(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を送達するためのカテーテルであって、
近位端（１１９）から遠位端（１２０’）まで延びる長さを有する軸方向管腔（１２１）を含むカテーテル本体（１１０）と、
前記カテーテル本体の前記軸方向管腔の遠位端に取り付けられ、少なくとも一部が摩擦係数０．２から０．８の材料から構成される中空カテーテル先端部（１７０’）と、
前記中空カテーテル先端部内に配置され、少なくとも一部が摩擦係数０．２から０．８の材料から構成される摩擦生成プラグ（１３０’，３１０，３２０，３３０）と、
近位端（１４２）および遠位端（１４１）を有し、前記カテーテル本体の前記軸方向管腔の長さに沿って前記中空カテーテル先端部へと延びる駆動ワイヤ（１４０’）であって、前記駆動ワイヤの遠位端が前記摩擦生成プラグに取り付けられるように構成される駆動ワイヤ（１４０’）と、
動力源（１８０）と
を備え、
前記動力源が、前記駆動ワイヤの近位端に取り付けられるように構成され、
前記中空カテーテル先端部が、熱伝導性材料を含有し、
前記摩擦生成プラグの直径が、前記駆動ワイヤ（１４０’）の直径よりも大きい、カテーテル。
【請求項２】
前記摩擦生成プラグの外面の形状が、前記中空カテーテル先端部（１７０’）の内壁の形状と一致する、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３】
前記動力源が前記駆動ワイヤを回転運動させるように構成される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項４】
前記動力源が前記駆動ワイヤを軸方向に直動させるように構成される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項５】
前記駆動ワイヤの運動が、電動機、超音波ホーン、ピエゾ素子、機械式空気駆動装置、高調波装置、空気駆動ピストン、ソレノイド、および電磁ドライバを含む群から選択される入力装置を使用して調整される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項６】
前記駆動ワイヤ、前記カテーテル本体、またはその両方が、低摩擦材料から構成される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項７】
前記駆動ワイヤ、前記カテーテル本体、またはその両方が、低摩擦材料で被覆される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項８】
前記中空カテーテル先端部がオイルで充填される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項９】
前記中空カテーテル先端部が、ステンレス鋼、チタン、およびニチノールを含む群から選択される少なくとも１つの材料から構成される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１０】
前記摩擦生成プラグが、セラミック、銅、鉄鋼、無機物、セルロース、アラミド、チョップドガラス、ラバーおよび真鍮、ならびにポリエーテルエーテルケトンを含む群から選択される少なくとも１つの材料から構成される、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１１】
前記摩擦生成プラグが単一材料から一体的に形成される、請求項１０に記載のカテーテル。
【請求項１２】
前記摩擦生成プラグが、球形、円筒形、および弾丸形からなる群から選択される形状で形成される、請求項１１に記載のカテーテル。
【請求項１３】
前記カテーテル本体がプラグストップを含む、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１４】
前記プラグストップの形状が、連続的なフランジスタイルおよび弾丸形からなる群から選択される、請求項１３に記載のカテーテル。
【請求項１５】
前記中空カテーテル先端部が断熱材料で被覆され、治療が加えられる前に熱伝導性ゲルが治療領域に配置される、請求項１に記載のカテーテル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Mechanically  Heated  Catheter」と題される２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７８８７７３号の優先権および利益を主張するものであり、これは、あらゆる目的のために参照によりその全体が記載されているかのようにその開示全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、熱の生成ならびに送達カテーテルのための装置、システムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、メカニカルに生成される熱の送達および送達カテーテルのための装置、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
人体に熱を加えること（例えば、局所温熱療法、熱アブレーション、熱凝固、または熱焼灼法）は一般的な療法であり、臨床に広く適用されている。熱を加えることの例には、限定しないが、癌組織の破壊、感染の排除または軽減、および異常な細胞の改質（例えば、喘息治療）が含まれる。組織に対する臨床的加熱のための現在使用される方法には、電気エネルギー（例えば、高周波アブレーション）、放射エネルギー（例えば、レーザアブレーション）、および／または音響エネルギー（例えば、高密度焦点式超音波治療法）を利用することにより熱を発生させることが伴われる。
【０００４】
上記のような方法にはいくつかの制限があり、これには、一部の適用例において発生器のサイズが大きいという共通の欠点が含まれる。大きい発生器は、ベッドサイド間で移送するときに扱いにくい傾向があることから望ましくない。さらに、このような発生器は高価であることが多く、それにより患者ケアのコストが増大する。例えば、電気エネルギーは高周波発生器を必要とし、放射エネルギーはマイクロ波発生器を必要とし、音響エネルギーは超音波振動子を必要とする。さらに、臨床用途のための熱発生の現在使用される多くの方法は、適切に動作するために電力の使用を必要とし、それゆえに熱による組織自体の温度上昇により制御性が低下してしまう可能性がある。さらに、身体に電流を流すことが望まれない場合もある。
【０００５】
したがって、組織治療および臨床用途のために、メカニカルな熱生成を行うための改善された装置、システムおよび方法が必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態によると、熱を送達するためのカテーテルが提供される。このシステムが、カテーテル本体と、中空カテーテル先端部と、摩擦生成プラグと、駆動ワイヤと、動力源とを含みうる。カテーテル本体は、軸方向管腔を含みうる。いくつかの実施形態では、中空カテーテル先端部がカテーテル本体の軸方向管腔の一方の端部に取り付けられるように構成され、少なくとも部分的に高摩擦材料から構成される。摩擦生成プラグは、中空カテーテル先端部内に装着されるように構成され、少なくとも部分的に高摩擦材料から構成されてもよい。駆動ワイヤは、カテーテル本体の軸方向管腔の長さの全体に沿って中空カテーテル先端部へと延び、中空カテーテル先端部内に配置される摩擦生成プラグに取り付けられるように構成される。動力源は、駆動ワイヤの一方の端部に取り付けられ、駆動ワイヤに回転運動、または軸方向の直動のいずれかを行わせるように構成される。
【０００７】
したがって、本発明の一態様によると、熱を送達するためのカテーテルである装置が企図される。この装置は、近位端から遠位端まで延びる長さを有する軸方向管腔を備えるカテーテル本体と、カテーテル本体の軸方向管腔の遠位端に動作可能に接続され、少なくとも一部が摩擦係数０．２から０．８の高摩擦材料を含む材料から構成される中空カテーテル先端部と、中空カテーテル先端部内に配置されてその内部にフィットするように構成され、少なくとも一部が摩擦係数０．２から０．８の高摩擦材料を含む材料から構成される摩擦生成プラグと、近位端および遠位端を有し、カテーテル本体の軸方向管腔の長さに沿って中空カテーテルへと延びる駆動ワイヤであって、その遠位端が摩擦生成プラグに取り付けられるように構成される駆動ワイヤと、動力源とを備える。動力源は、駆動ワイヤの近位端に取り付けられるように構成され、中空カテーテル先端部は、熱伝導性材料を含有する。
【０００８】
本発明は、以下のような、本明細書で説明される特徴のうちの１つの特徴またはそれらの任意の組合せによってさらに特徴付けられてもよい。動力源が駆動ワイヤを回転運動させるように構成されること。動力源が駆動ワイヤを軸方向に直動させるように構成されること。駆動ワイヤの運動が、電動機、超音波ホーン、ピエゾ素子、機械式空気駆動装置、高調波装置、空気駆動ピストン、ソレノイド、および電磁ドライバを含む群から選択される入力装置を使用して調整されること。駆動ワイヤ、カテーテル本体またはその両方が低摩擦材料から構成されること。駆動ワイヤ、カテーテル本体またはその両方が低摩擦材料で被覆されること。カテーテル本体の内部キャビティがオイルで充填されること。
中空カテーテル先端部が、ステンレス鋼、チタン、およびニチノールを含む群から選択される少なくとも１つの材料から構成されること。摩擦生成プラグが、セラミック、銅、鉄鋼、無機物、セルロース、アラミド、チョップドガラス、ラバーおよび真鍮、ならびにポリエーテルエーテルケトンを含む群から選択される少なくとも１つの材料から構成されること。摩擦生成プラグが単一材料から一体的に形成されること。摩擦生成プラグが、球形、円筒形および弾丸形を含む群から選択される形状で形成されること。カテーテル本体がプラグストップを含むこと。プラグストップの形状が、連続的なフランジスタイルおよび弾丸形からなる群から選択されること。カテーテル先端部が断熱材料で被覆され、治療が加えられる前に熱伝導性ゲルが治療領域内に配置されること。カテーテルが人間の患者の体内に熱を供給するように構成されること。
【０００９】
本発明の別の態様によると、カテーテルを使用して人間の患者の体内に熱を供給することを含む方法が企図される。この方法は、駆動ワイヤに動力を供給することであって、駆動ワイヤが近位端および遠位端を有してカテーテル本体の軸方向管腔の長さを通って延び、駆動ワイヤの遠位端が摩擦生成プラグに取り付けられ、動力源が駆動ワイヤの近位端に接続されることと、駆動ワイヤに接続されるカテーテルの軸方向管腔内に含有される摩擦生成プラグを回転運動または軸方向運動させることと、摩擦生成プラグを運動させることによって発生する摩擦からの熱を、熱伝導性材料を介して人体内へと放散させることとを含む。
【００１０】
本開示を例示することを意図され、本開示を限定することを意図されない様々な実施形態の図面を参照しながら、以下で、本開示の上記のおよび他の特徴、態様および利点を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】メカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの一実施形態を示す長手方向断面図である。
【図１Ｂ】メカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの第２の実施形態を示す長手方向断面図である。
【図１Ｃ】メカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの一実施形態を示す外観図である。
【図１Ｄ】メカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルを使用して熱を発生させるためのシステムの一実施形態を示す概略図である。
【図２Ａ】メカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの別の実施形態を示す長手方向断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの実施形態の長手方向軸に対して垂直である断面図である。
【図３Ａ】プラグストップを有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの一実施形態を示す長手方向断面図である。
【図３Ｂ】プラグストップを有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの別の実施形態を示す長手方向断面図である。
【図３Ｃ】プラグストップを有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの別の実施形態を示す長手方向断面図である。
【図４Ａ】溝付き摩擦生成プラグを有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの長手方向軸に対して垂直である断面図である。
【図４Ｂ】溝付き摩擦生成プラグを有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備える別のカテーテルの長手方向に対して垂直な断面図である。
【図５Ａ】ウインドウ付き先端部を有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備えるカテーテルの一実施形態を示す長手方向断面図である。
【図５Ｂ】ウインドウ付き先端部を有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備える別のカテーテルの別の実施形態を示す長手方向断面図である。
【図６Ａ】ウインドウ付き先端部を有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備える別のカテーテルの別の実施形態を示す長手方向断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示されるウインドウ付き先端部を有するメカニカルに加熱されるカテーテル先端部を備える別のカテーテルの実施形態の長手方向軸に対して垂直な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
人体に熱を加える、または熱を人体に向けることができるカテーテルは、上記のような多数の臨床用途のいずれにも使用されうる。本明細書で説明される装置、システムおよび方法は、本開示の範囲を限定することを意図されない。むしろ、本明細書で開示される装置、システム、および方法が、限定しないが、癌治療（例えば、腫瘍アブレーション、温熱療法、熱アブレーション、など）、感染の軽減、および、喘息治療（例えば、異常な細胞の改質または破壊）などを含めた多くの臨床用途で使用されうることが、当業者には明らかであろう。例えば、このようなメカニカルに加熱されるカテーテルは、摩擦によって発生する熱エネルギーを使用して患者を治療（例えば、喘息治療、または可能性として肺腫瘍）するために気管支鏡を下方に通過することができる。
【００１３】
図１は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００（例えば、カテーテルの遠位端）を備えるカテーテルを示す。図１Ａおよび１Ｂは、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００の断面を示す。図１Ｃは、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００の外観図を示す。メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００は、カテーテル本体１１０と、近位端１１９から遠位端１２０まで延びる長さを有する軸方向管腔１２１と、カテーテル先端部遠位端１２０と、摩擦生成プラグ１３０と、駆動ワイヤ１４０と、駆動ワイヤの直径１５０と、カテーテル高摩擦材料１６０と、熱伝導性カテーテル先端部１７０とを含みうる。高摩擦材料は、摩擦係数０．２から０．８の材料、または、より好ましくは摩擦係数０．４から０．７の材料でありうることが企図される。
【００１４】
動作中、熱伝導性カテーテル先端部１７０の内部（つまりカテーテル高摩擦材料１６０）に実質的に一様に接触する摩擦生成プラグ１３０が、駆動ワイヤ１４０によって運動させられうる。摩擦生成プラグ１３０の運動は、カテーテル本体１１０の軸を中心とした回転運動、またはカテーテル本体１１０の長手方向軸に沿う軸方向運動のいずれかでありうる。さらに、動作中、カテーテル高摩擦材料１６０から構成されうる熱伝導性カテーテル先端部１７０の内表面上で摩擦生成プラグ１３０が運動することによって、摩擦が発生する。駆動ワイヤ１４０によって供給される十分な動力と、十分な時間とによって、摩擦生成プラグ１３０の運動によって生じる摩擦は熱を発生させる。駆動ワイヤ１４０の動力は、摩擦生成プラグ１３０の表面と熱伝導性カテーテル先端部１７０の内壁（例えば、カテーテル高摩擦材料１６０）との相互作用によって熱エネルギーへと変換されうる。
駆動ワイヤ１４０およびカテーテル高摩擦材料１６０によって生成される熱エネルギーは、カテーテル高摩擦材料１６０を加熱し、さらに、治療用に熱を加えるために使用されうる熱伝導性カテーテル先端部１７０を加熱する。また、動作中、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルによって生成される熱エネルギーの大きさは、駆動ワイヤ１４０を通して加えられる動力を増減させることで、ユーザによって調整されうる（例えば、ユーザは、駆動ワイヤ１４０の回転速度を低下させたり、駆動ワイヤ１０を軸方向に振動させるときの速度を増大させたりしてもよい。）
【００１５】
いくつかの実施形態において、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルは、約３〜３５フレンチ、好適には約７〜３１フレンチ、より好適には約１７〜２１フレンチの範囲の外径（例えば、カテーテル本体１１０および熱伝導性カテーテル先端部１７０の外径）を有してもよく、これには約１９フレンチ、またはメカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルを構成して動作させることが可能な任意の他の外径が含まれる。いくつかの実施形態では、カテーテル本体１１０と熱伝導性カテーテル先端部１７０とは実質的に面一で吻合し、それにより、有利には、ターゲットの１または複数の管を通ってカテーテル１００を通過させることが容易になる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、駆動ワイヤの直径１５０は大きくてもよい（例えば、摩擦生成プラグ１３０の直径と実質的に同等（つまり熱伝導性カテーテル先端部１７０の内径と実質的に同等）の大きさ）。これらの実施形態において、駆動ワイヤ１４０および／またはカテーテル本体１１０は、駆動ワイヤ１４０の長さに沿って生じるエネルギー損失および動力損失を有利に低減して摩擦生成プラグ１３０に供給されるエネルギーを最大化し、発生する熱エネルギーの量を最大にできるように、低摩擦材料から構成されうる。
他の実施形態では、駆動ワイヤ１４０の長さに沿って生じるエネルギー損失および動力損失を有利に低減して摩擦生成プラグ１３０に供給されるエネルギーを最大化し、発生する熱エネルギーの量を最大にできるように、駆動ワイヤ１４０の外表面および／またはカテーテル本体１１０の内表面は、一体的な材料から構成されるのではなく、低摩擦材料で被覆されてもよい。大きい直径の駆動ワイヤ１４０および／またはカテーテル本体１１０を構成するのに使用されうる、本開示の範囲を限定することを意図されない低摩擦材料の代表的な例には、ステンレス鋼、ニチノール、チタン、ポリテトラフルオロエチレン、セラミック、ＦＥＰ、高密度ポリエチレン、およびオイル含浸材料が含まれる。大きい直径の駆動ワイヤ１４０および／またはカテーテル本体１１０の内表面を被覆するのに使用されうる、本開示の範囲を限定することを意図されない低摩擦材料の代表的な例には、ポリテトラフルオロエチレン、伸張ポリテトラフルオロエチレン、セラミック被覆、ＦＥＰ、高密度ポリエチレン、およびオイル含浸メタルが含まれる。いくつかの実施形態では、駆動ワイヤ１４０を囲繞するカテーテル本体１１０の内部キャビティが、カテーテル壁と駆動ワイヤ１４０との間の摩擦を有利に低減するためにオイルで充填されてもよい。いくつかの実施形態では、駆動ワイヤの直径１５０は小さくてもよい（例えば、実質的に摩擦生成プラグ１３０の直径よりも小さい）。いくつかの実施形態では、駆動ワイヤの直径１５０が摩擦生成プラグ１３０の直径と実質的に同等である場合よりも、駆動ワイヤ１４０を構成するための材料の範囲を拡大することができる。例えば、駆動ワイヤ１４０の外表面とカテーテル本体１１０の内表面との間の相互作用が低減されうる。しかしながら、これらの実施形態でも、低摩擦材料が有利に使用されうる。本開示の範囲を限定することを意図されない、小さい直径の駆動ワイヤ１４０を構成するのに使用されうる材料の一部の代表的な例には、ステンレス鋼、ニチノール、および、チタンが含まれる。本開示の範囲を限定することを意図されない、小さい直径の駆動ワイヤ１４０を構成するのに使用されうる低摩擦材料の一部の代表的な例には、高分子材料（例えば、高密度ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド（すなわち、ナイロン））、および複合材料が含まれる。大きい直径のカテーテル本体１１０に関連して開示したように、いくつかの実施形態では、駆動ワイヤ１４０の長さに沿って生じるエネルギー損失および動力損失を有利に低減して摩擦生成プラグ１３０に供給されるエネルギーを最大化し、発生する熱エネルギーの量を最大にできるように、小さい直径の駆動ワイヤ１４０の外表面および／またはカテーテル本体１１０の内表面が低摩擦材料で被覆されてもよい。小さい直径の駆動ワイヤ１４０および／またはカテーテル本体１１０の内表面を被覆するのに使用されうる、本開示の範囲を限定することを意図されない低摩擦材料の代表的な例には、ポリテトラフルオロエチレン、伸張ポリテトラフルオロエチレン、セラミック被覆、ＦＥＰ、高密度ポリエチレン、およびオイル含浸メタルが含まれる。いくつかの実施形態では、小さい直径の駆動ワイヤ１４０を囲繞するカテーテル本体１１０の内部キャビティ（すなわち、中空カテーテル先端部１８５）が、カテーテル壁と駆動ワイヤ１４０との間の摩擦を有利に低減するためにオイルで充填されてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、摩擦生成プラグ１３０が、熱伝導性カテーテル先端部１７０の内径と実質的に同等の直径を有する。いくつかの実施形態では、摩擦生成プラグ１３０が軸方向に（例えば、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルの軸に沿って）直動させられたり、（例えば、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルの軸を中心として）回転したりするが、拘束されるほどタイトであったり、動揺するほどルーズであったりすることはない。いくつかの実施形態では、図１に示されるように、摩擦生成プラグ１３０は円筒形かつ均質（例えば、単一材料から一体的に形成される）でありうる。いくつかの実施形態では、一体的な摩擦生成プラグ１３０が、限定しないが、セラミック、銅、鉄鋼、無機物、セルロース、アラミド、チョップドガラス、ラバーおよび真鍮、ポリエーテルエーテルケトン（すなわち、ＰＥＥＫ）その他を含む高摩擦材料から形成される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、駆動ワイヤ１４０が、ねじ（threads）、接着剤、溶接、はんだ付け、拡張クリップ、グロメット、リベットなどを含めた多数の機構のいずれかによって摩擦生成プラグ１３０に取り付けられうる。他の実施形態では、駆動ワイヤ１４０は、摩擦生成プラグ１３０および駆動ワイヤ１４０の軸方向への直動または回転のいずれかを可能にする任意の機構により摩擦生成プラグ１３０に取り付けられうる。摩擦生成プラグ１３０の回転が利用される実施形態では、駆動ワイヤ１４０と摩擦生成プラグ１３０との間の接続部が、摩擦生成プラグ１３０とカテーテル高摩擦材料１６０との間に摩擦を発生させるのに必要なトルクに耐えられるだけの強度を有するであろう。
【００１９】
いくつかの実施形態では、摩擦生成プラグ１３０を収容するための内部管腔を有することができる熱伝導性カテーテル先端部１７０が、限定しないが、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、または熱エネルギーを発生させるために摩擦生成プラグ１３０の表面と相互作用しうる他の任意の生体適合性の熱伝導性材料を含む単一材料から構成される。
いくつかの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０は、少なくとも内側摩擦発生層と、外側の生体適合性の熱伝導性層とを含む２つ以上の層から構成される。例えば、内側摩擦発生層は、必ずしも生体適合性ではない材料（例えば、セラミック、銅、鉄鋼、無機物、セルロース、アラミド、チョップドガラス、ラバーおよび真鍮、または他の任意の高摩擦材料）から構成され、外側の層は生体適合性および熱伝導性の両方を有する材料（例えば、ステンレス鋼）から構成されてもよい。ここで、摩擦生成プラグ１３０は、外側の生体適合性の熱伝導性層により対象部位へと伝達される熱エネルギーを最適に発生させるために、内側摩擦発生層と相互作用することができる。このようにして、所望の熱エネルギーを発生させるのに最適な非生体適合性材料を有利に使用しながら、熱エネルギーを部位に送達することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０が、身体の管（例えば、血管）を通るナビゲートを有利に促進するために実質的に弾丸形（図１に示されるように）であるカテーテル先端部遠位端１２０を有する。いくつかの実施形態において、熱伝導性カテーテル先端部１７０は、熱伝導性カテーテル先端部１７０がカテーテル本体１１０と接合される円筒形部分から、カテーテル先端部遠位端１２０の丸みを帯びた端部へと先細になっていてもよい（図１Ｃに示されるように）。いくつかの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０は所望に応じて任意の形状を有しうる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、熱伝導性カテーテル先端部１７０は、ねじおよびクリップなどの機構を使用することによって、カテーテル本体１１０から取り外し可能である。いくつかの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０は、殺菌して再使用できるように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、熱伝導性カテーテル先端部１７０は、カテーテル本体１１０に対して永久的に固定される。このような実施形態では、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルは、殺菌して再使用できるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備えるカテーテルは１回だけの使用に適し、その後は廃棄されるように構成されてもよい。
【００２２】
カテーテル本体１１０の遠位端は、上記のように熱伝導性カテーテル先端部１７０の近位端に吻合される。カテーテル本体１１０は、約５０〜３０００ｃｍ、好適には２００〜２２５０ｃｍ、また、さらに好適には約５００〜７５０ｃｍの範囲でありうる距離だけ近位側に延び、この距離には、約６００ｃｍ、または対象部位に到達するのに必要とされる任意の他の距離が含まれる。駆動ワイヤ１４０は、カテーテル本体１１０の近位端から外に出て、動力源１８０に結合される（図１Ｄに示されるように）。駆動ワイヤ１４０は、近位端（１４２）および遠位端（１４１）を有しうる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、動力源１８０は、カテーテル本体１１０の軸に沿って駆動ワイヤ１４０を前後に直動させる発振器である。カテーテル本体１１０の軸に沿って駆動ワイヤ１４０を直動させることにより、熱伝導性カテーテル先端部１７０の内部管腔のカテーテル高摩擦材料１６０に沿って摩擦生成プラグ１３０を直動させることができ、それにより摩擦由来の熱エネルギーを発生させることができる。動力源１８０が発振器であるような実施形態では、動力源１８０は、限定しないが、電動機、超音波ホーン、ピエゾ素子、機械式空気駆動装置、高調波装置、空気駆動ピストン、ソレノイドまたは電磁ドライバ、または駆動ワイヤ１４０を高速に振動させられる他の任意の機構を含む機構のいずれかでありうる。概略的な一例として、圧縮空気が、駆動ワイヤ１４０を高い振動数で振動させられるミニタービンを駆動させるために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、可撓性の膜を覆って流れる空気が、駆動ワイヤ１４０を直動（例えば、前後の運動）させる振動高調波を生成してもよい。振動型の動力源１８０を使用する実施形態で生成される熱の量は、以下の方程式に従うものでありうる。
【００２４】
【数１】
0006328822.tif 000002
【００２５】
この方程式は、高い振動数（例えば、超音波領域）で設定される高い速度（ｄ／ｔ）が、大きな出力を発生させるのにわずかな変位しか必要としないことを示す。
【００２６】
いくつかの実施形態では、駆動ワイヤ動力源とも称される動力源１８０は、カテーテル本体１１０の長手方向軸を中心として駆動ワイヤ１４０を回転させる回転装置である。このように、カテーテル本体１１０の長手方向軸を中心として駆動ワイヤ１４０を回転させることにより、摩擦生成プラグ１３０を、中空カテーテル先端部（１８５）の内部管腔の内部でカテーテル高摩擦材料に接触させて回転させ、それにより摩擦由来の熱エネルギーを発生させることができる。いくつかの実施形態では（例えば、駆動ワイヤ動力源１８０が回転装置である場合）、駆動ワイヤ動力源１８０は、限定しないが、電動機、超音波ホーン、ピエゾ素子、機械式空気駆動装置、高調波装置、空気駆動ピストン、ソレノイド、および電磁ドライバ、または駆動ワイヤ１４０を高速に回転させられる他の任意の機構を含む機構のいずれかでありうる。例えば、圧縮空気が、駆動ワイヤ１４０を高い振動数で回転させることができるミニタービンを駆動させるのに使用されてもよい。生成される（そして組織に対して放散される）熱の量は、以下の形のエネルギーおよび力の方程式に従うものでありうる（この方程式のエネルギー要素は、上記で考察した直動システムにも適用される）。
【００２７】
【数２】
0006328822.tif 000003
【００２８】
上記のような方程式および物理的条件では、熱伝導性カテーテル先端部１７０で発生および放出される出力は熱の形態であり、組織を通る所定の割合の熱を直接的にもたらす。メカニカルエネルギー、電気エネルギー、放射エネルギーまたは音響エネルギーを使用するシステムの場合も出力は同じである。しかしながら、出力を治療のための熱に変換する手法は異なる可能性がある。本明細書で開示されるシステムにおいて出力は既に熱の形態であるが、他の多くのシステムでは、熱を発生させる前に組織の抵抗（例えば、電気抵抗、光の吸収、および音の吸収など）を通り抜けるのにエネルギーが必要となる場合がある。
【００２９】
図２は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部２００を備える第２のカテーテルを示す。第２のカテーテル先端部２００は、カテーテル本体１１０’、カテーテル高摩擦材料１６０’から構成される熱伝導性カテーテル先端部１７０’、カテーテル先端部遠位端１２０’、駆動ワイヤ１４０’、摩擦生成プラグ１３０’、および高摩擦被覆２３０を有する。動作中、第２のカテーテル先端部２００は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備える図１のカテーテルの場合と同様に機能しうる。
【００３０】
図２の摩擦生成プラグ１３０’は、２つ以上の別の材料から形成されうる。いくつかの実施形態では、第１の材料から内部コアが作られ、高摩擦被覆２３０を用いて被覆される。図２Ｂは、第２のカテーテル先端部２００の長手方向軸に対して垂直な断面図であり、このような高摩擦被覆２３０で被覆された摩擦生成プラグ１３０’を示す。摩擦生成プラグ１３０’を覆う高摩擦被覆２３０は、熱伝導性カテーテル先端部１７０’を構成するカテーテル高摩擦材料１６０’と相互作用しうる。高摩擦被覆２３０を使用することによって、高摩擦材料の使用を低減してコストを有利に軽減したり、硬脆性材料（駆動ワイヤ１４０’にうまく取り付けることができないものでもよい）を使用することが可能になったり、摩擦生成プラグ１３０’と駆動ワイヤ１４０’との間をより良好または堅固に接続することが促進されたりしうる。
【００３１】
図３は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部３００を備える第３のカテーテルを示す。第３のカテーテル先端部３００は、カテーテル本体１１０’、カテーテル高摩擦材料１６０’から構成される熱伝導性カテーテル先端部１７０’、カテーテル先端部遠位端１２０’、駆動ワイヤ１４０’、円筒形、球形または弾丸形の摩擦生成プラグ（すなわち、それぞれ、３１０、３２０または３３０）、およびプラグストップ３４０を有しうる。動作中、第３のカテーテル先端部３００は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備える図１のカテーテルの場合と同様に機能する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、摩擦生成プラグは、図３Ａのロックされた円筒形摩擦生成プラグ３１０で示されるように、円筒形でありうる。他の実施形態では、摩擦生成プラグは、図３Ｂのロックされた球形摩擦生成プラグ３２０によって示されるように、球形でありうる。他の実施形態では、摩擦生成プラグは、図３Ｃのロックされた弾丸形摩擦生成プラグ３３０によって示されるように、弾丸形でありうる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、プラグストップ３４０は、図３Ａのロックされた円筒形摩擦生成プラグ３１０、図３Ｂのロックされた球形摩擦生成プラグ３２０、および図３Ｃのロックされた弾丸形摩擦生成プラグ３３０の、軸方向の直動を実質的に防止するように、すなわち、それらを「ロック」するように作用する。いくつかの実施形態において、ロッキングプラグストップ３４０は、カテーテルの長手方向軸を中心として駆動ワイヤ１４０’を回転させることと組み合わされてもよく、それにより、有利には、摩擦生成プラグの実質的にすべての軸方向の移動が低減または排除されるか、そのような軸方向の移動によって生じる実質的にすべての振動が低減または排除されるか、かつ／または熱伝導性カテーテル先端部１７０’内の適切な摩擦発生ゾーン内で摩擦生成プラグが維持され、それにより有利には動作が単純化される。他の実施形態において、プラグストップ３４０は、軸方向の移動を実質的に低減または排除するのではなく、カテーテルの長手方向軸に沿って摩擦生成プラグを振動させて、摩擦生成プラグを熱伝導性カテーテル先端部１７０’内の適切な摩擦発生ゾーン内で有利に維持することを伴う、許容される一定の距離での直動と組み合わされ、それによって動作が有利に単純化されてもよい。プラグストップ３４０は、図３Ａ、図３Ｂおよび図Ｃに示される連続的なフランジスタイルのプラグストップ３４０などのように、摩擦生成プラグの軸方向の移動を制限することができる任意の構造でありうる。
【００３４】
図４は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部４００を備える第４のカテーテルの断面図（カテーテルの長手方向軸に対して垂直）を示す。第４のカテーテル先端部４００は、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、摩擦生成プラグ１３０’、駆動ワイヤ１４０’、カテーテル高摩擦材料１６０’から構成される熱伝導性カテーテル先端部１７０’、少なくとも１つの位置合わせ隆起部４１０、および／または少なくとも１つの位置合わせ溝部４２０を有しうる。動作中、第４のカテーテル先端部４００は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備える図１のカテーテルと実質的に同様に動作しうる。いくつかの実施形態において、第４のカテーテル先端部４００の１または複数の位置合わせ隆起部４１０および１または複数の位置合わせ溝部４２０は、カテーテルの長手方向軸を中心とした実質的にすべての回転を防止してもよい。いくつかの実施形態において、第４のカテーテル先端部４００は、主に摩擦生成プラグ１３０’の軸方向の振動のみを許容する。
【００３５】
いくつかの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０’が１または複数の位置合わせ隆起部４１０を有し、摩擦生成プラグ１３０’が同数の位置合わせ溝部４２０を有しうる。これらの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０’の位置合わせ隆起部４１０が摩擦生成プラグ１３０’の位置合わせ溝部４２０内に嵌合し、それにより、振動中に摩擦生成プラグ１３０’を位置合わせ隆起部４１０に沿って軸方向に運動させることが可能になる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、位置合わせ隆起部４１０は１つだけでもよい。他の実施形態では、約２〜６個および約２〜４個の範囲といったように複数の位置合わせ隆起部４１０があってもよく、これには、３個の隆起部、または軸方向の振動中に摩擦生成プラグ１３０’をガイドするための他の任意の数の隆起部が含まれる。いくつかの実施形態では、位置合わせ隆起部４１０は、図４Ａに示されるようにカテーテル高摩擦材料１６０’から構成されうる。他の実施形態では、位置合わせ隆起部４１０は図４Ｂに示されるように低摩擦材料から構成されてもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、位置合わせ溝部４２０は１つだけでもよい。他の実施形態では、約２〜６個および約２〜４個の範囲といったように複数の位置合わせ溝部４２０があってもよく、これには、３個の溝部、または、軸方向に振動中に摩擦生成プラグ１３０’をガイドするための他の任意の数の溝部が含まれる。いくつかの実施形態では、摩擦生成プラグ１３０’の全体、よって位置合わせ溝部４２０の表面全体が、高摩擦材料から構成される（図４Ａに示されるように）。他の実施形態では、摩擦生成プラグ１３０’は少なくとも２つの異なる材料から構成される（図２についての説明で示されたように）。このような実施形態では、位置合わせ溝部４２０の表面の実質的に全体が、図４Ｂに示されるように高摩擦被覆２３０’とは異なる材料（例えば、低摩擦材料）から構成されうる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの位置合わせ隆起部４１０および少なくとも１つの位置合わせ溝部４２０を有する第４のカテーテル先端部４００が、図３を参照して説明したように、プラグストップ３４０を有してもよい。
【００３９】
図５は、ターゲットに向けてメカニカルに加熱されるカテーテル先端部５００を備える第５のカテーテルを示す。第５のカテーテル先端部５００は、カテーテル本体１１０’、カテーテル高摩擦材料１６０’およびカテーテル断熱材料５１０の両方から構成される熱伝導性カテーテル先端部１７０’、カテーテル先端部遠位端１２０’、摩擦生成プラグ１３０’、および駆動ワイヤ１４０’を有する。動作中、第５のカテーテル先端部５００は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部１００を備える図１のカテーテルと実質的に同様に動作する。
【００４０】
いくつかの実施形態では、図５Ａに示されるように、第５のカテーテル先端部５００の熱伝導性カテーテル先端部１７０’が、カテーテル高摩擦材料１６０’のウインドウ５５０を有する。これらの実施形態では、熱伝導性カテーテル先端部１７０’の大部分（カテーテル高摩擦材料１６０’のウインドウ５５０を除く）がカテーテル断熱材料５１０から構成されうる。いくつかの実施形態では、ウインドウ５５０は熱を発生および伝達させ、それにより、有利には、摩擦生成プラグ１３０’によって発生された熱エネルギーのターゲット性が改善されうる。ウインドウ５５０は所望される任意の形状で、熱伝導性カテーテル先端部１７０’上で利用可能な任意の場所に配置されうる。例えば、ウインドウ５５０は、図５Ａに示されるように、熱伝導性カテーテル先端部１７０’の全周を囲む単一の同心帯であってよい。あるいは、ウインドウ５５０は、熱伝導性カテーテル先端部１７０’の片側のみにある単一の円であってもよい（図示せず）。図５Ａに示されるように、熱伝導性カテーテル先端部１７０’上に、またはこれとともに形成されるのに適するカテーテル断熱材料５１０の代表的な例には、限定しないが、ポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンなど）、ラバー、およびポリカーボネート、または他の任意の生体適合性の熱絶縁物が含まれる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、図５Ｂに示されるように、第５のカテーテル先端部５００の熱伝導性カテーテル先端部１７０’がカテーテル高摩擦材料１６０’から一体的に構成され、さらに、ウインドウ５５０を形成するようにカテーテル断熱材料５１０で選択的に被覆される。カテーテル断熱材料５１０の被覆は、カテーテル高摩擦材料１６０’を選択的に露出させられるような、はめ込み、上張り、または他の任意の種類の被覆でありうる。いくつかの実施形態では、カテーテル断熱材料５１０によって覆われないウインドウ５５０のみが熱を伝導可能にされ、それによって摩擦生成プラグ１３０’によって発生される熱エネルギーのターゲット性が有利に改善されうる。図５Ｂに示されるように、カテーテル断熱材料５１０の被覆を使用することによって、図５Ａのように構成される場合よりもウインドウ５５０をより詳細なパターンにし、第５のカテーテル線端部５００によって生成される熱のターゲット性のレベルを有利に向上させることができる。図５Ｂに示されるように熱伝導性カテーテル先端部１７０’を被覆するのに適するカテーテル断熱材料５１０の代表的な例には、限定しないが、ポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンなど）、ラバー、およびポリカーボネート、または他の任意の生体適合性の熱絶縁物が含まれる。
【００４２】
図６Ａおよび図６Ｂは、ターゲットに向けてメカニカルに加熱されるカテーテル先端部６００を備える第６のカテーテルを示す。第６のカテーテル先端部６００は、カテーテル本体１１０’、摩擦生成プラグ１３０’、駆動ワイヤ１４０’、カテーテル先端部遠位端１２０’、カテーテル断熱材料５１０’、少なくとも１つの位置合わせ隆起部４１０、少なくとも１つの位置合わせ溝部４２０、カテーテル断熱材料５１０’、高摩擦被覆２３０、および高摩擦ウインドウ６１０を有する。動作中、第６のカテーテル先端部は、メカニカルに加熱されるカテーテル先端部４００を備える、図４に示した第４のカテーテルと実質的に同様に動作する。第６のカテーテル先端部６００は、図４の位置合わせ隆起部４１０と、図２Ｂおよび４Ｂの高摩擦被覆２３０とを組み合わせることによって、外側に高摩擦ウインドウ６１０（図５のウインドウ５５０と同様）が位置するように、摩擦生成プラグ１３０’上で高摩擦被覆２３０を永久的に位置合わせする。以前の図、特には図２、図４および図５に関して説明した様々な実施形態は、図６Ａおよび図６Ｂにも適用されうる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、治療を実施するためにプローブを配置する前に、熱伝導性ゲルが治療領域または気道内に配置されうることが企図される。熱伝導性ゲルは、空気と比較してより効率的にプローブからターゲット組織へと熱を伝達することができる。
熱伝導性ゲルの一部の例には、塩水吸収ゲル、塩水ゲル、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸架橋ナトリウム塩、Ｍ２ポリマーによって製造されるＷａｓｔｅ  Ｌｏｃｋブランドの超吸収材７７０などのポリアクリル酸架橋ナトリウム塩、カテーテルおよび設備などで使用されるＦｅｍｇｌｉｄｅなどの水ベースのゲル潤滑剤が含まれる。
【００４４】
本明細書で開示されるメカニカルに加熱されるカテーテルのためのシステムは、例えば身体内でいかなる電力も必要とせずに熱エネルギーを直接的に供給するために、熱利用のための改善されたカテーテルを実現することができる。メカニカルに加熱されるカテーテルは、純粋にメカニカルであるような他のサーマルカテーテルシステムが組織を加熱するときにしばしば必要とするような、複雑な電気システムを必要としない。むしろ、これらのメカニカルに加熱されるカテーテルは、ターゲット組織部位に直接的に伝導または対流される熱を直接的に生成することができる。
【００４５】
もちろん、上記の説明は本開示の特定の特徴、態様および利点の説明であり、これらに対して、本開示の精神および範囲から逸脱することなく多様な変形例および修正例が作られうる。したがって、例えば、本明細書で教示または提案されうる他の目的または利点を必ずしも達成することなく、本開示が、本明細書で教示される１つの利点または一群の利点を達成または最適化する一手法で具体化または実行されうることを、当業者は認識するであろう。加えて、本開示の多数の変形形態を詳細に示して説明してきたが、本開示に基づき、当業者には、本開示の範囲内にある他の修正例および使用方法が容易に明らかになるであろう。異なる実施形態の間で特定の特徴および態様の種々の組合せおよび部分組合せが作られてもよく、これらもやはり本開示の範囲内にあることが企図されている。したがって、考察される装置、システムおよび方法の多様な形態を形成することを目的として、開示される実施形態の様々な特徴および態様が互いに組み合わされうる、または代用されうる（例えば、特定の実施形態から特徴およびステップを排除する、または他の実施形態のシステムまたは方法に対して、一実施形態のシステムまたは方法からの特徴またはステップを加えることによる）ことが理解されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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