(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的に肺組織に損傷を与えるために蒸気を用いて肺組織にエネルギーを適用するための処置パラメータを決定する方法であって、
肺組織の処置される少なくとも１つの区域を撮像することと、
前記撮像に基づいて前記処置される区域の質量を電子制御装置で決定することと、
肺組織への特有の程度の損傷を引き起こすために前記処置される区域を処置するための安全で有効な用量を前記電子制御装置で決定することと、
前記処置される区域の質量及び前記用量に基づいて前記処置される区域に供給されるエネルギーの量を前記電子制御装置で決定することと、
供給される前記エネルギーの量及び蒸気供給システムのエネルギー流量に基づいて蒸気を供給する継続期間を前記電子制御装置で決定することと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記肺組織への特有の程度の損傷は凝固壊死を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記凝固壊死は、前記処置される区域の容積を有効に低減する前記区域の線維症を引き起こす、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記処置される少なくとも１つの区域を撮像することは、前記区域のＣＴスキャンをとることを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記処置される少なくとも１つの区域は、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３、ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
供給されるエネルギーの量を決定することは、前記処置される区域の質量と前記用量とを掛け合わせることを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
蒸気を供給する継続期間は、供給されるエネルギーの量を前記供給システムのエネルギー流量で割ることによって決定される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記組織を処置するための安全で有効な用量は、約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムの間である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記供給システムのエネルギー流量は、約２０カロリー／秒から約２００カロリー／秒の間である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記処置される少なくとも１つの区域内の空気の質量を前記電子制御装置で決定することをさらに有し、前記処置される少なくとも１つの区域の質量を前記処置される少なくとも１つの区域内の空気の質量で割ることによって少なくとも１つの組織と空気の割合を前記電子制御装置で計算することと、安全で有効な用量又は蒸気を供給する継続期間を決定する因子として処置計画のために前記少なくとも１つの組織と空気の割合を使用することとをさらに有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
肺の容積を低減するために蒸気を用いて肺の組織にエネルギーを適用するための処置パラメータを決定する方法であって、
肺組織の処置される少なくとも１つの区域を撮像することと、
前記撮像に基づいて前記処置される区域の質量を電子制御装置で決定することと、
肺の容積の低減を引き起こすために前記処置される区域を処置するための安全で有効な用量を前記電子制御装置で決定することと、
前記処置される区域の質量及び前記用量に基づいて前記処置される区域に供給されるエネルギーの量を前記電子制御装置で決定することと、
供給されるエネルギーの量及び蒸気供給システムのエネルギー流量に基づいて蒸気を供給するための継続期間を前記電子制御装置で決定することと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
選択的に肺組織に損傷を与えるために、処置パラメータを決定し、蒸気を用いて肺組織にエネルギーを適用するためのシステムであって、
加熱された水蒸気を発生させるように構成される蒸気発生器と、
前記蒸気発生器に連結される供給カテーテルと、
前記処置される区域の質量及び用量に基づいて前記処置される区域に供給されるエネルギーの量を決定するように構成され、また、供給されるエネルギーの量及び前記蒸気発生器のエネルギー流量に基づいて蒸気を供給するための継続期間を決定するように構成される電子制御装置と、
を有することを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記処置される区域の質量が前記肺組織の画像から決定される、ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記質量が前記電子制御装置によって前記肺組織の画像から決定される、ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「肺容積低減のための処置計画方法」と題された２００８年３月２１日に出願された米国仮特許出願番号第６１／０３８７１８号の合衆国法典第３５巻第１１９条の下での利益を主張する。
【０００２】
本出願はまた、「患者に特有の蒸気処置及び供給パラメータを決定する方法」と題された２００７年１０月２２日に出願された米国仮特許出願番号第６０／９８１７０１号の優先権を主張し、「患者に特有の蒸気処置及び供給パラメータを決定する方法」と題された２００８年１０月２２日に出願された米国特許出願番号第１２／２５６１９７号の一部継続出願である。これらの出願は、全体として参照することにより本明細書に取り入れられる。
【０００３】
本明細書に言及された全ての刊行物及び特許出願は、個々の刊行物又は特許出願が参照することにより取り入れられることを具体的に且つ個別に示されるように、同一程度まで参照することにより本明細書に取り入れられる。
【０００４】
この発明は、医療装置、システム及び方法に関し、特に、高圧、高温の蒸気を患者の肺の１つ若しくは複数の組織目標に供給するための気管支内カテーテル、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
慢性閉塞性肺疾患（「ＣＯＰＤ」）は、肺の微細内部構造が時間とともに破壊され、肺の内部に大きい空洞を作り出し、吸入空気の捕捉及び肺の弾性の喪失（過膨張）を引き起こす肺の慢性疾患である。（慢性気管支炎及び肺気腫を含む）ＣＯＰＤの一般的な症状は、息切れ、痰の過剰産生及び慢性咳である。ＣＯＰＤに苦しむ人はまた頻繁且つ突然の症状の悪化（増悪）を経験し得る。
【０００６】
ＣＯＰＤは、刺激の源（例えば、たばこの煙）がもはや存在しない後でさえ長期にわたる刺激がしばしば持続する慢性炎症を引き起こすような肺及び気道の病理学的変化によって特徴づけられる。ＣＯＰＤは、進行性疾患で最終的に生命にかかわる疾患である。処置（treatment）はその進行を遅くすることができるが、現在解決法は存在しない。
【０００７】
ＣＯＰＤの最も危険な因子は環境である。ＣＯＰＤの最も一般的な原因は、間接（受動）喫煙を含むたばこの煙への曝露である。屋内及び屋外の大気汚染への曝露、あるいはちり、微粒子又は有害な蒸気若しくはガスへの職業上の曝露もまた、ＣＯＰＤの原因になる。小児時における頻繁な下気道感染もまたＣＯＰＤに対する感受性を増大させる可能性がある。
【０００８】
肺気腫を含む慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）の処置のための最新ガイドラインは、危険因子への患者の曝露を直ちに低減することを要求する。危険因子は、たばこの喫煙及び微粒子又は有害ガスへの職業上又は環境上の曝露を含む。禁煙は、患者の教育及びカウンセリングを通じて実現され得る。薬物療法介入もまた有効であり得る。
【０００９】
ＣＯＰＤが進行すると、薬物療法が開始され得る。安定なII期（中等症）及びＩＩＩ期（重症）のＣＯＰＤの処置のための標準治療は、経口投与される、あるいは噴霧器によって吸入されるβ２作動薬、抗コリン薬及びメチルキサンチンを含む１つ若しくはそれ以上の気管支拡張剤を用いた処置からなる。しかしながら、ＦＥＶ１を大幅に改善することができる、又は気腫性患者の肺機能における容赦のない衰えを抑制する、あるいは遅くすることができるという証拠がない。従って、ＣＯＰＤの薬物療法は、合併症を予防する、運動耐性を増大させる、及びＣＯＰＤの増悪を処置するために症状の軽減を目的として主として使用される。
【００１０】
吸入グルココルチコイドのみを用いた処置、又は吸入グルココルチコイドを気管支拡張剤療法と組み合わせた処置は、増悪の頻度を低減することができ、重症又は最重症のＣＯＰＤの患者に指示され得るが、グルココルチコイドを用いた長期にわたる処置はステロイド性筋疾患に関係するので、軽症又は中等症のＣＯＰＤの患者には薦められない。
【００１１】
運動訓練計画、栄養カウンセリング及び患者教育からなる呼吸リハビリテーションは、ＣＯＰＤの症状を処置するために、また、特にII期（中等症）、ＩＩＩ期（重症）及びIV期（最重症）のＣＯＰＤの患者の間で患者の全体的な生活の質を改善するために使用される。
【００１２】
酸素（Ｏ２）を用いた長期（１日１５時間以上）にわたる療法は、ＣＯＰＤの患者の生存期間を延長させ、血行動態、運動耐性、肺機能を改善することを示し、ＣＯＰＤ誘発性低酸素血症によって生じた知能の欠損を改善することができる。ＣＯＰＤの患者は、主として酸素飽和度の増加を通じて長期にわたる酸素療法から恩恵を受ける。
【００１３】
肺気腫の生理学的影響（気腔の拡大、拡散能力の破壊、結果として生ずる呼気流量の減少を有する弾性収縮力の減少、過膨張、空気の捕捉）を処置するために１つ若しくは両方の肺から組織が切除される肺容量減少手術（ＬＶＲＳ）は、ブランティガン（Brantigan）とミューラー（Muller）によって１９５７年に被験者に始めて行われた。しかしながら、患者報告の症状の改善にも拘わらず、高い手術死亡率（１８％）がＣＯＰＤのための処置として受け入れることを妨げた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
最近になって、前向き無作為化試験を含むＣＯＰＤの患者の一連の臨床研究は、ＬＶＲＳが肺機能、ガス交換及び生活の質（ＱＯＬ）尺度において恩恵をもたらすことを示した。全米肺気腫処置試験（ＮＥＴＴ）は、ＬＶＲＳの有無に拘わらず、呼吸リハビリテーションを受ける重症肺気腫を有する患者１２１８人を無作為に特定した。研究結果は、薬物療法とＬＶＲＳ（１５％対３％；Ｐ＜０．００１）を共に受ける患者の間で、運動能力において統計的に著しい改善を示し、事前に指定されたサブグループの分析は、手術による死亡の危険性が高いと考えられる主に上葉肺気腫と低い基本運動能力とを有する患者において２４ヶ月延命効果を示した。しかしながら、サブグループの分析はまた、上葉性疾患と高い初期運動能力とを有する危険性の高い患者が死亡率の増加及び著しい恩恵の欠如のためＬＶＲＳの対象とならないことを提案した。
【００１５】
ＮＥＴＴの被験者の長期にわたる追跡調査は、薬物療法のみのグループに比べて、運動能力及び健康関連ＱＯＬの継続的な改善と同様に、薬物療法全体に加えてＬＶＲＳに割り当てられた患者の生存利益を示した。ＬＶＲＳを受ける危険性の高い／高い運動能力の被験者のサブグループは生存利益を示さなかったが、運動能力の改善を示した。
【００１６】
これらの結果に基づいて、ＬＶＲＳは、前述のサブグループの患者のために肺気腫の緩和処置として薦められた。肺気腫の処置のためのＬＶＲＳはまた、標準的薬物療法に比べて高価な処置であり、より多くのデータが利用できるまで該処置の費用対効果は不明確なままである。
【００１７】
肺気腫の患者を処置する薬理学的アプローチは、大規模な無作為研究において著しい改善を引き起こさなかった。ＬＶＲＳは有効性効果を有するが、高い死亡率及び罹病率は、高コストを引き起こす。従って、有意な効果を提供するものの死亡率及び罹病率を減少させる（気管支鏡ＬＶＲなどの）低侵襲的アプローチが望まれる。
【００１８】
（プラグ、バルブ及びステントを含む）幾つかの気管支鏡ＬＶＲアプローチは、現在研究中である。最も多くの気管支鏡アプローチは、肺の気腫領域を提供する主要な気道の遮断又は閉塞を含む。一方向気管支内バルブの移植を通じて実現される気管支鏡ＬＶＲは、単一施設予備研究及び大規模多施設研究で被験者において調査された。この処置では、一方向気管支内バルブは、１つ若しくは複数の気腫性肺領域の気道に気管支鏡で供給（deliver）される。前記バルブの目的は、ＬＶＲＳによって実現されるものと同様の肺の領域の虚脱又は無気肺を作り出すことである。気管支内バルブを用いた最初の多施設経験は、前記療法は、９０日死亡率が１．０２％でＮＥＴＴのＬＶＲＳ研究において報告された７．９％に比べて良好な耐容性を示すことを提案した。９８名の患者のうち合計５３名の患者（５４％）は９０日におけるＦＥＶ１において臨床的に有意な改善を示さず、２３％のみが運動耐性の改善を示した。改善についてのこの欠如は、主要な気道の閉塞にも拘わらず肺葉虚脱を妨げる側副換気に恐らく原因がある。
【００１９】
側副換気の存在にも拘わらず堅実なＬＶＲを作り出す気管支鏡アプローチが望まれる。あらゆる患者を安全且つ有効に処置するために、必要であれば調整することができるアプローチがまた望まれる。
【００２０】
ＬＶＲを扱うことに加えて、肺腫瘍、結節、浸潤、細菌、菌類、ウィルス並びに他の疾患及び状態など、種々の他の肺の状態を処置することができるアプローチがまた望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、概括的には肺の組織を処置するために蒸気を使用することに関する。この療法は、気管支鏡熱蒸気焼灼又はＢＴＶＡと呼ばれる場合がある。
【００２２】
本発明の１つの態様は、肺の容積を低減するために患者の肺の組織にエネルギーを適用する方法であって、以下のステップ、すなわち、処置される肺組織を含む肺の少なくとも１つの領域（例えば、肺の区域又は亜区域など）を認定するステップと、前記肺の領域に供給装置を挿入するステップと、約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムの間の用量で前記処置される肺組織に前記供給装置を通じて蒸気を供給するステップであって、蒸気が液体に相変化し、相変化の間に放出されるエネルギーが肺組織に損傷を与えるために肺組織に移動されるステップと、を含む方法を提供する。幾つかの実施形態は、蒸気を供給する前に、例えば患者の外部に配置された蒸気発生器において少なくとも１００℃まで蒸気を加熱するステップを含む。
【００２３】
供給される蒸気の用量の効果は変化し得る。幾つかの実施形態では、供給される用量は、約４週間から約８週間の期間にわたって肺の容積を低減させる。幾つかの実施形態では、供給される用量は、膠原の縮小及び／又は変性から直ちに肺の容積を低減させる。組織に移動されるエネルギーはまた、肺の領域の容積を有効に低減するために恐らく続いて線維症がある肺組織の凝固壊死を引き起こし得る。幾つかの実施形態では、組織に移動されるエネルギーは、実質的に熱固着を引き起こさない。幾つかの実施形態では、供給ステップは、肺の組織の微小血管系を除去するステップを含む。
【００２４】
幾つかの実施形態では、蒸気を供給するステップは、約２０カロリー／秒から約２００カロリー／秒の間の流量で蒸気を供給するステップを含む。蒸気は、幾つかの実施形態では、約２秒から約３０秒の間の継続期間、又は場合によって約４秒から約１０秒の間の継続期間、供給され得る。供給される用量は、例えば、約５カロリー／グラムから約２０カロリー／グラムの間、約５カロリー／グラムから約１０カロリー／グラムの間、又は約２０カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムの間であり得る。
【００２５】
本発明の別の態様は、選択的に肺組織に損傷を与えるために蒸気を用いて肺組織にエネルギーを適用するための処置パラメータを決定する方法であって、以下のステップ、すなわち、処置される肺組織を含む肺の少なくとも１つの領域を撮像するステップと、前記撮像に基づいて前記処置される領域の肺組織のパラメータ（例えば、質量及び／又は容積など）を決定するステップと、肺組織への特有の程度の損傷を引き起こすために前記組織を処置するための安全で有効な用量を決定するステップと、前記肺組織のパラメータ及び前記用量に基づいて前記領域に供給されるエネルギーの量を決定するステップと、供給されるエネルギーの量及び蒸気供給システムのエネルギー流量に基づいて蒸気を供給する継続期間を決定するステップと、を含む方法を提供する。幾つかの実施形態では、肺組織への特有の程度の損傷は凝固壊死を含み、該凝固壊死は、幾つかの実施形態では、肺の容積を有効に低減する肺組織の線維症を引き起こし得る。
【００２６】
本発明の幾つかの実施形態はまた、前記供給割合で前記決定された継続期間、前記肺の区域に蒸気を供給するステップを含む。蒸気は、該蒸気を供給する前に少なくとも１００℃まで加熱され得る。幾つかの実施形態では、蒸気を供給することは、蒸気を液体に変化させ、相変化の間に放出されるエネルギーが、前記区域または亜区域の肺組織に移動される。
【００２７】
幾つかの実施形態では、処置される肺の少なくとも１つの領域を撮像するステップは、肺の少なくとも１つの区域又は亜区域のＣＴスキャンをとるステップを含む。処置される肺の少なくとも１つの区域又は亜区域は、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３、ＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の少なくとも１つであり得る。
【００２８】
幾つかの実施形態では、供給されるエネルギーの量を決定するステップは、区域又は亜区域の質量と用量とを掛け合わせるステップを含む。幾つかの実施形態では、蒸気を供給する継続期間は、供給されるエネルギーの量を供給システムのエネルギー供給割合により分けることによって決定される。幾つかの実施形態では、例えば、前記組織を処置するための安全で有効な用量は、約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムの間であり、供給システムのエネルギー流量は、約２０カロリー／秒から約２００カロリー／秒の間である。
【００２９】
本発明のまた別の態様は、肺の容積を低減するために蒸気を用いて肺の組織にエネルギーを適用するための処置パラメータを決定する方法であって、以下のステップ、すなわち、肺組織の処置される少なくとも１つの区域を撮像するステップと、前記撮像に基づいて前記処置される区域の質量を決定するステップと、前記肺組織への特有の程度の損傷を引き起こすために前記処置される区域を処置するための安全で有効な用量を決定するステップと、前記処置される区域の質量及び前記用量に基づいて前記処置される区域に供給されるエネルギーの量を決定するステップと、供給されるエネルギーの量及び蒸気供給システムのエネルギー流量に基づいて蒸気を供給するための継続期間を決定するステップと、を含む方法を提供する。
【００３０】
１つの実施形態では、前記方法はさらに、前記処置される少なくとも１つの区域の質量を前記処置される少なくとも１つの区域内の空気の質量により分けることによって少なくとも１つの組織と空気の割合を計算することを有する。幾つかの実施形態では、蒸気は、前記組織と空気の割合が所定のレベルを超える場合、前記供給割合で前記決定された継続期間、前記処置される区域に供給される。１つの実施形態では、前記所定のレベルは４％である。
【００３１】
別の実施形態では、蒸気は、肺の上葉の組織と空気の割合が肺の下葉の組織と空気の割合より小さい場合、肺の上葉に供給される。別の実施形態では、蒸気は、肺の下葉の組織と空気の割合が肺の上葉の組織と空気の割合より小さい場合、肺の下葉に供給される。
【００３２】
また別の実施形態では、蒸気は、第１の肺の組織と空気の割合が第２の肺の組織と空気の割合より小さい場合、第１の肺に供給される。１つの実施形態では、蒸気は、第１の肺の上葉に供給される。別の実施形態では、蒸気は、第１の肺の下葉に供給される。
【００３３】
幾つかの実施形態は、前記処置される肺組織のかん流を決定する。幾つかの実施形態では、蒸気は、肺の上葉のかん流が肺の下葉のかん流より少ない場合、肺の上葉に供給される。別の実施形態では、蒸気は、肺の下葉のかん流が肺の上葉のかん流より少ない場合、肺の下葉に供給される。
【００３４】
別の実施形態では、肺のかん流の不均一性が決定される。１つの実施形態では、蒸気は、第１の肺のかん流の不均一性が第２の肺のかん流の不均一性より大きい場合、第１の肺に供給される。
【００３５】
１つの実施形態は、選択的に肺組織に損傷を与えるために、処置パラメータを決定し、蒸気を用いて肺組織にエネルギーを適用するためのシステムであって、該システムは、処置される肺組織の少なくとも１つの区域を撮像するように構成される撮像システムと、加熱された水蒸気を発生させるように構成される蒸気発生器と、前記蒸気発生器に連結される供給カテーテルと、前記システムに一体化される電子制御装置とを有し、該電子制御装置は、前記撮像に基づいて前記処置される区域の質量を決定し、肺組織への特有の程度の損傷を引き起こすために前記処置される区域を処置するための安全で有効な用量を決定し、前記処置される区域の質量及び前記用量に基づいて前記処置される区域に供給されるエネルギーの量を決定し、供給されるエネルギーの量及び蒸気供給システムのエネルギー流量に基づいて蒸気を供給するための継続期間を決定するように構成される。
【００３６】
本発明の新規な特徴は、特に以下の請求項に記載される。本発明の特徴及び利点のより良い理解は、本発明の原理が用いられる実施形態を記載する以下の詳細な説明及び添付図面を参照して得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】治療蒸気を発生させて肺に供給するためのシステムを示す図である。
【図２】図１のシステムの蒸気供給カテーテルの構成部品の詳細を示す図である。
【図３】図２の蒸気供給カテーテルの詳細を示す図である。
【図４】図１のシステムとともに使用するためのユーザ・インターフェースを示す図である。
【図５】患者の肺を処置するために使用する図１のシステムを示す図である。
【図６】患者の肺の概略図である。
【図７】肺の組織を処置するために蒸気供給パラメータを決定するための例示的方法を示すフローチャートである。
【図８】肺の組織を処置するために蒸気供給パラメータを決定するための例示的方法を示すフローチャートである。
【図９Ａ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図９Ｂ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図９Ｃ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１０Ａ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１０Ｂ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１０Ｃ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１１Ａ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１１Ｂ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１１Ｃ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１２Ａ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１２Ｂ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１２Ｃ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１３Ａ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１３Ｂ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【図１３Ｃ】肺の組織に蒸気を供給するときに医師を援助するための処置計画又は処置ガイドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明は、概括的には肺の組織を処置するために蒸気を使用することに関する。この療法は、気管支鏡熱蒸気焼灼又はＢＴＶＡと呼ばれる場合がある。一般に、気腫性肺領域へのエネルギーの移動は、前記領域に流れる血液の量を低減する微細な血管新生の焼灼を引き起こし得る。肺の機能不全領域への換気の減少とともに血流におけるこの減少は、肺のより良い機能領域へのより多い血流を引き起こし得る。これは、拡散能力（ＤＬＣＯ）の増加を引き起こすことができる。ＤＬＣＯの増加は、運動能力の増加、呼吸困難（息切れ）の減少及び酸素補給の必要性の低下を含む患者への幾つかの潜在的利益を引き起こし得る。
【００３９】
蒸気の適用は、残気量（ＲＶ）、ＦＥＶ１、ＦＲＣ又は他の機械的肺機能量における測定可能な変化なしに拡散能力（ＤＬＣＯ）の増加を引き起こし得る肺流量及び／又は実質容積又は質量の増加を引き起こし得る肺の成長を引き起こすことができる。ＤＬＣＯの増加は、運動能力の増加、呼吸困難の減少及び酸素補給の必要性の低下を含む患者への幾つかの潜在的利益を引き起こし得る。ＬＶＲによる血流量及び換気の減少はまた、かん流と換気の整合（ＶＱ整合）の増加を引き起こし得る。
【００４０】
さらに具体的に言えば、本発明は、前記組織に所望の程度の損傷を誘発するために肺に蒸気を供給するための供給パラメータ（例えば蒸気用量、供給システムの流量）を決定することに関する。前記組織に移動されるエネルギーは、損傷及びそれに続く肺の処置される領域内又は肺全体にわたって新しい肺の組織に刺激を与える肺の成長信号を引き起こす。ここで使用されるような肺の処置は、肺の組織における実質的に即時の効果及び長時間にわたる効果について言及するものであり、週、月又は年でさえあり得る。供給パラメータは、処置される肺の量（例えば、質量又は容積）及び前記組織への所望の程度の損傷（例えば、凝固壊死、熱固着）に依存し得る。
【００４１】
肺の容積を低減するために線維症を引き起こすように肺へ蒸気を供給することは、蒸気処置の１つの使用であるものの、本発明は種々の状態及び疾患を処置するために肺に蒸気を投与することを含むことが理解される。例えば、蒸気は、腫瘍、肺癌、孤立性肺結節、肺膿瘍、結核及び他の肺疾患の処置に使用することができる。処置される状態、具体的には肺の組織への所望の程度の（即時及び／又は長期的な）損傷は、前記処置及び供給パラメータを部分的に決定することができる。
【００４２】
蒸気処置の望ましい結果であり得る１つの種類の損傷は、凝固壊死又は線維症である。凝固壊死領域は、十分な熱による組織の損傷が熱固着を引き起こすことなしに細胞死を引き起こすように起こった組織によって一般に特徴づけられる。その後に、前記組織は、再吸収と、それに続く線維症（瘢痕）形成を有する創傷治癒の古典経路とを経験する。ここに記載されるＬＶＲは、蒸気処置に続く肺組織の線維症によって一般に実現される。
【００４３】
熱固着は、化学的（ホルマリン）固定に形態学的に似た症状を呈するように十分な温熱曝露を受けた壊死組織によって一般に特徴づけられる。前記曝露は、致死損傷後の酵素による組織の自己消化及び破壊の自然過程が抑制されるように、その場で細胞及び細胞外基質タンパク質を完全に変性するのに十分である。結果として、前記組織は、再吸収及び創傷治癒を介して経路を作り直すことを抑え、異物と類似する物体によって一般に囲まれる。
【００４４】
肺組織において誘発することが望まれ得る他の種類又は程度の損傷は、肺水腫、ヒアリン膜、急性若しくは慢性炎症、閉塞後変化、無気肺、及び組織学的損傷のほとんどない気管支、細気管支並びに肺胞実質を含む。
【００４５】
蒸気が目標肺組織に供給されるとき、蒸気から液体に相変化を受ける。この相変化の間に放出される熱エネルギーは、肺組織に移動される。これは、急速に該組織を熱し、（線維症に続く）凝固壊死、熱固着、組織の虚脱、収縮、新生内膜過形成のような損傷、又は前述したものなどの肺組織への何か他の望ましい損傷を誘発する。熱エネルギーはまた、熱蒸気及び／又は蒸気凝縮液から前記組織に導かれ得る。
【００４６】
壊死に続く線維症は、（生育不能な肺組織の容積低減のため）肺の容積を減少させ得る。肺の大きさを減少させることにより、残りの肺及び周囲の筋肉（肋間部及び隔膜）は、より効率的に機能することができる。これは、呼吸をより楽にし、呼吸当たりの容積の増加及び酸素の取り込みの増加を含む改善された呼吸機構を可能とする改善された生活の質を患者が実現することに役立ち得る。
【００４７】
肺の容積はまた、膠原の収縮及び／又は変性から（長期間にわたって容積の減少を一般に引き起こす線維症とは対照的に）直ちに少なくされ得る。
【００４８】
ＬＶＲの程度は、一般に用量に依存する。用量が多くなればなるほど、肺の容積はより少なくされる。ＬＶＲの程度は、処置後、数週間又は数ヶ月まで決定されないかもしれない。幾つかの実施形態では、ＬＶＲの用量依存性は、約２ヶ月から約４ヶ月まで明らかにされ始めないかもしれない。このＬＶＲの緩やかな減少は、気腫性患者において気胸を作り出すことができる既存の癒着の急性断裂を防止又は最小にするのに役立ち得る。
【００４９】
肺において容積を低減するためにここに記載される蒸気処置を使用する他の利点は、この技術が側副換気の存在下でさえ効果的な方法であり得ることである。
【００５０】
（処置される肺の状態に依存する）所望の程度の損傷に加えて、処置される肺の組織の量は、処置パラメータを部分的に決定する。例えば、供給パラメータは、肺葉の区域又は亜区域を処置することとは対照的に肺葉全体を処置することによって異なることがある。ここで使用されるように、肺組織は、限定するものではないが、例えば腫瘍などの肺内に又は肺上に存在し得る何か他の成長物又は肺でない組織に加えて本来の肺組織を共に含む。
【００５１】
図１から図５は、蒸気を発生させて処置される肺組織に供給する例示的システム及び該システムの構成部品を示す。システム１０は概括的には、蒸気発生器１２、手持部品１４及び供給カテーテル１６を有している。前記システムはさらに、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波、又はＸ線撮像システムなどの医療撮像システム１７を含み得る。
【００５２】
蒸気発生器１２は、管１８によって手持部品１４に取り付けられる。前記発生器は、液体水（又は塩水あるいはエタノールなどの他の生体適合性液体）及びスチーム（不図示）、水を熱するための発熱体（不図示）、センサー（不図示）及びバルブ（不図示）を含む圧力容器２０を有する。手持部品１４は、カテーテルの近位端２２に連結される。
【００５３】
カテーテルは一般に、被験者の肺の目標区域又は亜区域に気管支鏡（不図示）を介して加熱された水蒸気（スチーム）を供給するために使用される。カテーテル１６は一般に、可撓軸２４と、カテーテルの遠位端２８に、又は該遠位端２８に少し近接した位置に位置付けられた閉塞バルーン２６から構成される。
【００５４】
蒸気発生器は、正確な量のスチーム又は蒸気を発生させてカテーテルを介して供給することができる電子的に制御された圧力容器である。幾つかの実施形態では、蒸気は一般に約１００℃から約１７５℃の間に加熱される。オペレータは、フロントパネルのユーザ・インターフェースを使用して（その決定が以下で記載される）蒸気処置の流量レベルと継続期間とを選択することができる。例示的ユーザ・インターフェースが図４に示されており、該例示的ユーザ・インターフェースは、別の構成要素の中に蒸気の供給時間及び／又は流量レベルを調整するための制御を含み得る。別の実施形態では、蒸気処置の流量レベルと継続時間とは、以下に記載される、測定された患者のパラメータに基づいてシステム１０又は発生器１２に一体化された電子制御装置（不図示）によって自動的に選択され得る。流量レベルと供給時間の組み合わせは、患者に特有の量の蒸気療法を供給する。患者への蒸気の供給は、好ましくは手持部品を使用してオペレータによって手動で引き起こされるものの、前記発生器の電子制御装置は、ソフトウェアの安全性を確保するために、温度、圧力、水位を連続して観測することができる。
【００５５】
カテーテルは、好ましくは再利用不可能で殺菌して供給される。カテーテルは、目標気道を閉塞し、目標肺区域又は亜区域に蒸気発生器からの１用量の蒸気を供給するための構成部品から構成され得る。図２及び図３に示すように、マニホールド３０が、カテーテルの近位端に位置付けられ、カテーテルを手持部品に連結するための急速継手３４と同様に、柔軟なバルーンを膨張させるためにルアーコネクタ３６に標準的な注射（不図示）を取り付けるための栓３２を含み得る。カテーテル軸は、気管支鏡を通じてカテーテルを供給することを許容するように構成され、カテーテルは、目標気管支の適切なシールを許容するためにカテーテル軸の遠位端の近くにバルーンを有し得る。
【００５６】
図５は、患者の肺４０を処置する例示的方法を示す。前記方法は、肺の１つの区域又は亜区域などの処置の目標となる肺の領域の中へ可撓軸２４を前進させるステップを有し得る。可撓軸の遠位端にある又は該遠位端の近くにある閉塞バルーン２６は、肺の中の気道をシールするために膨張させられ得る。蒸気４２は次に、可撓軸の遠位端から処置するための目標となる肺の領域に供給され得る。目標組織に蒸気を供給することは、空気嚢又は肺胞４４の組織、終末細気管支の組織及び側副通路４６の組織に損傷を与えることを目的としている。その後、バルーンが収縮させられ、カテーテルが引き抜かれ得る。
【００５７】
目標組織に所望の損傷（例えば、壊死／線維症、熱固着）を引き起こすために、処置パラメータを決定し、肺組織に蒸気エネルギーを適用する方法が、ここで記載される。
【００５８】
肺の構造を理解することは、以下の処置の方法の説明に役立つであろう。図６は、患者の左肺及び右肺の前面像を示す概略図である。左肺は、２つの肺葉、すなわち上葉と下葉に分けられ、右肺は、３つの肺葉、すなわち上葉と中葉と下葉に分けられる。図６に示すように、左肺は三次気管支とも呼ばれる８つの区気管支を含み、右肺は１０の区気管支を含む。
【００５９】
左肺の上葉の区気管支は、尖区（ＬＢ１）、後区（ＬＢ２）、前区（ＬＢ３）、上舌区（ＬＢ４）及び下舌区（ＬＢ５）の区域を有する。ＬＢ１及びＬＢ２の区域はまた、肺尖後区（ＬＢ１＋２）とも呼ばれ得る。左肺の下葉の区気管支は、上区（ＬＢ６）、前肺底区（ＬＢ７）、内側肺底区（ＬＢ８）、外側肺底区（ＬＢ９）及び後肺底区（ＬＢ１０）を有する。ＬＢ７及びＬＢ８の区域はまた、前内側肺底区（ＬＢ７＋８）とも呼ばれ得る。
【００６０】
右肺の上葉の区気管支は、尖区（ＲＢ１）、後区（ＲＢ２）及び前区（ＲＢ３）の区域を有する。右肺の中葉の区気管支は、外側区（ＲＢ４）及び内側区（ＲＢ５）の区域を有する。右肺の下葉の区気管支は、上区（ＲＢ６）、前肺底区（ＲＢ７）、内側肺底区（ＲＢ８）、外側肺底区（ＲＢ９）及び後肺底区（ＲＢ１０）の区域を有する。
【００６１】
図７は、肺の組織の容積及び／又は質量に基づいて患者の肺を処置するために処置パラメータを決定する方法を記載するフローチャート７００である。ステップ７０２において、前記方法は、処置される肺の状態又は疾患（例えば、ＣＯＰＤ、肺腫瘍）を認定することを含み得る。ＣＯＰＤ又は肺腫瘍などの肺の状態又は疾患を認定することは、周知の医学的検査及び処置によって実現することができる。
【００６２】
ステップ７０４において、前記方法はさらに、処置される肺の少なくとも１つの肺葉、区域又は亜区域を撮像することを含み得る。処置される肺の区域又は亜区域を撮像することは、限定するものではないが、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波及びＸ線などの多くの医学的撮像技術又は医学的撮像システムによって行うことができる。
【００６３】
ステップ７０６において、前記方法は、前記撮像に基づいて前記処置される肺葉、区域又は亜区域の肺組織の量（例えば、質量又は容積）を決定することを含み得る。処置される各肺における組織の量の容積及び／又は密度の決定は、（米国アイオワ州アイオワシティにあるビーダ・ディアグノスティックス社（VIDA Diagnostics, Inc.）による）ＶＩＤＡ Ｅｍｐｈｙｓｅｍａ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ  １．１  ソフトウェアのようなソフトウェアを使用して行うことができる。ＣＴを使用した肺気道区域における更なる情報は、胸腔内の気道支樹、すなわち低用量ＣＴスキャンからの区分け及び気道形態分析に見ることができる。チレン（Tschirren）、ジェー・ホフマン（J. Hoffmann）、イー・エー・マックレナン（E. A. McLennan）、ジー・ソンカ（G．Sonka）によるＭ．Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ、２００５年１２月、第２４巻、１２号、p.１５２９−１５３９。患者の気道のモデルを作ることに加えて、（２００６年１０月２日に出願された米国特許出願番号第１１／５４２０１６号に記載されるアルゴリズムと同様の）ＶＩＤＡソフトウェアはまた、患者の肺の異なる区域のパラメータを作り出すことができる。しかしながら、他のソフトウェア、アルゴリズム又は方法がまた、各肺、肺葉及び／又は区域の全容積を決定するために使用され得る。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域又は亜区域の肺組織の量を決定することができる。別の実施形態では、肺組織の量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００６４】
ステップ７０８において、前記方法はさらに、基礎とされる肺葉、区域又は亜区域に供給される有効な蒸気容量を決定することを含み得る。肺組織に適用される安全で有効なエネルギー用量（例えば、カロリー／グラム）は、肺組織のための所望の程度の損傷に応じて決定する必要がある。一般に、用量が増加するにつれて、組織への損傷の程度が増加する。約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムの蒸気の用量は、ほとんど熱固着なしに、それともに全く熱固着なしに凝固壊死を一般に引き起こす。１つの実施形態では、目標蒸気用量は約１０カロリー／グラムである。熱固着の程度は、用量が４０カロリー／グラムを超えて増加するときに一般に増加する。従って、肺組織への所望の程度の損傷は、該組織に適用される蒸気の用量を変えることにより制御することができる。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域又は亜区域に供給される有効な蒸気用量を決定することができる。別の実施形態では、有効な蒸気用量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００６５】
壊死を引き起こすために、幾つかの実施形態におけるエネルギー用量は、約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムまで変化する。しかしながら、これらの限定は、以下に記載される他の供給パラメータ（例えば、供給割合、供給継続期間など）が前記組織への同様若しくは類似の損傷を実現するために適用される他の用量を許容し得るように、適用される用量の明確な限定であることを意図するものではない。
【００６６】
ステップ７１０において、供給システムによって前記組織に適用する必要がある全エネルギー量が決定され得る。これは、供給する全エネルギー量を決定するために、ステップ７０８からの用量にステップ７０６からの処置される組織の量を掛け合わせることにより一般に行われる。例えば、用量（グラム当たりのカロリー）に組織の量（グラム）を掛け合わせると、目標組織に供給される全カロリー量になるであろう。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域又は亜区域に供給システムによって適用される必要がある全エネルギー量を決定することができる。別の実施形態では、供給システムによって適用される必要がある全エネルギー量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００６７】
ステップ７１２において、供給システムの流量が決定され得る。前記流量は一般に、約２０カロリー／秒から約２００カロリー／秒の間である。また、これらの限定は、明確な限定を意図するものではなく、供給割合は、他の処置及び／又は供給パラメータに応じて高くも低くもなり得る。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、供給システムの流量を決定することができる。別の実施形態では、供給システムの流量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００６８】
ステップ７１４において、前記方法はさらに、肺に蒸気を供給するための処置継続期間を決定することを含み得る。処置継続期間は、ステップ７１０からの供給される全エネルギー量（カロリー）をステップ７１２からのエネルギー流量（カロリー／秒）により分けることによって計算することができる。例えば、３０カロリー／秒の流量で肺の区域に３００カロリーを供給するためには、処置継続期間は、１０秒になるであろう。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、肺に蒸気を供給するための処置継続期間を決定することができる。別の実施形態では、肺に蒸気を供給するための処置継続期間は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００６９】
ステップ７１６において、ステップ７１２からの流量及びステップ７１４からの処置継続期間などの供給パラメータが供給システムにおいて設定され得る。これらのパラメータは一般に、図４のユーザ・インターフェースなどの供給システムにおいて制御を介して設定することができる。一旦ユーザが流量を設定すると、前記発生器は、該発生器において適用される熱量を調節することにより所望の流量で蒸気を供給するために発生器において必要な圧力の量を確定することができる。流量の設定を変更することは、発生器が該発生器内の圧力の量を調整することを引き起こし得る。蒸気発生器内の圧力は、例えば、約１０ｐｓｉ（６９ｋＰａ）から約１００ｐｓｉ（６８９ｋＰａ）にわたって変動可能である。別の実施形態では、供給パラメータは、ユーザによって手動で設定される必要はないが、代わりに、例えば、発生器の電子制御装置によって自動的に設定され得る。
【００７０】
処置時間は、容積、処置される質量及び組織への所望の損傷に応じて変更することができる。処置時間は、約２秒から約３０秒まで変更することができる。肺の容積を低減するために壊死を引き起こす幾つかの実施形態では、安全で有効な処置時間は、約４秒から約１０秒の間である。肺を熱的に固定するためには、例えば、より大きな損傷を組織に与えるために処置時間はより長くなり得る。
【００７１】
ステップ７１８において、蒸気は、設定パラメータで患者の肺に投与され得る。
【００７２】
図８は、肺組織の容積及び／又は質量と肺組織内の空気の容積及び／又は質量とに基づいて患者の肺を処置するために処置パラメータを決定する方法を記載するフローチャート８００である。フローチャート８００の多くのステップは、図７のフローチャート７００の前述したステップと同じである。ステップ８０２において、前記方法はさらに、処置される肺の状態又は疾患（例えば、ＣＯＰＤ、肺腫瘍）を認定することを含み得る。ＣＯＰＤ又は肺腫瘍などの肺の状態又は疾患を認定することは、周知の医学的検査及び処置によって実現することができる。
【００７３】
ステップ８０４において、前記方法はさらに、処置される肺の少なくとも１つの肺葉、区域又は亜区域を撮像することを含み得る。処置される肺の区域又は亜区域を撮像することは、限定するものではないが、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波及びＸ線などの多くの医学的撮像技術によって行うことができる。
【００７４】
ステップ８０６において、前記方法は、前記撮像に基づいて前記処置される肺葉、区域又は亜区域の肺組織の量（例えば、質量又は容積）を決定することを含み得る。このステップはまた、前記撮像に基づいて前記処置される肺葉、区域又は亜区域の肺組織内の空気の量（例えば、質量又は容積）を決定することを含む。処置される各肺の組織及び空気の量の容積及び／又は密度の決定は、前述したように、ＶＩＤＡ Ｅｍｐｈｙｓｅｍａ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ  ソフトウェアのようなソフトウェアを使用して行うことができる。しかしながら、他のソフトウェア、アルゴリズム又は方法が、各肺、肺葉及び／又は区域の全容積を決定するために使用され得る。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域又は亜区域の肺組織の量を決定することができる。別の実施形態では、肺組織の量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００７５】
ステップ８０７において、前記方法は、ステップ８０６において集められたデータに基づいてどの肺、肺葉、及び／又は気管支の区域を処置するのか決定することを含み得る。肺のどの部分を処置するのか決定する第１の方法は、肺の異なる肺葉、区域、及び／又は亜区域の組織と空気の割合（Tissue-to-Air）（ＴＡＲ）を計算し、処置計画にＴＡＲを使用することを含む。所定の肺葉又は区域のＴＡＲ値は、肺葉又は区域の組織の質量又は容積を肺葉又は区域内の空気の質量又は容積により分けることによって決定され、それらはともに、前記ステップ８０６において決定された。
【００７６】
ＴＡＲ値は、患者を治療するかしないかを決定するツールとして、投与する蒸気の用量、供給時間などを決定する因子として処置計画のために使用され得る、あるいはＴＡＲ値は、肺のどの区域を処置する必要があるかを決定するために使用され得る。
【００７７】
ＴＡＲ値が処置計画に使用され得る１つの例示的方法は、上葉のＴＡＲを下葉のＴＡＲと比較することによって、上葉を処置すること（あるいは代わりに、下葉を処置すること）が肺の全容積を有効に低減するかどうかを決定することである。上葉は一般に、気道壁に損傷を与えるために水蒸気が供給される肺葉であり、上葉が下葉より少ないＴＡＲ値を有する場合、上葉の処置が肺の容積を有効に低減することを示している。表１は、患者の計算されたＴＡＲ値の実施例である。
【００７８】
【表１】
0005719761.tif 000002
【００７９】
表１を参照すると、右上葉のＴＡＲは９％であり、右下葉のＴＡＲは１１％である一方、左上葉のＴＡＲは９％であり、左下葉のＴＡＲは１１％である。ＴＡＲの不均一性（すなわち、各肺のそれぞれの肺葉間のＴＡＲの割合）を計算することは、１つ若しくは両方の肺を処置する必要があるかどうかについての指標となり得る。一般に、肺の区域内の空気の容積が高くなればなるほど、その区域に残気量及び肺気腫が存在する可能性が高くなる。理論的には、肺の区域が肺の同じ階層レベルにある異なる区域より大きい空気の割合を有する場合、より大きい空気の割合を有する区域は、蒸気処置の恩恵を非常に受け、その区域の一部を虚脱させる。これは次に、理論的には肺の容積のより大きい低減を引き起こす。
【００８０】
表１には、左上葉が右上葉とほぼ等しく過膨張されており、そのことは、両方の上葉が、より良く機能する下葉（及び完全な肺全体）の膨張を含む右肺及び左肺の容積の低減を恐らく引き起こし得る良好な処置対象であることを示している。しかしながら、上葉及び下葉が共に、比較的低い、又は所定のレベル、例えば４％より低い場合、その処置は、効果的ではないかもしれない、あるいは処置から患者を除外する決定がなされるかもしれない。表２は、患者のＴＡＲの不均一性の値の実施例である。
【００８１】
【表２】
0005719761.tif 000003
【００８２】
表２を参照すると、ＴＡＲの不均一性は、それぞれの肺葉の間でのＴＡＲの割合の差である。この値は、肺において疾患がどの程度進んでいるのかの指標となり、どの肺又は肺のどの部分を処置するかを決定するときの別の因子として使用することができる。一般に、前記差又はＴＡＲの不均一性が大きくなればなるほど、疾患がより進行している。表２では、ＴＡＲの不均一性の値がほぼ同じであり、それはまた、両方の肺が良好な処置対象であり得ることを示している。しかしながら、右肺のＴＡＲの不均一性が、左肺のＴＡＲの不均一性より大きい場合、そのことは次に、右肺が左肺に代えて処置される必要があることを示している。しかし、たとえ右肺のＴＡＲの不均一性が左肺のＴＡＲの不均一性より大きい場合でも、両方の肺がまだ蒸気エネルギーを用いて処置され得ることを理解すべきである。
【００８３】
処置計画のためにＴＡＲの値を使用する別の方法は、比較できる右肺葉と左肺葉のＴＡＲを比較する（例えば、右上葉を左上葉と比較する）ことである。１つの処置が片側の処置（左肺又は右肺のみに蒸気を供給する）だけを含む場合、肺の容積をより有効に低減するためにどの肺を処置する必要があるかについての決定がなされ得る。理論的には、低いＴＡＲを有する肺が、より疾患のある肺であり、患者は、その肺への処置を受けることによって恩恵を受けるであろう。しかしながら、処置が同じように両方になされてもよい。
【００８４】
蒸気エネルギーを用いてどの肺、肺葉、及び／又は肺の区域を処置するのかを決定するときのまた別の因子は、肺のかん流を計算することによって決定され得る。かん流は、肺への血流の大きさであり、当技術分野で周知の技術によって測定することができる。表３及び表４は、患者のかん流及び該かん流の不均一性の実施例を示す。
【００８５】
【表３】
0005719761.tif 000004
【００８６】
【表４】
0005719761.tif 000005
【００８７】
前記表３及び表４は、右上葉が左上葉より少ないかん流を有すること、及び右上葉が左上葉より大きい組織かん流の不均一性を有することを示している。右上葉におけるより少ない量のかん流とより大きいかん流の不均一性の割合とは、左肺よりもより疾患があることを示している。このデータは、処置が片側の処置である場合、右上葉が処置される場合に、処置がより有効であり得ることを示している。しかしながら、前述したように、別のデータは、両側の処置がまた有効であり得ることを示している。
【００８８】
一般に、肺の区域の処置は、用量を超えるという危険性を低減するために小さい大きさから大きい大きさの順番である必要がある。１つの実施例では、左肺の上葉が処置される場合、その順番は、ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３（又は同様に、ＬＢ１＋２、ＬＢ３）であり得る。同様に、右肺の上葉が処置される場合、その順番は、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３であり得る。前記区域のそれぞれは一般に、特定の区域の処置が実行することができない場合を除いて完全に処置される必要がある。様々な患者が異なる解剖学的構造を有し、その結果、処置の順番は患者によって異なることを理解すべきである。従って、小さい大きさの肺葉から大きい大きさの肺葉がいつもＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３などではないかもしれない。
【００８９】
前記実施例では、患者の上葉の処置に中心を置いた議論であることに注目すべきである。これは、上葉に疾患を有するより多くの患者が存在し、下葉は一般にアクセスするのが非常に困難であるからである。しかしながら、ユーザ又は臨床医が下葉を処置する必要があることを決定する場合、同じ原理が、同様の結果を有する患者の下葉を処置するために適用され得る。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域、又は亜区域の肺組織のＴＡＲ、ＴＡＲの不均一性、かん流、及びかん流の不均一性を決定することができる。別の実施形態では、これらの値は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００９０】
ステップ８０８において、前記方法はさらに、拠点とされる肺葉、区域又は亜区域に供給される有効な蒸気の用量を決定することを含み得る。肺組織に適用される安全で有効なエネルギー用量（例えば、カロリー／グラム）は、肺組織のための所望の程度の損傷に応じて決定する必要がある。一般に、用量が増加するにつれて、前記組織への損傷の程度が増加する。約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムの蒸気の用量は、ほとんど熱固着なしに、それともに全く熱固着なしに凝固壊死を一般に引き起こす。１つの実施形態では、理想的な目標蒸気用量は約１０カロリー／グラムである。熱固着の程度は、用量が４０カロリー／グラムを超えて増加するときに一般に増加する。従って、肺組織への所望の程度の損傷は、該組織に適用される蒸気の用量を変えることにより制御することができる。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域又は亜区域に供給される有効な蒸気用量を決定することができる。別の実施形態では、有効な蒸気用量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００９１】
壊死を引き起こすために、幾つかの実施形態におけるエネルギー用量は、約５カロリー／グラムから約４０カロリー／グラムまで変化する。しかしながら、これらの限定は、以下に記載される他の供給パラメータ（例えば、供給割合、供給継続期間など）が前記組織への同様若しくは類似の損傷を実現するために適用される他の用量を許容し得るように、適用される用量の明確な限定であることを意図するものではない。
【００９２】
ステップ８１０において、供給システムによって前記組織に適用する必要がある全エネルギー量が決定され得る。これは、供給する全エネルギー量を決定するために、ステップ８０８からの用量に、ステップ８０６からの処置される組織の量を掛け合わせることにより一般に行われる。例えば、用量（グラム当たりのカロリー）に組織の量（グラム）を掛け合わせると、目標組織に供給される全カロリー量になるであろう。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、処置される肺葉、区域又は亜区域に供給システムによって適用される必要がある全エネルギー量を決定することができる。別の実施形態では、供給システムによって適用される必要がある全エネルギー量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００９３】
ステップ８１２において、供給システムの流量が決定され得る。前記流量は一般に、約２０カロリー／秒から約２００カロリー／秒の間である。１つの実施形態では、前記流量は、４０カロリー／秒である。また、これらの限定は、明確な限定を意図するものではなく、供給割合は、他の処置及び／又は供給パラメータに応じて高くも低くもなり得る。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、供給システムの流量を決定することができる。別の実施形態では、供給システムの流量は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００９４】
ステップ８１４において、前記方法はさらに、肺に蒸気を供給するための処置継続期間を決定することを含み得る。処置継続期間は、ステップ８１０からの供給される全エネルギー量（カロリー）をステップ８１２からのエネルギー流量（カロリー／秒）により分けることにより計算することができる。例えば、３０カロリー／秒の流量で肺の区域に３００カロリーを供給するためには、処置継続期間は、１０秒になるであろう。処置継続期間は一般に、３秒から１０秒の間である。１０秒より長い処置継続期間は、安全上の理由で薦められず、３秒より短い処置継続期間は一般に有効ではない。１つの実施形態では、図１に示す発生器１２の電子制御装置は、肺に蒸気を供給するための処置継続期間を決定することができる。別の実施形態では、肺に蒸気を供給するための処置継続期間は、医師又は臨床医によるなど、発生器とは無関係に決定され得る。
【００９５】
ステップ８１６において、ステップ８１２からの流量及びステップ８１４からの処置継続期間などの供給パラメータが、供給システムにおいて設定され得る。これらのパラメータは一般に、図４のユーザ・インターフェースなどの供給システムにおいて制御を介して設定することができる。一旦ユーザが流量を設定すると、発生器は、該発生器において適用される熱量を調節することにより所望の流量で蒸気を供給するために発生器において必要な圧力の量を確定することができる。流量の設定を変更することは、発生器が該発生器内の圧力の量を調整することを引き起こし得る。蒸気発生器内の圧力は、例えば、約１０ｐｓｉ（６９ｋＰａ）から約１００ｐｓｉ（６８９ｋＰａ）にわたって変動可能である。別の実施形態では、供給パラメータは、ユーザによって手動で設定される必要はないが、代わりに、例えば、発生器の電子制御装置によって自動的に設定することができる。
【００９６】
処置時間は、容積、処置される質量及び組織への所望の損傷に応じて変更することができる。処置時間は、約２秒から約３０秒まで変更することができる。肺の容積を低減するために壊死を引き起こす幾つかの実施形態では、安全で有効な処置時間は、約４秒から約１０秒の間である。肺を熱的に固定するためには、例えば、組織により大きい程度まで損傷を与えるために処置時間はより長くなり得る。
【００９７】
ステップ８１８において、蒸気は、設定パラメータで患者の肺に投与され得る。
【００９８】
図９から図１３は、フローチャート８００に関して前述したＴＡＲ、ＴＡＲの不均一性、及びかん流データを有する患者などの患者の肺の気管支の種々の区域への蒸気の投与（例えば、ステップ８１８における蒸気の投与）を示す図である。処置中、用量のパラメータ限界の範囲内で使用することができる最小限の分岐に用量を供給するために、できるだけはるかに下の各分岐を処置することが一般に好ましい。従って、亜亜区域（sub-sub-segment）レベルにある処置が最も好ましく、次に亜区域レベルにある処置、その後に最終的に区域レベルにある処置がある。
【００９９】
図９Ａは、前述した患者の左上葉のＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の区域の概略図である。この特定の患者において、ＬＢ１及びＬＢ２の区域は、ＬＢ１＋２の区域を形成するために結合する。一部の患者は、ＬＢ１＋２などの結合された区域を有し、一部の患者は、それを有していない。図９Ａに関連して記載された実施例はＬＢ１＋２の区域を含んでいるが、別の患者の区域の構造が異なり得ることを理解すべきである。図９Ｂは、患者の左上葉のＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の区域の断面図であり、気管支の内部からＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の区域を見た図を示している。区気管支の相対位置と患者のＬＢ１＋２及びＬＢ３区域のそれぞれの断面積とは、図９Ａ及び図９Ｂを参照することにより臨床医によって視覚化することができる。
【０１００】
図９Ｃは、患者の左上葉のＬＢ１及びＬＢ２の区域又は肺尖後ＬＢ１＋２の区域への蒸気の投与の間、臨床医によって使用される処置計画又は処置ガイドを示している。図９Ａ及び図９Ｂに示される図面及び図９Ｃに示される処置ガイドは、処置中、臨床医又は医師によって使用するために供給システムのモニタ又はユーザ・インターフェースに表示することができる。別の実施形態では、図９Ａから図９Ｃに示される情報は、前記撮像及び前述した計算されたデータ（すなわち、組織の容積／質量、ＴＡＲ、かん流など）に基づいて計算された試案又は図表であり得る。
【０１０１】
図９Ｃの表５は、肺尖後区域ＬＢ１＋２の区域の容積９０２、区域の質量９０４、上葉の割合９０６、ＴＡＲ９０８、及びかん流９１０を示す。区域の容積、質量及び肺葉の割合は、例えば、肺を撮像し、図８のステップ８０６におけるソフトウェア又は他のアルゴリズムを用いてパラメータを引き出す、及び／又は計算することによるなど、前述したように決定することができる。ＴＡＲ及びかん流は、例えば、図８のステップ８０７において前述したように計算することができる。
【０１０２】
図９Ｃの表６は、目標蒸気用量９１２、蒸気用量下限値９１４、蒸気用量上限値９１６、及び流量設定又は流量９１８を示す。目標蒸気用量又は流量は、図８のステップ８０８において前述したように臨床医によって決定することができる。表６に示される実施例では、目標蒸気用量は、１０カロリー／グラムであるように選択され、流量設定６は、４０カロリー／秒という流量に対応する。蒸気用量の上限値及び下限値は一般に、肺に施される所望の種類の損傷及び健康のために考慮すべき他の事柄に基づいて選ばれる。この実施例では、用量下限値は、７．５カロリー／グラムに設定され、用量上限値は、１０カロリー／グラムに設定される。流量設定は、所望の目標蒸気用量を実現するために供給システムにおいてどんな設定を使用するかについて臨床医又は医師への指標である。
【０１０３】
図９Ｃはまた、ＬＢ１＋２の区域、並びにＬＢ１＋２区域より遠位の亜区域９２０及び亜亜区域９２２の概略図を含む。表７、表８及び表９は、処置時間９２３を秒で示し、前記図８のステップ８１０において計算された全エネルギー量を供給するために要する蒸気用量９２４をカロリー／グラムで示す。区域の質量は、３８グラムであり、目標蒸気用量は、１０カロリー／グラムであるので、ＬＢ１＋２の区域に供給する全エネルギー量は、３８０カロリーである。３８０カロリーを４０カロリー／秒の流量で分けると、区域レベルでＬＢ１＋２において処置する１０カロリー／グラムという実際の用量において処置時間が９．５秒という結果になる。
【０１０４】
図９Ｃの表８及び表９では、亜区域及び亜亜区域レベルでの処置が、この実施例では薦められないこと（ＤＮＴ、すなわち「処置禁止」）を見ることができる。これは、亜区域及び亜亜区域レベルのために計算された処置時間が処置継続期間の所定範囲外であるためである。この所定の処置継続期間の範囲は一般に、３秒から１０秒の間である。表８の隣に位置するアイコン９２６、９２８及び９３０は、亜区域又は亜亜区域レベルでの処置が可能である場合に、処置時間を決定するために医師によって使用されるものである。これらのアイコンは、以下でさらに詳細に説明する。
【０１０５】
図１０Ａは、左上葉のＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の区域の概略図である。図１０Ｂは、左上葉のＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の区域の断面図であり、気管支の内部からＬＢ１、ＬＢ２及びＬＢ３の区域を見た図を示している。
【０１０６】
図１０Ｃは、左上葉のＬＢ３の区域に蒸気を投与する間、臨床医によって使用される処置計画又は処置ガイドを示している。ＬＢ３の区域の処置は、図９Ａから図９Ｃに関して前述した同じ原理に従って施すことができる。
【０１０７】
図１０Ｃでは、ＬＢ３の質量が４３グラムであり、目標蒸気用量が１０カロリー／グラムであることによって、区域に供給される全エネルギー量が４３０カロリーという結果になる。しかしながら、４０カロリー／秒という流量で、最大処置時間が１０秒である場合において、ＬＢ３の区域レベルで区域に供給され得る最大用量は、図１０Ｃの表１２に示すように、９．４カロリー／グラムという用量である。これは、準最適用量であり得るので、医師は、最適用量（すなわち、１０カロリー／グラム）を使用して亜区域又は亜亜区域レベルでＬＢ３区域を処置することを考えることができる。
【０１０８】
図１０Ｃの表１３及び表１４は、亜区域及び亜亜区域レベルでＬＢ３の処置のための処置時間９２３及び蒸気用量９２４を示している。表１３は、処置時間及び用量の３つの列を含み、各列は、アイコン９２６、９２８及び９３０などのアイコンに対応する。アイコンは、それぞれの各亜区域でどの処置時間を使用するかを決定するために医師によって使用されるものである。この実施例においてどの処置時間を使用するかを決定するために、医師は、図１０Ｃの概略図に示されるように２つの亜区域に分岐する亜区域レベルに到達するまでＬＢ３の区域へ肺の内部へ供給システムを前進させることができる。
【０１０９】
一旦、医師が、亜区域レベルにカテーテル又は気管支鏡を位置付けると、医師は、２つの亜区域の相対的な断面積を観察することができる。アイコン９２６に示すように、亜区域がほぼ同じ大きさである場合、そのときは表１３の第１列からの処置時間及び用量を使用すべきである。アイコン９２８に示すように、亜区域が互いにほぼ１対２の割合、すなわち３３％対６６％である場合、そのときは表１３の第２列からの処置時間及び用量を使用すべきである。同様に、アイコン９３０に示すように、亜区域が互いにほぼ１対３の割合、すなわち２５％対７５％である場合、そのときは表１３の第３列からの処置時間及び用量を使用すべきである。
【０１１０】
医師が、亜亜区域レベルで処置したい場合、そのときは亜亜区域の相対的な大きさを概算することは必要ではなく、表１４に示すように、各亜亜区域を同じ用量及び処置時間を用いて処置することができる。
【０１１１】
一般に、医師又は臨床医は、区域レベル、亜区域レベル、又は亜亜区域レベルで処置するかどうかについて判断をすることが必要である。これらの決定は一般に、医師がカテーテル又は気管支鏡などを用いて処置すべき組織を検査した時点でなされるであろう。処置すべき組織を見ると、医師は、気道が遮断される又は閉塞されることを決定することができる、あるいは組織が気道を閉鎖するためにカテーテル先端から閉塞バルーンを配置するのに十分な管腔長さを有していないことを見ることができる。従って、亜亜区域レベルにおける処置が望まれ得るものの、そのレベルにおいて実際に処置することがいつもできると限るものではなく、区域又は亜区域レベルにおける処置が医師によって考えられる必要がある。
【０１１２】
図１１から図１３は、ＲＢ１、ＲＢ２及びＲＢ３の区域を含むこの実施例の右上葉を処置するための処置計画及び処置ガイドを示している。処置用量、処置時間、及び処置位置を決定するための図９及び図１０に関して前述した原理は、右上葉の処置のための図１１から図１３に適用することができる。
【０１１３】
処置計画における更なる因子は、蒸気処置をもたらすあらゆる異常が患者の肺に存在するかを決定するために三次元気道再構成を用いることである。例えば、三次元気道再構成が肺の虚脱部分を示す場合、蒸気処置がその区域にほとんど効果を有しないことの指標となり得る。従って、虚脱された気道を用いて虚脱部分に蒸気を投与することはカテーテルがその領域に入ることができないために実行できない、及び／又は、肺の容積を低減するためにほとんど効果がないこと、並びに、蒸気が肺の異なる区域に供給される必要があることを決定することができる。
【０１１４】
前述した処置計画は、患者に特有の処置を作り出すために使用され得る。三次元再構成モデル、ＴＡＲ値、及び区域の空気の割合は、患者によって異なるであろう。定性的にあるいは定量的にこれらのツールを分析することができることは、肺の容積を低減するために患者に蒸気を供給するための処置の最善策を決定するのに役立ち得る。さらに、これらの因子は、患者が前記処置の受け手であるかそうでないかを決定するために排他的なツールとして使用することができる。
【０１１５】
本発明の好ましい実施形態が本明細書に示され記載されているが、当業者にはそのような実施形態が実施例としてのみ付与されていることが明らかであろう。多数の変形、変更及び代替が、本発明から逸脱することなく当業者に考えられ得る。本明細書に記載される本発明の実施形態における種々の代替案が、本発明を実行するために用いられ得ることが理解されるべきである。以下の請求項は本発明の範囲を規定し、これらの請求項の範囲内の方法及び構造並びにそれらの同等物が該請求項に含まれることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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