(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動脈を管腔外的に治療するためのハンドヘルドデバイスであって、
該デバイスを保持するためのハンドルと、
前記動脈に対し前記治療を行うために前記ハンドルに適合されたエフェクタであって、アブレーション手段を有する、エフェクタと、
前記ハンドルおよび前記エフェクタ内であって該ハンドルおよび該エフェクタ間に適合されるモータであって、垂直に対し３０°以内で前記エフェクタを前記ハンドルに係合し、前記動脈表面のデバイスにかかる４０ｍｍ  Ｈｇ〜６０ｍｍ  Ｈｇの圧力に基づいて、前記動脈壁においてアブレーションを行い、前記圧力が６０ｍｍ  Ｈｇを超えるか、または、前記ハンドルと前記エフェクタとの間の角度が垂直から３０°を超えるときに、前記エフェクタにトルクを提供し、前記エフェクタを折りまげ、前記動脈の前記アブレーションを停止させることにより、アブレーションプロセスを制御するモータと、
治療工程を制御するためのフィードバックコントローラと、を備える、ハンドヘルドデバイス。
【請求項２】
前記エフェクタは、前記デバイスの前記ハンドルに回転可能に適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記エフェクタは、前記フィードバックコントローラに接続された、リアルタイムで撮像を行うための少なくとも１つの撮像手段と、少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つのジャイロスコープセンサとを更に備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記エフェクタは、２つの撮像手段センサと、前記撮像手段間で適合された前記アブレーション手段とを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記アブレーション手段は、前記動脈をアブレーションするためのレーザを放射するファイバである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ファイバは、フェムト秒パルスレーザを放射する、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記フェムト秒パルスレーザは、１０ｆｓ〜７５０ｆｓの持続時間のパルスを有する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記アブレーション手段は、圧力手段、超音波、または任意の他の既知の手段を有する少なくとも１つのブレードを備える機械式アブレーションデバイスとすることができる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記撮像手段は、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）、超音波検査、光音響トモグラフィ、または任意の他の既知の手段から選択される、請求項３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動脈を治療するためのシステムに関し、好ましくは、アテローム動脈硬化を有する動脈を治療するためのハンドヘルドデバイスおよびハンドヘルドデバイスの動脈治療方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａに示すような正常な動脈（７０）は、３層構造、すなわち、内膜と呼ばれる最も内側の層（１０）、中膜と呼ばれる中央層（２０）、および外膜と呼ばれる最も外側の層（３０）によって定義される管腔（６０）を有する。アテローム動脈硬化は、大部分の人が罹患する動脈疾患である。図１Ｂに示すように、疾患は、動脈壁の内膜（１０）と中膜（２０）との間のコレステロール、脂肪および他の化学物質の蓄積に起因して発現する動脈内の閉塞によって特徴付けられる。この蓄積は、薄い線維性皮膜（４０）によって覆われる。コレステロール、脂肪および他の化学物質の蓄積を有する線維性皮膜（４０）は、多くの場合、集合的に、「アテローム動脈硬化性プラークまたはアテローム性プラーク」（５０）と呼ばれる。プラーク（５０）は、様々なタイプの細胞、主にマクロファージ、巨細胞および平滑筋細胞も含む。これらの細胞は、動脈壁が疾病過程の炎症性を受けた結果として生じる。このため、アテローム動脈硬化は、図１Ｂに示すような動脈壁の肥大によって特徴付けられる。拘束は主に、アテローム動脈硬化のプラークが動脈の内腔（管腔）内に膨張することに起因する。これは動脈壁の硬化および動脈の内径の減少につながり、結果として、動脈内を通る血流が低減する。
【０００３】
アテローム動脈硬化のプラークの中央部分は、多くの場合、半固体または液体である。これは、医学文献において「壊死した組織塊」と呼ばれる。心臓発作および脳卒中は、この壊死した組織塊の内容物が血流内に放出される場合に生じる。壊死した組織塊の内容物が血流内に放出されると、血栓（凝結塊）形成のトリガとなる。これにより、動脈を通る血流が阻害される。このようにして、頸動脈血栓症および冠動脈血栓症が生じる。
【０００４】
更に、アテローム動脈硬化は全身性疾患であると認識されている。疾病過程の閉塞（狭窄）および症状の局所的兆候はまた、動脈樹の領域にわたって広がり、分散する。疾病の兆候自体は、造影像において局所的な狭窄／閉塞として発現するが、病理学的研究では、狭窄していないエリアにおいても疾病の存在が確認されている。
【０００５】
実際には、アテローム動脈硬化を伴う生物学的過程ははるかに複雑であり、医学用語で狭窄と称する動脈収縮を最小限にしようとする人間または動物の身体の自己回復メカニズムを含む。自己回復メカニズムは、動脈を「リモデリング」することによって機能する。アテロームと呼ばれるこれらの長期にわたる蓄積物の成分は、マクロファージ細胞、細胞残屑、死細胞および生細胞、ならびにアテローム自体を覆う繊維組織を含む。経時的に、アテローム層と、血管壁の基礎をなす平滑筋細胞層との間に石灰化も生じ得る。
【０００６】
今日、アテローム性プラークによって閉塞された冠動脈の閉塞を取り除くための多数の医療機器および技法が利用可能である。それらの中の主なものは、バルーン血管形成術、ステント、回転性アテローム切除術、方向性アテローム切除術および経管吸引アテローム切除術である。
【０００７】
上記の全ての手法は内側から動脈にアプローチする。実際の医療処置中、上記の技法の各々は、通常、カテーテルを用いる。指針として、ガイドワイヤは通常、まず、カテーテルの前に挿入される。次に、カテーテルは、ガイドワイヤを介して動脈内を通され、標的エリアに到達する。この手法は、動脈管腔を通じて行う。これらの手順は全て、内膜の最も内側の皮膜をある程度損傷する場合がある。このため、これらの処置の多くは、内膜への何らかの損傷後に生じる細胞増殖により再閉塞率が高くなるが、薬剤溶出ステントの登場により、再閉塞が大幅に低減されたものの、依然、制限がある。
【０００８】
全ての既知の現行の技術によるアテローム動脈硬化の治療は、血管閉塞が動脈の内径の５０％を超えるときにのみ行われるか、または行われることが推奨される。なぜなら、これらの技術は、早期か概ね中期段階のプラーク形成の治療にはあまり効果がないためである。管腔への侵入が最小限である中期段階の脆いプラーク形成は、自然に破裂する傾向があるため、急性のおよび重度の心臓発作や、更には即死を引き起こすため、現在、臨床的に、更に一層危険であると考えられていることを鑑みると、特に厄介である。心臓発作全体の３分の２が、血管の内部に膨張していなかったプラークの破裂によりトリガされた血栓症によって引き起こされることが推定されている。これらのプラークは、同じ理由により（動脈の狭窄を引き起こさないことにより）、通常の血管造影では現れない。これらのプラークは、ＯＣＴまたは冠動脈コンピュータ断層撮影血管造影によって検出される。現在のところ、これらのプラークを治療する効果的な手段は存在せず、心臓発作や脳卒中の予防可能な原因に対処する治療介入を開発することが緊急に必要とされている。
【０００９】
本発明者に与えられた特許である特許文献１は、動脈を通じて、または動脈の内側からアテローム動脈硬化へのアプローチを回避する方法、より詳細には、レーザアブレーションによる動脈外壁のアブレーションにより動脈壁厚を低減させるか、または動脈壁の外側の層を除去して、内膜、および中膜の内側の層を損傷から保護する方法を開示している。アブレーション後に壁の有効厚が低減することにより、動脈の柔軟性が改善され、これにより、狭窄が緩和し、動脈内を通る血流が改善する。しかしながら、用いられるデバイスは複雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６６６９６８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、前記疾病をなくすために上記で論考したような問題のうちの少なくとも１つを解決する手段が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明の第１の態様は、デバイスを保持するためのハンドルと、動脈に対し治療を行うためにハンドルに適合され、アブレーション手段を有するエフェクタと、治療工程を制御するフィードバックコントローラとを備える、動脈を治療するためのハンドヘルドデバイスを提供する。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、モータは、エフェクタを回転させるために、ハンドルとエフェクタの内部かつこれらの間に適合される。
【００１４】
本発明の別の実施形態によれば、エフェクタは、フィードバックコントローラに接続され、リアルタイムで撮像を行うための少なくとも１つの撮像手段と、少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つのジャイロスコープセンサとを、単独またはそれらの組合せにより備えている。
【００１５】
本発明の第２の態様は、第１の態様のハンドヘルドデバイスを用いてアテローム性プラークを身体の自然防衛システムに曝し、これによりアテローム動脈硬化を除去するための、動脈の外膜および中膜、ならびにプラークの線維性皮膜のアブレーションを含む動脈壁のアブレーションによって、動脈を治療するための方法を提供する。
ここで、本発明の好ましい実施形態が、添付の図面（本発明の範囲をいかなる形でも限定するものでなく、例示の目的のみである）を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】正常な動脈を示す。
【図１Ｂ】アテローム動脈硬化に起因して厚くなった壁を有する、罹患した動脈を示す。
【図２】本発明によるハンドヘルドデバイスの概略図を示す。
【図３】罹患した動脈を切除するエフェクタを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１Ａを参照すると、動脈７０は管腔６０を有する。動脈壁は、内膜１０、中膜２０および外膜３０を含む。動脈内におけるアテローム動脈硬化は、内膜、外膜および中膜を含む動脈壁の肥大によって特徴付けられる。更に、図１Ｂでは、動脈壁の肥大により、動脈管腔に拘束が生じている。主に、この拘束は、アテローム動脈硬化のプラークおよび／または肥大した中膜に起因する。アテローム動脈硬化のプラーク５０は、線維性皮膜４０内に含まれている。
【００１８】
以下の説明は、アテローム動脈硬化症の動脈のアブレーションに関するが、本発明を用いて、細胞の過形成等の他の原因により厚みを増した動脈壁を治療することもできると理解されよう。
【００１９】
概して、本発明は、動脈、特に動脈内におけるアテローム動脈硬化を治療するためのハンドヘルドデバイスを提供する。ハンドヘルドデバイスは、デバイスを保持するためのハンドルと、動脈に対し治療を行うための、ハンドルに適合されたエフェクタと、治療工程を制御するためのフィードバックコントローラとを備える。本発明によれば、エフェクタは、デバイスのハンドルに回転可能に適合される。本発明によれば、エフェクタは、アブレーション手段と、動脈を切除またはアブレーションする間にリアルタイムで動脈にかかる圧力を検知する少なくとも１つの圧力センサとを備える。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、エフェクタは、フィードバックコントローラに接続された、少なくとも１つの撮像手段と、少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つのジャイロスコープセンサとを、単独またはそれらの組合せにより備えている。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、ハンドヘルドデバイスは、エフェクタを回転させるために、ハンドルおよびエフェクタ内であって、これらの間に適合されたモータを備える。有利には、モータは、効果的には垂直に対し３０°以内でエフェクタをハンドルに係合し、動脈にかかる圧力に基づいて動脈のアブレーションを行い、この圧力に基づいてエフェクタを回転させることを可能にする。動脈にかかる好ましい圧力は、４０ｍｍ  Ｈｇ〜６０ｍｍ  Ｈｇである。有利には、圧力が６０ｍｍ  Ｈｇを超えるとき、モータは、エフェクタを折りまげ、動脈のアブレーション工程を停止させる。
【００２２】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、エフェクタは、リアルタイムで撮像を行う撮像手段を備える。
【００２３】
本発明によれば、アブレーション手段は、動脈のアブレーションのために高い強度のレーザを放射するファイバである。本発明によれば、レーザはフェムト秒レーザである。あるいは、アブレーション手段は、圧力センサ、超音波または任意の他の既知の手段を有する、少なくとも１つのブレードを備えた機械式アブレーションデバイスとすることができる。
【００２４】
本発明によれば、撮像手段は、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）、超音波検査、光音響トモグラフィ、または任意の他の既知の手段である。
【００２５】
本発明は、動脈を治療する方法であって、罹患した動脈に外側からアプローチするステップと、本発明のハンドヘルドデバイスを罹患した動脈の上方に配置するステップと、アテローム動脈硬化のアテローム性プラークを身体の自然防衛システムに曝すことで、アテローム動脈硬化を除去するための、動脈の外膜および中膜、ならびにアテロームの線維性皮膜のアブレーションを含む、動脈壁をアブレーションするステップとを含む方法を提供する。動脈壁およびプラークへの部分的な厚みの切開により、効果的には、「壊死した組織塊」の半固体および液体の成分が、血管壁の外側に運ばれる。これにより、脆いプラークおよび壊死した組織塊が動脈内に破裂して血栓症のトリガとなる可能性を取り除く。このように、心臓発作が予防される。
【００２６】
有利には、本方法は、罹患した動脈をアブレーションする前に、ハンドヘルドデバイス内に設けられた撮像ファイバの支援により、動脈壁厚および動脈内におけるアテローム動脈硬化の長さを調査し、アブレーション中、リアルタイムで罹患した動脈からアテローム性プラークを曝すのに必要なアブレーション切開の深さを計算するステップを含む。
【００２７】
図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態である、罹患した動脈（７０）を治療するためのハンドヘルドデバイス（１００）が示される。図２に示すハンドヘルドデバイス（１００）は、デバイスを保持するためのハンドル（１１０）と、罹患した動脈のアブレーションまたは切除を有効にするためのエフェクタ（１２０）と、罹患した動脈を治療している間に動脈にかかるエフェクタの圧力を制御するために、ハンドル（１１０）とエフェクタ（１２０）内であって、これらの間に適合されたモータ（１３０）とを備える。
【００２８】
図２に示されるように、エフェクタ（１２０）は、動脈を切除またはアブレーションしている間に、罹患した動脈に加えられる圧力を特定する１つの圧力センサ（１２３）と、２つの撮像センサ（１２４）と、撮像手段（１２６）間で適合される切除具（１２５）とを備える。
【００２９】
示される切除具（１２５）は、機械式ブレードである。切除具は、レーザ、超音波、または動脈を切除またはアブレーションするのに用いることができる任意の他の既知の手段とすることができる。本発明の発明者によれば、図２には機械式ブレードのみが示されているが、好ましいアブレーション手段／切除具は、好ましくは１０ｆｓ〜７５０ｆｓの持続時間のパルスを有する高強度のフェムト秒パルスレーザを送信するアブレーションファイバである。
【００３０】
ジャイロスコープセンサおよび／または加速度センサ（１２８）（以後、ジャイロスコープと呼ばれる）が、ハンドヘルドデバイスのハンドル（１１０）に適合される。ジャイロスコープセンサ（１２８）は、ハンドルとエフェクタとの間の角度を追跡する。ハンドルとエフェクタとの間の角度が垂直から３０°を超えるときは、ジャイロスコープセンサ（１２８）はモータを常に起動し、モータが動脈から離れるようにハンドルに向かってエフェクタを折りまげ、アブレーションを効果的に停止／阻止する。更に、アブレーション／アクティブな撮像中、ジャイロスコープセンサ（１２８）は、モータにフィードバックインパルスを与え、エフェクタの下面の圧力センサによって検出／報告され、動脈表面が４０ｍｍ  Ｈｇ〜６０ｍｍ  Ｈｇの圧力を維持するようにエフェクタにトルクを与える。
【００３１】
図２に示されるように、ファイバ（２２４、２２５、２２８）は、撮像センサ（１２４）、アブレーション手段／切除具（１２５）、およびジャイロスコープセンサ（１２８）からフィードバックコントローラ（図示せず）に延びている。
【００３２】
図３は、フィードバックコントローラによって計算されるアブレーションライン４５に沿って、罹患した動脈を切除するエフェクタを示す。本発明によれば、オペレータは、罹患した動脈または治療される動脈に外側からアプローチし、本発明のハンドヘルドデバイスを動脈の上方から弱い圧力で保持する。次に、オペレータは、本発明のハンドヘルドデバイス内に設けられた撮像ファイバの支援により、罹患した動脈をアブレーションする前に、動脈壁厚および動脈内のアテローム動脈硬化の長さ、そして動脈内のアテローム動脈硬化を曝すために動脈を切除する深さを調査することができ、本発明のハンドヘルドデバイスを動脈表面に沿って、治療される動脈の長さをカバーするように徐々にスライドすることによって、アブレーション／切除工程をトリガし、アテローム動脈硬化のアテローム性プラークを身体の自然防衛システムに曝す。これにより、アテローム動脈硬化を除去するための、動脈の外膜および中膜、ならびにアテローム動脈硬化の線維性皮膜のアブレーションを含めて、動脈壁をアブレーションする。動脈壁およびプラークへの部分的な厚みの切開により、効果的には、「壊死した組織塊」の半固体および液体の成分が、血管壁の外側に運ばれる。これにより、脆いプラークおよび壊死した組織塊が動脈内に破裂して血栓症のトリガとなる可能性を取り除く。このように、心臓発作が予防される。切除またはアブレーションは、レーザまたは機械式ブレードによって行うことができる。アブレーション工程中、撮像手段は、リアルタイムで罹患した動脈からアテローム性プラークを曝すのに必要とされるアブレーション切開の深さを継続的に計算することで、様々な点における切除深さを制御し、圧力センサは動脈にかかる圧力を検知する。動脈にかかる圧力が上限を超えると、ハンドヘルドデバイス内のモータはエフェクタを折りまげ、動脈のアブレーション工程を停止させる。本出願の発明者によれば、圧力は６０ｍｍ  Ｈｇを超えるべきでない。
【００３３】
本発明の上記の説明は、単に本発明を例示するために行われ、限定を意図したものではない。本発明の本質を組み込む開示される実施形態の変更形態が当業者に想到される場合があり、本発明は、全てを本開示の範囲内に含むように解釈されるべきである。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
0006592181.tif 000004