知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024126841
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】組織拡張装置及びシステム
(51)【国際特許分類】
A61M 25/10 20130101AFI20240912BHJP
【ＦＩ】
A61M25/10 540
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023035543
(22)【出願日】2023-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】305027401
【氏名又は名称】東京都公立大学法人
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】八木 一平
【テーマコード（参考）】
4C267
【Ｆターム（参考）】
4C267AA07
4C267BB02
4C267BB03
4C267BB04
4C267BB08
4C267BB09
4C267BB11
4C267BB12
4C267BB19
4C267BB20
4C267BB26
4C267BB29
4C267BB31
4C267BB33
4C267BB39
4C267BB40
4C267BB42
4C267BB62
4C267CC20
4C267CC23
4C267HH01
4C267HH08
(57)【要約】
【課題】安価で安全性に優れ、且つ、対象組織に対する温度及び圧力を独立して制御する。
【解決手段】組織拡張装置は、対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ前記対象組織を拡張及び固定可能に構成される組織拡張装置において、前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい。
【選択図】図１
【解決手段】組織拡張装置は、対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ前記対象組織を拡張及び固定可能に構成される組織拡張装置において、前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ前記対象組織を拡張及び固定可能に構成される組織拡張装置において、
前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、
前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、
前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい、
組織拡張装置。
前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、
前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、
前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい、
組織拡張装置。
【請求項2】
前記組織拡張装置は、バルーンカテーテルであり、
前記接触部を有し、前記流体の供給によって膨張するバルーンと、
前記バルーンの内部に前記流体を流入させる前記入口流路と、前記バルーンの外部に前記流体を流出させる前記出口流路と、を有する流路部材と、を備える、
請求項１に記載の組織拡張装置。
前記接触部を有し、前記流体の供給によって膨張するバルーンと、
前記バルーンの内部に前記流体を流入させる前記入口流路と、前記バルーンの外部に前記流体を流出させる前記出口流路と、を有する流路部材と、を備える、
請求項１に記載の組織拡張装置。
【請求項3】
前記流路部材は、単一の部材で構成される、
請求項２に記載の組織拡張装置。
請求項２に記載の組織拡張装置。
【請求項4】
前記流路部材は、前記バルーンカテーテルの基端から先端近傍まで延びており、
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路は、前記流路部材の基端から先端にわたって開口しており、
前記流路部材は、
前記出口流路において前記入口流路の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部と、
前記出口流路において前記バルーンの基端近傍の部分を前記バルーンの内部に通じさせる開口部と、を有する、
請求項２又は３に記載の組織拡張装置。
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路は、前記流路部材の基端から先端にわたって開口しており、
前記流路部材は、
前記出口流路において前記入口流路の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部と、
前記出口流路において前記バルーンの基端近傍の部分を前記バルーンの内部に通じさせる開口部と、を有する、
請求項２又は３に記載の組織拡張装置。
【請求項5】
前記流路部材は、前記バルーンカテーテルの基端から先端近傍まで延びており、
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路及び前記出口流路の各々は、前記流路部材の基端から先端までの間の一部で開口しており、
前記流路部材は、
前記入口流路において前記バルーンの基端近傍の部分、前記バルーンの先端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端と基端との間の中央部分を前記バルーンの内部に通じさせる入口側開口部と、
前記出口流路において前記バルーンの先端近傍の部分、前記バルーンの基端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端近傍の部分及び前記バルーンの基端近傍の部分の両方を前記バルーンの内部に通じさせる出口側開口部と、を有する、
請求項２又は３に記載の組織拡張装置。
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路及び前記出口流路の各々は、前記流路部材の基端から先端までの間の一部で開口しており、
前記流路部材は、
前記入口流路において前記バルーンの基端近傍の部分、前記バルーンの先端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端と基端との間の中央部分を前記バルーンの内部に通じさせる入口側開口部と、
前記出口流路において前記バルーンの先端近傍の部分、前記バルーンの基端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端近傍の部分及び前記バルーンの基端近傍の部分の両方を前記バルーンの内部に通じさせる出口側開口部と、を有する、
請求項２又は３に記載の組織拡張装置。
【請求項6】
請求項１から３の何れか一項に記載の組織拡張装置と、
前記流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する複数の容器と、を備える、
システム。
前記流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する複数の容器と、を備える、
システム。
【請求項7】
前記複数の容器から前記接触部の内部に流れる前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、
前記流量調整弁を制御する流量制御部と、を更に備え、
前記流量制御部は、前記接触部の内部に前記熱媒体を流す時間と前記接触部の内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、前記流量調整弁に前記熱媒体の流量を調整させる、
請求項６に記載のシステム。
前記流量調整弁を制御する流量制御部と、を更に備え、
前記流量制御部は、前記接触部の内部に前記熱媒体を流す時間と前記接触部の内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、前記流量調整弁に前記熱媒体の流量を調整させる、
請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記複数の容器から前記接触部の内部に前記熱媒体が流れるように前記複数の容器に対して圧縮空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサから供給される前記圧縮空気の圧力を調整する圧力調整器と、
前記圧力調整器を制御する圧力制御部と、を更に備え、
前記圧力制御部は、前記接触部の内部の目標圧力に基づいて、前記圧力調整器に前記圧縮空気の圧力を調整させる、
請求項６に記載のシステム。
前記コンプレッサから供給される前記圧縮空気の圧力を調整する圧力調整器と、
前記圧力調整器を制御する圧力制御部と、を更に備え、
前記圧力制御部は、前記接触部の内部の目標圧力に基づいて、前記圧力調整器に前記圧縮空気の圧力を調整させる、
請求項６に記載のシステム。
【請求項9】
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度を測定する温度測定部と、
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体に熱エネルギーを付与する熱源部と、
前記熱源部を制御する熱源制御部と、を更に備え、
前記熱源制御部は、前記温度測定部の測定温度に基づいて、前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度が予め設定した温度範囲に含まれるように前記熱源部に前記熱エネルギーを付与させる、
請求項６に記載のシステム。
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体に熱エネルギーを付与する熱源部と、
前記熱源部を制御する熱源制御部と、を更に備え、
前記熱源制御部は、前記温度測定部の測定温度に基づいて、前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度が予め設定した温度範囲に含まれるように前記熱源部に前記熱エネルギーを付与させる、
請求項６に記載のシステム。
【請求項10】
前記接触部の内部の圧力を減圧するための減圧機構を更に備える、
請求項６に記載のシステム。
請求項６に記載のシステム。
【請求項11】
前記出口流路に通じる部分を開閉するための開閉弁を更に備える、
請求項６に記載のシステム。
請求項６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、組織拡張装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
消化管の治療後に、治療箇所の線維化が進むことで狭窄をきたす線維性狭窄が知られている。線維性狭窄は、外科手術によって切除することができる。例えば、線維性狭窄の非侵襲な治療方法としては、消化管の狭窄箇所にバルーンカテーテルを配し、バルーンを膨らませることで狭窄箇所を拡張するバルーン拡張術が知られている。例えば、バルーンカテーテルを用いた治療法としては、バルーンを病変部へ案内し、バルーンを加熱することで病変部を焼灼するバルーンアブレーション術も知られている。例えば、特許文献１には、管腔組織に対する加熱及び加圧を同時に行い、かつ、管腔組織を膨張及び拡張するように構成されたカテーテルを備えるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第２９８４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、管腔組織に対する加熱及び加圧を同時に行う構成では、対象組織に対する温度だけを上げ、圧力を下げたい場合等に対応することは困難である。一方、バルーン内部の温度及び圧力を独立して制御する構成としては、バルーン内部又は表面に発熱体（例えば、ＲＦ電源、レーザー発光部等）を設け、バルーン内部に送る熱媒体の圧力を調整する構成が知られている。しかし、このような構成では、高額かつ複雑な制御装置を要するため、安全面でリスクを伴う可能性が高い。そのため、これらの課題を解決する上で改善の余地がある。
【0005】
そこで本発明は、安価で安全性に優れ、且つ、対象組織に対する温度及び圧力を独立して制御することができる組織拡張装置及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る組織拡張装置は、対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ前記対象組織を拡張及び固定可能に構成される組織拡張装置において、前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい。
【発明の効果】
【0007】
上記態様によれば、安価で安全性に優れ、且つ、対象組織に対する温度及び圧力を独立して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係るシステムの構成図。
【図2】実施形態に係るバルーン内部循環構造の説明図。
【図3】実施形態に係る入口流路及び出口流路の流路断面積の説明図。
【図4】実施形態に係る独立制御（圧力－温度）の方針の説明図。
【図5】実施形態に係るバルーン表面の温度推移の説明図。
【図6】実施形態に係るバルーンにおける投入熱量の説明図。
【図7】実施形態に係る加熱・牽引型バルーンの概略図。
【図8】実施形態に係る食道狭窄部の概略図。
【図9】実施形態の第１変形例に係る流路部材の説明図。
【図10】実施形態の第２変形例に係る流路部材の説明図。
【図11】実施形態の第３変形例に係る流路部材の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、消化管等の対象組織を拡張するための組織拡張装置を備えるシステムの一例として、バルーンカテーテルを備えるシステムの例を挙げて説明する。
【0010】
＜システム＞
図１は、実施形態に係るシステム１の構成図である。図２は、実施形態に係るバルーン内部循環構造の説明図である。図３は、実施形態に係る入口流路及び出口流路の流路断面積Ａｉｎ，Ａｏｕｔの説明図である。
図１から図３を併せて参照し、システム１は、バルーンカテーテル２（組織拡張装置の一例）と、複数の容器３Ａ，３Ｂと、流量調整弁４と、コンプレッサ５と、圧力調整器６と、加圧排気弁７と、温度測定部８Ａ，８Ｂと、熱源部９Ａ，９Ｂと、導通弁１０と、減圧機構１１と、開閉弁１２と、複数の配管３０～３６，４０，４４と、制御装置５０と、を備える。
図１は、実施形態に係るシステム１の構成図である。図２は、実施形態に係るバルーン内部循環構造の説明図である。図３は、実施形態に係る入口流路及び出口流路の流路断面積Ａｉｎ，Ａｏｕｔの説明図である。
図１から図３を併せて参照し、システム１は、バルーンカテーテル２（組織拡張装置の一例）と、複数の容器３Ａ，３Ｂと、流量調整弁４と、コンプレッサ５と、圧力調整器６と、加圧排気弁７と、温度測定部８Ａ，８Ｂと、熱源部９Ａ，９Ｂと、導通弁１０と、減圧機構１１と、開閉弁１２と、複数の配管３０～３６，４０，４４と、制御装置５０と、を備える。
【0011】
＜バルーンカテーテル＞
バルーンカテーテル２は、消化管（対象組織の一例）に対する温度及び圧力を制御しかつ消化管を拡張及び固定可能に構成される。バルーンカテーテル２は、消化管に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路２２と、入口流路２２から流入した流体を外部に流出させる出口流路２３と、を有する。入口流路２２の流路断面積Ａｉｎ（以下「入口流路断面積Ａｉｎ」ともいう。）は、出口流路２３の流路断面積Ａｏｕｔ（以下「出口流路断面積Ａｏｕｔ」ともいう。）よりも小さい。
バルーンカテーテル２は、消化管（対象組織の一例）に対する温度及び圧力を制御しかつ消化管を拡張及び固定可能に構成される。バルーンカテーテル２は、消化管に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路２２と、入口流路２２から流入した流体を外部に流出させる出口流路２３と、を有する。入口流路２２の流路断面積Ａｉｎ（以下「入口流路断面積Ａｉｎ」ともいう。）は、出口流路２３の流路断面積Ａｏｕｔ（以下「出口流路断面積Ａｏｕｔ」ともいう。）よりも小さい。
【0012】
例えば、入口流路断面積Ａｉｎと出口流路断面積Ａｏｕｔとの比Ａｉｎ／Ａｏｕｔは、１．０／１．１以下にするとよい。例えば、比Ａｉｎ／Ａｏｕｔは、バルーンカテーテル２の製造上のばらつき等を加味して設定してもよい。なお、比Ａｉｎ／Ａｏｕｔは、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0013】
バルーンカテーテル２は、バルーン２０と、流路部材２１と、を備える。バルーン２０は、消化管に接触する接触部（例えば、外表面）を有する。バルーン２０は、流体（例えば、熱媒体等の液体）の供給によって膨張する。流路部材２１は、バルーン２０の内部に流体を流入させる入口流路２２と、バルーン２０の外部に流体を流出させる出口流路２３と、を有する。
【0014】
流路部材２１は、単一の部材で構成される。流路部材２１は、一方向に長手を持つ軸部材である。図３は、流路部材２１をその長手方向から見た図（言い換えると、流路部材２１をその長手方向と直交する断面で切断した図）に相当する。入口流路２２及び出口流路２３は、円筒形状の流路部材２１の内部に形成される。入口流路２２は、出口流路２３よりも小さい半円形状断面を有する。入口流路２２及び出口流路２３は、流路部材２１の内部において仕切り壁２４によって仕切られている。
【0015】
例えば、流路部材２１の外径Ｄ（外側直径）は、１．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の長さに設定される。例えば、流路部材２１の内側半径Ｒは、０．４ｍｍ以上１．６ｍｍ以下の長さに設定される。例えば、流路部材２１の中心から仕切り壁２４の一面までの間隔Ｍｓは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の長さに設定される。例えば、仕切り壁２４の厚みＭｔは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の長さに設定される。
【0016】
本実施形態では、流路部材２１の外径Ｄは２．４ｍｍ、流路部材２１の内側半径Ｒは１．０ｍｍ、流路部材２１の中心から仕切り壁２４の一面までの間隔Ｍｓは０．２ｍｍ、仕切り壁２４の厚みＭｔは０．２ｍｍに設定される。このように各寸法を設定することで、制御装置出力圧（コンプレッサ５の出力に相当）に対するバルーン内部圧（バルーン２０内部の圧力に相当）を２９％に低減することができる。これにより、カテーテル圧損比率の改善を実現することができる。
【0017】
流路部材２１は、バルーンカテーテル２の基端から先端近傍まで延びている。バルーン２０は、流路部材２１の先端を覆うように設けられる。バルーン２０は、流路部材２１の基端側から先端を超える部分にわたって流路部材２１を覆うように設けられる。入口流路２２は、流路部材２１の基端から先端にわたって開口している。
【0018】
流路部材２１は、出口流路２３において入口流路２２の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部２５と、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じさせる開口部２６と、を有する。
【0019】
例えば、閉塞部２５は、出口流路２３の先端開口に対して着脱可能に取り付けられてもよい。例えば、閉塞部２５は、プラグ等であってもよい。例えば、閉塞部２５は、上記に限らず、流路部材２１と同一の部材で一体に設けられてもよい。例えば、閉塞部２５の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0020】
例えば、開口部２６は、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分に形成された貫通孔である。図の例では、開口部２６は１箇所形成されているが、これに限らない。例えば、開口部２６は複数形成されてもよい。例えば、開口部２６の個数（態様）は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0021】
上記構成によれば、閉塞部２５により、出口流路２３において入口流路２２の先端開口近傍の部分が閉塞されている。そのため、入口流路２２の先端開口から流入した流体が出口流路２３の先端開口に入り込むことはない。加えて、開口部２６により、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分がバルーン２０の内部に通じている。そのため、バルーン２０内部に流入した流体は、バルーン２０の基端近傍へ流れた後に出口流路２３に入るようになる。図３中において、流体の流れの一例を矢印で示す。したがって、バルーン２０内部の広い範囲で流体を循環させることができる。
【0022】
＜容器＞
システム１は、流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する２つ（複数の一例）の容器３Ａ，３Ｂを備える。２つの容器３Ａ，３Ｂは、バルーンカテーテル２に供給するための第１熱媒体（例えば、熱水）を貯留する第１タンク３Ａと、第１熱媒体よりも低温の第２熱媒体（例えば、冷水）を貯留する第２タンク３Ｂと、である。
システム１は、流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する２つ（複数の一例）の容器３Ａ，３Ｂを備える。２つの容器３Ａ，３Ｂは、バルーンカテーテル２に供給するための第１熱媒体（例えば、熱水）を貯留する第１タンク３Ａと、第１熱媒体よりも低温の第２熱媒体（例えば、冷水）を貯留する第２タンク３Ｂと、である。
【0023】
例えば、熱水の温度は、４０℃以上の温度（例えば９５℃程度）に設定される。例えば、冷水の温度は、４０℃未満の温度（例えば２０℃程度）に設定される。例えば、第１熱媒体及び第２熱媒体は、希釈造影剤、蒸留水などであってもよい。例えば、第１タンク３Ａ及び第２タンク３Ｂは、耐熱性及び耐圧性に優れる金属製の容器であることが好ましい。
【0024】
図の例では、システム１が２つの容器３Ａ，３Ｂを備える例を示したが、これに限定されない。例えば、システム１は、３つ以上の容器３Ａ，３Ｂを備えてもよい。例えば、容器３Ａ，３Ｂは複数設けられていればよい。例えば、容器３Ａ，３Ｂの設置数は、設計仕様に応じて変形することができる。
【0025】
＜流量調整弁＞
流量調整弁４は、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に流れる熱媒体の流量を調整する。流量調整弁４は、制御装置５０と電気的に接続される。例えば、流量調整弁４は、電動三方弁であってもよい。
流量調整弁４は、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に流れる熱媒体の流量を調整する。流量調整弁４は、制御装置５０と電気的に接続される。例えば、流量調整弁４は、電動三方弁であってもよい。
【0026】
複数の容器３Ａ，３Ｂと流量調整弁４との間には、第１熱媒体を供給するための第１熱媒管３３（以下「熱水供給管３３」ともいう。）と、第２熱媒体を供給するための第２熱媒管３４（以下「冷水供給管３４」ともいう。）と、が設けられる。熱水供給管３３及び冷水供給管３４は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。
【0027】
熱水供給管３３の一端（上流端）は、第１タンク３Ａの内部（具体的には、熱水の液面よりも下方）に配置される。熱水供給管３３の他端（下流端）は、流量調整弁４に接続される。冷水供給管３４の一端（上流端）は、第２タンク３Ｂの内部（具体的には、冷水の液面よりも下方）に配置される。冷水供給管３４の他端（下流端）は、流量調整弁４に接続される。
【0028】
＜コンプレッサ＞
コンプレッサ５は、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に熱媒体が流れるように複数の容器３Ａ，３Ｂに対して圧縮空気を供給する。例えば、コンプレッサ５の出力（圧縮空気を供給する圧力）は、２ＭＰａ以下（例えば０．４ＭＰａ程度）に設定されてもよい。コンプレッサ５は、制御装置５０と電気的に接続される。
コンプレッサ５は、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に熱媒体が流れるように複数の容器３Ａ，３Ｂに対して圧縮空気を供給する。例えば、コンプレッサ５の出力（圧縮空気を供給する圧力）は、２ＭＰａ以下（例えば０．４ＭＰａ程度）に設定されてもよい。コンプレッサ５は、制御装置５０と電気的に接続される。
【0029】
コンプレッサ５と複数の容器３Ａ，３Ｂとの間には、圧縮空気を供給するための空気供給管３０が設けられる。空気供給管３０は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。空気供給管３０の一端（上流端）は、コンプレッサ５に接続される。
【0030】
空気供給管３０は、第１タンク３Ａ側に分岐する第１分岐管３１と、第２タンク３Ｂ側に分岐する第２分岐管３２と、を備える。第１分岐管３１の一端（上流端）及び第２分岐管３２の一端（上流端）は、空気供給管３０において第１分岐管３１及び第２分岐管３２が分岐する分岐部に相当する。第１分岐管３１の他端（下流端）は、第１タンク３Ａの内部（具体的には、熱水の液面よりも上方）に配置される。第２分岐管３２の他端（下流端）は、第２タンク３Ｂの内部（具体的には、冷水の液面よりも上方）に配置される。
【0031】
＜圧力調整器＞
圧力調整器６は、コンプレッサ５から供給される圧縮空気の圧力を調整する。圧力調整器６は、制御装置５０と電気的に接続される。圧力調整器６は、空気供給管３０の途中に設けられる。圧力調整器６は、コンプレッサ５の下流かつ分岐部の上流に配置される。
圧力調整器６は、コンプレッサ５から供給される圧縮空気の圧力を調整する。圧力調整器６は、制御装置５０と電気的に接続される。圧力調整器６は、空気供給管３０の途中に設けられる。圧力調整器６は、コンプレッサ５の下流かつ分岐部の上流に配置される。
【0032】
＜加圧排気弁＞
加圧排気弁７は、コンプレッサ５から供給される圧縮空気を排出するためのバルブである。例えば、加圧排気弁７は、手動で操作可能に構成されてもよい。例えば、加圧排気弁７の操作により、空気供給管３０の内部から圧縮空気の一部を排出することができる。例えば、加圧排気弁７の開度を調整することで、複数の容器３Ａ，３Ｂに供給される圧縮空気の圧力を調整することができる。
加圧排気弁７は、コンプレッサ５から供給される圧縮空気を排出するためのバルブである。例えば、加圧排気弁７は、手動で操作可能に構成されてもよい。例えば、加圧排気弁７の操作により、空気供給管３０の内部から圧縮空気の一部を排出することができる。例えば、加圧排気弁７の開度を調整することで、複数の容器３Ａ，３Ｂに供給される圧縮空気の圧力を調整することができる。
【0033】
＜温度測定部＞
温度測定部８Ａ，８Ｂは、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度を測定する。温度測定部８Ａ，８Ｂは、制御装置５０と電気的に接続される。図の例では、温度測定部８Ａ，８Ｂは、容器３Ａ，３Ｂの数に対応して２つ設けられる。２つの温度測定部８Ａ，８Ｂは、第１タンク３Ａに貯留される熱水の温度を測定する熱水温度測定部８Ａと、第２タンク３Ｂに貯留される冷水の温度を測定する冷水温度測定部８Ｂと、である。例えば、温度測定部８Ａ，８Ｂは、熱電対及び温度計により構成されてもよい。
温度測定部８Ａ，８Ｂは、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度を測定する。温度測定部８Ａ，８Ｂは、制御装置５０と電気的に接続される。図の例では、温度測定部８Ａ，８Ｂは、容器３Ａ，３Ｂの数に対応して２つ設けられる。２つの温度測定部８Ａ，８Ｂは、第１タンク３Ａに貯留される熱水の温度を測定する熱水温度測定部８Ａと、第２タンク３Ｂに貯留される冷水の温度を測定する冷水温度測定部８Ｂと、である。例えば、温度測定部８Ａ，８Ｂは、熱電対及び温度計により構成されてもよい。
【0034】
＜熱源部＞
熱源部９Ａ，９Ｂは、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体に熱エネルギーを付与する。熱源部９Ａ，９Ｂは、制御装置５０と電気的に接続される。図の例では、熱源部９Ａ，９Ｂは、容器３Ａ，３Ｂの数に対応して２つ設けられる。２つの熱源部９Ａ，９Ｂは、第１タンク３Ａに貯留される熱水に熱エネルギーを付与する熱水側熱源９Ａと、第２タンク３Ｂに貯留される冷水に熱エネルギーを付与する冷水側熱源９Ｂと、である。例えば、熱源部９Ａ，９Ｂは、電熱線により構成されてもよい。
熱源部９Ａ，９Ｂは、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体に熱エネルギーを付与する。熱源部９Ａ，９Ｂは、制御装置５０と電気的に接続される。図の例では、熱源部９Ａ，９Ｂは、容器３Ａ，３Ｂの数に対応して２つ設けられる。２つの熱源部９Ａ，９Ｂは、第１タンク３Ａに貯留される熱水に熱エネルギーを付与する熱水側熱源９Ａと、第２タンク３Ｂに貯留される冷水に熱エネルギーを付与する冷水側熱源９Ｂと、である。例えば、熱源部９Ａ，９Ｂは、電熱線により構成されてもよい。
【0035】
＜導通弁＞
導通弁１０は、流量調整弁４で調整された流体をバルーン２０内部に導くためのバルブである。例えば、導通弁１０は、流量調整弁４で調整された流体の流れ方向に対して直角方向に流体を導くように構成されてもよい。導通弁１０と流量調整弁４との間には、流体を導くための導通管３５が設けられる。導通管３５は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。導通管３５の一端（上流端）は、流量調整弁４に接続される。導通管３５の他端（下流端）は、導通弁１０に接続される。
導通弁１０は、流量調整弁４で調整された流体をバルーン２０内部に導くためのバルブである。例えば、導通弁１０は、流量調整弁４で調整された流体の流れ方向に対して直角方向に流体を導くように構成されてもよい。導通弁１０と流量調整弁４との間には、流体を導くための導通管３５が設けられる。導通管３５は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。導通管３５の一端（上流端）は、流量調整弁４に接続される。導通管３５の他端（下流端）は、導通弁１０に接続される。
【0036】
導通弁１０とバルーンカテーテル２との間には、流体を流すための２ラインチューブ４０が設けられる。２ラインチューブ４０は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。２ラインチューブ４０の一端（流体供給時の上流端）は、導通弁１０に接続される。２ラインチューブ４０の他端（流体供給時の下流端）は、バルーンカテーテル２（例えば、流路部材２１の基端）に接続される。
【0037】
例えば、導通弁１０は、２ラインチューブ４０における流体の流れ方向に対して直角方向に流体を導くように構成されてもよい。２ラインチューブ４０は、流路部材２１の入口流路２２に通じる入口管部４１と、流路部材２１の出口流路２３に通じる出口管部４２と、を備える。出口管部４２において導通弁１０近傍は、栓４３等で塞がれている。
【0038】
＜減圧機構＞
減圧機構１１は、バルーン２０内部の圧力を減圧するための機構である。例えば、減圧機構１１は、バルーン内減圧用ピストンである。減圧機構１１は、手動で操作可能に構成される。例えば、減圧機構１１の操作により、バルーン２０内部の圧力を減圧することができる。例えば、減圧機構１１の操作により、バルーン２０内部の液体を出すことができる。
減圧機構１１は、バルーン２０内部の圧力を減圧するための機構である。例えば、減圧機構１１は、バルーン内減圧用ピストンである。減圧機構１１は、手動で操作可能に構成される。例えば、減圧機構１１の操作により、バルーン２０内部の圧力を減圧することができる。例えば、減圧機構１１の操作により、バルーン２０内部の液体を出すことができる。
【0039】
導通弁１０と減圧機構１１との間には、バルーン２０内部の圧力を減圧するための減圧管３６が設けられる。減圧管３６は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。減圧管３６の一端（上流端）は、導通弁１０に接続される。減圧管３６の他端（下流端）は、減圧機構１１（具体的には、ピストンを収容するシリンダの底部）に接続される。例えば、導通弁１０は、減圧管３６における流体の流れ方向に対して直角方向に流体を導くように構成されてもよい。
【0040】
＜開閉弁＞
開閉弁１２は、出口流路２３に通じる部分を開閉するためのバルブである。開閉弁１２は、２ラインチューブ４０の出口管部４２から分岐する排水管４４の途中に設けられる。排水管４４は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。排水管４４の下端（下流端）は、排水ビン４５内に開口している。
開閉弁１２は、出口流路２３に通じる部分を開閉するためのバルブである。開閉弁１２は、２ラインチューブ４０の出口管部４２から分岐する排水管４４の途中に設けられる。排水管４４は、システム１を構成する複数の配管に含まれる。排水管４４の下端（下流端）は、排水ビン４５内に開口している。
【0041】
例えば、開閉弁１２は、手動で操作可能に構成されてもよい。例えば、開閉弁１２の操作により、バルーン２０内部から排水ビン４５内に液体を排出することができる。例えば、開閉弁１２の開度を調整することで、バルーン２０内部の圧力を調整してもよい。
【0042】
＜制御装置＞
制御装置５０は、流量制御部５１と、圧力制御部５２と、熱源制御部５３と、記憶部５４と、を備える。
流量制御部５１は、流量調整弁４を制御する。流量制御部５１は、バルーン２０内部に熱媒体を流す時間とバルーン２０内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、流量調整弁４に熱媒体の流量を調整させる。例えば、バルーン２０内部に熱媒体を流す時間とバルーン２０内部の温度との関係を示すデータは、記憶部５４に予め記憶されていてもよい。
制御装置５０は、流量制御部５１と、圧力制御部５２と、熱源制御部５３と、記憶部５４と、を備える。
流量制御部５１は、流量調整弁４を制御する。流量制御部５１は、バルーン２０内部に熱媒体を流す時間とバルーン２０内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、流量調整弁４に熱媒体の流量を調整させる。例えば、バルーン２０内部に熱媒体を流す時間とバルーン２０内部の温度との関係を示すデータは、記憶部５４に予め記憶されていてもよい。
【0043】
圧力制御部５２は、圧力調整器６を制御する。圧力制御部５２は、バルーン２０内部の目標圧力に基づいて、圧力調整器６に圧縮空気の圧力を調整させる。例えば、バルーン２０内部の目標圧力は、記憶部５４に予め記憶されていてもよい。
【0044】
熱源制御部５３は、熱源部９Ａ，９Ｂを制御する。熱源制御部５３は、温度測定部８Ａ，８Ｂの測定温度に基づいて、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度が予め設定した温度範囲に含まれるように熱源部９Ａ，９Ｂに熱エネルギーを付与させる。例えば、予め設定した温度範囲に関するデータは、記憶部５４に予め記憶されていてもよい。
【0045】
＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態のバルーンカテーテル２は、消化管に対する温度及び圧力を制御しかつ消化管を拡張及び固定可能に構成される。バルーンカテーテル２は、消化管に接触するバルーン２０内部に流体を流入させる入口流路２２と、入口流路２２から流入した流体を外部に流出させる出口流路２３と、を有する。入口流路断面積Ａｉｎは、出口流路断面積Ａｏｕｔよりも小さい。
この構成によれば、入口流路断面積Ａｉｎが出口流路断面積Ａｏｕｔよりも小さいことで、入口流路２２を通じた流体の流入によりバルーン２０内部に圧力を付与する場合に、入口流路２２において圧力損失が生じる。そのため、入口流路断面積Ａｉｎが出口流路断面積Ａｏｕｔ以上の場合と比較して、バルーン２０内部に付与される圧力を低くすることができる。これにより、消化管に対する温度だけを上げ、圧力を下げたい場合等に容易に対応することができる。加えて、従来のバルーン内部の温度及び圧力を独立して制御する構成（例えば、バルーン内部又は表面に発熱体を設け、バルーン内部に送る熱媒体の圧力を調整する構成）のように、高額かつ複雑な制御装置を要しない。したがって、安価で安全性に優れ、且つ、消化管に対する温度及び圧力を独立して制御することができる。
以上説明したように、本実施形態のバルーンカテーテル２は、消化管に対する温度及び圧力を制御しかつ消化管を拡張及び固定可能に構成される。バルーンカテーテル２は、消化管に接触するバルーン２０内部に流体を流入させる入口流路２２と、入口流路２２から流入した流体を外部に流出させる出口流路２３と、を有する。入口流路断面積Ａｉｎは、出口流路断面積Ａｏｕｔよりも小さい。
この構成によれば、入口流路断面積Ａｉｎが出口流路断面積Ａｏｕｔよりも小さいことで、入口流路２２を通じた流体の流入によりバルーン２０内部に圧力を付与する場合に、入口流路２２において圧力損失が生じる。そのため、入口流路断面積Ａｉｎが出口流路断面積Ａｏｕｔ以上の場合と比較して、バルーン２０内部に付与される圧力を低くすることができる。これにより、消化管に対する温度だけを上げ、圧力を下げたい場合等に容易に対応することができる。加えて、従来のバルーン内部の温度及び圧力を独立して制御する構成（例えば、バルーン内部又は表面に発熱体を設け、バルーン内部に送る熱媒体の圧力を調整する構成）のように、高額かつ複雑な制御装置を要しない。したがって、安価で安全性に優れ、且つ、消化管に対する温度及び圧力を独立して制御することができる。
【0046】
本実施形態では、バルーンカテーテル２は、接触部を有し、流体の供給によって膨張するバルーン２０と、バルーン２０の内部に流体を流入させる入口流路２２と、バルーン２０の外部に流体を流出させる出口流路２３と、を有する流路部材２１と、を備える。
この構成によれば、バルーン２０及び流路部材２１を備えたバルーンカテーテル２の簡単な構成で、バルーン２０内部の温度及び圧力を独立して制御することができる。
この構成によれば、バルーン２０及び流路部材２１を備えたバルーンカテーテル２の簡単な構成で、バルーン２０内部の温度及び圧力を独立して制御することができる。
【0047】
本実施形態では、流路部材２１は、単一の部材で構成される。
この構成によれば、流路部材２１が複数の部材で構成される場合と比較して、部品点数を削減することができる。したがって、バルーンカテーテル２の構成を簡素化し、安価で安全性に優れる構成を実現することができる。
この構成によれば、流路部材２１が複数の部材で構成される場合と比較して、部品点数を削減することができる。したがって、バルーンカテーテル２の構成を簡素化し、安価で安全性に優れる構成を実現することができる。
【0048】
本実施形態では、流路部材２１は、バルーンカテーテル２の基端から先端近傍まで延びている。バルーン２０は、流路部材２１の先端を覆うように設けられる。入口流路２２は、流路部材２１の基端から先端にわたって開口している。流路部材２１は、出口流路２３において入口流路２２の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部２５と、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じさせる開口部２６と、を有する。
例えば、入口流路２２及び出口流路２３の両方が流路部材２１の基端から先端にわたって開口している場合は、入口流路２２の先端開口から流入した流体が出口流路２３の先端開口に入り込む。これにより、バルーン２０内部に流入した流体は、バルーン２０の基端近傍へは流れず、バルーン２０の先端近傍で滞留するようになるため、バルーン２０内部の広い範囲で流体を循環させにくい。これに対し本構成によれば、閉塞部２５により、出口流路２３において入口流路２２の先端開口近傍の部分が閉塞されることで、入口流路２２の先端開口から流入した流体が出口流路２３の先端開口に入り込むことはない。加えて、開口部２６により、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じていることで、バルーン２０内部に流入した流体は、バルーン２０の基端近傍へ流れた後に出口流路２３に入るようになる。したがって、バルーン２０内部の広い範囲で流体を循環させることができる。
例えば、入口流路２２及び出口流路２３の両方が流路部材２１の基端から先端にわたって開口している場合は、入口流路２２の先端開口から流入した流体が出口流路２３の先端開口に入り込む。これにより、バルーン２０内部に流入した流体は、バルーン２０の基端近傍へは流れず、バルーン２０の先端近傍で滞留するようになるため、バルーン２０内部の広い範囲で流体を循環させにくい。これに対し本構成によれば、閉塞部２５により、出口流路２３において入口流路２２の先端開口近傍の部分が閉塞されることで、入口流路２２の先端開口から流入した流体が出口流路２３の先端開口に入り込むことはない。加えて、開口部２６により、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じていることで、バルーン２０内部に流入した流体は、バルーン２０の基端近傍へ流れた後に出口流路２３に入るようになる。したがって、バルーン２０内部の広い範囲で流体を循環させることができる。
【0049】
本実施形態のシステム１は、上記のバルーンカテーテル２と、流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する複数の容器３Ａ，３Ｂと、を備える。
この構成によれば、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に熱媒体を流すことができる。したがって、１つの容器のみを備える場合と比較して、所望の温度の熱媒体をバルーン２０内部に速やかに流すことができる。
この構成によれば、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に熱媒体を流すことができる。したがって、１つの容器のみを備える場合と比較して、所望の温度の熱媒体をバルーン２０内部に速やかに流すことができる。
【0050】
本実施形態では、システム１は、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁４と、流量調整弁４を制御する流量制御部５１と、を更に備える。流量制御部５１は、バルーン２０内部に熱媒体を流す時間とバルーン２０内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、流量調整弁４に熱媒体の流量を調整させる。
この構成によれば、予め取得したデータに基づいた流量制御部５１の制御により、流量調整弁４の操作に人手を要しない。したがって、システム１の自動化に寄与する。例えば、バルーン２０内部に流れる熱媒体の流量調整を自動で行うことができる。
この構成によれば、予め取得したデータに基づいた流量制御部５１の制御により、流量調整弁４の操作に人手を要しない。したがって、システム１の自動化に寄与する。例えば、バルーン２０内部に流れる熱媒体の流量調整を自動で行うことができる。
【0051】
本実施形態では、システム１は、複数の容器３Ａ，３Ｂからバルーン２０内部に熱媒体が流れるように複数の容器３Ａ，３Ｂに対して圧縮空気を供給するコンプレッサ５と、コンプレッサ５から供給される圧縮空気の圧力を調整する圧力調整器６と、圧力調整器６を制御する圧力制御部５２と、を更に備える。圧力制御部５２は、バルーン２０内部の目標圧力に基づいて、圧力調整器６に圧縮空気の圧力を調整させる。
この構成によれば、バルーン２０内部の目標圧力に基づいた圧力制御部５２の制御により、圧力調整器６の操作に人手を要しない。したがって、システム１の自動化に寄与する。例えば、バルーン２０内部の圧力調整を自動で行うことができる。
この構成によれば、バルーン２０内部の目標圧力に基づいた圧力制御部５２の制御により、圧力調整器６の操作に人手を要しない。したがって、システム１の自動化に寄与する。例えば、バルーン２０内部の圧力調整を自動で行うことができる。
【0052】
本実施形態では、システム１は、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度を測定する温度測定部８Ａ，８Ｂと、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体に熱エネルギーを付与する熱源部９Ａ，９Ｂと、熱源部９Ａ，９Ｂを制御する熱源制御部５３と、を更に備える。熱源制御部５３は、温度測定部８Ａ，８Ｂの測定温度に基づいて、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度が予め設定した温度範囲に含まれるように熱源部９Ａ，９Ｂに熱エネルギーを付与させる。
この構成によれば、温度測定部８Ａ，８Ｂの測定温度に基づいた熱源制御部５３の制御により、熱源部９Ａ，９Ｂの操作に人手を要しない。したがって、システム１の自動化に寄与する。例えば、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度調整を自動で行うことができる。
この構成によれば、温度測定部８Ａ，８Ｂの測定温度に基づいた熱源制御部５３の制御により、熱源部９Ａ，９Ｂの操作に人手を要しない。したがって、システム１の自動化に寄与する。例えば、複数の容器３Ａ，３Ｂに貯留される熱媒体の温度調整を自動で行うことができる。
【0053】
本実施形態では、システム１は、バルーン２０内部の圧力を減圧するための減圧機構１１を更に備える。
この構成によれば、減圧機構１１の操作により、バルーン２０内部の圧力を減圧することができる。例えば、バルーン２０内部の圧力を減圧するために新たにコンプレッサ等を設ける場合と比較して、システム１の構成を簡素化することができる。
例えば、内視鏡等からバルーン２０を引き抜く際に、バルーン２０内部に流体が入っていると、引き抜きにくい。これに対し本構成によれば、減圧機構１１によりバルーン２０内部の流体を出すことができるため、バルーン２０を容易に引き抜くことができる。
この構成によれば、減圧機構１１の操作により、バルーン２０内部の圧力を減圧することができる。例えば、バルーン２０内部の圧力を減圧するために新たにコンプレッサ等を設ける場合と比較して、システム１の構成を簡素化することができる。
例えば、内視鏡等からバルーン２０を引き抜く際に、バルーン２０内部に流体が入っていると、引き抜きにくい。これに対し本構成によれば、減圧機構１１によりバルーン２０内部の流体を出すことができるため、バルーン２０を容易に引き抜くことができる。
【0054】
本実施形態では、システム１は、出口流路２３に通じる部分を開閉するための開閉弁１２を更に備える。
この構成によれば、開閉弁１２の操作により、バルーン２０内部から液体を排出することができる。例えば、開閉弁１２の開度を調整することで、バルーン２０内部の圧力を調整することができる。
この構成によれば、開閉弁１２の操作により、バルーン２０内部から液体を排出することができる。例えば、開閉弁１２の開度を調整することで、バルーン２０内部の圧力を調整することができる。
【0055】
＜バルーン内部の温度及び圧力の制御の一例＞
例えば、バルーン内部の温度及び圧力の制御は、以下の手順で行ってもよい。
バルーンカテーテルの利用者（例えば、医師）は、まず内視鏡を患者の体内に挿入する。例えば、内視鏡の先端部を、狭窄箇所の近傍に配置する。利用者は、内視鏡の鉗子チャネルを通して造影剤を狭窄箇所に注入する。その後、狭窄箇所をエックス線により造影することで、狭窄箇所の長さや径などの情報を得る。次に、利用者は、内視鏡の鉗子チャネルにバルーンカテーテルを通す。例えば、バルーンが狭窄箇所に亘って存在するように、バルーンカテーテルを進める。利用者は、制御装置を操作し、制御装置による拡張制御を開始させる。
例えば、バルーン内部の温度及び圧力の制御は、以下の手順で行ってもよい。
バルーンカテーテルの利用者（例えば、医師）は、まず内視鏡を患者の体内に挿入する。例えば、内視鏡の先端部を、狭窄箇所の近傍に配置する。利用者は、内視鏡の鉗子チャネルを通して造影剤を狭窄箇所に注入する。その後、狭窄箇所をエックス線により造影することで、狭窄箇所の長さや径などの情報を得る。次に、利用者は、内視鏡の鉗子チャネルにバルーンカテーテルを通す。例えば、バルーンが狭窄箇所に亘って存在するように、バルーンカテーテルを進める。利用者は、制御装置を操作し、制御装置による拡張制御を開始させる。
【0056】
拡張制御を開始する際は、まず、対象組織の熱変性温度（例えば６５℃）以上の熱水を、バルーン内部に供給する。これにより、バルーン内部を所定温度に加熱する。加熱後に、冷水（例えば０℃以上３７℃以下の温度の水）をバルーン内部に供給する。
【0057】
例えば、対象組織を単に加熱するのみではタンパク質は収縮する。これに対し本実施形態によれば、加熱後の冷却により、対象組織のタンパク質を拡げつつ、拡張したまま固めることができる。
【0058】
例えば、バルーン内部の温度が６５℃を超える前に、バルーン内部に供給する流体を熱水から冷水に切り換える。なお、冷水への切り換えタイミングは、上記に限らず、要求仕様に応じて変更することができる。
【0059】
次に、バルーン内部の圧力調整を行う。例えば、バルーン内部の圧力を、０ＭＰａ以上０．７ＭＰａ以下の圧力に調整する。このような手順により、バルーン内部の温度及び圧力を独立して制御することができる。
【0060】
＜独立制御（圧力－温度）の方針＞
図４は、実施形態に係る独立制御（圧力－温度）の方針の説明図である。図４において、縦軸は圧力、横軸は温度を示す。
本発明者は、圧力と温度を独立制御するため、３つの設計変更を検討した。３つの設計変更は、領域Ｉ（実施形態に係る独立制御の方針）、領域ＩＩ（装置の熱輸送損失の改善）、領域ＩＩＩ（装置の圧力上限）に相当する。バルブｏｎは開閉弁オン（閉状態）、バルブｏｆｆは開閉弁オフ（開状態）に相当する。
図４は、実施形態に係る独立制御（圧力－温度）の方針の説明図である。図４において、縦軸は圧力、横軸は温度を示す。
本発明者は、圧力と温度を独立制御するため、３つの設計変更を検討した。３つの設計変更は、領域Ｉ（実施形態に係る独立制御の方針）、領域ＩＩ（装置の熱輸送損失の改善）、領域ＩＩＩ（装置の圧力上限）に相当する。バルブｏｎは開閉弁オン（閉状態）、バルブｏｆｆは開閉弁オフ（開状態）に相当する。
【0061】
図４に示すように、バルーン内部に供給する熱媒体の流量を多くするほど、温度が高くなり、圧力も高くなる線形関係にある。温度及び圧力を独立して制御したいが、１つのライン上に乗ってしまう。
【0062】
例えば、バルーンカテーテルにおいて入口流路断面積が出口流路断面積と同じ場合は、以下の問題が生じる。バルブｏｎの場合は、コンプレッサの圧力と同じ圧力をバルーン内部に付与できるが、バルーン内部を低圧にすることはできない。一方、バルブｏｆｆの場合はコンプレッサの圧力の約半分をバルーン内部に付与できるが、熱媒体の流量を多くするほど、温度が高くなり、圧力も高くなる。
【0063】
これに対し本実施形態では、バルーンカテーテルにおいて入口流路断面積が出口流路断面積よりも小さい。そのため、入口流路を通じた熱媒体の流入によりバルーン内部に圧力を付与する場合に、入口流路において圧力損失が生じる。そのため、バルーンカテーテルにおいて入口流路断面積が出口流路断面積と同じ場合と比較して、バルーン内部に付与される圧力を低くすることができる。これにより、バルーン内部の温度だけを上げ、圧力を下げたい場合等（例えば、領域Ｉ）に容易に対応することができる。
【0064】
＜バルーンにおける投入熱量の上限値＞
図５は、実施形態に係るバルーン表面の温度推移の説明図である。図５において、縦軸は温度、横軸は時間を示す。図６は、実施形態に係るバルーンにおける投入熱量の説明図である。図６において、縦軸は投入熱量、横軸は時間を示す。図７は、実施形態に係る加熱・牽引型バルーンの概略図である。図８は、実施形態に係る食道狭窄部の概略図である。
本発明者は、動物実験により、バルーン表面の温度推移と共に、バルーンにおける投入熱量を確認した。図５及び図６の例では、２匹のプロファイルを示す。
図５は、実施形態に係るバルーン表面の温度推移の説明図である。図５において、縦軸は温度、横軸は時間を示す。図６は、実施形態に係るバルーンにおける投入熱量の説明図である。図６において、縦軸は投入熱量、横軸は時間を示す。図７は、実施形態に係る加熱・牽引型バルーンの概略図である。図８は、実施形態に係る食道狭窄部の概略図である。
本発明者は、動物実験により、バルーン表面の温度推移と共に、バルーンにおける投入熱量を確認した。図５及び図６の例では、２匹のプロファイルを示す。
【0065】
【0066】
図５及び図６を併せて参照し、投入熱量が４０Ｗ付近から周囲の組織が温まると、熱が入りにくくなることが分かった。バルーン表面の温度が組織表面の温度と同じ程度になると、それ以上の熱が入らなくなることが確認された。２匹のプロファイルにおいて同様の傾向が確認された。
【0067】
１匹目では、加熱時間を３分とした結果、最大温度７０．２℃、熱エネルギー２５８６Ｊ、熱負荷４５１０Ｋ・ｓとなった。２匹目では、加熱時間を２分１０秒とした結果、最大温度６５．０℃、熱エネルギー２４９８Ｊ、熱負荷２５６３Ｋ・ｓとなった。２匹目では、１匹目に対して、熱エネルギーが３％減少し、熱負荷が４３％減少した。これにより、加熱時間による熱エネルギーの変化は小さいことが確認された。これは、高温ほどエネルギーが入りにくいためである。
【0068】
実験の結果、加熱・牽引型バルーンの最大熱量は４０Ｗであることが確認された。これは、生体組織とバルーン内部の温度差、及び、バルーン素材の熱伝導率により制約されるため、本方式の限界を規定しまう要因となる。
【0069】
＜バルーンカテーテルの用途の一例＞
例えば、身体の管腔内の狭窄に対して、バルーンカテーテルを用いた拡張が行われる。その際にバルーン内部を加熱することで管腔組織の熱変性を起こし、拡張時の機械的損傷を緩和する手法が提案されている。この手法を実施するにあたり、バルーン内部の温度及び圧力を独立して制御する必要がある。
例えば、身体の管腔内の狭窄に対して、バルーンカテーテルを用いた拡張が行われる。その際にバルーン内部を加熱することで管腔組織の熱変性を起こし、拡張時の機械的損傷を緩和する手法が提案されている。この手法を実施するにあたり、バルーン内部の温度及び圧力を独立して制御する必要がある。
【0070】
例えば、バルーン内部の温度及び圧力を独立して制御する構成としては、バルーン内部又は表面に発熱体（例えば、ＲＦ電源、レーザー発光部等）を設け、バルーン内部に送る熱媒体の圧力を調整する構成が知られている。しかし、このような構成では、高額かつ複雑な制御装置を要するため、安全面でリスクを伴う可能性が高い。
【0071】
これに対し本実施形態では、２つのルーメン（管）として入口流路及び出口流路を有する流路部材を備えたバルーンカテーテルにより、加熱流体を循環させることで、従来の高額かつ複雑な制御装置を廃することができる。したがって、安価で安全性の高い装置を実現することができる。加えて、２つのルーメンの断面積比率を変えることで、バルーン内部の温度及び圧力を広範囲で独立して制御することができる。
【0072】
例えば、本実施形態のバルーンカテーテルを食道狭窄部に適用する場合は、次の効果が得られる。壁が厚くなった瘢痕組織のコラーゲン線維を加熱によりゼラチン化することで組織を軟化しながら食道壁を傷つけることなくバルーン拡張することができる。これにより、再狭窄を予防することができる。
【0073】
＜変形例＞
上述した実施形態では、組織拡張装置は、バルーンカテーテルである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、組織拡張装置は、ブジー等の他の装置であってもよい。例えば、組織拡張装置は、対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ対象組織を拡張及び固定可能に構成されていればよい。例えば、組織拡張装置の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
上述した実施形態では、組織拡張装置は、バルーンカテーテルである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、組織拡張装置は、ブジー等の他の装置であってもよい。例えば、組織拡張装置は、対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ対象組織を拡張及び固定可能に構成されていればよい。例えば、組織拡張装置の態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0074】
上述した実施形態では、流路部材は、単一の部材で構成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、流路部材は、複数の部材で構成されてもよい。例えば、流路部材は、入口流路が形成された入口配管と、出口流路が形成された出口配管と、で構成されてもよい。例えば、流路部材の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0075】
上述した実施形態では、流路部材は、出口流路において入口流路の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部と、出口流路においてバルーンの基端近傍の部分をバルーンの内部に通じさせる開口部と、を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、入口流路及び出口流路の両方が流路部材の基端から先端にわたって開口していてもよい。例えば、流路部材は、出口流路において入口流路の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部を有しなくてもよい。例えば、流路部材は、出口流路においてバルーンの基端近傍の部分をバルーンの内部に通じさせる開口部を有しなくてもよい。例えば、入口流路及び出口流路の開口態様、並びに、閉塞部及び開口部の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0076】
以下、図９から図１１を参照しつつ、流路部材の変形例について説明する。図９から図１１に示す構成において、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
例えば、図９から図１１に示すように、入口流路２２及び出口流路２３の各々は、流路部材の基端から先端までの間の一部で開口していてもよい。図の例では、入口流路２２の一部の開口を往路（高温）で示し、出口流路２３の一部の開口を復路（低温）で示している。
例えば、図９から図１１に示すように、入口流路２２及び出口流路２３の各々は、流路部材の基端から先端までの間の一部で開口していてもよい。図の例では、入口流路２２の一部の開口を往路（高温）で示し、出口流路２３の一部の開口を復路（低温）で示している。
【0077】
図９の例では、流路部材１２１は、入口流路２２においてバルーン２０の基端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じさせる入口側開口部１２６ｉｎと、出口流路２３においてバルーン２０の先端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じさせる出口側開口部１２６ｏｕｔと、を有する。
【0078】
図１０の例では、流路部材２２１は、入口流路２２においてバルーン２０の先端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じさせる入口側開口部２２６ｉｎと、出口流路２３においてバルーン２０の基端近傍の部分をバルーン２０の内部に通じさせる出口側開口部２２６ｏｕｔと、を有する。
【0079】
図１１の例では、流路部材３２１は、入口流路２２においてバルーン２０の先端と基端との間の中央部分をバルーン２０の内部に通じさせる入口側開口部３２６ｉｎと、出口流路２３においてバルーン２０の先端近傍の部分及びバルーン２０の基端近傍の部分の両方をバルーン２０の内部に通じさせる出口側開口部３２６ｏｕｔと、を有する。
【0080】
図９から図１１に示す構成によれば、図中矢印方向の流れ（対流）により、バルーン２０の内部が攪拌される。そのため、バルーン２０の内部が均一な温度になる。
なお、入口側開口部及び出口側開口部の設置態様（設置場所、設置数など）は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
なお、入口側開口部及び出口側開口部の設置態様（設置場所、設置数など）は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0081】
上述した実施形態では、システムは、上記の組織拡張装置と、流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する複数の容器と、を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、システムは、１つの容器のみを備えてもよい。例えば、容器の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0082】
上述した実施形態では、システムは、複数の容器から接触部の内部に流れる熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、流量調整弁を制御する流量制御部と、を更に備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、流量調整弁の操作に人手を要してもよい。例えば、接触部の内部に流れる熱媒体の流量調整を手動で行ってもよい。例えば、流量調整弁及び流量制御弁の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0083】
上述した実施形態では、システムは、複数の容器から接触部の内部に熱媒体が流れるように複数の容器に対して圧縮空気を供給するコンプレッサと、コンプレッサから供給される圧縮空気の圧力を調整する圧力調整器と、圧力調整器を制御する圧力制御部と、を更に備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、圧力調整器の操作に人手を要してもよい。例えば、接触部の内部の圧力調整を手動で行ってもよい。例えば、コンプレッサ、圧力調整器及び圧力制御部の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0084】
上述した実施形態では、システムは、複数の容器に貯留される熱媒体の温度を測定する温度測定部と、複数の容器に貯留される熱媒体に熱エネルギーを付与する熱源部と、熱源部を制御する熱源制御部と、を更に備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、熱源部の操作に人手を要してもよい。例えば、複数の容器に貯留される熱媒体の温度調整を手動で行ってもよい。例えば、温度測定部、熱源部及び熱源制御部の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0085】
上述した実施形態では、システムは、接触部の内部の圧力を減圧するための減圧機構を更に備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、システムは、減圧機構を備えなくてもよい。例えば、システムは、接触部の内部の圧力を減圧するためのコンプレッサ等を備えてもよい。例えば、減圧機構の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0086】
上述した実施形態では、システムは、出口流路に通じる部分を開閉するための開閉弁を更に備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、システムは、開閉弁を備えなくてもよい。例えば、システムは、出口流路に通じる部分を開閉するための栓等を備えてもよい。例えば、開閉弁の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0087】
＜コンピュータ構成＞
制御装置は、バスで接続されたプロセッサ、メモリ、補助記憶装置（記憶部に相当）などを備える。制御装置は、プログラムを実行することによってシステムの構成要素を制御する制御装置として機能する。プロセッサの例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
制御装置は、バスで接続されたプロセッサ、メモリ、補助記憶装置（記憶部に相当）などを備える。制御装置は、プログラムを実行することによってシステムの構成要素を制御する制御装置として機能する。プロセッサの例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【0088】
例えば、制御装置の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を用いて実現されてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。
【0089】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【0090】
（付記１）
対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ前記対象組織を拡張及び固定可能に構成される組織拡張装置において、
前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、
前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、
前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい、
組織拡張装置。
対象組織に対する温度及び圧力を制御しかつ前記対象組織を拡張及び固定可能に構成される組織拡張装置において、
前記対象組織に接触する接触部の内部に流体を流入させる入口流路と、
前記入口流路から流入した前記流体を外部に流出させる出口流路と、を有し、
前記入口流路の流路断面積は、前記出口流路の流路断面積よりも小さい、
組織拡張装置。
【0091】
（付記２）
前記組織拡張装置は、バルーンカテーテルであり、
前記接触部を有し、前記流体の供給によって膨張するバルーンと、
前記バルーンの内部に前記流体を流入させる前記入口流路と、前記バルーンの外部に前記流体を流出させる前記出口流路と、を有する流路部材と、を備える、
付記１に記載の組織拡張装置。
前記組織拡張装置は、バルーンカテーテルであり、
前記接触部を有し、前記流体の供給によって膨張するバルーンと、
前記バルーンの内部に前記流体を流入させる前記入口流路と、前記バルーンの外部に前記流体を流出させる前記出口流路と、を有する流路部材と、を備える、
付記１に記載の組織拡張装置。
【0092】
（付記３）
前記流路部材は、単一の部材で構成される、
付記２に記載の組織拡張装置。
前記流路部材は、単一の部材で構成される、
付記２に記載の組織拡張装置。
【0093】
（付記４）
前記流路部材は、前記バルーンカテーテルの基端から先端近傍まで延びており、
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路は、前記流路部材の基端から先端にわたって開口しており、
前記流路部材は、
前記出口流路において前記入口流路の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部と、
前記出口流路において前記バルーンの基端近傍の部分を前記バルーンの内部に通じさせる開口部と、を有する、
付記２又は３に記載の組織拡張装置。
前記流路部材は、前記バルーンカテーテルの基端から先端近傍まで延びており、
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路は、前記流路部材の基端から先端にわたって開口しており、
前記流路部材は、
前記出口流路において前記入口流路の先端開口近傍の部分を閉塞する閉塞部と、
前記出口流路において前記バルーンの基端近傍の部分を前記バルーンの内部に通じさせる開口部と、を有する、
付記２又は３に記載の組織拡張装置。
【0094】
（付記５）
前記流路部材は、前記バルーンカテーテルの基端から先端近傍まで延びており、
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路及び前記出口流路の各々は、前記流路部材の基端から先端までの間の一部で開口しており、
前記流路部材は、
前記入口流路において前記バルーンの基端近傍の部分、前記バルーンの先端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端と基端との間の中央部分を前記バルーンの内部に通じさせる入口側開口部と、
前記出口流路において前記バルーンの先端近傍の部分、前記バルーンの基端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端近傍の部分及び前記バルーンの基端近傍の部分の両方を前記バルーンの内部に通じさせる出口側開口部と、を有する、
請求項２又は３に記載の組織拡張装置。
前記流路部材は、前記バルーンカテーテルの基端から先端近傍まで延びており、
前記バルーンは、前記流路部材の先端を覆うように設けられ、
前記入口流路及び前記出口流路の各々は、前記流路部材の基端から先端までの間の一部で開口しており、
前記流路部材は、
前記入口流路において前記バルーンの基端近傍の部分、前記バルーンの先端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端と基端との間の中央部分を前記バルーンの内部に通じさせる入口側開口部と、
前記出口流路において前記バルーンの先端近傍の部分、前記バルーンの基端近傍の部分、又は、前記バルーンの先端近傍の部分及び前記バルーンの基端近傍の部分の両方を前記バルーンの内部に通じさせる出口側開口部と、を有する、
請求項２又は３に記載の組織拡張装置。
【0095】
（付記６）
付記１から５の何れかに記載の組織拡張装置と、
前記流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する複数の容器と、を備える、
システム。
付記１から５の何れかに記載の組織拡張装置と、
前記流体として互いに異なる温度の熱媒体を貯留する複数の容器と、を備える、
システム。
【0096】
（付記７）
前記複数の容器から前記接触部の内部に流れる前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、
前記流量調整弁を制御する流量制御部と、を更に備え、
前記流量制御部は、前記接触部の内部に前記熱媒体を流す時間と前記接触部の内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、前記流量調整弁に前記熱媒体の流量を調整させる、
付記６に記載のシステム。
前記複数の容器から前記接触部の内部に流れる前記熱媒体の流量を調整する流量調整弁と、
前記流量調整弁を制御する流量制御部と、を更に備え、
前記流量制御部は、前記接触部の内部に前記熱媒体を流す時間と前記接触部の内部の温度との関係を示す予め取得したデータに基づいて、前記流量調整弁に前記熱媒体の流量を調整させる、
付記６に記載のシステム。
【0097】
（付記８）
前記複数の容器から前記接触部の内部に前記熱媒体が流れるように前記複数の容器に対して圧縮空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサから供給される前記圧縮空気の圧力を調整する圧力調整器と、
前記圧力調整器を制御する圧力制御部と、を更に備え、
前記圧力制御部は、前記接触部の内部の目標圧力に基づいて、前記圧力調整器に前記圧縮空気の圧力を調整させる、
付記６又は７に記載のシステム。
前記複数の容器から前記接触部の内部に前記熱媒体が流れるように前記複数の容器に対して圧縮空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサから供給される前記圧縮空気の圧力を調整する圧力調整器と、
前記圧力調整器を制御する圧力制御部と、を更に備え、
前記圧力制御部は、前記接触部の内部の目標圧力に基づいて、前記圧力調整器に前記圧縮空気の圧力を調整させる、
付記６又は７に記載のシステム。
【0098】
（付記９）
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度を測定する温度測定部と、
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体に熱エネルギーを付与する熱源部と、
前記熱源部を制御する熱源制御部と、を更に備え、
前記熱源制御部は、前記温度測定部の測定温度に基づいて、前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度が予め設定した温度範囲に含まれるように前記熱源部に前記熱エネルギーを付与させる、
付記６から８の何れかに記載のシステム。
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度を測定する温度測定部と、
前記複数の容器に貯留される前記熱媒体に熱エネルギーを付与する熱源部と、
前記熱源部を制御する熱源制御部と、を更に備え、
前記熱源制御部は、前記温度測定部の測定温度に基づいて、前記複数の容器に貯留される前記熱媒体の温度が予め設定した温度範囲に含まれるように前記熱源部に前記熱エネルギーを付与させる、
付記６から８の何れかに記載のシステム。
【0099】
（付記１０）
前記接触部の内部の圧力を減圧するための減圧機構を更に備える、
付記６から９の何れかに記載のシステム。
前記接触部の内部の圧力を減圧するための減圧機構を更に備える、
付記６から９の何れかに記載のシステム。
【0100】
（付記１１）
前記出口流路に通じる部分を開閉するための開閉弁を更に備える、
付記６から１０の何れかに記載のシステム。
前記出口流路に通じる部分を開閉するための開閉弁を更に備える、
付記６から１０の何れかに記載のシステム。
【符号の説明】
【0101】
１…システム、２…バルーンカテーテル（組織拡張装置）、３Ａ，３Ｂ…容器、４…流量調整弁、５…コンプレッサ、６…圧力調整器、８Ａ，８Ｂ…温度測定部、９Ａ，９Ｂ…熱源部、１１…減圧機構、１２…開閉弁、２０…バルーン、２１，１２１，２２１，３２１…流路部材、２２…入口流路、２３…出口流路、２４…仕切り壁、２５…閉塞部、２６…開口部、４３…栓、４５…排水ビン、５１…流量制御部、５２…圧力制御部、５３…熱源制御部、１２６ｉｎ，２２６ｉｎ，３２６ｉｎ…入口側開口部、１２６ｏｕｔ，２２６ｏｕｔ，３２６ｏｕｔ…出口側開口部、Ａｉｎ…入口流路断面積、Ａｏｕｔ…出口流路断面積
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】