特表 2024-507847 選択的に絶縁された超音波トランスデューサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-21

(54)【発明の名称】選択的に絶縁された超音波トランスデューサ

(51)【国際特許分類】

   A61N 7/00 20060101AFI20240214BHJP

   H04R 31/00 20060101ALI20240214BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

A61N7/00

H04R31/00 330

H04R17/00 330H

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023550221

(86)(22)【出願日】2022-01-06

(85)【翻訳文提出日】2023-08-21

(86)【国際出願番号】 IB2022050102

(87)【国際公開番号】W WO2022175754

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】63/151,514

(32)【優先日】2021-02-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/457,997

(32)【優先日】2021-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】512046383

【氏名又は名称】大塚メディカルデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100107537

【弁理士】

【氏名又は名称】磯貝 克臣

(72)【発明者】

【氏名】ティルマライ シュルティ アール

(72)【発明者】

【氏名】トーマス ルイス ジェイ

(72)【発明者】

【氏名】メリノ ジェイミー

【テーマコード（参考）】

4C160

5D019

【Ｆターム（参考）】

4C160JJ22

4C160JJ50

4C160MM32

5D019AA19

5D019BB02

5D019BB10

5D019BB25

5D019FF04

(57)【要約】

本明細書には、選択的に絶縁されて、それによって当該トランスデューサの電極間に短絡を引き起こすことなく当該トランスデューサが導電性流体にさらされることを可能にする、超音波トランスデューサが開示される。このようなトランスデューサは、互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有する圧電トランスデューサ本体を備える。当該超音波トランスデューサは、また、前記第１面上に配置された第１電極と、前記第２面上に配置された第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の一方のみを覆って当該超音波トランスデューサが導電性流体内に配置される時に前記第１電極と前記第２電極との間の電気伝導を抑制するように構成された電気絶縁体と、を備える。このようなトランスデューサを含む装置及びシステムも、開示される。関連する方法も、本明細書に開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波トランスデューサであって、
互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有する圧電トランスデューサ本体と、
前記第１面上に配置された第１電極と、
前記第２面上に配置された第２電極と、
前記第１電極を覆って、当該超音波トランスデューサが導電性流体内に配置される時に前記第１電極が当該導電性流体と接触するのを抑制し、それによって当該超音波トランスデューサが前記導電性流体内に配置される時に前記第１電極と前記第２電極との間の電気伝導を抑制する、ように構成された電気絶縁体と、
を備え、
前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われておらず、
前記第２電極が電気絶縁体によって覆われていないことにより、当該超音波トランスデューサが前記導電性流体内に配置される時、前記第２電極は前記導電性流体と接触することになる
ことを特徴とする超音波トランスデューサ。

【請求項2】

前記圧電トランスデューサ本体は、前記第１電極と前記第２電極との間の電圧の印加に応答して超音波を生成するように構成されており、
前記第１電極を覆う前記電気絶縁体は、当該超音波トランスデューサが前記導電性流体内に配置されて前記第１電極と前記第２電極との間に前記電圧が印加される時に、前記第１電極と前記第２電極との間で短絡が生じることを抑制する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項3】

前記圧電トランスデューサ本体は、内面及び外面を有する圧電材料の中空管を有しており、
前記内面は、前記圧電トランスデューサ本体の前記第１面及び前記第２面のうちの一方であり、
前記外面は、前記圧電トランスデューサ本体の前記第１面及び前記第２面のうちの他方であり、
前記第１電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの一方上に配置されており、
前記第２電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの他方上に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項4】

前記第１電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記外面上に配置されており、
前記第２電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記内面上に配置されており、
前記電気絶縁体は、前記圧電材料の前記中空管の前記外面上に配置された前記第１電極を覆っており、
前記圧電材料の前記中空管の前記内面上に配置された前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われていない
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項5】

前記圧電材料の前記中空管は、円筒形状である
ことを特徴とする請求項３または４に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項6】

前記圧電トランスデューサ本体は、８．５～９．５ＭＨｚの周波数範囲内の音響エネルギを送達するように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項7】

前記圧電トランスデューサ本体は、１０～８０ワットの範囲内の入力電力に応答して、５～４５ワットの範囲内の音響出力パワーを生成するように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項8】

前記導電性流体は、血液、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの１つを含む
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項9】

前記第１電極は、主要な周面と、長手方向端と、を含んでおり、
前記電気絶縁体の一部が、前記第１電極の前記主要周面を覆っており、第１タイプの電気絶縁材料で作られており、
前記電気絶縁体の別の一部が、前記第１電極の前記長手方向端を覆っており、前記第１電極の前記主要周面を覆う前記電気絶縁材料と同一の材料または異なる材料で作られている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項10】

当該超音波トランスデューサは、前記導電性流体で少なくとも部分的に充填されるバルーン内に配置されるように構成されており、
前記バルーンは、体腔の一部を冷却するために使用されるものであり、その内部に当該超音波トランスデューサが位置決めされ得て、
前記バルーンを少なくとも部分的に充填する前記導電性流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項11】

当該超音波トランスデューサは、その内部に当該超音波トランスデューサが位置決めされ得る体腔を通って流れる血液に直接的にさらされるように構成されており、
前記導電性流体は、血液を含む
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項12】

前記電気絶縁体は、パリレンを含む
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項13】

前記電気絶縁体は、以下のうちの１または複数を含む
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の超音波トランスデューサ：
パリレン；
シアノアセテート；
エポキシ樹脂；
ナイロン；
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；
ポリイミド；
ポリエチレン；
ポリエチレンテレフタレート；
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）；
合成ダイヤモンドコーティング。

【請求項14】

前記電気絶縁体は、
前記第１電極の外周上に配置されて当該外周を覆うパリレンと、
前記第１電極の長手方向端上に配置されて当該長手方向端を覆うエポキシ樹脂と、
を含む
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。

【請求項15】

冷却流体を受容するように構成されたバルーンと、
前記バルーン内に配置された超音波トランスデューサと、
を備え、
前記超音波トランスデューサは、
内面及び外面を有する圧電材料の中空管と、
前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの一方上に配置された第１電極と、
前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの他方上に配置された第２電極と、
前記第１電極を覆って、前記第１電極が前記バルーンによって受容される前記冷却流体と接触するのを抑制し、それによって前記バルーンによって受容される前記冷却流体が導電性冷却流体である時に前記第１電極と前記第２電極との間の電気伝導を抑制する、ように構成された電気絶縁体と、
を有しており、
前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われておらず、前記バルーンによって受容される前記冷却流体と接触することになる
ことを特徴とする装置。

【請求項16】

前記超音波トランスデューサは、前記第１電極と前記第２電極との間の電圧の印加に応答して超音波を生成するように構成されており、
前記第１電極を覆う前記電気絶縁体は、前記バルーン内に受容された前記冷却流体が導電性冷却流体であって前記第１電極と前記第２電極との間に前記電圧が印加される時に、前記第１電極と前記第２電極との間で短絡が生じることを抑制する
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記電気絶縁体は、以下のうちの１または複数を含む
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の装置：
パリレン；
シアノアセテート；
エポキシ樹脂；
ナイロン；
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；
ポリイミド；
ポリエチレン；
ポリエチレンテレフタレート；
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）；
合成ダイヤモンドコーティング。

【請求項18】

前記電気絶縁体によって覆われた前記第１電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記外面上に配置されている
ことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の装置。

【請求項19】

前記導電性流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載の装置。

【請求項20】

前記圧電材料の前記中空管は、円筒形状である
ことを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれかに記載の装置。

【請求項21】

互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有し、第１電極が前記第１面上に配置されており、第２電極が前記第２面上に配置されている、超音波トランスデューサを提供する工程と、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方のみを電気絶縁体で覆う工程と、
前記超音波トランスデューサを、前記第２電極とは接触する一方で前記第１電極を覆う前記電気絶縁体によって前記第１電極とは接触することが抑制される導電性流体にさらす工程と、
前記超音波トランスデューサが前記導電性流体にさらされている間に、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して、前記超音波トランスデューサに超音波を生成させる工程と、
前記電気絶縁体を利用して、前記超音波トランスデューサが前記導電性流体にさらされていて前記第１電極と前記第２電極との間に前記電圧が印加される間に、前記第１電極と前記第２電極との間で短絡が生じることを抑制する工程と、
を備えたことを特徴とする方法。

【請求項22】

前記超音波トランスデューサを、バルーンの内部に配置する工程
を更に備え、
前記超音波トランスデューサを前記導電性流体にさらす工程は、前記バルーンを前記導電性流体で少なくとも部分的に充填する工程を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記超音波トランスデューサを内部に含んだ前記バルーンを、体腔内に挿入する工程
を更に備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して前記超音波トランスデューサに超音波を生成させる工程は、前記バルーンが前記体腔内にある間に行われる
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記導電性流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれかに記載の方法。

【請求項25】

前記超音波トランスデューサを、血液が流れる体腔内に挿入して、前記超音波トランスデューサが当該血液と接触するようにする工程
を更に備え、
前記導電性流体は、前記血液を含み、
前記超音波トランスデューサを前記導電性流体にさらす工程は、前記超音波トランスデューサを前記血液にさらす工程を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。

【請求項26】

超音波トランスデューサであって、
互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有する圧電トランスデューサ本体と、
前記第１面上に配置された第１電極と、
前記第２面上に配置された第２電極と、
前記第１電極を直接的または間接的に覆う電気絶縁体と、
を備え、
前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われておらず、当該超音波トランスデューサが導電性流体内に配置される時、前記導電性流体と接触することになる
ことを特徴とする超音波トランスデューサ。

【請求項27】

前記第１電極に接触し、前記第１電極に電力を提供するように構成されたケーブル
を更に備え、
前記電気絶縁体は、前記第１電極の周面と、前記ケーブルと前記第１電極との間の接触部と、の両方を覆う
ことを特徴とする請求項２６に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項28】

前記電気絶縁体は、
前記第１電極上に配置された第１絶縁体と、
前記接触部上に配置され、前記第１絶縁体と同一または異なる第２絶縁体と、
を含む
ことを特徴とする請求項２７に記載の超音波トランスデューサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［優先権］
本願は、２０２１年１２月 ７日に出願された、Ｔｈｉｒｕｍａｌａｉ等による、「選択的に絶縁された超音波トランスデューサ」という表題の米国特許出願第１７／４５７，９９７号、及び、２０２１年 ２月１９日に出願された、Ｔｈｉｒｕｍａｌａｉ等による、「選択的に絶縁された超音波トランスデューサ」という表題の米国特許仮出願第６３／１５１，５１４号、の優先権を主張する。

【0002】

［技術分野］
本願は、全体として、対象（被験者）の標的とされる解剖学的位置にエネルギ送達を提供する低侵襲性の装置、システム、及び方法に関し、より具体的には、神経組織などの組織の治療のために超音波エネルギを放出するように構成された超音波トランスデューサを含むまたは利用する、カテーテルベースの管腔内装置、システム、及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

アメリカ疾病予防管理センター（ＣＤＣ）によれば、成人の約３人に１人が、高血圧症として知られる高血圧に苦しんでいる。治療せずに放置すると、高血圧症は、腎疾患、不整脈、及び心不全を引き起こし得る。近年、高血圧の治療は、腎動脈の周囲の腎神経を不活化するための介入的アプローチに焦点を当てている。自律神経は、血管に沿って、それが支配する臓器に向かう傾向がある。カテーテルは、当該カテーテルが移動する体腔内に近接し得る特定の構造に到達し得る。例えば、あるシステムは、腎動脈の内膜に当てて配置された複数の電極を有するカテーテルに接続された高周波（ＲＦ）発生器を使用して、血管壁及び周囲の組織に電界を生成して組織の抵抗（オーミック）加熱を引き起こし、当該組織及び当該組織を通る腎神経を切除するのに十分な温度にまで加熱する。腎動脈を取り囲む全ての腎神経を治療するために、ＲＦ電極は、腎動脈の内側の周囲で数回再配置される。しかしながら、ＲＦ電極によって生成される比較的限定された電界は、腎神経の一部を見逃し得て、不完全な治療をもたらし得る。付加的に、腎神経を加熱するには、ＲＦ電極が内膜と接触する必要があり、当該内膜の損傷または壊死のリスクが生じ得て、これは、血栓の形成、血管壁の線維化、血管の機械的弱化、及び、血管損傷の可能性、をもたらし得る。

【0004】

腎神経の不活化に対するもう１つのアプローチは、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）の使用である。これは、振動エネルギを利用して、組織の摩擦加熱と破壊とを引き起こし、更に、アブレーションやリモデリングを引き起こすのに十分に組織温度を上昇させる。しかしながら、血管内でのＨＩＦＵの使用は、せいぜい、血管及び周囲の組織への薄い焦点リングの形成に帰結し得る程度である。腎臓の除神経に適用しても、この薄いリングを腎神経と位置合わせすることは困難である。なぜなら、腎神経は、腎動脈の長さに沿って異なる半径方向距離に位置するからである。また、焦点リングが薄いため、血管の軸方向に対して長手方向の治療ゾーンが小さい、ということも問題である。

【0005】

Ｗａｒｎｋｉｎｇの米国特許第９，９４３，６６６号、９，９８１，１０８号、及び、１０，０３９，９０１号、Ｓｃｈａｅｒの米国特許第９，７００，３７２号、９，７０７，０３４号、及び、１０，３６８，９４４号、並びに、Ｔａｙｌｏｒの米国特許第１０，３５０，４４０号、及び、第１０，４５６，６０５号は、それぞれの全内容が当該参照により本明細書に組み込まれるが（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、前述のようなＲＦ及びＨＩＦＵシステムの欠点の多くを解消する。当該システムの例示的な実施形態は、血管（例えば、腎動脈）に挿入されるように設計されたカテーテルの遠位端に沿って位置決めされた超音波トランスデューサを含む。超音波トランスデューサは、１回または複数回の治療用量（ドース）の非集束超音波エネルギを放出し、これが、当該トランスデューサが配置されている体腔に隣接する組織を加熱する。このような非集束超音波エネルギは、例えば、体腔の内層や体腔外の意図しない器官などの非標的組織を損傷することなく、体腔の周囲の標的神経を切除（アブレート）し得る。当該システムは、カテーテルの遠位端に取り付けられたバルーンを含み得て、当該バルーンは、冷却流体が当該バルーンに送達される時に血管を冷却するように設計される。このような設計が、血管の周囲の異なる位置での長期の神経不活化を達成するのに十分な１または複数の切除（アブレーション）ゾーンの生成を可能にする。

【0006】

超音波トランスデューサは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の円筒形の圧電材料の両側に配置された第１及び第２電極を含み得る。トランスデューサにエネルギを与えるには、圧電材料を共振させるように選択された周波数で、第１電極と第２電極との間に電圧が印加される。これによって、トランスデューサから半径方向外側に放出される振動エネルギが生成される。トランスデューサは、周囲の非標的組織への損傷を抑制するために、略均一で予測可能な放射プロファイルを提供するように設計される。更に、体腔の内壁の加熱を軽減するために、トランスデューサの起動（作動）前、起動（作動）中、起動（作動）後の両方（全て）で、冷却流体がバルーンを通して循環される。この態様では、冷却ゾーン内の組織によって達成されるピーク温度は、冷却ゾーンの外側に位置する組織よりも低いままである。

【0007】

流体を介して超音波トランスデューサの電極間で発生し得る電気的短絡を抑制することが望ましい。このような電気的短絡を抑制する１つの方法は、十分に低い導電率を有する脱イオン水などの非導電性冷却流体をバルーン内に使用することである。もっとも、バルーン内で使用される冷却流体のタイプの選択をより柔軟にすることは、望ましい。付加的に、バルーン無しで超音波トランスデューサを使用することが望ましい場合があり、この場合、超音波トランスデューサは、導電性の血液が流れる体腔に直接的に挿入され得る。このような処置において、導電性の血液を介した超音波トランスデューサの電極間の電気的短絡を抑制することが望ましい。

【発明の概要】

【0008】

本明細書には、様々な超音波トランスデューサが開示される。そのようなトランスデューサの電極の一方のみが、電気絶縁体によって覆われて、導電性流体（例えば、バルーン内の冷却流体であり得る、あるいは、導電性の血液が流れる体腔内にトランスデューサが直接的に挿入される場合の血液であり得る）を介した超音波トランスデューサの電極間の電気的短絡が抑制される。このような超音波トランスデューサは、本明細書では、選択的に絶縁されたトランスデューサ、または、部分的に絶縁されたトランスデューサ、と称され得る。あるいは、より簡潔に、（単に）トランスデューサと称され得る。選択的に絶縁されたトランスデューサを有する超音波ベースの組織治療装置及びシステムも、本明細書に開示される。当該システムは、カテーテルベースであり、選択的に絶縁されたトランスデューサを血管（例えば腎動脈）などの適切な体腔内に配置するように、管腔内（例えば血管内）に送達され得る。選択的に絶縁されたトランスデューサは、標的解剖学的領域内の組織を神経調節するように、非集束超音波エネルギを半径方向外側に送達するように起動され得て、これにより、症状、例えば高血圧症、を治療し得る。更に、選択的に絶縁されたトランスデューサは、治療前及び治療中に冷却流体で満たされるバルーン内に配置され得る。当該冷却流体は、使用中に、超音波トランスデューサ及び周囲の組織から熱を逃がすように作用し得る。このような実施形態では、冷却流体は導電性であり得る。

【0009】

本発明技術の特定の実施形態によれば、超音波トランスデューサは、互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有する圧電トランスデューサ本体を備える。当該超音波トランスデューサは、また、前記第１面上に配置された第１電極と、前記第２面上に配置された第２電極と、前記第１電極を直接的または間接的に覆う電気絶縁体と、を備える。前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われておらず、それによって、当該超音波トランスデューサが導電性流体内に配置される時、前記導電性流体と接触するように構成されている。

【0010】

本発明技術の特定の実施形態によれば、前記電気絶縁体は、前記第１電極を覆っており、当該超音波トランスデューサが導電性流体内に配置される時に前記第１電極が当該導電性流体と接触するのを抑制し、それによって当該超音波トランスデューサが前記導電性流体内に配置される時に前記第１電極と前記第２電極との間の電気伝導を抑制する、ように構成されている。このような実施形態において、前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われていない。前記第２電極が電気絶縁体によって覆われていないことにより、当該超音波トランスデューサが前記導電性流体内に配置される時、前記第２電極は前記導電性流体と接触することになる。

【0011】

本発明技術の特定の実施形態によれば、前記圧電トランスデューサ本体は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加（適用）されることに応答して、超音波を生成するように構成されている。これは、前記第１電極と前記第２電極との間の電圧の印加とも称され得る。このような実施形態において、前記第１電極を覆う前記電気絶縁体は、当該超音波トランスデューサが前記導電性流体内に配置されて前記第１電極と前記第２電極との間に前記電圧が印加される時に、前記第１電極と前記第２電極との間で短絡が生じることを抑制する、好適には防止する、ように構成されている。

【0012】

本発明技術の特定の実施形態によれば、前記圧電トランスデューサ本体は、内面及び外面を有する圧電材料の中空管を有しており、前記内面は、前記圧電トランスデューサ本体の前記第１面及び前記第２面のうちの一方であり、前記外面は、前記圧電トランスデューサ本体の前記第１面及び前記第２面のうちの他方である。特定のこのような実施形態において、前記第１電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの一方上に配置され、前記第２電極は、前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの他方上に配置される。本発明技術の特定の実施形態によれば、前記圧電材料の前記中空管は、円筒形状であり、円形の放射方向断面を有する。別の特定の実施形態では、前記圧電材料の前記中空管は、円形断面を有する円筒形以外の他の形状を有し得る。前記圧電材料の前記中空管、より一般的には前記圧電トランスデューサ本体、の他の断面形状は、長円形または楕円形断面、正方形または長方形断面、五角形断面、六角形断面、七角形断面、八角形断面、などを含むが、これらに限定されない。更に他の実施形態では、前記圧電トランスデューサ本体は中空ではなく、例えば、前記圧電トランスデューサ本体は、全体的に中実の長方形形状、または、何らかの他の中実の形状、を有し得る。例えば、前記圧電トランスデューサ本体は、中実の圧電トランスデューサ本体であり得る。

【0013】

本発明技術の特定の実施形態によれば、前記圧電トランスデューサ本体は、８．５～９．５ＭＨｚの周波数範囲内の音響エネルギを送達するように構成される。本発明技術の特定の実施形態によれば、前記圧電トランスデューサ本体は、１０～８０ワットの範囲内の入力電力に応答して、５～４５ワットの範囲内の音響出力パワーを生成するように構成される。

【0014】

本発明技術の特定の実施形態によれば、前記第１電極を覆う前記電気絶縁体は、前記超音波トランスデューサが前記導電性流体内に位置決めされる時、前記第１電極が前記導電性流体と接触することを抑制する（好ましくは防止する）。このような実施形態では、電気絶縁体が前記第２電極を覆っておらず、前記超音波トランスデューサが前記導電性流体内に位置決めされる時、前記第２電極は前記導電性流体と接触することになる。換言すれば、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方のみが、電気絶縁体によって覆われている。

【0015】

一実施形態では、前記導電性流体は、血液、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの１つを含む。従って、当該実施形態では、前記導電性流体は、血液、生理食塩水、非純水、乳酸ナトリウム溶液、及び、それらの組み合わせ、からなる群から選択される。

【0016】

一実施形態では、前記第１電極は、主要な周面と、長手方向端と、を含んでいる。このような実施形態では、前記電気絶縁体の一部が、前記第１電極の前記主要周面を覆っており、第１タイプの電気絶縁材料で作られている。当該実施形態では、前記電気絶縁体の別の一部または残部が、前記第１電極の前記長手方向端を覆っており、前記第１タイプの電気絶縁材料で作られている、あるいは、第２の異なるタイプの電気絶縁材料で作られている。

【0017】

本発明技術の特定の実施形態によれば、当該超音波トランスデューサは、前記導電性流体で少なくとも部分的に充填されるバルーン内に配置されるように構成されており、前記バルーンは、体腔の一部を冷却するために使用されるものであり、その内部に当該超音波トランスデューサが位置決めされ得る。当該冷却流体は、また、前記バルーン内に位置決めされる前記トランスデューサを冷却するために使用され得る。特定のこのような実施形態において、前記バルーンを少なくとも部分的に充填する前記導電性流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの少なくとも１つを含む。従って、このような実施形態において、前記導電性流体は、生理食塩水、非純水、乳酸ナトリウム溶液、及び、それらの組み合わせ、からなる群から選択される。他の導電性流体の使用も可能であり、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。

【0018】

バルーン無し実施形態と称され得る本発明技術の特定の実施形態によれば、当該超音波トランスデューサは、その内部に当該超音波トランスデューサが位置決めされ得る体腔を通って流れる血液に直接的にさらされるように構成される。このような実施形態では、前記導電性流体は、血液を含むか、あるいは、血液である。

【0019】

本発明技術の特定の実施形態によれば、前記電気絶縁体は、パリレンを含む。代替的または付加的な材料が、前記電気絶縁体を提供するために使用され得る。それらは、例えば、シアノアセテート、エポキシ樹脂、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、合成ダイヤモンドコーティング、または、これらの組み合わせ、を含むが、これらに限定されない。例えば、一実施形態において、前記電気絶縁体は、前記第１電極の外周上に配置されて当該外周を覆うパリレンと、前記第１電極の長手方向端上に配置されて当該長手方向端を覆うエポキシ樹脂と、を含む。別の実施形態では、前記電気絶縁体は、パリレンからなる。

【0020】

一実施形態では、当該超音波トランスデューサは、前記第１電極に接触して前記第１電極に電力を提供するように構成されたケーブルを更に備える。
当該実施形態では、前記電気絶縁体は、前記第１電極の周面と、前記ケーブルと前記第１電極との間の接触部と、の両方を覆う。

【0021】

ある特定の実施形態では、前記電気絶縁体は、前記第１電極上に配置された第１絶縁体と、前記接触部上に配置され、前記第１絶縁体と同一または異なる第２絶縁体と、を含む。

【0022】

超音波トランスデューサの前述の実施形態は、組み合わせられ得る。

【0023】

本発明技術の特定の実施形態は、冷却流体を受容するように構成されたバルーンと、前記バルーン内に配置された超音波トランスデューサと、を備えた装置に向けられている。
特定のこのような実施形態において、前記超音波トランスデューサは、内面及び外面を有する圧電材料の中空管を有する。第１電極が、前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの一方上に配置されている。第２電極が、前記圧電材料の前記中空管の前記内面及び前記外面のうちの他方上に配置されている。電気絶縁体が、前記第１電極を覆っており、前記第１電極が前記バルーンによって受容される前記冷却流体と接触するのを抑制する、ように構成されている。従って、当該実施形態では、前記電気絶縁体が、前記第１電極と前記第２電極との間の電気伝導を抑制するように構成されている。

【0024】

一実施形態では、前記圧電材料の前記中空管は、圧電材料の円筒形状の中空管である。

【0025】

一実施形態では、前記導電性冷却流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの少なくとも１つを含み得るが、それらに限定されない。従って、一実施形態において、前記導電性冷却流体は、生理食塩水、非純水、乳酸ナトリウム溶液、及び、それらの組み合わせ、からなる群から選択される。

【0026】

特定の実施形態では、前記第１電極（前記電気絶縁体によって覆われている）は、前記圧電材料の前記中空管の前記外面上に配置される。別の実施形態では、前記第１電極（前記電気絶縁体によって覆われている）は、前記圧電材料の前記中空管の前記内面上に配置される。特定のこのような実施形態では、前記第２電極は、電気絶縁体によって覆われておらず、前記バルーンによって受容される前記冷却流体と接触することになる。

【0027】

本発明技術の特定の実施形態によれば、当該装置は、更に、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加してそれによって前記超音波トランスデューサに超音波を生成させるように構成されたコントローラを備える。このような実施形態では、前記電気絶縁体は、前記バルーン内に受容された前記冷却流体が導電性冷却流体であって前記第１電極と前記第２電極との間に前記コントローラによって前記電圧が印加される時に、前記第１電極と前記第２電極との間で短絡が生じることを抑制する（好適には防止する）。幾つかのこのような実施形態では、前記第１電極は、外側電極である。他の実施形態では、前記第１電極は、内側電極である。

【0028】

一実施形態では、前記電気絶縁体は、以下のうちの１または複数を含む：パリレン、シアノアセテート、エポキシ樹脂、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及び、合成ダイヤモンドコーティング。

【0029】

本発明技術の特定の実施形態によれば、方法は、互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有し、第１電極が前記第１面上に配置されており、第２電極が前記第２面上に配置されている、超音波トランスデューサを提供する工程を備える。当該方法は、また、前記第１電極及び前記第２電極のうちの一方のみを電気絶縁体で覆う工程と、前記超音波トランスデューサを、前記第２電極とは接触する一方で前記第１電極を覆う前記電気絶縁体によって前記第１電極とは接触することが抑制される導電性流体にさらす工程と、を備える。付加的に、前記超音波トランスデューサが前記導電性流体にさらされている間に、当該方法は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して、前記超音波トランスデューサに超音波を生成させる工程を備える。当該方法は、更に、前記電気絶縁体を利用して、前記超音波トランスデューサが前記導電性流体にさらされていて前記第１電極と前記第２電極との間に前記電圧が印加される間に、前記第１電極と前記第２電極との間で短絡が生じることを抑制する工程を備える。前述の導電性流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液、のうちの少なくとも１つを含み得るが、それらに限定されない。前述の導電性流体は、代替的に、体腔を通って流れる血液であり得る。

【0030】

特定の実施形態によれば、当該方法は、前記超音波トランスデューサを、バルーンの内部に配置する工程を更に備える。このような実施形態では、前記超音波トランスデューサを前記導電性流体にさらす工程は、前記バルーンを前記導電性流体で少なくとも部分的に充填する工程を含む。そのような方法は、また、前記超音波トランスデューサを内部に含んだ前記バルーンを、体腔内に挿入する工程を備え得る。このような実施形態では、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して前記超音波トランスデューサに超音波を生成させる工程は、前記バルーンが前記体腔内にある間に行われる。

【0031】

バルーン無し実施形態と称され得る代替的な実施形態によれば、当該方法は、前記超音波トランスデューサを、血液が流れる体腔内に挿入して、前記超音波トランスデューサが当該血液と接触するようにする工程を更に備える。このような実施形態では、前記導電性流体は、前記血液を含み、前記超音波トランスデューサを前記導電性流体にさらす工程は、前記超音波トランスデューサを前記血液にさらす工程を含む。

【0032】

本発明技術の特定の原理によれば、選択的に絶縁されたトランスデューサと共に、導電性冷却流体、例えば生理食塩水または乳酸ナトリウム溶液、が使用され得る。生理食塩水及び乳酸ナトリウム溶液は、病院や他の治療センターで容易に入手できるため、本発明技術のシステムを外科手術環境に組み込むことの容易性を高め得る。従って、選択的に絶縁されたトランスデューサは、当該絶縁されたトランスデューサの内側電極または外側電極の一方を覆う電気絶縁体を含み得て、このことが、バルーン内の導電性流体を介したトランスデューサの電極間の短絡を抑制する。具体的には、電気絶縁体が不在の場合、バルーンが導電性流体で満たされると、内側電極と外側電極との間の電圧の印加が電気的短絡を引き起こし得て、これは、トランスデューサの超音波材料が所望の出力電力の超音波を生成することを抑制してしまう。

【0033】

この概要は、本発明技術の実施形態の完全な説明であることは意図されていない。本発明技術の実施形態の他の特徴及び利点が、添付の図面及び特許請求の範囲と併せて、好適な実施形態が詳細に規定されている以下の説明から明らかになるであろう。

【0034】

本開示の様々な特徴及びそれらを達成する態様が、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面を参照してより詳細に説明される。参照符号が、参照される項目間の対応を示すべく、適当な場合に再利用される。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、本発明技術の特定の実施形態による、超音波ベースの組織治療システムの選択された構成要素（コンポーネント）を示す。

【0036】

【図2A】図２Ａは、図１に示された超音波ベースの組織治療システムの選択された構成要素の側面図を示す。

【0037】

【図2B】図２Ｂは、本明細書で提供される様々な形態に従って体腔内に挿入される超音波ベースの組織治療システムの追加の選択された構成要素の斜視図を示す。

【0038】

【図2C】図２Ｃは、本発明技術の一実施形態による、超音波ベースの組織治療システムのカテーテルの遠位部分の長手方向断面図を示す。

【0039】

【図3A1】図３Ａ１は、一実施形態による、図２ＣのＡ－Ａ線に沿ったカテーテルシャフトの断面図を示す。

【0040】

【図3A2】図３Ａ２は、別の実施形態による、図２ＣのＡ－Ａ線に沿ったカテーテルシャフトの断面図を示す。

【0041】

【図3B】図３Ｂは、図２ＣのＢ－Ｂ線に沿ったカテーテルの超音波トランスデューサの一部を横切る断面図を示す。

【0042】

【図4A】図４Ａは、本発明技術の特定の実施形態による、選択的に絶縁されたトランスデューサを含む超音波ベースの組織治療システムのカテーテルの遠位部分の側面図である。

【0043】

【図4B】図４Ｂは、本発明技術の特定の実施形態による、選択的に絶縁されたトランスデューサの斜視図である。圧電トランスデューサの外側電極が、電気絶縁体によって覆われている。

【0044】

【図4C】図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂに示された選択的に絶縁されたトランスデューサの縦断面図を示す。

【0045】

【図4D】図４Ｄは、図４Ａ及び図４Ｂに示された選択的に絶縁されたトランスデューサの径方向断面図を示す。

【0046】

【図5A】図５Ａは、本発明技術の別の実施形態による、選択的に絶縁されたトランスデューサの縦断面図を示す。圧電トランスデューサの内側電極が、電気絶縁体によって覆われている。

【0047】

【図5B】図５Ｂは、図５Ａに示された選択的に絶縁されたトランスデューサの径方向断面図である。圧電トランスデューサの内側電極が、電気絶縁体によって覆われている。

【0048】

【図6A】図６Ａは、トランスデューサの縦断面図を示す。圧電トランスデューサの内側電極及び外側電極の両方が、電気絶縁体によって覆われている。

【0049】

【図6B】図６Ｂは、図６Ａに示されたトランスデューサの径方向断面図を示す。圧電トランスデューサの内側電極及び外側電極の両方が、電気絶縁体によって覆われている。

【0050】

【図7】図７は、圧電トランスデューサの入力電力対音響出力電力のグラフであり、様々な異なる電極またはそれらの組み合わせを絶縁することがトランスデューサの性能にどのように影響を与えるか、を示す。

【0051】

【図8A】図８Ａは、圧電トランスデューサの代替的な形態の斜視図を示しており、トランスデューサ本体は長方形であり、トランスデューサの電極は平面状である。

【0052】

【図8B】図８Ｂは、図８Ａに示された圧電トランスデューサの断面図を示す。

【0053】

【図9】図９は、本発明技術の別の実施形態による選択的に絶縁されたトランスデューサの断面図を示す。

【0054】

【図10】図１０は、本発明技術の更に別の実施形態による選択的に絶縁されたトランスデューサの断面図を示す。

【0055】

【図11】図１１は、本発明技術の様々な実施形態による方法を要約するために使用される高レベルのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0056】

音響ベースの組織治療トランスデューサ、装置、システムが、本明細書で提供される。好ましくは、当該システムは、カテーテルベースであり、対象（被験者）の標的解剖学的領域内、例えば血管などの適切な体腔内、にトランスデューサを配置するべく、管腔内（例えば血管内）に送達され得る。標的解剖学的領域内に適切に位置決めされると、トランスデューサは、非集束（焦点の合っていない）超音波エネルギを径方向外側に送達するように起動され得て、標的解剖学的領域内の組織を適切に加熱して治療し得る。トランスデューサは、標的組織の治療に適した周波数、時間及びエネルギレベルで起動され得る。１つの非限定的な例では、トランスデューサによって生成される非集束超音波エネルギは、対象（被験者）の神経組織を標的とする（選択する）ことができ、当該神経組織を神経調節（ニューロモデュレート）する（例えば、完全にまたは部分的に切除する、壊死させる、または刺激する）態様でそのような組織を加熱し得る。前述のＷａｒｎｋｉｎｇ特許、Ｓｃｈａｅｒ特許及びＴａｙｌｏｒ特許に記載されているような態様で、腎神経の神経調節が使用され得て、様々な状態、例えば、高血圧、慢性腎臓病、心房細動、不整脈、心不全、慢性腎臓病、末期腎不全、心筋梗塞、不安症、造影剤腎症、糖尿病、代謝異常、インスリン抵抗性など、を治療し得る。もっとも、トランスデューサは、他の神経及び症状、例えば、糖尿病を治療するのに重要な血糖値に関与する肝動脈内の肝神経叢の交感神経、または、任意の適切な組織、例えば異常な心拍リズムを引き起こす心臓組織、を治療するために適切に使用され得て、腎神経組織の治療（例えば神経調節）での使用に限定されない、ということが理解されるべきである。

【0057】

管腔内システムでは、治療前及び治療中に冷却流体で満たされるバルーン内に超音波トランスデューサが配置され得る。代替的に、超音波トランスデューサは、バルーン無し（バルーンレス）実施形態と呼ばれ得る態様において、周囲のバルーン無しで、血流に直接的にさらされ得る（曝露され得る）。

【0058】

［システムの構成要素と機能の概要］
図１、図２Ａ及び図２Ｂは、本明細書で提供される様々な形態による超音波ベースの組織治療システム１００の特徴を示している。最初に図１を参照して、システム１００は、カテーテル１０２、コントローラ１２０、及び、接続ケーブル１４０、を含むものとして示されている。特定の実施形態では、システム１００は、更に、バルーン１１２内の超音波トランスデューサ１１１、リザーバ１１０、カートリッジ１３０、及び、手持ち式リモコンなどの制御機構、を含む。「バルーン無し」実施形態と称され得る特定の実施形態では、システム１００はバルーン１１２を含まない。このようなバルーン無しの特定の実施形態では、システム１００は、リザーバ１１０及びカートリッジ１３０も含まない。バルーン無しの他の特定の実施形態では、システム１００は、リザーバ１１０及び／またはカートリッジ１３０を含む。

【0059】

図１に示される実施形態では、コントローラ１２０は、カートリッジ１３０及び接続ケーブル１４０を介してカテーテル１０２に接続されるものとして示されている。特定の実施形態では、コントローラ１２０は、バルーン１１２を選択的に膨張及び収縮させるために、カテーテル１０２に冷却流体を提供するように、カートリッジ１３０とインタフェース（相互接続）している。バルーン１１２は、例えば、ナイロン、ポリイミドフィルム、熱可塑性エラストマー（商標ＰＥＢＡＸ（登録商標）で販売されているものなど）、医療グレードの熱可塑性ポリウレタンエラストマー（商標ＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（登録商標）で販売されているものなど）、ペレタン、イソタン、他の適切なポリマー、または、それらの任意の組み合わせ、から製造され得るが、これらに限定されない。

【0060】

ここで図２Ａを参照して、カテーテル１０２は、遠位部分２１０及び近位部分２２０を含む。カテーテル１０２は、カテーテルシャフト２１４を含み、当該カテーテルシャフト２１４は、それを通って延在する１または複数のルーメン（管腔）を含み得る。一例として、カテーテルシャフト２１４は、ガイドワイヤを受け入れるような形状とされ、サイズとされ、及び、他の態様で構成された、ガイドワイヤルーメン２２５を含む。例えば腎臓の除神経に適した特定の実施形態では、カテーテル１０２は、直径が約６フレンチ、長さが約８５ｃｍであり得る。カテーテル１０２の近位部分２２０は、１または複数のコネクタまたはカップリングを含み得る。例えば、近位部分２２０は、１または複数の電気カップリング２３２を含み得る。カテーテル１０２は、電気カップリング２３２を接続ケーブル１４０に接続することによって、コントローラ１２０に結合され得る。接続ケーブル１４０は、処置中に複数のカテーテルの使用を許容するために、コントローラ１２０及び／またはカテーテル１０２上のポートを介して、コントローラ１２０及び／またはカテーテル１０２に取り外し可能に接続され得る。特定の実施形態において、例えば、処置中に１つのカテーテル１０２のみが使用される必要がある場合、接続ケーブル１４０はコントローラ１２０に永久的に接続され得る。

【0061】

特定の実施形態では、カテーテル１０２の近位部分２２０は、更に、１または複数の流体ポート、例えば、流体入口ポート２３４ａ及び流体出口ポート２３４ｂ、を含み得る。これらのポートを介して、拡張可能部材（例えば、バルーン１１２）が、リザーバ１１０（図１に示す）に流体的に接続され得る。当該リザーバ１１０は、冷却流体を供給する。リザーバ１１０は、任意選択的に、コントローラ１２０内に含まれてもよいし、図１に示すようにコントローラ１２０の外側ハウジングに取り付けられてもよいし、あるいは、別個に提供されてもよい。他の実施形態では、流体入口ポート２３４ａ及び流体出口ポート２３４ｂ、バルーン１１２、並びに、リザーバ１１０は、全て（いずれも）、システム１００において存在しなくてもよい。他の変形例も可能であって、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。

【0062】

図２Ｂは、カテーテル１０２の選択された構成要素、例えば、対象（被験者）の体腔ＢＬ内に挿入され得る遠位部分２１０の構成要素、の斜視図を示す。図２Ｂにおいて、体腔ＢＬは、血管（例えば、腎動脈）であり、当該血管の外層（例えば、外膜層）に複数の神経Ｎを有する。図２Ｂに示されるように、遠位部分２１０は、超音波トランスデューサ１１１、冷却流体２１３で満たされたバルーン１１２、カテーテルシャフト２１４、及び／または、ガイドワイヤ２１６を受け入れるように構成されたガイドワイヤ支持先端部２１５、を含み得る。

【0063】

トランスデューサ１１１は、バルーン１１２内に部分的または完全に配置され得る。バルーン１１２は、体腔ＢＬの内面（例えば、内膜）に接触するように冷却流体２１３で膨張され得る。特定の実施形態では、バルーン１１２が体腔ＢＬを完全に閉塞する時、トランスデューサ１１１が音響信号を出力するために使用され得る。バルーン１１２は、体腔ＢＬ内でトランスデューサ１１１を中心付け得る。例えば腎臓の除神経に適した特定の実施形態では、バルーン１１２は、冷却流体２１３を使用して約１．４～２気圧（ａｔｍ）の作動圧力で処置中の患者の体腔ＢＬに挿入されながら、膨張される。バルーン１１２は、コンプライアント、セミコンプライアント、またはノンコンプライアントの医療用バルーンであり得るか、または、それらを含み得る。バルーン１１２は、体腔ＢＬに挿入可能なサイズとなっており、例えば、腎動脈に挿入する場合、バルーン１１２は、３．５ｍｍ、４．２ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ等の外径を含む利用可能なサイズから選択され得るが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、図２Ｂに示されるように、コントローラ１２０の制御下で冷却流体２１３で満たされて膨張される時、バルーン１１２の外壁は、トランスデューサ１１１の外面とほぼ平行になり得る。任意選択的に、バルーン１１２は、体腔ＢＬと並置状態になるように十分に膨張され得る。例えば、バルーン１１２は、膨張される時、体腔ＢＬの内壁に少なくとも部分的に接触し得て、体腔ＢＬの内壁と並置状態になり得る。他の形態では、バルーン１１２は、拡張時に体腔ＢＬに接触しないように構成される。付加的または代替的に、バルーン１１２は、指定された流量で冷却流体をバルーン１１２に押し込んだりバルーン１１２から引き抜いたりすることによって、指定されたサイズに維持され得る。バルーン無しの実施形態では、トランスデューサ１１１はバルーン内に配置されない。

【0064】

図２Ｃは、カテーテル１０２の遠位部分２１０の長手方向断面図を示す。図３Ａ１は、一実施形態による、図２ＣのＡ－Ａ線に沿ったカテーテルシャフト２１４の断面図を示す。図３Ａ２は、別の実施形態による、図２ＣのＡ－Ａ線に沿ったカテーテルシャフト２１４の断面図を示す。図３Ｂは、一実施形態による、図２ＣのＢ－Ｂ線に沿った超音波トランスデューサ１１１の断面図を示す。特定の実施形態では、カテーテルシャフト２１４は、直径約１．８ｍｍであり得る。カテーテルシャフト２１４は、１または複数の内腔を含み、それらは、図３Ａ１及び図３Ａ２を参照して以下で更に詳細に説明されるように、流体導管、電気ケーブル通路、ガイドワイヤ内腔、等として使用され得る。例えば腎臓の除神経に適した特定の実施形態では、ガイドワイヤ２１６は、約０．３６ｍｍの直径と約１８０ｃｍ～約３００ｃｍの長さとを有し、２．０６ｍｍの最小内径と約８０ｃｍ未満の長さとを有する７フレンチガイドカテーテルを使用して送達される。特定の実施形態では、ガイドワイヤ２１６を送達するために、６フレンチガイドカテーテルが使用される。特定の実施形態では、ガイドカテーテルは、約５５ｃｍの長さを有する。特定の実施形態では、ガイドカテーテルは、約８５ｃｍの長さを有し、血栓塞栓症のリスクを低減するべくガイドカテーテルの継続的な灌注を許容するように止血弁がガイドカテーテルのハブに取り付けられる。

【0065】

再び図２Ｃを参照して、超音波トランスデューサ１１１は、圧電材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）など）で作られた円筒形状の中空管２０１を含み得て、当該円筒管２０１の内面及び外面上に、それぞれ、内側電極２０２及び外側電極２０３が配置されている。このような圧電材料の円筒形状の中空管は、圧電トランスデューサ本体２０１の一例であり、従って圧電トランスデューサ本体２０１と称され得る。以下に更に詳細に説明されるように、圧電トランスデューサ本体は、他の様々な形状を有し得て、中空である必要はない。例えば腎臓の除神経に適した特定の実施形態では、圧電トランスデューサ本体２０１を構成する圧電材料は、ネイビーＩＩＩ圧電材料としても知られるチタン酸ジルコン酸鉛８（ＰＺＴ８）である。生のＰＺＴトランスデューサは、圧電トランスデューサ本体（例えば、２０１）の表面（例えば、内面及び外面）上に電極を生成するために、銅、ニッケル及び／または金の層でメッキ処理され得る。内側電極２０２及び外側電極２０３間への電圧及び交流の印加が、圧電材料をして、円筒管２０１の長手方向に対する横方向に振動させ、半径方向に（放射状に）超音波を放射させる。図２Ｃの超音波トランスデューサ１１１は、バルーンによって取り囲まれたものとして示されていないが、例えば図２Ｂに示されるように、超音波トランスデューサ１１１はバルーン（例えば１１２）内に位置決めされ得ることが、留意される。

【0066】

図２Ｃに示されるように、超音波トランスデューサ１１１は、一般に、裏当て部材またはポスト２１８を介して支持される。特定の実施形態では、裏当て部材２１８は、ニッケル及び金でコーティングされたステンレス鋼を含み、ニッケルは、ステンレス鋼と金メッキとの間の結合材料として使用される。例えば腎臓の除神経に適した特定の実施形態では、トランスデューサ１１１の外径は約１．５ｍｍであり、トランスデューサ１１１の内径は約１ｍｍであり、トランスデューサ１１１は約６ｍｍの長さを有する。他の内径、外径及び長さ、より一般的には寸法及び形状、を有するトランスデューサも本明細書に記載の実施形態の範囲内である。更に、各図の図面は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、しばしば一定の縮尺では描かれていないことが、留意される。

【0067】

図２Ｃに示されるように、裏当て部材２１８は、カテーテルシャフト２１４の遠位部分２１０から遠位先端２１５まで延在し得る。例えば、裏当て部材２１８の遠位端は、先端２１５における隣接開口内に位置決めされ得て、裏当て部材２１８の近位端は、電気ケーブル２８２を介してカテーテルシャフト２１４の遠位部分２１０に移動可能に結合され得る。他の実施形態では、カテーテルシャフト２１４の遠位端と超音波トランスデューサ１１１の近位端との間に間隙（例えば、図２Ｃにおいて符号Ｄで示される）が存在する。

【0068】

内側電極２０２及び外側電極２０３の両方に沿った液体冷却を許容するために、裏当て部材２１８は、１または複数のスタンドオフアセンブリ２３０ａ及び２３０ｂを含み得る。スタンドオフアセンブリ２３０ａ、２３０ｂは、それを通って冷却流体２１３が裏当て部材２１８と内側電極２０２との間のトランスデューサ１１１（以下に説明される特定の実施形態に従って選択的に絶縁され得る）の空間に入ることができる、１または複数の環状開口部を画定し得る。従って、裏当て部材２１８は、バルーン１１２内を循環される冷却流体２１３と、ガイドワイヤ２１６を受け入れる裏当て部材２１８の内腔と、の間の流体バリヤとして機能し得る。例えば、図２Ｃに概略的に示されるように、裏当て部材２１８のスタンドオフアセンブリ２３０ａ、２３０ｂは、超音波トランスデューサ１１１の各長手方向端部に沿って、またはそれに隣接して、位置決めされ得て（主ポスト本体２８９によって分離されている）、超音波トランスデューサ１１１の円筒管２０１を裏当て部材２１８に結合し得る。図３Ｂを参照して、スタンドオフアセンブリ２３０（２３０ａまたは２３０ｂ）は、トランスデューサ１１１の内部電極２０２と係合する複数のラグ、リブ、または取り付け点３３４、を有し得る。特定の実施形態では、取り付け点３３４は、トランスデューサ１１１の内部電極２０２にはんだ付けされる。リブ３３４の数、寸法、及び配置は、所望または必要に応じて、変更され得る。例えば、図３Ｂに示されるように、合計３つのリブ３３４が、互いから１２０°の角度で略等間隔に配置され得て、開口部３３６を画定し得る。当該開口部３３６を通って、冷却流体または血液が、円筒管２０１の内面に沿って配置された内部電極２と裏当て部材２１８との間の円筒管２０１の内部空間に入ることができる。特定の実施形態では、スタンドオフアセンブリ２３０ａ及び２３０ｂの最大外径は、約１ｍｍであり、主ポスト本体２８９の外径は、約０．７６ｍｍであり、裏当て部材２１８の内径は、約０．５６ｍｍである。

【0069】

特定の実施形態によれば、スタンドオフアセンブリ２３０ａ、２３０ｂは、超音波トランスデューサ１１１の内部電極２０２を裏当て部材２１８に電気的に結合するために、導電性である。電気ケーブル２８２の１または複数の導体が、裏当て部材２１８に電気的に結合され得る。従って、コントローラ１２０が起動される時、電流が電気ケーブル２８２から裏当て部材２１８及びスタンドオフアセンブリ２３０ａ、２３０ｂを介して超音波トランスデューサ１１１の内部電極２０２に送達され得て、これは、有利なことに、ケーブル２８２をトランスデューサ１１１の内部電極２０２に直接的に結合する必要性を排除する。他の実施形態では、裏当て部材２１８及びスタンドオフアセンブリ２３０ａ、２３０ｂは、１または複数の電気絶縁体材料で作られ、または、それらが導電性材料で作られる場合でも、１または複数の電気絶縁体材料でコーティングされる。

【0070】

更に、図２Ｃに示されるように、裏当て部材２１８は、ガイドワイヤ２１６（図２Ｂに示される）と裏当て部材２１８との間の電気伝導の可能性を防止または低減するために、その内面に沿って配置された絶縁管２１９を有し得る。これは、そのような電気伝導が所望されない実施形態で使用される。絶縁管２１９は、電気絶縁体とも称され得る非導電性材料（例えば、ポリイミドなどのポリマー）で形成され得る。図２Ｃに示されるように、絶縁管２１９は、カテーテルシャフト２１４からトランスデューサ１１１内の裏当て部材２１８の内腔を通って先端２１５まで延在し得る。この態様では、トランスデューサ１１１は、カテーテルシャフト２１４の遠位端から遠位方向にオフセットされる。

【0071】

図２Ｃに示されるように、カテーテル１０２は、カテーテル１０２の遠位端からカテーテル１０２内で近位方向に延在するボア２７７を含み得る。当該ボア２７７は、裏当て部材２１８の少なくとも一部を受け入れるようなサイズ及び形状であり、それによって、絶縁管２１９及び／または超音波トランスデューサ１１１を電気的に絶縁する。従って、治療される解剖学的領域へのカテーテル１０２の送達中に、裏当て部材２１８、絶縁管２１９及び／または超音波トランスデューサ１１１は、例えば電気ケーブル２８２を後退させることにより、カテーテル１０２のボア２２７内で少なくとも部分的に後退され得て、それによって、カテーテル１０２が安全な態様で送達され得るように、カテーテル１０２に十分な剛性を与え得る。

【0072】

図３Ａ１及び図３Ａ２に示されるように、カテーテルシャフト２１４は、流体導管、電気ケーブル通路、ガイドワイヤルーメン（管腔、内腔）、等として使用され得る、１または複数のルーメン（管腔、内腔）を含む。例えば、図３Ａ１及び図３Ａ２に示されるように、カテーテルシャフト２１４は、ガイドワイ２１６ヤを受け入れるような形状とされ、サイズとされ、及び、他の態様で構成された、ガイドワイヤルーメン３２５を含み得る。特定の実施形態では、図３Ａ１に示されるように、ガイドワイヤルーメン３２５は、カテーテルシャフト２１４内でトランスデューサ１１１を中心付けるために、カテーテルシャフト２１４の中心に位置している。代替的に、例えば図３Ａ２に示されるように、ガイドワイヤルーメン３２５は、カテーテルシャフト２１４の中心からオフセットされ得る。カテーテルシャフト２１４はまた、電気ケーブルを受け入れるためのケーブルルーメン３２６を含み得る。更に、カテーテルシャフト２１４は、冷却流体２１３（例えば、水、滅菌水、生理食塩水、５％デキストロース（Ｄ５Ｗ））や他の液体または気体等を、コントローラ１２０の制御下で、カテーテル１０２の近位部分２２０にある（患者の外部の）流体源、例えばリザーバ１１０、からバルーン１１２まで移送するための１または複数の流体ルーメン３２７、３２８を含み得る。組織の最初の約１ミリメートルの積極的な冷却は、血管壁、例えば腎動脈壁、の完全性を維持するために設計されている。

【0073】

カテーテル１０２は、所望または必要に応じて、単一の流体ルーメンのみを含み得るし、あるいは、２つ以上の流体ルーメン（例えば、３つ、４つ、５つ以上、等）を含み得る。図３Ａ１に示されるように、一実施形態では、流体ルーメン３２７及び３２８とケーブルルーメン３２６とは、全て、各ルーメン３２６，３２７及び３２８の周囲を最小化しながら面積を最大化することによって、流体流送達の効率を最大化して超音波トランスデューサ１１１の全体に流体を均一に分配するように構成された、腎臓形またはＤ形の断面を有する。特定の実施形態では、流体ルーメン３２７及び３２８及びケーブルルーメン３２６の各々は、例えば図３Ａ１に示されるように、実質的に対称であり、実質的に同一のサイズであり、実質的に同一の幾何学的形状であり、及び／または、実質的に交換可能である。カテーテル内の流体流量の変化は、遅れた治療や不完全な治療をもたらし得る。特定の実施形態では、カテーテルシャフト２１４は、約４０ｍＬ／分の流体流量を可能にするように構成される。特定の実施形態では、カテーテルシャフト２１４は、約３５～４５ｍＬ／分の流体流量を可能にするように構成される。特定の実施形態では、カテーテルシャフト２１４は、約２０～４５ｍＬ／分の流体流量を可能にするように構成される。例えば、腎臓の除神経の処置中の半径方向（放射状）送達に適した特定の実施形態では、カテーテルシャフト２１４は、約１０～２０ｍＬ／分の流体流量を可能にするように構成される。１または複数のルーメンの各々（例えば、３２８）は、カテーテル１０２の近位部分２２０において患者の体外にある同一または別個の個別の流体源と流体連通し得る。

【0074】

別の例として、カテーテルシャフト２１４は、コントローラ１２０によって実行される指令（命令）に応答して、リザーバ１１０からバルーン１１２へ（またはバルーン無しの実施形態ではトランスデューサ１１１へ）冷却流体を移送するための、任意の適切な数の流体ルーメンを含み得る。特定のバルーン無し実施形態では、カテーテルシャフト２１４は流体ルーメン３２７、３２８を省略し得て、システム１００はリザーバ１１０を省略し得る。特定のバルーン無し実施形態では、カテーテルシャフト２１４は流体ルーメン３２７、３２８を含み、システム１００はリザーバ１１０を含む。

【0075】

特定の実施形態では、図３Ａ２に示されるように、ガイドワイヤルーメン３２５は、処置中のカテーテルの迅速な交換を可能にするために、カテーテルシャフト２１４の近位に配置され、及び／または、カテーテルシャフト２１４と壁を共有する。このような実施形態では、ケーブルルーメン３２６は、ガイドワイヤルーメン３２５の反対側に位置し、カテーテルシャフト２１４と壁を共有する。ケーブルルーメン３２６は、例えば、形状が三角形または長方形であり得て、流体ルーメン３２７及び３２８が利用可能な面積を最大化して流体ルーメン３２７及び３２８の周囲を最小化するように構成され得て、それによって、同一の圧力でより高い流量を可能にし得る。流体ルーメン３２７及び３２８は、流量を最適化し、カテーテル１０２の抗力を減少させるような形状とされ得る。このような実施形態では、流体ルーメン３２７及び３２８の面積は最大化されなくてもよいが、その代わりに、流体ルーメン３２７及び３２８の壁は、抗力を引き起こし得るポケットを避けるために丸められ得て、それによって、流体ルーメン３２７及び３２８内の冷却流体２１３の流量を最適化し得る。

【0076】

カテーテルシャフト２１４は、少なくともケーブルルーメン３２６内に、超音波トランスデューサ１１１の内側電極２０２及び外側電極２０３をコントローラ１２０に結合する電気ケーブル２８２（例えば、同軸ケーブル、平行同軸ケーブル、シールドされた平行ペアケーブル、１または複数のワイヤ、または、１または複数の他の電気導体）を含み得る。これにより、コントローラ１２０は、そのような電極間に適切な電圧を印加し得て、トランスデューサ１１１の圧電材料をして、対象（被験者）に向けて超音波エネルギを放出させ得る。特定の実施形態では、ケーブルルーメン３２６は、電気ケーブル２８２（例えば、同軸ケーブル、ワイヤ、他の導電体など）を受け入れるような形状とされ、サイズとされ、及び、他の態様で構成される。電気ケーブル２８２は、音響エネルギを対象（被験者）に向けて放出するために、超音波トランスデューサ１１１の電極２０２、２０３が選択的に起動されることを許容し得る。より具体的には、電気ケーブル２８２は、カテーテル１０２からコントローラ１２０へ、及び／または、その逆の、作動周波数及び電力などのトランスデューサ情報の通信、並びに、処置中の超音波トランスデューサ１１１への電気エネルギの伝送、を許容し得る。

【0077】

カテーテル１０２の遠位部分２１０は、任意の適切な管腔内アクセス経路、例えば胃腸経路あるいは大腿ルートまたは橈骨ルート等の血管内経路を介して、標的の解剖学的位置（例えば体腔ＢＬ内の特定の位置）に経皮的に送達され得る。特定の実施形態では、コントローラ１２０は、カテーテル１０２の遠位部分２１０が標的の解剖学的位置に適切に位置決めされた後でのみ、バルーン１１２を冷却流体２１３で満たすように構成される。カテーテル１０２は、市販のガイドワイヤの助けを借りて、またはその助けを借りないで、体腔ＢＬを通して送達され得る。例えば、カテーテル１０２及びバルーン１１２は、ガイドワイヤ２１６（図２Ｂに示される）に沿って、腎臓ガイドカテーテルを通して、送達され得る。ガイドワイヤベースの超音波トランスデューサの送達の更なる例については、前述の参照により本明細書に組み込まれた米国特許第１０，４５６，６０５号を参照されたい。もっとも、任意の適切な操縦可能なカテーテルもしくはシース、または、任意の他の適切な誘導装置もしくは方法が、カテーテル１０２の遠位部分２１０を対象（被験者）の解剖学的標的位置に送達するために使用され得る。体腔ＢＬ内の適切な位置に送達されると、バルーン１１２が（例えばコントローラ１２０の制御下で）冷却流体２１３で膨張され得て、トランスデューサ１１１が（例えばコントローラ１２０の制御下で内部電極２０２及び外部電極２０３間に電圧を印加することによって）起動され得て、非集束超音波エネルギを標的解剖学的位置に送達し得る。トランスデューサ１１１は、体腔ＢＬ内に挿入可能なサイズとされており、例えば、腎動脈に挿入する場合、トランスデューサ１１１は、２ｍｍ未満の外径、例えば約１．５ｍｍの外径、を有し得て、１．８ｍｍ未満の内径、例えば約１ｍｍの内径、を有し得る。以下でより詳細に説明されるように、トランスデューサ１１１の長さＬは、任意選択的に、それが生成する超音波が標的体腔ＢＬの壁に対して所望の領域内でのみ傷害（ｌｅｓｉｏｎ）を生成させるのに適した近接場深さを有するように、選択され得る。

【0078】

図１、図２Ａ、図２Ｃ、図３Ａ１及び図３Ａ２を参照して、特定の実施形態によれば、接続ケーブル１４０の近位端がコントローラ１２０に接続し、接続ケーブル１４０の遠位端がカテーテル１０２の近位部分の電気結合部２３２に接続する。電気ケーブル２８２は、カテーテルシャフト２１４のケーブルルーメン（例えば、図３Ａ１または図３Ａ２の３２６）を通って電気結合部２３２まで延び、それによって、トランスデューサ１１１を電気結合部２３２に電気的に結合している。接続ケーブル１４０をコントローラ１２０と電気結合部２３２との間で電気的に結合し、電気ケーブル２８２を電気結合部２３２とトランスデューサ１１１との間で電気的に結合することによって、コントローラ１２０はトランスデューサ１１１に電気的に結合され、それによって、トランスデューサ１１１に電力を供給し、及び、他の態様でトランスデューサ１１１を制御する。

【0079】

トランスデューサ１１１が適切に起動（作動）される周波数、電力、及び時間（期間）は、実行予定の治療に基づいて選択され得ることが理解されるであろう。例えば、周波数は、任意選択的に、１～２０ＭＨｚの範囲であり、例えば、１～５ＭＨｚ、５～１０ＭＨｚ、８．５～９．５ＭＨｚ、１０～１５ＭＨｚ、１５～２０ＭＨｚ、または、８～１０ＭＨｚであり、例えば、約９ＭＨｚである。あるいは、例えば、周波数は、任意選択的に、１ＭＨｚ未満の範囲であり、例えば、０．１～０．２ＭＨｚ、０．２～０．３ＭＨｚ、０．３～０．４ＭＨｚ、０．４～０．５ＭＨｚ、０．５～０．６ＭＨｚ、０．６～０．７ＭＨｚ、０．７～０．８ＭＨｚ、０．８～０．９ＭＨｚ、または、０．９～１．０ＭＨｚである。あるいは、例えば、周波数は、任意選択的に、２０ＭＨｚを超える範囲であり、例えば、２０～２５ＭＨｚ、２５～３０ＭＨｚ、または、３０ＭＨｚを超える。任意選択的に、電力は、５～８０Ｗの範囲（例えば、５～５０Ｗ、５～１０Ｗ、１２．１～１６．６Ｗ、１０～２０Ｗ、２０～３０Ｗ、３０～４０Ｗ、４０～５０Ｗ、５０～６０Ｗ、６０～７０Ｗ、７０～８０Ｗ、または、８０Ｗを超え得る）であり得る。例えば、電力は、２０～４０Ｗであり得て、より小さい直径（例えば、３．５～５ｍｍ）を有するバルーンについては２０～３０Ｗであり得て、より大きな直径（例えば、５～８ｍｍ）を有するバルーンについては３０～４０Ｗであり得る。トランスデューサ１１１が起動（作動）される時間（期間）は、実行予定の特定の治療を完了するのに十分な時間であり得て、トランスデューサの電力、放出される超音波エネルギの周波数、治療される組織領域のサイズ、治療を受ける患者の年齢、体重及び性別、などの要因に依存し得る。例として、幾つかの形態では、トランスデューサ１１１が起動され得る時間は、約３秒～５分の範囲であり得て、例えば、３～１０秒、３～３０秒、３０秒～１分、３０秒～５分、１～３分、約２分、１０秒～１分、１～２分、２～３分、３～４分、または、４～５分、であり得る。あるいは、例えば、トランスデューサ１１１は、１０秒未満、例えば、０．１～１０秒、１～２秒、２～３秒、３～４秒、４～５秒、５～６秒、６～７秒、７～８秒、８～９秒、または、９～１０秒、起動され得る。あるいは、例えば、トランスデューサ１１１は、５分を超えて、例えば、５～６分、６～７分、７～８分、８～９分、９～１０分、１０～１５分、１５～２０分、または、２０分を超えて、起動され得る。

【0080】

様々な形態において、治療中の超音波エネルギの送達は、例えば、周波数、電力、デューティサイクル及び／または任意の他のパラメータのいかなる中断または変動も無い状態で、連続的または実質的に連続的であり得る。代替的に、周波数、電力、デューティサイクルまたは任意の他のパラメータのうちの１または複数が、治療中に修正され得る。例えば、幾つかの形態では、超音波エネルギの送達は、例えばオンとオフの間、あるいは、比較的高レベルと比較的低レベルの間、で調節されて、隣接する（例えば、標的または非標的の）組織の過熱の可能性を防止または低減する。このような調節の例については、Ｗａｒｎｋｉｎｇの米国特許第１０，４９９，９３７号を参照されたい。その全内容は、当該参照により本明細書に組み込まれる。

【0081】

神経組織が治療対象である、例えば図２Ｂに示される神経Ｎが治療対象である、例示的な形態では、トランスデューサ１１１（あるいは、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１１１等）は、当該神経組織に隣接する体腔ＢＬの壁を通して（例えば体腔ＢＬの壁を通して）超音波エネルギを送達するように位置決め及び構成され得る。１つの非限定的な例では、トランスデューサ１１１を使用して治療される腎神経が、腎動脈の内壁から約０．５ｍｍ～８ｍｍ（例えば、約１ｍｍ～６ｍｍ）に位置し得る。他の例では、治療される神経組織は、トランスデューサが配置される体腔の内壁から、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、５ｍｍ、５．５ｍｍ、６ｍｍ、６．５ｍｍ、７ｍｍ、７．５ｍｍ、８ｍｍ、０．５ｍｍ未満、または、８ｍｍ超、に位置し得る。コントローラ１２０の制御下で、トランスデューサ１１１（あるいは、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１１１等）は、任意の適切な神経組織を加熱する非集束超音波エネルギを生成し、そのような神経組織を少なくとも部分的に神経調節して、例えばそのような神経組織の完全または部分的な切除、壊死、または刺激をもたらす。トランスデューサ１１１（あるいは、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１１１等）によって生成される超音波エネルギは、体腔に対するそのような神経組織の半径方向の向きとは無関係に当該神経組織を標的とするように、半径方向外側に放射し得る。幾つかの形態では、非集束超音波エネルギは、トランスデューサ１１１（あるいは、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１１１等）の連続した周全体に沿って送達される。他の形態では、超音波エネルギは、トランスデューサ１１１（あるいは、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１１１等）の周囲に非連続的または断続的に放出される。神経組織、より具体的には腎神経は、超音波トランスデューサを使用して治療され得る組織の一例にすぎない、ということが理解されるべきである。超音波トランスデューサ１１を用いて治療され得る標的解剖学的領域の他の例は、本明細書の他の箇所で説明される。

【0082】

トランスデューサが標的解剖学的領域に送達する音響エネルギの特定の形状または範囲とは無関係に、トランスデューサを取り囲むバルーン１１２内の冷却流体２１３は、対象（被験者）の特定の組織を保護し得る。例えば、冷却流体２１３は、治療中にエネルギが送達される体腔ＢＬの壁に対する狭窄または他の損傷の可能性を防止または低減し得る。幾つかの形態では、冷却流体２１３は、トランスデューサ１１１（あるいは、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１１１等）の外面及び内面の一方または両方を横切るように流れ、例えば、トランスデューサの外面及び内面の一方または両方に直接的に接触し得る。以下により詳細に説明される特定の実施形態では、トランスデューサの電気絶縁体が、導電性冷却流体２１３を介しての、または血液を介しての、トランスデューサの電極間の電気的短絡を抑制する。本明細書で使用される場合、「短絡」、「短絡回路」、「電気的短絡」等の用語は、交換可能に用いられており、１０，０００オーム未満のインピーダンスを有する任意の導電経路を指す。従って、一対の電極間に「短絡」がある場合、これは、当該一対の電極間に１０，０００オーム未満のインピーダンスの導電経路が存在することを意味する。そのような導電経路は、導電性流体によって提供され得るが、これに限定されない。

【0083】

［選択的に絶縁されたトランスデューサ］
図２Ｂに戻って、特定の実施形態によれば、超音波トランスデューサ１１１は、部分的または完全にバルーン１１２内に配置される。前述のように、図２Ｂの最初の議論（説明）では、バルーン１１２は、体腔ＢＬの内面（例えば内膜）に接触するように、冷却流体２１３で膨張され得る。より具体的には、冷却流体２１３は、超音波トランスデューサ１１１の周囲を循環されて、治療の領域を積極的に冷却する。非導電性の冷却流体２１３の使用が、超音波トランスデューサ１１１の内部電極２０２と外部電極２０３との間の電気的絶縁を維持する。もっとも、医療従事者は、非導電性冷却流体２１３を備蓄しておいて、これを使用することを覚えておく必要がある。医療従事係者の便宜のために、本明細書に記載される特定の実施形態による超音波トランスデューサは、例えば生理食塩水（これに限定はされない）等の導電性流体によって取り囲まれる時でも、または、他の態様でそれにさらされる時でも、適切に動作するように設計される。以下の説明から理解されるように、そのような実施形態は、超音波トランスデューサ１１１の少なくとも一部を絶縁することによって実装される。血液等の導電性冷却流体と共に使用される時でも、または、他の態様で血液等の導電性流体にさらされる時でも、それが適切に動作できるように、超音波トランスデューサが部分的に絶縁されている場合、当該トランスデューサは、一般に、選択的に絶縁されたトランスデューサ、または、部分的に絶縁されたトランスデューサ、と呼ばれ（称され）得る。あるいは、より簡潔には、（単に）トランスデューサと呼ばれ得る。

【0084】

有益なことに、本明細書に開示される選択的に絶縁されたトランスデューサは、当該トランスデューサを冷却するために、導電性の冷却流体（例えば、２１３）の使用、及び／または、患者自身の血流の使用、を許容する。より具体的には、本明細書に開示される選択的に絶縁されたトランスデューサは、バルーン内にあるかまたは血液である導電性流体を介したトランスデューサの電極（例えば、２０２と２０３）間の短絡を抑制する（好ましくは防止する）少なくとも１つの電気絶縁体を含むように構成され得る。例として、本発明の絶縁されたトランスデューサは、バルーン内に配置され得て、内面及び外面を含む、圧電材料で作られた中空円筒管（例えば、２０１）を備え得る。例えば前述されたような特定の実施形態では、トランスデューサは円筒形である。内部電極（例えば、２０２）は、中空円筒管（例えば、２０１）の内面上に配置され得て、外部電極（例えば、２０３）は、中空円筒管（例えば、２０１）の外面上に配置され得る。外側電極または内側電極は、導電性流体を介した外側電極（例えば、２０３）と内側電極（例えば、２０２）との間の電気的短絡を抑制するために、当該電極を覆う電気絶縁体を有し得る。

【0085】

中空円筒管（例えば、２０１）を構成する圧電材料は、例えば当該技術分野で知られているような態様で、内側電極（例えば、２０２）と外側電極（例えば、２０３）との間に電圧を印加することによって、起動され得る。例えば、内側電極及び外側電極と電気的に通信する、適切にプログラムされたコントローラ（例えば、１２０）によって、起動され得る。本発明による電気絶縁体が不在の場合、バルーンが不在であれば、あるいは、バルーンが導電性流体で満たされれば、内側電極及び外側電極（例えば、２０２及び２０３）間に電圧を印加すると電気的短絡が引き起こされ得て、これは、圧電材料が超音波を発生するのを抑制し得る。本発明による電気絶縁体が不在の場合、そのような短絡は、代わりにバルーン内に非導電性流体、例えば適切に脱イオン化された水やデキストロース（ブドウ糖）、を使用することによっても、抑制され得る。それは、それ自体が、内部電極と外部電極との間の絶縁を提供し得る。しかしながら、そのような非導電性流体を外科手術環境内で使用することは、あまり便利ではない可能性がある。例えば、病院及び他の治療センターは、典型的には、手術病棟内に脱イオン水の供給源を維持していない。本明細書に記載される選択的に絶縁されたトランスデューサは、病院及び他の治療センターにおいて容易に利用可能な導電性流体がバルーン内で使用されることを許容し、これにより、本システムを外科的環境に組み込むことの容易性を高め得る。病院や他の治療センターで容易に入手可能な導電性流体の例は、生理食塩水、非純水、乳酸ナトリウム溶液、を含む。乳酸ナトリウム溶液は、乳酸リンゲル液やハルトマン液としても知られ、等張性の晶質液の一種で、更に補液に使用される平衡液または緩衝液として分類されている。このような乳酸ナトリウム溶液は、２７３ｍＯｓｍ／Ｌの浸透圧と約６．５のｐＨとを有する溶液に混合された、ナトリウム、塩化物、カリウム、カルシウム、及び、乳酸ナトリウムの形態の乳酸塩、を含む。

【0086】

特定の実施形態では、バルーン無しのカテーテルが使用され得て、その場合、体腔内を流れる導電性である血液がトランスデューサを冷却するために使用され得る。バルーンを使用するという要求は、医師が１回の処置中に複数のバルーンとカテーテルを使用する必要があり得るため、処置に時間と複雑さとを付加してしまう。更に、正しいバルーンサイズを使用することに失敗すると、腎動脈の解離、穿孔、動脈瘤、介入を必要とする重大な血管痙攣、意図されていない組織や構造の切除（アブレーション）、または、標的組織の切除の未達、に帰結し得る。更に、副動脈などの一部の動脈は、バルーンのサイズの制約により、治療できない場合がある。副動脈が未治療であると、腎臓の除神経に対する反応の低下が予測され得る。組織の切除を最大化するためには、膨張されたバルーンが腎動脈の壁に対向される必要があるが、バルーンを腎動脈の壁に並置するためにバルーンを複数回膨張させることは、血管外傷の増加に帰結し得る。有益なことに、本明細書に開示される選択的に絶縁されたトランスデューサは、バルーン無しのカテーテルの使用を許容し、患者自身の血流が冷却流体として使用されることを許容する。

【0087】

図４Ａは、本発明技術の特定の実施形態による、選択的に絶縁されたトランスデューサ４１１を含む超音波ベースの組織治療システム（例えば、１００）のカテーテル（例えば、１０２）の遠位部分の側面図である。選択的に絶縁されたトランスデューサ４１１は、選択的に絶縁されたトランスデューサ４１１とも称され得るし、または、より簡潔に、トランスデューサ４１１とも称され得る。図４Ｂは、本発明技術の特定の実施形態による、選択的に絶縁されたトランスデューサ４１１の斜視図であり、圧電トランスデューサ本体（例えば、２０２）の外側電極（例えば、２０３）が、電気絶縁体４０４によって覆われている。図４Ｃ及び図４Ｄは、それぞれ、図４Ａ及び図４Ｂに示された選択的に絶縁されたトランスデューサ４１１の、縦断面図及び径方向断面図を示す。

【0088】

図４Ａ乃至図４Ｄの実施形態では、圧電トランスデューサ本体２０１は、内面及び外面を有する圧電材料の中空管を備え、内部電極２０２が圧電材料の中空管の内面上に配置されており、外側電極２０３が圧電材料の中空管の外面上に配置されている。このような実施形態では、圧電材料の中空管が、圧電トランスデューサ本体２０１の一例である。図４Ａ乃至図４Ｄにおいて、圧電材料の中空管、より一般的には圧電トランスデューサ本体２０１は、図４Ｄから理解され得るように、円筒形状であって、円形の放射方向（半径方向）断面を有する。もっとも、代替的な実施形態では、圧電材料の中空管は、円形の放射方向断面を有する円筒形以外の他の形状を有し得る。圧電材料の中空管、より一般的には圧電トランスデューサ本体２０１、の他の断面形状は、長円形または楕円形断面、正方形または長方形断面、五角形断面、六角形断面、七角形断面、八角形断面、等を含むが、これらに限定されない。

【0089】

圧電材料の中空管、より一般的には圧電トランスデューサ本体２０１は、様々な異なるタイプの圧電材料から製造され得る。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、または、他の現在利用可能な若しくは今後開発される圧電セラミック材料、であるが、これらに限定されない。図４Ａ乃至図４Ｃに示されるように、トランスデューサ４１１は、米国特許第１０，４５６，６０５号に記載されているように、段付き部分４１７を含み得る。当該特許の全内容は、当該参照により本明細書に組み込まれる。特定の実施形態では、トランスデューサ４１１の近位端の段付き部分４１７が、例えば平行ワイヤ（図示せず）を介してエネルギをトランスデューサ４１１に送達する電気ケーブル２８２の取り付けを許容する。特定の実施形態では、電気ケーブル２８２は、約５０オームの合成インピーダンスを有する平行同軸ケーブルを有する。このような段付き部分４１７は、本明細書に記載のトランスデューサのいずれにも組み込まれ得る。トランスデューサの近位端と遠位端との両方が段付き部分（４１７と同一または類似）を含むことも可能であり、当該実施形態は、二重段付き実施形態と呼ばれ得る。

【0090】

図４Ｃを参照して、腎臓の除神経処置に適した特定の実施形態によれば、圧電トランスデューサ本体２０１の外径（ＯＤ）は、約１．３ｍｍ～１．７ｍｍの範囲内であり、圧電トランスデューサ本体２０１の内径（ＩＤ）は、約０．８ｍｍ～１．２ｍｍの範囲内である。具体的な実施形態では、ＯＤは約１．５ｍｍであり、ＩＤは約１ｍｍである。特定の実施形態によれば、圧電トランスデューサ本体２０１の圧電材料の壁厚（Ｗ－ＴＨ）は、その内径（ＩＤ）とその外径（ＯＤ）との間で、０．２ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内である。より具体的には、壁厚（Ｗ－ＴＨ）は、０．２ｍｍ～０．５ｍｍの範囲内であり得る。更に具体的には、壁厚（Ｗ－ＴＨ）は、０．２４ｍｍ～０．２６ｍｍの範囲内であり得る（更に具体的には、０．２５ｍｍ＋／－０．０１ｍｍであり得る）。これは、約９ＭＨｚの周波数を有する音響エネルギを生成する超音波トランスデューサを提供し得る。特定の実施形態では、本明細書に記載の超音波トランスデューサ（例えば、２１１、４１１、５１１、８１１、９１１、１０１１、１２１１等）は、８．５～９．５ＭＨｚの周波数範囲で音響エネルギを送達するように構成される。特定の実施形態では、そのようなトランスデューサは、８．７～９．３ＭＨｚまたは８．６９５～９．３０４ＭＨｚの周波数範囲で音響エネルギを送達するように構成される。８．７～９．３ＭＨｚの周波数範囲で音響エネルギを送達するトランスデューサは、平均深さ６ｍｍまでの切除（アブレーション）を生成することが示された。圧電トランスデューサ本体２０１並びに外側電極２０３及び内側電極２０２は、例えばＴａｙｌｏｒの米国特許第１０，１４０，０４１号に記載されている方法など、任意の適切な方法を使用して形成され得る。当該特許の全内容は、当該参照により本明細書に組み込まれる。電気絶縁体４０４（及び本明細書に記載の他の電気絶縁体）の厚さ（Ｉ－ＴＨ）は、約１０μｍ～２０μｍの範囲内であり得るが、これに限定されない。前述の寸法及び厚さは、図４Ａ乃至図４Ｄに示される実施形態を参照して説明されているが、以下に説明される実施形態を含んで、本明細書に説明される他の実施形態にも適用可能である。

【0091】

図４Ａ乃至図４Ｄの実施形態では、電気絶縁体が内部電極２０２上に配置されていない。換言すれば、図４Ａ乃至図４Ｄの実施形態では、内側電極２０２及び外側電極２０３に関して、外側電極２０３のみが電気絶縁体４０４によって覆われている。このような実施形態では、外側電極２０３上に配置されて外側電極２０３を覆う電気絶縁体４０４は、超音波トランスデューサ４１１が導電性流体（例えば、２１３）内に位置決めされている時、外側電極２０３が当該導電性流体に接触することを抑制する（好ましくは防止する）。換言すれば、そのような実施形態では、電気絶縁体４０４は、トランスデューサがその内部に配置される導電性流体からの電気的絶縁と物理的絶縁との両方を提供する。しかしながら、内部電極２０２上には電気絶縁体が配置されていないため、超音波トランスデューサ４１１が導電性流体（例えば、２１３）内に位置決めされている時、内部電極２０２は当該導電性流体に接触し得る。このような実施形態では、外側電極２０３上に配置された電気絶縁体４０４が、超音波トランスデューサ４１１が導電性流体内に配置されている時、内側電極２０２と外側電極２０３との間の電気伝導を抑制する（好ましくは防止する）。圧電トランスデューサ本体２０１は、内側電極２０２と外側電極２０３との間に電圧が印加されることに応答して超音波を発生するように構成されている。電気絶縁体４０４は、超音波トランスデューサ４１１が導電性流体内に配置され、内側電極２０２と外側電極２０３との間に電圧が印加される時、内側電極２０２と外側電極２０３との間に短絡が生じることを抑制する（好ましくは防止する）。より具体的には、コントローラ１２０が、電気ケーブル２８２を介して内側電極２０２及び外側電極２０３に電気的に結合され得て、内側電極と外側電極との間に電圧を印加することによって、選択的に絶縁されたトランスデューサ４１１（または本明細書で説明される他の選択的に絶縁されたトランスデューサのいずれか）を起動し得て、圧電トランスデューサ本体２０１の圧電材料をして、半径方向外側に放射する非集束超音波を生成させ得る。

【0092】

特定の実施形態では、超音波トランスデューサ４１１は、バルーン（例えば、１１２）内に配置され、当該バルーンは、少なくとも部分的に導電性流体である冷却流体（例えば、２１３）で満たされる。当該冷却流体は、その内部に超音波トランスデューサ４１１が位置決めされ得る体腔ＢＬの一部を冷却するために使用される。バルーンが少なくとも部分的に充填される導電性流体は、例えば、生理食塩水、非純水、乳酸ナトリウム溶液、または、それらの組み合わせ、であり得るが、これらに限定されない。バルーン無し実施形態と呼ばれ得る代替的な実施形態では、超音波トランスデューサ４１１は、その内部に当該超音波トランスデューサが位置決めされ得る体腔ＢＬを通って流れる血液に直接的にさらされる。この場合、導電性流体は、血液を含む。特定の実施形態では、電気絶縁体４０４は、パリレンであり、より具体的には、パリレンコンフォーマルコーティングである。

【0093】

電気絶縁体４０４を製造できる材料は、パリレン、シアノアセテート、エポキシ樹脂、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、または、それらの組み合わせ、を含むが、これらに限定されない。特定の実施形態では、パリレンＣが、例えば米国特許第５，９０８，５０６号に記載されているような化学蒸着法を使用して、金を含む電極をコーティングするために使用される。別の例として、電気絶縁体４０４は、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して堆積され得る合成ダイヤモンドコーティングであり得る。一実施形態では、電極の表面は、電気絶縁体４０４（例えばパリレン）でコーティングされる前に、例えば、シラン、チタン（Ｔｉ）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、１グラムの２－メチルチオエチルメタクリレートまたは１グラムの４－クロロチオフェノールを１Ｌのプロパノールに希釈した溶液（Ｔｈ． Ｇｅｙｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ（本社：ドイツ、レニンゲン）から入手可能なもの）、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．（本社：米国インディアナ州インディアナポリス）及び他の多数のサプライヤーから入手可能なＡｄＰｒｏ Ｐｌｕｓ（登録商標）またはＡｄＰｒｏ Ｐｏｌｙ（登録商標））、等の接着促進剤で処理される。特定の実施形態では、パリレンの層間剥離を防止するために、プラズマ表面処理方法が使用され得る。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（本社：米国デラウェア州ウィルミントン）の登録商標であるＴＥＦＬＯＮ（登録商標）という商標を使用して販売されることが多く、ポリイミドは、ＤｕＰｏｎｔ（本社：米国デラウェア州ウィルミントン）の登録商標であるＫＡＰＴＯＮ（登録商標）という商標を使用して販売されることが多い。ある具体的な実施形態では、外側電極２０３の周面がパリレンコーティングで覆われ、外側電極２０３の対向する長手方向の両端部がエポキシ樹脂で覆われる。前述の電気絶縁体材料の他の組み合わせも可能であり、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。

【0094】

様々な異なるタイプのパリレンコーティングが使用され得る。そのようなパリレンコーティングは、優れた湿気的、化学的及び絶縁的なバリヤ特性、熱及び紫外線（ＵＶ）に対する安定性、並びに、乾燥膜潤滑性、を有する極薄のピンホール無しのポリマーコーティングである、コンフォーマルコーティングであり得る。パリレンの例示的なタイプは、パリレンＮ、パリレンＣ、パラレンＤ、を含むが、これらに限定されない。

【0095】

前述のように、電気絶縁体（例えば、４０４、及び、本明細書に記載の他の電気絶縁体）の厚さは、約１０μｍ～２０μｍの範囲内であり得るが、これに限定されない。特定の実施形態によれば、電極に対する電気絶縁体の接着性を改善するために、電極（例えば、外側電極２０３）と電気絶縁体（例えば、４０４）との間に接着促進剤が含められ得る。不所望の漏電に帰結し得る電気絶縁体（例えば、４０４）内の小さなピンホールの存在可能性を低減するべく、電気絶縁体材料の複数の層またはコーティングが、複数回のコーティングサイクル中に塗布され得る。例えば、電気絶縁体が１５μｍ厚さのパリレンコーティングである場合、当該コーティングは３回の別個のコーティングサイクルで電極上に堆積され得て、それらの各々が５μｍのコーティング厚さを提供して、集合的に１５μｍ厚さのパリレンコーティングを提供し得る。

【0096】

内側電極２０２及び外側電極２０３は、互いに同一の導電性材料で製造され得るし、あるいは、互いに異なる導電性材料で製造され得る。内側電極２０２及び外側電極２０３として使用するのに適した導電性材料の例は、銅、銀、金、及び／または、それらの組み合わせ、を含む。特定の実施形態では、鉛が金メッキ電極を劣化させることを防止するためのバリヤ層として、ニッケルが使用され得る。内側電極２０２及び外側電極２０３の例示的な厚さは、約１２０マイクロインチを含む。特定の実施形態では、電極２０２、２０３は、約１５マイクロインチの無電解銅のベースコートと、約１０２～１２０マイクロインチの高リン無電解ニッケルの第２コートと、約５マイクロインチの電解メッキ金の第３コートと、を含む。金属層は、圧電材料を損傷することなく、電気ケーブル２８２、例えば平行同軸ケーブル、を管の表面にはんだ付けする態様を提供し、また、トランスデューサへの電気負荷の均等な適用を許容する。特定の実施形態では、電極コーティングの金属層は、機械的または熱的な負荷によって剥がれたり剥離したりせずに超音波処理中に均一な電気負荷を供給する電極を生成するように、構成される。内側電極２０２及び外側電極２０３は、互いに同一の厚さを有し得て、あるいは、互いに異なる厚さを有し得る。内側電極２０２及び外側電極２０３は、これらに限定されないが、例えば無電解めっきや蒸着などの、任意の適切な方法を使用して形成され得る。

【0097】

本明細書に開示されるトランスデューサの内側電極２０２及び外側電極２０３（または任意の他の電極）間に電圧を印加するために、あるいは、より一般的にはトランスデューサに入力電力を提供するために、ケーブル（例えば、２８２）が、コントローラ１２０（または何らかの他の電圧源）とトランスデューサの電極との間に接続されて、コントローラ１２０（または何らかの他の電圧源）と電極との間の電気的接続を提供する。例えば、１または複数の同軸ケーブルまたは他のタイプの導電性配線が、トランスデューサの電極にはんだ付けされ得る。トランスデューサの電極の１つが、そのようなケーブルが電極に取り付けられる前または後に、電気絶縁体でコーティングされ得て、それによって覆われ得る。ケーブル（例えば、２８２）が電極に取り付けられる（例えば、はんだ付けされる）前に、電気絶縁体が電極に適用される場合、当該電気絶縁体の一部が（例えば、エッチングを使用して）除去されるか、あるいは、（例えば、マスクを使用して）絶縁されないまま残されて、ケーブル（例えば、２８２）が電極にはんだ付けされ得るか、または、他の態様で取り付けられ得る。はんだ付けまたは他のタイプの取り付けの後、はんだボールなどは、エポキシ樹脂などの電気絶縁体で覆われるべきであるが、これに限定されない。換言すれば、ケーブル配線（１または複数のケーブルを含む）と電極（絶縁される予定のもの）との間の接触点も、絶縁されるべきである。そうでなければ、はんだボール（またはケーブルと電極との間の他の電気接点）を導電性流体にさらすことは、電極全体を導電性流体にさらすことと等価となり得る。より一般的には、電気絶縁体で覆われた電極の一方にケーブル配線が接続される場合、当該ケーブル配線や取り付け機構の導電性部分（例えば、はんだボール）がトランスデューサの使用時に導電性流体に露出されないことを保証するように、注意が払われるべきである。これは、トランスデューサ４１１、並びに、本明細書に記載される他の選択的に絶縁されたトランスデューサ（例えば、５１１、９１１、１０１１等）に適用可能である。

【0098】

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、本発明技術の別の実施形態による、選択的に絶縁されたトランスデューサ５１１の縦断面図及び径方向断面図を示しており、圧電トランスデューサ本体２０１の内側電極２０２が、電気絶縁体５０４によって覆われている。このような実施形態では、内部電極２０２上に配置されて内部電極２０２を覆う電気絶縁体５０４は、超音波トランスデューサ５１１が導電性流体（例えば、２１３）内に位置決めされている時、内部電極２０２が当該導電性流体に接触することを抑制する（好ましくは防止する）。換言すれば、そのような実施形態では、電気絶縁体５０４は、トランスデューサがその内部に配置される導電性流体からの電気的絶縁と物理的絶縁との両方を提供する。しかしながら、外側電極２０３上には電気絶縁体が配置されていないため、超音波トランスデューサ５１１が導電性流体（例えば、２１３）内に位置決めされている時、外側電極２０３は当該導電性流体に接触し得る。このような実施形態では、内側電極２０２上に配置された電気絶縁体５０４が、超音波トランスデューサ５１１が導電性流体内に配置されている時、内側電極２０２と外側電極２０３との間の電気伝導を抑制する（好ましくは防止する）。電気絶縁体５０４は、超音波トランスデューサ５１１が導電性流体内に配置され、内側電極２０２と外側電極２０３との間に電圧が印加される時、内側電極２０２と外側電極２０３との間に短絡が生じることを抑制する（好ましくは防止する）。

【0099】

特定の実施形態では、超音波トランスデューサ５１１は、バルーン（例えば、１１２）内に配置され、当該バルーンは、少なくとも部分的に導電性流体である冷却流体（例えば、２１３）で満たされる。当該冷却流体は、その内部に超音波トランスデューサ４１１が位置決めされ得る体腔ＢＬの一部を冷却するために使用される。使用され得る導電性冷却流体の例示的なタイプは、図４Ａ乃至図４Ｄの実施形態に関して前述されたため、繰り返される必要はない。電気絶縁体５０４は、電気絶縁体４０４に関して前述された、パリレン、他のタイプの電気絶縁体材料のいずれか、または、それらの組み合わせ、で製造され得る。ある具体的な実施形態では、内部電極２０２の周面がパリレンコーティングで覆われ、内部電極２０２の対向する長手方向の両端部がエポキシ樹脂で覆われる。前述の電気絶縁体材料の他の組み合わせも可能であり、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。

【0100】

図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、トランスデューサ６１１の縦断面図及び径方向断面図を示し、圧電トランスデューサ本体２１１の内側電極２０２及び外側電極２０３の両方が、電気絶縁体によって覆われている。より具体的には、内側電極２０２が電気絶縁体５０４によって覆われており、外側電極２０３が電気絶縁体４０４によって覆われている。図７を参照して以下で更に詳細に説明されるように、超音波トランスデューサの内側電極２０２と外側電極２０３の両方（またはより一般的には両方の電極）を絶縁すると、特には入力電力が約５～８０ワットの範囲内であって音響出力電力が約５～４５ワットの範囲内であるというような、劣った性能を提供し得る。

【0101】

図４Ａ乃至図４Ｄ、図５Ａ及び図５Ｂを参照して前述された選択的に絶縁されたトランスデューサは、その各々が圧電材料の中空管を有する圧電トランスデューサ本体２０１を含み、また、裏当て部材（例えば、２１８）、絶縁管（例えば、２１９）、スタンドオフアセンブリ（例えば、２３０）、及び／または、取り付け点（３３４）、を含み得る。それらの例は、図２Ｃ及び図３Ｂを参照して図示され前述されている。もっとも、図面を簡略化するために、これらの追加の詳細は、図４Ａ乃至図４Ｄ、図５Ａ及び図５Ｂには図示されていない。

【0102】

図７は、圧電式超音波トランスデューサの入力電力対音響出力電力のグラフであり、様々な異なる電極またはそれらの組み合わせを絶縁することが冷却流体内に浸漬される超音波トランスデューサの性能にどのように影響を与えるか、を示す。ここで、圧電トランスデューサ本体２０１は、内面及び外面を有する圧電材料の中空管を有しており、内部電極２０２及び外部電極２０３が、それぞれ、当該内面及び当該外面上に配置されている。放射力バランス（ＲＦＢ）、または、何らかの他の機器及び技術が、異なる電気入力電力に応答した超音波トランスデューサの音響出力電力を測定するために、使用され得る。図７を参照して、曲線７０１が、内側電極２０２と外側電極２０３の両方が電気絶縁体によって覆われていない超音波トランスデューサ（例えば、図２Ｂの１１１）に対応している。曲線７０１から理解され得るように、音響出力電力は、電気入力電力が約８０ワット（Ｗ）に達するまで、当該入力電力の増加に応答して増加し、当該時点の後、超音波トランスデューサは故障し始め、音響出力電力は急速に低下する。曲線７０２は、外側電極２０３が電気絶縁体（例えば、４０４）によって覆われているが、内側電極２０２が電気絶縁体によって覆われていない超音波トランスデューサ（例えば、４１１）に対応している。図７から理解され得るように、曲線７０１と曲線７０２とは、ほとんど同一である。従って、曲線７０２において、音響出力電力は、電気入力電力が約８０Ｗに達するまで、当該入力電力の増加に応答して増加し、当該時点の後、超音波トランスデューサが故障し始め、音響出力電力は急速に低下する。

【0103】

曲線７０３は、内側電極２０２が電気絶縁体（例えば、５０４）によって覆われているが、外側電極２０３が電気絶縁体によって覆われていない超音波トランスデューサ（例えば、５１１）に対応している。図７から理解され得るように、超音波トランスデューサ（例えば、５１１）の効率は、電極２０２、２０３のいずれも電気絶縁体によって覆われていない場合よりも若干低く、あるいは、外側電極２０３のみが電気絶縁体によって覆われている場合よりも若干低いが、音響出力電力は、電気入力電力が約８０Ｗに達するまで、当該入力電力の増加に応答して増加し、当該時点の後、超音波トランスデューサが故障し始め、音響出力電力は急速に低下する。曲線７０４は、内側電極２０２が電気絶縁体（例えば、５０４）によって覆われていて、且つ、外側電極２０３が電気絶縁体（例えば、４０４）によって覆われている超音波トランスデューサ（例えば６１１）に対応している。曲線７０４から理解され得るように、音響出力電力は、電気入力電力が約５８Ｗに達するまで、当該入力電力の増加に応答して増加し、当該時点の後、超音波トランスデューサが故障し始め、音響出力電力は急速に低下する。曲線７０２、曲線７０３及び曲線７０４を生成するために試験された電気絶縁体（例えば、４０４及び５０４）は、パリレンＣコーティングであった。

【0104】

図７に示されるグラフを生成する実験の実行時、冷却流体（その内部に試験されたトランスデューサが浸漬された）は、非導電性流体である脱イオン水であった。このような実験に非導電性流体が使用された理由は、もし導電性冷却流体が使用された場合、その性能が曲線７０１によって表される超音波トランスデューサ（例えば、１１１）の非絶縁電極間に電気的短絡が発生したであろう、ということであった。その性能が曲線７０２及び曲線７０３によって表される選択的に絶縁された超音波トランスデューサ（例えば、４１１及び５１１）に関しては、並びに、その性能が曲線７０４によって表される両電極が電気絶縁体によって覆われたトランスデューサ（例えば、６１１）に関しては、図７の曲線７０２、曲線７０３及び曲線７０４が、生理食塩水、乳酸ナトリウム溶液または血液などの導電性冷却流体に浸漬された場合にそのようなトランスデューサがどのように動作するか、をそれぞれ示している、と考えられる。

【0105】

図７から理解され得るように、最良の性能を提供した選択的に絶縁されたトランスデューサは、（曲線７０２によって示されているように）約９０Ｗ未満の入力電力のために外側電極２０３のみがパリレンコーティングタイプの電気絶縁体によって覆われた選択的に絶縁されたトランスデューサ（例えば、４１１）であった。次善の性能は、（曲線７０３によって示されているように）内側電極２０２のみがパリレンコーティングタイプの電気絶縁体によって覆われた選択的に絶縁されたトランスデューサ（例えば、５１１）によって提供された。また、図７から理解され得るように、内側電極２０２及び外側電極２０３の両方がパリレンコーティングタイプの電気絶縁体によってコーティングされたトランスデューサ（例えば、６１１）は、（曲線７０４によって示されているように）かなり低い入力電力で故障して、劣った性能を示す。

【0106】

より具体的には、図７から、内側電極２０２及び外側電極２０３の両方をそれぞれの電気絶縁体で覆うと、より高い入力電力で、例えば約３０Ｗを超える入力電力で、トランスデューサの出力性能（曲線７０４）を劣化（低下）させる、ということが理解され得る。そこでは、当該トランスデューサの超音波出力電力は、電気絶縁体がない場合（曲線７０１）よりも低く、また、電極の一方のみが電気絶縁体で覆われている場合（曲線７０２及び曲線７０３）よりも低い。いかなる理論によっても束縛されることは希望していないが、例えば、圧電トランスデューサ本体２０１の両方の電極上の電気絶縁体が圧電材料内に熱を捕捉（トラップ）し得て機械的応力を発生させ得るために、より高い電力レベルでの動作中にトランスデューサ内において熱的に誘起される機械的応力によってそのような劣化が生じると考えられる。図７から、内部電極２０２のみを電気絶縁体で覆うことも、より高い入力電力、例えば約３０Ｗを超える入力電力で、トランスデューサの音響出力電力性能（曲線７０３）を劣化（低下）させ得る、ということが理解され得る。そこでは、当該トランスデューサの音響出力電力は、電気絶縁体がない場合よりも低い。比較において、例えば図４Ａ乃至図４Ｄを参照して説明されたような、外側電極２０３のみが電気絶縁体で覆われた選択的に絶縁されたトランスデューサの電力性能（曲線７０２）は、絶縁されていない超音波トランスデューサの出力性能（曲線７０１）に対して、全ての電力において同様であり得る。それにもかかわらず、幾つかの形態及び実装形態では、内部電極２０２のみを電気絶縁体で覆うことが適切であり得る、ということが明確に企図される。図１１を参照して説明される方法の動作は、選択的に絶縁されたトランスデューサの電気絶縁体の特定の配置に基づいて、適切に修正され得る、ということが理解される。

【0107】

例えば腎臓の除神経に適した特定の実施形態では、電気入力電力の好ましい範囲は、約３０Ｗ～約５０Ｗであり得て、これは、約２５Ｗ～約３５Ｗの音響出力電力に対応する。図７で理解されるように、内側電極２０２及び外側電極２０３の両方をコーティングすることは（曲線７０４）、絶縁されていないトランスデューサ（曲線７０１）または外側電極２０３のみがコーティングされたトランスデューサ（曲線７０２）と比較して、これらの電力入力範囲におけるトランスデューサの効率を低下させる。先入観や制限無しで、トランスデューサ１１１の内側電極２０２及び外側電極２０３の両方（またはより一般的には両方の電極）をコーティングすることは、絶縁されていない電極を有するトランスデューサ、または、外側電極２０３のみが絶縁されている（または内側電極２０２のみが絶縁されている）トランスデューサよりも、カテーテル（例えば、１０２）上により多くの熱及び機械的応力を発生させることにより、トランスデューサ自体の寿命に悪影響を与え得る、と理論づけられ得る。

【0108】

図７で理解示されるように、内側電極２０２のみを電気絶縁体で覆うことは（曲線７０３）、絶縁されていないトランスデューサ（曲線７０１）または外側電極２０３のみが電気絶縁体で覆われたトランスデューサ（曲線７０２）と比較して、約３０Ｗ～約５０Ｗの電力入力範囲におけるトランスデューサの効率を低下させる。更に、内部電極２０２のみを電気絶縁体（例えば、５０４）で覆うことは、絶縁されていない電極を有するトランスデューサまたは外側電極２０３のみが電気絶縁体で覆われたトランスデューサ（例えば、４０４）よりも、より多くの熱と機械的応力を発生させることにより、トランスデューサの寿命に悪影響を与え得る、と理論づけられ得る。これは、バルーン（またはバルーン無し実施形態では血液）内に挿入された冷却流体（例えば、２１３）が、スタンドオフアセンブリ（例えば、２３０）の開口部（例えば、３３６）を介して内部電極２０２を覆う電気絶縁体（例えば、５０４）と接触し得るのみ、であるからであり得る。これは、冷却流体が内側電極２０２から効果的に熱を奪い取ることを困難にし得る。対照的に、冷却流体（例えば、２１３）がバルーン（またはバルーン無し実施形態では血液）内に供給される場合、外側電極２０３を覆う電気絶縁体（例えば、４０４）とはより完全に接触し得て、従って、外側電極２０３を覆う電気絶縁体、例えばパリレンコーティング、によって捕捉（トラップ）されていた可能性のある熱をより容易に奪い取り得る。

【0109】

前述の実施形態では、圧電トランスデューサ本体は、圧電材料の中空管で製造され、内面及び外面を有し、それらの上に内側電極及び外側電極がそれぞれ配置されたものとして、図示されて説明された。代替的な実施形態では、圧電トランスデューサ本体は、中空である必要はない。一例として、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、超音波トランスデューサ８１１は、互いに平行な第１及び第２平面状対向面（すなわち、この例では頂面及び底面）を備えた略長方形状（略直方体状）の圧電トランスデューサ本体８０１を含み得る。当該第１及び第２平面状対向面上に、平面状であって互いに平行な電極８０２、８０３が配置されている。この議論（説明）のために、電極８０２及び電極８０３は、それぞれ、下部電極及び上部電極と呼ばれる。図９を参照して、特定の実施形態によれば、選択的に絶縁された超音波トランスデューサ９１１は、上部電極８０３のみが電気絶縁体９０４によって覆われた略長方形状の圧電トランスデューサ本体８０１を備える。このような実施形態では、電気絶縁体９０４は、トランスデューサがその内部に配置される導電性流体からの上部電極８０３の電気的絶縁と物理的絶縁との両方を提供する。図１０を参照して、特定の実施形態によれば、超音波トランスデューサ１０１１は、下部電極８０２のみが電気絶縁体１００４によって覆われた略長方形状の圧電トランスデューサ本体８０１を備える。このような実施形態では、電気絶縁体１００４は、トランスデューサがその内部に配置される導電性流体からの下部電極８０２の電気的絶縁と物理的絶縁との両方を提供する。

【0110】

特定の実施形態では、選択的に絶縁された超音波トランスデューサ９１１、１０１の各々が、導電性流体である冷却流体（例えば、２１３）で少なくとも部分的に満たされるバルーン（例えば、１１２）内に配置され得る。当該導電性冷却流体は、超音波トランスデューサが位置決めされ得る体腔ＢＬの一部を冷却するために使用される。前述のように、当該導電性流体は、超音波トランスデューサー自体をも冷却し得る。使用され得る導電性冷却流体の例示的なタイプは、図４Ａ乃至図４Ｄの実施形態に関して前述されたため、繰り返される必要はない。バルーン無し実施形態と称され得る代替的な実施形態では、選択的に絶縁された超音波トランスデューサ９１１、１０１１は、超音波トランスデューサが位置決めされ得る体腔を通って流れる血液に直接的にさらされ得る。この場合、導電性流体は、血液を含む。

【0111】

電気絶縁体９０４，１００４は、電気絶縁体４０４に関して前述された、パリレン、他のタイプの材料のいずれか、または、それらの組み合わせ、で製造され得る。ある具体的な実施形態では、一方の外側電極（８０３または８０２）の周面がパリレンコーティングで覆われ、当該一方の電極（８０３または８０２）の対向する長手方向の両端部がエポキシ樹脂で覆われる。前述の電気絶縁体材料の他の組み合わせも可能であり、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。

【0112】

本発明技術の実施形態は、図面に図示されて前述された特定の形状を有する超音波トランスデューサに限定されない。一例として、円筒形（または他の形状）の中空の圧電トランスデューサ本体は、一定の外径を有する必要がなく、段差が付けられた長手方向の遠位端及び／または近位端を有し得て、より具体的には、それらは、トランスデューサ本体の残部（すなわち、段差が付けられていない部分）よりも小径を有し得る。他の変形例も可能であり、本明細書に記載の実施形態の範囲内である。トランスデューサ本体の段差が付けられていない部分は、トランスデューサの長さの大部分、例えば、トランスデューサの全長の、５０～９５％または６０～９０％（例えば、５０～６０％、６０～７０％、７０～８０％、８０～９０％、９０～９５％、９０～９９％、前述の範囲間のパーセンテージ、等）、を構成し得る。もっとも、他の実施形態では、所望または必要に応じて、段差が付けられていない部分は、トランスデューサの全長の、６０％未満（例えば、４０～５０％、５０～５５％、５５～６０％、４０％未満、等）、または、９５％を超えて（例えば、９５～９６％、９６～９７％、９７～９８％、９８～９９％、９９％を超えて、等）、延在し得る。

【0113】

更に、図８Ａ乃至図１０を参照して説明された実施形態におけるように、圧電トランスデューサ本体が中空でない場合には、圧電トランスデューサ本体の形状は、平行な上面及び下面を有する略長方形（略直方体）以外の他の形状を有することもできる。例えば、図８Ａ乃至図１０に戻って、それらに図示されている圧電トランスデューサ本体８０１の上面及び下面のうちの１または複数は、凹状または凸状であり得るし、あるいは、何らかの他の非平坦形状を有し得て、これにより、下部電極８０２及び上部電極８０３のうちの１または複数がそのような代替的な形状を有するという態様に帰結し得る。このような電極の１つが電気絶縁体でコーティングされる場合、当該電気絶縁体もまた、そのような代替的な形状を有し得る。

【0114】

超音波トランスデューサ及びカテーテルベースの超音波送達システムの設計及び使用に関する追加の選択肢（オプション）が、以下の特許及び公開出願に提供されており、それらの各々の全内容が、当該参照により本明細書に組み込まれる：米国特許第６，６３５，０５４号、米国特許第６，７６３，７２２号、米国特許第７，５４０，８４６号、米国特許第７，８３７，６７６号、米国特許第９，７０７，０３４号、米国特許第９，９８１，１０８号、米国特許第１０，３５０，４４０号、米国特許第１０，４５６，６０５号、米国特許第１０，４９９，９３７号、及び、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／１１２１６５。

【0115】

本明細書に記載のトランスデューサ、装置、及びシステムは、任意の適切な組織を治療するために使用され得て、当該組織は標的解剖学的構造と称され得る。例えば、腎神経を治療する（例えば、神経調節する）ための本発明システムの使用が、前述されている。組織を治療するために本発明システムが位置決めされ得る体腔は、必ずしも自然に（天然に）存在する体腔に限定されない、ということが理解される。例えば、治療は、組織内に体腔を形成する工程（例えば、ドリリング（穴あけ）、カニューレ、レーザアブレーション、等を使用する工程）と、次いで、そのような体腔内に適切な構成要素を位置決めする工程と、を含み得る。本発明システムの他の適切な用途は、静脈または不整脈に関与する肺の神経及び組織、椎間板内の神経、椎間板の内部または外部の神経、椎骨内の基底脊椎神経、脳組織内の神経、心臓組織内の不整脈に関与する組織、気管支樹に沿った神経、迷走神経の１または複数の食道枝、及び、膀胱を取り囲む１または複数の神経、の切除（アブレーション）を含む。

【0116】

図１１は、本発明技術の様々な実施形態による方法を要約するために使用される高レベルのフローチャートである。図１１を参照して、ステップ１１０２は、互いから離間して配置されて互いに交差しない第１面及び第２面を有し第１電極が第１面上に配置されていて第２電極が第２面上に配置されている圧電トランスデューサを提供する工程を含む。ステップ１１０４は、第１電極及び第２電極のうちの一方のみを電気絶縁体で覆う工程を含む。ステップ１１０６は、圧電トランスデューサを、体腔（例えば、腎動脈）内に挿入する工程を含み、ステップ１１０８は、圧電トランスデューサを、第２電極とは接触する一方で（第１電極を覆う電気絶縁体によって）第１電極とは接触することが抑制される導電性流体にさらす工程を含む。ステップ１１１０は、圧電トランスデューサが導電性流体にさらされている（そして体腔ＢＬ内に挿入されている）間に、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、それによって圧電トランスデューサに超音波を生成させる工程を含む。ステップ１１１２は、電気絶縁体を利用して、圧電トランスデューサが導電性流体にさらされていて第１電極と第２電極との間に電圧が印加される間に、第１電極と第２電極との間で短絡が生じることを抑制する（好ましくは防止する）工程を含む。

【0117】

特定の実施形態では、当該方法は、また、バルーンの内部に圧電トランスデューサを配置する工程を含む。このような実施形態では、ステップ１１０８における圧電トランスデューサを導電性流体にさらす工程が、バルーンを導電性流体で少なくとも部分的に充填する工程を含む。前述のように、導電性流体は、生理食塩水、非純水、または、乳酸ナトリウム溶液のうちの少なくとも１つを含み得るが、これらに限定されない。このような実施形態では、当該方法は、また、圧電トランスデューサを内部に含んだバルーンを、体腔内に挿入する工程を含み得る。このような実施形態では、第１電極と第２電極との間に電圧を印加して、圧電トランスデューサに超音波を生成させる工程が、バルーンが体腔内にある間に行われる。

【0118】

本明細書でバルーン無し実施形態と呼ばれる他の実施形態では、ステップ１１０８は、圧電トランスデューサが血液と接触するように、血液が流れる体腔内に圧電トランスデューサを挿入する工程によって実行される。このような実施形態では、導電性流体は血液を含み、ステップ１１０８で圧電トランスデューサを導電性流体にさらす工程は、圧電トランスデューサを血液にさらす工程を含む。

【0119】

本明細書には幾つかの実施形態及び実施例が開示されているが、本出願は、具体的に開示された実施形態を超えて、他の代替的な本発明の実施形態及び／または使用、並びに、それらの修正物及び均等物、に及ぶ。また、実施形態の特定の特徴及び態様の様々な組み合わせまたはサブコンビネーションが製造され得て、それらも本発明の範囲内に含まれる、ということが企図されている。従って、開示された実施形態の様々な特徴及び態様は、開示された本発明の様々なモードを形成するために、相互に組み合わられ得るし、置換され得る。従って、本明細書に開示された本発明の範囲は、前述の特定の実施形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲を正しく読むことによってのみ決定されるべきである、ということが意図されている。

【0120】

本発明は様々な修正及び代替的形態が可能であるが、その特定の例が図面に示されて本明細書で詳細に説明されている。しかしながら、本発明は、開示された特定の形態または方法に限定されるものではなく、逆に、本発明は、様々な開示された実施形態及び添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内にある、全ての修正、等価物、及び、代替物、を網羅するものである、ということが理解される。本明細書に開示されたいずれの方法も、記載された順序で実行される必要はない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A1】

【図3A2】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】