15gにより放出されてもよく(
図7参照)、またはテザー2278cは、ガイドワイヤーシステム内に組み込まれていてもよい。
【0185】
図23に示すように、本開示に係る階段状の可撓性マイクロ波カテーテル2330は、階段状の構成を有し、基端部分2230aが第一のより大きな径を有し、先端部分2330bが、第二のより小さな径を有する。一般にシステムにより送達可能な電力量が、内部の導体のサイズにより少なくとも一部、決定される。基端部分2330aが大きい程、より大きな径の可撓性同軸ケーブル2332aを収容することができ、導体は、小さな導体よりも大きな出力を取り扱うことができる。導体が大きい程、薄い導体よりも可撓性が小さくなる傾向がある。有利には、開示の階段状の可撓性マイクロ波カテーテル2330の先端可撓性同軸ケーブル2332cがより薄くより可撓性があれば、管状身体構造(例えば、腎動脈RA)または他の身体部分の回旋の多い領域で、階段状の可撓性マイクロ波カテーテル2330の先端部分2330bの容易な供給が可能になるが、階段状の可撓性マイクロ波カテーテル2330の基端部分2330aが大きい程、より大きくより直線状の管状身体構造(例えば、大腿動脈)に十分に適合する。階段状の可撓性マイクロ波カテーテル2330の基端部分2330aでは損失が少ないため、標的部位に送達可能なエネルギー量が増加し得る。
【0186】
階段状の可撓性マイクロ波カテーテル2330の各基端および先端部分2330a、2330bの可撓性同軸ケーブル2332a、2332bは、先細の整合ネットワーク2332cにより連結されている。先細の整合ネットワーク2332cは、直線状の先細部分および/または指数関数的な先細部分を含んでいてもよい。追加または別法として、異なる誘電層が、可撓性同軸ケーブル2332内の基端区分2330a、先細区分2332c、および/または先端区分2332cにおいて用いられて、整合を改善すること、反射/定常波(VSWR)を低減すること、および損失を低減することができる。
【0187】
図24に示すように、本開示に係る一部の実施形態において、天然管腔のための可撓性マイクロ波カテーテル2430の放射部分は、生体適合性の弾性材料から形成された膨張可能なバルーン2479を含む。膨張可能なバルーン2479は、非限定的に誘電性流体(例えば、生理食塩水または脱イオン水)および/または気体(例えば、空気、CO
2など)をはじめとする任意の適切な媒体で膨張されてもよい。一部の実施形態に給電間隙2450が、膨張可能なバルーン2479内に含まれていてもよく、誘電性流体および/または膨張可能なバルーンの一部が、本明細書に議論された解剖学的共鳴構造の一部を形成していてもよい。膨張可能なバルーン2479は、使用時にバルーンを通る管内流体の流れ(例えば、血流)を容易にするように配列された、略長手方向の配向で配設された1つ以上の導管または溝を含んでいてもよい(
図25A〜25Bおよび26A〜26C)。1つ以上のバルーン導管と流体連通しており、血管流体の流れを促進する1つ以上の流体孔が、カテーテルの基端部分および/またはカテーテルのチップにおいて提供されてもよい。バルーンの少なくとも一部は、配設された導電層を含んでいてもよい(
図58A〜58D参照)。導電層は、バルーンの外表面または好ましくはない表面に配設されていてもよい。導電層は、非限定的に薄膜付着、メッキ、導電性インク、ホイルなどの適用をはじめとするコーティングまたは付着の任意の適切な手法により形成されてもよい。一部の実施形態において、導電層は、導電性銀インクから形成されている。導電層は、導電層パターンの要素内および要素間の導電性を維持しながら、バルーンの弾性膨張および収縮を容易にする一定のパターン、例えば螺旋状パターン、格子パターン、ハーフトーンパターン、勾配パターン、または任意のパターンで形成されていてもよい。一部の実施形態において、透明な(例えば、インクの被覆がない)螺旋状領域が、約3〜5ミル(0.003インチ〜Q.(X)5インチ)の幅を有していてもよい。この配列により、ファラデーケージが、導電層により形成されてもよく、それにより放射パターンと、それに伴う除神経エネルギーの送達を改善してもよい。例えば非限定的に、本開示に係るバルーンは、中央部分に沿って導電性材料をほとんどまたは全く有さず、基端および先端に配設された螺旋状導電パターンを含んでいてもよい。実施形態において、バルーン構造は、メッシュ構造のこれまで記載された構成、例えば窓付きバルーン(バルーンの窓部分以外の全てに導電性コーティングを有する)、マルチプルバルーン、マルチプルウインドウ付きのシングルバルーン、回転可能なバルーンなど、により配列された導電パターンを含んでいてもよい。
【0188】
図25Aは、先端の膨張可能なバルーン2579内の先端放射部分を有する可撓性マイクロ波カテーテル2530に結合されたカテーテルハブ2518を含む本開示の一部の実施形態に係るマイクロ波エネルギー送達システム2512を示している。システム2512は、膨張可能なバルーン2579に関係する態様を示しているに過ぎず、本明細書に記載の任意の態様または実施形態が、システム2512内に組み込まれていてもよいことは理解されよう。
【0189】
バルーンカテーテルハブ2518は、膨張可能なバルーン2579を、膨張および/または収縮するためのバルーン流体カップラー2545を含む。バルーンカテーテルハブ2518は、本明細書に記載のカテーテルハブ18およびカップラー45または調節可能な流体カップラー845の任意の他の態様を含んでいてもよい(
図7〜9C参照)。バルーン流体カップラー2545は、それぞれ流入および流出プレナム2542b、2543bと流体連通した流入および流出孔2542a、2543aを形成している。流入および流出プレナム2542b、2543bは、流体流動ルーメンと、可撓性同軸ケーブル2532と、外部シース2535との間に形成された各流入および流出流体通路2544a、2544bと流体連通している。
【0190】
図25A〜25Bに示すように、膨張可能なバルーン2579は、バルーンの空洞2579bの外表面を形成する膨張可能な材料2579aを含む。バルーンの空洞2579bは、各バルーン突出部2579b〜2579dにより形成された1つ以上のチャンバーを含んでいてもよい。一部の実施形態において、膨張可能なバルーン2579は、3つの突出部2579b〜2579dを含み、各バルーン突出部2579b〜2579cにより形成された空洞が流入流体通路2544aから提供された流体により膨張される。
【0191】
バルーン突出部2579b〜2579dは、体腔または身体部分において放射部分100をセンタリングするように構成されている。バルーン突出部2579b〜2579dは、各バルーン突出部2579b〜2579dと体腔の間を通過する流体の通路を提供し、流体流動が、バルーン突出部2579b〜2579dおよび体腔に冷却を提供する。
【0192】
放射部分を通過する十分な血流を維持することが、遠隔先端への重要な血流を遮断するバルーンセンタリングデバイスなどの例において重要である。そのため、本明細書に記載の膨張可能なバルーン2579のいずれかが、他のセンタリングデバイスおよび可撓性マイクロ波カテーテル30のいずれかに加えて、円周の周りに複数の陥入(例えば、ひだ、溝または折り重ねた部分)を有するように作製されてもよく、それにより流体(血液)が、設置された構造の上を通過し続けてもよい。
【0193】
流入流体通路2544aからの流体は、キャップ2533に隣接するバルーン空洞2579bの最先端部分に送達される。流体は、バルーン空洞2579bの最基端部分に結合された流出流体通路2544bを通ってバルーン空洞2579bを排出する。そのため、流体は、バルーン空洞2579bを通って基端方向に流れ、それにより放射部分100への追加的冷却供給源を提供する。一部の実施形態において、流体流動は、放射部分100により発生された熱を分散させるため、および誘電性緩衝物質を維持するために必要となる。
【0194】
膨張可能なバルーン2579は、バルーン突出部2579b〜2579を含む様に事前に成形されてもよい。一部の実施形態において、膨張可能な材料2579aは、各突出部2579b〜2579d間で放射部分100に接合されている。
【0195】
システム2512は、膨張可能なバルーン2579内の圧力を維持するために圧力調節を含んでいてもよい。圧力の維持は、アンテナの位置を維持するため、および膨張可能なバルーンと体腔との間の通路を維持するために必要となる場合がある。圧力調節は、流体冷却システム40(
図7参照)内のポンプまたは機械的調節装置へのフィードバックとして、圧力センサーを用いて流出孔2542aの圧力を調節することにより遂行されてもよい。圧力調節は、バルーン流体カップラー2545内の差動圧力調節装置2534dを用いて、流入孔2542と流出孔2543aとの間で異なる圧力を維持することにより実行されてもよい。
【0196】
一部の実施形態において、膨張可能なバルーン内の流体は、管状の管腔および/または身体構造内に排出される。膨張可能なバルーン2579は、流入流体通路2544aから流体を受け取る。膨張可能なバルーン2579内の圧力を維持し、および/または膨張可能なバルーン2579の形状を維持するために、膨張可能なバルーン2579内の流体は、膨張可能な材料2579a内に形成されたオリフィスを通って漏出する。管状の管腔および/または身体構造内に排出された流体の量は、手順の長さおよびオリフィスのサイズに依存し得る。
【0197】
圧力は、解剖学的測定を実施することにより調節されてもよい。例えば血管系において用いられる場合、膨張可能なバルーン2579内の圧力は、圧力センサー2542εを用いて調節し、膨張可能なバルーン2579の内側の収縮期血圧パルスを検出してもよい。血管構造が膨張可能なバルーン2579の膨張によってより閉塞するようになると、膨張可能なバルーン2579の内側で測定された血圧パルスが増加し、圧力パルスが減少すると、バルーン2579の膨張が少なくなる。
【0198】
図26A〜26Cは、体腔内の放射部分(例えば、腎動脈RA)をセンタリングするための膨張可能なバルーン2679の別の実施形態を示している。膨張可能なバルーン2679は、膨張可能なハウジング2679eに接合された第一、第二、および第三の突出部2679b〜2679dを含む。膨張可能なハウジング2679eは、冷却流体を収容する内部チャンバーを形成している。膨張可能なハウジング2679eからの冷却流体は、複数の流入流体通路2644aを介して第一、第二、および第三の突出部2679b〜2679dに流れる。
【0199】
図27A〜41Bは、本開示に係る放射部分を体腔または身体構造内に配置させるために用いられ得る様々なセンタリングデバイスを示している。1つ以上のセンタリングデバイスは、可撓性マイクロ波カテーテルの任意の部分に結合されていてもよい。一部の実施形態において、センタリングデバイスは、展開可能な部分に結合されており、第一の非展開位置では、センタリングデバイスは拘束状態にあり、第二の展開位置では、センタリングデバイスは非拘束状態にあり、例えば拡張して、体腔内の放射部分をセンタリングするように構成されている。
【0200】
図27A〜27Dは、体腔BL内の放射部分100をセンタリングするためのセンタリングフィン2790を示している。センタリングフィン2790は、可撓性マイクロ波カテーテル2730の一部に結合された第一、第二、および第三のフィン2790a〜2790cを含む。
図27Aは、外部シース2735内に抑制されたセンタリングフィン2790を示している。センタリングフィン2790は、放射部分100より先端に示されているが、センタリングフィン2790が、放射部分100に隣接して、またはその付近に配置されていてもよい。
図27Bは、外部シース2735により抑制され、互いに関して約120°ずれて置かれているフィン279C)a〜279Qeのそれぞれを示す
図27Aの横断面図である。
【0201】
図27C〜27Dにおいて、センタリングフィン2790および放射部分100は、外部シース2735から展開されている。フィン2790a〜2790cは、外部シース2735の拘束から解放されると、放射部分100を体腔BLの中心の周りでセンタリングする。使用後に、センタリングフィン2790および放射部分100は、外部シース2735内で拘束位置に抑制される(
図27A参照)。
【0202】
図27(1に示すように、センタリングフィン2790は、体腔BLと接触させることにより放射部分100をセンタリングしてもよい。一部の実施形態において、センタリングフィン2790は、体腔BL内での流体/水力学的および/または機械的力により放射部分100をセルフセンタリングして、一様なエネルギー送達を確実に行う。
【0203】
一部の実施形態において、キャップ2733は、可撓性マイクロ波カテーテル2730から先端に延在し、放射区分100を体腔内の標的組織に隣接して配置させる。例えばキャップ2733は、腎臓の門にある腎動脈の分岐に入り、および/またはそこに定置するような寸法であってもよい。キャップ2733と放射部分100との距離は、放射部分100が腎動脈内の標的組織に隣接して配置されるような寸法である。
【0204】
図28は、先端レシーバー2891εに結合して基端レシーバー2891fを形成する4つのプロング2891a〜2891dを含む4プロングセンタリングデバイス2891を示している。先端レシーバー2891eおよび基端レシーバー2891fは、それぞれ内部に可撓性同軸ケーブル(不図示)の一部を受け入れるように構成されている。
【0205】
図29〜32は、体腔BL内の放射部分100をセンタリングするためのセンタリングバスケット2992を示している。各センタリングバスケット2992は、基端レシーバー2992eおよび先端レシーバー2992fに結合した第一、第二、第三および第四のバンド2992a〜2992dを含む。一部の実施形態において、基端レシーバー2992eおよび先端レシーバー2992fの少なくとも1つは、可撓性マイクロ波カテーテルの一部に締結されているが、他のレシーバーは、可撓性マイクロ波カテーテルから自由に滑動する。そのため展開状態では、センタリングバスケット2992は、
図29に示すように拡張している。(例えば、外部シースまたは類似のデバイスで拘束されている)非展開状態では、ハンド2992a〜29992dが、圧縮されており、それによりセンタリングバスケット2992を伸長させる。
【0206】
図29において、基端レシーバー2992eは、放射部分100より先端にあり、長尺状キャップ2933に結合している。先端レシーバー2992fは、拘束されておらず、長尺状キャップ2933から先端に伸長している。一部の実施形態において、長尺状キャップ2933の先端は、丸まった表面を含み、可撓性マイクロ波カテーテルの2930の標的組織への挿入および/またはナビゲーションを容易にする。
【0207】
図30において、センタリングバスケット3092は、放射部分100の付近に配置されている。先端レシーバー3092eは、可撓性マイクロ波カテーテル3030に締結されている。基端レシーバー3092fは、可撓性マイクロ波カテーテル3030の上を自由に滑動し、それにより外部シースまたは類似のデバイス内に拘束されている時には、センタリングバスケット3092を圧縮および伸長させることができる(明示的には不図示)。
【0208】
図31において、センタリングバスケット3192は、放射部分100の周りをセンタリングされており、先端レシーバー3192eが、放射部分100とキャップ3122との間で可撓性マイクロ波カテーテル3130に締結されている。基端レシーバー3192fは、放射部分100付近で可撓性マイクロ波カテーテル3030の上を自由に滑動し、それにより外部シースまたは類似のデバイス内に拘束されている時には、センタリングバスケット3192を圧縮および伸長させることができる。
【0209】
図32Aおよび32Bにおいて、基端センタリングバスケット3292aおよび先端センタリングバスケット3292bは、可撓性マイクロ波カテーテル3230に結合されている。基端センタリングバスケット3292aおよび先端センタリングバスケット3292bは、放射部分100をセンタリングするように構成されており、
図32Aでは基端給電間隙3250aおよび先端給電間隙3292b、ならびに
図32Bでは基端給電間隙3250aを含む。基端センタリングバスケット3292aは、基端給電間隙3250aより基端に配置され、先端レシーバー3292aeは、可撓性マイクロ波カテーテル3230に締結されている。基端センタリングバスケット3292aの基端レシーバー3292afは、可撓性マイクロ波カテーテル3230の上を自由に滑動し、それにより外部シースまたは類似のデバイス内に拘束されている時には、基端センタリングバスケット3292aを圧縮および伸長させることができる(毎各に図示しない)。
【0210】
図32Bにおいて、先端センタリングバスケット3292bは、先端給電間隙3250b上でセンタリングされており、先端レシーバー3292beが、先端給電間隙3250とキャップ3233との間で可撓性マイクロ波カテーテル3130に締結されている。先端センタリングバスケット3292bの基端レシーバー3292bfは、先端給電間隙3250bの付近で可撓性マイクロ波カテーテル3230の上を自由に滑動し、それにより外部シースまたは類似のデバイス内に拘束されている時には、先端センタリングバスケット3292bを圧縮および伸長させることができる。
【0211】
図32Bにおいて、基端給電間隙3250aは、基端センタリングバスケット3292aと先端センタリングバスケット3292bとの間でセンタリングされている。一部の実施形態において、基端センタリングバスケット3292aは、基端給電間隙3259aより基端に配置され、先端レシーバー3292aeは、可撓性マイクロ波カテーテル3230に締結されているため、基端センタリングバスケット3292aの基端レシーバー3292afは、可撓性マイクロ波カテーテル3230の上を自由に滑動する。先端センタリングバスケット3292bは、基端給電間隙3250aより先端に配置され、先端レシーバー3292beは、キャップ3233付近で可撓性マイクロ波カテーテル3130に締結されているため、基端レシーバー3292bfは、可撓性マイクロ波カテーテル3230の上を自由に滑動する。そのため、基端および先端センタリングバスケット3292a、3292bは、外部シースまたは類似のデバイス内に拘束されている時には、圧縮および伸長することができる。
【0212】
図33において、デュアルバンドセンタリングデバイス3393が、放射部分100の給電間隙3250の周りでセンタリングされている。デュアルバンドセンタリングデバイス3393は、可撓性マイクロ波カテーテル3333に締結された基端レシーバー3393fと、可撓性マイクロ波カテーテル3330のキャップ3333の上を自由に滑動する先端レシーバー3393bと、を含む。
【0213】
デュアルバンドセンタリングデバイス3393は、それぞれ第一および第二のバンド3393aおよび3393bを含み、それらは互いに180°ずれている。そのため、デュアルバンドセンタリングデバイス3393は、体腔BL内で拡張されると、体腔BLを放射部分100の給電間隙3350に向けて引き寄せながら(例えば、デュアルバンドセンタリングデバイス3393のそれぞれの側に沿って)、第一および第二のバンド3393a、3393bに関して体腔BLを伸長する。この手法において、デュアルバンドセンタリングデバイス3393は、体腔を長円形に成形し、給電間隙3350に向けて引き寄せられた部分は、長円形の同軸配列のためホットスポットを生成する。
【0214】
図34において、クローバー形センタリングデバイス3494は、放射部分100の給電間隙3450より先端のキャップ3433に結合されている。クローバー形センタリングデバイス3494は、可撓性マイクロ波カテーテル3430の円周の周りで等しく間隔を置かれた複数のペタル3494a〜3494dを含む。複数のペタル3494a〜3494dは、形状記憶材料、例えばニチナル(nitonal)から形成されており、それによりペタル3494a〜3494dが外方へ拡張して、外部シース3435から展開された後、クローバー形を形成してもよい。
【0215】
一部の実施形態において、クローバー形センタリングデバイス3494は、放射部分100から電気的に分離されている。クローバー形センタリングデバイス3494は、接着性を有する誘電体(例えば、誘電性グルー)により接合されており、それによりクローバー形センタリングデバイス3494のペタル3494a〜3494dおよび/または放射部分100の任意の金属部分間の金属間接触を予防してもよい。
【0216】
図35において、可撓性マイクロ波カテーテル3530は、クローバー形センタリングデバイス3594およびセンタリングバスケット3592を含む。クローバー形センタリングデバイス3594は、先端キャップ3533に接合して、放射部分100の給電間隙3550の先端に配置される。センタリングバスケット3592は、給電間隙3550より基端の可撓性マイクロ波カテーテル3530の一部の上に配置される。
【0217】
図36Aおよび36Bは、本開示の一部の実施形態に係るパドルセンタリングデバイス3695を示している。パドルセンタリングデバイス3695は、可撓性マイクロ波カテーテル3630の一部に固定された第一、第二、および第三のパドル3695a〜3695cを含む。パドル3695a〜3695cは、各パドル3695a〜3695cを可撓性同軸ケーブル3632に枢着および/または過度に付着させるヒンジ様の付着3695dにより固定されていてもよい。
【0218】
図36Aにおいて、パドルセンタリングデバイス3695のパドル3695a〜3695cは、可撓性マイクロ波カテーテル3630の外部シース3635内に拘束されている。拘束状態ではパドル3695a〜3695cは、内方に折り曲げられて、可撓性同軸ケーブル3632に隣接して配置されている。
【0219】
図36Bにおいて、可撓性同軸ケーブル3632およびパドル3695a〜3695cは、可撓性マイクロ波カテーテル3630の外部シース3635から展開されて示されている。パドル3695a〜3695cは、各パドルをヒンジ様の付着に関して移動させることにより開口される。開口位置において、パドル3695a〜3695cは、パドルストップ3695eにより過度な拡張を予防されており、および/またはヒンジ様の結合3695dにより運動が限定されている。幾つかの実施形体において、パドルストップ3695eは、可撓性同軸ケーブル3532上に形成されたチョークまたはバランである。
【0220】
パドル3695a〜3695eが、
図36Aに示された閉鎖状態と
図36Bに示された開放状態を連結させてもよい。一部の実施形態において、連結は、カテーテルハブ18上のアクチュエータにより影響を受け得る(
図7参照)。一部の実施形態において、連結は、外部シース3635から可撓性同軸ケーブル3632の展開により影響を受け得る。
【0221】
パドルセンタリングデバイス3695は、可撓性マイクロ波カテーテル3730に関して対称に配置された(例えば、規則的に分布された)パドル3695a〜3695cを任意の数含んでいてもよい。一部の実施形態において、パドル3695a〜3695cは、長さおよび幅が実質的に同一であるが、一部の実施形態では、パドル3695a〜3695cは、長さおよび/または幅が変動してもよい。
【0222】
図37Aおよび37Bは、本開示の一部の実施形態に係るデュアルパドルセンタリングデバイス3795を示している。デュアルパドルセンタリングデバイス3795は、基端パドルセンタリングデバイス3795aおよび先端パドルセンタリングデバイス3795bを含む。基端パドルセンタリングデバイス3795aは、第一の給電間隙3750aと第二の給電間隙3750bとの間で可撓性マイクロ波カテーテル3730上に配置されている。先端パドルセンタリングデバイス3795bは、第二の給電間隙3750bと第三の給電間隙3750cとの間で可撓性マイクロ波カテーテル3730上に配置されている。基端パドルセンタリングデバイス3795aと先端パドルセンタリングデバイス3795bは、体腔BL内で第一の給電間隙3750a、第二の給電間隙3750bおよび第三の給電間隙3750cをセンタリングする。
【0223】
図38Aおよび38Bは、本開示の一部の実施形態に係るパドルセンタリングデバイス3896を示している。パドルセンタリングデバイス3896は、可撓性マイクロ波カテーテル3830の一部に固定された第一、第二、および第三のパドル3896a〜3896cを含む。パドル38%a〜3896cは、各パドル3896a〜3896cを可撓性マイクロ波カテーテル3850に枢着および/またはヒンジ式に付着させるヒンジ様付着3996dにより固定されていてもよい。
【0224】
図38Aにおいて、パドルセンタリングデバイス3896のパドル3896a〜3896cは、可撓性マイクロ波カテーテル3830の外部シース3835内に拘束されている。拘束状態において、パドル3896a〜3896eは、内方に折り曲げられて、可撓性同軸ケーブル3832に隣接して配置されている。
【0225】
図38Bにおいて、可撓性同軸ケーブル3832およびパドル3896a〜3896cは、可撓性マイクロ波カテーテル3830の外部シース3835から展開されて示されている。パドル3896a〜3896cは、各パドルをヒンジ様の付着の周りを移動させることにより開口される。開口位置において、パドル3896a〜3896cは、パドルストップ(例えば、外部シース3835)により過度な拡張を予防されており、および/またはヒンジ様の結合3896dにより運動が限定されている
【0226】
パドル3896a〜3896cは、
図38Aに示された閉鎖状態と
図38Bに示された開放状態を連結させてもよい。一部の実施形態において、連結は、カテーテルハブ18上のアクチュエータにより影響を受け得る(
図7参照)。一部の実施形態において、連結は、外部シース3835から可撓性同軸ケーブル3832の展開により影響を受け得る。
【0227】
パドル3896a〜3896cは、
図38Bに示すように、流体流動FFの反対方向に開口していてもよく、またはパドル3695a〜3695c(
図36A〜36B参照)は、流体流動FFと同じ方向に開口していてもよい。
【0228】
図39Aおよび39Bは、本開示の一部の実施形態に係るデュアルパドルセンタリングデバイス3996を示している。デュアルパドルセンタリングデバイス3996は、基端パドルセンタリングデバイス3996aおよび先端パドルセンタリングデバイス3996bを含む。基端パドルセンタリングデバイス3996aは、第一の給電間隙3950aの付近の可撓性マイクロ波カテーテル3930上に配列されている。先端パドルセンタリングデバイス3996bは、第一の給電間隙3950aと第二の給電間隙3950bとの間で可撓性マイクロ波カテーテル3930上に配置されている。基端パドルセンタリングデバイス3996aおよび先端パドルセンタリングデバイス3996bは、体腔RL内で第一の給電間隙3950aおよび第二の給電間隙3950bをセンタリングする。
【0229】
図40Aおよび40Bは、複数のタイン4097を有する可撓性マイクロ波カテーテル4030の先端放射部分100をセンタリングする展開可能なセンタリングデバイスを示している。非展開状態では
図40Aに示すように、タインは、可撓性マイクロ波カテーテル4030の外部シース4035内に抑制されている。外部シース4035は、基端に後退されており、それにより放射部分100およびタイン4097を外部シース4035から展開してもよい。あるいは放射部分100およびタイン4097は、外部シース4035から先端に展開してもよい。展開状態では
図40Bに示すように、タインは可撓性マイクロ波カテーテルに付着されており、そこから半径方向に外方へ延在し、それにより腎動脈RA内の放射部分をセンタリングする。
【0230】
図41Aは、可撓性マイクロ波カテーテル4030の先端放射部分100をセンタリングするために用いられ得る螺旋状センタリングデバイス4198を示している。螺旋状センタリングデバイス4198は、可撓性マイクロ波カテーテル4130aの先端の外表面にそれぞれが結合する複数の螺旋状リブ4198a〜4198cを含む。一部の実施形態において、螺旋状リブ4198a〜4198cは、可撓性同軸ケーブル4032aの外表面に付着されている。非展開状態において、螺旋状リブ4198a〜4198cは、可撓性同軸ケーブル4032aと外部シース4035の内表面との間で圧縮されている。螺旋状センタリングデバイスが、外部シース4025から展開されると、螺旋状リブ4198a〜4198eのそれぞれが、可撓性同軸ケーブル4032aから半径方向に伸長し、それにより放射部分100を体腔内でセンタリングする。
【0231】
図41Bは、本開示の実施形態によれば、可撓性マイクロ波カテーテルの先端部分の上に挿入するように構成された螺旋状センタリングデバイス4199を示している。螺旋状リブ4199a〜4199cは、螺旋状スリーブ4199dの外表面に付着しており、螺旋状スリーブは、可撓性マイクロ波カテーテルの先端部分を滑動可能に係合するように構成されている。
【0232】
図42〜44は、可撓性マイクロ波カテーテル30の外層を形成する外部シース135と、外部シース135の内表面に滑動可能に係合する可撓性同軸ケーブル32と、を含む可撓性マイクロ波カテーテル30を示している。外部シース135の基端部分は、外部導体124の外径を収容する第一の内径D1を含む。外部シース135の最先端部分は、可撓性同軸ケーブル32の放射部分100を収容する滑動ハブ135aを形成している。滑動ハブ135aは、外部誘電性絶縁層128の外径を収容する第二の内径D2を含み、外部シース135の第一の内径D1は、滑動ハブ135aの第二の内径D2よりも小さい。そのため、機械的ストップ129が、第一の内径D1と第二の内径D2との間の外部シース135の移行部により形成される。
【0233】
一部の実施形態において、滑動ハブ135aは、可撓性マイクロ波カテーテル30の基端部分よりも可撓性が低い。一部の実施形態において、滑動ハブ135aは、剛性である。可撓性マイクロ波カテーテル30は、可撓性マイクロ波カテーテル30の基端にあるより可撓性の部分と、可撓性マイクロ波カテーテルの先端にある可撓性が低く、および/または剛性の部分(例えば、滑動ハブ135a)との角度を操作するためのガイダンスシステム(明示的には不図示)を含んでいてもよい。
【0234】
外部シース135の外表面は、誘電性コーティングを含んでいてもよい。一実施形態において、化学蒸着ポリマー、例えば商品名Parylene(商標)としてParylene Coating Services of Katy, Texasにより販売および製造されるコーティングである。別の実施形態において、誘電性コーティングは、1つ以上の血塊減少特性または成分を含む。
【0235】
図42、43および44は、様々な位置に配置された、例えば完全に後退された位置(
図42参照)、一部後退された位置(
図43参照)、および完全に展開された位置(
図44参照)に配置された可撓性同軸ケーブル32およびその先端のダイ放射部分100を示している。
【0236】
ここで
図42を参照すると、ダイ放射部分100は、外部シース135の滑動ハブ135a内に完全に後退されている。完全に後退された状態において、外部誘電絶縁層128の基端は、外部シース135の機械的ストップ129に隣接し、それにより外部シース135内の可撓性同軸ケーブル32の更なる後退を予防している。外部誘電性絶縁層128の基端が、機械的ストップ129と係合しており、係合表面が、外部シース135内の可撓性同軸ケーブル32の後退を更に予防してもよい。
【0237】
キャップ133は、外部シース135の先端に隣接しており、外部シース135の内表面とキャップ133の外表面との間に円滑な移行部を形成している。キャップ133および外部シース135は、機械的係合、締まり嵌め、またははんだ付け、ろう付け、接着および/またはレーザ溶接により一緒に接合されており、それによりキャップ133と外部シース135との意図しない分離(例えば、展開)を予防してもよい。キャップ133は、外部シース135内の可撓性同軸ケーブル32の更なる後退を阻止していてもよい。本明細書に示された実施形態は、可撓性マイクロ波カテーテル30を案内ルーメンに穏やかに従わせる丸まった先端を示しているが、他の実施形態において、キャップが、組織への経皮挿入のために構成された鋭利な先端を含んでいてもよい。
【0238】
使用時に、医師は、溝を通して可撓性マイクロ波カテーテル30(例えば、放射部分100)を患者に挿入し、可撓性マイクロ波カテーテル30を患者の所望の位置まで到達させる。溝は、自然に形成された身体の溝および/または体腔(例えば、動脈、静脈、食道、気管支、肛門、質、尿道など)、自然に形成された身体の溝において挿入されたルーメン、カニューレ、シャフトまたは任意の他の適切な挿入針、デバイス、ガイドもしくはシステムであってもよい。
【0239】
挿入ステップの間に、放射部分100は、外部シース135の滑動ハブ135a内に収容されている。滑動ハブ135aは、外部導体124と係合しており、患者の組織への意図しない任意エネルギー放出を予防している。
【0240】
キャップ133は、外部シース135と電気的に係合しており、それにより外部シース135の一部を介した内部導体120と外部導体124との間の電気的通路(例えば、電気的短絡)を形成していてもよい。完全に後退された位置では
図42に示すように、放射部分100全体が、外部シースおよびキャップ133内に含まれ、それにより電気外科的エネルギーの放出を最小限に抑える、または排除する。
【0241】
ここで
図43を参照すると、可撓性マイクロ波カテーテル30の外部シース135内の可撓性同軸ケーブル32を先端に進めて、放射部分100が、滑動ハブ135aから展開している。滑動ハブ135aから展開された放射部分100の長さは、医師により選択可能である。
【0242】
図7、8Cおよび42〜44を参照すると、可撓性同軸ケーブル32の少なくとも一部は、カテーテルハブ18内のアクチュエータ15、815に結合している。アクチュエータ15、815の作動は、可撓性同軸ケーブル32を移動させ、可撓性同軸ケーブル32を外部シース35内で前進および後退させる。アクチュエータ15、815は、アクチュエータスロット15aに沿って任意の所望の位置に作動されてもよい。アクチュエータスロット15a内のアクチュエータ15、815の位置は、滑動ハブ135a内の放射部分100の一部に関係し、滑動ハブ135aから展開する放射部分100の区分に関係する。
【0243】
ロック機構817が、調節可能な流体カップラー845の本体845a、845bに統合されていてもよい。一部の実施形態において、ロック機構817の最基端の位置は、アクチュエータ15、815を適所にロックするロック位置を含んでいて、案内ルーメン内の可撓性マイクロ波カテーテル30を配置させながら、放射部分100の不測の展開を予防している。一部の実施形態において、ロック機構817および/またはアクチュエータ15、815は、アクチュエータ15、815がロック位置にある時、可撓性同軸ケーブル32錠の基端偏向を提供するばね(明示的には不図示)などの張力機構を含む。一部の実施形態において、アクチュエータ15、815のロック位置は、可撓性マイクロ波カテーテル30を案内ルーメン内に配置させながら、外部シース35および可撓性同軸ケーブル32の屈曲および/または回転により、可撓性同軸ケーブル32と外部シース35の間の任意の長さ変動を補償するテークアップ機構を含む。一部の実施形態において、アクチュエータ15、815は、ロック機構817、張力機構、テークアップ機構または任意のそれらの組み合わせを含む。例えば、アクチュエータ15、815は、流体カップラー本体845a上に形成されたレシーバー部分817bと咬合している上昇部分817aを含んでいてもよく、レシーバー部分817bは、複数の長手方向位置を提供しており、長さに沿って上昇部分817aを受け入れる。アクチュエータ15、815は、偏向機構、例えばばねもしくは弾性部材、または任意の他の適切な張力機構および/またはテークアップ機構を更に含んでいてもよい。
【0244】
図44は、滑動ハブ135aから完全に展開された放射部分を有する可撓性マイクロ波カテーテル30の先端部分の断面図を示している。外部誘電性絶縁層128の基端部分128aは、完全に展開された位置の滑動ハブ135a内に収容されたままである。外部誘電性絶縁層128の基端部分128aは、滑動ハブ135aとの係合を維持しており、それにより滑動ハブ135a内の放射部分100の次なる後退を容易にしている(
図42および43参照)。基端部分128aは、滑動ハブ135aを有する液密性シール121aを形成していてもよい。液密性シール121aは、体液が滑動ハブ135aに入り、放射部分100を展開することにより形成された滑動ハブ135a内の空隙135bを充填するのを予防してもよい。
【0245】
移行性誘電体126は、外部誘電性絶縁層128の誘電性に関係した誘電性を有していてもよい。一部の実施形態において、誘電勾配が、移行性誘電体126と、外部誘電性絶縁層128と、放射部分100が用いられ得る解剖学的構造、例えば腎動脈または他の体腔/身体構造との間に形成される。
【0246】
外部誘電性絶縁層128の外表面および滑動ハブ135aの内表面は、機械的ストップを提供する干渉表面117a、117bを含んでいて、それにより外部誘電性絶縁層128の基端部分128aが滑動ハブ135aから前進するのを予防してもよい。例えば一実施形態において、滑動ハブ135aの内表面は、半径方向に内方へ突出したタブ117aを含む。完全に展開された位置では、半径方向に内方へ突出したタブ117aは、誘電性絶縁層128内に形成された機械的ストップ117bと係合しており、それにより滑動ハブ135aからの放射部分100が更に先端に展開するのを予防している。
【0247】
一部の実施形態において、チョークまたはバラン短絡(明示的には不図示)が、螺旋状給電間隙50の形成部より基端に長手方向に配置されており、外部導体124および/または外部シース135に固定されていてもよい。バランは、外部導体124(または外部シース135)を許容する寸法になった内径を有する短い導体(例えば、金属製)の環から形成されていてもよい。あるいはバランは、外部シース135の内表面上に形成されていてもよい。バランは、外部導体124に電気的に結合している(例えば、適切な導体によりはんだ付けられていて、および/または電気的に結合されている)。このバランは、無線周波数の短絡(frequency short)に影響を及ぼし、その一方で、放射部分のアンテナの一般的基端放射パターンを最適化、制御、集中、および/または指向すると、例えばアンテナ放射部分および/またはバランの基端を超える除神経エネルギーの伝搬を低減することができる。
【0248】
バランアセンブリは、バラン誘電性スリーブを含んでいてもよく、それは押出しポリテトラフルオロエチレン(PEFE、例えばTeflon(登録商標))から形成されていてもよい。バラン誘電体は、可撓性マイクロ波カテーテル30の放射部分100の上に配置されておりもよく、バラン環に咬合していてもよい。表面上、好ましくは内表面上に導電性材料を有する熱収縮管(明示的には不図示)の長さは、PTFEスリーブの上に配置されており、バランの性能を改善し、こうして除神経エネルギーの放射パターンを改善していてもよい。
【0249】
一部の実施形態において、以下に更に詳細に記載され、
図42〜57に示される通り、本開示に係る可撓性マイクロ波カテーテルは、螺旋状構成を有する放射部分を含み、放射部分の外部導体は、螺旋状パターンで露出している。螺旋状開口部の幅は、場合により先細になっていて、長さに沿って一様にエネルギーを放射するために、螺旋状曲線として放射部分に沿って先端に幅を増加させていてもよい(
図42〜49および54〜57参照)。螺旋状センサールーメンまたは導体が、螺旋状給電点内に散在しており、プローブの先端領域またはその付近に配置されたセンサーを、プローブの基端に置かれた発生装置または他の装置に動作可能に連結していてもよい。
【0250】
前述した本明細書において前述のように、バスケット、センタリングデバイスまたは拡張可能な部材の任意の数が、この螺旋状構造と共に用いられて、中心に集められた構造から半径方向に組織を選択的にアブレートしてもよい。これにより、通常はアブレーションデバイスの複数回の設置を必要とする手順を、複数の選択的に指向された放射要素を提供する1回のみの設置を必要とすることにより簡便化させることができる。ユーザは、バスケット、センタリングデバイスまたは拡張可能な部材の任意の数を展開しながら、他の部分を、給電間隙を覆う導電性シースにより折り畳まれた、つまり不活性化された状態にしてもよい。
【0251】
図42〜44に図示され、本明細書に記載の展開可能な構造を利用して、その構造および本明細書に記載の放射部分100のいずれかを展開してもよい。
【0252】
図42〜44に関して前述した前述のように、放射部分100は、内部導体120を露出する遮蔽外部導体124aを含み、それにより螺旋状給電間隙50(例えば、給電点)を形成している。一実施形態において、遮蔽外部導体124aは、螺旋状給電間隙50の外部シース124の一部を除去することにより形成される。内部導体120上に残留する遮蔽外部導体124aは、内部導体120の長手方向軸の周りを螺旋状に包囲している。螺旋状および/または螺旋状給電間隙は、放射区分の軸方向の長さに沿って均一なエネルギー分布および同軸上の導波路インピーダンスへの理想的なインピーダンス整合を提供し、それにより可撓性同軸給電路32に沿った不適切な加熱を低減する。
【0253】
一部の実施形態において、使用前に(例えば、製造の間に)外部導体124および内部誘電絶縁体が、放射部分100内の内部導体120から除去されて、遮蔽外部導体124aおよび遮蔽誘電体(明示的には不図示)が、露出された内部導体上に配置されている。遮蔽外部導体124aは、内部導体120の長手方向軸の周りを螺旋状に包囲されている。遮蔽外部導体124aの基端部分は、外部導体124の先端部分に電気的に結合されている。遮蔽外部導体124aの先端部分は、キャップ133に電気的に結合されている。キャップは、遮蔽外部導体124aを内部導体120に短絡している。
【0254】
流体冷却システム40からの冷却流体(
図7参照)は、遮蔽外部導体124a内に形成された流体ルーメンを流れて、可撓性マイクロ波カテーテル30内の流入流体通路44aおよび流出流体通路44bに結合されており、それにより放射部分100の先端に流れるため、および先端から流れる流体を冷却するための流体経路を提供する。
【0255】
本明細書に前述した前述のように、移行性誘電体126は、螺旋状給電間隙150内に配設されておりもよく、一般におよび/または幾何学的に螺旋状給電間隙150の寸法に対応していてもよい。移行性誘電体126および遮蔽誘電体(明示的には不図示)は、類似の誘電性を有する類似の材料から形成されていてもよい。一部の実施形態において、移行性誘電体126および遮蔽誘電体は、異なる誘電性を有していてもよい。一部の実施形態において、単一誘電層が、移行性誘電体126に対応する誘電性を有する第一の幾何学的部分と、遮蔽誘電体に対応する誘電性を有する第二の幾何学的部分と、を含む。
【0256】
前述した本明細書において前述のように、給電間隙150は、外部導体124の一部の除去から形成された空隙により画定される。同様に、螺旋状給電間隙150は、螺旋状に包囲された遮蔽外部導体124a(例えば、内部導体120の長手方向軸に周りを螺旋上に包囲されている)の隣接する曲線間に形成された空隙により画定される。螺旋状給電間隙150の寸法は、遮蔽外部導体124aの特性および位置に関係する。螺旋状給電間隙150は、遮蔽外部導体124aにより螺旋状に包囲されていない内部導体の部分により画定されていてもよい。そのため、遮蔽外部導体124cの寸法特性および位置を画定すれば、放射部分100の長手方向長さに沿って変動する螺旋状給電間隙150が必ず画定される。一実施形態において、螺旋状給電間隙150の位置は、長さに沿って円周上を変化する。一部の実施形態において、螺旋のピッチ(例えば、螺旋の軸に平行に測定された1つの完全な螺旋回転の幅)が、放射部分100の長手方向の長さに沿って変動する。一部の実施形態において、ピッチは、螺旋角度(例えば、任意の螺旋と内部導体に垂直に形成された軸線との角度)の変化により変動してもよい。一部の実施形態において、ピッチは、螺旋状給電間隙150の幅(例えば、長手方向の長さに沿って螺旋状給電間隙150の変動する厚さ)の変化により変動してもよい。一部の実施形態において、ピッチは、螺旋角度の変化および螺旋状給電間隙150の幅の変化により変動してもよい。
【0257】
使用時に、放射部分100により組織に伝送されるエネルギーは、螺旋状給電間隙150の面積および位置に関係する。
図42〜44に示すように、螺旋状給電間隙150の面積は、螺旋曲線として先端方向に増加し、基端の狭い螺旋状給電間隙150から、放射部分100の先端の広い螺旋状給電間隙150に移行する。面積の変化(例えば、螺旋が先端方向に巻くに連れて面積が増加すること)は、基端の低い連結係数および先端の高い連結係数に換算される。放射部分100の基端では、結合係数は、1%であり、結合係数は、指数関数的手法では先端で100%に増加する。
【0258】
図45および46は、本開示の一部の実施形態に係る任意の可撓性マイクロ波カテーテル30に組み込まれ得る放射部分200を形成する非直線状ラップパターンの別の実施形態を示している。螺旋状給電間隙250の面積は、螺旋が先端方向に巻くに連れて増加し、基端は狭い給電間隙250を提供し、先端部分はより実質的に露出されている。放射部分200の基端の螺旋状給電間隙250の面積および放射部分200の先端の螺旋状給電間隙250の面積の非直線状の変化は、遮蔽外部導体224aの幾何学的構造によるものである。
【0259】
図46に示すように、遮蔽外部導体224aは、基端にある第一の非直線状エッジ224bおよび第二の先端の非直線状エッジ224cを含み、第一の非直線状エッジ224bおよび第二の先端の非直線状エッジ224cは、先端224dで終結しており、それにより実質的に尖った先端224dを形成している。
【0260】
図47および48は、本開示の任意の可撓性マイクロ波カテーテル30に組み込まれ得る放射部分300を形成する非直線状ラップパターンの更に別の実施形態を示している。螺旋状給電間隙350の面積は、螺旋が先端方向に走るに連れて増加し、基端は狭い給電間隙350を提供し、先端部分は実質的に露出されている。放射部分300の基端の螺旋状給電間隙350の面積および放射部分300の先端の螺旋状給電間隙350の面積の非直線状の変化は、遮蔽外部導体324aの幾何学的構造によるものである。
【0261】
図48に示すように、遮蔽外部導体324aは、基端にある第一の非直線状エッジ324bおよび先端で終結している第二の先端の非直線状エッジ324cを含む。先端は、内部導体の先端と心合わせするように構成された平坦な先端エッジ324dを形成している(明示的には不図示)。
【0262】
様々な螺旋状給電間隙150の1つの指標が、螺旋状給電間隙150の断面周囲と遮蔽外部導体124aの断面周囲との比として本明細書で定義された給電間隙比である。
図49は、
図44、45および47に示された各実施形態の放射位置1000、200、300の長手方向の長さに沿って給電間隙比を示すグラフである。
図44の放射部分1000の給電間隙比は、0%〜50%で変動し、放射部分1000の基端と先端との間で、長手方向の長さに沿って直線状に変動する。
図45の放射部分200の給電間隙比は、0%〜100%で変動し、放射部分300の基端と先端との間で、長手方向の長さに沿って直線状に変動する。
図47の放射部分300の給電間隙比は、0%〜100%で変動し、放射部分300の基端と先端との間で、長手方向の長さに沿って直線状に変動する。用いられ得る他の幾何学的構造としては、指数関数的テーパー、三角形テーパー、および区分が無限に増加する(例えば、テイラー分布と類似)段階的チェビシェフ変成(stepped Chebychev transformer)からのクロプフェンスタイン対数テーパーが挙げられる。
【0263】
図6A〜6Bおよび8A〜8Cに関して前述した前述のように、可撓性マイクロ波カテーテル30は、内部可撓性同軸ケーブル32と外部シース135の間を同軸上に配置された管状流入ルーメン37を含んでいてもよい。可撓性同軸ケーブル32の外径と流入ルーメン37の内径との間の間隙は、流入流体通路44aを画定する。流入ルーメン37の外径と外部シース135の内径との間の間隙は、流出流体通路44bを画定する。使用の間、冷却剤、例えば二酸化炭素、空気、生理食塩水、水、または他の冷却媒体が、流入流体通路44aにより放射部分100に給送されて、流出流体通路44bにより放射部分100から排出されてもよい。
【0264】
一部の実施形態において、冷却剤を給送し、最も内部の流体管である流入流体通路44aおよび冷却剤を排出する流出流体通路44bは、最外側流体管である。別の実施形態において、流体流動の方向は、反対であってもよい。1つ以上の長手方向に向けられたフィンまたはストラット(明示的には不図示)が、流入流体通路および/または流出流体通路内に配置されており、流入ルーメンの位置を外部シース135に関して支持および制御してもよく、可撓性同軸ケーブル32の位置を流入ルーメン37に関して支持および制御してもよい。
【0265】
図50は、本開示の別の実施形態による漏出性の導波路の電気回路図である。漏出性導波路は、インピーダンスが3/4のネットワークを含み、その全エネルギーが、漏出性導波路内で放射または放散される。各Z
Lは、放射抵抗、反応性インピーダンスおよび損失抵抗で構成されている。
Z
L=RR−iR
i+R
j (1)
【0266】
Z
Lの成分は、ひとまとめにした要素により表したが、分散ネットワークであってもよい。
図51に示すように、各Z
L成分は、同軸ケーブル内の5つのスロットS1〜S5の1つを表してもよい。
【0267】
本開示に係る別の導波路は、任意の数のスロットを含んでいてもよい。
図52は、10のスロットを用いる放射部分200を有する実施形態を示している。放射部分の長さに沿って均一な放射パターンを提供するためには、10のスロットのそれぞれが、導波路に提供される全利用可能エネルギーZ
0のおよそ10%を放射しなければならない。各スロットは、全利用可能エネルギーの一部を放射するため、続くスロットそれぞれに利用可能な残りのエネルギーは、それまでのスロットに提供されたエネルギーよりも小さい。そのため、均一な放射パターンには、基端に配置された(例えば、先行の)スロットよりも高いパーセンテージの、残りの利用可能エネルギーを放射する、先端に配置された各スロットが必要となる。
【0268】
図52に示された例示的実施形態において、100ワットのエネルギーが、漏出性導波路200に提供され、それゆえスロット1は、提供される全エネルギーの約10%(例えば、100ワットの10%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット2は、約90ワット(100ワット−スロット1に伝送された10ワット)を提供され、それゆえスロット2は、提供される全エネルギーの約11%(例えば、90ワットの11%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット3は、約80ワット(100ワット−スロット1〜2に伝送された20ワット)を提供され、それゆえスロット3は、提供される全エネルギーの約12.5%(例えば、80ワットの12.5%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット4は、約70ワット(100ワット−スロット1〜3に伝送された30ワット)を提供され、それゆえスロット4は、提供される全エネルギーの約14.3%(例えば、70ワットの14.3%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット5は、約60ワット(100ワット−スロット1〜4に伝送された40ワット)を提供され、それゆえスロット5は、提供される全エネルギーの約16.7%(例えば、60ワットの16.7%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット6は、約50ワット(100ワット−スロット1〜5に伝送された50ワット)を提供され、それゆえスロット6は、提供される全エネルギーの約20%(例えば、50ワットの20%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット7は、約40ワット(100ワット−スロット1〜6に伝送された60ワット)を提供され、それゆえスロット7は、提供される全エネルギーの約25%(例えば、40ワットの25%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット8は、約30ワット(100ワット−スロット1〜7に伝送された70ワット)を提供され、それゆえスロット8は、提供される全エネルギーの約33%(例えば、30ワットの33%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット9は、約20ワット(100ワット−スロット1〜8に伝送された80ワット)を提供され、それゆえスロット9は、提供される全エネルギーの約50%(例えば、20ワットの50%=10ワット)を伝送しなければならない。スロット10は、約10ワット(100ワット−スロット1〜9に伝送された90ワット)を提供され、それゆえスロット10は、提供される全エネルギーの約100%(例えば、10ワットの100%=10ワット)を伝送しなければならない。
【0269】
各スロットは、導波路に沿って先端に移動すると、個々のスロットに利用可能なエネルギーをより高いパーセンテージで漸増的に伝送しなければならない。各スロットから伝送されたエネルギーのパーセンテージを漸増させる一方法が、導波路を先端に進めるに連れて各スロットの幅を変動させることである(先端に移動させながら各スロットの幅を増加させる)。
図53は、各スロットの幅が漸増している導波路を示している。一部の実施形態において、幅を増加させると、効率が改善され、それにより伝送されるエネルギーのパーセンテージが増加する。最も先端のスロットは、残留する能力の全てを放射することが可能な高効率の(提供された能力の100%を放射する)スロットとみなしてもよい。
【0270】
スロットそれぞれから放射されるエネルギーは、スロットの所望の効率、スロット幅および/または導波路(例えば、各スロット)に提供されたエネルギーの波長に関係する。一部の実施形態において、各スロットの幅は、スロットの所望の効率に関係する。例えばスロットの所望の効率が、提供されたエネルギーの20%である場合、幅は、マイクロ波信号は長および所望の効率により計算されてもよい。
【0271】
別の実施形態において、最も先端のスロットの有効長は、マイクロ波信号の波長の1/2であり、最も先端のスロットの付近のスロット幅は、スロットの所望の効率に関係し、その場合、各スロットの効率は、個々のスロットそれぞれおよび各スロットの所望の出力に提供されるエネルギーにより決定される。
【0272】
同軸導波路内の損失により、各スロットに提供されたエネルギーの量は、導波路に提供されたエネルギーから、基端スロットにより伝送されたエネルギー量および同軸ケーブル内の任意の損失を引いた量である。そのため、順送りのスロットそれぞれのパーセンテージが、増加してもよく、および/またはスロットの数が、同軸導波路内のエネルギー損失を補償するために減らされてももよい。
【0273】
例として
図52におけるスロット4を用いて、スロット1〜3の損失が5ワットであると仮定すると、スロット4に提供された実際のエネルギーは、65ワットである(100ワット−スロット1〜3により伝送された30ワットおよび損失5ワット)。それゆえ、スロット4は、スロット4に提供された65ワットの約15.4%(例えば、65ワットの15.4%)を伝送しなければならない。そのため、各スロットからのエネルギー放射の均一で等しいパターンを提供するために、基端スロットの損失により、スロットの数を減少させてもよい。
【0274】
個々のスロットを分割する手法とは逆に、より分散された手法は、均一で一様なエネルギー分布パターンを提供する。
図54は、
図53の導波路に示された各スロットの幅が漸増的に連続する螺旋状スロット450として配列されている導波路を示している。一実施形態において、スロットの幾何学的構造(例えば螺旋の角度、ピッチおよびスロット幅)は、螺旋の各部分の必要な効率に関係する。一部の実施形態において、螺旋の各部分の効率は、螺旋の各部分に提供されたエネルギー、および螺旋の各部分の所望の出力により決定される。変動し得る幾何学的パラメータとしては、軸方向の比、回転の数、および給電間隙の幅が挙げられる。個々のスロットを排除した螺旋により、個々のスロットそれぞれを有した結果生じる損失を低減することができる。
【0275】
(基端から先端の方向に)開口部を広くする程、ピッチの変化および/または螺旋角度の変化により、スロットが漸増的により多くのエネルギーを放射し、それにより一様なエネルギーパターンを促し、反射損失がより小さくなる。
【0276】
図55および56は、それぞれ
図53および54の導波路に関係する導波路500および600を有する可撓性マイクロ波カテーテル530および630を示している。
図55において、導波路500は、複数の漸増的間隔のスロット550を含み、先端方向に間隔の間各スロットの幅は、所望の出力を提供するように増加している。
図56において、導波路600は、様々なピッチ、スロット幅および螺旋角度を有する螺旋状フィードスロット650を含み、スロット幅、および放射内部導体520の露出部分の漸増により、導波路600の長さに沿って所望の出力が提供される。可撓性マイクロ波カテーテル530および630は、前述した冷却流体配列を含んでいてもよい。
【0277】
図57は、導波路700および800を示しており、スロット付き導波路700は、5個のスロットを含み、螺旋状導波路800は、5個の螺旋回転を含む。導波路700および800は、スロット付き導波路700のスロットS1〜S5と螺旋状導波路の各螺旋回転HT1〜HT5の比較/挿管を示すように配列されている。各螺旋回転HT1〜HT5は、螺旋状の対応する位置を含み、螺旋の幅は、対応するスロットS1〜S5および露出された内部導体720の幅に関係する。前述した前述のように、螺旋状スロットHSの形状および位置は、内部導体820状の遮蔽外部導体824aの個々のラップ間の空隙に関係し、それにより画定される。
【0278】
図57に更に示すように、スロット付き導波路700は、5個の放射スロットS1〜S5を含み、各スロットS1〜S5は、内部導体720の一部を露出させている。スロットS1〜S5は、それぞれ対応する電磁場F1〜F5を発生させる。電磁場F1〜F5は、分離しており独立して発生されるが、電磁場F1〜F5の1つ以上の少なくとも一部は、隣接する電磁場F1〜F5と重複していてもよく、および/またはそれと結び付いていてもよい。
【0279】
螺旋状導波路800は、螺旋状導波路800の長手方向の長さに沿って延在する螺旋状電磁場HFを発生させる。螺旋状電磁場HFの形状は、螺旋状スロットHSの形状に関係し、遮蔽外部導体の個々のラップ間に形成される様々な空隙に関係する。
【0280】
螺旋状電磁場HFの形状は、複数の内部結合された螺旋形の電磁場HF1〜HF5として表してもよく、内部結合された螺旋形の電磁場は、スロット付き導波路700上の対応するスロットS1〜S5に関係する。螺旋状電磁場HFは、複数の最小ノードおよび複数の最大ノードを含んでいてもよく、最小ノードの螺旋状電磁場の規模は、極小であり、最大ノードの螺旋状電磁場の規模は、極大である。一実施形態において、最小ノードの数は、螺旋回転の数に関係する。螺旋状電磁場HFの全体的形状は、螺旋の周りで動学的に変化し得る。一部の実施形態において、最大ノードの数は、螺旋回転の数に関係する。
【0281】
図58Aは、本開示の一部の実施形態に係る、内部に形成された螺旋窓5899を有する収縮されたバルーンセンタリングデバイス5872の斜視図である。バルーンセンタリングデバイス5872は、導電層5872bでコーティングされたバルーンの膜5872aを含む。
図58Aの切り抜き図に示すように、導電層5872bは、バルーン膜5772aの内表面上に形成されていてもよい。あるいは一部の実施形態において、導電層5872bは、バルーン膜5872aの外表面上に形成されている。
【0282】
導電層5872bは、非限定的に薄膜付着、メッキ、導電性インク、ホイルなどの塗布をはじめとするコーティングまたは付着の任意の適切な手法により形成されてもよい。一部の実施形態において、導電層5872bは、導電性銀インクから形成されている。導電層5872bは、導電層5872bのパターンを形成する要素内および要素間の導電性を維持しながら、バルーンセンタリングデバイス5872の弾性膨張および収縮を容易にする一定のパターン、例えば螺旋状パターン、格子パターン、ハーフトーンパターン、勾配パターン、または任意のパターンで形成されていてもよい。
【0283】
螺旋窓5899は、バルーン膜5872aを含み、導電層5872bを含まない。螺旋窓5899内のバルーン膜5872aは、マイクロ波エネルギーに透過性の材料で形成されており、それにより螺旋窓5899に隣接する組織を除神経エネルギーに暴露する。螺旋窓5899は、約3〜5ミル(0.003インチ〜0.005インチ)の最大幅を有していてもよい。この配列により、導電層5872bが、放射パターンを改善するファラデーケージ構造を形成してもよく、螺旋窓5899に隣接した組織への除神経エネルギーの送達を容易にしてもよい。一部の実施形態において、バルーン膜5872は、正しい幾何学形状(geometer)が確実に実現されるように、非適合材料(comliant materials)から形成されていてもよい。
【0284】
一部の実施形態において、本開示に係るバルーンセンタリングデバイス5872は、中央部分に沿って導電層5872b内に導電性材料をほとんどまたは全く有さず、基端および先端に配設された導電層5872bを含んでいて、それにより基端と先端と中央部分との間に導電性勾配を形成していてもよい。バルーンセンタリングデバイス5872は、メッシュ構造のこれまで記載された構成に従って配列された導電性パターンを含んでいて、導電層5872は、バルーンセンタリングデバイス5872の窓付き部分以外の全てがコーティングされていてもよい。一部の実施形態は、マルチプルバルーンセンタリングデバイス、マルチプルウインドウ付きのシングルバルーンセンタリングデバイス、回転可能なバルーンセンタリングデバイスなどを含んでいてもよい。
【0285】
流体孔5872cが、バルーンセンタリングデバイス5872を通る複数のルーメンを形成している。流体孔5872cの放射部分が、放射線状に外方に配置され、解剖学的構造を冷却させてもよい。実施形態において、流体孔5872cは、内方に配置され、可撓性マイクロ波カテーテル5830の放射部分を冷却させてもよい。
【0286】
図58Bは、完全に膨張されて腎動脈RA内に配置されて示された
図58Aのバルーンセンタリングデバイスの斜視図である。窓5899は、バルーンセンタリングデバイス5872の長手方向の長さに沿って円周全体の周りを延在している。体腔、例えば腎動脈RA内に配置されている時には、窓5899を通って適用されたエネルギーが、窓5899の形状に一致した加熱パターンを提供する。
【0287】
完全に膨張されると、螺旋窓5899が、約2〜3cmの長手方向範囲に沿って360°にわたりエネルギーを放射し得る。別の体腔において、螺旋窓5899が、約5〜7cmの長手方向範囲に沿って360°にわたりエネルギーを放射し得る。更に別の体腔において、螺旋窓5899が、約7cmを超える長手方向範囲に沿って360°にわたりエネルギーを放射し得る。
【0288】
図58Cは、
図58A〜Bに示されたデバイスによる除神経エネルギーの適用後の腎動脈RAを示している。窓5899を通して腎動脈RAに適用された除神経エネルギーは、対応する除神経ゾーン5874を生成する。360°の加熱パターンが、血管壁の損傷による疾病を引き起こさずに、腎臓に続く腎動脈の一部を横切って適用される。用いられ得る他の処置角度としては、90°の加熱パターン、180°の加熱パターンおよび450°の加熱パターンが挙げられる。
【0289】
本明細書に記載の実施形態を用いる方法は、大腿動脈にアクセスするステップと、腎動脈アクセスのための長いシースを大腿動脈に配置させるステップと、本開示の一実施形態による可撓性マイクロ波カテーテル30を長いシースおよび腎動脈の一部に配置させるステップと、可撓性同軸ケーブルを介してマイクロ波エネルギーを解剖学的放射構造に送達するステップと、腎動脈の重要な構造(例えば、血液循環)を防御しながら、十分な量のエネルギーが損傷した標的神経構造に送達されるまで、エネルギー送達を継続するステップと、マイクロ波カテーテルを除去し、長いシースを除去して、大腿動脈へのアクセスを閉鎖するステップと、を含む。該方法における別のステップが、先端に配置された温度センサーを介して流体温度を危険な温度上昇についてモニタリングするステップとを含んでいてもよい。
【0290】
本明細書に記載の実施形態を用いるための別の方法は、本明細書に記載の1つ以上の実施形態を含む可撓性マイクロ波カテーテルを、血管内アプローチにより腎動脈に配置させるステップと、後退可能なシースを使用して放射部分(例えば、給電間隙)の周りで電気伝導性メッシュ(本明細書に記載の実施形態による)を展開し、組織を通してマイクロ波信号を共鳴させる解剖学的導波路を生成させることにより、導電性メッシュが腎神経(例えば、腎動脈を取り囲む交感神経)へのマイクロ波エネルギー送達を促進するステップと、を含む。該方法における別のステップは、材料を有さないことを特徴とする窓を有する電気伝導性メッシュにおける配置を提供し、それにより窓に関係するアブレーション領域を発生させること、を含む。該方法における別のステップは、流体冷却構造を提供して、エネルギー送達を促進し、アクセス通路を取り囲む組織のケーブル加熱を低減することを含んでいてもよい。別のステップは、可撓性同軸構造を長手方向に滑動させることが可能なカテーテルを提供することを含んでいてもよい。
【0291】
本開示の記載された実施形態は、限定ではなく例示を意図するものであり、本開示の各実施形態を代表するものではない。本明細書の上記の開示の主旨または範囲を逸脱することなく、および/または文字通り以下の特許請求の範囲において、そして法律で認められた均等物において、上に開示の実施形態ならびに他の特徴および機能、またはその別例の更なる変更を行うことができ、または所望の場合に他の異なるシステムもしくは用途に組み入れることができる。