(57)【要約】  超音波装置は、腎臓血管の神経除去を行う血管の非継続的周縁治療の為に提供される。本装置は、血管内に位置決めされてよく、第一と第二の長さ方向と角方向位置で広域非焦点化又は焦点化超音波エネルギーを送出し、全治療帯に満たない周縁治療帯を第一と第二の各位置で生成する。重畳治療帯は、継続的周縁損傷部位を形成することなく、非継続的周縁治療帯を画定する。【選択部】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管の非継続的な周縁除去を行う装置であって、
近位端、遠位端、及び該遠位端に近接配置される遠位領域を有するシャフトを備えるカテーテルと、前記遠位領域内に配置される少なくとも第一と第二の超音波変換器部と、を備え、
第一の超音波変換器部は血管の長さ方向区分に沿う第一の非継続的な周縁治療帯を生成するよう超音波エネルギーを送出するよう構成され、
第二の超音波変換器部は血管の長さ方向区分に沿う第二の非継続的な周縁治療帯を生成するよう超音波エネルギーを送出するよう構成され、
第一の周縁治療帯と第二の周縁治療帯は分離した定常放射面に形成され、血管の周囲回りで完全に非継続的であることを特徴とする装置。
【請求項２】
カテーテルは、更に、遠位領域に配置される第一と第二の拡張可能部材を含み、
第一と第二の拡張可能部材は、展開時には血管内で遠位領域を中心決めするよう構成される、
請求項１の装置。
【請求項３】
少なくとも第一と第二の超音波変換器の一つは焦点化された超音波エネルギーを送出する、
請求項１又は２の装置。
【請求項４】
第一と第二の超音波変換器部は、カテーテルの遠位領域の外側部周りに螺旋状になる単一の超音波変換器部分を含む、
請求項１から３のいずれかの装置。
【請求項５】
単一の超音波変換器は、遠位領域周りに可撓な可撓平坦部に配置された圧電層を包み込んで形成される、
請求項４の装置。
【請求項６】
単一の超音波変換器は、剛体管状基板上に配置された圧電層を切断又は刻みを付けて形成される、
請求項４の装置。
【請求項７】
第一と第二の超音波変換器部は、単一の超音波変換器の非被覆部に対応しており、
前記単一の超音波変換器は、カテーテルの遠位領域の外側部に渡って延在しておりかつ吸収材の層で覆われている、
請求項１から３のいずれかの装置。
【請求項８】
吸収材の層は、遠位領域に渡って長手方向に延在する螺旋縞部で構成される、請求項７の装置。
【請求項９】
第一と第二の超音波変換器部は分離型超音波変換器で構成される、
請求項１から３のいずれかの装置。
【請求項１０】
分離型超音波変換器の少なくとも一つは、所定の弧に渡って配置された音響吸収材の層を更に備え、少なくとも一つの超音波変換器が発する超音波エネルギーを吸収する、
請求項９の装置。
【請求項１１】
分離型超音波変換器の少なくとも一つは、所定の弧に渡って配置された音響反射材の層を更に備え、少なくとも一つの超音波変換器が発する超音波エネルギーを反射する、
請求項９の装置。
【請求項１２】
分離型超音波変換器の少なくとも一つは、遠位領域に添着された圧電材の平坦層を更に備え、所定の弧に渡って超音波エネルギーを発するよう構成される、
請求項９の装置。
【請求項１３】
分離型超音波変換器の少なくとも一つは、遠位領域に添着された圧電材の湾曲層を更に備え、所定の弧に渡って超音波エネルギーを発するよう構成される、
請求項９の装置。
【請求項１４】
圧電材の層は遠位領域の外側部に添着される、
請求項１２又は１３の装置。
【請求項１５】
圧電材の層は、カテーテルの内側面に添着され、音響透過型窓部を介してエネルギーを発するように構成される、
請求項１２から１４のいずれかの装置。
【請求項１６】
カテーテルは、第一の超音波変換器と軸方向に位置合わせされ且つ該第一の超音波変換器から角度方向に片寄った第三の超音波変換器を更に備え、
第一と第三の超音波変換器は同時に通電されるよう構成される、
請求項１２から１５のいずれかの装置。
【請求項１７】
カテーテルは、第一の超音波変換器と軸方向に位置合わせされ且つ該第一の超音波変換器から角度方向に片寄った第三の超音波変換器を更に備え、
第一と第三の超音波変換器は別々に通電されるよう構成される、
請求項１２から１６のいずれかの装置。
【請求項１８】
カテーテルは、患者の腎臓血管内に静脈内配置されるよう構成される、
請求項１から１７のいずれかの装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は腎動脈の非継続的な周縁神経除去を行う装置であって、超音波理学療法を用いて、心腎症候群、心不全、突然心臓死、左心室肥大、腎疾患、腎不全、高血圧症、造影剤腎障害、肝硬変、不整脈および心筋梗塞などを含む各種心腎関連の疾病を治療する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心腎症候群、心不全、突然心臓死、左心室肥大、腎疾患、腎不全、高血圧症、造影剤腎障害、肝硬変、不整脈および心筋梗塞などを含む各種心腎疾病を治療する公知の方法と装置では、腎機能に資する神経繊維の調節、特に、腎機能に資する神経繊維を含む組織の神経除去を行っている。これにより、腎交感神経の活動の低下が期待され、それゆえ、身体からの水分とナトリウムの除去が促進され、レニン分泌がより正常レベルに戻される。数多くの公開済み特許出願では、正常化したレニン分泌により血管が膨張/収縮の定常状態レベルを帯びるよう腎臓に適切な腎臓血液流を供給することが示唆されている。例えば、米国特許公開番号US 2003/0216792, US 2005/0288730、US  2006/0276852及びU.S. Patent. No. 6,978,174を参照。これら出願と特許はすべて完全な形で本明細書において援用される。
【０００３】
公知の方法と装置として、例えば、神経性障害あるいはその他医療状態の治療の為に、血管内で誘導される患者の神経支配の血管の若しくは血管近傍の目標神経繊維の神経調節あるいは神経除去を行うための方法と装置がある。血管近傍の神経は作動体器官若しくは作動体組織の神経支配をしている可能性がある。血管内で誘導される神経調節あるいは神経除去は、限定されるものではないが、心不全や高血圧症を含む上述の状態を包含する神経性障害あるいはその他医療状態、また有痛性・末梢性動脈閉塞症（例えば、痛の緩和を介する）も同様に、そのような疾病の宿主を治療するために活用してよい。上記方法と装置は、遠心性あるいは求心性神経信号を変調するために、また遠心性と求心性神経信号の組み合わせも同様に、それら信号を変調するために用いてよい。例えば、本明細書においてすべて完全な形で援用される米国特許出願公開番号US 2007/0129760を参照のこと。
【０００４】
上記特許公開と上記特許に記載の方法と装置は利点が有るように見られるが、神経調節及び／又は神経除去による一つの生理活動の誘発は血管内からの神経繊維に十分に影響をあたえている。例えば、静脈内の神経調節では、急性及び／又は遅発性狭窄症のリスクの増加を避けるべきである。従って、これらの生理活動の誘発に取り組む方法と装置を提供することが望まれるであろう。
【０００５】
例えば、デマライス（Demarais）その他に譲受した米国特許出願公開番号US 2007/0129720 と US201010137860では、非継続的周縁パターンで血管の神経除去を行う方法と装置が記載されており、これら方法と装置は所与の長手方向位置で血管の全周囲を治療することで血管内の急性並びに/若しくは遅発性狭窄症を形成するリスクを潜在的に軽減するものとして記載されている。これら公開特許では、高強度焦点化超音波を上述の装置と方法に使用できるものであるが、如何に超音波装置を構築できたのかに関しては詳細に記載されていない。
【０００６】
コール（Corl）に譲受されたU.S. P. No. 6,913,581では、複数の超音波変換器を担持する遠位領域を含むカテーテルが記載されている。前記特許に記載の複数の超音波変換器の其々はその全周囲回りにエネルギーを発する、従ってカテーテルは、デマライス（Demarais）が譲受した公開特許に記載されているとおり、非継続的周縁エネルギーを発するようには用いることはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に鑑みて、カテーテルの遠位領域上あるいは遠位領域内に配列される複数の超音波変換器を有する超音波カテーテルであって、非継続的周縁パターンで超音波エネルギーを発するように構成されるカテーテルを提供することが望まれる。
【０００８】
カテーテルの遠位領域上あるいは遠位領域内に配列される複数の超音波変換器を有する超音波カテーテルであって、隣接変換器は血管周囲の隣接弧部に渡って超音波エネルギーを発するように構成される超音波カテーテルを提供することが更に望まれる。
【０００９】
螺旋パターンで超音波エネルギーを発するように構成される超音波カテーテルを作製する方法を提供することもまた望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は血管内で非継続的神経除去パターンを形成する公知の従来技術の装置と方法が有する難点を克服する。本発明の原理に従い、超音波カテーテルが提供されるものであって、単一の螺旋形超音波変換器若しくは複数の超音波変換器がカテーテルの遠位領域に沿って配置され、血管の隣接の周縁弧部に渡って超音波エネルギーを発するように構成される。このように、腎神経調節若しくは腎神経除去の有益性を達成可能であって、ここにおいて全周縁の神経除去に起因して再狭窄の発症リスクあるいは潜在的血管壁の薄化のリスクが軽減される。
【００１１】
本発明の一つの態様に依れば、複数の湾曲又は平坦形状の変換器が血管内カテーテルの遠位領域に配置され、ここで、各変換器は、所定弧部に渡ってのみ及び血管の所定長さ分のみエネルギーを発する。代替の実施の形態では、カテーテルの遠位領域は、カテーテル内に配置され且つ音響透過型窓部で覆われた一連の平坦又は湾曲な変換器を含んでよく、ここで、各変換器は、所定弧部に渡ってのみ及び血管の所定長さに沿ってのみエネルギーを発する。
【００１２】
その他の実施の形態では、カテーテルの遠位領域は一連の周縁変換器を含んでよく、隣接変換器は音響吸収素材によって所定弧部に渡って覆われており、ここで各変換器は所定弧部に渡ってのみまた血管の所定長さ分のみエネルギーを発する。吸収素材はまた遠位領域に沿って延在する螺旋縞部として配置してよく、ここで超音波エネルギーを主に遠位領域の非被覆部を介して発して長さ方向に延在する螺旋形損傷部を形成する。更なる代替の実施の形態では、カテーテルの遠位領域は一連の周縁変換器を含んでよく、隣接変換器は音響反射素材によって所定弧部に渡って覆われており、ここで各変換器からのエネルギー発射は所定弧部に渡ってのみにまた血管の所定長さ分のみに向けられて行われる。
【００１３】
最後に、超音波変換器はカテーテルの遠位領域に沿って延在する単一の若しくは多数の螺旋形状部、例えば、圧電変換器を切断するか刻みをつけるかして形成する螺旋形状部を備えてよい。さもなければ、螺旋変換器はカテーテルの外側部回りに圧電膜を螺旋形状に包むことで形成してもよい。上述のカテーテルを用いることで、血管内に配列する神経繊維を血管の選択長さに渡って非継続的周縁螺旋パターンで調節並びに/あるいは切除してもよく、ここでこれによって形成された損傷部は血管の長さ方向の軸に対し鉛直な横断面の全周囲について近接するものでもなく継続するものでもない。
【００１４】
本発明の超音波カテーテルを作製し且つそれらを用いる方法もまた提供される。
【００１５】
本発明の幾つかの実施の形態は下記の詳細な説明を思料すれば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、動脈直近の神経繊維の一般的な位置を示す概略図である。
【図２】図２は、血管の非継続的周縁治療用の本発明のカテーテルの概略側面図である。
【図３】図３は、図１のカテーテルでの使用に適した超音波変換器の第一実施形態に係る横断面図である。
【図４】図４は、図１のカテーテルでの使用に適した超音波変換器の第二実施形態に係る横断面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、図１のカテーテルでの使用に適した超音波変換器の更なる代替の実施形態に係る横断面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、図５Ａ又は図５Ｂに示される変換器を使用する追加の実施形態を示す透視図である。
【図７】図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ実施の形態を示す横断面図と部分透視図であり、該実施の形態では、平坦形状の超音波変換器は、カテーテル内に配置されて音響透過型窓部を介して超音波エネルギーを発する。
【図８】図８は、実施の形態を示す横断面図であり、該実施の形態では、湾曲形状の超音波変換器は、カテーテル内に配置されて音響透過型窓部を介して超音波エネルギーを発する。
【図９】図９は、本発明の原理に従って構築されるカテーテルの更なる代替の実施形態を示し、該実施の形態では、超音波変換器は、並置配列で積み重ねられた筒状の変換器を備えて成る。
【図１０】図１０は、本発明の原理に従って構築されるカテーテルの更なる代替の実施形態を示し、該実施の形態では、超音波変換器は螺旋形状を有している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の装置は、一又は多数の変換器を有する超音波カテーテルを備えており、該変換器はカテーテルの遠位領域に配置されており、かくして当該技術で公知の治療目的の為に神経調節及び/又は腎動脈などの血管神経の除去を行う。上記公開済み特許出願に記載されているように、体管腔の周囲治療を行う際、一般的には管腔壁に対し垂直な半径方向横断面の全円周に沿って不連続な離散帯にエネルギーを付与することで治療状態に対しプラスの影響を与えるよう行うことが望まれる。
【００１８】
例えば、心房細動又はその他不整脈治療においては、周囲治療は異常電気信号を破壊するよう肺静脈の法線方向横断面について完全に継続する継続周縁損傷を形成することで達成してもよい。心不全治療においては、腎臓の交感神経機能を低減するよう、腎動脈の法線方向横断面について完全に継続する同様な継続周縁損傷を形成することで達成してもよい。しかし、体管腔又は体管腔近傍の組織に対し垂直な横断面の周囲の全360度について継続して延在する継続周縁損傷は、血管内の急性及び／又は遅発性狭窄症を形成するリスクを増加させる可能性がある。本発明のカテーテルは、元来ある血管作動の健全性に悪影響を与えることなく、又は血管狭窄症の潜在性に悪いインパクトを与えることなく正常管腔に離散的非継続損傷を形成することを目的とする。
【００１９】
本発明の一態様に依れば、血管内の又は血管近傍の神経であって、少なくとも長さ方向の寸法相当の血管に対し一般的には並行か又はそれに沿って張り巡らされる神経に関連して治療を施すものでよい。目標とする構造は、血管に関連する回動配向構造を追加的に又は代替的に含んでよい。開示の実施形態は、急性及び／又は遅発性狭窄症を形成するリスクを軽減するものであって、血管の長さ方向軸又は長手方向軸に沿って垂直かつ隔在する多数の放射面部位又は横断面部位に沿う神経物質を治療することで達成してもよい。
【００２０】
各放射面又は横断面での治療域は、定常円周に沿って完全継続していない治療帯、すなわち長手方向軸に垂直な継続的周縁損傷を有しない治療帯を画定する。しかしながら、多数の放射面部位又は鉛直横断面部位に沿う重畳した多数の治療域は、長さ方向若しくは長手方向の血管区分に沿う非継続的な重畳周縁治療帯を画定している。幾つかの実施形態では、この重畳治療帯で、血管に垂直な継続周縁損傷部位を形成することなく、非継続的であるが実質には全周縁に渡る治療を提供してもよい。その他の実施形態では、重畳治療帯で非継続的かつ部分的な周縁治療を提供してもよい。
【００２１】
この様に、単一の鉛直横断面部位又は放射面部位での継続周縁治療と比較して、長さ方向血管区分に渡って非継続的周縁治療を行う。かくして、長さ方向の寸法相当の血管に沿って実質的に張り巡らされた目標構造は、血管の鉛直横断面部位又は放射面部位にそって継続的な周縁損傷部位を形成することなく、非継続的に其の周縁に渡って影響を受けることになる。したがって、非継続的周縁治療は、長さ方向寸法相当の血管周りの多数の位置で行う治療を含んでよいものであるが、いずれかの長さ方向位置での治療帯は放射面部位及び鉛直横断面部位周り全体の継続的な周縁損傷部位を含むものではない。しかし、全ての又は幾つかの長さ方向位置で重複した治療帯は重複する周縁治療帯を画定してもよい。
【００２２】
治療を、目標構造（例えば、目標神経構造）の直接変更を介してか、それとも動脈、細静脈、毛細管、静脈、細静脈等の目標構造若しくは周囲組織を支持する脈管構造又はその他の構造の変更を少なくとも部分的に介することで達成してもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー、例えば、目標構造又は支持構造での抵抗加熱を引き起こす超音波エネルギーを、目標構造又は支持構造に直接印加することで治療を達成してもよい。
【００２３】
幾つかの実施形態は、目標構造若しくは支持構造及び／又は非目標組織の治療と其の効果をリアルタイムで監視する装置を提供してもよい。同様に、カテーテルが発するエネルギーのリアルタイム監視法も提供されてよい。例えば、発せられた電力若しくはエネルギー、又は目標組織若しくは非目標組織の温度若しくはその他特徴を監視してもよい。目標組織若しくは非目標組織に沿った又は装置に沿って感知した温度のような帰還値を、熱エネルギーの送出量の制御と監視をするために用いてよい。
【００２４】
図１を参照するに、同図は動脈のような脈管構造に関連する神経構造の一般的な解剖学的配列を例示する。神経繊維Ｎは、一般的には、半径寸法ｒに沿う比較的小さな位置範囲周りの動脈Ａの長さ方向寸法Ｌに沿って長手方向に延在している可能性があり、しばしば動脈の外膜内に存在する。動脈Ａは平滑筋細胞ＳＭＣを有し、該筋細胞ＳＭＣは、動脈周囲を包囲し、かつ一般的には動脈の角度寸法θの周囲に沿って螺旋状であって、半径寸法ｒに沿う比較的小さな位置範囲内に存する。従って動脈の平滑筋細胞は、一般的に血管の長さ方向寸法に対し横切る（すなわち、非並行に）延在する長さ方向あるいはそれ以上の寸法を有する。神経繊維と平滑筋細胞の長さ方向寸法の誤整列はここでは“細胞の誤整列”と称する。
【００２５】
神経繊維Ｎと平滑筋細胞ＳＭＣの細胞の誤整列を、平滑筋細胞への軽減効果で神経細胞に対し選択的に影響を与えるよう活用してもよい。より詳細には、非継続的周縁治療は、動脈の単一の半径平面又は横断平面に沿って継続的周縁治療を行うというより、むしろ動脈Ａの多数の半径平面又は横断平面であって、動脈の長さ方向寸法Ｌに沿って分離しているこれら平面に沿って施さられる治療を重畳的に行うことで達成してもよい。このように、細胞の誤整列により、長さ方向配向の神経繊維に対しては完全で非継続的な周縁治療を施してよく、他方、角方向配向の平滑筋細胞に対しては部分的な周縁治療を施してもよい。監視素子は、所望の効果を達成するよう治療上のパラメータを調整することはもとより、神経及び／又は平滑筋細胞に対し採用された治療の程度を評価するために任意選択的に活用されてよい。
【００２６】
今度は、図２を参照して、本発明の原理に従って構成されたカテーテルを説明する。装置１０は、近位領域１２、遠位領域１３、及び遠位領域１３に配置された複数の超音波複数の変換器１４を有するカテーテル１１を備えている。超音波複数の変換器１４は、コネクタを介して、当該技術で公知であって、電力複数の変換器１４にエネルギーを供給する電源部とコントローラ１５とに連結している。カテーテル１１は誘導線１６を受け付ける誘導線管腔を含んでおり、これによりカテーテルが、例えば腎動脈小孔と下行腹大動脈が結合する場所で起きる方向変更の調整決定を可能としている。カテーテル１１は任意選択型拡張可能部材17を含んでもよく、該部材１７は、例えば、気球形であるか機械的に拡張可能なケージであって、血管Ｖ内でカテーテル１１を中心決めするよう逆展開してもよい。カテーテル１１は、遠位領域１３に配置の温度センサーを含んでもよく、該センサーは、当該技術で公知なように、血管とその周囲組織の温度を測定するよう、また超音波エネルギーの配置によって発生する熱の監視をするよう構成される。
【００２７】
本発明の一態様に依れば、複数の変換器１４は遠位領域１３内に配置されており、各変換器は、所定の長さ、例えば１０ｍｍの長さ、に延在しており、所定の弧、例えば例証的には血管周囲の約３０度から９０度までの弧、に渡ってのみエネルギーを発生する。好適な実施形態では、複数の変換器１４は図２に示される通り、カテーテル１１外側部周りに螺旋状をなしており、血管の隣接弧部を覆う様に配列される。好適には、複数の変換器の弧部からは遠位領域１３の長さに渡る血管の全周囲に及ぶエネルギーが全体的に発せられる。図２に示されるように、カテーテルが血管Ｖ内に配置されて通電されるとき、変換器の位置に対応する血管壁と周囲の神経繊維内での損傷パターンがカテーテルで形成されるものであるが、この損傷パターンは、動脈の長さに沿うどの位置でも周縁的には非継続的である。しかしながら、全体としては、損傷パターンは、遠位領域１３の長さに対応する長さ分の血管の全周囲に及んでいる。
【００２８】
択一的に言えば、複数の変換器１４は、周縁の隣接弧部に向けられてエネルギーを発するように構成される必要はく、代わりとして、遠位領域１３でのカテーテル１１の外部周りにジグザグに配置することができる。しかしながら、血管での神経繊維の神経の完全除去を確実にするよう、複数の変換器１４が取り扱う弧部の全体が好ましくは全周縁に及んでいる。更なる代替手段として、各軸方向位置で多数であるが個々に通電可能な変換器をカテーテルの外側部に配置するよう、これら複数の変換器１４を配してもよい。この場合、少なくとも遠位領域１３内の所与の軸方向位置で各他の（第二、第三等の）変換器が通電され、さらに近位端及遠位端の軸方向区分のために作動した変換器を、血管の全周囲を取り囲む損傷パターンを再び形成しながらジグザグ配置されるよう、電源部とコントローラ１５とが配列されてよい。
【００２９】
好適な実施の形態では、超音波変換器は、１〜２０ＭＨｚの範囲、より好ましくは９ＭＨｚで操作されて、５〜８０ワット、より好ましくは５〜５０ワットの電力を再造形中の組織に伝達する。好ましくは、このエネルギー伝達は、目標神経構造において達する温度がコラーゲンの再造形には十分であるが、隣接組織の実質的な壊死を引き起こすものではないように、３０秒〜５分、より好ましくは１〜３分の期間にわたって行われる。一の好適な実施形態では、本発明のカテーテルは、隣接の神経組織での十分な伝導遮断を行うため、腎動脈に沿う長手方向の６か所の位置までエネルギーを同時に伝達するよう構成される。
【００３０】
今度は、図３を参照して、図２の複数の変換器１４の一つに対応し本発明の装置１０を構成する際の使用に適した変換器２０を説明する。変換器２０は、例えば、シネルニコフ（Sinelnikov）に譲渡された米国特許No. 7,837,676に記載されているように圧電材層２１で構成されてよく、その全体を引用することにより本明細書中に援用される。層２１は、カテーテル２２周囲回りに延在し、加えて、堅い裏積層と、明視のために省略してあるが、カテーテル用変換器を作製する際従来より使用されるその他の構造を含んでよい。しかし、本発明の一態様に依れば、層２１は、外表面の所定の弧、例えば、１８０度から約３３０度（図３では１８０度）の弧、に渡って配置される吸収材の層２３を更に含む。層２３は、好適には生体適合ゴム又は類似の材料で構成され、変換器の基底部から発する超音波エネルギーを吸収するよう構成される。従って、通電時には、変換器２０は主に其の露出面２４を介してのみエネルギーを発する。理解されるように、複数の変換器２０は、好適にはカテーテルの遠位領域の隣接軸方向区分上に配置されてよく、これによって、変換器に発せられる超音波エネルギーは、結果として特定の軸方向位置で血管の非継続的な周縁神経調節に供するか、又は、血管神経の除去に供するようにでき、しかしながら、全体として遠位領域の長さに渡って血管の全周囲に及ぶようにできる。
【００３１】
代替案としては、吸収材の層２３は、ほぼ円筒状の変換器に渡って螺旋形又は長手方向に縞状に配置されてよく、ここで、該変換器は、遠位領域の長さ分長手方向に延在している。この場合、超音波エネルギーは、通電時に、遠位領域の被覆していない螺旋形の又は長手形部位を主に介して変換器から発せられる。吸収材が螺旋縞状に配置される場合、放出された超音波エネルギーは、血管内でほぼ長手方向に延在する螺旋形損傷部を形成するであろう。血管壁内で螺旋形損傷を生成する代替的な変換器のデザインは、図１０の実施形態に関連して下記のように記述される。更なる代替デザインとして、吸収材の層２３は円周上で離間しかつ長手方向には縞状に配置されてもよく、又は、複数の円形、矩形、楕円形等の形状の孔を吸収材の層に形成するよう配置してもよく、これにより、変換器の非被覆部は、通電時に血管内で類似形状の損傷部を形成できるようになる。評価されるべきように、吸収材の層２３の代替パターンは、結果的に形成される損傷部が所望のサイズと形状が得られるよう、変換器上に配置されてもよい。
【００３２】
図４に関して、図２の複数の変換器１４の一つに同じく対応する変換器３０について説明する。変換器３０は、上述のように、変換器２０とその構成は類似してもよく、該変換器はカテーテル３２の周囲回りに延在する超音波発生材の層３１を含む。しかし、変換器３０は、外表面の所定の弧状、例えば、１８０度から約３３０度（図４の例示では１８０度）の弧状、に渡って配置される反射材の層３３を含む点で図３の実施形態とは異なる。層３３は、好適には、変換器の基底部から発生される超音波エネルギーを反射できるように、層３１と音響的な不整合を生成する材料で構成される。例えば、層３３は、上記で援用した米国特許No. 7,837,676に記載されているように、空気充填反射材で構成されてよい。従って、通電時には、変換器３０は、主に其の露出面３４を介してのみエネルギーを発し、他方、超音波発生層３１の残部位で発生されるエネルギーは層３３で反射される。理解されるように、複数の変換器３０は、カテーテルの遠位領域の隣接軸方向区分上に配置されてよく、これにより、変換器により発せられる超音波エネルギーが、結果として特定の軸方向位置で血管の非継続的な周縁神経調節に供するか、又は、血管神経の除去に供するようにでき、しかしながら、全体として遠位領域の長さに渡って血管の全周囲に及ぶようにできる。
【００３３】
図５Ａと５Ｂは、図２のカテーテルの構築中の使用に適する変換器の更なる代替の実施の形態を示す。図５Ａの変換器４０は好適には、カテーテル４２の外側部に付着する圧電材の平滑層４１で構成され、変換器４０を電源とコントローラ１５（図１を参照）の結合させる配線は明視のために省略されている。層４１は、平坦で、適合的には堅い基板上に形成されてよく、カテーテル４２の外側部に生体適合接着材かエポキシ材を用いて締着されてよい。理解されるように、変換器４０は、通電時には、層４１面にほぼ直交する超音波エネルギーを発し、発せられたエネルギー経路で神経繊維の調節又は切除を結果的に達成する。層４１は、カテーテル４２の外側部で所定の弧、図５Ａの例示では約４５度の弧、を張ってもよい。本発明の一態様に依れば、図２に示すように、遠位領域の長さに沿うカテーテル４２の外側部に多数の変換器を添着させてよく、これにより、変換器により発せられる超音波エネルギーが、結果として特定の軸方向位置で血管の非継続的な周縁神経調節に供するか、又は、血管神経の除去に供するようにでき、しかしながら、全体として遠位領域の長さに渡って血管の全周囲に及ぶようにできる。
【００３４】
図５Ｂの変換器５０は、好適には、カテーテル５２の外側部に付着する圧電材の湾曲層５１で構成され、変換器５０を電源とコントローラの結合させる配線は明視のために省略されている。層５１は、適合的には堅い管状の基板上に形成されてよく、例えば、其々約３０度から９０度の所定の弧を作る離間区分を形成するために、長手方向に切断されてもよい。層５１は、カテーテル５２の外側部に生体適合接着材又はエポキシ材を用いて締着されてよい。変換器５０は、通電時には、層５１面にほぼ直交する超音波エネルギーを発し、発せられたエネルギー経路で神経繊維の調節又は切除を結果的に達成する。先行の実施の形態に関し、複数の変換器５０は、遠位領域の長さに沿うカテーテル５２の外側部に添着させてよく、これにより、変換器により発せられる超音波エネルギーが、結果として特定の軸方向位置で血管の非継続的な周縁神経調節に供するか、又は、血管神経の除去に供するようにできる。しかしながら、複数の変換器が発するこのエネルギーは、全体として遠位領域の長さに渡って血管の全周囲に及んでいる。
【００３５】
今度は、図６Ａと６Ｂを参照して、図５Ａと５Ｂに図示の変換器の各種配列を説明する。図６Ａでは、複数の変換器６０は、図２に示す構成と類似して、周縁上にジグザグ配列された構成でカテーテル６２の遠位領域の長さに沿って配置されている。図６Ｂでは、複数の変換器７０は、カテーテル７２の遠位領域７１に２行７３と７４に配列され、各行では変換器がカテーテルの周囲回りで空白スペースと交互に配置される。図６Ｂの配列は特に腎動脈のような短動脈での使用に利点がありうる。代替案としては、電源及びコントローラは、行７３と７４とで個別に変換器７０を通電するよう構成され、これにより内科医師によって周囲神経繊維に患者の特定複合損傷パターンを作製できるようになる。
【００３６】
図６Ａと６Ｂの実施の形態に関し、治療は、最初に目標血管内での第一の角度配位で着手されてよく、また、血管壁に関連する追加の角度方向位置及び／又は長さ方向位置はカテーテルの遠位領域の回動と長さ方向の再位置決めによって実現してよい。この操作は、健康管理医療提供者が所望する長さ方向位置及び／又は角度方向位置の数だけ繰り替えしてよく、これにより、各長さ方向位置での治療において、好ましくは血管壁に鉛直な継続的な周縁損傷部位を形成しないようにできる。そのような多くの長さ方向位置での重複治療では、好ましくは、先に説明した如く、非継続的で部分的又は完全な周縁損傷部が形成される。
【００３７】
今度は、図７Ａと７Ｂを参照して、図２のカテーテルの作製の使用に適する超音波変換器の更なる代替の実施形態を説明する。図７Ａは、変換器８０の横断面図を示し、他方、図７Ｂは、カテーテルの遠位領域の単一の軸方向断面に沿う外観として、変換器の部分断面を含む透視図を示す。変換器８０は、好適にはカテーテル８３内に形成された半径方向のリブ８２に添着された圧電材の一以上の平坦層８１で構成され、変換器８０を電源とコントローラとに結合させる配線は明視のために省略されている。層８１は、平坦で、適合的には、堅い基板上に形成されてよく、カテーテル８３のリブ８２に生体適合接着材又はエポキシ材を用いて締着されてよい。カテーテル８３は、層８１に渡って配置された音響透過窓部８４を含んでよく、窓部８４に取り囲まれたスペース部８５には水のような音響透過液体が充填されてもよい。変換器８０は、通電時には、窓部８４を通過し突当たる超音波エネルギーを発し、これにより、血管壁と支持構造とにおける神経繊維の調節又は切除を行う。
【００３８】
リブ８２、層８１及び窓部８４の数、寸法、及び配置は、カテーテル８３の外側部の所定の弧、図７Ａでは約１２０度の弧、に渡って延在するよう選択されてよい。上述の本発明の先行実施の形態に関し、角度方向と軸方向にオフセットされた多数の変換器８０を、例えば図２に示すように、カテーテルの遠位領域に形成してもよく、これにより、変換器により発せられる超音波エネルギーは、超音波エネルギーの交差焦点パターン又は超音波エネルギーの広域非焦点パターンで、結果的に特定の軸方向位置で血管の非継続的な周縁神経調節に供するか、又は、血管神経の除去に供するようにでき、しかしながら、全体として遠位領域の長さに渡って血管の全周囲に及ぶようにできる。
【００３９】
図８に関し、図２のカテーテルの作製の使用に適する超音波変換器の他の代替の実施の形態を説明する。図８は、図７Ｂと類似して、カテーテルの遠位領域の単一の軸方向断面に沿う外観として、変換器９０の部分断面を含む透視図を示す。変換器９０は好適にはカテーテル９３の内壁９２に添着された圧電材の湾曲層９１を包含する。電源とコントローラとに変換器９０を結合させる配線は明視のために再び省略されている。層９１は、平坦で可撓性のある基板上に形成されてよく、カテーテル９３の内壁９２に接着材又はエポキシ材を用いて締着されてもよい。代替案としては、層９１は、内壁９２の湾曲部と接続するよう寸法の定められた湾曲な剛体基板上に形成されてよく、しかるのち位置決め添着されてもよい。更なる代替構成として、層９１は、カテーテル内に形成された内部指示構造部に添着されてよい。カテーテル９３は、好適には、層８１に渡って配置された音響透過窓部９４を含み、窓部９４に取り囲まれたスペース部９５には水のような音響透過液体が充填されてもよい。変換器９０は、通電時には、窓部９４を通過し突当たる超音波エネルギーを発し、かくして血管壁と支持構造での神経繊維の調節か切除を行う。
【００４０】
層９１及び窓部９４の寸法と配置とは、カテーテル９３の外側部の所定の弧、図８で例示される約１２０度の弧、に渡って延在するよう選択されてよい。先行実施の形態に関し、角度方向と軸方向にオフセットされた多数の変換器９０を、例えば図２に示すように、カテーテル９３の遠位領域に形成してもよく、これにより、変換器が発する超音波エネルギーは、超音波エネルギーの交差焦点パターン又は超音波エネルギーの広域非焦点パターンで、結果的に特定の軸方向位置で血管の非継続的な周縁神経調節に供するか、又は、血管神経の除去に供するようにでき、しかしながら、全体として遠位領域の長さに渡って血管の全周囲に及ぶようにできる。
【００４１】
今度は、図９を参照して、血管壁での非継続的周縁損傷の形成に適合する超音波カテーテルの更に他の実施の形態を説明する。図９ではその遠位領域１０１のみが示されているカテーテル１００は複数の環状変換器１０２を備えており、該変換器１０２は角度方向に片寄って並置される構成で積重ねられている。変換器１０２は、上述のように図３及び図４の圧電性の構成要素に関連して構成されてよく、角度方向に片寄って並置される状態で中心に配置される支持ロッド１０３上でボルト締めされてよい。電源及びコントローラに変換器１０２を結合させる配線並びにその他の支持構造は明視性を向上させるために図９から省略している。カテーテル１００が通電されると、各変換器１０２は其の露出周縁域１０４ａ、１０４ｂ等から超音波エネルギーを発し、該超音波エネルギーは、血管壁及び支持構造での神経繊維に作用し、これらの調節又は切除を行う。先行の実施の形態に関し、変換器１０２の寸法及び角度方向配位は、好適には、変換器が発する超音波エネルギーが結果的に遠位領域の長さに渡る血管の全周囲に渡って神経調節に供するか又は神経の除去に供するように選択される。
【００４２】
図１０は、本発明の原理に従って構成される超音波カテーテルの他の実施形態を示す。図１０ではその遠位領域１１１のみが示されているカテーテル１１０は一以上の変換器１１２を備えており、該変換器１１２はカテーテルの遠位領域１１１に沿って螺旋形状を有する。変換器１１２は好ましくは、公知の超音波カテーテルの製造で用いられているように、圧電材で構成される。一実施形態では、変換器１１２は、可撓性の基板上に圧電材を蒸着して形成され、そして、カテーテル１１０の外側部周りに包まれてしかるべき場所で添着される。代替案としては、変換器１１２は、剛体で管状の基板の外側部に圧電材を蒸着して形成されてもよい。長手方向に延在する螺旋部は、長手方向に延在する螺旋変換器１１２を残すように、管から切断され取り除かれてもよく、そして、適当な生体適合接着剤を用いてカテーテル１１０の外側部に添着されてもよい。更なる代替構成として、多数の螺旋形変換器が、圧電材を切断するか又は刻むかにより単一の管上に形成され、電気的に螺旋部を分離してよい。このように、多数の個々に角方向に片寄った変換器が遠位領域１１１に形成されカテーテルに添着してよい。カテーテル１１０が通電されると、変換器１１２は超音波エネルギーを発し、該超音波エネルギーは、血管壁及び支持構造での神経繊維に突当り、これらの調節又は切除を行う。
【００４３】
カテーテル１１０の螺旋形変換器１１２の幅、ピッチ、及び数は、好ましくは、変換器が発する超音波エネルギーが結果的に遠位領域の長さに渡る血管の全周囲に渡って神経調節に供するか又は神経の除去に供するように選択される。特に、多数の螺旋部を用いることで、血管の一以上の定常放射面に沿う多数の非継続的治療帯を形成することが簡易となりうる。継続的又は非継続的な斜傾治療が達成され、他方非継続的な定常周縁治療は血管の長さ方向区分に沿う多数位置（離散位置又は継続位置）での重複治療によって達成されてよい。
【００４４】
先に論じたように、多数の長さ方向位置に沿う異なる角度方向配位に変換器を位置決めすることで行う非継続的治療は、好適には、解剖学的な構造体に影響するものであって、この構造体は、動脈の長さ方向寸法に沿って実質的に拡播する。そのような解剖学的な構造体は、好ましくは神経繊維及び／又は神経繊維を支持する構造体である。更に、そのような非継続的な周縁治療は、平滑筋細胞のような動脈の角寸法周りに拡播する構造体に誘起する潜在的に望ましからざる影響を緩和又は軽減してうる。動脈に関する平滑筋細胞の角度方向又は円周方向の配位によって、少なくとも部分的には、継続的周縁損傷が急性又は遅発性狭窄症のリスクをなぜ増加させるかが説明されてよい。
【００４５】
此処で説明されたカテーテルの実施形態のいずれかにより、超音波エネルギーが放出されている間には、血管内の血液は、過剰熱エネルギーを非目標組織（血管の内壁のような）から取り除くことで伝導性及び／又は対流性熱伝達用の熱シンクとして作用してもよく、これにより血管壁で異常高熱が発生するリスクを軽減し保護している。この効果は、図２の実施形態での、例えば、任意選択型膨張部１７による音波処理の間に血液流が阻まれないときに高められる。従って、拡張可能な圧縮材又は多葉膨張部のようなその他の拡張可能装置が、血管内にいくらかの血液流が依然ある間に、血管内でカテーテルを中心決めするために使用されてもよい。患者の血液を熱シンクとして用いることで、非目標組織に与えられるダメージのリスクが軽減する形で、長めの又は高めの治療用エネルギーの送出が簡易化されてよく、これにより、目標組織、例えば、目標神経繊維での治療効率が高められるであろう。
【００４６】
患者の血液を熱シンクとして活用する追加構成又は代替構成として、過度な熱エネルギーの除去と非目標組織を保護するために、流体が、血管内に圧入、注入、又はその他の方法で送入されてよい。その流体は、例えば、冷却した又は室温の生理食塩水（例えば、治療送出中では血管壁の温度より低い温度の生理食塩水）で構成されてよく、また、カテーテル又は関連するガイドカテーテルを介して圧入されてよい。そのような液体の圧入は、血管内の血液流があるなか、又は、一時的に閉塞された流れがあるなかで行われてよい。液体の送出と組み合わさった流れの閉塞により、下流位置からの液体の任意選択的な圧入も同様、非目標組織に沿う熱伝達運動の良好な制御が簡易化されてよい。
【００４７】
ここで説明したように、継続的な周縁損傷は、血管又は管腔壁に鉛直な放射面で実質継続する周縁損傷である。逆に、非継続的な周縁損傷は、定常放射面に関連して非継続的であってよいが、血管壁に対し鉛直でない血管構造の傾斜面に沿っては実質的には継続している。例えば、傾斜周縁治療は、患者の血管構造内、例えば腎動脈内、で達成されてよく、この際、血管構造の定常放射面に関連する継続的な周縁損傷部位は形成されない。
【００４８】
本発明の好適で例示的な変形は上述の通りであるが、発明に逸脱することなく各種の変更と修正を施してよいことは当業者にとって明らかであろう。例えば、図１〜６記載の実施の形態では、非継続的な周縁治療は二つの位置での重畳治療を介して達成してもよい。加えて、2以上の位置での治療を、周縁治療を達成するために重畳してもよい。添付の特許請求の範囲において、その種の変更および修正は発明の真正な主旨と範囲内ですべて包含することを意図するものである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月15日(2013.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管腔周囲の組織を選択的に除神経するよう構成されたシステムであって、
遠位端に近接配置される超音波変換器であって、当該超音波変換器の外表面から放射状に外側へ超音波エネルギーを選択的に放出できるように構成された超音波変換器を備えるカテーテルと、前記超音波変換器の外表面に沿って間隔をあけて放射状に配置された吸収材による複数の被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記被覆層が配置された場所において、前記超音波変換器から放射状に外側へ発せられる超音波エネルギーの放出を防ぐように構成されている、
システム。
【請求項２】
前記被覆層は、前記超音波変換器の外表面に沿って螺旋状に間隔をあけて放射状に配置される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記吸収材は、生体適合性のあるゴムで構成される、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記被覆層はそれぞれ、少なくとも部分的に前記超音波変換器の外表面に及ぶ連続的な螺旋形状で構成され、
前記被覆層はそれぞれ、隣接する被覆層から軸方向に距離をあけて配置される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記被覆層の少なくとも１つは、前記超音波変換器の通電時に、前記超音波変換器から放射状に外側に超音波エネルギーを通過させる複数の孔を備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
超音波変換器は、円筒状に構成される、
請求項１から５のいずれか１項に記載のシステム。
【国際調査報告】
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