(57)【要約】温熱療法を用いて身体の導管に隣接した組織を治療する一方、水腫に起因した身体の導管の閉塞を防ぐ方法および装置は、身体の導管の温度を維持するための加温流体を用い、治療すべき組織を圧縮して放射される熱の効果を増す。エネルギ放射源収納カテーテルが身体の導管に挿入され、これが治療すべき組織の領域に位置づけられて、治療すべき組織に対しエネルギを放射する。３０℃を超える温度に加温された流体がカテーテル内で、およびこれを通って循環し、カテーテルに隣接した身体の導管の壁を加温する。循環流体はバルーンを膨張させ、治療すべき組織を圧縮する圧力にする。身体の導管に隣接して循環し、その壁の暖かさを維持する３０℃を越える加温流体と、治療すべき組織の圧縮との組み合わせによって自然なステントが形成され、これはカテーテルおよび圧縮バルーンが取り外された後もそのまま残る。
2005503886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の導管に隣接した組織を治療するための温熱治療方法であって、
エネルギ放射源収容カテーテルを身体の導管内に挿入して、前記身体の導管に隣接した治療すべき組織を加熱するエネルギを放射させるために、エネルギ放射源を前立腺内の領域に位置づけるようにする工程、
３０℃を超える温度に加温された流体を前記カテーテル内およびこれを通して循環させることで、前記カテーテルに隣接し、前記エネルギ放射源収容カテーテルと加熱対象である前記組織との間に位置する身体の導管壁を暖める工程、
前記身体の導管を取り囲む組織の一部を前記エネルギ放射源によってほぼ４３℃の温度に加熱し、当該加熱される一部の組織が破壊されるに十分な時間、加熱を行う工程、および
前記加熱される一部の組織が破壊されるに十分な時間が経過したときに前記組織の加熱を終了させる工程
を具えた方法。
【請求項２】
前記カテーテルおよび前記治療すべき組織の領域の前記エネルギ放射源を圧縮バルーンが取り囲んでおり、前記加温流体を循環させる工程は、前記身体の導管壁を拡張するに十分な圧力に前記圧縮バルーンを膨張させ、前記加温流体により治療されるべき前記組織を圧縮する工程を含み；前記加熱工程の終了後に、前記身体の導管壁の前記拡張された状態が補強されるに十分な期間、圧縮バルーンの圧力を維持する工程と、圧縮バルーンとともに前記エネルギ放射源収容カテーテルを取り外す工程とをさらに具え、前記拡張された身体の導管が前記加熱および前記取り外し工程後も開いたままとなるようにした請求項１に係る方法。
【請求項３】
前記加温流体を循環させる工程は、前記身体の導管壁のやけどが生じないようにしながら、前記身体の導管の暖かさを治療レベルに維持する、請求項２に係る方法。
【請求項４】
前記加温流体の温度が約３０℃から６０℃の範囲にある請求項２に係る方法。
【請求項５】
前記加温流体の温度がほぼ３５℃である請求項４に係る方法。
【請求項６】
前記膨張した圧縮バルーンの圧力がほぼ１０ないし２５ｐｓｉの範囲にある請求項２に係る方法。
【請求項７】
前記膨張した圧縮バルーンの圧力がほぼ１５ｐｓｉである請求項６に係る方法。
【請求項８】
前記身体の導管が尿道であり、前記治療すべき組織が前立腺である請求項２に係る方法。
【請求項９】
前記加温流体および前記治療すべき組織の圧縮の組み合わせによって前記身体の導管が広げられ、前記温熱療法後に前記身体の導管の正常な機能を生じさせる請求項２に係る方法。
【請求項１０】
温熱治療を要する身体内の組織を治療するための装置であって、
ａ）身体の導管に挿入されるカテーテル、
ｂ）該カテーテル内に配置されたエネルギ放射源、
ｃ）該エネルギ放射源を囲む前記カテーテル内の圧縮バルーンであって、弛緩状態にある前記身体の導管よりも大きい膨張時の直径を有する当該圧縮バルーン、
ｄ）前記エネルギ放射源および前記圧縮バルーンを治療されるべき前記組織に隣接して位置づけるためのアンカー手段、
ｅ）３０℃を超える温度の流体を前記カテーテルのまわりの前記圧縮バルーン内に循環させることで前記圧縮バルーンを十分な圧力に膨張させ、これによって前記身体の導管の加温および拡張を行うための手段、
ｆ）前記エネルギ放射源を作動させてエネルギ放射を行わせ、前記治療されるべき組織を約４３℃より高い温度に加熱するための手段、
ｇ）患部組織が破壊される期間が経過したときに前記エネルギ放射源からの前記エネルギ放射を終了させるための手段、および
ｈ）温熱治療の間およびその後に、前記圧縮バルーンの圧力を維持するための手段
を具えた装置。
【請求項１１】
前記カテーテルは可撓性ケーシングであり、該ケーシングは、前記エネルギ放射源を受容する中央ルーメンと、前記ケーシング内で前記中央ルーメンを囲む少なくとも１つのルーメンとをもつ請求項１０に係る装置。
【請求項１２】
患者の体内で前記加温流体を循環させるための手段は前記ケーシング内に少なくとも１つのルーメンを含み、前記圧縮バルーンは、その一端に配置されるとともに前記少なくとも１つのルーメンに連通する入口を有する請求項１１に係る装置。
【請求項１３】
前記圧縮バルーンは、その他端に配置されるとともに前記中央ルーメンに連通する出口を有し、前記加温流体を循環させるための手段は、前記カテーテルのケーシング上の前記少なくとも１つのルーメンに流体を導入し、該流体は、前記入口を介して前記圧縮バルーン内に入って前記圧縮バルーンを膨張させ、前記十分な圧力を維持しつつ前記出口を介して前記圧縮バルーンから出て前記中央ルーメンに流入し、前記身体から出て行く、請求項１２に係る装置。
【請求項１４】
前記流体を循環させるための手段に組み合わされた流出制限バルブをさらに具え、前記圧縮バルーン内の流れの圧力が約１０〜２５ｐｓｉの範囲にほぼ保たれるようにした請求項１０に係る装置。
【請求項１５】
前記十分な圧力がほぼ１５ｐｓｉである請求項１０に係る装置。
【請求項１６】
前記カテーテルの直径が約２２フレンチ未満である請求項１０に係る装置。
【請求項１７】
前記圧縮バルーンが約２５〜６０フレンチの範囲の直径まで膨張する請求項１０に係る装置。
【請求項１８】
前記圧縮バルーンが円筒形状である請求項１０に係る装置。
【請求項１９】
前記圧縮バルーンが前記カテーテルの長さ方向に沿って変化する直径を有する請求項１８に係る装置。
【請求項２０】
前記圧縮バルーンが膨張すると前記カテーテルに対して非対称となる請求項１８に係る装置。
【請求項２１】
前記圧縮バルーンの端部の直径が前記圧縮バルーンの中央領域の直径より大である請求項１９に係る装置。
【請求項２２】
前記身体の導管が尿道であり、前記治療すべき組織が前立腺である請求項１０に係る装置。
【請求項２３】
温熱治療を要する身体内の組織を治療するための装置であって、
ａ）複数のルーメンをもつシャフトを含み、身体の導管に挿入されるカテーテル、
ｂ）前記カテーテルのシャフトの中央ルーメン内に配置されたエネルギ放射源、
ｃ）前記カテーテルのシャフト内の前記エネルギ放射源を囲む圧縮バルーン、
ｄ）前記エネルギ放射源および前記圧縮バルーンを治療されるべき前記組織に隣接して位置づけるためのアンカー手段、
ｅ）３０℃を超える温度の流体を前記カテーテルのまわりの前記圧縮バルーン内に循環させることで前記圧縮バルーンを十分な圧力に膨張させ、これによって前記身体の導管の加温および拡張を行うための手段、
ｆ）前記エネルギ放射源を作動させてエネルギ放射を行わせ、前記治療されるべき組織を約４３℃より高い温度に加熱するための手段、
ｇ）患部組織が破壊される期間が経過したときに前記エネルギ放射源からの前記エネルギ放射を終了させるための手段、および
ｈ）温熱治療の間およびその後に、前記圧縮バルーンの圧力を維持するための手段、
を具え、
ｉ）前記カテーテルのシャフトおよび圧縮バルーンの一方が、前記エネルギ放射源の加熱パターンを定めるべく付された遮蔽材を有する装置。
【請求項２４】
前記遮蔽材を接地するように接続される導電体をさらに具え、該導電体が前記カテーテルのシャフトのルーメン内に配置されている請求項２３に係る装置。
【請求項２５】
前記導電体が外部のアンテナに接地されている請求項２４に係る装置。
【請求項２６】
前記導電体は、金属膜、金属箔および金属ワイヤーメッシュの１つで作られ、前記カテーテルのシャフトおよび前記圧縮バルーンの少なくとも一方に一体化され、および、前記エネルギ放射源から離れた複数の位置に距離をおいて設けられることで所望の加熱パターンを生じさせる、請求項２４に係る装置。
【請求項２７】
前記カテーテルのシャフトおよび前記圧縮バルーンの少なくとも一方に金属被覆が適用され、前記箔を接地せず、放射エネルギが反射または分配されるようにすることで、治療すべき前記組織が優先的に加熱されるようにした請求項２３に係る装置。
【請求項２８】
前記放射エネルギ源を前記カテーテル内で長手方向に移動させるための手段をさらに具え、前記エネルギ放射源の放射部の位置を可変とし組織の加熱を最適化するようにした請求項２３に係る装置。
【請求項２９】
身体の導管に隣接した組織を治療するための温熱治療方法であって、
エネルギ放射源収容カテーテルを身体の導管内に挿入して、前記身体の導管に隣接した治療すべき組織を加熱するエネルギを放射させるために、エネルギ放射源を前立腺内の領域に位置づけるようにする工程、
３０℃を超える温度に加温された流体を前記カテーテル内およびこれを通して循環させることで、前記カテーテルに隣接し、前記エネルギ放射源収容カテーテルと加熱対象である前記組織との間に位置する身体の導管壁を暖める工程、
前記カテーテルおよび前記エネルギ放射源を囲む圧縮バルーンを前記身体の導管壁を拡張するに十分な圧力に膨張させることにより、前記治療すべき組織の領域であって、加温され、循環する流体により治療されている当該組織の領域を圧縮する工程、
前記身体の導管を取り囲む組織の一部を前記エネルギ放射源によってほぼ４３℃の温度に加熱し、当該加熱される一部の組織が破壊されるに十分な時間、加熱を行う工程、
前記加熱される一部の組織が破壊されるに十分な時間が経過したときに前記組織の加熱を終了させる工程、
前記加熱工程の終了後に、前記身体の導管壁の前記拡張された状態が補強されるに十分な期間、圧縮バルーンの圧力を維持する工程、および
圧縮バルーンとともに前記エネルギ放射源収容カテーテルを取り外す工程を具え、前記拡張された身体の導管が前記加熱および前記取り外し工程後も開いたままとなるようにする方法。
【請求項３０】
温熱治療を要する身体内の組織を治療するための装置であって、
ａ）身体の導管に挿入されるカテーテル、
ｂ）該カテーテル内に配置されたエネルギ放射源、
ｃ）該エネルギ放射源を治療されるべき前記組織に隣接して位置づけるためのアンカー手段、
ｄ）３０℃を超える温度の流体を前記エネルギ放射源を収容するカテーテル内で循環させることで前記身体の導管の加温を行うための手段、
ｅ）該流体を循環させるための手段に組み合わされ、前記カテーテル内の流れの圧力が約１０〜２５ｐｓｉの範囲にほぼ保たれるようにする流出制限バルブ、
ｆ）前記エネルギ放射源を作動させてエネルギ放射を行わせ、前記治療されるべき組織を約４３℃より高い温度に加熱するための手段、および
ｇ）患部組織が破壊される期間が経過したときに前記エネルギ放射源からの前記エネルギ放射を終了させるための手段
を具えた装置。
【請求項３１】
温熱治療を要する身体内の組織を治療するための装置であって、
ａ）身体の導管に挿入されるカテーテル、
ｂ）シャフトおよびエネルギ放射部を有し、前記カテーテル内に配置されたエネルギ放射源、
ｃ）該エネルギ放射源を治療されるべき前記組織に隣接して位置づけるためのアンカー手段、
ｄ）３０℃を超える温度の低損失流体を前記エネルギ放射源を収容するカテーテル内で循環させることで前記身体の導管の加温を行うための手段、
ｅ）前記エネルギ放射源を作動させてエネルギ放射を行わせ、前記治療されるべき組織を約４３℃より高い温度に加熱するための手段、
ｆ）患部組織が破壊される期間が経過したときに前記エネルギ放射源からの前記エネルギ放射を終了させるための手段、
を具え、
ｇ）前記エネルギ放射源が前記低損失流体に直接組み合わされることで、放射パワーを最大限にし、かつ前記エネルギ放射源のシャフトの冷却が行われるようにした装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、可視的な腫瘍や、組織内の微視的な悪性および良性の細胞を温熱療法により治療する目的で、単一のエネルギアプリケータまたは複数のマイクロ波アプリケータのいずれか、加温流体、および圧縮を用いて身体へ集中的エネルギ（focused energy）を投入（administer）するためのシステムおよび方法に関するものである。特に本発明は、尿道に隣接する前立腺組織を圧縮させて生物学的ステント（biological stent）を生成する、マイクロ波による加熱および加温療法（thermal and warming therapy）のための前立腺カテーテルに関する。
【背景技術】
【０００２】
温熱療法により前立腺の治療を行うためには、前立腺のかなりの部分を加熱することが必要であるが、これは前立腺内の健康な組織や、患者の尿道および直腸壁を含む周囲組織にまで及んで（spare）しまう。前立腺は、膀胱の直下で尿道を取り囲んでいる。前立腺は、すべての内部器官の中でも最も高い頻度で罹病し、良性前立腺過形成（ＢＰＨ）、急性前立腺炎など、老齢男性に共通な心配事であって、より深刻な心配である癌と同様である。ＢＰＨは、悪性でない、前立腺組織の両側性の結節性腫瘍状拡張（bilateral nodular tumorous expansion）であって、主として前立腺の移行帯（transition zone）において生じる。治療しなければ、ＢＰＨは尿道の閉塞を生じさせて頻尿をもたらすものとなり、切迫すれば失禁、夜間多尿、および尿の流れの低下や中断をもたらす。
【０００３】
ＢＰＨの最近の治療法として、前立腺のマイクロ波温熱療法がある。これはマイクロ波のエネルギを用いて尿道前立腺部周囲の組織の温度を約４５℃以上に上昇させることで、腫瘍状前立腺組織に熱的なダメージを与えるものである。特許文献１および２は、前立腺の温熱療法により前立腺の腫瘍状組織の切除を行う方法を開示しており、文献の参照によってそれらの内容をここに包含するものとする。しかしながら、温熱療法後の尿道の開通性をさらに維持または向上するためには、この種の療法を改良することがなお必要である。特に、尿道の狭窄を生じさせていた腫瘍状組織の切除をしたにも拘らず、尿の流れが改善されるとは限らない。前立腺の温熱療法により生じる水腫（edema）が尿道を閉塞するからであり、この結果、上記方法で治療された患者には、温熱療法後の数日間または数週間、導尿管を付けなければならない。
【０００４】
特許文献３、４および５はアンカー（anchoring）すなわちフォーリー（Foley）バルーンに加えて冷却バルーンをもつ前立腺カテーテルを開示しており、文献の参照によってそれらの内容をここに包含するものとする。しかしながら、これら特許は、隣接した非前立腺組織から優先的に熱を除去する冷却剤として作用する流体を冷却バルーンを通して循環させるものである。特許文献５はさらに、特許文献６により教示される温熱療法カテーテルシステムの使用を開示しており、これは約１２℃〜１５℃の間に冷却した水を冷却剤として用いるものである。冷却水は冷却バルーンに隣接した尿道を大きく冷却する。同様に、特許文献４には、尿道壁の温度を冷たい状態に保持する流体としての冷却剤が記載されている。尿道を冷たい状態とするのは、冷却バルーンが取り除かれた後に、加熱された尿道内の開きを維持する目的ではなく、尿道壁直近に隣接する組織内の治療効果が減少する。
【０００５】
熱的な外科手術に代わるものとしては他に、特許文献７に記載されたような、尿道内に膨張バルーンを挿入してこれを拡張させることで、詰まった尿道を押すようにしたものがある。しかしながら、膨張バルーンを２４時間以上も拡張させていなければならず、患者は患部である前立腺の治療を受けられないままとなり、逆効果が生じ得る（例えば尿道壁の裂傷など）。特許文献８には手術後の処置について記載され、ここでは、外科的処置によって尿道を拡大した後、前立腺組織を拡張することで、患者が楽に排尿できるようにしている。この拡張には他の装置の挿入を要し、かつその装置を１日以上患者に取り付けたままとしなければならない。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５，３３０，５１８号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，８４３，１４４号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，００７，４３７号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，４９６，２７１号明細書
【特許文献５】
米国特許第６，１２３，０８３号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，４１３，５８８号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，４９９，９９４号明細書
【特許文献８】
米国特許第６，１０２，９２９号明細書
【非特許文献１】
Gustavson, The Chemistry and Reactivity of Collagen, Academic Press, Inc., New York, 1956（特に第２１１頁〜第２２０頁を含む）
【非特許文献２】
Agah et. al., Rate Process Model For Arferial Tissue Thermal Damage: Implications on Vessel Photocoagulation, Lasers in Surgery and Medicine, 15:176-184 (1994)
【非特許文献３】
Trembly et. al., Combined Microwave Heating and Surface Cooling of the Cornea, IEEE Transactions On Biomedical Engineering, Vol. 38, No. 1, 1991
【非特許文献４】
Stringer et. al., Shrinkage Temperature of Eye Collagen, Nature, No. 4965（第１３０７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
治療後処置としてのカテーテルその他の装置は、医学界ではなお必要と考えられているが、水腫（edema）により生じる閉塞を除去し、尿道の開きを維持または向上するために、温熱療法にはさらなる改善が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、尿道など身体の導管の閉塞を防ぎながら、身体の導管に隣接した組織を熱的に治療するための装置および方法に向けられるものである。この目的を達成するため、本発明は、エネルギ放射源およびそれを取り囲む圧縮バルーンをもつカテーテルを用い、それを通じて、加温流体の流れが圧縮バルーンに隣接する身体の導管壁を温めるようにする。
【０００９】
身体の導管を尿道とし、前立腺組織が温熱療法により治療されるものとした好適実施形態に関して本発明を説明するが、加温流体、圧縮およびマイクロ波の組み合わせは、上記目的を達成するために、心血管、食道、咽頭鼻部および直腸の空洞部を含む身体の他の導管にも適用できるものであり、またそれらに限られるものでもない。すなわち、本発明の目的は、身体の導管を広げることで、その導管の正常な機能が阻害されないようにすることにある。エネルギ放射源への電力供給、圧縮バルーンおよびカテーテルの直径および形状は、治療されるべき身体の導管または組織に従って様々に変化し得る。
【００１０】
尿道壁を冷やすために冷却剤を循環させる公知技術とは異なり、本発明では尿道を３０℃を越える温度に維持するために加温流体を循環させる。出願人は、生物学的ステント（biological stent）ないし成形開口部（molded opening）は冷却循環流体（すなわち、患者の中で循環する２５℃〜３０℃の範囲の流体）では形成できないことを認識した。加温流体についての好ましい温度範囲は３０℃〜６０℃であり得る。好適例では、患者の中で３５℃の流体を循環させる。出願人は、患者に循環させる前の加温流体の外部温度が３３℃であるときに、生物学的ステントを形成した。
【００１１】
本発明では、尿道のまわりのコラーゲンを含む選択されたボリュームの組織を、約４３℃より高い温度に、当該選択されたボリュームの組織が実質的に破壊されるに十分な時間だけ、加熱する。エネルギ放射源を付勢するに先立って、予め形状を定めた圧縮バルーンに加温流体を満たし、尿道壁を拡大することで前立腺を圧迫するようにする。これによって尿道壁を取り囲む前立腺内の血流量を減らし、血液の供給が制限された領域においてエネルギ吸収性の加熱がより効果的となる。この結果、尿道壁のタンパク質は変性する（denature）か、またはエネルギ放射源から放射された熱の存在によって分解する（unravel）。圧縮バルーンを膨張させる加温流体は変性プロセスを補助する一方、エネルギ放射による熱が吸収されることで尿道壁がやけどを負うのを防ぐ。この変性によって、圧縮バルーンにより生成される尿道の拡張形状に尿道壁が一致できるようになるとともに、尿道壁の弾力性を減らすことで加熱後のステント補強期間（stent reinforcement period）が自然に拡張形状を固め、生物学的ステントを生み出すことになる。すなわち、拡張された身体の導管壁は、圧縮バルーンが収縮し、除去された後も元の形状に戻ることはなく、これによって尿道壁など身体の導管に自然な開きが生じることになる。
【００１２】
本発明の好適実施形態では、加熱ステップ後のステント補強期間はほぼ１０分以下である。ステント補強期間はエネルギ放射源への電力供給がオフとされた後も圧縮バルーンの圧力を維持するので、温熱療法の直後に拡張尿道が固まり、カテーテルその他の装置が必要なくなる。
【００１３】
圧縮バルーンは概して円筒形であり、圧縮バルーンの両側部に傾斜領域をもつとともに、好適実施形態では直径の長さ方向に沿って対称形である。好適実施形態では、エネルギ放射源の位置を固定し得る。しかしながら、圧縮バルーンについては、身体の導管または尿道内で所望の型すなわちステントを生成するために種々の形状とすることができ、カテーテルの長さに沿って非対称なものであってもよい。
【００１４】
圧縮バルーンは、カテーテルの長さ方向に沿った尿道壁に対して約１０〜２５ｐｓｉを維持しなければならず、好ましい圧力のレベルは１５ｐｓｉである。圧縮バルーンの直径はカテーテルの長さ方向に変化したものでもよい。あるいは、圧縮バルーンは単一のバルーンでも、また複数のバルーンでもよい。
【００１５】
一実施形態においては、半径を横切る方向に圧縮バルーンの直径を変化させることで、身体の導管の非対称成形が行われるようにしている。圧縮バルーンの他の形状としては円錐形状のシリンダを含むことができ、その頂点が膀胱頸部に隣接するもの、または膀胱頸部から離れるように向けられたものとすることができる。これは所望される生物学的ステントに基づくものである。これらの円錐形状シリンダによって、身体の導管のまわりの特定の領域に対してエネルギ放射による熱を集中させることが可能となり、またこの形状に対応した生物学的ステントないしは開きを生み出すこともできるようになる。
【００１６】
本発明では、流出の制限（restriction）と関連付けて加温流体が圧縮バルーンを通って循環するようにすることで、バルーン内の流れの圧力が約１０〜２５ｐｓｉに維持されるようにしている。圧縮バルーンにおいて入口および出口オリフィスを位置決めすることで、圧縮バルーン内の層流化が可能となる。さらに、圧縮バルーンにおける入口および出口オリフィスは圧縮バルーン内のエアポケットを最小化するように配置されることで、エアポケットの結果として生じる「ホットスポット」を最小化する。
【００１７】
圧縮バルーンを様々な形状とすることに加え、エネルギ放射線を遮蔽または吸収する接地もしくは未接地の導電体によって圧縮バルーンが部分的に覆われるようになし、前立腺組織のいくつかの部分では熱が少なく、他の部分では集中するようにすることもできる。この実施形態においては、エネルギ放射源またはマイクロ波アンテナを可動のものとし、そのエネルギ放射部分の位置を変えることができるようにすることで、特別な療法に対して組織の加熱を最適化することも可能である。エネルギ放射源の好ましい配置および移動量があるとすれば、圧縮バルーンの寸法、形状および遮蔽に基づいたものとなる。
【００１８】
これらの、およびその他の本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照した以下の好適実施形態の詳細な説明によってさらに理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、尿道など身体の導管の閉塞を防ぎながら、身体の導管に隣接した組織を熱的に治療するための装置および方法に向けられるものである。本発明に係る方法および装置の例および変形例を以下に説明するが、その前にコラーゲンについて簡単に論じる。
【００２０】
コラーゲンは結合組織および線維筋組織の主要な成分である。コラーゲンは高温（例えば６０℃から７０℃）にさらされたときに可塑的に再形成（plastic remodeling）されるなどの公知の性質を有している。固有の再形成温度（specific remodeling temperatures）は、身体の特定位置における組織のエイジおよび種類についてより正確に同定可能（identifiable）である。本発明に係る実施形態において、本出願人は、身体の導管を作り直し、導管に隣接する組織を圧縮して血流量を大きく減らす結果、再形成温度が低くなることを理論化する。コラーゲンおよび熱的治療に対するコラーゲンの反応性についての一般原則は技術分野において知られており、中でも非特許文献１、２、３および４に説明されている。
【００２１】
特別に関心を引くのは、コラーゲンが身体の様々な管の部分を形成する、あるいはこれを取り囲む線維筋組織および他の間隙性結合組織（interstitial connective tissue）中に見出されることである。例えば、尿道は流体を膀胱から前立腺を通り陰茎を介して身体外に流す下部尿路内の管である。尿道前立腺部に近接した部分は線維筋組織のリングによって、および結合組織によって取り囲まれ、両種の組織はコラーゲンを含んでいる。本発明方法におけるこのコラーゲンの操作（Manipulation）は、良性前立腺過形成などの前立腺および／または尿道の様々な機能障害を治療するために用いられる。従って、尿道は身体における管の一例として、コラーゲンが豊富な周囲組織と、本発明方法が取り組む正常な機能を維持するために注意深く制御されるべき直径とを有するものである。
【００２２】
図１〜図６には、良性前立腺過形成に対するマイクロ波温熱療法後に、尿道径を選択された尿道形状に維持または拡張して、尿道の開通性を元に戻す第１の方法および装置を示している。図１は男性の骨盤領域の縦断面図であり、泌尿器上の良性前立腺過形成の影響を示している。尿道１０は膀胱１１から前立腺１２を通り陰茎端部１４のオリフィス１３まで至る管である。尿道１０の周囲の前立腺１２内で成長した良性の腫瘍組織は尿道１０の狭窄を引き起こし、膀胱１１からオリフィス１３までの尿の流れを阻害する。尿道１０に侵入して狭窄（圧縮バルーン１１２が膨張しているため図示されない）を引き起こしている前立腺１２の腫瘍組織は、加熱により当該侵入腫瘍組織を壊死させることによって効果的に除去可能である。理想的には、本発明により、尿道１０の前方および側方にある、尿道周囲の前立腺１２の腫瘍組織も加熱および壊死させられるが、尿道１０に対する、および隣接する外尿道筋（external sphincter）１７、直腸１８、膀胱頸部１９などの健康な組織に対する不要で望ましくない損傷を回避すべきである。
【００２３】
図２は図１の拡大断面図であり、尿道１０および膀胱１１を含む具体的な解剖学的特徴を示すとともに、膨張させた圧縮バルーン１１２および膨張させたフォーリーすなわちアンカーバルーン１１８をもつ本発明に係るカテーテル１００を示している。図１〜図４に示すように、本発明は、エネルギ放射源１１０と、そのエネルギ放射部分を囲む圧縮バルーン１１２を用いており、これを介して加温流体が流れ、圧縮バルーン１１２に隣接する尿道壁を暖める。前立腺１２内の良性腫瘍組織の選択的加熱（前立腺温熱療法（transurethral thermotherapy））は、本発明のエネルギ放射部収容カテーテル１００によって可能となる。多数のセンサをもつ直腸プローブ１０２は直腸１８内に挿入され、直腸壁で吸収された放射エネルギにより発生した熱の量を測定する。
【００２４】
図２に示すように、３つのセンサ１０４がプローブ１０２上に取り付けられている。センサは、好ましくは、プローブ上の異なった半径方向上の位置に、互いにほぼ１ｃｍの距離をおいて一体に取り付けられる。フォーリーバルーン１１８が患者の膀胱内に挿入されることによって、圧縮バルーンの近接端部が、膀胱頸部末端近傍の患者の前立腺に配置される。圧縮バルーン１１２の長さは患者の膀胱の寸法によって異なる。圧縮バルーンの典型的な長さは約４０mmであるが、その長さは２５から６０ｍｍの範囲であり得る。
【００２５】
カテーテル１００の周りは１８フレンチ（フレンチは０．３３３ｍｍすなわち０．０１３インチに等しい寸法）であり得る。成人男性の平均直径は約２２フレンチであるので、カテーテルを取り巻く収縮した圧縮バルーン１１２が約２フレンチを加えても、カテーテル１００およびバルーン１１２の直径は患者の尿道の直径より小となり、挿入が容易で、かつ患者の苦痛も少なくなる。好ましくは、複合ルーメンシャフト（Multi-Lumen Shaft）１００および関連した成型部品は、Ｃ−Ｆｌｅｘ（商標）という商標でConcept Polymer Incorporatedにより販売されている医療等級（medical grade）のポリマーの押し出しにより加工されたものである。好ましくは、圧縮バルーンはMulti-Lumen Shaft１００および関連した成型部品は、ＰＥＴ（商標）という商標でAlliedにより販売されている医療等級のポリエステル材料から成形したものであり、その初期の最大成形された形状に基づいた展張限界を有する。その他の材料としては、Dow Corning Inc.により製造されているSilastic R という商品名のtype Q7-4850およびtype Q7-4765のシリコン材料をシャフトの押し出し成形および成形マニフォールドに、Elastosilの type LR3003/30Usをアンカーバルーン１１８に用いることもできる。カテーテル１００の材料は、好ましくはショアＤ硬さで５０Ｄと８０Ｄとの間の硬さを有する。
【００２６】
十分に挿入した（すなわち収縮しているフォーリーバルーンが患者の膀胱に到達した）のち、流体（殺菌した水）がフォーリー膨張バルブから圧送され、これによってフォーリーバルーンが膨張することで、カテーテルが患者の尿道に保持される。膨張バルブ１１３がフォーリーバルーン内の流体を所要の圧力に維持することでカテーテルが患者の体内で固定される（anchor）が、しかしカテーテルはなお尿道に対し制限された範囲で長手方向に移動可能である。フォーリーバルーン１１８が膨張した後、加温流体、好ましくは低損失液（例えば脱イオン化ないし殺菌した水）が１以上のカテーテル膨張／循環用ルーメン１２０（図３ａ）を介してゆっくりと前立腺圧縮バルーン１１２内に圧送され、これを膨張させて尿道壁を拡張し、かつ尿道壁の温度を３０℃を超える温度に保つ。膨張した圧縮バルーンの直径はほぼ２５〜６０フレンチの範囲とすることができる。圧縮バルーン１１２を膨張させるのに使用される加温流体は、エネルギ吸収性を最小限にし、マイクロ波を組織に導いてより効率的な加熱が行われるようにする溶液であることが好ましい。
【００２７】
図３には本発明に係るカテーテル全体の代表例が示されている。フォーリーバルーン１１８はこの図では収縮している。この図の左側部分に示すように、フォーリー膨張バルブ１１３、加温した殺菌流体用のインテーク１１５ａ、殺菌流太陽のアウトテーク１１５bが設けられて流体を受容する。殺菌流体要因テーク１１５ａおよびアウトテーク１１５bによって、温熱治療を通じ圧縮バルーン内で流体が循環可能となり、所要の圧力を維持してバルーン内の流体について特定の流れのパターンおよび分布を得ることができるようになる。中央ルーメン１２６はエネルギ放射源１１０を受容する。これは同軸ケーブル形態のアンテナとすることができる。図３ａに示すように、中央チャネル１２６内には突起１２７が形成されている。これは、エネルギ放射源１１０をカテーテル１００内の中央に保持するとともに、流体の流れを取り出すチャネルを生成するためのものである。突起１２７によって、エネルギ放射源とカテーテル外壁との間の距離が一定となり、エネルギ放射源１１０の放射部で不変の加熱パターンが確保されるようになる。エネルギ放射源１１０が低損失流体と組み合わされるよう向けられることで、放射パワーを最大限にし、かつエネルギ放射源のシャフトを冷却するようにされている。
【００２８】
図４に示すように、１以上のカテーテルルーメン１２０には圧縮バルーン１１２の両側においてオリフィス１２２，１２４が用いられており、加温流体がルーメン１２０を通して圧送され、圧縮バルーン１１２の一端から入り、他端から出て行くようになっている。そして加温流体は、マイクロ波アンテナなどのエネルギ放射源１１０を保持している中央オリフィス部１２６を介して循環し、患者の体外のカテーテル１００から流出する。オリフィス１２２，１２４の位置および直径によって、温熱療法全体を通じ、流体の流れを十分にすることができるとともに、圧縮バルーン１１２内の圧力を約１０〜２５ｐｓｉに維持することができるようになる。好適実施形態においては、流体取り出し側のチャネルには制限オリフィス１１６が嵌められており、圧縮バルーン１１２を通る最大流量に対して圧縮バルーン圧力を制限する。他の実施形態として、カテーテルを外部の流体加温・ポンプシステムに接続するために用いられる接続チューブ（例えば１１５ａ，１１５ｂ）上のカテーテル外側直近に、制限オリフィス１１６が配置されていてもよい（図３ｂ）。加温流体の加圧循環により、膨張したバルーン内のエアポケットが減少する。従って、尿道壁にやけどを生じさせるような「ホットスポット」をもたらし得る圧縮バルーン内のエアポケットが回避される。この結果、尿道壁にやけどを生じることなく尿道前立腺部組織の所望の圧縮が行われ、これは温熱療法をつうじ、またその後も維持される。
【００２９】
患部の前立腺組織を治療温度（４３℃を超える温度）にまで加熱する一方で、尿道に整列する非前立腺組織の温度を３０℃を超える程度に維持することが望まれる。非前立腺組織は尿道壁および隣接組織を含むが、これはエネルギ放射源１１０と前立腺組織１２との間に位置する。エネルギ放射源のエネルギ放射部１１０ａはカテーテル１００内に位置し、圧縮バルーン１１２内に置かれるようになっている。エネルギ放射部１１０ａは放射マイクロ波フィールドを好ましく放射する。これはエネルギ放射部１１０ａ（例えばマイクロ波アンテナ）と加熱されるべき組織との間の距離の逆関数（例えば逆二乗）として変化する。従って、前立腺組織１２よりもエネルギ放射部１１０ａに近い非前立腺組織である尿道壁１０は、治療されるべき前立腺組織１２より高温に加熱されることになる。同様に、近い方の前立腺組織の方が遠いものよりも高温に加熱されることになる。
【００３０】
Sterzerの米国特許（特許文献３）は、前立腺組織を圧縮させるため、および、熱を発生するマイクロ波アンテナから尿道壁を移動させて離すためにバルーンを使用することを開示している。この方法はマイクロ波フィールドの強度を減少させ、尿道壁を熱発生アンテナから話すよう移動させることによって尿道壁での発熱を減少させる。しかしながら、Sterzerは、尿道壁が膨張している間、尿道壁を連続して冷やすために循環流体をも用いている。本出願人は、この循環冷却剤によって尿道壁および隣接する前立腺組織が十分な温度に到達できなくなり、タンパク質の変性ないし可塑性の再形成が行えなくなると認識した。この結果、本出願人は膨張した前立腺の圧縮バルーンとともに加温流体の循環を用いることで、図５ａおよび図５ｂに示すように、変性の問題を緩和し得ることを理論づけた。
【００３１】
図５ａおよび図５ｂは、それぞれ、収縮した圧縮バルーンの断面図および膨張した圧縮バルーンの断面図である。エネルギ放射源すなわちマイクロ波アンテナ１１０から遠い前立腺組織２０２までの半径方向の距離、および近い前立腺組織２０４（尿道壁および隣接する非前立腺組織を含んでいる）までの半径方向の距離は、圧縮バルーン１１２が収縮しているときの方が、圧縮バルーン１１２が膨張しているときよりも小さい。図示のように、膨張した圧縮バルーン１１２は尿道カテーテルの全周のまわりに広がる対称トロイドを形成している。特に、マイクロ波アンテナ１１０から、それに近い組織２０４の内周までの、圧縮バルーン１１２が膨張しているときの半径方向距離Ｒ１ｂは、圧縮バルーン１１２が収縮しているときの半径方向距離Ｒ１ａよりもかなり大きい。同様に、圧縮バルーン１１２が膨張しているときの前立腺組織２０２の内周までの半径Ｒ２ｂは、圧縮バルーン１１２が収縮しているときの対応半径Ｒ２ａよりもかなり大きい。前立腺組織は柔らかくかつ圧縮可能であるので、圧縮バルーン１１２が膨張しているときの前立腺組織２０２の外周半径Ｒ３ｂおよび内周半径Ｒ２ｂの差は、圧縮バルーン１１２が収縮しているときの半径Ｒ３ａおよびＲ２ａの差に対して実質的に減少している程度である。
【００３２】
従って、膨張した圧縮バルーンが前立腺組織を尿道壁から圧縮することによって、尿管の圧縮を受ける壁と前立腺カプセル（capsule）の縁（margins）との間の組織の厚みが減少する。より遠い方の組織２０２は、より近い方の組織２０４ほどには圧縮されない。アンテナ１１０によって放射されるエネルギが通過する実際の組織の厚みが小さくなるので、加えられる（deposited）エネルギは前立腺カプセルの全体にわたってより均等に分布する。これは、前立腺組織をより均等に加熱し、非前立腺組織のどの部分もその最大安全温度を超えて加熱することなく、より高い治療温度にすることができるということを意味する。
【００３３】
同時に、膨張した圧縮バルーン１１２は圧縮された前立腺内の血流量を制限するので、輻射された熱は通常の血流によって運ばれることはなく、従ってこの組織を放射エネルギによるか熱に対してより影響を受けやすくすることができる。全体の組織の厚みが小さくなっているので、前立腺組織２０４を治療温度まで効果的に加熱するのに必要なエネルギ量が減少する。これに対し、圧縮を行わない一般の治療においては、最大安全温度が４１℃の直腸壁に隣接しているものなど、より遠くにある前立腺組織２０２の温度を上昇させるのに必要なエネルギ量が、本発明において必要とされるものよりもかなり大きくなる。よって、非前立腺組織のどの部分もその最大安全温度を超えて加熱することなく、近い組織をより均等に加熱して高い温度にすることができるようになる。
【００３４】
マイクロ波温熱療法の間、近い方の組織２０４を所定のコラーゲン遷移温度を超える温度に加熱する目的で、３０℃を超える、好ましくは３１℃〜６０℃の範囲の加温流体を圧縮バルーン１１２を通して循環させるものであり、冷却剤を循環させるのではない。この結果、尿道壁および隣接する組織が十分に変性するので、温熱療法後に自然な生物学的ステントを形成することができる。
【００３５】
尿道壁を３０℃を超える温度に暖め、この温度を維持することによって、尿道壁のタンパク質を変性させることができる。しかし尿道壁は最大安全温度を超えて加熱されることはない。この変性により、圧縮バルーン１１２により生成された尿管の拡張形状に尿道壁を一致させることができ、また尿道壁の弾力が減少する。これによって、温熱療法の加熱後のステント補強期間が自然に拡張形状を固めることで、生物学的ステントとなる。すなわち、拡張された尿道壁は、圧縮バルーンが収縮し、取り外されても、元の形状に戻ることはなく、これによって身体の導管（尿管など）の自然な開きをもたらすことができる。
【００３６】
前立腺組織の加熱に続くステント補強期間には、１０〜２５ｐｓｉの所望圧力で約１０分未満、圧縮バルーンを膨張させたままとしておくことを要する。この補強期間中には、概して圧縮バルーンを通して流体を循環させる必要は最早ない。圧縮バルーン内の圧力を維持するのみで生物学的ステントを固めることができるからである。すなわち、エネルギ放射減への電力がオフとされた後、ステント補強期間で圧縮バルーンの圧力を維持することにより、温熱療法の数分後には固まった拡張尿道が得られ、排尿カテーテルやその他の装置を必要としない。
【００３７】
圧縮バルーンは概して円筒形であり、圧縮バルーンの両側部に傾斜領域をもつとともに、好適実施形態では直径の長さ方向に沿って対称形である。しかしながら、圧縮バルーンは、身体の導管または尿道内で所望の型すなわちステントを生成するために種々の形状とすることができる。図６に示すように、カテーテル１００上の圧縮バルーン１１２’は、カテーテル１００のまわりに非対称に膨張するよう設計されている。非対称バルーン１１２’が身体の導管を広げることで、身体の導管に隣接する組織の領域は、膨張した圧縮バルーン１１２’の幅に従って、エネルギ放射源１１０からより多いまたはより少ない放射エネルギを受容することになる。膨張した圧縮バルーン１１２’の広がりが大きいほど、身体の導管に隣接した組織の圧縮が大きく、発熱源から遠くなる。
【００３８】
カテーテルの長さに沿った尿道壁に対して圧縮バルーン１１２の圧力を１０〜２５ｐｓｉに維持しなければならず、好ましい圧力レベルは１５ｐｓｉである。図７ａ〜図７ｄに示すように、圧縮バルーンはカテーテルの長さ方向に沿って変化する直径を有したものでもよい。あるいは、圧縮バルーンは単一のバルーンでも、また複数のバルーンでもよい。
【００３９】
一実施形態においては、半径を横切る方向に圧縮バルーンの直径を変化させることで、身体の導管の非対称成形が行われるようにする。この形状は図７ａに示されており、ここで圧縮バルーンは中央部において約２７フレンチだけ膨張し、両端では４６Ｆ膨張する。圧縮バルーンの他の形状としては円錐形状のシリンダを含むことができ（図７ｂ、図７ｃ）、ここではその頂点が膀胱頸部に隣接するもの、または膀胱頸部から離れるように向けられたものとなっている。これは所望される生物学的ステントに基づくものである。これらの円錐形状シリンダによって、身体の導管のまわりの特定の領域に対して放射エネルギを集中させることが可能となり、またこの形状に対応した生物学的ステントないしは開きを生み出すこともできるようになる。あるいは、円錐形または他の形状が、特異でない病気に対する優先的な限局治療（preferentially localized therapy）を提供するものでもよい。
【００４０】
圧縮バルーンを様々な形状とすることに加え、エネルギ放射線を遮蔽する材料によって圧縮バルーンが覆われるようになし、前立腺組織のいくつかの部分では熱が少なく、他の部分では集中するようにすることもできる。すなわち、遮蔽によって前立腺組織の優先的な加熱が可能となる。この実施形態では、カテーテル／バルーン／アンテナ結合体の有効加熱領域は、末端部に配置される遮蔽材を選択的に付加することで制御される。遮蔽材はカテーテルのシャフトに沿って、カテーテルの内側または外側のいずれかに設けられる。これに代えて、あるいはカテーテル遮蔽材とともに、圧縮バルーン表面の内側または外側のいずれかに遮蔽材を設けてもよい。
【００４１】
用いる遮蔽は、接地されたときにエネルギ放射源すなわちアンテナから放射されるエネルギを選択的に吸収して、加熱パターンを調節し、ターゲットとする組織周辺への熱の到達（deposition）を制御する。遮蔽を電気的に接地するために、内部接続リード線が流体循環ルーメンを通され、またはカテーテルシャフト材内に埋設され、カテーテルの最末端部に接続されている。そしてこれらの配線はエネルギ放射源の外側の電気的表面および／または吸収される放射エネルギを適切に損失させるためのシステム点で終わっている。カテーテルシャフトおよび／または圧縮バルーンのいずれかに設けられる遮蔽の量および位置は、所要の加熱パターンに応じて異なる。
【００４２】
この実施形態においては、エネルギ放射源１１０またはマイクロ波アンテナを可動のものとし、そのエネルギ放射部１１０ａの位置を変えることができるようにすることで、特別な療法に対して組織の加熱を最適化することも可能である。図３ｂに示すように、軸方向に長いアンテナ配置デバイス１２８を設ければ、アンテナを移動させ、これを所望位置でロックすることも可能となる。エネルギ放射源の好ましい配置および移動量があるとすれば、圧縮バルーンの寸法、形状および遮蔽に基づいたものとなる。
【００４３】
従って、本発明の方法および装置は、身体の導管の閉塞を引き起こす患部組織を除去する一方で、自然の、すなわち生物学的なステントを身体の導管内に形成することで、水腫ないしは腫れが身体の導管を閉塞しないようにするものである。この結果、ステント補強期間の経過後には、閉塞のない開口部分が尿道などの身体の導管に形成される。
【００４４】
さらに、本発明に係る加温流体の循環、拡張および加熱によって、コラーゲンが豊富な周囲組織を効率よく可塑的に再形成して、所望の拡大直径を有する選択形状とすることができる。よって、本発明は、尿道の直径を拡大することで、尿管の尿道前立腺部および周囲組織の開通性を増すことができる。
【００４５】
好適実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の思想および範囲を逸脱することなく、形態および詳細部に関して変更を加え得ることが認識できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】男性の骨盤領域の縦断面図であり、良性前立腺過形成に冒された泌尿器および、膨らませた圧縮およびフォーリーバルーンとともに本発明に係るカテーテルを挿入した状態を示している。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の尿道カテーテルの側面図である。
【図３ａ】図３のａ−ａ線に沿った尿道カテーテルの断面図である。
【図３ｂ】加温流体ポンプシステムの他の実施形態を示す図である。
【図４】圧縮バルーンを膨張させるためのカテーテル内の流体の流れを示す図である。
【図５】図５ａおよび図５ｂは、それぞれ、未膨張状態および膨張状態にある圧縮バルーンを示す尿道の模式的断面図であり、本発明による尿道壁および前立腺の拡張を示している。
【図６】本発明に係る非対称圧縮バルーンが膨張した状態を示す尿道の模式的断面図である。
【図７】図７ａ〜図７ｄは付加的な遮蔽を実現するための技術および圧縮バルーン形状の他の例を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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