特許 6651471 流体ジェット組織アブレーションおよび冷凝固（ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ）方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6651471

(24)【登録日】2020年1月24日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】流体ジェット組織アブレーションおよび冷凝固（ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ）方法および装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/3203 20060101AFI20200210BHJP

【ＦＩ】

   A61B17/3203

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-575905(P2016-575905)

(86)(22)【出願日】2015年6月30日

(65)【公表番号】特表2017-520325(P2017-520325A)

(43)【公表日】2017年7月27日

(86)【国際出願番号】US2015038605

(87)【国際公開番号】WO2016004071

(87)【国際公開日】20160107

【審査請求日】2018年6月26日

(31)【優先権主張番号】62/019,299

(32)【優先日】2014年6月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/032,958

(32)【優先日】2014年8月4日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514216867

【氏名又は名称】プロセプト バイオロボティクス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】アルジュリ， ニコライ

(72)【発明者】

【氏名】カープマン， エドワード

(72)【発明者】

【氏名】ダネク， クリス

【審査官】 宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０３５２４９（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２０１３／１３０８９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１６７４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５４３９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０９７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２０８２２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１１１５７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １７／３２０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

血管組織をアブレーションするための装置であって、前記装置は、
ポンプと、
前記ポンプに結合されるノズルと、
前記ポンプおよび前記ノズルに結合される回路であって、前記回路は、液体の中に放出されるジェットを用いてウォータージェット場所に前記ノズルからの複数の飛散パルスを提供するように前記ポンプを作動させるように構成される、回路と
を備え、
前記ポンプは、流速を提供し、前記複数の飛散パルスは、血管の凝血場所まで前記複数の飛散パルスを用いて除去される組織の除去プロファイルからある距離延在するパルス状剪断波を誘発し、前記凝血場所は、血液凝血を助長する、装置。

【請求項2】

前記ノズルは、前記血管組織の脈管および非血管組織を類似速度で除去するために、前記血管組織から閾値遷移距離を超えない距離において、前記血管組織と配列されるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ノズルを用いて前記血管組織を処置するための命令を備えるプロセッサをさらに備え、
前記プロセッサは、前記命令に応答して前記ノズルを移動させるための連結部に結合され、前記プロセッサは、選択的組織除去のために、組織除去プロファイルから閾値遷移距離を超えない距離に位置付けられる前記ノズルを用いて、前記組織除去プロファイルに伴って前記組織を除去するための命令を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記ポンプは、複数のポンプパルスを送達するためのピストンを備え、前記ノズルと、前記ポンプの流速とは、複数の飛散パルスを提供するように構成され、前記複数のポンプパルスはそれぞれ、前記複数の飛散パルスを提供する、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記ジェットは、切断されるべき組織に向かって指向されるように配列され、ジェット流体力学パラメータが、前記組織の機械的破壊を可能にするように構成され、前記ジェット流体力学パラメータはまた、出血を阻止するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記ジェット流体力学パラメータは、流体ジェット速度または剪断応力場のうちの１つ以上を含み、かつ／または、前記ジェット流体力学パラメータは、出血の阻止とともに前記組織を切断するために、キャビテーション場を制御するように構成される、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記ノズルは、前記ジェットを提供するように構成され、前記ノズルは、前記液体中で血管新生組織に向かって、前記ジェットと前記組織との機械的相互作用を通して前記組織を切断するように指向され、前記組織内の切断された血管の出血は、前記ジェットの１つ以上の流体力学パラメータに応答して、血小板凝集または血栓形成のうちの１つ以上によって、阻止される、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記剪断波は、前記凝血場所における止血を助長する、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記ジェットは、前記血管組織の脈管および非血管組織を類似速度で除去するために、実質的に浸食性のジェットを含み、かつ／または、前記複数の飛散パルスは、前記血管組織の脈管および非血管組織を類似速度で除去するために、実質的に浸食性の飛散パルスを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記血管組織は、除去プロファイルに伴って除去され、前記出血は、前記除去プロファイルからある距離で阻止される、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記血管組織の出血は、内皮傷害、剪断応力、および血流の低下に関連する毛細血管ならびに細動脈内の誘発性血栓症；血小板の付着および凝集；フィブリンの沈着；閉塞性脈管凝血に関連するフィブリンの沈着；影響を受ける域内の流体圧力；除去プロファイルからある距離における影響を受ける域内の流体圧力；前記影響を受ける脈管内の血流阻害；前記影響を受ける血管の部分的圧潰；前記影響を受ける血管の完全圧潰；ならびにそれらの組み合わせのうちの１つ以上に伴って阻止される、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記複数のポンプパルスは、除去のための組織の場所に指向され、前記組織は、前記複数のポンプパルスのそれぞれの前記複数の飛散パルスを用いて、前記場所から除去される、請求項４に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（相互参照）
本ＰＣＴ出願は、２０１４年６月３０日に出願された“ＦＬＵＩＤ ＪＥＴ ＴＩＳＳＵＥ ＡＢＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＩＮＤＵＣＥＤ ＨＥＭＯＳＴＡＳＩＳ（ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ） ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ”と題する米国出願番号第６２／０１９，２９９号［代理人書類番号第４１５０２−７１２．１０１号］、および２０１４年８月４日に出願された“ＦＬＵＩＤ ＪＥＴ ＴＩＳＳＵＥ ＡＢＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＩＮＤＵＣＥＤ ＨＥＭＯＳＴＡＳＩＳ（ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ） ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ”と題する米国出願番号第６２／０３２，９５８号［代理人書類番号第４１５０２−７１２．１０２号］に基づく優先権を主張しており、これらの米国出願の全体の開示は本明細書中に参考として援用される。

【0002】

このＰＣＴ出願の主題は、出願人がともに所有する以下の米国特許および係属中の出願に関連し、そしてこれらの全体の開示は参考として援用される：２０１３年９月６日に出願された“ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＩＭＡＧＥ−ＧＵＩＤＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ”と題する米国出願番号第６１／８７４，８４９号［代理人書類番号第４１５０２−７０８．１０１号］；２０１４年３月３１日に出願された“ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＩＭＡＧＥ−ＧＵＩＤＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ”と題する米国出願番号第６１／９７２，７３０号［代理人書類番号第４１５０２−７０８．１０２号］；２０１４年６月３０日に出願された“ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＩＭＡＧＥ−ＧＵＩＤＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ”と題する米国出願番号第６２／０１９，３０５号［代理人書類番号第４１５０２−７０８．１０３号］；２０１０年２月４日に出願され、“ＭＵＬＴＩ ＦＬＵＩＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ”と題され、米国特許出願公開第２０１１０１８４３９１号として公開された米国出願番号第１２／７００，５６８号［代理人書類番号第４１５０２−７０３．５０１号］。

【0003】

このＰＣＴ出願の主題はまた、２０１３年２月２８日に出願された“ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＩＭＡＧＥ−ＧＵＩＤＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ”と題するＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２８４４１号［代理人書類番号第４１５０２−７０５．６０１号］および２０１１年２月４日に出願され、２０１１年１１月８日に国際公開第ＷＯ２０１１０９７５０５号として公開された“ＭＵＬＴＩ ＦＬＵＩＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ”と題するＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２３７８１号［代理人書類番号第４１５０２−７０３．６０２］に関連し、これら出願の全体の開示は、本明細書中に参考として援用される。

【0004】

（背景）
本発明の分野は、組織の処置に関し、より具体的には、前立腺等の器官の外科手術処置に関する。

【背景技術】

【0005】

患者等の対象の組織を切開する先行技術の方法および装置は、少なくとも場合によっては、理想的とは言えない結果をもたらし得る。例えば、前立腺手術の先行技術の方法は、少なくともいくつかの事例では、理想的であろうものより長い治癒時間および理想的とは言えない結果をもたらし得る。少なくともいくつかの事例では、組織切除の先行技術の方法および装置は、理想的であろうものより多くの出血をもたらし得る。また、組織を切断する先行技術の方法および装置は、理想的であろうものより正確ではない切断を提供し得る。電気焼灼器およびレーザ凝固は、出血の潜在的解決策として提案されているが、電気焼灼器またはレーザ凝固を用いた処置は、組織の除去に付加的ステップをもたらし得、出血の制御は、理想的とは言えない。また、電気焼灼器と関連付けられた熱は、少なくともいくつかの事例では、理想的とは言えない結果をもたらし得る。

【0006】

先行技術の外科手術手技を用いた場合、患者の回復時間は、組織が除去される様式に関連し得、回復時間が短縮された外科手術手技を提供することは、有用となるであろう。また、組織ドレナージは、理想的であろうものを幾分上回り得、組織が切開される様式に関連し得る。少なくともいくつかの事例では、患者は、外科手術後の輸血から利益を享受し得、輸血が外科手術に続いて殆ど要求されない場合、より良好となるであろう。

【0007】

ウォータージェットを用いた組織の除去は、組織の除去の成功をもたらし得るが、実施形態に関連する研究は、さらなる改良が有用であり得ることを示唆する。例えば、ウォータージェットを用いて組織を除去する先行技術の方法および装置は、少なくともいくつかの事例では、理想的であろうものより幾分正確ではない切断および潜在的により多くの出血をもたらし得る。組織切断の先行技術の方法は、組織への熱伝達低下を伴って、流体ジェット技術を用いて組織を切断切除することができるが、実施形態に関連する研究は、少なくともいくつかの事例では、従来技術のウォータージェット切断が、理想的であろうもの幾分上回り得る出血の量をもたらし得ることを示唆する。

【0008】

前述に照らして、外科手術等の組織処置のための改良された方法および装置を提供することが有用となるであろう。理想的には、そのような方法は、出血が減少し、結果が改良された、組織の改良された切除を提供するであろう。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

（要旨）
実施形態は、ウォータージェットを用いて組織を切断する改良された方法および装置を提供する。多くの実施形態では、本装置は、血液損失または組織ドレナージのうちの１つ以上を阻止するために、組織除去に伴って止血を提供するように構成される。多くの実施形態では、ノズルは、キャビテーションおよび複数の飛散パルスを提供するために、液体ジェットを液体媒体中で放出する。キャビテーションおよび複数の飛散パルスは、出血を阻止するための凝血を助長するために、血管組織に影響を及ぼすことができる。多くの実施形態では、血管組織の脈管は、ウォータージェットのキャビテーションが組織に接触する領域から所定の距離において影響を受ける。多くの実施形態では、キャビテーションおよび複数の飛散パルスは、血管の凝血助長変化に関連する血管に沿って伝搬するパルス状剪断波に関連する。多くの実施形態では、ノズルは、実質的浸食性組織除去を提供するために、組織除去プロファイルから所定の距離に留置され、血管組織およびコラーゲンのより少ない非血管組織は、類似速度で除去される。代替として、または組み合わせて、ノズルは、実質的に選択的である組織除去を提供するために、組織除去プロファイルから所定の距離に留置されることができ、血管組織およびコラーゲンのより少ない非血管組織は、実質的に異なる速度で除去される。多くの実施形態では、脈管壁の内皮細胞内膜は、脈管内の血液凝血を助長するために影響を受ける。

【0010】

多くの実施形態では、血管組織の出血は、内皮傷害、剪断応力、および血流の低下に関連する毛細血管ならびに細動脈内の誘発性血栓症；血小板の付着および凝集；フィブリンの沈着；閉塞性脈管凝血に関連するフィブリンの沈着；影響を受ける域内の流体圧力；除去プロファイルからある距離における影響を受ける域内の流体圧力；影響を受ける脈管の血液阻止；影響を受ける血管の部分的圧潰；影響を受ける血管の完全圧潰；ならびにそれらの組み合わせのうちの１つ以上を伴って阻止される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
血管組織をアブレーションする方法であって、
ジェットを提供するノズルを液体媒体中の血管組織に向かって指向するステップと、
前記血管組織を複数の飛散パルスを用いて除去するステップと、
を含み、前記血管組織の出血が、阻止される、方法。
（項目２）
前記ノズルは、前記血管組織の脈管および非血管組織を類似速度で除去するために、前記組織から遷移閾値距離を超えない距離に位置付けられる、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記ジェットは、前記血管組織の脈管および非血管組織を類似速度で除去するために、実質的に浸食性のジェットを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記複数の飛散パルスは、前記血管組織の脈管および非血管組織を類似速度で除去するために、実質的に浸食性の飛散パルスを含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記ノズルは、脈管の除去を阻止し、そして前記血管組織の非血管組織を異なる速度で選択的に除去するために、前記組織から、遷移閾値距離を上回る距離に位置付けられる、項目１に記載の方法。
（項目６）
組織は、除去プロファイルに伴って除去され、前記出血は、前記除去プロファイルから所定距離で阻止される、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記血管組織の出血は、内皮傷害、剪断応力、および血流の低下に関連する毛細血管ならびに細動脈内の誘発性血栓症；血小板の付着および凝集；フィブリンの沈着；閉塞性脈管凝血に関連するフィブリンの沈着；影響を受ける域内の流体圧力；除去プロファイルから所定距離における影響を受ける域内の流体圧力；前記影響を受ける脈管内の血流阻害；前記影響を受ける血管の部分的圧潰；前記影響を受ける血管の完全圧潰；ならびにそれらの組み合わせのうちの１つ以上に伴って阻止される、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記飛散パルスは、前記切断プロファイルから前記血管の影響を受ける場所までの距離に延在する、パルス状剪断波を提供し、前記影響を受ける場所は、血液凝血を助長する、項目１に記載の方法。
（項目９）
複数のポンプパルスが、除去のための組織の場所に指向され、前記複数のパルスはそれぞれ、複数の飛散パルスを含み、前記組織は、前記ポンプパルスのそれぞれの複数の飛散パルスを用いて、前記場所から除去される、項目１に記載の方法。
（項目１０）
血管組織をアブレーションするための装置であって、
ポンプと、
前記ポンプに結合されるノズルであって、液体中への浸漬のためのサイズにされる、ノズルと、
前記ポンプおよび前記ノズルに結合される回路であって、前記液体の中に放出されるジェットを用いて、複数の飛散パルスを提供するように構成される、回路と、を備える、装置。
（項目１１）
前記ポンプは、所定の流速を提供し、前記ノズルは、前記切断プロファイルから前記血管の影響を受ける場所までの距離に延在するパルス状剪断波を提供するために、複数の飛散パルスを提供するように構成され、前記影響を受ける場所は、血液凝血を助長する、項目１０に記載の装置。
（項目１２）
前記ノズルは、前記組織から閾値遷移距離を超えない距離において、前記組織と配列される、項目１０に記載の装置。
（項目１３）
前記ノズルは、前記組織から閾値遷移距離を上回る距離において、前記組織と配列される、項目１０に記載の装置。
（項目１４）
前記ノズルを用いて前記血管組織を処置するための命令を備える、プロセッサをさらに備え、前記プロセッサは、前記命令に応答して前記ノズルを移動させるための連結部に結合され、前記プロセッサは、前記プロファイルからの選択的組織除去のために、閾値遷移距離を超えない距離に位置付けられる前記ノズルを用いて、組織除去プロファイルに伴って前記組織を除去するための命令を備える、項目１０に記載の装置。
（項目１５）
前記ポンプは、複数のポンプパルスを送達するためのピストンを備え、前記ノズルおよび前記ポンプの流速は、複数のポンプパルスを提供するように構成され、前記複数のポンプパルスはそれぞれ、複数の飛散パルスを提供する、項目１０に記載の装置。
（項目１６）
前記項目のいずれか１つに記載の装置を使用するステップを含む、方法。
（項目１７）
組織を切断する方法であって、
液体ジェットを切断されるべき組織に向かって指向するステップを含み、ジェット流体力学パラメータは、前記組織の機械的破壊を可能にするように構成され、前記ジェット流体力学パラメータはまた、出血を阻止するように構成される、方法。
（項目１８）
前記流体力学パラメータは、流体ジェット速度または剪断応力場のうちの１つ以上を備える、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記ジェットの流体力学パラメータは、出血の阻止とともに組織を切断するために、キャビテーション場を制御する、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
血管新生組織を切断する方法であって、
ジェットを提供するノズルを液体媒体中の前記血管組織に向かって指向するステップと、
前記血管新生組織を前記ジェットと前記組織の機械的相互作用によって切断するステップと、
を含み、前記血管組織内の切断された脈管の出血が阻止される、方法。
（項目２１）
前記血管組織内の切断された脈管の出血は、液体ジェットの１つ以上の流体力学パラメータに応答して、血小板凝集または血栓形成のうちの１つ以上によって阻止され、前記液体ジェットの１つ以上の流体力学パラメータは、速度、剪断応力、または圧力のうちの１つ以上を備える、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
出血が、キャビテーションと前記切断された脈管の相互作用によって阻止される、項目２０に記載の方法。
（項目２３）
前記飛散パルスは、前記切断プロファイルから前記血管の影響を受ける場所までの距離に延在するパルス状剪断波を提供し、前記剪断波は、前記影響を受ける場所における止血を助長する、項目１に記載の装置または項目２０に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【0011】

本開示の原理が利用される、例証的実施形態を記載する以下の発明を実施するための形態、および添付図面を参照することにより、本開示の特徴および利点のより深い理解が得られるであろう。

【0012】

【図1A】図１Ａは、実施形態による、組織を処置するために好適なデバイスの概略図である。

【0013】

【図1B】図１Ｂは、実施形態による、組織を処置するために好適なコンピュータ制御デバイスを示す。

【0014】

【図1C】図１Ｃは、実施形態による、組織を処置するためのノズルを示す。

【0015】

【図2】図２は、実施形態による、ヒトの眼に可視であるアブレーション炎域を示す。

【0016】

【図3】図３は、実施形態による、１秒の約１／４００の速度で撮影された図２におけるようなアブレーション炎域の高速画像を示す。

【0017】

【図4】図４は、実施形態による、複数の重複場所９９７に平滑かつ制御された組織浸食を提供するための複数の飛散パルス９９５およびアブレーションジェットの掃引を示す。

【0018】

【図5】図５は、実施形態による、切断の最大組織浸透深さおよびノズルを通る流速を示す。

【0019】

【図6】図６は、実施形態による、図５に類似する最大組織浸透 対 流速を示す。

【0020】

【図7】図７は、実施形態による、オフセットを伴って、最大浸透深さの傾きに類似する傾きを含む、選択的除去から浸食性除去への閾値遷移を示す。

【0021】

【図8】図８Ａおよび８Ｂは、実施形態による、選択的組織除去を示す。

【0022】

【図9】図９Ａおよび９Ｂは、実施形態による、高度な浸食性組織除去を示す。

【0023】

【図10】図１０は、実施形態による、圧潰された脈管壁を示す。

【0024】

【図11A】図１１Ａは、実施形態による、飛散パルスを用いて組織を除去する、ウォータージェット炎域を示す。

【0025】

【図11B】図１１Ｂは、実施形態による、血管への破壊を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（詳細な説明）
本開示の実施形態の原理が利用される、例証的実施形態を記載する以下の発明を実施するための形態、および添付図面を参照することにより、本開示の特徴および利点のより良い理解が得られるであろう。

【0027】

発明を実施するための形態は、多くの詳細を含有するが、これらは、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、本発明の異なる実施例および側面を例証するにすぎないと解釈されるべきである。本発明の範囲は、上記で詳細に議論されていない他の実施形態を含むことを理解されたい。当業者に明白となるであろう、種々の他の修正、変更、および変化例が、本明細書で説明されるような本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書で開示される本発明の方法および装置の配列、動作、および詳細に行われてもよい。

【0028】

本明細書で使用されるように、用語「アクァビーム（ＡｑｕａＢｅａｍ）」は、キャビテーションを組織に提供するために液体中に提供される液体ジェットを包含する。

【0029】

本明細書に開示されるような組織切断に伴って止血を提供するための流体ジェット組織アブレーション（以降、「アクァアブレーション（Ａｑｕａｂｌａｔｉｏｎ）」）ならびに方法および装置は、多くの先行技術の外科手術手技および装置との組み合わせに非常に好適である。多くの実施形態では、ジェットを用いた組織切開に関連する、改良された止血が、提供される。多くの実施形態では、ジェットは、ジェットのキャビテーションを誘発する、液体媒体中のジェットを含み、これは、冷炎域と称され得、高速度流体ジェットとジェットに接触する脈管との間の実質的に機械的な剪断応力相互作用に関連し得る。多くの実施形態では、ジェットは、ジェットの組織除去が、組織のタイプおよび組織のコラーゲンの量に実質的に鈍感であって、血管および肉芽組織を類似速度で切断し得るように、キャビテーションの閾値を上回る十分なエネルギーを含む。組織のジェットおよび対応する剪断との機械的接触は、微小な血栓症を毛細血管内に誘発することができ、細動脈は、改良された凝血および対応する止血を提供することができる。多くの実施形態では、内皮細胞が、血液凝血因子の放出を促進するように影響を受け得る。本明細書に説明されるような内皮細胞への影響は、改良された止血を提供するために、ジェットおよび液体媒体のキャビテーションが組織に衝打する部位から所定の距離で生じ得る。多くの実施形態では、実質的に機械的な剪断応力は、内皮細胞への損傷を提供し、そして血流の低下を提供することができ、閉塞性脈管凝血を提供するように、血小板の付着および凝集ならびにフィブリンの沈着を促進かつ向上させ得る。

【0030】

多くの実施形態では、ジェットによって供給される剪断応力は、補体活性化から独立して、血小板凝集を誘発するために十分である。補体活性化から独立した血小板凝集は、前述のような動脈狭窄等における高い血流力学剪断の面積に類似する様式で生じ得る。Ｂｌｏｏｄ．Ｓｅｐ １５，２００６；１０８（６）：１９０３−１９１０．ＰＭＣＩＤ：ＰＭＣ１８９５５５０ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｌａｔｅｌｅｔ ａｄｈｅｓｉｏｎ ａｎｄ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ（ＺＭ Ｒｕｇｅｒｒｉ ｅｔ ａｌ）を参照されたい。十分な期間の間、ウォータージェット剪断応力を影響を受ける脈管に直接提供することによって、血小板凝集は、初期止血を達成し、凝血カスケードが、影響を受ける脈管を血栓症にし、持続的止血を達成することを可能にし得る。剪断が増加するにつれて、止血血小板凝集を達成するための時間は、減少し得る。本明細書に説明されるようなアクァアブレーションは、ポンプパワー（およびそれに伴って、流体速度ならびに剪断応力の大きさ）およびウォータージェットの並進の速度を制御することによって、止血を改良するように調整されることができる。多くの実施形態では、ポンプパワーがより高く、ジェットの並進がより低速であるほど、促進性の止血となる（ｐｒｏ−ｈｅｍｏｓｔａｔｉｃ）。代替として、または組み合わせて、種々の止血因子（局所圧力勾配、剪断変調止血、キャビテーション誘発性血栓症）の相対的寄与は、ジェットノズル出口から進行した距離に伴う炎域の発生に関連するため、ジェット（具体的ポンプパワーのための）位置に対する脈管位置に応じて変動し得る。

【0031】

脈管凝血は、多くの方法のうちの１つ以上において提供されることができるが、多くの実施形態では、ウォータージェットを用いた組織処置の間の影響を受ける域内の流体圧力は、影響を受ける脈管から退出する血液を迅速に阻止し、実質的に低下させ得る。多くの実施形態では、本明細書に説明されるような止血は、影響を受ける脈管の部分的または完全圧潰に関連する。多くの実施形態では、キャビテーションを用いて提供される実質的に機械的な剪断応力は、流体ジェット組織切除および組織のアブレーションだけではなく、また、熱を伴わない組織凝血を提供することができる。

【0032】

図１Ａは、本明細書に開示されるようなキャビテーション１０３を伴う軸方向の流れのウォータージェット１０１として加圧された流体を送達するように配向されるノズル１０４を伴う遠位端を有するシャフト１０２を備え得る、ハンドヘルドデバイスを備える、装置１００を示す。ジェットおよび組織Ｔは、生理食塩水または別の液体等の液体Ｌ中に浸漬され、例えば、本明細書に開示されるようなキャビテーションを伴う飛散パルスを提供することができる。液体は、液体の上方の空気等のガスＧとともに、組織上に提供されることができる。代替として、または組み合わせて、組織は、例えば、液体で被覆された内部組織を含んでいてもよい。水または他の流体が、ノズルから圧力下で送達される。ハンドヘルドデバイス１００は、軸方向ウォータージェットまたは他の加圧された流体流れを送達可能であって、例えば、組織または骨を手動切断するために有用である。ハンドヘルドデバイス１００は、典型的には、接続コード１２６によって、加圧された流体源１２０、流体フローモニタ１２２、および制御回路１２４に接続される。流体フローモニタ１２２は、例えば、圧力モニタを備えてもよい。ユーザは、したがって、制御回路を使用して、軸方向および回転移動パラメータに加え、流体圧力、ノズルの移動（速度、方向、限界等）および処置プロトコルの他の側面を制御することができる。随意に、図示されないが、ノズル１０４は、処置のさらなる柔軟性を可能にするため、流体流れＦＳの幅および焦点を調節するために調節可能であり得る。組織を切断するために使用されるとき、ハンドヘルドシャフトは、解剖刀として操作されることができる。代替として、ノズルは、回転、並進、および発振プローブ等のコンピュータ制御される位置決めシステム、またはロボットアーム、ならびにそれらの組み合わせ上に搭載されることができる。

【0033】

多くの実施形態では、加圧されたポンプは、例えば、ピストンポンプ等の高圧ポンプを備える。制御回路は、制御された流速を提供するように、圧力モニタ１２２に結合されることができる。制御された流速は、ノズルと組み合わせて、本明細書に開示されるように、組織を切開するために、所定の距離でキャビテーション炎域を提供することができる。

【0034】

図１Ｂは、実施形態による、組織Ｔを処置するために好適なコンピュータ制御デバイスを備える、装置１００を示す。装置１００は、コンピュータコマンドに応答して組織を処置するために、処置プローブに結合される、連結部１３０を備えてもよい。連結部は、例えば、並進可能であるか、または回転、発振、および並進可能であるか、ならびにそれらの組み合わせである、連結部を備えてもよい。連結部は、プロセッサ１３２に結合されることができ、そして例えば、ユーザ制御下、誘導されてもよい。本明細書に開示される実施形態は、参照することによって本明細書のいずれかに組み込まれる、コンピュータ制御式画像誘導処置装置等の組織を除去するための多くのデバイスとの組み合わせに好適である。

【0035】

図１Ｃは、実施形態による、組織を処置するためのノズル１０４を示す。ノズルは、本明細書に説明されるような多くの方法のうちの１つ以上で構成されることができ、本明細書に説明されるような止血を伴う組織除去を提供するための流速と組み合わせるために好適である。多くの実施形態では、ノズルを通る流速およびノズルの構成は、最大組織除去距離を提供する。ノズルからのジェット１０１は、選択的組織除去領域１０５および非選択的組織除去領域１０７を備えてもよい。ジェットの選択的組織除去領域１０５は、組織のコラーゲンに応答した速度で組織を選択的に除去することができる。例えば、血管壁等のコラーゲン性組織は、肉芽組織等のコラーゲンのより少ない組織より迅速に除去されることができる。ジェットの非選択的組織除去領域１０７は、異なる量のコラーゲンを有する組織を実質的に類似する速度で除去することができる。例えば、血管壁等のコラーゲン性組織は、肉芽組織等のコラーゲンのより少ない組織と実質的に類似する速度で除去されることができる。閾値遷移域１０９は、選択的組織除去領域と非選択的組織除去領域との間に位置することができる。

【0036】

ノズルは、流体送達要素の流体送達要素および設計考察を備える、キャリア３８２上に搭載されることができる。キャリア３８２は、例えば、回転し、並進し、そして発振するプローブ上に提供されることができる。流体送達要素のジェットオリフィス１１１の設計は、複数の飛散パルスを提供するように、本明細書で説明される多くの方法のうちの１つ以上の方法で構成することができる。ジェットオリフィス幾何学形状を変化させることによって、流体ジェットアブレーション特性を変化させることができる。例えば、円錐角変動１１３が、ノズル出口で発生するキャビテーション１０３の増加または減少をもたらし得る。ジェットオリフィス設計は、オリフィス１１１の入口または出口のうちの１つ以上に円錐を備えてもよい。円錐角は、例えば、０度から１８０度まで様々であり得る。

【0037】

多くの実施形態では、ジェットノズルプロファイルもまた、流体加速度およびキャビテーションの量に影響を及ぼす。例えば、鋭いエッジのオリフィスは、大静脈効果（ｖｅｎａ ｃａｖａ ｅｆｆｅｃｔ）から出口においてより高いジェット速度を誘発することができ、対応して、ジェット遠方場におけるより多くの量のキャビテーション１０３を伴う。

【0038】

オリフィス直径１１５およびオリフィス長１１７変動が、ノズル背圧および流体流；の退出速度の変動をもたらし得る。結果として生じるキャビテーション領域は、これらのパラメータのそれぞれとともに変化する。キャビテーション領域は、ノズルによって生成されるキャビテーション気泡雲を含み得る。組織浸透の深さは、本明細書に説明されるように判定および制御されることができる。多くの実施形態では、キャビテーション領域は、超音波撮像または光学撮像を用いて、それらの組み合わせで可視化することができる。キャビテーション領域は、同伴領域が可視化されることを可能にし、流体炎域と称され得る、気泡が形成される領域に対応する。キャビテーション領域の冷却切断は、最小限の組織損傷を伴って、組織除去を可能にすることができる。多くの実施形態では、約４０度〜約８０度の範囲内の円錐角である。オリフィスの内径に対するオリフィス長の比は、約１〜１０の範囲内、例えば、約４〜７の範囲内であり得る。当業者は、本明細書で提供される教示に基づいて、本明細書で説明されるように組織を処置するようなジェットオリフィスを設計することができる。

【0039】

ＣＯＬＤ炎域

【0040】

図２は、実施形態による、ヒトの眼に可視的なアブレーション炎域を示す。

【0041】

図３は、図２におけるようなアブレーション炎域の高速画像を示す。画像は、約１／４００秒の速度で撮影された。

【0042】

図２および３のデータは、アブレーション炎域が、ノズルから放出されたときにアブレーション流れで生成される複数の白色雲を含むことを示す。実施形態に関連する研究は、キャビテーション雲が特徴的な飛散周波数でジェットから飛散できることを示している。各雲の長さ９９２は、雲の飛散周波数および速度に関連する。ジェットの相対的に冷たいアブレーション炎域は、本明細書で説明されるように組織を制御された深さまで切断するように調節することができる、ジェットの切断長に対応する長さ９９０を備える。多くの実施形態では、ジェットのノズルは、雲が組織を衝打する前に、飛散雲が実質的に形成することを可能にするために、図３に示されるような非切断構成で飛散雲の長さ９９２の少なくとも約４分の１に配置される。より大きい断面サイズへのこの飛散雲の飛散はまた、雲をより大きい組織の領域に分配する際に改良された組織除去を提供し、ジェットのパルス間で改良された重複を提供することもできる。

【0043】

ジェットの衝撃圧力に加えて、画像の白色雲に対応する、高度乱流および侵襲的領域は、本明細書で説明されるような組織のアブレーションに実質的に寄与する。白色雲は、複数のキャビテーション領域を備える。水を含む加圧液体が水に注入されるとき、小さなキャビテーションが、ノズル出口付近で、剪断層内の低い圧力の領域中に生成される。小型キャビテーションは、キャビテーション渦を含んでもよい。キャビテーション渦は、相互と合併し、高速画像内でキャビテーション雲として出現する、大きな離散キャビテーション構造を形成する。これらのキャビテーション雲は、組織と相互作用するときに効果的なアブレーションを提供する。いかなる特定の理論によっても束縛されることなく、組織を衝打するキャビテーション雲は、組織を衝打するキャビテーション雲を画定する高速流体と組み合わせて、キャビテーションに関連する組織の大幅な浸食を引き起こすと考えられる。

【0044】

本明細書で説明されるようなノズルおよび圧力は、本明細書で提供される教示に基づいて、例えば、当業者によるノズルの角度の制御により、パルス状の雲を提供するように構成することができる。多くの実施形態では、流体送達要素のノズルは、組織のアブレーションを向上させるために、キャビテーションジェットを備える。

【0045】

流体送達要素ノズルおよび圧力は、組織の除去に好適な飛散周波数を提供するように配列することができる。流体送達要素は、本明細書に説明されるように、改良された組織切除を提供するように、組織から所定の距離でプローブ上に位置することができる。

【0046】

多くの実施形態では、「炎域」の「白色雲」は、周辺の水がジェットに引き込まれるか、またはその中に「同伴される」、「同伴」領域を備える。実施形態に関する作業は、流体の同伴が飛散周波数に関連し得ることを示唆する。

【0047】

ジェットから飛散される雲の飛散周波数およびサイズは、実施形態によると、組織アブレーションを提供するために使用することができる。飛散周波数は、各雲が組織と相互作用する場所の重複を提供するように、長手軸の周囲のプローブの角度掃引速度と組み合わせることができる。

【0048】

本明細書で説明されるような飛散パルスは、本明細書で説明されるように、ジェットのスキャンと有利に組み合わせることができる。

【0049】

図４は、実施形態による、複数の重複場所９９７で円滑な制御された組織浸食を提供する、複数の飛散パルス９９５およびアブレーションジェットの掃引を示す。本飛散周波数は、複数の飛散雲が脈動ポンプの各パルスについて提供されるように、ポンプが使用されるときにポンプ周波数より実質的に速くあり得る。プローブの掃引速度は、例えば、重複パルスを提供するように構成される飛散雲を用いて、改良された組織除去を提供するように飛散周波数に関連し得る。

【0050】

多くの実施形態では、本システムは、ポンプの各パルスについて複数の飛散パルスを提供するために、飛散パルスの周波数より小さい周波数を有するポンプを備える。ポンプは、例えば、約５０Ｈｚ〜約２００Ｈｚの範囲内で、少なくとも約５０Ｈｚのパルス繰り返し数を有することができ、飛散パルスは、例えば、約１ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの範囲内で、少なくとも約５００Ｈｚの周波数を含む。

【0051】

ポンプのパルスが例証されているが、連続流れポンプを用いて、パルス状雲の類似スキャンを提供することができる。

【0052】

ノズルは、多くの方法のうちの１つ以上の方法で構成することができるが、多くの実施形態では、ノズルは、約０．０２〜約０．３の範囲内、例えば、約０．１０〜約０．２５の範囲内、そして多くの実施形態では、約０．１４〜約０．２の範囲内のストローハル数（以降、「Ｓｔ」）を含む。

【0053】

多くの実施形態では、ストローハル数は、以下によって定義される。

【0054】

Ｓｔ＝（Ｆｓｈｅｄ）^＊（Ｗ）／Ｕ

【0055】

式中、Ｆｓｈｅｄは、飛散周波数であり、Ｗは、キャビテーションジェットの幅または直径であり、Ｕは、出口におけるジェットの速度である。当業者は、本明細書で説明される実施形態による組み合わせに好適な飛散周波数を得るために、本明細書で説明されるようなノズルを修正することができ、組織除去に好適な雲の長さ、および飛散周波数を判定するように、実験を行うことができる。

【0056】

複数の飛散雲を提供するノズル構成は、本明細書で説明されるような処置プローブのうちの１つ以上とともに使用するために好適である。

【0057】

キャビテーション

【0058】

キャビテーションは、高圧ウォータージェットがノズルを通って液体媒体の中へ発射するときに起こる現象である。微量の蒸気および／またはガスを含有する核が、一般的に知られている熱付加方法よりもむしろ圧力の降下を受けるとそれらは不安定になるため、局所的蒸気ポケットが形成される。キャビテーションは、局所圧力が蒸気圧を下回るときに起こり、これは、それぞれ以下の方程式によって統制される、負の圧力係数（−Ｃｐ）がキャビテーション数（σ）より大きいときに起こる。

【数1】

【0059】

式中、ｐｒｅｆは、ノズル深さにおける静水圧であり、ｐは、ジェットにおける局所圧力であり、ρは、流体密度であり、ｖｒｅｆは、ノズルにおけるウォータージェットの出口速度であり、ｐｖは、蒸気圧である。液体が収縮領域を通って流れるとき、その速度は、連続性を維持するように増加し、ベンチュリ効果として知られている、対応する圧力の降下がある。これを水面下のウォータージェットに適用して、ノズルを通って退出する水の速度が、収縮により著しく増加させられる一方で、ジェット流れの圧力は、実質的に低減させられる。圧力低減が十分に有意であるとき、これは、蒸気圧を下回り、蒸気空洞形成をもたらし得る。

【0060】

所定の流動力学のために、それを上回るとキャビテーションが起こらず、そしてそれを下回ると増加したキャビテーションする領域サイズが存在し得る、キャビテーション数σが存在する。いくつかのより小さいポケットが、より大きい蒸気空洞を形成するように組み合わされ得る。ウォータージェットのモーメントが、ノズルからさらに離れて周辺媒体の中へ蒸気雲を運搬すると、粘性力がジェット速度を降下させ、対応する圧力の上昇がある。この上昇は、蒸気空洞を崩壊させ、近くの水をさらに加速し、局在化マイクロジェットを形成させる圧力パルスをもたらす。液体マイクロジェットおよび圧力パルスの両方が、材料の損傷閾値エネルギーを超え、浸食を引き起こし得る。速度の急速な損失により、ジェットが所定の距離を超えてノズルから離れて移動すると、流れの運動エネルギーが、もはや閾値エネルギーを超えなくなり、崩壊したキャビテーション雲からの圧力波およびマイクロジェットが、浸食のための主な様式になる。

【0061】

多くの実施形態では、キャビテーションは、圧力の局所変化のみに依存しており、熱変動が予期されないことを意味する、等温現象にする。実験的に、蒸気キャビテーションがサイズを増大させると、潜熱が周辺液体から引き出され、温度の非常にわずかな降下（約０．３５度）を観察することができる。多くの実施形態では、このプロセスは完全には等温ではないが、温度のほぼ無視できる変化は、ウォータージェット切断が、熱の影響を受けたゾーンを要求しない機械加工感受性部品に有用である理由である。

【0062】

多くの実施形態では、物質除去の主要な様式になる、圧力パルスおよびマイクロジェット浸食は、限定浸食半径である。キャビテーションが、周囲液体圧力に対するウォータージェットの圧力差に起因して起こるため、ジェットが減速し、圧力が周辺液体と平衡状態になるにつれて、空洞が崩壊する前に、蒸気空洞は最大距離までしか存在することができない。結果として、水面下の水中ジェット切断は、それらが消散する前の圧力パルスおよびマイクロジェットの範囲に起因して、実質的に自己制限的になり、切断するための非常に安全かつ高精度のツールとなる。代替実施形態では、減速させるようにジェットに作用する比較的最小限の力があるため、ガス状ウォータージェットは、はるかに長い距離で閾値エネルギーを超える高い運動エネルギーを有し得る。

【0063】

図５は、実施形態による、切断の最大組織浸透深さ、およびノズルを通した流速を示す。最大浸透深さは、「冷たい」アクァアブレーション炎域を備える、ジェットのキャビテーション気泡の長さに実質的に対応する。アブレーションの最大組織浸透深さは、流速に直接対応し、多くの実施形態では、流速に直線的に関連する。

【0064】

キャビテーションを伴う炎域は、本明細書に説明されるようなノズルおよび回転プローブを用いて、約５０ｍｌ／分〜約２５０ｍｌ／分の範囲内の流速に対応する１０個のフロー設定とともに示される。最大浸透深さは、５０ｍｌ／分で約４ｍｍ〜２５０ｍｌ／分で約２０ｍｍに及ぶ。

【0065】

図５の差込図は、実施形態による、前立腺ＢＰＨのモデルとして切断されたジャガイモを示す。ジャガイモの最大浸透深さは、ＢＰＨの最大切断深さに密接に対応する。ジャガイモは、本明細書で説明されるようなノズルおよび回転プローブを用いて、約５０ｍｌ／分〜約２５０ｍｌ／分の範囲内の流速に対応する６つのフロー設定を用いて切断されて示される。最大浸透深さは、５０ｍｌ／分で約４ｍｍ〜２５０ｍｌ／分で約２０ｍｍに及び、本明細書に説明されるような冷「炎域」を含むジェットのキャビテーションの画像と一致する。

【0066】

多くの実施形態では、キャビテーション雲の成長および長さは、本明細書で説明されるような適切に構成されたノズルについて、注入圧力に比例する流速の関数を含み、その逆も同様である。圧力が上昇するにつれて、最大浸食半径は、直線的に増加するように見え、これは、図５の最大浸透深さとして示されている。

【0067】

連続またはパルス状流れのいずれかにおいて、ノズルを通して水を推し進めるために、既知の高圧ポンプを使用することによって、高速キャビテーションジェットを作成することができる。ポンプによって生成される流れのタイプにかかわらず、キャビテーション現象は、蒸気空洞の不安定な性質に起因してパルス状であり得、空洞形成は、本明細書で説明されるような連続流れジェットでさえもパルス状であり得る。特定の理論に束縛されるわけではないが、パルス状ウォータージェットおよび連続流れウォータージェットの両方が、所定の時間量にわたって等価な量の物質浸食をもたらし得ると考えられる。多くの実施形態では、ノズルの幾何学形状は、本明細書で説明されるような流動力学およびキャビテーションプロセスを提供するように構成される。多くの実施形態では、ノズルは、ノズル自体の内側で起こり得るキャビテーションに関連し得る、ウォータージェット出口における緊密な収縮を阻止するように構成される。多くの実施形態では、鋭い角は、水を壁から分離させてノズル中心線に向かって集中させ、ノズル壁によって引き起こされる摩擦効果を同時に低減させながら、ウォータージェット経路をさらに収縮させる。これは、対応する圧力降下および蒸気空洞形成とともに、増加した速度をもたらす。蒸気空洞形成は、それらの最終的な崩壊が乱流をもたらし、浸食深さに影響を及ぼし得るため、全体の流動力学に影響し得る。当業者は、過度の実験を伴わずに、本明細書で説明されるような組織除去を提供するように、適切なノズルの幾何学形状および流速を判定する実験を行うことができる。

【0068】

(アクァアブレーション)

【0069】

本明細書で説明されるような水面下のウォータージェット切断は、良性前立腺肥大（ＢＰＨ）がある患者を処置するためにキャビテーション現象を利用する能力を有する。ジェットは、崩壊した蒸気空洞によって引き起こされる圧力パルスおよびマイクロジェットを通して、ＢＰＨで見られる過剰な軟組織成長を除去する。ウォータージェット方向は、多くの方法のうちの１つ以上において、デバイスのノズルの場所および配向を変化させることによって操作することができる。例えば、前後方向に沿ってノズルを並進させることによって、または、例えば、１８０度等の角度までノズルを回転させることによって、ならびにそれらの組み合わせのうちの１つ以上によってである。ハンドピースプローブは、前立腺の前方側に着座し得るため、所定の回転角度が、組織障害物をアブレーションするために使用されることができる。

【0070】

蒸気空洞形成およびその浸食強さは、注入圧力および流動力学の両方の関数であるため、圧力ならびにノズル幾何学形状を構成することによって、物質の深さを制御することができる。より大きい注入圧力が、より速い出口速度をもたらし得る。本明細書に説明されるように、ノズル幾何学形状はさらに、収縮に応じて速度を増加させることができ、ウォータージェットがベンチュリ効果を通して退出すると、圧力降下の程度に影響を及ぼし得る。これらの因子は、崩壊して圧力パルスおよびマイクロジェットを放出する前に、キャビテーション雲が成長して移動することができる、より長い距離をもたらし得る。アクァアブレーションシステムのノズル幾何学形状および圧力設定は、ユーザに精密制御を与え、キャビテーションジェットが所望の良性組織成長のみを除去することを確実にするように最適化されている。

【0071】

本明細書で提供される画像は、実施形態によると、どのように組織浸食深さが圧力の関数であるかを示す。画像は、他の画像と比較して、より低い注入圧力について、より小さいキャビテーション雲の長さ、および対応する組織切除深さを示す。

【0072】

多くの実施形態では、本明細書で説明されるようなアクァアブレーションは、動脈と静脈の実質的除去および損傷ならびに出血阻止を伴って、過剰な組織成長、例えば、ＢＰＨを除去可能である。多くの実施形態では、ジェットは、出血の減少を伴って、ＢＰＨ等の成長組織および血管等のコラーゲン性組織の両方の閾値を上回るキャビテーションエネルギーを提供するように位置付けられる。キャビテーションによって提供される圧力パルスおよびマイクロジェットは、軟組織成長およびはるかに高い閾値エネルギーを有する血管のような他の構造を浸食するために必要とされる閾値エネルギーを超える。

【0073】

多くの実施形態では、有害な塞栓の生成が阻止される。蒸気空洞形成は、例えば、血流中にすでに存在している微細な空気の核から利益を享受し得る。キャビテーションは、いかなる付加的な空気もシステムに導入されることなく、核の成長をもたらし得る。さらに、空気ポケットがそれらの元の核サイズに戻って縮小し得るように、いったん局所ジェット圧力が蒸気圧を超えると、空洞が崩壊し得る。多くの実施形態では、キャビテーションが尿道周囲の生理食塩水に元来ある微量の空気に依存し、かつそれに制限されるので、塞栓形成が阻止され、ジェット圧力が上昇し始めると、蒸気空洞が迅速に消散する。

【0074】

図６は、実施形態による、図５に類似する最大組織浸透１１０ 対 流速を示す。組織に対するノズル位置は、例えば、実質的浸食性、または実質的に選択的、ならびにそれらの組み合わせとして、組織切開を判定するために使用されることができる。脈管等のコラーゲン性組織より実質的により早い速度におけるＢＰＨ等の実質的に非コラーゲン性の組織の選択的組織除去１０５は、遷移閾値１０９を超えた距離に提供されることができる。高度に浸食性の実質的に非選択的な除去１０７は、例えば、閾値距離１０９未満の組織からの距離に提供されることができる。遷移閾値は、オフセットを伴って、実質的に線形関数を含み得る。例えば、傾きは、オフセットを伴って、遷移閾値より幾分急峻であり得る。

【0075】

選択的組織除去から高度に浸食性の実質的に非選択的な組織除去への閾値遷移は、流速およびノズルからの距離の多くの関数のうちの１つ以上を含んでもよい。例えば、閾値遷移は、例えば、線形関数、多項式関数、または実験的に判定された変換関数、ならびにそれらの組み合わせのうちの１つ以上を含んでもよい。当業者は、過度の実験を伴わずに、本明細書に説明されるような教示に従って、選択的除去および実質的浸食性組織除去のための距離を判定することができる。

【0076】

図７は、実施形態による、オフセットを伴って、最大浸透深さ１１０の傾きに類似する傾きを含む、選択的除去１０５から浸食性除去１０７への閾値１０９遷移を示す。オフセットは、本明細書に説明されるような流体ジェットパラメータに関連し得る。

【0077】

図８Ａおよび８Ｂは、実施形態による、選択的組織除去を示す。組織は、選択的組織除去を提供するために、遷移閾値を上回る距離に位置付けられることができる。図８Ａは、選択的除去に先立った組織Ｔを示す。軟肉芽組織ＧＴは、図８Ｂに示されるように、実質的に除去され、血管Ｖ等のコラーゲン性組織ＣＴの除去は、阻止されることができる。実施形態に関連する研究は、本明細書に説明されるような飛散パルスが、内皮に影響を及ぼし得、これは、いくつかの実施形態による、凝血および出血低下に寄与し得ることを示唆する。

【0078】

図９Ａおよび９Ｂは、実施形態による、高度に浸食性の組織除去を示す。図９Ａは、除去に先立った組織Ｔを示す。図９Ｂは、除去後の組織を示す。血管Ｖを含むコラーゲン性組織ＣＴは、除去プロファイルＲＰを用いて示されるように、ＢＰＨ等の実質的にコラーゲンがより少ない肉芽組織ＧＴと実質的に同じ速度で除去されることができる。高度に浸食性の組織除去は、本明細書に説明されるように提供される流速のための遷移閾値未満の距離に位置付けられるノズルを用いて提供されることができる。

【0079】

多くの実施形態では、血管Ｖの内皮細胞内膜Ｅは、微小凝血、凝血、塞栓、または微小塞栓、および本明細書に説明されるような１つ以上の生物学的応答のうちの１つ以上を提供するように影響を受け得る。多くの実施形態では、誘発性微小凝血Ｃは、閉塞された組織の血管および毛細血管を実質的に閉塞することができる。

【0080】

図１０は、実施形態による、圧潰された脈管壁ＣＷを示す。圧潰された脈管壁ＣＷは、本明細書に説明されるような高度に浸食性のキャビテーションを用いて生成されることができる。多くの実施形態では、キャビテーションおよびジェットは、脈管壁Ｗの圧潰を誘発することができる。脈管壁の圧潰は、脈管Ｖの切開された端部を通る血流を阻止することができる。

【0081】

脈管壁は、キャビテーションに応答して、多くの方法のうちの１つ以上において、血流を阻止することができる。多くの実施形態では、切断された脈管の端部は、増加した表面積を提供し、血小板および血液細胞との相互作用を提供し、凝血を誘発させる、切断されたコラーゲンの束を含み得る。血管のすり切れた端部は、例えば、出血を阻止するように、切られた血管の端部に向かって内向きに延在し得る。代替として、または組み合わせて、血管の内皮は、脈管内に凝血を提供するように影響を受け得る。

【0082】

図１１Ａは、実施形態による、飛散パルスを用いて組織を除去する、ウォータージェット炎域１０１を示す。多くの実施形態では、水飛散パルスは、血管Ｖの管腔に沿って剪断波１２１を誘発する。本明細書に説明されるような複数の飛散パルスは、血管内の液体の発振を提供することができる。多くの実施形態では、発振は、炎域が衝打する組織領域からある距離において脈管壁Ｗを横断して伝搬する剪断波を提供する。本剪断波は、図１１Ａに示されるように、キャビテーション１０３と接触される領域からある距離において凝血を誘発させることができる。ジェットからある距離における脈管の破壊は、例えば、脈管の内皮層Ｅの剪断、ある距離における複数の内皮細胞の溶解、複数の赤血球ＲＢＣの剪断、複数の赤血球の溶解、血小板の剪断、血管壁からの内皮細胞の部分的除去、内皮細胞の完全除去、フィブリンまたは凝血の発生、ならびにそれらの組み合わせのうちの１つ以上を含み得る。

【0083】

多くの実施形態では、複数の飛散パルスは、例えば、約５〜約２０飛散パルス／ポンプのパルスの範囲内のポンプのパルス毎に少なくとも約２つの飛散パルスを含む。飛散パルスは、例えば、本明細書に説明されるような高度に浸食性の飛散パルス、または本明細書に説明されるような選択的飛散パルス、ならびにそれらの組み合わせを含んでいてもよい。

【0084】

実施形態に関連する研究は、飛散パルスを含むジェットの実質的に浸食性の域が、本明細書に説明されるような凝血増加の提供に効果的であり得ることを示唆する。代替として、または組み合わせて、選択的組織除去域は、本明細書に説明されるような増加し凝血の提供に効果的であり得る。

【0085】

図１１Ｂは、実施形態による、血管Ｖへの破壊１２３を示す。本明細書に説明されるような内皮Ｅの破壊および対応する凝血Ｃは、組織除去プロファイルＲＰからある距離１２５に示される。

【0086】

本開示の好ましい実施形態が、本明細書で示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白となるであろう。本開示の範囲から逸脱することなく、多数の変形例、変更、および置換が当業者に明白となるであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明される本開示の実施形態の種々の代替案が採用されてもよいことを理解されたい。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項およびそれらの同等物の範囲のみによって、定義されるものとする。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】