(57)【要約】【解決手段】  或る実施形態では、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、端部と中間部を備えている。端部と中間部とは構成が異なっており、電極に電流を流したときに、端部付近で放射される第１切除エネルギー密度対中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率が、端部と中間部を同じ構成にした場合の比率よりも低くなるように作られている。別の実施形態では、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、渦巻線を介在させた少なくとも２つの別々のコイル状の導体を備えている。
2006506184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織を切除するための装置において、
シャフトと、
前記シャフトに取り付けられた組織切除電極であって、第１端部と中間部を備えており、前記第１端部と前記中間部とは構成が異なっており、前記電極に電流を流したときに、前記第１端部付近で放射される第１切除エネルギー密度対前記中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率は、前記第１端部と前記中間部を同じ構成にした場合の比率よりも低くなるように作られている電極と、を備えている装置。
【請求項２】
前記電極の第１端部は、互いに間隔を空けて配置された渦巻線を有するコイル状の導体の第１部を備えている、請求項１に記載の装置。  
【請求項３】
前記電極の中間部は、前記コイル状の導体の第１部の渦巻線よりも密に配置された渦巻線を有するコイル状の導体の第２部を備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記コイル状の導体の第２部の少なくとも２つの渦巻線は、互いに接触している、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記電極は、その渦巻線の少なくとも幾つかの線の間に間隔を有するコイル状の導体を備えており、前記渦巻線を形成している前記導体の断面幅は、前記第１端部の方が前記中間部よりも狭い、請求項１乃至４の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記電極は、渦巻線を介在させた少なくとも２つの別々のコイル状の導体を備えている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記電極は、隣接する渦巻線の間の間隔が、前記電極の各端部から前記電極の中間部に向かって徐々に小さくなっているコイル状の導体を備えている、請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記電極は、少なくとも前記第１端部が非導電性物質で部分的にマスキングされた概ね円筒形もしくは円柱形の導体を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記電極は、前記第１端部付近の方が前記中間部付近よりも、低密度のエネルギー放射表面積を有する概ね円筒形の導体を備えている、請求項１又は８に記載の装置。
【請求項１０】
組織を切除できるだけのエネルギーを前記電極に与えるために切除エネルギー発生器と組み合わせて構成されている、請求項１乃至９の何れか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記シャフトは細長いカテーテルの遠位端を備えている、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記細長いカテーテルの遠位端は操縦可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記電極は、前記電極の端部の少なくとも一部が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所の下に少なくとも部分的には配置されるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記電極は、前記電極の端部の上面が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所と実質的に面一になるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記電極は、前記第１端部の反対側に第２端部を更に備えており、前記第２端部も前記中間部とは構成が異なっており、前記電極に電流を流したときに、前記第２端部付近で放射される第３切除エネルギー密度対前記中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率が、前記第２端部と前記中間部を同じ構成にした場合の比率よりも低くなるように作られている、請求項１乃至１４の何れか一項に記載の装置。
【請求項１６】
組織を切除するための装置において、
シャフトと、
前記シャフトに取り付けられた組織切除電極であって、少なくとも第１端部と中間部とを備えており、コイル以外の形状に構成された少なくとも１つのエネルギー放射領域を有しており、少なくとも前記中間部は、前記中間部にエッジ効果を導入するように構成及び配置されていて、前記電極に電流を流したときに、前記第１端部付近で放射される第１切除エネルギー密度対前記中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率が、前記電極が前記中間部にエッジ効果を導入するように構成及び配置されなかった場合の比率よりも低くなるように作られている電極と、を備えている装置。
【請求項１７】
前記電極は、少なくとも前記中間部が非導電性物質で部分的にマスキングされ、前記中間部にエッジ効果を導入できるように作られた概ね円筒形の導体を備えている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記電極は、前記第１端部付近の方が前記中間部付近よりも、低密度のエネルギー放射表面積を有する概ね円筒形の導体を備えている、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記電極に作動的に連結された切除エネルギー発生器と組み合わせて構成され、前記切除エネルギー発生器が、組織を切除できるだけのエネルギーを前記電極に送ることができるように作られている、請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記シャフトは細長いカテーテルの遠位端を備えている、請求項１６乃至１９の何れか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記細長いカテーテルの遠位端は操縦可能である、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記電極は、前記電極の端部の少なくとも一部が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所の下に少なくとも部分的には配置されるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項１６乃至２１の何れか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記電極は、前記電極の端部の上面が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所と実質的に面一になるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記電極は、前記第１端部の反対側に第２端部を更に備えており、少なくとも前記中間部は、前記中間部にエッジ効果を導入するように構成及び配置されていて、前記電極に電流を流したときに、前記第２端部付近で放射される第３切除エネルギー密度対前記中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率が、前記電極が前記中間部にエッジ効果を導入するように構成及び配置されなかった場合の比率よりも低くなるように作られている、請求項１６乃至２３の何れか一項に記載の装置。
【請求項２５】
組織を切除するための装置において、
シャフトと、
渦巻線を介在させた少なくとも２つの別々のコイル状の導体を備えた、前記シャフトに取り付けられている組織切除電極と、を備えている装置。
【請求項２６】
前記電極は、渦巻線を介在させた少なくとも３つの別々のコイル状の導体を備えている、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも２つの導体に作動的に連結された切除エネルギー発生器と組み合わせて構成され、前記切除エネルギー発生器が、組織を切除できるだけのエネルギーを前記少なくとも２つの導体に送ることができるように作られている、請求項２５又は２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記切除エネルギー発生器から前記少なくとも２つの導体へのパルス状の順次方式による切除エネルギーの伝送を制御するために、更に制御装置と組み合わせて構成されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記シャフトは、細長いカテーテルの遠位端を備えている、請求項２５乃至２８の何れか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記細長いカテーテルの遠位端は操縦可能である、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記電極は、前記電極の端部の少なくとも一部が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所の下に少なくとも部分的には配置されるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項２５乃至３０の何れか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記電極は、前記電極の端部の上面が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所と実質的に面一になるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
組織を切除するための装置において、
シャフトと、
隣接する渦巻線の少なくとも幾つかの線の間に間隔を有するコイル状の導体を備えている組織切除電極であって、前記電極の端部の少なくとも一部が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所の下に少なくとも部分的には配置されるように、前記シャフトに取り付けられている電極と、を備えている装置。
【請求項３４】
前記電極は、前記電極の端部の上面が、前記シャフトの環状面の、前記電極の端部に隣接している箇所と実質的に面一になるように、前記シャフトに取り付けられている、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
組織を切除するための装置において、
シャフトと、
端部と中間部を備え、コイル以外の形状に構成された少なくとも１つのエネルギー放射領域を有している、前記シャフトに取り付けられた組織切除電極であって、少なくとも前記中間部にエッジ効果を導入するための手段を更に備えている電極と、を備えている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織を切除するための電極を備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の心臓は非常に複雑な器官で、正しく機能するために筋肉の収縮と電気的刺激の両方に依存している。電気的刺激は、心臓壁を通り、最初に心房、次いで心室を通り、心房と心室の対応する筋肉組織を収縮させる。こうして、心房がまず最初に収縮し、次いで心室が収縮する。心臓を正しく機能させるにはこの順序が不可欠である。
【０００３】
人によっては、心臓の電気的刺激が不規則な伝播を起こし、心臓の正常なポンピング機能を乱してしまうことがある。異常な心拍リズムは「心不整脈」と呼ばれる。不整脈は、心臓の洞房結節以外の部位がリズムを開始したとき（即ち、病巣性不整脈）、又は心臓の電気信号が閉回路で繰り返し循環しているとき（即ち、頻脈性不整脈）に発生する。
【０００４】
心不整脈に関与している心臓の領域を突き止め、且つそれらの領域の短絡機能を無効にするために使用される技法が開発されている。この技法によれば、心臓組織の一部に電気エネルギーを加え、当該組織を切除して瘢痕を作り、旋回伝導経路を遮断し又は病巣による開始を終わらせるようにしている。切除すべき領域は、大抵は先ず心内膜マッピング技法で決められる。マッピングは、通常は、１つ又は複数の電極を有するカテーテルを患者体内に経皮的に導入する段階と、血管（例えば、大腿静脈又は動脈）にカテーテルを通して心内膜部位（例えば、心臓の心房又は心室）まで送る段階と、幾つかの異なる心内膜位置のそれぞれで、多チャンネルレコーダを使って継続的同時記録ができるように意図的に不整脈を誘発させる段階を含んでいる。心電図に示される形で不整脈誘発病巣又は不適切な回路が突き止められると、そこは、その組織を切除することによって当該領域から発生する心不整脈を遮断できるように、各種画像化又は局所限定手段によりマーキングされる。次に、１つ又は複数の電極を備えた切除カテーテルから、電極に隣接した組織に電気エネルギーを送り、組織に外傷を与える。１つ又は複数の適切に配置された外傷により、通常、壊死組織の領域が作り出され、この領域が、不整脈誘発病巣によって発生する間違った刺激が伝播しないように働く。切除は、エネルギーをカテーテル電極に与えることにより行なわれる。切除エネルギーには、例えば、ＲＦ、ＤＣ、超音波、マイクロ波、又はレーザー放射を使うことができる。
【０００５】
なお、筒状又はリング状の電極を使用するのではなく、導体をカテーテルの周りに、導体の隣接する「巻線」が互いに接触するように連続して巻きつけることによって、電極を形成することは既知である。このような構成は、リング状の電極の電気的挙動をシミュレートするために広く使用されているが、それと同時に、カテーテルの電極に覆われた部分に可撓性を持たせ、電極が湾曲した外傷パターンを形成できるようにするためでもある。
【０００６】
また、電極の連続する巻線の間に空間を持たせることにより、ある種の物理的及び電気的利点を実現できることも既知である。このような利点については、例えば、米国特許第６，０３０，３８２号（以後、３８２号特許）で論じられている。しかしながら、３８２号特許に記載されている電極構成にも、その性能を制限する多くの欠点がまだ存在している。それら不都合な点と、それらを克服するために本発明の各種態様を採用するやり方についてこれより論じる。
【特許文献１】米国特許第６，０３０，３８２号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の或る態様によれば、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、端部と中間部とを備えている。端部と中間部とは構成が異なっているので、電極に電流を流したときに、端部付近で放射される第１切除エネルギー密度対中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率は、端部と中間部を同じ構成にした場合の比率よりも低くなる。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、少なくとも１つの端部と中間部とを備えており、コイル以外の形状に構成された少なくとも１つのエネルギー放射領域を有している。少なくとも中間部は、中間部にエッジ効果を導入するように構成及び配置されており、導体に電流を流したときに、端部付近で放射される第１切除エネルギー密度対中間部付近で放射される第２切除エネルギー密度の比率が、中間部にエッジ効果が導入されるように構成及び配置されなかった場合の比率よりも低くなるようになっている。
【０００９】
別の態様によれば、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、間に渦巻線を介在させた少なくとも２つの別個のコイル状の導体を備えている。
更に別の態様によれば、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、少なくとも幾つかの渦巻線の間に間隔を有するコイル状の導体を備えている。電極は、電極の端部の一部が、シャフトの環状面の、電極の端部に隣接した箇所の下に少なくとも部分的には配置されるように、シャフトに取り付けられる。
【００１０】
更に別の態様によれば、組織を切除するためのシャフトに取り付けられた電極は、端部と中間部を備えており、コイル以外の形状に作られた少なくとも１つのエネルギー放射領域を有している。電極は、少なくとも中間部にエッジ効果を導入するための手段を更に備えている。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
従来のリング状の電極では、電流を流すと一様でない電界ができる。具体的には、電極の端部領域では、いわゆる「エッジ効果」（「フリンジング」又は「電荷密集」とも呼ばれる）により生じる高い電流密度のせいで、電界が最も強くなる。３８２号特許の図５及び図６に示されているような、巻線が当接しているコイル状電極も、エッジ効果の現れ方の点では従来の電極と同じ挙動を示す。
【００１２】
上記を認識した上で、この望ましくない結果を改良するために、ここでは２つの代替対応策を開示している。考案した構造は、従来の電極と少なくとも同一の基本的型式の外傷パターンを作り出すことができ、且つ電極の全長に沿ってより均一な密度の切除エネルギーを放射する電極であり、これにより従来のものよりも均一な外傷パターンを作り出すことができる。
【００１３】
ここに開示した第１の対応策は、電極全体に亘って追加的なエッジ効果を導入して、端部のエッジ効果の悪影響を最小限にすることを含んでいる。即ち、電極の少なくとも中間部分に意図的にエッジ効果を作り出し、電極の中間部分の電流密度を、端部のエッジ効果により生じるより高い電流密度とほぼ同じになるようにしている。この基本的な目的を実現するための、複数の代わりの技法と構造を以下に開示する。３８２号特許では、コイル状の電極全体に亘ってエッジを導入するという目的を本質的に実現できるはずである、コイルの巻線の間に間隔を設けたコイル状の電極（例えば、図７及び図８）を開示しているが、３８２号特許の教示はコイル電極に限定されている。上記特許では、他の型式の電極構造への付加的エッジの導入については、何ら開示も提案もされていない。
【００１４】
コイル状の電極の渦巻線の間の隙間が小さくなるほど、渦巻線の間の電磁結合は強くなり、電極の端部のエッジ効果に関する限り、電極は従来のリング電極により似た挙動を示すようになる。従って、渦巻線を相互に近づけてしまうと、電極全体に亘ってエッジを追加的に導入することの利点が少なくなる。この様に、隙間を比較的大きく保って利点を最大化することが望ましい。しかしながら、隙間が大きすぎると、電極は組織を均一に切除することができず、即ち一様ではなく波形の切除パターンになってしまう。好都合なことに、本発明の或る態様によれば、２つ又はそれ以上の電気的に絶縁された電極の渦巻線を交互に配置して各電極の渦巻線の間の隙間の幅が大きくとれるようにし、なお且つ各電極に別々に電流を流すことによって一様な外傷パターンを作り出せるようにしている。
【００１５】
切除電極のエッジ効果の悪影響をできる限り小さくするためにここに開示している第２の対応策は、エッジ効果により電流密度が高くなる電極の部分を、何らかの方法で、電極の他の部分よりも多くの組織を切除することに関与させるようにして、確実に、意図した外傷パターンの全体経路に沿う組織が実質的に均一な切除エネルギー密度に曝されるようにすることを含んでいる。この目的を実現するための多くの技法も開示されており、例えば、電極の端部近くに位置するコイル状の電極の渦巻線を離し、一方で、コイル状の電極の内側部分の渦巻線を離さず又は離す距離を小さくするなどの技法がある。
【００１６】
なお、３８２号特許（上記）の図７及び図８に示すような隣接する巻線の間の隙間が一様なコイル状の電極にも、端部の「エッジ効果」の問題がある。実際に、上で指摘したように、このようなコイル状の電極の端部におけるエッジ効果の影響は、渦巻線の間の隙間が小さくなるにつれて深刻になる傾向がある。電極の可撓性を最大化して温度感知要素を配置し易くする努力のなかで、３８２号特許は、明らかに、本願に提案している対応策とは正反対の対応策を提案している。即ち、３８２号特許の図１２及び図１３に示す電極では、電極の巻線の間隔を電極中間部分よりも電極の端部で密にするように提案されている。巻線の間隔に関するこの提案は、電流密度が最高になる電極の部分が単位長あたりの巻線の数が最大の部分でもあるということから、電極のエッジ効果の問題を改良するのではなく悪化させることになる。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態による電気生理学的処置に使用されるカテーテルシステムの概略図である。このシステムは、可撓性のシャフト３と制御ハンドル５を有するカテーテル１を含んでいる。カテーテル１を切除用途に使用する場合には、切除エネルギーを発生させるために切除エネルギー発生器７を使用し、発生器７は、制御装置９とケーブル１１を介して切除エネルギーをカテーテル１に送る。カテーテルシステムには、カテーテル１から、例えばカテーテル上の電極又は温度センサから発信された信号を記録するために、記録装置１３を随意的に設けてもよい。
【００１８】
制御装置９としては、例えば、ニュージャージー州、マリーヒルのC.R.Bard社から市販されているQUADRAPULSE RF CONTROLLERTM装置がある。図示のように、切除エネルギー発生器７は、ケーブル１５を介して制御装置９に接続される。記録装置１３は、ケーブル１７を介して制御装置９に接続される。切除用途に使用する場合、制御装置９は、切除エネルギー発生器７により提供される切除エネルギーを、カテーテル１に対して制御するために使用される。記録用途に使用する場合には、制御装置９は、カテーテル１からの信号を処理してその信号を記録装置１３に提供するために使用される。切除エネルギー発生器７、記録装置１３、及び／又は制御装置９は、別々の装置として示しているが、統合して１つの装置にまとめてもよい。また、切除エネルギー発生器７と記録装置１３の両方を図１に示しているが、双方ともに本発明によるカテーテルシステムに組み込む必要があるわけではない旨理解されたい。
【００１９】
図１の実施形態と以下の説明では、電極２１はカテーテルに取り付けられるものとして示し記述しているが、本発明の１つ又は複数の態様により構成された電極は、代わりに、どの様な種類のシャフト又は探針に取り付けてもよく、本発明は必ずしもカテーテルに取り付けられた電極に限定されるものではない。
【００２０】
図示のように、図１のカテーテル１は、電極２１を有する遠位端１９を含んでいる。下に説明するように、カテーテル１の遠位端１９又は他の電極保持装置に含まれる１つ又は複数の電極は、数多くの異なる構造をとることができる。
【００２１】
図２は、例えば３８２号特許（上記）の図５及び図６に示す電極とよく似た形状のコイル構成の電極２３を有するカテーテル１（図１）を示している。それら電極のように、このコイル形状の電極２３は、少なくとも或る程度は撓ませることができる。電極２３は、組織切除のため十分な表面積を提供できるように、例えば、長さが凡そ４ｍｍから１０ｍｍの間にある。電極２３の可撓性は、例えばカテーテル１が操縦可能カテーテルである場合に有用で、シャフト３の対応部分を操縦すると電極を撓ませることができる。電極２３の可撓性は、電極を解剖学的構造に沿わせる場合に、及び解剖学的構造に沿わせる形状を有する又は沿わせる能力を有するカテーテルで使用する場合にも、有用である。
【００２２】
３８２号特許に開示されている電極とは異なり、電極２３の導体は、遠位端１９の外周面内に埋め込まれ、側面輪郭が低く又は面一となっている。側面輪郭が低いか又は面一であることによって、組織が電極で傷つけられる危険性が少なくなり、カテーテルの安全性が向上する。図２の実施形態は、完全に埋め込まれた電極、即ち電極２３の外周面がエッジ２５に当接するカテーテル本体の部分の外周面と実質的に面一であることを示しているが、電極は、代わりに、電極２３の巻線がカテーテル１の本体の外周面から僅かに上に突き出るように、カテーテル本体内に部分的に埋め込んでもよい。
【００２３】
図２に示すように製作された電極は、ある種の望ましくない電気的特性を備えている可能性がある。例えば、ＲＦ信号がこのような電極に与えられると、電極内に不均一に分布する電界が発生する。通常、電界は電極の境界部で最大となり、鋭い遷移部を有する境界部で最大となる。この現象は、先に述べたように、エッジ効果、フリンジング、又は電荷密集など様々な呼び方をされている。図２の電極２３では、最大のエッジ効果は電極の各端部２５に起きる。従来のリング状の電極の端部にも同様のエッジ効果が見られる。
【００２４】
電極にエッジ効果が現れると、印加されたＲＦエネルギーの分布が不均一になるので、電極を切除電気生理学的カテーテル処置に使用した場合には、組織の炭化や血液の凝固などが引き起こされる。また、ＲＦエネルギーの密度が高い電極の領域に接触している組織には、外傷がより急激に発生する傾向にあり、これにより電極の深い及び／又は連続した外傷を作り出す能力が制限されることになる。長さの長い電極の場合には、電極の表面積が増すにつれて電極の表面の全ての箇所にエネルギーを均一に送ることが難しくなるという、別の問題が存在する。
【００２５】
図３は、本発明の別の実施形態による電極２９を有するカテーテル１の遠位端１９を示している。図示のように、図３に示す電極２９は、コイル状の電極が一連の渦巻線３１を形成する導体から成るという点で３８２号特許の図７及び図８に示す電極によく似ており、この電極では隣接する各渦巻線３１は隙間３３だけ離れている。しかしながら、図２に示す実施形態と同じく、電極の渦巻線は、少なくとも部分的にカテーテル本体内に埋め込まれ、面一又は低い側面輪郭を成している。
【００２６】
渦巻線３１の間に隙間３３を含めることにより、電極２９の両端２８だけではなく、電極２９の全長に亘って各渦巻線３１の両縁にエッジ効果が発生する。この様に、追加の縁部を設けることで、端部２８のエッジ効果の有意性が弱まり、電流密度の分布（及び、その結果としての電界強度）が電極の長さに沿ってより一様になる。実際には、電極２９の両端部２８と中間部３０の間の電界強度の一様性は、隙間３３の幅が大きくなるにつれて増す傾向にある。こうなる理由は、隙間が小さくなると、渦巻線の間の電磁結合（又は近接効果）により、電極２９がエッジ効果の点では従来のリング電極により似通った挙動を示すようになり、即ち端部２８でより顕著なエッジ効果を呈することになるからである。
【００２７】
この様に、渦巻線３１の間の距離が増すにつれ、渦巻線の間の磁束結合が低下し、電極２９の長さに沿ってより一様な電流密度が実現する。しかしながら、渦巻線３１の間の距離が広すぎると、単位長当たりの渦巻線の密度が、切除時に有益な外傷を作り出すには不足するか、又は望ましくない波形の外傷が形成されてしまうことになる。従って、渦巻線の間の電磁的影響を低減することと切除の効能との間で最適なバランスを選択することが望ましい。その結果、エネルギー送出がより一様になり、従って、外傷の炭化が減り一様性が増す。図３に示す電極２９の或る１つの実施例では、隙間３１は、渦巻線３３と略同一幅である。
【００２８】
図４は、渦巻線の間の距離を広くして、電極の両端におけるエッジ効果をできる限り小さくしながら、同時に単位長当たりの渦巻線の適した密度を維持することができる電極構造を示している。図示のように、カテーテル１の遠位端１９は、第２導体５９の渦巻線の間に、第１導体５７の渦巻線５６を介在させた切除電極５４を含んでいる。電極５４の第１及び第２導体５７、５９は、互いに電気的に絶縁され、独立して電流が流される。例えば、第１及び第２導体５７、５９は、第１及び第２ワイヤ（図示せず）を介してそれぞれ制御装置９（図１）に接続され、別々の信号を受け取る。或る例では、第１及び第２導体５７、５９は、完全な熱的担保範囲とするため連続パルス式で個別に電流が流される。
【００２９】
なお、説明した実施形態には数多くの変更を加えることができる。例えば、渦巻線を交互に配置した３つ以上の導体を有する電極を設け、その導体に、順次的に又更にはランダムに電流を流すようにしてもよい。各種導体の渦巻線は、図示の実施形態で示すように近接しているのではなく、一様なパターン又は非一様なパターンの何れかの形態で互いに離して（例えば、渦巻線の間の間隔は、電極の中間部よりも端部の方を広くとる）、ここに論じた付加的な利点の実現を図るようにしてもよい。また、渦巻線を形成する導体は、導体／本体接合部の表面が実質的に平坦になるように（図４に示すように）カテーテル１の本体内に完全に埋め込んでもよいし、渦巻線が僅かに突き出るようにカテーテル１の本体内に部分的に埋め込んでもよいし、又はカテーテル本体を何れの形態でも凹ませず、カテーテル上に単に配置するだけにしてもよい。
【００３０】
図５は、本発明の又別の実施形態を示しており、電極４７の渦巻線４９は、電極４７の長さに沿って間隔を空けて配置され、縁部６０付近のエッジ効果の影響をできる限り小さくするようにしている。図示の例示的実施形態では、電極４７の渦巻線４９は、電極の中心部５３では近接しているが、電極４７の両端５５の渦巻線４９の間には隙間５１が存在する。或る実施例では、これら隙間５１は、幅が電極４７のワイヤの幅と略等しい。図５の構成では、電極４７は、電流が流れると非均一な電流分布を呈するが、電極４７の長さに沿う組織内の熱の分布の均一性は、渦巻線が端部５５（エッジ効果により電流密度が最大となる箇所）では中間部５３よりも長い距離だけ間隔を空けられているため、大幅に改善されることになる。
【００３１】
代わりに、図６に示すように、電極６１の渦巻線６６の間の隙間６２が、電極６１の両端６８付近で最大となり、電極６１の中間部７０に向けて徐々に小さくなるように作ってもよい。間隔設定は、端部６８付近の間隔を広くすることがエッジ効果によるこの領域での高い電流密度を正確に考慮したものとなるこの技法を使って行われ、電極６１の全長に亘って実質的に一様な熱プロフィールを実現できる様になるのが理想である。
【００３２】
上に述べた他の実施形態と同じように、図５及び図６の渦巻線を形成している導体は、導体／本体接合部の表面が実質的に平坦になるように（図５に示すように）カテーテル１の本体内に完全に埋め込んでもよいし、渦巻線が僅かに突き出すようにカテーテル１の本体内に部分的に埋め込んでもよいし、又はカテーテル本体を何れの形態でも凹ませず、カテーテルの上に単に配置するだけ（図６に示すように）にしてもよい。後の２通りの場合では、電極が突き出ていることにより電極と切除対象組織の接触が強化される。
【００３３】
更に、渦巻線を電極の中間部では端部付近よりも密な間隔で配置するという上記間隔設定の技法は、図４に関連して先に説明した複数導体の構成でも採用することができる。
なお、図示してはいないが、図５及び図６に関連して先に説明したのと同様の効果は、一様でない断面を有する電極ワイヤを使って実現することもできる。例えば、（１）断面幅が比較的広いワイヤを使って形成された中央部の第１渦巻線群と、（２）断面幅が比較的狭いワイヤを使って形成された両端部の第２渦巻線群とを備えた電極は、同様の結果を実現することができる。代わりに、ワイヤの断面幅を、コイル状の電極の両端部から中央に向けて徐々に広くするようにしてもよい。何れの実施形態においても、渦巻線の間隔設定は、一様でもよいし、図５及び図６に関連して先に論じたように幾分一様でないパターン（例えば、電極の両端部付近の間隔が中間部の間隔よりも広い）でもよい。
【００３４】
更に、図２から図６の実施形態に関連して、温度感知能力についてはこれまで説明してこなかったが、切除時にはこのような能力は重要であり、この能力がなければ、過熱された組織が破裂又は炭化して血流内にかすを放出することになりかねない。図７は、カテーテル１の遠位端１９の断面図を示しており、図示のように、温度センサ６３は、電極の導体７２の下の窪み６４内に配置されている。温度センサ６３は、熱電対でも、サーミスタでも、温度感知用の他の装置でもよい。温度センサ６３は電極６１の下に配置されているものとして示しているが、センサ６３は、代わりに、電極６１の上方又はこれに隣接して配置してもよいし、組織に直接接していても又は間接的に接していてもよい。
【００３５】
遠位端１９で検知された温度を使用して、切除エネルギー発生器７（図１）を制御するためフィードバックを掛ける。図示のように、温度センサ６３は、配線６５を介して制御装置９（図１）に電気的に接続されており、配線６５は、温度情報を、カテーテル１と、カテーテル１を制御装置９に接続するケーブル１１に沿って伝送する。電極６１は、配線６７を介して制御装置９に電気的に接続され、配線６７は、ＲＦエネルギーをカテーテル１とケーブル１１に沿って伝送する。配線６７は、（図示のように）電極の端部に接続してもよいし、代わりに、電極の中間部又はどこか他の部分に接続してもよい。
【００３６】
なお、ここに説明している何れの実施形態も、図７の温度センサ６３と同様の方法で構成配置された温度センサを含んでいてもよいと理解されたい。代わりに、本発明の幾つかの実施形態は、インピーダンス制御、又は電極に印加されたエネルギーの出力滴定の様な他の適した温度制御を採用している。更に、印加されたエネルギーのデューティサイクルを、エネルギーパルスとパルスの間で組織を冷却できるように選択してもよいし、印加されたエネルギーのパルス幅を、組織の過熱が回避できるように選択してもよい。
【００３７】
図８及び図９は、本発明の別の実施形態による、非コイル状の電極を有するカテーテル１の遠位端１９を示している。
例えば、図８は、畝７３と溝７５を交互に配置した電極７１を示している。畝７３と溝７５の存在によって、電極７１の長手方向の長さに沿って畝と溝の間の接合部にエッジ効果が生まれる。従って、普通ならリング状の電極の両端に存在するはずのエッジ効果が、電極７１に存在する。しかしながら、この効果は、電極７１の中心に向かって存在するエッジ効果によって釣り合いが取られ、電極７１に電流を流すと電界の分布がより均一になる傾向がある。電極７１の溝７５は渦巻線を形成しているが、所望の効果を生み出すのに適した溝構成は他にも多数あると理解されたい。例えば、円形又は直線状の溝を使用してもよい。更に、溝又は窪みを説明してきたが、電極７１の肉厚を横断する孔を代わりに形成してもよい。説明した孔、溝、及び窪みは、機械加工又は穿孔を含め数多くの技法を使って形成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
図９は、導体部分７９と絶縁体部分８１を表面に交互に配置した電極７７を示している。絶縁体部分８１は、例えば、導体部分７９の間に渦巻線状に介在配置した誘電体で構成してもよい。代わりに、絶縁体部分８１は、電極７７の表面に形成された誘電層で構成してもよい。図８に関連して上で説明したのと同じく、導体部分７９と絶縁体部分８１の存在により、電極７７の長手方向の長さに沿って、絶縁体部分と導体部分の接合部にエッジ効果が生まれる。このような構成では、電極７７の両端８２のエッジ効果は、電極７７の中心８４に向けて導入されたエッジ効果により釣り合いが取られ、電極７７に電流を流したときの電界の分布がより均一になる。図示の例では絶縁体部分８１は渦巻線を形成しているが、所望の効果を生み出すには適した構成は他にも数多くあると理解されたい。例えば、円形又は直線状の絶縁体部分８１を使用してもよい。説明した絶縁体部分８１は、マスキング又は絶縁体のレーザー剥離を含め、数多くの技法を使って形成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
なお、ある種の絶縁材又は誘電材８１を使用して図９に示すパターンを形成する技法は、ここに説明している他のどの電極パターンを模倣する場合にも同じように採用して、同様の結果を実現することができるものと理解されたい。例えば、先に図３、図５、図６で示したやり方でカテーテル１９の周りに導体を巻きつけるのではなく、代わりに、従来のリング電極の、上記例に示した渦巻線の間の隙間に対応する箇所に、誘電材料を描き又は配置してもよい。
【００４０】
図１０は、切除時に一様な外傷を作り出せるように構成された一対の電極６９ａと６９ｂを有する遠位端１９を示している。なお、ここに述べる実施形態の何れに関しても、遠位端１９に２つ又はそれ以上の電極を設けてもよく、上記電極の何れ組合せを使用してもよいものと理解されたい。更に、ここに説明する電極は、何れもカテーテルの長手方向の長さに沿って可動（例えば滑動可能）であり、直線状の外傷を作成する際に助けとなる。
【００４１】
或る例では、電極６９ａと６９ｂは、理想的な導体である材料で製作されている。理想的な導体であり且つ生体適合性を有する代表的な材料は、プラチナである。本発明の代わりの実施形態によれば、電極６９ａと６９ｂは、理想的ではない導体である材料で製作されている。理想的ではない導体には、電流を流したとき、材料内に電界勾配ができる材料全てが含まれる。生体適合性を有し且つ理想的ではない導体である材料として、ステンレス鋼とタングステンの２つを例として挙げることができる。理想的ではない導体は、理想的な導体よりも一様な電界特性を呈する傾向がある。従って、理想的ではない導体を使用すれば、より均一な外傷形成を実現することができる。本発明の更に別の実施形態によれば、電極６９ａと６９ｂは、半導体又は半金属である材料で形成されている。或る例では、所望の特性を実現するために導体材料はドープされる。ここに記載する全ての電極は、本発明による、理想的な導体、理想的ではない導体、又は半導体や半金属材料の何れで製作してもよい。所望の用途に従って、特定の材料を選択することができる。
【００４２】
図１１は、アーチ状の湾曲部８３と、カテーテルのアーチ状の湾曲部８３を含む部分に配置された電極８５とを有する遠位端１９を示している。電極８５は、切除時に一様な外傷を作り出すように構成されている。アーチ状の湾曲部８３は、固定されていてもよいし、カテーテルの操縦機構を介して能動的に制御してもよい。なお、本発明による、ここに説明している全ての実施形態は、遠位端１９の部分を、湾曲させ、曲げ、或いは操縦することができると理解されたい。
【００４３】
なお、上記実施形態は、本発明の考えられる実施例を例示的に説明することを目的としているに過ぎず、当業者には、各種変更及び改良が容易に想起されるであろう。そのような変更及び改良は、本発明の精神及び範囲の中に含まれるものとする。従って、これまでの説明は例示的に示しただけであり、限定を加えるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態を採用することができるシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の或る実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図３】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図４】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図５】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図６】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図７】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図８】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図９】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図１０】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【図１１】本発明の別の実施形態による、１つ又は複数の電極がとり付けられたカテーテルの遠位端を示している。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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