(57)【要約】血管中の過形成を抑制するための改良式装置、システム及び方法は、患者の体腔内の標的部位の制御され安全な寒冷療法的治療を提供する。デュアルバルーン寒冷療法カテーテル間に配置された熱バリアを使用して標的組織の冷却を制限することによって、内腔低温冷却の効力を高めることができる。第１及び第２バルーン間の空間を真空にして、この真空空間の変化に応答した低温流体の流れを抑制するべく該真空空間を流体栓に接続することによって、両バルーンの保持をモニタすることができる。低温液体供給ルーメンとガス供給ルーメンとに流体連通するネブライザの使用によって、管の制御冷却を改善することができる。
2004504098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近端部と、冷却流体供給ルーメンを備える遠端部と、これらの間に延出する排出ルーメンとを備えるカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の前記遠端部に配置された第１バルーンと、該第１バルーンは、前記供給ルーメンと前記排出ルーメンと流体連通する内面を備え、そして
その間に熱バリアを形成した状態で前記第１バルーン上に配置された第２バルーンと、を有する寒冷療法用カテーテル。
【請求項２】
前記熱バリアは、フィラメントによって前記両バルーン間に維持された空隙である請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項３】
前記フィラメントは、螺旋巻き状、編組状、繊状、又は結節状のモノフィラメントである請求項２に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項４】
前記熱バリアは、前記第１バルーンの外面に形成された複数のこぶによって両バルーン間に維持される空隙である請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項５】
前記熱バリアは、前記第２バルーンの内面に形成された複数のこぶ（ｂｕｍｐｓ）によって両バルーン間に維持される空隙である請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項６】
前記熱バリアは、スリーブによって前記両バルーン間に維持される空隙である請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項７】
更に、前記第１バルーンの近傍で前記カテーテル本体に沿って延出する補強コイルを有する請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項８】
更に、前記排出ルーメンの外側で軸心方向に延出する、前記カテーテル本体内に設けられたガイドワイヤルーメンを有する請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項９】
更に、前記第１バルーンの前記内面の外側で軸心方向に延出するガイドワイヤルーメンを有する請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項１０】
更に、ガイドワイヤが前記両バルーンの外側に延出するためのガイドワイヤルーメンを有する請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項１１】
更に、前記第１及び第２バルーン間の流体圧を低減するための真空手段を有する請求項１に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項１２】
近端部と、冷却流体供給ルーメンを備える遠端部と、これらの間に延出する排出ルーメンとを備えるカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の前記遠端部に配置された第１バルーンと、該第１バルーンは、前記供給ルーメンと前記排出ルーメンと流体連通する内面を備え、そして、
前記第１バルーン上に配置された第２バルーンと、を有し、
ここで、前記第１及び第２バルーンは、二種類の異なる材料から形成されている、寒冷療法用カテーテル。
【請求項１３】
近端部と、冷却流体供給ルーメンを備える遠端部と、これらの間に延出する排出ルーメンとを備えるカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の前記遠端部に配置されたバルーンと、該第１バルーンは、前記供給ルーメンと前記排出ルーメンと流体連通する内面を備え、そして、
その間に熱バリアを形成した状態で前記バルーン上に配置された弾性膜と、を有する寒冷療法用カテーテル。
【請求項１４】
近端部と、流体供給ルーメンを備える遠端部と、これらの間に延出する排出ルーメンとを備える長手本体と、
前記供給ルーメンと前記排出ルーメンと流体連通する容積部を形成する第１バルーンと、
低温流体供給部と、
前記低温流体供給部を前記供給ルーメンと接続する流体栓と、そして、
その間に真空空間を形成した状態で前記第１バルーン上に配置された第２バルーンと、を有し、前記真空空間は、当該真空空間に於ける変化に応答して低温流体が前記第１バルーンに流れ込むことを抑制するべく前記流体栓に接続されている寒冷療法用システム。
【請求項１５】
前記流体栓は、回路によって遮断弁に接続された真空スイッチである請求項１４に記載の寒冷療法用システム。
【請求項１６】
更に、前記低温流体供給部と、前記回路を駆動するためのバッテリとを含むエネルギパックを有し、該エネルギパックは前記本体から取り外し可能であり、かつ使い捨てである請求項１５に記載の寒冷療法用システム。
【請求項１７】
前記低温流体供給部は、複数の低温流体冷却サイクルを許容するべく、複数の別々の交換可能なエネルギパックを有する請求項１４に記載の寒冷療法用システム。
【請求項１８】
更に、前記第１バルーン内の流体の圧力と温度の少なくとも一方を測定するために前記容積部に接続された沸点気圧計を有する請求項１４に記載の寒冷療法用システム。
【請求項１９】
前記沸点気圧計は熱電対である請求項１８に記載の寒冷療法用システム。
【請求項２０】
更に、前記第１バルーンの近傍において前記本体に沿って延出する補強コイルを有する請求項１４に記載の寒冷療法用システム。
【請求項２１】
更に、前記排出ルーメンの外側で軸心方向に延出する、前記本体内に設けられたガイドワイヤルーメンを有する請求項１４に記載の寒冷療法用システム。
【請求項２２】
更に、冷却を制限するべく、前記第１及び第２バルーン間に配置された熱バリアを有する請求項１４に記載の寒冷療法用システム。
【請求項２３】
近端部と、その遠端部の近傍に配置されたネブライザを備えた遠端部とを有するカテーテル本体と、そして、
前記カテーテル本体の前記遠端部に配置された第１バルーンと、を有し、該第１バルーンは、前記ネブライザと流体連通する内面を備える寒冷療法用カテーテル。
【請求項２４】
前記ネブライザは、液体供給ルーメンとガス供給ルーメンとに流体連通する少なくとも１つのポートを有する請求項２３に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項２５】
前記液体供給ルーメンは前記ガス供給ルーメンと同軸である請求項２４に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項２６】
前記液体供給ルーメンからの液体の一部は前記バルーン内で気化され、液体の他の部分は前記バルーンから前記カテーテルの前記近端部に向かって戻る請求項２４に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項２７】
更に、前記バルーンの近傍で前記カテーテル本体に沿って延出する補強コイルを有する請求項２３に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項２８】
更に、前記ネブライザの外側で軸心方向に延出するガイドワイヤルーメンを有する請求項２３に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項２９】
更に、前記第１バルーン上に配置された第２バルーンと、そして、
冷却を制限するべく前記第１及び第２バルーン間に形成された熱バリアと、を有する請求項２３に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項３０】
その間に真空空間を形成した状態で前記第１バルーン上に配置された第２バルーンと、そして、
前記カテーテル本体の前記近端部に設けられた流体栓と、を有し、
該流体栓は、前記真空空間における変化に応答して流体が前記第１バルーンに流れこむことを抑制するべく前記ネブライザと前記真空空間とに接続されている請求項２３に記載の寒冷療法用カテーテル。
【請求項３１】
血管の標的部位を治療する方法であって、
バルーンを、前記標的部位の近傍で前記血管内に位置決めする工程と、
前記バルーンに低温冷却流体を導入する工程と、
前記冷却流体を排出する工程と、そして、
前記標的部位を、その後の細胞の成長を抑制するために十分な温度、時間、冷却する工程と、を有し、
ここで、前記血管は一次治療から生じる過形成の虞がある末梢動脈である。
【請求項３２】
血管の標的部位を治療する方法であって、
第１バルーンを、前記標的部位の近傍で前記血管内に位置決めする工程と、
前記第１バルーンに低温冷却流体を導入する工程と、
前記冷却流体を排出する工程と、
前記第１バルーン上に配置された第２バルーンを膨張させて前記血管壁に径方向から係合させる工程と、
前記標的部位を、その後の細胞の成長を抑制するために十分な温度、時間、冷却する工程と、そして、
前記標的部位の冷却を制限するべく前記第１及び第２バルーン間の熱伝達を抑制する工程と、を有する。
【請求項３３】
血管の標的部位を治療する方法であって、
第１バルーンを、前記標的部位の近傍で前記血管内に位置決めする工程と、
前記第１バルーンに低温冷却流体を導入する工程と、
前記冷却流体を排出する工程と、
前記第１バルーン上に配置された第２バルーンを膨張させて前記血管壁に径方向から係合させる工程と、
前記標的部位を、その後の細胞の成長を抑制するために十分な温度、時間、冷却する工程と、そして、
冷却中、前記第１及び第２バルーンの保持をモニタする工程と、を有する。
【請求項３４】
前記モニタ工程は、自動流体遮断機構によって行われる請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
血管の標的部位を治療する方法であって、
バルーンを、前記標的部位の近傍で前記血管内に位置決めする工程と、
ネブライザによって前記バルーンに低温冷却液体とガスとの混合物を導入する工程と、
前記冷却液体ガス混合物を排出する工程と、そして、
前記標的部位を、その後の細胞の成長を抑制するために十分な温度、時間、冷却する工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、ここに参考文献として合体させる、１９９９年３月１５日出願の同時係属米国特許出願第０９／２６８，２０５号の一部継続出願である。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、一般に、アテローム性動脈硬化症又は血管系のその他の疾患を治療するための血管形成術又はその他の血管内処置後に於ける血管の再狭窄を抑制するための装置に関する。詳しくは、本発明は、過形成（血管内処置後にしばしば生じる）を抑制するために患者の血管系内の損傷部位を低温治療するための改良された装置を提供する。
【０００３】
患者の血管系のアテローム性動脈硬化疾患を治療するために多くの経皮的血管内処置法が開発されてきた。これら治療法の内、最も成功したものは、経皮的経腔内血管内性血管形成術（ＰＴＡ）である。ＰＴＡは、狭窄部を超えて血液流が適切に流れることを回復させるために血管内の狭窄領域を広げるために、通常は膨張可能なバルーンとして構成される、拡張可能な遠端部を有するカテーテルを使用する。狭窄領域を開放するためのその他の処置としては、指向性関節切除術、回転関節切除術、レーザ血管形成術、ステント、等が挙げられる。これらの処置、特に、ＰＴＡとステント法は、広く受け入れられているが、それらには、まだ、処置後の再狭窄の発生の問題が残されている。
【０００４】
再狭窄とは、当初成功した血管形成術又はその他の一次処置後、数週間又は数ヶ月以内に、動脈が再び狭まることをいう。再狭窄は、通常、その一次処置の数週間又は数ヶ月内に発生し、血管形成術患者全体の５０％に対してなんらかの影響を与えうる。再狭窄は、少なくとも、部分的には、一次処置によって引き起こされた損傷に応答した平滑筋細胞の増殖から生じる。この細胞増殖は、「過形成」と呼ばれる。重度の再狭窄が生じた血管は、通常、更に治療する必要がある。
【０００５】
過形成を治療し、再狭窄を減少させるために多くの戦略が提案されている。従来に提案された戦略としては、バルーンの膨張を延長させる方法、血管を加熱したバルーンで治療する方法、血管を放射線で治療する方法、一次治療後に抗血栓症薬を投与する方法、一次治療後に領域をステント処理する方法、等が挙げられる。これらの提案は多かれ少なかれ成功を収めてきたものであるが、これらの処置法のいずれも、再狭窄と過形成の発生を避けるのに完全に成功したものはない。
【０００６】
最近、拡張と寒冷療法冷却とを組み合わせて使用して損傷部位をリモデリングすることによって、血管形成術後に損傷部位が再び閉じることを防止又は遅延させることが提案されている。その開示内容全体をここに参考文献として合体させる、１９９８年１２月１日出願の同時係属米国特許出願第０９／２０３，０１１号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ． １８４６８−０００１１０）は、低温冷却されたバルーンを使用して、再狭窄を抑制するための構造と方法例を記載している。これらの提案は有望であるように見えるが、血管内低温冷却法を行うための記載された構造と方法は更なる改良の余地がある。特に、本発明に関連する研究によって、内腔内低温冷却法システムの抗増殖効力は、組織が冷却される温度に非常に大きく影響されうることが示された。
【０００７】
低温冷却法は血管内用として大きな有望性を示しているが、冷却を望ましい制御された状態で安全にかつ再現可能に行うことは困難でありうる。たとえば、液体亜酸化窒素等の多くの低温流体候補は、高レベルの熱伝達を示す。冷却温度が高いと、内腔内寒冷療法の所望の抗増殖効果を引き起こす代わりに、むしろ冷却された細胞を殺してしまう（細胞壊死）可能性があることから、これは問題である。本発明に関連する研究は、ＡＺ−５０ＴＭフロロカーボン（より理想的な温度特性を示しうる）等の他の低温流体は、生体適合性と安全性との懸念を引き起こす可能性があることを示している。更に、たとえそれが生体適合性の低温流体であったとしても、その流体が血液流に漏出することを最小限にするための改良された安全手段があれば有用であろう。又、バルーン表面内における液体の気化をもたらす低温システムは、組織が冷却される温度を低下させ、それによって過形成を抑制する効力を低減させる可能性がある。
【０００８】
これらの理由により、血管の再狭窄と過形成の治療のための改良された装置、システム及び方法を提供することが望まれている。特に、このような改良された装置、システム及び方法が、隣接する組織の過剰冷却および／又は損傷を避けるために、非常に制御された状態で安全に治療を提供することが可能なものであることが望ましい。これらの装置、システム及び方法は、理想的には、最小限の副作用で、標的組織の過形成および／又は新組織形成も抑制するものであるべきである。これらの課題の少なくとも一部は、ここに記載される本発明によって達成されるであろう。
【０００９】
２． 背景技術の記載
寒冷療法装置と方法は、ＷＯ９８／３８９３４に記載されている。患者を血管内冷却又は加熱するためのバルーンカテーテルは、Ｕ．Ｓ．５，４８６，２０８及びＷＯ９１／０５５２８に記載されている。子宮内アブレーションを行うための膨張可能浮のう（ｂｌａｄｄｅｒ）を備えた冷凍外科プローブがＵ．Ｓ．５，５０１，６８１に記載されている。ジュール・トンプソン冷却に基づく冷凍外科プローブが、Ｕ．Ｓ．５，２７５，５９５；５，１９０，５３９；５，１４７，３５５；５，０７８，７１３；３，９０１，２４１に記載されている。後の血管形成術および他の処置のための加熱したバルーンを用いるカテーテルが、Ｕ．Ｓ．５，１９６，０２４；５，１９１，８８３；５，１５１，１００；５，１０６，３６０；５，０９２，８４１；５，０４１，０８９；５，０１９，０７５及び４，７５４，７５２に記載されている。低温流体源は、Ｕ．Ｓ．５，６４４，５０２；５，６１７，７３９及び４，３３６，６９１に記載されている。身体冷却装置は、Ｕ．Ｓ．３，１２５，０９６に記載されている。迅速交換カテーテルは、Ｕ．Ｓ．５，３８３，８５３及び５，６６７，５２１に記載されている。ＭＥＩＮＨＡＲＤ（登録商標）ネブライザは、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｉｎｈａｒｄ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ３．ｈｔｍに記載されている。下記の米国特許も、本発明に関連性を有する。５，４５８，６１２；５，５４５，１９５及び５，７３３，２８０。
【００１０】
上記文献のそれぞれの全開示内容をここに参考文献として合体させる。
【００１１】
発明の要旨
本発明は、血管の過形成を抑制するための、改良された装置、システム及び方法を提供する。血管は、多くの場合、アテローム性動脈硬化症又はその他の疾患のために、バルーン血管形成術、関節切除術、回転関節切除術、レーザ血管形成術、ステント法、又はその他の一次治療処置によって治療される。そのような治療法が、関連する過形成を低減および／又は排除し、体腔の開通性を維持するために使用される場合には、過剰な細胞の成長を抑制することが望ましい。本発明は、特に、目標温度範囲以下で組織を冷却することが可能な流体を使用した時に、患者の体腔内の標的部位を、非常に制御されかつ安全な状態で寒冷療法治療することを可能にする。
【００１２】
第１の態様において、本発明は、近端部と、冷却流体供給ルーメンを備えた遠端部と、更にこれらの間に延出する排出ルーメンとを有するカテーテル本体を有する寒冷療法用カテーテルを提供する。前記カテーテル本体の遠端部の近傍には、前記供給及び排出ルーメンと流体連通状態で第１バルーンが配置される。そして、この第１バルーンの上に、当該バルーンと熱バリアを形成した状態で第２バルーンが配置される。
【００１３】
本発明のこの第１態様による治療法は、前記第１バルーンを血管内の標的部位の近傍に位置決めすることによって行うことができる。ここで「標的部位」とは、多くの場合、典型的にはバルーン血管形成術（又はのその他の治療処置）の結果、過形成の虞がある、血管内の長さ部分のことである。低温冷却流体が第１バルーンに導入され（多くの場合、そこで、それは気化する）、排出される。前記第２バルーンが膨張して血管壁に径方向に係合する。標的部位は、過剰な細胞の増殖を抑制するのに十分に低い温度までかつ十分に長い時間、冷却される。標的部位の冷却を制限するために、前記熱バリアによって、第１バルーンと第２バルーンとの間の熱伝達が抑制される。この抑制された冷却処置は、体腔の周部表面の全部又は一部に向けられ、これによって、好ましくは、細胞成長の抑制が生じるが、細胞の大きな壊死は必ずしも起こらない。特に、バルーン血管形成術前、中、又は後、の動脈の治療においては、もしもそれが過形成反応を増大させるならば、細胞壊死は望ましくない。従って、本発明は、細胞増殖を遅らせる又は停止させるために、標的組織を制限された冷却温度に冷却するのである。
【００１４】
前記熱バリアは、フィラメントによって両バルーン間に維持される空隙として構成することができる。このフィラメントは、通常、螺旋巻き、編組、繊、又は結節状のモノフィラメントとして構成することが出来る。前記熱バリアは、又、前記第１バルーンの外面、又は前記第２バルーンの内面、に形成された複数のこぶ（ｂｕｍｐｓ）によって両バルーン間に維持される空隙として構成することも可能である。あるいは、前記熱バリアは、スリーブとして構成することができる。このスリーブは、中実構造または孔あき構造とすることができる。本発明の前記カテーテルは、又、そのガイドワイヤルーメンを介して低温流体が血液流に流れ込むことを最小限にするべく前記排出ルーメンの外側で軸心方向に延出するガイドワイヤルーメンを備えたものとすることができる。
【００１５】
適当な低温流体は、好ましくは、非毒性のものであって、液体亜酸化窒素、液体炭酸ガス、等がある。前記両バルーンは、好ましくは、非弾性のものであって、それぞれ、少なくとも１ｃｍ、より好ましくは２ｃｍ〜５ｃｍの長さ、を有する。これら両バルーンは、それぞれ、冠状動脈中において２ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、それぞれ、末梢動脈中においては２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の直径を有する。一般に、第１バルーンの外面の温度は、約０℃〜約−５０℃の範囲であり、第２バルーンの外面の温度は、約−３℃〜約−１５℃の範囲である。これによって、約−３℃〜約−１５℃の範囲の治療温度が提供される。組織は、通常、所望温度に、約１〜６０秒間、好ましくは、２０〜４０秒間の範囲の時間、維持される。過形成抑制効力は、冷却サイクルを、通常は、約１〜３サイクル、反復し、かつ、そのサイクルの反復を毎６０秒当たり１サイクルの速度でおこなうことによって高めることができる。
【００１６】
別の態様において、本発明は、近端部と、流体供給部を備えた遠端部と、更にこれらの間に延出する排出ルーメンとを有する長手本体を有する寒冷療法システムを提供する。第１バルーンは、前記供給ルーメン及び排出ルーメンと流体連通する容積部を形成する。前記供給ルーメンによって、流体栓が低温流体供給部に接続される。前記第１バルーン上には、その間に真空空間を形成した状態で第２バルーンが配置される。前記真空空間の変化に応答して低温流体が第１バルーンに流れ込むことを阻止するために、前記真空空間は流体栓に接続されている。
【００１７】
好ましくは、前記寒冷療法システムは、第１バルーンから低温流体が逃げ出したり、血液が第２バルーンに流入したりすることがないように、冷却中、両バルーンの完全無欠性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）をモニタすることができる。更に、障害発生時においては、第２バルーンが第１バルーンから流出したかもしれない低温流体を保持する作用を奏しながら、前記流体栓によって追加の低温流体が前記供給ルーメンに供給されることを防止することができる。
【００１８】
前記流体栓は、通常、バッテリによって駆動される回路によって、遮断弁に接続された真空スイッチとして構成される。前記スイッチは、所定のレベルの真空が第２バルーンに検出された時にのみ閉鎖状態に留まることができる。閉じられたスイッチによって、前記遮断弁（前記低温流体供給部と流体連通している）が開放することが許容される。あるいは、前記回路を、前記所定の真空状態が存在したときにのみ前記スイッチが開放し、このスイッチが開放したときに前記遮断弁が開放されるように構成することができる。第１バルーンが穿刺されて低温流体が真空空間に流入することが許容されるか、若しくは、第２バルーンが穿刺されて血液が真空空間に流入することが許容されるときに、真空は低減される。この真空は、前記カテーテル本体の真空ルーメンによって前記真空空間に接続された単純な固定真空チャンバによって提供されるか、又は、オプションとして注射器に類似したものとして構成可能な、単純な容積式ポンプ、と使用されることが可能である。低温真空ポンプ等の更に別の真空手段を使用することも可能である。前記低温流体供給部とバッテリとは、取り外し可能なエネルギパックとして一体にパッケージ化することができる。複数の別々の交換可能なエネルギパックを使用すれば、複数の低温流体冷却サイクルが可能となる。前記システムは、更に、前記第１バルーン中の流体の圧力および／又は温度を測定するために、第１バルーン内に配置された、熱電対、サーミスタ、等を備えた沸点気圧計（ｈｙｐｓｏｍｅｔｅｒ）を備えることができる。
【００１９】
別の態様において、本発明は、近端部と、その遠端部の近傍に配置されたネブライザを備える遠端部とを有するカテーテル本体を有する寒冷療法用カテーテルを提供する。前記カテーテル本体の遠端部には第１バルーンが配置される。この第１バルーンの内面は、前記ネブライザと流体連通している。
【００２０】
前記ネブライザは、液体供給ルーメンとガス供給ルーメンとに流体連通する少なくとも１つのポートを備えることができる。前記液体供給ルーメンは、更に、前記ガス供給ルーメンと同軸にすることができる。従って、前記ネブライザは、バルーン表面内の安全低温流体の気化の圧力とエンタルピーを、互いに独立的に選択、および／又は制御できるように、第１バルーンに液体と気体の混合物を導入することができる。そして、これによって、低温流体の温度制御を改善することが可能となる。
【００２１】
本発明の更に別の態様は、血管の標的部位を治療する方法である。この方法は、バルーンを、前記血管内の前記標的部位の近傍に位置決めする工程と、前記バルーンに低温冷却流体を導入する工程と、前記冷却流体を排出する工程とを有する。前記標的部位は、その後の細胞の成長を抑制するのに十分な、温度と時間、冷却される。前記血管は、一次治療から生じる過形成の可能性がある末梢動脈である。これらの治療から利益を受けうる適当な末梢動脈としては、脚、腎臓、腎、回腸、膝窩、そして好ましくは、表在大腿動脈が挙げられる。
【００２２】
更に別の態様において、本発明は、血管の標的部位を治療する方法を提供する。この方法は、第１バルーンを、前記血管内の前記標的部位の近傍に位置決めする工程と、前記第１バルーンに低温冷却流体を導入する工程と、前記冷却流体を排出する工程とを有する。前記第１バルーン上に配置された第２バルーンを膨張させて血管壁に径方向に係合する。標的部位は、過剰な細胞の増殖を抑制するのに十分に低い温度までかつ十分に長い時間、冷却される。前記標的部位の冷却を制限するために、前記第１バルーンと第２バルーン間の熱伝達を抑制する。
【００２３】
更に別の態様において、本発明は、血管の標的部位を治療する方法を提供する。この方法は、第１バルーンを、前記血管内の前記標的部位の近傍に位置決めする工程と、前記第１バルーンに低温冷却流体を導入する工程と、前記冷却流体を排出する工程とを有する。前記第１バルーン上に配置された第２バルーンを膨張させて血管壁に径方向に係合する。標的部位は、過剰な細胞の増殖を抑制するのに十分に低い温度までかつ十分に長い時間、冷却される。冷却中、第１及び第２バルーンの保持をモニタする。
【００２４】
更に別の態様において、本発明は、血管の標的部位を治療する方法を提供する。この方法は、バルーンを、前記血管内の前記標的部位の近傍に位置決めする工程と、ネブライザによって前記バルーンに低温液体とガスの混合物を導入する工程と、前記低温液体ガス混合物を排出する工程とを有する。標的部位は、過剰な細胞の増殖を抑制するのに十分に低い温度までかつ十分に長い時間、冷却される。
【００２５】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の原理に従って構成された寒冷療法用カテーテルを図示している。
図２は、図１の２−２線に沿った前記カテーテルの断面図である。
図３Ａ−３Ｃは、種々の熱バリア構造を備える、本発明の原理に従って構成された前記寒冷療法用カテーテルの遠端部を図示している。
図４Ａ−４Ｂは、バルーン膨張の前と後とに於ける、前記寒冷療法用カテーテルの遠端部の断面図を示している。
図５は、図１の寒冷療法用カテーテル用の、低温流体供給システムの分解断面図である。
図６は、図１のカテーテルの自動流体遮断機構の動作を図示する機能流れ図である。
図７及び７Ａは、図１の寒冷療法用カテーテル用のハンドルと取り外し可能エネルギパックを図示している。
図８は、本発明の原理に基づいて構成された寒冷療法用カテーテルの別実施例を図示している。
図９Ａ−９Ｂは、本発明の原理に基づいて構成された別の寒冷療法用カテーテルの遠端部と近端部の断面図を示している。
図１０は、図９Ａ中の１０−１０線に沿ったカテーテルの別の断面図である。
図１１Ａ−１１Ｃは、寒冷療法用カテーテルを抹消動脈に使用するための方法を略示している。
図１２は、本発明の原理に基づく別の寒冷療法／血管形成術用バルーンカテーテルシステムを略示している。
【００２６】
具体的実施例の説明
本発明は、血管の過形成を抑制するための、改良された寒冷療法用装置、システム及び方法を提供する。本発明の原理に基づいて構成された寒冷療法用カテーテルの一例１０が図１及び２に図示されている。このカテーテル１０は、近端部１４と、冷却流体供給ルーメン１８を備える遠端部１６と、これらの間に延出する排出ルーメン２０とを有するカテーテル本体１２を有する。前記カテーテル本体１２の前記遠端部の近傍に、前記供給及び排出ルーメンと流体連通状態で、第１バルーン２２が配置されている。前記第１バルーン２２上には、その間に熱バリア２６を形成した状態で、第２バルーン２４が配置されている。
【００２７】
前記両バルーン２２、２４は、前記カテーテル本体１２の一体的延出部分として構成することができるが、そのような構造は本発明には必須ではない。これらバルーン２２、２４は、前記カテーテル本体１２と同じ又は異なる材料から形成することが可能であるが、後者の場合は、適当な接着剤、熱溶接、その他によって、カテーテル本体１２の遠端部１６に取り付けられる。前記カテーテル本体１２は、ポリエチレン、ポリイミド、及びそれらのコポリマー又は誘導体、等の従来の材料から形成することができる。前記両バルーン２２、２４も、血管形成術に使用される従来の材料、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、等の非弾性である材料、あるいは、強力な非膨脹性バルーンを構築するのに適したその他の医療グレードの材料、から形成することができる。更に、これら両バルーン２２、２４は、より良好な保護を提供するために、異なる材料から形成することも可能である。たとえば、強度を提供するために第１バルーン２２をＰＥＴから形成し、他方、耐久性を提供するために第２バルーン２４をポリエチレンから形成することができる。前記両バルーン２２、２４は、それぞれ、少なくとも１ｃｍ、より好ましくは２ｃｍ〜５ｃｍの長さ、を有する。これら両バルーン２２、２４は、それぞれ、冠状動脈中において２ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、それぞれ、末梢動脈中においては２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の直径を有する。
【００２８】
前記熱バリア２６は、図３Ａに図示されているように、フィラメント２８によって両バルーン２２、２４間に維持される空隙（ｇａｐ）として構成することができる。このフィラメントは、通常、螺旋巻き状、編組状、繊状、又は結節状のモノフィラメントとして構成することが出来る。前記モノフィラメントは、ＰＥＴ又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、から形成することができ、接着、熱溶接、ファスナ、等によって前記第１バルーン２２に固定することができる。前記熱バリア２６は、又、図３Ｂに図示されているように、前記第１バルーン２２の外面、および／又は前記第２バルーン２４の内面、に形成された複数のこぶ（ｂｕｍｐｓ）３０によって両バルーン２２、２４間に維持される空隙として構成することも可能である。前記複数のこぶ３０は、様々な方法によって形成することができる。たとえば、これらこぶ３０を、バルーンに対して本来備わったものとして構成することが可能であるし（バルーンの吹き込み成形中に形成される）、又は、接着、熱溶接、ファスナ、等を使用してバルーンに対して物理的に「ドット（ｄｏｔｓ）」を固定することによって、バルーンの材料を変形させることによっても作り出すことができる。あるいは、前記熱バリア２６は、図３Ｃに図示されているように、スリーブ３２によって両バルーン２２、２４間に維持される空隙として構成することができる。このスリーブ３２は、孔あき構造とすることができ、ＰＥＴ又はシリコンやポリウレタンなどのゴムから形成することができる。
【００２９】
前記カテーテル本体１２の近端部１４には、ハブ３４及び３６が固定されている。ハブ３４は、低温流体源を、前記第１バルーン２２の内面と流体連通している流体供給ルーメン１８に接続するためのポート３８を提供する。ハブ３４は、更に、バルーン２２から前記排出ルーメン２０を通って軸心方向に移動する低温流体を排出するためのポート４０も提供する。ハブ３６は、カテーテル本体１２内においてガイドワイヤルーメン４４を通って延出するガイドワイヤ用のポート４２を提供する。通常、前記ガイドワイヤルーメン４４は、図２に図示されているように、前記排出ルーメン２０を通って延出している。前記ガイドワイヤルーメン４４は、又、このガイドワイヤルーメン４４を介して低温流体が血液流に流れ込むことを最小限にするために、前記排出ルーメン２０の外側で軸心方向に延出することも可能である。オプションとして、前記ガイドワイヤルーメン４４を、第１バルーン２２の内面の外側に延出させたり、あるいは、このガイドルーメン４４によって、ガイドワイヤが両バルーン２２、２４の外側に延出することを可能に構成することができる。更に、前記第１バルーン２２の近傍でカテーテル本体１２に沿って補強コイル４６を延出させることができる。この補強コイル４６は、カテーテル１０が血管内部で捩れることを防止するために、通常６ｃｍ〜１０ｃｍの範囲の長さを有する単純なバネから構成することができる。
【００３０】
操作時、前記第１バルーン２２を血管内の標的部位の近傍に位置決めすることによって処置が行われる。図４Ａは、この位置決め中に於ける前記寒冷療法用カテーテルの遠端部の断面図を示している。低温冷却流体が第１バルーン２２に導入され（多くの場合、そこで、それは気化する）、排出される。前記第２バルーン２４が膨張して血管壁に径方向に係合する。気化した流体は、バルーン２２を膨張させる作用（そしてバルーン２４を拡張させる）と、更に、両バルーン２２、２４の外面を冷却する作用の両方の作用を奏する。図４Ｂは、両バルーン膨張後における前記寒冷療法用カテーテルの遠端部の断面図を示している。標的部位は、過剰な細胞の増殖を抑制するのに十分に低い温度までかつ十分に長い時間、冷却される。標的部位の冷却を所望の温度プロファイルに制限するために、前記熱バリア２６によって、第１バルーン２２と第２バルーン２４との間の熱伝達が抑制される。この抑制された冷却処置は、体腔の周部表面の全部又は一部を対象に行われ、これによって、好ましくは、細胞成長の抑制が生じる。
【００３１】
適当な低温流体は、好ましくは、非毒性のものであって、液体亜酸化窒素、液体炭酸ガス、等がある。低温流体供給システム２１４（これは親出願第０９／２６８，２０５により詳細に記載されたものであり、この親出願の全開示内容をここに参考文献として合体させる）が図５に図示されている。この供給システム２１４は、低温流体２０４を収納する使い捨て式カートリッジ２０２を使用する。前記カートリッジ２０２は、ケーシング２０６に受け入れられ、このケーシングは、フィッティング２０８に係合する。カートリッジ２０２をケーシング２０６に入れ、フィッティング２０８をケーシングにねじ込むことによって、カートリッジの脆弱シール２１０を、フィッティングの突出筒部２１２によって破ることができる。冷却流体２０４の漏れを避けるために、フィッティング２０８には、ゴムワシャ２１４等のシール部材を備えさせることが出来、他方、このフィッティングとケーシング２０６に、シール２１０の破断を容易にするために把持面を備えさせることができる。
【００３２】
一旦、フィッティング２０８によってシール２１０が破られると、低温冷却流体２０４は、前記フィッティングを介してルーメン２１６を通って、バルーン表面に向かって流れる。冷却流体流路に沿って取り外し可能なコネクタ２１８が設けられていることによって、流体供給システム２１４のカテーテル１０への接続が容易にされており、このコネクタは、通常、カテーテルの流体供給ポート３８にシール状態で係合するルアー式フィッティングとして構成される。ここでコネクタ２１８は、フィッティング２０８に対して密に接続された状態で図示されているが、流体流路をもっと長く、オプションとしてフレキシブルな通路に沿って延出するものとしてもよい。事実、本発明の諸態様は、標準的な再使用可能な低温流体供給システムに使用可能である。
【００３３】
図５に図示されている流体供給システム２１４において、フィッティング２０８とコネクタ２１８との間に、単純なコック２２０が配設されている。このコック２２０によって、寒冷療法システムのオペレータは、システムをセットアップしながら、カートリッジ２０２のシール２１０を突き破り、その後、コックのレバーを回すことによって、冷却流体の流れを手動によって開始させることができる。冷却流体の圧力、温度、等を確認するために、コック２２０のポートを、開放された冷却流体通路と流体連通させることができる。あるいは、このコックのポートを、コックが開放されたときに、冷却流体通路から分離させるようにすることも可能である。
【００３４】
前記ケーシング２０６とフィッティング２０８は、種々のポリマーおよび／又は金属材料、から構成することができる。本実施例において、ケーシング２０６とフィッティング２０８の少なくとも一部分は、標準的な市販の加圧流体カートリッジを受け入れ、それを開放するように寸法設計され構成された在庫品（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ　ｉｔｅｍｓ）である。前記ケーシングと、フィッティングのシール開放用構成部材とは、オーストリア、ウィーンに位置するｉＳｉ　Ｇｍｂｈによって市販されているコンポーネントを組み付けおよび／又は改造することによって形成することができる。
【００３５】
カートリッジ２０２は、搬送したり、保存したり、又、オプションとして、室温で使用することができる。カートリッジ２０２内にシールされている低温冷却流体は、ＣＯ２，Ｎ２Ｏ，ＡＺ−５０ＴＭフロロカーボン、および／又は、種々のその他の低温冷却流体とすることができる。これらの流体は、カートリッジ２０２内において極めて高い圧力下にあるので、それらは、たとえ室温においても、液体又は気体／液体混合物の形態であるかもしれない。カートリッジ２０２内に於ける冷却流体２０４の圧力は、多くの場合４００ｐｓｉ以上であり、好ましくは、室温において約５００ｐｓｉ以上である。尚、カートリッジの圧力は、処置中、冷却流体が消費されるにつれて減少する。好ましくは、冷却流体２０４の量は、凍結手術システム（低温流体供給部２１４とカテーテル１０とを含む）が、標的組織を、冷却流体がキャニスターから消費されるまでの所定の時間範囲内の時間、所定の温度範囲内に冷却、維持するように構成することができる。換言すると、適当な流体供給カートリッジ及びカテーテル構造を選択することによって、電子制御システム、オペレータ、等による積極的介入無しで、寒冷療法を自動的に停止させることができる。冷却流は、カートリッジ２０２内の流体圧が環境圧と等しくなったときに終結させても良いし、あるいは、オプションとして、圧力が何らかの閾値以下に低下したときに、中止させてもよい。
【００３６】
キャニスター２０２は、通常、金属構造体として構成される。適当なカートリッジによって、前記所定時間、前記治療温度に標的組織を冷却するのに十分な量の低温冷却流体を保持する。カートリッジは、２ｃｃ〜１００ｃｃ（部分的には、低温流体の瞬間（ｆｌａｓｈ）膨張温度に依存する）の容積を有するものとすることができ、又、約５ｇ〜３０ｇの冷却流体を収納するものとすることができる。典型的なカートリッジは、約５ｍｌ〜約２０ｍｌ範囲の量のＮ２Ｏ、理想的には、約７５０ｐｓｉで約１０ｍｌ又は８ｇのＮ２Ｏ液体を保持する。従来、そのようなカートリッジは、ホイップクリームディスペンサー用として市販されている。後述するように、キャニスター２０２は、室温においても、あるいは、冷蔵してもよいが、好ましくは、使用前に僅かに暖められる。キャニスター２０２を、２０ワット〜５０ワット、好ましくは、４０ワットのカプトンヒーターフィルムを使用して加熱することが好ましい。
【００３７】
上の説明は、時として、低温冷却の効果を高めるための構造と技術とに言及するものであったが、公知の低温冷却技術でも、本発明に使用される好適な治療温度を十分に下回る温度を作り出すことが可能である。標的組織の冷却を緩和し、抗増殖効果を提供するために、本発明の前記システムは、オプションとして、図１を参照して前述した熱バリア２６に依存する。あるいは、バルーンに対する冷却流体の流れを間歇的に中断するために、モータ２２２をコック２２０に駆動可能に係合させてもよい。冷却流体の流れをｏｎ／ｏｆｆ反復循環させることによって、本発明は、前記冷却システムの熱過渡条件を利用して、組織が、定常状態の冷却流に関連する低い温度に達することを防止する。
【００３８】
寒冷療法用カテーテルへの冷却流体の流れを間歇的に中断させるために、種々の構造を使用することが可能である。図５の実施例においては、電気モータアセンブリの出力軸を、改造された市販の医用コック弁に取り付けることができる。適当なモータは、普通の壁コンセント又はバッテリから動力供給することができ、コック弁の回転速度を約毎秒１サイクルに減速するために減速駆動ユニットを使用することが可能であろう。前記駆動モータは、１つの所定温度範囲内の温度を提供するべく固定速度を有するものとすることができ、あるいは、特定の治療用に所定治療温度範囲を変化させるべく、および／又は、特定の環境条件、寒冷療法カテーテル構造等用に所定治療温度を変化させるべく、前記サイクル速度を変えることによって温度をアクティブに制御するために可変速度を有するものとすることができる。
【００３９】
断流器を使用することは非常に有利である。たとえば、もしもカートリッジ２０２が７５０ｐｓｉでＮ２Ｏを収納しており、そして、もしも、そのカートリッジが氷浴中に置かれている場合（それによって、簡便で再現可能な初期条件が提供される）、冷却流体を大気圧（１４．７ｐｓｉ）〜１００ｐｓｉの圧力にまで瞬間膨張させることによって、約−４５℃〜約−９０℃の範囲の低温流体温度が得られる。そのような構造は、たとえば、組織の低温アブレーションが望まれる治療用として有用である。驚くべきことに、流体圧力と流速を高めるためにカートリッジをゆっくりと暖めることが有用である。従って、キャニスター２０２を、好ましくは略体温（ホットプレート、水浴、等によって）にまで暖めるか、もしくは、キャニスターを人のポケットに保持することによってさえ（これによってキャニスターを約３３℃にまで暖めることができる）、別の所定初期条件が提供されるかもしれない。更に別の所定初期温度条件は、単純に、手術室の温度とすることができる。
【００４０】
血管形成術、ステント処置、回転又は指向性関節切除術等に関連する血管の過形成および／又は新形成を抑制するべくアポトーシスおよび／又はプログラムされた細胞死を提供するために、多くの場合、より温和な低温治療温度を提供することが望ましい。これらの治療構造は、心房性細動の治療の為の、心房内の低温損傷部の形成等を含む、種々多様なその他の治療法にとっても有用であるかもしれない。一具体例として、１９９８年１１月１２日に公開されたＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／４９９５７（その全開示内容をここに参考文献として合体させる）に記載されている心臓組織アブレーション装置と方法にとって、約−３０℃よりも遥かに高い温度、すなわち、多くの凍結手術法によって提供される冷却組織温度よりも遥かに暖かい温度、を提供する治療構成が有用であるかもしれない。
【００４１】
低温流体は、昇圧下で液体として供給ルーメン１８を通って流れ、第１バルーン２２内において低圧下で気化する。亜酸化窒素の場合、供給ルーメン１８内の供給圧は、通常、対応の沸点以下の温度において６００ｐｓｉ〜１０００ｐｓｉである。気化後、第１バルーン２２内のその中心近くでの亜酸化窒素は、通常１５ｐｓｉ〜１００ｐｓｉの範囲の圧力を有する。好ましくは、亜酸化窒素は、末梢動脈中においては５０ｐｓｉ〜１００ｐｓｉの範囲で、そして冠状動脈中においては約１５ｐｓｉ〜４５ｐｓｉの範囲の圧力を有する。
【００４２】
一般に、第１バルーン２２の外面の温度は、約０℃〜約−５０℃の範囲である。好ましくは、末梢動脈中に於ける第１バルーン２２の外面の温度は、約０℃〜約−４０℃の範囲である。第２バルーン２４の外面の温度は約−３℃〜約−１５℃の範囲である。これによって、約−３℃〜約−１５℃の範囲の望ましい処置温度が提供される。組織は、通常、この所望温度に、約１〜６０秒間、好ましくは、２０〜４０秒間の時間、維持される。過形成抑制効力は、冷却サイクルを、通常は、約１〜３サイクル反復し、かつ、そのサイクルの反復を毎６０秒当たり約１サイクルの速度で行うことによって高めることができる。
【００４３】
前記冷却温度は、両バルーン２２、２４の径方向外方方向と、軸心方向との両方において増加し、これによって、温度は中心近くで最低となる。更に、両バルーン２２、２４を、これらバルーンの中心からそれぞれの方向において、少なくとも０．５ｃｍ、好ましくは少なくとも１ｃｍ延長することによって、これらバルーンの端部に於ける温度は、一般に、０℃以下にならない。このようにして、両バルーンの遠端部と近端部とが動脈又はその他の体腔内の非標的部分から低温部分を分離しながら、両バルーンの中心の近傍の治療領域内のバルーンの外面において所望の低温を維持することができる。尚、バルーン２２、２４の治療領域の軸心方向の長さは、これらバルーンの長さを変えることによって大幅に変化させることが可能であることが理解されるであろう。
【００４４】
図１の寒冷療法用カテーテル１０は、更に、第１及び第２バルーン２２、２４の保持をモニタする安全機構を備える。第１バルーン２２は、前記供給及び排出ルーメンと流体連通する容積部を形成する。前記供給ルーメン１８によって、流体栓が低温流体供給部に接続される。前記第１バルーン２２上には、その間に真空空間５２を形成した状態で第２バルーン２４が配置される。前記真空空間５２の変化に応答して低温流体が第１バルーン２２に流れ込むことを阻止するために、前記真空空間５２は流体栓に接続されている。
【００４５】
図６は、自動流体遮断機構５４の機能流れ図である。流体栓５４は、通常、バッテリ６０によって駆動される回路によって、遮断弁５８に接続された真空スイッチ５６として構成されている。前記スイッチ５６は、所定のレベルの真空空間５２が第２バルーン２４内に検出された時にのみ閉鎖状態に留まることができる。閉じられたスイッチ５６によって、前記低温流体供給６２と流体連通している前記遮断弁５８が開放することが許容される。あるいは、前記回路を、前記所定の真空空間５２が存在したときにのみ前記スイッチ５６が開放し、このスイッチが開放したときに前記遮断弁５８が開放されるように構成することができる。第１バルーン２２が穿刺されて低温流体が真空空間５２に流入することが許容されるか、若しくは、第２バルーン２４が穿刺されて血液が真空空間５２に流入することが許容されるときに、真空空間５２は低減される。両バルーン２２、２４の保持のモニタすることに加えて、前記真空スイッチ５６は、損傷時に於いて起動されて更に低温流体が流体供給６２から供給ルーメン１８に供給されることを阻止する。第２バルーン２４は、第１バルーン２２に流れ込んだ可能性のある低温流体を保持する作用も有する。
【００４６】
前記真空空間５２は、真空ポート６８を介して前記本体１２の真空ルーメン６６によって前記真空空間５２に接続された単純な固定真空チャンバ６４によって提供することができる（図１を参照）。当該実施例においては、単純な容積式ポンプ（理想的には注射器に類似）が、ハンドル７４内に配置され、図７に図示されているように、これは、アクチュエータ７５によって作動可能である。前記アクチュエータを手によって保持する必要無く、真空を保持するためにラッチによってアクチュエータ７５を拘束してもよい。真空空間５２が小さければ小さいほど、少量の流体の漏出が発生した時の真空量の変化を検出しやすくなるので、前記真空空間５２は、１ｍＬ〜１００ｍＬ、好ましくは、１０ｍＬ以下、の小容積の真空として構成されるべきである。前記低温流体供給部６２と前記回路を駆動するバッテリ６０とは、図７Ａに図示されているように、エネルギパック７０として一体にパッケージ化することができる。前記エネルギパック７０はカテーテル本体の隣接したハンドル７４から取り外し可能であり、使い捨てである。複数の別々の交換可能なエネルギパック７０を使用すれば、複数の低温流体冷却サイクルが可能となる。更に、前記ハンドル７４に音声警報又はブザー７６を設けて、流体供給６２からの流れを許容するためにハンドルが十分に垂直に維持されていない場合に、このブザーによって音声警報を提供するようにしてもよい。前記寒冷療法用カテーテルは、更に、前記第１バルーン２２中の流体の圧力および／又は温度を測定するために、第１バルーン２２又はハンドルに配置された、熱電対、サーミスタ、等によって前記容積部に接続された沸点気圧計（ｈｙｐｓｏｍｅｔｅｒ）７２を備えることができる。この沸点気圧計によって、寒冷療法処置の効力と安全性とに影響する変数（圧力、温度）の正確なリアルタイム測定が可能となる。
【００４７】
次に図８を参照して、別の寒冷療法用カテーテル５０について説明する。このカテーテル５０は、近端部１４と、冷却流体供給ルーメン１８を備える遠端部１６と、これらの間に延出する排出ルーメン２０とを有するカテーテル本体１２を有する。前記カテーテル本体１２の前記遠端部の近傍に、前記供給及び排出ルーメンと流体連通状態で、第１バルーン２２が配置されている。前記第１バルーン２２上には、その間に熱バリア２６を形成した状態で、弾性膜５１が配置されている。
【００４８】
前記弾性膜５１は、耐久性を提供するために、ノースカロライナ州のキャリー（Ｃａｒｙ）に所在のＰｏｌｙｚｅｎ社によって市販されているポリウレタンから形成することができる。前記弾性膜５１は、通常、０．００１インチ〜０．００４インチ、好ましくは、０．００２インチの範囲の厚みを有し、更に高い断熱性を提供するために、１つ〜４つの層から成る複層構造にすることができる。又、この膜５１は、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の静止直径を有し、更に、バルーンの直径よりも小さな膜静止直径を提供することによって、バルーン２２を低プロファイル状に折り畳むことを補助することができる。たとえば、６ｍｍの直径のバルーンに対して、５．５ｍｍの静止膜直径を使用することができる。前記膜５１は、通常、マンドレル上で形成され、接着、熱溶接、ファスナ、等によってバルーンの近端部及び遠端部に固定される。
【００４９】
図９Ａ及び９Ｂを参照すると、別の寒冷療法用カテーテル１００の遠端部と近端部の断面図が示され、図１０は、このカテーテル１００の１０−１０線に沿った断面を図示している。該寒冷療法用カテーテル１００は、近端部１０４と、その遠端部１０６の近傍に配置されたネブライザ１０８を備える遠端部１０６とを有するカテーテル本体１０２を有する。前記カテーテル本体１０２の前記遠端部１０６の近傍に、前記ネブライザ１０８と流体連通状態で、第１バルーン１１０が配置されている。前記第１バルーン１１０の内面は、前記ネブライザ１０８と流体連通している。好ましくは、前記ネブライザ１０８は、バルーン表面内の安全低温流体の気化の圧力とエンタルピーを、互いに独立的に選択、および／又は制御できるように、第１バルーン１１０に液体と気体の混合物を導入することができる。そして、これによって、低温流体の温度制御を改善することが可能となる。
【００５０】
前記ネブライザ１０８は、液体供給ルーメン１１２とガス供給ルーメン１１４とに流体連通する少なくとも１つのポートを備えることができる。前記液体供給ルーメン１１２は、更に、前記ガス供給ルーメン１１４と同軸にすることができる。オプションとして、前記ネブライザ１０８は、前記ガス供給ルーメンと同軸の複数の液体供給ルーメンを有することができ、前記ガス供給ルーメンは外側ジャケットカバーに固着している。気化中、前記液体供給ルーメン１１２からの液体の一部がバルーン１１０中で気化され、この液体の別の一部は、バルーン１１０からカテーテル本体１０２の近端部１０４に向かって戻ることができる。
【００５１】
前記カテーテル本体１０２の近端部１０４には、ハブ１１６が固定されている。このハブ１１６は、前記ネブライザ１０８と流体連通している前記流体供給ルーメン１１２に低温流体源を接続するためのポート１１８を提供する。ハブ１１６は、更に、前記ネブライザ１０８と流体連通している前記ガス供給ルーメン１１４に低温ガス源を接続するためのポート１２０も提供する。バルーン１１０から排出ルーメンを介して近位側方向に移動する前記低温液体ガス混合物を排出するための第３のポート１２２が設けられている。前記カテーテル本体１０２内においてガイドルーメン１２８を通って延出するガイドワイヤのために第４のポート１２６が提供されている。前記ガイドワイヤルーメン１２８は、図９に図示されているように、このガイドワイヤルーメンを介して低温流体が血液流に流れ込むことを最小限にするために、前記液体及びガス供給ルーメンの外側において軸心方向に延出してもよい。更に、前記カテーテル１００は、捩れを防止するための補強コイル４６（図１を参照）と、冷却を制限するための熱バリアを備える第２バルーン構造（図１を参照）と、該寒冷療法システムの完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を保証するための流体遮断機構（図６を参照）とを備えることができる。
【００５２】
操作時、血管内の標的部位の近傍にバルーン１１０が位置決めされる。低温液体とガスとの混合物をネブライザ１０８によってバルーンに導入し、この低温液体（これは多くの場合バルーン内で気化する）とガスの混合物が排出される。気化した流体は、バルーン１１０を膨張させる作用と、バルーン１１０の外面を冷却する作用との両方の作用を奏する。標的部位は、その後の細胞の成長を抑制するのに十分な温度と時間、冷却される。
【００５３】
低温流体は、昇圧下で液体として供給ルーメン１１２を通って流れ、バルーン１１０内において低圧下で気化する。亜酸化窒素の場合、液体供給ルーメン１１２内の供給圧は、通常、対応の沸点以下の温度において６００ｐｓｉ〜１０００ｐｓｉである。ガス体の亜酸化窒素の場合、ガス供給ルーメン１１４内の供給圧は、通常、６００ｐｓｉ〜１０００ｐｓｉである。気化後、バルーン１１０内のその中心近くでの亜酸化窒素は、通常１５「ｐｓｉ〜１００ｐｓｉの範囲の圧力を有する。一般に、バルーン１１０の外面の温度は、約−３℃〜約−１５℃の範囲である。これによって、約−３℃〜約−１５℃の範囲の望ましい処置温度が提供される。組織は、通常、この所望温度に、約１〜６０秒間、好ましくは、２０〜４０秒間の時間、維持される。過形成抑制効力は、冷却サイクルを、通常は、約１〜３サイクル反復し、かつ、そのサイクルの反復を毎６０秒当たり約１サイクルの速度でおこなうことによって高めることができる。
【００５４】
次に図１１Ａ〜１１Ｃを参照して、末梢動脈ＰＡ内の標的部位ＴＰを治療するための寒冷療法用カテーテル１５０の使用法について説明する。前記標的部位は、通常、バルーン血管形成術又は、アテローム性動脈硬化症の治療のためのその他の一次の従来式プロトコルによって以前に治療されたものである。そのような一次治療は、通常、血管内カテーテルを利用するものであり、このカテーテルは、図１１Ａに図示されているように、ガイドワイヤＧＷをその位置に残して既に取り外されているであろう。次に、図１１Ｂに図示されているように、カテーテル１５０を前記ガイドワイヤ上に導入する。図１１Ｃに図示されているように、低温冷却流体がカテーテル１５０を介してバルーン１５２へと導入され（その中でそれは多くの場合気化する）、排出されて、バルーン１５２を膨張させる。バルーンの温度プロファイルにより、図１１Ｃの矢印の列によって示されているように、末梢動脈ＰＡの内壁の冷却は、中央領域ＣＲに渡って最大化され、それはこの中央領域から近位側及び遠位側の方向に減少する。処置は、末梢動脈ＰＡのライニングの細胞のその後の過形成を抑制するために、上述した温度及び時間で行われる。
【００５５】
図１２に図示する別実施例（これは、その全開示内容を以前にここに参考文献として合体させた親出願第０９／２６８，２０５号に更に詳細に記載されたものである）において、システム３１０は、血管形成拡張と、低温冷却との両方の組み合わせを使用して血管の疾患管壁を治療することができる。一般に、システム３１０は、低温流体供給システム３１４と血管形成加圧システム３１６とに接続されたカテーテル３１２を有する。前記低温システム３１４と加圧システム３１６の一方又は両方は、オプションとして、冷却と拡張を調節するためのコントローラ３１８に作動接続することができる。いくつかの実施例において、コントローラ３１８は、バルーン圧力、測定温度、等に応答して、冷却流体供給速度、冷却排気ガスポート圧力、冷却流のサイクル、等を調節することによって低温冷却をアクティブに制御することができる。他の実施例において、前記システムは、所定の供給量、圧力および／又は流循環速度の使用によって実質的に自動調節式とされる。
【００５６】
カテーテル３１２は、一般に、近端部３２２と遠端部３２４とを備えるカテーテル本体を有する。近位側ハウジング３２６は、低温供給システム３１４、加圧システム３１６、等を、前記カテーテル本体の遠端部に接続するための多数のポートを備えている。カテーテル本体３２４の遠端部の近傍には血管形成術バルーン３２８と低温バルーン３３０とが取り付けられている。カテーテル本体は、一般に、フレキシブルであって、近位側ハウジング３２６のポートと両バルーン３２８及び３３０との間の流体連通を提供するための複数のルーメンを備える。
【００５７】
血管形成術バルーン３２８は、血管の拡張に従来から使用されている種々の材料から形成することができる。この血管形成術バルーン３２８は、通常、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の非膨張性の材料から構成される。そのような血管形成術バルーンは、通常、約１５ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲の長さと、約２ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲の拡張時直径を有する、その意図される用途に応じた様々な寸法に形成される。膨張前は、血管形成術バルーン３２８は、一般的に、血管系への挿入とそれを介した操作に好適な低プロファイル状態に維持される。標的部位へのアクセスを容易にするために、近位側のガイドワイヤポート３３４から、血管形成術バルーン３２８及び低温バルーン３３０とを通ってガイドワイヤルーメン３３２が延出している。
【００５８】
カテーテルの遠端部の画像を増強し、かつ、螢光透視法、音波ホログラフィ法、又は、その他の画像形態（適当なコントラスト構成を有する）によるバルーンの位置決めを容易にするために、バルーン３２８内に高コントラストマーカを設けてもよい。そのようなマーカは、加圧ルーメン３３６を形成する筒状構造体の周りに金又はプラチナのワイヤを巻回することによって形成することができる。血管形成術バルーン３２８は、加圧システム３１６からコントラスト流体３４０を、加圧ポート３３８を介して加圧ルーメン３３６へ注入することによって膨張される。この実施例において、バルーン３２８は、拡張中に於ける低温バルーンの不意の膨張を避けるために、バルーン３３０から分離されている。
【００５９】
図１２に図示されているカテーテルにおいて、低温バルーン３３０は、血管形成術バルーン３２８内に入れ子式に配設されている。尚、低温バルーン３３０は、低温バルーンから軸心方向に変位させて配置されてもよく、あるいは、単一のバルーンが、低温冷却と拡張との両方のために作用するように構成することも可能であると理解される。冷却は、リジッドな（ｒｉｇｉｄ、硬い）熱交換器内に低温冷却流体を収納することによって、そして、オプションとして、所定の凍結温度を有する流体を介して周囲のバルーン壁を冷却することによって、提供することができる。更に別の実施例において、低温冷却カテーテルは、拡張能力を備えずに提供することができる。本発明の中庸な冷却は、リジッドな軸によって冷却面に接続された手持ち操作式プローブを含む、更に別の冷却プローブのために有用であるかもしれない。換言すると、本発明は、多くのプローブ構造にとって有用であるかもしれない。尚、前記供給システムは、必ずしもそのプローブと分離、又は分離可能である必要はない。
【００６０】
冷却面の具体的構造の如何に拘わらず、低温流体３６０は、一般には、低温流体供給部３１４の出口から冷却プローブの入口へと向けられる。図１２の実施例において、低温流体は、低温供給ポート３４２に注入され、低温バルーン３３０に向かってカテーテル本体３２０内の低温供給ルーメン３４４を通過する。低温流体３６０は、オプションとして、二酸化炭素（ＣＯ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ），ＡＺ−５０ＴＭ（ニュージャージー州、モリスタウンのＧｅｎｅｔｒｏｎ社によって販売）等のフロロカーボン、等を含む、低温流体又は液体／気体混合物から構成することができる。低温流体３６０が供給ルーメンから低温バルーン３３０へと通過する時、それは、ディフューザー３４６によって、径方向と軸心方向との両方において分散されることができる。ディフューザー３４６は、一般に複数の径方向向きの開口部を備える筒状構造体である。これらの開口部が径方向に向けられているので、ディフューザー３４６は冷却流体を低温バルーン３３０の壁に向けて概略垂直に向け、これにより、冷却蒸気とバルーン壁との間の熱伝達率は極めて均一かつ極めて高い。これは、バルーン壁の温度を低下させるのに役立ち、所与の流率の冷却材に対してより大きな抽熱を提供する。更に、前記ポートは、バルーンの周部方向と軸心方向との両方に分布されているので、前記ディフューザーは、バルーンの表面の大きな部分（多くの場合その大半部分）に渡って実質的に均一な冷却を提供することができる。
【００６１】
いくつかの実施例において、前記低温冷却流体は、流体供給ルーメン３４４とバルーン３３０との間のジュール・トンプソンオリフィスを通過することができる。他の実施例では、低温冷却流体の一部が液体として単数又は複数のポートからバルーン内へと流れる。液体は、バルーン内部で気化し、その気化のエンタルピーによって周囲の管壁の冷却が促進される。管壁の少なくとも一部分に渡る均一な冷却を更に良好なものとするために、前記液体がバルーンの少なくとも一部分を覆うようにしてもよい。従って、ディフューザー３４６のポートは、流体供給ルーメン３３４の断面よりも小さな、あるいは、この流体供給ルーメンの断面と少なくとも同じ大きさ（又はそれ以上）の、総断面を有する。
【００６２】
低温冷却流体がバルーン３３０内で気化した後、それは、排出ルーメン３４８に沿ってこのバルーンから出て、排出ポート３５０を通ってカテーテル３１２から排出される。低温バルーン３３０の膨張は、バルーンに注入される低温流体の量、および／又は、排気ガスが受ける圧力ヘッド損失、によって制御することができる。冷却は、一般に、バルーン３３０内の圧力を最小化することによって高められる。冷却の量を制御するべくこの効果を利用するために、排出ポート３５０に固定又は可変オリフィスを設けることができる。あるいは、冷却を制御するとともに冷却効果を高めるために、前記排出ポートを真空にしてもよい。いくつかの実施例において、低温冷却流体とバルーンの組織係合面との間に断熱材層３７２を配置することができる。適当な断熱材は、低温バルーン３３０の内面又は外面、血管形成術バルーン３２８の内面又は外面、等に設けられる膨張テフロンＴＭ（ｅＰＴＦＥ）の薄層とすることができる。その他多種多様な断熱材も使用可能である。
【００６３】
低温バルーン３３０内の圧力を正確に制御および／又はモニタするために、近位側ハウジング３２６に、冷却バルーン圧モニタポート３５６を備えさせてもよい。この圧力モニタポートは、好ましくは、専用の圧力モニタルーメン（図示せず）を介して、低温バルーン３３０と流体連通される。圧力モニタポート３５６と熱電対コネクタ３５８からの信号を、前記コントローラ３１８に伝送することができる。
【００６４】
使用時において、図１２の入れ子構造式低温／血管形成術バルーンは、拡張前における疾患管壁の予備冷却、拡張後の管壁の冷却、分散反復冷却／拡張、そして、冷却中の均一な同時拡張、を可能にするであろう。ある種の管内治療法の場合、拡張無しで冷却することが望ましいかもしれず、そのような場合には、コントラスト３４０による血管形成術バルーン３２８の膨張のための構成は不要である。
【００６５】
以上は本発明の好適実施例の完全な説明ではあるが、当業者には、種々の代替構成、改造及びそれらの均等構造が自明であろう。従って、上の説明は、添付の請求項によって定義される本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って構成された寒冷療法用カテーテルを図示している。
【図２】図１の２−２線に沿った前記カテーテルの断面図である。
【図３Ａ】種々の熱バリア構造を備える、本発明の原理に従って構成された前記寒冷療法用カテーテルの遠端部を図示している。
【図３Ｂ】種々の熱バリア構造を備える、本発明の原理に従って構成された前記寒冷療法用カテーテルの遠端部を図示している。
【図３Ｃ】種々の熱バリア構造を備える、本発明の原理に従って構成された前記寒冷療法用カテーテルの遠端部を図示している。
【図４Ａ】バルーン膨張の前と後とに於ける、前記寒冷療法用カテーテルの遠端部の断面図を示している。
【図４Ｂ】バルーン膨張の前と後とに於ける、前記寒冷療法用カテーテルの遠端部の断面図を示している。
【図５】図１の寒冷療法用カテーテル用の低温流体供給システムの分解断面図である。
【図６】図１のカテーテルの自動流体遮断機構の動作を図示する機能流れ図である。
【図７】図１の寒冷療法用カテーテル用のハンドルと取り外し可能エネルギパックを図示している。
【図７Ａ】図１の寒冷療法用カテーテル用のハンドルと取り外し可能エネルギパックを図示している。
【図８】本発明の原理に基づいて構成された寒冷療法用カテーテルの別実施例を図示している。
【図９Ａ】本発明の原理に基づいて構成された別の寒冷療法用カテーテルの遠端部と近端部の断面図を示している。
【図９Ｂ】本発明の原理に基づいて構成された別の寒冷療法用カテーテルの遠端部と近端部の断面図を示している。
【図１０】図９Ａ中の１０−１０線に沿ったカテーテルの別の断面図である。
【図１１Ａ】寒冷療法用カテーテルを抹消動脈に使用するための方法を略示している。
【図１１Ｂ】寒冷療法用カテーテルを抹消動脈に使用するための方法を略示している。
【図１１Ｃ】寒冷療法用カテーテルを抹消動脈に使用するための方法を略示している。
【図１２】本発明の原理に基づく別の寒冷療法／血管形成術用バルーンカテーテルシステムを略示している。
【図６】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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