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特許7293238熱伝導性ライナーを有するアブレーション装置及びアブレーションシステム
(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】
(24)【登録日】2023-06-09
(45)【発行日】2023-06-19
(54)【発明の名称】熱伝導性ライナーを有するアブレーション装置及びアブレーションシステム
(51)【国際特許分類】
A61B 18/02 20060101AFI20230612BHJP
A61B 18/14 20060101ALI20230612BHJP
【ＦＩ】
A61B18/02
A61B18/14
【請求項の数】
25
(21)【出願番号】P 2020538141
(86)(22)【出願日】2019-01-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-04-22
(86)【国際出願番号】 US2019012754
(87)【国際公開番号】W WO2019139917
(87)【国際公開日】2019-07-18
【審査請求日】2021-12-24
(31)【優先権主張番号】62/615,573
(32)【優先日】2018-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】516086484
【氏名又は名称】アダージョ メディカル インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＤＡＧＩＯ ＭＥＤＩＣＡＬ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】バブキン、アレクセイ ブイ．
(72)【発明者】
【氏名】チェン、トーマス
(72)【発明者】
【氏名】ラップ、ケビン ディ．
(72)【発明者】
【氏名】コヴァルチェク、スティーブン ダブリュ．
【審査官】槻木澤 昌司
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５１００８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１６－５３１６２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００３－５０７１１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０４８９６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１６－５０８８２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １８／０２
Ａ６１Ｂ １８／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
標的組織に損傷部を形成するためのアブレーション装置であって、前記アブレーション装置は、ハンドルと、
前記ハンドルから遠位先端部まで延びる長尺状のシャフトと
を備え、
該シャフトは、
第１の部分と、
第１の部分の遠位側に位置するアブレーション部と、
前記アブレーション部に沿って配置された少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素であって、前記アブレーションエネルギー要素の各間に空間が形成される、アブレーションエネルギー要素と、
前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素を支持すべく、前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素の周囲の少なくとも半分を取り囲むように前記空間内に配置された固体の熱伝導性ライナーと
を備える、アブレーション装置。
【請求項2】
前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素は、少なくとも１つのアブレーション送達ルーメンおよび少なくとも１つのアブレーションエネルギー戻りルーメンを備える、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項3】
前記少なくとも１つのアブレーションエネルギー送達ルーメンおよび前記少なくとも１つのアブレーションエネルギー戻りルーメンの各々は、内側管を有し、該内側管は、該内側管を取り囲む外側管を有することによって前記内側管と前記外側管との間に隙間を画定する、請求項２に記載のアブレーション装置。
【請求項4】
前記隙間は熱伝導性の液体で充填されるように構成されている、請求項３に記載のアブレーション装置。
【請求項5】
複数のアブレーションエネルギー送達ルーメンと、複数のアブレーションエネルギー戻りルーメンとをさらに備える請求項２に記載のアブレーション装置。
【請求項6】
少なくとも１つの電極をさらに備える請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項7】
少なくとも１つのサービスルーメンをさらに備える請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項8】
アブレーションエネルギーは前記アブレーションエネルギー要素を介して流れる冷却剤から提供される、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項9】
前記冷却剤は近臨界窒素である、請求項８に記載のアブレーション装置。
【請求項10】
前記ハンドルから少なくともアブレーション部まで、実質的に前記シャフトの長さに沿って延びるスタイレットルーメンと、該スタイレットルーメンの中に挿入可能なスタイレットとを更に備える請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項11】
前記スタイレットは形状記憶材料を含み、前記スタイレットは該スタイレットの長さに沿って複数の柔軟性を有する、請求項１０に記載のアブレーション装置。
【請求項12】
前記スタイレットの少なくとも遠位部は、形成するべき前記損傷部の所望の形状に対応する形状にプリセットされている、請求項１０に記載のアブレーション装置。
【請求項13】
前記アブレーション装置は、心房細動、心房粗動および心室頻拍からなる群から選択される病気を治療するために使用される、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項14】
前記熱伝導性ライナーは、前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素の外側の周囲を少なくとも取り囲む、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項15】
前記熱伝導性ライナーは熱可塑性エラストマーである、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項16】
前記熱可塑性エラストマーには熱伝導性材料が添加される、請求項１５に記載のアブレーション装置。
【請求項17】
前記熱可塑性エラストマーはポリエーテルブロックアミドである、請求項１６に記載のアブレーション装置。
【請求項18】
前記熱可塑性エラストマーは、１０重量％から７０重量％の範囲で酸化アルミニウムが添加されたポリエーテルブロックアミドである、請求項１６に記載のアブレーション装置。
【請求項19】
前記熱可塑性エラストマーは、窒化ホウ素が添加されたポリエーテルブロックアミドである、請求項１６に記載のアブレーション装置。
【請求項20】
前記熱可塑性エラストマーは、１０重量％から７０重量％の範囲で窒化ホウ素が添加されたポリエーテルブロックアミドである、請求項１６に記載のアブレーション装置。
【請求項21】
前記熱伝導性ライナーは、（ｉ）前記空間を実質的に満たすととともに前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素を取り囲むように、又は（ｉｉ）外側シースとしても機能するライナーを形成するように、フロー溶融によって前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素の周りに配置されている、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項22】
前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素内のアブレーションエネルギーは、アブレーションを引き起こすのに十分に前記標的組織の温度を低下させる、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項23】
前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素内のアブレーションエネルギーは、アブレーションを引き起こすのに十分に前記標的組織の温度を高める、請求項１に記載のアブレーション装置。
【請求項24】
前記アブレーション装置はカテーテルである、請求項１乃至２３の何れか一項に記載のアブレーション装置。
【請求項25】
標的組織に損傷部を形成するためのアブレーションシステムであって、前記アブレーションシステムは、請求項１乃至２４の何れか一項に記載のアブレーション装置と、
エネルギー発生器と
を備え、
前記エネルギー発生器は、前記少なくとも２つのアブレーションエネルギー要素から前記標的組織にアブレーションエネルギーを送達および制御するために、前記アブレーション装置に連結される、アブレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、外科用装置に関し、より詳細には、熱エネルギーを適用して組織を切除するための外科用装置に関する。
【背景技術】
【0002】
心房粗動および心房細動は、心臓の左または右の心房が不適切に脈打つ心臓病である。心房粗動は、心房が、非常に速くではあるがそれでも均一に脈打つときの病状である。心房細動は、心房が、非常に速いが不均一に脈打つときの病状である。
【0003】
これらの病状は、心房壁のある部分の異常な電気的挙動によって生じることが多い。心房の一定の部位、または肺静脈等の付近の構造が、心臓の収縮を制御する電気信号の生成または伝導に失敗することがあり、電気インパルスの正常なカスケードによって生じる正常な収縮間に心房の収縮を誘発する異常な電気信号を生む。これは、例えば、異所性中枢と呼ばれる虚血組織の箇所によって、または肺静脈の電気活性繊維によって生じることがある。
【0004】
心室頻拍（Ｖ－ｔａｃｋまたはＶＴ：ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａ）は、心臓の心室における不適切な電気活動に起因する、一種の規則的で速い心拍である。心室頻拍では、心室の異常な電気信号が、上部の腔と同調せずに、心臓を正常よりも速く、通常毎分１００回以上の心拍を打つ。これが起こると、腔がそのように速く、または互いに同調せずに拍動しているので、腔がきちんと充満する時間をもたないため、心臓は、身体および肺に十分な血液を送出することができない可能性がある。したがって、Ｖ－ｔａｃｈは、心停止を引き起こす可能性があり、心室細動になる可能性がある。
【0005】
心房細動は、より罹患率の高いタイプの心臓病の一つである。心房細動を治療しない場合、動悸、息切れ、虚弱および一般的に身体への血流不足を含め、多数の望ましくない結果を招くことがある。
【0006】
心房細動を治療するために、さまざまな手技が行われる。ＡＦを治療するある手技は、肺静脈隔離（ＰＶＩ：ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）である。ＰＶＩは、肺静脈を包囲する損傷部を形成することによって行う。ＰＶＩは、誤ったまたは異常な電気信号をブロックする働きをする。
【0007】
しかし、ＰＶＩを行う際の課題は、肺静脈の持続的または永久的な隔離を得ることである。この欠点は、さまざまな研究で指摘されている。初期隔離後の肺静脈の再結合率を調査したある長期的な追跡調査研究では、１６１名の患者のうち５３％には、ＡＦがなかった。６６名の患者には、不整脈再発により再アブレーションが行われた。肺静脈の再結合率は、９４％と高かった（６６名の患者のうち６２名）。（非特許文献１）
いくつかのＰＶＩ治療に持続性がない一つの理由は、肺静脈（または電気的な）再結合の現象のためである。（非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４）
肺静脈の再結合の原因は、ギャップ、および静脈の不完全なまたは不連続な隔離にある可能性がある（非特許文献５）。不完全な隔離は、全周包囲する損傷部内の残留ギャップまたは貫壁性損傷部の欠落の結果である。（非特許文献６、非特許文献７）
加えて、ＡＦアブレーション後の早期再発は、不完全な肺静脈隔離の早期マーカとなりうる。これは、高周波アブレーションの失敗後にメイズ手術を受けた１２名の患者の研究によって裏付けられている。特筆すべきことに、心筋の生検は、再結合された肺静脈において解剖学的ギャップおよび非貫壁性損傷部の両方または一方を示した。（非特許文献８）
このことは、アブレーションのライン内でＭＲＩを使用して、心内膜伝導ブロックが実証され、術後ギャップが特定されたイヌの研究でさらに裏付けられた。長期的な追跡調査のデータから、ＭＲＩで特定されたギャップのある肺静脈は、症状の再発を伴って、電気的に再結合されることになる可能性が高いことが実証された。（非特許文献７）
上記参照した問題を解決するさまざまな試みには、全周性肺静脈隔離（ＣＰＶＩ：ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）と組み合わせた線状アブレーションを行うことが含まれる。例えば、ある研究は、ＣＰＶＩの臨床的な結果を、発作性ＡＦの患者内で前向き無作為化対照研究の追加線状アブレーションおよびＣＰＶＩと比較した。その研究には、高周波全周性アブレーション（ＲＦＣＡ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ａｂｌａｔｉｏｎ）を受け、ＣＰＶＩグループ（ｎ＝５０）またはカテーテルダラス（Ｄａｌｌａｓ）損傷部グループ（ＣＰＶＩ、後ボックス損傷部と前線状アブレーションｎ＝５０）とに無作為に割り当てられた１００名の発作性ＡＦ患者（男性７５．０％、５６．４±１１．６歳）が参加した。カテーテルダラス損傷部グループは、ＣＰＶＩグループよりも長い処置（１９０．３±４６．３対１６１．１±３０．３分、Ｐ＜０．００１）およびアブレーション時間（５３４５．４±１６７６．４対４０２７．２±８７８．０秒、Ｐ＜０．００１）を必要とした。完全な双方向性伝導ブロック率は、カテーテルダラス損傷部グループで６８．０％、ＣＰＶＩグループで１００％であった。処置関連の合併症発症率は、カテーテルダラス損傷部グループ（０％）とＣＰＶＩグループ（４％、Ｐ＝０．１５７）とで有意な差はなかった。１６．３±４．０ヶ月の追跡調査中、臨床的再発率は、線状アブレーション後の完全な双方向性伝導ブロックの実現に関係なく、２つのグループ間で有意な差はなかった。（非特許文献９）
このように、上記参照した研究に鑑みて、より多くのアブレーションポイントを静脈入口部の周りに追加するとともにポイント毎のアブレーションの使用により線状損傷部の追加を試みること、または、より多くのアブレーションポイントを静脈入口部の周りに追加するかもしくはポイント毎のアブレーションの使用により線状損傷部の追加を試みることは、全周包囲する損傷部に沿ったギャップを防ぐ最適な解決策とは思えない。加えて、複数のポイントおよびラインを不用意に追加することは、処置時間を増やす。
いくつかのＰＶＩ治療に持続性がない一つの理由は、肺静脈（または電気的な）再結合の現象のためである。（非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４）
肺静脈の再結合の原因は、ギャップ、および静脈の不完全なまたは不連続な隔離にある可能性がある（非特許文献５）。不完全な隔離は、全周包囲する損傷部内の残留ギャップまたは貫壁性損傷部の欠落の結果である。（非特許文献６、非特許文献７）
加えて、ＡＦアブレーション後の早期再発は、不完全な肺静脈隔離の早期マーカとなりうる。これは、高周波アブレーションの失敗後にメイズ手術を受けた１２名の患者の研究によって裏付けられている。特筆すべきことに、心筋の生検は、再結合された肺静脈において解剖学的ギャップおよび非貫壁性損傷部の両方または一方を示した。（非特許文献８）
このことは、アブレーションのライン内でＭＲＩを使用して、心内膜伝導ブロックが実証され、術後ギャップが特定されたイヌの研究でさらに裏付けられた。長期的な追跡調査のデータから、ＭＲＩで特定されたギャップのある肺静脈は、症状の再発を伴って、電気的に再結合されることになる可能性が高いことが実証された。（非特許文献７）
上記参照した問題を解決するさまざまな試みには、全周性肺静脈隔離（ＣＰＶＩ：ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）と組み合わせた線状アブレーションを行うことが含まれる。例えば、ある研究は、ＣＰＶＩの臨床的な結果を、発作性ＡＦの患者内で前向き無作為化対照研究の追加線状アブレーションおよびＣＰＶＩと比較した。その研究には、高周波全周性アブレーション（ＲＦＣＡ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ａｂｌａｔｉｏｎ）を受け、ＣＰＶＩグループ（ｎ＝５０）またはカテーテルダラス（Ｄａｌｌａｓ）損傷部グループ（ＣＰＶＩ、後ボックス損傷部と前線状アブレーションｎ＝５０）とに無作為に割り当てられた１００名の発作性ＡＦ患者（男性７５．０％、５６．４±１１．６歳）が参加した。カテーテルダラス損傷部グループは、ＣＰＶＩグループよりも長い処置（１９０．３±４６．３対１６１．１±３０．３分、Ｐ＜０．００１）およびアブレーション時間（５３４５．４±１６７６．４対４０２７．２±８７８．０秒、Ｐ＜０．００１）を必要とした。完全な双方向性伝導ブロック率は、カテーテルダラス損傷部グループで６８．０％、ＣＰＶＩグループで１００％であった。処置関連の合併症発症率は、カテーテルダラス損傷部グループ（０％）とＣＰＶＩグループ（４％、Ｐ＝０．１５７）とで有意な差はなかった。１６．３±４．０ヶ月の追跡調査中、臨床的再発率は、線状アブレーション後の完全な双方向性伝導ブロックの実現に関係なく、２つのグループ間で有意な差はなかった。（非特許文献９）
このように、上記参照した研究に鑑みて、より多くのアブレーションポイントを静脈入口部の周りに追加するとともにポイント毎のアブレーションの使用により線状損傷部の追加を試みること、または、より多くのアブレーションポイントを静脈入口部の周りに追加するかもしくはポイント毎のアブレーションの使用により線状損傷部の追加を試みることは、全周包囲する損傷部に沿ったギャップを防ぐ最適な解決策とは思えない。加えて、複数のポイントおよびラインを不用意に追加することは、処置時間を増やす。
【0008】
上記欠点に鑑みて、損傷部を形成するために、可撓性冷凍プローブまたは冷凍カテーテル、双極ＲＦカテーテル、単極ＲＦカテーテル（患者の皮膚に接地パッチを使用する）、マイクロ波カテーテル、レーザーカテーテル、および超音波カテーテルを含め、さまざまなアブレーションカテーテルが提案されてきた。例えば、オームズビー（Ｏｒｍｓｂｙ）の特許文献１およびフェルド（Ｆｅｌｄ）の特許文献２は、心臓組織を焼灼するためのＲＦアブレーションカテーテルを記述している。これらのアプローチは、侵襲性が最小限であり、拍動する心臓に行うことができるため魅力的である。しかし、これらのアプローチは、成功率が低い。低成功率は、不完全な損傷部の形成のためであろう。心房細動を生じさせる電気インパルスが心房の残りとは完全に隔離されることを確実にするためには、完全に貫壁性の損傷部が必要であり、これは、拍動する心臓の手術では実現するのが難しい。
【0009】
このように、外科医にとっての課題は、プローブが組織に完全に接触するように、カテーテル／プローブを正確な組織のプロファイルに沿って配置することである。処置の性質、および損傷部を作らなければならない解剖学的な部位のために、カテーテルは、焼灼するべき組織の形状およびプロファイルに合致することができるように、十分な可撓性を有し調整可能でなければならない。
【0010】
展性で可撓性の冷凍プローブが、特許文献３および特許文献４（いずれもコックス（Ｃｏｘ）ら）に記述されている。記述されるプローブは、展性シャフトを有する。実施形態において、展性金属ロッドをポリマーと共押出して、シャフトを形成する。展性ロッドで、ユーザは、シャフトを所望の形状に塑性変形させて、焼灼するべき組織に先端部が届くことができるようにすることが可能である。
【0011】
ポトツキー（Ｐｏｔｏｃｋｙ）らに発行された特許文献５は、血管自体を除く外部へのガイドなく、血管を通って心臓まで達することのできる高可撓性の冷凍プローブを開示している。
【0012】
しかし、上記装置のうちのいくつかの課題は、連続損傷部を形成することができるように、解剖学的表面に沿って連続接触させることである。この課題は、身体内の位置に起因する、標的組織の変化するプロファイルおよび形状だけでなく、患者間の人体構造のばらつきにも起因してさらに大きなものとなる。このように、治療法および患者の人体構造が異なれば、異なるカテーテルを設計して使用する必要がある。別の課題は、これら人体構造のばらつき等に対処するために、カテーテルの形状を本来の位置で調整できることである。
【0013】
上記装置のうちのいくつかの追加の課題は、デバイスの内部冷却／加熱素子とデバイスの外部ジャケット／スリーブとの間に、効率的な熱伝導率、すなわち、冷却／熱伝達をもつことである。したがって、凍結および加熱温度を、焼灼するべき組織に効率的に伝達する必要がありうる。
【0014】
したがって、最小限の侵襲性で、調整可能な形状で、安全かつ効率的な組織の極低温冷却を施すための改良された方法およびシステムに対するニーズがある。これら改良されたシステムには、治療される状態および患者の人体構造のばらつきに関係なく標的組織に連続損傷部を形成する、改良された装置および方法が含まれる。
【0015】
ＡＦ、心房粗動およびＶ－ｔａｃｈを治療し、肺静脈隔離を含め、心臓のさまざまな腔内で、より完全で、耐久性があり安全な電気信号の隔離を実現するための改良された装置および方法に対するニーズもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【文献】米国特許第６１９０３８２号明細書
【文献】米国特許第６９４１９５３号明細書
【文献】米国特許第６１６１５４３号明細書
【文献】米国特許第８１７７７８０号明細書
【文献】米国特許第５１０８３９０号明細書
【非特許文献】
【0017】
【文献】オウヤン・エフ（Ｏｕｙａｎｇ Ｆ）、ティルツ・アール（Ｔｉｌｚ Ｒ）、チュン・ジェイ（Ｃｈｕｎ Ｊ）ら、Ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃａｔｈｅｔｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｐａｒｏｘｙｓｍａｌ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ：ｌｅｓｓｏｎｓ ｆｒｏｍ ａ ５－ｙｅａｒ ｆｏｌｌｏｗ－ｕｐ、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、第１２２巻、２３６８～２３７７ページ（２０１０年）
【文献】サハニ・エヌ（Ｓａｗｈｎｅｙ Ｎ）、アニューシャ・アール（Ａｎｏｕｓｈｅｈ Ｒ）、チェン・ダブリュシー（Ｃｈｅｎ ＷＣ）ら、Ｆｉｖｅ－ｙｅａｒ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ａｆｔｅｒ ｓｅｇｍｅｎｔａｌ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐａｒｏｘｙｓｍａｌ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ、Ａｍ Ｊ Ｃａｒｄｉｏｌ、第１０４巻、３６６～３７２ページ（２００９年）
【文献】キャランズ・ディージェイ（Ｃａｌｌａｎｓ ＤＪ）、ガーステンフェルド・イーピー（Ｇｅｒｓｔｅｎｆｅｌｄ ＥＰ）、ディクシット・エス（Ｄｉｘｉｔ Ｓ）ら、Ｅｆｆｉｃａｃｙ ｏｆ ｒｅｐｅａｔ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ、Ｊ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌ、第１５巻、１０５０～１０５５ページ（２００４年）
【文献】ヴァーマ・エイ（Ｖｅｒｍａ Ａ）、キリカスラン・エフ（Ｋｉｌｉｃａｓｌａｎ Ｆ）、ピサーノ・イー（Ｐｉｓａｎｏ Ｅ）ら、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ａｎｔｒｕｍ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｒｅｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｌａｙ ｏｆ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、第１１２巻、６２７～６３５ページ（２００５年）
【文献】バンチ・ティージェイ（Ｂｕｎｃｈ ＴＪ）、カトラー・エムジェイ（Ｃｕｔｌｅｒ ＭＪ）、Ｉｓ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｔｉｌｌ ｔｈｅ ｃｏｒｎｅｒｓｔｏｎｅ ｉｎ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ ａｂｌａｔｉｏｎ？、Ｊ Ｔｈｏｒａｃ Ｄｉｓ．、第７巻、第２号、１３２～１４１ページ（２０１５年２月）
【文献】マギャン・シージェイ（ＭｃＧａｎｎ ＣＪ）、コルモヴスキー・イージー（Ｋｈｏｌｍｏｖｓｋｉ ＥＧ）、オークス・アールエス（Ｏａｋｅｓ ＲＳ）ら、Ｎｅｗ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ－ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｗａｌｌ ｉｎｊｕｒｙ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ａｂｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ、Ｊ Ａｍ Ｃｏｌｌ Ｃａｒｄｉｏｌ、第５２巻、１２６３～１２７１ページ（２００８年）
【文献】ランジャン・アール（Ｒａｎｊａｎ Ｒ）、カトウ・アール（Ｋａｔｏ Ｒ）、ツヴィマン・エムエム（Ｚｖｉｍａｎ ＭＭ）ら、Ｇａｐｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｂｌａｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｓ ａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｆｒｏｍ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＭＲＩ、Ｃｉｒｃ Ａｒｒｈｙｔｈｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌ、第４巻、２７９～２８６ページ（２０１１年）
【文献】コワルスキー・エム（Ｋｏｗａｌｓｋｉ Ｍ）、グライムス・エムエム（Ｇｒｉｍｅｓ ＭＭ）、ペレス・エフジェイ（Ｐｅｒｅｚ ＦＪ）ら、Ｈｉｓｔｏｐａｔｈｏｌｏｇｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｒｏｎｉｃ ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｂｌａｔｉｏｎ ｌｅｓｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ、Ｊ Ａｍ Ｃｏｌｌ Ｃａｒｄｉｏｌ、第５９巻、９３０～９３８ページ（２０１２年）
【文献】キム（Ｋｉｍ）ら、Ｌｉｎｅａｒ ａｂｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ（Ｄａｌｌａｓ ｌｅｓｉｏｎ ｓｅｔ） ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｏｕｔｃｏｍｅ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｐａｒｏｘｙｓｍａｌ ａｔｒｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ：ａ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ ｓｔｕｄｙ、Ｅｕｒｏｐａｃｅ、第１７巻、第３号、３８８～３９５ページ（２０１５年３月）
【発明の概要】
【0018】
標的組織に損傷部を形成するアブレーション装置であって、該アブレーション装置は、ハンドルと、該ハンドルから遠位先端部まで延びる長尺状のシャフトとを備える。シャフトは、第１の部分と、該第１の部分の遠位側に位置するアブレーション部と、外側シースとを備える。アブレーション装置は、外側シース内に配置された少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素をさらに備え、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素と外側シースとの間に空間が形成され、熱伝導性ライナーが空間内に配置される。
【0019】
実施形態では、熱伝導性ライナーは、熱伝導性材料が添加された熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性ウレタンである。
実施形態では、熱伝導性ライナーは、酸化アルミニウムが添加されたポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｂｌｏｃｋ ａｍｉｄｅ）である。実施形態では、ＰＥＢＡには、約５０から７０重量％の範囲の酸化アルミニウムが装填される。いくつかの実施形態では、ＰＥＢＡには、約５０から７０重量％の範囲の窒化ホウ素が添加される。
実施形態では、熱伝導性ライナーは、酸化アルミニウムが添加されたポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｂｌｏｃｋ ａｍｉｄｅ）である。実施形態では、ＰＥＢＡには、約５０から７０重量％の範囲の酸化アルミニウムが装填される。いくつかの実施形態では、ＰＥＢＡには、約５０から７０重量％の範囲の窒化ホウ素が添加される。
【0020】
実施形態では、熱伝導性ライナーは、フロー溶融によって空間に配置されて、空間を実質的に満たし、アブレーションエネルギー要素のそれぞれを取り囲む。
実施形態では、アブレーションエネルギー要素は、直線状または長尺状であり、外側シース内で長手方向に配置される。
実施形態では、アブレーションエネルギー要素は、直線状または長尺状であり、外側シース内で長手方向に配置される。
【0021】
実施形態において、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素は、少なくとも１つの切除エネルギー送達ルーメンおよび少なくとも１つのアブレーションエネルギー戻りルーメンを備える。少なくとも１つのアブレーションエネルギー送達ルーメンおよび少なくとも１つのアブレーションエネルギー戻りルーメンは、内側管を有し、該内側管は、該内側管を取り囲む外側管を有することによって内側管と外側管との間に隙間を画定する。隙間には熱伝導媒体を充填可能である。
【0022】
実施形態において、アブレーション装置は、複数のアブレーションエネルギー送達ルーメンと、複数のアブレーションエネルギー戻りルーメンとを備える。
実施形態において、アブレーション装置は、外側シースの外面上に設けられた少なくとも１つの電極と、導電体またはアブレーション部に他の機能要素を提供するべく少なくとも一つのサービスルーメンとをさらに備える。
実施形態において、アブレーション装置は、外側シースの外面上に設けられた少なくとも１つの電極と、導電体またはアブレーション部に他の機能要素を提供するべく少なくとも一つのサービスルーメンとをさらに備える。
【0023】
実施形態において、アブレーションエネルギーは、アブレーションエネルギー送達ルーメンおよび少なくとも１つのアブレーションエネルギー戻りルーメンを通って輸送される冷却材によって提供される。実施形態では、冷却剤は窒素または臨界に近い状態の窒素である。
【0024】
実施形態では、アブレーション装置は、ハンドルから少なくともアブレーション部まで、実質的にアブレーションシャフトの長さに沿って延びているスタイレットルーメンと、スタイレットルーメンの中に挿入可能なスタイレットとを更に備える。実施形態では、スタイレットは形状記憶材料を含み、スタイレットはその長さに沿って複数の柔軟性を有する。実施形態において、スタイレットの少なくとも遠位部は、形成するべき損傷部の所望の形状に対応する形状にプリセットされている。
【0025】
実施形態において、アブレーション装置は、心房細動、心房粗動および心室頻拍からなる群から選択される病気を治療するために使用される。
実施形態では、熱伝導性ライナーは、各アブレーションエネルギー要素の全体を取り囲む。
実施形態では、熱伝導性ライナーは、各アブレーションエネルギー要素の全体を取り囲む。
【0026】
実施形態では、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素は、標的組織の温度を低下させてアブレーションを引き起こす。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素は、標的組織の温度を上昇させる。
【0027】
いくつかの実施形態において、標的組織に損傷部を形成するためのアブレーションシステムが開示される。アブレーションシステムは、ハンドル、遠位先端部、およびハンドルから遠位先端部まで延びる長尺状のシャフトを有するカテーテルを備える。シャフトは、第１の部分、該第１の部分の遠位側に位置して外側シースを含むアブレーション部分と、外側シース内に配置された少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素とを備え、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素と外側シースとの間に空間が形成される。シャフトはまた、前記空間内に配置された第１の熱伝導媒体を有する。システムはまた、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素から標的組織にアブレーションエネルギーを送達および制御するために、カテーテルに結合されたエネルギー発生器を備える。
【0028】
実施形態では、外側シースと、該外側シースを通って長手方向に延びる内側アブレーション要素とを備える長尺状のアブレーション部を有するアブレーションカテーテルを製造する方法であって、内側アブレーション要素と外側シースとの間に画定される空間の間に熱伝導性ライナーを流動させることを含む方法。実施形態では、流動させるステップは、熱伝導剤が添加された熱可塑性物質を流すことによって実行される。
【0029】
実施形態では、流動させるステップは、低線膨張係数の熱膨張剤が添加された熱可塑性物質を流動させることによって行われる。
実施形態では、組織をアブレーションするための方法は、そのようなステップが互いに排他的である場合を除いて、本明細書に記載されるステップのいずれか１つまたは組み合わせを含む。
実施形態では、組織をアブレーションするための方法は、そのようなステップが互いに排他的である場合を除いて、本明細書に記載されるステップのいずれか１つまたは組み合わせを含む。
【0030】
実施形態では、組織をアブレーションするための装置は、そのような構造が互いに排他的である場合を除いて、本明細書に記載される構造のいずれか１つまたは組み合わせを含む。
【0031】
実施形態では、組織をアブレーションするためのシステムは、そのような構成要素が互いに排他的である場合を除いて、本明細書に記載される構成要素のいずれか１つまたは組み合わせを含む。
【0032】
別の実施形態では、標的組織に損傷部を形成するためのアブレーションカテーテルが開示される。アブレーションカテーテルは、ハンドルから遠位先端部まで延在する長尺状のシャフトを備え、シャフトは、第１の部分の遠位側にあるアブレーション部を含み、アブレーション部は外側シースも含み、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素が外側シース内に配置され、少なくとも１つのアブレーションエネルギー要素と外側シースとの間に空間が形成され、空間内に熱伝導性ライナーが配置される。
【0033】
いくつかの実施形態は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ：ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）および熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ：ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｕｒｅｔｈａｎｅｓ）を含む群から選択される基材と、アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、銅、銀、および金を含む群から選択される熱伝導性フィラーとを含む熱伝導性材料に関する。いくつかの実施形態では、基材は、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｂｌｏｃｋ ａｍｉｄｅ）である。いくつかの実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または窒化ホウ素（ＢＮ）である。いくつかの実施形態では、ＰＥＢＡには、重量％で約１０から７０％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または窒化ホウ素（ＢＮ）が添加される。
【0034】
本発明の実施形態の説明、目的および利点は、添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
上述した態様、ならびに本手技の他の特徴、態様および利点を、ここでさまざまな実施形態に関連して、添付の図面を参照して述べる。しかし、例示する実施形態は単なる例であり、制限することを意図していない。図面を通じて、同様の符号は、文脈から別段の要求がない限り、通例、同様な構成要素を識別する。以下の図の相対的な寸法は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。
上述した態様、ならびに本手技の他の特徴、態様および利点を、ここでさまざまな実施形態に関連して、添付の図面を参照して述べる。しかし、例示する実施形態は単なる例であり、制限することを意図していない。図面を通じて、同様の符号は、文脈から別段の要求がない限り、通例、同様な構成要素を識別する。以下の図の相対的な寸法は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】代表的な冷却剤の相図を示す。
【図2】極低温冷却システムの模式図である。
【図5A】本発明の一実施形態による冷凍アブレーションカテーテルの斜視図である。
【図6】本発明の一実施形態による冷凍アブレーションカテーテルを含む冷凍アブレーションシステムの図である。
【図8】可撓性の遠位治療セクションを有する冷凍アブレーションカテーテルの別の実施形態の斜視図である。
【図9C】冷凍アブレーションカテーテルの別の実施形態の断面図である。
【図11】可撓性の遠位治療セクションを有する冷凍アブレーションカテーテルの別の実施形態の斜視図である。
【図16】可撓性の遠位治療セクションを有する冷凍アブレーションカテーテルの別の実施形態の斜視図である。
【図19A】本発明の一実施形態によるカテーテルの遠位セクションの展開を示す。
【図19B】本発明の一実施形態によるカテーテルの遠位セクションの展開を示す。
【図19C】本発明の一実施形態によるカテーテルの遠位セクションの展開を示す。
【図19D】本発明の一実施形態によるカテーテルの遠位セクションの展開を示す。
【図21A】本発明の一実施形態によるカテーテルシャフトの関節を示す。
【図21B】本発明の一実施形態によるカテーテルシャフトの関節を示す。
【図21C】本発明の一実施形態によるカテーテルシャフトの関節を示す。
【図21D】本発明の一実施形態によるカテーテルシャフトの関節を示す。
【図22A】カテーテルの中間セクションの構成要素を示す。
【図22B】カテーテルの中間セクションの構成要素を示す。
【図23A】本発明の一実施形態によるアブレーションカテーテル用のハンドルの斜視図を示す。
【図24】内部スタイレットを有する冷凍アブレーションカテーテルの別の実施形態の斜視図である。
【図27B】アブレーションシャフト／スリーブの可撓性の遠位アブレーション部をスタイレットの湾曲構成に変形させ、内部スタイレットが挿入されている、図２４に図示する冷凍アブレーションカテーテルの斜視図である。
【図29】スタイレットのサンプル形状を示す。
【図30】本発明の一実施形態による、マルチプル可撓性長のその長さを有するスタイレットを示す。
【図31A】本発明の一実施形態による、スタイレットの一部の可撓性を変える方法を示す。
【図32A】本発明の一実施形態による、スタイレットの一部の可撓性を変える方法を示す。
【図32B】本発明の一実施形態による、スタイレットの一部の可撓性を変える方法を示す。
【図32C】本発明の一実施形態による、スタイレットの一部の可撓性を変える方法を示す。
【図33】心臓と、本発明の一実施形態による、さまざまな損傷部の位置の図である。
【図34】心臓にアクセスするための血管内カテーテル法の一実施形態の図である。
【図35】本発明の一実施形態による、左の上下肺静脈入口部を包囲して、冷凍アブレーションカテーテルの遠位セクションを左心房の心内膜壁に当てて配置するための処置の図である。
【図36】本発明の一実施形態による、左の上下肺静脈入口部を包囲して、冷凍アブレーションカテーテルの遠位セクションを左心房の心内膜壁に当てて配置するための処置の図である。
【図37】本発明の一実施形態による、右の上下肺静脈入口部を包囲して、冷凍アブレーションカテーテルの遠位セクションを左心房の心内膜壁に当てて配置するための処置の図である。
【図38】本発明の一実施形態による、右の上下肺静脈入口部を包囲して、冷凍アブレーションカテーテルの遠位セクションを左心房の心内膜壁に当てて配置するための処置の図である。
【図39】本発明の一実施形態による、ボックス形損傷部を形成するための方法を示し、図は、患者の背中から見た左心房を描いている。
【図40】本発明の一実施形態による、ボックス形損傷部を形成するための方法を示し、図は、患者の背中から見た左心房を描いている。
【図41】本発明の一実施形態による、左心房で複数のＰＶを囲むためにボックス形損傷部を形成する方法を示すフロー図である。
【図42】僧帽弁の電気活動を示す心臓の図である。
【図43A】本発明の一実施形態による、僧帽弁の電気活動を遮断するための損傷部の形成を示す。
【図43B】本発明の一実施形態による、僧帽弁の電気活動を遮断するための損傷部の形成を示す。
【図44】本発明の一実施形態による、左心房で複数のＰＶを囲むためのボックス形損傷部と僧帽弁の電気活動を遮断するための損傷部とを形成する方法を示すフロー図である。
【図45】本発明の一実施形態による、右心房の電気活動を遮断するための損傷部の形成を示す。
【発明を実施するための形態】
【0036】
本発明の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、説明される本発明の実施形態にさまざまな変更または修正を行ってもよく、また、同等物を代わりに用いてもよいため、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書に記載される特定の変型例に制限されるものではないことは理解されるべきである。本開示を読めば当業者には明らかなように、本明細書で説明し図示する個々の実施形態のそれぞれは、本発明の実施形態の範囲または精神から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に分離されるかまたは該特徴と組み合わせてもよい、個別の構成要素および特徴を有する。加えて、本発明の実施形態の目的、精神または範囲に、特定の状況、材料、物体の組成、プロセス、プロセスの動作またはステップを適応させるために、多くの修正を行ってもよい。このような修正はすべて、本明細書でなされる請求の範囲内となることが意図される。
【0037】
さらに、方法は、特定の順序で図面に描かれるかまたは明細書で説明されているかもしれないが、望ましい結果を得るために、そのような方法は、示されるその特定の順序または連続する順序で行う必要はなく、すべての方法を行う必要はない。図示または説明されていない他の方法を、例示的な方法およびプロセスに組み込むことができる。説明される方法のいずれかの前、後、それと同時、またはそれらの間に、１つまたは複数の追加の方法を行うことができる。さらに、他の実施態様では、方法を再配列してもまたは並べ替えてもよい。また、上述した実施態様のさまざまなシステム構成要素の分離は、すべての実施態様でそのような分離が要求されると理解するべきではなく、説明される構成要素およびシステムは、一般的に１つの製品にまとめて統合すること、または複数の製品にパッケージ化することができる。加えて、他の実施態様は、本開示の範囲内である。
【0038】
「できる」、「できるだろう」、「してもよいだろう」または「してもよい」等の条件付きの表現は、特に別の記載がない限り、または使用される文脈内で別の理解がなされない限り、一般的に、一定の実施形態が一定の特徴、要素および／もしくはステップを含むこと、または含まないことを伝えることが意図される。したがって、このような条件付きの言葉は、一般に、その特徴、要素および／またはステップが１つまたは複数の実施形態にとって何らかの形で必要であることを示唆することを意図するわけではない。
【0039】
句「Ｘ、ＹおよびＺのうちの少なくとも１つ」のような接続的な表現は、特に別の記載がない限り、項目、用語等がＸ、ＹまたはＺのいずれであってもよいことを伝えるために一般に使用される文脈で別様に理解される。
【0040】
単数形の項目への言及は、複数の同じ項目が存在する可能性を含む。より具体的には、本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、「一」、「一つ」、および「前記」」は、文脈上明らかに別のことを示しているのではない限り、複数の指示対象を含む。特許請求の範囲は、任意の要素を排除するために作成されうることにも留意する。したがって、この文言は、請求項の要素の記載に関連した「単独で」、「のみ」および同様なもののような排他的な用語の使用、または「否定的な」限定の使用の先行詞としての役割を果たすことが意図される。
【0041】
ある要素が別の要素に「接続され」または「連結され」ているというとき、該要素を該別の要素に直接接続もしくは連結できるか、または介在する要素が存在してもよいと理解されるであろう。対して、ある要素が別の要素に「直接接続され」または「直接連結され」ているという場合、介在する要素が存在しない。
【0042】
さまざまな要素を記述するために第１、第２等の用語を本明細書で使用することがあるが、これらの要素は、これらの用語によって制限されるべきではないことも理解されるであろう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、第１要素を第２要素と呼ぶこともできるであろう。
【0043】
本明細書で使用される、用語「およそ」、「約」、「概ね」および「実質的に」等、程度の言語は、記載される値、量または特徴に近く、依然として所望の機能を行うかまたは所望の結果を達成する値、量、または特徴を表す。例えば、用語「およそ」、「約」、「概ね」および「実質的に」は、記載される量の１０％以下以内、５％以下以内、１％以下以内、０．１％以下以内、および０．０１％以下以内である量をいいうる。記載される量が０（例えば、なし、ない）である場合、上述した範囲は、値の特定の％以内ではなく、特定の範囲とすることができる。加えて、数字の範囲は、範囲を画定する数を含み、本明細書で提供される個々の値は、本明細書で提供される他の個々の値を含む範囲の終点としての役割を果たすことができる。例えば、１、２、３、８、９および１０等の値の集合も、１～１０、１～８、３～９等の数字の範囲の開示である。
【0044】
いくつかの実施形態は、添付の図面に関連して説明されている。図面は、縮尺通りに描かれているのではなく、図示されるもの以外の寸法および割合が企図され、また、開示される発明の範囲内にそうした寸法があるため、このような縮尺は、制限的なものとするべきではない。距離、角度等は、単なる例示的なものであり、図示されるデバイスの実際の寸法およびレイアウトとの正確な関係を必ずしも示しているわけではない。構成要素を追加、削除および／または再配列することができる。さらに、本明細書における、さまざまな実施形態に関連した任意の特定の特徴、態様、方法、特性、特徴、品質、属性、要素または同様なものの開示は、本明細書に記載される他のすべての実施形態で使用することができる。加えて、本明細書で説明されるどの方法も、記載されるステップを行うのに適した任意のデバイスを使用して実施してもよいことは認識されるであろう。
【0045】
多数の実施形態およびその変型を詳細に説明しているが、当業者には、他の修正およびそれを使用する方法が明らかになるであろう。したがって、本明細書に固有のかつ発明性のある開示または特許請求の範囲から逸脱することなく、さまざまな応用、修正、材料および代用を同等物から作ることができることは理解されるべきである。
【0046】
本明細書で言及するすべての既存の主題（例えば、公報、特許、特許出願およびハードウェア）は、その主題が本発明のものと矛盾する場合（その場合、本明細書に存在するものを優先するものとする）を除き、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0047】
本発明の実施形態は、ベーパーロックの現象を受けずに冷却を施す冷却剤を使用する熱力学プロセスを利用する。
冷却剤の相図および近臨界点
本出願は、さまざまな熱力学プロセスを示すために相図を用いる。例示的な相図を図１に示す。相図は、圧力Ｐおよび温度Ｔに対応する軸と、液体と気体が共存するすべての（Ｐ，Ｔ）点の軌跡を描く相線１０２とを含む。相線１０２の左の（Ｐ，Ｔ）値の場合、冷却剤は、一般的により高い圧力およびより低い温度で達成される液体状態であるのに対し、相線１０２の右の（Ｐ，Ｔ）値は、冷却剤が、一般的により低い圧力およびより高い温度で達成される気体状態である。相線１０２は、臨界点１０４として知られる１つの点で突然終わる。窒素Ｎ２の場合、臨界点は、Ｐｃ＝３．３９６ＭＰａでＴｃ＝－１４７．１５℃である。
冷却剤の相図および近臨界点
本出願は、さまざまな熱力学プロセスを示すために相図を用いる。例示的な相図を図１に示す。相図は、圧力Ｐおよび温度Ｔに対応する軸と、液体と気体が共存するすべての（Ｐ，Ｔ）点の軌跡を描く相線１０２とを含む。相線１０２の左の（Ｐ，Ｔ）値の場合、冷却剤は、一般的により高い圧力およびより低い温度で達成される液体状態であるのに対し、相線１０２の右の（Ｐ，Ｔ）値は、冷却剤が、一般的により低い圧力およびより高い温度で達成される気体状態である。相線１０２は、臨界点１０４として知られる１つの点で突然終わる。窒素Ｎ２の場合、臨界点は、Ｐｃ＝３．３９６ＭＰａでＴｃ＝－１４７．１５℃である。
【0048】
圧力が徐々に上昇している間、流体が液相および気相の両方で存在しているとき、系は、液相－気相線１０２に沿って上昇する。Ｎ２の場合、低圧の液体は、気相の２００倍まで密度が高い。圧力の連続上昇により、両者が臨界点１０４でのみ等しくなるまで、液体の密度が低下し、気相の密度が上昇する。臨界点１０４で液体と気体の区別はなくなる。したがって、本明細書では「近臨界条件」として定義する臨界点付近の条件で冷却剤が流れるとき、液体冷却剤の前方で膨張する気体によって前方への流れが閉塞されること（「ベーパーロック」）が回避される。機能的な流れを維持しながら臨界点からより大きく逸脱させる要因には、冷却剤の流れの速度上昇、フロールーメンの大径化、および熱交換器または冷凍治療領域に対する熱負荷の低下が含まれる。
【0049】
下から臨界点に近づいてくるとき、ちょうど臨界点になるまで、蒸気相の密度は上昇し、液相の密度は低下し、臨界点ではこれら２つの相の密度が厳密に等しい。臨界点を超えると、液相と蒸気相との区別がなくなって１つの超臨界相のみが残り、そこでは、流体は液体と気体の両方の特性を有する（すなわち、表面張力のない、摩擦なく流れることができる高密度流体）。
【0050】
ファンデルワールスの熱力学的な状態方程式は、気体および液体を記述するための十分に確率されている方程式である。
（ｐ＋３／ｖ２）（３ｖ－１）＝８ｔ［式１］
上記式において、ｐ＝Ｐ／Ｐｃ、ｖ＝Ｖ／Ｖｃ、ｔ＝Ｔ／Ｔｃで、Ｐｃ、ＶｃおよびＴｃは、それぞれ臨界圧力、臨界モル体積、臨界温度である。
（ｐ＋３／ｖ２）（３ｖ－１）＝８ｔ［式１］
上記式において、ｐ＝Ｐ／Ｐｃ、ｖ＝Ｖ／Ｖｃ、ｔ＝Ｔ／Ｔｃで、Ｐｃ、ＶｃおよびＴｃは、それぞれ臨界圧力、臨界モル体積、臨界温度である。
【0051】
変数ｖ、ｐおよびｔは、それぞれ「換算モル体積」、「換算圧力」および「換算温度」といわれることが多い。そのため、同じ値のｐ、ｖおよびｔをもつ任意の２つの物質は、その臨界点近傍で同じ熱力学的な流体の状態である。したがって、式１は、「対応状態の原理」を具現化するといわれる。これは、Ｈ．Ｅ．スタンレー（Ｈ．Ｅ．Ｓｔａｎｌｅｙ）、Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ、（オックスフォード・サイエンス・パブリケーションズ社（Ｏｘｆｏｒｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、１９７１年）において、より完全に説明されており、その開示全体が、参照により、あらゆる目的において全体として本明細書に組み込まれる。
【0052】
本発明の実施形態において、換算圧力ｐは、およそ１の定値で固定されており、そのため臨界圧力近傍の固定物理圧力である一方、換算温度ｔは、デバイスに加えられる熱負荷に応じて変化する。換算圧力ｐがシステムのエンジニアリングによって設定される定数である場合、換算モル体積ｖは、換算温度ｔの完全な関数である。
【0053】
本発明の他の実施形態において、動作圧力ｐは、デバイスの温度ｔの変化の過程で、ベーパーロック条件となる何らかの最大値未満にｖを維持するように調整してもよい。一般的には、これが当てはまる最低値にｐを維持することが望ましい。なぜなら、より高い値のｐを得るために圧力を上昇させることは、より複雑でより高価なコンプレッサの使用を伴う可能性があり、装置のサポートシステム全体の調達および維持がより高価になり、全体的な冷却効率が低くなるためである。
【0054】
ｖの条件は、体積流量ｄＶ／ｄｔ、液相と気相の熱容量、および液体および蒸気の両方における輸送特性（熱伝導率、粘度等）に複雑に依存する。正確な関係は、ここでは代数的に閉形式で導かないが、冷却デバイス内の質量および熱輸送を記述するモデル式を積分することによって数字的に決定してもよい。概念上、ベーパーロックは、先端部（または冷却剤を輸送して組織を冷却するための他のデバイス構造）の加熱速度が蒸気相を生じさせるときに発生する。蒸気の流量にその熱容量を乗じてそのモル体積で割った値に比例するこの蒸気相の冷却力は、先端部の加熱速度についていくことができない。これが発生すると、冷却剤の流れにおける液相の蒸気への変換による過剰な熱を吸収するために、ますます多くの蒸気相が形成される。これが暴走状態を生みだし、液体が気相に変換して先端部を満たし、先端部への熱流がその温度と圧力を急速に高めるため、この蒸気相を生じる大きな圧力によって冷却剤の流れが事実上すべて停止する。この状態を「ベーパーロック」と呼ぶ。
【0055】
本発明の一実施形態によると、液相および蒸気相は、そのモル体積が実質的に同一である。冷却力は臨界点であり、冷却システムはベーパーロックを回避する。加えて、臨界点をわずかに下回る条件では、装置は同様にベーパーロックを回避しうる。
【0056】
冷凍アブレーションシステム
図２は、一実施形態における極低温システムの構造的配列の模式図を提供し、図３は、図２のシステムが作動しているときに冷却剤が辿る熱力学的経路を示す相図を提供する。２つの図における丸付き数字の識別子は、熱力学的経路に沿って識別される動作点に到達する物理的位置が図２で示されるように対応する。したがって、以下の説明は、冷却流の物理的態様と熱力学的態様とを説明する際、図２の構造図および図３の相図の両方を同時に参照する場合がある。
図２は、一実施形態における極低温システムの構造的配列の模式図を提供し、図３は、図２のシステムが作動しているときに冷却剤が辿る熱力学的経路を示す相図を提供する。２つの図における丸付き数字の識別子は、熱力学的経路に沿って識別される動作点に到達する物理的位置が図２で示されるように対応する。したがって、以下の説明は、冷却流の物理的態様と熱力学的態様とを説明する際、図２の構造図および図３の相図の両方を同時に参照する場合がある。
【0057】
図示の目的上、図２および図３は、ともに窒素冷却剤に具体的に言及しているが、これは、制限的であることを意図していない。本発明の実施形態は、より一般的に、例えば、アルゴン、ネオン、ヘリウム、水素および酸素等の任意の適切な冷却剤を用いてもよい。
【0058】
図３において、液相－気相線は符号２５６で識別され、冷却剤が辿る熱力学的経路は符号２５８で識別される。
冷却剤発生器２４６を使用して、その出口で冷却剤の臨界圧力Ｐｃを超える圧力で冷却剤を供給する（図２および図３で符号丸１で参照される）。冷却サイクルは、圧力が臨界点圧力Ｐｃ近傍であると有利ではあるが、一般的に、相図においてＰｃを超えるかまたはわずかに下回る圧力を有する任意の点で始めてよい。本明細書で説明されるプロセスの冷却効率は、初期圧力が臨界点圧力Ｐｃ近傍であるときに一般的により大きいので、圧力が高くなると、所望の流れを得るためのエネルギー需要が増えうる。したがって、実施形態は、さらに高いさまざまな上限圧力を組み込むことがあってもよいが、一般的には、Ｐｃの０．８倍から１．２倍の間といった臨界点近傍で始まり、一実施形態ではＰｃの約０．８５倍である。
冷却剤発生器２４６を使用して、その出口で冷却剤の臨界圧力Ｐｃを超える圧力で冷却剤を供給する（図２および図３で符号丸１で参照される）。冷却サイクルは、圧力が臨界点圧力Ｐｃ近傍であると有利ではあるが、一般的に、相図においてＰｃを超えるかまたはわずかに下回る圧力を有する任意の点で始めてよい。本明細書で説明されるプロセスの冷却効率は、初期圧力が臨界点圧力Ｐｃ近傍であるときに一般的により大きいので、圧力が高くなると、所望の流れを得るためのエネルギー需要が増えうる。したがって、実施形態は、さらに高いさまざまな上限圧力を組み込むことがあってもよいが、一般的には、Ｐｃの０．８倍から１．２倍の間といった臨界点近傍で始まり、一実施形態ではＰｃの約０．８５倍である。
【0059】
本明細書で使用する場合、「近臨界」という用語は、液体－蒸気臨界点近傍をいうことを意味する。この用語の使用は、「臨界点近傍」と同等であり、これは、流体の力学的粘度が通常の気体のものに近く液体のものよりはるかに小さい、液体－蒸気系が臨界点に十分に近い領域である。しかし、同時に、その密度は、通常の液体状態のものに近い。近臨界流体の熱容量は、その液相のものよりさらに大きい。ガス状粘度、液体状密度および非常に大きな熱容量の組み合わせは、非常に効率的な冷媒となる。近臨界点への言及は、液相および蒸気相の変動が、その背景値に対して熱容量を大きく上昇させるのに十分に大きくなるように、液体－蒸気系が臨界点に十分に近い領域をいう。近臨界温度とは、臨界点温度の±１０％以内の温度である。近臨界圧力とは、臨界点圧力の０．８倍から１．２倍の間である。
【0060】
再び図２を参照すると、冷却剤は管を流れ、その少なくとも一部は、液体状態の冷却剤の貯蔵器２４０に取り囲まれ、実質的にその圧力を変化させることなくその温度が低下する。図２では、貯蔵器は、液体Ｎ２として示されており、流動する冷却剤から熱を抽出するための熱交換器２４２が貯蔵器２４０の中に設けられている。貯蔵器２４０の外側は、冷却剤発生器２４６から流れるときに冷却剤が不必要に暖まるのを防止するために、管の周りに断熱材が施されていてもよい。丸２の箇所で、液体冷却剤に熱接触させることによって冷却した後、冷却剤は、さらに低い温度を有するが、実質的に初期圧力である。場合によっては、圧力が実質的に臨界点圧力Ｐｃ未満に低下しなければ、すなわち、所定の最低圧力未満に低下しなければ、図３に示すように、わずかな圧力低下として圧力変化があるかもしれない。図３に示す例では、液体冷却剤を通じて流れた結果として、温度が約５０℃低下する。
【0061】
次いで、冷却剤は、極低温アプリケーションで使用するためのデバイスに提供される。図２に示す例示的な実施形態では、冷却剤は、医療用極低温血管内アプリケーションで使用されてもよいようなカテーテル２２４の入口２３６に提供されるが、これは、必要条件ではない。
【0062】
実際、医療機器の形態は、幅広くさまざまであってもよく、器具、器械、カテーテル、デバイス、ツール、装置、およびプローブを非限定的に含み、該プローブは、短尺で剛性であるかもしくは長尺で可撓性であるかを問わず、または、それが開胸手術、低侵襲手術、非侵襲性手術、徒手手術もしくはロボット手術のためのものであるかを問わない。
【0063】
実施形態において、冷却剤は、カテーテルの近位部分に導入され、カテーテルの可撓性の中間セクションに沿って、カテーテルの遠位治療セクションまで続いてもよい。冷却剤がカテーテルを通じて図２および図３の符号の丸２と丸３との間の冷凍アブレーション治療領域２２８全体に輸送されると、それがデバイスとの境界面、例えば、図２の冷凍アブレーション領域２２８を移動するにつれて、冷却剤の圧力および温度または圧力もしくは温度がわずかに変化しうる。かかる変化は、通例、わずかな温度上昇およびわずかな圧力上昇を示す可能性がある。冷却剤圧力が所定の最低圧力（および関連の条件）を上回った場合、冷却剤が液相－気相線２５６になることなく臨界点に向かって戻るだけであり、それによりベーパーロックが回避されるため、わずかな温度上昇はパフォーマンスに大きな影響を与えない。
【0064】
冷却剤発生器２４６からカテーテル２２４または他のデバイスへの冷却剤の流れは、図示される実施形態では、逆止弁２１６、フローインピーダンス、および／またはフローコントローラ、を含むアセンブリで制御してもよい。カテーテル２２４自体は、その長さに沿って真空断熱材２３２（例えば、カバーまたはジャケット）を備えてもよく、極低温アプリケーションに使用される低温冷凍アブレーション領域２２８を有してもよい。作動冷却剤の圧力がプローブの先端部で大幅に変化するジュール・トムソンプローブと異なり、本発明のこれらの実施形態では、装置全体を通じた圧力変化が比較的小さくなる。したがって、丸４の箇所では、冷却剤の温度はおよそ周囲温度まで上昇しているが、圧力は高いままである。カテーテルを通じて冷却剤を輸送するときに圧力を臨界点圧力Ｐｃより高くまたはその近傍に維持することにより、ベーパーロックが回避される。
【0065】
冷却剤圧力は、丸５の点で周囲圧力に戻る。次いで、実質的に周囲条件でベント２０４を通じて冷却剤を放出してもよい。
冷凍アブレーションシステム、その構成要素およびさまざまな配列は、本発明の譲受人に譲渡された以下の米国特許および米国特許出願に説明されている。２００４年１月１４日にピーター・ジェイ．リトラップ（Ｐｅｔｅｒ Ｊ．Ｌｉｔｔｒｕｐ）らが出願し、２００８年８月１２日に米国特許第７４１０４８４号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＰＲＯＢＥ」という発明の名称の米国特許出願第１０／７５７７６８号明細書、２００４年１月１４日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２００６年８月１日に米国特許第７０８３６１２号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題された米国特許出願第１０／７５７７６９号明細書、２００４年９月２７日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２００７年９月２５日に米国特許第７２７３４７９号明細書として発行された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＣＲＹＯＧＥＮＩＣ ＣＯＯＬＩＮＧ」と題された米国特許出願第１０／９５２５３１号明細書、２００６年６月６日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２００９年３月２４日に米国特許第７５０７２３３号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題された米国特許出願第１１／４４７３５６号明細書、２００７年８月２８日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２０１１年４月１２日に米国特許第７９２１６５７号明細書として発行された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＣＲＹＯＧＥＮＩＣ ＣＯＯＬＩＮＧ」と題された米国特許出願第１１／８４６２２６号明細書、２００８年１月２３日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２０１３年１１月２６日に米国特許第８５９１５０３号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１２／０１８４０３号明細書、２０１１年３月１１日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２０１３年３月５日に米国特許第８３８７４０２号明細書として発行された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＣＲＹＯＧＥＮＩＣ ＣＯＯＬＩＮＧ」と題された米国特許出願第１３／０４６２７４号明細書、２０１３年１１月２２日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、係属中の、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１４／０８７９４７号明細書、２０１０年７月２９日にアレクセイ・バブキン（Ａｌｅｘｅｉ Ｂａｂｋｉｎ）らが出願し、２０１４年６月３日に米国特許第８７４０８９１号明細書として発行された、「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＭＵＬＴＩ－ＴＵＢＵＬＡＲ ＣＲＹＯＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１２／７４４００１号明細書、２０１０年７月２９日にアレクセイ・バブキンらが出願し、２０１４年６月３日に米国特許第８７４０８９２号明細書として発行された、「ＥＸＰＡＮＤＡＢＬＥ ＭＵＬＴＩ－ＴＵＢＵＬＡＲ ＣＲＹＯＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１２／７４４０３３号明細書、および、２０１４年９月２２日にアレクセイ・バブキンらが出願した、「ＥＮＤＯＶＡＳＣＵＬＡＲ ＮＥＡＲ ＣＲＩＴＩＣＡＬ ＦＬＵＩＤ ＢＡＳＥＤ ＣＲＹＯＡＢＬＡＴＩＯＮ ＣＡＴＨＥＴＥＲ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国特許出願第１４／９１５６３２号明細書。上記特定した各米国特許／出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
冷凍アブレーションシステム、その構成要素およびさまざまな配列は、本発明の譲受人に譲渡された以下の米国特許および米国特許出願に説明されている。２００４年１月１４日にピーター・ジェイ．リトラップ（Ｐｅｔｅｒ Ｊ．Ｌｉｔｔｒｕｐ）らが出願し、２００８年８月１２日に米国特許第７４１０４８４号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＰＲＯＢＥ」という発明の名称の米国特許出願第１０／７５７７６８号明細書、２００４年１月１４日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２００６年８月１日に米国特許第７０８３６１２号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題された米国特許出願第１０／７５７７６９号明細書、２００４年９月２７日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２００７年９月２５日に米国特許第７２７３４７９号明細書として発行された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＣＲＹＯＧＥＮＩＣ ＣＯＯＬＩＮＧ」と題された米国特許出願第１０／９５２５３１号明細書、２００６年６月６日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２００９年３月２４日に米国特許第７５０７２３３号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題された米国特許出願第１１／４４７３５６号明細書、２００７年８月２８日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２０１１年４月１２日に米国特許第７９２１６５７号明細書として発行された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＣＲＹＯＧＥＮＩＣ ＣＯＯＬＩＮＧ」と題された米国特許出願第１１／８４６２２６号明細書、２００８年１月２３日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２０１３年１１月２６日に米国特許第８５９１５０３号明細書として発行された、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１２／０１８４０３号明細書、２０１１年３月１１日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、２０１３年３月５日に米国特許第８３８７４０２号明細書として発行された、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＣＲＹＯＧＥＮＩＣ ＣＯＯＬＩＮＧ」と題された米国特許出願第１３／０４６２７４号明細書、２０１３年１１月２２日にピーター・ジェイ．リトラップらが出願し、係属中の、「ＣＲＹＯＴＨＥＲＡＰＹ ＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１４／０８７９４７号明細書、２０１０年７月２９日にアレクセイ・バブキン（Ａｌｅｘｅｉ Ｂａｂｋｉｎ）らが出願し、２０１４年６月３日に米国特許第８７４０８９１号明細書として発行された、「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＭＵＬＴＩ－ＴＵＢＵＬＡＲ ＣＲＹＯＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１２／７４４００１号明細書、２０１０年７月２９日にアレクセイ・バブキンらが出願し、２０１４年６月３日に米国特許第８７４０８９２号明細書として発行された、「ＥＸＰＡＮＤＡＢＬＥ ＭＵＬＴＩ－ＴＵＢＵＬＡＲ ＣＲＹＯＰＲＯＢＥ」と題された米国特許出願第１２／７４４０３３号明細書、および、２０１４年９月２２日にアレクセイ・バブキンらが出願した、「ＥＮＤＯＶＡＳＣＵＬＡＲ ＮＥＡＲ ＣＲＩＴＩＣＡＬ ＦＬＵＩＤ ＢＡＳＥＤ ＣＲＹＯＡＢＬＡＴＩＯＮ ＣＡＴＨＥＴＥＲ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国特許出願第１４／９１５６３２号明細書。上記特定した各米国特許／出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0066】
冷却剤が図３に示すものと同様な熱力学的経路を辿る、標的組織を冷却する方法を、図４のフロー図を用いて示す。ブロック３１０で、冷却剤は、臨界点圧力を超える圧力で生成され、臨界点温度に近い。ブロック３１４で、生成された冷却剤の温度を、より低い温度を有する物質を備える熱交換を通じて下げる。場合によっては、これは、冷却剤の周囲圧力の液体状態を備える熱交換を用いて便利に行える可能性があるが、異なる実施形態では、熱交換は、他の条件で行ってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、作動流体がアルゴンである場合に熱交換に液体窒素を供給する等して、異なる冷却剤を使用してもよいだろう。また、他の代替実施形態では、熱交換は、より低温の環境を形成するためにより低い圧力で冷却剤を供給する等して、周囲圧力とは異なる圧力の冷却剤を用いて行ってもよい。
【0067】
ブロック３１８で、さらに冷却した冷却剤を、ブロック３２２で冷却アプリケーションのために使用してもよい極低温アプリケーションデバイスに提供する。冷却アプリケーションは、対象物が冷却アプリケーションで冷凍されるかどうかに応じて、チリングおよび凍結またはチリングもしくは凍結を含んでもよい。冷却剤アプリケーションの結果として冷却剤の温度が高まり、ブロック３２６で、加熱された冷却剤が制御コンソールに流れる。ある程度のばらつきがあるかもしれないが、冷却剤の圧力は、ブロック３１０から３２６を通じて、一般的に臨界点圧力より高く維持される。これらの段階における冷却剤の熱力学特性の主な変化は、その温度である。そして、ブロック３３０で、加熱された冷却剤の圧力が周囲圧力まで低下させられるので、ブロック３３４で、冷却剤を放出してもよく、またはリサイクルしてもよい。他の実施形態では、ブロック３２６で、残りの加圧冷却剤も、周囲圧力で冷却剤を放出するのではなく、ブロック３１０への経路に沿って戻ってリサイクルしてもよい。
【0068】
冷凍アブレーションカテーテル
本発明の冷凍アブレーション装置の実施形態は、多様な構成を有してもよい。例えば、本発明の一実施形態は、図５Ａに示す可撓性カテーテル４００である。カテーテル４００は、流体源（図示せず）に流体接続されるようになされた、近位に配置されたハウジングまたはコネクタ４１０を含む。
本発明の冷凍アブレーション装置の実施形態は、多様な構成を有してもよい。例えば、本発明の一実施形態は、図５Ａに示す可撓性カテーテル４００である。カテーテル４００は、流体源（図示せず）に流体接続されるようになされた、近位に配置されたハウジングまたはコネクタ４１０を含む。
【0069】
コネクタ４１０から延びている複数の流体移送管４２０が示されている。これらの管は、コネクタから入口流を受け入れるための１組の入口流体移送管４２２と、コネクタ４１０から流れを排出するための１組の出口流体移送管４２４とを含む。
【0070】
実施形態において、流体移送管のそれぞれは、－２００℃から周囲温度までの全温度範囲で可撓性を維持する材料から作られる。実施形態において、流体移送管４２０は、焼鈍ステンレス鋼、またはポリイミド等のポリマーから作られる。このような構成において、材料は、近臨界温度で可撓性を維持しうる。実施形態において、各流体移送管は、約０．１ｍｍから１ｍｍの間（好ましくは約０．２ｍｍから０．５ｍｍの間）の範囲の内径を有する。各流体移送管は、約０．０１ｍｍから０．３ｍｍの間（好ましくは約０．０２ｍｍから０．１ｍｍの間）の範囲の壁厚を有してもよい。
【0071】
流体移送管の端部には、入口流体移送管から出口流体移送管までの流体の移送を提供するためのエンドキャップ４４０が配置されている。エンドキャップ４４０は、非外傷性の先端部を有して示されている。エンドキャップ４４０は、入口流体移送管から出口流体移送管までの流体の移送を提供するための任意な適切な要素であってもよい。例えば、エンドキャップ４４０は、管４２２、４２４を流体接続するのに役立つ内部チャンバ、キャビティ、または通路を画定してもよい。
【0072】
図５Ｂを参照すると、管束４２０を取り囲む外側シース４３０が示されている。外側シースは、管を管状配列に保持し、異物および障害物による貫通または破壊から構造物を保護するのに役立つ。
【0073】
遠位セクションの表面に温度センサ４３２が示されている。温度センサは、隣接する組織に対応する温度を感知する熱電対であってもよく、処理するために、管束のワイヤからコンソールに信号を送り返す。温度センサは、流入と流出との温度差を判定するために、シャフトに沿って、または流体輸送管のうちの１つまたは複数の中の他箇所に配置してもよい。
【0074】
管配列には多くの構成がある。実施形態において、流体移送管は、円形アレイから作られ、１組の入口流体移送管は、円の中心領域を画定する少なくとも１つの入口流体移送管４２２を備えており、１組の出口流体移送管４２４は、円形パターンで中心領域の周りに相隔たる複数の出口流体移送管を備える。図５Ｂに示す構成では、流体移送管４２２、４２４は、この実施形態の部類に入る。
【0075】
動作中、冷却剤／極低温流体は、－２００℃に近い温度で、適切な冷却剤源から供給ラインを通ってカテーテルに届く。冷却剤は、露出した流体移送管によって提供される多管凍結ゾーンを循環し、コネクタに戻る。冷却剤は、入口流体移送管４２２を通って凍結ゾーンに流入し、出口流体移送管４２４を通って凍結ゾーンから流出する。
【0076】
実施形態において、窒素は、流れおよび冷却力を制限するベーパーロックを生じさせないよう、熱負荷の下では小径管の中で気泡を形成しない。少なくとも初期のエネルギー印加期間中に近臨界条件で動作することによって、液相と気相との区別がなくなるためベーパーロックが排除される。最初に近臨界条件で、例えば窒素の場合、－１４７．１５℃の臨界温度近傍の温度で、３．３９６Ｍｐａの臨界圧力近傍の圧力で動作した後、動作圧力は、２０１５年１０月２１日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＭＯＤＵＬＡＴＥＤ ＣＲＹＯＡＢＬＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国特許出願第１４／９１９６８１号明細書に開示され記述されるように低下してもよく、同特許出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0077】
追加の管が冷却剤と組織との間の熱交換面積の実質的な増加を提供することができるため、多管設計は、単管設計よりも好ましい可能性がある。使用する管の数に応じて、冷凍器具は、単一のシャフト／管で同様なサイズの直径を有する従来の設計よりも接触面積を数倍増やすことができる。しかし、本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲に明記している場合を除き、単管または多管設計に制限することを意図していない。
【0078】
冷凍アブレーションコンソール
図６は、台車またはコンソール９６０と、可撓性の細長い管９１０を介してコンソールに着脱可能に接続されている冷凍アブレーションカテーテル９００とを有する冷凍アブレーションシステム９５０を示す。図７に関連して以下でより詳細に説明する冷凍アブレーションカテーテル９００は、組織から熱を除去するための１つまたは複数の流体輸送管を収容する。
図６は、台車またはコンソール９６０と、可撓性の細長い管９１０を介してコンソールに着脱可能に接続されている冷凍アブレーションカテーテル９００とを有する冷凍アブレーションシステム９５０を示す。図７に関連して以下でより詳細に説明する冷凍アブレーションカテーテル９００は、組織から熱を除去するための１つまたは複数の流体輸送管を収容する。
【0079】
コンソール９６０は、例えば、発生器、コントローラ、タンク、バルブ、ポンプ等の多様な構成要素（図示せず）を含んでもよく、または収容してもよい。図６には、ユーザが操作しやすいように台車の上に配置されたコンピュータ９７０およびディスプレイ９８０が示されている。コンピュータは、コントローラ、タイマを含んでもよく、または外部コントローラと通信して、ポンプ、バルブまたは発生器等の冷凍アブレーションシステムの構成要素を駆動してもよい。ユーザがデータを入力して冷凍アブレーションデバイスを制御できるように、マウス９７２およびキーボード９７４等の入力デバイスが設けられていてもよい。
【0080】
実施形態において、コンピュータ９７０は、本明細書で説明するように、冷却剤の流量、圧力および温度を制御するように構成されているかまたはプログラミングされている。ターゲット値およびリアルタイムの測定値は、ディスプレイ９８０に送信され、表示されてもよい。
【0081】
図７は、冷凍アブレーション装置９００の遠位セクションの拡大図を示す。遠位セクション９００は、治療領域９１４が可撓性の保護カバー９２４を含むことを除き、上述した設計と同様である。カバーは、流体輸送管のうちの１つが破損した場合、冷却剤の漏れを封じ込めるのに役立つ。流体送達輸送管のいずれにも漏れは予想または予期されていないが、保護カバーは、追加のまたは冗長なバリアを提供し、これを貫通しなければ、冷却剤が処置中にカテーテルから漏れ出ることはない。実施形態において、保護カバーは、金属から形成してもよい。
【0082】
加えて、輸送管とカバーの内面との間の空間または隙間の中に、治療中のデバイスの熱冷却効率を高めるために熱伝導性の液体を配置してもよい。実施形態において、熱伝導性の液体は水である。
【0083】
カバー９２４は、管状または円筒形状に示されており、遠位先端部９１２で終端する。本明細書で説明するように、冷却領域９１４は、複数の流体送達管および流体戻り管を収容し、治療領域９１４を通じて冷却流体を輸送して、標的組織から熱を伝達／除去させる。実施形態において、冷却剤は、相図の流体の臨界点近傍の物理的条件下で、管束を通じて輸送される。カバーは、特に、冷却流体を封じ込めるとともに、送達管のうちの１つで漏れが生じた場合に、冷却流体がカテーテルから漏れ出るのを防止するのに役立つ。
【0084】
図６から図７にカバーを示しているが、本発明は、添付の特許請求の範囲に記載される場合を除き、そのように制限されることを意図していない。装置は、保護カバーの有無にかかわらず提供され、標的組織を冷却するために使用されてもよい。
【0085】
管内管（ＴＵＢＥ ＷＩＴＨＩＮ ＴＵＢＥ）
図８は、上述した冷却剤送達管から冷却流体／冷却剤が漏れ出た場合に漏れを軽減するための保護手段を有する、本発明の別の実施形態による冷凍アブレーションカテーテル１０１０の部分図を示す。具体的に、カテーテル１０１０は、複数の可撓性多層冷凍エネルギー移送管または可撓性多層冷凍エネルギー移送管の束１０１２を備え、そのそれぞれが同軸配列で２つの管を備える、すなわち、管内管を備える。
図８は、上述した冷却剤送達管から冷却流体／冷却剤が漏れ出た場合に漏れを軽減するための保護手段を有する、本発明の別の実施形態による冷凍アブレーションカテーテル１０１０の部分図を示す。具体的に、カテーテル１０１０は、複数の可撓性多層冷凍エネルギー移送管または可撓性多層冷凍エネルギー移送管の束１０１２を備え、そのそれぞれが同軸配列で２つの管を備える、すなわち、管内管を備える。
【0086】
図９Ａは、図８の線９Ａ－９Ａに沿って切断した断面図を示す。多層管の束１０１２は、流体送達管１０１４および流体戻り管１０１５を並行配列で組み立てた状態で示している。管束１０１２は、４本の流体戻り管１０１５ａ～１０１５ｄおよび８本の流体送達管１０１４ａから１０１４ｈを含む１２本の管／ラインを有して示されている。流体送達管１０１４ａ～１０１４ｈは、流体戻り管１０１５ａ～１０１５ｄの周りに外周囲を形成する。この配列は、より冷たい送達流体／冷却剤が焼灼／冷凍するべき組織に隣接し、より暖かい戻り流体／冷却剤が焼灼／冷凍するべき組織から遮蔽されることを確実にする。
【0087】
図９Ｂは、図９Ａの流体送達管１０１４ｄの拡大断面図を示す。第１または内側の管１０１３は、第２または外側の管１０１８によって同軸上に取り囲まれて示されている。内側管１０１３の外面と外側管１０１８の内面との間の空間または隙間１０２０には、本明細書で説明するように、熱伝導媒体１０２１を充填することが可能である。実施形態において、隙間１０２０は、環状形状を有する。流体送達管１０１４および流体戻り管１０１５のすべてが、管内管構造を有することができる。
【0088】
使用中に冷却流体１０１６の漏れまたは内側管１０１３の破損が生じた場合、冷却流体１０１６は、内側管１０１３と外側管１０１８との間の隙間１０２０の中に封じ込められる。この管内管の特徴は、漏れた流体／冷却剤１０１６をカテーテル内に封じ込めて患者に入ることを防止するので、追加の安全要素をデバイスに付加する。いくつかの実施形態において、隙間１０２０内の熱伝導媒体１０２１の圧力を監視するために、圧力センサ／デバイスまたはゲージを組み込んでもよい。そのため、流体／冷却剤１０１６が内側管１０１３を破って隙間１０２０に漏れた場合、隙間１０２０の圧力、ひいては熱伝導媒体１０２１の圧力が上昇する。万が一閾値限界を超える圧力変化が生じた場合、システムは、アブレーションを停止することによって患者への潜在的な被害を防止してこの圧力変化をユーザ／医師に通知するように、または、アブレーションを停止することによって患者への潜在的な被害を防止するかもしくはこの圧力変化をユーザ／医師に通知するようにプログラミングすることができる。
【0089】
内側管１０１３は、冷却流体を輸送するための他の可撓性管に関連して本明細書で説明するように、製作してもよく、または材料から作ってもよい。
外側管１０１８の材料も、遠位治療セクションの弾性撓みが可能なように可撓性にして、遠位治療セクションが本明細書で開示するようにその形状を変形させられるようにするべきである。いくつかの実施形態において、外側管は、そのサイズおよび形状が該外側管に封じ込められる熱伝導媒体１０２１の存在によって実質的に影響を受けないままであるように、膨らませることができるものでもなく、膨張できるものでもなく、拡張できるものでもない。外側管１０１８の非制限的な例示的な材料には、ポリマーおよび金属または合金が含まれる。外側管１０１８の材料の例は、ニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）またはポリイミドである。
外側管１０１８の材料も、遠位治療セクションの弾性撓みが可能なように可撓性にして、遠位治療セクションが本明細書で開示するようにその形状を変形させられるようにするべきである。いくつかの実施形態において、外側管は、そのサイズおよび形状が該外側管に封じ込められる熱伝導媒体１０２１の存在によって実質的に影響を受けないままであるように、膨らませることができるものでもなく、膨張できるものでもなく、拡張できるものでもない。外側管１０１８の非制限的な例示的な材料には、ポリマーおよび金属または合金が含まれる。外側管１０１８の材料の例は、ニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）またはポリイミドである。
【0090】
管束１０１２を形成する管の数は、幅広くさまざまであってもよい。いくつかの実施形態において、管束１０１２は、５～１５本の管を含み、より好ましくは、流体送達管１０１４と流体戻り管１０１５とを備える８～１２本の管を含む。
【0091】
管束１０１２の断面プロファイルもさまざまであってもよい。図９Ａは、実質的に円形のプロファイルを示しているが、実施形態では、プロファイルは、長方形、正方形、十字もしくはＴ字形、環状もしくは円周状、または上述した配列のいくつかを含め、別の形状のプロファイルであってもよい。管は、２０１４年９月２２日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＥＮＤＯＶＡＳＣＵＬＡＲ ＮＥＡＲ ＣＲＩＴＩＣＡＬ ＦＬＵＩＤ ＢＡＳＥＤ ＣＲＹＯＡＢＬＡＴＩＯＮ ＣＡＴＨＥＴＥＲ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国特許出願第１４／９１５６３２号明細書の図９、図１４および図１６に描かれるように、編組み、編み合わせ、より合わせまたはその他絡み合わせてもよく、同出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0092】
凍結セクションまたは管状束の直径は、さまざまであってもよい。実施形態において、束の直径は、約１～３ｍｍの範囲であり、好ましくは約２ｍｍである。
図９Ｃは、別の管状配列１０１７を有する冷凍アブレーションカテーテルの断面を示す。８本の管状要素（１０１９ａ～１０１９ｄおよび１０２３ａ～１０２３ｄ）は、コア要素１０２５を中心に円周上に相隔てられているかまたは分散されている。好ましくは、図示されるように、流体送達要素／管（１０１９ａ～１０１９ｄ）および流体戻り要素／管（１０２３ａ～１０２３ｄ）は、カテーテルの円周に沿って交互に配置される。
図９Ｃは、別の管状配列１０１７を有する冷凍アブレーションカテーテルの断面を示す。８本の管状要素（１０１９ａ～１０１９ｄおよび１０２３ａ～１０２３ｄ）は、コア要素１０２５を中心に円周上に相隔てられているかまたは分散されている。好ましくは、図示されるように、流体送達要素／管（１０１９ａ～１０１９ｄ）および流体戻り要素／管（１０２３ａ～１０２３ｄ）は、カテーテルの円周に沿って交互に配置される。
【0093】
各内側管要素（例えば、１０１９ａ）は、内側管要素を同軸上に取り囲むことによって、図９Ｂに関して説明したように熱伝導媒体／流体を充填することのできる空間または隙間を生み出す外側管要素（例えば、１０２７ａ）を含む。
【0094】
ステアリング要素、センサおよび他の機能的要素をカテーテルに組み込んでもよい。実施形態において、ステアリング要素は、図９Ｃに図示するメカニカルコア１０２５等のメカニカルコアに組み込まれる。
【0095】
図１０Ａは、図８のカテーテルの細部１０Ａの拡大切断図を示し、カテーテル１０１０の中間セクションの端部１０４０に流体接続されている管束１０１２を示す。
図１０Ｂは、管束１０１２の近位セクションおよびカテーテル１０４０の中間セクションの分解図を示す。流体送達ライン１０１４の外側管状要素／カバー１０１８ａ～１０１８ｄを超えて延びている内側管状要素１０１３ａ～１０１３ｄを有する管束１０１２は、カテーテル１０４０の中間セクションに挿入することができる。
図１０Ｂは、管束１０１２の近位セクションおよびカテーテル１０４０の中間セクションの分解図を示す。流体送達ライン１０１４の外側管状要素／カバー１０１８ａ～１０１８ｄを超えて延びている内側管状要素１０１３ａ～１０１３ｄを有する管束１０１２は、カテーテル１０４０の中間セクションに挿入することができる。
【0096】
図１０Ａ～図１０Ｂを参照すると、流体送達ライン１０１４は、束ね合わされて、メインライン１０３２に挿入／接合されて示されている。管部材間の流体シールを向上させかつ確保するために、接着プラグ１０４２もしくはシール、ガスケット、またはストッパ等を施してもよい。冷却力流体（ＣＰＦ：ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｉｄ）は、流体送達メインライン１０３２から流体送達ライン１０１４に輸送される。
【0097】
内側管状要素１０１３ａ～ｄの近位端からずれている外側管状要素／カバー１０１８ａ～ｄの近位端は、ルーメン１０５０内の熱伝導流体（ＴＣＦ：ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｌｕｉｄ）が多層冷凍エネルギー管状要素のそれぞれの隙間１０２０（図９Ｂ）を満たすことができるように、カテーテルの中間セクション１０４０に挿入されて示されている。液密でロバストな接続を向上させるために、（溶接または接合されている）接着プラグ１０４４を施してもよい。当業者には公知であるように、構成要素を接合するために圧入、熱および他の製作手法を施すことができる。
【0098】
図１１は、遠位治療セクション５１０、ハンドル５２０およびアンビリカルコード５３０を含む別の冷凍アブレーションカテーテル５００を示す。アンビリカルコード５３０の近位端は、コネクタ５４０で終端しており、これがコンソール５５０の差込口５６０に挿入される。
【0099】
１本または複数本の補助コネクタラインが、ハンドル５２０から近位に延びて示されている。管状ライン５７０は、限定ではないが、（ａ）フラッシング、（ｂ）真空、（ｃ）上述した熱伝導流体、および／または（ｄ）温度および圧力センサ導体を含むさまざまな機能を提供する機能を果たす。
【0100】
カテーテル５００も、ハンドル５２０から近位に延びている電気コネクタ５８０を有して示されている。電気コネクタ５８０は、遠位治療セクション５１０で検出される電気情報を解析するためのＥＰ記録システムに連結されてもよい。電気活動を解析するシステムの例は、限定ではないが、米国のＧＥヘルスケア社（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）が製造するＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＣａｒｄｉｏＬａｂ ＩＩ ＥＰ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍおよびボストン・サイエンティフィック・インコーポレイテッド社（Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．）（マサチューセッツ州マールボロ）が製造するＬａｂＳｙｓｔｅｍ ＰＲＯ ＥＰ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍを含む。記録された電気活動は、２０１６年９月１５日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＮＴＡＣＴ ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」と題された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１６／５１９５４号に説明されるように、標的組織との連続接触を評価または検証するためにも使用してもよく、同出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0101】
図１２は、カテーテル５００の遠位セクション５１０の一部の拡大図を示す。リング形の電極６０２、６０４が、シャフト６０６を中心に円周上に配置されている。２つの電極が示されているが、電気活動を感知するために、より多くのまたはより少ない電極がシャフト上に存在してもよい。実施形態において、最大１２個の電極がシャフト上に設けられている。一実施形態において、８個の電極がシャフト６０６に沿って軸方向に相隔てられている。
【0102】
図１３は、線１３－１３に沿って切断した、図１２に示すカテーテルの断面である。カテーテルシャフトは、中心軸に沿って延びているメカニカルコア６２０と、平行に延びているとともにメカニカルコアを中心に円周上に配置されている複数のエネルギー送達管構造物６３０とを有して示されている。
【0103】
各管構造物６３０は、図８～図９に関連して上述した二層と、その間に配置される熱伝導液体層とを有して示されている。
本明細書で説明するさまざまなセンサの導線６２６を収容するための管状ライン６２４が示されている。
本明細書で説明するさまざまなセンサの導線６２６を収容するための管状ライン６２４が示されている。
【0104】
メカニカルコア６２０は、カテーテル遠位治療セクションに、プリセット形状を与えるように構成されてもよい。図１３を参照すると、メカニカルコアは、プリセット形状を有する金属製管状部材６２２を含む。プリセット形状は、標的人体構造と連続接触するように、標的人体構造に合致する。プリセット管状要素６２２の例示的な材料はニチノールである。図１３は、ニチノールを同心状に取り囲む外部層またはカバーも示している。外部カバーは、例えば、ＰＥＴ等の可撓性ポリマーであってもよい。合わせて、内側ＰＥＴ層６２０および外側シャフト層６０６は、複数の管状構造物６３０を収容するために、流体シールされた環状チャンバを形成する。
【0105】
図１４～図１５を参照すると、カテーテル６０８は、外側シース６４２から展開されて示されている。当初、カテーテル遠位セクション６０６は、外側シース６４２のルーメンの中に配置されており、そのプリセット形状を呈することがないようになされている。遠位セクション６０６および外部シース６４２は、互いに対して軸方向に移動する。例えば、カテーテルは、シースから排出されてもよい。カテーテルは、拘束から外れると、図１５に示すようなプリセット形状を呈する。
【0106】
メカニカルコアアセンブリは、カテーテル遠位セクション６０８の形状を偏倚させて、エネルギー送達要素を曲線形状にさせる。実施形態において、カテーテルの形状は、心房粗動を治療するのに便利な右心房に損傷部を形成するようになされている。例えば、図１５に示す形状は、心房粗動を治療するのに便利な右心房の組織の標的ゾーンに合致する湾曲を有する単ループまたは楕円形である。心房粗動を治療するための追加の装置および方法は、２０１４年４月１４日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された、「ＥＮＤＯＶＡＳＣＵＬＡＲ ＮＥＡＲ ＣＲＩＴＩＣＡＬ ＦＬＵＩＤ ＢＡＳＥＤ ＣＲＹＯＡＢＬＡＴＩＯＮ ＣＡＴＨＥＴＥＲ ＨＡＶＩＮＧ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＰＲＥＦＯＲＭＥＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＳＨＡＰＥＳ」と題された米国特許出願第６１／９８１１１０号明細書（現在は国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２４７７８号）に記述されており、どちらの出願の内容も、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0107】
図１６は、遠位治療セクション７１０ハンドル７２０、およびコネクタ７４０で終端するアンビリカルコード７３０を含む別の冷凍アブレーションカテーテル７００を示す。図１１に関連して上述したシステムと同様に、コネクタ７４０は、コンソールの差込口に挿入してもよい。
【0108】
追加ライン７４２、７４４が、ハンドルから近位に延びて示されている。ライン７４２、７４４は、処置中に遠位治療セクション７１０にさまざまな機能性を提供する。例示的な機能性は、限定ではないが、温度、ＥＰ記録、圧力、流体フラッシュ、ソース液体等を含む。
【0109】
図１７は、展開後のカテーテル遠位セクションの拡大図である。治療セクションは、概ねループ状または楕円形７１４を有して示されている。中間セクション７１６は、中心軸７１８から曲げまたは関節を与えて示されている。このような機能性は、治療セクションを組織に連続して直接接触して位置付けるのに役立つ。実施形態において、形状は、左心房に完全なＰＶＩを形成するように構成されている。
【0110】
図１８は、遠位治療セクションの一部の拡大断面図である。カテーテルシャフトは、中心軸に沿って延びているメカニカルコア７５０と、平行に、かつメカニカルコアを中心に円周上に延びている複数のエネルギー送達管構造物７５２とを有して示されている。１つまたは複数のスペア管状要素７５４、７５８を、エネルギー送達要素と組み合わせて外周空間に組む込むことができる。管状要素７５４は、遠位治療セクションに存在するセンサまたはリング電極７５６から電気活動を伝えるために、複数の電気導体を保持する。管状要素７５８は、本明細書で説明するさまざまな機能のために、カテーテルに真空または液体を提供してもよい。
【0111】
メカニカルコア７５０は、治療セクションに軸方向に延びているとともに遠位セクションをプリセット形状（図１７に図示するループ形状等）に偏倚させるために遠位治療セクションに延びている複数の部材７６０、７６２を備えて示されている。具体的には、実施形態において、メカニカルコアは、ニチノールワイヤ等の形状偏倚要素７６０と、プリセット形状の湾曲を調整するために治療セクションの遠位先端部に接続されている軸方向に可動な制御部材７６２とを含むことができる。望まれる場合、コアは、追加のルーメン７６６、７６８を含んでもよい。メカニカルコアは、遠位治療セクションを第１のプリセットループ形状に形成するように作用し、制御部材によって標的組織の表面に連続接触させるようにさらに調整することができる。
【0112】
図１９Ａ～図１９Ｄは、わずかな曲げを有する第１弧状形状から完全なリングまたは円形形状８２０を有する第２構成までの、アブレーションカテーテル８１０の連続展開を示す。カテーテル治療セクションが外側シース８１２に拘束されなくなると、この形となる。
【0113】
図２０Ａ～図２０Ｂは、その径Φ１を縮小してループを調整したことを除き、図１９Ｄのカテーテル８００の拡大図を示す。本明細書で説明するように、遠位治療セクションのシャフトを通って延びている制御部材を引くと、プリセットループΦ１の径が、図２０Ａに示すような径Φ２に縮小される。図２０Ｂは、図２０Ａに示すものよりもさらに小さい径Φ３に調整されたループを示す。
【0114】
ループの径Φは、さまざまであってもよい。実施形態において、ループの径は、２ｃｍから５ｃｍまでの範囲に制御され、実施形態において、好ましくは約２～３ｃｍである。
図２１Ａ～図２１Ｃは、カテーテルの中間セクション８１４の連続的な関節動作を示す。中間セクション８１４は、外側サポートまたは補強構造８１６を有して示されている。実施形態において、サポート層８１６は、ばねまたはコイルである。
図２１Ａ～図２１Ｃは、カテーテルの中間セクション８１４の連続的な関節動作を示す。中間セクション８１４は、外側サポートまたは補強構造８１６を有して示されている。実施形態において、サポート層８１６は、ばねまたはコイルである。
【0115】
【0116】
図２１Ｃは、シャフト軸に対してさらなる関節θ２を有するカテーテル中間セクションを示す。関節の程度は、さまざまであってもよく、以下に説明するように医師が調整してもよい。実施形態において、関節の程度は、中心シャフト軸から最大１２０°であり、より好ましくは最大約９０°である。
【0117】
図２２Ａ～図２２Ｂは、中間セクションを関節動作させる構成要素／構造物の例を示す。構成要素は、コイル８３２、第２プルワイヤ８３４、および背骨部８３６を含む。プルワイヤ８３４は、中間セクションの遠位位置に固定される。プルワイヤを引くと、コイル８３２を撓ませるまたは関節動作させることになる。背骨部８３６は、プルワイヤの正反対に示されている。背骨部は、プルワイヤが引っ込められるとカテーテルが曲がる方向を偏倚させる機能を果たすとともに、プルワイヤが放されるとカテーテルを真っ直ぐに伸ばした位置に戻す機能を果たす。具体的には、プルワイヤが引っ込められると、カテーテルは、プルワイヤ、中心コイル軸、および背骨部を含む平面に沿ってプルワイヤの方に曲がる。
【0118】
さまざまな関節動作する構成要素／構造物は、多様な材料から作ってもよい。例示的な材料には、限定ではないが、ニチノール、ステンレス鋼、または本明細書で説明する機能性を有する他の材料を含む。加えて、構成要素は、ワイヤ、管状要素、またはストック材のシートから製作されてもよい。一実施形態において、コイルおよびばねは、金属合金のシートから一体的に形成される。所望の形状は、関節の偏倚が可能な背骨部とリブ要素とを形成するように機械加工またはレーザー切削されてもよい。撓みを制御するためにばね、プルワイヤおよび背骨部を備えるカテーテルを説明するさらなる詳細については、２０１３年５月３０日に出願され、「Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｃａｔｈｅｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅ Ｔｉｐ」と題された、コヴァルチェク（Ｋｏｖａｌｃｈｅｃｋ）らの米国特許出願公開第２００３／０１９５６０５号明細書も参照のこと。
【0119】
図２３Ａは、アブレーションカテーテルのハンドル８５２の斜視図を示す。可撓性のカテーテルシャフト８５４は、ハンドルの遠位セクション８５６から延びている。アンビリカルコード８５８およびさまざまな他の機能的なラインおよびコネクタ８５９は、ハンドルの近位セクション８６０から近位に延びて示されている。
【0120】
ハンドル８５２は、ユーザがハンドルを掴みやすいように滑らかで緩やかに湾曲した中間セクション８６２を含む、エルゴノミックな設計を有して示されている。
ハンドルは、上述したように展開されるループの径を制御するために、ハンドル本体に対して回転しうる取っ手８６４を備えて示されている。軸方向に可動なハブ８６６が取っ手の近位に示されている。ハブ８６６が前後に動くことは、上述したように、展開されたシャフトを調整または関節動作する機能を果たす。加えて、ハンドルは、全体的に回転して、カテーテルをあちこちの方向に操縦しうる。合わせて、ハンドルは、展開された構造体を回し、関節動作し、その径またはサイズを制御する、便利で半自動の装置となる。
ハンドルは、上述したように展開されるループの径を制御するために、ハンドル本体に対して回転しうる取っ手８６４を備えて示されている。軸方向に可動なハブ８６６が取っ手の近位に示されている。ハブ８６６が前後に動くことは、上述したように、展開されたシャフトを調整または関節動作する機能を果たす。加えて、ハンドルは、全体的に回転して、カテーテルをあちこちの方向に操縦しうる。合わせて、ハンドルは、展開された構造体を回し、関節動作し、その径またはサイズを制御する、便利で半自動の装置となる。
【0121】
図２３Ｂは、分かりやすくするために外部を取り外した、図２３Ａに示すハンドルの部分斜視図を示す。外側ねじ山または歯８７２のセグメントが示されている。歯８７２は、取っ手８６４の溝またはねじ山と噛み合う。歯は、ループの形状または径を変えるための、上述した第１制御部材にリンクされている。取っ手を回転させると、プルワイヤも同時に動く。
【0122】
スライダ８７４もハンドル内に示されている。スライダ８７４は、ハブの動きによりスライダが動くようにハブ８６６に接合される。スライダは、カテーテルシャフトを関節動作させるための、上述した第２制御部材にもリンクされる。外部ハブが医師によって動かされると、第２制御部材は、シャフトを関節動作させる。
【0123】
ハンドルは、取っ手、ハブおよびスライダを有して示されているが、本発明は、そのように制限されることを意図していない。本発明は、上述した機能性をもたらすための他のレバー、ギア、ボタンおよび手段を含むことができる。
【0124】
図２４には、本発明の別の実施形態によるアブレーションカテーテル８８０が図示される。この実施形態において、アブレーションカテーテル８８０は、２つの主要構成要素を備える。すなわち、（ａ）人体の中の対象部位にアブレーションエネルギーを送達するためのアブレーションシャフト／スリーブ８８１と、（ｂ）アブレーションシャフト／スリーブ８８１の中の内部中空キャビティに挿入することが可能なスタイレット８８２。より詳細に以下で述べるように、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の少なくとも一部は、可撓性の材料から作られ、それにより、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の該一部が、アブレーションシャフト／スリーブ８８１に挿入されるとともに形状記憶合金から構成されるスタイレット８８２の形状を呈することができるようにする。本明細書では、任意の適切な冷却剤（例えば、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、水素および酸素であるが、これに限定されない）を用いて組織を冷凍することによって損傷部を形成する冷凍アブレーションカテーテルとして使用するためのアブレーションカテーテル８８０を説明するが、他の実施形態では、アブレーションカテーテルは、例えば、高周波、マイクロ波、レーザーおよび高周波超音波（ＨＩＦＵ：ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）等の他のアブレーションエネルギーを用いて使用することができる。
【0125】
図２４に図示するように、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、ハンドル部（図示していないが、本明細書で開示されるハンドルの実施形態のいずれかに従い構成されてもよい）、第１シャフト部８８３、可撓性シャフト部８８４、可撓性遠位アブレーション部８８５、および遠位アブレーション先端部８８６を含む。いくつかの実施形態において、アブレーションカテーテル８８０は、２０１６年９月１５日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＮＴＡＣＴ ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」と題された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１６／５１９５４号に説明されるように、標的組織との可撓性遠位アブレーション部８８５の連続接触を評価または検証するために、標的組織における電気活動を検出するために使用されうる複数の電極８８７も可撓性遠位アブレーション部８８５上に含んでもよく、同出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、電極８８７は、遠位アブレーション先端部８８６上に含まれてもよい。いくつかの実施形態において、第１シャフト部８８３は、可撓性、半可撓性、半剛性または剛性であってもよい。いくつかの実施形態において、第１シャフト部８８３は、可撓性シャフト部８８４よりも可撓性が低いが、第１シャフト部８８３は、それでもなお、身体の静脈系統を通じて標的組織に送達することができるように可撓性である。
【0126】
いくつかの実施形態において、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、ハンドル部、可撓性シャフト部８８４、可撓性遠位アブレーション部８８５、および遠位アブレーション先端部８８６を備えてもよい。すなわち、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、その全長に沿って可撓性であってもよい。
【0127】
図２５Ａは、図２４の線２５－２５に沿って切断したアブレーションカテーテル８８１の断面図を図示しており、スタイレット８８２は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１に挿入されていない状態である。断面図から分かるように、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、冷却剤を可撓性遠位アブレーション部８８５に輸送するための複数の多層冷却剤送達管／ルーメン８８８と、冷却剤を可撓性遠位アブレーション部８８５から送り出すための複数の多層冷却剤戻り管／ルーメン８８９とを含む。カテーテル制御ワイヤ、電極ワイヤ８９２、または望まれうる任意の他の要素を含んでもよい複数のサービス管／ルーメン８９１も示されている。複数の多層冷却剤送達管／ルーメン８８８、複数の多層冷却剤戻り管／ルーメン８８９および複数のサービス管／ルーメン８９１は、その中にスタイレット８８２を受けるようになされた中空管／ルーメンの周りに円形アレイで配列される。中空管／ルーメン８９０は、ハンドルから少なくとも可撓性遠位アブレーション部８８５までアブレーションシャフト／スリーブ８８１の長さに沿って延びている。
【0128】
図２５Ａは、４本の多層冷却剤送達管８８８、４本の多層冷却剤戻り管８８９、および４本のサービス管／ルーメン８９１を図示しているが、本発明の実施形態は、そのように制限されることを意図しておらず、カテーテルの所望の焼灼力、またはカテーテルを治療のために使用する条件に応じて、任意の数の多層冷却剤送達管８８８、多層冷却剤戻り管８８９およびサービス管／ルーメン８９１を含んでもよい。加えて、図２５Ａは、多層冷却剤送達管８８８、多層冷却剤戻り管８８９およびサービス管／ルーメン８９１の一定の構成、具体的には、多層冷却剤送達管８８８および多層冷却剤戻り管８８９のペアが互いに隣接して配置され、サービス管／ルーメン８９１によって分離されるように図示されているが、本発明の実施形態は、そのように制限されることを意図しておらず、多層冷却剤送達管８８８、多層冷却剤戻り管８８９およびサービスチャネル／管８９１の任意の数の異なる構成を含んでもよい。
【0129】
エアギャップの解消
いくつかの実施形態では、外側シース８２１の内面８２３と中空管／ルーメン８９０の外面８２２（図２５Ａ参照）との間に画定される環状空間８１３は、熱伝導性の液体（図示せず）で満たされ、熱要素８８８、８８９と外側シース８２１との間のエアギャップ／気泡を排除する。外側シースと寒剤供給および戻り管／熱要素８８８、８８９との間のエアギャップは、そのようなギャップが熱要素から標的組織への熱伝導を減少させるため望ましくない。
いくつかの実施形態では、外側シース８２１の内面８２３と中空管／ルーメン８９０の外面８２２（図２５Ａ参照）との間に画定される環状空間８１３は、熱伝導性の液体（図示せず）で満たされ、熱要素８８８、８８９と外側シース８２１との間のエアギャップ／気泡を排除する。外側シースと寒剤供給および戻り管／熱要素８８８、８８９との間のエアギャップは、そのようなギャップが熱要素から標的組織への熱伝導を減少させるため望ましくない。
【0130】
実施形態において、好適な熱伝導性の液体は水である。熱伝導性の液体は、図１１および図１６を参照してそれぞれ説明されたライン５７０および７４２などの作業ラインを介して空間８１３に送達されてもよい。空間８１３からすべての空気が除去されるまで、熱伝導性の水で空間を洗い流すことが行われる。
【0131】
さらに、本明細書に記載されるように、水は、空間８１３を洗い流すために適切な熱伝導性の媒体として説明されるが、本発明の実施形態は、エアギャップをなくし、カテーテルのアブレーション部分内の熱伝導特性を高めるための他の熱伝導性の材料の使用を含む。
【0132】
図２５Ｂを参照すると、カテーテル８８１の別の実施形態の断面が示されている。特に、図２５Ａに示される断面とは異なり。図２５Ｂでは、空間８１３が、固体の熱伝導性材料またはベース材料と高い熱伝導率を有するフィラーとを含むライナー８３３で充填されている。熱伝導性ライナー８３３の例示的なベース材料は、熱エネルギーを伝導するように適合された熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）または熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）を含むが、これらに限定されない。例示的なフィラー材料には、アルミニウム、銅、銀、および金が含まれるが、これらに限定されない。
【0133】
いくつかの実施形態では、フィラーは、本明細書で論じるようにカテーテルアブレーション部分に含まれる電極を絶縁するために、良好な熱伝導率を有し、好ましくは電気絶縁性のセラミック材料であり得る。例示的なセラミックフィラー材料には、限定されないが、ＢＮ（窒化ホウ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）およびＺｎＯ（酸化亜鉛）が含まれる。
【0134】
当業者によって容易に理解されるように、高い熱伝導率を有する任意の材料が、フィラー材料として使用され得る。
ＴＰＥまたはＴＰＵ（ベース材料）には、ベース材料の熱伝導率を高めるために熱伝導剤またはフィラーが添加される。ＴＰＥの一例は、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）であり、アルケマ社（フランス）によって製造された商品名ＰＥＰＡＸ（登録商標）としても知られている。ＴＰＵの一例は、ルーブリゾール社（オハイオ州、ウィックリフ所在）によって製造されているＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（登録商標）である。熱伝導剤またはフィラーの一例は、酸化アルミニウムである。好ましくは、熱伝導性フィラーまたは熱伝導剤は、以下でさらに説明されるように、配合された材料の熱伝導率を高めるかまたは実質的に高める。
ＴＰＥまたはＴＰＵ（ベース材料）には、ベース材料の熱伝導率を高めるために熱伝導剤またはフィラーが添加される。ＴＰＥの一例は、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）であり、アルケマ社（フランス）によって製造された商品名ＰＥＰＡＸ（登録商標）としても知られている。ＴＰＵの一例は、ルーブリゾール社（オハイオ州、ウィックリフ所在）によって製造されているＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（登録商標）である。熱伝導剤またはフィラーの一例は、酸化アルミニウムである。好ましくは、熱伝導性フィラーまたは熱伝導剤は、以下でさらに説明されるように、配合された材料の熱伝導率を高めるかまたは実質的に高める。
【0135】
特定の実施形態では、材料は、重量比で約１０から７０％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を添加したＰＥＢＡであり、特に好ましい実施形態では、材料は、約６５から７５重量％のＡｌ２Ｏ３を添加したＰＥＢＡＸ（登録商標）３５Ｄである。
【0136】
ベース材料（例えば、ＴＰＥまたはＴＰＵ）には、ベース材料をフィラーと混合してペレット状の材料にしてから、添加した材料を熱要素８８８、８８９のライニングに適した望ましいチューブに押し出すことにより、熱伝導性フィラーを添加することができる。
【0137】
実施形態では、ライナー８３３の熱伝導率（Ｋ）が、熱伝導性の添加剤で改変されていないベース材料よりも少なくとも３から５倍、より好ましくは少なくとも５倍大きいように、ベース材料に熱伝導性フィラーが添加される。実施形態では、ライナー８３３の熱伝導率（Ｋ）は、２３℃で少なくとも１Ｗ／ｍ－Ｋであり、０．５Ｗ／ｍ－Ｋから３Ｗ／ｍ－Ｋの範囲である。
【0138】
熱伝導性ライナー８３３は、様々な方法でカテーテルに組み込まれるか、もしくは組み立てられる。いくつかの実施形態では、ライナー８３３は、熱エネルギー要素８８８、８８９およびサービス管８９１上で熱融着される。熱融着工程中に、ライナーは、熱要素８８８、８８９とサービス管８９１との間のエアギャップが完全に満たされ、排除されるまで、熱要素８８８、８８９およびサービス管８９１の周りを溶けて流れる。いくつかの実施形態では、続いて、外側シースが、熱要素およびライナーの上方で適用されて、隙間が残らない。いくつかの実施形態では、ライナー８３３が熱エネルギー要素８８８、８８９およびサービス管８９１の上方で熱融着される場合、外側シースは必要ではない。そのような実施形態では、ライナーがシースとして機能する。シースを追加しても、デバイスまたはカテーテルの剛性が上がるのみである。また、シースが熱伝導性材料で作られていない場合、シースは熱バリアとして機能し得る。
【0139】
医師はエアギャップをなくすためにカテーテル空間８１３に液体を流す必要がないため、熱要素８８８、８８９の周囲に熱伝導性ライナー８３３が存在することによって、医療手順の簡素化および時間の節約など、多くの追加の利点がある。
【0140】
さらに、熱伝導性ライナー８３３は、カテーテルのアブレーション部分をねじれに強くする。外側シース８２１と熱要素８８８、８８９との間に熱伝導性ライナ８３３がない場合、熱要素が外側シース８２１と接触する箇所（一般に熱要素の頂点で生じる）を除いて、熱要素は支持されない。一方、空間８１３が本明細書に記載される熱伝導性ライナ８３３で満たされる場合、ライナの存在および特性は、熱要素８８８、８８９およびサービス管８９１を機械的に支持し、より大きな耐よじれ性を提供する。
【0141】
図２５Ｃを参照すると、カテーテル８８１の別の実施形態の断面が示されている。特に、図２５Ｂに示される断面とは異なり、図２５Ｃのカテーテル８８１は、熱要素８８８、８８９およびサービスチューブ８９２の外側／周囲のみに配置された熱伝導性ライナー８４３を含む。その結果、空気で満たされた空間８５３が、作業ルーメン８９０と内部熱要素８８８、８８９およびサービス管８９２との間に存在する。空気は熱伝導率が低いため、この空間は熱障壁または断熱材として機能する。しかしながら、熱エネルギーを中空管８９０に伝導することを望まないため、断熱空間８５３は不利ではない。さらに、空間８５３を開放したり、熱伝導性ライナー８３３が無い状態にしておくことにより、熱要素８８８、８８９の動きの自由度が高まる。したがって、熱要素８８８、８８９は、中空管／ルーメン８９０に接合／接続されていない。これにより、アブレーションカテーテルの柔軟性が大幅に向上し、曲げ半径をより小さく、かつ形状をより複雑にすることができる。
【0142】
さらに、本明細書に記載される熱可塑性ライナーは、カテーテルの様々な構成要素を互いに接合し、動作中の温度変動に耐えるように適合させることができる。ライナーは、例えば石英などの特定の低ＬＣＴＥ剤をライナーに添加することにより、比較的低い線熱膨張係数（ＬＣＴＥ：ｌｉｎｅａｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）を有するように適合させることができる。実施形態では、ＰＥＢＡＸ（登録商標）には、約６０重量％までの石英が添加される。管の形態であり得る改善されたライナーは、カテーテルの様々な部品を一緒に加熱／接着するために使用され得る。好ましくは、線熱膨張係数は、０．５／Ｋ以下に低減される。結合される部品の例には、係合する熱要素、液体メインから液体サブメインまたは分岐までの液体管、および液体を送達するための、温度変化から生じる熱膨張の影響を受けやすい他の管腔が含まれる。
【0143】
ここで説明する低ＬＣＴＥ強化接着剤は、エポキシ接着剤の使用を必要としない。したがって、低ＬＣＴＥ強化接着剤は接着剤の硬化サイクルを必要とせず、低ＬＣＴＥ強化接着剤はエポキシ接着剤よりも速くなる。実際、熱伝導媒体、ライナーまたは筒のタイプおよび構成は、様々な液体から熱伝導性の固体まで大きく異なり得るものであり、かつ空間８３１３の部分的な充填から空間全体の充填まで大きく異なり得る。
【0144】
図２４および図２５に示されるアブレーションカテーテルの実施形態に関して熱伝導性ライナー８３３について説明したが、熱伝導性ライナー８３３は、本明細書で開示および説明されるアブレーションカテーテルの実施形態のいずれにおいても使用することができる。さらに、本明細書で説明および開示される熱伝導性ライナー８３３の実施形態は、アブレーションカテーテルでの使用に限定されず、部品／要素の熱伝導性を高めるために任意の用途で使用できることは容易に理解されよう。
【0145】
当業者には容易に理解されるように、熱伝導性ライナー８３３の開示および説明された実施形態は、冷却／凍結または加温／加熱のいずれを向上させるかにかかわらず、熱伝導率を高めるために任意の用途で使用できる。したがって、熱伝導性ライナー８３３の開示および説明される実施形態は、限定はしないが、冷凍アブレーション、無線周波数、マイクロ波、レーザー、および高周波超音波（ＨＩＦＵ：ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）を含む多くの異なるアブレーション技術とともに使用できる。
【0146】
図２６は、図２５Ａの多層冷却剤送達管８８８および多層冷却剤戻り管８８９の拡大断面図を示す。第１または内側の管８９３は、第２または外側の管８９４によって同軸上に取り囲まれて示されている。内側管８９３のルーメン８９５は、冷却剤の流れを受け入れるように設計されている。内側管８９３および外側管８９４は、内側管８９３の外面と外側管８９４の内面との間に空間または隙間８９６が作られるように配列される。この隙間８９６には、本明細書で説明するように、熱伝導媒体８９７を充填することが可能である。いくつかの実施形態において、隙間８９６は、環状形状を有する。多層冷却剤送達管８８８および多層冷却剤戻り管８８９のすべては、同様な管内管構造を有することができる。
【0147】
使用中にルーメン８９５を流れる冷却剤の漏れまたは内側管８９３の破損が生じた場合、漏れた冷却剤は、内側管８９３と外側管８９４との間の隙間８９６の中に封じ込められる。この管内管の特徴は、漏れた流体／冷却剤をカテーテル内に封じ込めて患者に入ることを防止するので、追加の安全要素をデバイスに付加する。いくつかの実施形態において、隙間８９６内の熱伝導媒体８９７の圧力を監視するために、圧力センサ／デバイスまたはゲージを組み込んでもよい。そのため、流体／冷却剤が内側管８９３を破って、隙間８９６に漏れた場合、隙間８９６内の圧力、ひいては伝導性媒体８９７の圧力が上昇する。万が一閾値限度を上回る圧力の変化が生じたら、システムは、（ａ）アブレーションを停止することによって患者への潜在的な被害を防止すること、および、（ｂ）この圧力変化を外科医に通知すること、の両方または一方を行うようにプログラミングすることができる。
【0148】
内側管８９３は、冷却剤／冷却流体を輸送するための他の可撓性管に関連して説明するように、製作してもよく、または材料から作ってもよい。外側管８９５も、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の可撓性シャフト部８８４および可撓性遠位アブレーション部８８５の弾性撓みを可能にする可撓性材料から製造して、これらの部分が本明細書で開示するようにスタイレット８８２の形状を呈するようにその形状を変形させられるようにする。いくつかの実施形態において、外側管８９５は、そのサイズおよび形状が該外側管８９５に封じ込められる熱伝導媒体８９７の存在によって実質的に影響を受けないままであるように、膨らませることができるものでもなく、膨張できるものでもなく、拡張できるものでもない。外側管８９５の非制限的な例示的材料には、ポリマーおよび金属または合金が含まれる。外側管８９４の材料の例は、ポリイミドである。
【0149】
可撓性遠位アブレーション部８８５の径は、さまざまであってもよい。いくつかの実施形態において、可撓性遠位アブレーション部８８５の径は、約１～３ｍｍの範囲であり、好ましくは約２ｍｍである。
【0150】
図２７Ａおよび図２７Ｂは、スタイレット８８２をアブレーションシャフト／スリーブ８８１に完全に挿入したアブレーションカテーテル８８０の一実施形態を図示する。
図２８Ａは、図２７Ａの線２８－２８に沿って切断した、図２７のアブレーションカテーテル８８０の断面図を示す。図２８Ａから分かるように、スタイレット８８２は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の中空管／ルーメン８９０に挿入される。先に開示したように、いくつかの実施形態において、スタイレット８８２は、例えば、ニチノール等の形状記憶合金から形成される。
図２８Ａは、図２７Ａの線２８－２８に沿って切断した、図２７のアブレーションカテーテル８８０の断面図を示す。図２８Ａから分かるように、スタイレット８８２は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の中空管／ルーメン８９０に挿入される。先に開示したように、いくつかの実施形態において、スタイレット８８２は、例えば、ニチノール等の形状記憶合金から形成される。
【0151】
図２５Ｂから２５Ｃはスタイレット８８２がアブレーションシャフト８８１の中空管／ルーメン８９０に挿入された状態であることを示す点を除いて、図２８Ｂから２８Ｃは、それぞれ図２５Ｂから２５Ｃに示される断面図と同一の断面図である。
【0152】
図２９に図示するのは、スタイレット８８２の遠位部８９８にプリセットすることのできるサンプル形状である。いくつかの実施形態において、遠位部８９８の長さは、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の可撓性遠位アブレーション部８８５の長さの少なくとも一部に対応する。したがって、スタイレット８８２がアブレーションシャフト／スリーブ８８１の中空管／ルーメン８９０内の適所に収まっており、かつ可撓性遠位アブレーション部８８５が患者内のアブレーション部位に位置付けられている場合、スタイレット８８２の遠位部８９８はそのプリセット形状に変形して、可撓性遠位アブレーション部８８５を、図２７Ｂに図示する対応する形状に変形させる。
【0153】
スタイレット８８２の遠位部８９８の形状は、アブレーションカテーテル８８０を使用して行う処置／治療の種類、および治療を行うことになる患者の人体構造に基づくことができる。したがって、特定の形状／配向を有するあるスタイレット８８２を用いて処置を行い、不完全な損傷部形成が原因でアブレーションが成功しなかった場合、例えば、外科医は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１を患者の体内のその場に残したまま、アブレーションシャフト／スリーブ８８１からスタイレット８８２を取り出すだけで済む。外科医は、次いで、（ａ）前に使用したスタイレット８９８のものとは異なるサイズおよび形状またはサイズもしくは形状の遠位部８９８を有する別のスタイレット８８２を選び、（ｂ）この新たなスタイレット８８２をアブレーションシャフト／スリーブ８８１の中空管／ルーメン８９０に挿入し、（ｃ）アブレーション処置を続けることができる。外科医は、うまくアブレーションを達成する（例えば、損傷部形成を完了する）ために必要な回数だけこれを行うことができる。
【0154】
いくつかの実施形態において、スタイレット８８２の一部分８９９は、所定の関節角度に設定することができ、これは、アブレーションの標的組織に接触するまで可撓性遠位アブレーション部８８５を方向付けるのに役立つであろう。いくつかの実施形態において、スタイレット８８２の関節部８９９は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の可撓性シャフト部８８４に対応する。
【0155】
いくつかの実施形態において、スタイレット８８２は、その長さに沿って異なる可撓性を有するように設計することができる。図３０に図示するように、一実施形態において、スタイレット８８２は、異なる可撓性をもつ部分「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」として特定される３つの部分を有するように設計することができる。スタイレット部分「Ａ」は第１の可撓性を有することができ、部分「Ｂ」は第２の可撓性を有することができ、部分「Ｃ」は第３の可撓性を有することができる。いくつかの実施形態において、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の部分「Ｂ」およびその関連部分は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の部分「Ａ」およびその関連部分を、心臓内の焼灼するべき標的組織と接触するまで操作できるように関節動作する必要がありうるため、部分「Ｂ」は、部分「Ａ」および「Ｃ」よりも可撓性が大きい。アブレーションシャフト／スリーブ８８１の送達中に圧力／力を加えて、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の可撓性遠位アブレーション部８８５に伝達できるようにして、可撓性遠位アブレーション部８８５を標的組織に対して適切な位置まで操作して適所に保持することができるように、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の部分「Ａ」および「Ｃ」ならびにその関連部分は、部分「Ｂ」よりも可撓性が少ない／より剛性または堅さがある必要があるかもしれない。
【0156】
いくつかの実施形態において、スタイレット８８２の部分は、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の対応する部分の可撓性と同様な可撓性を有するように設計することができる。いくつかの実施形態において、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、均一な可撓性を有するように設計することができるが、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の特定の部分の可撓性は、スタイレット８８２の対応する部分の可撓性に基づいて調整または制御することができる。したがって、スタイレット８８２は、カテーテル８８０の可撓性の制御を担いうる。
【0157】
スタイレット８８２の長さに沿った可撓性は、さまざまな方法で変更するかまたは変えることができる。例えば、いくつかの実施形態において、スタイレット８８２を構成する形状記憶材料の特性を変えることができる。変えることのできる１つの特性は、形状記憶合金の遷移温度である。したがって、ある温度で一定の可撓性を有しうる形状記憶合金は、遷移温度を変えたために、同じ温度で異なる可撓性を有することができる。
【0158】
図３１Ａおよび図３１Ｂに図示するように、一実施形態において、スタイレット８８２の長さに沿った可撓性は、スタイレット８８２の径を変更することによって変えることができる。図３１ＡのビューＡの詳細図である図３１Ｂは、スタイレット８８２の部分が径「ｄ１」を有するのに対し、スタイレット８８２の他の部分が、径「ｄ１」よりも小さい径「ｄ２」を有するように、スタイレット８８２から材料を取り除くことができることを示している。このように、「ｄ１」と「ｄ２」とが交互に配置されるいずれかの径を有するスタイレット８８２の部分、または径「ｄ２」で延長長さ「Ｌ２」を有するスタイレット８８２の部分は、一貫した径「ｄ１」を有するスタイレット８８２の部分よりも可撓性が大きい。いくつかの実施形態において、可撓性は、大径部分「ｄ１」および小径部分「ｄ２」のそれぞれの長さ「Ｌ１」および「Ｌ２」に基づいて変えることができる。したがって、大径部分「ｄ１」の長さ「Ｌ１」よりも長さが長い小径部分「ｄ２」の長さ「Ｌ２」を有するスタイレット８８２の部分は、大径部分「ｄ１」の長さ「Ｌ１」よりも長さが短い小径部分「ｄ２」の長さ「Ｌ２」を有するスタイレット８８２の部分よりも可撓性が大きくなる。他の実施形態では、径の異なる任意の数のスタイレット部分、すなわち、任意の長さの「ｄ１」、「ｄ２」、「ｄ３」、「ｄ４」等をスタイレット８８２に所望の可撓性を与えるように設計してもよく、これら径の異なるスタイレット部分は、スタイレット８８２に所望の可撓性を与えるために、任意の順番および構成または任意の順番もしくは構成で配列してもよい。
【0159】
いくつかの実施形態において、図３２Ａ～図３２Ｃに図示するように、スタイレット８８２の部分の可撓性は、複数の円周溝５０００、複数の長手溝５０１０、または複数の穴５０２０を含めて変えることができる。図３２Ａに図示する実施形態において、スタイレット８８２の可撓性は、円周溝５０００の幅「Ｗ１」、隣接する溝５０００間の間隔「Ｓ１」、および円周溝５０００の隣接するセット５０３０間の間隔「Ｌ２」に基づいて変えることができる。このように、（ａ）他の実施形態の円周溝５０００の幅「Ｗ１」よりも大きい幅「Ｗ１」を有する円周溝５０００を有する実施形態、（ｂ）他の実施形態の円周溝５０００間の間隔「Ｓ１」よりも隣接する溝５０００間の間隔「Ｓ１」が近い円周溝５０００を有する実施形態、および（ｃ）他の実施形態よりも円周溝５０００の隣接するセット５０３０間の距離「Ｌ２」が短い円周溝５０００のセット５０３０を有する実施形態は、他の実施形態よりも可撓性が大きくなるであろう。幅「Ｗ１」、間隔「Ｓ１」および距離「Ｌ２」のさまざまな組み合わせは、スタイレット８８２の異なる部分の所望の可撓性を得るように設計することができる。
【0160】
図３２Ｂに図示する実施形態では、スタイレット８８２の可撓性は、長手溝５０１０の幅「Ｗ２」、隣接する溝５０１０間の間隔「Ｓ１」、長手溝５０１０の隣接するセット５０４０間の間隔「Ｌ２」、および長手溝５０１０の長さ「Ｌ３」に基づいて変えることができる。したがって、（ａ）他の実施形態の長手溝５０１０の幅「Ｗ２」よりも大きい幅「Ｗ２」を有する長手溝５０１０を有する実施形態、（ｂ）他の実施形態の長手溝５０１０の長さ「Ｌ３」よりも長い長さ「Ｌ３」を有する長手溝５０１０を有する実施形態、（ｃ）他の実施形態の隣接する長手溝５０１０間の間隔「Ｓ１」よりも隣接する長手溝５０１０間の間隔「Ｓ１」が近い長手溝５０１０を有する実施形態、および（ｄ）他の実施形態よりも長手溝５０１０の隣接するセット５０４０間の距離「Ｌ２」が短い長手溝５０１０のセット５０４０を有する実施形態は、他の実施形態よりも可撓性が大きくなるであろう。幅「Ｗ２」、長さ「Ｌ３」、間隔「Ｓ１」および距離「Ｌ２」のさまざまな組み合わせは、スタイレット８８２の異なる部分の所望の可撓性を得るように設計することができる。
【0161】
図３２Ｃに図示する実施形態において、スタイレット８８２の可撓性は、穴５０２０の径「Ｄ３」、Ｘ方向に隣接する穴５０２０間の間隔「Ｓ１」、Ｙ方向に隣接する穴５０２０間の間隔「Ｓ２」、および穴５０２０の隣接するセット５０５０間の間隔「Ｌ２」に基づいて変えることができる。したがって、（ａ）他の実施形態の穴５０２０の径「Ｄ３」よりも大きい径「Ｄ３」を有する穴５０２０を有する実施形態、（ｂ）他の実施形態のＸ方向に隣接する穴５０２０間の間隔「Ｓ１」よりも、Ｘ方向に隣接する穴５０２０間の間隔「Ｓ１」が近い穴５０２０を有する実施形態、（ｃ）他の実施形態のＹ方向に隣接する穴５０２０間の間隔「Ｓ２」よりも、Ｙ方向に隣接する穴５０２０間の間隔「Ｓ２」が近い穴５０２０を有する実施形態、および（ｄ）他の実施形態よりも穴５０２０の隣接するセット５０５０間の距離「Ｌ２」が短い穴５０２０のセット５０５０を有する実施形態は、他の実施形態よりも可撓性が大きくなるであろう。径「Ｄ３」、間隔「Ｓ１」、間隔「Ｓ２」および距離「Ｌ２」のさまざまな組み合わせは、スタイレット８８２の異なる部分の所望の可撓性を得るように設計することができる。
【0162】
ほとんどの実施形態において、可撓性の程度は、可撓性を変えることが望まれるスタイレット８８２の部分で取り除かれるかまたは残される、スタイレットの材料の量に相関する。より多くの材料が取り除かれたスタイレット８８２の部分は、より少ない材料が取り除かれたスタイレット８８２の部分よりも可撓性が大きくなるであろう。
【0163】
本明細書で開示されるスタイレットの実施形態において、変える部分の組み合わせを使用してもよい。例えば、所望の可撓性は、小径部分を円周溝５０００および／または長手溝５０１０および／または穴５０２０と組み合わせて得ることができる。
【0164】
本明細書で開示する実施形態のマルチプル可撓性は、その長さに沿ってスタイレットの部分の材料を取り除くことによる。取り除かれる材料は、小径部分、円周溝、長手溝、および／または穴、ならびに当業者に容易に明らかになるような任意の他の形状の形態とすることができる。
【0165】
いくつかの実施形態において、アブレーションカテーテル８８０は、さまざまな形状およびサイズを有する複数のスタイレット８８２を備えるキットとしてパッケージ化してもよく、それにより、アブレーション処置中に形成される損傷部のサイズおよび形状に関して医師にさまざまな選択肢を与える。これらのキットは、治療特有のものにすることができる。そのため、特定の処置のための形状およびサイズを有するスタイレットのみをキットに入れることができる。したがって、この実施形態のアブレーションカテーテル８８０は、行う処置に特有のスタイレット８８２を提供することのみに基づいて、多くのさまざまなアブレーション処置に使用することができる、１つのユニバーサルなアブレーションシャフト／スリーブ８８１を設計して構成することを可能にする。１つのユニバーサルなアブレーションシャフト／スリーブ８８１を構成することは、異なる形状と異なるハンドルの機能性とを有するように設計される複数のアブレーションカテーテルを構成しなければならないことよりもコスト効率がよく、高い生産率をもたらす。
【0166】
いくつかの実施形態において、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、スタイレット８８２をそれに挿入しなくても、アブレーションを行うために使用することができる。
【0167】
より詳細に以下で述べるように、使用時、アブレーションシャフト／スリーブ８８１は、身体の対象エリアに、いくつかの実施形態においては、例えば、心房細動を治療するために心臓の左心房に、または心房粗動を治療するために右心房に、または心室頻拍を治療するために左右の心室に、送達カテーテルを通じて送達される。アブレーションシャフト／スリーブ８８１が適所になった後、行うアブレーション治療および患者の人体構造に応じて、外科医は、使用するスタイレット８８１を選ぶ。次いで、スタイレット８８２の遠位部８９８が可撓性遠位アブレーション部８８５内の適所に収まるまで、外科医は、このスタイレット８８１を、カテーテルハンドルを通じて、アブレーションシャフト／スリーブ８８１の中空管／ルーメン８９０に挿入する。一旦適所に収まると、スタイレット８８２の遠位部８９８の形状記憶特徴が、遠位部８９８をそのプリセット形状に変形させ、それによって、可撓性遠位アブレーション部８８５を対応する形状に変形する。こうして、外科医は、アブレーション治療に移ることができる。
【0168】
用途
本明細書で説明する冷凍アブレーション装置の実施形態（カテーテル、プローブ等）は、例えば、血管内ベースの心臓アブレーション、より具体的には、心房細動の血管内ベースの心臓アブレーション治療を含め、幅広い範囲の診断および治療用途を有する。
本明細書で説明する冷凍アブレーション装置の実施形態（カテーテル、プローブ等）は、例えば、血管内ベースの心臓アブレーション、より具体的には、心房細動の血管内ベースの心臓アブレーション治療を含め、幅広い範囲の診断および治療用途を有する。
【0169】
図３３は、心房細動の治療のための肺静脈隔離（ＰＶＩ：ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）術における標的アブレーション損傷部の例を示す。
右心房２、左心房３、右心室４および左心室５を含む心臓１の基本構造を図３３に示す。血管は、大動脈６（大腿動脈を通してアクセスされる）、上大静脈６ａ（鎖骨下静脈を通してアクセスされる）、および下大静脈６ｂ（大腿静脈を通してアクセスされる）を含む。
右心房２、左心房３、右心室４および左心室５を含む心臓１の基本構造を図３３に示す。血管は、大動脈６（大腿動脈を通してアクセスされる）、上大静脈６ａ（鎖骨下静脈を通してアクセスされる）、および下大静脈６ｂ（大腿静脈を通してアクセスされる）を含む。
【0170】
ＰＶＩ術の例示的な標的損傷部は、すべての左肺静脈（ＰＶ：ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ）を取り囲んで隔離する損傷部８、およびすべての右肺静脈（ＰＶ）を取り囲んで隔離する損傷部９を含む。本明細書でさらに詳しく述べるように、本発明は、治療の効果を高めるために、追加損傷部の施術または作成を含んでもよい。また、以下の考察は主にＰＶＩを行う実施形態に焦点を当てているが、これらの損傷部を生じさせるための、本明細書で説明する技術および処置は、心臓の中および周囲ならびに他の器官に他の損傷部を形成するために使用することができることは理解されるべきである。例えば、国際公開第２０１３／０１３０９８号および国際公開第２０１３／０１３０９９号にそれぞれ対応する、コックスらの国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０４７４８４号およびコックスらの国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０４７４８７号であり、これら各文献の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0171】
図３４は、カテーテルの遠位治療セクションを用いて左心房に到達する一手法を示す。この処置は、意識下鎮静法、または望まれる場合には全身麻酔で行われてもよい。
末梢静脈（大腿静脈ＦＶ：ｆｅｍｏｒａｌ ｖｅｉｎ等）に針を刺す。穿刺した創傷は、イントロデューサシースを収容するのに十分なサイズまで拡張器で拡張し、少なくとも１つの止血弁付きイントロデューサシースを、適切な止血を保ちながら、拡張した穿刺創傷内に着座させる。
末梢静脈（大腿静脈ＦＶ：ｆｅｍｏｒａｌ ｖｅｉｎ等）に針を刺す。穿刺した創傷は、イントロデューサシースを収容するのに十分なサイズまで拡張器で拡張し、少なくとも１つの止血弁付きイントロデューサシースを、適切な止血を保ちながら、拡張した穿刺創傷内に着座させる。
【0172】
イントロデューサシースをその場に据えたまま、ガイディングカテーテル１０またはシースをイントロデューサシースの止血弁を通して導入し、末梢静脈に沿って、標的心臓領域（例えば、大静脈、右心房２内）まで進める。透視撮影法を使用して、選択した部位にカテーテルを案内することができる。
【0173】
右心房２に入ると、ガイディングカテーテルの遠位先端部が、心房内隔壁の卵円窩に当てて位置付けられる。それから、針またはトロカールを、卵円窩を穿刺するまでガイドカテーテルを通じて遠位に進める。針と一緒に個別の拡張器も卵円窩を通して進めてもよく、ガイディングカテーテルを着座させるために、中隔を通るアクセスポートを準備する。その後、中隔を貫通した針がガイディングカテーテルに置き換えられ、卵円窩を通してガイディングカテーテルを左心房内に着座させることによって、ガイディングカテーテル自体の内側ルーメンを通して左心房に入る、デバイス用のアクセスを提供する。
【0174】
上記ツールの配置は、以下のうちの１つまたは複数からの支援を用いて行ってもよい。すなわち、透視法、心内圧、経食道心エコー法（ＴＥＥ：ｔｒａｎｓｅｓｏｐｈａｇｅａｌ ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）、および心腔内心エコー法（ＩＣＥ：ｉｎｔｒａｃａｒｄｉａｃ ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）。
【0175】
図３５～図３８は、心房細動等のさまざまな心疾患を治療するために、左心房内および肺静脈入口部の周りにリング形のカテーテルを展開する方法を示す。
まず図３５を参照すると、心臓の断面図は、右心房ＲＡ ２、左心房ＬＡ ３、左上肺静脈ＬＳＰＶ入口部、および左下肺静脈ＬＩＰＶ入口部を含む。ガイドカテーテル２１００が、中隔を通して左心房内まで延びているところを示している。
まず図３５を参照すると、心臓の断面図は、右心房ＲＡ ２、左心房ＬＡ ３、左上肺静脈ＬＳＰＶ入口部、および左下肺静脈ＬＩＰＶ入口部を含む。ガイドカテーテル２１００が、中隔を通して左心房内まで延びているところを示している。
【0176】
図示していないが、心臓の電気信号を監視するために、左心房のＬＳＰＶの入口部にマッピングカテーテルを位置付けてもよい。マッピングカテーテルは、例えば、冠状静脈洞（ＣＳ：ｃｏｒｏｎａｒｙ ｓｉｎｕｓ）等の他の位置に配置してもよい。マッピングカテーテルの例は、ＷＥＢＳＴＥＲ（登録商標）ＣＳ双方向カテーテルおよびＬＡＳＳＯ（登録商標）カテーテルを含み、そのいずれもバイオセンス・ウェブスター・インコーポレイテッド社（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ Ｉｎｃ．）（米国カリフォルニア州ダイヤモンドバー、９１７６５）が製造する。マッピングおよび冷凍治療システムの別の例は、ミハリク（Ｍｉｈａｌｉｋ）の米国特許出願公開第２０１５／００１８８０９号明細書に開示される。
【0177】
任意で、損傷部を形成することから生じる二次的な損傷を軽減するために、食道に食道加温バルーンを配置してもよい。食道加温バルーンは、低温が食道の細胞の内側層に達するのを防ぎ、例えば、左房－食道瘻の形成を防止することができる。使用してもよい適切な食道加温バルーン装置の例は、２０１４年１０月１２日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＥＮＤＯＥＳＯＰＨＡＧＥＡＬ ＢＡＬＬＯＯＮ ＣＡＴＨＥＴＥＲ，ＳＹＳＴＥＭ，ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題された米国特許出願第１５／０２８９２７号明細書に説明されており、その内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0178】
図３６は、ガイドシース２１００を通じて進めた冷凍アブレーションカテーテル２１１６の遠位セクションを示す。エネルギー要素２１１８は、本明細書で開示および説明されるように形成される円形形状を有し、心内膜に当てて圧迫されて示されている。本明細書で説明されるように、形状は、組織と連続接触させ、すべての左ＰＶ入口部を囲む楕円形または円形形状の連続損傷部（図３３に図示する損傷部８等）を形成するように調整してもよい。
【0179】
実施形態において、ループの径を縮小し、シャフトの中間セクションを関節動作させ、カテーテル遠位セクションを回転または操縦することによって、形状が修正される。展開、径制御、操縦および関節動作のステップは、合わせて、ループの全周を、心内膜組織と連続接触させて配置することができる。例えば、遠位治療セクションに冷却剤を流す等して遠位治療セクションにエネルギーを印加すると、図３３に図示する損傷部８等、左肺静脈入口部すべてを囲む連続した細長いリング形の損傷部（凍結組織）が形成される。
【0180】
図３７は、例えば図３３に図示する損傷部９等、右上肺静脈（ＲＳＰＶ：ｒｉｇｈｔ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ）入口部および右下肺静脈（ＲＩＰＶ：ｒｉｇｈｔ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ）入口部の周りのリング形の損傷部の形成を示す。図３５～図３６に図示するやや線状（ストレートショット（ｓｔｒａｉｇｈｔ ｓｈｏｔ））の位置付けに対し、図３７に図示するカテーテルの首領域２１１６は、ほぼ１８０°撓んで右肺静脈に向けられている。エネルギー要素部２１１８は、ＲＳＰＶおよびＲＩＰＶ入口部の周りに位置付けられる。
【0181】
図３７は、円形形状に展開されて心内膜を収縮させる、エネルギー要素２１１８を示す。本明細書で説明するように、ＲＳＰＶおよびＲＩＰＶの入口部を包み込むまたは取り囲む細長いリング形の連続損傷部を形成するために、組織によりよく接触するように形状を調整してもよい。
【0182】
左上肺静脈（ＬＳＰＶ：ｌｅｆｔ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ）入口部および左下肺静脈（ＬＩＰＶ：ｌｅｆｔ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ｖｅｉｎ）入口部を取り囲むために、同様な細長いリング形の連続損傷部を形成することができる。
【0183】
図３８は、左心房の後壁に向かうように撓むカテーテル２１１６を示す。エネルギー要素部２１１８は、先に形成された左右の損傷部と重ねて、ループを形成するように操作され、後壁に当てて圧迫される。
【0184】
任意で、図示していないが、ガイドワイヤをガイドシースから進めて、カテーテル治療セクションを適所に誘導するために使用することができる。
損傷部およびパターンの形状は、さまざまであってもよい。実施形態において、かつ図３９を参照すると、ＰＶＩ術で複数の肺静脈入口部を取り囲む「ボックス形」損傷部９００が示されている。ボックス形損傷部は、左心房の左右両側の肺静脈入口部を取り囲む。
損傷部およびパターンの形状は、さまざまであってもよい。実施形態において、かつ図３９を参照すると、ＰＶＩ術で複数の肺静脈入口部を取り囲む「ボックス形」損傷部９００が示されている。ボックス形損傷部は、左心房の左右両側の肺静脈入口部を取り囲む。
【0185】
ボックス形損傷部９００は、さまざまな方法で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、ボックス形損傷部は、同様なまたは異なる形状（例えば、卵形、楕円形、リング等）を有することのできる損傷部の組み合わせに重ねて、全体としてより大きな連続損傷部を形成することによって形成され、これは、図３９に図示するボックス状形状９００を有してもよい。
【0186】
図４０に図示する図および図４１に示す対応するフロー図を参照して、すべての肺静脈（ＲＳＰＶ、ＲＩＰＶ、ＬＳＰＶおよびＬＩＰＶ）入口部を取り巻く／囲むボックス形損傷部を左心房に形成する方法１０００を説明する。
【0187】
ステップ１０１０は、例えば、ガイドシースを使用して行うことができる、冷凍アブレーションカテーテルを左心房に進めることを示す。
ステップ１０２０は、カテーテルの治療セクション（エネルギー要素部２１１８）を左心房の片側に誘導して、心房のその側の上下肺静脈の前庭部に入れることを示す。
ステップ１０２０は、カテーテルの治療セクション（エネルギー要素部２１１８）を左心房の片側に誘導して、心房のその側の上下肺静脈の前庭部に入れることを示す。
【0188】
ステップ１０３０は、カテーテルの治療セクション（エネルギー要素部２１１８）を操作して、ループ状形状を形成し、心房のその側の上下静脈入口部を囲むように組織と全周組織接触させるようにループのサイズを調整することを示す。
【0189】
ステップ１０４０は、組織の接触を検証することを示す。このステップは、例えば、２０１６年９月１５日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＮＴＡＣＴ ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」と題された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１６／５１９５４号に開示および傍接されるように、遠位治療セクションに取り付けられている電極を使用して行ってもよく、同出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。組織の心電図（ＥＣＧ：ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）は、ＥＰ記録システムを利用して表示してもよい。
【0190】
任意で、食道バルーン（ＥＢＢ：ｅｓｏｐｈａｇｅａｌ ｂａｌｏｏｎ）（上述したとおり）が心臓付近の食道内を進む。ＥＢＢは、膨らませられて、アブレーション治療の期間中、熱伝導液体がバルーンを循環する。本明細書で説明するように、ＥＥＢは、アブレーションサイクル中に組織を温めることによって、アブレーションゾーンに隣接する組織への二次的な損傷を最小限にする。
【0191】
ステップ１０５０は、組織を凍結して、左心房の第１の側で肺静脈入口部を囲む／取り囲む第１連続損傷部（例えば、図４０の左側損傷部９０１）を形成することによってアブレーションを行うことを示す。組織凍結の継続時間は、最大３分以上、一般的には、約１分から３分までの範囲であり、好ましくは約２分でありうる。実施形態において、凍結ステップは、途切れのないアブレーションエネルギーの単回印加を含む。
【0192】
いくつかの実施形態において、エネルギー印加の持続時間は、およそ１０から６０秒までの範囲であり、およそ３０秒以下のこともある。
凍結サイクルの持続時間は、さまざまであってもよい。医師または電気生理学専門医は、所望のように凍結サイクルを終えることを選択することができる（例えば、予定期間が経過した後または前）。早期終了の理由の例には、カテーテルを再配置したいという希望、カテーテルと組織の接触を改善したいという希望、または安全上の問題が含まれる。
凍結サイクルの持続時間は、さまざまであってもよい。医師または電気生理学専門医は、所望のように凍結サイクルを終えることを選択することができる（例えば、予定期間が経過した後または前）。早期終了の理由の例には、カテーテルを再配置したいという希望、カテーテルと組織の接触を改善したいという希望、または安全上の問題が含まれる。
【0193】
ステップ１０６０は、アブレーションが完了したことを確認することを示す。遠位治療セクション上の電極からの電気活性を監視してもよい。凍結中、心電図（ＥＣＧ）は、凍結用先端部に接触している組織および血液の凍結に起因して、異常な信号を示すだろう。しかし、凍結の完了後は、組織の壊死に起因して、ＥＣＧは、組織内の電圧電位の信号または証拠を示すはずがない。
【0194】
しかし、凍結ステップ後に、組織にまだ電気活動があることを示すＥＣＧ信号／特徴が再び現れる場合、これは、アブレーションが完了しておらず、ＰＶＩが達成されなかった可能性があることの証拠である。ＰＶＩが達成されなかった場合、上述した適用可能なステップを繰り返すことができる。
【0195】
いくつかの実施形態において、同じ位置で再度凍結を開始することができる。または、カテーテルの位置を変えるか、または別様に調整して、標的組織とよりよく接触させるようにしてもよい。それから、追加の凍結を行ってもよい。
【0196】
追加凍結を行うことは、肺静脈間の距離が異常に大きい場合に特に有益であることがある。肺静脈間の距離が異常に大きい場合、１つだけの連続損傷部での肺静脈入口部の隔離は難題である。異常に拡大した心臓をもつ患者の部分母集団においては、肺静脈入口部の周りに追加の損傷部を形成することは、完全で耐久性のあるＰＶＩの確率を高める。
【0197】
加えて、いくつかの状況においては、１本の静脈に適応させるためにアブレーションループを狭めることが望ましい可能性がある。実施形態において、方法は、１本の静脈口の周りで１本の静脈の隔離を行うことを含む。カテーテルループの径は、複数の静脈を隔離するための比較的大きなサイズから、１本の静脈の適用可能なサイズに縮小する。実施形態において、１本の静脈の隔離は、より大きな、複数の静脈の隔離の後に行う。
【0198】
ステップ１０７０は、適用可能なステップを左心房の他方側の肺静脈に繰り返すことを示す。すなわち、例えば、左静脈前庭部を隔離した後、カテーテルループを左静脈前庭部に誘導して、第２の右側損傷部（例えば、図４０の損傷部９０２）を形成するためにすべての関連ステップを繰り返すべきである。
【0199】
ステップ１０８０は、適用可能な前述のステップを後壁損傷部（図４０の損傷部９０３）に繰り返すことを示す。ＬＳＰＶおよびＬＩＰＶ前庭部ならびにＲＳＰＶおよびＲＩＰＶ静脈前庭部をどちらも隔離したら、カテーテルのループ状の治療セクションを左心房の後壁に誘導する。
【0200】
任意で、ＥＢＢを食道で膨張させて、後壁のアブレーションに先立って作動させる。後損傷部について、左右の損傷部を形成するための他の適用可能なステップを繰り返す。後損傷部９０３は、より中央に位置付けられ、図４０では左右の前庭部損傷部（それぞれ９０１および９０２）に重ねて示されている。損傷部９０３も、左心房の底から天井まで延びて示されている。
【0201】
方法は、左肺静脈、右肺静脈および後壁損傷部を形成するための特定の順序を説明しているが、本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲に明記される場合を除き、そのように制限されることを意図していない。損傷部を形成する順序は異なっていてもよい。例えば、実施形態において、右側または後損傷部を左側損傷部よりも先に行ってもよい。
【0202】
合わせて図３９および図４０から分かるように、複数の独立した損傷部（９０１、９０２、９０３）は、左心房のすべての側（左、右、上および下）のすべての肺静脈入口部を囲む複合的なボックス状形状の連続損傷部９００（図３９）を形成する。実施形態において、小損傷部の総体は、ボックス、四角形または長方形の形状の囲いを形成する。実施形態において、小損傷部の総体は、ボックス、四角形または長方形の形状の囲いを形成する。この複合的な連続損傷部９００を形成するためのアブレーションを行うことで、左心房のすべての肺静脈入口部が効果的に電気的に隔離される。
【0203】
発作性心房細動に加えて心房粗動のある患者および非発作性心房細動のある患者においては、図３９～図４１を参照して上述した損傷部（９０１、９０２、９０３）の形成に加えて、僧帽弁を隔離する追加の損傷部を形成する必要があるだろう。発作性心房細動に加えて心房粗動のある患者および非発作性心房細動のある患者においては、図３９～図４１を参照して上述した損傷部（９０１、９０２、９０３）の形成に加えて、僧帽弁を隔離する追加の損傷部を形成する必要があるだろう。図４２に図示するように、これらの患者には、僧帽弁９６０の周りに流れる電気活動／電流９５０がある。そのため、これらの患者を治療するには、この電気活動／電流９５０の流れを遮断して停止／防止しなければならない。図４３Ａおよび図４３Ｂに図示するのは、電流９５０の流れを遮断するために形成することのできる損傷部の実施形態である。図面から分かるように、この僧帽弁損傷部９７５は、左肺静脈損傷部９０１、右肺静脈損傷部９０２および後壁損傷部９０３によって形成されるボックス状損傷部９００とつながる。
【0204】
図４３Ａに図示するように、一実施形態において、僧帽弁損傷部９７５は、僧帽弁９６０（僧帽弁輪）付近から延びて、電流９５０の流路および損傷部９００と交差する。この実施形態および他の実施形態において、僧帽弁損傷部９７５は、少なくとも電流９５０の流路および損傷部９００と交差することが重要である。そのため、僧帽弁損傷部９７５は、それが電流９５０の流路と交差し、損傷部９００とつながる限り、左心房内のさまざまな位置に形成することができる。この種の損傷部は、カテーテルの治療セクションの形状を修正することによって形成することができる。
【0205】
図４３Ｂに図示する実施形態において、左肺静脈損傷部９０１、右肺静脈損傷部９０２および後壁損傷部９０３を形成するために使用されるカテーテルの同じループ状治療セクションを使用して、僧帽弁損傷部９７５を形成することができる。図４３Ｂから分かるように、ループ状または円形の僧帽弁損傷部９７５を形成することは、損傷部９７５を複数の点（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）で電流９５０の流路および損傷部９００と交差させることになり、それによって処置の成功率が高まる。
【0206】
必要であれば、僧帽弁損傷部９７５は、図４１に関して上述したボックス状損傷部９００を形成した後に形成することができる。ボックス状損傷部９００を形成した後のステップ１０９０として僧帽弁損傷部９７５を形成することを含む処置を行うための方法１１００を、図４４に示すフロー図に記載する。左肺静脈損傷部９０１、右肺静脈損傷部９０２、後壁損傷部９０３および僧帽弁損傷部９７５を形成するための処置で使用されるステップは、処置の後ですべての肺静脈入口部が隔離されて電流９５０の流路が遮断される限り任意の順序で行うことができることは、当業者には容易に明らかであろう。
【0207】
別の実施形態において、持続性心房細動に罹患している一部の患者においては、右心房２に線状の損傷部が必要である可能性がある。図４５に図示するように、この線状損傷部２５００は、下大静脈（ＩＶＣ：Ｉｎｆｅｒｉｏｒ Ｖｅｎａ Ｃａｖａ）６ｂの入口と三尖弁（ＴＶ：Ｔｒｉｃｕｓｐｉｄ Ｖａｌｖｅ）２５１０の弁輪とをつなぐために作られ、大静脈三尖弁輪間峡部（ＣＴＩ：Ｃａｖａ Ｔｒｉｃｕｓｐｉｄ Ｉｓｔｈｍｕｓ）２５２０を貫通する。このＣＴＩ損傷部は、例えば、右心房粗動と右心房で生じる他の不整脈との両方または一方等、右心房での潜在的なリエントリー回路の大半を防止／遮断するために使用される。この種の損傷部は、２０１６年１０月１５日にアレクセイ・バブキンらが出願し、本発明の譲受人に譲渡された、「ＥＮＤＯＶＡＳＣＵＬＡＲ ＮＥＡＲ ＣＲＩＴＩＣＡＬ ＦＬＵＩＤ ＢＡＳＥＤ ＣＲＹＯＡＢＬＡＴＩＯＮ ＣＡＴＨＥＴＥＲ ＨＡＶＩＮＧ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＰＲＥＦＯＲＭＥＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＳＨＡＰＥＳ」と題された米国特許出願第１５／３０４５２４号明細書に説明されており、同出願の内容は、あらゆる目的において、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0208】
いくつかの実施形態において、一定の患者については、図３９～図４１を参照して上述した損傷部（９０１、９０２、９０３）を形成することに加えて、図４５を参照して上述したＣＴＩ損傷部２５００を形成する必要があるだろう。左肺静脈損傷部９０１、右肺静脈損傷部９０２、後壁損傷部９０３およびＣＴＩ損傷部２５００を形成するための処置で使用されるステップは、処置の後ですべての肺静脈入口部が隔離されて右心房の潜在的なリエントリー回路の大半が遮断／防止される限り任意の順序で行うことができることは、当業者には容易に明らかであろう。
【0209】
いくつかの実施形態において、一定の患者については、図３９～図４１を参照して上述した損傷部（９０１、９０２、９０３）および図４３Ａ、図４３Ｂおよび図４４を参照して上述した僧帽弁損傷部９７５を形成することに加えて、図４５を参照して上述したＣＴＩ損傷部２５００を形成する必要があるだろう。左肺静脈損傷部９０１、右肺静脈損傷部９０２、後壁損傷部９０３、僧帽弁損傷部９７５およびＣＴＩ損傷部２５００を形成するための処置で使用されるステップは、処置の後ですべての肺静脈入口部が隔離され、電流９５０の流路が遮断され、右心房の潜在的なリエントリー回路の大半が遮断／防止される限り任意の順序で行うことができることは、当業者には容易に明らかであろう。
【0210】
上記教示に照らして、本発明の多くの修正および変型が可能である。そのため、具体的に述べられたもの以外でも、添付の特許請求の範囲内で本発明が実施されうることは理解されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図22A】
【図22B】
【図23A】
【図23B】
【図24】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図28A】
【図28B】
【図28C】
【図29】
【図30】
【図31A】
【図31B】
【図32A】
【図32B】
【図32C】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43A】
【図43B】
【図44】
【図45】