(57)【要約】  熱プラズマまたは非熱プラズマを使用して、細菌を破壊することで尿路感染症（ＵＴＩ）を治療する治療装置が開示される。装置は、無線周波数（ＲＦ）電磁（ＥＭ）エネルギー及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを伝達する同軸ケーブルを含む細長いプローブと、ＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを受け取るために同軸ケーブルの遠位端で結合されたプローブ先端と、プローブ先端へガスを運ぶガス導管と、を備え、プローブ先端は、同軸ケーブルの内側導体に結合された第１の電極と、同軸ケーブルの外側導体に結合された第２の電極と、を備え、第１の電極及び第２の電極は、熱プラズマまたは非熱プラズマを生成するために、ガス導管から受け取られるガスの流路にわたり、受け取ったＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーから電界を生成するように構成される。
2021520863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿路感染症を治療する装置であって、
無線周波数（ＲＦ）電磁（ＥＭ）エネルギー及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを伝達する同軸ケーブルを有する細長いプローブと、
前記ＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを受け取るために前記同軸ケーブルの遠位端で結合されたプローブ先端と、
前記プローブ先端へガスを運ぶガス導管と、
を備え、
前記同軸ケーブルは、内側導体、外側導体、及び前記内側導体を前記外側導体から分離する誘電材料を備え、
前記プローブ先端は、前記同軸ケーブルの前記内側導体に結合された第１の電極と、前記同軸ケーブルの前記外側導体に結合された第２の電極と、を備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、熱プラズマまたは非熱プラズマを生成するために、前記ガス導管から受け取られるガスの流路にわたり、前記受け取ったＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーから電界を生成するように構成される、
前記装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、前記プローブ先端の内部体積を取り囲み、前記第１の電極は、前記内部体積内で長手方向に延在し、
前記プローブ先端は、前記内部体積から前記同軸ケーブルを隔離するために前記同軸ケーブルの遠位端に取り付けられた絶縁キャップをさらに備え、
前記ガス導管は、前記絶縁キャップと前記第２の電極との間に形成された流路を介して前記内部体積と流体連通し、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記内部体積内でプラズマを打ち出すために、前記同軸ケーブルから前記ＲＦ及び／またはマイクロ波エネルギーを受け取って、前記内部体積内で電界を生じるように構成され、
前記プローブ先端は、前記内部体積からプラズマを放出するための出口を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記細長いプローブはさらに、前記プローブ先端を操縦するための操縦ワイヤを備える、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記細長いプローブに取り付け可能な引き抜きデバイスであって、前記引き抜きデバイスを通して前記細長いプローブを引き抜くように構成された前記引き抜きデバイスをさらに備える、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項５】
前記細長いプローブを尿路に導入するための外科用スコープデバイスをさらに備える、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項６】
前記外科用スコープデバイスは、可撓性スコープデバイスである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記絶縁キャップは、前記第２の電極の内側に取り付けられ、前記流路は、前記絶縁キャップの周りでガスが流れることを可能にする複数の開口部を前記第２の電極に有する、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の電極は円筒であり、前記複数の開口部はそれぞれ、前記円筒に長手方向のノッチを備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の電極の近位端は、前記複数の開口部を提供するようにキャスタレートされる、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
前記細長いプローブは、前記同軸ケーブルが貫通する管腔を画定する保護スリーブを備え、前記ガス導管は、前記同軸ケーブルの外側表面と前記保護スリーブの内側表面との間に形成された通路である、先行請求項に記載の装置。
【請求項１１】
前記プローブ先端は、前記内部体積の遠位端において前記第１の電極に取り付けられた導電性キャップを備え、前記導電性キャップは、前記第２の電極の遠位端から離間して、前記出口を画定する、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の電極は螺旋状である、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の電極は、前記外側導体の遠位端を越えて延びる前記同軸ケーブルの前記内側導体の一部から形成される、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１４】
前記絶縁キャップは、面取りされた遠位端を有する、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、ロボット支援外科用システムの一部である、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿路感染症（ＵＴＩ）の治療に使用するのに好適な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
尿路感染症（ＵＴＩ）は、一般的な感染症であり、尿路内の数多くの領域に影響を与え得る。図２に示されるように、尿路５０は、腎臓５２ａ、５２ｂと、尿管５４ａ、５４ｂと、膀胱５６と、尿道５８とを含む。ＵＴＩは、痛み及び不快感を引き起こし得るため、迅速な治療が望まれる。
【０００３】
感染症は、数多くの異なる細菌により引き起こされ得るが、最も一般的な原因は、エシェリキアコリ（大腸菌）である。従って、ＵＴＩの従来の治療法は、抗生物質である。しかし、このような治療の副作用に加えて、抗生物質は、効果が出るのに時間がかかり得、場合によっては、抗生物質を複数回投与する必要があり得る。さらに、抗生物質は、抗生物質耐性菌の種類の増加により、ＵＴＩの治療効果が弱くなってきている。時間がかかるまたは効果のない治療は、感染が患者の腎臓に広がる場合、特に有害となり得、より深刻な症状が出て、侵襲的処置が必要となり得る。
【０００４】
従って、抗生物質を使用しない改善されたＵＴＩ治療が、非常に望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、最も概略的には、熱プラズマまたは非熱プラズマを使用して、細菌を破壊することで尿路感染症（ＵＴＩ）を治療する治療装置を提供する。
【０００６】
第１の態様では、ＵＴＩを治療するための装置が提供され、装置は、無線周波数（ＲＦ）電磁（ＥＭ）エネルギー及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを伝達する同軸ケーブルを有する細長いプローブと、ＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを受け取るために同軸ケーブルの遠位端で結合されたプローブ先端と、プローブ先端へガスを運ぶガス導管と、を備え、同軸ケーブルは、内側導体、外側導体、及び内側導体を外側導体から分離する誘電材料を備え、プローブ先端は、同軸ケーブルの内側導体に結合された第１の電極と、同軸ケーブルの外側導体に結合された第２の電極と、を備え、第１の電極及び第２の電極は、熱プラズマまたは非熱プラズマを生成するために、ガス導管から受け取られるガスの流路にわたり、受け取ったＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーから電界を生成するように構成される。
【０００７】
これにより、装置は、抗生物質を使用せずにＵＴＩを治療することが可能となる。本発明による装置を使用した治療は、迅速かつ効果的であり、抗生物質による従来の治療過程では存属するであろうＵＴＩの症状による患者の不快感を軽減する。
【０００８】
熱プラズマまたは非熱プラズマの使用により、とりわけ大腸菌、肺炎桿菌、及び黄色ブドウ球菌を含む、ＵＴＩに関連する範囲の細菌または真菌のバイオバーデンが減少する。装置はまた、非熱プラズマと非電離マイクロ波放射との組み合わせを生成するように構成され得る。デバイスは、３７℃以下などの４１℃未満の温度を有する非熱プラズマを生成するように構成されることが好ましい。このようにして、装置は、周囲組織への損傷を回避しながら、バイオバーデンを減少させて、ＵＴＩを治療することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、プローブ先端に送達されるＲＦ及び／またはマイクロ周波数エネルギーのデューティサイクルを制御することが好ましくあり得る。ガス流量も調整可能であり得、例えば、ガス流量は、毎分１．５〜１０リットルで調整可能であり得る。このようにして、医師が治療装置により除去される微生物（例えば細菌または真菌）の数を制御または調整できるように、装置は構成され得る。これは、医師が、患者の微生物叢（細菌叢または微生物叢）、尿路を含む人間の組織上または内部に存在する微生物に悪影響を与えることなく、必ず感染症を適切に治療できるように支援するのに、役立ち得る。
【００１０】
装置は、患者の尿道及び／または尿管に合うように寸法が決められ得、よって、プローブ先端は、１０ｍｍ未満、例えば３ｍｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、装置は、細長いプローブを直接または小さな切開を介して患者の尿路に導入するために使用され得る腹腔鏡などのスコープデバイスの器具チャネルに合うように、寸法が決められる。
【００１１】
細長いプローブは、生体適合性コーティングを有することが好ましい。例えば、同軸ケーブル及びガス導管は、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡＸ）コーティングを有し得、プローブ先端は、銀コーティングを有し得る。他の生体適合性材料も検討されてもよい。細長いプローブは、スタンドアロン型装置として患者の尿路内に導入され得る、または外科用スコープデバイスを通して導入され得る。
【００１２】
細長いプローブは、医師が治療中にプローブ先端を正確に配置するのを補助するように、操縦可能であり得ることが好ましい。例えば、プローブ先端は、細長いプローブの近位端から遠位端まで延びる制御ワイヤまたは操縦ワイヤ、例えばプル／プッシュロッドなどにより、操縦可能であり得る。細長いプローブは、その長さに沿って柔軟であることが好ましいが、いくつかの実施形態では、細長いプローブは、制御ワイヤによるプローブ先端の操縦を支援するために、その遠位端に向かってより大きな柔軟性を有し得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、同軸ケーブルは、その近位端から遠位端まで延びる管腔を有し得る。これは、患者の尿路を通してプローブ先端を操縦し得る制御ワイヤを収容するために使用され得、または他の実施形態では、これはガス導管を形成し得る。
【００１４】
いくつかの実施形態では、細長いプローブは、例えば、細長いプローブの遠位端で治療箇所を照明するために及び／または治療箇所の画像を取り込むために、光を伝達する光学チャネルをさらに備え得る。これは、医師が治療対象である尿路の領域を特定するのに役立ち得る。スコープデバイスを介して細長いプローブが患者に導入される場合、スコープデバイスは、治療箇所を照明するために及び／または治療箇所の画像を取り込むために、光を伝達する光学チャネルを備え得る。付加的または代替的に、治療中に医師が患者の尿路内のデバイスを位置特定して追跡することができるように、スコープは、蛍光透視法または他の撮像技術により検出可能であり得る。
【００１５】
任意で、装置は、細長いプローブを患者の尿路から所定の速度で自動的に引き抜くように構成された引き抜きデバイスを、さらに備え得る。引き抜きデバイスは、細長いプローブにその近位端で動作可能に接続されたケーブル結合要素と、ケーブル結合要素を駆動して、細長いプローブと患者の尿路との間の長手方向に相対移動を生じるように構成されたモータと、を備え得る。例えば、引き抜きデバイスは、細長いプローブを尿路から引き抜くことができるよう細長いプローブを近位方向に移動させるために、細長いプローブの一部（例えば同軸ケーブル）に係合する１つ以上のホイールまたはローラを駆動するように構成されたモータ、任意でステッパモータを、備え得る。例えば、モータは、引き抜き速度が１０ｍｍ／秒未満または５ｍｍ／秒未満、例えば１ｍｍ／秒未満となるように、調整可能であり得る、または構成され得る。所定の引き抜き速度は、モータの速度により設定され、これは医師により設定及び調整が行われ得る。
【００１６】
本発明の装置は、直接医師により、またはコンピュータ制御を介して、制御され得るロボット支援外科用システムの一部を形成し得る。
【００１７】
第２の電極は、プローブ先端の内部体積を取り囲み得、第１の電極は、内部体積内で長手方向に延在し得、プローブ先端は、内部体積から同軸ケーブルを隔離するために同軸ケーブルの遠位端に取り付けられた絶縁キャップをさらに備え得る。このような実施形態では、ガス導管は、絶縁キャップと第２の電極との間に形成された流路を介して内部体積と流体連通し、第１の電極及び第２の電極は、内部体積内でプラズマを打ち出すために、同軸ケーブルからＲＦ及び／またはマイクロ波エネルギーを受け取って、内部体積内で電界を生じるように構成され、プローブ先端は、内部体積からプラズマを放出するための出口を含む。このような構造は、プラズマ生成を非常に効率的にし、これにより、治療時間が短縮され、治療後に感染症が再発しない程度に細菌が除去されることが保証される。
【００１８】
絶縁キャップは、例えば内部体積の近位端を画定するために、第２の電極の内側に取り付けられ得る。流路は、第２の電極に複数の開口部を有し得、これにより、絶縁キャップの周りでガスが流れることが可能となる。複数の開口部は、内部体積へのガスの均一な流れを促進するために、一定の間隔があけられ得る。
【００１９】
絶縁キャップは、プローブ先端の遠位部分で確実にプラズマが生成されることを補助し得、また、生成されたプラズマをプローブ先端の外に移動させるのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、絶縁キャップは、第２の電極を通る開口部の領域に、面取りされた遠位端を有し得る。これは、第２の電極の流路に沿ったガスの速度を高めるのに役立ち、ガスの流量及びプローブ先端の遠位端外へのプラズマの移動を支援し得る。
【００２０】
第２の電極は、円筒であり得る。複数の開口部はそれぞれ、円筒に長手方向のノッチを備え得る。例えば、第２の電極の近位端は、複数の開口部を提供するようにキャスタレートされ得る。
【００２１】
細長いプローブは、同軸ケーブルが貫通する管腔を画定する保護スリーブを備え得る。ガス導管は、同軸ケーブルの外側表面と保護スリーブの内側表面との間に形成された通路であり得る。これはまた、確実に装置を小型化して、患者の尿路を通した挿入を容易にし得る。
【００２２】
プローブ先端は、内部体積の遠位端において第１の電極に取り付けられた導電性キャップを備え得る。導電性キャップは、第２の電極から隔離されている。例えば、導電性キャップは、第２の電極の遠位端から離間して、出口を画定し得る。導電性キャップは、確実にプラズマが効率よく生成されるようにし得、プローブ先端の端部から周方向にプラズマを注いで、治療領域、特に感染症が患者の尿道または尿管の側壁に影響を与える領域内の細菌を効率的に破壊することを補助する。導電性キャップは、プラズマを生成する第１の電極の延長として効果的に機能する。
【００２３】
第１の電極は、螺旋状であってもよい。螺旋状電極は有利に、マイクロ波周波数で電極に直列共振を提供し、これにより、ガス及びプラズマに最大のエネルギーが送達される。第１の電極は、外側導体の遠位端を越えて延びる同軸ケーブルの内側導体の一部から形成される。
【００２４】
ガス導管は、ガス源（例えば加圧ガスキャニスタなど）に接続するために、細長いプローブの近位端に配置された入力ポートを有し得る。供給されるガスは、空気、ヘリウム、アルゴン、窒素、及び二酸化炭素のうちのいずれか１つであり得る。いくつかの実施形態では、ガス混合物が使用され得る。装置は、ガス導管内のガス流量を調整可能に制御するように構成された流量コントローラを含み得る。例えば、ガス流量は、毎分１．５〜１０リットルで調整可能であり得る。ガス流量は、プラズマプルームまたはプラズマエネルギーの大きさに影響を与え得、これは、流量コントローラにより制御され得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、プローブ先端は、プラズマに関する情報を提供する感知手段を含み、例えばスペクトルコンテンツ、プラズマエネルギー、及びプラズマ温度などの調整を（必要であれば）行うことを可能にし得る。例えば、プラズマアプリケータは、温度センサ及び／または１つ以上の光検出器を含み得る。これらのセンサから取得した情報は、生成されるプラズマを制御するため、例えばマイクロ波電力レベル、デューティサイクル、マイクロ波電力の波形、ガス流量、ガス混合、ガスタイミングなどを制御するために、フィードバックループで使用され得る。
【００２６】
本明細書では、用語「内側」は、器具チャネル及び／または同軸ケーブルの中心（例えば軸）に、半径方向により近いことを意味する。用語「外側」は、器具チャネル及び／または同軸ケーブルの中心（軸）から、半径方向により遠いことを意味する。
【００２７】
本明細書では、用語「導電性」は、文脈による別段の指示がない限り、電気伝導性を意味するために使用される。
【００２８】
本明細書では、用語「近位」及び「遠位」は、細長いプローブの端部を指す。使用時、近位端は、ＲＦ及び／またはマイクロ波エネルギーを提供するジェネレータにより近く、一方、遠位端は、ジェネレータからより遠い。
【００２９】
本明細書では、「マイクロ波」は、４００ＭＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数範囲を示すように概括的に使用され得るが、１ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲が好ましい。検討された具体的な周波数は、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、３．３ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、１４．５ＧＨｚ、及び２４ＧＨｚである。対照的に、本明細書は、「無線周波数」または「ＲＦ」を使用して、例えば最大３００ＭＨｚ、好ましくは１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ、最も好ましくは４００ｋＨｚという、少なくとも３桁低い周波数範囲を示す。送達されるマイクロ波エネルギーを最適化できるように、マイクロ波周波数が調整され得る。例えば、プローブ先端は、特定の周波数（例えば９００ＭＨｚ）で作動するように設計され得るが、使用時に最も効率的な周波数は異なり得る（例えば８６６ＭＨｚ）。
【００３０】
本発明の実施形態が、添付の図面を参照しながら、以下により詳しく論述される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態である治療装置を示す。
【図２】本発明が感染症を治療するのに使用され得る人間の尿路の概略図である。
【図３】本発明で使用する第１のプローブ先端の断面図を示す。
【図４】第１のプローブ先端で使用される第２の電極の斜視図である。
【図５】本発明で使用する第２のプローブ先端の断面図を示す。
【図６】第２のプローブ先端により生成されたプラズマの位置を示すコンピュータシミュレーションモデルである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
さらなる選択肢及び選好
図１は、本発明の一実施形態である治療装置１０を示す。治療装置は、例えば、可撓性シャフトの形態を有する細長いプローブを備える。細長いプローブは、同軸ケーブル１２を備え、同軸ケーブル１２は、その遠位端にプローブ先端１４を有する。細長いプローブは、例えばＰＥＢＡＸで作られた、中に同軸ケーブル１２を運ぶ保護スリーブを含み得るが、これは必須ではない。ジェネレータ２０が、同軸ケーブル１２の近位端に接続される。ガス供給源３０も細長いプローブに接続され、細長いプローブを貫通するガス導管（図示せず）を通して、プローブ先端１４にガスを供給する。ガス導管は、同軸ケーブル１２の一部を形成し得、例えば、同軸ケーブル内、例えばその内側導体内に形成された長手方向中空通路であり得る。あるいは、ガス導管は、例えば保護スリーブ内など、同軸ケーブルに沿って延びる別個の管または通路であり得る。ガス供給源３０は、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、またはこれらの組み合わせなど、非熱プラズマまたは熱プラズマを形成するのに好適に不活性な任意のガスの供給源であり得る。ガス供給源３０は、細長いプローブの遠位端に送達されるガスの流量の調整を可能にするように構成され得る。ガス供給源３０は、例えば、毎分１．５〜１０リットルのガスを供給し得る。
【００３３】
いくつかの実施例では、治療プロセスを支援するために、例えば光ファイバを介して、細長いプローブを通して紫外線（ＵＶ）光を供給することが望ましくあり得る。光ファイバはまた、細長いプローブの遠位端にある治療箇所を照明するために及び／または治療箇所の画像を取り込むためにも、使用され得る。
【００３４】
治療プロセス中、患者の尿路内に配置されたプローブ先端１４により、ジェネレータ２０は、無線周波数（ＲＦ）電磁（ＥＭ）エネルギー及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーをプローブ先端１４に供給する。ガス供給源３０は、同時に、ガス導管を介してプローブ先端１４にガスを供給する。ＲＦ及び／またはマイクロ波エネルギーと供給ガスは、プローブ先端１４で結合して、熱プラズマまたは非熱プラズマを生成し、これは、プローブ先端１４から放出され、尿路の表面に接触して微生物を破壊または除去する。この方法でのプラズマ生成の実施例は、例えばＷＯ２００９／０６０２１３  Ａ１に開示されている。
【００３５】
生成されるプラズマが非熱プラズマであるか熱プラズマであるかを決定するように、ジェネレータは制御され得る。例えば、供給マイクロ波エネルギーは、非熱プラズマまたは熱プラズマを生成するために選択可能な電力及び／またはデューティサイクルを有し得る。ジェネレータは、４１℃未満の温度を有する非熱プラズマを生成するように操作されることが好ましく、これは、治療箇所の組織への長期的な損傷を回避するのに役立ち得る。
【００３６】
装置１０はさらに、引き抜きデバイス（図示せず）を含み得、これは、同軸ケーブル１２に接続され、同軸ケーブル１２を患者の尿路を通して所定の速度で引き抜くように動作可能である。
【００３７】
図２は、尿路５０の概略図を示す。尿路は、腎臓５２ａ、５２ｂと、尿管５４ａ、５４ｂと、膀胱５６と、尿道５８とを含む。尿路感染症（ＵＴＩ）は、人体構造のこれらの部分のうちのいずれかに影響を与え得る。例えば、ＵＴＩは、尿管５４ｂの領域６０で発生し得る。ＵＴＩを治療するために抗生物質が通常使用されるが、これらは、効果がない、または効果が出るのに時間がかかる場合がある。本発明は、尿路５０の任意の部分における感染症の改善された治療方法を可能にする装置を提供する。
【００３８】
感染症６０を治療するために、プローブ先端１４は、尿道５８及び膀胱５６を通して進められ、医師により操縦されて正しい尿管５４ｂに入る。例えば、プローブ先端１４は、細長いプローブの近位端から遠位端まで延びる制御ワイヤにより操縦され得る。プローブ先端１４が十分前進して領域６０に到達すると、ジェネレータ２０は、ＲＦ及び／またはマイクロ波周波数ＥＭエネルギーをプローブ先端１４に送達するように操作され、ガス供給源３０は同時に、ガス導管を通してガスをプローブ先端１４に運ぶ。医師は、プローブ先端１４を治療領域６０へ導く際、細長いプローブの遠位端から受け取った画像及び／または蛍光透視法などの他のデバイス撮像技術により、支援され得る。このようにして、感染領域６０内で熱プラズマまたは非熱プラズマが生成され、ＵＴＩの原因である細菌または他の微生物が破壊され得る。
【００３９】
次に、デバイスは、医師により手動で尿路５０から引き抜かれ得る、または別個の引き抜きデバイスが使用され得る。引き抜きデバイスは、モータにより駆動される１つ以上のローラを有し得、これにより、引き抜きデバイスが同軸ケーブルに接続されると、モータは、細長いプローブを約１ｍｍ／秒の速さで尿路５０から自動的に引き抜くように動作可能である。
【００４０】
また、プローブ先端１４は、腹腔鏡などの外科用スコープデバイスを通して、治療箇所６０まで進ませることができると想定される。スコープデバイスは、尿道５８及び膀胱５６を通って尿管５４ｂに到達し得る。あるいは、スコープデバイスは、尿路５０を通ることなく、患者の腹部の切開部を通って治療箇所６０に直接アクセスし得る。
【００４１】
図３は、本発明で使用する、例えば前述の装置１０で使用する、第１のプローブ先端１００の断面図を示す。プローブ先端１００は、図１に示されるように、同軸ケーブル１２の遠位端に結合され得る。プローブ先端１００は、熱プラズマまたは非熱プラズマを生成するために、ＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギー並びにガスを受け取るように構成され、熱プラズマまたは非熱プラズマは、プローブ先端１００の遠位端から患者の尿路内の感染箇所に向けて注がれ得る。
【００４２】
この実施形態では、プローブ先端１００は、その遠位端に、第１の電極１０２と第２の電極１０４とを備える。第１の電極１０２は螺旋形状を有し、第２の電極１０４は各端部で開口している中空円筒であり、第１の電極１０２は通常、第２の電極１０４の長手方向軸に沿って配置される。これにより、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に、空間１０３（プラズマ生成領域とも称される）が画定される。第１の電極１０２及び第２の電極１０４のそれぞれは、銀などの生体適合性コーティングを有し得る。
【００４３】
第２の電極１０４は、近位端に形成されたキャスタレーション（すなわち、図４に示されるようにノッチ１２５により分離された一連の突出タブ１２１）を有する。キャスタレーションにより、同軸ケーブル１２を囲む環状ガス導管１０６から、第２の電極１０４内の空間へ、ガスが流れ込むことが可能となる。空間１０３にて、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に、供給されるＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭ放射により高電界が生成されるように構成することにより、プラズマが打ち出され得る。プラズマは、ＲＦ  ＥＭエネルギーを使用して打ち出され、マイクロ波ＥＭエネルギーにより維持され得る。生成されたプラズマは、第２の電極１０４の遠位開口端から流れ出て、細長いプローブが挿入された患者の尿路の表面に接触する。
【００４４】
同軸ケーブル１２は、絶縁性誘電材料１１１により外側導体１１０から分離された内側導体１０８を備える。第１の電極１０２は、同軸ケーブルの内側導体１０８に結合され、第２の電極１０４は、同軸ケーブル１２の外側導体１１０に結合される。いくつかの実施形態では、第１の電極１０２は、その遠位端に、図５に示され後述されるキャップ１２２などのキャップをさらに備え得る。
【００４５】
ガス導管１０６は、同軸ケーブルの外側導体１１０の外側表面と、同軸ケーブル１２を囲む保護スリーブ１１２との間の環状ギャップにより、形成され得る。上記で論述されたように、ガスは、ガス供給源３０から、同軸ケーブル１２の近位端にある、または同軸ケーブル１２の近位端の周りにあるガス導管１０６へ、導入され得る。
【００４６】
第２の電極１０４は、同軸ケーブル１２の遠位端で、外側導体１１０の上及びスリーブ１１２内に篏合するように構成される。従って、第２の電極１０４は、ガス導管１０６内のその遠位端に存在する。ガスは、ガス導管１０６から、第２の電極１０４の近位端に形成されたキャスタレーションを通って、第２の電極１０４内に流れることができる。
【００４７】
第２の電極１０４の内側で同軸ケーブル１２の遠位端に、全体的に円筒形のセラミックキャップ１１４が配置される。セラミックキャップ１１４は、同軸ケーブル１２の外側導体１１０の遠位端から離間している。これらの部品の間の長手方向のギャップ１１６は、例えばＵＶ硬化性接着剤などの接着剤で充填され、外側導体１１０と内側導体１０８との間のいかなるアーキングも防止され得る。
【００４８】
セラミックキャップ１１４は、長手方向に約２ｍｍ延在し得る。セラミックキャップ１１４は、ガス導管１０６からガスが空間１０３に流れ込んで、プラズマが打ち出される第１の電極１０２と第２の電極１０４との間を通ることを促すように、面取りされた遠位端面を有する。第１の電極１０２は、セラミックキャップ１１４を貫通する導電性要素（図示せず）により、同軸ケーブルの内側導体１０８に結合される。導電性要素は、外側導体１１０の遠位端を越えて突出する内側導体１０８の一部であってもよい。
【００４９】
この実施形態の第１の電極１０２は、螺旋構造または渦巻き構造を形成するようにねじられたワイヤで、形成される。いくつかの実施形態では、ワイヤは、例えばＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、またはセラミック材料などの誘電材料の固体芯の周りに巻かれ得る。あるいは、ワイヤは、薄壁の開口円筒の周りに巻かれ得る。ワイヤは、プローブ先端１００における導体損失を確実に最小化するために、銅、銀、金、またはメッキ鋼などの良導体から作成されることが好ましくあり得る。ワイヤは、同軸ケーブル１２の遠位端から延在する内側導体１０８の遠位部分であってもよい。
【００５０】
第１の電極１０２は、本発明で使用されるマイクロ波周波数で、共振構造となるように構成される。第１の電極１０２を形成するワイヤは、これらの周波数で、誘導行動を示す。第１の電極１０２を螺旋に形成することにより、エネルギーが先端１００に供給されると、隣接するそれぞれのターンの間に、静電容量が生じる。従って、この構造により、プローブ先端１００に供給されるＥＭエネルギーのマイクロ波周波数で、第１の電極１０２の直列共振が最小インピーダンスを有するのに、好適な状況が作られる。
【００５１】
図４は、第２の電極１０４の一実施例の斜視図を示す。第２の電極１０４は、開口遠位端１２３を有する中空円筒であり、電極内で生成されたプラズマが遠位端から流れ出ることを可能にする。電極１０４の近位端も開口しており、よって、電極は、前述の方法で同軸ケーブルの遠位端に篏合され得る。電極１０４の近位端においてタブ１２１の間に複数のノッチ１２５が形成されるように、電極１０４の近位端はキャスタレートされている。これらのノッチ１２５により、前述のように、ガス導管１０６から電極１０４の内部へガスが流れることが可能となり、電極１０４の内部にガスが打ち出され、熱プラズマまたは非熱プラズマが生成される。空間１０３へのガスの流れが長手方向軸の周りで実質的に均一になるように、複数のノッチが第２の電極１０４の外周に規則的に間隔を置いて配置されていることが、望ましくあり得る。
【００５２】
第２の電極１０４の全長は、少なくとも１１ｍｍであり、キャスタレーションの基部と第２の電極１０４の遠位端との間の距離は、少なくとも３ｍｍであり、好ましくは少なくとも５ｍｍである。例えば、距離は６．８ｍｍであり得る。この距離は、通常、熱プラズマまたは非熱プラズマが生成される第２の電極１０４内の体積の長さに等しい。
【００５３】
図５は、本発明で使用するプローブ先端１２０の第２の実施形態の断面図を示す。第１のプローブ先端１００に対応する第２のプローブ先端１２０の機構には、同じ参照番号が与えられ、再度説明は行わない。プローブ先端１２０は、前述の第１のプローブ先端１００と同様の方法で、同軸ケーブルの遠位端に篏合される。
【００５４】
プローブ先端１２０では、第１の電極１０２は、螺旋状ではなく直線である。例えば、第１の電極１０２は単に、同軸ケーブルの内側導体１０８の延長であり得る。第１の電極１０２の遠位端には、導電性端部キャップ１２２が存在し、これは、第２の電極１０４の遠位端から離間して、ギャップ１１９を画定する。プローブ先端１２０は、熱プラズマまたは非熱プラズマを生成するために、ＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギー並びにガスを受け取るように構成される。プローブ先端１２０は、前述のプローブ先端１００と同様に作動する。
【００５５】
プローブ先端１２０が患者の尿路内に配置されると、端部キャップ１２２は、熱プラズマまたは非熱プラズマの維持を支援し、また、尿路の感染領域にプラズマを注いで細菌及び他の微生物を破壊するように作動する。端部キャップ１２２は、例えば、第２の電極１０４の外径と同様の（好ましくは第２の電極１０４の外径よりわずかに大きい）直径を有する円板であり得る。端部キャップ１２２は、銅、銀、金、またはメッキ鋼などの導電性材料でできている。端部キャップ１２２は、第２の電極１０４の遠位端と端部キャップ１２２との間に約０．５ｍｍのギャップが存在するように、第１の電極１０２の遠位端に結合されている。端部キャップはまた、図２に示されるプローブ先端１００などの螺旋状の第１の電極を有する実施形態で使用されてもよい。
【００５６】
図５に示される構造の発展形態では、例えば１つまたは複数の熱電対などの温度センサが、プラズマ生成領域の近くに配置され得る。例えば、熱電対は、保護スリーブ１１２の遠位端に取り付けられ得る。熱電対への信号及び熱電対からの信号は、スリーブまたはガス導管１０６内で伝達され得る。
【００５７】
温度センサは、プラズマ生成領域の温度を検出し、温度を示す信号をコントローラに送り返すように構成される。コントローラは、次に、プラズマが熱プラズマになることを防ぐために器具を制御するように構成され得る。
【００５８】
使用時、器具は、尿道の内壁に近接する。従って、臓器に損傷を与えることがないように、温度は約４０℃に制限されることが重要である。温度センサからの信号は、プラズマ生成パラメータ制御するコントローラ（ジェネレータ）内の閉ループ制御回路で使用され得る。例えば、制御回路は、（ｉ）維持パルスのマイクロ波電力レベル、（ｉｉ）マイクロ波エネルギーのパルスの作動時間及び／または停止時間、（ｉｉｉ）ＲＦ電圧のバーストの持続時間、（ｉｖ）全体の治療時間、（ｖ）アプリケータ供給速度、及び（ｖｉ）ガスの流量、のうちのいずれか１つ以上を制御するように作動し得る。あるいは、閾値温度に到達したことを検出すると、ジェネレータは、エネルギー送達を遮断するように構成され得る。
【００５９】
温度センサが設けられることにより、器具が安全な温度領域内で作動することが保証され得る。
【００６０】
図６は、使用時のプローブ先端１２０の周りの電界強度を示すコンピュータ生成シミュレーションである。端部キャップ１２２の存在は、第２の電極１０４の遠位端と端部キャップ１２２の長手方向対向部との間に延在する環状領域１２４に、電界を集中させるように作用することが分かる。これは、プラズマがこの領域に生成され得、空間１０３を通るガスの流れが、端部キャップ１２２により偏向されることを示す。これは、尿道５８または尿管５４ａ、５４ｂの側壁に熱プラズマまたは非熱プラズマを注いで、これらの領域の感染症を治療するのに、特に有用であり得る。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月15日(2020.5.15)
【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】
尿路感染症治療装置であって、
無線周波数（ＲＦ）電磁（ＥＭ）エネルギー及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを伝達する同軸ケーブルを有する細長いプローブと、
前記ＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーを受け取るために前記同軸ケーブルの遠位端で結合されたプローブ先端と、
前記プローブ先端へガスを運ぶガス導管と、
を備え、
前記同軸ケーブルは、内側導体、外側導体、及び前記内側導体を前記外側導体から分離する誘電材料を備え、
前記プローブ先端は、前記同軸ケーブルの前記内側導体に結合された第１の電極と、前記同軸ケーブルの前記外側導体に結合された第２の電極と、を備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、非熱プラズマを生成するために、前記ガス導管から受け取られるガスの流路にわたり、前記受け取ったＲＦ及び／またはマイクロ波ＥＭエネルギーから電界を生成するように構成される、
前記装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、前記プローブ先端の内部体積を取り囲み、前記第１の電極は、前記内部体積内で長手方向に延在し、
前記プローブ先端は、前記内部体積から前記同軸ケーブルを隔離するために前記同軸ケーブルの遠位端に取り付けられた絶縁キャップをさらに備え、
前記ガス導管は、前記絶縁キャップと前記第２の電極との間に形成された流路を介して前記内部体積と流体連通し、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記内部体積内でプラズマを打ち出すために、前記同軸ケーブルから前記ＲＦ及び／またはマイクロ波エネルギーを受け取って、前記内部体積内で電界を生じるように構成され、
前記プローブ先端は、前記内部体積からプラズマを放出するための出口を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記細長いプローブはさらに、前記プローブ先端を操縦するための操縦ワイヤを備える、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記細長いプローブに取り付け可能な引き抜きデバイスであって、前記引き抜きデバイスを通して前記細長いプローブを引き抜くように構成された前記引き抜きデバイスをさらに備える、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項５】
前記細長いプローブを尿路に導入するための外科用スコープデバイスをさらに備える、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項６】
前記外科用スコープデバイスは、可撓性スコープデバイスである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記絶縁キャップは、前記第２の電極の内側に取り付けられ、前記流路は、前記絶縁キャップの周りでガスが流れることを可能にする複数の開口部を前記第２の電極に有する、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の電極は円筒であり、前記複数の開口部はそれぞれ、前記円筒に長手方向のノッチを備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の電極の近位端は、前記複数の開口部を提供するようにキャスタレートされる、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
前記細長いプローブは、前記同軸ケーブルが貫通する管腔を画定する保護スリーブを備え、前記ガス導管は、前記同軸ケーブルの外側表面と前記保護スリーブの内側表面との間に形成された通路である、先行請求項に記載の装置。
【請求項１１】
前記プローブ先端は、前記内部体積の遠位端において前記第１の電極に取り付けられた導電性キャップを備え、前記導電性キャップは、前記第２の電極の遠位端から離間して、前記出口を画定する、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の電極は螺旋状である、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の電極は、前記外側導体の遠位端を越えて延びる前記同軸ケーブルの前記内側導体の一部から形成される、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１４】
前記絶縁キャップは、面取りされた遠位端を有する、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、ロボット支援外科用システムの一部である、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１６】
前記プローブ先端は、前記プラズマの温度を検出するように構成された温度センサを含む、いずれかの先行請求項に記載の装置。
【請求項１７】
前記温度センサからの信号に基づいて、前記プラズマのプラズマ生成パラメータを制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【国際調査報告】
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