(57)【要約】  解剖学的構造を超音波撮像して体内でアブレーション治療を行う装置およびシステムが開示される。結合されたアブレーションおよび超音波撮像プローブは、アブレーション・エネルギーを送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、プローブを包囲する組織を撮像するように構成された複数の超音波撮像センサとを備える。超音波撮像センサは、チップ挿入物を介してチップの内部に支持され、チップを貫通して形成された音響開口部を通して超音波を送達する。チップ挿入物は、チップ内の内腔を基端流体チャンバおよび先端流体チャンバに分離する。アブレーション処置中、超音波撮像センサを、ユーザインタフェースに表示することができる複数の超音波画像を生成するように割り当てることができる。
2015506209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体組織を治療しかつ撮像するアブレーションプローブであって、
身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、
前記アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、複数の流体チャネルを含む先端チップ挿入物と、
前記先端チップ挿入物に結合された複数の超音波撮像センサであって、前記音響開口部を通して超音波を送信するように構成された複数の超音波撮像センサと、を具備するプローブ。
【請求項２】
前記アブレーション電極チップが管状金属シェルを備える、請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記先端チップ挿入物が、各々が超音波撮像センサを受け入れるように構成された複数の凹部を含む、請求項１に記載のプローブ。
【請求項４】
前記アブレーション電極チップの内腔が、基端流体チャンバおよび先端流体チャンバを含み、前記基端流体チャンバおよび前記先端流体チャンバが、前記先端チップ挿入物によって分離され、前記流体チャネルを介して互いに流体結合されている、請求項１に記載のプローブ。
【請求項５】
前記先端チップ挿入物が、基端部分および先端部分を有する略円柱状挿入物本体を備える、請求項１に記載のプローブ。
【請求項６】
前記流体チャネルが、前記挿入物本体の基端部分に沿って縦方向に延在している、請求項５に記載のプローブ。
【請求項７】
前記超音波撮像センサが、前記先端チップ挿入物の周りで円周方向に配置されている、請求項１に記載のプローブ。
【請求項８】
前記流体チャネルが、前記先端チップ挿入物の周りで円周方向に配置されている、請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記流体チャネルが、前記超音波撮像センサから円周方向にずれている、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１０】
前記アブレーション電極チップに結合された長尺状プローブ本体をさらに具備する、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記長尺状プローブ本体の先端部分を前記アブレーション電極チップに結合する基端チップ挿入物をさらに具備する、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１２】
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の灌流ポートをさらに具備する、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記灌流ポートが、前記音響開口部の先端側および基端側の少なくともいずれか一方で前記アブレーション電極チップの周りに位置している、請求項１２に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記超音波撮像センサが、超音波を前記アブレーション電極チップの側部から送信するように構成された複数の横向き超音波撮像センサを備える、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記横向き超音波撮像センサが各々、前記先端チップ挿入物内の凹部に結合されている、請求項１４に記載のプローブ。
【請求項１６】
前記超音波撮像センサが、前記アブレーション電極チップの先端部から出て前方方向に超音波を送信するように構成された少なくとも１つの先端向き超音波撮像センサを含む、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１７】
前記先端向き超音波撮像センサが、前記先端チップ挿入物内の内部ボアに結合されている、請求項１６に記載のプローブ。
【請求項１８】
身体組織を治療しかつ撮像するアブレーションプローブであって、
基端部分および先端部分を有する長尺状プローブ本体と、
前記長尺状プローブ本体の先端部分に結合されたアブレーション電極チップであって、アブレーション・エネルギーを身体組織に送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、
前記アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、前記内腔を基端流体チャンバおよび先端流体チャンバに分離する先端チップ挿入物と、
各々が前記先端チップ挿入物内の対応する凹部に結合された複数の横向き超音波撮像センサであって、各々が、前記アブレーション電極チップの側部から超音波を送信するように構成されている、複数の横向き超音波撮像センサと、
前記先端チップ挿入物の外側延出部の周りに配置され、かつ、前記超音波撮像センサから円周方向にずれている複数の流体チャネルと、
前記先端チップ挿入物に結合された先端向き超音波撮像センサであって、前記アブレーション電極チップの先端部から出て前方方向に超音波を送信するように構成された先端向き超音波撮像センサと、を具備するプローブ。
【請求項１９】
アブレーションおよび超音波撮像システムであって、
身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されたプローブであって、
アブレーション電極チップと、
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、
前記アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、複数の流体チャネルを含む先端チップ挿入物と、
前記先端チップ挿入物に結合された複数の超音波撮像センサであって、前記音響開口部を通して超音波を送信するように構成されている複数の超音波撮像センサと、を備えるプローブと、
電気信号を生成し前記アブレーション電極チップに供給するように構成されたアブレーション治療モジュールと、
前記超音波撮像センサから受信した超音波撮像信号を処理するように構成された超音波撮像モジュールと、を具備するアブレーションおよび超音波撮像システム。
【請求項２０】
前記超音波撮像モジュールが、
各超音波撮像センサを制御する制御信号を生成するように構成された信号発生器と、
各超音波撮像センサから受信した電気信号を処理し複数の超音波画像を生成するように構成された画像プロセッサと、を備える、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、アブレーション処置中に体内の組織を撮像する装置およびシステムに関する。より詳細には、本開示は、超音波撮像機能を備えたアブレーションプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
アブレーション治療では、多くの場合、体内の標的アブレーション部位において身体組織のさまざまな特性を確定する必要がある。たとえば、インターベンショナル心臓電気生理学（ＥＰ：ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ）処置において、医師は、心臓内または心臓近くの標的アブレーション部位で心臓組織の状態を確定しなければならないことが多い。いくつかのＥＰ処置中、医師は、大静脈または大動脈を通して治療対象の心臓の内部領域内にマッピングカテーテルを送達する。そして、医師は、マッピングカテーテルを使用して、カテーテルによって支持される複数のマッピング要素を隣接する心臓組織と接触するように配置することによって、心律動障害または心律動異常の原因を特定し、その後、カテーテルを操作して心臓の内部領域の電気生理学マップを生成することができる。心臓のマップが生成されると、医師は、その後、アブレーションカテーテルを心臓内に前進させ、カテーテルチップによって支持されるアブレーション電極を標的心臓組織の近くに位置決めして組織を焼灼して焼灼巣を形成し、それにより、心律動障害または心律動異常を治療することができる。いくつかの技術では、アブレーションカテーテル自体が複数のマッピング電極を含むことができ、それにより、マッピングおよびアブレーションの両方に対して同じ装置を使用することができる。
【０００３】
インターベンショナル心臓学、インターベンショナルラジオロジーおよび電気生理学等の用途において身体組織を直接視覚化するために、さまざまな超音波ベース撮像カテーテルおよびプローブが開発されてきた。たとえば、インターベンショナル心臓電気生理学処置では、心臓の解剖学的構造の視覚化を直接かつリアルタイムに可能にする超音波撮像装置が開発された。いくつかの電気生理学処置では、たとえば、超音波カテーテルを使用して、心房内中隔を撮像し、心房中隔の経中隔横断を誘導し、肺静脈の位置を特定しそれを撮像し、穿孔および心膜液貯留の徴候があるか心臓の心房腔をモニタリングすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの超音波ベース撮像システムは、患者に対して治療を行うために使用されるマッピングカテーテルおよびアブレーションカテーテルとは別個の撮像プローブを備えている。その結果、体内で各装置の位置を追跡するために、位置追跡システムが使用される場合がある。処置によっては、医師が、焼灼すべき組織の状態を迅速かつ正確に確定することが困難な場合もある。さらに、多くの超音波ベース撮像システムを使用して得られる画像は、蛍光透視撮像システム等の別個の撮像システムから得られる画像を参照することなく読み取り理解することが困難なことが多い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、概して、アブレーション処置中に体内の解剖学的構造を撮像する装置およびシステムに関する。
実施例１では、身体組織を治療しかつ撮像するアブレーションプローブは、身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、複数の流体チャネルを含む先端チップ挿入物と、先端チップ挿入物に結合された複数の超音波撮像センサであって、音響開口部を通して超音波を送信するように構成された複数の超音波撮像センサと、を備えている。
【０００６】
実施例２では、実施例１によるプローブであって、アブレーション電極チップは管状金属シェルを備えている。
実施例３では、実施例１または２のいずれかによるプローブであって、先端チップ挿入物は、各々が超音波撮像センサを受け入れるように構成された複数の凹部を含む。
【０００７】
実施例４では、実施例１〜３のいずれかによるプローブであって、アブレーション電極チップの内腔は、基端流体チャンバおよび先端流体チャンバを含み、基端流体チャンバおよび先端流体チャンバは、先端チップ挿入物によって分離され、流体チャネルを介して互いに流体結合されている。
【０００８】
実施例５では、実施例１〜４のいずれかによるプローブであって、先端チップ挿入物は、基端部分および先端部分を有する略円柱状挿入物本体を備えている。
実施例６では、実施例５によるプローブであって、流体チャネルは、先端挿入物本体の基端部分に沿って縦方向に延在している。
【０００９】
実施例７では、実施例１〜５のいずれかによるプローブであって、超音波撮像センサは、先端チップ挿入物の周りで円周方向に配置されている。
実施例８では、実施例１〜７のいずれかによるプローブであって、流体チャネルは、先端チップ挿入物の周りで円周方向に配置されている。
【００１０】
実施例９では、実施例１〜８のいずれかによるプローブであって、流体チャネルは、超音波撮像センサから円周方向にずれている。
実施例１０では、実施例１〜９のいずれかによるプローブであって、アブレーション電極チップに結合された長尺状プローブ本体をさらに備えている。
【００１１】
実施例１１では、実施例１〜１０のいずれかによるプローブであって、長尺状プローブ本体の先端部分をアブレーション電極チップに結合する基端チップ挿入物をさらに備えている。
【００１２】
実施例１２では、実施例１〜１１のいずれかによるプローブであって、アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の灌流ポートをさらに備えている。
実施例１３では、実施例１２によるプローブであって、灌流ポートは、音響開口部の先端側および基端側の少なくともいずれか一方でアブレーション電極チップの周りに位置している。
【００１３】
実施例１４では、実施例１〜１３のいずれかによるプローブであって、超音波撮像センサは、超音波をアブレーション電極チップの側部から送信するように構成された複数の横向き超音波撮像センサを備えている。
【００１４】
実施例１５では、実施例１４によるプローブであって、横向き超音波撮像センサは各々、先端チップ挿入物内の凹部に結合されている。
実施例１６では、実施例１〜１５のいずれかによるプローブであって、超音波撮像センサは、アブレーション電極チップの先端部から出て前方方向に超音波を送信するように構成された少なくとも１つの先端向き超音波撮像センサを含む。
【００１５】
実施例１７では、実施例１６によるプローブであって、先端向き超音波撮像センサは、先端チップ挿入物内の内部ボアに結合されている。
実施例１８では、身体組織を治療しかつ撮像するアブレーションプローブは、基端部分および先端部分を有する長尺状プローブ本体と、長尺状プローブ本体の先端部分に結合されたアブレーション電極チップであって、アブレーション・エネルギーを身体組織に送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、内腔を基端流体チャンバおよび先端流体チャンバに分離する先端チップ挿入物と、各々が先端チップ挿入物内の対応する凹部に結合された複数の横向き超音波撮像センサであって、各々が、アブレーション電極チップの側部から超音波を送信するように構成されている、複数の横向き超音波撮像センサと、先端チップ挿入物の外側延出部の周りに配置され、かつ、超音波撮像センサから円周方向にずれている複数の流体チャネルと、先端挿入物に結合された先端向き超音波撮像センサであって、アブレーション電極チップの先端部から出て前方方向に超音波を送信するように構成された先端向き超音波撮像センサと、を備えている。
【００１６】
実施例１９では、アブレーションおよび超音波撮像システムは、身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されたプローブであって、アブレーション電極チップと、アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、複数の流体チャネルを含む先端チップ挿入物と、先端チップ挿入物に結合された複数の超音波撮像センサであって、音響開口部を通して超音波を送信するように構成されている複数の超音波撮像センサとを備えるプローブと、電気信号を生成しアブレーション電極チップに供給するように構成されたアブレーション治療モジュールと、超音波撮像センサから受信した超音波撮像信号を処理するように構成された超音波撮像モジュールと、を備えている。
【００１７】
実施例２０では、実施例１９によるシステムであって、超音波撮像モジュールは、各超音波撮像センサを制御する制御信号を生成するように構成された信号発生器と、各超音波撮像センサから受信した電気信号を処理し複数の超音波画像を生成するように構成された画像プロセッサとを備えている。
【００１８】
複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらなる他の実施形態が、本発明の例示的な実施形態を示し記載する以下の詳細な説明から当業者には明らかとなろう。したがって、図面および詳細な説明は、限定的ではなく本質的に例示的であるものとしてみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的な実施形態による結合されたアブレーションおよび撮像システムの概略図である。
【図２】図１の結合されたアブレーションおよび超音波撮像プローブの先端部分をより詳細に示す斜視図である。
【図３】アブレーション電極チップの断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿ったアブレーション電極チップの断面図である。
【図５】図２の線５−５に沿った高周波電極の断面図である。
【図６】図３の基端チップ挿入物の斜視図である。
【図７】図３の先端チップ挿入物の斜視図である。
【図８】図７の線８−８に沿った図７の先端チップ挿入物の端面図である。
【図９】図７の線９−９に沿った先端チップ挿入物の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、さまざまな変更形態および代替形態に適用できるが、具体的な実施形態を、図面において例として示しており、以下に詳細に記載する。しかしながら、目的は、本発明を記載された特定の実施形態に限定することではない。対照的に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の範囲内にあるすべての変更形態、均等物および代替形態を包含するように意図されている。
【００２１】
図１は、例示的な実施形態による結合されたアブレーションおよび撮像システム１０の概略図である。図１に示すように、システム１０は、結合されたアブレーションおよび超音波撮像プローブ１２と、高周波発生器１４と、流体リザーバおよびポンプ１６と、超音波撮像モジュール１８とを含む。プローブ１２は、ハンドルアセンブリ２４が装備された基端部分２２を有する長尺状プローブ本体２０と、アブレーション電極チップ２８を含む偏向可能な先端部分２６とを備えている。プローブ本体２０は、流体リザーバおよびポンプ１６に流体結合された内部冷却流体内腔２９を含み、それは、生理食塩水等の冷却流体を、プローブ本体２０を通してアブレーション電極チップ２８の複数の灌流ポート３０に供給する。プローブ本体２０は、導体を支持する追加の内腔または他の管状要素、追加の流体内腔、熱電対、挿入可能なスタイレットおよび他の構成要素をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、プローブ本体２０は、本体２０の回転剛性を増大させるように編組金属メッシュを備えた可撓性プラスチック管材を備えている。
【００２２】
高周波発生器１４は、アブレーション電極チップ２８を使用してアブレーション処置を行うために高周波エネルギーを発生させるように構成されている。高周波発生器１４は、高周波エネルギー源３２と、チップ２８によって送達される高周波エネルギーのタイミングおよびレベルを制御するコントローラ３４とを含む。アブレーション処置中、高周波発生器１４は、アブレーションのために特定されるかまたは標的化されるいかなる部位も焼灼するように、制御された方法で、チップ２８にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されている。標的部位を焼灼するために、高周波発生器１４に加えてまたはその代りに他の種類のアブレーション源を使用することも可能である。他の種類のアブレーション源の例としては、限定されないが、マイクロ波発生器、音響発生器、クライオアブレーション発生器およびレーザ／光発生器を挙げることができる。
【００２３】
超音波撮像モジュール１８は、プローブチップ２８内に位置するいくつかの超音波撮像センサ３６から受け取る信号に基づいて、体内で解剖学的構造の高解像度超音波画像（たとえば、Ａモード画像、Ｍモード画像またはＢモード画像）を生成するように構成されている。図１の実施形態では、超音波撮像モジュール１８は、超音波信号発生器４０および画像プロセッサ４２を含む。超音波信号発生器４０は、超音波センサ３６の各々を制御する電気信号を提供するように構成されている。そして、超音波撮像センサ３６から再び受け取られた撮像信号は、画像プロセッサ４２に供給され、画像プロセッサ４２は、それらの信号を処理し、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ：ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４４に表示することができる画像を生成する。たとえば、特定の実施形態では、ＧＵＩ４４に表示される超音波画像を使用して、医師が体内を通してプローブ１２を前進させるのを支援し、アブレーション処置を行うことができる。たとえば、心臓アブレーション処置では、超音波信号から生成される超音波画像を使用して、心臓または周囲の解剖学的構造内におけるプローブ１２の組織接触を確認し、体内のプローブ１２の向きを確定し、標的アブレーション部位における組織の組織深さを確定し、かつ／または、組織内に形成されている焼灼巣の進行を視覚化することができる。
【００２４】
超音波撮像モジュール１８内の回路とともに超音波撮像センサ３６に関連するさまざまな特性を制御して、センサ３６が、組織境界（たとえば、血液または他の体液）、焼灼巣形成および進行とともに、アブレーション処置の前、処置中および／または処置の後の組織の他の特性を正確に検出するのを可能にすることができる。プローブ１２を使用して視覚化することができる組織特性例としては、限定されないが、組織内部の流体蒸発の存在、以前の瘢痕の存在、形成されている焼灼巣の大きさおよび形状とともに、心臓組織に隣接する構造（たとえば、肺、食道）が挙げられる。超音波撮像センサ３６が体内の解剖学的構造を視覚化することができる深さは、センサ３６の機械的特性、信号発生器４０の駆動周波数を含むセンサ回路の電気的特性、センサ３６と周囲の解剖学的構造との間の境界状態および減衰の度合いとともに、他の要素によって決まる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、プローブ１２は、術者が体内でプローブ１２を偏向させ操縦するのを可能にする操縦機構をさらに含む。たとえば、一実施形態では、ハンドル２４に回転可能に結合された操縦つまみ４６等の操縦部材を使用して、アブレーション電極チップ２８を、プローブ本体２０の長手方向軸に対して１つまたは複数の方向に偏向させることができる。ハンドル２４に対する第１方向における操縦つまみ４６の回転移動により、プローブ本体２０内の操縦ワイヤはプローブ本体２０に対して基端方向に移動し、それにより、プローブ本体２０の先端部分２６が、弧形状等の特定の形状に曲がる。そして、操縦つまみ４６が反対方向に回転移動することにより、プローブ本体２０の先端部分２６が、図示するようにその元の形状に戻る。偏向を支援するために、いくつかの実施形態では、プローブ本体２０は、プローブ本体２０の他の部分より低デュロメータの材料から作製された１つまたは複数の領域を含む。
【００２６】
システム１０は、心臓を診断し治療する心内電気生理学処置で使用される医療システムに関連して記載されているが、他の実施形態では、システム１０を、前立腺、脳、胆嚢、子宮、食道および／または体内の他の領域等、他の解剖学的構造を治療し、診断し、または他の方法で視覚化するために使用することができる。さらに、図１の要素のうちの多くは、本質的に機能的なものであり、これらの機能を行う構造をいかなるようにも限定するようには意図されていない。たとえば、機能ブロックのうちのいくつかを、単一装置で具現化することができ、または機能ブロックのうちの１つまたは複数を、複数の装置で具現化することができる。
【００２７】
図２は、図１のプローブ１２の先端部分２６をより詳細に示す斜視図である。図２においてさらに示されるように、アブレーション電極チップ２８は、チップ２８を包囲する身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成された高周波アブレーション電極４８を備えている。図２の実施形態では、高周波アブレーション電極４８は、プローブ本体２０の先端部５０からチップ２８の先端部５２まで延在する管状金属シェルを備えている。アブレーション電極チップ２８を貫通して配置された複数の露出した開口部５４ａ、５４ｂ、５４ｃが、超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄによって送信される超音波がチップ２８を通過して周囲の組織内に入るのを可能にする音響開口部を形成している。組織から反射される反射超音波は、音響開口部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを通過し、受信モードで動作している超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄによって検知される。いくつかの実施形態では、音響開口部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、アブレーション電極チップ２８の壁を通して形成された露出開口部または穴を含む。
【００２８】
アブレーション電極としての役割を果たすことに加えて、高周波アブレーション電極４８はまた、超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、高周波アブレーション電極４８を高周波発生器１４に結合する導体、超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを超音波撮像モジュール１８に結合する導体、操縦機構の１つまたは複数の操縦ワイヤとともに他の構成要素を収容する、ハウジングとしても機能する。特定の実施形態では、高周波アブレーション電極４８は、白金−インジウム等の導電性合金を含み、それは、アブレーション治療を提供する電極としての役割を果たすことに加えて、蛍光透視法を使用して体内のアブレーション電極チップ２８の位置を特定する蛍光透視マーカとしても使用される。
【００２９】
図２の実施形態では、プローブ１２は、アブレーション電極チップ２８の先端部５２にまたはその近くに位置する先端向き超音波撮像センサ３６ａを含む。他の実施形態では、アブレーション電極チップ２８の先端部５２にまたはその近くに、複数の先端向き超音波撮像センサ３６ａが位置している。各超音波センサ３６ａは、超音波を、主にアブレーション電極チップ２８の先端部５２から出て前方すなわち先端方向に送信するように構成されている。チップ２８内の先端向き超音波撮像センサ３６ａに近接する位置に配置された超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの第２組は、超音波を、主にアブレーション電極チップ２８の側部から出て横向きすなわち側方向き方向に送信するように構成されている。超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄから反射する反射波は、超音波撮像モジュール１８が周囲の身体組織の画像を生成するのに使用することができる信号を生成する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、各々、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミック材料、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電ポリマーから形成された圧電変換器を備えている。いくつかの実施形態では、アブレーション電極チップ２８は、３つの横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを含み、それらは各々、チップ２８の側部に隣接して位置する組織の撮像で使用されるように、チップ２８の周囲で互いに１２０°の間隔で円周方向に向けられている。他の実施形態では、プローブチップ２８の側部に隣接する組織を撮像するために、それより多いかまたは少ない数の横向き超音波撮像センサが採用される。
【００３１】
図２の実施形態では、アブレーション電極チップ２８は、チップ２８および周囲組織を冷却するように冷却流体を送達するために使用される複数の灌流ポート３０を含む開放灌流式構造を有している。他の実施形態では、アブレーション電極チップ２８は、冷却流体が、周囲組織内に放出されることなくチップ２８を通って再循環する、閉鎖灌流式構造を有している。いくつかの実施形態では、アブレーション電極チップ２８は６つの灌流ポート３０を備え、それらは各々、チップ２８の周りで互いに６０°間隔を空けて円周方向に、かつ、先端向き超音波センサ３６ａの基端側でありかつ横向き超音波センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの位置の先端側の位置に配置されている。他の実施形態では、より多いかまたは少ない数の流体灌流ポート３０が採用される。いくつかの実施形態では、流体灌流ポート３０は、形状が円形であり、直径がおよそ０．１２７ミリメートル（０．００５インチ）から０．５０８ミリメートル（０．０２インチ）の範囲である。しかしながら、灌流ポート３０の大きさ、数および／または位置は変更することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、アブレーション電極チップ２８は、横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの基端側でチップ２８の周りで円周方向に位置する複数の流体灌流ポート３０をさらに含む。アブレーション治療中、冷却流体を使用して、温度が制御され、アブレーション電極チップ２８上の凝塊形成が低減され、したがって、チップ２８と接触する組織のインピーダンス上昇が防止され、チップ２８から組織内に送達される高周波アブレーション・エネルギーの伝達が増大する。
【００３２】
図３は、アブレーション電極チップ２８の断面図である。図３においてさらに示されるように、アブレーション電極チップ２８は、超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄと、電力をセンサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに送信しかつそれらから戻る信号を受信する電気導管５８、６０、６２、６３と、高周波電極４８に高周波アブレーション・エネルギーを供給する電気導管６４とを収容する内腔５６を含む。いくつかの実施形態では、電気導管５８、６０、６２、６３、６４は、高周波発生器１４を高周波電極４８にかつ超音波撮像モジュール１８を超音波撮像センサ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに電気的に接続するために使用されるワイヤリードを収容する絶縁管状部材を備えている。プローブ１２を貫通して延びる流体導管６６は、流体リザーバおよびポンプ１６からアブレーション電極チップ２８の内腔５６に冷却流体を供給し、その後、冷却流体は、灌流ポート３０を通って周囲組織内に送られる。プローブ１２を貫通して延びている熱電対リード６８は、アブレーション処置中にアブレーション電極チップ２８の温度を検知するために内腔５６内に位置する熱電対７０において先端側で終端する。
【００３３】
アブレーション電極チップ２８をプローブ本体２０の先端部５０に結合するために、基端チップ挿入物７２が使用される。先端チップ挿入物７４が、アブレーション電極チップ２８内の横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを支持するように構成され、内腔５６を、基端流体チャンバ７６および先端流体チャンバ７８に分割している。先端チップ挿入物７４の長さに沿って縦方向に延在する複数の流体チャネル８０が、基端流体チャンバ７６を先端流体チャンバ７８に流体接続している。アブレーション中、アブレーション電極チップ２８内に先端チップ挿入物７４が存在することにより、冷却流体が基端流体チャンバ７６に入る際に背圧がもたらされ、それにより、流体が、強制的にチャネル８０を通って先端流体チャンバ７８内に入れられる前に循環する。
【００３４】
図４は、図３の線４−４に沿ったアブレーション電極チップ２８の断面図である。図４に関連して、いくつかの実施形態では、先端チップ挿入物７４は、冷却流体を基端流体チャンバ７６から先端流体チャンバ７８に供給する３つの流体チャネル８０を含む。図４においてさらに示されるように、いくつかの実施形態では、アブレーション電極チップ２８は、先端チップ挿入物７４の周りに１２０°の角度αで互いに等しく間隔を空けて配置されている３つの横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを含む。図４の実施形態では、３つの横向き超音波センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが示されているが、より多いかまたは少ない数の超音波撮像センサを採用することができる。限定としてではなく例として、先端チップ挿入物７４の周りに９０°の等間隔角度αで、４つの超音波撮像センサを配置することができる。撮像中、先端チップ挿入物７４の周りに間隔を空けて配置された複数の横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを使用することにより、センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄのうちの少なくとも１つの視野が、標的組織に対するチップの向きに関らず標的組織に近接していることが確実になる。こうした構成により、医師は、プローブ１２が組織と接触するとプローブ１２を回転させる必要なく、標的部位を容易に視覚化することも可能である。
【００３５】
アブレーション電極チップ２８内の空間を節約するために、流体チャネル８０は各々、超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄから円周方向にずれている。３つの横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが採用されている図示する実施形態では、流体チャネル８０の各々は、先端チップ挿入物７４の周りに１２０°の等間隔角度β１で円周方向に配置されており、各隣接する超音波撮像センサからおよそ６０°の角度β２、円周方向にずれている。流体チャネル８０の各々の間の角度β１、および各流体チャネル８０と隣接する超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄとの間の角度β２を、他の実施形態では、提供される流体チャネルおよび／または超音波撮像センサの数によって変更することができる。いくつかの実施形態では、流体チャネル８０は、各々、断面積が等しく、先端チップ挿入物７４の中心の周りに等しく配置されている。流体チャネルの数および形態を変更することができる。たとえば、一実施形態では、流体チャネルは、たとえば、内容がすべての目的で全体として参照により本明細書に組み込まれる、「超音波組織撮像用の流体ベース音響結合を備えるアブレーションプローブ（Ａｂｌａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｗｉｔｈ  Ｆｌｕｉｄ−Ｂａｓｅｄ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）」と題する同時係属米国特許出願第    号明細書に記載されているように、超音波撮像センサの音響通路と円周方向に位置合せされる。
【００３６】
図５は、図２の線５−５に沿った高周波電極４８の断面図である。図５においてさらに示されるように、高周波電極４８は管状シェル８２を備え、シェル８２の周囲に６つの灌流ポート３０が、６０°の角度Φで互いから等しく間隔が空けて配置されている。他の実施形態では、灌流ポート３０の数、寸法および各々の間の角度Φを変更することができる。灌流流体による超音波撮像センサ３６からの超音波の送信への干渉を最小限にするために、いくつかの実施形態では、灌流ポート３０の中心は、横向き音響開口部５４ｂ、５４ｃの中心から円周方向にずれている。たとえば、アブレーション電極チップ２８が、３つの横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄと６つの灌流ポート３０とを含む実施形態では、灌流ポート３０を、各隣接する側部音響開口部５４ｂ、５４ｃからおよそ３０°の角度、円周方向にずらすことができる。この円周方向のずれを、他の実施形態では、撮像センサ３６の数および形態とともに他の要素によって変更することができる。いくつかの実施形態では、灌流ポート３０は、形状が円形であり、直径がおよそ０．１２７ミリメートル（０．００５インチ）から０．５０８ミリメートル（０．０２インチ）の範囲である。
【００３７】
図６は、図３の基端チップ挿入物７２の斜視図である。図６においてさらに示されるように、基端チップ挿入物７２は、基端部分８６および先端部分８８を有する中空金属挿入物本体８４を備えている。基端部分８６は、プローブ本体２０の先端部５０に付着するように構成されている。そして、先端部分８８は、基端部分８６に対して外径が拡大しており、高周波電極シェル８２に付着するように構成されている。いくつかの実施形態では、基端チップ挿入物７２は、プローブ本体２０の先端部５０と高周波電極シェル８２との両方に、摩擦嵌合、はんだ、溶接および／または接着剤取付を介して結合されている。基端部分８６から先端部分８８への遷移部における肩部９０は、プローブ本体２０の先端部５０を高周波電極シェル８２と同一平面に位置合せするフランジとしての役割を果たす。
【００３８】
基端チップ挿入物７２内に配置される第１内腔９２が、電気信号および冷却流体をアブレーション電極チップ２８に供給する電気導管および流体導管５８、６０、６２、６４、６６用の導管を提供する。基端チップ挿入物７２内に配置される第２内腔９４が、プローブ１２を偏向させるために使用される操縦機構用の導管を提供する。
【００３９】
図７は、図３の先端チップ挿入物７４の斜視図である。図７に示すように、先端チップ挿入物７４は、基端部分１００および先端部分１０２を有する円柱状金属本体９８を備えている。図７の実施形態では、基端部分１００の外側延出部（ｏｕｔｅｒ  ｅｘｔｅｎｔ）１０４は、側部音響開口部５４ｂ、５４ｃの位置に隣接して高周波電極シェル８２内に適合するように大きさが決められ、３つの流体チャネル８０を含む。外側延出部１０４は、各々が横向き超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄのうちの対応する１つを受け入れるように構成されている複数の凹部１０６をさらに含む。いくつかの実施形態では、凹部１０６は、超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを、超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが外側延出部１０４と実質的に同一平面に位置するように受け入れるように大きさおよび形状が決められている。先端チップ挿入物７４の基端部に位置する露出開口部１０８が、超音波撮像センサ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ用の電気導管を凹部１０６内に送るチャネルを提供する。
【００４０】
先端チップ挿入物７４の先端部分１０２は、アブレーション電極チップ２８内で先端向き超音波撮像センサ３６ａを支持するように構成されている。先端部分１０２の外側延出部１１０は、基端部分１００に対して直径が減少している。この直径の減少により、流体チャネル８０を介して冷却流体を受け入れる環状先端流体チャンバ７８（図３を参照）がもたらされる。
【００４１】
挿入物本体９８の基端部分１００内の穴１１２が、アブレーション電極チップ２８の温度を検知するために使用される熱電対の先端部を受け入れるように構成されている。図８〜図９においてさらに示されるように、挿入物本体１０４の基端部分１０８および先端部分１１０を貫通して延びる第２の中心ボア１１４が、先端向き超音波撮像センサ３６ａとセンサ３６ａを超音波撮像モジュール１８に接続する電気導管６３の一部とを受け入れるように構成されている。いくつかの実施形態では、先端部分１０２を貫通して配置されている複数の側部穴１１６を使用して、先端向き超音波撮像センサ３６ａの位置合せおよび取付が可能になる。
【００４２】
本発明の範囲から逸脱することなく、考察した例示的な実施形態に対してさまざまな変更および追加を行うことができる。たとえば、上述した実施形態は特定の特徴を言及しているが、本発明の範囲は、特徴の異なる組合せを有する実施形態、および記載した特徴のすべては含まない実施形態も含む。したがって、本発明の範囲は、請求項の範囲内にあるこうした代替形態、変更形態および変形形態のすべてを、それらのすべての均等物とともに包含するように意図されている。
【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９】
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【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月18日(2014.8.18)
【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】
身体組織を治療しかつ撮像するアブレーションプローブであって、
身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、
前記アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、複数の流体チャネルを含む先端チップ挿入物と、
前記先端チップ挿入物に結合された複数の超音波撮像センサであって、前記音響開口部を通して超音波を送信するように構成された複数の超音波撮像センサと、を具備するプローブ。
【請求項２】
前記アブレーション電極チップが管状金属シェルを備える、請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記先端チップ挿入物が、各々が超音波撮像センサを受け入れるように構成された複数の凹部を含む、請求項１に記載のプローブ。
【請求項４】
前記アブレーション電極チップの内腔が、基端流体チャンバおよび先端流体チャンバを含み、前記基端流体チャンバおよび前記先端流体チャンバが、前記先端チップ挿入物によって分離され、前記流体チャネルを介して互いに流体結合されている、請求項１に記載のプローブ。
【請求項５】
前記先端チップ挿入物が、基端部分および先端部分を有する略円柱状挿入物本体を備える、請求項１に記載のプローブ。
【請求項６】
前記流体チャネルが、前記挿入物本体の基端部分に沿って縦方向に延在している、請求項５に記載のプローブ。
【請求項７】
前記超音波撮像センサが、前記先端チップ挿入物の周りで円周方向に配置されている、請求項１に記載のプローブ。
【請求項８】
前記流体チャネルが、前記先端チップ挿入物の周りで円周方向に配置されている、請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記流体チャネルが、前記超音波撮像センサから円周方向にずれている、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１０】
前記アブレーション電極チップに結合された長尺状プローブ本体をさらに具備する、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記長尺状プローブ本体の先端部分を前記アブレーション電極チップに結合する基端チップ挿入物をさらに具備する、請求項１０に記載のプローブ。
【請求項１２】
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の灌流ポートをさらに具備する、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記灌流ポートが、前記音響開口部の先端側および基端側の少なくともいずれか一方で前記アブレーション電極チップの周りに位置している、請求項１２に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記超音波撮像センサが、超音波を前記アブレーション電極チップの側部から送信するように構成された複数の横向き超音波撮像センサを備える、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記横向き超音波撮像センサが各々、前記先端チップ挿入物内の凹部に結合されている、請求項１４に記載のプローブ。
【請求項１６】
前記超音波撮像センサが、前記アブレーション電極チップの先端部から出て前方方向に超音波を送信するように構成された少なくとも１つの先端向き超音波撮像センサを含む、請求項１に記載のプローブ。
【請求項１７】
前記先端向き超音波撮像センサが、前記先端チップ挿入物内の内部ボアに結合されている、請求項１６に記載のプローブ。
【請求項１８】
身体組織を治療しかつ撮像するアブレーションプローブであって、
基端部分および先端部分を有する長尺状プローブ本体と、
前記長尺状プローブ本体の先端部分に結合されたアブレーション電極チップであって、アブレーション・エネルギーを身体組織に送達するように構成されたアブレーション電極を含むアブレーション電極チップと、
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、
前記アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、前記内腔を基端流体チャンバおよび先端流体チャンバに分離する先端チップ挿入物と、
各々が前記先端チップ挿入物内の対応する凹部に結合された複数の横向き超音波撮像センサであって、各々が、前記アブレーション電極チップの側部から超音波を送信するように構成されている、複数の横向き超音波撮像センサと、
前記先端チップ挿入物の外側延出部の周りに配置され、かつ、前記超音波撮像センサから円周方向にずれている複数の流体チャネルと、
前記先端チップ挿入物に結合された先端向き超音波撮像センサであって、前記アブレーション電極チップの先端部から出て前方方向に超音波を送信するように構成された先端向き超音波撮像センサと、を具備するプローブ。
【請求項１９】
アブレーションおよび超音波撮像システムであって、
身体組織にアブレーション・エネルギーを送達するように構成されたプローブであって、
アブレーション電極チップと、
前記アブレーション電極チップを貫通して配置された複数の音響開口部と、
前記アブレーション電極チップの内腔内に配置された先端チップ挿入物であって、複数の流体チャネルを含む先端チップ挿入物と、
前記先端チップ挿入物に結合された複数の超音波撮像センサであって、前記音響開口部を通して超音波を送信するように構成されている複数の超音波撮像センサと、を備えるプローブと、
電気信号を生成し前記アブレーション電極チップに供給するように構成されたアブレーション治療モジュールと、
前記超音波撮像センサから受信した超音波撮像信号を処理するように構成された超音波撮像モジュールと、を具備するアブレーションおよび超音波撮像システム。
【請求項２０】
前記超音波撮像モジュールが、
各超音波撮像センサを制御する制御信号を生成するように構成された信号発生器と、
各超音波撮像センサから受信した電気信号を処理し複数の超音波画像を生成するように構成された画像プロセッサと、を備える、請求項１９に記載のシステム。
【国際調査報告】
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